CN217467057U - Gps天线故障诊断电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种GPS天线故障诊断电路，其包括电源模块、采样电路、检测电路、检测模块、比较电路以及控制模块；电源模块通过采样电路与GPS天线连接，用于为GPS天线提供工作电压；检测模块分别与比较电路以及采样电路中的采样电阻的两端连接，用于检测采样电阻两端的第一电压，并将第一电压输出至比较电路；检测电路分别与采样电路以及比较电路连接，用于检测采样电路的电压以获得第二电压，并将第二电压输出至比较电路；比较电路与控制模块连接，用于将第一电压和第二电压中的较大者输出至控制模块；控制模块根据第一电压或者第二电压确认GPS天线是否存在故障以及存在故障时的故障类型。本实用新型可以检测GPS天线是否存在故障以及故障类型。

Description

GPS天线故障诊断电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及到一种GPS天线故障诊断电路。

背景技术

在车载系统中，核心功能之一是定位导航系统，目前大多数车辆均采用GPS作为定位导航系统，因此，GPS的可靠性也就变得尤为重要，其中，GPS较为核心的一个组件为GPS天线，需要通过GPS天线才能实现定位功能。为了确保GPS的可靠性，在生成GPS的过程中会对GPS天线进行反复检验以过滤掉不良品，但是在将GPS安装到车上的过程中以及在实际使用过程中，GPS天线仍然不可避免的会出现故障，而目前并没有一个直接手段能够检测出GPS天线故障的具体原因。

实用新型内容

本实用新型提供一种GPS天线故障诊断电路，不仅可以判断GPS天线是否存在故障，还可以确认故障类型。

本实用新型提供一种GPS天线故障诊断电路，其包括电源模块、采样电路、检测电路、检测模块、比较电路以及控制模块；所述电源模块通过所述采样电路与GPS天线连接，用于为所述GPS天线提供工作电压；所述检测模块分别与所述比较电路以及所述采样电路中的采样电阻的两端连接，用于检测所述采样电阻两端的第一电压，并将所述第一电压输出至所述比较电路，其中，所述第一电压为所述采样电阻两端的电压差；所述检测电路分别与所述采样电路以及所述比较电路连接，用于检测所述采样电路的电压以获得第二电压，并将所述第二电压输出至所述比较电路；所述比较电路与所述控制模块连接，用于将所述第一电压和所述第二电压中的较大者输出至所述控制模块；所述控制模块根据所述第一电压或者所述第二电压确认所述GPS天线是否存在故障以及存在故障时的故障类型。

进一步地，所述检测模块包括一检测芯片，所述检测芯片包括正输入引脚、负输入引脚以及输出引脚；所述正输入引脚和所述负输入引脚分别与所述采样电阻的两端连接，所述输出引脚与所述比较电路连接。

进一步地，所述比较电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻以及第二电阻；所述第一二极管的正极与所述检测电路连接，所述第二二极管的正极与所述第一电阻的一端连接，所述第一二极管和所述第二二极管的负极均与所述控制模块连接，所述第一电阻的另一端分别与所述检测模块以及所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地。

进一步地，所述采样电路还包括第三二极管、第一电感、第二电感以及第三电阻；所述第三电阻的一端与所述电源模块连接，其另一端与所述第三二极管的正极连接；所述第三二极管的正极与所述采样电阻连接，其负极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端与所述GPS天线连接。

进一步地，所述检测电路包括第四电阻、第五电阻以及第一电容；所述第四电阻的一端与所述第三二极管的负极连接，其另一端分别与所述第五电阻的一端、所述第一电容的一端以及所述比较电路连接，所述第五电阻的另一端接地，所述第一电容的另一端接地。

进一步地，所述检测电路还包括第二电容和第三电容；所述第二电容和所述第三电容的一端均与所述第三二极管的负极连接，所述第二电容和所述第三电容的另一端均接地。

进一步地，所述电源模块包括电源芯片、第四电容以及第五电容；所述电源芯片的输入引脚与外部电源连接，其输出引脚分别与所述第四电容的一端以及所述第五电容的一端连接，所述第四电容和所述第五电容的另一端均接地。

进一步地，所述电源模块还包括保险丝，所述保险丝的一端与所述电源芯片的输出引脚连接，其另一端与所述采样电路连接。

进一步地，所述检测芯片的型号为INA199B1DCKR。

进一步地，所述采样电阻的阻值为1欧姆。

本实用新型公开的GPS天线故障诊断电路，通过电源模块为GPS天线提供工作电压，通过检测模块获得采样电阻两端的第一电压，通过检测电路获得采样电路的第二电压，比较电路将第一电压和第二电压中的较大者输出至控制模块，控制模块根据所接收到的电压的数值判断GPS天线的是否存在故障，以及存在故障时的故障类型，提高了测试以及维修时的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的GPS天线故障诊断电路的方框示意图；

