TWI501555B - 動態調整振盪源起振電流的控制電路及方法 - Google Patents

Description

動態調整振盪源起振電流的控制電路及方法

本發明係有關一種控制電路及方法，特別是關於一種調整振盪源起振電流的控制電路及方法。

許多工業產品需要振盪源作為電路操作的基礎，尤其是精密儀器更需要穩定的振盪源，以確保精密儀器在安全的操作環境下運作。如圖1所示，目前常見的振盪源係在積體電路(Integrated Circuit；IC)10內建振盪啟動器12，並根據一個固定的起振電流Is產生振盪信號給IC 10外部的振盪器14，振盪器14本身是被動元件，例如石英晶體振盪器，響應振盪啟動器12提供的振盪信號起振並反饋振盪信號給振盪啟動器12，如此透過二者之間的交互作用直到建立起穩定電壓的振盪信號OSC。通常把振盪啟動器12及振盪器14的組合稱為振盪源16，有時也把振盪源16產生的振盪信號OSC稱為振盪源。如果起振電流Is過低，振盪啟動器12無法使振盪器14穩定地起振，為了確保能建立起穩定的振盪源，習知技術總是把起振電流Is預設且固定在誤差容許度的上限值附近。在實際應用上，由於過大的起振電流Is無法任意調整，以至於在起振過程中容易造成功率浪費的情況發生，有待改進。

本發明的目的之一，在於提出一種調整振盪源起振電流的控制電路及方法。

本發明的目的之一，在於提出一種減少振盪源消耗功率的控制電路及方法。

本發明的目的之一，在於提出一種最小化振盪源起振電流的控制電路及方法。

根據本發明，一種動態調整振盪源起振電流的控制電路包含電流控制器提供該起振電流，計數器產生計數值，比較器在該計數值達到預設的參考值時觸發取樣信號，以及偵測器響應該取樣信號偵測該振盪源是否穩定以命令該電流控制器動態調整該起振電流。

根據本發明，一種動態調整振盪源起振電流的控制方法包含產生計數值，在該計數值達到預設的參考值時觸發取樣信號，響應該取樣信號偵測該振盪源是否穩定以動態調整該起振電流。

10‧‧‧積體電路

12‧‧‧振盪啟動器

14‧‧‧振盪器

16‧‧‧振盪源

18‧‧‧控制電路

20‧‧‧電流控制器

22‧‧‧計數器

24‧‧‧比較器

26‧‧‧偵測器

圖1係習知的振盪源的架構；圖2係本發明的控制電路的實施例；圖3係本發明的控制方法的第一實施例；以及圖4係本發明的控制方法的第二實施例。

圖2係根據本發明的實施例，在IC 10中設置控制電路18，包含電流控制器20，連接振盪啟動器12，提供起振電流Is，計數器22產生計數值CT，比較器24連接計數器22，以預設的參考值SET作為取樣時間的依據，每當計數值CT達到參考值SET時便觸發取樣信號SMP，偵測器26連接電流控制器20、比較器24、以及振盪源16中的振盪啟動器12或振盪器14，偵測器26響應取樣信號SMP偵測振盪源16是否穩定，以命令電流控制器20動態調整起振電流Is，並且根據動態調整起振電流Is的歷史，把起振電流Is設定在足以建立穩定振盪源的最小值，以減少功率消耗。要偵測是否已建立穩定的振盪源，可從振盪啟動器12或振盪器14偵測振盪信號OSC來判斷。

圖3係根據本發明的控制方法的示意圖，計數器22計數時脈CLK產生計數值CT，參考值SET預設為n、m、k、l，每當計數值CT達到n、m、k或l時，比較器24便會觸發取樣信號SMP，偵測器26響應取樣信號SMP偵測振盪源是否穩定以命令電流控制器20動態調整或固定起振電流Is，例如圖3中所示，在CT=n、m及k時未偵測到穩定的振盪源，所以逐次命令電流控制器20增加起振電流Is，在CT=l時偵測到穩定的振盪源，因而命令電流控制器20固定起振電流Is。在此示例中，起初提供比較小的起振電流Is，在CT=n、m及k時因為沒有沒有振盪源，所以偵測器26每次都命令電流控制器20增加起振電流Is；在CT=l時偵測到穩定的振盪源，因此命令電流控制器20將起振電流Is固定在此時的值。

