專利名稱：Gps內(nèi)外置天線切換電路及切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種GPS內(nèi)外置天線切換電路，特別是涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 節(jié)省成本的GPS內(nèi)外置天線切換電路及相應(yīng)的切換方法。
背景技術(shù)：
隨著信息的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，GPS系統(tǒng)已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于軍事 系統(tǒng)以外的各個(gè)領(lǐng)域，如汽車導(dǎo)航、防盜、個(gè)人追蹤等。為了接收微弱的GPS 信號(hào)，特別是在周邊有高的建筑物遮擋的時(shí)候，為了能精確地定位，接收天 線的性能尤為重要。
對(duì)定位精度要求高的GPS系統(tǒng)，由于內(nèi)置GPS天線尺寸較小，且容易受 整機(jī)結(jié)構(gòu)影響，在有建筑物遮擋的時(shí)候不利于接收信號(hào)，而外置天線由于尺 寸大， 一般置于車頂?shù)乳_闊位置，接收性能優(yōu)于內(nèi)置天線。所以，系統(tǒng)會(huì)在 包含內(nèi)置天線的同時(shí)，預(yù)留外置天線接口。當(dāng)沒有接外置天線的時(shí)候，用內(nèi) 置天線接收GPS信號(hào)；當(dāng)有外置天線接入的時(shí)候，自動(dòng)斷開內(nèi)置天線，采用 外置天線接收GPS信號(hào)。由于外置天線尺寸大，干擾小，性能會(huì)優(yōu)于內(nèi)置天 線。 一般地，外置天線為有源天線，需要2.6 5V的供電，耗流10mA左右。
要實(shí)現(xiàn)此內(nèi)外置天線的切換過程，通常的做法是通過硬件電路來檢測(cè)有 無外接天線插入，其典型電路如圖l所示其中天線供電電源VCC的電壓假 定為3.3V，選用的外置天線耗流10mA，雙PNP型三極管U1為基極相連的三 極管，NPN型三極管U2為帶有下拉電阻的三極管，天線開關(guān)U3的控制邏輯 具體為當(dāng)其第一控制信號(hào)端VC1為高電平且其第二控制信號(hào)端VC2為低電 平時(shí)，其信號(hào)輸出端RF—0UT連接外置天線接入端RF1;當(dāng)其第一控制信號(hào)端 VC1為低電平且其第二控制信號(hào)端VC2為高電平時(shí)，其信號(hào)輸出端RF_0UT連接內(nèi)置天線接入端RF2。當(dāng)無外置天線接入的時(shí)候，三極管U1的腳2、腳 3導(dǎo)通，使得第二控制信號(hào)輸出端VC一0UT2為高電平，三極管U2導(dǎo)通，第一 控制信號(hào)輸出端VC—0UT1為低電平，天線開關(guān)U3選通內(nèi)置天線接入端RF2; 當(dāng)有外置天線接入時(shí)，三極管U1的腳2、腳3截止，三極管U2截止，第一 控制信號(hào)輸出端VCJ)UT1為高電平，第二控制信號(hào)輸出端VCJ)UT2為低電平， 天線開關(guān)U3選通外置天線接入端RF1。通過此電路，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外置天線的自動(dòng) 切換。
如果用此電路來檢測(cè)，需要用到兩個(gè)晶體管，電路比較復(fù)雜，另外，此 二個(gè)器件的成本一共約$0. 3，相應(yīng)地也增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)電路較復(fù)雜、成本較高的 缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省成本的GPS內(nèi)外置天線切換電路及相應(yīng)的 切換方法。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的 一種GPS內(nèi)外置 天線切換電路，其包括一天線供電電源和一天線開關(guān)，該天線開關(guān)具有一信 號(hào)輸出端、至少一控制信號(hào)端、 一外置天線接入端、 一內(nèi)置天線接入端和一 接地端，其特點(diǎn)在于，該切換電路還包括 一檢測(cè)電阻，其一端連接于該天 線供電電源上； 一電感，其連接于該檢測(cè)電阻的另一端和該外置天線接入端 之間，用于隔離高頻；一CPU，其具有一模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端和至少一通用輸 入輸出端，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端與該檢測(cè)電阻的另一端相連，該通用輸入輸 出端用于控制該控制信號(hào)端的電平高低。
