Embed Size (px)
Citation preview
2009 г.
Приемник СН-4706
ТДЦК.434855.001
Рекомендации по применению
СН-4706 - Рекомендации по применению
2
1 Описание приемника СН-4706 1.1 Назначение и работа приемника СН-4706 Приемник СН-4706 предназначен для использования в интегрированных
навигационных системах в качестве датчика координат для определения текущих значений координат (широта, долгота, высота), вектора скорости потребителя, а также текущего времени по сигналам СНС ГЛОНАСС, GPS и SBAS в любой точке земного шара, в любой момент времени и независимо от метеоусловий.
Дополнительно к приемнику СН-4706 в комплект поставки могут быть включены:
• CD-диск (содержит: РЭ, демонстрационное ПО с руководством оператора, описание протокола обмена BINR);
• антенна В102 АПМА.464656.009 (с кабелем ВЧ). Приемник СН-4706 обеспечивает решение навигационной задачи при работе с
активной антенной GPS\ГЛОНАСС, имеющей в полосе 1570-1610 МГц: • коэффициент передачи 20±3 дБ (с учетом затухания в антенном кабеле); • коэффициент шума не более 2,0 дБ; • КСВН выхода не более 2.
Внешний вид приемника СН-4706 показан на рисунке 1.
Рисунок 1 – Внешний вид приемника СН-4706 со стороны экрана.
СН-4706 - Рекомендации по применению
3
1.2 Конструкция приемника СН-4706 Приемник СН-4706 выполнен в виде безвыводного модуля для поверхностного
монтажа и предназначен для автоматизированного монтажа пайкой на печатную плату (ПП) пользователя (в навигационной аппаратуре потребителей).
Основанием модуля служит ПП размером 35х35х1,0 мм со сформированными на нижней и 4 боковых сторонах ПП контактными площадками (по типу LCC/QFN корпуса). Сверху на ПП основания модуля установлен металлический экран высотой 6 мм, состоящий из двух частей: припаянной к основанию модуля обечайки и снимаемой крышки.
Габаритные и установочные размеры приемника СН-4706 приведены на рисунке 2.
Рисунок 2 - Габаритные и установочные размеры приемника СН-4706 (все размеры в мм)
СН-4706 - Рекомендации по применению
4
Расположение и присоединительные размеры контактных площадок (КП) приемника СН-4706 приведены на рисунке 3.
Примечание – Необходимо обеспечить отсутствие токопроводящих
поверхностей, включая незащищенные паяльной маской КП переходных отверстий, под приемником СН-4706. Наилучшим вариантом считается размещение под приемником СН-4706 защищенного паяльной маской полигона, соединенного переходными отверстиями со слоем «земли» ПП.
Рисунок 3 – Расположение и присоединительные размеры КП приемника СН-4706
(вид снизу).
СН-4706 - Рекомендации по применению
5
2 Назначение КП приемника СН-4706 КП приемника СН-4706 служат для:
- подключения питающего напряжения на цифровой вычислитель приемника; - подключения питающего напряжения на ВЧ-часть и генераторы приемника; - подключения резервного питания на часы реального времени (RTC); - подключения ВЧ-сигнала (от активной антенны); - подключения питания внешней активной антенны; - выдачи/приема информации потребителям и приема дифференциальных сообщений по
двум каналам RS-232 (нуль модем); - выдачи сигналов метки времени (аппаратной и программной); - задания режимов работы и контроля состояния приемника (8 портов GPIO); - подключения внешнего сигнала перезапуска приемника (RESET).
Подключение к КП приемника СН-4706 производится в соответствии с рекомендациями, приведенными ниже. Назначение КП приемника СН-4706 приведено в таблице 2.
2.1 Питание Питание приемника СН-4706 осуществляется от внешнего источника питания
постоянного тока напряжением от 3,0 до 3,6 В, уровень пульсации по напряжению должен быть не более 50 мВ.
