CN108781056A - 晶体振荡器及其控制电路 - Google Patents
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Abstract
一种晶体振荡器及其控制电路，其包括：峰值检测单元(1005)，用于检测晶体振荡器的振荡电路(1004)的振荡信号的峰值；压控单元(1003)，用于根据所述振荡电路(1004)的振荡信号的峰值与一参考信号生成驱动信号，所述驱动信号用于使所述振荡电路(1004)起振并进入振荡稳定阶段，且所述驱动信号的振幅在所述振荡电路(1004)进入振荡稳定阶段之后降低，从而可使得振荡器正常启动，继而进入振荡稳定阶段。
Description
本发明实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种晶体振荡器及其控制电路。
晶体振荡器没有输入信号，只是在起振阶段向晶体振荡器提供了一个驱动信号，随后晶体振荡器进入振荡稳定阶段，而在振荡稳定阶段，维持振荡的驱动信号较小，约为起振阶段所需驱动信号的1/10量级。因此，当进入振荡稳定阶段之后需要对起振阶段的驱动信号的驱动能力进行减小处理，以进一步减小稳定振荡阶段的功耗。
现有技术中，为了对起振阶段的驱动信号的驱动能力进行减小处理引入了振荡电路振幅的检测机制，进而通过反馈机制控制驱动信号的驱动能力，为此形成的现有技术中的示例性振荡电路结构具体如图14所示。图14所示振荡电路结构如下：
MOS管M2、电容C1、电容C2和晶体组成振荡电路，用于产生提供振荡信号Vxi或Vxo；MOS管M3、电容C3、电阻R1组成振幅检测电路，用于检测振荡信号Vxi或Vxo的振幅；电容C5、电容C4以及电阻R2组成低通滤波器，用于滤除放大器M3输出信号中交流分量只保留直流分量；MOS管M4、电阻R3组成跨导电路，用于将直流电压转换成直流电流；MOS管M5作为偏置电路，用于将MOS管M4输出电流转换成偏置电压；MOS管M6、M1作为电流镜电路，用于按比例镜像流过MOS管M5的电流。
上述示例性振荡电路的缺陷分析如下：
晶体振荡器的振荡信号Vxi振荡幅度逐渐增加使得晶体振荡器进入起振阶段，通过MOS管M3的处理之后，使得MOS管M3的输出信号的平均值会减小，再经过电容C5、电容C4、电阻R2构成的低通滤波器去除了MOS管M3的输出信号中的交流量，只保留了直流量，该直流量传输到MOS管M4的栅极，使得MOS管产生线性的输出信号，当直流量传输到MOS管M4的栅极的电压下
降，MOS管M4源极到地的电流下降，进一步导致MOS管M5从漏极对地电流也减小；由于MOS管M1与MOS管M5是镜像关系，因此输入到MOS管M1的栅极信号也减弱，进一步导致MOS管源极对地电流较小，从而使得振荡信号Vxi较小；同理，MOS管M6漏极对地电流减小，进一步导致MOS管M3漏极对地电流减小，从而降低了图14的晶体振荡器的功耗。
但是，如果MOS管M6的对地电流减小直至0，导致MOS管M3的漏极被拉到地，进而导致MOS管的栅极与漏极之间短路，从而最终导致MOS管M3的源极对地电流也为0，同理MOS管的漏极对地电流也为0；而当振荡信号Vxi的幅度开始增加，MOS管M6的对地电流仍然减小，整个电路进入正反馈，使得整个振荡电路无法启动，继而无法进入振荡稳定阶段。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种晶体振荡器及其控制电路，用以至少解决现有技术中的上述问题。
为实现本发明实施例的目的，本发明实施例提供了一种晶体振荡器控制电路，其包括：
峰值检测单元，用于检测晶体振荡器的振荡电路的振荡信号的峰值；
压控单元，用于根据所述振荡电路的振荡信号的峰值与一参考信号生成驱动信号，所述驱动信号用于使所述振荡电路起振并进入振荡稳定阶段，且所述驱动信号的振幅在所述振荡电路进入振荡稳定阶段之后降低。
可选地，在本发明的一实施例中，所述峰值检测单元包括：
第一放大器，用于接收所述振荡电路的振荡信号以及所述峰值检测单元的输出信号；
第一开关，在所述振荡电路的振荡信号大于所述峰值检测单元的输出信号时，所述第一开关导通，以使得所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
可选地，在本发明的一实施例中，所述第一放大器的正相端接收所述振荡电路的振荡信号，所述第一放大器的负相端接收所述峰值检测单元的输出信号。
可选地，在本发明的一实施例中，所述峰值检测单元还包括：第一泄放
电容以及第一电流源，在所述振荡电路的振荡信号小于所述峰值检测单元的输出信号时，所述第一电流源用于对所述第一泄放电容中存储的电荷进行泄放以复位所述峰值检测单元的输出信号，使得所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
可选地，在本发明的一实施例中，所述峰值检测单元包括第二放大器、第三放大器、第二开关，所述第二放大器和第三放大器之间设置有分压电阻，所述第二放大器的正相端接收所述振荡电路的振荡信号，所述第二开关设置在所述第二放大器的正相端和反相端之间，所述第三放大器的反相端接收所述峰值检测单元的输出信号，当所述振荡电路的振荡信号大于所述分压电阻的输入信号时，所述第二开关导通，以使得所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