其中，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端通過一第一分壓電阻與該檢測(cè)電阻的另一端 相連，且通過一第二分壓電阻接地。
其中，該天線開關(guān)具有一第一控制信號(hào)端和一第二控制信號(hào)端，該CPU 具有一第一通用輸入輸出端和一第二通用輸入輸出端，該第一和第二通用輸
5入輸出端分別用于控制該第一和第二控制信號(hào)端的電平高低。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案為 一種利用上述GPS內(nèi)外置天線切換電路實(shí)
現(xiàn)的切換方法，其特點(diǎn)在于，其包括以下步驟
Sh計(jì)算該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端測(cè)得電壓的理論極大值和極小值；
52、 設(shè)定該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端電壓的閾值，其中該閾值處于該理論極大 值和極小值之間；
53、 設(shè)定該閾值對(duì)應(yīng)該通用輸入輸出端的電平高低的第一控制邏輯；
54、 設(shè)定該控制信號(hào)端的電平高低對(duì)應(yīng)內(nèi)外置天線切換的第二控制邏
輯；
55、 打開GPS;
56、 實(shí)時(shí)檢測(cè)該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端的測(cè)得電壓，當(dāng)該測(cè)得電壓大于該閾 值時(shí)，通過該第一和第二控制邏輯選擇該內(nèi)置天線接入端，當(dāng)該測(cè)得電壓小 于該閾值時(shí)，通過該第一和第二控制邏輯選擇該外置天線接入端。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明省去了復(fù)雜的檢測(cè)電路，可以節(jié)省 成本，在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的消費(fèi)品市場(chǎng)，有很大的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)由于省去了硬件 檢測(cè)所需要的很多器件，在對(duì)整機(jī)尺寸要求越來越小的情況下，節(jié)省了印刷 電路板的面積，增加了設(shè)計(jì)的靈活性。


圖1為現(xiàn)有GPS內(nèi)外置天線切換電路的示意圖。
圖2為本發(fā)明的GPS內(nèi)外置天線切換電路的示意圖。
圖3為本發(fā)明的GPS內(nèi)外置天線切換方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的思想為，利用GPS系統(tǒng)外置天線為有源天線，即需要消耗一定 電流的特性，通過在天線供電電源上串聯(lián)小電阻， 一般地，以十幾歐姆到幾 十歐姆為宜，根據(jù)接入外置天線時(shí)此小電阻輸出端電壓的變化，利用系統(tǒng)CPU 的ADC (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)檢測(cè)端來實(shí)時(shí)監(jiān)控、檢測(cè)此電壓變化以確定是否有外 置天線接入，再通過CPU的GPIO (通用輸入輸出)端的電平高低來控制天線 開關(guān)的通斷，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外置天線的自動(dòng)檢測(cè)、切換。 一般地，系統(tǒng)的CPU都 會(huì)有多個(gè)ADC檢測(cè)端，且其精度可以檢測(cè)到5mV的電壓變化。而系統(tǒng)的GPIO 端均有數(shù)十個(gè)之多。從最節(jié)省成本考慮，并根據(jù)天線開關(guān)所需要控制線的數(shù) 目，占用1到2個(gè)GPI0端即可。
