TW201228242A - Amplitude control for oscillator - Google Patents

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TW201228242A
TW201228242A TW100134016A TW100134016A TW201228242A TW 201228242 A TW201228242 A TW 201228242A TW 100134016 A TW100134016 A TW 100134016A TW 100134016 A TW100134016 A TW 100134016A TW 201228242 A TW201228242 A TW 201228242A
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TW
Taiwan
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voltage
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transistor
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TW100134016A
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Zhiqin Chen
Nam V Dang
Nan Chen
Thuan Ly
Original Assignee
Qualcomm Inc
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L5/00Automatic control of voltage, current, or power
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
    • H03B5/36Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

201228242 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係關於用於振盪器的振幅控制。 【先前技術】 技術之進步已產生較小且較強大之計算器件。舉例而 言,當前存在包括無線計算器件之多種攜帶型個人計算器 件,諸如體積小、重量輕且易於由使用者攜帶之攜帶型無 線電話、個人數位助理(PDA)及傳呼器件。更具體言之, 諸如蜂巢式電話及網際網路協定(IP)電話之攜帶型無線電 話可經由無線網路傳達語音及資料封包。另外,許多此等 無線電話包括併人於其中之其他類型之器件^舉例而言, 無線電話亦可包括數位靜態相機、數位視訊相機、數:記 錄器及音訊㈣播放b又,此等無線電話可處理包括軟 體應用程式(諸如’可用以存取網際網路之we喊覽器應用人 程式)之可執行指令。因而,此等無線電話可包括相^ 的計算能力。 胃 通常’攜帶型通信器件包括用以產生時脈信號之振盈 盗。該振盪器可包括諸如連接至放大器電路之石英晶體之 諧振器。因為振堡器可操作歷時長時間週期且所心 號可用於使多個電子組件之㈣同步,所以減少振“^ 率消耗及/或減少歸因於雜訊容限之時脈抖動可 的。 苟有盃 【發明内容】 一用於一振里器之振幅控制電路比較由該振蘯器輪出之 159005.doc 201228242 一信號之一振幅與一參考偏壓,且基於該比較輸出—控制 信號以調整該振幅。該振幅控制電路使用—第一峰值偵測 器以量測該信號之該振幅且使用一第二峰值偵測器以保持 一對應於該參考偏壓之值。可施加由該振幅控制電路提供 之該控制信號以控制一振盪電流,使得可跨越程序、電壓 及溫度(PVT)條件之一範圍而達成振盪起動及低有效電 流。 在一特定實施例中,一種裝置包括一振幅控制電路,該 振幅控制電路具有對一參考電壓產生器作出回應的—對峰 值偵測器。該振幅控制電路經組態以對一晶體振盪器之一 振盪信號作出回應且產生一控制信號以控制該振盪信號之 一振幅。 在另一特定實施例中,該裝置包括一第一電晶體,該第 —電晶體經組態以耦接至一晶體振盪電路。該裝置亦包括 振巾田控制電路,該振幅控制電路經組態以適應性地控制 待施加至该第一電晶體之一電流之一振幅。該振幅控制電 路包括第—電壓峰值偵測器及第二電壓峰值偵測器以及經 耦接以接收與該晶體振蘯電路相關聯之一振盪信號的一輸 入0 在另—特定實施例中,一種方法包括產生一控制信號以 "一搌盪器之一放大器之一增益。該控制信號係基於一 第峰值電壓與一第二峰值電壓之間的一比較而產生。該 第峰值電壓係在一第一峰值偵測器處對一信號之一振幅 作出回應而偵測,且該第二峰值電壓係在一第二峰值偵測 159005.doc •4·
X 201228242 器處對一參考電壓產生器作出回應而偵測。 在另—特定實施例中,該方法包括在一第一峰值偵測器 處偵測一第—參考電壓信號之一第一峰值電塵,且在一第 β峰值偵測器處偵測一第二參考電壓信號之一第二峰值電 壓。該第一參考電壓信號及該第二參考電壓信號係基於一 與一晶體振盪器相關聯之振盪信號。該方法亦包括產生一 卫制仏號以適應性地控制待施加至耦接至該晶體振盪器之 電曰曰體之一電流的一振幅。該控制信號係基於該第一峰 值電壓及該第二峰值電壓而產生。 由所揭示之實施例中之至少—者所提供的—特定優點 ’’’、.與不包括多個峰值偵測器之系統相比,減少由歸因於 峰值伯測器具有對電源供應器中發生之雜訊之類似回應的 功率雜訊抑制而引起的抖動。由所揭示之實施例中之至少 一者所提供的另—優點為··由於基於—㈣n信號之-所 量測振幅而控制振i器電流之量而跨越程序、電m (PVTH条件之範圍達成低有效電流及低電流變化。由所: ^之實施例中之至少—者所提供的另_優點在於:由於減 餘量要求而使用小於—伏特的供應電㈣實現振 在審閱整個申請案之後,本發 十奴Θ <昇他態樣、優點及牯 徵將變得顯而易見,整個申請幸& , 月莱包括以下章節:Γ圖式汽 单說明]、[實施方式]及[申請專利範圍]。 L圖式簡 【實施方式】 參看圖1,描繪用以控制振盈器 現之振幅的系統之第 159005.doc 201228242 說月性實化例且將其大體上表示為⑽。該系統⑽包括 耦接至振盪器(諸如,晶體振盪器104)之振幅控制電路 ⑽。振幅㈣電路102包㈣參考電壓產生器106作出回 應的一對峰值伯測器114(例如,第一峰值偵測器108及第 一峰值偵測器110)。振幅控制電路102對晶體振盪器104之 振盈信號12〇作出回應,且經組態以產生控制信號124以控 制j振盪彳5號120之振幅122 ^振幅控制電路1〇2與晶體振 盪器1〇4耦接以形成回饋迴路,使得振盪信號12〇之振幅 122對控制信號124作出回應。 