CN102237851B - 振荡讯号产生装置与其相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种振荡讯号产生装置与其相关方法，该振荡讯号产生装置包含有一振荡电路以及一控制电路，该控制电路耦接于该晶体振荡器，该控制电路用来于该振荡电路处于一运作模式以产生一输出振荡讯号时，产生一控制讯号来将该振荡电路内的一起振器从一致能状态切换为一抑能状态，并依据该振荡电路内的一晶体振荡器所产生的一振荡讯号来做为该振荡电路之该输出振荡讯号。振荡讯号产生装置于振荡电路成功起振后再将振荡电路关闭以节省振荡电路的耗电量，并利用晶体振荡器所产生的一共振讯号来做为其输出振荡讯号，当晶体振荡器所产生的该共振讯号的能量减少至一预定程度时再次地启动振荡电路，如此达到降低耗电量的目的，且占据的芯片面积较小。

Description

振荡讯号产生装置与其相关方法

技术领域

本发明涉及晶体振荡器相关技术领域，更具体地说，涉及一种低耗电量的振荡讯号产生装置与其相关方法。

背景技术

在众多的时钟产生器中，一晶体振荡器(亦称石英振荡器(CrystalOscillator))所产生参考时钟会具有最精准的振荡频率，因此晶体振荡器被广泛地应用在大部分的电子装置中。然而，为了增加电子装置的待机时间，该晶体振荡器的设计已逐渐朝低转导(gm)、低电流的方向发展。如此却造成该晶体振荡器的面积大幅地增加，进而使得该晶体振荡器趋向于较不稳定的状态。进一步来说，当该晶体振荡器具有低转导和低电流的电路特性时，该晶体振荡器在较高温或较低电源电压时就可能发生电路不起振的缺点。由于该晶体振荡器所产生振荡时钟是该电子装置内所有不同频率时钟的一时钟源头，因此传统晶体振荡器所采用的省电流设计在某些特殊的情况，如高温或低压，就会造成该电子装置出现当机的状况。因此，如何减少该晶体振荡器的用电量以延长该电子装置的使用时间，并同时增加该晶体振荡器的稳定度已成为此一领域者亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种低耗电量的振荡讯号产生装置与其相关方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：构造一种振荡讯号产生装置，该振荡讯号产生装置包含有一振荡电路以及一控制电路。该振荡电路包含有：一晶体振荡器具有一第一端点与一第二端点，用来产生一振荡讯号；一电阻元件具有一第一端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一第二端点耦接于该晶体振荡器的该第二端点；以及一起振器具有一输入端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一输出端点耦接于该晶体振荡器的该第二端点。该控制电路耦接于该晶体振荡器，当该振荡电路处于一运作模式以产生一输出振荡讯号时，该控制电路产生一控制讯号来将该起振器从一致能状态切换为一抑能状态，并依据该晶体振荡器所产生的该振荡讯号来做为该振荡电路的该输出振荡讯号。

本发明所述的振荡讯号产生装置，其中该起振器操作于一第一供应电压与一第二供应电压之间，以及当该起振器处于该抑能状态时，该起振器与该第一电压准位或该第二电压准位之间处于一断路(open-circuit)状态。

本发明所述的振荡讯号产生装置，其中该电阻元件一传输闸，当该起振器处于该抑能状态时，该传输闸处于一不导通状态，以及当该起振器处于该致能状态时，该传输闸处于一导通状态。

本发明所述的振荡讯号产生装置，其中该传输闸受控于该控制电路。

本发明所述的振荡讯号产生装置，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该致能状态时，该控制电路计时一预定时间，并于该预定时间到达后设定该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态。

本发明所述的振荡讯号产生装置，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该抑能状态时，该控制电路另计时一预定时间，并于该预定时间到达后设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

