CN103051285B - 用于修正压阻式振荡器的频率的温度相关性的电路和方法 - Google Patents

Abstract

一种包括硅型MEMS振荡器的MEMS振荡器及其方法，特别是压阻式谐振器，可以用来提供固定的、稳定的输出频率。硅的杨氏模量具有天然的温度相关性，因此，当环境温度变化和/或压阻式谐振器被供电时，谐振器温度变化，并且谐振器的谐振频率漂移。为了考虑压阻式谐振器的温度漂移，压阻式谐振器本身用作温度传感器。压阻式谐振器的相对电阻变化仅依赖于相对温度变化和谐振器的材料特性。因此，可以直接在压阻式谐振器上检测精确的温度。温度漂移信息提供至频率调整器，频率调整器修正该电路的输出频率。

Description

用于修正压阻式振荡器的频率的温度相关性的电路和方法

技术领域

本发明涉及振荡器及其校正方法。

背景技术

振荡器广泛地用在计时和频率参考应用中，如实时时钟，以及用在数字和电信装置中。石英晶体通常用来提供高精度振荡器。替代地，微机电系统(MEMS)谐振器可以用于振荡。MEMS谐振器可以包括静电电容式谐振器、压电电容式谐振器和静电压阻式谐振器。谐振器名称的第一部分(即，静电，压电)涉及致动方法，而第二部分(即，电容，压阻)涉及检测振荡的方法。静电压阻式(以下称为压阻式(piezoresistive))谐振器和前两种类型的谐振器的差别在于，压阻式谐振器采用压阻检测方法，其中DC电流通过谐振器结构发送以读出信号。在谐振器的振动期间，该结构中的应变改变谐振器的电阻。

这类谐振器可以由硅材料构造而成。这种谐振器的谐振频率随着温度变化。这是不希望的效应，因为希望振荡器的输出频率是稳定的，与环境的变化无关。通常采用前馈机制修正随着温度的频率变化。在这种机制中，采用包含振荡器电子元件的相同MEMS管芯或电路管芯上的温度传感器估计谐振器的温度。检测到的温度用来基于测量的温度变化调整振荡器的最终的输出频率。在修正之后，最终的输出频率是稳定的，与环境温度变化无关。

发明内容

本公开内容和/或发明的特定方面涉及一种电路，包括电路系统(circuitry)、一组电路或电路布置，具有被配置和布置用于振荡以及指示电路的工作温度的电路。在具体实施例中，输出电路被配置和布置为具有用于提供电信号形式的工作温度的电路系统(包括该电路)，该电信号用于调整从至少一个电路元件获得的频率输出信号。

其它特定实施例涉及MEMS谐振器的使用，并且特别地涉及使用压阻式谐振器技术。采用压阻式谐振器，由于检测电流(汲取电流(draincurrent))的焦耳加热效应，谐振元件的温度总是高于环境的温度。温度差(ΔT)取决于谐振器的热阻(Rt)、环境温度和供给至谐振器的功率的(P)加热结果。如果温度传感器放置在MEMS谐振器的外面，则它的温度通常非常接近环境温度。为了估计谐振器处的温度，可以将温度差添加至传感器处的温度。当采用这种估计时，存在多个误差源。由于工艺和组装变化而不能精确地限定热阻。此外，热阻在不同的样品之间可能变化非常大。而且，功率测量会引起误差。

为了更精确地检测谐振器的温度，并且因此估计谐振器的温度漂移和振荡频率，测量谐振器电阻本身。换句话说，不需要单独的温度传感器。测量谐振器本体的相对电阻变化，并且直接地计算谐振器处的温度。谐振器的谐振频率随着温度变化，因为硅的杨氏模量具有天然的温度相关性(近似为每开尔文温度变化百万分之-40至-60(PPM))。硅谐振器的谐振频率与硅的杨氏模量的平方根成比例，因此漂移约负20ppm/K至负30ppm/K。这称为频率的温度系数(TCF)，并在等式(1)中示出。

其中T为温度，T₀为谐振频率为f₀时的参考温度。温度信息被提供至频率调整器以基于温度变化调整和修正谐振器的输出频率。谐振器的输出频率的精度得以改善，并且可以消除单独的温度传感器的使用，且结果可以简化电路。

