杭晶电子：晶振在北斗导航系统中的应用

Release time：2024-08-29
author：AMEYA360
source：杭晶电子
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　　北斗导航系统概况：

杭晶电子：晶振在北斗导航系统中的应用

　　BDS(北斗)是中国自行研制的全球卫星导航系统，由空间段、地面段和用户段三部分组成，目前在轨卫星 55 颗。可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力。为全球用户提供服务，空间信号精度将优于 0.5 米;全球定位精度将优于 10 米，测速精度优于 0.2 米/秒，授时精度优于 20 纳秒;亚太地区定位精度将优于 5 米，测速精度优于 0.1 米/秒，授时精度优于 10 纳秒，整体性能大幅提升。

　　北斗与 GPS 的差异

　　01、北斗多一个可以发短信报文的功能，这是独家秘笈。

　　02、定位精度上水平方向比 GPS 略差，高度精度上比 GPS 略好。

　　03、授时精度比 GPS 略差

　　北斗卫星定位系统相对 GPS 定位系统优势：

　　01、北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显。

　　02、北斗系统提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。

　　03、北斗系统创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。

　　北斗及 GPS 定位系统常用晶振：

杭晶电子：晶振在北斗导航系统中的应用

　　不管是定位导航还是短报文服务，作为地面接收机都需要采用高稳定度的 TCXO。目前对于带有短报文功能的专业手持终端，所用的 TCXO 频率多以10.000MHz 和16.320MHz 为主，根据方案需求可选用带有压控功能的 TCXO。对于BDS+GPS 多模定位的芯片，以采用 16.368MHz(16.367667，16.369)和 26MHz 为主。

　　导航系统对晶振的特殊要求：

　　01、卫星定位导航应用中，在解算位置速度信息时需要精准的时间测量，包括卫星钟和本地钟两种时间信息。本地钟通常采用晶振，精度要求不及卫星钟，钟差钟漂可以作为定位测速误差公共项进行消除。本地晶振输出的时钟信号优劣直接影响接收机性能，对卫星定位导航信号的捕获、跟踪性能影响是巨大的，尤其是在振动、高动态等恶劣工作环境中。

　　02、在卫星导航定位处理时，卫星接收机的晶振受到外部的各种干扰，输出频率、相位均会发生波动。在波动较大时会引起接收机环路失锁，导致卫星信号丢失。

　　03、卫星接收机跟踪环路误差主要有：热噪声σtPLL、晶振噪声和动态应力误差θe，其中，晶振噪声又分为由晶振的相位噪声引起的σv 和由短期稳定度引起的颤动θA。

杭晶电子：晶振在北斗导航系统中的应用

　　晶振的相位噪声和短期稳定度主要由晶振的频率稳定度、Frequency Slope(温度变化下的频率变化斜率)以及G-Sensitivity(加速度灵敏度)决定。由以上公式可知，晶振的频率稳定度、Frequency slope以及G-Sensitivity会对卫星接收机的PLL跟踪环路的性能造成较大的影响，是造成GNSS接收机环路失锁的主要因素。

