定位授時(shí)設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出了一種定位授時(shí)設(shè)備，包括：衛(wèi)星接收機(jī)與衛(wèi)星天線(xiàn)相連；電源濾波器輸入端接入市電；AC/DC電源模塊的輸入端與電源濾波器的輸出端相連，電源模塊的輸出端與控制模塊相連；控制模塊包括：電源轉(zhuǎn)換單元、串口服務(wù)器單元、中控單元、驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元和光電隔離單元；衛(wèi)星接收機(jī)、電源濾波器、AC/DC電源模塊和控制模塊均位于機(jī)箱內(nèi)。本實(shí)用新型在電路設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上充分考慮了設(shè)備的電磁兼容性和環(huán)境適應(yīng)性，更好地滿(mǎn)足車(chē)載和船載的實(shí)際使用工況。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
定位授時(shí)設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及定位授時(shí)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種定位授時(shí)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]大部分車(chē)載/船載定位授時(shí)終端采用普通的授時(shí)導(dǎo)航接收機(jī)，在電磁兼容性和環(huán)境適應(yīng)性方面做得不到位。
[0003]專(zhuān)利CN102156289A公開(kāi)了一種北斗衛(wèi)星與GPS衛(wèi)星雙模定位授時(shí)型接收機(jī)，CN103513259A公開(kāi)了一種雙模定位授時(shí)系統(tǒng)，這兩個(gè)專(zhuān)利均未提及產(chǎn)品在電磁兼容性和環(huán)境適應(yīng)性上的考慮。在海洋上，風(fēng)、浪、流和水深等因素直接影響著設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性，高鹽度、高溫和高濕度環(huán)境使艦船設(shè)備遭受?chē)?yán)重的腐蝕。
[0004]現(xiàn)代艦船或雷達(dá)車(chē)除了受雷電的影響以外，艦船上或雷達(dá)車(chē)上列裝了眾多天線(xiàn)和電子設(shè)備，也導(dǎo)致了電磁環(huán)境的日益惡劣，因此，普通的定位授時(shí)終端一般難以滿(mǎn)足艦船和雷達(dá)車(chē)的使用環(huán)境要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0006]為此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種定位授時(shí)設(shè)備，在電路設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上充分考慮了設(shè)備的電磁兼容性和環(huán)境適應(yīng)，更好地滿(mǎn)足車(chē)載和船載的實(shí)際使用工況。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種定位授時(shí)設(shè)備，包括:衛(wèi)星接收機(jī)，所述衛(wèi)星接收機(jī)與衛(wèi)星天線(xiàn)相連；電源濾波器，所述電源濾波器的輸入端接入市電;AC/DC電源模塊，所述AC/DC電源模塊的輸入端與所述電源濾波器的輸出端相連，所述AC/DC電源模塊將所述電源濾波器輸出的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào);控制模塊，所述控制模塊包括:電源轉(zhuǎn)換單元、串口服務(wù)器單元、中控單元、驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元和光電隔離單元，其中，所述電源轉(zhuǎn)換單元的輸入端AC/DC電源模塊相連，用于將來(lái)自所述AC/DC電源模塊的直流電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換為所述控制模塊和所述衛(wèi)星接收機(jī)所需的直流電壓，所述中控單元與所述衛(wèi)星接收機(jī)雙向通信，所述中控單元的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元的輸入端相連，所述驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元的輸出端與所述光電隔離單元和串口服務(wù)器單元的輸入端相連，所述光電隔離單元和所述串口服務(wù)器單元的分別與外部的計(jì)算機(jī)的串口和網(wǎng)口相連;機(jī)箱，所述衛(wèi)星接收機(jī)、所述電源濾波器、所述AC/DC電源模塊和所述控制模塊均位于所述機(jī)箱內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步，所述衛(wèi)星接收機(jī)為北斗/GPS衛(wèi)星接收機(jī)。
[0009]進(jìn)一步，所述電源濾波器采用軍用單相電源濾波器。
[0010]進(jìn)一步，所述電源濾波器的輸入端靠近所述機(jī)箱的后面板輸入端，所述電源濾波器與所述機(jī)箱實(shí)現(xiàn)面導(dǎo)電接觸。
[0011]進(jìn)一步，所述中控單元采用數(shù)字信號(hào)處理DSP處理器。
