[DIY详解] 拆解天宝 TransPak GPS专业接收机

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查看3357 | 回复9 | 2018-1-29 21:10:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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最近淘到了一台天宝Trimble TransPak GPS专业接收机,给大家拆开看看

美国天宝公司,成立于1978年,专业致力于GPS的开发和应用,不少测绘设备都是天宝的产品

除了GPS,还见过天宝的OCXO。


这是要拆解的GPS主机,看起来很像出租车的计价器

一个LCD显示屏,一个功能选择开关,2个输入开关

这是早期的产品,1993年生产的


                               
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尺寸如下


                               
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上部,一个大大的方形隆起,是内置GPS天线


                               
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侧面,每边各有一个吊环,这边还有一个外置天线的接口


                               
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位于侧面的GPS外置天线接口,采用SMA接口

接口上有一个金属制的保护盖,不接天线的时候可以拧上

为了防止盖子丢失,盖子被一根细绳栓在机壳上

为什么经过了近30年,那根细绳没有断?因为那居然是一根钢丝绳!

还是多股编织的,非常柔软,但又不失强度


                               
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后部,是电池的位置,可惜已经没有电池了,不知道能不能淘到

可以用12V电池为它供电,电流大约不到300mA

和现在比起来算是相当耗电的家伙了


                               
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铭牌,型号是14992-30

天宝的LOGO还是过去的六分仪LOGO


                               
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电池触点,经过岁月的洗礼,已经氧化了


                               
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下面开拆,最喜欢这种中古设备,全是螺丝,基本没有卡口

也没有讨厌的超声波焊接,拧开螺丝,即可打开机壳


                               
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打开的样子,首先能看见的就是一圈橘红色的防水密封圈,近30年了还有弹性

机壳很另类,截面是倾斜的,我们暂且称大线路板的是主机侧

小线路板的是后盖侧吧


                               
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所有螺丝孔都是内镶的铜柱结构,没有一个损坏的,非常结实


                               
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来看看后盖侧的小线路板

这是一个比较古老的DC-DC电路,有点像ATX电源

不仅要为主机提供多路电源,还要由主机控制开关机等,带PS-ON信号

输出5V和-8V两路电源,别的高级型号还带电池管理等功能


                               
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卧式电容器,要是现在肯定就贴片解决了


                               
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这个倒L型的金属片其实是一个散热器,仔细看可以看到藏在后面的

一个TO-220封装的晶体管


                               
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电路主题,3片集成电路从左自右分别为CD4011、CD4013、MC33063

MC33063大家估计不熟悉,但是要是提起他的兄弟MC34063大家应该都知道

没错,他俩是同门兄弟,MC33063是MC34063更早的产品,都是DC-DC集成电路

要是按现在的眼光看,用电池供电的设备采用MC33063供电,实在是不符合高效节能的要求的

现在的DC-DC电流效率可以达到95%以上,但是当年有MC33063已经是不错的选择啦


                               
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DC-DC的电感,磁罐型的,减少漏磁,那个-8V电源应该也是从这里来的

后面散热器边上还有跳线帽,不知道是设置什么的


                               
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下面来看看主电路板部分

可以看出上面有很多空位置,那是为不同型号的设备留下的预留焊盘

包括EEPROM,这台设备只插了两颗


                               
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这是CPU,摩托罗拉的MC68HC000,真是CPU啊,微处理器

要外接RAM和ROM甚至接口电路才能工作

要是放在现在,一颗单片机就解决了嘛


                               
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U5和U9是两颗SRM20256静态随机储存器,单片容量32KB

应该算是CPU的缓存或者内存吧,板上还有其他6片的空焊盘

话说我可以把他们补满吗???


                               
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陶瓷封装的是27C512EEPROM芯片,相等于硬盘,内存有固件

可以上4片,我这个设备功能少,只有2片

为了防止插座上的芯片收到震动发生掉落的可能,厂家专门用捆扎带固定了芯片

近处的两颗芯片是DS1231和M6242B,分别是电源监控和时钟电路

最近的插口是电源口,和后壳上的电源板相连,AMP的产品


                               
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时钟晶振,透明的晶振,第一次见到,非常漂亮

让我想起了晶振的一个别名:水晶震荡子


                               
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古老的记忆电池,14500的锂-亚硫酰氯电池,已经没电了

这里用的是以色列的塔迪兰电池,著名的军工企业,这家的电池还是很有名的

直到现在,还是这样经典的淡紫色外皮


                               
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1990年的电池???

反正没电了,一会更换


                               
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拆下数字板,都是十字螺丝固定,好拆


                               
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这颗螺丝靠近过孔焊盘

为了防止短路,它有一个专门的塑料垫片


                               
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拧开8颗螺丝,即可取下数字板

下面是信号板,两者见通过排针排座连接


                               
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拆下的数字板


                               
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接插座仍然是AMP的产品


                               
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数字板边上的板号


                               
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继续解剖信号板,要知道,这可是分立元件的GPS接收电路

不像现在,一个GPS模块就搞定了

用套筒卸下8颗间隔铜柱


                               
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信号板露出全貌

两根射频电缆是来自天线的两根馈线

一根内天线,一根外天线


                               
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拔下馈线接头,取下信号板

这块板负责接收1575.42MHz的信号,并将其变频,整形,解调出数字GPS信号

输入数字板进行处理,不像现在,一颗小小的模块搞定


                               
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16.368MHz的TCXO,应该是在GPS信号弱时,提供机内时钟基准