可选地，在本发明的一实施例中，所述峰值检测单元还包括：第三开关、第二泄放电容以及第二电流源，所述第三开关设置在所述第二放大器的正相端和反相端之间，所述振荡电路的振荡信号大于所述分压电阻的输入信号时，所述第二开关截止，所述第三开关导通，通过所述第二电流源对所述第二泄放电容中存储的电荷进行泄放，使得所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
可选地，在本发明的一实施例中，还包括：差分单元，所述差分单元用于计算所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号，以根据所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号的差值信号产生驱动信号。
可选地，在本发明的一实施例中，还包括：控制单元，用于根据所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号生成控制信号，对应地，所述压控单元根据所述控制信号生成所述驱动信号。
可选地，在本发明的一实施例中，所述差分单元为差分放大器，所述差分放大器用于计算所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号，所述控制单元为积分电容，所述积分电容设置所述差分放大器的反相端与输出端之间，所述积分电容用于对所述差值信号进行积分处理以生成控制信号。
可选地，在本发明的一实施例中，所述差分单元为跨导放大器，所述跨导放大器用于计算所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号；所述控制单元为积分电容，所述积分电容设置在所述跨导放大器的输出
端与地之间，所述积分电容用于对所述差值信号进行积分处理以生成控制信号。
可选地，在本发明的一实施例中，所述跨导放大器包括所述跨导放大器包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管，所述第一PMOS管的栅极连接至所述峰值检测单元的输出信号，第二PMOS管的栅极连接至所述参考信号，所述第一PMOS管的源极、第二PMOS管的源极分别于与电源电压连接，所述第一PMOS管的漏极与第一NMOS管的漏极连接，第二PMOS管的漏极与第二PMOS管的漏极连接并作为输出所述控制信号的端子，所述第一NMOS管的栅极与所述第二NMOS管的栅极连接，所述第一NMOS管的源极、第二NMOS管的源极分别与地连接，第一PNMOS管的栅极跨接到第一PMOS管的漏极。
本发明实施例还提供一种晶体振荡器，包括晶体和连接到晶体的控制电路，所述控制电路为上述任一实施例中所述的控制电路。
本发明实施例中，通过峰值检测单元检测晶体振荡器的振荡电路的振荡信号的峰值；压控单元根据所述振荡电路的振荡信号的峰值与一参考信号生成驱动信号，所述驱动信号用于使所述振荡电路起振并进入振荡稳定阶段，且所述驱动信号的振幅在所述振荡电路进入振荡稳定阶段之后降低，从而避免整个电路进入正反馈，可使得振荡器正常启动，继而可进入振荡稳定阶段。
图1为本发明实施例一中峰值检测单元的结构框图；
图2为本发明实施例二中峰值检测单元的具体电路结构示意图；
图3为本发明实施例三中峰值检测单元的结构框图；
图4为本发明实施例四中峰值检测单元的具体电路结构示意图，
图5为本发明实施例五中差分单元和控制单元的组合结构示意图；
图6为本发明实施例六中差分单元和控制单元的组合结构示意图；
图7为本发明实施例七中差分单元和控制单元的组合结构示意图；
图8为本发明实施例八中跨导放大器的结构示意图；
图9为本发明实施例九中压控单元的结构示意图；
图10为本发明实施例十中晶体振荡器的模块示意图；
图11为本发明实施例十一中晶体振荡器的具体结构示意图；
图12为本发明实施例十二中各信号的波形示意图；
图13为本发明实施例十三中晶体振荡器的具体结构示意图；
图14为现有技术中的示例性振荡电路结构。
以下将配合图式及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明下述实施例中的振荡器控制电路包括：压控单元、峰值检测单元，所述峰值检测单元用于检测振荡电路的振荡信号的峰值，所述压控单元用于根据所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号生成驱动信号，所述驱动信号使所述振荡电路起振并进入振荡稳定阶段，且所述驱动信号的振幅在所述振荡电路进入振荡稳定阶段之后降低。
下述将分别上述振荡器控制电路包括的各个部件逐一进行说明。
