石英晶振在人形机器人中的应用

4月19日7点30分，全球首场“人机共跑”半程马拉松赛事在北京正式开跑，全世界为之瞩目和惊叹。北京亦庄半程马拉松暨人形机器人半程马拉松不仅见证了人类不断超越自我的美好意志，还充分展示了人形机器人领域的前沿技术与卓越成果。

在这些参赛的人形机器人背后，石英晶振正默默发挥着关键作用，助力机器人实现各项复杂功能。

石英晶振：把控机器人的“呼吸心跳”

石英晶振是电子系统的核心时钟源，能够通过周期性振动产生稳定的频率信号。

在 AI 智能机器人中，石英晶振在主控芯片、运动控制、传感器、无线通信及AI 计算等模块发挥了关键作用，提供稳定且精准的时钟信号，确保机器人各模块实现高精度同步与稳定运行。

主控芯片模块

人形机器人的主控芯片如 ARM MCU、FPGA 等需要高精度石英晶振提供时钟信号（如12MHz、25MHz石英晶振）。

这些时钟信号确保了 CPU、MCU 的数据计算、控制命令执行的准确性，维持系统的稳定性，避免因时序误差导致程序崩溃，为机器人的整体运行提供基础的时序保障。

运动控制模块

在长跑过程中，人形机器人需要精准控制肢体的运动，以实现稳定的跑姿。

石英晶振为运动控制系统提供高稳定性时钟信号（如 24MHz、32MHz 石英晶振），确保步态控制算法的准确性，使机器人的动作更加流畅、协调，防止出现步态不稳、关节抖动等问题。

传感器模块

陀螺仪（IMU）、激光雷达（LiDAR）、摄像头等传感器需要高精度的时间同步。

例如，惯性测量单元（IMU）通常使用 32.768kHz 石英晶振，保证传感器采样速率精准，确保机器人在复杂环境中的平衡与导航，提升机器人对环境的感知能力，使传感器能够准确地采集和处理数据，为机器人的决策提供可靠的依据。

无线通信模块

Wi-Fi、蓝牙、5G 等通信模块依赖高频晶振来维持信号传输的稳定性，（如 26MHz、40MHz 石英晶振）。

晶振的相位噪声与抖动控制能力直接影响通信速率与抗干扰性能，确保机器人在无线通信过程中能够实时、准确地接收和发送数据，实现远程控制和数据传输。

AI 计算模块

高端人形机器人搭载 GPU 或 NPU（神经网络处理单元）运行 AI 任务，如语音交互、环境感知、图像识别等（通常采用 100MHz、125MHz 以上的高频晶振）。

高频晶振通过减少信号传输延迟提升算法效率，为 AI 计算提供高性能计算能力，确保 AI 算法的实时性和准确性，从而在自主决策或人机交互中缩短响应时间，提高机器人的智能化水平。