BR112013018643A2

BR112013018643A2 - oscilador de baixa potência

Info

Publication number: BR112013018643A2
Application number: BR112013018643-7A
Authority: BR
Inventors: Bruset Ola; Oyvind Vedal Tor
Original assignee: Nordic Semiconductor Asa
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2019-11-12
Also published as: GB2496308B; WO2012098399A3; GB2488013A; WO2012098399A2; US9432034B2; GB201100986D0; WO2012098399A8; KR101896731B1; SG191987A1; TWI535190B; GB201219624D0; TWI492520B; GB201200906D0; KR20140024849A; CN103392296B; US9035705B2; TW201535965A; EP2666239A2; JP5925807B2; US20150207515A1

Abstract

oscilador de baixa potência a presente invenção refere-se a um circuito oscilador integrado que compreende um oscilador configurado para ser comutado entre uma primeira frequência e uma segunda frequência. um circuito de comutação recebe uma entrada que representa uma frequência alvo e comuta o oscilador entre a primeira e a segunda frequências em intervalos determinados pela entrada, com a finalidade de fazer com que a frequência de saída média do oscilador se aproxime da frequência alvo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para OSCILADOR DE BAIXA POTÊNCIA.

Esta invenção refere-se a um oscilador eletrônico preciso.

Muitos circuitos eletrônicos requerem uma fonte de clock. Essa é comumente um oscilador de cristal de frequência alta em circuitos que contêm um microprocessador. Entretanto, tal oscilador de cristal de frequência alta puxa corrente significativa. Para aplicações sensíveis à potência, pode ser, portanto, desejável usar adicional ou alternativamente uma fonte de clock de frequência inferior e potência relativamente inferior para algumas funções de temporização.

Tal disposição é particularmente desejável em dispositivos alimentados por batería, em que a vida da batería pode ser preservada através da manutenção de um microprocessador principal e seu cristal de frequência alta em desativação por quanto tempo for possível. Um oscilador de frequência baixa e temporizador associado podem ser usados em tais contextos para gerar um sinal de despertamento para o microcontrolador e o cristal de frequência alta em um tempo preciso com consumo de potência mínimo (por exemplo, para satisfazer um protocolo de transmissão de potência média inferior, conforme será explicado abaixo).

Comumente, um sinal de clock de frequência baixa é gerado com o uso de um oscilador de frequência baixa de cristal (por exemplo, um cristal de 32,768 kHz) ou um circuito oscilador de relaxamento (por exemplo, um oscilador de resistor-capacitor (RC)).

Um oscilador de cristal de 32,768 kHz pode fornecer alta precisão (por exemplo, +/- 30 partes por milhão (ppm)) com um consumo de corrente relativamente baixo (por exemplo, 0,5 microampères). Entretanto, isso requer um cristal externo, que é um componente grande separado e, dessa forma, ocupa espaço considerável em uma placa de circuito impresso (PCB). Isso pode ser uma desvantagem significativa em dispositivos com restrição de espaço tais como telefones móveis. Isso também requer dois pinos de chip adicionais para conectar ao circuito integrado. Além disso, um cristal externo pode adicionar significativamente ao total de relação de materiais

2/23 para o circuito.

Em contraste, um circuito oscilador de relaxamento completamente integrado não ocupa pinos de chip e evita a necessidade por componentes externos. Isso é também consideravelmente mais barato que um cristal e pode ter consumo de corrente similarmente baixo para o oscilador de cristal. Entretanto, é muito menos preciso que um cristal, com uma precisão típica de +/- 300.000 ppm. Com a calibração cuidadosa (por exemplo, através do ajuste apropriado de um resistor programável), essa precisão pode ser aprimorada para em torno de +/- 10.000 ppm, mas isso é ainda um fator de 300 a 1000 vezes pior que o oscilador de cristal.

A temporização precisa é muitas vezes crítica para alcançar boa eficiência de potência em uma aplicação. Isso é especialmente verdadeiro em um sistema de rádio de potência baixa que usa transmissão à base de pacote e multiplexação por divisão de tempo (TDM). Nessa situação, a maior parte do conjunto de circuitos em um dispositivo escravo pode estar em hibernação pela maior parte do tempo, com um temporizador de frequência baixa sendo usado para despertar as partes necessárias no tempo correto para receber e processar um pacote entrante de um transmissor mestre. Se os pacotes de 500 microssegundos forem transmitidos a cada 1 segundo, então, a recepção e o reconhecimento de um pacote pode levar apenas em torno de 1 milissegundo. Com um clock preciso, deve ser, portanto, possível que o sistema seja amplamente desativado por até 99,9% do tempo.

Entretanto, se o clock de frequência baixa que aciona o temporizador for impreciso, será necessário abrir a janela de recepção de rádio convencionalmente mais cedo, para minimizar a chance de perder um pacote transmitido devido à operação de clock lenta. Um clock impreciso, portanto, resulta em potência desperdiçada, devido ao fato de que o conjunto de circuitos do receptor e o microprocessador precisam ser despertados mais cedo do que pode ser necessário. Mesmo se o oscilador tiver uma precisão de +/- 10.000 ppm, como um oscilador de relaxamento bem calibrado, então, o microcontrolador precisa ainda ser despertado até 1 % antes do fim do período ocioso; isto é, 10 milissegundos mais cedo para um periodo ocioso de 1

3/23 segundo. O receptor despertaria, então, por 11 milissegundos em vez do ideal de 1 milissegundo, levando a uma redução substancial em vida da batería para o dispositivo escravo.

A presente invenção busca fornecer um circuito oscilador que aborda as desvantagens de osciladores de frequência baixa convencionais.

A partir de um aspecto, a invenção fornece um circuito oscilador integrado que compreende:

um oscilador configurado para ser comutado entre uma primeira frequência e uma segunda frequência; e meios de comutação configurados para receberem uma entrada representativa de uma frequência alvo e para comutar o oscilador entre a primeira e a segunda frequências em intervalos determinados pela entrada com a finalidade de fazer com que a frequência de saída média do oscilador se aproxime da frequência alvo.

Esse aspecto da invenção se estende a um método de operação de um circuito oscilador integrado, em que o oscilador é configurado para ser comutado entre uma primeira frequência e uma segunda frequência, em que o método compreende receber uma entrada representativa de uma frequência alvo e comutar o oscilador entre as primeira e segunda frequências em intervalos determinados pela frequência alvo com a finalidade de fazer com que a frequência de saída média do oscilador se aproxime da frequência alvo.

Isso também se estende a um circuito integrado que compreende tal oscilador e que compreende adicionalmente um microprocessador ou microcontrolador (por exemplo, um sistema em chip).

