GNSS-модуль V3.2
Назад-
GNSS-модуль V3.2
Совместная разработка с AI6YP, EW7AA, EW7W
GNSS-модуль обеспечивает формирование частот 25/27МГц и 40МГц со стабильностью навигационных спутников GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BeiDou для PLUTO, настроенного на работу через QO-100
-
Описание
Использован немецкий GNSS-модуль D1.
Его высокостабильный сигнал PPS1, частотой 12МГц, поделенный D6 на 2 (для улучшения фазовых шумов) подается на синтезатор D3, который формирует все нужные частоты.
Частота 40МГц через трансформатор TR1 перемычкой IPEX подается на SDR PLUTO, вместо демонтированного TCXO 40MHz.
Частота 25МГц через Фильтр Нижних Частот L2-C13-L3-C16-L4 с частотой среза 100МГц и кварцевый фильтр Z1 с полосой пропускания 1кГц подается на разъем Х7 и далее на кварц LNB.
Если там окажется кварц на 27МГц, снимаем перемычку РА1 на D2/5 и заменяем Z1 на соответствующий фильтр 27МГц.
Частота 739МГц через полосовой фильтр С7-L8 подается на разъем Х4 и далее перемычкой IPEX на вход Rx SDR PLUTO.
Стабилизатору D5 подаем напряжение +5В 90мА, для LNB обычно достаточно +12В 120мА.
Время холодного старта обычно составляет ~40секунд.
Если подпаять литиевый аккумулятор +3,3В к ВАТ, то время горячего старта сократится до нескольких секунд.
Через 3 секунды после включения начинает мигать светодиод VD2 и появляются все опорные частоты.
Светодиод VD2 начинает светиться ПОСТОЯННО после захвата нескольких спутников GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BeiDou, с этого момента частоты модуля приобретают стабильность порядка 1x10-12 по моей субъективной оценке.
Объективно я могу измерять относительную нестабильность частотомером Agilent Technologies 53181, имеющим встроенный ОГ с относительной нестабильностью 1х10-10.
GNSS_PL3.jpg
GNSS32s.png
GNSS32f.jpg
-
Перечень элементов
-
Конденсаторы
C1 - NP0 - 0603 – 12 пФ ±5 % - 1шт.
C2 - NP0 - 0603 – 150 пФ ±5 % - 1шт.
C3,C14,C18,C19,C22,C25 - X7R - 0603 – 0,01 мкФ ±5 % - 6шт.
C4,C5,C6,C17,C20,C21,C23,C24,C26 - X7R - 0603 – 0,1 мкФ ±5 % - 9шт.
C7,C9 - NP0 - 0603 – 2,7пФ ±5 % - 2шт.
C8 - NP0 - 0603 – 1,2пФ ±5 % - 1шт.
C10,C12 - NP0 - 0603 – 5,6пФ ±5 % - 2шт.
C11 - NP0 - 0603 – 8,2пФ ±5 % - 1шт.
C13,C16 - NP0 - 0603 – 15пФ ±5 % - 2шт.
-
Микросхемы
D1 - NEO-M8N - 1шт.
D2 - STM8S003F3P6 - 1шт.
D3 - SI5351 - 1шт.
D4 - 24AA32A - 1шт.
D5 - LM1117MPX-3.3 - 1шт.
D6 - 74LVC74APW - 1шт.
-
Индуктивности
L1-L3 - 0603-LQW18A_00 100nH J MUR - 3шт.
L4 - 0603-LQW18A_00 390nH J MUR - 1шт.
L5,L6 - 0603-LQW18A_00 10nH J MUR - 2шт.
L7,L8 - 0603-LQW18A_00 15nH J MUR - 2шт.
-
Резисторы
R1,R2 - RC-0603 - 2 kОм ±5 % - 2шт.
R3 - RC-0603 - 1 kОм ±5 % - 1шт.
R4 - RC-0603 - 330 Ом ±5 % - 1шт.
R5 - RC-0603 - 10 Ом ±5 % - 1шт.
-
Полупроводниковые приборы
VD1 - BAT81 - 1шт. замена КД409А9
VD2 - Светодиод L0805 - 1шт.
