晶体振荡器晶体振荡器的控制方法、设备及存储介质

申请号 CN202211263585.7 申请日 2022-10-11 公开(公告)号 CN117914264A 公开(公告)日 2024-04-19
申请人 深圳市中兴微电子技术有限公司; 发明人 程聪;
摘要 本 申请 公开了一种 晶体 振荡器 、 晶体振荡器 的控制方法、设备及存储介质,晶体振荡器包括:外部晶体,与所述外部晶体连接的电容调谐阵列,与所述外部晶体和所述电容调谐阵列连接的输出 缓冲器 ;所述电容调谐阵列,用于在所述外部晶体产生振荡,且接收到数字 频率 控制字之后,根据所述数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟 信号 ,通过所述输出缓冲器输出所述 时钟信号 ,以根据输出的所述时钟信号调整所述振荡对应的频率。本申请实现了晶体振荡器能提供高 精度 的信号。
权利要求

1.一种晶体振荡器,其特征在于,包括:
外部晶体,与所述外部晶体连接的电容调谐阵列,与所述外部晶体和所述电容调谐阵列连接的输出缓冲器
所述电容调谐阵列,用于在所述外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据所述数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号,通过所述输出缓冲器输出所述时钟信号,以根据输出的所述时钟信号调整所述振荡对应的频率。
2.如权利要求1所述的晶体振荡器,其特征在于,所述电容调谐阵列包括相互连接的所述电容阵列单元分别与所述外部晶体和所述输出缓冲器连接;
所述译码单元,设置为根据接收的数字频率控制字中的高位和低位进行奇数偶数行列译码;
所述电容阵列单元,设置为配合所述译码单元进行奇数偶数行列译码,并在当前行所在列的列译码全部选中之后,住当前行,开启下一行的列译码。
3.如权利要求2所述的晶体振荡器,其特征在于,所述译码单元包括:
数字行译码单元,设置为根据接收的数字频率控制字取高位进行温度计译码;
数字列译码单元,设置为根据接收的数字频率控制字取低位进行温度计译码。
4.如权利要求2所述的晶体振荡器,其特征在于,所述电容阵列单元包括:
奇数行电容阵列单元,设置为在当前行为奇数行,且当前行的列译码被选中之后,控制所述列译码从低位到高位逐一阳码打开,并在所述奇数行的所有阳码全部打开后,锁住所述奇数行开启下一行的列译码;
偶数行电容阵列单元,设置为在当前行为偶数行,且当前行的列译码被选中之后,控制所述列译码从高位到低位逐一阴码打开,并在所述偶数行的所有阴码全部打开后,锁住所述偶数行开启下一行的列译码。
5.如权利要求1所述的晶体振荡器,其特征在于,所述外部晶体包括依次连接形成串联电路的多个元器件,所述元器件包括电阻器、第一电容器、电感器和第二电容器,所述电容调谐阵列分别与所述第二电容器的两侧连接。
6.如权利要求1‑5任一项所述的晶体振荡器,其特征在于,所述电容调谐阵列还包括:
粗调电容调谐阵列,设置在所述外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据所述数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号,通过所述输出缓冲器输出所述时钟信号,以根据输出的所述时钟信号调整所述振荡对应的频率;
细调电容调谐阵列,设置在所述外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据所述数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号,通过所述输出缓冲器输出所述时钟信号,以根据输出的所述时钟信号调整所述振荡对应的频率。
7.如权利要求1所述的晶体振荡器,其特征在于,包括:
与所述电容调谐阵列连接的核心振荡电路和峰值检测电路,与所述峰值检测电路连接的幅度比较电路,分别与所述核心振荡电路和所述幅度比较电路连接的幅度控制状态机;
所述峰值检测电路,设置为检测所述振荡对应的振荡峰值,并将所述振荡峰值发送至所述幅度比较电路;
所述幅度比较电路,设置为将所述振荡峰值与预设峰值区间进行比较,得到状态结果,并将所述状态结果发送至所述幅度控制状态机;
所述幅度控制状态机,设置为对所述状态结果进行状态译码,根据状态译码结果调整所述核心振荡电路,根据调整后的核心振荡电路进行振荡幅度调整。