　　因此，在为GNSS接收机进行晶振选型时，需要重点考虑这些参数。

　　BDS导航系统常用晶振参数要求：

杭晶电子：晶振在北斗导航系统中的应用

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杭晶电子：晶振在酒店机器人上的应用
行业新闻

杭晶电子：晶振在酒店机器人上的应用

　　酒店机器人作为现代服务行业的智能设备，通过智能化与自动化技术，正在重塑酒店行业的服务模式。其在提升效率、优化成本、增强体验方面表现显著。　　酒店机器人需要在复杂的环境中执行多种任务，如自主导航、语音识别、数据处理和无线通信等。　　晶振在酒店机器人中扮演着关键角色，为其各项功能的实现提供了稳定、精确的时钟信号。作为机器人的“大脑”，晶振确保了机器人的高效运行和可靠性。　　精准导航与定位　　酒店机器人需要在复杂的环境中自主导航，避开障碍物并准确到达指定位置。这要求其传感器和控制系统具备高精度的时间同步能力。晶振提供的稳定时钟信号确保了传感器数据的准确采集和处理，使机器人能够实现精确的定位和路径规划。　　高效通信与数据处理　　酒店机器人需要与其他设备或系统进行实时通信，如与电梯、门禁系统的联动，以及与后台管理系统的数据交互。晶振为通信模块提供必要的时钟源，确保数据传输的同步性和可靠性。此外，晶振还支持机器人的数据处理单元高效运行，保证任务的及时执行。　　人机交互与服务质量　　为了提升用户体验，酒店机器人通常具备语音识别、图像处理等功能。这些功能需要高精度的时钟信号来支持复杂的算法运算。晶振的应用确保了机器人在人机交互过程中的响应速度和准确性，提高了服务质量。　　系统稳定性与安全性　　在酒店环境中，机器人的稳定运行至关重要。晶振作为关键的时钟元件，其性能直接影响机器人的可靠性。高品质的晶振能够在不同温度和环境条件下保持稳定的频率输出，确保机器人系统的安全性和稳定性。　　常见晶振频率　　32.768 kHz晶振　　型号:FC31M2-32.768-NTLLLDT　　这种低频晶振常用于实时时钟(RTC)模块，帮助机器人记录时间信息，确保任务的定时执行。其低功耗特性也有助于延长设备的电池寿命。　　8 MHz/12 MHz/16 MHz晶振　　这些频率的晶振通常为微控制器(MCU)或处理器提供主时钟信号，确保数据处理和控制任务的准确性和及时性。例如，12 MHz的晶振在单片机系统中广泛应用，能够通过分频得到所需的时钟频率。　　24 MHz/25 MHz晶振　　型号:XC21M4-24.000-F12NLDT　　XC21M4-25.000-F12NLDT　　这些频率的晶振常用于音视频处理和网络通信模块，确保多媒体功能和数据传输的稳定性。例如，25 MHz的晶振在网络电路中应用广泛，提供精确的时钟信号以维持网络通信的可靠性。　　40 MHz晶振　　型号:XC21M4-40.000-F12NLDT　　在需要高速数据处理或无线通信的场景中，40 MHz的晶振被广泛采用。例如，用于无线充电设备XC21M4-40.000-F12NLDT，具有良好的频率稳定性和适应性。　　需要注意的是，晶振的选择不仅取决于频率，还需要考虑其他参数，如频率稳定性、负载电容、工作温度范围等，以确保其在特定应用中的可靠性和性能。　　XC21M4晶振系列具有尺寸小2.0x1.6mm，高精度±10ppm@25℃ ，高稳定度±20ppm@-40+85℃等特点，在机器人领域中超来超多终端所选用。　　随着人工智能和物联网技术的发展，酒店机器人将承担更多的服务功能。晶振作为基础电子元件，其性能将直接影响机器人的功能拓展和应用前景。　　晶振在酒店机器人的应用中至关重要，直接影响机器人的导航、通信、交互和系统稳定性。选择高品质的杭晶晶振，将有助于提升酒店机器人的性能和用户体验，推动智能服务的普及与发展。
2025-03-20 09:10 reading：236
杭晶电子：差分晶振在视频领域的应用
行业新闻