本发明所述的振荡讯号产生装置，其中该控制电路包含有：

一时钟计数器，用来计数该输出振荡讯号的周期数以产生一计数结果；以及

一判断电路，耦接于该时钟计数器，用来于该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该致能状态时，判断该计数结果是否达到一第一预定周期数，当该计数结果达到该第一预定周期数时，该判断电路产生该控制讯号来将该起振器从该致能的状态切换为该抑能的状态。

本发明所述的振荡讯号产生装置，其中该判断电路另于该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该抑能状态时，判断该计数结果是否达到一第二预定周期数，当该计数结果达到该第二预定周期数时，该判断电路另设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

本发明所述的振荡讯号产生装置，其中该控制电路包含有：

一峰对峰(peak-to-peak)侦测电路，当该振荡电路处于该运作模式下且该起振器处于该致能状态时，该峰对峰侦测电路侦测该输出振荡讯号的一峰对峰值，并于该峰对峰值达到一第一临界峰对峰值时，该峰对峰侦测电路设定该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态。

本发明所述的振荡讯号产生装置，其中当该振荡电路处于该运作模式下且该起振器处于该抑能状态时，该峰对峰侦测电路另于该峰对峰值达到一第二临界峰对峰值时，设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

本发明所述的振荡讯号产生装置，其中该控制电路包含有：

一第一数位除频器，耦接于该晶体振荡器，用来对该输出振荡讯号进行讯号除频运算，以产生一第一除频振荡讯号；

一第二数位除频器，耦接于该第一数位除频器，用来对该第一除频振荡讯号进行讯号除频运算，以产生一第二除频振荡讯号；以及

一逻辑闸，耦接于该第一数字除频器与该第二数字除频器，用来依据该第一除频振荡讯号与该第二除频振荡讯号来设定该控制讯号。

本发明所述的振荡讯号产生装置，其中该控制讯号包含有一第一控制讯号以及一第二控制讯号，以及该起振器包含有：

一第一开关，具有一第一端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一控制端点耦接于该第一控制讯号；

一第一晶体管，具有一控制点端耦接于该第一开关的一第二端点；

一第二开关，具有一第一端点耦接于该第一晶体管的该控制端点，一第二端点耦接于一第一供应电压，以及一控制端点耦接于该第二控制讯号；

一第一电阻，具有一第一端点耦接于该第一晶体管的一第一输出端点，以及一第二端点耦接于该第一供应电压；

一第三开关，具有一第一端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一控制端点耦接于该第一控制讯号；

一第二晶体管，具有一控制点端耦接于该第三开关的一第二端点；

一第四开关，具有一第一端点耦接于该第二晶体管的该控制端点，一第二端点耦接于一第二供应电压，以及一控制端点耦接于该第二控制讯号；

一第二电阻，具有一第一端点耦接于该第二晶体管的一第一输出端点；以及

一第五开关，具有一第一端点耦接于该第二电阻的一第二端点，一第二端点耦接于该第二供应电压，以及一控制端点耦接于该第一控制讯号；

其中该第一晶体管的一第二输出端点耦接于该第二晶体管的一第二输出端点，并耦接于该晶体振荡器的该第二端点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：构造一种振荡讯号产生方法。该振荡讯号产生方法用来控制一振荡电路，该振荡电路包含有：一晶体振荡器具有一第一端点与一第二端点，用来产生一振荡讯号；一电阻元件具有一第一端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一第二端点耦接于该晶体振荡器的该第二端点；以及一起振器具有一输入端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一输出端点耦接于该晶体振荡器的该第二端点。该振荡讯号产生方法包含有：于该振荡电路处于一运作模式以产生一输出振荡讯号时，产生一控制讯号来将该起振器从一致能状态切换为一抑能状态；以及依据该晶体振荡器所产生的该振荡讯号来做为该振荡电路的该输出振荡讯号。

本发明所述的振荡讯号产生方法，其中该起振器操作于一第一供应电压与一第二供应电压之间，以及产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤另包含有：

将该起振器与该第一电压准位或该第二电压准位之间的路径设定为一断路(open-circuit)状态。

本发明所述的振荡讯号产生方法，其中该电阻元件一传输闸，以及产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤另包含有：

