TWI824794B - 用於校正頻率飄移的校正裝置、方法與使用其的電子裝置 - Google Patents

用於校正頻率飄移的校正裝置、方法與使用其的電子裝置 Download PDF

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Abstract

本發明實施例提供的校正裝置、方法與使用其的電子裝置僅需要量測兩個溫度的頻率值，計算出各種組合的頻率飄移率，並選擇使用頻率飄移率最小的組合來設定修整模組的組態值，故能減少測試時間。在其中一種實施態樣中，一種簡易的加熱裝置可以直接設置於電子裝置之晶片封裝結構上，故無需使用外部加熱設備加熱，而能減少放置外部加熱設備所需要的環境空間。

Description

用於校正頻率飄移的校正裝置、方法與使用其的電子裝置
本發明涉及一種用於校正頻率飄移的校正裝置、方法與使用其的電子裝置，且特別是一種僅需要量測兩個溫度的頻率值，就可以將頻率飄移率最小化的校正裝置、方法與使用其的電子裝置。
電子裝置產生的輸出信號的頻率通常會隨著溫度而變化，特別是，當電子裝置是震盪器裝置時，輸出的震盪信號是用來提供給後端電路做為參考使用，以使後端電路可以在準確的時間點進行相應的操作。如果，輸出的震盪信號的頻率飄移率過大，那麼後端電路就容易會在錯誤的時間點進行操作。
目前業界會針對需要產生精準的輸出信號之電子裝置進行頻率飄移補償，然而進行頻率飄移補償需要額外的電路，且電子裝置運作時，頻率飄移補償電路也需要不斷地檢測輸出信號，故除了額外的電路面積，更會產生額外的功耗，不符合現今電子產品輕薄短小且節能省碳的趨勢。
另外一種作法是在電子裝置出廠前，進行相應的修整來進行頻率飄移的校正，一旦決定電子裝置應該如何進行修整後，即直接儲存對應的修整參數(例如，燒錄於非揮發性記憶體中)，並讓出廠後的電子裝置使用此修整參數進行工作。然而，現有技術的做法需要測試超過兩個溫度的頻率值， 並進行計算調整，才能決定使用那種修整參數較為準確，故測試時間較長且耗時。另外一方面，現有技術的作法是透過電子裝置之外部的加熱設備來對電子裝置加溫，而加熱設備較為昂貴，且可能佔據較多的環境空間。
本發明實施例提供一種校正裝置，此校正裝置用於校正電子裝置之頻率飄移，且包括修整模組及組態選擇模組。修整模組電性連接電子裝置的輸出信號產生電路，且包括有正比於絕對溫度(PTAT)修整裝置、互補於絕對溫度(CTAT)修整裝置及參考修整裝置，以用於修整輸出信號產生電路之輸出信號之頻率。PTAT修整裝置係定義有複數個第一組態值，CTAT修整裝置係定義有複數個第二組態值，複數個第一組態值的一者與複數個第二組態值的一者係形成複數個第一組合的一者。組態選擇模組電性連接修整模組，其中在電子裝置的溫度為第一溫度時，組態選擇模組根據各第一組合分別設定PTAT修整裝置以及CTAT修整裝置，以分別獲取對應複數個第一組合的輸出信號的複數個第一頻率值，以及針對複數個第一組合，分別找出使得輸出信號之頻率接近目標頻率值的參考修整裝置的複數個第三組態值與對應複數個第三組態值之輸出信號的頻率的複數個第二頻率值，並將複數個第一組合與對應的複數個第三組態值記錄成複數個第二組合。在電子裝置的溫度為大於第一溫度的第二溫度時，組態選擇模組獲取複數個第二組合之輸出信號的複數個第三頻率值，根據複數個第二頻率值與複數個第三頻率值計算複數個第二組合的複數個頻率飄移率，以及找出複數個頻率飄移率中最小者所對應的第二組合，並使用找出的第二組合來設定PTAT修整裝置、CTAT修整裝置及參考修整裝置的複數個組態。
本發明實施例還提供另一種校正裝置，此校正裝置用於校正電子裝置之頻率飄移，且包括修整模組及組態選擇模組。修整模組電性連接電子裝置的輸出信號產生電路，且包括有正比於絕對溫度(PTAT)修整裝置及互補於絕對溫度(CTAT)修整裝置，以用於修整輸出信號產生電路之輸出信號之頻率。PTAT修整裝置係定義有複數個第一組態值，CTAT修整裝置係定義有複數個第二組態值，複數個第一組態值的一者與複數個第二組態值的一者係形成複數個組合的一者。組態選擇模組電性連接修整模組，其中在電子裝置的溫度為第一溫度時，組態選擇模組根據各組合分別設定PTAT修整裝置以及CTAT修整裝置，以分別獲取對應複數個組合的輸出信號的複數個第一頻率值。在電子裝置的溫度為大於第一溫度的第二溫度時，組態選擇模組獲取複數個組合之輸出信號的複數個第二頻率值，根據複數個第二頻率值與複數個第一頻率值計算複數個組合的複數個頻率飄移率，以及找出複數個頻率飄移率中最小者所對應的組合，並使用找出的組合來設定PTAT修整裝置及CTAT修整裝置的複數個組態。