图1为本发明实施例一中峰值检测单元的结构框图；如图1所示，其包括：第一放大器101、第一开关102、第一泄放电容103以及第一电流源104，所述第一放大器101用于接收所述振荡电路的振荡信号以及所述峰值检测单元的输出信号，具体如，第一放大器101的正相端接收所述振荡电路的振荡信号，所述第一放大器101的反相端接收所述峰值检测单元的输出信号。在所述振荡电路的振荡信号大于所述峰值检测单元的输出信号时，第一开关102导通，第一泄放电容103处于充电阶段，进而使得所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。在所述振荡电路的振荡信号小于所述峰值检测单元的输出信号时，所述第一电流源104用于对所述第一泄放电容103中存储的电荷进行泄放以复位所述峰值检测单元的输出信号，使得所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
图2为本发明实施例二中峰值检测单元的具体电路结构示意图，其可视
为图1所示实施例的一种具体实现方式；如图2所示，第一开关102可以选用NMOS管，对应的，峰值检测单元中各个电路结构件之间的关系如下：
第一放大器101的正相端接收所述振荡电路的振荡信号Vxi，所述第一放大器101的反相端接收所述峰值检测单元的输出信号Vpd；
作为第一开关102的NMOS管的栅极连接到第一放大器101的输出端，该NMOS管的漏端连接到电压源Vdd，该NMOS管的源极作为所述输出信号Vpd的输出端；
第一泄放电容103和第一电流源104并联后形成的一端连接到所述一NMOS管的源极，并联后形成的另外一端连接到地Vgnd。
本实施例中的峰值检测单元工作过程如下：
振荡电路的振荡信号由小到大，至振荡电路的振荡信号大于所述输出信号，作为第一开关102的NMOS管导通，使得第一泄放电容103处于充电状态，由于作为第一开关102的NMOS管具有较强的上拉能力，可使所述输出信号逐渐增大直至与所述振荡电路的振荡信号大小近似相等，进而实现了所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测；
振荡电路的振荡信号由大到小，至振荡电路的振荡信号小于所述输出信号时，作为第一开关102的NMOS管关断，此时，第一泄放电容103处于放电状态，第一泄放电容103中存储的电荷具体通过所述第一电流源104泄放，使得所述输出信号变小，但是，由于作为第一开关102的NMOS管具有较弱的下拉能力，所述输出信号变小的并不会太多，使所述输出信号复位从而逐渐与所述振荡电路的振荡信号大小近似相等，进而实现了所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
另外，在其他实施例中，上述第一开关102也可以为PMOS管，此时，第一放大器101的负相端可以接收所述振荡电路的振荡信号Vxi，推而广之，只要是第一开关102可与第一放大器101形成负反馈的任一电路变形均可，详细不再赘述。
图3为本发明实施例三中峰值检测单元的结构框图；如图3所示，其包括：第二放大器301、第三放大器302、第二开关303、第三开关304、第二泄放电容305以及第二电流源306，所述第二放大器301和第三放大器302之
间设置有第一分压电阻307，具体地，所述第二放大器301的反相端和第三放大器302的反相端之间设置有第一分压电阻307，所述第二放大器301的正相端接收所述振荡电路的振荡信号，所述第二开关303设置在所述第二放大器301的正相端和反相端之间，所述第三放大器302的反相端接收所述峰值检测单元的输出信号，当所述振荡电路的振荡信号大于所述第一分压电阻307的输入信号时，所述第二开关303导通，第二泄放电容305处于充电阶段，使得第三放大器302正相端的输入信号增加，直至所述第一分压电阻307的输入信号、所述峰值检测单元的输出信号、第三放大器302正相端的输入信号三者相等，此时，第三放大器302正相端的输入信号增加，从而最终实现了所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。当所述振荡电路的振荡信号小于所述第一分压电阻307的输入信号时，第二放大器的输出信号减小，所述第二开关303截止，所述第三开关304导通，此时，第一分压电阻307的输入信号跟随所述振荡电路的振荡信号，保持第一分压电阻307的输入信号跟随所述振荡电路的振荡信号相等，由于第二开关303的截止，使得峰值检测单元的输出信号维持第三放大器正相端的输入信号，从而最终实现了所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
图4为本发明实施例四中峰值检测单元的具体电路结构示意图，其可视为图3所示实施例的一种具体实现方式。如图4所示，第二开关303示意性地为第一二极管，第三开关304示意性地为第二二极管；对应地，峰值检测单元中各个电路结构件的连接关系如下：
第二放大器301的正相端接收振荡电路的振荡信号Vxi，第二放大器302之间设置有第一分压电阻307，示例性地如第二放大器301的反相端与第三放大器302的反相端之间设置有所述第一分压电阻307。具体地，第二放大器301的反相端与第一分压电阻307的一端连接并与第三开关304的正极连接，第二放大器301的输出端与第二开关303的正极连接并与第三开关304的负极连接；
