[实用新型]二维电子罗盘模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种二维电子罗盘模块。

背景技术

电子罗盘是一种重要的导航工具。其使用传感器感测磁场，使用模拟数字信号处理技术将传感器信号滤波、放大、A/D后进行数字信号处理判别方向，将方位角使用电信号输出。二维电子罗盘模块输出电信号，可以方便嵌入到其他设备中使用，例如：汽车、风向仪等。目前现有的二维电子罗盘，其精度、功耗、体积、响应速度、成本等较难平衡。

发明内容

本实用新型提供一种二维电子罗盘模块，找到了一个电子罗盘性能与成本的平衡点，在保证精度的同时，大大降低了成本。

本实用新型的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：二维电子罗盘模块，包括二维GMR传感器，电源模块，所述二维GMR传感器通过滤波器连接MCU单元，所述MCU单元设有Δ-ΣA/D转换模块。

所述滤波器为低通滤波器。

所述MCU单元连接接口电平转换模块。

所述MCU单元为内设FLASH的单片机。

本实用新型一种二维电子罗盘模块，使用新型GMR传感器感测磁场，相比其他传感器方案保证了精度同时可以有效提高响应速度降低功耗。本实用新型的模拟数字电路使用较为新颖的设计，有效简化了电路，电子罗盘可以有效校准外部干扰。本实用新型罗盘使用自主研发的校准算法，结合硬件上滤波优化处理，使得该罗盘具有较高的抗干扰能力，可以应用在干扰较大的环境中，拓宽了二维电子罗盘的应用范围。

同时本实用新型一种二维电子罗盘模块相对于磁通门方案，具有很快的响应频率和很小的体积。本实用新型模块适用于：测风向、磁旋转编码器等诸多领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本实用新型模块原理框图。

具体实施方式

如图1所示，二维电子罗盘模块，包括二维GMR传感器1，所述二维GMR传感器1通过滤波器2连接MCU单元3，所述MCU单元3设有Δ-ΣA/D转换模块6。所述滤波器2为低通滤波器。所述MCU单元3连接接口电平转换模块5。MCU单元3为内设FLASH的单片机。

二维GMR传感器1用以感测磁场，电子罗盘在实际使用环境中会受到干扰，二维GMR传感器1输出的电信号包含噪声，需要滤波处理。滤波器2是一个针对后端A/D模块优化设计的低通滤波器：可以有效滤除高频噪声，与MCU单元3的Δ-ΣA/D相匹配，减小对模数转换精度影响。MCU单元3是一个新型MCU，内部自带三个独立通道Δ-ΣA/D转换模块6。Δ-ΣA/D转换模块6前端是一个PGA，可以设定信号放大倍数。Δ-ΣA/D转换模块6内部使用多个码流加权平均以及数字滤波得到转换结果，与滤波器2配合，可以有效滤除信号中的噪声。MCU单元3将Δ-ΣA/D转换模块6的转换结果进行处理，使用校准算法和MCU单元3内部的FLASH存储的校准数据进行校准运算，经数字信号处理输出数字方位角信号，使用TTL/RS232电平通信，可以有效的校准硬磁干扰，输出方位角信息。

由于MCU单元3中包含三个独立的Δ-ΣA/D通道，在转换时不必使用切换，可以保证转换速率。

电源模块4将外接电源转换成需要的电压，给二维GMR传感器1、MCU单元3、接口电平转换模块5供电。接口电平转换模块5将MCU单元3输出信号电平转换成与外部通信一致的电平逻辑。MCU单元3采用单片机。

使用前，需要将电子罗盘旋转一周校准，新的校准数据会下载到单片机的Flash中。

由于不同的环境下硬磁软磁干扰不同，因此为了保证精度在使用前应进行校准。使用串口发送校准指令，然后将本实用新型电子罗盘模块水平旋转一周。发送校准结束指令，校准的数据会自动存储到单片机Flash中。校准判别算法可以有效针对环境中的硬磁、软磁干扰进行校准，实测能保证在有较大干扰环境下具有很高精度。