振幅控制電路1 〇 2包括經搞接以接收由晶體振盈器i 〇 4所 產生的振盪彳5號12〇之輸入112。振幅控制電路1〇2包括耦 接至5亥對峰值偵測器114之第一峰值偵測器1〇8及第二峰值 偵測器11〇的參考電壓產生器106。振幅控制電路1〇2經組 態以基於由第一峰值偵測器1〇8所偵測之峰值與由第二峰 值偵測器110所偵測之峰值的比較而產生控制信號124。為 了進行說明,參考電壓產生器106可經組態以基於晶體振 盪器104之振盪信號120而將第一參考信號(例如,第一電 壓V 1)116輸出至第一峰值偵測器1〇8且將第二參考信號(例 如,第二電壓V2)118輸出至第二峰值偵測器11()。舉例而 言,如圖4中所描述,第一參考信號116可指示基於振盪信 唬120之振幅122之值,而第二參考信號118可反映直流電 (DC)偏壓電壓。振幅控制電路102可經组態以比較在第一 峰值偵測器1 〇 8處所偵測之第一峰值電壓與在第二峰值债 測器110處所偵測之第二峰值電壓,且基於該比較而調整 I59005.doc -6 · 201228242 124可改變振盪信號ι2〇 控制彳§號12 4之值’使得控制信號 之振幅122。 晶體振盪器HM可經組態以(諸如)藉由使用耗接至放大 器且麵接至-或多個負載電容器的晶體或其他諸振器而產 生振盪電信號,如圖3中所描述。晶體振盪器1〇4可經組態 以產生具有對控制信號124作出回應的振幅122之實質上連 續的振盈信號uo。舉例而言,控制信號124之電麼之增加 可使振盪信號120具有增加之振幅122,且控制信號124之 電堡之減小可使振逢信號12G具有減少之振幅122。舉例而 言,可將控制信號丨24提供至晶體振盪器1〇4之放大器’如 關於圖2所描述。 。。在操作期間,可藉由提供充分量的電流以實現晶體振盪 器1〇4之振盪起動來初始化晶體振盪器1〇4。在起動時,在 振幅控制電路102之輸入112處所接收的振盤信號12〇之初 始振幅m可為零或實質上接近於零(亦即,小的振幅)。回 應於該小的振幅122,振幅控%電路1〇2可產生控制信號 124之指示第—峰值镇測器⑽之值與第二夸值偵測器110 之值之間的大差異之值。因此’控制信號124可(諸如)經由 對該控制信號12 4作出回應的放大器電路而使更多電流提 供至晶體振盪器104,如圖2至圖3中所描述。晶體振盪器 1〇4可藉由增加振盪信號120之振幅122而對該控制信號124 作出回應。當振幅122足以使儲存於第-峰值偵測器108及 第二峰值偵測器11〇處的值實質上相等時,可調整控制信 號124以防止振幅122之進一步增加且維持晶體振盪器刚 159005.doc 201228242 之實質上穩定操作。 藉由基於由晶體振盪器104所產生的振盪信號12〇之振幅 122經由控制號124來控制晶體振盪器1 〇4可存取的電流 之量,振幅控制電路102促進振盪起動且管理所要量的有 效電流。可將所要量的電流設定成處於較低位準以節省電 力。舉例而言,習知架構可使用大器件以確保充分電流用 於振盪器啟動以供用於程序、電壓及溫度變化之所要範 圍。結果,此等習知架構在程序、電壓及溫度之標稱值下 之操作可具有歸因於直流電(DC)自偏壓之高靜態電流。藉 由調整控制信號124以控制振幅122,可調節提供至晶體振 盪器104之電流之量以准許充分電流用於振盪器起動且控 制及限制DC靜態電流。 圖2說明包括振幅控制電路1〇2且提供圖1之晶體振盪器 104之組件之說明性實例的系統2〇〇。晶體振盪器ι〇4包括 放大器220,該放大器220具有包括第一電晶體216及第 一電晶體2 1 8之一對電晶體。第一電晶體2丨6對第一節點 222作出回應且經由第二節點224耦接至第二電晶體21 8。 阻尼電阻器Rd 212耦接於第二節點224與至晶體振盪電路 226之輸入端之間。晶體振盪電路226之輸出端經由第一節 點222耦接至振幅控制電路1〇2。回饋電阻器Rf 214耦接於 第一節點222與第二節點224之間。振幅控制電路1〇2經組 感以適應性地控制待施加至第一電晶體2丨6之電流之振 中田藉由適應性地控制待施加至第一電晶體216之電流之 振幅,可控制至晶體振盪電路226之輸入信號之振幅。 159005.doc 201228242 振幅控制電路102包括第一峰值偵測器108及第二峰值偵 測器110。振幅控制電路102在第一節點222處對晶體振盪 電路226之輸出作出回應。振幅控制電路102經組態以基於 在第一峰值偵測器108處所偵測之電壓與在第二峰值偵測 器1 ίο處所偵測之電壓的比較而產生控制信號Vbias 124 ^ 在一特定實施例中,第一峰值偵測器1〇8及第二峰值偵測 器110中之每一者包括一運算放大器,該運算放大器耦接 至電容器且經組態以在所接收之電壓超過該電容器處之電 壓時選擇性地對該電容器充電,如關於圖4所描述。 在一特定實施例中,將控制信號Vbias 1 24提供至第二電 晶體218之閘極。如所說明,第二電晶體218可為P型電晶 體,諸如耦接於供應電壓VDDX與第二節點224之間的p型 金屬氧化物半導體(PMOS)電晶體。可經由提供於第二電 晶體218之閘極處的控制信號(亦被稱作VMas)i24而控制供 應電愿VDDX與第二節點224之間的電流流動之量。第—電 曰曰體216耦接於第二節點224與第二供應電壓vssx(例如, 接地)之間。第一電晶體2丨6具有耦接至第一節點222之閘 極。第一電晶體21 6之汲極經由回饋電阻器Rf 2 14耦接至 第電晶體216之閘極,且經由阻尼電阻器Rd 212耦接至 晶體振盪電路226之輸入端。第一電晶體216可為η型電晶 體,諸如,n型金屬氧化物半導體(NMOS)電晶體。 喿作期間,振幅控制電路1 02適應性地控制待施加至 第電Ba體216之電流之振幅。振幅控制電路丨〇2在輸入 112處接收經由第一節點222自晶體振盪電路226所輸出的 I59005.doc 201228242 振i信號。第-電壓峰值侧器1G8基於該輸人112產生第 峰值電壓,且第二電壓峰值偵測器110產生第二峰值電 壓。振幅控制電路102產生取決於第一峰值電壓及第二峰 值電壓的控制信號Vbias】24。控制信號124經施加至第二 電晶體218之間極且判定第一電晶體216可存取之電流之 置,藉此影響由晶體振盪電路226所輸出之振盪信號之振 中田第節點222處之振盪信號可用以產生輸出時脈信 號’如關於圖3所描述。 在其他實她例中,可實施一或多個額外組件以減少歸因 於第一節點222處之抖動之輸出時脈抖動。舉例而言,可 經由振幅控制電路1〇2與第二電晶體218之間的低通濾波器 (LPF)對控制化號Vbias i 24進行濾波’如關於圖3所描述。 作為另一實例,可添加信號放大器之一或多個額外級以使 由晶體振盪電路226所提供之振盪信號銳化,使得歸因於 功率雜訊之反相器跳脫點移位將不添加時脈抖動。 因為藉由控制信號124判定提供至晶體振盪器ι〇4之電 /;,L •所以與習知設計相比’可使用減少之電壓及較小器件 來貫現振盡器操作。舉例而言,第一電晶體2丨6可具有在 大約100微米與大約700微米之間的寬度。系統2〇〇可在小 於大約1伏特(例如,VDDX<1 V,VSSX=〇 V)之供應電壓 下操作’且在一特定實施例中可在大約〇 94伏特之供應電 壓下操作。可藉由經由控制信號124控制第二電晶體218來 貫現低電壓操作’從而減少習知反相器組態之電壓餘量要 求。為了進行說明’在具有處於反相器組態及 159005.doc 201228242 PMOS之習知皮耳士振盪器架構中 再T為了確保振盪起動, 迴路增益必須超過一’將迴路増益表達為·
