MEMS制造技术

本发明专利技术提供一种

【技术实现步骤摘要】
MEMS振荡器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电路制造领域，特别是涉及一种
MEMS
振荡器及其控制方法
。

技术介绍

[0002]微机电系统
(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System
，
MEMS)
谐振器是使机械结构在其固有频率振动，
MEMS
谐振器与振荡电路集成，构成
MEMS
振荡器
。
基于
MEMS
谐振器的振荡器不仅具有高频高品质因数，而且其制造工艺与
IC
技术兼容，可实现
MEMS
谐振器与振荡电路在同一芯片集成，促使整个系统小型化
。
近年来，基于
MEMS
谐振器的振荡器引起人们越来越多的关注
。
[0003]MEMS
振荡器中的振荡电路对谐振器施加驱动电压可驱使谐振器振动，然而，现有的
MEMS
振荡器因自身阻值和相位噪声等因素的影响，谐振器被施加驱动电压后往往需要较长的时间才能够正常起振，导致起振时间过长
。
[0004]基于此，本专利技术提供了一种
MEMS
振荡器及控制方法，用以解决
MEMS
振荡器需要较长的时间才能够正常起振这一问题
。
[0005]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚
、
完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的
。
不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知
。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种
MEMS
振荡器及其控制方法，用于解决现有技术中现有的
MEMS
振荡器起振时间较长的问题
。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第一方面提供一种
MEMS
振荡器，包括：用于振动以提供振荡信号的
MEMS
谐振器
、
用于为所述
MEMS
谐振器提供偏置电压的偏置电压产生模块
、
以及用于维持所述
MEMS
谐振器振动且用于产生频率信号的振荡维持模块；自所述
MEMS
谐振器开始起振的第一时刻，所述偏置电压产生模块被配置为提供第一偏置电压，直至第二时刻，且自所述第二时刻后，所述偏置电压产生模块被配置为提供第二偏置电压；其中，所述第二时刻由所述
MEMS
谐振器输出的振荡信号确定，所述第一偏置电压大于所述第二偏置电压，且所述第一偏置电压对应的所述
MEMS
谐振器的相位噪声大于所述第二偏置电压对应的所述
MEMS
谐振器的相位噪声
。
[0008]可选地，所述第二偏置电压设置为所述
MEMS
谐振器的相位噪声最小时对应的偏置电压值
。
[0009]可选地，所述
MEMS
谐振器具有可稳定振动的谐振点，且该谐振点对应的频率为预设振荡频率；自所述第一时刻至所述第二时刻，所述
MEMS
谐振器输出的振荡信号之频率达到所述预设振荡频率
。
[0010]可选地，所述偏置电压产生模块包括第一电压产生单元
、
第二电压产生单元
、
第一支路开关
、
第二支路开关及开关控制单元；所述开关控制单元分别连接所述第一支路开关
和第二支路开关的控制端，用于产生开关控制信号以分别控制所述第一支路开关和第二支路开关的断开或闭合；所述第一电压产生单元的输出端经由所述第一支路开关电性连接所述
MEMS
谐振器；所述第二电压产生单元的输出端经由所述第二支路开关电性连接所述
MEMS
谐振器
。
[0011]可选地，所述偏置电压产生模块包括第一电压产生单元
、
第二电压产生单元
、
选择开关及开关控制单元；所述开关控制单元连接所述选择开关的控制端，用于产生选择开关控制信号以调节所述选择开关连通的开关节点；所述第一电压产生单元的输出端连接一开关节点并经由所述选择开关电性连接所述
MEMS
谐振器；所述第二电压产生单元的输出端连接另一开关节点并经由所述选择开关电性连接所述
MEMS
谐振器
。
[0012]可选地，所述第一电压产生单元包括第一电荷泵，所述第二电压产生单元包括第二电荷泵，经由所述开关控制单元控制选择所述第一电荷泵和所述第二电荷泵中的一者接入电路与所述
MEMS
谐振器电连接以提供偏置电压，其中，该第一电荷泵提供的偏置电压为所述第一偏置电压；所述第二电荷泵提供的偏置电压为所述第二偏置电压
。