具有增加的精度的谐振器可以用来提供参考时钟信号，与用于高精度振荡器的大体积和昂贵的石英晶体形成对比。该谐振器可以在许多装置(例如，实时时钟、移动电话中的RF模块、包含蓝牙模块的装置、USB模块和其它数字电信装置)中提供计时和频率参考应用。

上述讨论不是意图描述每个实施例或每种实施方案。附图和接下来的描述也是举例说明多个实施例。

附图说明

考虑接下来联系附图进行的详细描述，可以更完整地理解多个示例性实施例，在附图中：

图1示出根据本公开内容的振荡器电路的示例性实施例的框图；

图2示出振荡器电路的另一个示例性实施例的框图；

图3以框图示出振荡器电路的另一个示例性实施例；

图4示出振荡电路的另一个示例性实施例；

图5示出根据本公开内容的实施例的谐振器的三维图像；

图6示出其中TCF未明确限定的压阻式谐振器的第一校准选项；以及

图7示出其中TCF未明确限定的压阻式谐振器的第二校准选项。

具体实施方式

虽然本公开内容能够具有多种修改和替换形式，但其示例已经在附图被以举例的方式示出并且将被详细描述。然而，应当理解，本发明不将本发明限于所示出和/或所描述的特定实施例。相反，本发明是要涵盖落入本公开内容的精神和范围内的所有修改、等同物和替换。

本公开内容的多个方面涉及一种谐振器，其不需要利用单独的温度传感器(位于邻近位置)来测量谐振器在振荡期间的温度漂移。相反，由于可应用的半导体材料的电阻的温度相关特性，可以直接估计谐振器处的温度。在一些具体实施方案中，该材料可以为诸如硅(或包括硅的材料，例如纯硅、掺杂硅材料，或覆盖有诸如二氧化硅之类的另一种材料的硅材料)和锗(例如，纯Ge，或锗基化合物，如SiGe)之类的各种材料中的一种。为了测量谐振器的电阻，通过谐振器发送DC电流，用于信号读出。这种同一电流可以用来测量装置的DC电阻。因此，不需要额外的功率来检测温度。

如在许多传导材料的情况中一样，硅型材料的电阻是温度相关的，并且基于等式(3)中示出的公式。

$R_d=R_{d0}[1+{\mathrm{\α}}_R(T-T_0)]---\left(3\right)$

其中R_d为谐振器在温度T处的电阻；R_d0为谐振元件在参考温度T₀(例如，校准温度)处的电阻；α_R为硅型材料的电阻温度系数(TCR)。TCR依赖于掺杂类型和掺杂浓度并且通常为正数(例如，5E-3K^-1)。

等式(3)暗示谐振元件的电阻(R_d)的值可以用来推导谐振器的温度(T)。然而，由于工艺变化，谐振元件在参考温度处的电阻(R_d0)在不同的样品中可能不同。这使得谐振器的电阻和谐振器的温度之间的关系未明确限定。结果，谐振元件的电阻的绝对值不是谐振器的温度的好的度量。测量谐振器电阻相对于参考温度的谐振元件的电阻的相对变化(D_R)产生谐振器芯部电阻/温度的更精确的估值。可以采用等式(4)估计谐振器电阻相对于温度的相对变化。

$D_R=\frac{R_d-R_{d0}}{R_{d0}}={\mathrm{\α}}_R(T-T_0)={\mathrm{\α}}_R\mathrm{\ΔT}---\left(4\right)$

这种相对变化仅仅依赖于材料的TCR(α_R)和谐振器的当前温度与处于已知状态，如处于校准(T-T₀)的工作之前的谐振器的差。为了修正频率漂移，需要工作状态时的温度与校准的温度相比的相对变化，而不是绝对温度。而且，由于TCR是不基于采用硅型材料(假设均匀掺杂浓度)的装置明显地变化的材料特性，因此谐振器芯部的电阻的相对变化是温度差的良好的估值，并且因此可以用于频率修正。

从谐振器芯部的电阻的相对变化推导出的温度是谐振梁处的温度的实际估值，在谐振梁处弹簧刚度(因此谐振频率)被限定。并非估计谐振器附近位置处的温度，而是在源处测量温度变化。而且，以这种方式测量温度包括环境温度的影响和由电流加热引起的温度增加。

由温度引起的电阻变化被视为DC信号，而由振动引起的电阻变化以快得多的速度(例如，MHz范围)出现。因此，这两种信号(DC和AC)可以容易地在读出电路中分开。为了温度测量的目的，仅电阻的DC成分是重要的。

