CN111934646B

CN111934646B - 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

Info

Publication number: CN111934646B
Application number: CN202011050360.4A
Authority: CN
Inventors: 张孟文
Original assignee: Shenzhen Goodix Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Goodix Technology Co Ltd
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2021-01-22
Anticipated expiration: 2040-09-29
Also published as: CN111934646A

Abstract

本申请实施例提供了一种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。该装置包括：晶体；压控振荡器，该压控振荡器用于向该晶体输出振荡信号；斜坡电压发生电路，该斜坡电压发生电路用于产生随时间变化的斜坡电压，以控制该压控振荡器输出的该振荡信号的频率；第一开关，设置在斜坡电压发生电路与压控振荡器之间；第一电容器，该第一电容器的第一端连接该第一开关和该压控振荡器，该第一电容器的第二端接地；控制电路，用于根据该晶体的电流，控制该第一开关的状态，以切换该压控振荡器的控制电压。因此，本申请实施例的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，能够高效的为晶体注入能量。

Description

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

技术领域

本申请实施例涉及领域电子元件，并且更具体地，涉及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。

背景技术

为了提高晶体振荡器的起振速度，通常会采用一个扫频时钟给晶体预先注入一定的能量，从而达到快速启动的目的。但是由于晶体的品质因数（Q值）非常高，因此只有当注入频率非常接近晶体谐振频率时，能量才会被有效的注入至晶体内；而当注入频率离晶体谐振频率较远时，能量不但不会被有效注入，还会导致已有的能量被损耗掉。因此如何高效的为晶体注入能量，从而使得晶体振荡器快速起振，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种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，能够高效的为晶体注入能量。

第一方面，提供了一种用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置，该装置包括：晶体；压控振荡器，所述压控振荡器用于向所述晶体输出振荡信号；斜坡电压发生电路，所述斜坡电压发生电路用于产生随时间变化的斜坡电压，以控制所述压控振荡器输出的所述振荡信号的频率；第一开关，设置在斜坡电压发生电路与压控振荡器之间；第一电容器，所述第一电容器的第一端连接所述第一开关和所述压控振荡器，所述第一电容器的第二端接地；控制电路，用于根据所述晶体的电流，控制所述第一开关的状态，以切换所述压控振荡器的控制电压。

因此，本申请实施例的用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置，通过控制电路检测晶体的电流，并在晶体的电流达到一定值时，控制压控振荡器的控制电压由斜坡电压发生电路输出的电压值切换为特定的电压值，以使得压控振荡器输出振荡信号的频率接近晶体的谐振频率，从而保证晶体的能量足够大，能够提高晶体振荡器的起振速度。