Напряжение питания подается на КП приемника СН-4706:
- «VCCD» (№3 и №4) для цифрового вычислителя приемника;
- «VCCA» (№20 и №21) для ВЧ-части и генераторов приемника. Примечание - Рекомендуется устанавливать в непосредственной близости к: 1) каждому входу питания фильтрующий конденсатор 0402 – 33 пФ (04025A330J
ф.AVX-KYOCERA). 2) входам питания танталовый конденсатор номинальной емкостью от 15 до
47 мкФ (из расчета не менее одного конденсатора на 2 КП входов питания).
Резервное напряжение питания 1,5 - 3,0 В часов реального времени (RTC) подается на КП «VBAT» (№24), ток потребления в автономном режиме составляет ~ 0,5 мкА. Питание RTC необходимо для обеспечения режима «теплого» старта приемника СН-4706.
2.2 ВЧ-сигнал ВЧ-сигнал от антенны подводится на КП «RF» (№40). При установке приемника
СН-4706 на ПП, для подачи ВЧ-сигнала от разъема антенны на КП «RF» необходимо использовать микрополосковую или симметричную (50 Ом) линию.
Примечание - Рекомендуется устанавливать на ПП ВЧ-разъем для подключения
антенны как можно ближе к КП «RF» (№40) приемника СН-4706 (желательно, не более 5-7 мм от КП).
СН-4706 - Рекомендации по применению
6
2.3 Антенна Питание антенны осуществляется от внешнего источника питания постоянного
тока напряжением 1,5 - 5,5 В (ток потребления не более 100 мА). Питание антенны подается на КП «VANT» (№1) приемника СН-4706. Напряжение питания и ток потребления определяется типом используемой антенны.
Примечание - 1. В схеме подключения к приемнику питания антенны
рекомендуется предусматривать защиту по питанию антенны (например, самовосстанавливающийся предохранитель) от короткого замыкания (например, случайного или предумышленного замыкания оплетки и центральной жилы в антенном кабеле).
2. Питание антенны может быть подключено непосредственно к антенне через LC-фильтр (0402 – 47 нГн и 0402 – 33 пФ параллельно с 0402 – 1,0 мкФ, ф. Murata). В этом случае, подавать питание на КП «VANT» приемника не требуется
2.4 Интерфейс RS-232 Сигнальные линии интерфейсов RS-232 потребителя подключаются к КП:
- «ТХ1» (№15) передатчика и «RX1» (№18) приемника первого порта RS-232 (уровень 2,1 В КМОП);
- «ТХ2» (№16) передатчика и «RX2» (№17) приемника второго порта RS-232 (уровень 2,1 В КМОП).
Примечание - Порты RS-232 при условии применения внешнего драйвера портов
(например, м/с ADM3202ARU ф.Analog Devices) способны обеспечить стыковку приемника с ПЭВМ и другими внешними устройствами.
2.5 Секундная метка Вход сигнала метки времени с частотой 1 Гц потребителя подключается к:
• КП «НS_OUT» (№27) приемника СН-4706, на которую подается сигнал аппаратной секундной метки;
• КП «1S_OUT» (№25) приемника СН-4706, на которую подается сигнал программной метки времени (задается при конфигурировании, по умолчанию – секундная метка):
o секундная метка времени – жестко привязана к внутренней шкале приемника;
o интервальная метка времени – с программно управляемым смещением относительно аппаратной метки времени.
Примечание – По умолчанию на КП «1S_OUT» (№25) выводится аппаратная
метка времени.
СН-4706 - Рекомендации по применению
7
Характеристики секундной программной метки времени: - уровень – 2,1 В КМОП; - частота – 1 Гц; - истинное значение времени соответствует переднему или заднему фронту
импульса (устанавливается по протоколу BINR); - длительность импульса – от 25 нс до 1,6 мс с дискретностью 25 нс; - синхронизация по шкале GPS, ГЛОНАСС, UTC или UTC SU; - точность синхронизации – ±25 нс (без учета задержки в антенном кабеле); - оцифровка секундной программной метки времени выдается в пакете 72h
протокола BINR.
Характеристики интервальной программной метки времени: - уровень – 2,1 В КМОП; - частота – 1, 2, 5 Гц (соответствует частоте решения навигационной задачи, по
умолчанию – 1 Гц); - синхронизация по шкале UTС; - точность синхронизации – 1 мс; - истинное значение времени соответствует переднему или заднему фронту
импульса (по умолчанию – по переднему фронту импульса); - длительность импульса – от 2 5 нс до 1 ,6 мс с дискр етно стью 2 5 нс (по
умолчанию длительность 1 мс); - оцифровка интервальной программной секундной метки времени выдается в
пакетах 88,48,53h и тп. протокола BINR.