第三放大器302的正相端与第二开关303的负极连接，第三放大器302的负相端与第一分压电阻307的另外一端连接，第三放大器302的输出端作为峰值检测单元的输出端，输出峰值检测单元的输出信号Vpd；
第二泄放电容305与第二电流源306并联后形成的一端连接在所述第二开关303的负极与第三放大器302的正相端之间，并联后形成的另外一端连接到地Vgnd。
类似的，本实施例的峰值检测电路工作过程如下：
当所述振荡电路的振荡信号Vxi大于所述第一分压电阻307的输入信号Vfb时，所述第二开关303导通，第二泄放电容305处于充电阶段，使得第三放大器302正相端的输入信号Vh增加，直至所述第一分压电阻307的输入信号Vfb、所述峰值检测单元的输出信号Vpd、第三放大器302正相端的输入信号Vh三者相等，此时，第三放大器302正相端的输入信号Vh增加，从而最终实现了所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。当所述振荡电路的振荡信号Vxi小于所述第一分压电阻307的输入信号Vfb时，第二放大器301的输出信号Vo减小，所述第二开关303截止，所述第三开关304导通，此时，第一分压电阻307的输入信号Vfb跟随所述振荡电路的振荡信号Vxi，保持第一分压电阻307的输入信号Vfb跟随所述振荡电路的振荡信号Vxi相等，由于第二开关303的截止，使得峰值检测单元的输出信号Vpd维持第三放大器正相端的输入信号Vh，从而最终实现了所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
在上述图1-图4的基础上，晶体振荡器控制电路还可以包括差分单元，所述差分单元用于计算所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号，以根据所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号的差值信号产生驱动信号。
在上述图1-图4的基础上，晶体振荡器控制电路还可以包括：控制单元，用于根据所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号生成控制信号，对应地，所述压控单元根据所述振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号生成的控制信号生成驱动信号。
图5为本发明实施例五中差分单元和控制单元的组合结构示意图；如图5所示，所述差分单元为跨导放大器501，所述跨导放大器501用于计算所述振
荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号，所述控制单元为积分电容Ci，所述积分电容Ci设置在所述跨导放大器的反相端与输出端之间，所述积分电容Ci用于对所述差值信号进行积分处理以生成控制信号。
本实施例中，所述跨导放大器501的正相端连接所述峰值检测单元的输出信号Vpd，所述跨导放大器501的负相端连接参考信号Vr,通过所述跨导放大器501对所述峰值检测单元的输出信号Vpd与参考信号Vr的差值信号ΔV进行处理，从而在所述跨导放大器的输出端产生对应的输出信号I＝ΔV*gm，gm表示差分单元的增益；所述积分电容Ci跨接在所述跨导放大器501的负相端与所述跨导放大器501的输出端之间，所述积分电容Ci对所述跨导放大器输出端的输出信号I进行积分处理，从而最终生成控制信号Vc。
图6为本发明实施例六中差分单元和控制单元的组合结构示意图；如图6所示，与上述图5实施例不同的是，本实施例中，差分单元具体为差分放大器502，其负相端连接第二分压电阻503的一端以接收第二分压电阻503的输出信号Vfb，第二分压电阻503的另外一端接收参考信号Vr，控制单元具体为积分电容Ci。
本实施例中，所述差分放大器502通过积分电容Ci形成负反馈，使得差分放大器502的正相端和负相端虚短状态，使得第二分压电阻503两端的信号差为峰值检测单元的输出信号Vpd与第二分压电阻503的另一端接收的参考信号Vr之间的差值，从而通过所述差分放大器502与所述第二分压电阻503一起计算得到所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号Vr之间的差值信号，该差值信号再经过第二分压电阻503转换成上述输出信号I，再通过积分电容Ci积分处理后得到控制信号Vc。
图7为本发明实施例七中差分单元和控制单元的组合结构示意图；如图7所示，所述差分单元为跨导放大器501，所述跨导放大器501用于计算所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号；所述控制单元为积分电容Ci，所述积分电容Ci设置在所述跨导放大器501的输出端与地之间，所述积分电容Ci用于对所述差值信号进行积分处理以生成控制信号Vc。
具体地，跨导放大器501的正相端接收峰值检测单元的输出信号Vpd，跨导放大器501的负相端接收参考信号Vr，通过所述跨导放大器501对所述峰
