CN109937535A - 振荡装置和振荡方法 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及振荡装置和振荡方法，用于可以在不使用参考时钟信号的情况下将时钟信号的频率变化保持在预定范围内。根据本技术的第一方面的振荡装置设置有：振荡单元，生成时钟信号；调整单元，通过修改振荡单元的组成元件的参数调整时钟信号的频率；以及校准控制单元，如果振荡单元产生的时钟信号的频率变化在超出使用时钟信号所允许的第一范围的第二范围，则控制调整单元执行校准单元的频率校准。本技术可应用于允许传输速率一定变化范围的系统，或者相对于预定传输速率允许采样(时钟)频率的一定变化范围的系统。

Description

振荡装置和振荡方法
技术领域
本技术涉及振荡装置和振荡方法。更具体地，本技术涉及在允许采样频率发生预定范围内的变化的情况下使用的优选振荡装置和振荡方法。
背景技术
在与预定采样频率同步操作的电子设备中，在电子设备内生成的时钟信号总是与使用PLL电路等从外部提供的基准时钟信号同步，因此电子设备获得准确的采样频率。
在上述电子设备中，在停止从外部提供基准时钟信号的情况下，在电子设备内生成的时钟信号的频率变大，并且因此可能不会获得准确的采样频率。因此，为了抑制这种情况发生，提出了一种机制，该机制使得在电子设备内生成的时钟信号可曾与从外部提供的基准时钟信号等同步，并且然后频率可以稳定地保持(例如，参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开第2008-160677号
发明内容
[技术问题]
根据上述建议，可以稳定地保持曾与基准时钟信号同步的时钟信号的频率。然而，至少在初始阶段需要基准时钟信号。
此外，考虑这样一种应用，其中允许采样频率发生预定范围内的变化，诸如，接收传输速率不确定的信号的通信设备，或者允许预定传输速率发生一定范围内的采样(时钟)频率变化的应用，诸如，如在USB 3.0中的布置在高速接口的传输线的路径上以改善信号品质的再驱动器IC。在这种情况下，如果在不使用基准时钟信号的情况下允许内部生成的时钟信号的频率的变化在预定范围内就足够了。然而，在过去没有提出这种技术。
本技术是考虑到这种情况而作出的，并且允许在不使用基准时钟信号的情况下时钟信号的频率的变化在预定范围内。
[技术方案]
根据本技术的一个方面的振荡装置包括：振荡部分，对时钟信号进行振荡；调整部分，改变构成振荡部分的组成元件的参数从而调整时钟信号的频率；以及校准控制部分，控制调整部分以在由振荡部分振荡的时钟信号的频率的变化落在超过在时钟信号的应用中允许的第一范围的第二范围内的情况下执行振荡部分的频率校准。
调整部分可以不使用基准时钟信号而是改变构成振荡部分的组成元件的参数从而将时钟信号的频率调整到第一范围。
调整部分可以包括电阻器开关，基于外部参考电阻器获取电阻器开关的调整码，并且将所获取的调整码应用于构成振荡部分的电阻器的电阻值从而将时钟信号的频率调整到第一范围。
调整部分可以包括电容器开关，基于外部参考电容器获取电容器开关的调整码，并且将所获取的调整码应用于构成振荡部分的电容器的电容值从而将时钟信号的频率调整到第一范围。
根据本技术的一个方面的振荡装置可以进一步包括数据处理部分，该数据处理部分基于进行了频率的变化落在第一范围内的频率校准之后的时钟信号执行预定数据处理。
根据本技术的一个方面的振荡方法是包括振荡装置的振荡方法，该振荡装置包括：振荡部分，对时钟信号进行振荡；以及调整部分，改变构成振荡部分的组成元件的参数从而调整时钟信号的频率。该振荡方法包括校准控制步骤，由振荡装置控制调整部分以在由振荡部分振荡的时钟信号的频率的变化落在超过在时钟信号的应用中允许的第一范围的第二范围内的情况下执行振荡部分的频率校准；以及供应步骤，由振荡装置将执行了频率的变化落在第一范围内的频率校准之后的时钟信号供应至后续阶段。
根据本技术的一个方面，在由振荡部分振荡的时钟信号的频率的变化落在超过在时钟信号的应用中允许的第一范围的第二范围内的情况下，构成振荡部分的组成元件的参数改变并且从而调整时钟信号的频率。
[本发明的有益效果]
根据本技术的一个方面，允许不使用基准时钟信号而使时钟信号的频率的变化落在预定范围内。
附图说明
[图1]是示出应用本技术的通信设备的配置实例的框图。
[图2]是示出了偏置电路的配置实例的示图。
[图3]是用于描述通信设备的操作的流程图。