Dessa forma, será observado por aqueles elementos versados na técnica que, de acordo com a invenção, através da configuração adequada do padrão de comutação entre as duas frequências de saída, o oscilador pode sintetizar uma frequência de saída que é exata ou aproximadamente igual a uma frequência alvo (quando ponderada por inúmeros ciclos). O oscilador pode ser calibrado para produzir uma frequência de saída eficaz desejada com precisão muito maior que o com osciladores RC conhecidos que

4/23 simplesmente empregam um capacitor fixo em combinação com um resistor fixo ou programável.

O depositante acredita que as precisões de +/- 100 ppm são alcançáveis em modalidades da presente invenção, o que é algo em torno de 100 vezes melhor que um oscilador RC calibrado convencional. Essa precisão se aproxima da de um oscilador de cristal, sem os requisitos de custo e espaço de um cristal, enquanto ainda compartilha as características de potência baixa de um cristal de frequência baixa.

De preferência, as duas frequências são similares, o que viabilizada que a frequência de saída seja controlada precisa e suavemente. Dessa forma, a maior das primeira e segunda frequências é de preferência menor que o dobro da inferior das duas frequências; com mais preferência, é menor 10% a mais; e com máxima preferência, é em torno de 3% a mais. Por exemplo, a razão entre as duas frequências pode ser 33:32 ou algo em torno disso. A razão é ideal de tal modo que a diferença (que pode ser absoluta ou relativa) entre as duas frequências seja maior que um menor incremento através do que uma ou outras frequências podem ser ajustadas (por exemplo, através do controle de uma fonte de corrente para o oscilador). Desse modo, qualquer erro que permanece após uma calibração aproximada de um ou ambos dentre as frequências do oscilador pode ser corrigido através da comutação apropriada entre as duas frequências.

Sob operação normal, a frequência alvo deve ter um valor entre a primeira e a segunda frequências.

Devido ao fato de que a saída do oscilador pode ser controlada muito precisamente, é possível comutar diretamente entre o uso da saída do circuito oscilador e o uso da saída de alguma outra fonte de clock, tal como um oscilador de cristal ou um clock de frequência baixa sintetizado a partir de um clock de frequência superior.

A entrada para o meio de comutação pode compreender um sinal digitai ou um sinal analógico representativo da frequência alvo. Em algumas modalidades preferenciais, a entrada compreende ou codifica um valor que indica uma razão de comutação entre as primeira e segunda fre

5/23 quêncías. Essa razão pode representar uma proporção de ciclos de oscilador em que o oscilador deve operar na primeira frequência, em relação à segunda frequência. Por exemplo, a entrada pode compreender um valor digital (por exemplo, um número de 10 bits) que indica o número de ciclos de oscilador de cada 1.024 ciclos para que o oscilador deva operar no inferior das duas frequências. O meio de comutação pode determinar como comutar entre as duas frequências por um período de tempo (um padrão de comutação) para satisfazer a razão indicada.

A entrada para os meios de comutação é de preferência fornecida por um controlador de calibração, que pode formar parte do oscilador ou pode ser separado disso. O controlador de calibração pode ser configurado para executar uma calibração (fina) do oscilador em intervalos a fim de gerar uma entrada atualizada para ser fornecida para o oscilador.

O oscilador é de preferência calibrado contra um clock de referência. Esse clock de referência pode ser gerado a partir de um oscilador de cristal, tal como um cristal de frequência relatívamente alta conectado a um microprocessador (por exemplo, um cristal que oscila por uma, duas ou três ordens de magnitude mais rápido que a frequência aivo do presente circuito oscilador). Devido ao fato de que a operação de calibração pode apenas ser necessária que seja executada em intervalos, não é necessário que o cristal de frequência alta seja acionado continuamente, resultando, dessa forma, em economias de potência possíveis através da presente invenção.

O oscilador é de preferência completamente integrado em um substrato semicondutor. Isso o torna muito compacto e capaz de ser incorporado em um circuito sem adicionar à relação de materiais.

O componente oscilador do circuito oscilador pode ser de qualquer projeto adequado. Isso pode, por exemplo, ser um oscilador do tipo relaxamento ou um oscilador de anel. Qual for o projeto usado, entretanto, o mesmo deve ser capaz de comutar rapidamente entre as duas frequências; por exemplo, comutar de um ciclo para o próximo, com nenhum efeito residual da definição de frequência do ciclo precedente.

Em um conjunto de modalidades, o circuito oscilador compreen

6/23 de meio de armazenamento de carga cuja capacitância pode ser variada entre um primeiro valor e um segundo valor; e uma fonte de corrente conectada ao meio de armazenamento de carga, para formar um oscilador configurado para oscilar na primeira frequência quando a dita capacitância é igual ao primeiro valor e na segunda frequência quando a capacitância é igual ao segundo valor. O meio de comutação é, então, configurado para comutar o meio de armazenamento de carga entre os primeiro e segundo valores de capacitância em intervalos determinados pela entrada.

Os métodos de operação de um circuito oscilador integrado em que o oscilador compreende meio de armazenamento de carga cuja capacitância pode ser variada entre um primeiro valor e um segundo valor e uma fonte de corrente conectada ao meio de armazenamento de carga para formar um oscilador que oscila em uma primeira frequência quando a dita capacitância é igual ao primeiro valor e em uma segunda frequência quando a capacitância é igual ao segundo valor, pode compreender comutar o meio de armazenamento de carga entre os primeiro e segundo valores de capacitâncía em intervalos determinados pela frequência alvo com a finalidade de fazer com que a frequência de saída média do oscilador se aproxime da frequência alvo.

O meio de armazenamento de carga pode compreender um ou mais capacitores. Isso pode ser continuamente variável entre os primeiro e segundo valores de capacitância, mas é de preferência disposto para ser comutado distintamente entre os dois valores. Obviamente, a invenção pode ser adaptada para usar mais que dois valores de capacitância, tais como três ou mais valores, com o meio de comutação sendo disposto para comutar entre os três ou mais valores. Entretanto, as modalidades que usam somente dois valores são atualmente preferenciais, posto que são mais simples para serem implantadas e, todavia, fornecem todos os benefícios descritos de precisão e potência baixa.

O meio de armazenamento de carga pode compreender um primeiro capacitor que é permanentemente conectado no circuito oscilador, um segundo capacitor que é seletivamente conectável no circuito (por exemplo,

7/23 em série com o primeiro capacitor ou em paralelo) e um comutador (por exemplo, um transistor) disposto para conectar o segundo capacitor no ou fora do circuito para alterar a capacitância total do meio de armazenamento de carga. O segundo capacitor é de preferência menor que o primeiro, por exemplo, menor que 50% ou 10% da capacitância do primeiro capacitor; com mais preferência em torno de 3% da capacitância, de modo que o total de capacitâncías com e sem o segundo capacitor difere por apenas em torno de 3%.