结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述控制电路用于：在所述晶体的电流达到最大值时，控制所述第一开关由导通状态变为断开状态。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述控制电路包括：电阻，所述电阻的第一端与所述晶体连接，所述电阻的第二端接地，所述电阻用于将所述晶体的电流转化为所述电阻的电压；包络跟踪电路，用于检测所述电阻的电压的包络电压；峰值检测电路，用于检测所述包络电压的峰值电压；迟滞比较器，所述迟滞比较器的第一输入端用于获取所述包络电压，所述迟滞比较器的第二输入端用于获取所述峰值电压，所述迟滞比较器的输出端与逻辑控制电路连接，所述迟滞比较器用于根据所述包络电压和所述峰值电压，向所述逻辑控制电路输出比较结果；逻辑控制电路，用于根据所述比较结果控制所述第一开关的状态。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述控制电路还包括：电容抵消电路，所述电容抵消电路用于抵消所述晶体包括的并联电容器的电流。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述电容抵消电路与所述晶体并联，所述电容抵消电路包括：电压控制电压源，用于复制并输出所述晶体两端的电压；预设电容器，所述预设电容器与所述电压控制电压源串联，所述预设电容器的电容等于所述并联电容器的电容；电流控制电流源，所述电流控制电流源与所述预设电容器串联，所述电流控制电流源用于复制并输出经过所述预设电容器的电流，以抵消所述并联电容器的电容。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述包络电压为正包络电压。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，若所述峰值电压小于或者等于所述包络电压与迟滞电压的和，所述迟滞比较器输出的所述比较结果为第一值；若所述峰值电压大于所述包络电压与迟滞电压的和，所述迟滞比较器输出的所述比较结果为第二值。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，在所述第一开关处于导通状态的情况下，所述斜坡电压发生电路开始输出所述斜坡电压，并且所述逻辑控制电路用于：若所述迟滞比较器在第一时刻输出所述第一值，控制所述第一开关保持导通状态；若所述迟滞比较器在第二时刻输出所述第二值，控制所述第一开关由导通状态变为断开状态，所述第二时刻在所述第一时刻之后，以使得所述压控振荡器的控制电压由所述斜坡电压切换为所述第一电容器的电压。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述装置还包括：第二开关和第二电容器，所述第二开关设置在所述第一电容器的第一端与所述第二电容的第一端之间，所述第二电容器的第二端接地，所述逻辑控制电路还用于根据所述比较结果控制所述第二开关的状态。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述第二电容器的电容等于所述第一电容器的电容。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，在所述第一开关和所述第二开关处于导通状态的情况下，所述斜坡电压发生电路开始输出所述斜坡电压，并且所述逻辑控制电路用于：若所述迟滞比较器在第三时刻输出所述第一值，控制所述第一开关和所述第二开关保持导通状态；若所述迟滞比较器在第四时刻输出所述第二值，控制所述第一开关保持所述导通状态并控制所述第二开关由导通状态变为断开状态，所述第四时刻在所述第三时刻之后；若所述迟滞比较器在第五时刻输出所述第二值，控制所述第一开关由导通状态变为断开状态并控制所述第二开关由断开状态变为导通状态，以使得所述压控振荡器的控制电压由所述斜坡电压切换为平均电压，其中，所述平均电压为所述第一电容器的电压值与所述第二电容器的电压值的平均值，所述第五时刻在所述第四时刻之后，在所述第四时刻至所述第五时刻之间，所述第一开关处于导通状态且所述第二状态处于断开状态。

第二方面，提供了一种晶体振荡器，所述晶体振荡器包括：上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的所述的装置中的所述晶体；以及振荡电路。

附图说明

图1是根据本申请实施例的为晶体振荡器中晶体注入能量的示意图。

图2是根据本申请实施例的电感电流随时间变化的曲线图。

图3是根据本申请实施例的不同频差下电感电流的对比曲线图。

图4是根据本申请实施例的用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置的示意图。

图5是根据本申请实施例的用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置的另一示意图。

图6是根据本申请实施例的用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置的再一示意图。

图7是根据本申请实施例的晶体中并联电容器对电阻电压的影响的示意图。

图8是根据本申请实施例的电容抵消电路的示意图。

图9是根据本申请另一实施例的用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置的示意图。

图10是根据本申请再一实施例的用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置的示意图。

图11是根据本申请实施例的装置中各个电路的信号的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

图1示出了为晶体振荡器中的晶体注入能量的电路和对应的等效电路，其中，图1左边示出了振荡注入电路为晶体注入能量的电路图，其中，晶体的等效电路可以包括串联连接的电容器Cs、电感Ls以及电阻Rs，另外还包括并列的电容器Cp；而图1右边示出了振荡注入电路为晶体注入能量的等效电路图，为晶体注入能量，即可等效为通过振荡注入电路使得经过晶体的电容器Cs或者说电感Ls的电流增加。

如图1所示，假设注入源是正弦信号，那么流过电感Ls的电流在拉普拉斯域的表达式为：

（1）

其中，v _i为注入源信号的电压幅值，ω _i注入源信号的频率，s为拉普拉斯算子，L为晶体中包括的电感Ls的电感，C为晶体中包括的电容器Cs的电容，R为晶体中包括的电阻Rs的电阻。