当该起振器处于该抑能状态时，将该传输闸设定为一不导通状态；以及

当该起振器处于该致能状态时，将该传输闸设定为一导通状态。

本发明所述的振荡讯号产生方法，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该致能状态时，产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤包含有：

计时一预定时间；以及

于该预定时间到达后设定该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态。

本发明所述的振荡讯号产生方法，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该抑能状态时，另包含有：

计时一预定时间；以及

于该预定时间到达后设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

本发明所述的振荡讯号产生方法，其中产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤包含有：

计数该输出振荡讯号的周期数以产生一计数结果；以及

当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该致能状态时，判断该计数结果是否达到一第一预定周期数，当该计数结果达到该第一预定周期数时，产生该控制讯号来将该起振器从该致能的状态切换为该抑能的状态。

本发明所述的振荡讯号产生方法，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该抑能状态时，产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤另包含有：

判断该计数结果是否达到一第二预定周期数，当该计数结果达到该第二预定周期数时，设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

本发明所述的振荡讯号产生方法，其中产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤包含有：

当该振荡电路处于该运作模式下且该起振器处于该致能状态时，侦测该输出振荡讯号的一峰对峰值；以及

当该峰对峰值达到一第一临界峰对峰值时，设定该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态。

本发明所述的振荡讯号产生方法，其中当该振荡电路处于该运作模式下且该起振器处于该抑能状态时，产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤另包含有：

当该峰对峰值达到一第二临界峰对峰值时，设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

本发明所述的振荡讯号产生方法，其中产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤包含有：

对该输出振荡讯号进行讯号除频运算以产生一第一除频振荡讯号；

对该第一除频振荡讯号进行讯号除频运算以产生一第二除频振荡讯号；以及

依据该第一除频振荡讯号与该第二除频振荡讯号来设定该控制讯号。

本发明所述的振荡讯号产生方法，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该抑能状态时，另包含有：

侦测该振荡讯号；

当侦测到该振荡讯号符合一特定状况时，则产生该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

本发明所述的振荡讯号产生方法，其中该特定状况为该振荡讯号的电压符合一预定准位或该振荡讯号的周期数累积至一预定数目。

实施本发明的振荡讯号产生装置与其相关方法，具有以下有益效果：振荡讯号产生装置于振荡电路成功起振后再将振荡电路关闭以节省振荡电路的耗电量，并利用晶体振荡器所产生的一共振讯号来做为其输出振荡讯号，当晶体振荡器所产生的该共振讯号的能量减少至一预定程度时再次地启动振荡电路，如此达到降低耗电量的目的。相较于传统的晶体振荡器，本发明的振荡讯号产生装置不需要透过低转导与低电流的设计方法来节省电流，进而使得本发明振荡讯号产生装置所占据的芯片面积也比传统的晶体振荡器小。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1a本发明一种振荡讯号产生装置的一实施例示意图；

图1b本发明的振荡讯号产生装置的另一实施例的示意图；

图2当该振荡讯号产生装置内的一振荡电路处于一运作模式且一反相器处于一抑能状态时，一晶体振荡器所产生的一共振讯号的一时序图；

图3本发明一控制电路的一第一实施例示意图；

图4当该振荡讯号产生装置内的该反相器于一致能状态与一抑能状态之间切换时，流经一第一晶体管与一第二晶体管的电流的一时序图；

图5本发明一控制电路的一第二实施例示意图；

图6图5的该控制电路的一第一除频振荡讯号、一第二除频振荡讯号、一第一控制讯号与一第二控制讯号的一时序图；

图7本发明一种振荡讯号产生方法的一实施例流程图。

【主要组件符号说明】

100振荡讯号产生装置，102振荡电路，104、500控制电路，402、404曲线，502第一数位除频器，504第二数位除频器，506逻辑闸，1022晶体振荡器，1024电阻元件，1026反相器，1026a第一开关，1026b第一晶体管，1026c第二开关，1026d第一电阻，1026e第三开关，1026f第二晶体管，1026g第四开关，1026h第二电阻，1026i第五开关，1028放大器，1028a第六开关，1028b第七开关，1028c第八开关，1042时钟计数器，1044判断电路，5062或非门，5064反相器。