Alternativamente, o meio de armazenamento de carga pode compreender primeiro e segundo capacitores que têm primeira e segunda capacitâncías e um comutador disposto para conectar um ao outro dentre os primeiro e o segundo capacitores no circuito oscilador de uma vez. Nesse caso, a segunda capacitância difere da primeira de preferência por menos que 50% ou 10%, e com máxima preferência em tomo de 3%. Por exemplo, a razão de capacitância pode ser 33:32,

Em ambas as disposições, será observado que os primeiro ou segundo capacitores não precisam na prática compreender estruturas integradas simples, mas podem compreender um pluralidade de capacitores que atuam juntos como um único armazenamento de carga. Em algumas modalidades, diferentes capacitores são usados para cada meio período do ciclo de clock.

A fonte de corrente pode compreender meio de resistência (por exemplo, um ou mais resistores) ou qualquer outro meio adequado (por exemplo, uma fonte de corrente ativa ou fonte de corrente de transistor). Isso pode compreender engrenagem de corrente programável de uma fonte.

Os meios de comutação podem comutar entre os primeiro e segundo valores de capacitância de qualquer maneira apropriada que resulte na aproximação da frequência de saída média do oscilador à frequência alvo. A saída média pode ser a saída mediana por um período de tempo prédeterminado, tal como um número de ciclos pré-determinado.

A saída do oscilador pode ser substancialmente igual ao valor de frequência alvo quando ponderada por um período adequado (por exemplo,

8/23 a mediana por 1.024 ciclos) ou pode se aproximar da frequência alvo, estando dentro de uma margem ou grau de erro aceitável de precisão, tal como dentro mais ou menos 100 ppm. Devido aos efeitos de variação de temperatura, etc., a saída de oscilador tipicamente não atingirá exatamente o valor alvo teórico. Além disso, quando a operação de comutação de frequência é executada de acordo com uma razão por um número finito de ciclos, a frequência alvo pode não ser capaz de ser satisfeita precisamente mesmo sob circunstâncias ideais, devido aos efeitos de arredondamento numérico. A entrada para o meio de comutação pode, portanto, ser determinada para ser o valor de uma faixa de entradas permissíveis que gera uma frequência de saída que chega mais próximos à frequência alvo por um período de tempo.

Os meios de comutação podem ser configurados para distribuir ciclos de frequência alta e baixa por todo um período de tempo finito para produzir uma saída relativamente suave. Por exemplo, pode ser configurado para distribuir os ciclos de frequência na primeira frequência tão uniformemente quanto possível dentre os ciclos de frequência na segunda frequência. Isso pode distribuir os ciclos de primeira frequência dentre os ciclos de segunda frequência de acordo com algum padrão pré-determinado ou característica de dispersão. Isso pode ser configurado para maximizar o número de alterações de frequência por um período de tempo. Através da configuração apropriada dos comutadores de frequência, a saída de oscilador pode ter desvio mínimo da frequência de saída média (isto é, instabilidade mínima acumulada ao longo do tempo).

Os meios de comutação podem ser qualquer circuito ou componente de comutação adequado. Isso pode compreender um modulador sigma-delta, disposto para distribuir os ciclos de frequência na primeira frequência tão uniformemente quanto possível dentre os ciclos de frequência na segunda frequência, por um período de tempo finito.

A fim de funcionar de modo eficaz, os valores das primeira e segunda frequências devem percorrer o valor da frequência de saída alvo. Para suportar uma faixa de saídas alvo, em algumas modalidades, um ou ambos dentre os primeiro e segundo valores de capacitância podem ser varia

9/23 dos. 0 oscilador é de preferência disposto de modo que o valor de um, ou de p_ref_erência ambas da primeira e da segunda frequências dependa do nível de um corrente variável dentro do circuito oscilador. O oscilador pode compreender uma fonte de corrente programável, por exemplo, que compreende um resistor programável ou engrenagem de corrente programável de uma fonte, que pode ser usado para ajustar o nível de corrente e, por meio disso, alterar as primeira ou segunda frequências ou ambas. Tal ajuste pode ser relatívamente aproximado, em comparação ao ajuste relativamente fino da frequência de saída que é possível através do controle dos meios de comutação.

Em algumas modalidades, uma calibração aproximada pode ser executada, em que os valores das primeiras ou segundas frequências, ou ambas, são ajustados de modo que percorram uma frequência alvo (com um sendo maior e o outro sendo menor que a frequência alvo). Em um conjunto de modalidades, o oscilador é aproximadamente calibrado através do ajuste da maior das duas frequências, com a frequência inferior sendo determinada como uma razão fixa da maior frequência ou como um deslocamento constante da maior frequência.

A calibração aproximada pode ser feita contra um oscilador de cristal, tal como um clock de sistema. A calibração pode ser executada através do ajuste de uma fonte de corrente, por exemplo, através do ajuste de um ou mais resistores programáveis. Uma fonte de corrente pode ser configurada para ser programável em etapas de porcentagem da frequência nominal do oscilador, por exemplo, 2,5% de etapas. (A frequência nominal pode ser a maior ou a menor das duas frequências ou uma frequência intermediária, tal como a mediana das duas). A precisão da calibração aproximada (por exemplo, 2,5%) é de preferência mais fina que a diferença entre a maior e a menor frequências (por exemplo, 3%), de modo que qualquer erro remanescente após uma calibração aproximada possa sempre ser corrigido por uma operação de calibração fina (descrito abaixo). Tal calibração aproximada pode resultar tipicamente em uma precisão de frequência para a maior ou a menor frequência em torno de +/- 25.000 ppm, similar a um oscilador RC

10/23 calibrado convencional.

Adicional ou alternativamente, uma operação de calibração fina pode ser executada para gerar uma entrada para o meio de comutação que faz com que a frequência de saída do oscilador se aproxime da frequência alvo. Isso pode resultar em uma precisão final para o oscilador em torno de +/- 100 ppm. O controlador de calibração pode contar os ciclos de saída de oscilador por um período de tempo de referência (medido em relação a um clock de referência) para cada uma das primeira e segunda frequências e pode derivar a entrada para o meio de comutação a partir dessas contagens, por exemplo, através do cálculo da proporção de ciclos que o oscilador deve executar na frequência inferior para uma determinada frequência de saída alvo.

O controlador de calibração pode determinar quando executar as calibrações aproximadas e/ou finas. Uma frequência de saída alvo pode ser fornecida para o controlador. O controlador pode ser configurado para executar uma calibração aproximada se determinar que as primeira e segunda frequências não percorrem mais a frequência alvo (por exemplo, quando se executa uma operação de calibração fina).

Uma calibração aproximada e/ou calibração fina pode ser executada quando o chip é primeiro acionado ou reinicializado.

Uma calibração fina pode ser executada de acordo com um cronograma, tal como periodicamente, para permitir as oscilações de temperatura ou outros fatores que podem afetar potencialmente o circuito. Por exemplo, para uma frequência alvo de 32.768 kHz, uma calibração fina pode ser executada a cada 0,25 segundos ou cada 31,75 segundos (= 1111111 binário * 0,25 segundos) ou em qualquer outro intervalo adequado.