8.一种晶体振荡器的控制方法,其特征在于,应用于如权利要求1‑7任一项所述的晶体振荡器,包括:
在外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据所述数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号;
通过输出缓冲器输出所述时钟信号,以根据输出的所述时钟信号调整所述振荡对应的频率。
9.一种晶体振荡器的控制设备,其特征在于,所述晶体振荡器的控制设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的晶体振荡器的控制程序,所述晶体振荡器的控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求8所述的晶体振荡器的控制方法的步骤。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有晶体振荡器的控制程序,所述晶体振荡器的控制程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的晶体振荡器的控制方法的步骤。

说明书全文

晶体振荡器晶体振荡器的控制方法、设备及存储介质

技术领域

[0001] 本申请涉及数据处理技术领域,尤其涉及一种晶体振荡器、晶体振荡器的控制方法、设备及存储介质。

背景技术

[0002] 在无线终端中需要通过晶体振荡器来提供精准的时钟信号,以供射频和基带等模进行使用,并且需要如手机终端发射载波信号的频率精度比接收基站的信号精度高0.1ppm(part per million,百万分之一),这个精度要远远超过没有任何反馈校准的晶体振荡器,从而使得晶体振荡器无法提供高精度的信号。
发明内容
[0003] 本申请的主要目的在于提供一种晶体振荡器、晶体振荡器的控制方法、设备及存储介质,旨在解决如何实现晶体振荡器能提供高精度的信号的技术问题
[0004] 为实现上述目的,本申请提供一种晶体振荡器,包括:
[0005] 外部晶体,与所述外部晶体连接的电容调谐阵列,与所述外部晶体和所述电容调谐阵列连接的输出缓冲器
[0006] 所述电容调谐阵列,用于在所述外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据所述数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号,通过所述输出缓冲器输出所述时钟信号,以根据输出的所述时钟信号调整所述振荡对应的频率。
[0007] 在一些实施例中,电容调谐阵列包括相互连接的电容阵列单元和译码单元,所述电容阵列单元分别与所述外部晶体和所述输出缓冲器连接;
[0008] 所述译码单元,设置为根据接收的数字频率控制字中的高位和低位进行奇数偶数行列译码;
[0009] 所述电容阵列单元,设置为配合所述译码单元进行奇数偶数行列译码,并在当前行所在列的列译码全部选中之后,住当前行,开启下一行的列译码。
[0010] 在一些实施例中,译码单元包括:
[0011] 数字行译码单元,设置为根据接收的数字频率控制字取高位进行温度计译码;
[0012] 数字列译码单元,设置为根据接收的数字频率控制字取低位进行温度计译码。
[0013] 在一些实施例中,电容阵列单元包括:
[0014] 奇数行电容阵列单元,设置为在当前行为奇数行,且当前行的列译码被选中之后,控制所述列译码从低位到高位逐一阳码打开,并在所述奇数行的所有阳码全部打开后,锁住所述奇数行开启下一行的列译码;
[0015] 偶数行电容阵列单元,设置为在当前行为偶数行,且当前行的列译码被选中之后,控制所述列译码从高位到低位逐一阴码打开,并在所述偶数行的所有阴码全部打开后,锁住所述偶数行开启下一行的列译码。
[0016] 在一些实施例中,外部晶体包括依次连接形成串联电路的多个元器件,所述元器件包括电阻器、第一电容器、电感器和第二电容器,所述电容调谐阵列分别与所述第二电容器的两侧连接。
[0017] 在一些实施例中,电容调谐阵列还包括:
[0018] 粗调电容调谐阵列,设置在所述外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据所述数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号,通过所述输出缓冲器输出所述时钟信号,以根据输出的所述时钟信号调整所述振荡对应的频率;
