【选型】如何为蓝牙系统选一个匹配晶振

时间： 2017-04-19 来源：世强作者：Zake

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晶体及时钟芯片,无源晶体,X1E0000210487,X1E0000210502

时钟被喻为蓝牙系统的“心跳”，因此可见其重要性。目前大部分蓝牙系统同时使用32.768k与12/16/26/32M两个频率的晶振。面对市场上众多品牌、型号、封装、负载电容大小不一的晶振，我们到底应该怎么来选择一个适用于蓝牙系统中的呢？以笔者的经验来看主要需考虑以下几点：

品牌

晶体的厂家非常之多，如EPSON、KDS、Kyocerea、SEIKO。但Epson（爱普生）是一家专业从事晶体元件的厂商，其运用长年积累的培育人工石英以及以加工为代表的、实现精微化、高精度、高品质的综合技术。爱普生东洋集团研究出的最小体积新产品，满足了市场要求严格等一些小型便携式的电子产品。

频率容差

目前一般的芯片都采用Pierce振荡电路，如图1所示。其中U1与R1是集成在成蓝牙芯片内部。石英晶体与C1、C2两个电容构成π型网络形式的带通滤波器，约在石英晶体的共振频率上，提供180度相移与所需的电压增益。

图1：Pierce 振荡电路

晶体的偏差主要有三个因素：生产公差、温度及生命周期。所有的这些参数值都会在晶体的数据手册上给出频率容差[ppm]。为了弄清楚最大的容差，因此这三个参数都必须要考虑。可以根据终端产品的使用年限与工作条件（温度）来考虑。根据802.15.4标准，低功耗蓝牙应用，最大的频率偏应小于40ppm。以下为Epson 16M晶体的参数，从中可以看出频率的偏差为±10ppm，频偏非常小。

图2：Epson 16M晶体参数

负载电容

正确的使用晶体需要依靠外部的两个电容C1与C2，如图1所示。这两个电容与PCB上的寄生电容一起构成负载电容。对晶体来讲，最佳的负载电容CL都会在数据手册上给出。C1与C2应该根据如下公式来匹配该值。这里的Cx´是晶体旁边的电容与PCB板的寄生电容之和，典型值一般在2-8pF之间。

找到最佳的负载电容，最容易的方法就是通过给定的电路与layout测试。通过SmartRF测试工具输出一个固定频率的载波，然后再用频谱分析仪测量输出频率，就可以很容易的找到偏差量。

通上以上分析可以得出，选一个合适的晶体除了品牌之外，就是产品的性能，产品的性能主要又包括三个因素：尺寸（封装，高度）、性能（整个温度范围与生命周期内的精度）、价格（如高性能并且小封装=高价格）。因此在蓝牙系统中绝大多数使用的是3225封装的晶体，性价比非常高。如Epson的TSX-3225 16M是一款非常适合蓝牙系统应用的晶体。

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全部评论（233）

小万 Lv7 资深专家 2018-11-12

若是对蓝牙电路选型晶振不是很适合，会影响蓝牙的传输稳定性？还是影响其他的性能？具体有哪些？
- 用户84206099回复：系统稳定性及传输稳定性都有影响，系统都不稳定了，更不用说传输了
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MangoHoHo Lv7. 资深专家 2019-01-22

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Chan Lv8. 研究员 2019-01-21

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买了佛冷 Lv7. 资深专家 2019-01-18

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tutucool Lv7. 资深专家 2019-01-17

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CrayonHui Lv3. 高级工程师 2019-01-14