O intervalo entre as calibrações finas pode ser fixo ou variável. Em algumas modalidades, isso pode ser variado de acordo com os dados relacionados ao histórico de precisão do oscilador. Por exemplo, se o oscilador for determinado como sendo relativamente preciso (por exemplo, devido ao fato de que o circuito não é submetido a grandes variações de temperatura), o intervalo entre as calibrações pode ser aumentado. Isso pode aumen

11/23 tar o tempo para que uma fonte de clock de referência possa estar em hibernação, por meio disso, economizando potência.

O oscilador pode ser calibrado (calibração fina e/ou aproximada) quando um microcontrolador desperta ou logo antes de despertar. Isso pode 5 ser feito a cada momento que o microcontrolador desperta ou quando uma ou mais condições adicionais são satisfeitas. Tal abordagem é eficiente em potência, posto que o oscilador de cristal para o microcontrolador estará funcionando de qualquer maneira quando o microcontrolador está ativo e não precisará ser acionado especificamente para calibrar o oscilador nessas o10 casiões.

Acredita-se que essa ideia seja nova e inventiva por si só e, dessa forma, a partir de um aspecto adicional, a invenção fornece um circuito integrado que compreende um oscilador integrado, um oscilador de cristal, um componente de gerenciamento de potência e um componente de cali15 bração, em que o componente de gerenciamento de potência é configurado para ligar o oscilador de cristal quando um ou mais critérios são satisfeitos e em que o controlador de calibração é configurado para calibrar o oscilador integrado contra o oscilador de cristal, caracterizado pelo fato de que o controlador de calibração é configurado para calibrar o oscilador integrado con20 tra o oscilador de cristal quando o oscilador de cristal é ligado.

O oscilador integrado pode ser de qualquer tipo, incluindo um projeto de oscilador de relaxamento da técnica anterior (por exemplo, oscilador RC), mas é de preferência um oscilador de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção.

O circuito integrado pode compreender adicionalmente um microprocessador ou microcontrolador que é submetido a clock com o uso do oscilador de cristal e que é ligado em ou torno do mesmo tempo que o oscilador de cristal.

A calibração pode ser executada simultaneamente com o oscila30 dor de cristal ou microprocessador ou microcontrolador estando ligado ou dentro de um período de tempo antes ou após tal ligamento.

O componente de gerenciamento de potência pode ser configu

12/23 rado para ligar o oscilador de cristal em resposta à saída de um temporizador que é submetido a clock com o uso do oscilador integrado.

As operações de calibração podem, obviamente, ser adicionalmente executadas em outras vezes.

O circuito integrado pode compreender um conjunto de circuitos que forma todo ou parte de um transmissor ou receptor de rádio e que é configurado para transmitir ou receber pacotes de rádio de acordo com um cronograma implantado com o uso do oscilador integrado como uma fonte de clock.

Em qualquer um dos aspectos supracitados, o circuito oscilador pode ser configurado para emitir um sinal de clock, derivado de um oscilador de cristal, enquanto o oscilador está sendo calibrado e para emitir um sinal de clock derivado de suas próprias oscilações quando não está sendo calibrado. Desse modo, o oscilador não precisa pausar sua saída durante as calibrações. De preferência, as duas saídas são substancialmente da mesma frequência (por exemplo, dentro dos limites da precisão do oscilador). A alteração de um tipo de saída para o outro é de preferência feita dentro de um ciclo de clock, de modo que haja uma transição direta no sinal de saída.

Acredita-se que essa idéia seja nova e inventiva por si só e, dessa forma, a partir de um aspecto adicional, a invenção fornece um circuito integrado que compreende um oscilador integrado, um oscilador de cristal, um temporizador, e um componente de calibração disposto para calibrar o oscilador integrado contra o oscilador de cristal em intervalos, em que o circuito integrado é configurado de modo que o temporizador recebe um sinal de clock derivado do oscilador integrado exceto quando o oscilador integrado está sendo calibrado, durante cujo tempo o temporizador recebe um sinal de clock derivado do oscilador de cristal.

O temporizador de preferência recebe sinais de clock substancialmente da mesma frequência sob ambas as condições. Tipicamente, o oscilador de cristal irá oscilar em uma frequência substancialmente superior em comparação ao oscilador integrado (por exemplo, ordens de magnitude superior); portanto, o circuito integrado pode compreender um de mais multipli13/23 cadores ou divisores de frequência conectados entre o temporizador e o oscilador de cristal ou oscilador integrado.

A saída de um circuito oscilador de acordo com qualquer aspecto da invenção é de preferência enviada para um temporizador, por exemplo, um temporizador localizado no mesmo circuito integrado que o oscilador. Esse temporizador pode ser usado para controlar o estado de potência de partes do circuito, tais como um microprocessador, microcontrolador, componentes de transmissor de rádio, componentes de receptor de rádio, etc.

Embora os osciladores de acordo com a invenção tenham sido descritos como compreendendo opcionalmente um controlador de calibração, será observado que o controlador não precisa ser necessariamente adjacente a outras partes do circuito oscilador (tal como o meio de armazenamento de carga), no circuito integrado, mas pode ser separado disso. O mesmo se aplica a outros componentes do oscilador, tal como o meio de comutação. Algumas funções do oscilador podem ser executadas como um todo ou em parte por um microprocessador ou microcontrolador no circuito integrado.

As características opcionais de qualquer um dos aspectos da invenção podem ser características opcionais de qualquer um dos outros aspectos, onde for apropriado. Alguns ou todos os aspectos podem ser combinados em um único método ou aparelho.

Certas modalidades preferenciais da invenção serão descritas agora, apenas por meio de exemplo, em referência aos desenhos anexos, nos quais:

A Figura 1 é uma visão geral diagramática de componentes principais de um circuito oscilador que incorpora a invenção;

A Figura 2 é uma visão geral diagramática que mostra sinais para as e das partes digitais e analógicas do circuito;

A Figura 3 é uma representação diagramática de componentes digitais do circuito;

A Figura 4 é um diagrama de circuito sigma-delta, usado para determinar um padrão de comutação para o oscilador;

14/23

A Figura 5 é uma representação diagramática de componentes analógicos do circuito;

A Figura 6 é um diagrama de circuito de um bomba de carga dentro do circuito analógico; e

A Figura 7 é um fluxograma para a função de calibração.

A Figura 1 mostra figurativamente as partes principais de um circuito oscilador de 32 KHz (1 kibiHertz = 1.024 Hertz) 1 que incorpora a invenção.

