CN1902824A - 频率和/或相位补偿的微机电振荡器 - Google Patents

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Abstract

这里描述和说明了很多发明。在一个方案中，本发明涉及一种补偿的微机电振荡器，其具有产生输出信号的微机电谐振器和频率调节电路系统，该所述频率调节电路系统耦合到微机电谐振器以接收微机电谐振器的输出信号，并对一组值作出响应，产生具有第二频率的输出信号。在一个实施例中，可以使用微机电谐振器的输出信号的频率来确定这些值，而所述频率取决于微机电谐振器的工作温度和/或微机电谐振器的制造变化。在一个实施例中，频率调节电路系统可以包括倍频器电路系统，例如，PLL、DLL、数字/频率合成器和/或FLL，以及其任何组合和排列。附加地或代替地，频率调节电路系统可以包括分频器电路系统，例如DLL、数字/频率合成器(例如，DDS)和/或FLL，以及其任何组合和排列。

Description

频率和/或相位补偿的微机电振荡器
发明领域
本发明涉及包括微机电谐振器的微机电系统和技术；更具体地，在一个方案中，本发明涉及用于提供稳定和可控的微机电振荡器输出频率的系统和技术，所述输出频率是可以利用小增量和大增量来进行控制的。
背景技术
微机电系统(“MEMS”)，例如，陀螺仪、谐振器和加速计，利用了微机械加工技术(即，平版印刷和其他精确制造技术)，以将机械部件减小到一般可与微电子器件相比的程度。
MEMS通常包括使用微机械加工技术由或利用例如硅层制造的机械机构。例如，将硅层淀积在绝缘层上，该绝缘层尤其用作MEMS的牺牲层。由此，绝缘层的大部分被蚀刻或去除，以便释放机械结构。(例如，参见美国专利6450029和6240782)。这样，机械结构例如可以用作提供具有给定频率的输出信号的谐振器。
MEMS振荡器通常包括MEMS谐振结构和相关的驱动电路。(例如，参见美国专利6577040和美国专利申请2002/002/021054和2002/0068370)。MEMS振荡器的输出信号的频率一般在制造期间确定，但是此后可以使用公知技术将其调节到精确值。将MEMS振荡器设计成在工作温度范围内提供所希望的输出信号频率。通过这种方式，MEMS振荡器可以用于许多应用，其中环境随着时间在给定范围内变化。
MEMS振荡器的许多应用都需要高频振荡器，该高频振荡器在宽的工作温度范围内是高度可控和精确的。例如，高频可以改善振荡器的信噪比。然而，这种谐振器趋向于使振荡器的频率调节、稳定性和控制变得困难、复杂和昂贵。(例如，参见美国专利6577040；6624726；和美国专利申请2003/0089394、2003/0160539、2003/0168929、和2003/0173864)。用于控制和调节MEMS谐振器结构的输出频率的常规方案是在谐振结构和控制电极之间施加静电偏置。通过增加穿过谐振结构和控制电极之间的间隙的场强，可以减小谐振结构的输出信号的频率。
通常情况下，由谐振结构的初始频率误差和温度变化来确定最小所需频率控制。由于将谐振器结构设计成用于更高的频率，因此正常情况下应该增加穿过谐振结构和控制电极之间的间隙可获得的电场，以保持频率控制的适当范围。这可以通过减小该间隙的宽度和/或增加施加在间隙两端的可用电压来实现。
为了实现输出信号的高频，所需间隙和电压趋向于使MEMS设计复杂化，显著地增加谐振结构的成本和制造难度，和/或需要昂贵的控制电路系统(例如，高压CMOS电路系统)。特别地，用于控制和调节频率的另一替换方法(其也在高频下适用)是控制谐振器结构的温度。(例如，参见美国专利申请2003/0160539和2003/0173864)。在这点上，可以控制谐振器结构的温度，以提供更精确的高频输出。尽管该技术可以提供精度和/或控制的同时，但是使MEMS谐振结构的设计复杂得多。另外，这种MEMS设计经常需要额外的功率以及用于控制谐振结构的温度的温度调节电路系统。因此，这个替换方案可能不适合于许多应用。
因此，特别需要一种采用MEMS谐振器的振荡器(以下被称为“MEMS振荡器”)，该MEMS谐振器克服了常规系统、设计和技术中的一个、一些或所有缺陷。在这点上，需要一种改进的MEMS振荡器，其提供高度可控的、精确的和/或能在宽的工作温度范围内工作的输出信号，并克服常规MEMS振荡器/谐振器系统的成本、设计、操作和/或制造缺陷。而且，需要一种改进的MEMS振荡器，在设计、制造、封装和/或实施之前和/或之后，其提供具有精确的、稳定的、可控的、可编程的、可定义的和/或可选择的频率和/或相位的输出信号，或提供各自具有精确的、稳定的、可控的、可编程的、可定义的和/或可选择的频率和/或相位的多个输出信号。
发明内容
这里描述和阐明了许多发明。在第一原理方案中，本发明涉及一种补偿的微机电振荡器，其具有产生输出信号的微机电谐振器以及频率调节电路系统，所述频率调节电路系统耦合到微机电谐振器以接收微机电谐振器的输出信号，并响应一组值，以产生具有第二频率的输出信号。在一个实施例中，这些值可以使用微机电谐振器的输出信号的频率来确定，而该频率取决于微机电谐振器的工作温度和/或微机电谐振器的制造变化。在一个实施例中，频率调节电路系统可以包括倍频器电路系统，例如PLL、DLL、数字/频率合成器和/或FLL、以及它们的任何组合和排列(permutation)。另外或代替，频率调节电路系统可以包括分频器电路系统，例如DLL、数字/频率合成器(例如DDS)和/或FLL、以及它们的任何组合和排列。
可以对微机电谐振器进行补偿(部分地或全部)或不进行补偿。
在一个实施例中，可以基于对微机电谐振器温度的估计动态地确定频率调节电路系统所采用的值。这些值可以使用经验数据和/或数学模型来确定。而且，在一个实施例中，这些值可以使用表示微机电谐振器的工作温度的数据来确定。
在一个实施例中，频率调节电路系统可以包括倍频器电路系统(例如，分数-N PLL或数字合成器)。
在另一实施例中，频率调节电路系统包括(1)倍频器电路系统和(2)分频器电路系统。倍频器电路系统(例如，分数-N PLL)使用第一组值和微机电谐振器的输出信号产生具有频率的输出信号，其中输出信号的频率大于微机电谐振器的频率。分频器电路系统(例如，整数-N PLL、DLL或DDS)耦合到倍频器电路系统，以接收倍频器电路系统的输出信号，并基于第二组值，产生具有第二频率的输出信号。
在另一实施例中，频率调节电路系统包括(1)第一倍频器电路系统(例如，分数-N PLL或数字/频率合成器)以及(2)第二倍频器电路系统(例如，整数-N PLL或数字/频率合成器)。
在另一原理方案中，本发明涉及一种补偿的微机电谐振器，其具有产生输出信号的微机电谐振器(补偿的(部分地或全部地)或非补偿的)。补偿的微机电振荡器还包括频率调节电路系统，该频率调节电路系统耦合到微机电谐振器以接收微机电谐振器的输出信号，并对一组值作出响应，以产生具有输出频率的输出信号。在一个实施例中，基于微机电谐振器的输出信号的频率和表示微机电谐振器的工作温度的数据确定这组值。
在一个实施例中，这些值动态地提供给频率调节电路系统。在另一实施例中，使用微机电谐振器的输出信号的估计频率确定这些值，其中使用经验数据确定估计频率。在另一实施例中，使用微机电谐振器的输出信号的估计频率确定这些值，其中使用数学模型确定估计频率。
在一个实施例中，频率调节电路系统可以包括倍频器电路系统(例如，分数-N PLL或数字合成器)。
在另一实施例中，频率调节电路系统包括(1)倍频器电路系统和(2)分频器电路系统。倍频器电路系统(例如，分数-N PLL)使用第一组值和微机电谐振器的输出信号产生具有频率的输出信号，其中输出信号的频率大于微机电谐振器的频率。分频器电路系统(例如，整数-N PLL、DLL或DDS)耦合到倍频器电路系统以接收倍频器电路系统的输出信号，并基于第二组值，产生具有第二频率的输出信号。
在另一实施例中，频率调节电路系统包括(1)第一倍频器电路系统(例如，分数-N PLL或数字/频率合成器)和(2)第二倍频器电路系统(例如，整数-N PLL或数字/频率合成器)。
在另一基本方案中，本发明提供一种对具有微机电谐振器的温度补偿的微机电振荡器进行编程的方法。该谐振器产生输出信号，其中输出信号包括第一频率。微机电振荡器还包括频率调节电路系统，其耦合到该谐振器以接收微机电谐振器的输出信号，并提供具有在预定频率范围内的频率的输出信号。本发明的这个方案的方法包括(1)当微机电谐振器处于第一工作温度时，测量微机电谐振器的输出信号的第一频率；(2)计算第一组值，和(3)向频率调节电路系统提供第一组值。
在一个实施例中，该方法还包括计算第二组值，其中当微机电谐振器处于第二工作温度时，频率调节电路系统对第二组值作出响应，提供具有在预定频率范围内的频率的输出信号。可以使用经验数据或使用数学模型来计算第二组值。
在另一基本方案中，本发明是一种具有微机电谐振器和频率调节电路系统的温度补偿的微机电振荡器的操作方法。该谐振器用于产生输出信号，其中输出信号包括第一频率。频率调节电路系统耦合到谐振器以接收微机电谐振器的输出信号，并对第一组值作出响应，提供具有第二频率的输出信号，其中第二频率在预定频率范围内。本发明的这个方案的方法包括(1)获得表示微机电谐振器的温度的数据；(2)确定微机电谐振器处于第二工作温度；(3)确定第二组值，其中当微机电谐振器处于第二工作温度时，频率调节电路系统对第二组值作出响应，提供具有在预定频率范围内的频率的输出信号；和(4)向频率调节电路系统提供第二组值。可以使用经验数据或使用学术模型来计算第二组值。
在一个实施例中，该方法还包括测量微机电谐振器的温度和计算微机电谐振器的工作温度。
在另一实施例中，第二组值包括第一和第二分组值并且频率调节电路系统包括：(1)第一倍频器电路系统(例如，分数-N PLL)，以使用第一分组值产生具有频率的输出信号，其中输出信号的频率大于第一频率；和(2)第二倍频器电路系统(例如，整数-N PLL或数字/频率合成器)，其耦合到第一倍频器电路系统，以接收第一倍频器电路系统的输出信号，并基于第二分组值，产生具有第二频率的输出信号，其中第二频率大于第一倍频器电路系统的输出信号的频率。该方法还包括确定第一分组值，其中当微机电谐振器处于第二工作温度时，频率调节电路系统对第一分组值作出响应，提供具有在预定频率范围内的频率的输出信号。