                               
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看TCXO是5脚的,应该是带有驯服功能的吧


                               
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这是重点的,GPS高频信号处理单元

正中央的,是高频前端和变频电路

这里,天线送来的RF信号,被预放大后送入变频电路,变成频率较低的中频


                               
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有两块垂直安装的模块化小电路板,是作为高频信号解调的一部分

前面的这块,应该是后级信号处理电路,有一个LT1016超高速比较器和SA604FM后级

猜测应该是对接收到的GPS信号进行解调,整形,然后送入处理电路


                               
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这一块,似乎是2级本振,提供一个频率略低的中频信号


                               
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两根天线接口,从铜箔走线可以看出,两个天线可以同时使用

似乎是一个天线合路器电路

观察了一下,外部天线接口下面,带有为有源天线提供电能的电源电路


                               
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信号板上的4颗芯片,右侧的排座是去显示面板的

一颗ADC0808,想必是把接收到的模拟信号进行数字采样,送入CPU进行分析

XR88C681是一颗2通道UART接口收发器

还有一个74是普通的逻辑门


                               
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不知道是什么接口,排针非常尖利

可能是其他型号留的外置接口


                               
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继续看看内置天线长什么样子,毕竟顶上那么大一个鼓包呢

信号板拆掉了,露出来10颗螺丝


                               
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好吧,一个内置天线用10颗螺丝固定,逐一松开


                               
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发现上面,居然是一个独立的小盖子

底下藏着,那么大一个天线!


                               
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天线的尺寸


                               
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和常见的GPS天线比一比


                               
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再来说这个小盖子,为了密封,做工也是一丝不苟

10颗螺丝固定不说,密封圈也是必须的


                               
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快30年了,密封效果究竟如何呢

看看接缝处的灰尘痕迹就知道了


                               
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最后,再来看看面板的构造

拧开固定面板的螺丝,即可将面板总成从机壳上拆下


                               
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反面


                               
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想拆下线路板,要先把旋钮拆下来

先卸下波段开关的旋钮,是铜芯的旋钮


                               
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拧开波段开关的固定螺丝,我一直很好奇这些旋钮如何防水

结果,这是头一次见到的防水密封螺母

上下各有一层橡胶密封圈


                               
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波钮开关也是一样,固定螺母上自带防水胶套


                               
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这样,即可分开面板和线路板


                               
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背面,最大的那个芯片是是日立的HD44780芯片

液晶是一片2004LCD


                               
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开关们,一个波段开关,2个钮子开关


                               
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波段开关,GRAYHILL的产品,GRAYHILL专门生产人机互动界面

各种开关,也是他们家的特长


                               
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一些被割断的跳线,应该是一些可改变的功能


                               
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拆解完了,看看这台设备开机是什么样子吧
但是,用之前要先修复一下,内部的记忆电池已经没电了
记忆电池没电的后果就是内部设置,时钟什么的全都无法保存
而且调整参数的时候经常卡顿,不知道跟电池没电有没有关系
买了一节相同的锂亚硫酰氯电池
锂亚电池最大的优点就是超大的容量,作为记忆电池可以用很久
不过快30年了,用完了,也理所应当

                               
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将旧电池拆下,测量一下,嗯,确实没电了

                               
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安装新电池,焊好即可

                               
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按拆机的反方向重新组装好,用一个12V蓄电池给他供电
面板上通过旋转开关选择需要的功能,最上面是关机,OFF档
开机画面,1993年的设备啊

                               
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这是POS档,显示时间,位置坐标,海拔,用谷歌地图查了一下,应该是比较准的
欢迎各类导弹原子弹氢弹,鸡蛋鸭蛋鹌鹑蛋等前来袭扰哈
估计是设备太老了,那个年份显示是不正确的,不知道为什么,似乎改不了
定位的时间还是比较快的,更换记忆电池后,星历信息可以保存下来
放在窗口,关机后再启动大约30秒不到就可以完成定位
在没换电池前,大约需要2分钟左右可以同步时间信息,要5分钟左右可以同步位置信息
应该算是冷启动吧

                               
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NAV这个界面,主要是速度,航向,以及航向角,偏航角这些信息
请注意最顶端那个:TO   0,这是可以在后面设置定位点,
然后以当前位置到那个定位点来计算

                               
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TIME这个界面里,可以看时间相关信息
ETA是估计到达时间,TTG是航行总时间
最下面那个LastFIX是和卫星最后一次定位的时间

                               
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907321 | 2018-1-30 08:09:46 | 显示全部楼层
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学海无涯 | 2018-1-30 08:19:46 | 显示全部楼层
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zhi008 | 2018-1-30 08:23:04 | 显示全部楼层
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ldj186 | 2018-1-30 08:36:02 | 显示全部楼层
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hongyancl | 2018-1-30 08:46:24 | 显示全部楼层
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zengfanlong | 2018-1-30 08:57:02 | 显示全部楼层
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payun | 2018-1-30 08:57:39 | 显示全部楼层
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小丫 | 2018-1-30 09:37:11 | 显示全部楼层
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dss1984 | 2018-1-30 09:54:28 | 显示全部楼层
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