一種基于Teseo II的汽車(chē)導航系統設計

TeseoII是針對多衛星導航系統開(kāi)發(fā)的單芯片IC系列(STA8088)。除GPS與伽利略衛星信號外，這些IC還能處理格洛納斯(全球衛星導航系統)的數據。這些參考設計涵蓋各種不同的GPS、伽利略與格洛納斯組合，在1569至1607MHz范圍符合L1/E1標準。由于格洛納斯所用衛星數量相對較多，從而顯著(zhù)提高了導航性能，尤其適用于大城市中狹窄街道等不利環(huán)境。 　　格洛納斯使用一個(gè)邊頻帶，與GPS和伽利略均不相同。不僅如此，為STA8088GA所開(kāi)發(fā)的參照設計需要處理第一個(gè)中間級以下的整個(gè)相關(guān)射頻范圍。為此，輸入電路在外部LNA(低噪放大器)之后，使用了愛(ài)普科斯聲表面波濾波器(B39162B3913U410)。將它用在第一級是為了抑制來(lái)自其它源(如GSM、WiFi、UMTS或BT)的信號。 最后，將格洛納斯信號與GPS和伽利略信號分離并調制為中間頻率。這樣就可用更少的元件來(lái)處理所有信號，從而降低成本。 　　 集成式LNA同時(shí)用于兩個(gè)路徑，從芯片單獨接出。這樣就可以使用不同的聲表面波(SAW)濾波器設計與布局。信號通過(guò)第二個(gè)愛(ài)普科斯聲表面波濾波器(B39162B3913U410)時(shí)，被饋送至射頻放大器與混合器，進(jìn)而形成中間頻率。

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圖1：使用TeseoII芯片的汽車(chē)導航系統的參照設計 　　 除使用兩個(gè)EPCOS(愛(ài)普科斯)聲表面波濾波器外，還使用了TDK的19個(gè)積層壓敏電阻(MLCC)與3個(gè)電感器。 　　 此處所用聲表面波濾波器為堅固的陶瓷封裝，尺寸為3×3×1.1mm3，符合汽車(chē)工業(yè)標準AEC-Q200，其工作溫度范圍極寬(-45℃至125℃)。濾波器帶寬為56MHz，匹配網(wǎng)絡(luò )設計為50Ω。TDK的積層壓敏電阻與電感器也符合AEC-Q200標準。這種類(lèi)型的參考設計適用于汽車(chē)導航設備，不僅能夠完成傳統的導航任務(wù)，還可完成遠程信息處理。由于精度高，同樣適用于與安全相關(guān)的應用，如eCall、bCall或輔助駕駛系統。 　　STMicroelectronics還使用TeseoII系列的另一款芯片(STA8088FG)為消費電子與工業(yè)電子開(kāi)發(fā)了一套導航系統。該參考設計僅使用一個(gè)愛(ài)普科斯聲表面波濾波器：接在IC的LNA輸出與射頻放大器之間。此處所用愛(ài)普科斯B39163B4310P810濾波器使用愛(ài)普科斯CSSP技術(shù)(芯片級SAW封裝)制造。該封裝技術(shù)可實(shí)現高度小型化，因而該濾波器的尺寸只有1.4×1.0×0.4mm3。除尺寸緊湊外，該元件還具有出色的電氣特性，插入損耗只有1dB。該具備嚴密密封封裝的濾波器符合AEC-Q200標準。其帶寬為34.37MHz，工作溫度范圍為-40℃至85℃。 　　 STMicroelectronics針對這兩種參考設計在全球進(jìn)行了大量測試，以驗證同時(shí)使用多個(gè)衛星導航系統的優(yōu)勢。 　　 圖2為在東京城市峽谷進(jìn)行的一項測試。測試表明同時(shí)使用GPS與格洛納斯信號位置的數據精度得到了顯著(zhù)提高。在達拉斯進(jìn)行的一項測試中，對新的STMicroelectronics設計與一款只使用GPS的同類(lèi)競爭產(chǎn)品進(jìn)行了對比。這項測試同樣表明多導航系統所具有的明顯優(yōu)勢。

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圖2：同時(shí)使用GPS與格洛納斯信號的位置數據更好 　　TeseoII、GPS與格洛納斯(紅線(xiàn))位置數明顯比僅從TeseoII與GPS獲得的數據更精確。