此外，这里描述和说明了许多发明。本发明内容不是对本发明范围的穷举。而且，本发明内容不旨在限制本发明并且不应该以这种方式进行解释。尽管在本发明内容中已经说明了本发明的某些实施例、特点、特征和优点，但是应该理解的是，通过以下的说明书、示例和所附权利要求书可以明显看出本发明的许多其他的、以及不同和/或相同的实施例、特点、特征和/或优点。
附图简述
在下面详细说明的过程中，将参考附图。这些附图示出本发明的不同方案，在此恰当地以相同的方式标注在不同附图中表示相同的结构、部件、材料和/或元件的参考标记。应该理解的是，可以想出除具体所示之外的结构、部件、材料和/或元件的各种组合，并且它们在本发明的范围内。
图1是常规MEMS振荡器的方框图；
图2A-2E是根据本发明某些方案的频率和/或相位补偿的MEMS振荡器的方框图；
图3A-3H是常规锁相环、延时锁定环、直接数字合成器、和分数合成器的方框图；
图4A-4C、5A-5C、6A-6C、7A-7C和8A-8C总体上示出MEMS振荡器的输出信号相对于温度的典型特性、补偿电路系统相对于温度的各种典型操作或功能、以及补偿的MEMS振荡器的输出信号相对于温度和/或初始误差的某种特性；
图9A-9D示出根据本发明某些方案的频率和/或相位补偿的MEMS振荡器的更详细的方框图；
图10A-10D示出根据本发明的某些其他方案的包括分频器电路系统的MEMS振荡器的详细方框图；
图11A和11B示出根据本发明某些方案的包括多个输出信号的频率和/或相位补偿的MEMS振荡器的方框图；
图12A和12B示出根据本发明某些方案的包括多个输出信号的频率和/或相位补偿的MEMS振荡器的方框图；
图13A和13B示出根据本发明某些方案的具有倍频器电路系统和分频器电路系统的MEMS振荡器的方框图，其中所述分频器电路系统包括对多个输出信号的独立的频率和相位控制；
图14A-14D示出根据本发明某些方案的具有倍频器/分频器电路系统和第二倍频器/分频器电路系统MEMS振荡器的方框图；
图15A示出根据本发明某些方案的集成在公共衬底中或上的频率和/或相位补偿的MEMS振荡器的俯视(即三维)方框图；
图15B示出根据本发明某些方案的包括集成的温度传感器、集成在公共衬底中或上的频率和/或相位补偿的MEMS振荡器的俯视方框图；
图15C-15F示出根据本发明某些方案的集成在公共衬底中或上的频率和/或相位补偿的MEMS振荡器的俯视方框图；
图16A-16C示出根据本发明某些方案的补偿的MEMS振荡器的俯视方框图，其中将MEMS部分以及补偿和控制电路系统设置在分开的衬底上；
图17A-17C示出根据本发明某些方案的图13C-13F的MEMS振荡器的互连技术的俯视方框图；
图18A-18H示出根据本发明某些方案的集成在公共衬底中或上的MEMS振荡器的一部分的剖面图，以及补偿和控制电路系统的一部分的剖面图；
图19A-19D示出根据本发明某些方案的补偿的MEMS振荡器的俯视方框图，其中将驱动电路系统设置在补偿和控制电路系统的衬底上；
图20示出根据本发明某些方案的补偿的MEMS振荡器的俯视方框图，其中将补偿的MEMS振荡器的驱动电路系统部分设置在与包括MEMS谐振器以及补偿和控制电路系统的衬底不同的衬底上或中；
图21A和21B是根据本发明某些方案的频率和/或相位补偿的MEMS振荡器的方框图；
图22A和22B是根据本发明某些方案的与调制电路系统结合实施的频率和/或相位补偿的MEMS振荡器的方框图；以及
图23A-23C和24A-24I示出可以用于补偿电路系统的各种拓扑结构的特殊时钟或信号对准电路系统的典型排列和/或组合。
详细说明
在这里描述和阐明许多发明。在一个方案中，本发明涉及一种频率和/或相位补偿的MEMS振荡器(以下被称为“频率/相位补偿的MEMS振荡器”或“补偿的MEMS振荡器”)，其用于提供高度精确的、稳定的、可控的、可编程的、可限定的和/或可选择的输出信号。在这点上，输出信号的可控的、可编程的、可限定的和/或可选择的方面可以是输出信号的频率和/或相位。例如，本发明可以提供高度精确的、稳定的、可控的、可编程的、可限定的和/或可选择的输出信号，该输出信号具有预定的、预定义的和/或特定频率(例如，1Hz到100kHz的低频率，1-100MHz的中间频率，或者1-10GHz的更高频率)和/或所希望的相位(例如，0度、90度和/或180度)。实际上，在设计、制造、封装和/或在电路系统内实施之前和/或之后，可以对输出信号的频率和/或相位进行调节、补偿、控制、编程、限定的和/或选择。
参见图2A-2E，本发明的频率/相位补偿的MEMS振荡器100采用MEMS谐振器12和驱动电路14(即，MEMS振荡器10)，以提供具有已知频率的在时间上重复的输出信号(例如，时钟信号)。特别地，MEMS谐振器12和驱动电路14可以采用任何类型的MEMS设计和/或控制，不管是现在已知的还是后来研发的，例如包括在本发明的背景技术中讨论过的那些类型。实际上，本发明的驱动电路14可以包括或不包括控制和/或调节输出信号的频率的电路系统。
将MEMS振荡器10的输出提供给补偿和控制电路系统16。在一个实施例中，补偿和控制电路系统16包括频率和/或相位补偿电路系统18(以下被称为“补偿电路系统18”)，其接收MEMS振荡器10的输出，并且调节、补偿、校正和/或控制MEMS振荡器10的输出的频率和/或相位。在这点上，补偿电路系统18使用MEMS振荡器10的输出以提供进行过调节的、校正的、补偿的和/或控制的输出，其具有例如所希望的、被选择的和/或预定的频率和/或相位。
补偿电路系统18的输出信号的特性(频率和/或相位)可以是预置的、预编程的和/或可编程的，以提供具有例如所希望的、被选择的和/或预定的频率和/或相位的输出信号。输出信号的特性例如在制造、测试和/或校准期间可以是预编程的或可编程的。实际上，输出信号的特性还可以在正常工作期间进行编程。
补偿电路系统18可以采用一个或多个锁相环(PLL)、延时锁定环(DLL)、数字/频率合成器(例如，直接数字合成器(“DDS”)、频率合成器、分数合成器和/或数字控制的振荡器)和/或锁频环(FLL)。在这些实施例中，MEMS振荡器10的输出用作基准输入信号(即，基准时钟)。PLL、DLL、数字/频率合成器和/或FLL可以提供倍频(即，增加MEMS振荡器的输出信号的频率)。PLL、DLL、数字/频率合成器和/或FLL还可以提供分频(即，减小MEMS振荡器的输出信号的频率)。而且，PLL、DLL、数字/频率合成器和/或FLL还可以使用倍频和/或分频来进行补偿，以调节、校正、补偿和/或控制MEMS谐振器的输出信号的特性(例如，频率、相位和/或抖动)。特别地，分别在图3A和3B中提供典型或常规的PLL和DLL的实施例的方框图；在图3C和3D中提供典型或常规的DSS的实施例的方框图。
通过补偿电路系统18进行的倍频或分频(和/或相位调节)可以采用小增量或大增量。例如，补偿电路系统18可以包括整数PLL、分数PLL和/或小(fine)-分数-N PLL以精确地选择、控制和/或设置补偿的MEMS振荡器100的输出信号。在这点上，MEMS振荡器10的输出可以提供给分数-N PLL和/或小-分数-N PLL(以下统称为“分数-N PLL”)的输入，其可以是预置的、预编程的和/或可编程的，以提供具有所希望的、被选择的和/或预定的频率和/或相位的输出信号。特别地，分别在图3E和3H中提供典型或常规的分数-N PLL和分数合成器的实施例的方框图；在图3F和3G中提供典型或常规的分数-NDLL的实施例的方框图。
特别地，在一个实施例中，为了产生和/或提供具有例如所希望的、被选择的和/或预定的频率和/或相位的进行过调节的、校正的和/或控制的输出(即补偿电路系统18的功能)，而由补偿电路系统18采用的参数、基准(例如，频率和/或相位)、值和/或系数可以在补偿的MEMS振荡器100工作之前或过程中从外部提供给补偿电路系统18。在这点上，用户或外部电路系统/器件/系统可以提供表示这些参数、基准、值和/或系数的信息，以设置、改变、提高和/或优化补偿电路系统18和/或补偿的MEMS振荡器100的性能。接着参照图2B，这种信息可以直接提供给补偿电路系统18或提供给由补偿电路系统18使用的存储器20。
特别地，补偿电路系统18还可提供多个输出，每个输出具有所希望的、被选择的和/或预定的相对或绝对的频率和/或相位。例如，本发明的频率/相位补偿的MEMS振荡器100可以提供若干个输出信号，每个输出信号具有所希望的、被选择的和/或预定的频率(例如，MEMS振荡器10的输出信号的频率的四分之一、一半和/或两倍)以及相对于基准输入和/或其他输出信号的所希望的、被选择的和/或预定的相位关系(例如，0度、45度、90度和/或180度)。实际上，该频率和/或相位关系例如在制造、测试、校准期间和/或在正常工作期间可以是可编程的。特别地，可以通过相同或分开的或不同的补偿电路系统18产生多个输出。
参考图2C-2E，在某些实施例中，补偿的MEMS振荡器100包括用于控制补偿电路系统18的控制电路系统22。在这点上，在一个实施例中，控制电路系统22可以(基于外部输入和/或位于局部和/或常驻/集成存储器20中的数据，可以例如在制造、测试、校准期间对其进行编程和/或在工作期间动态地对其进行编程)提供、计算和/或确定补偿电路系统18所需的参数、基准、值和/或系数(例如，用于PLL、数字/频率合成器和/或DLL的参数和/或系数)，以调节、校正和/或控制MEMS振荡器10的输出的频率和/或相位，从而补偿的MEMS振荡器100的输出信号的特征和/或特性(例如，频率、相位、调制、扩展、抖动、占空比、锁定/响应时间、噪声抑制和/或抗扰性)是合适的、所希望的和/或在预定或预选的限度内(例如，在所希望的、合适的和/或预定的频率的25ppm内，以及在所希望的、合适的和/或预定的相位和/或占空比的1％内)。
因此，在一个实施例中，为了设置和/或控制补偿电路系统18而由控制电路系统22采用的参数、基准(例如，频率和/或相位)、值和/或系数可以在补偿的MEMS振荡器100工作之前或期间从外部提供给控制电路系统22。在这点上，用户或外部电路系统/器件/系统可以提供表示参数、基准、值和/或系数的信息，以便设置、改变、提高和/或优化补偿电路系统18和/或补偿的MEMS振荡器100的性能。这种信息可以直接提供给控制电路系统22或提供给由控制电路系统22使用的存储器20。