值检测单元的输出信号Vpd与参考信号Vr的差值信号ΔV进行处理在所述差分单元的输出端产生对应的输出信号I，所述积分电容Ci对所述差分单元输出端的输出信号I进行积分处理，从而最终生成控制信号Vc；
图8为本发明实施例八中跨导放大器的结构示意图；如图8所示，其包括第一PMOS管811、第二PMOS管821、第一NMOS管831、第二NMOS管841，所述第一PMOS管811的栅极连接至所述峰值检测单元的输出信号Vpd，第二PMOS管821的栅极连接至所述参考信号Vr，所述第一PMOS管811的源极、第二PMOS管821的源极分别与电源电压Vdd连接，所述第一PMOS管811的漏极与第一NMOS管831的漏极连接，第二PMOS管821的漏极与第二NMOS管841的漏极连接并作为输出所述控制信号Vc的端子，所述第一NMOS管831的栅极与所述第二NMOS管841的栅极连接，所述第一NMOS管831的源极、第二NMOS管841的源极分别与地Vgd连接，第一NMOS管831的栅极跨接到第一PMOS管811的漏极。
图9为本发明实施例九中压控单元的结构示意图；如图9所示，本实施例中，压控单元具体为PMOS管M4，作为所述压控单元的PMOS管的源极接收电压源VDD，作为所述压控单元的PMOS管的栅极接收上述实施例中的控制信号Vc，作为所述压控单元的PMOS管的漏极与振荡电路的驱动单元连接，用于形成负反馈，以控制驱动单元的输出信号，进而最终实现对振荡电路的驱动信号的控制。
图10为本发明实施例十中晶体振荡器的模块示意图；如图10所示，其包括：差分单元1001、控制单元1002、压控单元1003、振荡电路1004、峰值检测电路1005，各个模块单元的详细功能参见上述实施例，在此不再赘述。
差分单元1001可选用上述图5-7中的任一差分单元，控制单元1002可参见上述图5-7的描述，压控单元1003可参见上述图9记载，振荡电路1004、峰值检测电路1005可参见上述实施例中的相关记载，在此不再赘述。
图11为本发明实施例十一中晶体振荡器的具体结构示意图；如图11所示，其包括与图2所示峰值检测单元相同的峰值检测单元1005、与图5中差分单元相同的差分单元1001、与图5中控制单元相同的控制单元1002、与图
9中的压控单元相同的压控单元1003。本实施例中，各个电路结构单元内部元件的连接关系不再赘述，只具体说明晶体振荡器的各个电路结构单元之间的连接关系如下：
峰值检测单元1005的输出端与差分单元1001的正相端连接，以使得所述差分单元1001的正相端可接收峰值检测单元1005的输出信号Vpd，图中的电容Ch即为上述图2中的第一泄放电容103；
所述差分单元1001与所述控制单元1002组合结构的输出端与作为压控单元1003的PMOS管的栅极连接；
作为驱动电路的驱动管M1如PMOS管的源极与作为压控单元1003的PMOS管的漏极连接，作为驱动电路的驱动管如PMOS管的栅极接收一偏置电压Vb，作为驱动电路的驱动管如PMOS管的漏极连接到振荡电路1004的输入端；
振荡电路1004示意性地为皮尔斯振荡电路1004结构，其具体包括振荡晶体管如NMOS管、置于振荡晶体管漏极与栅极之间的晶体、两个滤波电容C1、C2，皮尔斯振荡电路1004结构详细不再赘述。
图12为本发明实施例十二中各信号的波形示意图；参照图12的波形，图11中的晶体振荡器工作过程如下：
起初控制信号为0，振荡电路开始起振，驱动信号以及振荡电路的振荡信号Vxi逐渐增大，峰值检测单元的输出信号Vpd也随之增大，峰值检测单元的输出信号Vpd与参考信号Vr的差值信号ΔV逐渐变小直至峰值检测单元的输出信号Vpd大于参考信号Vr,并在所述差分单元的输出端产生对应的输出信号I，进而再经过积分电容积分处理后使得控制信号Vc逐渐增大，随着控制信号Vc的增大，作为压控单元的PMOS管的沟道电阻逐渐增大，进而使得作为驱动单元的PMOS管的源极对地电压反馈增强，使得作为驱动单元的PMOS管的漏极端的输出电流减小，从而使得作为驱动单元的PMOS管的漏极端输出的驱动信号减小，最终使得振荡电路的振荡信号Vxi减小。
图13为本发明实施例十三中晶体振荡器的具体结构示意图；如图13所示，包括与图4所示峰值检测单元相同的峰值检测单元1005、与图6中差分单元相同的差分单元1001、与图6中控制单元相同的控制单元1002、与图9中的压控单元相同的压控单元1003。本实施例中，各个电路结构单元内部元件的连接关系不再赘述，只具体说明晶体振荡器的各个电路结构单元之间的
连接关系如下：
峰值检测单元1005的输出端与差分单元1001的正相端连接，以使得所述差分单元1001的正相端可接收峰值检测单元1005的输出信号Vpd，图中的电容Ch即为上述图4中的第二泄放电容305；
所述差分单元1001与所述控制单元1002组合结构的输出端与作为压控单元1003的PMOS管的栅极连接；
作为驱动电路的驱动管M1如PMOS管的源极与作为压控单元1003的PMOS管的漏极连接，作为驱动电路的驱动管如PMOS管的栅极接收一偏置电压Vb，作为驱动电路的驱动管如PMOS管的漏极连接到振荡电路1004的输入端；