[0012]進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接所述中控單元，以將來(lái)自所述中控單元的秒脈沖PPS信號(hào)分為T(mén)TL電平信號(hào)和RS422電平信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接所述光電隔離單元和所述串口服務(wù)器單元，所述光電隔離單元對(duì)將所述衛(wèi)星接收機(jī)、控制模塊與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊接口和秒脈沖PPS信號(hào)進(jìn)行物理隔離。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的定位授時(shí)設(shè)備，具有以下有益效果:
[0014](I)采用電源濾波器，提高了產(chǎn)品抗電源線(xiàn)傳導(dǎo)發(fā)射的能力，避免電源線(xiàn)上的干擾進(jìn)入設(shè)備對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不良影響，使產(chǎn)品滿(mǎn)足傳導(dǎo)敏感度的要求；
[0015](2)采用了光電隔離單元，避免了產(chǎn)品與外界信號(hào)的串?dāng)_和相互影響；
[0016](3)從元器件選擇、濾波設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和隔離設(shè)計(jì)方面采取了相應(yīng)措施，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力，并通過(guò)了相應(yīng)的電磁兼容性試驗(yàn)，可滿(mǎn)足現(xiàn)代艦船或雷達(dá)車(chē)的使用環(huán)境要求；
[0017]本實(shí)用新型在電路設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上充分考慮了設(shè)備的電磁兼容性和環(huán)境適應(yīng)，更好地滿(mǎn)足車(chē)載和船載的實(shí)際使用工況。
[0018]本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0019]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0020]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的定位授時(shí)設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；
[0021 ]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的控制模塊的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0023]本實(shí)用新型提供一種定位授時(shí)設(shè)備，可以較好的電磁兼容性和環(huán)境適應(yīng)性，適用于車(chē)載或艦載應(yīng)用的定位授時(shí)設(shè)備。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的定位授時(shí)設(shè)備，包括:衛(wèi)星接收機(jī)1、電源濾波器
2、AC/DC電源模塊3、控制模塊4和機(jī)箱5。其中，衛(wèi)星接收機(jī)、電源濾波器、AC/DC電源模塊和控制模塊均位于機(jī)箱內(nèi)。
[0025]具體地，衛(wèi)星接收機(jī)I與衛(wèi)星天線(xiàn)相連。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，衛(wèi)星接收機(jī)I為北斗衛(wèi)星接收機(jī)I或GPS衛(wèi)星接收機(jī)I，用于提供時(shí)間、位置和速度信息，數(shù)據(jù)更新率可達(dá)10Hz，輸出秒脈沖PPS信號(hào)，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)口數(shù)據(jù)通信可進(jìn)行北斗和GPS系統(tǒng)之間的切換。
[0026]由于電源的電磁兼容性設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，為了抑制電源的EMI(Electro Magnetic Interference，電磁干擾)，本實(shí)用新型采用電源濾波器2。其中，電源濾波器2的輸入端接入220V市電。
[0027]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，電源濾波器2可以為采用軍用單相電源濾波器2，例如型號(hào)為MS10-1AW的軍用單相電源濾波器2，防止電源線(xiàn)上的干擾進(jìn)入設(shè)備對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不良影響，使設(shè)備滿(mǎn)足傳導(dǎo)敏感度的要求，又能防止設(shè)備本身產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)入電源線(xiàn)。
[0028]優(yōu)選的，將電源濾波器2輸入端靠近后面板輸入端，使電源濾波器2輸入端在機(jī)箱5內(nèi)走線(xiàn)盡可能短，避免過(guò)長(zhǎng)走線(xiàn)在機(jī)箱5內(nèi)部成為高效的發(fā)射天線(xiàn)通過(guò)空間耦合到濾波器輸出端，進(jìn)而大大降低濾波器對(duì)噪聲的衰減。并且，將電源濾波器2的輸入端與輸出端的距離設(shè)置的盡可能遠(yuǎn)，以避免距離過(guò)近導(dǎo)致的空間耦合。此外，將電源將濾波器與機(jī)箱5實(shí)現(xiàn)面導(dǎo)電接觸，從而保證濾波器可靠接地。