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风犬小狗 Lv6. 高级专家 2019-01-10

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小蓉 Lv7. 资深专家 2019-01-09

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菲娜樱子 Lv8. 研究员 2019-01-09

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丝雨 Lv8. 研究员 2019-01-08

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ESR [Max]（Ω）

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EPSON - 晶体及时钟芯片,CRYSTAL UNIT,晶体单元,X1E000021026400,X1E000021029511,X1E000021099100,X1E000021048711,X1E000021012911,X1E000021015900,X1E000021100700,X1E000021012511,X1E000021001900,X1E000021059600,X1E000021012900,X1E000021048700,X1E000021011811,X1E000021069700,X1E000021016700,TSX-3225,X1E000021016300,X1E000021064811,X1E000021043411,X1E000021012500,X1E000021071100,X1E000021050211,X1E000021008711,X1E000021024600,X1E000021013900,X1E000021011600,X1E000021015400,X1E000021042711,X1E000021012011,X1E000021017700,X1E000021043800,X1E000021062400,X1E000021043400,X1E000021012411,X1E000021037511,X1E000021014711,X1E000021013500,X1E000021011200,X1E000021037512,X1E000021035211,X1E000021092211,X1E000021050200,X1E000021024611,X1E000021002200,X1E000021049611,X1E000021015911,X1E000021069600,X1E000021012000,X1E000021063500,X1E000021041211,X1E000021062411,X1E000021014700,X1E000021012400,X1E000021015511,X1E000021001911,X1E000021037000,X1E000021028500,X1E000021025511,X1E0000210487,X1E000021057900,X1E000021025512,X1E000021068000,X1E000021013800,X1E000021011900,X1E000021069611,X1E000021048111,X1E000021063511,X1E000021016911,X1E000021089900,X1E000021088000,X1E000021079411,X1E000021031400,X1E000021075900,X1E000021013911,X1E000021083400,X1E000021015814,X1E000021068011,X1E000021048100,X1E000021015411,X1E000021016900,X1E000021036411,X1E000021037500,X1E000021059511,X1E000021035200,X1E000021083411,X1E000021083414,X1E000021012611,X1E000021016411,X1E000021016811,X1E000021012211,X1E000021013300,X1E000021058411,X1E000021059500,X1E0000210502,X1E000021076200,X1E000021025500,X1E000021101000,X1E000021014900,X1E000021013811,X1E000021060200,X1E000021041011,X1E000021011911,X1E000021016400,X1E000021016800,X1E000021013011,X1E000021013014,X1E000021012200,X1E000021059611,X1E000021059612,X1E000021076211,工业电子,消费电子,汽车电子,通信设备

2018年03月27日 - 数据手册 - Ver.20180109 代理服务技术支持采购服务

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本方案采用Silicon Labs的低功耗蓝牙SoC芯片EFR32BG22，并搭配EPSON的高精度晶体38.4MHz无源晶体Q22FA1280041500，圣邦微SGMICRO的低噪声LDO SGM2036器件，实现亚米级、可探测方向、电池使用时间长的蓝牙AOA室内定位系统设计。

2020-04-11 - 应用方案

请问Hosonic的晶体振荡器,E3SB40E000016E(40MHz,±10ppm,12.5pF,SMD3225-4PIN,-30~85℃,RoHS)有替换型号推荐吗？

可以评估一下EPSON的TSX-3225系列无源晶体X1E000021017811，采用3225封装，额定频率40MHz，最大等效串联电阻ESR 40Ω。

2023-01-06 - 技术问答

【技术大神】无源晶体电路PCB设计技巧分享

从理论、实际和测试三方面综合介绍无源晶体在PCB板中的设计技巧。

2017-04-05 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

【技术大神】小晶振大奥秘：32.768KHz无源晶体电路匹配设计

实例介绍32.768K无源晶体的电路匹配选择，及设计时的注意事项。

2017-03-20 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

新项目需要一颗3225封装，38.4MHz，8.5pF或6pF负载电容的无源晶体，有合适型号推荐吗？

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2023-01-03 - 技术问答

Epson（爱普生）TSX-3225（X1E000021013900）25MHz 12pF 10ppm无源晶体数据手册

TSX-3225（X1E000021013900）25MHz 12pF 10ppm无源晶体详细规格书。

EPSON - 谐振器,无源晶体,CRYSTAL UNIT,晶体单元,TSX-3225,X1E000021013900

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Aug. 1. 2015 - 数据手册 - Ver.201504 代理服务技术支持采购服务