本發明實施例還提供一種電子裝置，此電子裝置包括前述的校正裝置與輸出信號產生電路。
本發明實施例還提供另一種電子裝置，此電子裝置包括前述的校正裝置與輸出信號產生電路，其中校正裝置更包括加熱裝置。加熱裝置用於將電子裝置的溫度從第一溫度加溫至第二溫度，其中組態選擇模組、修整模組與輸出信號產生電路以晶片封裝結構封裝，且加熱裝置設置於晶片封裝結構上，並與晶片封裝結構的複數個腳位電性連接。
本發明實施例還提供一種校正方法，此校正方法包括以下的步驟。提供修整模組，其中修整模組電性連接電子裝置的輸出信號產生電路，且包括有正比於絕對溫度(PTAT)修整裝置、互補於絕對溫度(CTAT)修整裝置及參 考修整裝置，以用於修整輸出信號產生電路之輸出信號之頻率，其中PTAT修整裝置係定義有複數個第一組態值，CTAT修整裝置係定義有複數個第二組態值，複數個第一組態值的一者與複數個第二組態值的一者係形成複數個第一組合的一者。於電子裝置的溫度為第一溫度時，根據各第一組合分別設定PTAT修整裝置以及CTAT修整裝置，以分別獲取對應複數個第一組合的輸出信號的複數個第一頻率值，以及針對複數個第一組合，分別找出使得輸出信號之頻率為接近標頻率值的參考修整裝置的複數個第三組態值與對應複數個第三組態值的輸出信號之頻率的複數個第二頻率值，並將複數個第一組合與對應的複數個第三組態值記錄成複數個第二組合。在電子裝置的溫度為大於第一溫度的第二溫度時，獲取複數個第二組合之輸出信號的複數個第三頻率值，根據複數個第二頻率值與複數個第三頻率值計算複數個第二組合的複數個頻率飄移率，以及找出複數個頻率飄移率中最小者所對應的第二組合，並使用找出的第二組合來設定PTAT修整裝置、CTAT修整裝置及參考修整裝置的複數個組態。
綜上所述，本發明實施例提供的校正裝置、方法與使用其的電子裝置僅需要量測兩個溫度的頻率值，計算出各種組合的頻率飄移率，並選擇使用頻率飄移率最小的組合來設定修整模組的組態值，故能減少測試時間。在其中一種實施態樣中，一種簡易的加熱裝置可以直接設置於電子裝置之晶片封裝結構上，故無需使用外部加熱設備加熱，而能減少放置加熱設備所需要的環境空間。
為了進一步理解本發明的技術、手段和效果，可以參考以下詳細描述和附圖，從而可以徹底和具體地理解本發明的目的、特徵和概念。然而，以下詳細描述和附圖僅用於參考和說明本發明的實現方式，其並非用於限制本發明。
1、7:電子裝置
11:修整模組
12:輸出信號產生電路
13:組態選擇模組
111:正比於絕對溫度(PTAT)修整裝置
112:互補於絕對溫度(CTAT)修整裝置
113:參考修整裝置
114:電流輸出模組
121、122:電流產生器
71:加熱裝置
711:加熱導線
SW1、SW2:開關
C1、C2:電容
VDD:系統電壓
GND:接地電壓
S301~S308:步驟
P1、P2:腳位
CS:電流源
提供的附圖用以使本發明所屬技術領域具有通常知識者可以進一步理解本發明，並且被併入與構成本發明的說明書的一部分。附圖示出了本發明的示範實施例，並且用以與本發明的說明書一起用於解釋本發明的原理。
圖1是本發明實施例之具有校正頻率飄移的校正裝置的電子裝置的方塊圖。
圖2是本發明另一實施例之具有校正頻率飄移的校正裝置的電子裝置的方塊圖。
圖3是本發明實施例之用於校正頻率飄移的校正方法的流程圖。
圖4是本發明實施例之用於測試輸出信號的頻率是否接近目標頻率值的波形示意圖。
圖5A是本發明實施例之CTAT修整裝置在不同組態值下的溫度與輸出信號之頻率的曲線圖。
圖5B是本發明實施例之PTAT修整裝置在不同組態值下的溫度與輸出信號之頻率的曲線圖。
圖6是本發明實施例之如何選取CTAT修整裝置的組態與PTAT修整裝置的組態的示意圖。
圖7是本發明實施例之具有加熱裝置的電子裝置以晶片封裝結構進行封裝的示意圖。
現在將詳細參考本發明的示範實施例，其示範實施例會在附圖中被繪示出。在可能的情況下，在附圖和說明書中使用相同的元件符號來指代相 同或相似的部件。另外，示範實施例的做法僅是本發明的設計概念的實現方式的一者，下述的該等示範皆非用於限定本發明。
