[发明专利]一种快速起振电路及快速起振方法

说明书

本发明提供了一种快速起振电路及快速起振方法。快速起振电路包括：多相位振荡器、控制电路、相位选择电路、驱动电路及晶体振荡电路；其中，多相位振荡器用于生成多个不同相位的时钟；控制电路用于产生初始注入信号和周期注入信号，并控制驱动电路的开启和关闭；相位选择电路连接多相位振荡器和控制电路，用于根据周期注入信号，从多个不同相位的时钟中选择合适相位的时钟，并通过驱动电路以选择的时钟驱动晶体振荡电路。本申请可以选择合适的相位进行注入，达到稳定的注入效果以及起振速度，极大的降低了对注入时钟精度的要求；并且，同一电路能适用不同频率的晶振，既增加了电路的可靠性，也避免了对振荡器启动时间的要求，降低了电路设计难度。

技术领域

本发明涉及晶体振荡器领域，尤其涉及一种晶体振荡器的快速起振电路及快速起振方法。

背景技术

在可便携电子设备中，由于电池电量有限，功耗极大的影响了电子设备的使用体验。电子设备在开机后，并非一直处于工作模式而是阶段性的唤醒，非唤醒期间处于极低功耗的休眠模式。设备的平均功耗主要由唤醒时功耗，唤醒时间长度以及休眠功耗决定，而唤醒时间分为等待晶振稳定工作时间以及系统运行时间。所以，晶振从唤醒到稳定工作所需时间越短，系统的平均功耗就越低。

现有加快启动的方法主要有两种，一种是在启动时选择合适电流达到最优的驱动电路负阻，以最优的驱动能力加速起振，但负阻最大值受限于晶振及其负载电容，导致这种方式效果有限。

另一种是在启动时以一个频率接近晶振频率的时钟直接驱动晶振两端，以注入的方式快速增强晶振的初始振荡电流。但该方式要求驱动的时钟频率非常接近晶振本身频率，否则驱动效果就会大打折扣。由于工艺偏差以及温度电压等因素影响，无法保证驱动的时钟频率始终非常接近晶振本身的频率，从而使该方式的效果无法得到保证。

发明内容

本发明公开一种晶体振荡器的快速起振电路及快速起振方法，以解决现有的非晶体振荡器因工艺偏差导致其频率与晶振频率间的误差不可控，使得注入效果以及起振速度难以保证的问题。

本申请的一方面，提供一种晶体振荡器的快速起振电路，包括：多相位振荡器、控制电路、相位选择电路、驱动电路以及晶体振荡电路；其中，所述多相位振荡器，用于生成多个不同相位的时钟；所述控制电路连接所述相位选择电路和驱动电路，用于产生初始注入信号和周期注入信号，并通过所述初始注入信号和周期注入信号控制所述驱动电路的开启和关闭；所述相位选择电路连接所述多相位振荡器、控制电路、驱动电路和晶体振荡电路，用于根据所述控制电路产生的周期注入信号和所述晶体振荡电路反馈的振荡信号，从所述多相位振荡器生成的多个不同相位的时钟中选择合适相位的时钟，并通过所述驱动电路以选择的时钟驱动所述晶体振荡电路。

在一些实施例中，所述多相位振荡器为N级环形振荡器；所述N级环形振荡器包括N个延时单元，调节所述差分延时单元的延时大小使得所述N级环形振荡器的振荡频率接近于所述晶体振荡电路的振荡频率；其中，N为自然数。

在一些实施例中，所述N级环形振荡器生成的时钟信号具有均匀分布的2N个相位，相邻两个相位的相位差为360/2N度。

在一些实施例中，所述N为奇数。

在一些实施例中，所述控制电路控制所述周期注入信号的注入周期以及注入次数；所述多相位振荡器的频率校准精度越高，那么所述周期注入信号的注入周期就可以越长；当达到所述注入次数后，停止相位选择和注入，所述晶体振荡电路自主振荡。

在一些实施例中，所述相位选择电路包括比较器，用于将所述晶体振荡电路反馈的差分正弦波信号转换成方波的晶振时钟信号。

在一些实施例中，所述相位选择电路包括计数器；当所述周期注入信号为高电平时，所述方波的晶振时钟信号的第一个上升沿触发所述计数器开始计数，计数随后到来的所述多相位振荡器的相位时钟的上升沿的个数。