具体实施方式

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

请参考图1a。图1a所示依据本发明一种振荡讯号产生装置100的一实施例示意图。振荡讯号产生装置100包含有一振荡电路102以及一控制电路104。振荡电路102包含有：一晶体振荡器1022，其具有一第一端点N1与一第二端点N2，用来产生一振荡讯号Sosc；一电阻元件1024，其具有一第一端点耦接于晶体振荡器1022的第一端点N1，以及一第二端点耦接于晶体振荡器1022的第二端点N2；以及一反相器1026，其具有一输入端点耦接于晶体振荡器1022的第一端点N1，以及一输出端点耦接于晶体振荡器1022的第二端点N2。控制电路104耦接于晶体振荡器1022，用来于振荡电路102处于一运作模式以产生一输出振荡讯号Sout时，产生一控制讯号EN、ENB来将反相器1026从一致能(enable)状态切换为一抑能(disable)状态，并依据晶体振荡器1022所产生的振荡讯号Sosc来做为振荡电路102的输出振荡讯号Sout。

请注意，本实施例的反相器1026操作于一电源电压Vdd与一接地电压Vgnd之间，当振荡电路102被启动时，亦即电源电压Vdd与接地电压Vgnd均正常接通于反相器1026的电源端与接地端时，反相器1026与电阻元件1024及晶体振荡器1022会构成一正回授的电路，其中反相器1026用来提供此回授电路一转导增益，而晶体振荡器1022会提供一足够的相位延迟，使得此回路满足巴克豪森(Barkhausen)定律。在另一实施例中，反相器1026可为一放大器。接着，当晶体振荡器1022、电阻元件1024与反相器1026所构成的振荡电路102被设置为满足所谓的巴克豪森(Barkhausen)定律时，振荡电路102就会起振并产生输出振荡讯号Sout，其中输出振荡讯号Sout是于电源电压Vdd与接地电压Vgnd之间振荡，并具有一特定的振荡频率，如32kHz(振荡频率主要依照晶体振荡器1022的组件特性而定)。且当振荡电路102具有振荡讯号Sout后，晶体振荡器1022内就会储存有一定能量，这是因为晶体振荡器1022的主体由一等效的大电感、一等效的电容与一等效的寄生电阻所构成。当晶体振荡器1022的品质参数(亦即Q值)越高时，其等效的寄生电阻值就会越小，储存于晶体振荡器1022内的能量被寄生电阻消耗的能量就愈少。也就是说，当晶体振荡器1022的质量参数(亦即Q值)越高时，在没有外在的电源供应下，晶体振荡器1022所能维持的该共振现象就越久。因此，本发明的精神之一就是当振荡电路102处于该运作模式并产生输出振荡讯号Sout时，产生控制讯号EN、ENB来将反相器102从该致能状态切换为该抑能状态，并依据晶体振荡器1022所产生的一共振讯号(亦即振荡讯号Sosc)来做为振荡电路102的输出振荡讯号Sout。如此一来就可以节省反相器102在该运作模式下所消耗的电流。

