频率校正电路及频率校正方法技术

本发明专利技术提供一种频率校正电路和频率校正方法，在本发明专利技术的频率校正电路中，第1时钟信号为从第1振荡器输入的第1频率精度的时钟信号，第2时钟信号为从第2振荡器输入的比第1频率精度低的第2频率精度的时钟信号，数字PLL电路重复进行输出与第1时钟信号和第2时钟信号之间的时差对应的数字控制信号，将第2振荡器用作数字控制振荡器，并根据数字控制信号使离散型电容组的电容值变化，根据离散型电容组的电容值使第2时钟信号的振荡频率变化的校正动作，由此使第2时钟信号的相位校正为第1时钟信号的相位。

【技术实现步骤摘要】
频率校正电路及频率校正方法
本专利技术涉及一种对从振荡器输出的时钟信号的振荡频率进行校正的频率校正电路及频率校正方法。
技术介绍
在一部分通信标准等中存在如下标准，即对控制通信装置的内部电路的动作的时钟信号要求±10ppm(partpermillion：10-6)等非常高的频率精度的标准。为了实现该频率精度，通常，需要输出MHz(兆赫：106Hz)频带的时钟信号的TCXO(TemperatureCompensatedCrystalOscillator：温度补偿晶体振荡器)。然而，TCXO在价格方面及耗电量上存在问题。时钟信号的振荡频率发生变动的最大的原因在于环境温度的变化。然而，在实现±10ppm的频率精度的情况下，既有谐振器本身的随时间劣化等，也存在频率精度在2～3年内偏差±1～2ppm的问题。以下，对通信装置进行说明。在通常的通信装置中，多数情况下是并用两种输出振荡频率不同的时钟信号的振荡器。从这2个振荡器输出的时钟信号通常被用于不同用途。第1个振荡器输出如26MHz、32MHz、35MHz等那样用于控制通信装置的内部电路的动作的两位数的MHz频带的时钟信号。第2个振荡器输出用于控制测量当前时刻的RTC(Real-TimeClock：实时时钟)的动作的32.768kHz(千赫：103Hz)的时钟信号。如上所述，控制通信装置的内部电路的动作的时钟信号有时会被要求非常高的频率精度。另一方面，控制RTC的动作的时钟信号仅使用于当前时刻的测量，因此不会被要求高的频率精度。并且，RTC非常普及，因此存在例如使用TCXO来输出±10ppm以下的频率精度的时钟信号且消耗电流为1μA以下的低价的RTC。接着，关于输出对通信装置的内部电路的动作进行控制的时钟信号的振荡器进行说明。图10是表示晶体振荡器的结构的一例的电路图。图10所示的晶体振荡器40除了包含32MHz的晶体谐振器22之外，还包含构成使所述晶体谐振器22振荡的振荡电路的负载电容25、27、电阻元件28、30、反相器32及缓冲器34。晶体谐振器22、负载电容25、27及电阻元件28、30配置于通信用LSI(largescaleintegration：大规模集成电路)36的外部，反相器32及缓冲器34配置于通信用LSI36的内部。使用该晶体振荡器40作为输出对通信装置的内部电路的动作进行控制的时钟信号的振荡器的情况下，消耗电流为200μA左右，但时钟信号的频率精度成为±20ppm左右，无法实现±10ppm的频率精度。接着，图11是表示晶体振荡器的结构的另一例的电路图。图11所示的晶体振荡器42是在图10所示的晶体振荡器40中，将负载电容25、27替换为离散型电容组，进而将该离散型电容组与电阻元件28、30配置于通信用LSI36的内部的振荡器。该情况下，离散型电容组24、26的布局面积比较大,所以通信用LSI36的布局面积增大，但由于可以减少外围元件的数量，因此，近年来采用该结构的晶体振荡器42的情况增加。图12是表示TCXO的结构的一例的电路图。如图12所示，32MHz的TCXO18在通信用LSI36的外部构成，从TCXO18输出的时钟信号输入到配置于通信用LSI36的内部的缓冲器34。使用该TCXO18作为输出对通信装置的内部电路的动作进行控制的时钟信号的振荡器的情况下，能够将时钟信号的频率精度设为±10ppm以下，但价格比晶体振荡器40、42高，消耗电流也增大为2mA左右。