【经验】小型行车记录仪内置GPS模块的抗干扰问题解决

时间： 2021-11-03 来源：世强

技术问答

小型的行车记录仪带GPS模块（型号是天工测控的SKG16A）功能，内置GPS天线。主板采用方案是TI公司的DM365，一个非常久远的硬件视频解码方案，在13年时海康和大华还用的比较多，该方案后面逐渐被海思以及一些国产的视频方案所替代，在13年的时候比较高端的设备才会用此方案，成本比较高，当日效果确实也很不错。

现象：当DM365工作起来的时候，GPS收星能力明显变差，GPS信号太弱以至于无法定位。

问题排查：通过现象可以确定是因为主板工作起来之后影响了GPS接收机的收星能力。GPS信号从发射卫星到达地面之后本身就是一个非常弱的信号，DM365与DDR2之间的的时钟频率是330MHZ，对于330Mhz时钟频率一定会产生高次谐波（高次谐波的信号强度与PCB的走线以及信号的驱动能力相关），时钟频率的5次谐波正好是1650MHZ左右，而GPS接收机工作在1575.42 MHz。

1、怀疑是DCDC电源的问题，DCDC开关频率是2Mhz，对于工作在L1 :1575.42 MHz的GPS接收机来说属于低频信号，经过频谱分析仪测试验证之后排除了DCDC电源干扰。

2、 DDR2工作起来后产生的高频谐波对GPS接收机的干扰，DDR2工作起来之后，用频谱分析仪测试DDR2数据总线区域发现有约1650MHZ的干扰源强度约-50dBm，这个信号对于GPS接收机来说相当于一个邻到辐射，邻道辐射会影响接收机的灵敏度，比如在用干扰源的情况下GPS接收机可以接收-135dBm的信号，当存在邻道辐射的时候接收机只能接收大于-125dBm的信号，相当于接收机的灵敏度降低了10dBm,对于本身信号就很弱的GPS信号来说这个已经是一个致命的干扰，使得GPS无法收星定位。

对于EMI常规的处理方法有以下几点:

1、加大物理距离，即加大GPS天线到DDR2干扰源之间的距离，对于结构外观一定的产品来说此方案并不实用。

2、对干扰源加屏蔽，后面把PCB做成一个8层板（之前是6层板，表层存在DDR2走线），除了芯片在表层以外DDR2的所有走线都在内层，在PCB板子的周围加上一个金属屏蔽凿，最终通过频谱仪测试发现辐射减小了，但是GPS收星能力并未改善太多，这是因为信号还是有一部分泄漏出来影响到了GPS接收机。

3、降低DM365与DDR2对应的数据总线驱动信号的强度，经过测试发现效果比较明显。

最终通过方案二以及方案三的结合解决了GPS的收星问题。

GPS模块原理图：

图像传感器原理图：

DDR2原理图：

补充说明：GPS模块型号是天工测控的SKG16A，原理图里面的电气符号是兼容SKG16A设计的。

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