用于促进晶体振荡器启动时间的电路和方法技术

将简单学习块(200)与振荡电路(100)并联放置，以控制在晶体振荡器的启动期间的噪声注入。学习块(200)可以用于通过确定晶体振荡器是否已经稳定，控制晶体振荡器启动期间的噪声注入。采用调整块(300)，以基于晶体振荡器的一个或多个测量特性在晶体振荡器启动期间调整由学习块(200)确定的计数。产生负电容的简单块可以与晶体振荡器并联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于促进晶体振荡器启动时间的电路和方法相关申请的交叉引用本专利文件要求2017年12月25日提交的美国非临时专利申请号为15/853,942、专利技术名称为“用于促进晶体振荡器启动时间的电路和方法”的优先权和权益。上述专利申请的全部内容通过引用并入本专利文件的公开内容的一部分。
本文的实施例一般涉及促进电路中晶体振荡器的启动。
技术介绍
各种类型的振荡器通常用于提供电子电路中使用的参考信号。这些振荡器的压电特性使其成为电子电路中的频率决定元件。当电压施加到晶体附近的电极或晶体上的电极时，晶体振荡器，特别是由石英晶体制成的晶体振荡器，通过电场使其变形而工作。该特性称为电致伸缩或逆压电。当电场被移除时，以精确的频率进行振荡的石英在恢复到其之前的形状时产生电场，从而可以产生电压。通常，晶体振荡电路包括晶体振荡器、反相器和电容器，反相器与该晶体振荡器并联，电容器耦合到该反相器的输入端和输出端以及接地。为了节省电力，晶体振荡电路包括启用/停用机构。可以通过注入由噪声和/或瞬态电源响应组成的能量来启动晶体振荡器。晶体振荡器的启动时间通常由导通时的噪声或瞬态条件、由于负电阻引起的小信号的包络扩展、以及大信号的振幅限制所决定。已知的是，晶体电阻不是恒定不变的，通常启动时的晶体电阻比在稳定状态进行振荡的晶体电阻更高。晶体电阻与振荡器的Q因子有关，这决定了施加在晶体上使其保持相同的振幅的进行振荡的功率的大小。随着电阻减小，消耗的功率大小随之减少。晶体电阻的变化导致在启动时使用的功率大于实现稳定状态操作中最佳噪声性能所需的功率。然而，降低功率以实现稳定状态下的最佳噪声性能，增加了晶体振荡器从启动到达稳定状态的时间量。常见的启动晶体振荡器方法是在开始时注入高能量，然后使扩展更快以达到所需频率。利用这种方法，大量能量被用于启动晶体振荡器。通过这种方法，对于振荡约为26MHz的晶体，晶体振荡器的启动时间可以在500-600us之间。然而，在电源受限的情境下，这种方法的效果不佳。另一种常见方法是在启动时将噪声注入晶体元件的振荡中。通常，在晶体元件的振荡期间，优选一定量的相位噪声。已经提出了各种在晶体元件的启动时注入噪声的技术。
技术实现思路
实施例可以提供在晶体振荡器的启动期间噪声注入的个性化控制。由于各个晶体元件在诸如电容、老化等物理特性方面是不同的，因此不同晶体振荡器的启动时间可能不同。在一些实施例中，可以将简单学习块与晶体振荡电路并联放置，以在晶体振荡器的启动期间控制噪声注入。学习块可以用于通过确定晶体振荡器是否已经稳定在晶体振荡器启动期间控制噪声注入。在一些实施例中，学习块可包括计数器、缓冲器、确定器和/或任何其他组件。确定器可以用于确定对于给定的启动周期晶体振荡器是否已经达到预期频率(稳定的频率)。计数器可以用于对晶体振荡器达到预期频率所需的时钟周期数进行计数，缓冲器可用于存储指示所计数的时钟周期数的计数，其可以通过用于去激活噪声注入的停用机构来进行读取。在一些实施例中，可以采用调整块，以基于晶体振荡器的一个或多个特性，在晶体振荡器启动期间，调整由学习块确定的计数。调整块可包括调整确定器、调整器和/或任何其他组件。调整确定器可以用于确定使晶体元件稳定的时钟周期的调整。调整器可以用于基于由调整确定器确定的调整对计数进行调整。在一些实施例中，产生负电容(negativecapacitance，Cneg)的简单块可以与晶体振荡器并联。Cneg可以是浮动负电阻，并且可以用于抵消晶体振荡器的分流电阻。在这些实施例中，Cneg电路仅可以在晶体振荡器的启动时间内使用，使得晶体振荡器一旦稳定，Cneg电路就断开，以避免频移。在一些实施例中，Cneg电路可以用于生成负阻抗以抵消晶体元件的阻抗，该负阻抗包括负电阻和电容的组合。基于以下附图和具体实施方式，本公开的其他对象和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。附图说明图1示出了根据现有技术的示例振荡电路。图2A示出了与图1所示的示例振荡电路连接的学习块。图2B示出了图2A所示的学习块的一个示例。图3A示出了与图1所示的振荡电路以及图2A所示的学习块连接的调整块。图3B示出了图3A所示的调整块的一个示例。图4示出了产生负阻抗以抵消图1所示的振荡电路的负阻抗的电路的示例。图5示出了根据本公开的用于控制振荡电路的启动的示例性方法500。具体实施方式在以下描述中，将描述各种实施例。为了解释的目的，将阐述具体配置和细节以提供对实施例的彻底理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在没有具体细节的情况下也可以实践这些实施例。此外，为了不混淆描述的实施例，可省略或简化公知特征。通常在如图1所示的振荡电路100中形成晶体振荡器。如图所示，振荡电路100可包括晶体元件102、CMOS反相器104、稳定电容器106、另一稳定电容器108、晶体管114和/或任何其他组件。在该实施例中，晶体元件102与高增益CMOS反相器104并联。