振荡电路1004示意性地为皮尔斯振荡电路1004结构，其具体包括振荡晶体管如NMOS管、置于振荡晶体管漏极与栅极之间的晶体、两个滤波电容C1、C2，皮尔斯振荡电路1004结构详细不再赘述。
本申请的实施例所提供的装置可通过计算机程序实现。本领域技术人员应该能够理解，上述的单元以及模块划分方式仅是众多划分方式中的一种，如果划分为其他单元或模块或不划分块，只要信息对象的具有上述功能，都应该在本申请的保护范围之内。
本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设
备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
- 一种晶体振荡器控制电路，其特征在于，包括：峰值检测单元，用于检测晶体振荡器的振荡电路的振荡信号的峰值；压控单元，用于根据所述振荡电路的振荡信号的峰值与一参考信号生成驱动信号，所述驱动信号用于使所述振荡电路起振并进入振荡稳定阶段，且所述驱动信号的振幅在所述振荡电路进入振荡稳定阶段之后降低。
- 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述峰值检测单元包括：第一放大器，用于接收所述振荡电路的振荡信号以及所述峰值检测单元的输出信号；第一开关，在所述振荡电路的振荡信号大于所述峰值检测单元的输出信号时，所述第一开关导通，以使得所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
- 根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述第一放大器的正相端接收所述振荡电路的振荡信号，所述第一放大器的负相端接收所述峰值检测单元的输出信号。
- 根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述峰值检测单元还包括：第一泄放电容以及第一电流源，在所述振荡电路的振荡信号小于所述峰值检测单元的输出信号时，所述第一电流源用于对所述第一泄放电容中存储的电荷进行泄放以复位所述峰值检测单元的输出信号，使得所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
- 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述峰值检测单元包括第二放大器、第三放大器、第二开关，所述第二放大器和第三放大器之间设置有分压电阻，所述第二放大器的正相端接收所述振荡电路的振荡信号，所述第二开关设置在所述第二放大器的正相端和反相端之间，所述第三放大器的反相端接收所述峰值检测单元的输出信号，当所述振荡电路的振荡信号大于所述分压电阻的输入信号时，所述第二开关导通，以使得所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
- 根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述峰值检测单元还包括：第三开关、第二泄放电容以及第二电流源，所述第三开关设置在所述第二放大器的正相端和反相端之间，所述振荡电路的振荡信号大于所述分压电阻的输入信号时，所述第二开关截止，所述第三开关导通，通过所述第二电流源对所述第二泄放电容中存储的电荷进行泄放，使得所述峰值检测单元的输出信号跟随所述振荡电路的振荡信号以对所述振荡信号的峰值进行检测。
- 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括：差分单元，所述差分单元用于计算所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号，以根据所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号的差值信号产生驱动信号。
- 根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，还包括：控制单元，用于根据所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号生成控制信号，对应地，所述压控单元根据所述振荡信号的峰值控制信号生成所述驱动信号。
- 根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述差分单元为差分放大器，所述差分放大器用于计算所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号，所述控制单元为积分电容，所述积分电容设置所述差分放大器的反相端与输出端之间，所述积分电容用于对所述差值信号进行积分处理以生成控制信号。
- 根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述差分单元为跨导放大器，所述跨导放大器用于计算所述振荡电路的振荡信号的峰值与参考信号之间的差值信号；所述控制单元为积分电容，所述积分电容设置在所述跨导放大器的输出端与地之间，所述积分电容用于对所述差值信号进行积分处理以生成控制信号。