[图4]是用于描述通信设备中的频率校准的示图。
[图5]是示出应用本技术的通信设备的另一配置实例的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述用于执行本技术的优选模式(在下文中，称为实施方式)。
<根据实施方式的通信设备的配置实例>
图1是示出根据本技术的实施方式的通信设备的配置示例的方框图。
例如，通信设备10接收传输速率不确定的信号，并且允许采样频率发生预定范围内的变化。
在通信设备10上，安装有IC 11。IC 11是根据允许发生预定范围的变化的采样频率执行预定处理的电子电路(例如，约为目标值的±15％，在下文中称为第一范围)。
IC 11具有振荡器20、逻辑电路30、及模拟数据路径电路40。
振荡器20包括环形振荡器，对初始阶段的频率的变化落在比第一范围宽的第二范围内(例如，其约为目标值的±25％)的时钟信号进行振荡，并且向逻辑电路30提供时钟信号。此外，振荡器20通过内置偏置电路21使用频率校准向频率的变化在第一范围内的时钟信号的后续阶段提供时钟信号。
偏置电路21包括电阻器开关，并且基于外部参考电阻50使用电阻校准功能将由振荡器20振荡的时钟信号的频率调整到第一范围，在外部参考电阻中以高精度设置电阻值。
逻辑电路30具有校准逻辑电路31和数据路径逻辑电路32。在从振荡器20提供的时钟信号的频率的变化落在第二范围内的情况下，校准逻辑电路31控制偏置电路21执行校准。
在使用频率校准由振荡器20提供的时钟信号的频率的变化落在第一范围内之后，数据路径逻辑电路32根据时钟信号在数据路径逻辑电路32与模拟数据路径电路40之间执行预定数据处理。
然后，将参照图2描述偏置电路21的电阻校准功能。图2示出了偏置电路21的详细配置实例。
正常，IC 11内的每个电阻器的绝对值会出现偏差。然而，将每个电阻器的布局设计为将电阻比保持恒定。具体地，电源电压的电阻分压V1变为稳定值。
因此，在一开始，调整电阻器开关RSW1的绝对值，使得通过电阻器开关RSW1与高精度地设置电阻值的外部参考电阻器Rref之间的电阻比确定的电压V2与电压V1(获取调整码)匹配。同时，在振荡器20内的电阻器开关RSW2由与偏置电路21的电阻器开关RSW1相同的电阻元件构成(绝对值可串行/并行地改变)，并且然后将电阻器开关RSW1的调整码施加于电阻器开关RSW2.的电阻值。通过该过程，允许由振荡器20振荡的时钟信号的频率的变化落在第一范围内。
图3是用于描述通信设备10的操作的流程图。图4是用于描述频率校准处理的示图。
在初始阶段的步骤S1中，当振荡器20对频率的变化落在第二范围内的时钟信号进行振荡时(在频率校准之前)并且向逻辑电路30提供时钟信号，校准逻辑电路31指示偏置电路21执行频率校准。根据指令，偏置电路21获取上述调整码并且将电阻器开关RSW1的调整码应用于振荡器20内的电阻器开关RSW2的电阻值。通过该过程，允许由振荡器20振荡的时钟信号的频率的变化立即落在第一范围内。
然后，在步骤S2中，数据路径逻辑电路32根据从振荡器20提供的频率的变化落在第一范围内的时钟信号在数据路径逻辑电路32与模拟数据路径电路40之间执行预定处理。这就是通信设备10的操作描述的目的。
根据上述通信设备10的操作，在初始阶段从振荡器20振荡的时钟信号的频率的变化范围为第二范围。然而，立即执行频率校准并且将从振荡器20振荡的时钟信号的频率的变化范围调整为第一范围。因此，在通信设备10中，可以执行预定处理。
<根据实施方式的通信设备的另一配置实例>
图5是示出根据本技术的实施方式的通信设备的另一配置示例的方框图。
在另一配置实例中，用包含电容器开关的偏置电路61替换图1中示出的配置实例中的包含电阻器开关的偏置电路21。在这种情况下，高精度地设置电容值的外部参考电容器70连接至偏置电路61。除偏置电路61以外的组成设备与图1中示出的那些相似，并且因此省去对其的描述。
偏置电路21通过图1中示出的配置实例中的频率校准获取振荡器20内被设置为电阻器开关RSW2的调整码。与以上相似地，如果偏置电路61通过另一配置实例中的频率校准获取振荡器20内被设置为电容器开关的调整码就足够了。
应当注意，除振荡器20内的电阻值或电容值发生变化之外，对振荡器20内的振荡频率施加影响的其他参数可以改变。
如上所述，根据根据本技术实施方式的通信设备，在不使用基准时钟信号的情况下允许在通信设备内振荡的时钟信号的频率的变化落在第一范围内。因此，例如，通信设备可以用于诸如传输速率不确定的信号的接收的应用。