本發明實施例的校正裝置、方法與使用其的電子裝置針對CTAT修整裝置之複數個組態值與PTAT修整裝置之複數個組態值形成的複數個組合的每一者，獲取電子裝置之輸出信號在兩個不同溫度下的兩個頻率值，並藉此算出頻率飄移率。接著，選出頻率飄移率最小者之組合來設定CTAT修整裝置的組態值與PTAT修整裝置的組態值。由於僅需要測量在兩個不同溫度下的兩個頻率值，故不像現有技術必須測量超過兩個以上溫度對應的頻率值，故本發明能減少測試時間。再者，於本發明其中一個實施例中，加熱裝置是否加熱導線實現，且加熱導線設置於電子裝置的晶片封裝置結構上，故無需額外使用體積較大的外部加熱器。
首先，請參照圖1，圖1是本發明實施例之具有校正頻率飄移的校正裝置的電子裝置的方塊圖。電子裝置1包括校正裝置(由修整模組11及組態選擇模組13構成)與輸出信號產生電路12，校正裝置用於校正電子裝置1的輸出信號的頻率飄移。修整模組11電性連接電子裝置1的輸出信號產生電路12，以及組態選擇模組13電性連接修整模組11。
修整模組11包括有正比於絕對溫度(PTAT)修整裝置111、互補於絕對溫度(CTAT)修整裝置112及參考修整裝置113，以用於修整輸出信號產生電路12之輸出信號之頻率。於此實施例中，修整模組11採用電流修整模組，也就是藉由修整電流來改變輸出信號的頻率值，從而補償輸出信號的頻率飄移。PTAT修整裝置111、CTAT修整裝置112及參考修整裝置113分別為PTAT修整電流產生器、CTAT修整電流產生器與參考修整電流產生器。PTAT修整裝置111係定義有複數個組態值，CTAT修整裝置112 係定義有複數個組態值，PTAT修整裝置111的複數個組態值的一者與CTAT修整裝置112的複數個組態值的一者係形成複數個組合的一者
另外，修整模組11更包括有電流輸出模組114。PTAT修整電流產生器、CTAT修整電流產生器與參考修整電流產生器以並聯方式連接，亦即，PTAT修整電流產生器、CTAT修整電流產生器與參考修整電流產生器每一者的兩端分別連接系統電壓VDD與電流輸出模組114。電流輸出模組114用於接收PTAT修整電流產生器、CTAT修整電流產生器與參考修整電流產生器所產生的複數個電流，以加總接收到的複數個電流，並產生加總後的電流來控制輸出信號產生電路12之輸出信號之頻率。
組態選擇模組13可以是透過純硬體電路來實現，例如，透過場可程式化閘極陣列(FPGA)或特定應用積體電路(ASIC)來實現的硬體電路，或者可以是透過微控制器執行特定韌體來實現。在電子裝置1的溫度為第一溫度(例如，攝氏25度)時，組態選擇模組13根據前述各組合分別設定PTAT修整裝置111以及CTAT修整裝置112，以分別獲取對應前述複數個組合的輸出信號的複數個第一頻率值。舉例來說，若有PTAT修整裝置111與CTAT修整裝置112皆使用2個位元來表示組態值，則共有16種組合，針對每一種組合，在電子裝置1的溫度為第一溫度時，組態選擇模組13獲取電子裝置1之輸出信號的頻率值。
由於在沒有特定調整參考修整裝置113的組態值前，輸出信號的頻率值可能跟使用者期待的目標頻率值有較大差異，因此，組態選擇模組13針對上面的複數個組合，分別找出使得輸出信號之頻率接近目標頻率值的參考修整裝置113的複數個組態值及對應參考修整裝置113的複數個組態值之輸出信號的頻率的複數個頻率值(註：上述接近目標頻率值是指與目標頻率值相差不到±2.5%，但本發明不以此為限制)，並將原來複數個組合與對應的參考修整裝置 113的複數個組態值記錄成複數個特定組合。舉例來說，PTAT修整裝置111之組態值及CTAT修整裝置112之組態值分別為10、11時，輸出信號之頻率值為10MHz，但目標頻率值為16MHz，而在參考修整裝置113之組態值為00，可以使得輸出信號之頻率值為16MHz，因此，記錄的特定組合之資訊包括PTAT修整裝置111之組態值、CTAT修整裝置112之組態值及參考修整裝置113之組態值分別為10、11、00。
接著使用加熱裝置(加熱裝置可以是校正裝置的一部分或者是外部的加熱器)，使電子裝置1的溫度從第一溫度上升到第二溫度(例如，攝氏125度)。於電子裝置1的溫度為第二溫度時，組態選擇模組13獲取複數個特定組合之輸出信號的複數個頻率值，根據第一溫度下複數個頻率值(即，接近目標頻率值的複數個頻率值)與第二溫度下複數個頻率值計算複數個特定組合的複數個頻率飄移率，以及找出複數個頻率飄移率中最小者所對應的特定組合，並使用找出的特定組合來設定PTAT修整裝置111、CTAT修整裝置112及參考修整裝置113的複數個組態。舉例來說，假設有16個特定組合，且PTAT修整裝置111之組態值、CTAT修整裝置112之組態值及參考修整裝置113之組態值分別為10、11、00的特定組合的頻率飄移率最小，則使PTAT修整裝置111、CTAT修整裝置112及參考修整裝置113之三個組態值分別為10、11、00。如此一來，頻率飄移率可以最小化，且不同於現有技術，本發明僅需要量測兩個溫度的頻率值。