[0019] 细调电容调谐阵列,设置在所述外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据所述数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号,通过所述输出缓冲器输出所述时钟信号,以根据输出的所述时钟信号调整所述振荡对应的频率。
[0020] 在一些实施例中,晶体振荡器还包括:
[0021] 与所述电容调谐阵列连接的核心振荡电路和峰值检测电路,与所述峰值检测电路连接的幅度比较电路,分别与所述核心振荡电路和所述幅度比较电路连接的幅度控制状态机;
[0022] 所述峰值检测电路,设置为检测所述振荡对应的振荡峰值,并将所述振荡峰值发送至所述幅度比较电路;
[0023] 所述幅度比较电路,设置为将所述振荡峰值与预设峰值区间进行比较,得到状态结果,并将所述状态结果发送至所述幅度控制状态机;
[0024] 所述幅度控制状态机,设置为对所述状态结果进行状态译码,根据状态译码结果调整所述核心振荡电路,根据调整后的核心振荡电路进行振荡幅度调整。
[0025] 此外,为实现上述目的,本申请还提供一种晶体振荡器的控制方法,应用于如上述所述的晶体振荡器,包括:
[0026] 在外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据所述数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号;
[0027] 通过输出缓冲器输出所述时钟信号,以根据输出的所述时钟信号调整所述振荡对应的频率。
[0028] 此外,为实现上述目的,本申请还提供一种晶体振荡器的控制设备,晶体振荡器的控制设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的晶体振荡器的控制程序,晶体振荡器的控制程序被处理器执行时实现如上述的晶体振荡器的控制方法的步骤。
[0029] 此外,为实现上述目的,本申请还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有晶体振荡器的控制程序,晶体振荡器的控制程序被处理器执行时实现如上述的晶体振荡器的控制方法的步骤。
[0030] 本申请通过在外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号进行输出,以根据输出的时钟信号调整振荡对应的频率,从而可以通过对电容调谐阵列采用奇数偶数行列译码实现较高的线性度与单调性,并且是根据输出的时钟信号对频率进行校准,从而可以实现晶体振荡器能提供信号的精度更高。附图说明
[0031] 图1是本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的终端\装置结构示意图;
[0032] 图2为本申请晶体振荡器第一实施例中的结构示意图;
[0033] 图3为本申请晶体振荡器的结构连接示意图;
[0034] 图4为本申请晶体振荡器电容调谐阵列中的示意图;
[0035] 图5为本申请晶体振荡器电容阵列单元的示意图;
[0036] 图6为本申请晶体振荡器中外部晶体的电路示意图;
[0037] 图7为本申请晶体振荡器的控制方法的流程示意图;
[0038] 图8为本申请晶体振荡器中外部晶体的译码流程示意图。
[0039] 附图标号说明:
[0040]
[0041] 本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0042] 应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不设置为限定本申请。
[0043] 如图1所示,图1是本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
[0044] 本申请实施例终端为晶体振荡器的控制设备。