杭晶电子：差分晶振在视频领域的应用

　　随着高清视频、4K/8K显示以及视频会议、直播等应用的快速发展，视频设备对时钟信号的稳定性、低抖动和高频率要求不断提高。差分晶振因其独特的技术优势，逐渐在视频领域中扮演起越来越重要的角色。　　下面由杭晶电子就详细探讨一下差分晶振在视频领域的应用。　　1.提供高精度时钟信号　　视频信号的采集、处理、编码和显示，都需要一个稳定、准确的时钟源来保证数据同步。差分晶振具有：　　(1)低抖动：能显著减少信号时钟抖动，确保视频帧率稳定，避免画面撕裂、闪烁等问题;　　(2)高稳定性：在不同工作环境下保持频率稳定，保证视频信号长时间稳定传输。　　这些特性对于高清视频处理尤为关键，特别是在高清视频采集卡、视频解码器以及图像处理器中，差分晶振能够为整个系统提供精准的参考时钟。　　2.应用于高速数据传输与接口　　现代视频传输接口如HDMI、DisplayPort以及一些专业视频接口，对时钟信号的要求非常严格。差分晶振的输出通常为差分信号，具有较强的抗干扰能力和较低的共模噪声，这使得：　　(1)信号传输更加稳定：在高速视频传输过程中，能够有效抵抗外界干扰，确保数据准确传输;　　(2)长距离传输：差分信号结构有助于降低信号衰减和干扰，在视频分配和多屏幕拼接等应用中表现尤为出色。　　3.应用于视频处理和显示模块　　在视频处理器、图像处理芯片以及显示驱动芯片中，差分晶振为核心的处理单元提供同步时钟：　　(1)图像处理：高速时钟信号能够驱动GPU或专用图像处理器进行实时图像处理和编码。　　(2)显示同步：确保各模块之间的时序一致，提升屏幕刷新率和响应速度，从而实现流畅无卡顿的视频显示。　　4.常见的差分晶振频率　　(1)25MHz: 多用于视频采集卡、显示驱动器和解码器等设备，作为时钟源。100MHz/125 MHz: 高速视频处理和传输中使用，如4K/8K视频编解码器，为传输系统提供稳定的时钟源。　　(2)400 MHz/800 MHz: 用于更高带宽、高分辨率的视频接口或内部处理时钟，支持超高清分辨率(如8K视频应用)。　　(3)156.25MHz/312.5 MHz: 可用于网络中视频流传输和数据同步，也常见于高速通信和视频处理模块的时钟源。这些频率为视频采集、处理、显示和传输的各个阶段提供精确的时钟信号，确保信号的稳定性、图像质量以及低延迟处理，满足现代视频技术(如4K、8K等)对时钟信号的高要求。　　5.未来趋势与发展　　随着视频技术的不断进步，未来的应用趋势包括：　　(1)更高频率、更低抖动：满足4K、8K乃至更高分辨率视频系统对时钟信号精度的需求;　　(2)集成化和小型化：为便携式视频设备和AR/VR等新兴应用提供更加紧凑和高效的时钟解决方案;　　(3)智能调控：结合数字控制技术，实现动态频率调节，更好地适应复杂多变的工作环境。　　杭晶提供不同封装产品的LVDS/LVPECL/HCSL差分晶振, 在视频领域中的应用主要体现在为高清视频处理、传输和显示系统提供高精度、低抖动、抗干扰的时钟信号。
2025-02-26 09:02 reading：222
杭晶电子：晶振在人形机器人系统中的关键应用与未来趋势
行业新闻

杭晶电子：晶振在人形机器人系统中的关键应用与未来趋势

　　随着人工智能与机器人技术的快速发展，人形机器人在工业制造、医疗康复、教育娱乐等领域发挥着越来越重要的作用。而在机器人控制系统中，“晶振”作为核心时钟源，确保了各个模块的高精度同步与稳定运行。　　1、人形机器人对晶振的需求　　人形机器人涉及多个高精度计算和控制模块，如运动控制、传感器数据处理、无线通信、人工智能计算等，这些系统都需要稳定的时钟信号。因此，晶振在机器人系统中主要用于：　　✅ 主控芯片时钟源：提供稳定时钟，确保 CPU、MCU 运行正常。　　✅ 运动控制系统：驱动机器人关节协调运动，确保步态平稳。　　✅ 无线通信模块：Wi-Fi、Bluetooth、5G 等通信系统需高频时钟支持。　　✅ 传感器数据处理：加速度计、陀螺仪、激光雷达等传感器依赖高精度时钟同步。　　✅ 语音识别与 AI 计算：机器人的语音处理、图像识别等 AI 任务需要精准时序信号。　　2. 人形机器人常用的晶振频率　　人形机器人系统复杂，不同模块需要不同频率的晶振，常见应用如下：　　3. 关键应用场景分析　　(1)主控芯片(MCU/FPGA)时钟　　机器人主控单元通常采用 ARM MCU 或 FPGA，需要高精度晶振(如 12MHz、25MHz)作为时钟源，确保数据计算、控制命令执行的准确性。例如，STM32、ESP32、Xilinx FPGA等都依赖晶振来维持系统稳定。　　(2)运动控制系统　　人形机器人需要精准控制关节运动，确保步态平衡。步态控制算法、PWM(脉宽调制)信号生成都需要高稳定性时钟信号(常见 24MHz、32MHz)。晶振的精度直接影响运动平滑性，防止机器人出现步态不稳、关节抖动等问题。　　(3)传感器数据采集　　机器人的陀螺仪(IMU)、激光雷达(LiDAR)、摄像头等传感器需要高精度时间同步。例如，惯性测量单元(IMU)通常使用 32.768kHz 晶振，保证传感器采样速率精准，确保机器人在复杂环境中的平衡与导航。　　(4)无线通信　　现代人形机器人支持 Wi-Fi、5G、蓝牙 等无线通信，远程控制机器人，甚至通过 AI 云端计算增强能力。26MHz、40MHz 晶振是无线模块的关键时钟，影响通信稳定性与传输速度。　　(5)AI 计算　　高端人形机器人搭载GPU 或 NPU(神经网络处理单元)，运行 AI 任务，如语音交互、环境感知、图像识别等。这类计算芯片通常采用 100MHz、125MHz 以上高频晶振，提供高性能计算能力。　　4. 未来发展趋势　　✅ 超小型晶振：人形机器人对小型化、轻量化的需求日益提升，1.6×1.2mm、1.0×0.8mm 封装的超小型晶振将更受欢迎。　　✅ 高稳定 TCXO(温补晶振)：机器人在不同环境(如高温、低温)下运行，温补晶振(TCXO)确保时钟稳定性，提高定位精度。　　✅ 低功耗晶振：智能机器人需要长续航，低功耗晶振(如 32.768kHz)帮助优化电池能耗。　　✅ 差分晶振(LVDS/LP-HCSL)：机器人 AI 计算模块对高速信号传输要求提高，差分晶振成为趋势，如 100MHz、125MHz 差分晶振。　　5. 结论　　晶振作为人形机器人系统的核心时钟元件，在主控计算、运动控制、传感器同步、无线通信、AI 计算等方面发挥至关重要的作用。随着机器人技术的发展，未来将需要更高精度、更低功耗、更稳定的晶振产品，助力机器人向更智能、更稳定的方向进化。杭晶可以为客户提供相应产品及技术支持。
2025-02-25 11:45 reading：301
杭晶电子：飞秒晶振在发烧DAC解码器和播放器中的应用
行业新闻