在另一实施例中，例如通过将表示参数、基准、值和/或系数的信息永久性地、半永久性地或临时地(即，直到再编程为止)存储在诸如SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM等存储器20中(例如，配置封装上的某个管脚或某些管脚的状态)，可以对为了设置、编程和/或控制补偿电路系统18而由控制电路系统22采用的参数、基准、值和/或系数进行预先编程或预置。在本发明的本实施例中，例如可以将表示参数、基准、值和/或系数的信息存储在SRAM、DRAM、ROM、EEPROM中。可以在制造、测试、校准和/或工作期间在存储器20中存储或编程表示参数、基准、值和/或系数的信息。这样，控制电路系统22可以访问存储器20，以便在启动/供电、初始化、重新初始化期间和/或在频率/相位补偿的MEMS振荡器100的正常工作期间取回所需信息。
应该注意的是，存储器20可以由分立元件构成或可以位于集成电路上或集成电路中，所述集成电路包括补偿电路系统18、控制电路系统22和/或频率/相位补偿的MEMS振荡器100。
特别地，控制电路系统22还可以控制MEMS振荡器10的操作。(例如，参见图2D和2E)。例如，控制电路系统22可以控制MEMS谐振器12(直接地)和/或驱动电路14的操作，而驱动电路14反过来调节MEMS谐振器12的操作和/或性能。这样，可以调节、校正和/或控制MEMS振荡器10的输出信号，以提供具有在给定、预定和/或所希望的范围内(例如，1-100MHz±10ppm)的频率的信号。用于控制MEMS振荡器10的操作的所有技术，不管是现在已知的还是后来研发的，都旨在处于本发明内。用于控制MEMS振荡器的操作的信息或数据可以从外部提供或保存在存储器20中，其方式与前面结合为控制补偿电路系统18而采用的参数、基准、值和/或系数所讨论的方式相同。
参见图2E，本发明的频率/相位补偿的MEMS振荡器100还可以包括温度传感器电路系统24。在一个实施例中，温度传感器电路系统24从一个或多个分立的温度传感器(统一表示为温度传感器26，而不是单独示出)(经由温度传感器26)接收表示MEMS振荡器10(或其一部分)和/或补偿电路系统18的温度的数据(电流或电压，采用模拟形式或数字形式)。作为响应，温度传感器电路系统24确定和/或计算表示相应的工作温度(即，MEMS振荡器100(或其一部分)和/或补偿电路系统18的工作温度)的信息。在这点上，可以将一个或多个温度传感器(例如，由二极管、晶体管、电阻器或变阻器构成)和/或一个或多个MEMS结构设置在MEMS振荡器10和/或补偿电路系统18的衬底上的所选择的、重要的和/或“关键(critical)”的位置上。
温度传感器电路系统24将该信息提供给控制电路系统22，作为响应，控制电路系统22可以确定或计算新的参数、基准、值、和/或系数(即，绝对信息)、或对已有或目前参数、基准、值和/或系数的调整(即，相对信息)，以处理和/或补偿温度的变化。在这点上，控制电路系统22可以确定和/或计算补偿电路系统18所需的参数、基准(例如，频率和/或相位)、值、和/或系数(或对其的调整)，以产生和/或提供合适的、所希望的和/或预定的输出信号(例如，具有所希望的、合适的和/或预定的频率和/或相位的信号)。
实际上，控制电路系统22可以根据频率/相位补偿的MEMS振荡器100或其一部分(例如，MEMS振荡器10和/或补偿电路系统18)的工作条件和/或环境的变化调节MEMES振荡器10的操作。例如，在一个实施例中，控制电路系统22可以采用来自温度传感器电路系统24的数据来(直接地)和/或(间接地)经由驱动电路14控制MEMS振荡器10的输出的频率。这样，可以调节、校正和/或控制MEMS振荡器10的输出信号，以适应和/或补偿工作条件和/或环境的变化。在一个实施例中，控制电路系统22采用查询表和/或预定的或数学关系，来调节和/或控制MEMS振荡器10的操作，以补偿和/或校正环境温度(即MEMS振荡器10的温度)的变化。
在另一实施例中，控制电路系统22可以调节、校正和/或控制MEMS振荡器10和补偿电路系统18的性能特性，例如，以提供具有在给定的、预定的和/或所希望的范围内的频率和/或相位的信号。例如，控制电路系统22可以调节、校正和/或控制MEMS振荡器10的输出的频率，如前所述。此外，作为调节、校正和/或控制MEMS振荡器10的输出的频率的结果，控制电路系统22还可以确定和/或计算由补偿电路系统18所用的新的参数、基准、值和/或系数(或对当前的参数、基准、值、和/或系数的调整)。这样，给定MEMS振荡器10和/或补偿电路系统18的工作条件和/或环境，可以获得补偿的MEMS振荡器100的更优化的性能。
在图4A-4C、5A-5C、6A-6C、7A-7C以及8A-8C中总体上示出相对于温度的MEMS振荡器10的输出信号、补偿电路系统18相对于温度的一般典型补偿操作或功能、以及相对于温度的补偿的MEMS振荡器100的输出信号(即具有所希望的、被选择的和/或预定的频率和/或相位)。在这点上，每个实例中的补偿的MEMS振荡器100的输出信号包括在给定的、预定的和/或特别的频率和/或温度下的所希望的、被选择的和/或预定的特性(例如，所希望的、被选择的和/或预定的频率和/或相位)。每个实例中的补偿的MEMS振荡器100的输出信号还可以包括对于频率、在频率组或范围和/或温度组或范围内的所希望的、被选择的、和/或预定的频率特性。例如，参见图4C、5C和8C，补偿的MEMS 100的输出信号的频率相对于温度的关系曲线是恒定的或“平坦的”(或基本上恒定的或平坦的)，由此，频率在温度范围内(例如，补偿的MEMS振荡器100的工作温度)保持恒定(或基本恒定)。
特别地，与图4B、7B和8B所示的由电路系统18进行的频率补偿相比，图5B和6B包括粒度(granular)更大的由电路系统18进行的频率补偿。此外，可以将补偿电路系统18的功能(例如，参见图6B和7B)设计成提供特别的输出信号特性，其尽管相对于温度不是恒定的或“平坦的”(例如，参见图6C和7C)，但是在可接受的和/或适当的所希望和/或预定的规范内。在这点上，补偿电路系统18的功能不是全部或完全补偿，但是“偏离”的量处于或者可以处于可接受的、预定的和/或规定的限度内。(例如，参见图6C和7C)。
此外，参见图5A，MEMS振荡器10的输出信号的频率相对于温度可以具有不连续的关系。在本实施例中，对于温度变化可以对MEMS振荡器10进行部分的补偿和/或设计。由此，在他5A-5C的实施例中，MEMS振荡器10和补偿电路系统18各自在温度范围内和/或对于预定的温度部分地进行补偿和/或对补偿起作用。可以使用公知的数学模型技术(例如，基于相对于温度的期望或预定的频率响应，其基于与给定/特定的振荡器设计和/或材料的关系)来确定MEMS振荡器10的输出信号相对于温度或窄和/或离散的温度范围的特性。这些特性还可以使用经验和/或实际数据或测量数据来确定。经验数据可以用于推断和/或确定输出频率与温度的函数或关系。可以为一个、多个或所有器件确定这一关系。或者，可以为一个或多个MEMS振荡器10确定一个关系，然后将该关系用于所有“相同”的MEMS振荡器(例如，从给定制造“一批”或“多批”得到的所有MEMS振荡器，即来自相同晶片的器件)。
MEMS振荡器10的输出信号的频率在一定程度上取决于制造工艺以及材料的制造变化。相应地，尽管可以使用相同的技术来制造MEMS振荡器10a、10b和10c，但是频率可以变化(参见图8A)。特别地，当在给定系统中实施MEMS振荡器时，这些变化可以具有显著的影响。
在本发明的某些实施例中，可以测量MEMS振荡器10a、10b、和10c的输出信号的“初始”频率(即fa、fb、fc)，并且此后，可以确定、设置和/或编程补偿电路系统18的功能(参见图8B)。在这点上，初始频率可以是在给定或特定的温度(例如，室温或预期工作温度)下的MEMS振荡器10的频率。可以在封装或集成/合并之前或之后对MEMS振荡器10的“初始”频率进行测量、采样、检测。还可以在一种以上的工作条件(例如，一个温度)下对MEMS振荡器10进行校准。
在这些实施例中，MEMS振荡器10a、10b、10c的输出信号的初始频率可以(分别地)用于计算和/或确定补偿电路系统18a、18b、和18c的参数、基准(例如，频率和/或相位)、值和/或系数。这样，可以使补偿电路系统18a、18b和18c的功能不同，以处理和/或补偿MEMS振荡器10a、10b、和10c的输出信号的特定特性(见图8B)。由此，不管MEMS振荡器10a、10b、和10c的输出信号的初始频率的差别如何，MEMS振荡器100a、100b、和100c(分别地)在给定的、预定的或特定的频率和/或温度(或频率和/或温度的范围)下产生和/或提供具有所希望的、被选择的和/或预定的特性(例如，所希望的、被选择的和/或预定频率和/或相位)的输出信号(参见图8C)。
然而，特别地，在有些实施例中，不进行MEMS振荡器10的校准，并且可以通过补偿和控制电路系统16(和/或补偿电路系统18)进行对补偿的MEMS 100的输出信号的特性的任何调整(由于不存在MEMS振荡器10的校准)。在本实施例中，采用提供可编程度范围以解决或补偿MEMS振荡器10的输出信号的特性(例如，MEMS振荡器10的初始频率)的变化/差别的拓扑结构是有利的。
尽管图4A-4C、5A-5C、6A-6C、7A-7C和8A-8C示出了频率关系，但是相位关系与频率关系是相似的和/或与频率关系在数学上相关。相应地，这些图意味着从其中可以提取或确定相位和/或相位关系。
参见图9A，在一个实施例中，频率/相位补偿的MEMS振荡器100包括MEMS振荡器10以及补偿和控制电路系统16。MEMS振荡器10的输出信号提供给补偿电路系统18。MEMS振荡器10可包括一个或多个输出信号(在一条或多条信号线上)，以便例如提供或传输单端信号和/或差分信号对。由此，MEMS振荡器10可以提供一个或多个信号，例如包括差分信号。
在本实施例中，将MEMS振荡器10的输出信号作为输入提供给倍频器电路系统28。倍频器电路系统28用于可控制地增加MEMS振荡器10的输出的频率。例如，本发明的本实施例可以用于提供具有稳定的中频(例如，1-100MHz)或稳定的高频(例如，1-10GHz)的高度可控的、可编程的、可定义的、可选择的和/或精确的输出信号。
