基于ADC压差法实现GPS天线检测电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于ADC压差法实现GPS天线检测电路，包括：第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端连接电源；第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端与所述第一电阻R1的另一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地；天线，所述天线的输入端连接在所述第一电阻R1和所述第二电阻R2之间；单片机，所述单片机的采样引脚与所述天线的输入端连接，所述单片机的模数变换外部基准电源引脚与所述电源连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有以下优点：1)可以准确地检测出GPS天线插入、拔出和短路三种状态。2)检测方法不依赖于PCBA中相应的元器件参数误差。

【技术实现步骤摘要】
基于ADC压差法实现GPS天线检测电路
本技术涉及GPS天线检测硬件电路、ADC采样及检测算法的实现原理，具体是一种基于ADC压差法实现GPS天线检测电路。
技术介绍
GPS天线作为一种外设接入到MCU引脚上,MCU根据GPS天线引脚上流过的电流变化来判断GPS天线是处于插入、拔出或者短路的哪种状态。普通的GPS天线检测方法是将天线的电流变化转换成相对电压的变化，进而判断电压的变化量来确定GPS天线的状态，常用的GPS天线检测方法有两种。1)电平判断法：将GPS天线上微弱的电压变化信号通过比较器转换成MCU能识别的高低电平数字信号，此方法的缺点在于只能判断出天线插入或者拔出两种状态，无法判断GPS天线短路的状态，而且因为元器件生产工艺的原因，不同PCBA中相应的元器件参数不可能一致(相同元器件的参数误差有1％～5％)，从而导致比较电路的设计困难和检测的不稳定性。2)ADC采样法：将GPS天线的电流变化转换成相对电压的变化，然后通过MCU的ADC引脚实时检测对应电压值，从而判断GPS天线的状态，此方法是电平判断法的改进版本，可以检测出GPS天线插入、拔出和短路三种状态，然而同样因为不同PCBA中相应的元器件参数不可能一致(相同元器件的参数误差有1％～5％)，导致检测的不稳定性。经过实验证明，GPS天线在插入和断开时电流和电压的变化量非常小，小到变化量低于相同元器件的参数误差，结果导致检测根据不同PCBA需要修改不同的检测参数，非常的不方便，不利于生产。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术目的在于提供一种可以准确判断GPS天线的三种状态的基于ADC压差法实现GPS天线检测电路。为解决上述技术问题，本技术提供一种基于ADC压差法实现GPS天线检测电路，包括：第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端连接电源；第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端与所述第一电阻R1的另一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地；天线，所述天线的输入端连接在所述第一电阻R1和所述第二电阻R2之间；单片机，所述单片机的采样引脚与所述天线的输入端连接，所述单片机的外部基准电源引脚与所述电源连接。优选地，所述单片机为新唐单片机NUC100。优选地，所述天线为GPS天线。优选地，所述电源的电压为3.3伏。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1)可以准确地检测出GPS天线插入、拔出和短路三种状态。2)检测方法不依赖于PCBA中相应的元器件参数误差。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征目的和优点将会变得更明显。图1为本技术基于ADC压差法实现GPS天线检测电路原理图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改。如图1所示，为了实现准确的检测出GPS天线插入、拔出和拔出三种状态，本技术基于ADC压差法实现GPS天线检测电路，分为以下几个部分。天线输入端：当天线插入式，天线上微弱的电流流入第二电阻R2，流入R2的电流变大，则R2上端的电压Vp变大，则MCU中ADC采样值变大。当天线拔出时，Vp＝V3.3×R2/(R1+R2)，当天线短路时，Vp＝0V，GPS天线的不同状态可以导致MCU中ADC采样值的不同。系统V3.3电压：用于系统供电和MCUADC的外部基准电压。R1、R2分压电阻：用来给ADC采样提供合适的分压。MCUADC采样引脚(通道1)：用来采样Vp点的电压值。MCU内部基准电压V1.2：是有MCU自身提供的1.2V基准电压，相对于ADC外部基准电压Vref产生变化时，内部ADC通道(通道7)读出的V1.2始终是1.2V对应的ADC值。R1表示第一电阻R1的阻值，R2表示第二电阻R2的阻值，Vp表示R1与R2间的电压值，Vpadc为Vp的电压采样ADC值，V3.3表示系统供电电压值和MCUADC外部基准电压值(受PCBA元器件参数误差而不确定)，V3.3adc为V3.3的ADC采样值，V1.2为MCU内部基准电压值，V1.2adc为V1.2的ADC采样值。由于V1.2是MCU提供的内部电压校准值，其不随外部元器件参数的误差而改变，所以我们可以直接认为，V1.2adc就是系统V1.2(固定为1.2V)的采样值。MCU的ADC为10位的采样精度，则V3.3adc＝1024，可以推算出外部V3.3的电压实际值为：V3.3＝V3.3adc×V1.2/V1.2adc＝1024×V1.2/V1.2adcVp端的电压值为:Vp＝Vpadc×V1.2/V1.2adcR1两端的压差为：V3.3–Vp＝1024×V1.2/V1.2adc-Vpadc×V1.2/V1.2adcV3.3–Vp＝(1024–Vpadc)×V1.2/V1.2adc求算出Vp的值为：Vp＝V3.3-(1024–Vpadc)×V1.2/V1.2adc假设天线插入与断开的Vp分别为Vpi和Vpo，则△Vp为GPS天线插入与断开的差值：△Vp＝Vpi–Vpo＝V3.3-(1024–Vpiadc)×V1.2/V1.2adc-V3.3+(1024–Vpoadc)×V1.2/V1.2adc＝(1024–Vpoadc)×V1.2/V1.2adc-(1024–Vpiadc)×V1.2/V1.2adc＝(1024–Vpoadc–1024+Vpiadc)×V1.2/V1.2adc＝(Vpiadc-Vpoadc)×V1.2/V1.2adc由△Vp可以看出，当GPS天线插入、拔出或者短路时，Vp的值肯定是不同的，则Vpadc的值也不同，根据△Vp的大小就可以判断出天线处于哪种状态，从公式中可以看出，△Vp值与R1、R2和外部V3.3的值没有关系，只受限于MCU内部的V1.2，但是V1.2是一个准确的值，所以鉴定了压差法判断GPS天线状态不受限于PCBA上元器件的误差，同时能准确的检测出GPS天线插入、拔出和短路三种状态。以上对本技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本技术的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ADC压差法实现GPS天线检测电路，其特征在于，包括：第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端连接电源；第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端与所述第一电阻R1的另一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地；天线，所述天线的输入端连接在所述第一电阻R1和所述第二电阻R2之间；单片机，所述单片机的采样引脚与所述天线的输入端连接，所述单片机的外部基准电源引脚与所述电源连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于ADC压差法实现GPS天线检测电路，其特征在于，包括：第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端连接电源；第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端与所述第一电阻R1的另一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地；天线，所述天线的输入端连接在所述第一电阻R1和所述第二电阻R2之间；单片机，所述单片机的采样引脚与所述天线的输入端连接，所述单片机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈定锋，曾全良，
申请(专利权)人：上海通立信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31