<变型>
在上述配置实例中，环形振荡器用作振荡器20。此外，包含具有L(电感)和C(电容)的LC电路的设备可以用作振荡器20。在这种情况下，调整L或C以达到上述效果。
除根据本技术实施方式的通信设备之外，本技术可应用于允许预定传输速率发生一定范围内的采样(时钟)频率的变化的应用，诸如，如在USB 3.0中的布置在高速接口的传输线的路径上的再驱动器IC以改善信号品质。
此外，本技术的实施方式不限于上述实施方式，并且在不脱离本技术的范围的情况下可以进行各种修改。
注意，本技术也可采取以下配置。
(1)
一种振荡装置，包括：
振荡部分，对时钟信号进行振荡；
调整部分，改变构成振荡部分的组成元件的参数从而调整时钟信号的频率；以及
校准控制部分，控制调整部分以在由振荡部分振荡的时钟信号的频率的变化落在超过在时钟信号的应用中允许的第一范围的第二范围内的情况下执行振荡部分的频率校准。
(2)
根据(1)所述的振荡装置，其中
调整部分不使用基准时钟信号而是改变构成振荡部分的组成元件的参数从而将时钟信号的频率调整到第一范围。
(3)
根据(1)或(2)所述的振荡装置，其中
调整部分包括电阻器开关，基于外部参考电阻器获取电阻器开关的调整码，并且将所获取的调整码应用于构成振荡部分的电阻器的电阻值从而将时钟信号的频率调整到第一范围。
(4)
根据(1)或(2)所述的振荡装置，其中
调整部分包括电容器开关，基于外部参考电容器获取电容器开关的调整码，并且将所获取的调整码应用于构成振荡部分的电容器的电容值从而将时钟信号的频率调整到第一范围。
(5)
根据(1)到(4)中任一项所述的振荡装置，进一步包括：
数据处理部分，基于进行了频率的变化落在第一范围内的频率校准之后的时钟信号执行预定数据处理。
(6)
一种振荡装置的振荡方法，包括：
振荡部分，对时钟信号进行振荡；以及
调整部分，改变构成振荡部分的组成元件的参数从而调整时钟信号的频率，振荡方法包括：
校准控制步骤，由振荡装置控制调整部分以在由振荡部分振荡的时钟信号的频率的变化落在超过在时钟信号的应用中允许的第一范围的第二范围内的情况下执行振荡部分的频率校准；以及
供应步骤，由振荡装置将执行了频率的变化落在第一范围内的频率校准之后的时钟信号供应至后续阶段。
符号说明
10 通信设备 11 IC 20 振荡器
21 偏置电路 30 逻辑电路
31 校准逻辑电路 32 数据路径逻辑电路
40 模拟数据路径电路 50 外部参考电阻器
61 偏置电路 70 外部参考电容器。

Claims (6)

1.一种振荡装置，包括：
振荡部分，对时钟信号进行振荡；
调整部分，改变构成所述振荡部分的组成元件的参数从而调整所述时钟信号的频率；以及
校准控制部分，控制所述调整部分以在由所述振荡部分振荡的时钟信号的频率的变化落在超过在所述时钟信号的应用中允许的第一范围的第二范围内的情况下执行所述振荡部分的频率校准。
2.根据权利要求1所述的振荡装置，其中
所述调整部分不使用基准时钟信号而是改变构成所述振荡部分的组成元件的参数从而将所述时钟信号的频率调整到所述第一范围。
3.根据权利要求2所述的振荡装置，其中
所述调整部分包括电阻器开关，基于外部参考电阻器获取所述电阻器开关的调整码，并且将所获取的调整码应用于构成所述振荡部分的电阻器的电阻值从而将所述时钟信号的频率调整到所述第一范围。
4.根据权利要求2所述的振荡装置，其中
所述调整部分包括电容器开关，基于外部参考电容器获取所述电容器开关的调整码，并且将所获取的调整码应用于构成所述振荡部分的电容器的电容值从而将所述时钟信号的频率调整到所述第一范围。
5.根据权利要求2所述的振荡装置，进一步包括：
数据处理部分，基于进行了频率的变化落在所述第一范围内的频率校准之后的时钟信号执行预定数据处理。
6.一种振荡装置的振荡方法，所述振荡装置包括：
振荡部分，对时钟信号进行振荡；以及
调整部分，改变构成所述振荡部分的组成元件的参数从而调整所述时钟信号的频率，所述振荡方法包括：
校准控制步骤，由所述振荡装置控制所述调整部分以在由所述振荡部分振荡的所述时钟信号的频率的变化落在超过在所述时钟信号的应用中允许的第一范围的第二范围内的情况下执行所述振荡部分的频率校准；以及
供应步骤，由所述振荡装置将执行了频率的变化落在所述第一范围内的频率校准之后的时钟信号供应至后续阶段。
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