在一个实施例中，倍频器电路系统28包括一个或多个FLL、PLL、DLL、和/或数字/频率合成器(例如，数字控制的振荡器)。本实施例的倍频器电路系统28接收MEMS振荡器10的模拟输出。FLL、PLL、DLL和/或数字/频率合成器可以是串联级联的，从而获得特定的、精确的和/或可选择的频率和相位。特别地，FLL、PLL、DLL和/或数字/频率合成器(例如，DDS)的操作和实施对于本领域技术人员来说是公知的。任何FLL、PLL、DLL和/或数字/频率合成器以及其结构或替换方案，不管是现在已知的还是后来研发的，都旨在落入本发明的范围内。
特别地，采用分数-N PLL来产生和/或输出精确的和可控的频率或频率范围是有利的。这种分数-N PLL趋向于包括Sigma-Delta调制器或分频器，或者数模转换器斜波装置(digital to analog converterramp)。这样，可以编程和/或控制倍频器电路系统28以提供精确的频率或频率范围。例如，分数-N PLL可以是(或类似于)PhilipsSemiconductors(Netherlands)的SA8028或AN10140、来自SkyworksSolution Inc.(Newport Beach，California)的CX72300、以及来自KabenResearch Inc.(Ontario，Canada)的KR-SDS-32、KR-SHDS-32和KR-SDS45-ST6G。这些典型的分数-N PLL提供输出频率的精细控制和可选择的分辨率。特别地，在应用说明、技术/杂志文章和数据表中详细地说明了分数-N PLL的实施和操作。
此外，采用数字/频率合成器(例如，DDS和/或数字控制的振荡器)来产生和/或输出精确的和可控的频率或频率范围会是有利的。例如，数字/频率合成器可以是(或类似于)来自Intel Corporation(SantaClara，California)的STEL-1172、STEL-1175和/或STEL-1178A、和/或来自Analog Devices，Inc.(Norwood，Massachusetts)的AD9954。在应用说明、技术/杂志文章和数据表中详细地说明了所有这些数字/频率合成器(例如，DDS)的实施和操作。
继续参照图9A，如前所述，控制电路系统22可以提供、计算和/或确定倍频器电路系统28所需的参数、基准、值和/或系数(例如，用于分数N-PLL或DDS的参数和/或系数)，以调节、校正和/或控制补偿电路系统18的输出信号30的频率和/或相位。这样，信号线30上的输出信号包括和/或拥有合适的、所希望的、预定的特征和/或特性(例如，频率、相位、抖动、占空比、锁定/响应时间、噪声抑制和/或抗扰性)。例如，在采用分数-N PLL的情况下，控制电路系统22可以经由数据/控制信号线32向倍频器电路系统28提供用于预分频器M的整数值的数据和/或用于分数分频器N的值。
控制电路系统22可以包括微处理器和/或控制器，可以对其进行适当的编程以执行在这里所述的功能和/或操作。例如，在一个实施例中，微处理器和/或控制器可以执行计算由补偿电路系统18所采用的参数、基准、值和/或系数的功能和/或操作，以产生和/或提供具有精确的、合适的、所希望的和/或预定的特性的输出信号(例如，具有所希望的、合适的和/或预定的频率和/或相位的信号)。计算由补偿电路系统18所采用的参数、基准、值和/或系数的所有结构和技术，不管是现在已知的还是后来研发的，都旨在落入本发明的范围内。
特别地，控制电路系统22可以包括状态机(代替或加上微处理器和/或控制器)。就是说，可以通过状态机电路系统单独地或与处理器和/或控制器结合地来执行和/或实施这里所述的功能和/或操作。状态机可以是固定的、微编码的和/或可编程的。
为了设置、编程和/或控制倍频器电路系统28而由控制电路系统22采用的参数、基准、值和/或系数可以在补偿的MEMS振荡器100工作之前或期间从外部提供给控制电路系统22。在这点上，如上所述，用户/操作者或外部电路系统/器件/系统可以经由数据信号线34提供表示参数、基准、值和/或系数的信息，以设置、改变、提高和/或优化信号线30上的输出信号的特性。这种信息可以直接提供给控制电路系统22或提供给由控制电路系统22使用的存储器20。
例如，通过永久性地、半永久性地、或临时地存储在存储器20中，还可以对这些参数、基准、值和/或系数进行预编程。可以在制造、测试、校准和/或工作期间在存储器20中存储或编程信息。这样，控制电路系统22可以访问存储器20，以在启动/供电、初始化、重新初始化期间和/或在倍频器电路系统28的正常工作期间取回所需的信息。
继续参照图9A，本实施例的补偿的MEMS振荡器100还包括温度传感器电路系统24。在一个实施例中，温度传感器电路系统24从一个或多个温度传感器(未示出)在温度数据线36上接收数据(电流或电压，采用模拟或数字形式)。作为响应，温度传感器电路系统24确定和/或计算MEMS振荡器10的工作温度。温度传感器电路系统24经由信号线38向控制电路系统22提供信息。
作为响应，控制电路系统22可以确定和/或计算新的参数、基准、值和/或系数(即，绝对信息)或对已有的或“当前”的参数、基准、值和/或系数的调整(即，相对信息)，以处理和/或补偿温度的变化。在这点上，控制电路系统22可以确定所计算的MEMS振荡器10的工作温度需要对已有的或“当前”的参数、基准、值和/或系数的调整(即，相对信息)，以处理和/或补偿温度的变化。相应地，控制电路系统22可以确定或计算新的参数、基准、值和/或系数(即，绝对信息)，或者对已有的或“当前”的参数、基准、值和/或系数的调整，并经由数据/控制信号线32将数据提供给倍频器电路系统28。
另外，或代替地，控制电路系统22可以根据频率/相位补偿的MEMS振荡器100或其一部分(例如，MEMS振荡器10和/或补偿电路系统18)的工作条件和/或环境的变化来调整MEMS振荡器10的操作。例如，控制电路系统22可以采用来自温度传感器电路系统24的数据以便经由控制线40控制MEMS振荡器10、特别是MEMS谐振器10和/或驱动电路14的的输出的频率。如上所述，通过控制驱动电路系统18，可以相应地调整MEMS谐振器12的操作和/或性能。这样，可以调节、校正、和/或控制MEMS振荡器10的输出信号，以适应和/或补偿工作条件和/或环境的变化。在一个实施例中，控制电路系统22采用查询表和/或预定的或数学的关系，以调节和/或控制MEMS振荡器10的操作，从而补偿和/或校正环境温度(即，MEMS振荡器10的温度)的变化。
特别地，温度传感器例如可以是二极管、晶体管、电阻器、变阻器、一个或多个MEMS结构、和/或其他公知的温度检测电路系统，它们设置在和/或位于MEMS振荡器10和/或补偿电路系统18的衬底上或衬底中。如下面更详细的讨论那样，可以将温度传感器集成到MEMS振荡器10的衬底中和/或补偿电路系统18的衬底中(在这些实例中，MEMS振荡器10和补偿电路系统18位于分开的衬底上或分开的衬底中)，以检测、采样和/或探测MEMS谐振器12和/或补偿电路系统18的各种、明显和/或关键的部分的温度。或者，或附加地，温度传感器可以是设置在和/或位于MEMS振荡器10、特别是MEMS谐振器12(例如，在混合集成或倒装片封装结构(分别参见图17B和17C)中，作为补偿和控制电路系统16的一部分(或集成到补偿和控制电路系统16中))的上方和/或下方的分立器件，如下所述。
参照图9B，在另一实施例中，补偿电路系统18还可以包括分频器电路系统42。本实施例提供灵活性，以在制造、测试、和/或校准之后和/或在工作期间提供具有宽范围输出频率的信号。在这点上，图9B的补偿的MEMS 100可以产生或提供具有比MEMS振荡器10的输出的频率更高或更低的稳定的和精确的频率的输出信号。例如，在本实施例中，本发明可以用于提供具有稳定低频(例如，1Hz-1MHz)或稳定中频(例如，1-2GHz)或较高频率(例如，1-10GHz)的高度可控的、可编程的、可限定的、可选择的和/或精确的输出信号。就是说，可以采用“后”分频器电路系统42将倍频器电路系统28输出的相对较高和稳定的频率分频或减小到例如为1Hz-10MHz的相对较低的稳定频率。
特别地，当与较低的频率(例如，10-50MHz)相比时，某些PLL可以以较高的频率(例如，1-2GHz)输出更加精确的/稳定的信号(例如，更精确的/稳定的频率、相位、抖动、占空比、锁定/响应时间、噪声抑制和/或抗扰性)。由此，在本实施例中，倍频器电路系统28的输出可以提供给分频器电路系统42，该分频器电路系统42将处在较高频率(例如，1-2GHz)上的精确/稳定的信号分频成具有较低频率(例如，1Hz-50MHz)的精确/稳定的信号。这样，通过控制、调节和/或编程倍频器电路系统28和/或分频器电路系统42，(在制造、测试、和/或校准之后和/或在工作期间)可以针对特定应用提高和/或优化补偿电路系统18的输出信号的特性。
分频器电路系统42可以包括一个或多个PLL、DLL、数字/频率合成器和/或FLL。可以采用小增量或大增量来进行分频。PLL、DLL、和/或FLL可以是串联级联的，从而获得特定的、精确的、稳定的和/或可选择的频率和相位。例如，补偿电路系统18可以包括整数或分数-N PLL(或可精确控制的DLL、小-分数-N DLL或分数-N DLL(以下统称为“分数-N DLL”))或其组合，以精确地选择、控制和/或设置补偿的MEMS振荡器100的输出信号。在这点上，MEMS振荡器10的输出提供给分数-N PLL或分数-N DLL的输入，它们可以是预置的、预编程的和/或可编程的以提供具有比MEMS 10的输出信号低的精确的和/或稳定的频率的输出信号。
在倍频器电路系统28中采用的参数、基准、值和/或系数可以由控制电路系统22(例如，参见图9A和9B)和/或从外部或经由存储器20(例如，参见图9C)提供。可以在补偿的MEMS振荡器100工作之前或期间提供这些参数、基准、值和/或系数。在这点上，如上所述，用户/操作者或外部电路系统/器件/系统可以经由数据信号线34提供表示参数、基准、值和/或系数的信息，以设置、改变和/或编程倍频器电路系统28。实际上，在描述和说明本发明的所有实施例中，参数、基准(例如，频率和/或相位)、值和/或系数可以直接提供给包括代替(或添加给)控制电路系统22的补偿电路系统18的电路系统。