[0045] 如图1所示,该终端可以包括:处理器1001,例如CPU,网络接口1004,用户接口1003,存储器1005,通信总线1002。其中,通信总线1002设置为实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI‑FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器,也可以是稳定的存储器(non‑volatile memory),例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器
1001的存储装置。
[0046] 可选地,终端还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency,射频)电路,传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中,传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地,光传感器可包括环境光传感器及接近传感器,其中,环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮度,接近传感器可在终端设备移动到边时,关闭显示屏和/或背光。当然,终端设备还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。
[0047] 本领域技术人员可以理解,图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
[0048] 如图1所示,作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及晶体振荡器的控制程序。
[0049] 在图1所示的终端中,网络接口1004主要设置为连接后台服务器,与后台服务器进行数据通信;用户接口1003主要设置为连接客户端(用户端),与客户端进行数据通信;而处理器1001可以设置为调用存储器1005中存储的晶体振荡器的控制程序,并执行以下操作:
[0050] 在外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据所述数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号;
[0051] 通过输出缓冲器输出所述时钟信号,以根据输出的所述时钟信号调整所述振荡对应的频率。
[0052] 此外,参照图2,本申请提供一种晶体振荡器,在晶体振荡器的第一实施例中,晶体振荡器包括:
[0053] 外部晶体300,与外部晶体300连接的电容调谐阵列100,与外部晶体300和电容调谐阵列100连接的输出缓冲器700;
[0054] 电容调谐阵列100,用于在外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号,通过输出缓冲器输出时钟信号,以根据输出的时钟信号调整振荡对应的频率。
[0055] 由于目前是采用电压控制以及恒温槽装置下保证高精度补偿,体积较大,成本较高,集成度低,比如采用模拟式温度补偿的精度只能达到0.5~1ppm,数字式温度补偿需要15bit的adc或者dac精度才能到达0.01ppm,或者增加额外辅助电路降低adc和dac的位宽,IC设计面积大,结构复杂,成本较高。而在本实施例中则是直接利用数字频率控制字进行译码调节,配合数字奇数偶数行列译码电容阵列提高调整频率精度,可轻松做到小于0.01ppm以下的精度,具有体积小,集成度高优势。
[0056] 在本实施例中,可以通过对电容调谐阵列100进行行列译码,如分奇数行、偶数行进行行列译码(即奇数偶数行列译码),并且在奇数偶数行列译码时可以采用温度计码,S型布线进行,以提升线性度,在高线性度下,可以将调节精度做到更高。还可以是采样粗调阵列电容和细调阵列电容进行划分,从而实现在高精度,高线性下提升频率覆盖范围,同时利用电容阵列的串联,将电容单元的误差减小一半,进一步地提高精度。此外,本实施例中的晶体振荡器可以应设置为无线终端(如手机)等产品中,以提供具有较高精度的可调时钟信号,并能解决晶体振荡器片上集成的问题,降低片外器件成本,在较高性能,以及较小面积要求下实现高精度的时钟信号。
[0057] 进一步地,参照图3,晶体振荡器还包括:
[0058] 与电容调谐阵列100连接的核心振荡电路200和峰值检测电路400,与峰值检测电路400连接的幅度比较电路500,分别与核心振荡电路200和幅度比较电路500连接的幅度控制状态机600;