ESR gmT = gmn + gmp> 其中—為增益級之總跨導,^及㈣分別為反相器 N刪及腦S之跨導A為負載f 且服為 晶體之等效串聯電阻。因為
W V gmn « gmp = μ〇οχ ~ _ V() h z (其中//為載流子移動率’ C(?j為氧化物電容,『為頻道寬 度,[為頻道長度,為供應電壓,且Fi為臨限電壓), 。玄皮耳士振盪器架構需要大的電晶體以確保低電壓及溫度 條件(諸如,〇·94 V,-30t條件)下之充分。另外,因 為有效電流係與成比例’因此在皮耳士振盪器 架構中發生有效電流之大的變化。 與皮耳士振盪器架構相比,第一電晶體216具有足夠電 壓餘量使得可提供用於振盪起動之充分跨導,而無需皮耳 士振盪器架構之大的電晶體大小,其中將第一電晶體216 之^^表達為:
159005.doc 201228242 其中為閘極至源極電壓,且為汲極電流。 可藉由振幅控制回饋迴路經由第二電晶體218來判定增 益級電流偏壓。回饋電阻器Rf 2 14在飽和操作區中對第一 電晶體21 6加偏壓以用於在第一節點222處放大來自晶體振 盈電路226之信號。回饋電阻器Rf 214可具有比用於習知 振盪器架構中的回饋電阻器之電阻小的電阻,從而導致較 低熱雜訊。舉例而言,回饋電阻器Rf 2 14可具有大約十萬 歐姆(100 kQ)之電阻,而習知皮耳士振盪器組態可具有一 百萬歐姆(1 ΜΩ)或大於一百萬歐姆之回饋電阻。 圖3說明包括振幅控制電路ι〇2且提供圖1之晶體振盪器 104之組件之另一說明性實例的系統3〇〇。振幅控制電路 102經由經組態以濾除雜訊之低通濾波器(LpF)324耦接至 多工器320之第一輸入端。備用電流源322耦接至多工器 320之第二輸入端。多工器32〇在控制輸入端處接收控制信 號(lcntrl)以實現對經濾波之控制信號124或來自備用電流 源3 22接收信號之選擇。將選定輸入信號作為多工器32〇之 輸出信號(Vbias)提供至第二電晶體218之閘極。 第一電晶體216具有耦接至第一節點222之閘極,且具有 經由回饋電阻器Rf 214耦接至第一節點222之汲極。第一 電晶體216之汲極亦經由第二節點224耦接至第二電晶體 218之汲極。 晶體輸出(XTAL_OUT)插腳3 10經由阻尼電阻器Rd 212耗 接至第二節點224 »晶體輸入(xtaL一IN)插腳308耦接至第 一節點222,第一節點222輕接至振幅控制電路1〇2之輸入 159005.doc -12- 201228242 端。晶體振盪電路226包括諧振器334,諸如耦接於晶體輸 入插腳308與晶體輸出插腳310之間的壓電諧振器或陶究諸 振器。另外’第一負載電容器C1 332耦接於晶體輸入插腳 3〇8與接地之間,且第二負載電容器C2 336耦接於晶體輸 出插腳3 1 〇與接地之間。 經由輸出電路340處理第一節點222處之振盪信號以提供 時脈輸出信號(CLK一OUT)326。輸出電路340包括耦接至電 阻分壓器以設定振盪信號之DC偏壓之電容器。將經偏壓 之振盪信號提供至輸出緩衝器之輸入端,輸出緩衝器將時 脈輸出信號326提供至負載(被說明為負載電容器 CLOAD)。 振幅控制電路102、第一電晶體216及第二電晶體218可 整合至半導體器件(例如,晶粒或已封裝晶粒)中且經由晶 體輸入插腳308及晶體輸出插腳3 10耦接至外部晶體振盪電 路226(亦即,不在半導體器件上)。雖然被說明為插腳 3 08 3 10 ’但在其他實施例中,振幅控制電路1 〇2及第一 電晶體216可經由一或多個電線、節點、存取埠或其他耦 接件耦接至外部諸振器。 在操作期間,可設定多工器320之控制輸入(lcntrl)以將 經濾波之控制信號124自振幅控制電路102提供至第二電晶 體218之間極。第二電晶體218控制待施加至第一電晶體 之電机之振幅,藉此影響由晶體振盪電路226所輸出之 振盈信號之振幅。振幅控制電路102接收經由第-節點222 自晶體振盪電路226所輸出的振盪信號且基於所接收之振 159005.doc -13- 201228242 盪信號之振幅產生控制信號124。在輸出電路340處對第一 節點222處之振盪信號加0(:偏壓,且將該振盪信號提供至 輸出緩衝器以產生時脈輸出信號326。 參看圖4,圖1之振幅控制電路1〇2之說明性實施例4〇〇描 繪包括第一運算放大器(op_amp)43〇之第一峰值偵測器1〇8 及包括第二op-amp 440之第二峰值偵測器11〇。該振幅控 制電路包括用以界定振盪振幅之參考電壓產生器1〇6及第 二運算放大器402。該參考電壓產生器1〇6耦接至第一峰值 谓測器108且耦接至第二峰值偵測器丨1〇。將第一峰值镇測 器108及第二峰值偵測器! 1〇之輸出提供至第三〇p_amp 4〇2 之輸入端。第三〇p-amp 402之輸出提供控制信號 (Vbias)124。在圖5中描繪說明在振盪起動期間電路4〇〇之 操作的時序圖。 在一特定實施例中,參考電壓產生器1〇6包括隔離器件 450,隔離器件450串聯地耗接至經組態以產生參考電壓輸 出的複數個電阻器,諸如第一供應電壓VDDX與第二供應 電壓VSSX之間的電阻分壓器。該電阻分壓器包括具有電 阻R1之第一電阻器452,該第一電阻器452經由第二參考節 點462串聯地耦接至具有電阻尺2之第二電阻器454。第二電 阻器454經由第一參考節點46〇耦接至第三電阻器(電阻 R3)。第二電阻器456搞接至第二供應電壓vssx〇具有電 阻R4之第四電阻器458可並聯地耦接至第二參考節點462 與第一參考節點460之間的第二電阻器454,且可經由開 關464選擇性地電輕接至電阻分壓器或與電阻分壓器隔 Μ Ι 59005.doc 201228242 離。 參考電壓產生器106包括一耦合電容器466,該耦合電容 器466經組態以將振盪信號之交流電(AC)分量傳遞至第一 參考節點460,同時阻擋在輸入i 12處所接收的振盪信號之 DC分量。 在一特定實施例中,第一峰值偵測器1〇8包括比較器 件,諸如第一 op-amp 430。該第一op_amp 430具有經耦接 以自第一參考節點460接收第一參考信號V1 116的非反相 輸入端。將第一 op-amp 430之輸出提供至第一電晶體M1 438之閘極。第一電晶體M1 438經由第一聲值節點434耦接 至第一電容器C1 436。