[发明专利]一种具有自校准功能的片上振荡器及其校准方法

权利要求书

1.一种具有自校准功能的片上振荡器，其特征在于，包括振荡单元、分频器、计数器、寄存器和电流校准单元，

振荡单元用于产生振荡信号；

分频器对振荡信号分频后产生时钟信号送入计数器；

计数器在校准信号的时间段内计时钟信号的脉冲个数，输出计数值，该校准信号由外部微控制器发送；

寄存器根据微控制器发出的初始化脉冲，调出初始化的校准代码，并在校准信号结束后，更新校准代码为计数器的输出值；

电流校准单元根据初始化校准代码产生初始化的电流，让振荡单元产生初始化的振荡信号，在校准信号结束后，以更新后的校准代码校产生修调电流来调整振荡信号的频率。

2.根据权利要求1所述的片上振荡器，其特征在于，电流校准单元包括运放和电流镜电路，电流镜电路包括第一PMOS、第二PMOS和多位电阻阵列；运放的反相输入端接参考电压，输出端接第一PMOS的栅极和第二PMOS的栅极；第一PMOS的源极和第二PMOS的源极接芯片电源，第一PMOS的漏极接运放的同相输入端和多位电阻阵列的输入端；多位电阻阵列的输出端接地，控制端接寄存器的输出端；第二PMOS的漏极作为电流校准单元的信号输出端。

3.根据权利要求2所述的片上振荡器，其特征在于，振荡单元包括逻辑控制电路、第三PMOS、第四PMOS、第一NMOS、第二NMOS、第三NMOS、比较器、电容和4个电子开关，第一NMOS的源极接地，漏极和栅极接电流校准单元的信号输出端；第二NMOS的源极接地，栅极接第一NMOS的栅极，漏极接第三PMOS的漏极和栅极，第三PMOS的源极接芯片电源；第四PMOS的源极接芯片电源，漏极通过第一电子开关接电容的正极，栅极接第三PMOS的栅极；第三NMOS的漏极通过第二电子开关接电容的正极，源极接地，栅极接第一NMOS的栅极；电容的正极接比较器的同相输入端，负极接地，比较器的反相输入端通过第三电子开关接上限比较电压VH，通过第四电子开关接下限比较电压VL；逻辑控制电路的输入端接比较器的输出端，逻辑控制电路的输出端作为振荡单元的输出端、接4个电子开关的控制端。

4.根据权利要求3所述的片上振荡器，其特征在于，所述的逻辑控制电路是RS触发器，当电容的电压VC<VL时，比较器的输出为0，经过RS触发器后，RS触发器的输出V1＝0，第一电子开关和第三电子开关闭合导通，第二电子开关和第四电子开关断开，比较器反相输入端的电压VA＝VH，芯片电源通过第四PMOS给电容充电；当电容充电至VC>VH时，比较器输出为1,经过RS触发器后，RS触发器的输出V1＝1，第一电子开关和第三电子开关断开，第二电子开关和第四电子开关闭合导通，使VA＝VL，并且通过第三NMOS给电容放电。

5.根据权利要求4所述的片上振荡器，其特征在于，振荡单元输出振荡信号的频率其中，C是所述电容的电容值，VREF为运放的反相输入端输入的参考电压；R是多位电阻阵列的单位电阻值；K是寄存器输出的校准代码。

6.一种片上振荡器的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

601)微处理器发送初始化脉冲，寄存器将初始化的校准代码设定为振荡器输出目标频率时校准代码的理论值，初始化的校准代码送入校准单元，电流校准单元产生的初始化的电流信号输入振荡单元，振荡单元输出初始化振荡信号，初始化振荡信号经分频器分频后输出时钟信号；

602)微处理器发送校准信号，当计数器检测到校准信号的上升沿时，复位计数器，并开始计数，直至计数器单元检测到校准信号的下降沿，才停止计数；

603)寄存器单元更新校准代码为计数器的计数值,校准单元以更新后的校准代码产生校准后的电流信号，振荡单元输出校准后的振荡信号。