[0059] 峰值检测电路400,设置为检测所述振荡对应的振荡峰值,并将振荡峰值发送至幅度比较电路500;
[0060] 幅度比较电路500,设置为检测振荡对应的振荡峰值,并将振荡峰值与预设峰值区间进行比较,得到状态结果,并将状态结果发送至幅度控制状态机600;
[0061] 幅度控制状态机600,设置为对状态结果进行状态译码,根据状态译码结果调整核心振荡电路,根据调整后的核心振荡电路进行振荡幅度调整。
[0062] 在本实施例中的晶体振荡器中会设置电容调谐阵列100、核心振荡电路200、外部晶体300、峰值检测电路400、幅度比较电路500、幅度控制状态机600和输出缓冲器700。其中,核心振荡电路200可以进行调整电容调谐阵列100对应的起振电流以及振荡幅度,并能进行增益放大,或提供负阻的功效。电容调谐阵列100可以进行粗调电容阵列和细调电容阵列的频率校正,并且两者都是进行行列译码。峰值检测电路400可以对电容调谐阵列100产生的振荡波形的峰值检查,得到振荡峰值,然后通过幅度比较电路500进行振荡峰值与预设峰值区间进行比较,得到状态结果。其中,状态结果包括振荡峰值在预设峰值区间内,和振荡峰值不在预设峰值区间内两种情形。然后再将状态结果作为一种电信号发送至幅度控制状态机600,以便幅度控制状态机600对状态结果进行状态译码,根据状态译码的译码结果调整核心振荡电路200中的电流大小,降低起振电流减少功耗进行振荡幅度的调整。在一实施例中,在状态结果为振荡峰值不在预设峰值区间内时,就可以执行根据状态译码的译码结果调整核心振荡电路200中的电流大小的步骤。
[0063] 在本实施例的一场景中,峰值检测电路400和幅度比较电路500串联,且峰值检测电路400的输入侧和电容调谐阵列100连接,并且输出缓冲器700的输入侧也和峰值检测电路400的输入侧连接,峰值检测电路400的输出侧与幅度比较电路500的输入侧连接,幅度比较电路500的输出侧和幅度控制状态机600连接。
[0064] 此外,在本实施例中的一场景中,电容调谐阵列100中设置有多个以阵列形式排列的电容单元。核心振荡电路200中设置有相互连接的电流计和反相放大器,通过调节电流计来实现调节起振电流的大小,通过调节反相放大器来进行增益放大,如放大振荡波形。幅度比较电路500中设置有幅度比较器,以根据幅度比较器进行比较。峰值检测电路400可以是现有的晶体振荡器中外部晶体300进行振动产生的正弦波形,并对正弦波形的波峰进行检测的电路装置。并且在本实施例的一场景中,还可以设置有振荡管,通过核心振荡电路200启动振荡管进行振动,通过电容调谐阵列100对振荡管产生的振动的频率进行调整,通过峰值检测电路400、幅度比较电路500对振荡管产生的振动的幅度进行调整。
[0065] 例如,假设频率为26MHz。8bit粗调电容阵列译码,8行(23)*32列(25),最小可调精度为0.3ppm(part per million,百万分之一);12bit细调电容阵列译码,32行(25)*128列(27),最小可调精度为0.01ppm以下。其中粗调电容阵列单元大小为50fF的mom类型电容,细调电容阵列单元大小为1.5fF的mom类型电容。当前精度是在满足要求下达成,为了进一步提高精度,还可以利用mom电容的并联,或者换用电容类型进一步降低奇数偶数行电容单元容值。当前奇数偶数行列译码以及布局方式极大的保证了单调与线性,允许更低的容值,可以在平衡频率覆盖范围,面积,性能的前提下进行更高精度的设计调整。
[0066] 并且本实施例中的高精度核心振荡器中的电容调谐阵列100能输出正弦波形,可以最大的电流快速起振,连接到峰值检测电路400进行实时的峰值检测输出,利用幅度比较电路500中的幅度比较器设置峰值阈值,输出比较状态信号,经过幅度控制状态机600后调整核心振荡电路200中电流偏置电路的电流大小,降低起振电流减少功耗,同时进行振荡幅度的调整。
[0067] 此外,电容调谐阵列100中的逻辑实现可以采用负逻辑进行实现,并且电容可以选择接入也可以选择关闭均可以进行调节。开关用场效应管实现,也可以用双极型晶体管实现。用双极型晶体管实现时,只需要将NMOS管替换成NPN型三极管,PMOS管替换成PNP型三极管即可。电容可以采用多种类型多种连接方式实现,比如mom,pmos,nmos以及混合实现等方式。多个电容可以进行串联并联实现的方式。