將第一峰值節點434處之電壓 Vpeakl提供至第一 op_amp 43〇之反相輸入端,且將其進一 步提供至第三Op_amp4〇2之非反相輸入端。 在一特定實施例中,第二峰值電壓偵測器丨丨〇包括第二 op-amp 440,第二op_amp 440具有耦接至第二參考節點462 以接收第二參考電壓V2 118的非反相輸入端。第二〇p_amp 440產生提供至第二電晶體M2 448之輸出。第二電晶體M2 448耦接於第一供應電壓VDDX與第二峰值節點444之間。 第二電容器C2 446耦接於第二峰值節點444與第二供應電 堅SSX之間。第一峰值郎點444經麵接以將電壓Vpeak2提 供至第二op_amp 44〇之反相輸入端且提供至第三邛 402之反相輸入端。 在知作期間,在輸入⑽Lin)112處接收振盤晶體信號, 且經由電容器Cd 466將从分量傳遞至第一參考節點 159005.doc •15· 201228242 在起動時,振盪信號之AC分量之振幅可為小的,且可經 由電阻分壓器452至456主要判定參考電壓VI 116及V2 118。控制隔離器件450以經由第一電阻器452、第二電阻 器454及第三電阻器456(及視情況第四電阻器458)實現第一 供應電壓VDDX與第二供應電壓VSSX之間的電流流動,從 而導致第一參考節點460處之第一電壓VI 116及第二參考 節點462處之第二電壓V2 118。 參考電壓產生器106可根據開關464之設定對VI 116及V2 118加偏壓。在閉合開關464的第一設定中,可在 0.46*VDD下對VI 116加偏壓以將輸入112處之信號之峰值 至峰值振幅設定成〇.4*VDD :
DO
VI =-—-*VDD=QA(>*VDD (RI+R2//R4+R3)
V2 = J=4%,D=〇._D 在斷開開關464的第二設定中,可在0.4*VDD下對VI 116加偏壓以將輸入112處之信號之峰值至峰值振幅設定成 0.6*VDD :
VI=-—-*VDD=QA*VDD (RI + B2 + R3) V2=(及2 + i?3) .*VDD=0.6*VDD (RI + R2 + R3) 將第一偏壓電壓VI 11 6提供至第一 op-amp 430,且將第 二參考電壓V2 118提供至第二op-amp 440。第一 op-amp -16- 159005.doc S) 201228242 430及第二op-amp 440中之每一者基於在非反相輸入端處 所接收之參考電壓與耦接至反相輸入端之最初放電之電容 器436或446之電壓的比較而產生各別輸出。結果,第一 op-amp 430接通電晶體438以對電容器C1 436充電,且第 二op-amp 440接通電晶體448以對電容器C2 446充電。對 電容器C2 446充電使得第二峰值節點444大體上對應於第 一參考節點462處之DC偏壓’其大致等於第二參考電壓V2 118。類似地’對第一電容器ci 436充電使得第一峰值節 點434之電壓大致等於第一參考節點46〇之電壓vi 116。分 別在第三op-amp 402之非反相輸入端及反相輸入端處接收 電壓Vpeakl及Vpeak2,且電壓Vpeakl及Vpeak2使第三0p-amp 402產生具有最初使所接收之振盪信號之振幅增加的 電壓之控制信號Vbias 124。 隨著在輸入112處之所接收之振堡信號的振幅增加,電 壓VI 116之AC分量增加。在將AC分量之峰值添加至第一 參考卽點460處之DC偏壓分量時,第一 〇p_arnp 430判定VI 116超過第一峰值節點434之電壓Vpeakl,從而啟動電晶體 Ml 438以對C1 436進一步充電且增加Vpeak卜以此方式, Vpeakl繼續增加,但與Vpeak2相比,量值保持為較低的。 第二op-amp 402基於比較Vpeakl與Vpeak2而調整控制信號 124 ’且所得控制信號124繼續使輸入112處所接收的振蓋 信號之振幅增加。當在輸入112處所接收的振盪信號具有 AC^j里之專於第二參考卽點462與第一參考節點460之間 的DC偏壓差之振幅時’第一峰值節點434處之Vpeakl與第 159005.doc -17· 201228242 二峰值節點444處之VPeak2可實質上相等,且第三〇p_amp 402可設定控制信號Vbias 124之值以防止在輸入112處所接 收的振盪信號之振幅進一步增加。在於輸入丨〗2處所接收 的振蘯k號之峰值振幅超過第二參考節點462與第一參考 節點460之間的DC電壓差的情況下,第三〇p_amp 4〇2可將 控制彳§號\^183 124調整至指示Vpeakl超過Vpeak2之值, 從而使晶體振盪器104減少振盪信號之振幅。 因為可使用匹配組件(例如,實質上類似的〇p amp 43〇及 440)來實施峰值债測器1〇8、11〇,所以vpeakl及vpeak2可 彼此追蹤以改良功率雜訊抑制且減少時脈抖動。舉例而 言,在具有五十毫伏(50 mV)之峰值至峰值電源供應雜訊 及五十毫伏(50 mV)之峰值至峰值接地雜訊的特定實施例 中,與皮耳士振盪器架構相比,可獲得抖動減少二分之 一。藉由定義Rl、R2、R3及R4之間的比率,可適當控制 振盡信號。設定振盪振幅會使得晶體振盪器1 〇4之增益級 電流能夠由回饋迴路減少以減少功率同時亦實現振盪。 圖5描續·圖4之電路4〇〇之操作的簡化說明。圖式5〇〇包括 依據時間的包括振盪信號120之第一跡線集合、第一參考 節點460處之電壓V1 116之DC分量、第二參考節點462處 之第二參考電壓V2 118之DC分量,及第二供應電壓 VSSX°第二跡線集合包括控制信號Vbias 124、第一供應 電壓VDDX,及第二供應電壓vssx〇將振盪信號12〇說明 為在初始時間T0時最初具有近零振幅的V1 i 16之AC分 量°控制信號Vbias 124假定在時間T0時之對應於Vpeakl 159005.doc S) -18- 201228242 434的初始值’相較於在時間τ〇時之Vpeak2 444,Vpeakl 434具有較低振幅。 在初始時間T0之後,振盪信號12〇之振幅回應於控制信 號Vbias 124之初始值而增加。類似地,由於振盪信號12〇 之峰值偵測,第一峰值節點434處之電壓Vpeakl根據輸入 信號120之振幅的增加而增加。控制信號Vbias 124隨著振 盈k號120之振幅增加而作出調整,且電壓vpeaki 434接 近電壓 Vpeak2 444。 振盈仏號12〇之振幅及Vpeakl 434增加直至在時間T1時 Vpeakl大致等於Vpeak2 444為止。在時間τΐ時,因為 Vpeakl 434與Vpeak2 444實質上相等,所以控制信號Vbias 124之值保持處於實質上恆定之電壓位準,以使振盪信號 120之振幅保持處於實質上恆定之穩態值。 雖然為便於解釋及說明之清晰起見,圖5說明平滑轉變 之無雜訊跡線,但在實施期間,所說明跡線中之一或多者 可能未平滑地變化且可能經受雜訊或其他效應。