本公开内容的电路和方法采用谐振振荡器操作。由于压阻材料是温度相关的，电路和方法直接从谐振器测量谐振器的温度，并基于材料(例如，压阻材料)的温度漂移调整频率输出。

在示例性实施例中，振荡器电路包括至少一个电路元件。所述至少一个电路元件被配置和布置用于谐振以及指示所述至少一个电路元件的工作温度。在一些具体实施例中，所述元件特征为压阻式谐振器。振荡器电路还包括输出电路，其以电信号形式提供所述工作温度。在一些具体实施例中，所述电信号可以电流信号、电压信号或电阻信号。提供所述电信号以调整从所述至少一个电路元件获得的频率输出信号。在一些实施例中，振荡器电路可以在3摄氏度内精确地检测所述至少一个电路元件的工作温度。

在其它示例性实施例中，振荡器电路包括谐振器和温度检测电路。温度检测电路在谐振器振荡和产生振荡输出信号时提供至少一个表达温度的信号，所述至少一个表达温度的信号指示谐振器的温度。谐振器可以由诸如硅之类的材料制成。谐振器通常被描述为压阻式的。温度检测电路还产生振荡输出信号。输出电路还被包括在振荡器电路中。本实施例的输出电路提供频率输出信号。频率输出信号为所述至少一个温度指示信号和由谐振器产生的振荡输出信号的函数。在一些具体实施例中，振荡器电路还可以包括维持谐振器的振荡的维持电路。在一些具体实施例中，输出电路包括锁相环(PLL)。

本公开内容还涉及一种振荡器电路，其包括谐振器，通常为压阻式谐振器，和温度检测电路。温度电路被设计为检测谐振器的温度。该电路还包括信号转换电路，信号转换电路将检测到的温度转换成调整信号，并且采用调整信号提供频率输出信号。频率输出信号从谐振器获得，并考虑由温度引起的谐振器的变化。通常，频率输出信号向电子装置提供参考时钟。在一些具体实施例中，信号转换电路包括用于确定谐振器的当前振荡频率的频率计数器。在其它具体实施例中，频率计数器包括在温度检测电路中。

在示例性实施例中，提供包括振荡器电路的方法，振荡器电路包括至少一个电路元件。所述至少一个电路元件通常为压阻式谐振器。所述至少一个电路元件谐振并指示其工作温度，因此检测谐振器的温度。该方法通过以电信号的形式提供检测到的温度用于调整源自谐振器的频率输出信号而运行。在一些具体实施例中，所述电信号可以为电流、电压或电阻信号。而且，在一些其它实施例中，检测到的温度包括检测通过谐振器的电流和电压信号。

在其它示例性实施例中，在振荡器电路中提供一种方法。振荡器电路包括至少一个电路元件，所述至少一个电路元件谐振并指示所述至少一个电路元件的工作温度。该方法进一步的特征在于检测所述至少一个电路元件的温度。该方法通过将检测到的温度转换成调整信号并采用调整信号提供频率输出信号而运行。频率输出信号从振荡的谐振器获得并考虑由温度引起的谐振器的变化。在一些具体实施例中，该方法进一步的特征在于以电的形式(例如，电流，电压，电阻)提供检测到的温度。而且，在一些实施例中，检测到的温度经由模数转换器(ADC)和逻辑电路转换。

现在转向图1，图1示出根据本公开内容的示例性实施例的振荡器电路的框图。振荡器电路包括至少一个电路元件100，所述至少一个电路元件100被设计用于振荡。所述至少一个电路元件100通常为压阻式谐振器。所述至少一个电路元件100还被设计为指示元件100的工作温度。该工作温度被以电信号120(例如，电流，电压，电阻)的形式提供至输出电路130。输出电路130基于来自至少一个电路元件100的检测到的温度调整频率输出信号140。在一个示例性实施方案中，振荡器电路的检测到的工作温度在1摄氏度内是精确的。在另一个示例性实施方案中，检测到的工作温度在3摄氏度内是精确的。

现在参照示出根据另一个示例性实施例的振荡器电路的图2，振荡器电路被示出为具有谐振器220和温度检测电路210。谐振器220通常为硅基材料，并且可以为压阻式的。谐振器220通常由包括硅的材料制成。在一些具体实施例中，振荡器电路还包括维持谐振器220的振荡的维持电路。谐振器220振荡并产生振荡输出信号240，振荡输出信号240又被提供至输出电路250。谐振器220还向输出电路250提供至少一个表达温度的信号270。至少一个表达温度的信号270在压阻式谐振器220振荡和产生振荡输出信号240时指示压阻式谐振器220的温度。输出电路250基于至少一个表达温度的信号270和振荡输出信号240提供频率输出信号260。在一些实施例中，输出电路包括锁相环(PLL)。