再者，於本發明實施例中，輸出信號產生電路12可以是震盪器電路，且震盪器電路包括電流產生器121、122、開關SW1、SW2與電容C1、C2。電流產生器121與122的電源端電性連接系統電壓VDD，電流產生器121與122的控制端電性連接修整模組11的電流輸出模組114，且受控制於修整模組11輸出的電流值，以在其電流輸出端分別提供充電電流給電容C1與C2。開關SW1、SW2的一端電性連接低電壓，(例如，接地電壓 GND)，受控制於震盪控制信號。電容C1的一端電性連接電流產生器121的電流輸出端與開關SW1的另一端，且電容C1的另一端電性連接低電壓。在開關SW1開路時，電容C1接收充電電流以進行充電，以及在開關SW1導通時，電容C1用於進行放電。電容C2的一端電性連接電流產生器122的電流輸出端與開關SW2的另一端，且電容C2的另一端電性連接低電壓。在開關SW2開路時，電容C2接收充電電流以進行充電，以及在開關SW2導通時，電容C2用於進行放電。
請接著參照圖2，圖2是本發明另一實施例之具有校正頻率飄移的校正裝置的電子裝置的方塊圖。圖2實施例與圖1實施例之間差異在於，修整模組11改採用電阻修整模組，因此，PTAT修整裝置111、CTAT修整裝置112及參考修整裝置113分別為PTAT修整電阻、CTAT修整電阻與參考修整電阻，且PTAT修整電阻、CTAT修整電阻與參考修整電阻以串聯方式連接。
請接著參照圖3，圖3是本發明實施例之用於校正頻率飄移的校正方法的流程圖。首先，在步驟S301中，獲取PTAT修整裝置之複數個組態值跟CTAT修整裝置之複數個組態值所形成的複數個組合，以及針對複數個組合，獲取電子裝置的輸出信號的頻率的複數個頻率值。
請一併參照圖5A與圖5B，圖5A是本發明實施例之CTAT修整裝置在不同組態值下的溫度與輸出信號之頻率的曲線圖，以及圖5B是本發明實施例之PTAT修整裝置在不同組態值下的溫度與輸出信號之頻率的曲線圖。如圖5A所示，CTAT修整裝置之組態的組態值不同，則有對應不同的曲線表示溫度與輸出信號之頻率之間的關係，於圖5B所示，PTAT修整裝置之組態的組態值不同，則有對應不同的曲線表示溫度與輸出信號之 頻率之間的關係。因此，在步驟S301中是先獲取複數個組合，再針對複數個組合，獲取電子裝置的輸出信號的頻率的複數個頻率值。
請繼續參照圖3，複數個組合對應之電子裝置的輸出信號的頻率的複數個頻率值可能不是接近於目標頻率值，因此，還是針對每個組合，去找出相應的參考修整模組的組態值，才能使得組合對應之電子裝置的輸出信號的頻率靠近或等於目標頻率值。在步驟S302中，判斷電子裝置輸出的輸出信號在K個週期內是否震盪N次，其中N對應於目標頻率值。若電子裝置輸出的輸出信號在K個週期內震盪N次，則執行步驟S304，否則，則執行步驟S303。在步驟S303中，調整參考修整裝置的組態值，接著繼續執行步驟S302。在步驟S304中，獲取前述的複數個特定組合與接近目標頻率值的複數個頻率值(也就是，第一溫度下，調整參考調整模組的組態值使得輸出信號之頻率接近目標頻率值的頻率值)，也就是每一個特定組合包括了PTAT修整裝置、CTAT修整裝置與參考修整裝置的三個組態值，然後，執行步驟S305。
請一併參照圖4，圖4是本發明實施例之用於測試輸出信號的頻率是否接近目標頻率值的波形示意圖。在圖4中以理想的時脈信號輸入，並獲取時脈信號的週期做為參考時間，然後，針對每一個組合，組態選擇模組測試輸出信號是否在特定時間內震盪特定次數(例如，N次)，且特定時間的長度為特定複數個參考時脈週期(K個參考時脈週期)。若輸出信號在特定時間內震盪特定次數，則組態選擇模組判斷針對此時的組合，參考修整裝置的組態值使得輸出信號之頻率接近目標頻率值，並PTAT修整裝置、CTAT修整裝置與參考修整裝置的三個組態值記錄成特定組合。若輸出信號該特定時間內未震盪特定次數，則組態選擇模組判斷針對此時的組合，參考修整裝置的態值未使得輸出信號之頻率接近目標頻率值。因此，此時需要調整參考 修整裝置的組態值。接著，重複進行測試，直到參考修整裝置的組態值使得輸出信號之頻率接近目標頻率值。