O circuito oscilador 1 compreende um oscilador RC 2 que, dentre outros componentes bem conhecidos (não mostrados), tem um primeiro capacitor 3 e um segundo capacitor 4. Um comutador 5 (por exemplo, um transistor) conecta o segundo capacitor 4 no circuito, em paralelo ao primeiro capacitor 3, quando isso é fechado. Quando o comutador 5 está aberto, apenas o primeiro capacitor 3 é usado no circuito oscilador RC. Um comparador 6 usa um voltagem de referência suprida para fornecer retroalimentação para o oscilador RC e para gerar uma saída oscilante. O oscilador RC recebe uma corrente controlada de uma fonte de corrente programável 7.

A saída do oscilador RC 2 passa através de um contador de calibração 8, que é conectado à lógica de controle 9. A saída também passa através de um comutador 10 (por exemplo, um multiplexador) antes de deixar o oscilador. Esse comutador 10 pode selecionar entre a saída de oscilador RC e a saída de uma conversor descendente de frequência 12, que é alimentado um oscilador de cristal de 16 MHz externo ao chip 11 (16 MHz XOSC). O conversor descendente de frequência 12 gera um sinal de 32 KHz a partir do oscilador de cristal 11.

A lógica de controle 9 recebe uma entrada do oscilador de cristal de 16 MHz 11, a partir do que pode derivar um sinal de 4 MHz, que usa para calibrar o oscilador RC 2. A lógica de controle 9 é capaz de controlar o comutador de capacitor 5, o comutador de saída 10 e a fonte de corrente programável 7.

Quando corretamente calibrado, o circuito oscilador 1 emite um sinal a partir do oscilador RC 2 que está efetivamente a 32 KHz. A corrente

15/23 de entrada é definida de tal modo que, quando o segundo capacitor 4 é comutado para o circuito, a frequência de saída do oscilador RC está um pouco abaixo de 32 KHz e quando o segundo capacitor 4 é comutado para fora do circuito, a frequência de saída do oscilador RC está um pouco acima de 32 KHz. A lógica de controle 9 controla o comutador de capacitor 5 com a finalidade de comutar o segundo capacitor 4 para dentro e para fora do circuito de ciclo a ciclo de acordo com um padrão que gera uma saída do circuito oscilador 1 na média de 32 KHz por inúmeros ciclos, com instabilidade de frequência desprezível.

A fim de alcançar esse estado calibrado, a lógica de controle 9 pode aplicar uma operação de calibração aproximada e uma operação de calibração fina.

A lógica de controle 9 conta, com o uso do contador de calibração 8, o número de pulsos de 4 MHz derivados do oscilador de cristal 11 que ocorrem durante 256 pulsos da operação do oscilador RC em sua frequência superior (isto é, com o segundo capacitor 4 comutado para fora do circuito). Se a frequência do oscilador RC for determinada como estando fora de uma faixa de frequência pretendida, uma calibração aproximada é executada através do ajuste da fonte de corrente programáve! 7 para aumentar ou diminuir a corrente suprida para o oscilador RC 2 em incrementos, até que esteja dentro da faixa aceitável.

Quando a calibração aproximada está correta, uma operação de calibração fina pode ser executada. A lógica de controle 9 conta o número de pulsos de 4 MHz derivados do oscilador de cristal 11 que ocorrem durante 256 pulsos da operação de oscilador RC em sua frequência superior (isto é, com o segundo capacitor 4 comutado para fora do circuito) e novamente com a operação do oscilador RC em sua frequência inferior (isto é, com o segundo capacitor 4 comutado para o circuito). A lógica de controle 9 usa esses dois valores de contagem para determinar a proporção de ciclos de frequência alta a baixa que são necessários por um período de calibração (por exemplo, de 1.024 ciclos) a fim de alcançar a saída de 32 KHz desejada. Esse cálculo é explicado em maiores detalhes abaixo.

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A lógica de controle 9 usa o último valor de proporção para controlar o comutador de capacitor 5 para gerar a razão de ciclo desejada. Um circuito sigma-delta é usado para distribuir os ciclos de frequência baixa uniformemente dentre os ciclos de frequência alta, conforme explicado em maiores detalhes abaixo.

Durante a operação de calibração, não é possível para fornecer uma saída precisa do circuito oscilador 1 com o uso do oscilador RC 2 (uma vez que precisa ser operado por um número definido de ciclos em cada frequência). Portanto, a lógica de controle 9 comuta o comutador de saída 10 para fornecer um sinal de saída 32 KHz do oscilador 1 que é derivado do cristal externo 11.0 saída derivada de cristal também pode ser usada quando a lógica de controle 9 determina que uma operação de calibração é requerida, mas está esperando para executar isso.

A implementação é descrita em maiores detalhes abaixo.

A Figura 2 mostra como o circuito oscilador 1 é dividido em uma parte digital 21 e uma parte analógica 22. Alguns dos sinais importantes entre as partes 21, 22 são mostrados.

A parte analógica 22 contém um circuito oscilador RC que é calibrado pela parte digital 21. As operações de calibração aproximada e fina podem ser executadas.

A parte digital 21 do oscilador pode receber entradas de outras partes de um circuito integrado, tal como um microcontrolador (não mostrado)^ o oscilador de cristal de 16 MHz 11 externo. Em particular, isso é configurado para receber os seguintes sinais de entrada:

NOME DO SINAL	DESCRIÇÃO
arst	Reinicializar pino. Ativar alta.
pwrupRcosc	Viabilizar circuito digital se alta.
osc16M	Sinal de clock de oscilador de cristal de 16 MHz
cal Sync	Sincronização de calibração. Fica alta pelo menos 15 m antes de o oscilador de cristal de 16 MHz ser inicializado, por exemplo, para uso por um microcontrolador. Fica baixa após o controle do oscilador de cristal 16MHz ter passado para um temporizador despertado.

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rcoscCalExecute	Inicia um ciclo de calibração. Se rcoscCalInterval = 0x00: Calibrar quando alta. Se rcoscCalInterval <> 0x00: Autocalibração conforme definido por rcoscCalInterval quando alta. Nenhuma calibração quando baixa.
rcoscCalInterval[6:0]	Tempo entre a calibração de oscilador em múltiplos de 0,25 segundos (faixa 0,25 a 31,75 s). Se definido como 0x00, a calibração irá começar na borda positiva de rcoscCalExecute e na borda positiva de calSync.
A parte digital 21 pode emitir os seguintes sinais:
NOME DE SINAL	DESCRIÇÃO
ck32KÍ	32 kHz (32.768 Hz) saída de clock.
calReq16M	Solicitar para ligar oscilador de cristal de 16 MHz para uso na calibração. Se calSync for alta, manter calReq16M high até que calSync fique baixa.
Λ parte analógica 22 emite um sinal de clock de 32 kHz da seguinte forma:
NOME DE SINAL	DESCRIÇÃO
osc32KÍ	Sinal de clock de 32 kHz

A parte analógica 22 é controlada pela parte digital 21, através das seguintes entradas de sinal.:

NOME DE SINAL	DESCRIÇÃO
rcoscCal	Quando alta, o período da saída de oscilador de 32 kHz irá aumentar em 1/32. Trocar o valor na borda positiva de ck32Kí.
rcoscProgOut[5:0]	Processar a sintonia de fonte de corrente na parte analógica de oscilador (calibração aproximada).
rcoscAnaSync	Reinicializar o sinal para a parte analógica. Usar para iniciar o oscilador na fase quando o oscilador RC sai do cristal-oscilador-derivado 32 kHz.

