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    藍牙晶振頻偏會造成什么影響?如何計算實際PPM值?

    在使用藍牙設備時,若遇到藍牙連接困難或連接成功后突然斷開,數傳數據不停隨機中斷然后自動連接,如此循環,這是非常讓人頭痛及惱火的事情。藍牙是RF射頻類電子產品,晶振的精度直接會影響到RF射頻功能。

    藍牙晶振頻偏會造成什么影響?如何計算實際PPM值?

    藍牙晶振頻偏會造成什么影響?如何計算實際PPM值?

    一般情況下,藍牙接收模塊存在信號連接及接收不良主要原因是受到晶振頻偏影響,因此,在晶振選型時,建議選擇具備精度高穩定性強的晶振。在精度選擇方面,選擇±10ppm以內的晶振,這樣能夠確保天線的正常信號接收功能,如靈敏度,距離及數據傳輸速度等。這些都是藍牙功能得以實現的關鍵。晶振決定著整個藍牙模塊的時鐘信號運行狀態,因此有時針對調試好的藍牙模塊,有時會出現更換晶振就出現不良現象的情況。

    當然,導致藍牙設備發生不良的因素不排除其它方面,比如藍牙芯片品質不良、焊接不良及軟件需要DEBUG等。我們這里主要講晶振。如果藍牙芯片對晶振的頻率精度要求為±10ppm以內,我們就需要給不良電路板上電,測試晶振的實際輸出頻率。

    以目前藍牙模塊經常采用的無源晶振SMD 16MHz 9PF ±10ppm為例:

    16MHz中的 “M”在英文中是 million的縮寫,即百萬的意思,數字為1000000

    因此 16MHz=16000000Hz,在理想狀態之下,我們想要得到的晶振輸出頻率就是16000000Hz。高于這個數值或低于這個數值都被稱之為頻率偏差,簡稱頻偏。

    ±10ppm:晶振頻率誤差范圍為:±(16MHz* 10ppm)=±160Hz,即:晶振輸出頻率精度應該處于15.999840MHz至16.000160MHz之間。

    假如頻率計數器實測SMD 16MHz輸出頻率為15.999223MHz,晶振的實際輸出頻率偏負向了,顯然已經偏出±10ppm。用公式反推得出數據約為:-48ppm。這時可以得出結論,晶振已嚴重超差,足夠可以引發芯片無法捕捉頻率信號并導致藍牙出現上述各種不良。

    若采用的為無源晶振,這時需要通過調整晶振外接電容值來對頻率微調,邏輯是當晶振偏負向工作時,說明晶振振幅弱,我們需要減小外接電容值,以便給電路釋放更多電荷,使晶振振動幅度加強,即,可實現晶振頻率偏正向變化,反之亦然。在調試過程中,可以通過頻率計對晶振輸出頻率進行實測,當它靠近16.000000這個數值時,選擇的外接電容值即為最佳。

    對于采用有源晶振OSC16MHz的方案,頻率是固定的,輸出頻率精度是多少就是多少,沒法調節。如實測精度不能滿足芯片之需求,就只能更換真正的±10ppm有源晶振了。

    最后補充一句,一般晶振標簽上注明的晶振標稱頻率為溫度在25℃時的調整頻差,若藍牙設備對晶振的穩定性有要求,還需要注意另外兩個參數,即溫度頻差及工作溫度。

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