现在转向图3，图3示出包括谐振器310和温度检测电路330的振荡器电路的另一个示例性实施例。温度检测电路330检测谐振器310的温度。同样集成在该电路中的是信号转换电路380。在一些具体实施例中，信号转换电路380包括确定振荡的压阻式谐振器330的当前振荡频率的频率计数器320。在另一些实施例中，温度检测电路330可以包括频率计数器320。这在温度检测电路330和信号转换电路380的重叠框图中示出。信号转换电路380将检测到的温度转换成调整信号340，并采用调整信号340提供频率输出信号360。频率输出信号360的进一步特征在于它是从谐振器330获得的。而且，输出信号360考虑由温度引起的谐振器310的变化。频率输出信号360可以用来向电子装置(例如，实时时钟、移动电话中的RF模块、包含蓝牙模块的装置、USB模块和其它数字通信模块)提供稳定的参考时钟信号。

现在转向图4，图4示出根据本公开内容的示例性实施例中的电路。图4示出微机电系统(MEMS)中的压阻式谐振器430的示意图。压阻式谐振器430可以具有在中间带有狭缝的细长杆的形状，或在其它具体实施例中，压阻式谐振器430的形状可以形成为类似于在中间带有狭缝的狗骨。狗骨结构的特征在于，两端扩大以形成狗骨的“头部”。狗骨形谐振器的典型热阻为约7K/mW。在谐振元件中耗散2mW的汲取功率(drainpower)时，温度差为14K。压阻式谐振器430还可以是具有四个锚部的环形，或任何其它类型的压阻式MEMS谐振器。压阻式谐振器430可以由存在足够大的压阻系数的许多材料(例如，参见上述硅基或锗基材料)中的任何一种制成。与具有负的杨氏模量的硅相对比，二氧化硅具有正的杨氏模量。因此，硅和二氧化硅的复合结构可以有效地降低TCF或将它降低至几乎为零。在该情况中，如所描述的温度修正用来修正剩余的非零TCF，用于其中需要精确振荡的应用。

图4中的电路示出连接至三个端子的谐振器430(例如，压阻式谐振器)。谐振器430连接至：用于致动的输入端410，其连接至至少一个电极；用于检测的输出端425，连接至至少一个锚部；和接地电极420，连接至另一个锚部。振荡器电路芯部475连接至谐振器430以形成封闭振荡环。振荡器电路芯部475接收来自谐振器430的输出端425的AC检测信号400并放大该信号。致动信号415随后以期望的相位和振幅反馈至谐振器电路的输入端410以维持振荡。振荡器电路475输出芯部振荡器输出信号405，其为表示压阻式谐振器430的振荡的信号。

为了检测来自谐振器430的芯部振荡输出信号405，由电流源435提供恒定电流。来自电流源435的电流通过谐振元件流至接地端420。在谐振器430的输出端425处获得的AC检测信号400为电压调制信号。替代地，可以通过用电压源在谐振器上施加恒定电压而检测输出信号本体。在谐振器430的输出端425处获得的AC检测信号400为电流调制信号。该AC检测信号400被馈入芯部振荡电路475并返回至谐振器430的输入端410以形成封闭振荡环。

为了测量谐振器430的温度，测量谐振器430的电阻的DC成分。谐振器430的DC电阻(R_d)由连接至谐振器430的DC电流电路440和DC电压电路445测量。例如，可以采用该电路中串联连接的固定电阻器上的测量电压降或通过采用电流镜测量电流(I_d)。替代地，所述电流可以通过设计被设置固定，并且稍后在计算步骤中使用已知的值。例如，通过比较带隙参考电压可以测量输出端425处的电压(V_d)。DC电流和DC电压的值被提供至计算电路465，在计算电路465中计算谐振器430的电阻。

预定的材料参数(例如，TCF，TCR)存储在存储器电路450中并由计算电路465使用。校准的谐振器430的参考频率存储在装置的存储器电路450中，并在计算期间提供至计算电路465。