另外，假设晶体中LC的谐振频率为ω _s，那么定义品质因数Q可以表示为：

（2）

根据上述公式（2），将公式（2）求得的R与C代入公式（1），则电感电流可以简化为：

（3）

对上式做拉普拉斯逆变换，则可得时域下电感电流表示为：

（4）

由于晶体的Q值非常大，一般可以达到1-10万的量级，因此可以假设Q为无穷大的情况，那么上式（4）可变为：

（5）

该公式（5）的波形如图2所示，由图2可见，由于注入频率与谐振频率的偏差，于是出现了调制频率，因此每隔1/|f _s -f _i |的间隔就会出现一个驻点，即图2中点A位置，使得之前注入的能量全部消失。其中，ω _i=2πf _i，ω _s=2πf _s。

图3示出了不同频差下的电感电流的波形，其中，实线曲线表示

，而虚线曲线表示

。由图3可见，频差Δf越小，电流包络的极值就越大，也即注入的能量越大，那么从快速启动模式进入普通模式后，晶体振荡电路振荡稳定的时间也就越短。

而当频差几乎为0的时候，电感电流的公式可以简化为下式：

（6）

可见当注入频率f _i与谐振频率f _s非常接近的时候，注入到晶体里的能量随时间呈指数上升。

因此，在为晶体注入能量时，如果可以令注入频率接近谐振频率，则可以使得晶体的能量趋于最大值，而本申请实施例提出了一种用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置，能够解决如何为晶体注入较大能量的问题。

图4示出了本申请实施例的用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置100的示意图。如图4所示，该装置100包括：压控振荡器120、斜坡电压发生电路130、第一开关140、第一电容器150和控制电路160。

具体地，本申请实施例中的晶体200可以指晶体振荡器中的晶体，以使得装置100为该晶体200注入能量，例如，可以通过该压控振荡器120为晶体注入能量，即该压控振荡器120用于向该晶体200输出振荡信号，以为晶体200注入能量。

本申请实施例中的第一开关140设置在斜坡电压发生电路130与压控振荡器120之间；该斜坡电压发生电路130用于产生随时间变化的斜坡电压，以控制该压控振荡器120输出的该振荡信号的频率。例如，当第一开关140处于导通状态时，斜坡电压发生电路130与压控振荡器120连接，斜坡电压发生电路130的输出电压即作为压控振荡器120的控制电压输入，以使得压控振荡器120基于该输入的电压，确定与之对应的频率，并且以该频率向晶体200输出振荡信号。

本申请实施例中的该第一电容器150的第一端连接该第一开关140和该压控振荡器120，该第一电容器150的第二端接地。例如，如图4所示，若该第一开关140导通，则斜坡电压发生电路130输出的电压可以用于为该第一电容器150充电；若该第一开关140断开，那么该第一电容器150的电压还可以用作压控振荡器120的控制电压。

本申请实施例中的控制电路160用于根据该晶体200的电流，控制该第一开关140的状态，以切换该压控振荡器120的控制电压。具体地，该控制电路160可以用于检测晶体200的电流，并根据该晶体200的电流的大小，控制该第一开关140导通或者断开，进而导致压控振荡器120的控制电压的变化。例如，以图4为例，该控制电路160测量晶体200的电流，并控制第一开关140导通，则斜坡电压发生电路130输出的电压为压控振荡器120的控制电压；相反的，若该控制电路160根据晶体200的电流的变化，控制该第一开关140断开，例如，在该晶体200的电流达到最大值或者达到预设阈值时，控制该第一开关140由导通状态变为断开状态，则压控振荡器120的控制电压则切换为第一电容器150的电压，或者，当图4的装置100中包括其他电路时，压控振荡器120的控制电压则切换为与该第一电容器150的电压相关的电压，这样，压控振荡器120按照控制电压对应的频率，向晶体200输出振荡信号，可以使得晶体200的电流维持该最大值或者该预设阈值。