特别地，参照图9D，可以将倍频器电路系统28配置成输出多个信号，每个信号具有所希望的、被选择的和/或预定的特性(例如，频率和/或相位)。在本实施例中，频率/相位补偿的MEMS振荡器100使用MEMS振荡器10的输出提供和/或产生若干个精确的、稳定的、和可控制的输出信号。例如，倍频器电路系统28的每个输出可以是预定频率(例如，2.5×、10×、12.34×或23.4567×MEMS振荡器10的输出信号的频率)以及相对于其他输出信号的所希望的、被选择的和/或预定的相位关系(例如，0度、45度、90度和/或180度)。实际上，这种频率和/或相位关系例如在制造、测试、和校准期间和/或在正常工作期间是可编程的(例如，经由操作者、外部器件或控制电路系统22)。特别地，可以由相同或分离的或不同的倍频器电路系统28产生多个输出。
参照图10A和10B，在本发明的另一实施例中，补偿电路系统18由分频器电路系统42组成。在这点上，补偿电路系统18将MEMS振荡器10的输出信号的频率分频成低于MEMS振荡器10的输出信号的频率的精确的和/或稳定的频率。如上所述，分频器电路系统42可以包括一个或多个PLL、DLL、数字/频率合成器(例如，DDS)和/或FLL。可以采用小增量或大增量来进行分频。PLL、DLL和/或FLL可以是串联级联的，从而获得特定的、精确的、稳定的和/或可选择的频率和相位。补偿的MEMS 100的输出信号的特性可以在短时间内(例如，在1-10微秒、1-60秒或1-10分钟内)或在延长时间内(例如，在1-10小时、1-10天或一个月内)是精确的和/或稳定的。
参照图10C，在另一实施例中，补偿电路系统18还可以包括倍频器电路系统28。与图9B的实施例相同，本实施例提供灵活性，以在制造、测试和/或校准之后和/或在工作期间提供具有宽范围输出频率的信号。在这点上，图10C的补偿的MEMS 100可以产生或提供具有比MEMS振荡器10的输出的频率更高或更低的稳定的和精确的频率的输出信号。例如，在本实施例中，可以采用“后”倍频器电路系统28将由分频器电路系统42输出的相对较低和稳定的频率倍频或增加到例如为1-50GHz的相对较高的稳定频率。
实际上，当与较低的频率(例如，1-50MHz)相比时，可以在分频器电路系统42中采用的某些电路系统(例如，某些DLL)可以以较高的频率(例如，1-2GHz)输出更加精确的/稳定的信号(例如，更精确的/稳定的频率、相位、抖动、占空比、锁定/响应时间、噪声抑制和/或抗扰性)。由此，在一个实施例中，分频器电路系统42的输出可以提供给倍频器电路系统28，它将处在较低频率(例如，1-50MHz)上的精确/稳定的信号倍频到具有较高频率(例如，1-2GHz)的精确/稳定的信号。这样，通过控制、调节和/或编程分频器电路系统42和/或倍频器电路系统28，(在制造、测试、和/或校准之后和/或工作期间)可以针对特定应用提高和/或优化补偿电路系统18的输出信号的特性。
倍频器电路系统28可以包括一个或多个PLL、DLL、数字/频率合成器(例如，DDS)和/或FLL。可以采用小增量或大增量进行倍频。PLL、DLL和/或FLL可以是串联级联的，从而获得特定的、精确的、稳定的和/或可选择的频率和相位。例如，补偿电路系统18可以包括整数或分数-N PLL或分数-N DLL，或其组合，以精确地选择、控制和/或设置补偿的MEMS振荡器100的输出信号。在这点上，MEMS振荡器10的输出提供给分数-N PLL或分数-N DLL的输入，它们可以是预置的、预编程的和/或可编程的以提供具有比MEMS 10的输出信号低的精确的和/或稳定的频率的输出信号。
在倍频器电路系统28中采用的参数、基准(例如，频率和/或相位)、值和/或系数可以由控制电路系统22(例如，参见图9A和9B)和/或从外部或经由存储器20(例如，参见图9C)提供。可以在补偿的MEMS振荡器100工作之前或期间提供这些参数、基准、值和/或系数。在这点上，如上所述，用户/操作者或外部电路系统/器件/系统可以经由数据信号线34提供表示参数、基准、值和/或系数的信息，以设置、改变和/或编程倍频器电路系统28。实际上，在描述和说明本发明的所有实施例中，参数、基准、值和/或系数可以直接提供给包括代替(或添加给)控制电路系统22的补偿电路系统18的电路系统。
特别地，参照图10D，可以将分频器电路系统42配置成输出多个信号，每个信号具有所希望的、被选择的和/或预定的特性(例如，频率和/或相位)。在本实施例中，频率/相位补偿的MEMS振荡器100使用MEMS振荡器10的输出提供和/或产生若干个精确的、稳定的、和可控制的输出信号。例如，分频器电路系统42的每个输出可以是预定频率(例如，1×、0.5×、0.25×或0.23456×MEMS振荡器10的输出信号的频率)以及相对于其他输出信号的所希望的、被选择的和/或预定的相位关系(例如，0度、45度、90度和/或180度)。实际上，这种频率和/或相位关系例如在制造、测试、和校准期间和/或在正常工作期间是可编程的(例如，经由操作者、外部器件或控制电路系统22)。特别地，可以由相同或分离的或不同的分频器电路系统42产生多个输出。
在分频器电路系统42(和倍频器电路系统28)中采用的参数、基准(例如，频率和/或相位)、值和/或系数可以由控制电路系统22(例如，参见图10A)和/或从外部或经由存储器20(例如，参见图10B)来提供。可以在补偿的MEMS振荡器100工作之前(例如，在制造、测试、和/或校准之前)或在补偿的MEMS振荡器100工作期间提供这些参数、基准、值和/或系数。
如上所述，补偿的MEMS振荡器100可以提供和/或产生多个输出信号，每个输出信号具有可编程的、精确的、稳定的和/或可选择的频率和/或相位。参照图11A、11B、12A、12B，在几个实施例中，分频器电路系统42可包括一个或多个PLL、DLL、数字/频率合成器(例如，DDS)和/或FLL。例如，在分频器电路系统42采用DLL的情况下，每个输出信号可以是可调节延迟元件之间的延迟点之一，由此提供多个输出信号，每个输出信号相对于其他输出信号具有相同(或基本相同)的频率但是具有不同的相位。
此外，分频器电路系统42可以由多个PLL、DLL、数字/频率合成器和/或FLL组成。在这点上，可以将PLL、DLL、数字/频率合成器和/或FLL设置成并联，以接收MEMS振荡器10的输出并产生和提供多个输出信号，每个输出信号具有可编程的、精确的、稳定的和/或可选择的频率和/或相位。可以通过由分频器电路系统42应用和/或采用的参数、基准(例如，频率和/或相位)、值和/或系数来编程、设置和/或确定每个输出信号的特定频率和/或相位。例如，在采用多个分数-N PLL的那些实例中，提供给每个分数-N PLL和/或编程到每个分数-N PLL中的参数、基准、值和/或系数(例如，用于主要和辅助分频器电路系统的整数值和/或用于分数-N分频器电路系统的值的数据)确定相应输出信号的频率。
如上所述，本发明的补偿的MEMS振荡器100可以包括多个可编程输出信号。参照图13A和13B，在一个实施例中，补偿的MEMS振荡器100可以包括补偿电路系统18，该补偿电路系统18具有连接到多个分频器电路系统42的倍频器电路系统28，其中每个分频器电路系统42与一个倍频器电路系统28相关联。在本实施例中，补偿的MEMS振荡器100的每个输出信号可以具有相对于其他输出信号的独立特性(例如，独立的频率和/或独立的相位)。
参照图14A和14B，在其他实施例中，补偿的MEMS振荡器100可以包括耦合到多个二次倍频器/分频器电路系统44的倍频器电路系统28(图14A)或分频器电路系统42(图14B)。在本实施例中，补偿的MEMS振荡器100的每个输出信号可以具有可编程特性(例如，可编程的频率和/或可编程的相位)，由此提供灵活的具有多个可编程输出信号的MEMS振荡器件。
例如，在这些实施例中，倍频器电路系统28(图14A)和分频器电路系统42(图14B)可以产生具有预定频率和/或相位的稳定的、精确的输出信号。(例如，在制造、测试、校准期间和/或在工作期间动态地)可以对各自具有不同的参数、基准、值和/或系数的二次倍频器/分频器电路系统44进行编程、预定和/或预置，以提供具有与倍频器电路系统28(图14A))或分频器电路系统42(图14B)的输出的频率和/或相位不同的预定频率和/或相位的输出信号。
参照图14C和14D，在另一实施例中，补偿的MEMS振荡器100可以包括耦合到二次倍频器/分频器电路系统44的倍频器电路系统28(图14C)或分频器电路系统42(图14D)。与图14A和14B的实施例相同，在这些实施例中，MEMS振荡器10的输出信号提供给倍频器电路系统28(图14C)或分频器电路系统42(图14D)，以产生具有预定频率和/或相位的稳定的、精确的输出信号。图14C和14D的倍频器电路系统28和分频器电路系统42分别可以包括“缓慢地”对参数、基准、值和/或系数的变化作出响应的电路。二次倍频器电路/分频器电路系统44可以包括“快速地”对这些变化作出响应的电路系统。这样，图14C和14D的补偿的MEMS 100可以用于提供具有可以快速改变的频率和/或相位的稳定的和精确的输出信号。
例如，倍频器电路系统28(图14C)和分频器电路系统42(图14D)可以提供具有第一频率(例如，1MHz)的输出信号。可以快速地和动态地对二次倍频器/分频器电路系统44进行编程和/或再编程，以提供具有第二频率(例如，8MHz、9MHz、和/或10MHz)的输出信号。
特别地，在一个实施例中，倍频器电路系统28(图14C)和分频器电路系统42(图14D)可以是分数-N PLL或分数-N DLL，它们可以“缓慢地”对参数、基准、值和/或系数的变化作出响应。然而，二次倍频器/分频器电路系统44可以是整数型PLL或DLL，它们可以快速地对参数、基准、值和/或系数的变化作出响应。由此，倍频器电路系统28(图14C)和分频器电路系统42(图14D)的输出信号的频率可以是由二次倍频器/分频器电路系统44采用以产生输出的基频，所述输出快速地对动态编程和/或再编程作出响应并且是基频的整数倍。在这点上，补偿的MEMS 100的输出信号的频率的粒度取决于基频。