为了进一步说明本发明的精神所在，在图1a中亦绘示出本发明反相器1026的一实施例示意图，然而该实施例并不作为本发明的限制所在。本实施例的反相器1026包含有一第一开关1026a、一第一晶体管1026b、一第二开关1026c、一第一电阻1026d、一第三开关1026e、一第二晶体管1026f、一第四开关1026g、一第二电阻1026h以及一第五开关1026i。第一开关1026a具有一第一端点耦接于晶体振荡器1022的第一端点N1，以及一控制端点耦接于一第一控制讯号EN。第一晶体管1026b，具有一控制点端N3耦接于第一开关1026a的一第二端点N3。第二开关1026c，具有一第一端点耦接于第一晶体管1026b的控制端点N3，一第二端点耦接于一第一供应电压(亦即一接地电压Vgnd)，以及一控制端点耦接于一第二控制讯号ENB。第一电阻1026d具有一第一端点N4耦接于第一晶体管1026b的一第一输出端点(亦即源极端)，以及一第二端点耦接于接地电压。第三开关1026e具有一第一端点耦接于晶体振荡器1022的第一端点N1，以及一控制端点耦接于第一控制讯号EN。第二晶体管1026f具有一控制点端N5耦接于第三开关1026e的一第二端点。第四开关1026g具有一第一端点耦接于第二晶体管的控制端点N5，一第二端点耦接于一第二供应电压(亦即一电源电压Vdd)，以及一控制端点耦接于第二控制讯号ENB。第二电阻1026h，具有一第一端点N6耦接于第二晶体管1026f的一第一输出端点(亦即源极端)。第五开关1026i具有一第一端点N7耦接于第二电阻1026h的一第二端点，一第二端点耦接于电源电压Vdd，以及一控制端点耦接于第一控制讯号EN。此外，第一晶体管1026b的一第二输出端点(亦即汲极端)N8耦接于第二晶体管1026f的一第二输出端点(亦即汲极端)，并耦接于晶体振荡器的第二端点N2。

从图1a的反相器1026可以得知，当振荡电路102处于该运作模式且反相器1026处于该致能状态时，控制电路104所产生第一控制讯号EN就会设定来接通(switchon)第一开关1026a、第三开关1026e以及第五开关1026i，而第二控制讯号ENB就会设定来不接通(switchoff)第二开关1026c与第四开关1026g。反之，当振荡电路102处于该运作模式且反相器1026处于该抑能状态时，控制电路104所产生第一控制讯号EN就会设定来不接通第一开关1026a、第三开关1026e以及第五开关1026i以使得反相器1026与电源电压Vdd之间的路径为一断路(open-circuit)状态，而第二控制讯号ENB就会设定来接通第二开关1026c与第四开关1026g。请注意，此领域具有通常知识者亦可以将第五开关1026i设置于第一电阻1026d的该第二端点与接地电压Vgnd之间，或设置于第一晶体管1026b、第二晶体管1026f与电源电压Vdd、接地电压Vgnd的串连路径上的任意位置，其亦属于本发明的范畴所在。如此一来，当振荡电路102处于该运作模式且反相器1026处于该抑能状态时，由于反相器1026的电源电压Vdd与接地电压Vgnd之间路径为断路状态，因此此时反相器102几乎不会有任何耗电。

此外，为了进一步减少振荡讯号产生装置100的耗电量，在本实施例中，电阻元件1024一传输闸(Transmissiongate)来加以实作。当振荡电路102处于该运作模式且反相器1026处于该致能状态时，控制电路104所产生第一控制讯号EN就会用来设定该传输闸为一导通状态；而当振荡电路102处于该运作模式且反相器1026处于该抑能状态时，控制电路104所产生第一控制讯号EN就会用来设定该传输闸为一不导通状态以降低减少流经电阻元件1024的电流，进一步减少振荡讯号产生装置100的耗电量。

图1b本发明的振荡讯号产生装置100的另一实施例的示意图，其中与图1a具有相同编号的组件具有相同或类似的功能，相关叙述在此省略。图1b与图1a最大的差异在于图1a中的反相器1026被置换为图1b中的放大器1028。放大器1028提供足够大的放大倍率给振荡电路102，以使放大器1028在正常供电的运作状态下与电阻元件1024所构成的回路满足一回路增益(Loopgain)大于1条件，而致使振荡电路102得以成功起振。在功能上，亦可将图1b中的放大器1028与图1a中的反相器1026视为振荡电路102的起振器，因此本发明图1b中的放大器1028与图1a中的反相器1026亦可以用一起振器来加以取代，其亦可达到相似的效果。换句话说，图1b中的放大器1028与图1a中的反相器1026本发明的起振器的不同实施方式。在某些特定条件的下(例如欲启动振荡电路102时、振荡讯号Sout振幅过小时或起振器超过一段时间没有接电时)，控制电路104产生第一控制讯号EN以接通第六开关1028a、第七开关1028b、第八开关1028c。而当振荡电路102已顺利起振，振荡讯号Sout的振幅已达一定的大小时，控制电路104产生第一控制讯号EN以不接通第六开关1028a、第七开关1028b、第八开关1028c。此时，放大器1028几乎不会消耗任何能量。