在本申请实施例中，如图4所示，控制电路160用于检测晶体200的电流，为了使得晶体200的注入能量达到最大值，这里以控制电路160用于检测晶体200的电流达到最大值为例进行说明，但本申请实施例并不限于此，例如，控制电路160也可以用于检测晶体200的电流是否达到预设阈值。

控制电路160检测晶体200的电流，该控制电路160可以根据实际应用进行设置，例如，该控制电路160可以将电流检测转换为电压检测，以检测晶体200的电流的最大值。可选地，图5和图6示出了本申请实施例的晶体200以及包括控制电路160的装置100的示意图。其中，如图5所示，该控制电路160可以包括：电阻161、包络跟踪电路162、峰值检测电路163、迟滞比较器164和逻辑控制电路165。

具体地，如图5所示，该电阻161的第一端与该晶体200连接，该电阻161的第二端接地，这样，随着晶体200的电流的变化，电阻161的电压会随之同步发生变化，或者说经过晶体200的电流与电阻161的电压成正比，则可以将检测晶体200的电流转换为检测电阻161的电压，或者说该电阻161用于将该晶体200的电流转化为该电阻161的电压。

如图5所示，包络跟踪电路162用于检测该电阻161的电压的包络电压；而峰值检测电路163用于检测该包络电压的峰值电压。迟滞比较器164具有两个输入端，该迟滞比较器164的第一输入端用于获取包络跟踪电路162检测的包络电压，该迟滞比较器164的第二输入端用于获取峰值检测电路163检测的峰值电压，该迟滞比较器164的输出端与逻辑控制电路165连接，该迟滞比较器164用于根据该包络电压和该峰值电压，向该逻辑控制电路165输出比较结果；而该逻辑控制电路165用于根据该比较结果控制该第一开关140的状态。

可选地，如图6所示，该控制电路160还可以包括：电容抵消电路166，该电容抵消电路166用于抵消该晶体200包括的并联电容器的电流。具体地，如图6所示，晶体包括的并联电容Cp相当于一个随频率的增大而减小的电阻，所以频率越高，晶体的电阻就越小，而电阻161上的分压就越大。例如，如图7所示，图5和图6中的斜坡电压发生电路130在输出斜坡电压的过程中，图5中不包括电容抵消电路166时，电阻161的电压如图7中间曲线所示，通过包络跟踪电路162、峰值检测电路163、迟滞比较器164很难找到包络电压降低的时刻，容易检测错误；而图6中包括电容抵消电路166时，电阻161的电压如图7下面的曲线所示，这样可以很容易检测到包络电压的峰值。

本申请实施例中的电容抵消电路166的功能包括：检测晶体200两端的电压，然后除以一个与晶体200包括的并联电容器的容值相同的电容，从而获得一电流，然后将该电流通过电阻161和晶体200串联的结点，抵消晶体200包括的并联电容器的电流即可。例如，图8示出了本申请实施例的电容抵消电路166的示意图。如图8所示，该电容抵消电路166与该晶体200并联，该电容抵消电路166包括：电压控制电压源1661，用于复制该晶体200两端的电压，并输出与晶体200两端等值的电压；预设电容器1662，该预设电容器1662与该电压控制电压源1661串联，该预设电容器1662的电容等于晶体200包括的并联电容器的电容；电流控制电流源1663，该电流控制电流源1663与该预设电容器1662串联，该电流控制电流源1663用于复制经过该预设电容器1662的电流，并输出与之等值的电流，以抵消该晶体200包括的并联电容器的电容。