A Figura 3 apresenta uma visão geral da arquitetura da parte di10 gital 21.

Em um nível alto, a parte digital 21 compreende: um temporizador de intervalo de calibração 31; um circuito de controle 32 para o oscilador RC analógico; um mecanismo de calibração 33; um circuito de divisão por 4 e removedor de pulo de clock combinado 34; e um módulo de conversão descendente 35 para gerar um clock de 32 kHz a partir de uma fonte de 16 MHz.

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A parte digital 21 é responsável por:

executar as calibrações aproximadas do oscilador;

executar calibrações finas do oscilador;

gerar um clock de 32 KHzKHz preciso do oscilador; e gerar um clock de 32 KHz preciso a partir do oscilador de crista! de 16 MHz externo 11.

O temporizador de intervalo de calibração 31 é o controlador principal da parte digital 21. Isso está sempre operando desde que pwrupRcosc seja alto. Isso serve para vários propósitos:

- em ativação isso assegura que os outros módulos no sistema (incluindo a parte analógica 22 e o oscilador de cristal com chip externo de 16 MHz 11) sejam iniciados na sequência correta;

- isso executa diretamente a comutação entre o oscilador RCea saída derivada de oscilador de cristal de 16 MHz;

- isso decide quando uma calibração é devida e consequentemente inicializa o oscilador de cristal de 16 MHz 11, o mecanismo de calibração 33, etc.; e

- quando pwrupRcosc fica baixo, isso executa o desligamento seguro dos outros módulos no sistema na sequência correta.

O circuito de controle 32 para a parte analógica 22 tem controle sobre o oscilador RC analógico durante a operação normal (isto é, no intervalo entre as duas calibrações).

O circuito de controle 32 é um projeto completamente síncrono, sempre funcionado no clock do oscilador RC.

Para um calibração aproximada, a parte digital 21 usa o sinal de 6 bits rcoscProgOut para controlar a parte analógica 22. Após a reinicializaÇão ou a ativação, esse valor é definido para um valor pré-definido. O mecanismo de calibração 33 conta os pulsos de um clock de 4 MHz derivado do clock de sistema durante os 256 pulsos do oscilador RC que opera em sua maior frequência. O resultado dessa medição é usado para aumentar ou diminuir a corrente do oscilador através da fonte de corrente programável 7. Isso é repetido até que a frequência do oscilador esteja dentro de 0 a 2,5%

19/23 acima da frequência pretendida.

Em cada ciclo de calibração aproximada, o valor pode ser escalonado para cima ou para baixo. Após uma alteração para cima ou para baixo, a operação de calibração é reiniciada após um atraso de oito ciclos de 32 KHz (para permitir que a parte analógica 22 se assente) e a saída medida novamente. Uma vez que a calibração aproximada está correta, o oscilador RC estará operando dentro de 100,0 a 102,5% de 32 KHz se rcoscCal for baixo e dentro de 97,5 a 100,0% se rcoscCal for alto.

A calibração fina faz uso da capacidade na parte analógica 22 de aumentar seletivamente o período do oscilador por 1/32. O algoritmo de calibração fina mede o período nominal do oscilador (T1) e o periodo mais longo (T2) e calcula a partir desses quantos períodos N os osciladores devem operarem T2 durante uma sequência de período de 1.024 de modo que a frequência de saída média do oscilador seja 32 KHz (32.768 kHz).

Em uma calibração fina, a frequência de saída de oscilador RC é medida como na calibração aproximada, mas tanto a maior frequência f1 quanto a frequência inferior f2, a fim de obter uma contagem X1 de pulsos de 4 MHz na maior frequência e uma contagem X2 de pulsos de 4 MHz quando o oscilador RC está operando na frequência inferior, durante um período de 256 ciclos de oscilador RC.

O valor N é calculado como

N(X1,X2) = 1.024 * (31250 - X1) / (X2 - X1).

(nota-se que 31.250 = 256 * 4.000.000 / 32.768).

Para que a calibração aproximada seja válida, o valor X1 não precisa exceder 31.250 (se sim, isso é indicado como um erro e a calibração aproximada precisa ser ajustada). X1 não deve ser menor que 2,5% abaixo desse valor (uma vez que esse é o tamanho da etapa do ajuste de calibração aproximada). Entretanto, uma vez que esse é um valor analógico, isso é útil para permitir o dobra dessa faixa na prática. Dessa forma, para uma calibração fina válida, permite-se que X1 esteja na faixa [29.709, 31.250].

O valor X2 funcional máximo é dado por uma estimativa de quanto a razão 33/32 analógica pode desviar do ideal. Para segurança, isso

20/23 é dobrado (isto é, 34/32), o que gera um valor máximo permitido para X2 de 31.250*34/32 = 33.203. Dessa forma, permite-se que X2 esteja na faixa [31.250, 30.3203].

Para assegurar que não haja chance de sobrecarga, os contadores de 16 bits são usados para X1 e X2.

O cálculo compreende duas subtrações e uma divisão (uma vez que a multiplicação por 1.024 é simplesmente um deslocamento esquerdo de 16 bits). A divisão é a parte trabalhosa e é feita em série. Deve-se tomar cuidado para evitar a truncação no cálculo, que pode, de outro modo, levar ao deslocamento de frequência adicional do clock. Uma parte dedicada do mecanismo de calibração 33 executa o cálculo. O valor de saída N é passado para o circuito de controle 32 para o oscilador RC.

O oscilador RC é controlado de modo que a frequência média por uma transcrição de período de 1.024 estará dentro de +/-100 ppm de 32 KHz. O oscilador RC irá operar na frequência f1 (1/T1) para os períodos /V menos 1.024 e na frequência f2 (1/T2) para períodos N. Quando o rcoscCal emitido é alto, a frequência do oscilador RC é reduzida por aproximadamente 1/33.

Para minimizar as variações de temporização, os ciclos em f1 e f2 são intercalados pelo mecanismo de calibração 33. Um sinal de entrada de 10 bits especifica quantos ciclos N em um intervalo de ciclo de 1.024 rcoscCal devem ser altos. Para obter a difusão uniforme de ciclos de frequência alta (rcoscCal=0) e de frequência baixa (rcoscCa/=1), um circuito sigma-delta de primeira ordem é utilizado.