舉例而 吕,Vpeakl 434可能未平滑地增加,且可替代地以逐步方 式Ik振盪信號120之每一峰值而增加。作為另一實例,控 • 制信號VbiaS 124由於峰㈣測器⑽、11G之延遲而可能超 ‘ @在1:1時之穩態值,從而導致在時間T1之後控制信號 及振盪彳§號120之振幅122之振盪或阻尼振盪行為。 圖6描繪用於振盪器之振幅控制之方法6 〇 〇的特定實施 例。在-#明性實施例中,可藉由圖i之振幅控制電路1〇2 來執行方法600 »在602處,可在參考電塵產生器處產生第 159005.doc 19- 201228242 一參考電壓信號及第二參考電壓信號。 在604處,可在第一峰值偵測器處偵測第一參考電壓信 號之第一峰值電壓。在606處,可在第二峰值谓測器處谓 測第二參考電壓信號之第二峰值電壓。第一參考電壓信號 及第二參考電壓信號可基於與晶體振盪器相關聯之振盪信 號。舉例而呂,第一參考電壓V1 116可具有對應於振盪信 號之AC分量的AC分量,且第二參考電壓V2 118可經設定 成基於V2 118與VI 116之DC偏壓之間的差來界定振盪信號 之峰值至峰值振幅,如圖4中所說明。 在608處,產生控制信號以適應性地控制待施加至搞接 至晶體振盪器的第一電晶體之電流之振幅。可基於第一峰 值電壓及第二峰值電壓而產生控制信號。舉例而言,可由 第三op-amp 402基於第一峰值偵測器1〇8之Vpeakl與第二 峰值偵測器11 0之Vpeak2之間的比較而產生控制信號丨24。 在61 0處’可將控制信號施加至串聯地耦接至第一電晶 體之第二電晶體之閘極。舉例而言,可將控制信號124施 加至圖2之串聯地耦接至圖2之第一電晶體216的第二電晶 體21 8之閘極。 可由場可程式化閘陣列(FPGA)器件、特殊應用積體電路 (ASIC)、諸如中央處理單元(cpu)之處理單元、數位信號 處理器(DSP)、控制器、另一硬體器件、韌體或其任何組 合來實施方法600 ^作為一實例,可由如關於圖7所描述的 執行指令之電腦或處理器來執行圖6之方法。 參看圖7,描繪無線通信器件之特定說明性實施例的方 159005.doc •20- 201228242 塊圖且將其大體上表示為700。器件7〇〇包括耦接至記憶體 732之處理H 71〇 ’諸如應用程式處理器或數位信號處理器 (DSP)。具有多個峰值债測器之振幅控制模組772整合於處 理器71G中且耗接至晶體振盪電路774。在—說明性實施例 中,具有多個峰值偵測器之振幅控制模組772可為圖〗之振 幅控制電路1〇2、圖4之電路4〇〇;可根據圖6之方法而操 作,或其任何組合。 振幅控制電路772可包括專料路,專用電路包括多個 啥值债測器且經組態以基於參考電麼與相關聯於所接收之 L號振f田之峰值電壓的比較而提供振幅控制信號。或者或 另外’可由執行指令之處理器71〇來實施振幅控制模組Μ 之至少一部分。舉例而言,記憶體732可為儲存可執行指 7 770之非暫時性電腦彳讀有形媒體,可執行指令可由 電腦執行以產生控制信號從而控制振Μ器之放大器之增 益。舉例而言,處理器71G可執行該等可執行指令770以基 於第-峰值電麼與第二峰值電麼之間的比較而產生控制信 號”可在第♦值偵測器處對自晶體振盪電路所接收 的信號之振幅回應而债測第一峰值電i,且可在第二 學值偵测器處對參考電麼產生器作出回應而偵測第二峰= 電壓。 圖7亦展示麵接至處理器71〇且輕接至顯示器以之顯示 f制器726。編碼器/解碼器(C〇MC)734亦可輕接至處理 器71〇。揚聲器736及麥克風738可耦接至c〇dec 734。 圖7亦指示可_接至處理器7!〇且輕接至無線天線742之 159005.doc 201228242 無線控制器740。在一特定實施例中’處理器7 1 〇、顯示控 制器726、記憶體732、CODEC 734及無線控制器74〇包括 於系統級封裝或系統早晶片器件722中。在一特定實施例 中,輸入器件730及電源供應器744耦接至系統單晶片器件 722。此外,在一特定實施例(如圖7中所說明)中,晶體振 盪電路774、顯示器728、輸入器件730、揚聲器736、麥克 風738、無線天線742及電源供應器744在系統單晶片器件 722外部。然而,晶體振盪電路774、顯示器728、輸入器 件730、揚聲器736、麥克風738、無線天線742及電源供應 器744中之每一者可(諸如)經由介面或控制器耦接至系統單 晶片器件722之一組件。 結合所揭示之實施例,用以控制振盪器之振幅的裝置可 包括用於放大晶體振盪電路之振盪信號的構件。舉例而 言’用於放大振盪信號之構件可包括:圖2至圖3之第一電 晶體216(諸如,在飽和區中由圖2至圖3之回饋電晶體Rf 214加偏壓的NMOS電晶體)、一或多種類型的電晶體、緩 衝器、放大器,或經組態以放大振盪信號之其他電路或 其任何組合。該裝置亦可包括用於適應性地控制待施加至 用於放大之構件之電流之振幅的構件。舉例而言,用於適 應性地控制振幅之構件可為圖1至圖3之振幅控制電路1〇2 或圖4之電路400。用於適應性地控制振幅之構件可包括用 於偵測對應於振盪信號之第一峰值電壓之構件,諸如,圖 1至圖4之第一峰值偵測器1 〇8或另—類型之峰值偵測器電 路。用於適應性地控制振幅之構件亦可包括用於偵測對應 159005.doc -22· 201228242 於參考電壓之第二峰值電壓之構件,諸如,圖丨至圖4之第 一峰值偵測器1〇8或另一類型之峰值偵測器電路。 用於適應性地控制振幅之構件可包括用於產生參考電壓 之構件,諸如,圖1至圖4之參考電壓產生器1〇6、一或多 種其他類型之分壓器,或一或多種其他類型之參考產生電 路(諸如,數位至類比(D/A)轉換器、取樣保持電路,或經 組態以產生電壓值的任何其他類型之電路)。用於適應性 地控制振幅之構件可包括用於基於第一峰值電壓與第二峰 值電壓之間的比較而產生控制信號之構件,諸如,圖4之 第三op-amp 402或任何其他比較器、加法器,或經調適以 基於兩個輸入值之比較而產生輸出的其他電路器件。 操作方法可包括產生控制信號以控制振盪器之放大器之 增益。基於第一峰值電壓與第二峰值電壓之間的比較而產 生控制乜號。在第一峰值偵測器處對信號之振幅作出回應 而偵測第-峰值電壓,且在第二峰值偵測器處對參考電壓 產生器作出回應而偵測第二聲值電壓。 先前所揭示之器件及功能性可經設計及組態至儲存於電 細可廣媒體上之電腦標案(例如,RTL、gdsii、 等)中。彳將一些或所有&等檔案提供至基於此等檔案來 製造器件的製造處置器。所得產品包括半導體晶圓,接著 將該等半導體晶圓切割成半導體晶粒且封裝成半導體晶 片。接著在上述器件中使用該等晶片。圖8描繪電子器件 製造程序800之特定說明性實施例。 在製造程序800處(諸如,在研究電腦8〇6處)接收實體器 159005.doc •23· 201228242 件資訊802。實體器件資訊8〇2可包括 路,或其任何組合)之至少一實體性質的設計資訊。