[0029]通過(guò)上述對(duì)電源濾波器2的設(shè)計(jì)，可顯著降低交流電源的高/低頻噪聲，提高電路的抗干擾能力，解決系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的EMC(電磁兼容)和EMI(電磁干擾)問(wèn)題。
[0030]AC/DC電源模塊3的輸入端與電源濾波器2的輸出端相連，AC/DC電源模塊3的輸出端與控制模塊4相連。AC/DC電源模塊3可以將電源濾波器輸出的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)，并將直流電壓信號(hào)提供給控制模塊4。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，AC/DC電源模塊3將輸入交流220V電源轉(zhuǎn)換成直流12V電壓，用于給整個(gè)設(shè)備進(jìn)行供電。
[0031]在元器件選擇中，控制模塊4選用高浪涌電壓電容器、低電流和電壓噪聲的電阻器、低帶內(nèi)敏感度的模擬器件和數(shù)字器件等。
[0032]如圖2所示，控制模塊4包括:串口服務(wù)器單元41、中控單元42、驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元43、光電隔離單元44和電源轉(zhuǎn)換單元45。
[0033]具體地，電源轉(zhuǎn)換單元45的輸入端與AC/DC電源模塊3相連，將AC/DC電源模塊3輸出的直流12V電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成衛(wèi)星接收機(jī)I所需的3.3VDC和控制模塊4所需的5VDC及3.3VDCo
[0034]中控單元42與衛(wèi)星接收機(jī)I實(shí)現(xiàn)雙向通信，一方面向衛(wèi)星接收機(jī)I發(fā)送配置指令。另一方面，中控單元42接收來(lái)自衛(wèi)星接收機(jī)I的時(shí)間、位置和速度等信息，進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理分析。
[0035]并且，中控單元42的輸出端與驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元43的輸入端相連，驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元43的輸出端與光電隔離單元44和串口服務(wù)器單元41的輸入端相連，光電隔離單元44和串口服務(wù)器單元41的分別與外部的計(jì)算機(jī)的串口和網(wǎng)口相連。
[0036]中控單元42通過(guò)外部串口或網(wǎng)口接收外部模式切換指令和設(shè)置指令，同時(shí)接收衛(wèi)星接收機(jī)I輸出的時(shí)間、位置和原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換成客戶(hù)指定的數(shù)據(jù)協(xié)議，通過(guò)串口或網(wǎng)口輸出給用戶(hù)端設(shè)備，并驅(qū)動(dòng)外部北斗和GPS狀態(tài)指示燈。
[0037]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，中控單元42采用數(shù)字信號(hào)處理DSP處理器。優(yōu)選的，中控單元42選用TI公司的TMS320F28335GF芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和指示燈驅(qū)動(dòng)。
[0038]驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元43的輸入端連接中控單元42，以將來(lái)自衛(wèi)星接收機(jī)I發(fā)送給中控單元42，由中控單元42進(jìn)一步發(fā)送給驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元43的秒脈沖PPS信號(hào)分為:一路TTL電平信號(hào)和一路RS422電平信號(hào)。驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元43的輸出端連接光電隔離單元44和串口服務(wù)器單元41。
[0039]并且，驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元43將中控單元42的電平轉(zhuǎn)換成前面板指示燈驅(qū)動(dòng)電平，將衛(wèi)星接收機(jī)I數(shù)據(jù)接口電平由TTL轉(zhuǎn)換成RS232或RS422電平。
[0040]串口服務(wù)器單元41將來(lái)自中控單元42的TTL電平轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議，供用戶(hù)端設(shè)備使用。
[0041]光電隔離單元44對(duì)將衛(wèi)星接收機(jī)1、控制模塊4與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊接口和秒脈沖PPS信號(hào)進(jìn)行物理隔離，以保護(hù)衛(wèi)星接收機(jī)I和中控單元42，避免外部信號(hào)串?dāng)_和影響，同時(shí)避免設(shè)備本身對(duì)客戶(hù)端設(shè)備造成的干擾。
[0042]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，光電隔離單元44采用MINMAX公司的MAW01-12S05電源模塊和AD公司的ADUM1200芯片進(jìn)行電源和信號(hào)隔離。