請繼續參照圖3，在取得複數個特定組合後，接著，在步驟S305中，對電子裝置進行加熱，使其從第一溫度上升到達第二溫度。請一併參照圖7，圖7是本發明實施例之具有加熱裝置的電子裝置以晶片封裝結構進行封裝的示意圖。在本發明實施例中，電子裝置7的校正裝置可以更包括有加熱裝置71，其中加熱裝置71是由蜿蜒的加熱導線711實現。在此實施例中，修整模組、組態選擇模組與輸出信號產生電路可以晶片封裝結構進行封裝，且加熱導線711設置在晶片封裝結構上。加熱導線711的兩端可以連接晶片封裝結構的兩個腳位P1、P2，而電流源CS的兩端電性連接兩個腳位P1、P2。如此，因此，可以透過控制電流源CS的電流來決定是否加熱。
接著，請繼續參照圖3，在步驟S306中，組態選擇模組量測複數個特定組合所對應的複數個頻率值。在步驟S307中，組態選擇模組根據複數個特定組合的第二溫度下複數個頻率值與第一溫度下複數個頻率值(第一溫度下，調整參考調整模組的組態值使得輸出信號之頻率接近目標頻率值的頻率值)計算複數個特定組合的複數個頻率飄移率。最後，在步驟S308中，組態選擇模組選擇頻率飄移率最低的特定組合，並基於選出的特定組合設定PTAT修整裝置、CTAT修整裝置與參考修整裝置的複數個組態。如此，電子裝置所輸出的輸出信號若要操作在接近目標頻率值的頻率範圍時，就會有最小的頻率飄移。
請參照圖6，圖6是本發明實施例之如何選取CTAT修整裝置的組態與PTAT修整裝置的組態的示意圖。在第一溫度下，例如為攝氏25度，如圖6最左邊的表格，CTAT修整裝置的組態值與PTAT修整裝置的組態值共形成15種組合。參考修整模組的組態值(圖6未繪示)也做了調整，使 得圖6最左邊的表格的15種組合輸出的輸出信號之頻率的頻率值接近於目標頻率值。15種組合的CTAT修整裝置的組態值、PTAT修整裝置的組態值與找出的參考修整模組的組態值(使輸出信號之頻率的頻率值接近於目標頻率值的組態值)會被記錄成特定組合，於圖6中，15種特定組合與這15個特定組合之第一溫度下輸出信號之多個頻率值的頻率值F1@25~FF@25(接近於目標頻率值的頻率值)也會被記錄。
接著，加熱電子裝置，使得電子裝置的溫度從第一溫度上上到第二溫度，例如為攝氏125度，然後記錄這15個特定組合之第二溫度下輸出信號之多個頻率值F1@125~FF@125。之後，計算這15個特定組合之頻率飄移值，例如第一個特定組合的頻率飄移值為(F1@125-F1@25)/F1@25=-1.66%。接著，選取頻率飄移率最低的特定組合對應來設定CTAT修整裝置、PTAT修整裝置與參考修整模組的組態值，在此實施例中，CTAT修整裝置、PTAT修整裝置之組態值分別111與100時的頻率飄移率最小(註：參考修整裝置的組態值未繪示於圖6，且參考修整裝置的組態值設為使輸出信號之頻率的頻率值接近於目標頻率值的組態值)。
附帶一提的是，在本發明的另一個實施例中，修整模組可能不具有參考修整裝置。因此，本發明實施例還提供另一種校正裝置，此校正裝置用於校正電子裝置之頻率飄移，且包括修整模組及組態選擇模組。修整模組電性連接電子裝置的輸出信號產生電路，且包括有正比於絕對溫度(PTAT)修整裝置及互補於絕對溫度(CTAT)修整裝置，以用於修整輸出信號產生電路之輸出信號之頻率。PTAT修整裝置係定義有複數個第一組態值，CTAT修整裝置係定義有複數個第二組態值，複數個第一組態值的一者與複數個第二組態值的一者係形成複數個組合的一者。組態選擇模組電性連接修整模組，其 中在電子裝置的溫度為第一溫度時，組態選擇模組根據各組合分別設定PTAT修整裝置以及CTAT修整裝置，以分別獲取對應複數個組合的輸出信號的複數個頻率值。在電子裝置的溫度為大於第一溫度的第二溫度時，組態選擇模組獲取複數個組合之輸出信號的複數個頻率值，根據第一溫度下複數個頻率值與第二溫度下複數個頻率值計算複數個組合的複數個頻率飄移率，以及找出複數個頻率飄移率中最小者所對應的組合，並使用找出的組合來設定PTAT修整裝置及CTAT修整裝置的複數個組態。