舉例 而言’實體器件資訊802可包括經由耦接至研究電腦806之 使用者介面804而鍵人的實體參數、材料特性及結構資 汛。研究電腦806包括耦接至電腦可讀媒體(諸如,記憶體 :ι〇)之處理器808(諸如,一或多個處理核心)。記憶體81〇 可儲存可執行以使處理器8〇8變換實體器件資訊8〇2以遵照 檔案格式且產生程式庫檔案812的電腦可讀指令。 在一特定實施例中,程式庫檔案8 12包括至少一資料擋 案,至少一資料檔案包括經變換之設計資訊。舉例而言, 程式庫檔案812可包括半導體器件之程式庫,該等半導體 益件包括圖1之振幅控制電路1〇2、圖2至圖3之系統、圖4 之電路400或其任何組合,該程式庫經提供以供電子設計 自動化(EDA)工具820使用。 可在設計電腦814處結合EDA工具82〇來使用程式庫檔案 812,設計電腦814包括耦接至記憶體818之處理器Η"諸 如,一或多個處理核心)。EDA工具82〇可作為處理器可執 行指令而儲存於記憶體818處,以使設計電腦814之使用者 能夠設計程式庫檔案812之電路,該電路包括圖丨之振幅控 制電路102、圖2至圖3之系統 '圖4之電路400,或其任何 組合。舉例而言,設計電腦814之使用者可經由耦接至設 计電腦8 14之使用者介面824而鍵入電路設計資訊822。電 路設計資訊822可包括表示半導體器件(諸如’圊i之振幅 159005.doc -24- 201228242 控制電路102、圖2至顬3" 之系、.充、圖4之電路4〇〇,或t飪 何組::之至少一實體性質的設計資訊。為了進行說明, 電路4性質可包括特定電路及與電路設計中之其他元件 之關係的識別、定位資訊、特徵大小資訊、互連資訊,或 表不半導體器件之實體性質的其他資訊。 設計電腦814可經組態以變換包括電路設計資訊⑵之咬 計資訊以遵照檔案格式。為了進行說明,檔案格式可包括 以階層格式表示平面幾何形狀、文字標記及關於電路佈局 之其他資訊的資料庫二進位檀案格式,諸如,圖形資料系 統(⑽順案格式。設計電腦814可經組態以產生除口 他電路或資訊以外亦包括經變換設計資訊之資料檔案,諸 如’包括描述圖1之振幅控制電路⑽、圖2至圖3之系統、 圖4之電路400或其任何組合之資訊的gdsii檔案似。為了 進行說明,資料檑案可包括對應於系統單晶片(s〇c)之資 訊,該S〇C包括圖1之振幅控制電路102、圖2至圖3之系 統、圖4之電路400,且亦包括在默内之額外電子電路及 組件。 可在製造程序828處接收GDSII檔案,以根據GDSII 稽案826中之經變換資訊而製造圖i之振幅控制電路1 、 圖2至圖3之系統、圖4之電路4〇〇,或其任何組合。舉例而 吕,器件製造程序可包括將GDSn檔案826提供至遮罩製造 商830以產生被說明為代表性遮罩832之一或多個遮罩(諸 如,待用於光微影處理之遮罩)。可在製造程序期間使用 遮罩832以產生-或多個晶圓834,可測試該一或多個晶圓 159005.doc •25- 201228242 且將其分離成晶粒(諸如,代表性晶粒836)。晶粒836包 包括器件之電路,該器件包括圖!之振幅控制電路 1〇2、圖2至圖3之系·统、圖4之電路彻,或其任何組合。 可將晶粒836提供至封裝程序㈣,在封襄程序838中, 將晶粒836併入至代表性封裂請中。舉例而言,封襄請 可包括單-晶粒836或多個晶粒,諸如,系統級封裝㈣ 配置。封裝840可經組態以遵守一或多種標準或規範,諸 如,電子器件工程聯合委員會(JEDEC)標準。 可將關於封裝_之資訊(諸如)經由儲存於電腦_處之 組件程式庫而分散至各個產品設計者。電腦846可包括麵 接至記憶體㈣之處理器848(諸如,—或多個處理核心 印刷電路板(PCB)工具可作為處理器可執行指令而儲存於 記憶體85G處’以處理經由使用者介面844而自電腦846之 使用者所接收的PCB設計資f〇42QpCB設計資訊⑷可包 括電路板上之已封裝半導體器件之實體定位資訊,已封裝 半導體器件對應於包括圖丨之振幅控制電路1〇2、圖2至圖3 之系統、圖4之電路400,或其任何組合的封裝84〇。 電腦846可經組態以變換PCB設計資訊842以產生資料褚 案,諸如,GERBER檔案852,GERBER檔案852具有包括 電路板上之已封裝半導體器件之實體定位資訊以及電連接 (諸如,跡線及通孔)之佈局的資料,其中已封裝半導體器 件對應於包括圖1之振幅控制電路丨〇2、圖2至圖3之系統、 圖4之電路400,或其任何組合的封裝84〇。在其他實施例 中,藉由經變換PCB設計資訊產生之資料檔案可具有除了 I59005.doc •26· 201228242 GERBER格式以外之格式。 可在板組裝程序854處接收GERBER檔案852,且使用 GERBER檔案852以產生根據儲存於GERBER檔案852内之 设计資sfl所製造的PCB,諸如,代表性PCB 856。舉例而 言,可將GERBER檔案852上載至一或多個機器以用於執 行PCB生產程序之各種步驟。Pcb 856可經填入有包括封 裝840之電子組件以形成代表性印刷電路總成(PCa)858。 可在產品製造程序860處接收PCA 858且將PCA 858整合 至一或多個電子器件(諸如,第一代表性電子器件862及第 二代表性電子器件864)中。作為一說明性非限制實例,第 一代表性電子器件862、第二代表性電子器件864或其兩者 可選自以下各項之群組:機上盒、音樂播放器、視訊播放 器娛樂單元、導航器件、通信器件、個人數位助理 (PDA)、固定位置資料單元及電腦,圖1之振幅控制電路 102、圖2至圖3之系統或圖4之電路4〇〇整合至其中。作為 另一說明性非限制性實例,電子器件862及864中之一或多 者可為:諸如行動電話之遠端單元、手持型個人通信系統 (PCS)單元、諸如個人資料助理之攜帶型資料單元、具備 王球疋位系統(GPS)功能之器件、導航器件、諸如儀錶讀 又備之ϋ疋位置資料單元,或儲存或擷取資料或電腦指 7之任何其他益件,或其任何組合。儘管圖8說明根據本 發^之教不的遠端單元,但本發明不限於此等例示性所說 明單元。本發明之實施例可適合詩包括线積體電路 (包括記憶體及單晶片電路)之任何器件中。 159005.doc -27- 201228242 可製造、處理包括圖1之振幅控制電路1〇2、圖2至圖3之 系統、圖4之電路4〇〇或其任何組合的器件,且將其併入至 電子器件中,如在說明性程序8〇〇中所描述。可在各種處 理階段(諸如,在程式庫檔案812、GDSn檔案及 GERBER檔案852内)包括關於圖丨至圖7所揭示之實施例的 一或多個態樣,以及將其儲存於研究電腦8〇6之記憶體 810、設計電腦814之記憶體818、電腦846之記憶體以❹、 在各個階段(諸如,在板組裝程序854處)所使用的一或多個 其他電腦或處理器(未圖示)之記憶體處,且亦將其併入至 一或多個其他貫體實施例(諸如,遮罩832、晶粒836、封 裝840、PCA 858、諸如原型電路或器件之其他產品(未圖 示)或其任何組合)中。