计算电路465输出频率漂移Δf。相对于参考频率计算的频率漂移是在谐振器430偏离校准的温度时谐振器430振荡频率已经经历的漂移。采用频率漂移Δf，频率调整器电路470将输出频率(f_out)连续地调整至期望和固定的振荡值。频率调整器电路470例如可以为锁相环(PLL)，如子型数字或N分数PLL、直接数字合成器(DDS)，或任何类型的频率合成器。替代地，频率调整器470可以为用于调整振荡频率的其它装置，如其中可以采用施加在栅极上的DC偏置电压调整谐振器的频率的弹簧软化效应(例如，参见通过引用而包含的US20060125576中教导的相关机制和方法)。在一些实施例中，频率计数器460可以添加至该电路以确定谐振器430的当前频率。振荡器电路的输出频率与温度无关。

图5以三维分辨率图像示出本公开内容的示例性实施例的压阻式谐振器510。在该实施例中，压阻式谐振器510的形状形成为具有位于中间的狭缝和两个扩大端部的狗骨。压阻式谐振器510连接至两个电极500和520。

在一些情况中，如在压阻式谐振器仅由掺杂硅制成时，材料的TCF和TCR的值是明确限定和已知的。因此，在校准步骤期间不需要测量TCF和TCR。当TCF和TCR明确限定时，压阻式谐振器的校准在恒定温度(例如，室温)时开启，并且谐振器中的汲取功率被设置到工作值。在等待短的时间使得谐振元件的温度稳定之后，测量振荡器芯部的输出处的频率(f_core)，在该示例中表示为f₀。采用频率计数器和外部精确时钟测量该频率。测量的频率存储在该电路的存储元件中。随后测量DC电流(I_d)和DC电压(V_d)。在计算电路中，测量的频率与目标(期望)频率进行比较，并计算出差值。测量的频率和期望频率之间的差被提供至频率调整器(例如，PLL)，频率调整器将其输出调整至目标(期望)频率。根据I_d和V_d计算校准的压阻式谐振元件的电阻，(R_d0)(R_d0＝V_d/I_d)，并且将值存储在该电路的存储器中。

在其中压阻式谐振器的材料特性公知的电路操作中，环境温度和/或功率的任何变化将导致谐振器处的温度变化，并且因此导致谐振器的频率的变化。梁处的温度变化(ΔT)(相对于校准)根据等式(4)由其电阻R_d反映，参见上文详述。

进行大量计算以修正频率漂移。首先，以上述方式，以预定的时间间隔，测量I_d和V_d并计算R_d。接下来，采用存储器中的R_d0的值计算相对变化(D_R＝(R_d-R_d0)/R_d0)。采用等式(4)，采用存储器中存储的α_R的已知值计算温度差ΔT。采用等式(5)计算相对于校准温度处的频率(f₀)的以百万分之一(PPM)计的相对频率漂移(D_f)。

$D_f=\frac{\mathrm{\Δf}}{f}=\mathrm{TCF}\×\mathrm{\ΔT},---\left(5\right)$

基于相对频率漂移和校准频率(f₀)处的压阻式谐振器芯部的振荡频率，可以预测操作期间处于温度T的振荡器芯部的频率，如等式(6)中所示。

f_T＝f₀(10^-6D_f+1)(6)

基于上述计算出的预测频率(f_T)和已知的校准频率(f₀)计算压阻式谐振器的频率漂移(Δf)(Δf＝f_T-f₀)。将频率漂移提供至频率调整器，并且谐振器的最终的输出频率被修正以再次获得期望的振荡频率。

假设TCR和TCF都是温度的线性函数。然而，材料函数是具有小的较高阶项的轻微非线性。在一些实施例中，硅压阻式谐振器覆盖由正TCF材料(例如，二氧化硅)的层。调整覆层厚度调整复合结构的有效TCF。理想地，目标TCF应当为零，然而，由于工艺变化，通常不能满足目标。结果，非零TCF的一部分保留，其在不同的样品之间可能不同。如下所述，通过首先采用校准步骤限定每个样品的TCF，可以修正TCF的非零值。

