告別定位不準(zhǔn)！高穩(wěn)溫補晶振為衛(wèi)星定位模塊賦予“定”力

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“我在哪里？”“我要去哪？”“怎么過去？”
在定位技術(shù)普及之前，要說清楚自己在哪里、如何去一個陌生的地方，并不是一件簡單的事情！以前的人們通常使用地圖、觀星辨位、司南、羅盤等方式解決定位和導(dǎo)航問題，現(xiàn)在我們只需要打開手機導(dǎo)航，就能夠?qū)崟r獲取位置信息和導(dǎo)航服務(wù)，這都依托于衛(wèi)星定位。


衛(wèi)星定位
衛(wèi)星定位原理是通過測量已知位置的信標(biāo)來確定自身位置，簡單來說，就是測量一個已知位置和用戶的連線，與另一個已知位置和用戶的連線，連線的交匯處就是用戶所在的位置。

衛(wèi)星定位模塊是一種用于接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號并計算自身位置、速度和時間信息的模組，智能手表、智能手機、無人機、機器人等設(shè)備基本都會使用衛(wèi)星定位模塊來實現(xiàn)定位和導(dǎo)航功能。
衛(wèi)星定位模塊內(nèi)置了衛(wèi)星信號接收器，通過比較不同衛(wèi)星信號到達時間的微小差異，計算出定位模塊與每顆衛(wèi)星的精確距離，以衛(wèi)星為球心，以計算出的距離為半徑，在空間中形成多個球面，這些球面的交匯點就是定位模塊的精確三維坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度、海拔）。
可以看出，衛(wèi)星定位是基于精密計時實現(xiàn)的距離測量與幾何定位的綜合技術(shù)，其核心是精準(zhǔn)計時，每顆導(dǎo)航衛(wèi)星都搭載了極其精確的原子鐘，并持續(xù)向地面廣播帶有時間戳的信號。

常見的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
· 美國全球定位系統(tǒng)（GPS）
由美國國防部研制，是全球最早建成且應(yīng)用最廣泛的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，于1994年全面建成。GPS可提供全球定位服務(wù)，民用精度約10米，軍用精度更高。
· 俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)（GLONASS）
由蘇聯(lián)/俄羅斯研制，最早開發(fā)于蘇聯(lián)時期，2007年實現(xiàn)全面運行，主要服務(wù)于俄羅斯及其周邊地區(qū)，近年來逐步擴展為全球性系統(tǒng)。
· 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，2020年7月31日，中國北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通，標(biāo)志著北斗系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)的服務(wù)能力全面形成。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具備全球覆蓋能力，民用定位精度優(yōu)于10米，亞太地區(qū)精度優(yōu)于5米，還支持短報文通信、國際搜救等功能，廣泛應(yīng)用于測繪、交通、物流、應(yīng)急救援等領(lǐng)域。

衛(wèi)星定位模塊對晶振的需求
前文提到，衛(wèi)星定位是基于精密計時實現(xiàn)的距離測量與幾何定位的綜合技術(shù)。原子鐘是衛(wèi)星定位系統(tǒng)的“時間源頭”，提供了絕對精準(zhǔn)和穩(wěn)定的時間基準(zhǔn)。晶振則是衛(wèi)星定位模塊接收器測量時間的物理工具，沒有晶振，接收器就無法進行最基本的時間測量，整個定位過程也就無從談起。
那么，衛(wèi)星定位模塊對晶振的需求主要體現(xiàn)在哪些方面？


· 高精度頻率穩(wěn)定性
衛(wèi)星定位依賴精準(zhǔn)時間測量，晶振為衛(wèi)星定位模塊提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)頻率，確保衛(wèi)星信號的準(zhǔn)確解調(diào)和處理。穩(wěn)定的時鐘信號是信號處理鏈路的基礎(chǔ)，晶振的頻率穩(wěn)定性直接決定了時間測量的精度，若晶振性能不佳，可能導(dǎo)致信號失真或處理錯誤，進而影響定位結(jié)果的準(zhǔn)確性。
· 更高的抗干擾、抗振動能力
衛(wèi)星定位接收機的晶振易受振動、電磁干擾等影響，導(dǎo)致輸出頻率和相位波動，若波動過大，會引起接收機環(huán)路失鎖，導(dǎo)致衛(wèi)星信號丟失。
晶振需具備更高的抗電磁干擾、振動等能力，高性能晶振通過優(yōu)化設(shè)計，采用金屬外殼屏蔽、陶瓷封裝等技術(shù)，可有效抵抗輻射和振動干擾，確保在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作，保障定位系統(tǒng)的持續(xù)性和可靠性。
· 小型化與低功耗
定位設(shè)備趨向小型化，晶振需采用小尺寸封裝，并支持低功耗設(shè)計，以延長設(shè)備續(xù)航時間，適用于智能穿戴、無人機導(dǎo)航等場景。
· 特定頻率需求
常用頻率包括8MHz、10MHz、16MHz、16.368MHz、25MHz、26MHz、32MHz等，不同頻率對應(yīng)不同應(yīng)用場景，需根據(jù)定位模塊芯片方案選型。
· 優(yōu)良的溫度適應(yīng)性
一方面，溫度是晶振漂移的首要因素，石英晶體的物理特性會隨著溫度變化而發(fā)生改變，從而導(dǎo)致其振動頻率發(fā)生漂移。另一方面，通常定位設(shè)備的典型工作環(huán)境溫度變化范圍很大，如汽車導(dǎo)航、戶外手機、物流追蹤器等設(shè)備。如果晶振無法在這個寬溫范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，定位精度會急劇下降。一般來說，晶振的工作溫度范圍一般為-40℃至+85℃或更寬，而且晶振需具備良好的溫度補償性能。

