GUC400模组

本文介绍了 GUC400 模组在硬件设计开发时需要了解的相关信息。

适用范围

GUC400 是由杭州涂鸦信息技术有限公司开发的一款 GNSS 定位模组。由一个高集成度的 GNSS 芯片 UFirebird-UC6226NIS 及其外围电路构成，内置 SAW 滤波器、LNA、26 MHz TCXO 以及SPDT等器件；GUC400模组能够实时检测外置有源天线的工作状态，具备短路保护功能，并能自动切换使用内置无源陶瓷天线和外置有源天线，保证快速、精准的定位效果，且支持 GPS 和北斗双系统联合定位，向用户提供了高效、便捷的定位体验。

特性

• 定位引擎特性：
  • 64 通道同时跟踪
  • 热启动时间优于 1.2 秒
  • 冷启动灵敏度 -145 dBm，跟踪灵敏度 -158 dBm
  • 数据更新速率最高达 10 Hz
• 支持 GPS 和 BDS
  • RF 采用宽带设计，输入信号以 1575 MHz 为中心频点
  • 可接收和跟踪 1575.42 MHz GPS L1 信号
  • 可接收和跟踪 1561.098 MHz BDS B1 信号
  • GUC400 默认配置为接收 GPS 和 BDS 信号，可通过命令配置为 GPS+BDS、GPS+GLONASS 或单系统工作，其它系统配置请联系涂鸦技术支持获取 GNSS 固件
• 工作电压：2.8 V ～ 3.6 V；typ. 3.3 V
• 内置 26 MHz TCXO
• 协议和接口：GUC400 数据协议符合 Unicore 协议 规范，采用 UART 与主机设备进行通讯
• 工作温度：-40 ℃ ～ +85 ℃

更多详情，请参考 GUC400模组规格书。

最小系统电路

设计注意事项

工作模式下功耗

说明：测试 VCC 电压为 3.3 V，采用固件版本R3.1.10.0 Build 6582，使用内置陶瓷天线。

主要性能参数

注意事项

• 模组工作功耗：3.3V/31.3mA,峰值电流达到 41.18mA。 建议选择电源时，选择供电稳态功率 ≥3.3V/50mA。

• 模组上电后，要保证大于 230ms 的完整启动时间，小于此时间断电，有可能会导致模组状态异常，耗电增加。

• 本模块是温度敏感设备，温度剧烈变化会导致其性能降低，使用中尽量远离高温器件与大功率发热器件。

• 如果需要热启动快速定位，可在VB引脚外接电池，注意电池的电压范围应在1.4V~3.6V。

• 电源滤波电容 C1，C2 排布时尽量靠近电源引脚。

• 该模组无自带 PCB 板载天线，需要第三方提供天线。模块尽量靠近GPS天线放置，天线走线保持50欧姆阻抗匹配，走线尽量短，弧线走线。

• 特殊 I/O 口说明：

  • 外设 UART 对应引脚是 RXD 和 TXD，默认是用户对接串口。
  • V_BCKP引脚是模组备用电源引脚，断电后，为模组的RTC和Retention RAM供电，保留先前定位时储存的卫星星历信息，且只有当主电源VCC降至 1.6V 以下时，才会切换至VB引脚供电。若不使用 Retention RAM 和 RTC，该引脚可悬空。
  • 引脚VCC是主电源供电引脚，滤波电容C1,C2靠近引脚放置。
  • 1PSS引脚是秒脉冲信号， 可选择接LED指示灯，在定位稳定后，秒脉冲会一秒一亮，可作为指示灯用。
  • 复位引脚 RESET_N，低电平复位，内部有对地滤波电容，不使用时，可悬空处理。
  • 射频信号输入引脚EX_ANT，走线保持50Ω阻抗匹配，建议预留π网络，可用于天线匹配。RF和天线走线尽量短，无锐角。不用悬空。
  • 外置有源天线工作状态检测引脚ADET_N，IO输出口，不用悬空，引脚状态与天线状态对应表参考下表

内置天线信息

GUC400模组默认接收GPS L1频段（1575.42 MHz）和BDS B1频段（1561MHz）信号。其自带一颗15 mm×15 mm×4 mm的无源陶瓷天线，同时也支持外置有源天线，两者可通过内置的SPDT自动切换。
内置天线的规格参数

外置有源天线信息

模组EX_ANT引脚上的DC可以直接为外置有源天线进行供电；在该设计中，射频链路要尽可能短，且特性阻抗严格控制为50 Ω，L1、C3和C4为天线的阻抗匹配预留位，C3和C4默认NC，L1默认为0R；需注意，L1不能为电容，因为电流将通过了L1流向外置有源天线，而C3和C4则不能为电感或电阻，以免短路。
外置天线的规格参数

天线净空说明

注意事项

• PCB天线说明
  天线的辐射性能易受各种因素影响，例如PCB尺寸、形状以及天线附近元件的介电常数等；PCB Layout时请遵循以下建议：
  • 模块距离底板边缘至少5 mm，放置在底板中心处最佳。
    
  • 建议在底板上与模块天线馈点对应的位置处开孔处理，孔径不小于2.5 mm。
    
  • 保证天线无遮挡朝向天空。
  • 无源陶瓷天线的性能受模组周围地平面实际尺寸的影响；因此，建议模组下方保留一块完整且30 mm × 30 mm大小的地平面，如下图所示。此外，在任何情况下，都不能将其它元器件（尤其是尺寸较大以及具有辐射干扰能力的器件）放置在该地平面区域内，也不允许在该区域内开设具有干扰性的过孔。
    
• 天线辐射方向外壳不可使用金属材质、或在塑料壳体表面使用含有金属成分的喷漆和镀层，天线周围避免使用金属螺丝、金属铆钉或其他金属器件影响天线的辐射。
• 天线尽量离开喇叭、电源开关、功率电感，Camera、HDMI、USB 等其他高速信号，避免引起干扰。
• 天线附近避免金属遮挡，如有同频信号干扰需充分评估保证隔离度。
• 理想情况下，天线周围净空 ≥15mm。