可以以两种方式实现采用针对压阻式谐振器未明确限定的TCF的电路的校准：采用多个功率值和采用交变功率值。

在采用多个功率的校准期间，第一功率值施加至谐振元件。该功率是汲取电流(I_d)和汲取电压(drainvoltage)(V_d)的乘积。以类似于如上所述的具有明确限定的TCF和TFR的谐振器的测量的方式测量谐振器的输出处的频率(f₀)和电阻(R_d0)。第二功率值施加至谐振器。第二功率明显不同于第一功率值。功率的变化通过改变汲取电流和/或汲取电压实现。在第二功率值处，由于焦耳加热的变化，谐振器处的温度不同，并且因此，频率也不同。测量第一频率(f₁)和电阻(R_d1)。根据电阻((R_d1-R_d0)/R_d0)的相对变化以及已知的TCR，计算两个功率设置之间的温度差ΔT。因此，可以计算相对频率漂移：D_f＝(f₁-f₀)/f₀。TCF值基于频率漂移和温度变化获得(TCF＝D_f/ΔT)，并且与f₀和R_d0一起存储在存储器中。对校准的说明在图6中示出。为了增加精度，可以顺序地设置多于两个的功率值。通过具有多于两个的测量点，可以限定TCF的非线性行为(即，频率与温度曲线中的高阶项)。

在针对具有未明确限定的TCF的谐振器芯部的第二校准选项中，采用交变功率值。在固定的环境温度处和在大规模生产线的测试阶段中，在不同的样品之间交替地设置两个不同的汲取功率值。例如，对于样品数量i，设置第一功率(P1)。在设置该功率之后测量频率和汲取电阻。汲取电阻临时存储在外部设备(例如，测试器)中。对于下一个样品(i+1)，设置第二功率(P2)，并且再一次，测量并存储频率和电阻。样品编号i+1的TCF值可以根据样品i和i+1的测量结果限定并存储在样品i+1中。需要的是连续的振荡器样品包含相邻的MEMS谐振器管芯(同一晶片上的相邻位置)，因为工艺变化在相对大的距离处会变化。假设样品i的特性非常接近样品i+1的特性。因此，基于两个相邻管芯的TCF计算是相当精确的。图7示出详述具有未明确限定的TCF的谐振器芯部的第二校准选项的图表。

采用交变功率校准，校准时间可以截半，导致较低的测试成本。然而，交变功率校准的精度稍微差于两功率点校准。

在采用上述任一种校准操作具有未明确限定的TCF的压阻式谐振器期间，以针对具有明确限定的TCF和TCR的压阻式谐振器描述的相同的方式导出频率漂移。每个样品的TCF值从存储器中获得，而不是预定的固定值。

当TCF和TCR都未明确限定时，不能基于电阻变化在校准期间计算两个功率值之间的温度变化。因此，双温度校准的方法是优选的。在双温度校准期间，使用小的固定汲取功率。该功率应当尽可能小，仅足够维持稳定的振荡。在第一环境温度处，测量谐振元件的振荡频率和电阻(R_d)。由焦耳加热引起的环境和谐振器梁之间的温度差是基于已知的热阻和供给的功率估计的。处于第一环境温度的压阻式谐振器的实际温度(T₀)等于环境温度加上环境温度和谐振器温度之间的温度差。虽然该功率仍然处于低值，但环境温度改变至第二温度值，并且重复如上所述相同的程序。基于频率的相对变化、谐振器温度和两个温度点之间的汲取电阻，计算TCR和TCF并存储在存储器中。

在双温度校准中，仅两个环境温度设置之间的谐振器温度的相对变化是令人感兴趣的。因此，在计算谐振器的温度升高期间的由热阻和功率的错误估计引起的误差可以被最小化或被实质上消除。在这种例子中也可以采用类似于上述交变功率校准的交变温度校准，其中代替使功率交变，两个不同的环境温度被交替地设置用于相邻的样品。

在具有校准之前均未明确限定的TCF和TCR值的谐振器的操作期间，以与之前的谐振器相同的方式获得频率漂移，然而，每个样品的TCF和TCR值从存储器中获取。

多功率、多温度、交变功率、交变温度校准的任何组合对压阻式谐振器的校准来说都是可行的。

基于上述讨论和说明，本领域技术人员将容易认识到，可以进行多种修改和改变，而不用严格地遵从在此图示和描述的示例性实施例和应用。而且，不同实施例的多个特征可以被以多种组合实施。这种修改未偏离本公开内容的包括在接下来的权利要求中提出的真实精神和范围。

Claims (21)

1.一种振荡器电路，包括：

至少一个电路元件，被配置和布置用于谐振以及指示所述至少一个电路元件的工作温度；所述工作温度为流经所述至少一个电路元件的依赖于电阻的信号的函数，并可指示由所述至少一个电路元件所表现的电阻；和

