CN1666406A - 用于低功率时钟产生的设备 - Google Patents

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Abstract

用于产生时钟信号的高精度晶体振荡器，包括由来自电流源(5)的电流控制的增益级(2)，和可微调的负载电容(3，4)。为了时钟信号的低功率产生，提供了模式控制单元(7)，用于断开至少部分的负载电容(3，4)，以及激活连接在增益级(2)的输入端和电流源(5)之间的振幅调节器(6)，以便将到增益级(2)的电流减小到一个使得振荡以最小幅度维持的值。

Description

用于低功率时钟产生的设备
技术领域
本发明总地涉及时钟信号振荡器，更确切地，涉及用于在这种振荡器中低功率时钟信号产生的设备。
背景技术
在例如蓝牙系统的无线收发信机中，需要例如13MHz的高频时钟信号用于不同的操作模式，例如发送、接收等等。因为在发送和接收模式中要求高频的精度，典型地为+/-10ppm，该13MHz的时钟信号通过精确的晶体振荡器产生。在无线收发信机的休眠(sleep)模式期间，也就是说没有发送或接收操作的时候，只需要例如3.2kHz的低频时钟信号，其具有较低频率精度要求，典型地为+/-250ppm，并期望有低功耗。
已知通过分离的RC振荡器产生该3.2kHz的时钟信号。然而，即使是微调实现的RC振荡器也在获得时间和温度的频率精度上存在问题。
同样已知通过增加低频例如32kHz的第二晶体来产生低功率时钟信号。然而，一个附加的晶体意味着额外的成本。
此外，已知通过对13MHz时钟信号进行分频来产生3.2kHz时钟信号。然而，以全功率、也在休眠模式运行13MHz晶体振荡器将增加太多的无线收发机的功率消耗。
发明内容
本发明的一个目标是提供用于在高精度晶体振荡器中以较低功率生成时钟信号的设备，该晶体振荡器包括被来自电流源的电流控制的增益级和可微调的负载电容。
这是如此实现的，即根据本发明的设备包括一个模式控制单元，用于断开至少部分负载电容以及激活一个连接在增益级的输入端和电流源之间的振幅调节器来将到增益级的电流减小到一个使振荡以最小幅度维持的值。
由此将减少功耗。
附图说明
本发明将通过参照附图来做进一步详细的说明，其中附图1是具有根据本发明实施例的振荡器电路的简要示意图。
具体实施方式
图1是包括晶体1的13MHz晶体振荡器电路的简要示意图。晶体1的一个端子通过可微调负载电容3与增益级2的输入端以及地连接，另外一个端子通过可微调负载电容4与增益级2的输出端以及地连接。通过微调负载电容3、4得到高频率精度，典型的为+/-10ppm。
增益级2的增益与通过可变电流源5向增益级2供给的电流成比例。另外，增益级2的输出处的振幅是它的增益的函数，即增益越高，振幅越大。
根据本发明，振幅调节器6的输入端与增益级2的输入端连接，其输出端与电流源5的控制输入端连接，控制输入端与模式控制单元7的输出端连接。
振幅同样是负载电容的函数，即负载电容越小，对于某一增益达到的振幅越大。因此，模式控制单元7的输出端同样与可微调负载电容3、4的控制输入端连接，使其可能在休眠模式断开所有或至少部分的负载电容。
在图1的实施例中，分频器8与振荡器2的输出端连接来提供3.2kHz的时钟信号。分频器8运行于包括休眠模式的所有操作模式，因为在所有的时间都需要3.2kHz的时钟。
通过模式控制单元7，振荡器电路能够在操作模式和休眠模式间切换。
在操作模式，即在需要13MHz的时钟信号时，功耗很高。这归因于需要微调负载电容来获得要求的频率精度，以及需要用于13MHz时钟信号的低抖动的相对高的振幅。
根据本发明，为了减少休眠模式中振荡器电路的功耗，即当只需要3.2kHz的时钟信号时，调整模式控制单元7产生控制信号来断开至少部分的负载电容3、4。通过断开部分的负载电容3、4，将需要较小的从电流源5到增益级2的电流来达到某一振幅。
由于对3.2kHz时钟信号的精度要求相对较低，例如250ppm，所以可以减少负载电容3、4。负载电容越少，频率误差越大，但会需要更小的电流来维持振荡。
来自模式控制单元7的控制信号同样可以应用于振幅调节器6，该振幅调节器被激活来将从电流源5到增益级2的电流减小到这样一个值，使振荡以足以由分频器8执行适当分频的最小幅度维持。
13MHz的时钟信号在休眠模式中可以通过例如门电路来阻塞。在图1的实施例中，这是通过一“与”门9来完成的，该“与”门以其一输入端与增益级2的输出端连接，而以其另一输入端与模式控制单元7的输出端连接。

Claims (4)

1.一种用于在高精度晶体振荡器中产生低功率时钟信号的设备，该振荡器包括由来自电流源(5)的电流控制的增益级(2)，和可微调负载电容(3，4)，其特征在于：
该设备包括一个模式控制单元(7)，用于断开至少部分的负载电容(3，4)，以及激活一个连接在增益级(2)的输入端和电流源(5)之间的振幅调节器(6)，以将到增益级(2)的电流减小到一个使振荡以最小幅度维持的值。
2.如权利要求1的设备，其特征在于：分频器(8)与增益级(2)的输出端连接来提供低频低功率时钟信号。
3.如权利要求2的设备，其特征在于：门电路(9)以其一个输入端与增益级(2)的输出端连接，且以其另一输入端与模式控制单元(7)连接，以便当提供低频低功率时钟信号时，阻塞该门电路(9)的输出。
4.如权利要求3的设备，其特征在于：门电路(9)是“与”门。
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