[0068] 在本实施例中,通过在外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号进行输出,以根据输出的时钟信号调整振荡对应的频率,从而可以通过对电容调谐阵列采用奇数偶数行列译码实现较高的线性度与单调性,并且是根据输出的时钟信号对频率进行校准,从而可以实现晶体振荡器能提供信号的精度更高。
[0069] 进一步地,参照图3,基于上述第一实施例提出了本申请晶体振荡器的第二实施例,在第二实施例中,电容调谐阵列100包括相互连接的电容阵列单元120和译码单元110;电容阵列单元120分别与外部晶体300、核心振荡电路200、输出缓冲器700、以及峰值检测电路400连接;
[0070] 译码单元110,设置为根据接收的数字频率控制字中的高位和低位进行行列译码;
[0071] 电容阵列单元120,设置为配合译码单元进行行列译码,并在当前行所在列的列译码全部选中之后,锁住当前行,开启下一行的列译码。
[0072] 在本实施例中,核心振荡电路200的输出端与电容阵列单元120的一侧连接,且电容阵列单元120的另一侧分别与译码单元110、外部晶体300、输出缓冲器700,以及峰值检测电路400连接,并且译码单元110与外部晶体300、输出缓冲器700,以及峰值检测电路400是通过电容阵列单元120连接的,并未直接相连。可选地,译码单元110可以为译码器。
[0073] 在本实施例中,译码单元110先接收用户或其他终端发送的数字频率控制字,如AFC频率调整控制字,然后再进行行列译码,如高位进行温度计码行译码,低位进行温度计列译码。
[0074] 电容阵列单元120可以配合译码单元110进行译码工作,能通过对各个电容单元进行行列阵列排布以配合振荡器的频率调谐。并且在每次码字递增变化时仅有一个电容单元S型接入或断开。
[0075] 例如,如图8所示,在开始控制晶体振荡器进行振荡产生时钟信号之后,先获取输入AFC频率调整,再对AFC进行行列译码,包括行译码和列译码。并且在进行列译码时,又分为奇数行列译码和偶数行列译码,在完成奇数行列译码后,锁住当前行,开启下一行,进入偶数行列译码,并在完成偶数行列译码后,锁住当前行,开启下一行,进入奇数行列译码,直至到达最大行,然后再结束译码。并且晶体振荡器会根据整体译码的译码结果产生时钟信号。其中,对AFC进行行列译码时,可以对AFC的高低位进行行列译码,比如,高位进行温度计码行译码,低位进行温度计码列译码。
[0076] 在本实施例中,通过在电容调谐阵列中设置相互连接的电容阵列单元和译码单元,以使译码单元根据接收的数字频率控制字的高位和低位对电容阵列单元进行奇数偶数行列译码,从而可以保障译码的有效进行。
[0077] 进一步地,参照图4,译码单元110包括:
[0078] 数字行译码单元111,设置为根据接收的数字频率控制字取高位进行温度计译码;
[0079] 数字列译码单元112,设置为根据接收的数字频率控制字取低位进行温度计译码。
[0080] 在本实施例中,数字行译码单元111可以在接收到数字频率控制字(如AFC_CW)之后,对自动频率校准控制字AFC_CW取高位进行温度计译码,逐一打开电容阵列单元120中的奇数行和偶数行。
[0081] 数字列译码单元112可以对自动频率校准控制字AFC_CW取低位进行温度计译码,逐一打开电容阵列单元120中的列。并且为了减小中间码噪音引起的电容噪音,在奇数行和偶数行采用阴码(0或1)和阳码(1或0)进行温度计编码。对应奇数行列译码,从低位到高位逐一阳码打开(或关断),对于偶数行列译码,从高位到低位逐一阴码打开(或关断)。其中温度计译码可以是采用温度计译码器进行译码。其中,高位可以是高位字节,低位可以是低位字节。
[0082] 例如,如图4所示,在电容调谐阵列100中设置有数字行译码单元111、数字列译码单元112和电容阵列单元120。并且是通过数字行译码单元111和数字列译码单元112对电容阵列单元120进行行列译码。
[0083] 在本实施例中,通过将译码单元分为数字行译码单元和数字列译码单元,从而可以实现译码得到的时钟信号的精度更高。
[0084] 进一步地,参照图5,电容阵列单元120包括:
[0085] 奇数行电容阵列单元121,设置为在当前行为奇数行,且当前行的列译码被选中之后,控制所述列译码从低位到高位逐一阳码打开,并在所述奇数行的所有阳码全部打开后,锁住所述奇数行开启下一行的列译码;