[0043]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的定位授時(shí)設(shè)備，具有以下有益效果:
[0044](I)采用電源濾波器，提高了產(chǎn)品抗電源線(xiàn)傳導(dǎo)發(fā)射的能力，避免電源線(xiàn)上的干擾進(jìn)入設(shè)備對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不良影響，使產(chǎn)品滿(mǎn)足傳導(dǎo)敏感度的要求；
[0045](2)采用了光電隔離單元，避免了產(chǎn)品與外界信號(hào)的串?dāng)_和相互影響；
[0046](3)從元器件選擇、濾波設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和隔離設(shè)計(jì)方面采取了相應(yīng)措施，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力，并通過(guò)了相應(yīng)的電磁兼容性試驗(yàn)，可滿(mǎn)足現(xiàn)代艦船或雷達(dá)車(chē)的使用環(huán)境要求；
[0047]本實(shí)用新型在電路設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上充分考慮了設(shè)備的電磁兼容性和環(huán)境適應(yīng)，更好地滿(mǎn)足車(chē)載和船載的實(shí)際使用工況。
[0048]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0049]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種定位授時(shí)設(shè)備，其特征在于，包括: 衛(wèi)星接收機(jī)，所述衛(wèi)星接收機(jī)與衛(wèi)星天線(xiàn)相連； 電源濾波器，所述電源濾波器的輸入端接入市電； AC/DC電源模塊，所述AC/DC電源模塊的輸入端與所述電源濾波器的輸出端相連，所述AC/DC電源模塊將所述電源濾波器輸出的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)； 控制模塊，所述控制模塊包括:電源轉(zhuǎn)換單元、串口服務(wù)器單元、中控單元、驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元和光電隔離單元，其中，所述電源轉(zhuǎn)換單元單元的輸入端與所述AC/DC電源模塊相連，用于將來(lái)自所述AC/DC電源模塊的直流電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換為所述控制模塊和所述衛(wèi)星接收機(jī)所需的直流電壓，所述中控單元與所述衛(wèi)星接收機(jī)雙向通信，所述中控單元的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元的輸入端相連，所述驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元的輸出端與所述光電隔離單元和串口服務(wù)器單元的輸入端相連，所述光電隔離單元和所述串口服務(wù)器單元的分別與外部的計(jì)算機(jī)的串口和網(wǎng)口相連； 機(jī)箱，所述衛(wèi)星接收機(jī)、所述電源濾波器、所述AC/DC電源模塊和所述控制模塊均位于所述機(jī)箱內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的定位授時(shí)設(shè)備，其特征在于，所述衛(wèi)星接收機(jī)為北斗衛(wèi)星接收機(jī)或GPS衛(wèi)星接收機(jī)。3.如權(quán)利要求1所述的定位授時(shí)設(shè)備，其特征在于，所述電源濾波器采用軍用單相電源濾波器。4.如權(quán)利要求3所述的定位授時(shí)設(shè)備，其特征在于，所述電源濾波器的輸入端靠近所述機(jī)箱的后面板輸入端，所述電源濾波器與所述機(jī)箱實(shí)現(xiàn)面導(dǎo)電接觸。5.如權(quán)利要求1所述的定位授時(shí)設(shè)備，其特征在于，所述中控單元采用數(shù)字信號(hào)處理DSP處理器。6.如權(quán)利要求1所述的定位授時(shí)設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接所述中控單元，以將來(lái)自所述中控單元的秒脈沖PPS信號(hào)分為T(mén)TL電平信號(hào)和RS422電平信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)及電平轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接所述光電隔離單元和所述串口服務(wù)器單元，所述光電隔離單元對(duì)將所述衛(wèi)星接收機(jī)、控制模塊與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊接口和秒脈沖PPS信號(hào)進(jìn)行物理隔離。
【文檔編號(hào)】G04R20/04GK205679765SQ201620607643
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日 公開(kāi)號(hào)201620607643.7, CN 201620607643, CN 205679765 U, CN 205679765U, CN-U-205679765, CN201620607643, CN201620607643.7, CN205679765 U, CN205679765U
【發(fā)明人】姜楠
【申請(qǐng)人】北京七維航測(cè)科技股份有限公司