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基于GPS時(shí)鐘的打鈴儀設計
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時(shí)間：2009-11-17
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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本設計方案是利用GPS接收電路接收解調GPS信號，從中提取時(shí)間信號作為打鈴儀的時(shí)間基準。因GPS信號中的時(shí)間是由銫原子鐘產(chǎn)生的，時(shí)間精度極高，故而可使打鈴儀的計時(shí)精度很高，計時(shí)誤差遠小于1 s。GPS接收電路如圖2所示，由GPS天線(xiàn)和GPS模塊組成。
GPS天線(xiàn)將1 575．42 MHz的高頻信號接收下來(lái)，送往GPS模塊進(jìn)行低噪聲放大、變頻轉換為中頻信號；中頻信號經(jīng)采樣、量化后，轉換為數字中頻信號；數字中頻信號進(jìn)入相關(guān)通道，經(jīng)過(guò)處理后，解譯出導航電文；GPS模塊內微處理器接收導航電文數據，并進(jìn)行相應處理后串行輸出定位、時(shí)間、速度等信息。
GPS模塊采用GS-312。該模塊內的基帶處理采用SiRF公司的Star III架構芯片組。該芯片組配備20萬(wàn)個(gè)相關(guān)器，具有-159 dBm的接收靈敏度，且功耗低。該模塊的各個(gè)引腳功能如表1所列。
GS-312的8腳應當外接電池。如不接電池，當系統主電源斷電后重新上電時(shí)，GS-312為冷啟動(dòng)，其初次接收GPS信號并成功輸出定位時(shí)間信息最長(cháng)時(shí)間達42 s；若接上電池，當系統主電源斷電后重新上電時(shí)，GPS模塊為熱啟動(dòng)，其初次接收GPS信號并成功輸出定位時(shí)間信息僅需1 s。
在某些使用場(chǎng)合，GPS天線(xiàn)與系統線(xiàn)路板之間距離較遠才能較好地接收到GPS信號，故而采用RS422標準進(jìn)行較遠距離的GPS解調輸出信號的傳送。電路如圖2所示，在具體工程中將IC2和GPS模塊單獨制作成室外單元，通過(guò)八芯電纜與室內主電路的IC1及電源相連。RS422是EIA推薦的“平衡式電壓數字接口電路的電氣特性標準”。該標準是為改善RS-232C且與RS-232C兼容而制定的。它的特點(diǎn)是采用平衡傳送，差分接收方式。其中發(fā)送接收一個(gè)信號均用兩條線(xiàn)，而完全不使用信號地，且數據傳送更遠，抗干擾能力更強。Maxim公司的MAX488收發(fā)器芯片滿(mǎn)足RS-232、RS-422、RS-485通信標準，該芯片內含有1個(gè)驅動(dòng)器和1個(gè)接收器，同時(shí)具有低功耗、單+5 V供電、驅動(dòng)器過(guò)載保護、無(wú)需外接元件等特點(diǎn)，其共模輸入電壓范圍為-7～+12 V，因而應用廣泛。MAX488的引腳功能如表2所列。
MAX488通過(guò)傳輸線(xiàn)驅動(dòng)器把邏輯電平轉換為電位差信號以完成初始端的信息傳送，而通過(guò)傳輸線(xiàn)接收器把電位差轉換為邏輯電平實(shí)現終端的信息接收，該傳輸形式能提高系統的抗干擾能力以及傳輸距離。圖2中IC1的驅動(dòng)器反相輸出端(6Z)和非反相輸出端(5Y)接到IC2接收器反相輸入端(7B)和非反相輸入端(8A)，而把IC1的接收器反相輸入端(7B)和非反相輸入端(8A)接到IC2的驅動(dòng)器反相輸出端(6Z)和非反相輸出端(5Y)，從而構成一個(gè)較遠距離的全雙工通信。該電路的通信速率最高可達0．25 Mbps，經(jīng)實(shí)驗可靠通信距離可達20 m以上。
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