儘管描繪了自實體器件設計至最終 產品之生產的各種代表性階段,但在其他實施例中,可使 用較少階段或可包括額外階段。類似地,可藉由單一實體 或藉由執行程序800之各種階段的一或多個實體來執行程 序 800。 熟習此項技術者應進一步瞭解,結合本文中所揭示之實 施例而描述的各種說明性邏輯區塊、組態、模組 '電路及 演算法步驟可實施為電子硬體、藉由處理器所執行之電腦 軟體或兩者之組合。各種說明性組件、區塊、組態、模 組、電路及步驟已在上文大體按其功能性加以描述。此功 月b丨生疋貫施為硬體或是處理器可執行指令取決於特定應用 及強加於整個系統上之設計約束。熟習此項技術者可針對 每一特定應用以變化之方式來實施所描述之功能性,但此 159005.doc -28- 201228242 等實施決策不應被解釋為引起脫離本發明之範嘴。 結合本文争所揭示之實施例而描述的方法或演算法之步 驟可直接以硬體、以由處理n執行之軟龍組或以兩者之 組合體現。軟體模組可駐留於隨機存取記憶體(ram卜快 閃記憶體、唯讀記憶體(R0M)、可程式化唯讀記憶體 (PROM)、可抹除可程式化唯讀記憶體(EpR〇M)、電可抹 除可程式化唯讀記憶體(EEPR〇M)、暫存器、硬碟、抽取 式碟片、緊密光碟唯讀記憶體(CD_R0M),或此項技術中 已知之任何其他形式之非暫時性儲存媒體t。例示性赌存 媒體耦接至處理器,以使得處理器可自儲存媒體讀取資訊 及將資訊寫入至儲存媒體。在替代例中,儲存媒體可與處 理器成一體式》處理器及儲存媒體可駐留於特殊應用積體 電路(ASIC)中。ASIC可駐留於計算器件或使用者終端機 中》在替代例中,處理器及儲存媒體可作為離散組件而駐 留於計算器件或使用者終端機中。 提供所揭示實施例之先前描述以使熟習此項技術者能夠 製造或使用所揭示之實施例。對於熟習此項技術者而言, 對此等實施例之各種修改將為容易顯而易見的,且可在不 脫離本發明之範疇的情況下將本文中所定義之原理應用於 其他實施例。因此,本發明不意欲限於本文中所展示之實 施例,而應符合與如由以下申請專利範圍所定義之原理及 新穎特徵可能一致之最廣範_。 【圖式簡單說明】 圖1為包括用以控制振盪器信號之振幅之振幅控制電路 159005.doc -29- 201228242 的系統之第一說明性實施例的方塊圖; 圖2為包括用以控制振盪器信號之振幅之振幅控制電路 的系統之第二說明性實施例的圖式; 圖3為包括用以控制振盪器信號之振幅之振幅控制電路 的系統之第三說明性實施例的圖式; 圖4為可用於圖丨至圖3之系統中的振幅控制電路之特定 說明性實施例的電路圖; 圖5為描繪圖4之振幅控制電路之操作之說明性實施例的 時序圖; 圖6為控制振盪器彳5號之振幅的方法之特定說明性實施 例的流程圖; 圖7為包括用以控制振盪器信號之振幅的具有多個峰值 偵測器之振幅控制電路的攜帶型器件的方塊圖;及 圖8為用以製造電子器件之製造程序之特定說明性實施 例的資料流程圖’電子器件包括用以控制振盪器信號之振 幅的具有兩個峰值偵測器之振幅控制單元。 【主要元件符號說明】 100 102 104 106 108 110 112 159005.doc 用以控制振盤信號之振幅之系統 振幅控制電路 晶體振盪器 參考電壓產生器 第一電壓峰值偵測器 第二電壓峰值偵測器 輸入 201228242 114 116 118 120 122 124 200 212 214 216 218 220 222 224 226 300 308 310 320 322 324 326 332 一對峰值债測器
第一參考信號/第一參考電壓VI/第一偏壓電 壓VI 第二參考信號/第二參考電壓V2 振盪信號/輸入信號 振幅 控制信號Vbias 系統 阻尼電阻器Rd 回饋電阻器Rf 第一電晶體 第二電晶體 放大器 第一節點 第二節點 外部晶體振盪電路 系統 晶體輸入(XTAL」N)插腳 晶體輸出(XTAL_OUT)插腳 多工器 備用電流源 低通濾波器(LPF) 時脈輸出信號(CLK_OUT) 第一負載電容器Cl 159005.doc -31 · 諧振器 第二負載電容器C2 輸出電路 電路 第三運算放大器 第一運算放大器(op-amp) 第一峄值節點/電壓Vpeakl 第一電容器Cl 第一電晶體Ml 第二運算放大器(op-amp) 第二峰值節點/電壓Vpeak2 第二電容器C2 第二電晶體M2 隔離裔件 第一電阻器 第二電阻器 第三電阻器 第四電阻器 第一參考節點 第二參考節點 開關 電容器Cd 圖式 用於振盪器之振幅控制之方法 -32- 201228242 700 710 722 726 728 730 732 734 736 738 740 742 744 770 772 774 800 802 804 806 808 810 無線通信器件 處理器 系統早晶片裔件 顯示控制器 顯示器 輸入器件 記憶體 編碼器/解碼器(CODEC) 揚聲器 麥克風 無線控制器 無線天線 電源供應器 可執行指令 具有多個峰值偵測器之振幅控制模組/振幅 控制電路 晶體振盪電路 電子器件製造程序 實體器件資訊 使用者介面 研究電腦 處理器 記憶體 程式庫檔案 812 159005.doc -33- 設計電腦 處理器 記憶體 電子設計自動化(EDA)工具 電路設計資訊 使用者介面 GDSII檔案 製造程序 遮罩製造商 遮罩 晶圓 晶粒 封裝程序 封裝 印刷電路板(PCB)設計資訊 使用者介面 電腦 處理器 記憶體 GERBER檔案 板組裝程序 印刷電路板(PCB) 印刷電路總成(PCA) 產品製造程序 -34- 201228242
862 864 CLOAD VDDX VSSX 第一代表性電子器件 第二代表性電子器件 負載電容器 第一供應電壓 第二供應電壓 159005.doc 35·

Claims (1)

  1. 201228242 七、申睛專利範圍: 1. 一種袭置,其包含: 振巾田控制電路,其包含一對峰值偵測器,該對峰值 偵=器對一參考電壓產生器作出回應,且 丄中該振幅控制電路經組態以對一晶體振盪器之一振 盪t號作出回應且經組態以產生一控制信號以控制該振 盪l就之一振幅。 2·如請求項1之裝置’其進一步包含: 放大盗,其包括串聯地耦接至一第二電晶體之一第 體其中該控制k號經施加至該第二電晶體之一 閘極。 3. 如請求項2之裝置,其進一步包含: 低通濾波器’其經組態以對該控制信號進行濾波, 其中”亥經濾波之控制信號經施加至該第二電晶體之該閘 極。 159005.doc 201228242 —個人數位助理(PDA)、一固定位置資料單元及一電 腦’該振幅控制電路整合至該器件中。 8. —種方法,其包含· 產生—控制信號以控制一振盪器之一放大器之一增 益,其中該控制信號係基於一第一峰值電壓與—第二峰 值電C之間的一比較而產生,其令該第一峰值電壓係在 一第—峰值偵測器處回應於一信號之一振幅而偵測,且 其中該第二峰值電壓係在一第二峰值偵測器處回應於一 參考電壓產生器而偵測。 