图2是本实用新型实施例提供的GPS天线故障诊断电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

另外，本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式以及产品使用状态的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。此外，在附图中，结构相似或相同的结构是以相同标号表示。

参见图1至图2，图1展示了本实用新型提供的GPS天线故障诊断电路的方框示意图，图2是GPS天线故障诊断电路的电路图。如图1所示，所述GPS天线故障诊断电路100包括电源模块10、采样电路20、检测电路30、检测模块40、比较电路50以及控制模块60；所述电源模块10通过所述采样电路20与GPS天线200连接，用于为所述GPS天线200提供工作电压；所述检测模块40分别与所述比较电路50以及所述采样电路20中的采样电阻R0的两端连接，用于检测所述采样电阻R0两端的第一电压，并将所述第一电压输出至所述比较电路50，其中，所述第一电压为所述采样电阻R0两端的电压差；所述检测电路30分别与所述采样电路20以及所述比较电路50连接，用于检测所述采样电路20的电压以获得第二电压，并将所述第二电压输出至所述比较电路50；所述比较电路50与所述控制模块60连接，用于将所述第一电压和所述第二电压中的较大者输出至所述控制模块60；所述控制模块60根据所述第一电压或者所述第二电压确认所述GPS天线200是否存在故障以及存在故障时的故障类型。

其中，电源模块10用于为GPS天线200提供工作电压，采样电路20用于采集GPS天线200在工作时的工作电压，具体是通过设置在采样电路20的采样电阻R0来进行采集的，采样电阻R0可以将流经其自身的电流转换为电压，检测模块40与采样电阻R0的两端连接，进而可以采集采样电阻R0两端的电压差以得到第一电压，再将得到的第一电压输出至比较电路50，其中，检测模块40可以同时具备放大功能，在一些情况下，电压差的数值较小，也即第一电压的数值较小，可以对第一电压进行放大，例如，放大50倍。同时，检测电路30与采样电路20连接，用于输出采样电路20的电压，也即第二电压，再将第二电压输出至比较电路50。比较电路50对第一电压和第二电压整流后，将第一电压和第二电压中数值较大者输出至控制模块60，例如，第一电压的数值较大，则将第一电压输出至控制模块60，控制模块60根据所接收到的第一电压和第二电压判断GPS天线200是否存在故障，并判断故障类型，其中，可以根据第一电压或者第二电压的数值来判断GPS天线200的开路、短路以及正常工作，当第一电压或者第二电压在第一预设区间时，GPS天线200为开路，当第一电压或者第二电压在第二预设区间时，GPS天线200为短路，当第一电压或者第二电压在第三预设区间时，GPS天线200为正常工作。

参见图2，在一实施例中，所述检测模块40包括一检测芯片41，所述检测芯片41包括正输入引脚1、负输入引脚2以及输出引脚3；所述正输入引脚1和所述负输入引脚2分别与所述采样电阻R0的两端连接，所述输出引脚3与所述比较电路50连接。

其中，可以通过检测芯片41来检测采样电路20两端的电压差从而获得第一电压。检测芯片41可以包括正输入脚、负输入脚以及输出引脚3，同时，检测芯片41还可以包括电源连接引脚以及接地引脚，用于连接电源和接地，而检测模块40还可以包括多个连接在检测芯片41引脚上的电容，用于保护引脚。检测芯片41内部设有一放大器，放大器的正极连接正输入引脚1，其负极连接负输入引脚2，输出端连接输出引脚3，放大器将所采集到的第一电压放大后输出至比较电路50，但是最大值不超过检测芯片41的工作电压，其中，检测芯片41的型号可以是INA199B1DCKR。

在一实施例中，所述比较电路50包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1以及第二电阻R2；所述第一二极管D1的正极与所述检测电路30连接，所述第二二极管D2的正极与所述第一电阻R1的一端连接，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的负极均与所述控制模块60连接，所述第一电阻R1的另一端分别与所述检测模块40以及所述第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地。

其中，第一二极管D1的正极与检测电路30连接，第二二极管D2的正极通过第一电阻R1与检测模块40连接，而第一二极管D1和第二二极管D2的负极共极且均与控制模块60连接，也即第一二极管D1和第二二极管D2构成复合管，对第一电压和第二电压进行整流并将其中数值较大者输出至控制模块60。