输出电路，被配置和布置为基于所述依赖于电阻的信号而提供所述工作温度，用于调整从所述至少一个电路元件获得的频率输出信号。

2.根据权利要求1所述的振荡器电路，其中所述至少一个电路元件包括压阻式谐振器。

3.根据权利要求1所述的振荡器电路，其中所述输出电路包括：

计算电路，被配置和布置为确定所述至少一个电路元件的频率漂移；

频率调整电路，被配置和布置为响应于所述至少一个电路元件的频率漂移而调整频率输出信号。

4.根据权利要求1所述的振荡器电路，其中所检测的工作温度在3摄氏度内是精确的。

5.一种振荡器电路，包括：

谐振器，配置和布置为在谐振器中的电路路径中振荡，并产生振荡输出信号流经该电路路径；

温度检测电路，被配置和布置为提供至少一个表达温度的信号，所述温度为流经所述电路路径的依赖于电阻的信号的函数，所述至少一个表达温度的信号指示谐振器的温度，和

输出电路，被配置和布置为提供作为所述至少一个温度指示信号和由谐振器产生的振荡输出信号的函数的频率输出信号。

6.根据权利要求5所述的振荡器电路，振荡器电路还包括被配置和布置为维持谐振器的振荡的维持电路。

7.根据权利要求5所述的振荡器电路，其中谐振器包括硅。

8.根据权利要求5所述的振荡器电路，其中输出电路包括锁相环。

9.根据权利要求5所述的振荡器电路，其中谐振器是压阻式谐振器；

所述振荡输出信号为流经所述压阻式谐振器的电流的交流成分；

所述依赖于电阻的信号为流经所述压阻式谐振器的电流的直流成分。

10.一种振荡器电路，包括：

谐振器和温度检测电路，温度检测电路被配置和布置为检测谐振器的温度；所述温度为流经所述谐振器的依赖于电阻的信号的函数，和

信号转换电路，被配置和布置为将检测到的温度转换成调整信号以及采用调整信号提供频率输出信号，该频率输出信号从流经谐振器的振荡信号获得并考虑由温度引起的谐振器的变化。

11.根据权利要求10所述的振荡器电路，其中谐振器是压阻式振荡器；

所述振荡输出信号为流经所述压阻式谐振器的电流的交流成分；

所述依赖于电阻的信号为流经所述压阻式谐振器的电流的直流成分。

12.根据权利要求10所述的振荡器电路，其中信号转换电路包括用于确定流经谐振器的振荡信号的频率的频率计数器。

13.根据权利要求10所述的振荡器电路，其中温度检测电路包括用于确定谐振器的当前振荡频率的频率计数器。

14.根据权利要求10所述的振荡器电路，其中频率输出信号将参考时钟提供至电子装置。

15.一种振荡器的校准方法，包括下述步骤：

在包括至少一个电路元件的振荡器电路中，检测所述至少一个电路元件的温度，以指示所检测的温度，所述至少一个电路元件被配置和布置用于谐振以及指示所述至少一个电路元件的工作温度；所述工作温度为流经所述至少一个电路元件的依赖于电阻的信号的函数，并可指示由所述至少一个电路元件所表现的电阻；以及

以调整电信号的形式提供检测到的温度，用于调整从所述至少一个电路元件获得的频率输出信号。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述至少一个电路元件为压阻式谐振器。

17.根据权利要求15所述的方法，其中提供检测到的温度包括包含电流、电压或电阻信号中的一种的调整电信号。

18.根据权利要求15所述的方法，其中提供检测到的温度的步骤还包括检测通过所述至少一个电路元件的电流和电压信号。

19.一种振荡器的校准方法，包括下述步骤：

在包括至少一个电路元件的振荡器电路中，检测所述至少一个电路元件的温度，所述至少一个电路元件被配置和布置用于谐振以及指示所述至少一个电路元件的工作温度；所述工作温度为流经所述至少一个电路元件的依赖于电阻的信号的函数；

将检测到的温度转换成调整信号并采用调整信号提供频率输出信号，该频率输出信号从所述至少一个电路元件获得并考虑由温度引起的谐振器的变化。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括以包括电流、电压或电阻信号中的一种的电信号的形式提供检测到的温度的步骤。

21.根据权利要求19所述的方法，其中转换检测到的温度是经由模数转换器和逻辑电路实现的。