-
Соединители
X1,X3 - Гнездо SMA-J - 2шт.
X2 - PLS - 2шт.
X4,X6,X7 - IPEX - 3шт.
-
Z1 - кварцевый фильтр 25.000кГц с полосой пропускания 1кГц
-
Фазовые шумы на частоте 25МГц после ЧЕТЫРЕХКРИСТАЛЬНОГО кварцевого фильтра Z1
Фильтр изготовлен по методике А. Денисова RA3RBE http://ra3rbe.r3r.ru/xfilter.htm
GNSS32.GIF
-
Монтажная схема
и фото платы версии 3.1, доработанной до версии 3.2
в приложении
-
По цепи +5В плата потребляет около 90мА.
По цепи +12В LNB обычно потребляет около 120мА.
Через несколько секунд после включения начинает мигать светодиод VD2, что свидетельствует о поиске сигналов навигационных спутников.
После захвата данных с достаточного количества спутников, светодиод светится постоянно.
Время "холодного старта" обычно составляет 40-60 секунд и зависит от многих факторов: радиовидимости активной антенны GNSS, длины кабеля от антенны, шумовых характеристик антенны.
Если захвата нет, нужно вынести антенну на более открытое место, либо заменить ее на другую.
-
Карта регулировки
GNSS32t.png
GNSS32a.jpg
GNSS32c.jpg
GNSS32.zip
-
GERBER-файлы
-
Сделаны удобными для заказа на китайских сервисах "по 2$"
Размер - 68x98мм;
При заказе нужно выбрать материал платы FR4 толщиной 1,0мм;
Плата двухсторонняя.
Маска и маркировка - в слоях ТОР и BOTTOM.
Горячее лужение - HASL.
В файле размещены ТРИ платы. Ножницами разрезаем на 3 частейи. Таким образом из ОДНОЙ заказанной платы 68x98мм можно изготовить ТРИ модуля GNSS.
-
Лицевая и оборотная стороны комплекта плат в приложении
-
На обратной стороне платы сделано освобождение от маски,
что позволяет установить кварцевый фильтр Z1 без привязки к его размерам.
-
Трансформатор TR1 - 5 витков бифиляр в два провода ПЭВ-0,2мм
GNSS_JLCPCBt.png
GNSS_JLCPCBb.png
-
Владимир, файл прошивки для STM8 тоже можно где-то скачать?
-
Владимир, файл прошивки для STM8 тоже можно где-то скачать?
выше, в Ответе #2, GNSS32.zip -
Добрый день Владимир!
Возможна ли замена D6 - 74LVC74APW на 74VHC74 или 74HC74D или 74AC74 ?
З.Ы. Заказал модуль NEO-M8N - хочу повторить Вашу конструкцию. -
Исправил схему в части инжектора LNB, перенес L9 и C14.
Соответственно, монтажную схему тоже,
исправленные файлы прилагаю.
Прошу Модераторов удалить старые схему GNSS32s.png и монтажку GNSS32t.png из предыдущих сообщений.
GNSS32ss.png
GNSS32tt.png
-
Возможна ли замена D6 - 74LVC74APW на 74VHC74 или 74HC74D или 74AC74 ?
нет, Андрей,
фронты гораздо хуже,
корпус гораздо больше,
цена за десяток в 10 раз выше -
нет, Андрей,
Зато есть в наличии. Печатную плату я буду изготавливать сам. Так что с корпусом микросхемы проблем нет.
фронты гораздо хуже,
корпус гораздо больше,
цена за десяток в 10 раз выше
-
Если кто будет заказывать производство плат, я бы вошел в долю если не возражаете, если что пишите в ЛС.
-
Если кто будет заказывать производство плат
Вчера формировал заявку для китайского производства. Получается следующее: - на одном листе плат 3 штуки, в производство берут не менее 5 листов, получается 15 плат генераторов. Стоимость за всё 600 рублей. Лично мне столько не нужно, пары штук хватит. Если кто-то хочет присоединиться к партии, могу заказать. -
Если кто-то хочет присоединиться к партии
Илья, приветствую.
На 1-2 листа присоединился бы с удовольствием. -
присоединился бы с удовольствием
Понятно, заказ оплатил. Как приедут распределим между желающими.