在一实施例中，所述采样电路20还包括第三二极管D3、第一电感L1、第二电感L2以及第三电阻R3；所述第三电阻R3的一端与所述电源模块10连接，其另一端与所述第三二极管D3的正极连接；所述第三二极管D3的正极与所述采样电阻R0连接，其负极与所述第一电感L1的一端连接，所述第一电感L1的另一端与所述第二电感L2的一端连接，所述第二电感L2的另一端与所述GPS天线200连接。

在进一步的实施例中，所述检测电路30包括第四电阻R4、第五电阻R5以及第一电容C1；所述第四电阻R4的一端与所述第三二极管D3的负极连接，其另一端分别与所述第五电阻R5的一端、所述第一电容C1的一端以及所述比较电路50连接，所述第五电阻R5的另一端接地，所述第一电容C1的另一端接地。

在进一步的实施例中，所述检测电路30还包括第二电容C2和第三电容C3；所述第二电容C2和所述第三电容C3的一端均与所述第三二极管D3的负极连接，所述第二电容C2和所述第三电容C3的另一端均接地。

其中，电源模块10通过采样电路20、第三二极管D3、第一电感L1、第二电感L2以及第三电阻R3为GPS天线200提供工作电压，根据GPS天线200不同的状态，采样电阻R0的两端的电压差会出现相同的变化。一般情况下，采样电阻R0之后的电路需要有3.8V的电压，GPS天线200才能够正常工作，当GPS天线200处于开路状态时，采样电路20相当于连接了一个无穷大的电阻，也即采样电路20的电流约等于0，则采样电阻R0两端的电压相同，也即电压差为0，检测模块40检测到的第一电压也为0，检测模块40所输出的第一电压同样也为0。检测电路30并联在第三二极管D3的负极，也即检测电路30的电压与第三二极管D3之后的后级电路相同，而GPS天线200的工作电压为3.8V，且第三二极管D3存在压降，若第三二极管D3的压降为0.3V，则第三二极管D3之后的电路电压为3.5V，则检测电路30的电压也为3.5V，检测电路30所输出的第二电压由第四电阻R4和第五电阻R5决定，其中，第五电阻R5对电路起到分压作用，也即第二电压等于第五电阻R5的阻值除以第四电阻R4和第五电阻R5的阻值之后乘以3.5V，以第四电阻R4的阻值为100K，第五电阻R5的阻值为6.8K为例，则第二电压的阻值等于(6.8/106.8)*3.5V＝0.223V，则比较电路50所接收到的第一电压为0V，第二电压为0.223V，对第一电压和第二电压整流后将0.223V输出至控制模块60，控制模块60判断0.223V所处的电压区间对应于GPS天线200开路，则判断GPS天线200处于开路状态，并将结果上传至用户界面。

当GPS天线200处于短路状态时，采样电路20相当于连接了一个0阻值的电阻，则采样电路20电流非常大，导致采样电阻R0两端的电压差较大，假设短路时流经采样电阻R0的电流为1A，采样电阻R0阻值为1R，则采样电阻R0两端的电压差为1V，检测模块40所检测到的第一电压为1V，而检测模块40同时还具备放大功能，但是其放大倍率不超过检测模块40自身最大输出电压值，若检测模块40放大倍率为50，且最大输出电压为3.3V，检测模块40所述输出的第一电压为3.3V。当GPS天线200处于短路时，采样电路20与GPS天线的连接端的电压为0，则检测电路30的电压为0，所输出的第二电压同样为0。最终，比较电路50所接收到的第一电压为3.3V，第二电压为0，比较电路50再输出第一电压至控制模块60，控制模块60根据第一电压的数值判断GPS天线200处于短路状态。

当GPS天线200处于正常工作状态时，设流经采样电阻R0的电流为I，采样电阻R0的阻值为1R，两端的电压差为I，经检测模块40放大后所输出的第一电压为50I。同时，检测电路30的第二电压与GPS天线200处于开路状态时的第二电压相同，为0.223V，则最后比较电路50所接收到的第一电压为50I，第二电压为0.223V，则对比第一电压和第二电压的数值大小后，将其中较大者输出至控制模块60。在实际检测过程中，当GPS天线200处于正常状态时，第一电压一般为0.433V，也即比较电路50将第一电压输出至控制模块60。

通过前文描述可知，GPS天线200开路时对应的电压为0.223V，短路时对应的电压为3.3V，正常工作时对应的电压为0.433V，根据可以上述三个数值设置三个区间，例如0V～0.3V对应于开路，2.8V～3.3V对应于短路，0.35V～1V对应于正常工作，控制模块60通过判断第一电压或者第二电压所落入的区间来判断GPS天线200的工作状态。需要注意的是，上述所有数值均是一个较优的实施例，并不限定为上述数值。

