基于蓝牙SOC的晶振电路设计浅析

基本原理

晶振（晶体振荡器）是利用石英晶体的压电效应来工作的。当在石英晶体的两个电极上加一个电场，晶片就会产生机械变形；反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上会产生电场，这种物理现象称为压电效应。当给晶振施加交变电压时，它会产生一个特定频率的机械振动，而这个机械振动又会反过来产生相应频率的电信号。由于石英晶体的物理特性非常稳定，所以能够输出频率高度稳定的时钟信号。

电路组成

• 晶体谐振器
  晶振电路的核心部件，它决定了电路的振荡频率。通常有不同的频率规格可供选择，常见的蓝牙晶振频率有 16MHz、26MHz 等，不同的蓝牙芯片可能需要不同频率的晶振来满足其工作要求。我们的S-BE5607方案用的是26MHz晶振。
• 负载电容
  连接在晶振的两端，与晶振共同构成谐振回路，起到稳定振荡频率和帮助晶振起振的作用。负载电容的值需要根据晶振的规格进行合理选择，一般在几皮法到几十皮法之间。
• 匹配电阻
  有些蓝牙晶振电路中会使用匹配电阻，其作用是调节电路的阻抗匹配，优化振荡信号的质量，减少信号反射和干扰。大部分电阻会省略此部分电路。

晶振类型

• 普通晶体振荡器（XO）
  结构相对简单，成本较低，但频率精度和稳定性一般，适用于对时钟精度要求不是特别高的蓝牙应用场景。
• 温度补偿晶体振荡器（TCXO）
  内置了温度补偿电路，能够根据环境温度的变化自动调整晶振的输出频率，从而提高频率的稳定性。在温度变化较大的环境中，TCXO 能保证蓝牙设备的时钟信号更加精确，适用于对通信质量要求较高的场合。
• 压控晶体振荡器（VCXO）
  其输出频率可以通过外加电压进行控制。在蓝牙通信中，VCXO 可用于频率调制和微调，以适应不同的通信协议和工作模式。

影响因素

• 温度
  温度变化会影响石英晶体的物理特性，从而导致晶振输出频率发生漂移。因此，在设计蓝牙晶振电路时，需要考虑温度补偿措施，以确保在不同的环境温度下都能保持稳定的频率输出。
• 电磁干扰
  蓝牙设备工作时会受到周围电磁环境的干扰，这些干扰可能会影响晶振电路的正常工作，导致频率不稳定或产生噪声。为了减少电磁干扰的影响，通常会采用屏蔽、滤波等措施来保护晶振电路。
• 负载变化
  如果晶振电路的负载发生变化，例如负载电容的数值改变，会影响谐振回路的特性，进而导致振荡频率发生偏移。因此，在电路设计和实际应用中，需要确保负载的稳定性。

蓝牙对频偏要求比较高，所以晶振的品质对蓝牙的性能至关重要，选型过程中 必须保证晶振的一致性和稳定性。晶振的频率偏差必须≤±10ppm，负载CL 推荐9pF。推荐使用我们的配套的晶振，相信比外面随意采购的要优惠和质量保障, 因为我们的方案依我们的配套的晶振，已经调校好了。

 初期做样，不要随便搞个26M的晶振上去用。否则蓝牙距离短、卡音、丢数据、跑不起来等等问题就都来了,也不好查问题, 如果需要的话，可以找我们直接拿晶振的样品，后期调试没问题了，自己再去单独采购 都可以。因为晶振不良，对于我们来说，也是售后，也会是一个麻烦，所以晶振样品我们可以直接送。

再次感谢您的阅读，笔者能力有限，有错在所难免，请批评指正！