稳定电容器106和108接地并且分别连接到反相器104的输入端110以及输出端112。在操作中，当电路的电源电压Vcc导通时，晶体管114导通，在反相器的输出端112处产生电压Vout；然后，Vout为稳定电容器108充电并在晶体元件102处产生电压，使其开始以低振幅进行振荡。这会在反相器104的输入端110处产生电压Vin，并会为稳定电容器106充电。增加的电压Vin慢慢的使反相器104移动至其高增益区域，从而使得晶体元件102的振荡幅度增加。噪声产生器202可以用于生成一定量的噪声并且在启动期间将噪声注入到晶体元件102的振荡中。图2A示出了可以与振荡电路100连接的学习块200。学习块200可以用于对在给定的启动期间晶体元件102至其稳定的时钟周期数进行计数。然后，该计数可用于在给定的启动之后的下一次启动期间控制对晶体元件102的噪声注入。本专利技术人提供的一个见解是每个晶体元件102可以具有独有的一组物理特性，例如电容、老化、温度等。这些特性可能影响晶体元件102的启动时间。即不同晶体元件102可具有不同的至其稳定的启动时间。传统上，根据多个晶体元件中的最差情况，控制在启动时间期间晶体元件102的噪声注入。例如，制造商可以在实验室中测量制造商制造的不同晶体振荡器的启动时间。然后根据测量的这些晶体振荡器的最长启动时间，控制振荡电路100的噪声注入。尽管在某些情况下，不同晶体振荡器之间的启动时间变化可能不是非常显著，但因为一些晶体振荡器并不会花费测量的最长启动时间达到稳定，这会导致效率低下。作为改进，学习块200可以与振荡电路100并联放置，用于在单芯片基础上通过噪声产生器202控制噪声注入。如图所示，学习块200可以用于接收来自振荡电路100的信号作为输入。接收的信号可以包括指示晶体元件102当前具有的振荡电平的信息。基于该信号，学习块200可以确定晶体元件102是否已达到预定的振荡电平(例如，稳定时的振荡电平)。例如，当接收的信号指示晶体元件刚刚被启动时，学习块200可以用于将计数重置为0，并且开始增加内部计数器的计数。当接收的信号指示晶体元件102的振荡电平已达到预定的振荡电平时，学习块200可用于中止计数器并将该启动所计数的时钟周期数存储到缓冲器中。停用机构204本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在振荡电路启动期间控制噪声注入的去激活的电路，所述电路包括：学习块，用于：接收来自所述振荡电路的信号，所述信号指示在晶体元件启动期间所述振荡电路中所述晶体元件的振荡电平；当所述振荡电平等于0或略大于0时：将所述学习块的计数重置为0；以及开始按时钟周期增加所述计数；将所述晶体元件的所述振荡电平与预定的目标振荡电平进行比较；以及当所述晶体元件的所述振荡电平达到所述预定的目标振荡电平时，停止增加并存储所述计数；以及，其中，所述学习块连接到停用机构，所述停用机构用于基于所述计数控制对所述振荡电路的噪声注入的所述去激活。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.12.25 US 15/853,9421.一种用于在振荡电路启动期间控制噪声注入的去激活的电路，所述电路包括：学习块，用于：接收来自所述振荡电路的信号，所述信号指示在晶体元件启动期间所述振荡电路中所述晶体元件的振荡电平；当所述振荡电平等于0或略大于0时：将所述学习块的计数重置为0；以及开始按时钟周期增加所述计数；将所述晶体元件的所述振荡电平与预定的目标振荡电平进行比较；以及当所述晶体元件的所述振荡电平达到所述预定的目标振荡电平时，停止增加并存储所述计数；以及，其中，所述学习块连接到停用机构，所述停用机构用于基于所述计数控制对所述振荡电路的噪声注入的所述去激活。2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述学习块还用于调整所述计数，以考虑所述停用机构去激活所述噪声注入的前置时间。3.根据权利要求1所述的电路，其中，所述停用机构包括三态缓冲器。4.根据权利要求1所述的电路，其中，所述计数指示第一次启动中所述晶体元件至其稳定的持续时间，并且所述计数被所述停用机构用于在所述晶体元件的第二次启动期间控制所述噪声注入的所述去激活，所述第二次启动在所述第一次启动之后。5.根据权利要求1所述的电路，其中，所述学习块包括：确定器，用于确定所述晶体元件的所述振荡电平是否已达到所述预定的目标振荡电平；计数器，用于当所述晶体元件的所述振荡电平未达到所述预定的目标振荡电平时增加所述计数，并且当所述晶体元件的所述振荡电平达到所述预定的目标振荡电平时停止增加；以及缓冲器，用于存储所述计数。6.根据权利要求1所述的电路，还包括连接到所述学习块的调整块，所述调整块用于：在所述振荡电路的当前启动期间，接收指示所述振荡电路的一个或多个测量特性的一个或多个值；从所述学习块中获取所述计数；基于指示所述振荡电路的所述一个或多个测量特性的所述一个或多个值，调整所述计数；以及向所述学习块发送调整的计数以进行存储。7.根据权利要求6所述的电路，其中，所述振荡电路的所述一个或多个测量特性包括所述晶体元件的温度。8.根据权利要求6所述的电路，其中，所述调整块还用于：在所述晶体元件的所述当前启动中将所述调整的计数提取到所述停用机构。9.根据权利要求1所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿姆·阿布伊勒，贾纳坎·西瓦苏布拉马尼亚姆，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44