[發明專利]一種晶體振蕩器系統、晶體振蕩器頻率校準裝置及方法

有效

• 申請號: 201710849972.1
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107483047B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 劉惠民
• 申請（專利權）人: 珠海泰芯半導體有限公司
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099;H03L7/08
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務所 44291
• 代理人: 楊煥軍

本發明公開了一種晶體振蕩器系統、晶體振蕩器頻率校準裝置及方法。所述具有頻率自校準功能的晶體振蕩器系統包括晶體振蕩器、晶體振蕩器驅動模塊、外接電容、控制模塊、電容匹配模塊以及負載電容測量模塊；外接電容一端與晶體振蕩器連接，另一端接地；電容匹配模塊與外接電容連接，提供一個并聯電容給外接電容，外接電容與并聯電容一起構成負載電容；負載電容測量模塊測量負載電容，并將負載電容測量結果發送給控制模塊；控制模塊與電容匹配模塊連接，根據負載電容測量結果調整電容匹配模塊輸出的并聯電容數值，使負載電容與給定的目標值相等。本發明可以將晶體振蕩器的振蕩頻率一次校準到位。

〖技術領域〗

本發明涉及晶體振蕩器技術領域，尤其涉及一種晶體振蕩器系統、晶體振蕩器頻率校準裝置及方法。

〖背景技術〗

時鐘信號是具有固定頻率的信號，是時序邏輯的基礎，可以決定邏輯單元中的狀態何時更新，因此數字信號必須在時鐘信號的控制下才能進行精確地運算。一般地，時鐘信號由振蕩器產生。振蕩器按電路結構可分為阻容振蕩器、電感電容振蕩器、晶體振蕩器等。晶體振蕩器因為具有高精度和高穩定度的性能，被廣泛應用于通信網絡、無線數據傳輸、高速數字數據傳輸等技術領域。

為了獲得固定頻率的時鐘信號，必須對晶體振蕩器的振蕩頻率進行校準。現有的晶體振蕩器常采用兩種方法進行頻率校準：(1)直接測量晶體振蕩器頻率，然后采用頻率校準模塊調節晶體振蕩器頻率，這種方法對頻率校準模塊的精度要求很高，而且頻率校準模塊的結構很復雜；(2)測量晶體振蕩器頻率，調節晶體振蕩器內部電容、電阻等器件，直到晶體振蕩器的輸出頻率達到目標值，這種方法往往需要多次調整才能使晶體晶體振蕩器的輸出頻率達到目標值，不能一次調整到位。

晶體振蕩器的振蕩頻率與負載電容C_L有關，負載電容C_L的值由晶體振蕩器制造商給出。當晶體振蕩器的負載電容C_L與晶體振蕩器制造商給定的電容值保持相同時，晶體振蕩器的振蕩頻率與標定的頻率相等且保持不變。通過將負載電容C_L調整到晶體振蕩器制造商給定的電容值，即可實現晶體振蕩器頻率與晶體振蕩器制造商給定的頻率值相等。

〖發明內容〗

本發明的第一個目的旨在提供一種具有頻率自校準功能的晶體振蕩器系統。

為了實現本發明的第一個目的，本發明采取了如下的技術方案：

一種具有頻率自校準功能的晶體振蕩器系統，包括晶體振蕩器、晶體振蕩器驅動模塊以及外接電容；晶體振蕩器驅動模塊與晶體振蕩器連接，提供偏置電壓驅動晶體振蕩器起振并維持振蕩；外接電容一端與晶體振蕩器連接，另一端接地；其特征在于：

所述晶體振蕩器系統還包括控制模塊、電容匹配模塊、負載電容測量模塊；所述電容匹配模塊與外接電容連接；所述電容匹配模塊提供一個并聯電容給外接電容；所述并聯電容與外接電容組成負載電容；所述控制模塊與負載電容測量模塊、電容匹配模塊連接；所述控制模塊控制負載電容測量模塊測量負載電容；所述負載電容測量模塊將負載電容測量結果發送給控制模塊；所述控制模塊調整電容匹配模塊輸出的并聯電容數值，使負載電容與給定的目標值相等。

進一步地，所述晶體振蕩器系統還包括第二外接電容；所述第二外接電容具有與外接電容相同配置的元器件。

進一步地，所述負載電容測量模塊包括電流源模塊、參考電壓產生器、電壓比較器、參考時鐘源、計數器；所述控制模塊分別與電流源模塊、參考電壓產生器、參考時鐘源、計數器連接；所述電流源模塊的輸出端與外接電容的一端連接；所述外接電容的另一端接地；所述參考時鐘源與計數器連接；所述參考電壓產生器的輸出端與電壓比較器的一個輸入端連接；所述電壓比較器的另外一個輸入端與外接電容和電流源模塊的公共端連接，輸出端與控制模塊連接。