杭晶电子：飞秒晶振在发烧DAC解码器和播放器中的应用

　　电声学回放系统中负责数模转换的核心元件就是DAC芯片。自上世纪70年代，开始有了单片集成电路(IC)的DAC，从此开启了DAC的芯片时代。　　1、AKM　　AKM是日本的芯片制造商(Asahi Kasei Microdevices Corporation)，除了大家所熟知的TCXO芯片外，它的音频解码芯片也是顶级的。目前，AKM推出了调制(AK4191)和解码(AK4499EX)分离的方案，引入了异步模式选项。在AK4191中通过安置FIFO(先进先出)存储器来进行音频信号速率和本地速率不同步时数据的缓冲，从而实现异步连续播放，这样就与音频信号解耦，其Jitter(抖动)的影响仅取决于本地晶振的性能。用这个AK4191+AK4499EX的方案来取代先前的AK4499芯片有明显的优势，前者虽然是2通道设计而性能上却达到了后者4通道的水平，且价格更低。　　2、ESS　　ESS也推出了较多的新品，如ES9017、ES9027PRO、ES9039PRO等，提高音频性能的同时更省耗电;有些集成了MQA渲染器，如ES9068A、ES9039MPRO等，用于硬件直接解码MQA格式音频信号;另一些增加了I/V(电流电压)转换和线路驱动模块，如ES9080、ES9033等，增加了集成度同时可降低整机PCB面积和复杂度。ESS高端DAC芯片大都具备异步模式和Jitter(抖动)消除电路。　　3、CL　　与此同时，CL推出新品CS4302P/04P/08P，分别为2通道、4通道和8通道的芯片，支持PCM32位768Hz和DSD512，性能比上代有大幅度的提高。　　飞秒双晶振在发烧解码器和播放器当中的应用　　目前发烧级DAC和播放器不约而同的选用两颗高精度、超低相噪和抖动的晶振，频率分别是45.1584MHz和49.152MHz。　　45.1584MHz的晶振，对应44.1kHz、88.2kHz、176.4kHz和352.8kHz的曲目;　　49.152MHz的晶振，对应48kHz、96kHz、192kHz和384kHz的曲目;　　不同编码频率的曲目通过不同的晶振进行整数倍的处理，绕过了分数转换，为HIFI音质提供了保障。　　飞秒晶振的优秀表现　　对于音频用晶振，业界通常使用10-1MHz的积分上下限，而通讯用晶振常常关注12kHz-20MHz带宽内的表现。　　现在在高端随身HiFi播放器中被广泛应用的杭晶“飞秒晶振”CO22H4-49.152-33KDTST-LJ和CO22H4-45.1584-33KDTST-LJ中，我们给出了这两种积分带宽下的Jitter值， 10kHz-1MHz的Jitter值只有不到100fs。　　超低抖动晶振的应用，使音频数据上的抖动和失真显著降低，声音精准还原，细节纤毫毕现。
2025-01-16 13:38 reading：521
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