A Figura 4 mostra o circuito sigma-delta na forma esquemática. Isso consiste em um adicionador de 10 bits que leva a um registrador de 11 bits. O valor de entrada N entra no adicionador, onde é adicionado à retroalimentação da saída do registrador. Esse valor de retroalimentação de 10 bits compreende todo, mas não bit mais significativo de saída do registrador. Matematicamente, o circuito calcula os múltiplos incrementais do valor de entrada, módulo 1.024. O bit mais significativo da saída do registrador determina rcoscCal, que será 1 a cada vez que um múltiplo do valor de entrada

21/23 for reduzido em módulo 1.024.

A resolução da calibração fina é diretamente dependente da razão de capacitor (C2 / C1) e do número de pulsos /V_Tno intervalo de calibração (isto é, 1.024 nesse exemplo). A menor etapa alcançável é que um período de 32 KHz é aumentado pelo período 1/32 ao longo de todo o intervalo de calibração. Isso implica em uma resolução na frequência de (1 / N_T) * (C2 - 01)/01=(1 /1.024) *(1 /32) = +/-15 ppm.

O mecanismo de calibração 33 é diretamente controlado a partir do temporízador de intervalo de calibração 31. Para inicializar a calibração, isso recebe dois sinais: startCalib e enableCalib. O startCalib é um pulso custo (um período de oscilador RC) usado para iniciar a calibração. O sinal enableCalib é mantido alto high durante toda a calibração. O sinal enableCalib pode, dessa forma, ser usado para interromper a calibração (normalmente quando a calibração é finalizada e válida, mas também no caso em que pwrupRcosc fica baixo) e executar um desligamento seguro.

O mecanismo de calibração 33 é um projeto completamente síncrono, exceto para o sinal osc32Ki do oscilador RC analógico e os sinais startCalib e enableCalib do temporízador de intervalo de calibração 31, que são sincronizados antes do uso. Para aprimorar a precisão em calibração, o circuito de sincronização é também usado para detectar uma borda positiva em rcoscln antes de o contador de pulso de oscilador RC ser iniciado.

O circuito de divisão por 4 e removedor de pulo de clock combinado 34 assegura que o clock de oscilador de cristal alcance a amplitude e a frequência estáveis antes de ser usado nos outros módulos no projeto. Para assegurar isso, o removedor de pulo conta pulsos de 16 MHz por 500 microssegundos antes de o clock ser deixado. A parte de divisão por 4 do circuito 34 gera um clock de 4 MHz para uso no mecanismo de calibração 33. Isso pode ser implantado por porta de clock (apenas quando o quarto pulso é deixado), de modo que a saída não tenha 50% do ciclo de trabalho.

O módulo de conversão descendente 35 é usado para gerar 32 KHz a partir do clock de entrada de 16 MHz. Devido ao fato de que 16 MHz não é um múltiplo de número inteiro de 32 KHz, isso usa um método de sig

22/23 ma-delta que gera efetivamente um clock com frequência média de 32 KHz, mas com alguma instabilidade de ciclo para ciclo.

O sinal de 32 KHz gerado a partir do cristal de 16 MHz externo 11 é usado em vez da saída de oscilador RC quando o oscilador RC precisa recalibrar e durante uma operação de calibração.

A Figura 5 mostra os componentes principais da parte analógica 22 do circuito oscilador 1. Esses compreendem um gerador programável de corrente e voltagem 51, uma bomba de carga 52, um comparador 53 e um módulo de controle digital 54.

O módulo de controle digital 54 contém uma trava SR, etc, e emite o sinal de clock final. A bomba de carga 52 recebe um corrente de referência precisa do gerador de corrente e voltagem 51, enquanto uma voltagem de referência precisa é fornecida para o comparador 53. Uma entrada digital para o gerador de corrente 51 pode ser usada para ajustar a corrente em etapas de no máximo 2,5% da frequência nominal, para os propósitos de calibração aproximada.

A Figura 6 mostra a bomba de carga 52 circuito em detalhes. Isso é formado em duas metades, cada operação em um respectivo meio período do clock. Isso é controlado pelas entradas CHRG1_1V2 e CHRG2_1V2. A entrada CAL_1V2 seleciona entre as frequências inferior e superior; isto é, entre 32 * Cunrt (CAL=O) e 33 * C_Unit (CAL=1), através da comutação de capacitores adicionais X2_P e X1_P dentro ou fora do circuito. Dois protocolos flip-flop do tipo D asseguram que a comutação de capacitores por meio da entrada CAL_1V2 seja executada de forma síncrona com o sinal do oscilador. Também há uma entrada SYNC_1V2 que irá parar a oscilação quando SYNC_1V2 é alto e reiniciar o oscilador imediatamente com a fase correta quando fica abaixo.

A Figura 7 mostra, por meio de um fluxograma, algumas das etapas principais no processo de calibração para o circuito oscilador 1. A calibração é executada após uma reinicialização ou quando um período de tempo definido decorreu dede a última calibração ou quando o oscilador de cristal de 16 MHz 11 é inicializado (calSync alto). Se X1 e X2 forem determina

23/23 dos como estando fora de suas faixas corretas, uma calibração aproximada é executada, até que estejam dentro de suas faixas. Uma calibração fina é, então, executada para determinar um valor fineProg que controla a razão de oscilações de frequência alta a baixa.

Durante as operações de calibração, a saída do oscilador é derivada do oscilador de cristal externo 11.

Dessa forma, um circuito oscilador preciso á base de RC foi descrito. Embora o circuito tenha sido descrito em referência a uma frequência de saída de 32 KHz, será entendido que qualquer frequência de saída 10 desejada é possível.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Circuito oscilador integrado, compreendendo:

um oscilador configurado para ser comutado entre uma primeira frequência e uma segunda frequência; e meios de comutação configurados para receber uma entrada representativa de uma frequência alvo e para comutar o oscilador entre a primeira e a segunda frequências em intervalos determinados pela entrada com a finalidade de fazer com que a frequência de saída média do oscilador se aproxime da frequência alvo.
2. Circuito oscilador integrado, de acordo com a reivindicação 1, em que uma maior dentre a primeira e a segunda frequências é menor que o dobro de uma menor de uma das duas frequências.
3. Circuito oscilador integrado, de acordo com a reivindicação 2, em que a maior da primeira e da segunda frequências é menor 10 por cento a mais que menor das duas frequências.
4. Circuito oscilador integrado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que uma dentre a primeira e a segunda frequências é incrementalmente ajustável e em que a diferença entre a primeira e a segunda frequências é maior que um menor incremento através do qual a dita frequência pode ser ajustada.
5. Circuito oscilador integrado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os meios de comutação são configurados para receber uma entrada que compreende ou codifica um valor que indica uma razão de comutação entre a primeira e a segunda frequências.
6. Circuito oscilador integrado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, que compreende um controlador de calibração configurado para fornecer a entrada representativa da frequência alvo para os meios de comutação e adícionalmente configurado para calibrar o oscilador em intervalos a fim de fornecer uma entrada atualizada para os meios de comutação.
7. Circuito oscilador integrado, de acordo com a reivindicação 6, em que o controlador de calibração é configurado para contar os ciclos de

