低抖动、宽温、高稳定：面向机器人关键通信模块的晶振

2025年8月14日至17日，全球首届以人形机器人为参赛主体的综合性体育赛事——“2025世界人形机器人运动会”在北京国家速滑馆成功举办。赛事期间，机器人在跑步、足球、中华武术等一系列高难度项目中展现出卓越的协调性与动作流畅性，表现令人瞩目。

这些高度协同、精准执行的动作背后，依赖于机器人通信系统的关键支撑。该通信系统如同人体的神经网络，能够将控制信号高效、准确地传输至机器人的各个执行单元，确保其能够严格、稳定地执行相应指令。

走进人形机器人的通信世界

试想一下，如果机器人只有传感器和驱动器，却没有通信系统接收传感器信号并将指令发送给驱动器，那么机械臂不能正常工作。机器人通信系统是机器人实现信息交互和协同工作的关键组成部分，它通过信息和通信技术，实现机器人内部模块之间以及机器人与外部设备、环境之间的信息传输和控制。

通常来说，人形机器人的通信系统可以分为内部通信和外部通信两大体系。

内部通信通常采用CAN总线、FlexRay 总线、工业以太网等技术，将机器人大脑与各个部件紧密连接，来确保机器人内部模块间的协调与高效。如人形机器人通过内部通信系统协调各个关节的运动，完成行走、抓取等动作。

外部通信主要通过无线通信技术和云端交互系统等技术来实现机器人与控制者或者多个机器人之间的信息交互，是机器人与世界交互的桥梁。如机器人依照指令执行任务、机器人群体协作表演等。

机器人通信的晶振需求

机器人的通信需要极高的实时性、平稳性和可靠性，一次微小的指令延迟、一个比特的数据错误，都可能导致关节失控、协作失序甚至任务失败，而机器人通信的实时性、平稳性和可靠性的完成，离不开一个看似微小却至关重要的组件——晶振。晶振是机器人通信系统的核心部件，其性能直接影响机器人的通信效率、稳定性和可靠性水平。

晶振在机器人通信系统中起着关键作用，主要体现在以下几个方面：

提供稳定时钟信号

晶振通过周期性振动产生稳定的频率信号，能够为Wi-Fi、蓝牙、5G等机器人通信模块提供精准的时钟基准，比较常见的频率包括40MHz、26MHz、24MHz。

保障数据低延迟、高可靠传输

晶振的相位噪声与抖动控制能力直接影响机器人通信的速率与抗干扰性能。低抖动、高稳定性的晶振可减少信号传输延迟，提升通信质量，避免数据延迟或丢失，确保机器人在复杂环境中仍能稳定通信。

确保多节点时间同步

在机器人中，主控芯片、传感器、运动控制、通信系统等模块需协同工作。晶振提供的统一时钟信号能够确保各模块之间的时间同步，使传感器数据采集、主控芯片接收和处理数据、运动控制指令执行等环节精准匹配，实现毫秒级甚至微秒级的协同，避免因时序误差导致系统故障。

我爱方案网为您提供机器人通信的晶振选型指南！

机器人的通信系统对晶振特性的要求包括高精度频率稳定性、低相位噪声与抖动、宽温度范围适应性、小型化与低功耗等。

晶振的频率稳定性直接影响通信信号的同步和传输质量，一般要求±10PPM、±20PPM。

晶振的相位噪声和抖动会影响通信信号的清晰度和抗干扰能力，低抖动晶振可减少信号失真，提高通信的可靠性和传输速度。

晶振需具备宽温工作能力，如在-40℃~+85℃范围内正常工作，在极端温度环境下还可以通过温补晶振确保频率稳定性。

小型化封装晶振有助于实现更灵活的关节设计，有利于提高机器人运动灵活性和响应速度。

机器人通常依赖电池供电，低功耗设计晶振可延长电池续航时间、降低成本。

建议优先选择贴片式（SMD）的晶振，它们比传统的直插式（DIP）晶振具有更强的抗振动和抗冲击能力。

基于机器人通信系统应用需求特点，YXC的晶振选型推荐如下：

高精度无源晶振：YSX321SL系列

YSX321SL系列

YSX2321SL是一款高精度、微型化、耐高温、贴片式金属封装晶振。

可提供±10PPM(25℃)的频率稳定性，确保机器人通信的平稳性和可靠性；

采用3225主流小尺寸封装，通用性强；

具有工业级温度范围，可在-40~﹢85℃的恶劣环境下稳定工作；

贴片式金属封装有效降低EMI对系统性能的影响，确保通信系统运行稳定。

关键参数：

标准频率：8~64MHz

封装尺寸：3.2 x 2.5 x 0.7mm

负载电容：10pF, 20pF, or specify

工作温度：-40~﹢85℃ or specify

频率偏差： ±10ppm, ±20ppm, or specify

高精度有源晶振：YSO110TR系列

YSO110TR系列

YSO110TR是一款高精度、微型化、高可靠性、贴片式金属封装晶振。

可提供±10PPM(25℃)的频率稳定性；

最小可提供1612封装，提高空间利用率，便于集成更多功能模块；

具备优异的抗冲击振动性能，能够在恶劣环境下保持稳定工作，确保机器人通信的可靠性。

关键参数：

标准频率：1MHz~125MHz

封装尺寸：1.6*1.2, 2.0*1.6, 2.5*2.0, 3.2*2.5, 5.0*3.2, 7.0*5.0mm

工作电压：1.8V~3.3V

工作温度：-40~﹢85℃ or specify

频率偏差： ±10ppm, ±20ppm, or specify

通信系统对晶振精度要求非常严格，频率偏差可能导致信号混淆、失真或无法通信，不同场景下精度标准从±20ppm到±0.1ppm不等。如果机器人通信系统设计对晶振精度要求很高，可以选择具备温度补偿功能的温补晶振（TCXO），它可在不同温度条件下保持频率稳定，以满足信号稳定、同步和高效传输的需求。YXC推荐的温补晶振系列如下：

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、微型化、贴片式金属封装晶振。

在-30~85℃的工作温度范围内，温度稳定性（典型值±2.5PPM，最小值±0.28PPM）；

最小可提供2016封装，具备多种尺寸；

具备CMOS与Clipped sine wave两种输出方式。

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

输出方式：CMOS, Clipped Sine Wave

工作温度：-30 ~ ﹢85℃ or specify

频率温度特性（温度频差）：±0.28/0.5/1.5/2.5PPM

综上所述，机器人通信系统的高效运行依赖于如晶振这样的基础元件所提供的高精度时序与稳定频率。从内部总线协同到外部实时交互，都要求晶振具备低相位噪声、宽温工作能力和抗干扰特性。YXC推出的无源、有源及温补晶振系列，凭借±10PPM的高稳定性、工业级温度范围和多尺寸封装，全面覆盖机器人通信对时序同步、信号质量和环境适应性的严苛需求，为机器人实现复杂动作与群体协作奠定坚实技术基础。