然而，请参考图2。图2所示当振荡电路102处于该运作模式且反相器1026处于该抑能状态时，晶体振荡器1022所产生的该共振讯号(亦即振荡讯号Sosc)的一时序图。由于晶体振荡器1022并非一完美无损耗的振荡器，因此储存于晶体振荡器1022内的能量会随着时间缓慢地减小，亦即振荡讯号Sosc的振幅(亦即峰对峰(peak-to-peak)值)会随着时间缓慢地减小。在振荡讯号Sosc的振幅减小到一预定临界振幅时或起振后一段预定的时间之后，控制电路104会再次地将反相器1026从该抑能状态切换到该致能状态，以将能量再次地注入晶体振荡器1022，亦即再度利用反相器1026进行起振，此时振荡讯号Sosc的振幅又会随着时间逐渐变大，一直到其峰对峰接近电源电压Vdd和接地电压Vgnd之间的压差为止。请注意，虽然图1a所示的控制电路104用来接收输出振荡讯号Sout，但是此领域具有通常知识者应可了解，当反相器1026为该抑能状态时，晶体振荡器1022所产生的振荡讯号Sosc就会输出振荡讯号Sout。

因此，本发明的图3提供了控制电路104的一第一实施例示意图，其中控制电路104包含有一时钟计数器1042以及一判断电路1044。时钟计数器1042用来输出振荡讯号Sout的周期数以产生一计数结果N。判断电路1044耦接于时钟计数器1042，其用来于振荡电路102处于该运作模式且反相器1026处于该致能状态时，判断计数结果N是否达到一第一预定周期数，当计数结果N达到该第一预定周期数时，判断电路1044就设定第一控制讯号EN以及第二控制讯号ENB来将反相器1026从该致能的状态切换为该抑能的状态。请注意到，第一预定周期数最小可以为1，亦即，当振荡电路102产生了一个可被控制电路104辨识的一个周期的讯号时，即可将反相器1026从该致能的状态切换为该抑能的状态。

当振荡电路102处于该运作模式且反相器1026处于该抑能状态时，判断电路1044另判断计数结果N是否达到一第二预定周期数，当计数结果N达到该第二预定周期数时，则判断振荡讯号Sosc的振幅已达到该预定临界振幅，接着判断电路1044就设定第一控制讯号EN以及第二控制讯号ENB来将反相器1026从该抑能状态切换为该致能状态。

更进一步来说，当振荡电路102被启动后，时钟计数器1042就会开始动作以计数振荡讯号产生装置100所产生的输出振荡讯号Sout的周期数，当计数结果N达到该第一预定周期数时，判断电路1044就设定第一控制讯号EN以及第二控制讯号ENB来将反相器1026从该致能的状态切换为该抑能的状态。接着，时钟计数器1042就会重新开始计数晶体振荡器1022所产生的振荡讯号Sosc(亦即共振讯号)的周期数，当计数结果N达到该第二预定周期数时，判断电路1044就设定第一控制讯号EN以及第二控制讯号ENB来将反相器1026从该抑能的状态切换为该致能的状态，并周而复始地重复上述动作。如此一来，经由适当地设计后，反相器1022大部分的时间处于抑能的状态，故其所消耗的电流就可以大幅地减小。