应理解，图8仅为一种示例，电容抵消电路166还可以采用其他形式的电路，以抵消该晶体200包括的并联电容器的电容，本申请实施例并不限于此。

下面将结合图6和图7，详细描述本申请实施例的装置100。具体地，如图7所示，斜坡电压发生电路130输出随时间变化斜坡电压，对应的，随着斜坡电压的变化，电阻161的电压也随时间变化。包络跟踪电路162检测电阻161的电压的包络电压，这里以正包络电压为例进行说明；而峰值检测电路163用于检测包络电压的峰值电压，例如，该包络跟踪电路162可以获取电阻161的电压在不同时刻的包络电压，而峰值检测电路163可以获取与不同时刻的包络电压分别对应的不同的时间段内的峰值电压，比如，与第一时刻的包络电压对应的峰值电压是指第一时刻之前的预设时间段内的电压的峰值，而该预设时间段的时长可以根据实际应用进行设置。包络电压和峰值电压分别送给迟滞比较器164进行比较，当峰值电压小于或者等于包络电压加迟滞电压时，说明包络电压在变大或者不变，此时迟滞比较器164输出第一值；相反的，当峰值电压大于包络电压加迟滞电压时，说明包络信号开始下降，于是迟滞比较器164输出第二值。其中，该第一值和第二值可以根据实际应用进行设置，为了便于说明，例如，本申请实施例中以该第一值为“0”，该第二值为“1”为例。

也就是说，迟滞比较器164输出1的时刻，可以认为是峰值电压出现的时刻。逻辑控制电路165根据迟滞比较器164的输出值，就会按特定的时序控制第一开关140的导通和断开。

具体地，如图6和图7所示，斜坡电压发生电路130输出随时间变化的斜坡电压，这里以斜坡电压发生电路130从电压最小值开始，输出逐渐增加的电压为例，对应的，电阻161的电压产生变化，那么在未达到包络电压的峰值之前，这里称为第一时刻，迟滞比较器164会输出“0”，此时逻辑控制电路165会控制第一开关140保持导通状态，那么第一电容器150的电压值会随着斜坡电压的增加而增加，而压控振荡器120的控制电压等于斜坡电压。

当电阻的包络电压出现峰值时，这里称为第二时刻，该第二时刻在第一时刻之后，也就是在第二时刻包络电压达到最大值，迟滞比较器164会改为输出“1”，此时，逻辑控制电路165会控制第一开关140由导通状态变为断开状态，第一电容器150记录了第二时刻的斜坡电压值，即该第一电容器150的电压等于此刻的斜坡电压值，同时，压控振荡器120的控制电压也由斜坡电压发生电路130输出的电压切换为该第一电容器150的电压，并且该控制电压对应的频率即为晶体的谐振频率，也就是说，压控振荡器120以该控制电压对应的频率向晶体200输出振荡信号，以为该晶体200注入能量。

考虑到包络跟踪电路162、峰值检测电路163和迟滞比较器164可能会引入延时，并且，如图7所示，斜坡电压发生电路130输出的斜坡电压逐渐增加的过程和逐渐减小的过程，对应的电阻161的电压会各出现一次峰值，所以可以通过采用检测两次的峰值电压再求平均的方式，消除延时带来的影响，从而提高测量精度。

具体地，如图9所示，该装置100还可以包括：第二开关170和第二电容器180，该第二开关170设置在该第一电容器150的第一端与该第二电容的第一端之间，该第二电容器180的第二端接地，控制电路160根据晶体200的电流控制第一开关140和第二开关170的状态。可选地，该第一电容器150的电容和第二电容器180的电容可以根据实际应用进行设置，并且，该第一电容器150的电容可以设置为等于或者约等于该第二电容器180的电容。

下面将结合图10和图11，以控制电路160包括电阻161、包络跟踪电路162、峰值检测电路163、迟滞比较器164、逻辑控制电路165和电容抵消电路166为例，针对装置100包括两个电容器的情况进行详细说明。

如图11所示，斜坡电压发生电路130输出随时间变化的斜坡电压，这里以斜坡电压发生电路130从电压最小值开始，输出逐渐增加的电压为例，对应的，电阻161的电压产生变化，那么在未达到包络电压的峰值之前，这里称为第三时刻，迟滞比较器164会输出“0”，此时逻辑控制电路165会控制第一开关140和第二开关170均保持导通状态，那么第一电容器150的电压值以及第二电容器180的电压值均会随着斜坡电压的增加而增加，而压控振荡器120的控制电压等于斜坡电压。