例如，在基频是200KHz并且二次倍频器/分频器电路系统44是整数型PLL或DLL的情况下，补偿的MEMS 100的输出信号的频率例如可以是10MHz(即，倍数是50)、10.2MHz(即，倍数是51)、10.4MHz(即，倍数是52)或10.6MHz(即，倍数是53)。特别地，关于图14C和14D的讨论还可适用于图14A和14B。为了简要起见，不在重复这些讨论。
特别地，这里所述的用于输送或提供参数、基准、值和/或系数以及控制、编程和/或调节补偿电路系统18的性能的任何和所有技术和/或结构都可以在图11A、11B、12A、12B、13A、13B、14A和14B的实施例/发明中实施。为了简要起见，这里不再重复这些讨论。
可以使用各种技术对本发明的补偿的MEMS振荡器100进行封装/制造，所述各种技术例如包括单片(例如，参见图15A-15F)、多片(例如，参见图16A-16C和17A)、混合集成(例如，参见图17B)、和/或倒装片(例如，参见图17C)。实际上，可以采用任何制造和/或封装技术，不管是现在已知的还是后来研发的。由此，所有这些制造和/或封装技术都旨在落入本发明的范围内。
特别是，参照图15A-15F，可以将MEMS谐振器12和驱动电路14作为补偿和控制电路系统16集成在衬底46上。可以实施任何制造技术和/或工艺。例如，可以实施在以下非临时专利申请中所述和所示的系统、器件和/或技术(例如，参见图18A-18H)。
(1)“Electromechanical System having a Controlled Atmosphere，and Method of Fabricating Same”，其是在2003年3月20日提交的，并且分配的系列号为10/392528；
(2)“Microelectromechanical Systems，and Method ofEncapsulating and Fabricating Same”，其是在2003年6月4日提交的，并且分配的系列号为10/454867；
(3)“Microelectromechanical Systems Having Trench IsolatedContacts，and Methods of Fabricating Same”，在2003年6月4日提交的，并且分配的系列号为10/455555；
(4)“Anchors for Microelectromechanical Systems Having an SOISubstrate，and Method for Fabricating Same”，在2003年7月25日提交的，并且分配的系列号为10/627237；
(5)“Anti-Stiction Technique for Thin Film and Wafer-BondedEncapsulated Microelectromechanical Systems”，在2003年10月31日提交的，并且分配的系列号为10/698258。
可以采用在上述专利申请中所述和所示的发明来制造本发明的补偿的MEMS振荡器100。为了简要起见，不再重复这些讨论。然而，应该注意的是，在这里并入上述专利申请的全部内容，例如包括所有发明的的特点、特征、替换方案、材料、技术和优点，作为参考。
参照图15B和15F，温度传感器48(例如，在图2E、10A、14A和14B的方框图中一般将其标识为26)可以设置在和/或位于MEMS振荡器10和/或补偿和控制电路系统16的衬底上的所选择的、重要的和/或“关键的”位置上，以向控制电路系统22和/或温度传感器电路系统24提供温度信息，所述温度信息可能对确定或计算用于补偿电路系统18的参数、基准、值和/或系数是重要的。温度传感器48例如可以是二极管、晶体管、电阻器、变阻器、和/或一个或多个MEMS结构，其设置在和/或位于MEMS振荡器10和/或补偿和控制电路系统16的衬底上或其中。可以将温度传感器集成到MEMS振荡器10中，以检测、采样和/或探测MEMS谐振器12和/或补偿电路系统18的不同的、重要的和/或关键的位置的温度。或者，或附加地，温度传感器可以是设置在和/或位于MEMS谐振器12和/或补偿电路系统18的上方和/或下方的分立器件。
继续参照图15B和15F，温度传感器48可以是设置在衬底46的表面上的金属电阻器(例如，铂)。此外，或代替地，可以将温度传感器48嵌入在衬底46中。
特别地，由温度传感器48提供的数据可以是采用模拟或数字形式的电压或电流。如上所述，该数据可以提供给温度传感器电路系统24，或者更直接地提供给控制电路系统22，用于处理和分析。实际上，该数据可以直接提供给补偿电路系统18，用于立刻处理、调节和/或控制补偿电路系统18的操作。
参照图17A和17B，在将MEMS振荡器10和补偿和控制电路系统16制造在分离衬底上的情况下，可以使用电互连位于衬底46a和46b上的键合焊盘的线互连50提供各个信号。或者，可以实施倒装片的结构(例如，参见图17C)。如上所述，所有封装和互连技术，不管是现在已知的还是后来研发的，都旨在落入本发明的范围内。
如上所述，MEMS振荡器10可以是温度补偿或非补偿的。可以在封装之前和/或之后确定、测量、测试和/或分析MEMS振荡器10的输出信号的特性(例如，频率、幅度和/或灵敏度)。这样，确定和采用MEMS振荡器10的输出信号的基准来计算用于补偿和控制电路系统16的参数、基准、值和/或系数(例如，用于分数-N PLL的参数和/或系数)。使用MEMS振荡器10的输出信号的参考特性便于调节、校正和/或控制补偿电路系统18的输出信号30的频率和/或相位。例如，在采用分数-N PLL的情况下，控制电路系统22可以将用于主要和辅助分频器电路系统42的整数值和/或用于分数-N分频器电路系统的值的数据经由数据/控制信号线32提供给倍频器电路系统28。相应地，在适当调节、校正和控制之后，信号线30上的输出信号具有合适的、所希望的、预定的特征和/或特性(例如，频率、相位、抖动、占空比、响应时间、和/或抗扰性)。
MEMS振荡器10的校准可以在封装之前和/或之后完成。校准可以是在一种工作条件(例如，一个温度)下或在多种工作条件下。实际上，校准可以由固定频率和温度补偿(如果有的话)构成。然而，特别地，在某些实施例中，不进行校准，可以通过补偿和控制电路系统16来处理对补偿的MEMS 100的输出信号的特性的任何调节(由于没有进行校准)。在本实施例中，提供用于解决和补偿消除和/或省略的典型校准工艺/技术的可编程度范围会是有利的。例如，在MEMS10的输出的频率(例如，初始频率)明显改变的情况下，采用提供相当大的可编程度的补偿和控制电路系统16的拓扑结构或实施例是有利的。
这里描述和说明了很多发明。尽管已经描述和说明了所述发明的某些实施例、特点、材料、构造、特征和优点，但是应该理解的是，从说明书、示例和权利要求书中可以明显看出本发明的很多其他的、以及不同的和/或类似的实施例、特点、材料、构造、特征、结构和优点。由此，这里所述和所示的发明的实施例、特点、材料、构造、特征、结构和优点都不是穷举的，并且应该理解的是，本发明的这些其他的、类似的、以及不同的实施例、特点、材料、构造、特征、结构和优点都落入本发明的范围内。
例如，尽管许多的典型实施例提及实施PLL、DLL、数字/频率合成器和/或FLL，但是也可以采用其他适当的时钟对准电路系统。在这点上，补偿电路系统18可以采用RC、RCL、环形振荡器、和/或频率调制合成器。实际上，任何时钟信号对准电路系统，不管是现在已知的还是后来研发的，都可以用于产生具有精确的和稳定的特性(例如，频率和/或相位)的输出信号。
同样，可以使用这里所述的任何时钟或信号对准电路系统，例如PLL、DLL、数字/频率合成器(例如，DDS)和/或FLL、以及其任何组合和排列(例如，参见图23A-23C)，来实施倍频器电路系统28、分频器电路系统42和二次倍频器/分频器电路系统44。实际上，这种时钟或信号对准电路系统的任何排列和/或组合都可以用于补偿电路系统18的拓扑结构(例如，参见图23B、23C、以及24A-24I)。而且，可以使用数字和/或模拟电路系统来构成和/或实施倍频器电路系统28、分频器电路系统42和二次倍频器/分频器电路系统44。
时钟或信号对准电路系统的排列和/或组合可以包括在提供具有所希望的和/或预定的特性的输出信号之前，用于提供信号的预补偿、中间或后补偿的电路系统。这种预补偿、中间或后补偿可以用于优化和/或提高涉及例如在倍频器电路系统28、分频器电路系统42、和二次倍频器/分频器电路系统44中的其他电路的信号的特性，和/或提高和/或优化整个系统的信号质量或特性(例如，相位噪声)。例如，倍频器电路系统28可以由预补偿电路系统构成，该预补偿电路系统接收MEMS振荡器10的输出，减少频率并将输出提供给其他电路系统，其将该输出的频率倍频到高于MEMS振荡器10的输出频率的另一频率(例如，参见图23A)。同样，分频器电路系统42可以由预补偿电路系统构成，该预补偿电路系统接收MEMS振荡器10的输出，并在将MEMS振荡器10的输出信号的频率分频为低于MEMS振荡器10的输出频率的另一频率之前增加该频率(例如，参见图23C)。
此外，应该注意的是，尽管时钟或信号对准电路系统可以以特定的方式平均地进行调节、补偿、控制、编程、和/或限定，例如，增加/倍频或减小/分频输入信号的频率，但是这种电路系统也可以在某些时刻或时间段内，将频率增加/倍频，并在其他时刻或时间段内，将频率减小/分频(例如，当系统100的工作温度变化时)。相应地，尽管分频器电路系统42平均地减小/分频输入信号的频率，但是在某些时刻或时间段内分频器电路系统42实际上也可以将频率增加/倍频，以便提供适当的输出信号特性。
而且，如上所述，可以将补偿的MEMS振荡器100全部集成或部分集成(例如，参见图15A-17C)。实际上，MEMS 10以及补偿和控制电路系统16的每个元件和/或电路系统可以是分立部件，例如，分立的驱动电路、MEMS谐振器、回路滤波器电容器和/或电阻器。
例如，尽管已经将驱动电路系统14显示为与MEMS谐振器12一起集成在衬底46a上，但是也可以将驱动电路系统14设置或集成在衬底46b上。参照图19A-19D，可以将驱动电路系统14集成在具有补偿和控制电路系统16的衬底46b上。这样，与将驱动电路系统14设置在与MEMS谐振器12相同的衬底上的情况相比，补偿的MEMS振荡器100的制造可以更有效并且更便宜。
