基于藍牙SOC的晶振電路設計淺析

基本原理

晶振（晶體振蕩器）是利用石英晶體的壓電效應來工作的。當在石英晶體的兩個電極上加一個電場，晶片就會產生機械變形；反之，若在晶片的兩側施加機械壓力，則在晶片相應的方向上會產生電場，這種物理現象稱為壓電效應。當給晶振施加交變電壓時，它會產生一個特定頻率的機械振動，而這個機械振動又會反過來產生相應頻率的電信號。由于石英晶體的物理特性非常穩定，所以能夠輸出頻率高度穩定的時鐘信號。

電路組成

• 晶體諧振器
  晶振電路的核心部件，它決定了電路的振蕩頻率。通常有不同的頻率規格可供選擇，常見的藍牙晶振頻率有 16MHz、26MHz 等，不同的藍牙芯片可能需要不同頻率的晶振來滿足其工作要求。我們的S-BE5607方案用的是26MHz晶振。
• 負載電容
  連接在晶振的兩端，與晶振共同構成諧振回路，起到穩定振蕩頻率和幫助晶振起振的作用。負載電容的值需要根據晶振的規格進行合理選擇，一般在幾皮法到幾十皮法之間。
• 匹配電阻
  有些藍牙晶振電路中會使用匹配電阻，其作用是調節電路的阻抗匹配，優化振蕩信號的質量，減少信號反射和干擾。大部分電阻會省略此部分電路。

晶振類型

• 普通晶體振蕩器（XO）
  結構相對簡單，成本較低，但頻率精度和穩定性一般，適用于對時鐘精度要求不是特別高的藍牙應用場景。
• 溫度補償晶體振蕩器（TCXO）
  內置了溫度補償電路，能夠根據環境溫度的變化自動調整晶振的輸出頻率，從而提高頻率的穩定性。在溫度變化較大的環境中，TCXO 能保證藍牙設備的時鐘信號更加精確，適用于對通信質量要求較高的場合。
• 壓控晶體振蕩器（VCXO）
  其輸出頻率可以通過外加電壓進行控制。在藍牙通信中，VCXO 可用于頻率調制和微調，以適應不同的通信協議和工作模式。

影響因素

• 溫度
  溫度變化會影響石英晶體的物理特性，從而導致晶振輸出頻率發生漂移。因此，在設計藍牙晶振電路時，需要考慮溫度補償措施，以確保在不同的環境溫度下都能保持穩定的頻率輸出。
• 電磁干擾
  藍牙設備工作時會受到周圍電磁環境的干擾，這些干擾可能會影響晶振電路的正常工作，導致頻率不穩定或產生噪聲。為了減少電磁干擾的影響，通常會采用屏蔽、濾波等措施來保護晶振電路。
• 負載變化
  如果晶振電路的負載發生變化，例如負載電容的數值改變，會影響諧振回路的特性，進而導致振蕩頻率發生偏移。因此，在電路設計和實際應用中，需要確保負載的穩定性。

藍牙對頻偏要求比較高，所以晶振的品質對藍牙的性能至關重要，選型過程中 必須保證晶振的一致性和穩定性。晶振的頻率偏差必須≤±10ppm，負載CL 推薦9pF。推薦使用我們的配套的晶振，相信比外面隨意采購的要優惠和質量保障, 因為我們的方案依我們的配套的晶振，已經調校好了。

 初期做樣，不要隨便搞個26M的晶振上去用。否則藍牙距離短、卡音、丟數據、跑不起來等等問題就都來了,也不好查問題, 如果需要的話，可以找我們直接拿晶振的樣品，后期調試沒問題了，自己再去單獨采購 都可以。因為晶振不良，對于我們來說，也是售后，也會是一個麻煩，所以晶振樣品我們可以直接送。

再次感謝您的閱讀，筆者能力有限，有錯在所難免，請批評指正！