YXC提供衛(wèi)星定位模塊的晶振選型指南，助您精準(zhǔn)定位產(chǎn)品設(shè)計
基于衛(wèi)星定位模塊應(yīng)用需求特點，YXC揚興科技的晶振選型推薦如下：
△ 高精度、高穩(wěn)定性溫補晶振：YSO510TP系列

YSO510TP系列


YSO510TP是一款高精度、高穩(wěn)定性TCXO。這款溫補晶振能夠通過溫度補償技術(shù)，在-30~85℃寬溫范圍內(nèi)頻率溫度頻差低至±0.28PPM（典型值±2.5PPM），能夠有效減少因晶振漂移導(dǎo)致的定位誤差，助力實現(xiàn)高精度定位。

測試結(jié)果：在-30~85℃的工作溫度范圍內(nèi)，測試樣品的溫度穩(wěn)定性滿足≤±2.5PPM


智能穿戴設(shè)備、無人機、便攜式定位終端等對體積有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，需要小型化的定位模塊。YSO510TP可以滿足定位模塊小型化的需求，最小能夠提供2.0 x 1.6mm封裝，有助于實現(xiàn)設(shè)備的小型化和緊湊化設(shè)計，提升設(shè)備的整體集成度。
關(guān)鍵參數(shù)：
✅ 頻率范圍：10 - 52MHz
✅ 封裝尺寸：2.0*1.6, 2.5*2.0, 3.2*2.5, 5.0*3.2, 7.0*5.0mm
✅ 工作電壓：1.8/2.5/3/3.3V
✅ 輸出方式：CMOS, Clipped Sine Wave
✅ 工作溫度：-30 ~﹢85℃ or specify
✅ 頻率溫度頻差：±0.28/0.05/0.5/1.5/2.5PPM
✅ 相位噪聲：-145dBc/Hz @ 1KHz offset


△ 低功耗、高精度、高穩(wěn)定性壓控溫補晶振：YSV350TP系列

YSV350TP系列
低功耗特性
YSV350TP擁有出色的低功耗特性，消耗電流最低6mA，最高13mA，能夠有效延長設(shè)備續(xù)航的時間，而且功耗越低對電池容量的要求也越低，所以工程師可以設(shè)計更小、更輕、更薄的設(shè)備。此外，低功耗晶振自身發(fā)熱量小，這意味著頻率受自身發(fā)熱的影響更小，輸出信號更穩(wěn)定、更精確。
高精度、高穩(wěn)定特性
YSV350TP系列壓控溫補晶振通過壓控溫補（VC-TC）功能，可以根據(jù)環(huán)境溫度的變化實時調(diào)節(jié)和補償振蕩頻率，確保在不同工作條件下仍能提供穩(wěn)定可靠的時鐘信號。YSV350TP系列頻率穩(wěn)定度最低可實現(xiàn)±0.5ppm（0℃~+50℃），在工作溫度-40~+85℃范圍內(nèi)，最低可實現(xiàn)±1.0ppm。
關(guān)鍵參數(shù)：
✅ 頻率范圍：6.4 - 60MHz
✅ 封裝尺寸：2.0*1.6, 2.5*2.0, 3.2*2.5, 5.0*3.2, 7.0*5.0mm
✅ 工作電壓：1.8/2.5/3/3.3V
✅ 工作溫度：-40~﹢85℃ or specify
✅ 頻率穩(wěn)定度：±0.5ppm over 0℃ to 50℃（available）；±1.0ppm over -40℃ to 85℃（available）
✅ 相位噪聲：-145dBc/Hz @ 1KHz offset