Guider av Basic Electronics

Hvis du vil vite Global Positioning System (GPS) elektronikk, trenger du en grunnleggende kunnskap om GPS-satellitt-teknologi, mikrobølgeovn kommunikasjon elektronikk og digital signalbehandling teori. Men før det, det grunnleggende elektronikk trenger å bli forstått. Du kan enn å fokusere på GPS-programmer og prinsipper. Dette vil gi deg bakgrunnen for å designe, bruke og anvende GPS-teknologi.

Grunn Elektroniske Laws: Ohms, Watts og Kirchoffs

Tre grunnleggende elektroniske prinsipper ofte brukes inkluderer Ohms lov, Kirchhoffs lover og Watts Law.

Ohms lov sier at spenningen over et element er lik produktet av strømmen gjennom elementet multiplisert med verdien av elementet. Elementet blir motstand eller impedans. Strøm også kan beregnes ved å multiplisere spenningen over en del av strømmen gjennom elementet. Dette er kjent som Watts lov.

Kirchoff lover er en annen viktig sett med elektroniske regler. Den gjeldende lov sier at den strømmen som går inn i et skjæringspunkt med strømveier er lik summen av strømmene som forlater hver av banene.

Current oppfører seg på mange måter, for eksempel vann. Spesielt vurdere en gruppe elver kryssende på et punkt for å danne en elv. Vannet strømmer fra sideelvene til elva vil være lik vannets avreise fra bekker og elver. Hvis det er sideelver som renner ut i elva og en rekke bekker som renner ut i elva, vil vannet som strømmer i elva være lik vannet kommer inn fra sideelver minus vannet forlater gjennom bekker, elver og, selvfølgelig sin endelige destinasjon, en innsjø sjø eller en annen elv.

Motstand og impedans

Mest kjente materialer har en konstant elektrisk motstand når en steady state spenning påtrykkes. Materialene har også en motstand som varierer i henhold til frekvensen av en bølgeform. Dette kalles impedans.

Den motstand og impedans er ikke den samme for alle typer materialer. Kobbertråd har en lavere motstand enn en gulltråd. Plast og glass har også en høyere motstand enn kobber eller gull.

Væsker, som vann og gasser, som luft, har også en motstand. Ledig plass, er det hvor det ikke er noen gass, for de fleste praktiske formål ikke har noen motstand. Dette tillater en bølgeform å reise gjennom ledig plass på lysets hastighet og uten tap av energi. Når en mikrobølgebølgeform kommer inn i jordens atmosfære, synker dens spenningsnivå på grunn av motstanden av luften i atmosfæren.

I satellitt kommunikasjonssystemer, som global positioning system, dette er viktig, og det er fordi GPS-mottakeren beregner sin posisjon basert på estimert reisetid på kurven mellom satellitten og mottakeren. Kurve forsinkelser på grunn av atmosfæriske forhold, reflekterte og interfererende bølger og hindringer i veien endre hastigheten og nøyaktigheten av beregningene. Av denne grunn, GPS-mottakere ikke bare bruke kurvene fra en satellitt, men fra en gruppe av 24 satellitter som kretser rundt kloden. Posisjonen til satellitt har sin stilling kodet inn i mikrobølgebølgeform (eller signal).

Waveform Demping, Transformasjon og Amplification

Mediet som reiser mikrobølgeformer kan forsinke forvrenge, forsterke og dempe bølgeformen. Og det er frekvensen for bølgeformen og mediets kapasitans, induktans og motstand som bestemmer den eksakte natur av denne transformasjon.

Av alle de transformasjoner, er det bølgeformer dempningen ofte den største bekymring. Den energien i bølgeform blir for lavt, vil den informasjon som signalet inneholder ikke være i stand til å bli gjenvunnet.

Etter å ha gjennomgått dempning etter tur til jorden, er det satellitt bærebølgesignalet forsterkes av GPS-mottakeren Evnen til å forsterke det signalet som er en funksjon av utformingen av antennen og mottakeren. Den motstand, induktans, kapasitans og resulterende Q (kvalitetsfaktor) av mottakerkretsen og antenne kombinasjonen vil diktere gevinsten ved en bestemt satellitt bærefrekvens.
De beste mottager design har en høy Q på satellitten bærefrekvens.