[0013]可选地，所述偏置电压产生模块包括第三电荷泵
、
第一电容器
、
第二电容器
、
连接开关及连接开关控制单元；所述连接开关控制单元连接所述连接开关的控制端，用于产生连接开关控制信号并控制所述连接开关断开或闭合；所述第一电容器的上极板连接所述第三电荷泵的输出端，下极板接地；所述第二电容器的上极板经由所述连接开关连接所述第一电容器的上极板，下极板接地；所述第三电荷泵的输出端作为所述偏置电压产生模块的输出端
。
[0014]可选地，所述
MEMS
谐振器具有可稳定振动的谐振点，且该谐振点对应的频率为预设振荡频率，所述第一时刻至所述第二时刻之间的时间间隔为预设时间，所述预设时间满足：
0<t
＜
T
，其中，
t
表示为所述预设时间，0表示为所述
MEMS
谐振器开始起振的第一时刻，
T
被设置为所述
MEMS
谐振器在所述第一偏置电压的作用下达到预设振荡频率所需的时间
。
[0015]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第二方面提供一种
MEMS
振荡器的控制方法，所述
MEMS
振荡器包括用于振动以提供振荡信号的
MEMS
谐振器
、
用于为所述
MEMS
谐振器提供偏置电压的偏置电压产生模块
、
以及用于提供驱动信号以维持所述
MEMS
谐振器振动的振荡维持模块
。
所述
MEMS
振荡器的控制方法包括：向所述
MEMS
谐振器施加所述偏置电压以及所述驱动电压，使得所述
MEMS
谐振器在偏置电压和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
MEMS
振荡器，其特征在于，包括：用于振动以提供振荡信号的
MEMS
谐振器
、
用于为所述
MEMS
谐振器提供偏置电压的偏置电压产生模块
、
以及用于维持所述
MEMS
谐振器振动且用于产生频率信号的振荡维持模块；自所述
MEMS
谐振器开始起振的第一时刻，所述偏置电压产生模块被配置为提供第一偏置电压，直至第二时刻，且自所述第二时刻后，所述偏置电压产生模块被配置为提供第二偏置电压；其中，所述第二时刻由所述
MEMS
谐振器输出的振荡信号确定，所述第一偏置电压大于所述第二偏置电压，且所述第一偏置电压对应的所述
MEMS
谐振器的相位噪声大于所述第二偏置电压对应的所述
MEMS
谐振器的相位噪声
。2.
根据权利要求1所述的
MEMS
振荡器，其特征在于：所述第二偏置电压设置为所述
MEMS
谐振器的相位噪声最小时对应的偏置电压值
。3.
根据权利要求1所述的
MEMS
振荡器，其特征在于：所述
MEMS
谐振器具有可稳定振动的谐振点，且该谐振点对应的频率为预设振荡频率；自所述第一时刻至所述第二时刻，所述
MEMS
谐振器输出的振荡信号之频率达到所述预设振荡频率
。4.
根据权利要求1所述的
MEMS
振荡器，其特征在于：所述偏置电压产生模块包括第一电压产生单元
、
第二电压产生单元
、
第一支路开关
、
第二支路开关及开关控制单元；所述开关控制单元分别连接所述第一支路开关和第二支路开关的控制端，用于产生开关控制信号以分别控制所述第一支路开关和第二支路开关的断开或闭合；所述第一电压产生单元的输出端经由所述第一支路开关电性连接所述
MEMS
谐振器；所述第二电压产生单元的输出端经由所述第二支路开关电性连接所述
MEMS
谐振器
。5.
根据权利要求1所述的
MEMS
振荡器，其特征在于：所述偏置电压产生模块包括第一电压产生单元
、
第二电压产生单元
、
选择开关及开关控制单元；所述开关控制单元连接所述选择开关的控制端，用于产生选择开关控制信号以调节所述选择开关连通的开关节点；所述第一电压产生单元的输出端连接一开关节点并经由所述选择开关电性连接所述
MEMS
谐振器；所述第二电压产生单元的输出端连接另一开关节点并经由所述选择开关电性连接所述
MEMS
谐振器
。6.
根据权利要求4或5所述的
MEMS
振荡器，其特征在于：所述第一电压产生单元包括第一电荷泵，所述第二电压产生单元包括第二电荷泵，经由所述开关控制单元控制选择所述第一电荷泵和所述第二电荷泵中的一者接入电路与所述
MEMS
谐振器电连接以提供偏置电压，其中，该第一电荷泵提供的偏置电压为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷永庆，高楷渊，黄寿，
申请(专利权)人：麦斯塔微电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：