如图11所示，当电阻161的正包络电压出现第一个峰值时，这里称为第四时刻，该第四时刻在第三时刻之后，例如，如图11所示，该第四时刻可以为28ms时刻，也就是第四时刻包络电压达到峰值时，迟滞比较器164会改为输出“1”，此时，逻辑控制电路165会控制第一开关140仍然保持导通状态，并控制该第二开关170由导通状态变为断开状态，此时，第二电容器180记录了第四时刻的斜坡电压值，即该第二电容器180的电压等于该第四时刻的斜坡电压值，同时，第一电容器150的电压仍然继续随斜坡电压发生电路130输出的电压变化。

当斜坡电压上升到最大值后会改变方向，以同等速率逐渐下降，当遇到电阻161的正包络电压的第二个峰值时，这里称为第五时刻，该第五时刻在第四时刻之后，例如，如图11所示，该第五时刻可以为74ms时刻，迟滞比较器164再次输出1，此时，逻辑控制电路165将控制第一开关140由导通状态变为断开状态，以使得第一电容器150的电压也不再变化，即等于第二个峰值对应的电压。另外，逻辑控制电路165还会将第二开关170由断开状态变为导通状态，这样第一电容器150和第二电容器180的电荷进行了重分布，假设此时第一电容器150与第二电容器180的电容值相等，那最终两个电容的电压为两个峰值斜坡电压的平均值，并且，这个电压对应的频率即为晶体的谐振频率。压控振荡器120的控制电压切换为该平均电压，以使得该压控振荡器120以该平均电压对应的频率输出振荡信号，以为晶体200注入能量。

应理解，如图11所示，压控振荡器120的控制电压切换为平均电压后回维持一段时间，再将晶体200与压控振荡器120断开，以使得压控振荡器120为晶体200注入足够大的能量，其中，该维持的时间的时长可以根据实际应用进行设置。例如，如图11所示，根据电阻161的电压的变化，晶体200的电流大约在93ms后保持最大值，而在74ms时压控振荡器120的控制电压切换为平均电压，因此，压控振荡器120的控制电压切换为平均电压后维持的时间可以设置为10ms至30ms，例如可以设置为20ms、25ms或者30ms，但本申请实施例并不限于此。

因此，本申请实施例的用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置，通过控制电路检测晶体的电流，并在晶体的电流达到一定值时，控制压控振荡器的控制电压由斜坡电压发生电路输出的电压值切换为特定的电压值，例如，对于图5所示的实施例，压控振荡器的控制电压会由斜坡电压发生电路输出的电压值切换为第一电容器的电压值，而对于图10所示的实施例，压控振荡器的控制电压会由斜坡电压发生电路输出的电压值切换为第一电容器的电压和第二电容器的电压的平均值，以使得压控振荡器输出振荡信号的频率接近晶体的谐振频率，从而保证晶体的能量足够大，能够提高晶体振荡器的起振速度。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种用于为晶体振荡器中的晶体注入能量的装置，其特征在于，包括：

压控振荡器（120），所述压控振荡器（120）用于向所述晶体振荡器中的晶体（200）输出振荡信号；

斜坡电压发生电路（130），所述斜坡电压发生电路（130）用于产生随时间变化的斜坡电压，以控制所述压控振荡器（120）输出的所述振荡信号的频率；

第一开关（140），设置在斜坡电压发生电路（130）与压控振荡器（120）之间；

第一电容器（150），所述第一电容器（150）的第一端连接所述第一开关（140）和所述压控振荡器（120），所述第一电容器（150）的第二端接地；

控制电路（160），用于根据所述晶体（200）的电流，控制所述第一开关（140）的状态，以切换所述压控振荡器（120）的控制电压。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制电路（160）用于：

在所述晶体（200）的电流达到最大值时，控制所述第一开关（140）由导通状态变为断开状态。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制电路（160）包括：

