UBX-G7020原理图PCB设计经验分享

【前言】

大家好，这是一个月的最后一个星期gps芯片工作原理，时间到了〜去年夏至，但是Ti叔叔的一面在许多夏至都失败了，温度变化太快了gps芯片工作原理，大家都注意穿衣服〜

今天，泰坦叔叔将为您介绍定位芯片UBX-G7020，它是U-blox开发的第七代GPS / GNSS芯片. 首先介绍U-blox. U-blox是一家成立于上世纪末的瑞士技术公司. 它主要专注于GPS芯片. 首先，它主要为Atmel提供GPS接收算法，然后逐渐涉足芯片设计领域. 该芯片被封装为模块，在欧洲车载GPS市场上取得了不错的成绩. 迄今为止，就功耗，数据刷新频率和接收灵敏度而言，U-blox一直是全球GPS定位芯片设计领域的领导者. 这是该行业的基准.

该芯片UBX-G7020是U-blox公司的第七代GPS / GNSS芯片. 它具有极高的精度，设备很少，可以支持小批量产品设计，并且功耗低，灵敏度高. 此外，该芯片还支持各种导航系统，例如GPS，GLONASS，Galileo和QZSS. 顺便说一句，这里最常听到的GPS中文名称是全球定位系统，这是美国开发的卫星定位系统. ; GLONASS的中文名称是Glonas，这是为开发的卫星定位系统； QZSS的中文名称是由日本开发的准天顶卫星系统； Galileo是由欧盟开发和建立的卫星定位系统；和中国卫星定位系统是北斗〜

UBX-G7020的基带子系统集成了Cortex-M3作为CPU和固件所需的存储空间. u-blox 7包含一个看门狗定时器，可以防止软件被锁定为死锁. 系统已锁定. 在正常操作期间，固件会定期重置看门狗的内部计数器，直到定时器溢出为止. 以下是该芯片的内部功能框图:

[硬件电路设计]

接下来，Ti大叔谈论芯片的硬件设计，并希望能帮助所有人进行设计〜（以下是Ti大叔的整体原理图和PCB）

1. 关于晶体振荡器的设计，该芯片需要一个26MHz的晶体振荡器源. 有两种设计方法. 一种是使用晶体（Crystal），但使用温度补偿晶体振荡器（TCXO）. 使用晶振方法时，只能在外部使用两个电容器. 该方法的优点是便宜并且可以减少功耗. 就稳定性而言，它不如TCXO稳定. TCXO可以通过温度补偿来维持晶振信号的稳定性，但是与此同时，功耗会相对增加，价格远远高于晶振. 您可以根据自己的需要进行设计. Ti叔叔在这里使用TCXO方法，并使用KDS的DSB221SDN模型. 在这里，您需要注意温度补偿晶体的1引脚. 不同的制造商和型号可能具有不同的处理方法，例如此处的DSB221SDN. 需要接地，并且某些制造商的引脚1可能空着（NC）. 此外，可以在外部设计32.768KHz RTC时钟，也可以通过26MHz晶体振荡器获得时钟. 当主电源电压出现故障时，备用电池已连接至V_BCKP，基带部分已关闭，但RTC仍将运行，从而将所有相关数据保存在备用电池中，从而可以快速启动热启动. 稍后实现. 如果不使用备用RAM或RTC，则不需要备用电池，应将V_BCKP连接到VDD_IO

2. 关于接收前端，芯片的LNA_IN是GPS信号输入端. 该芯片设计有一级LNA. 如果外部使用有源天线，则可以在简单的LC匹配后直接将其输入到LNA_IN引脚. 或添加一级SAW过滤器；如果使用无源天线，则在GPS天线信号的后端设计一个第一级外部LNA，添加一个第一级SAW滤波器，最后将其发送到芯片的LNA_IN引脚. 打开面板后，钛大叔已经对有源天线和无源天线的设计进行了验证，效果还可以. 外部LNA型号可以使用Maxim的MAX2659或国产的AT2659（与MAX2659引脚兼容，价格更便宜），SAW滤波器使用的型号为muRata（Murata）SAFEB1G57KE0F00R15，两种器件的体积都非常小，请注意引脚包装时的间距. 如果用手焊接，应将风量控制得尽可能小，以免吹走. 也要注意芯片的方向.

3. 关于接口，Ti叔叔在这里领导芯片的两个串行引脚和SAFEBOOT引脚. SAFEBOOT是安全模式引脚，主要用于生产测试；此外，泰坦叔叔还从外部控制1PPS引脚上的一个LED，该LED可用于在实际调试测试期间判断芯片的工作状态. 如果成功找到了搜索卫星，则LED将每秒闪烁一次. 如果经常变黑，则表明未成功找到LED. 在调试过程中，还发现如果持续打开，则可能是芯片焊接有问题.

4. 关于电源，V_DCDC，V_CORE和VDD_IO均采用3.3V设计. 没有设计外部备用电池，因此V_BCKP连接到VDD_IO. 板载LDO，钛金使用超低噪声LP5900，效果不错. 芯片启动电路将达到100mA. 选择LDO时，电流需要满足此参数.

5. 关于PCB的布局和布线，电路板主要关注天线引脚和芯片的LNA_IN引脚之间的电路. 可以通过SI9000模拟50Ω的布线. 该部分的信号线应尽可能短. 信号线的两侧在地面上开足够的孔；保持下方的地面尽可能完整，并且不要分开太多. 以下是钛叔叔的布局和接线. 您可以参考它. 其中，可以在矩形框部分增加金属屏蔽层，在更复杂的环境中可以一定程度减少外部干扰.

如果您的产品需要体积，可以使用以下天线（6x16x4mm）. 该天线实际上已经由Titanium验证. 在户外使用时效果仍然没有问题.

以下是Ti叔的设计源文件，仅供参考:

链接:

提取代码: mdot

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
https://www.pc-fly.com/a/shumachanpin/article-239754-1.html