- 根据权利要求10所述的控制电路，其特征在于，所述跨导放大器包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管，所述第一PMOS管的栅极连接至所述峰值检测单元的输出信号，第二PMOS管的栅极连接至所述参考信号，所述第一PMOS管的源极、第二PMOS管的源极分别与电源电压连接，所述第一PMOS管的漏极与第一NMOS管的漏极连接，第二PMOS管的漏极与第二PMOS管的漏极连接并作为输出所述控制信号的端子，所述第一NMOS 管的栅极与所述第二NMOS管的栅极连接，所述第一NMOS管的源极、第二NMOS管的源极分别与地连接，第一NMOS管的栅极跨接到第一PMOS管的漏极。
- 一种晶体振荡器，包括晶体和连接到晶体的控制电路，其特征在于，所述控制电路为权利要求1-11任一项所述的控制电路。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111722020A (zh) * | 2019-03-18 | 2020-09-29 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 毛刺检测电路 |
| CN111934646A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-11-13 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置和晶体振荡器 |
| CN114759878A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-07-15 | 深圳市万微半导体有限公司 | 一种自偏置的高适应性晶体振荡集成电路 |
| US11689158B2 (en) | 2020-09-29 | 2023-06-27 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | Apparatus for injecting energy into crystal in crystal oscillator, and crystal oscillator |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115032441A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-09-09 | 龙芯中科技术股份有限公司 | 电压峰值检测电路及电子设备 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278338B1 (en) * | 2000-05-01 | 2001-08-21 | Silicon Wave Inc. | Crystal oscillator with peak detector amplitude control |
| US6798301B1 (en) * | 2001-06-11 | 2004-09-28 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for controlling oscillation amplitude and oscillation frequency of crystal oscillator |
| CN2783627Y (zh) * | 2004-11-29 | 2006-05-24 | 崇贸科技股份有限公司 | 一种切换式控制装置 |
| CN102624335A (zh) * | 2012-04-17 | 2012-08-01 | 钜泉光电科技(上海)股份有限公司 | 新型的晶体振荡器电路 |
| US20120326794A1 (en) * | 2011-06-27 | 2012-12-27 | Kammula Abhishek V | Digital amplitude control circuitry for crystal oscillator circuitry and related methods |
| CN103944514A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-23 | 无锡中星微电子有限公司 | 振幅检测控制电路和数控晶体振荡器系统 |
| US20140210565A1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-07-31 | Freescale Semiconductor, Inc. | Amplitude loop control for oscillators |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7292114B2 (en) * | 2005-08-01 | 2007-11-06 | Marvell World Trade Ltd. | Low-noise high-stability crystal oscillator |