綜合以上所述，本發明實施例的校正裝置、方法與使用其的電子裝置針對CTAT修整裝置由於僅需要測量在兩個不同溫度下的兩個頻率值，故不像現有技術必須測量超過兩個以上溫度對應的頻率值，故本發明能減少測試時間。再者，於本發明其中一個實施例中，加熱裝置是否加熱導線實現，且加熱導線設置於電子裝置的晶片封裝置結構上，故無需額外使用體積較大的外部加熱器，而能減少校正時所需要的環境空間。
應當理解，本文描述的示例和實施例僅用於說明目的，並且鑑於其的各種修改或改變將被建議給本領域技術人員，並且將被包括在本申請的精神和範圍以及所附權利要求的範圍內。
1:電子裝置
11:修整模組
12:輸出信號產生電路
13:組態選擇模組
111:正比於絕對溫度(PTAT)修整裝置
112:互補於絕對溫度(CTAT)修整裝置
113:參考修整裝置
114:電流輸出模組
121、122:電流產生器
SW1、SW2:開關
C1、C2:電容
VDD:系統電壓
GND:接地電壓

Claims (10)

  1. 一種校正裝置，用於校正一電子裝置之一頻率飄移，包括：一修整模組，電性連接該電子裝置的一輸出信號產生電路，包括有一正比於絕對溫度(PTAT)修整裝置、一互補於絕對溫度(CTAT)修整裝置及一參考修整裝置，以用於修整該輸出信號產生電路之一輸出信號之一頻率，其中該PTAT修整裝置係定義有複數個第一組態值，該CTAT修整裝置係定義有複數個第二組態值，該等個第一組態值的一者與該等第二組態值的一者係形成複數個第一組合的一者；一組態選擇模組，電性連接該修整模組，其中在該電子裝置的一溫度為一第一溫度時，該組態選擇模組根據各該第一組合分別設定該PTAT修整裝置以及該CTAT修整裝置，以分別獲取對應該等第一組合的該輸出信號的複數個第一頻率值，以及針對該等第一組合，分別找出使得該輸出信號之該頻率接近一目標頻率值的該參考修整裝置的複數個第三組態值及對應該等第三組態值之該輸出信號之該頻率的複數個第二頻率值，並將該等第一組合與對應的該等第三組態值記錄成複數個第二組合；以及在該電子裝置的該溫度為大於該第一溫度的一第二溫度時，該組態選擇模組獲取該等第二組合之該輸出信號的複數個第三頻率值，根據該等第三頻率值與該等第二頻率值計算該等第二組合的複數個頻率飄移率，以及找出該等頻率飄移率中最小者所對應的該第二組合，並使用找出的該第二組合來設定該PTAT修整裝置、該CTAT修整裝置及該參考修整裝置的複數個組態。
  2. 如請求項1所述的校正裝置，其中該PTAT修整裝置、該CTAT修整裝置及該參考修整裝置分別為一PTAT修整電阻、一CTAT修整電阻與一參考修整電阻，且該PTAT修整電阻、該CTAT修整電阻與該參考修整電阻以一串聯方式連接。
  3. 如請求項1所述的校正裝置，其中該PTAT修整裝置、該CTAT修整裝置及該參考修整裝置分別為一PTAT修整電流產生器、一CTAT修整電流產生器與一參考修整電流產生器，該PTAT修整電流產生器、該CTAT修整電流產生器與該參考修整電流產生器以一並聯方式連接，且該修整模組更包括一電流輸出模組，用於接收該PTAT修整電流產生器、該CTAT修整電流產生器與該參考修整電流產生器所產生的複數個電流，並產生該等電流加總後的一加總電流給該輸出信號產生電路。
  4. 如請求項1所述的校正裝置，更包括：一加熱裝置，用於將該電子裝置的該溫度從該第一溫度加溫至該第二溫度。
  5. 如請求項1所述的校正裝置，其中針對該第一組合，該組態選擇模組測試該輸出信號是否在一特定時間內震盪一特定次數，該特定時間的一長度為特定複數個參考時脈週期，若該輸出信號在該特定時間內震盪該特定次數，則該組態選擇模組判斷針對該第一組合，該參考修整裝置的該第三組態值使得該輸出信號之該頻率接近該目標頻率值，若該輸出信號在該特定時間內未震盪該特定次數，則該組態選擇模組判斷針對該第一組合，該參考修整裝置的該第三組態值未使得該輸出信號之該頻率接近該目標頻率值，並調整該參考修整裝置的該第三組態值，重複進行測試，直 到該參考修整裝置的該第三組態值使得該輸出信號之該頻率接近該目標頻率值。