[0086] 偶数行电容阵列单元122,设置为在当前行为偶数行,且当前行的列译码被选中之后,控制所述列译码从高位到低位逐一阴码打开,并在所述偶数行的所有阴码全部打开后,锁住所述偶数行开启下一行的列译码。
[0087] 在本实施例中,电容阵列单元120还可以包括奇数偶数行电容单元,奇数偶数行电容单元包括奇数行电容阵列单元121和偶数行电容阵列单元122。
[0088] 并且奇数偶数行电容单元,可以配合奇偶行行列译码,列码只对当前行电容起控制作用,当前行在列全部选中后,通过row[n+1]锁住,同时开启下一行的列译码。
[0089] 而且一个完整的电容阵列单元120可以包括多个奇数行电容阵列单元121和多个偶数行电容阵列单元122。因此在本实施例中,可以先进行奇数行电容阵列单元121的列译码,再进行偶数行电容阵列单元122的列译码,再进行奇数行电容阵列单元121,直至电容阵列单元120中完成所有的列译码,即到达最大行。奇数行电容阵列单元121用于当前行码选中后,列译码从低位到高位逐一阳码(1)打开,全部打开后,下一行码锁住当前行,开启下一行。偶数行电容阵列单元122用于当前行码选中后,列译码从高位到低位逐一阴码(0)打开,全部打开后,下一行码锁住当前行,开启下一行。例如,如图5所示,在电容阵列单元120中,奇数行电容阵列单元121和偶数行电容阵列单元122可以设置为相同的结构特征。输入部分为col_[m]、row_[n]、row_[n+1],其中col为列号,row为行号。
[0090] 在本实施例中,通过将电容阵列单元分为奇数行电容阵列单元和偶数行电容阵列单元,并通过奇数行电容阵列单元和偶数行电容阵列单元来配合译码单元进行译码,从而可以实现译码得到的时钟信号的精度更高。
[0091] 进一步地,核心振荡电路200包括:
[0092] 偏置电流电路,设置为在状态结果为振荡峰值与预设峰值区间不匹配之后,根据所述状态译码结果调整起振电流;
[0093] 反相放大电路,与偏置电流电路连接,设置为对调整后的起振电流进行放大处理,根据放大处理后的起振电流对晶体振荡器对应的振荡幅度进行调整。
[0094] 在本实施例中,可以在核心振荡电路200中设置相互连接的偏置电流电路和反相放大电路,并且在本实施例中,可以是偏置电流电路和幅度控制状态机600连接,反相放大电路和电容调谐阵列100连接。其中,偏置电流电路中可以包括电流计,反相放大电路中可以包括反相放大器。
[0095] 并且在幅度控制状态机600将状态结果译码为电信号,且发送至偏置电流电路后,若状态结果为振荡峰值与预设峰值区间(用户提前设置的峰值区间范围)不匹配(如振荡峰值不在预设峰值区间范围内)时,则确定需要调整起振电流,此时就可以根据状态译码结果调整起振电流,并通过反相放大电路将调整的起振电流进行放大处理,再根据放大后起振电流对振荡器释放的正弦波形对应的振荡幅度进行调整,直至后续检测出的状态结果为振荡峰值与预设峰值区间匹配。
[0096] 进一步地,外部晶体300包括依次连接形成串联电路的多个元器件,所述元器件包括电阻器310、第一电容器320、电感器330和第二电容器340,电容调谐阵列100分别与第二电容器340的两侧连接。
[0097] 在本实施例中,如图6所示,外部晶体300至少具有由电阻器310、第一电容器320、电感器330和第二电容器340依次连接形成的串联电路。并且电阻器310、第一电容器320和电感器330可以是外部晶体的等效动态电感、电容和电阻,第二电容器340是静态电容。因此电容调谐阵列100可以并联在外部晶体的静态电容上以实现频率调整,确定频率的调整范围和调整精度。并且本实施例中的外部晶体300可以作为核心振荡电路200的反馈网络,提供选频作用。
[0098] 在本实施例中,电容调谐阵列100的一侧可以连接在电阻器310和第二电容器340的连接处,电容调谐阵列100的另一侧可以连接在电感器330和第二电容器340的连接处,以此实现电容调谐阵列100并联在外部晶体的静态电容上。
[0099] 并且在本实施例中,若电阻器310为Rs、第一电容器320为Cs、电感器330为Ls和第二电容器为C0,频率为fp,则可以确定并联调谐频率为
[0100]
[0101] 并且当电容调谐阵列并入到外部晶体300之后,其频率则变为:
[0102]
[0103] 此时就可以通过调整外部晶体的外部的负载电容CL来进行频率调谐,其中,负载电容CL可以是电容调谐阵列中的电容单元。