在此，作为与本专利技术具有相关性的现有技术文献，有日本特开2014-197746号公报、日本特开2014-062816号公报、日本特开2013-051677号公报、日本特开平9-214336号公报及日本特开平9-133753号公报。在日本特开2014-197746号公报中记载有如下晶体振荡器，其检测来自基准晶体谐振器的相对于湿度稳定的基准频率信号与来自湿度传感器的根据湿度而变动的频率信号之间的频率的差分，并存储对应于差分的修正电压值，将与所检测到的差分对应的修正电压值输出，并对修正电压值进行数字/模拟转换而生成修正电压，将修正电压输出到负载电容电路，通过修正电压而调整晶体谐振器的振荡频率。在日本特开2014-062816号公报中记载有如下第1晶体谐振器与第2晶体谐振器组合的晶体温度测量探针，其生成使用第1晶体谐振器而生成的信号的振荡频率与使用第2晶体谐振器而生成的信号的振荡频率之差的频率成分的信号，所生成的信号的频率在预先设定的测定温度范围内成为10kHz以下，其中，第1晶体谐振器具有振荡频率相对于温度而稳定的温度特性，第2晶体谐振器具有振荡频率相对于温度而大幅变化的温度特性。在日本特开2013-051677号公报中记载有如下晶体振荡器，其求出温度检测值，该温度检测值对应于与第1振荡电路的振荡频率f1与其基准温度下的振荡频率f1r之间的差分对应的值和与第2振荡电路的振荡频率f2与其基准温度下的振荡频率f2r之间的差分对应的值的差分值，并根据配置有晶体谐振器的环境的温度的温度设定值与温度检测值的偏差分，对供给到实现温度的恒定化的加热部的电力进行控制。在日本特开平9-214336号公报中记载有如下双重比较式合成振荡器，其将压控振荡器的输出分别与2个基准时钟进行比较，并检测各频率的差分分量，以分别设定的不同的分频比对各频率的差分分量进行分频，比较各分频得到的频率，制作与该频率差成比例的电压信号并控制压控振荡器。在日本特开平9-133753号公报中记载有如下GPS接收机，其根据局部振荡单元的振荡频率、基准振荡单元的振荡频率、时钟振荡单元的时钟振荡频率来修正基准振荡单元的振荡频率，其中，局部振荡单元使转换接收信号的频率的频率转换单元用的局部振荡频率进行振荡，基准振荡单元使成为局部振荡单元的基准的频率进行振荡，时钟振荡单元使进行由频率转换单元转换频率的接收信号的信号处理的信号处理单元的时钟信号进行振荡。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种频率校正电路及频率校正方法，其消除现有技术的问题点，且无需使价格和/或耗电量增加便能够校正从振荡器输出的时钟信号的振荡频率，并能够提高其频率精度。为了实现上述目的，本专利技术提供一种频率校正电路，其特征在于，具备：第1振荡器，输出第1频率精度的第1时钟信号；第2振荡器，输出第2频率精度的第2时钟信号；及数字PLL电路，所述第2振荡器具备离散型电容组，该离散型电容组具有各自的电容值以二进制的方式变化的多个离散型电容，并保持数字控制信号，根据所述保持的数字控制信号使所述多个离散型电容的电容值发生变化，由此整体的电容值发生变化，所述数字PLL电路重复进行输出与所述第1时钟信号和所述第2时钟信号之间的时差对应的所述数字控制信号，将所述第2振荡器用作数字控制振荡器，并根据所述数字控制信号使所述离散型电容组的电容值变化，根据所述离散型电容组的电容值使所述第2时钟信号的振荡频率变化的校正动作，由此使所述第2时钟信号的相位校正为所述第1时钟信号的相位。