Временная диаграмма выходного импульса метки времени частотой 1 Гц («1PPS») (программной или аппаратной) и пакета 72h(53h) протокола BINR приведена на рисунке 4.
n – порядковый номер импульса метки времени «1PPS» и соответствующего
пакета протокола BINR Рисунок 4 - Временная диаграмма выходного импульса метки времени «1PPS»
2.6 Конфигурационные/контрольные порты КП «GPIO0-7» (№5-12) предназначены для задания начальной конфигурации
приемника СН-4706, управления режимами его работы и контроля состояния. Назначение выводов GPIO0-7 приведено в таблице 1.
1PPS(n) 1PPS(n+1)
n n+1
t
<20мс 20 мс 1PPS(n+2)
пакет 72h(53h) пакет 72h(53h)
СН-4706 - Рекомендации по применению
8
2.7 Сигнал внешнего перезапуска приемника Приемник имеет встроенный супервизор питания, который формирует сигнал
внутреннего перезапуска (сигнал СБРОС) цифрового вычислителя приемника длительностью 150 мс сразу после включения питания приемника.
При необходимости, сигнал внешнего перезапуска приемника подключается к КП «RESET» (№13) и позволяет произвести аппаратный перезапуск приемника СН-4706. Активным уровнем сигнала СБРОС является «лог. 0», при этом длительность внешнего сигнала СБРОС должна быть не менее 30 мс (суммарная длительность сигнала СБРОС составит, не менее: 150 +30 = 180 мс).
СН-4706 - Рекомендации по применению
9
Таблица 1 – Назначение конфигурационных выводов приемника СН-4706
(для версии не ниже 02.02 от 20/10/08)
GPIO (№КП)
Назначение Описание Примечание
2 - 0 ( 7 – 5 )
Конфигурация портов UART
P2 = 0, P1 = 0, P0 = 0 COM1 – 115200 NMEA COM2 – 115200 BINR P2 = 0, P1 = 0, P0 = 1 COM1 – 4800 NMEA COM2 – 19200 BINR P2 = 0, P1 = 1, P0 = 0 COM1 – 9600 NMEA COM2 – 19200 BINR P2 = 0, P1 = 1, P0 = 1 COM1 – 19200 NMEA COM2 – 19200 BINR P2 = 1, P1 = 0, P0 = 0 COM1 – 38400 NMEA COM2 – 38400 BINR
Подключить КП к: “0”- GND, “1”- VCC
3 ( 8 )
Режим работы версии ПО
0 – навигационная версия 1 – временнаянная версия
Подключить к GND
4 ( 9 )
Режим сохранения настроек приемника
0 – настройки не сохраняются 1 –сохраняются настройки:
• Тип СНС • Маска угла возвышения • Настройки МВ • Настройки НЗ • Маска угла возвышения • список предложений NMEA
Подключить КП к: “0”- GND, “1”- VCC
5 ( 10 )
Режим Тест / Работа
0 – режим ТЕСТ (для пультов) 1 – режим РАБОТА
Подключить к VCC
6 ( 11 )
РЕЗЕРВ - Подключить к GND
7 ( 12 )
Состояние приемника
0/1(2Гц) – нет решения (поиск) 0/1(1Гц) - есть решение
Выход PIO (2мА)
Примечание – 1. Необходимо все линии GPIO0 - 6 подключить непосредственно к
GND или VCC, в зависимости от требуемого режима работы модуля. 2. Неуказанные комбинации состояния GPIO0-2 приведут к настройкам:
COM1 – 115200 NMEA, COM2 – 115200 BINR.
3. Для отображения состояния приемника на вывод GPIO7 можно подключить светодиод.