| US8310277B2 (en) * | 2009-08-27 | 2012-11-13 | Qualcomm, Incorporated | High linear fast peak detector |
| CN102368679B (zh) * | 2011-11-24 | 2014-07-09 | 思瑞浦微电子科技（苏州）有限公司 | 用于振荡器稳定输出的峰值检测电路 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278338B1 (en) * | 2000-05-01 | 2001-08-21 | Silicon Wave Inc. | Crystal oscillator with peak detector amplitude control |
| US6798301B1 (en) * | 2001-06-11 | 2004-09-28 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for controlling oscillation amplitude and oscillation frequency of crystal oscillator |
| CN2783627Y (zh) * | 2004-11-29 | 2006-05-24 | 崇贸科技股份有限公司 | 一种切换式控制装置 |
| US20120326794A1 (en) * | 2011-06-27 | 2012-12-27 | Kammula Abhishek V | Digital amplitude control circuitry for crystal oscillator circuitry and related methods |
| CN102624335A (zh) * | 2012-04-17 | 2012-08-01 | 钜泉光电科技(上海)股份有限公司 | 新型的晶体振荡器电路 |
| US20140210565A1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-07-31 | Freescale Semiconductor, Inc. | Amplitude loop control for oscillators |
| CN103944514A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-23 | 无锡中星微电子有限公司 | 振幅检测控制电路和数控晶体振荡器系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| KARIM M. HUSSEIN等: ""An All-Analog Method to Enhance Amplitude Stability in Pierce Crystal Oscillators"", 《IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I: REGULAR PAPERS》 * |
| 梅华灯 等: ""射频芯片内DCXO的晶体振荡主电路设计"", 《信息技术》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111722020A (zh) * | 2019-03-18 | 2020-09-29 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 毛刺检测电路 |
| CN111722020B (zh) * | 2019-03-18 | 2023-03-14 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 毛刺检测电路 |
| CN111934646A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-11-13 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置和晶体振荡器 |
| US11689158B2 (en) | 2020-09-29 | 2023-06-27 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | Apparatus for injecting energy into crystal in crystal oscillator, and crystal oscillator |
| CN114759878A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-07-15 | 深圳市万微半导体有限公司 | 一种自偏置的高适应性晶体振荡集成电路 |
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