并且，本专利技术提供一种频率校正方法，其特征在于，包括：第1振荡器输出第1频率精度的第1时钟信号的步骤；具有各自的电容值以二进制的方式变化的多个离散型电容的离散型电容组保持数字控制信号，并根据所述保持的数字控制信号使所述多个离散型电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率校正电路，其特征在于，具备：第1振荡器，输出第1频率精度的第1时钟信号；第2振荡器，输出第2频率精度的第2时钟信号；及数字PLL电路，所述第2振荡器具备离散型电容组，该离散型电容组具有各自的电容值以二进制的方式变化的多个离散型电容，并保持数字控制信号，根据所述保持的数字控制信号使所述多个离散型电容的电容值发生变化，由此整体的电容值发生变化，所述数字PLL电路重复进行输出与所述第1时钟信号和所述第2时钟信号之间的时差对应的所述数字控制信号，将所述第2振荡器用作数字控制振荡器，并根据所述数字控制信号使所述离散型电容组的电容值变化，根据所述离散型电容组的电容值使所述第2时钟信号的振荡频率变化的校正动作，由此使所述第2时钟信号的相位校正为所述第1时钟信号的相位。

【技术特征摘要】
2015.12.09 JP 2015-2404001.一种频率校正电路，其特征在于，具备：第1振荡器，输出第1频率精度的第1时钟信号；第2振荡器，输出第2频率精度的第2时钟信号；及数字PLL电路，所述第2振荡器具备离散型电容组，该离散型电容组具有各自的电容值以二进制的方式变化的多个离散型电容，并保持数字控制信号，根据所述保持的数字控制信号使所述多个离散型电容的电容值发生变化，由此整体的电容值发生变化，所述数字PLL电路重复进行输出与所述第1时钟信号和所述第2时钟信号之间的时差对应的所述数字控制信号，将所述第2振荡器用作数字控制振荡器，并根据所述数字控制信号使所述离散型电容组的电容值变化，根据所述离散型电容组的电容值使所述第2时钟信号的振荡频率变化的校正动作，由此使所述第2时钟信号的相位校正为所述第1时钟信号的相位。2.根据权利要求1所述的频率校正电路，其中，所述第1振荡器为温度补偿晶体振荡器。3.根据权利要求1所述的频率校正电路，其中，所述第2振荡器具备：谐振器；及振荡电路，其为使所述谐振器振荡的振荡电路，且包括所述离散型电容组，并根据所述数字控制信号使所述离散型电容组的电容值变化，输出振荡频率根据所述离散型电容组的电容值而变化的所述第2时钟信号。4.根据权利要求1所述的频率校正电路，其中，所述数字PLL电路具备：第1分频器，将所述第1时钟信号进行分频而输出第1分频信号；第2分频器，将所述第2时钟信号进行分频而输出第2分频信号；时间数字转换器，将所述第1分频信号与所述第2分频信号之间的时差转换为数字值而输出数字时差信号；数字环路滤波器，输出对所述数字时差信号进行滤波而去除了高频成分的所述数字控制信号；及所述第2振荡器，作为所述数字控制振荡器。5.根据权利要求4所述的频率校正电路，其中，所述第1分频器及所述第2分频器将所述第1时钟信号及所述第2时钟信号进行分频，以使所述第1分频信号及所述第2分频信号被整数分频。6.根据权利要求4所述的频率校正电路，其中，所述第1分频器及所述第2分频器将所述第1时钟信号及所述第2时钟信号进行分频，以使所述第1分频信号及所述第2分频信号中的至少一方被分数分频。7.根据权利要求1～6中任一项所述的频率校正电路，其中，还具备：校正动作控制电路，在所述第2振荡器首次从待机状态成为激活状态的情况下，将所述数字PLL电路设定为闭环而开始所述校正动作，在所述第2时钟信号的相位被校正为所述第1时钟信号的相位之后，将所述数字PLL电路设定为开环而结束所述校正动作。8.根据权利要求7所述的频率校正电路，其中，每当所述第2振荡器从待机状态成为激活状态时，所述校正动作控制电路开始所述校正动作。9.根据权利要求7所述的频率校正电路，其中，还具备：温度传感器，测量所述频率校正电路的环境温度，在所述第2振荡器从待机状态成为激活状态的情况下，仅在所述环境温度不是预先设定的一定范围内的温度时，所述校正动作控制电路开始所述校正动作。10.根据权利要求7所述的频率校正电路，其中，还具备：温度传感器，测量所述频率校正电路的环境温度，在所述第2振荡器处于激活状态的期间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：坪田英俊，佐藤秀幸，
申请(专利权)人：株式会社巨晶片，
类型：发明
国别省市：日本,JP