СН-4706 - Рекомендации по применению
10
Таблица 2 – Назначение КП приемника СН-4706
№ КП Цепь Назначение 1 VANT* Напряжение питания антенны 2 GND ** Общий вывод (антенна) 3 VCCD Напряжение питания приемника (цифровая часть) 4 VCCD Напряжение питания приемника (цифровая часть) 5 GPIO0 Конфигурационный вход (см. табл.5) 6 GPIO1 Конфигурационный вход (см. табл.5) 7 GPIO2 Конфигурационный вход (см. табл.5) 8 GPIO3 Конфигурационный вход (см. табл.5) 9 GPIO4 Конфигурационный вход (см. табл.5) 10 GPIO5 Конфигурационный вход (см. табл.5) 11 GPIO6 Конфигурационный вход (см. табл.5) 12 GPIO7 Выход состояния приемника (см. табл.5) 13 RESET Вход сигнала СБРОС (актив. «лог. 0») 14 GND Общий вывод 15 TX1 Выход асинхронного последовательного порта UART1 16 TX2 Выход асинхронного последовательного порта UART2 17 RX2 Вход асинхронного последовательного порта UART2 18 RX1 Вход асинхронного последовательного порта UART1 19 GND Общий вывод 20 VCCA Напряжение питания приемника (аналоговая часть) 21 VCCA Напряжение питания приемника (аналоговая часть) 22 GND Общий вывод 23 GND Общий вывод 24 VBAT Напряжения питания RTC 25 1S_OUT Выход аппаратной/программной метки времени (2,1 В КМОП) 26 GND Общий вывод 27 HS_OUT Выход аппаратной метки времени (2,1 В КМОП) 28 GND Общий вывод 29 NC*** Резерв 30 NC*** Резерв 31 NC*** Резерв 32 GND Общий вывод 33 GND Общий вывод 34 GND Общий вывод 35 NC*** Не используются 36 NC*** Не используются 37 NC*** Не используются 38 NC*** Не используются 39 GND ** Общий вывод (антенна) 40 RF Вход ВЧ-сигнала
* Фильтрующий конденсатор (0402-33пФ) в цепи питания антенны должен быть подключен между КП №1 (VANT) и №2 («земляная» плоскость ВЧ-сигнала) ** «Земля» ВЧ-сигнала (подключается плоскостью, расположенной с двух сторон от микрополосковой 50 Ом линии ВЧ-сигнала) *** Not Connected – не подключать
СН-4706 - Рекомендации по применению
11
3 Рекомендуемые схемы подключения 3.1 Схема подключения приемника СН-4706 Ниже приведена рекомендуемая схема подключения приемника СН-4706 в режиме
определения навигационных параметров (обмен информацией по портам RS-232 со скоростью 115200 б/с), в которой: • м\с DA1 служит для задания и стабилизации уровня входного напряжения приемника; • м\с DA2 преобразует логические уровни интерфейсов RS-232 приемника (например, для подключения к ПК); • м\с DD1 и DD2 преобразуют секундную метку в сигналы интерфейса RS-485 (например, для передачи сигнала секундной метки на большие расстояния); • LC-фильтр (С19-L1-C21) служит для фильтрации помех по питанию аналоговой части приемника.
СН-4706 - Рекомендации по применению
12
Перечень элементов рекомендуемой схемы подключения приемника СН-4706:
Поз. обозначение Наименование Кол.