2/6 saída de oscilador por um período de tempo de referência para cada uma dentre a primeira e a segunda frequências e para derivar uma entrada para os meios de comutação a partir dessas contagens.
8. Circuito oscilador integrado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, que compreende meios para calibrar o oscilador contra um clock de referência.
9. Circuito oscilador integrado, de acordo com a reivindicação 8, configurado para emitir um sinal de clock derivado de um oscilador de cristal enquanto o oscilador está sendo calibrado e para emitir um sinal de clock derivado do oscilador configurado para ser comutado entre uma primeira frequência e uma segunda frequência quando o circuito não está sendo calibrado.
10. Circuito oscilador integrado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, que compreende meios de armazenamento de carga cuja capacitância pode ser variada entre um primeiro valor e um segundo valor; e uma fonte de corrente conectada aos meios de armazenamento de carga, para formar um oscilador configurado para oscilar na primeira frequência quando a dita capacitância é igual ao primeiro valor e na segunda frequência quando a capacitância é igual ao segundo valor, em que os meios de comutação são configurados para comutar os meios de armazenamento de carga entre o primeiro e o segundo valores de capacitância em intervalos determinados pela entrada.
11. Circuito oscilador integrado, de acordo com a reivindicação 10, em que os meios de armazenamento de carga compreendem um primeiro capacitor que é permanentemente conectado no circuito oscilador e um segundo capacitor que é seletivamente conectável no circuito.
12. Circuito oscilador integrado, de acordo com a reivindicação 10, em que os meios de armazenamento de carga compreendem um primeiro e um segundo capacitores que têm respectivas primeira e segunda capacitâncias e um comutador disposto para conectar um ou outro dentre o primeiro capacitor e o segundo capacitor no circuito oscilador de uma vez.
13. Circuito oscilador integrado, de acordo com qualquer uma

3/6 das reivindicações anteriores, em que os meios de comutação são configurados para distribuir ciclos de primeira frequência dentre os ciclos de segunda frequência de acordo com um padrão pré-determinado ou uma característica de dispersão.
14. Circuito oscilador integrado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os meios de comutação compreendem um modulador sigma-delta, disposto para distribuir ciclos de frequência na primeira frequência tão uniformemente quanto possível dentre os ciclos de frequência na segunda frequência, por um período de tempo finito.
15. Circuito oscilador integrado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, que compreende uma fonte de corrente programável, em que o oscilador é disposto de modo que o valor de uma ou ambas dentre a primeira e a segunda frequências depende do nível de uma corrente variável dentro do circuito oscilador.
16. Método de operação de um circuito oscilador integrado, em que o oscilador é configurado para ser comutado entre uma primeira frequência e uma segunda frequência, o método compreendendo:

receber uma entrada representativa de uma frequência alvo; e comutar o oscilador entre a primeira e a segunda frequências em intervalos determinados pela frequência alvo com a finalidade de fazer com que a frequência de saída média do oscilador se aproxime da frequência alvo.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, em que uma maior dentre a primeira e a segunda frequências é menor que o dobro de uma menor de uma das duas frequências.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, em que a maior dentre a primeira e a segunda frequências é menor 10 por cento a mais que a menor das duas frequências.
19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, em que a frequência alvo tem um valor entre a primeira e a segunda frequências.
20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16

4/6 a 19, em que a entrada compreende ou codifica um valor que indica uma razão de comutação entre a primeira e a segunda frequências.
21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, que compreende adicionalmente calibrar o oscilador em intervalos para gerar uma entrada atualizada representativa da frequência alvo.
22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 21, que compreende contar os ciclos de saída de oscilador por um período de tempo de referência para cada uma dentre a primeira e a segunda frequências e derivar uma entrada representativa da frequência alvo a partir dessas contagens.
23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 22, que compreende calibrar o oscilador contra um clock de referência.
24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 23, que compreende comutar o oscilador para distribuir os ciclos de primeira frequência dentre os ciclos de segunda frequência, de acordo com um padrão pré-determinado ou uma característica de dispersão.
25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 24, que compreende calibrar aproximadamente o oscilador através do ajuste dos valores da primeira ou da segunda frequências de modo que percorram a frequência alvo.
26. Método, de acordo com a reivindicação 25, em que o dito ajuste dos valores compreende ajustar uma fonte de corrente.
27. Método, de acordo com a reivindicação 25 ou 26 que compreende executar a dita calibração aproximada quando o circuito oscilador integrado é acionado.
28. Circuito integrado que compreende um circuito oscilador integrado, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, e que compreende adicionalmente um microprocessador.
29. Circuito integrado, de acordo com a reivindicação 28, que compreende uma fonte de clock adicional, em que o circuito é configurado para fornecer uma saída que pode ser comutada entre uma saída do circuito oscilador e uma saída da fonte de clock adicional.

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30. Circuito integrado, de acordo com a reivindicação 28 ou 29, configurado para calibrar o oscilador em resposta ao despertamento do microprocessador.
31. Circuito integrado que compreende um circuito oscilador integrado, um oscilador de cristal, um componente de gerenciamento de potência e um componente de calibração, em que o componente de gerenciamento de potência é configurado para ligar o oscilador de cristal quando um ou mais critérios são satisfeitos, em que o controlador de calibração é configurado para calibrar o oscilador integrado contra o oscilador de cristal quando o oscilador de cristal é ligado.
32. Circuito integrado, de acordo com a reivindicação 31, que compreende um circuito oscilador integrado, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15.
33. Circuito integrado, de acordo com a reivindicação 31 ou 32, que compreende adicionalmente um microprocessador disposto para receber um sinal de clock do oscilador de cristal, em que o circuito é disposto para ligar o microprocessador em ou em torno do mesmo tempo que o oscilador de cristal é ligado.
34. Circuito integrado que compreende um circuito oscilador integrado, um oscilador de cristal, um temporizador e um componente de calibração disposto para calibrar o oscilador integrado contra o oscilador de cristal em intervalos, em que o circuito integrado é configurado de modo que o temporizador receba um sinal de clock derivado do oscilador integrado exceto quando o oscilador integrado estiver sendo calibrado, durante o qual o tempo do temporizador recebe um sinal de clock derivado do oscilador de cristal.
35. Circuito integrado, de acordo com a reivindicação 34, configurado de modo que o temporizador receba sinais de clock substancialmente da mesma frequência quando é calibrado como quando não é calibrado.
36. Circuito integrado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 35, que compreende um conjunto de circuitos que forma todo ou parte de um transmissor ou receptor de rádio configurado para transmitir

6/6 ou receber pacotes de rádio de acordo com um cronograma implementado com o uso do oscilador integrado como uma fonte de clock.