[發明專利]一種快速起振電路及快速起振方法

有效

• 申請號: 202010673460.6
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111565041B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 方飛;柴路
• 申請（專利權）人: 恒玄科技（上海）股份有限公司
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種快速起振電路及快速起振方法。快速起振電路包括：多相位振蕩器、控制電路、相位選擇電路、驅動電路及晶體振蕩電路；其中，多相位振蕩器用于生成多個不同相位的時鐘；控制電路用于產生初始注入信號和周期注入信號，并控制驅動電路的開啟和關閉；相位選擇電路連接多相位振蕩器和控制電路，用于根據周期注入信號，從多個不同相位的時鐘中選擇合適相位的時鐘，并通過驅動電路以選擇的時鐘驅動晶體振蕩電路。本申請可以選擇合適的相位進行注入，達到穩定的注入效果以及起振速度，極大的降低了對注入時鐘精度的要求；并且，同一電路能適用不同頻率的晶振，既增加了電路的可靠性，也避免了對振蕩器啟動時間的要求，降低了電路設計難度。

技術領域

本發明涉及晶體振蕩器領域，尤其涉及一種晶體振蕩器的快速起振電路及快速起振方法。

背景技術

在可便攜電子設備中，由于電池電量有限，功耗極大的影響了電子設備的使用體驗。電子設備在開機后，并非一直處于工作模式而是階段性的喚醒，非喚醒期間處于極低功耗的休眠模式。設備的平均功耗主要由喚醒時功耗，喚醒時間長度以及休眠功耗決定，而喚醒時間分為等待晶振穩定工作時間以及系統運行時間。所以，晶振從喚醒到穩定工作所需時間越短，系統的平均功耗就越低。

現有加快啟動的方法主要有兩種，一種是在啟動時選擇合適電流達到最優的驅動電路負阻，以最優的驅動能力加速起振，但負阻最大值受限于晶振及其負載電容，導致這種方式效果有限。

另一種是在啟動時以一個頻率接近晶振頻率的時鐘直接驅動晶振兩端，以注入的方式快速增強晶振的初始振蕩電流。但該方式要求驅動的時鐘頻率非常接近晶振本身頻率，否則驅動效果就會大打折扣。由于工藝偏差以及溫度電壓等因素影響，無法保證驅動的時鐘頻率始終非常接近晶振本身的頻率，從而使該方式的效果無法得到保證。

發明內容

本發明公開一種晶體振蕩器的快速起振電路及快速起振方法，以解決現有的非晶體振蕩器因工藝偏差導致其頻率與晶振頻率間的誤差不可控，使得注入效果以及起振速度難以保證的問題。

本申請的一方面，提供一種晶體振蕩器的快速起振電路，包括：多相位振蕩器、控制電路、相位選擇電路、驅動電路以及晶體振蕩電路；其中，所述多相位振蕩器，用于生成多個不同相位的時鐘；所述控制電路連接所述相位選擇電路和驅動電路，用于產生初始注入信號和周期注入信號，并通過所述初始注入信號和周期注入信號控制所述驅動電路的開啟和關閉；所述相位選擇電路連接所述多相位振蕩器、控制電路、驅動電路和晶體振蕩電路，用于根據所述控制電路產生的周期注入信號和所述晶體振蕩電路反饋的振蕩信號，從所述多相位振蕩器生成的多個不同相位的時鐘中選擇合適相位的時鐘，并通過所述驅動電路以選擇的時鐘驅動所述晶體振蕩電路。

在一些實施例中，所述多相位振蕩器為N級環形振蕩器；所述N級環形振蕩器包括N個延時單元，調節所述差分延時單元的延時大小使得所述N級環形振蕩器的振蕩頻率接近于所述晶體振蕩電路的振蕩頻率；其中，N為自然數。

在一些實施例中，所述N級環形振蕩器生成的時鐘信號具有均勻分布的2N個相位，相鄰兩個相位的相位差為360/2N度。

在一些實施例中，所述N為奇數。

在一些實施例中，所述控制電路控制所述周期注入信號的注入周期以及注入次數；所述多相位振蕩器的頻率校準精度越高，那么所述周期注入信號的注入周期就可以越長；當達到所述注入次數后，停止相位選擇和注入，所述晶體振蕩電路自主振蕩。

在一些實施例中，所述相位選擇電路包括比較器，用于將所述晶體振蕩電路反饋的差分正弦波信號轉換成方波的晶振時鐘信號。

在一些實施例中，所述相位選擇電路包括計數器；當所述周期注入信號為高電平時，所述方波的晶振時鐘信號的第一個上升沿觸發所述計數器開始計數，計數隨后到來的所述多相位振蕩器的相位時鐘的上升沿的個數。