电阻（161），所述电阻（161）的第一端与所述晶体（200）连接，所述电阻（161）的第二端接地，所述电阻（161）用于将所述晶体（200）的电流转化为所述电阻（161）的电压；

包络跟踪电路（162），用于检测所述电阻（161）的电压的包络电压；

峰值检测电路（163），用于检测所述包络电压的峰值电压；

迟滞比较器（164），所述迟滞比较器（164）的第一输入端用于获取所述包络电压，所述迟滞比较器（164）的第二输入端用于获取所述峰值电压，所述迟滞比较器（164）的输出端与逻辑控制电路（165）连接，所述迟滞比较器（164）用于根据所述包络电压和所述峰值电压，向所述逻辑控制电路（165）输出比较结果；

逻辑控制电路（165），用于根据所述比较结果控制所述第一开关（140）的状态。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制电路（160）还包括：

电容抵消电路（166），所述电容抵消电路（166）用于抵消所述晶体（200）包括的并联电容器的电流。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电容抵消电路（166）与所述晶体（200）并联，所述电容抵消电路（166）包括：

电压控制电压源（1661），用于复制并输出所述晶体（200）两端的电压；

预设电容器（1662），所述预设电容器（1662）与所述电压控制电压源（1661）串联，所述预设电容器（1662）的电容等于所述并联电容器的电容；

电流控制电流源（1663），所述电流控制电流源（1663）与所述预设电容器（1662）串联，所述电流控制电流源（1663）用于复制并输出经过所述预设电容器（1662）的电流，以抵消所述并联电容器的电容。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述包络电压为正包络电压。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

若所述峰值电压小于或者等于所述包络电压与迟滞电压的和，所述迟滞比较器（164）输出的所述比较结果为第一值；

若所述峰值电压大于所述包络电压与迟滞电压的和，所述迟滞比较器（164）输出的所述比较结果为第二值。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述第一开关（140）处于导通状态的情况下，所述斜坡电压发生电路（130）开始输出所述斜坡电压，并且所述逻辑控制电路（165）用于：

若所述迟滞比较器（164）在第一时刻输出所述第一值，控制所述第一开关（140）保持导通状态；

若所述迟滞比较器（164）在第二时刻输出所述第二值，控制所述第一开关（140）由导通状态变为断开状态，所述第二时刻在所述第一时刻之后，以使得所述压控振荡器（120）的控制电压由所述斜坡电压切换为所述第一电容器（150）的电压。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第二开关（170）和第二电容器（180），

所述第二开关（170）设置在所述第一电容器（150）的第一端与所述第二电容的第一端之间，所述第二电容器（180）的第二端接地，

所述逻辑控制电路（165）还用于根据所述比较结果控制所述第二开关（170）的状态。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二电容器（180）的电容等于所述第一电容器（150）的电容。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，在所述第一开关（140）和所述第二开关（170）处于导通状态的情况下，所述斜坡电压发生电路（130）开始输出所述斜坡电压，并且所述逻辑控制电路（165）用于：

若所述迟滞比较器（164）在第三时刻输出所述第一值，控制所述第一开关（140）和所述第二开关（170）保持导通状态；

若所述迟滞比较器（164）在第四时刻输出所述第二值，控制所述第一开关（140）保持所述导通状态并控制所述第二开关（170）由导通状态变为断开状态，所述第四时刻在所述第三时刻之后；

若所述迟滞比较器（164）在第五时刻输出所述第二值，控制所述第一开关（140）由导通状态变为断开状态并控制所述第二开关（170）由断开状态变为导通状态，以使得所述压控振荡器（120）的控制电压由所述斜坡电压切换为平均电压，其中，所述平均电压为所述第一电容器（150）的电压值与所述第二电容器（180）的电压值的平均值，所述第五时刻在所述第四时刻之后，在所述第四时刻至所述第五时刻之间，所述第一开关（140）处于导通状态且所述第二开关（170）处于断开状态。

12.一种晶体振荡器，其特征在于，包括：

如权利要求1至11中任一项所述的装置中的所述晶体（200）；

振荡电路。