шт. Примечание
А1 Антенна В102 АПМА.464656.009 1 *
Конденсаторы
C1, C3..С8, C10..C12,
C13 0,1 мкФ 11
AVX - KYOCERA
C2, C9, C15, C16,
C17 47 мкФ 4
AVX - KYOCERA
C14, C18…C21 **
33 пФ (04025A330J) 4 AVX - KYOCERA
L1 Индуктивность BLM21AG102SN 1 MURATA
R1 Резистор 330 Oм 1 BOURNS Микросхемы
DA1 LT1086IM - 3.0 1 Linear Technology DA2 ADM3202ARU 1 Analog Device
DD1, DD2 MAX3490EESA 2 MAXIM DD3 Приемник СН-4706 ТДЦК.434855.001 1 НАВИС
VD1 Светодиод AL307 1 АЛ307ВМ Разъемы
X1 Вилка BH20 1 Бурый медведь X2, X3 Розетка DRB - 9FB 2 Бурый медведь
X4 Вилка BH20 1 Бурый медведь
S1 Тумблер 21136N 1 Бурый медведь
*Антенна, кабель ВЧ и/или ВЧ-переход (при необходимости), приемник – устанавливаются в соответствии с комплектом поставки, при этом необходимо учитывать указания раздела 1 настоящего РЭ ** Конденсаторы устанавливать в непосредственной близости к КП:
• № 1 – С14 • № 3, 4 – С18, С20 • № 20, 21 – С21
СН-4706 - Рекомендации по применению
13
3.2 Подключение антенны к приемнику СН-4706 1.5.3.1 На рисунке 5 приведены рекомендуемые схемы подключения антенны В102
к приемнику СН-4706, встроенному в аппаратуру потребителей. А1. Антенна В102 АПМА.464656.009 А2. ВЧ-разъем на ПП потребителя (например, MMCX-73415-1471 MOLEX) А3. Приемник СН-4706 1. ВЧ-переход с блочного ВЧ-разъема, установленного на корпусе аппаратуры
потребителей, на ответную часть ВЧ-разъема, установленного на ПП (ВЧ-разъем на ПП устанавливать по возможности ближе к приемнику СН-4706)
2. Расположение антенны В102 на отражающей поверхности увеличивает чувствительность приемника СН-4706 по СНС:
ГЛОНАСС ~ на 4дБ; GPS ~ на 2дБ. Оптимальные размеры металлической пластины – 90 х 90 мм. Уменьшение площади пластины до 80 х 80 мм снижает чувствительность приемника на 1 дБ по СНС ГЛОНАСС. Рисунок 5 – Рекомендуемая схема подключения антенны В102 к аппаратуре потребителей с установленным приемником СН-4706 Примечание – ВЧ-переход рекомендуется использовать только при
невозможности установки в аппаратуре потребителя соединителя на ПП для непосредственного подключения кабеля антенны.
Аппаратура потребителей
«RF» СН-4706
В102
А1
Аппаратура потребителей
«RF» СН-4706
В102
А1
А3
А2
ПП
А2
ПП
А3
1
СН-4706 - Рекомендации по применению
14
3.3. Общие рекомендации 3.3.1 Рекомендации по разработке электрической схемы подключения:
подключить все входы питания приемника СН-4706; устанавливать в непосредственной близости: 1) к каждому входу питания фильтрующий конденсатор 33 пФ типоразмера 0402 (04025A330J ф.AVX-KYOCERA):
КП № 1 – С14 (на ПП подключать к полигону «GND_RF» между КП №1и №2); КП № 3, 4 – С18, С20 (на ПП подключать к полигону «GND»); КП № 20, 21 – С21 (на ПП подключать к полигону «GND» между КП №20 и №19
и/или №21 и №22); 2) ко всем входам питания танталовый конденсатор номинальной емкостью от 15 до 47 мкФ (из расчета не менее одного конденсатора на 2 КП входов питания);
подключить конфигурационные входы GPIO0…GPIO6 непосредственно к цепям
«GND» или «VCC» в соответствии с табл.1; фильтрующие элементы в цепи питания антенны (например, конденсатор на входе
«VANT» приемника) подключать к цепи «GND_RF»; в цепи питания антенны предусматривать защиту от короткого замыкания
(например, самовосстанавливающийся предохранитель), для предотвращения повреждения приемника и антенны от случайного или предумышленного замыкания оплетки и центральной жилы в антенном кабеле.
3.3.2 Рекомендации по разработке топологии ПП
1) Посадочное место ВЧ-разъема на ПП необходимо устанавливать как можно ближе к КП «RF» (№40) приемника СН-4706 (желательно, не более 5-7 мм от КП).
2) На верхней стороне ПП (сторона установки приемника) «земляной» полигон ВЧ-
сигнала (цепь «GND_RF») должен объединять «земляные» выводы ВЧ–разъема с КП №2 и №39 приемника. Полигоны цепи «GND_RF» на верхней и нижней стороне ПП объединяются по периметру сквозными переходными отверстиями с шагом ~1 мм. В многослойной ПП – тоже самое на всех слоях ПП.