9如吻求項8之方法,其中該放大器包括串聯地耦接至一 第-電晶體之-第-電晶體,且其中該控制信號經施加 至該第二電晶體之一閘極。 10. 如請求項9之方法,其中該第—電晶體為1型金屬氧化 物半導體(NMOS)電晶體且該第二電晶體為一 p型金屬氧 化物半導體(PMOS)電晶體。 11. 如請求項10之方法,其中該NMOS電晶體之一寬度係在 大約100微米與大約7〇〇微米之間。 12. 如喷求項8之方法,其中該振盪器在小於大約1伏特之一 供應電壓下操作。 13. 如請求項8之方法,其中產生該控制信號係在整合至一 電子器件中之一處理器處執行。 14· 一種裝置,其包含: 第電Ba體,其經組態以耦接至一晶體振盪電路;及 一振幅控制電路,其經組態以適應性地控制待施加至 159005.doc 201228242 該第t晶體之-電流之-振幅,該振幅控制電路包含 第-電壓峰值偵測器及第二電壓峰值偵測器及經耦接以 接:與該晶體振盪電路相關聯的一振盈信號之一輸入。 士明求項14之裝置’其中該振幅控制電路包括用以界定 一振盪振幅之-參考電塵產生器及—運算放大器。 、长項15之裝置’其中該第一電壓峰值偵測器經組態 以基於該輸入產生一第一峰值電壓,該第二電壓峰值偵 測Is經組走I以吝& _ ^ _ t4t 、-產生一第一峰值電壓,且該運算放大器經 組態以產生取決於該第一峰值電壓及該第二峰值電壓的 一控制信號。 經組態以產 組態以產生 體之一控制 17.如請求項15之裝置,其中該㈣振幅係基於 生一參考電壓輸出之複數個電阻器之值。 18·如凊求項14之裝置,其中該振幅控制電路經 待施加至耦接至該第一電晶體的一第二電晶 信號。 B 19. 如請求項18之裝置,其進一步包含: 一低通據波H,其經組態以對難制㈣ 20. 如請求項14之裝置,豆答人於$ , ^ 展置其整合於至少-個半導體晶粒中。 21·如請求項14之裝置,其進-步包含-器件,該器件選自 由以下各者組成之群:—機上盒、—音樂播放器、一視 訊播放器、一娱举簟开、—道0一 块束早7L -導航盗件、—通信器件'一 個人數位助理(PDA)、一固定位置資料單元及一電腦, 該振幅控制電路整合至該器件中。 22. '**種方法,其包含: 159005.doc 201228242 在一第-峰值偵測器處❹卜第—參考電隸號之 第一峰值電壓; 在-第二峰值偵㈣器處偵測一第二參考電壓信號之一 第峰值電壓’其中該第一參考電壓信號及該第二參考 電壓信號係基於與—晶體《器相Μ的-振i信號,·及 產生一控制信號以適應性地控制待施加至一第一電晶 體之電之—振幅,其中該控制信號係基於該第一峰 值電壓及該第二峰值電壓而產生。 23. 24. 25. 26. 如請求項22之方法,其進一步包含: 在參考電壓產生器處產生該第一參考電壓信號及該 第一參考電壓信號。 如睛求項22之方法,其進一步包含: 將δ亥控制信號施加至串聯地耦接至該第一電晶體的一 第一電晶體之一閘極。 如請求項22之方法,其中產生該控制信號係在整合至一 電子器件中之一處理器處執行。 一種裝置’其包含: 用於放大一晶體振盪電路之一振盪信號的構件;及 用於適應性地控制待施加至用於放大之該構件之一電 流之一振幅的構件,用於適應性地控制該振幅之該構件 包含: 用於偵測對應於該振盪信號之一第一峰值電壓的構 件;及 用於偵測對應於一參考電壓之一第二峰值電壓的構 159005.doc -4- 201228242 件。 27. 如請求項26之裝置,其中用於適應性地控制該振幅之該 構件包含用於產生該參考電壓之構件。 28. 如請求項26之裝置,其中用於適應性地控制該振幅之該 構件進步包含用於基於該第一峰值電壓與該第二峰值 電壓之間的一比較而產生一控制信號之構件。 29. 如請求項26之裝置,其整合於至少一個半導體晶粒中。 30. 如請求項26之裝置,其進一步包含一器件,該器件選自 由以下各者組成之群:一機上盒、一音樂播放器、一視 訊播放器、一娛樂單元、一導航器件、一通信器件、一 個人數位助理(pDA)、一固定位置資料單元及一電腦, 用於適應拄地控制該振幅之該構件整合至該器件中。 3 1. —種方法,其包含: 一用於在一第一峰值偵測器處偵測一第一參考電壓信 號之一第一峰值電壓的步驟; 用於在第一峰值债測器處债測一第二參考電壓信 號之一第一峰值電壓的步驟,其中該第一參考電壓信號 及該第二參考電壓信號係基於與一晶體振盪器相關聯的 一振盪信號;及 用於產生一控制信號以適應性地控制待施加至一第 一電晶體之一電流之一振幅的步驟,其中該控制信號係 基於该第一蜂值電壓及該第二♦值電壓而產生。 32.如請求項31之方法,其進一步包含: 一用於在一參考電壓產生器處產生該第一參考電壓信 159005.doc 201228242 號及該第二參考電壓信號的步驟。 33. 如請求項31之方法,其進一步包含: 晶 用於將n亥控制信號施加至串聯地耗接至該第一電 體的一第二電晶體之一閘極的步驟。 34. 如請求項31之方法,其中該用於產生該控制信號之步驟 係藉由整合至一電子器件中之一處理器來執行。 35. -種儲存可由—電腦執行之指令的非暫時性電腦可讀有 形媒體,該等指令包含: 可由該電腦執行以產生一控制信號以控制一振盪器之 •放大器之1益的指令’其中該控制信號係基於—第 -峰值電壓與一第二峰值電壓之間的一比較而產生,其 中。亥第-峰值電壓係在—第—峰值偵測器處回應於該振 盪器之-信號之一振幅而偵測,且其中該第二峰值電壓 係在帛一峰值價測器處回應於一參考電壓產生器而偵 測0 36. 如請求項35之電腦可讀有形媒體,其中該放大器包括串 聯地耦接至-第二電晶體之一第一電晶體,且其,該控 制b號經施加至該第二電晶體之一閘極。 37. 如請求項36之電腦可讀有形媒體,其中該第一電晶體· 一 η型金屬氧化物半導體(NM0S)電晶體且該第二電晶體 為一P型金屬氧化物半導體(PM〇s)電晶體。 38. 如請求項35之電腦可讀有形媒體,其中該等指令可由整 合於一器件令之一處理器執行,該器件選自由以下各者 組成之群··一機上盒、一音樂播放器、一視訊播放器、 159005.doc -6- 201228242 一娱樂單元、一導航器件、一通信器件、一個人數位助 理(PDA)、一固定位置資料單元及一電腦》 39. 40. 41. 一種方法,其包含: 接收包含對應於一半導體器件之設計資訊的一資料檔 案;及 根據該設計資訊製造該半導體器件,其中該半導體器 件包含: 一第一電晶體,其經組態以耦接至一晶體振盪電 路;及 一振幅控制電路,其經組態以適應性地控制待施加 至·該第一電晶體之一電流之一振幅,該振幅控制電路 包含第一電壓峰值偵測器及第二電壓峰值偵測器及用 以接收與該晶體振盪電路相關聯的一振盪信號之一輸 入。 如請求項39之方法,其中該資料檔案具有一 GDSII格 式。 如睛求項39之方法,其中該資料檔案具有一 GERBER格 式0 159005.doc
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