一种低功耗时钟晶体快速起振的装置制造方法及图纸

本技术公开了一种低功耗时钟晶体快速起振的装置，涉及晶体振荡器技术领域；其包括控制器、晶体、晶体起振电路、电容调谐状态机、RC振荡器及注入驱动电路和频率校准电路，RC振荡器及注入驱动电路与频率校准电路连接，晶体与晶体起振电路连接，控制器与电容调谐状态机连接，电容调谐状态机的控制端与晶体起振电路的负载电容C<subgt;I</subgt;连接，电容调谐状态机的控制端与RC振荡器及注入驱动电路的控制端连接，RC振荡器及注入驱动电路的驱动时钟端与电容调谐状态机连接，晶体起振电路的输出端与频率校准电路连接；其通过控制器、电容调谐状态机、RC振荡器及注入驱动电路和频率校准电路，在量产测试时，无需工作人员外部干预，提升了测试效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及晶体振荡器，尤其涉及一种低功耗时钟晶体快速起振的装置。

技术介绍

1、随着物联网iot的普及，终端设备的需求越来越多，iot设备大都是等间隔唤醒或是事件中断唤醒的，大部分时间都是工作在睡眠模式，这个模式下除了系统状态机和必需要保留状态的寄存器或sram外，绝大部分模块都处于关闭状态，此时功耗非常低，通常只有几个微安；唤醒的时候，系统会经历一个重新上电的过程，这个过程包括各个供电电源的建立以及系统晶体参考时钟的起振稳定过程，这个上电稳定的过程越短，则越有利于节约系统功耗。

2、对于几十mhz范围的晶体，如果没有特别的处理，比如外部能量的注入，它的起振稳定过程通常要几百微秒，考虑到晶体的一致性分布，最差甚至到几毫秒，这个过程iot设备并不能与其它设备完成正常的通信交互，因此会造成功耗的浪费。

3、一种常用的解决方案是在起振阶段注入一个和晶体频率相等或者接近的信号，由于晶体等效电路的品质因子q值非常高，换句话说就是晶体的选频特性非常好，这也是保证晶体时钟质量的基础。它只能吸收非常接近晶体频率的信号能量并与之谐振放大，达到快速起振的目的。

4、想要注入信号达到快速起振的目的，需要产生一个与晶体频率相等或是非常接近的时钟信号，这个通常是采用rc振荡器实现。这就要求对这个rc振荡器进行高精度的校准，否则注入效果就会不及预期。而要在不同工艺电压以及温度process voltagetemperature简称pvt下获得一个稳定的rc振荡时钟，一方面需要在设计上保证pvt的稳定一致性，这个会增加振荡器的设计难度和复杂度；另一方面需要在量产测试的时候用专门的仪器对其进行校准，这个就会增加额外的测试成本；基于此，这种方法实际使用上是有局限性的，不适合大规模量产。

技术实现思路

1、本技术提供一种低功耗时钟晶体快速起振的装置，可以降低rc时钟振荡器电路设计难度和复杂度，解决在量产测试时测试效率较低、测试成本高的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案在于如下方面：

3、一种低功耗时钟晶体快速起振的装置包括控制器、晶体、晶体起振电路、电容调谐状态机和rc时钟注入电路，rc时钟注入电路包括rc振荡器及注入驱动电路和频率校准电路，rc振荡器及注入驱动电路与频率校准电路连接，晶体与晶体起振电路连接，控制器与电容调谐状态机电连接，电容调谐状态机的控制端与晶体起振电路的负载电容cl连接，电容调谐状态机的控制端与rc振荡器及注入驱动电路的控制端连接，rc振荡器及注入驱动电路的第一控制开关s1与晶体的一端电连接，rc振荡器及注入驱动电路的第二控制开关s2与晶体的另一端电连接，rc振荡器及注入驱动电路的驱动时钟端与电容调谐状态机电连接，晶体起振电路的输出端与频率校准电路电连接。

4、进一步的技术方案在于：所述晶体起振电路为皮尔斯起振电路。

5、进一步的技术方案在于：所述晶体起振电路也可以是桑托斯结构等其它结构的起振电路。

6、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

7、一种低功耗时钟晶体快速起振的装置包括控制器、晶体、晶体起振电路、电容调谐状态机和rc时钟注入电路，rc时钟注入电路包括rc振荡器及注入驱动电路和频率校准电路，rc振荡器及注入驱动电路与频率校准电路连接，晶体与晶体起振电路连接，控制器与电容调谐状态机电连接，电容调谐状态机的控制端与晶体起振电路的负载电容cl连接，电容调谐状态机的控制端与rc振荡器及注入驱动电路的控制端连接，rc振荡器及注入驱动电路的第一控制开关s1与晶体的一端电连接，rc振荡器及注入驱动电路的第二控制开关s2与晶体的另一端电连接，rc振荡器及注入驱动电路的驱动时钟端与电容调谐状态机电连接，晶体起振电路的输出端与频率校准电路电连接。其通过控制器、晶体、晶体起振电路、电容调谐状态机、rc振荡器及注入驱动电路和频率校准电路等，在量产测试时，能够快速起振，无需工作人员外部干预，提升了测试效率，降低了测试成本。

8、详见具体实施方式部分描述。

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【技术保护点】

1.一种低功耗时钟晶体快速起振的装置，其特征在于：包括控制器、晶体、晶体起振电路、电容调谐状态机和RC时钟注入电路，RC时钟注入电路包括RC振荡器及注入驱动电路和频率校准电路，RC振荡器及注入驱动电路与频率校准电路连接，晶体与晶体起振电路连接，控制器与电容调谐状态机电连接，电容调谐状态机的控制端与晶体起振电路的负载电容CI.连接，电容调谐状态机的控制端与RC振荡器及注入驱动电路的控制端连接，RC振荡器及注入驱动电路的第一控制开关S1与晶体的一端电连接，RC振荡器及注入驱动电路的第二控制开关S2与晶体的另一端电连接，RC振荡器及注入驱动电路的驱动时钟端与电容调谐状态机电连接，晶体起振电路的输出端与频率校准电路电连接。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗时钟晶体快速起振的装置，其特征在于：所述晶体起振电路为皮尔斯起振电路。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗时钟晶体快速起振的装置，其特征在于：所述晶体起振电路为桑托斯结构的起振电路。

【技术特征摘要】

1.一种低功耗时钟晶体快速起振的装置，其特征在于：包括控制器、晶体、晶体起振电路、电容调谐状态机和rc时钟注入电路，rc时钟注入电路包括rc振荡器及注入驱动电路和频率校准电路，rc振荡器及注入驱动电路与频率校准电路连接，晶体与晶体起振电路连接，控制器与电容调谐状态机电连接，电容调谐状态机的控制端与晶体起振电路的负载电容ci.连接，电容调谐状态机的控制端与rc振荡器及注入驱动电路的控制端连接，rc振荡器及注入驱动电路的第一控制开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶国敬，谭玉平，杨青松，
申请(专利权)人：昱兆微电子科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：