圖4係根據本發明的控制方法的另一示意圖，和圖3一樣，參考值SET預設為n、m、k、l，所以每當計數值CT達到n、m、k或l時會觸發取樣信號SMP，偵測器26響應取樣信號SMP偵測振盪源是否穩定以命令電流控制器20動態調整起振電流Is，並根據動態調整起振電流Is的歷史，判斷起振電流Is是否為使振盪源16穩定起振的最小值，以固定起振電流Is。在圖4中，在CT=n及m時都偵測到穩定的振盪源，因此無法判斷起振電流Is是否為最小值，因此逐次命 令電流控制器20減少起振電流Is，以判斷起振電流Is是否為最小值；在CT=k時未偵測到穩定的振盪源，判斷要回復上一次調整的起振電流Is，於是命令電流控制器20增加起振電流Is；在CT=l時又偵測到穩定的振盪源，判斷此時的起振電流Is為可產生穩定振盪源的最小電流值，於是命令電流控制器20將起振電流Is固定在此時的值。在此示例中，起初提供比較大的起振電流Is，在CT=n、m時有振盪源，所以偵測器26每次都命令電流控制器20降低起振電流Is；在CT=k時未偵測到振盪源，由於前一次動態調整的歷史係降低起振電流Is，因此這次命令電流控制器20增加起振電流Is，以將起振電流Is回復到上一次的設定值；在CT=l時又偵測到穩定的振盪源，由於經過一次回復，判斷起振電流Is這次為允許操作的最小值，因此命令電流控制器20將起振電流Is固定在此時的值。

透過圖3或圖4的程序，控制電路18可以把起振電流Is經由動態調整且設定在一個能建立起穩定振盪源的最小值，以儘量減少功率消耗。較佳者，在固定起振電流Is後，便可將計數器22、比較器24及偵測器26關閉，以進一步節省電能。

以上對於本發明之較佳實施例所作的敘述係為闡明之目的，而無意限定本發明精確地為所揭露的形式，基於以上的教導或從本發明的實施例學習而作修改或變化是可能的，實施例係為解說本發明的原理以及讓熟習該項技術者以各種實施例利用本發明在實際應用上而選擇及敘述，本發明的技術思想企圖由以下的申請專利範圍及其均等來決定。

10‧‧‧積體電路

12‧‧‧振盪啟動器

14‧‧‧振盪器

16‧‧‧振盪源

18‧‧‧控制電路

20‧‧‧電流控制器

22‧‧‧計數器

24‧‧‧比較器

26‧‧‧偵測器

Claims (16)

1. 一種動態調整振盪源起振電流的控制電路，該振盪源含有振盪啟動器及振盪器彼此交互作用產生振盪信號，該控制電路包含：電流控制器，連接該振盪啟動器，提供該起振電流；計數器，產生計數值；比較器，連接該計數器，在該計數值達到預設的參考值時觸發取樣信號；以及偵測器，連接該電流控制器、該比較器及該振盪源，響應該取樣信號偵測該振盪源是否穩定，以命令該電流控制器動態調整該起振電流。
2. 如請求項1所述之控制電路，其中該偵測器連接該振盪啟動器或該振盪器，以偵測該振盪源是否穩定。
3. 如請求項1所述之控制電路，其中該偵測器命令該電流控制器增加該起振電流，以確保振盪源穩定起振。
4. 如請求項1所述之控制電路，其中該偵測器命令該電流控制器減少該起振電流，以判斷該起振電流是否為能夠讓振盪源穩定起振的最小值。
5. 如請求項1所述之控制電路，其中該偵測器偵測到該振盪源穩定時，命令該電流控制器固定該起振電流。
6. 如請求項5所述之控制電路，其中該計數器、該比較器及該偵測器在該電流控制器固定該起振電流後關閉。
7. 一種動態調整振盪源起振電流的控制方法，該振盪源含有振盪啟動器及振盪器彼此交互作用產生振盪信號，該控制方法包含下列步驟：A)產生計數值；B)在該計數值達到預設的參考值時偵測該振盪源的振盪情形；以及C)依照該振盪源的振盪情形動態調整輸出至該振盪源的起振電流。
8. 如請求項7所述之控制方法，其中該步驟B包含偵測該振盪啟動器以偵測該振盪源是否穩定。
9. 如請求項7所述之控制方法，其中該步驟B包含偵測該振盪器以偵測該振盪源是否穩定。
10. 如請求項7所述之控制方法，其在該步驟C中若偵測到該振盪源未穩定振盪，則增加該起振電流的電流值。
11. 如請求項7所述之控制方法，其該步驟C中若偵測到該振盪源已穩定振盪，則固定該起振電流的電流值。
12. 如請求項7所述之控制方法，其在該步驟C中若偵測到該振盪源已穩定振盪，則進行步驟D減少該起振電流的電流值。
13. 如請求項12所述之控制方法，其在步驟D之後，重新執行步驟B，以偵測該振盪源的振盪情形。
14. 如請求項13所述之控制方法，其中，若再次偵測到該振盪源穩定振盪，則再次減少該起振電流的電流值。
15. 如請求項13所述之控制方法，其中，若偵測到該振盪源無穩定振盪，則增加該起振電流的電流值。
16. 如請求項15所述之控制方法，其在增加該起振電流的電流值且再次偵測到該振盪源穩定振盪之後，固定該起振電流的電流值。