实际上，参照图20，可以将驱动电路系统14制造在不同于MEMS谐振器12以及补偿和控制电路系统16的衬底上。特别地，在这些实施例中可以使用这里所述的任何方式或结构来结合和/或采用温度传感器48(例如，参见图19A-19D的替换结构、布局和/或拓扑结构)。
此外，尽管已经利用某种结构说明了本发明的典型实施例和/或技术。例如，在有些示例中，温度传感器电路系统24从MEMS振荡器10接收数据(其表示给定位置的或给定位置中的环境温度)。但是温度传感器电路系统24也可以从补偿和控制电路系统16接收代替或在从MEMS振荡器10接收到的温度“数据”之外的数据(例如，参见图21A和21B)。在这点上，可以对由于温度变化而引起的补偿和控制电路系统16的工作性能和/或特性的影响、更改、改变和/或变化来补偿MEMS振荡器100的输出信号。
特别地，有利的是，将MEMS振荡器10设计成具有与补偿电路系统18相反的温度系数关系。这样，可以使由于工作温度的变化引起或产生的对MEMS 10的输出信号的特性以及由补偿电路系统18引入的调节、校正、和/或控制的任何影响最小化、减小、取消和/或得到弥补。
此外，尽管已经将控制电路系统22说明和描述为处在包含补偿和控制电路系统16的衬底上或其中，但是控制电路系统22也可以是与其远离的、分立的和/或分开的。在这点上，可以通过远程和/或分立的通用处理器(其可具有不同的或几个基本或主要功能和/或目的)进行温度补偿计算，并将其提供给频率/相位补偿的MEMS 100。这样，通用处理器可以执行其基本任务、功能和/或目的，并且例如周期性地(例如，每1/10秒)或间歇性地重新计算由补偿电路系统18所采用的新的、合适的、优化的和/或提高的参数、基准、值和/或系数，以便产生和/或提供进行过调节的、校正的和/或控制的输出，其具有例如所希望的、被选择的和/或预定的频率和/或相位。由此，补偿的MEMS振荡器100可以在衬底上包括较少的电路系统(并且更可能消耗较低的功率)，但是仍然补偿了温度变化(其经常是缓慢的)。
特别地，控制电路系统22可以使用数字和/或模拟电路系统来构成和/或实施。
此外，温度传感器电路系统24还可以与频率/相位补偿的MEMS100是分立的、远离的和/或分开的。温度传感器电路系统24可以使用数字和/或模拟电路系统来构成和/或实施。在一个实施例中，温度传感器48可以被集成到温度传感器电路系统24中或成为其一部分。在这点上，温度传感器48被集成到温度电路系统24的电路和/或电路系统中。
如上所述，MEMS振荡器10可以被部分地温度补偿(例如，参见图5A)或被完全地温度补偿，或包括极少的温度补偿到没有温度补偿(例如，参见图4A和6A)。
此外，MEMS谐振器12和/或驱动电路14可以采用任何类型的MEMS设计和/或控制，不管是现在已知的还是后来研发的，都包括在本发明的背景技术部分所讨论的那些类型。例如，MEMS谐振器和/或驱动电路可以包括在以下非临时专利申请中所述和所示的任何设计和/或控制技术：
(1)“Temperature Compensation for Silicon MEMS”，其是在2003年4月16日提交的，分配的系列号为10/414793；和
(2)“Frequency Compensated Oscillator Design for ProcessTolerances”，其是在2003年10月3日提交的，分配的系列号为10/679115。
在上述专利申请中所述和所示的发明可以用于设计、控制和/或制造本发明的MEMS谐振器12和/或驱动电路14。为了简要起见，不再重复这些说明。然而，应该注意的是，这里并入上述专利申请的全部内容，例如，包括所有这些发明的特点、特征、替换方案、材料、技术和优点，作为参考。
此外，每个衬底或芯片可以包括一个或多个MEMS谐振器和/或MEMS振荡器。这样，补偿的MEMS振荡器可以在衬底/芯片上包括多个振荡器100，其中第一补偿的MEMS振荡器100a可以提供具有第一组特性的第一输出信号，并且第二补偿的MEMS振荡器100b可以提供具有第二组特性的第二输出信号。第一输出信号可以是由低功耗电路系统产生的低频输出信号，而第二输出信号可以是由高功耗电路系统产生的高频输出信号。因此，在一个实施例中，低频信号可以连续地运行，而高频信号可以根据需要间歇地使用和导通。由此，在一个方案中，本实施例提供用于管理根据本发明的补偿的MEMS振荡器的功耗的技术。
在用于管理功耗的另一技术中，分频器电路系统42可以是可编程的，其为补偿的MEMS 100的输出信号提供例如具有低频如1-100Hz的频率，以保持准确的计时(time keeping)(例如，参见图10A和10B)。分频器电路系统42可以包括例如具有分数-N分频器级的低功率电路系统。这样，补偿的MEMS 100(和特别是，分频器电路系统42)的功耗符合和/或适合于给定的应用(例如，由于由电池提供功率而经常需要低功率的计时应用)。可以想出其他的电路系统-功耗拓扑结构和/或构造，由此，所有的电路系统-功耗拓扑结构和/或构造，不管是现在已知的还是后来研发的，都旨在落入本发明的范围内。
特别地，如上所述，补偿的MEMS振荡器100的输出信号可以是单端或双端(即，差分信号)。输出信号的“形状”(例如，正方形、脉冲、正弦、或限幅正弦(clipped sinusoidal))可以是预定的和/或可编程的。在这点上，可以在制造、测试、校准和/或工作期间，在存储器20中存储或编程表示输出信号的“形状”的信息。这样，控制电路系统22和/或补偿电路系统18可以在启动/供电、初始化、重新初始化期间和/或在补偿电路系统18的正常工作期间针对这种信息访问存储器20。
此外，或者代替地，用户/操作者和外部电路系统/器件/系统(如上所述)可以经由数据信号线34提供表示输出信号的“形状”的信息，以设置、改变、提高和/或优化信号线30上的输出信号的特性。这种信息可以直接提供给控制电路系统22、存储器20和/或补偿电路系统18。
实际上，控制电路系统22可以引入作为外部指令或模拟信号函数的微小频率变化。例如，这种结构可以模拟压控振荡器。特别地，作为外部指令或模拟信号函数的频率变化的任何引入都可以结合到补偿电路系统18中(例如，倍频器电路系统28或压到MEMS谐振器12上)。
例如可以在计算机、电话、收音机、GPS系统等中实施本发明。其中，本发明的补偿和控制功能包括：(1)“初始”频率和/或相位误差的补偿；(2)温度变化的补偿；(3)利用来自外部源(例如，来自蜂窝电话基站数据)的数据进行的老化和其他退化效应(debilitatingeffect)的补偿；(4)外部需求的变化，如多普勒频移；和/或(5)输出信号的调制或扩展。实际上，本发明可以基本上用于采用晶体振荡器的任何应用。
例如，在一个实施例中，本发明可以与调制电路系统52结合使用。在这点上，在那些在工作期间可以动态地改变、修改和/或变更输出信号的频率和/或相位的实施例中，这种改变、修改和/或变更可以表示信息/数据。参照图22A和22B，通过改变补偿和控制电路系统16的输出信号的频率和/或相位，可以使用调制电路系统52传输和/或编码数据流(即，输入数据流)。
应该注意的是，可以在PSK、FSK、QAM和QPSK信号发送技术以及对于每个传输码元编码更少或更多的位的调制形式的环境下采用本发明。而且，也可采用使用编码表或使用其他调制机制的其他通信机制，例如，PAM-n(例如，其中n＝2到16)、CAP、和小波调制。在这点上，这里所述的技术可适用于所有调制方案，不管是现在已知的还是后来研发的，都包括但不限于PSK、FSK、QAM和QPSK编码；由此，旨在落入本发明的范围内。
还应该注意的是，术语“电路”可以尤其意味着单一部件或多个部件(采用集成电路形式或其他形式)，所述部件是有源的和或无源的，并且耦合在一起以提供或执行所希望的功能。术语“电路系统”可以尤其意味着电路(集成的或其他的方式)、一组这样的电路、处理器、状态机、一组状态机、软件、处理器实施软件、或电路(集成的或其他的方式)、一组这样的电路、状态机、一组状态机、软件、处理器和/或处理器实施软件、处理器和电路、和/或处理器和电路实施软件的组合。
术语“数据”可以尤其意味着模拟或数字形式的电流或电压信号。术语“测量”尤其意味着采样、检测、检查、探测、监测、和/或捕获。短语“用于测量”或类似短语例如意味着用于采样、用于检测、用于检查、用于探测、用于监测、和/或用于捕获。术语“程序”可以尤其意味着指令、参数、变量、软件、固件、微码和/或可配置的硬件构造(例如，存储在存储器20中的代码)。
在权利要求书中，术语“一组值”、“值”等(例如，分组值)尤其意味着参数、基准(例如，频率和/或相位)、值和/或系数等。

Claims (63)

1、一种补偿的微机电振荡器，包括：
微机电谐振器，其用于产生输出信号，其中该输出信号包括第一频率；
频率调节电路系统，其耦合到所述微机电谐振器以接收所述微机电谐振器的所述输出信号，并对一组值作出响应，以使用所述微机电谐振器的所述输出信号产生具有第二频率的输出信号；并且
其中使用取决于所述微机电谐振器的工作温度的所述第一频率来确定所述值。
2、根据权利要求1所述的微机电振荡器，其中所述微机电谐振器是非补偿的，并且基于对所述微机电谐振器的所述温度的估计来动态地确定所述值。
3、根据权利要求1所述的微机电振荡器，其中使用经验数据来确定所述值。
4、根据权利要求1所述的微机电振荡器，其中使用数学模型来确定所述值。
5、根据权利要求2所述的微机电振荡器，其中使用表示所述微机电谐振器的所述工作温度的数据来确定所述值。
6、根据权利要求1所述的微机电振荡器，其中所述频率调节电路系统包括倍频器电路系统，并且其中所述第二频率大于所述第一频率。
7、根据权利要求6所述的微机电振荡器，其中所述倍频器电路系统是分数-N PLL或数字/频率合成器。
8、根据权利要求1所述的微机电振荡器，其中所述频率调节电路系统包括：
倍频器电路系统，其用于使用第一组值产生具有频率的输出信号，其中该输出信号的所述频率大于所述第一频率；以及
分频器电路系统，其耦合到所述倍频器电路系统，以接收所述倍频器电路系统的所述输出信号，并基于第二组值，以产生具有所述第二频率的所述输出信号。
9、根据权利要求8所述的微机电振荡器，其中所述倍频器电路系统是分数-N PLL。
10、根据权利要求8所述的微机电振荡器，其中所述分频器电路系统是整数-N PLL或DLL。
11、根据权利要求8所述的微机电振荡器，其中所述倍频器电路系统是数字/频率合成器。
