告别定位不准!高稳晶振为卫星定位模块赋予“定”力
创始人
2025-12-19 11:00:44
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“我在哪里?”“我要去哪?”“怎么过去?”

在定位技术普及之前,要说清楚自己在哪里、如何去一个陌生的地方,并不是一件简单的事情!以前的人们通常使用地图、观星辨位、司南、罗盘等方式解决定位和导航问题,现在我们只需要打开手机导航,就能够实时获取位置信息和导航服务,这都依托于卫星定位。

卫星定位

卫星定位原理是通过测量已知位置的信标来确定自身位置,简单来说,就是测量一个已知位置和用户的连线,与另一个已知位置和用户的连线,连线的交汇处就是用户所在的位置。

卫星定位模块是一种用于接收卫星导航系统信号并计算自身位置、速度和时间信息的模组,智能手表、智能手机、无人机、机器人等设备基本都会使用卫星定位模块来实现定位和导航功能。

卫星定位模块内置了卫星信号接收器,通过比较不同卫星信号到达时间的微小差异,计算出定位模块与每颗卫星的精确距离,以卫星为球心,以计算出的距离为半径,在空间中形成多个球面,这些球面的交汇点就是定位模块的精确三维坐标(经度、纬度、海拔)。

可以看出,卫星定位是基于精密计时实现的距离测量与几何定位的综合技术,其核心是精准计时,每颗导航卫星都搭载了极其精确的原子钟,并持续向地面广播带有时间戳的信号。

常见的卫星导航系统

美国全球定位系统(GPS)

由美国国防部研制,是全球最早建成且应用最广泛的卫星导航系统,于1994年全面建成。GPS可提供全球定位服务,民用精度约10米,军用精度更高。

俄罗斯格洛纳斯系统(GLONASS)

由苏联/俄罗斯研制,最早开发于苏联时期,2007年实现全面运行,主要服务于俄罗斯及其周边地区,近年来逐步扩展为全球性系统。

北斗卫星导航系统

是中国自行研制的全球卫星导航系统,2020年7月31日,中国北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着北斗系统在全球范围内的服务能力全面形成。北斗卫星导航系统具备全球覆盖能力,民用定位精度优于10米,亚太地区精度优于5米,还支持短报文通信、国际搜救等功能,广泛应用于测绘、交通、物流、应急救援等领域。

卫星定位模块对晶振的需求

前文提到,卫星定位是基于精密计时实现的距离测量与几何定位的综合技术。原子钟是卫星定位系统的“时间源头”,提供了绝对精准和稳定的时间基准。晶振则是卫星定位模块接收器测量时间的物理工具,没有晶振,接收器就无法进行最基本的时间测量,整个定位过程也就无从谈起。

那么,卫星定位模块对晶振的需求主要体现在哪些方面?

高精度频率稳定性

卫星定位依赖精准时间测量,晶振为卫星定位模块提供稳定的基准频率,确保卫星信号的准确解调和处理。稳定的时钟信号是信号处理链路的基础,晶振的频率稳定性直接决定了时间测量的精度,若晶振性能不佳,可能导致信号失真或处理错误,进而影响定位结果的准确性。

更高的抗干扰、抗振动能力

卫星定位接收机的晶振易受振动、电磁干扰等影响,导致输出频率和相位波动,若波动过大,会引起接收机环路失锁,导致卫星信号丢失。

晶振需具备更高的抗电磁干扰、振动等能力,高性能晶振通过优化设计,采用金属外壳屏蔽、陶瓷封装等技术,可有效抵抗辐射和振动干扰,确保在复杂环境下稳定工作,保障定位系统的持续性和可靠性。

小型化与低功耗

定位设备趋向小型化,晶振需采用小尺寸封装,并支持低功耗设计,以延长设备续航时间,适用于智能穿戴、无人机导航等场景。

特定频率需求

常用频率包括8MHz、10MHz、16MHz、16.368MHz、25MHz、26MHz、32MHz等,不同频率对应不同应用场景,需根据定位模块芯片方案选型。

优良的温度适应性

一方面,温度是晶振漂移的首要因素,石英晶体的物理特性会随着温度变化而发生改变,从而导致其振动频率发生漂移。另一方面,通常定位设备的典型工作环境温度变化范围很大,如汽车导航、户外手机、物流追踪器等设备。如果晶振无法在这个宽温范围内稳定工作,定位精度会急剧下降。一般来说,晶振的工作温度范围一般为-40℃至+85℃或更宽,而且晶振需具备良好的温度补偿性能。

YXC提供卫星定位模块的晶振选型指南,助您精准定位产品设计

基于卫星定位模块应用需求特点,YXC扬兴科技的晶振选型推荐如下:

高精度、高稳定性温补晶振:YSO510TP系列

YSO510TP系列

YSO510TP是一款高精度、高稳定性TCXO。这款温补晶振能够通过温度补偿技术,在-30~85℃宽温范围内频率温度频差低至±0.28PPM(典型值±2.5PPM),能够有效减少因晶振漂移导致的定位误差,助力实现高精度定位。

测试结果:在-30~85℃的工作温度范围内,测试样品的温度稳定性满足≤±2.5PPM

智能穿戴设备、无人机、便携式定位终端等对体积有严格要求的领域,需要小型化的定位模块。YSO510TP可以满足定位模块小型化的需求,最小能够提供2.0 x 1.6mm封装,有助于实现设备的小型化和紧凑化设计,提升设备的整体集成度。

关键参数:

频率范围:10 - 52MHz

封装尺寸:2.0*1.6, 2.5*2.0, 3.2*2.5, 5.0*3.2, 7.0*5.0mm

工作电压:1.8/2.5/3/3.3V

输出方式:CMOS, Clipped Sine Wave

工作温度:-30 ~﹢85℃ or specify

频率温度频差:±0.28/0.05/0.5/1.5/2.5PPM

相位噪声:-145dBc/Hz @ 1KHz offset

低功耗、高精度、高稳定性压控温补晶振:YSV350TP系列

YSV350TP系列

低功耗特性

YSV350TP拥有出色的低功耗特性,消耗电流最低6mA,最高13mA,能够有效延长设备续航的时间,而且功耗越低对电池容量的要求也越低,所以工程师可以设计更小、更轻、更薄的设备。此外,低功耗晶振自身发热量小,这意味着频率受自身发热的影响更小,输出信号更稳定、更精确。

高精度、高稳定特性

YSV350TP系列压控温补晶振通过压控温补(VC-TC)功能,可以根据环境温度的变化实时调节和补偿振荡频率,确保在不同工作条件下仍能提供稳定可靠的时钟信号。YSV350TP系列频率稳定度最低可实现±0.5ppm(0℃~+50℃),在工作温度-40~+85℃范围内,最低可实现±1.0ppm。

关键参数:

频率范围:6.4 - 60MHz

封装尺寸:2.0*1.6, 2.5*2.0, 3.2*2.5, 5.0*3.2, 7.0*5.0mm

工作电压:1.8/2.5/3/3.3V

工作温度:-40~﹢85℃ or specify

频率稳定度:±0.5ppm over 0℃ to 50℃(available);±1.0ppm over -40℃ to 85℃(available)

相位噪声:-145dBc/Hz @ 1KHz offset

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