[0104] 在本实施例中,通过在外部晶体中设置依次串联的电阻器、第一电容器、电感器和第二电容器,并且电容调谐阵列分别与所述第二电容器的两侧连接,从而可以实现后续通过调整电容调谐阵列的负载电容来进行频率校准。
[0105] 进一步地,电容调谐阵列100还包括:
[0106] 粗调电容调谐阵列,设置在外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号,通过输出缓冲器输出时钟信号,以根据输出的时钟信号调整振荡对应的频率;
[0107] 细调电容调谐阵列,设置在外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号,通过输出缓冲器输出时钟信号,以根据输出的时钟信号调整振荡对应的频率。
[0108] 在本实施例中,晶体振荡器可以包含全数字控制晶体振荡器(DCXO,Digital controlled crystal oscillator)收发器,且DCXO集成了系统所需的基带、收发器和用于数字控制的粗调和精调电容阵列。为了应对温度变化与晶体老化偏移做出快速响应,根据内部的信号源和自动频率校准(AFC)控制字连续改变一个精调电容器阵列,保留终端制造商装进去的软件。DCXO通常也有较大的、严格控制的电容调节范围,以保证能够和多个供应商的晶体是兼容的,同时也是能够解决生产过程中的寄生参数的影响。
[0109] 因此在本实施例中,可以将电容调谐阵列100分为粗调电容调谐阵列和细调电容调谐阵列。例如,8bit粗调电容调谐阵列译码,8行(23)*32列(25),最小可调精度为0.3ppm;12bit细调电容调谐阵列译码,32行(25)*128列(27),最小可调精度为0.01ppm以下。其中粗调电容调谐阵列单元大小为50fF的mom类型电容,细调电容调谐阵列单元大小为1.5fF的mom类型电容。
[0110] 并且,无论是粗调电容调谐阵列还是细调电容调谐阵列,都可以进行相同的译码操作,如进行奇数行、偶数行的行列译码,并通过根据接收的数字频率控制字对电容调谐阵列进行频率校准,如对负载电容进行频率调谐。
[0111] 在本实施例中,通过将电容调谐阵列分为粗调电容调谐阵列和细调电容调谐阵列,从而可以实现频率校准的有效性。
[0112] 此外,参照图7,本申请提供一种晶体振荡器的控制方法,在晶体振荡器的控制方法的第三实施例中,晶体振荡器的控制方法应设置为上述第一或第二实施例,包括以下步骤:
[0113] 步骤S100,在外部晶体产生振荡,且接收到数字频率控制字之后,根据所述数字频率控制字进行奇数偶数行列译码,生成时钟信号;
[0114] 步骤S200,通过输出缓冲器输出所述时钟信号,以根据输出的所述时钟信号调整所述振荡对应的频率。
[0115] 其中,晶体振荡器的控制方法的各个步骤实现的方式可参照本申请晶体振荡器中的各个实施例,此处不再赘述。
[0116] 此外,本申请还提供一种晶体振荡器的控制设备,所述晶体振荡器的控制设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上的晶体振荡器的控制程序;所述处理器设置为执行所述晶体振荡器的控制程序,以实现上述晶体振荡器的控制方法各实施例的步骤。
[0117] 本申请还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序,所述一个或者一个以上程序还可被一个或者一个以上的处理器执行以设置为实现上述晶体振荡器的控制方法各实施例的步骤。
[0118] 本申请计算机可读存储介质具体实施方式与上述晶体振荡器的控制方法各实施例基本相同,在此不再赘述。
[0119] 需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0120] 上述本申请实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
[0121] 通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
[0122] 以上仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
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