以需要兩個(gè)控制信號(hào)的天線開關(guān)為例，本發(fā)明的電路圖如圖2所示。該 GPS內(nèi)外置天線切換電路包括一天線供電電源VCC和一天線開關(guān)U6，該天線 開關(guān)U6具有一信號(hào)輸出端RF—0UT、 一第一控制信號(hào)端VC1、 一第二控制信 號(hào)端VC2、 一外置天線接入端RF1、 一內(nèi)置天線接入端RF2和一接地端GND， 該切換電路還包括 一檢測(cè)電阻R1，其一端連接于該天線供電電源VCC上； 一電感L1，連接于該檢測(cè)電阻R1的另一端和該外置天線接入端RF1之間， 用于隔離高頻；一 CPU,其具有一模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端ADC—0UT、 一第一通用 輸入輸出端GPIOl和一第二通用輸入輸出端GPI02，該第一和第二通用輸入 輸出端GPIOl、 GPI02分別用于控制該第一和第二控制信號(hào)端VC1、 VC2的電 平高低。
其中，如果該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端ADC一0UT的測(cè)得電壓不超過該端口的承 受范圍，則該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端ADC—0UT與該檢測(cè)電阻R1的另一端相連； 如果該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端ADC—OUT的測(cè)得電壓超過了該端口的承受范圍，則 需要增加兩個(gè)分壓電阻以使得測(cè)得電壓符合CPU的要求。具體結(jié)構(gòu)仍然如圖 2所示，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端ADC一0UT通過一第一分壓電阻R2與該檢測(cè)電阻 Rl的另一端相連，且通過一第二分壓電阻R3接地。
以下參考圖3所示的流程圖，舉一具體實(shí)施例假定外置天線工作電壓3,3土0.3V，工作時(shí)耗流10mA， VCC=3.3V， R1=10Q， R2=100kQ， R3=200kQ， Ll為隔高頻用電感，對(duì)直流短路。 該內(nèi)外置天線的切換方法步驟如下
步驟100，計(jì)算該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端ADC—OUT測(cè)得電壓的理論極大值和 極小值未接入外置天線時(shí)，檢測(cè)電阻R1上不產(chǎn)生壓降，由于分壓電阻R2 和R3的分壓作用，該測(cè)得電壓的理論極大值為2.2V;接入外置天線時(shí)，檢 測(cè)電阻R1上產(chǎn)生100mV壓降，由于分壓電阻R2和R3的分壓作用，該測(cè)得 電壓的理論極小值為約2. 13V。
步驟200，設(shè)定該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端ADC—OUT電壓的閾值，其中該閾值 處于該理論極大值2. 2V和極小值2. 13V之間取為2. 17V。
步驟300，設(shè)定該閾值對(duì)應(yīng)該第一和第二通用輸入輸出端GPIOl、 GPI02 的電平高低的第一控制邏輯當(dāng)測(cè)得電壓大于閾值2. 17V時(shí)，GPI01為低電 平，GPI02為高電平；當(dāng)測(cè)得電壓小于閾值2. 17V時(shí)，GPI01為高電平，GPI02 為低電平；
步驟400，設(shè)定該第一和第二控制信號(hào)端VC1、 VC2的電平高低對(duì)應(yīng)內(nèi)外 置天線切換的第二控制邏輯當(dāng)VC1為高電平，VC2為低電平時(shí)，RFJ)UT連 RF1;當(dāng)VC1為低電平，VC2為高電平時(shí)，RF—0UT連RF2;
步驟500,打開GPS;
步驟600，實(shí)時(shí)檢測(cè)該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端ADCJ)UT的測(cè)得電壓，當(dāng)該測(cè) 得電壓大于該閾值2. 17V時(shí)，通過該第一和第二控制邏輯選擇內(nèi)置天線接入 端，當(dāng)該測(cè)得電壓小于該閾值2.17V時(shí)，通過該第一和第二控制邏輯選擇外 置天線接入端。
另外，也可以采用以下的方式達(dá)到相同的效果天線開關(guān)只設(shè)有一個(gè)控 制信號(hào)端，而CPU也只設(shè)有一個(gè)通用輸入輸出端，該通用輸入輸出端用于控 制該控制信號(hào)端的電平高低。同樣地，當(dāng)測(cè)得電壓大于閾值時(shí)，通過設(shè)定的 控制邏輯選擇內(nèi)置天線接入端；當(dāng)測(cè)得電壓小于閾值時(shí)，通過設(shè)定的控制邏輯選擇外置天線接入端。
同采用現(xiàn)有的電子開關(guān)相比，本發(fā)明可省去兩個(gè)晶體管和兩個(gè)電阻的使 用，節(jié)約了成本，同時(shí)節(jié)省了印刷電路板的布板空間。
雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，這些僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這 些實(shí)施方式做出多種變更或修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求 書限定。
權(quán)利要求
1、一種GPS內(nèi)外置天線切換電路，其包括一天線供電電源和一天線開關(guān)，該天線開關(guān)具有一信號(hào)輸出端、至少一控制信號(hào)端、一外置天線接入端、一內(nèi)置天線接入端和一接地端，其特征在于，該切換電路還包括一檢測(cè)電阻，其一端連接于該天線供電電源上；一電感，其連接于該檢測(cè)電阻的另一端和該外置天線接入端之間，用于隔離高頻；一CPU，其具有一模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端和至少一通用輸入輸出端，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端與該檢測(cè)電阻的另一端相連，該通用輸入輸出端用于控制該控制信號(hào)端的電平高低。
2. 如權(quán)利要求1所述的GPS內(nèi)外置天線切換電路，其特征在于，該模 數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端通過一第一分壓電阻與該檢測(cè)電阻的另一端相連，且通過一 第二分壓電阻接地。
3. 如權(quán)利要求1所述的GPS內(nèi)外置天線切換電路，其特征在于，該天 線開關(guān)具有一第一控制信號(hào)端和一第二控制信號(hào)端，該CPU具有一第一通 用輸入輸出端和一第二通用輸入輸出端，該第一和第二通用輸入輸出端分別 用于控制該第一和第二控制信號(hào)端的電平高低。
4. 一種利用如權(quán)利要求1所述的GPS內(nèi)外置天線切換電路實(shí)現(xiàn)的切換 方法，其特征在于，其包括以下步驟s1, 計(jì)算該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端測(cè)得電壓的理論極大值和極小值；s2、 設(shè)定該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端電壓的閾值，其中該閾值處于該理論極大 值和極小值之間；s3、 設(shè)定該閾值對(duì)應(yīng)所述通用輸入輸出端的電平高低的第一控制邏輯；s4、 設(shè)定該控制信號(hào)端的電平高低對(duì)應(yīng)內(nèi)外置天線切換的第二控制邏輯；s5、 打開GPS;s6, 實(shí)時(shí)檢測(cè)該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端的測(cè)得電壓，當(dāng)該測(cè)得電壓大于該閾 值時(shí)，通過該第一和第二控制邏輯選擇該內(nèi)置天線接入端，當(dāng)該測(cè)得電壓小 于該閾值時(shí)，通過該第一和第二控制邏輯選擇該外置天線接入端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種GPS內(nèi)外置天線切換電路及切換方法，其包括一天線供電電源和一天線開關(guān)，該天線開關(guān)具有一信號(hào)輸出端、至少一控制信號(hào)端、一外置天線接入端、一內(nèi)置天線接入端和一接地端，該切換電路還包括一檢測(cè)電阻，其一端連接于該天線供電電源上；一電感，其連接于該檢測(cè)電阻的另一端和該外置天線接入端之間，用于隔離高頻；一CPU，其具有一模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端和至少一通用輸入輸出端，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)端與該檢測(cè)電阻的另一端相連，該通用輸入輸出端用于控制該控制信號(hào)端的電平高低。本發(fā)明簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，節(jié)省了成本，增加了設(shè)計(jì)靈活性。
文檔編號(hào)G01S1/00GK101620265SQ200810039970
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者洪方紹 申請(qǐng)人:希姆通信息技術(shù)(上海)有限公司