[發明專利]改進型高精度振蕩器

有效

• 申請號: 201210578880.1
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103023433A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王釗
• 申請（專利權）人: 無錫中星微電子有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

技術領域

本發明涉及一種高精度的振蕩器結構，特別是對振蕩頻率精度要求極高的應用領域，如藍牙系統待機時鐘。

背景技術

在數據傳輸系統中，對頻率的精度要求極高，如藍牙系統中的待機時鐘要求很高，通常要求頻率變化至少小于±1000ppm，即千分之一，過大的時鐘偏差將導致兩個需要通訊的藍牙系統在睡眠模式下無法正常握手和喚醒。隨著技術發展，新的藍牙標準需要藍牙系統更低的功耗，采用連接時間間隔配合快速連接的方式實現睡眠狀態和工作狀態的轉換，當藍牙系統進入睡眠狀態時，一般通過高精度低功耗振蕩器進行計時，如500ms；當系統喚醒后會工作一段時間，在此時間段內查找是否本藍牙系統附近存在其他可配對藍牙系統，并嘗試與可配對系統配對，如果握手滿足，則開始通訊。

圖1中描述了兩個藍牙系統相互通信時處于睡眠和喚醒狀態的時序。兩個藍牙系統在連接任務不多時，進入睡眠狀態，通過同步同時開始睡眠，兩個系統分別開始500毫秒的計時，當計時精度為±1000ppm時，導致±0.1%的時間誤差，即±0.5ms的時差，如圖所示，第一個系統計時提前0.5ms開始進入喚醒工作狀態，另一個系統延遲0.5ms進入喚醒工作狀態，即為了讓兩個系統同時存在足夠的重疊工作時間，則需喚醒工作時間至少要大于重疊工作時間加上1ms的時間誤差。例如由于系統啟動需要一定時間，例如1毫秒，則系統最小重疊時間需大于1毫秒，因此最小喚醒工作時間需2毫秒。由于系統喚醒時功耗較大，所以系統喚醒工作時間越長，睡眠模式下的平均功耗就越大。睡眠時的功耗可近似忽略，則平均功耗可大致計算如下:

PAV=TWTS+TWPW]]>

其中T_W是喚醒工作的時間，T_S是睡眠時間，P_W是喚醒功耗，P_AV是平均功耗。因此，振蕩器的頻率精度的提高有助于減小系統喚醒的工作時間，喚醒的工作時間段越短，則藍牙系統的功耗越低。

圖2為文獻CN102386846A所公開的目前采用的高精度低功耗振蕩器的工作原理圖，其頻率校準線性度依賴于器件匹配，常規半導體制造工藝的匹配精度在0.1%左右，所以限制了傳統振蕩器頻率校準精度為±1000ppm。有必要提出一種能夠提高頻率校準的方法，進一步提高振蕩器的頻率精度，以滿足藍牙系統低功耗的要求。

發明內容

本發明就是基于上述目的，提供一種改進型高精度振蕩器，具有更高的頻率精度。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種改進型高精度振蕩器，其包括第一校準電路、可編程振蕩單元、計時電路和修正電路，

第一校準電路根據高頻參考信號和可編程振蕩單元輸出的振蕩信號得到校準數據；

計時電路，用于對所述可編程振蕩單元輸出的振蕩信號進行計時得到計時值，在計時頻率數值到第一閾值時進行復位，隨后再重新對所述可編程振蕩單元輸出的振蕩信號進行計數；

所述修正電路用于對第一校準電路的校準數據進行修正得到修正后的校準數據；

在所述計時頻率數值到達到第二閾值前，所述可編程振蕩單元根據未經過所述修正電路修正的校準數據生成振蕩信號，在計數值達到第二閾值后，可編程振蕩單元根據經過所述修正電路修正的校準數據生成振蕩信號；或者

在所述計時值到達到第二閾值前，可編程振蕩單元根據經過所述修正電路修正的校準數據生成振蕩信號，在計數值達到第二閾值后，可編程振蕩單元根據未經過所述修正電路修正的校準數據生成振蕩信號；

其中第二閾值低于第一閾值。

進一步的，所述修正電路包括第二校準電路、加減器和邏輯控制器，

第二校準電路根據所述可編程振蕩單元根據未經過修正的校準數據而生成的振蕩信號的實際頻率與理論目標頻率的偏差輸出加控制信號或減控制信號；

邏輯控制器輸出步長數據；