3) Полигон цепи «GND_RF» должен быть отделен зазором шириной ~ 0.5-1.0 мм
от полигона цепи «GND» на всех слоях ПП (при этом, полигоны «GND_RF» и «GND» не перекрываются).
4) На верхней стороне ПП (сторона установки приемника) полигон цепи «GND»
должен объединять все соответствующие КП приемника СН-4706. Полигоны цепи «GND» на верхней и нижней стороне ПП должны объединяться по контуру сквозными переходными отверстиями.
5) «Островки» полигона цепи «GND» на любом слое ПП должны присоединяться к
основному полигону цепи «GND» сквозными переходными отверстиями.
СН-4706 - Рекомендации по применению
15
Конфигурационные перемычки (для задания режимов работы)
Фильтрующие конденсаторы (по питанию приемника VCCD)
6) ПП должна быть покрыта защитной паяльной маской. На рисунке 6 показан пример топологии тестовой ПП для приемника СН-4706.
Фильтрующие конденсаторы (по питанию приемника VCCА)
LC-фильтр (по питанию приемника VCCA)
СН-4706 - Рекомендации по применению
16
Приложение 1
Изменения ПО приемника СН-4706
№ версии
Дата изменения Содержание изменений
02.03 Ноябрь 2008г. Текущая версия
03.01 Апрель 2009г. 1. Ввод режима однократных определений с частотой менее
1 Гц (режим пониженного энергопотребления - 0,45 Вт).
2. Установка по умолчанию формирования на КП «1S_OUT»
(№25) программной секундной метки времени 1PPS по
шкале UTC.
3. При установке «лог.1» на КП «GPIO 4» (№ 9)
дополнительно сохраняются настройки портов RS-232,
за исключением режима «OFF» (порт отключен).
4. Доработка протокола NMEA (добавление возможности
перезапуска приемника, приведение в соответствие со
стандартом префиксов предложений для GNSS
приёмников).
5. Уменьшение времени «теплого» старта в режиме
GPS+ГЛОНАСС.
СН-4706 - Рекомендации по применению
17
Приложение 2
Электромагнитная совместимость
Приемник СН-4706 обеспечивает поиск и слежение за сигналами КА ГЛОНАСС и GPS в присутствии гармонической помехи с уровнем мощности, приведенным на рисунках ниже, при уровне мощности полезного сигнала (на входе приемника СН-4706) равном минус 152 дБВт.
-140
-130
-120
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
1575 1580 1585 1590 1595 1600 1605 1610 1615 1620 1625МГц
дБВт
Помехозащищенность приемника в диапазоне L1 CНC ГЛОНАСС
-140
-130
-120
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
1540 1545 1550 1555 1560 1565 1570 1575 1580 1585 1590 1595 1600
МГц
дБВт
Помехозащищенность приемника в диапазоне L1 CНC GPS
СН-4706 - Рекомендации по применению
18
Закрытое акционерное общество
«Конструкторское бюро навигационных систем» (ЗАО «КБ НАВИС»)
• Юридический адрес: 115280, г. Москва, ул. Автозаводская, д. 23, корп.15
Реквизиты:
• Фактический адрес: г. Москва, Дмитровское шоссе, д.157, стр. 5 • Почтовый адрес: 127411, г. Москва, а/я 11 • ИНН 7725075060 • КПП 772501001 • ОКПО 44473627 • ОГРН 1027700456024 • http://www.navis.ru
Адрес центрального офиса: г. Москва, Дмитровское шоссе, д.157, стр. 5
Почтовый адрес: 127411, г. Москва, а/я 11
Телефон: +7 (495) 665-61-48, 737-76-74
Факс: +7 (495) 665-61-49, 665-61-52, 737-76-77
E-mail: [email protected]
• Телефон: +7 (495) 665-61-52
Отдел маркетинга:
• E-mail: [email protected]
• Телефон: +7 (495) 665-61-58 * 364
Отдел технической поддержки:
• E-mail: [email protected] , [email protected]
Как заказать
• Заявки принимаются по факсу +7(495) 665-61-49 либо по e-mail: [email protected]
• Просьба предоставлять информацию, необходимую для составления Договора (Счета) в соответствии с Формой Заявки - скачать (76 Кб, формат MS Word *.doc)