在一实施例中，所述电源模块10包括电源芯片11、第四电容C4以及第五电容C5；所述电源芯片11的输入引脚与外部电源连接，其输出引脚3分别与所述第四电容C4的一端以及所述第五电容C5的一端连接，所述第四电容C4和所述第五电容C5的另一端均接地。

在进一步的实施例中，所述电源模块10还包括保险丝F1，所述保险丝F1的一端与所述电源芯片的输出引脚连接，其另一端与所述采样电路20连接。

其中，电源芯片11的型号可以是LP5907QMFX，具有低压差线性稳压器，电流输出能力为250mA，确保电源不会对GPS性能造成影响，干扰采样电路20的采样结果。保险丝F1可以是自恢复保险丝，当GPS天线200短路时，保险丝F1会熔断，当GPS天线200短路状态解除时，保险丝F1会恢复至正常工作状态。

本实用新型公开的GPS天线故障诊断电路，可以通过检测模块检测采样电路中采样电阻两端的第一电压，通过检测电路检测采样电路的第二电压，再将第一电压和第二电压均输出至比较电路，比较电路将第一电压和第二电压中的较大者输出至控制模块，控制模块根据所接收到的电压的数值判断GPS天线是否存在故障以及存在故障时的故障类型。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种GPS天线故障诊断电路，其特征在于，包括电源模块、采样电路、检测电路、检测模块、比较电路以及控制模块；

所述电源模块通过所述采样电路与GPS天线连接，用于为所述GPS天线提供工作电压；

所述检测模块分别与所述比较电路以及所述采样电路中的采样电阻的两端连接，用于检测所述采样电阻两端的第一电压，并将所述第一电压输出至所述比较电路，其中，所述第一电压为所述采样电阻两端的电压差；

所述检测电路分别与所述采样电路以及所述比较电路连接，用于检测所述采样电路的电压以获得第二电压，并将所述第二电压输出至所述比较电路；

所述比较电路与所述控制模块连接，用于将所述第一电压和所述第二电压中的较大者输出至所述控制模块；

所述控制模块根据所述第一电压或者所述第二电压确认所述GPS天线是否存在故障以及存在故障时的故障类型。

2.如权利要求1所述的GPS天线故障诊断电路，其特征在于，所述检测模块包括一检测芯片，所述检测芯片包括正输入引脚、负输入引脚以及输出引脚；

所述正输入引脚和所述负输入引脚分别与所述采样电阻的两端连接，所述输出引脚与所述比较电路连接。

3.如权利要求1所述的GPS天线故障诊断电路，其特征在于，所述比较电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻以及第二电阻；

所述第一二极管的正极与所述检测电路连接，所述第二二极管的正极与所述第一电阻的一端连接，所述第一二极管和所述第二二极管的负极均与所述控制模块连接，所述第一电阻的另一端分别与所述检测模块以及所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地。

4.如权利要求1所述的GPS天线故障诊断电路，其特征在于，所述采样电路还包括第三二极管、第一电感、第二电感以及第三电阻；

所述第三电阻的一端与所述电源模块连接，其另一端与所述第三二极管的正极连接；

所述第三二极管的正极与所述采样电阻连接，其负极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端与所述GPS天线连接。

5.如权利要求4所述的GPS天线故障诊断电路，其特征在于，所述检测电路包括第四电阻、第五电阻以及第一电容；

所述第四电阻的一端与所述第三二极管的负极连接，其另一端分别与所述第五电阻的一端、所述第一电容的一端以及所述比较电路连接，所述第五电阻的另一端接地，所述第一电容的另一端接地。

6.如权利要求5所述的GPS天线故障诊断电路，其特征在于，所述检测电路还包括第二电容和第三电容；

所述第二电容和所述第三电容的一端均与所述第三二极管的负极连接，所述第二电容和所述第三电容的另一端均接地。

7.如权利要求1所述的GPS天线故障诊断电路，其特征在于，所述电源模块包括电源芯片、第四电容以及第五电容；

所述电源芯片的输入引脚与外部电源连接，其输出引脚分别与所述第四电容的一端以及所述第五电容的一端连接，所述第四电容和所述第五电容的另一端均接地。

8.如权利要求7所述的GPS天线故障诊断电路，其特征在于，所述电源模块还包括保险丝，所述保险丝的一端与所述电源芯片的输出引脚连接，其另一端与所述采样电路连接。

9.如权利要求2所述的GPS天线故障诊断电路，其特征在于，所述检测芯片的型号为INA199B1DCKR。

10.如权利要求1所述的GPS天线故障诊断电路，其特征在于，所述采样电阻的阻值为1欧姆。

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