12、根据权利要求11所述的微机电振荡器，其中所述数字/频率合成器是DDS。
13、根据权利要求1所述的微机电振荡器，其中所述频率调节电路系统包括：
第一倍频器电路系统，其使用第一组值和所述微机电谐振器的所述输出信号产生具有频率的输出信号，其中该输出信号的所述频率大于所述第一频率；以及
第二倍频器电路系统，其耦合到所述第一倍频器电路系统，以接收所述第一倍频器电路系统的所述输出信号，并基于第二组值，以产生具有所述第二频率的所述输出信号，其中所述第二频率大于所述第一倍频器电路系统的所述输出信号的所述频率。
14、根据权利要求13所述的微机电振荡器，其中所述第一倍频器电路系统是分数-N PLL。
15、根据权利要求14所述的微机电振荡器，其中所述第二倍频器电路系统是整数-N PLL或数字/频率合成器。
16、根据权利要求13所述的微机电振荡器，其中所述第一倍频器电路系统是数字/频率合成器。
17、一种补偿的微机电振荡器，包括：
微机电谐振器，其用于产生输出信号，其中该输出信号包括频率；
频率调节电路系统，其耦合到所述微机电谐振器以接收所述微机电谐振器的所述输出信号，并对一组值作出响应，以产生具有输出频率的输出信号；并且
其中基于所述微机电谐振器的所述输出信号的所述频率以及表示所述微机电谐振器的所述工作温度的数据来确定该组值。
18、根据权利要求17所述的微机电振荡器，其中所述微机电谐振器是非补偿的。
19、根据权利要求17所述的微机电振荡器，其中所述频率调节电路系统包括倍频器电路系统，其中所述第二频率大于所述微机电谐振器的所述频率。
20、根据权利要求19所述的微机电振荡器，其中所述倍频器电路系统是分数-N PLL或数字/频率合成器。
21、根据权利要求17所述的微机电振荡器，其中所述频率调节电路系统包括分频器电路系统，其中所述输出频率小于所述微机电谐振器的所述频率。
22、根据权利要求21所述的微机电振荡器，其中所述分频器电路系统是分数-N PLL、数字/频率合成器或DLL。
23、根据权利要求17所述的微机电振荡器，其中将所述值动态地提供给所述频率调节电路系统。
24、根据权利要求23所述的微机电振荡器，其中使用所述微机电谐振器的所述输出信号的估计频率来确定所述值，并且其中使用经验数据来确定所述估计频率。
25、根据权利要求23所述的微机电振荡器，其中使用所述微机电谐振器的所述输出信号的估计频率来确定所述值，其中使用数学模型来确定所述估计频率。
26、根据权利要求17所述的微机电振荡器，其中所述频率调节电路系统包括：
倍频器电路系统，其使用第一组值和所述微机电谐振器的所述输出信号产生具有频率的输出信号，其中该输出信号的所述频率大于所述微机电谐振器的所述频率；
分频器电路系统，其耦合到所述倍频器电路系统，以接收所述倍频器电路系统的所述输出信号，并基于第二组值，以产生具有所述输出频率的所述输出信号；并且
其中该组值包括所述第一组值和所述第二组值。
27、根据权利要求26所述的微机电振荡器，其中所述倍频器电路系统是分数-N PLL。
28、根据权利要求26所述的微机电振荡器，其中所述分频器电路系统是整数-N PLL或DLL。
29、根据权利要求26所述的微机电振荡器，其中所述倍频器电路系统是数字/频率合成器。
30、根据权利要求29所述的微机电振荡器，其中所述分频器电路系统是DLL。
31、根据权利要求17所述的微机电振荡器，其中所述频率调节电路系统包括：
第一倍频器电路系统，其使用第一组值和所述微机电谐振器的所述输出信号产生具有频率的输出信号，其中该输出信号的所述频率大于所述微机电谐振器的所述频率；
第二倍频器电路系统，其耦合到所述第一倍频器电路系统，以接收所述第一倍频器电路系统的所述输出信号，并基于第二组值，以产生所述输出信号，其中该输出信号的所述频率大于所述第一倍频器电路系统的所述输出信号的所述频率；并且
其中该组值包括所述第一组值和所述第二组值。
32、根据权利要求31所述的微机电振荡器，其中：
所述第一倍频器电路系统是分数-N PLL；并且
所述第二倍频器电路系统是整数-N PLL或数字/频率合成器。
33、根据权利要求31所述的微机电振荡器，其中：
所述第一倍频器电路系统是数字/频率合成器；并且
所述第二倍频器电路系统是整数-N PLL或数字/频率合成器。
34、一种补偿的微机电振荡器，包括：
微机电谐振器，其用于产生输出信号，其中该输出信号包括频率；
频率调节电路系统，其耦合到所述微机电谐振器以接收所述微机电谐振器的所述输出信号，并对一组值作出响应，以使用所述微机电谐振器的所述输出信号产生具有第二频率的输出信号；并且
其中使用取决于所述微机电谐振器的制造变化的所述第一频率来确定所述值。
35、根据权利要求34所述的微机电振荡器，其中基于对所述微机电谐振器的所述工作温度的估计来动态地确定所述值。
36、根据权利要求35所述的微机电振荡器，其中所述微机电谐振器是非补偿的。
37、根据权利要求34所述的微机电振荡器，其中使用经验数据来确定所述值。
38、根据权利要求34所述的微机电振荡器，其中使用数学模型来确定所述值。
39、根据权利要求34所述的微机电振荡器，其中所述频率调节电路系统包括倍频器电路系统，其用于使用该组值和所述微机电谐振器的所述输出信号产生具有所述第二频率的所述输出信号，并且其中所述第二频率大于所述第一频率。
40、根据权利要求39所述的微机电振荡器，其中所述倍频器电路系统是分数-N PLL或数字/频率合成器。
41、根据权利要求34所述的微机电振荡器，其中所述频率调节电路系统包括倍频器电路系统，其用于使用该组值和所述微机电谐振器的所述输出信号产生具有所述第二频率的所述输出信号，并且其中所述第二频率小于所述第一频率。
42、根据权利要求41所述的微机电振荡器，其中所述分频器电路系统是PLL、数字频率合成器或DLL。
43、根据权利要求34所述的微机电振荡器，其中调频电路包括：
第一倍频器电路系统，其使用第一组值和所述微机电谐振器的所述输出信号产生具有频率的输出信号，其中该输出信号的所述频率大于所述第一频率；
第二倍频器电路系统，其耦合到所述第一倍频器电路系统，以接收所述第一倍频器电路系统的所述输出信号，并基于第二组值，以产生具有所述第二频率的所述输出信号，其中所述第二频率大于所述第一倍频器电路系统的所述输出信号的所述频率；并且
其中该组值包括所述第一和第二组值。
44、根据权利要求43所述的微机电振荡器，其中所述第一倍频器电路系统是分数-N PLL。
45、根据权利要求44所述的微机电振荡器，其中所述第二倍频器电路系统是整数-N PLL或数字频率合成器。
46、根据权利要求43所述的微机电振荡器，其中所述第一倍频器电路系统是数字/频率合成器。
47、根据权利要求46所述的微机电振荡器，其中所述第二倍频器电路系统是整数-N PLL或数字/频率合成器。
48、一种对具有微机电谐振器和频率调节电路系统的温度补偿的微机电振荡器进行编程的方法，所述微机电谐振器产生输出信号，其中所述输出信号包括第一频率；所述频率调节电路系统耦合到所述谐振器以接收所述微机电谐振器的所述输出信号，并提供具有在预定频率范围内的频率的输出信号，该方法包括：
当所述微机电谐振器处于第一工作温度时，测量所述微机电谐振器的所述输出信号的所述第一频率；
计算第一组值；并且
向所述频率调节电路系统提供所述第一组值。
49、根据权利要求48所述的方法，还包括计算第二组值，其中当所述微机电谐振器处于第二工作温度时，所述频率调节电路系统对所述第二组值作出响应，提供具有在预定频率范围内的所述频率的所述输出信号。
50、根据权利要求49所述的方法，其中计算所述第二组值包括使用经验数据。
51、根据权利要求49所述的方法，其中计算所述第二组值包括使用数学模型。
52、根据权利要求49所述的方法，其中所述温度补偿的微机电振荡器还包括存储器，并且其中该方法还包括将所述第二组值存储在存储器中。
53、一种操作具有微机电谐振器和频率调节电路系统的温度补偿的微机电振荡器的方法，所述微机电谐振器产生输出信号，其中所述输出信号包括第一频率；所述频率调节电路系统耦合到所述谐振器以接收所述微机电谐振器的所述输出信号，其中所述频率调节电路系统对第一组值作出响应，提供具有第二频率的输出信号，其中所述第二频率在预定频率范围内，该方法包括：
获得表示所述微机电谐振器的所述温度的数据；
确定所述微机电谐振器处于第二工作温度；
确定第二组值，其中当所述微机电谐振器处于所述第二工作温度时，所述频率调节电路系统对所述第二组值作出响应，提供具有在预定频率范围内的所述频率的所述输出信号；并且
向所述频率调节电路系统提供所述第二组值。
54、根据权利要求53所述的方法，还包括将所述第二组值存储在所述补偿的微机电振荡器的存储器中。
55、根据权利要求53所述的方法，还包括：
测量所述微机电谐振器的所述温度；并且
计算所述微机电谐振器的所述工作温度。
56、根据权利要求53所述的方法，其中使用经验数据来确定所述第二组值。
57、根据权利要求53所述的方法，其中使用数学模型来确定所述第二组值。
58、根据权利要求53所述的方法，其中所述频率调节电路系统包括：
第一倍频器电路系统，其使用第一组值产生具有频率的输出信号，其中该输出信号的所述频率大于所述第一频率；
第二倍频器电路系统，其耦合到所述第一倍频器电路系统，以接收所述第一倍频器电路系统的所述输出信号，并基于第二组值，以产生具有所述第二频率的所述输出信号，其中所述第二频率大于所述第一倍频器电路系统的所述输出信号的所述频率；并且
其中所述第二组值包括第一和第二分组值，并且
该方法还包括确定所述第一分组值，其中当所述微机电谐振器处于第二工作温度时，所述频率调节电路系统对所述第一分组值作出响应，提供具有在预定频率范围内的所述频率的所述输出信号。
59、根据权利要求58所述的方法，其中所述第一倍频器电路系统是分数-N PLL。
60、根据权利要求59所述的方法，其中所述第二倍频器电路系统是整数-N PLL或数字/频率合成器。
61、根据权利要求58所述的方法，其中所述第一倍频器电路系统是数字/频率合成器。
62、根据权利要求61所述的方法，其中所述第二倍频器电路系统是整数-N PLL或数字/频率合成器。
63、根据权利要求58所述的方法，还包括当所述微机电谐振器处于第二工作温度时，使用相同的第二分组值。
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