  6. 一種校正裝置，用於校正一電子裝置之一頻率飄移，包括：一修整模組，電性連接該電子裝置的一輸出信號產生電路，包括有一正比於絕對溫度(PTAT)修整裝置及一互補於絕對溫度(CTAT)修整裝置，以用於修整該輸出信號產生電路之一輸出信號之一頻率，其中該PTAT修整裝置係定義有複數個第一組態值，該CTAT修整裝置係定義有複數個第二組態值，該等個第一組態值的一者與該等第二組態值的一者係形成複數個組合的一者；一組態選擇模組，電性連接該修整模組，其中在該電子裝置的一溫度為一第一溫度時，該組態選擇模組根據各該組合分別設定該PTAT修整裝置以及該CTAT修整裝置，以分別獲取對應該等組合的該輸出信號的複數個第一頻率值；以及在該電子裝置的該溫度為大於該第一溫度的一第二溫度時，該組態選擇模組獲取該等組合之該輸出信號的複數個第二頻率值，根據該等第二頻率值與該等第一頻率值計算該等組合的複數個頻率飄移率，以及找出該等頻率飄移率中最小者所對應的該組合，並使用找出的該組合來設定該PTAT修整裝置及該CTAT修整裝置的複數個組態。
  7. 一種電子裝置，包括：如請求項1~6其中一項所述的校正裝置；以及該輸出信號產生電路。
  8. 如請求項7所述的電子裝置，其中該輸出信號產生電路為一震盪器電路，且該震盪器電路包括： 一第一電流產生器，電性連接該修整模組，受控制於該修整模組，以在其一電流輸出端提供一第一充電電流；一第一開關，其一端電性連接一低電壓，受控制於一第一震盪控制信號；一第一電容，其一端電性連接該第一電流產生器的該電流輸出端與該第一開關的另一端，其另一端電性連接該低電壓，其中在該第一開關開路時，該第一電容接收該第一充電電流以進行充電，以及在該第一開關導通時，該第一電容用於進行放電；一第二電流產生器，電性連接該修整模組，受控制於該修整模組，以在其一電流輸出端提供一第二充電電流；一第二開關，其一端電性連接該低電壓，受控制於一第二震盪控制信號；以及一第二電容，其一端電性連接該第二電流產生器的該電流輸出端與該第二開關的另一端，其另一端電性連接該低電壓，其中在該第二開關開路時，該第二電容接收該第二充電電流以進行充電，以及在該第二開關導通時，該第二電容用於進行放電。
  9. 一種電子裝置，包括：如請求項4所述的校正裝置；以及該輸出信號產生電路；其中該組態選擇模組、該修整模組與該輸出信號產生電路以一晶片封裝結構封裝，且該加熱裝置設置於該晶片封裝結構上，並與該晶片封裝結構的複數個腳位電性連接。
  10. 一種校正方法，包括： 提供一修整模組，其中該修整模組電性連接一電子裝置的一輸出信號產生電路，包括有一正比於絕對溫度(PTAT)修整裝置、一互補於絕對溫度(CTAT)修整裝置及一參考修整裝置，以用於修整該輸出信號產生電路之一輸出信號之一頻率，其中該PTAT修整裝置係定義有複數個第一組態值，該CTAT修整裝置係定義有複數個第二組態值，該等個第一組態值的一者與該等第二組態值的一者係形成複數個第一組合的一者；於一電子裝置的一溫度為一第一溫度時，根據各該第一組合分別設定該PTAT修整裝置以及該CTAT修整裝置，以分別獲取對應該等第一組合的該輸出信號的複數個第一頻率值，以及針對該等第一組合，分別找出使得該輸出信號之該頻率接近一目標頻率值的該參考修整裝置的複數個第三組態值與對應該等第三組態值的該輸出信號之該頻率的複數個第二頻率值，並將該等第一組合與對應的該等第三組態值記錄成複數個第二組合；以及在該電子裝置的該溫度為大於該第一溫度的一第二溫度時，獲取該等第二組合之該輸出信號的複數個第三頻率值，根據該等第二頻率值與該等第三頻率值計算該等第二組合的複數個頻率飄移率，以及找出該等頻率飄移率中最小者所對應的該第二組合，並使用找出的該第二組合來設定該PTAT修整裝置、該CTAT修整裝置及該參考修整裝置的複數個組態。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6356161B1 (en) * 1998-03-19 2002-03-12 Microchip Technology Inc. Calibration techniques for a precision relaxation oscillator integrated circuit with temperature compensation
US9071253B2 (en) * 2011-11-09 2015-06-30 Intel Corporation Compensation for digitally controlled oscillator apparatus and method
CN105637729A (zh) * 2013-10-22 2016-06-01 高通股份有限公司 用于增加外来物体检测环路阵列灵敏性的系统、方法及设备
