[發(fā)明專利]一種免片外晶振的高精度低溫漂馳張振蕩器及校準(zhǔn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111148225.8
• 申請(qǐng)日: 2021-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN113867467A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張子三;丁曉兵;豐思遠(yuǎn);馮旭;王劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海芯旺微電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G05F1/567
• 分類號(hào): G05F1/567
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31293
• 代理人: 王圣;劉朵朵

1.一種免片外晶振的高精度低溫漂馳張振蕩器，其特征在于：包括開關(guān)電流源、可調(diào)參考電壓、比較器、鎖存器、PVT檢測(cè)電路（1）、溫漂校準(zhǔn)電路（2）；其中開關(guān)電流源由帶隙基準(zhǔn)電壓與零溫漂電阻產(chǎn)生的電流再經(jīng)過至少一個(gè)的電流鏡進(jìn)行工藝角調(diào)整后產(chǎn)生，將開關(guān)電流源生成的電壓和可調(diào)參考電壓依次經(jīng)過PVT檢測(cè)電路和溫漂校準(zhǔn)電路后一同接比較器進(jìn)行比較，再輸出到鎖存器以產(chǎn)生高精度低溫漂時(shí)鐘頻率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免片外晶振的高精度低溫漂馳張振蕩器，其特征在于：所述的零溫漂電阻由至少一組正溫度系數(shù)電阻和至少一組負(fù)溫度系數(shù)電阻組合而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免片外晶振的高精度低溫漂馳張振蕩器，其特征在于：所述的PVT檢測(cè)電路包括工藝角檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路和溫度檢測(cè)電路。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免片外晶振的高精度低溫漂馳張振蕩器，其特征在于：所述的溫漂校準(zhǔn)電路包括初始化寄存器和校準(zhǔn)寄存器，初始化寄存器中儲(chǔ)存有馳張振蕩器出廠前標(biāo)定的初始化開關(guān)電流源控制字和初始化參考電壓控制字，校準(zhǔn)寄存器中儲(chǔ)存有根據(jù)不同溫度調(diào)整的校準(zhǔn)參考電壓控制字。

5.一種免片外晶振的高精度低溫漂馳張振蕩器校準(zhǔn)方法，其特征在于：采用權(quán)利要求1至4之一所述的免片外晶振的高精度低溫漂馳張振蕩器，在出廠前進(jìn)行粗調(diào)和精調(diào)校準(zhǔn)，將標(biāo)定的初始化開關(guān)電流源控制字、初始化可調(diào)參考電壓控制字和各溫度下的控制字寫入溫漂校準(zhǔn)電路，在運(yùn)行前先導(dǎo)入初始化開關(guān)電流源控制字和初始化可調(diào)參考電壓控制字，并在運(yùn)行中根據(jù)PVT檢測(cè)電路檢測(cè)的溫度情況導(dǎo)入校準(zhǔn)可調(diào)參考電壓，以實(shí)現(xiàn)對(duì)馳張振蕩器輸出的頻率進(jìn)行運(yùn)行中的實(shí)時(shí)高精度校準(zhǔn)。

6.如權(quán)利要求5所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于：出廠前校準(zhǔn)的步驟為：

步驟S101：檢測(cè)出廠馳張振蕩器的各器件工藝角、電源電壓和晶體管結(jié)溫度；

步驟S102：將馳張振蕩器的輸出頻率與用于出廠校準(zhǔn)的石英晶振頻率相比較；

步驟S103：用開關(guān)電流源粗調(diào)馳張振蕩器的輸出頻率接近石英晶振頻率，標(biāo)定為初始化開關(guān)電流源控制字；

步驟S104：用可調(diào)參考電壓精調(diào)馳張振蕩器的輸出頻率與石英晶振頻率一致，標(biāo)定為初始化可調(diào)參考電壓控制字；

步驟S105：將初始化開關(guān)電流源控制字和初始化可調(diào)參考電壓控制字寫入初始化寄存器；

步驟S106：在馳張振蕩器工作溫度范圍內(nèi)逐漸改變溫度，并對(duì)應(yīng)調(diào)整可調(diào)參考電壓使馳張振蕩器的輸出頻率與石英晶振頻率一致，標(biāo)定為各溫度下的校準(zhǔn)可調(diào)參考電壓控制字；

步驟S107：將校準(zhǔn)可調(diào)參考電壓控制字寫入校準(zhǔn)寄存器；

如權(quán)利要求5所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于：使用時(shí)校準(zhǔn)的步驟為：

步驟S201：從初始化寄存器導(dǎo)入初始化開關(guān)電流源控制字和初始化可調(diào)參考電壓控制字；

步驟S202：在非休眠狀態(tài)下每隔一定時(shí)間檢測(cè)馳張振蕩器溫度，比較相鄰時(shí)間段間的溫差，若溫差大于指定閾值進(jìn)入步驟S203，若差小于等于指定閾值進(jìn)入步驟S204；

步驟S203：從校準(zhǔn)寄存器導(dǎo)入相應(yīng)溫度的校準(zhǔn)可調(diào)參考電壓控制字后進(jìn)入步驟S204；

步驟S204：振蕩器正常工作。