晶体振荡器起振时间确定方法、起振检测及时钟输出电路的制作方法

文档序号:7526679阅读:5085来源:国知局
专利名称:晶体振荡器起振时间确定方法、起振检测及时钟输出电路的制作方法
技术领域
本发明涉及晶体振荡器技术领域,特别涉及晶体振荡器起振时间的确定方法、起振检测及时钟输出电路。
背景技术
晶体振荡器作为一种高精度和高稳定性的振荡器,被广泛应用于计算机等电子设备及通信系统中。当被应用于通信系统中时,晶体振荡器通常可用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。
晶体振荡器从上电后开始振荡到充分起振(即晶体振荡器输出的正弦信号的振幅达到稳定)的时间称为起振时间,由于晶体一般具有很高的品质因数,因此,起振时间往往较长。当晶体振荡器作为时钟源被应用于系统中时,系统需要根据晶体振荡器的起振时间确定什么时候开始工作。也就是说,当晶体振荡器的振幅已经达到稳定时,晶体振荡器起振结束,系统即开始工作。
现有技术中,晶体振荡器的起振时间是根据经验总结得出,起振时间近似为5个该晶体振荡器的时间常数,对应晶体振荡器输出的正弦信号的振幅为理想情况下最终振幅的99%左右。然而,在实际应用中,由于相同的晶体振荡器被应用于不同的系统中,系统开始工作时对晶体振荡器的振幅稳定性需求也不一样,某些系统并不需要等到经过5个时间常数后才开始工作。因此,不同的系统都根据经验总结得出的晶体振荡器的起振时间确定开始工作的时刻就不合理,对于对晶体振荡器的振幅稳定性要求低的系统,就会造成晶体振荡器起振时间的浪费。
更多关于晶体振荡器起振的技术方案可以参考申请号为200910152407. 5、发明名称为可编程调整起振条件的低功耗、快速起振晶体振荡器模块的中国专利申请文件。发明内容
本发明解决的是由于相同的晶体振荡器应用于不同系统中起振时间固定造成的起振时间浪费的问题。
为解决上述问题,本发明提供了一种晶体振荡器起振时间的确定方法,所述晶体振荡器包括正弦信号输出端和时钟信号输出端,所述正弦信号输出端通过缓冲器与所述时钟信号输出端连接,所述起振时间的确定方法包括确定所述晶体振荡器晶体的有载品质因数Qltjad;根据所述晶体振荡器的起振等效电路,确定所述正弦信号输出端输出的正弦信号的表达式
A(t)=An I-e—t/Tt!.' Ukn'A sin (2π Λ)一 _ 5
其中,A(t)表示所述正弦信号,A0表示所述正弦信号的最终振幅,fr表示谐振频率,t表示时间变量;确定所述晶体振荡器起振结束时的振幅HAci,其中,η表示百分数;确定所述晶体振荡器的起振时间ts
权利要求
1. 一种晶体振荡器起振时间的确定方法,所述晶体振荡器包括正弦信号输出端和时钟信号输出端,所述正弦信号输出端通过缓冲器与所述时钟信号输出端连接,其特征在于,包括确定所述晶体振荡器晶体的有载品质因数QlMd ;根据所述晶体振荡器的起振等效电路,确定所述正弦信号输出端输出的正弦信号的表达式
2.根据权利要求I所述的晶体振荡器起振时间的确定方法,其特征在于,所述起振等效电路包括串联的电压源、电阻和电容。
3.根据权利要求I所述的晶体振荡器起振时间的确定方法,其特征在于,所述百分数 n由用户根据系统开始工作时对所述晶体振荡器的振幅稳定性需求确定。
4.一种晶体振荡器的起振检测电路,所述晶体振荡器包括正弦信号输出端和时钟信号输出端,所述正弦信号输出端通过缓冲器与所述时钟信号输出端连接,其特征在于,包括计数器单元,所述计数器单元包括M个依次相连的D触发器,其中,M=l+l+int [log2tsfr],ts为权利要求I所述的起振时间,f;表示谐振频率,每个所述D触发器的输入信号端与输出反相端相连,第I个D触发器的时钟信号端与所述晶体振荡器的时钟信号输出端相连, 第疒第M个D触发器的时钟信号端与上一个D触发器的输出端相连,第M个D触发器的置位端连接到地,第广第M-I个D触发器的置位端相连并连接到所述第M个D触发器的输出端,所述M个D触发器的复位端相连;上电复位单元,包括复位信号输出端,所述复位信号输出端与所述M个D触发器的复位端连接。
5.一种时钟输出电路,其特征在于,包括晶体振荡器和权利要求4所述晶体振荡器的起振检测电路。
6.根据权利要求5所述的时钟输出电路,其特征在于,所述晶体振荡器包括晶体,所述晶体的两端分别连接第一负载电容和第二负载电容,所述第一负载电容和所述第二负载电容的另一端连接到地;反相放大器,所述反相放大器的输入端与所述晶体的一端连接,所述反相放大器的输出端通过串联电阻与所述晶体的另一端连接;反馈电阻,所述反馈电阻并联于所述反相放大器的两端;缓冲器,所述缓冲器的输入端与所述反相放大器的输出端连接并作为所述晶体振荡器的正弦信号输出端,所述缓冲器的输出端为所述晶体振荡器的时钟信号输出端。
全文摘要
一种晶体振荡器起振时间确定方法、起振检测及时钟输出电路,所述晶体振荡器包括正弦信号输出端和时钟信号输出端,所述正弦信号输出端通过缓冲器与所述时钟信号输出端连接,所述起振时间的确定方法包括确定所述晶体振荡器晶体的有载品质因数;根据所述晶体振荡器的起振等效电路,确定所述正弦信号输出端输出的正弦信号的表达式;确定所述晶体振荡器起振结束时的振幅;确定所述晶体振荡器的起振时间。所述晶体振荡器的起振检测电路包括计数器单元和上电复位单元。本发明技术方案提供的晶体振荡器的起振时间的确定方法,能够根据系统开始工作时对晶体振荡器的振幅稳定性需求确定晶体振荡器的起振时间,节省在一些系统中的起振时间。
文档编号H03B5/06GK102931917SQ201210473160
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者秦义寿 申请人:上海宏力半导体制造有限公司
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