CN112213622A (zh) * 2020-09-23 2021-01-12 博流智能科技（南京）有限公司 高速外设系统及其控制方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0108408B1 (en) * 1980-04-28 1987-07-01 Fujitsu Limited Temperature compensating voltage generator circuit
US5699024A (en) * 1996-05-06 1997-12-16 Delco Electronics Corporation Accurate integrated oscillator circuit
US6052035A (en) * 1998-03-19 2000-04-18 Microchip Technology Incorporated Oscillator with clock output inhibition control
US7385453B2 (en) * 2006-03-31 2008-06-10 Silicon Laboratories Inc. Precision oscillator having improved temperature coefficient control
US7432771B2 (en) * 2006-06-02 2008-10-07 Smartech Worldwide Limited Oscillator circuit having temperature and supply voltage compensation
US8067992B2 (en) * 2008-06-06 2011-11-29 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Temperature compensation circuit and method
US7884679B2 (en) * 2009-03-18 2011-02-08 Nxp B.V. Process, voltage, temperature compensated oscillator
JP5451541B2 (ja) * 2010-06-28 2014-03-26 スパンション エルエルシー 発振回路
JP5635935B2 (ja) * 2011-03-31 2014-12-03 ルネサスエレクトロニクス株式会社 定電流生成回路、これを含むマイクロプロセッサ及び半導体装置
US9099994B2 (en) * 2012-12-20 2015-08-04 Silicon Laboratories Inc. Relaxation oscillator
US20170255220A1 (en) * 2016-03-02 2017-09-07 Qualcomm Incorporated Crystal-less clock that is invariant with process, supply voltage, and temperature

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6356161B1 (en) * 1998-03-19 2002-03-12 Microchip Technology Inc. Calibration techniques for a precision relaxation oscillator integrated circuit with temperature compensation
US9071253B2 (en) * 2011-11-09 2015-06-30 Intel Corporation Compensation for digitally controlled oscillator apparatus and method
CN105637729A (zh) * 2013-10-22 2016-06-01 高通股份有限公司 用于增加外来物体检测环路阵列灵敏性的系统、方法及设备
CN112213622A (zh) * 2020-09-23 2021-01-12 博流智能科技（南京）有限公司 高速外设系统及其控制方法

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