图4所示当反相器1026于该致能状态与该抑能状态之间切换时流经第一晶体管1026b与第二晶体管1026f的电流I(亦即振荡电路102的消耗电流)的一时序图。从图4可以得知，当反相器1026处于该致能状态时，振荡电路102的消耗电流就如曲线402所示，其一平均电流为大于零的波动电流，而当反相器1026处于该抑能状态时，振荡电路102的消耗电流就掉为零，如曲线404所示。因此，当振荡电路102被启动后，若反相器1026处于该抑能状态的总时间远大于反相器1026处于该致能状态的总时间时，振荡电路102的平均消耗电流就会趋近于零。

另一方面，为了更进一步减少振荡讯号产生装置100的耗电量，在本发明的控制电路104以一数字电路的方式加以实作，如图5所示。图5本发明一控制电路500的一第二实施例示意图，其中控制电路500包含有一第一数字除频器502、一第二数字除频器504以及一逻辑闸506。第一数位除频器502耦接于晶体振荡器1022的第二端点N2，用来对输出振荡讯号Sout进行讯号除频运算，以产生一第一除频振荡讯号Sd1。第二数位除频器504耦接于第一数位除频器502，用来对第一除频振荡讯号Sd1进行讯号除频运算以产生一第二除频振荡讯号Sd2。逻辑闸506包含有一或非门5062以及一反相器5064，其耦接于第一数位除频器502与第二数字除频器504用来依据第一除频振荡讯号Sd1与第二除频振荡讯号Sd2来设定第一控制讯号EN与第二控制讯号ENB。请注意，当振荡电路102处于该运作模式且反相器1026处于该致能状态时，第一数字除频器502对输出振荡讯号Sout进行讯号除频运算以产生第一除频振荡讯号Sd1，而当振荡电路102处于该运作模式且反相器1026处于该抑能状态时，第一数字除频器502对振荡讯号Sosc进行讯号除频运算以产生第一除频振荡讯号Sd1。此外，第一数字除频器502与第二数字除频器504可以用时钟计数器来加以实作，此领域具有通常知识者应可了解其电路结构，故在此不再赘述。

请注意，在本实施例中，第一数字除频器502会对输出振荡讯号Sout除以一第一特定除数以产生第一除频振荡讯号Sd1，而第二数字除频器504会对第一除频振荡讯号Sd1除以一第二特定除数(例如本实施例的该第二特定除数为二)来产生第二除频振荡讯号Sd2，如图6所示。图6所示图5的控制电路500的第一除频振荡讯号Sd1、第二除频振荡讯号Sd2、第一控制讯号EN与第二控制讯号ENB的一时序图。由于第一除频振荡讯号Sd1的振荡频率为第二除频振荡讯号Sd2的两倍，因此每隔一第一时间T1，第一控制讯号EN的电压准位就会从一低电压准位切换为一高电压准位，而第二控制讯号ENB的电压准位就会从该高电压准位切换为该低电压准位，且第一控制讯号EN会于该高电压准位持续一第二时间T2，同时第二控制讯号ENB亦会于低高电压准位持续第二时间T2，其中第一时间T1为第二除频振荡讯号Sd2的一时钟周期，而第二时间T2为第一除频振荡讯号Sd1的半个时钟周期。因此，从以上的描述可以得知，经由适当地设定第一数字除频器502的该第一特定除数以及第二数位除频器504的该第二特定除数，第一控制讯号EN的启动时间与第二控制讯号ENB的启动时间就可以任意地被设定。更进一步来说，本实施例透过设定第一数字除频器502的该第一特定除数以及第二数位除频器504的该第二特定除数来决定反相器1026的开启与关闭的时间，以节省反相器1026的耗电量。

请注意，上述控制电路104与控制电路500的设计的一目的是控制反相器1026间歇性地开启与关闭，以节省反相器1026的耗电量，而开启与关闭反相器1026的时间点可以根据设计者经验，而设定固定的开启关闭时间(例如图6所示，每两个时钟周期中开启半个时钟周期且关闭一个半时钟周期)，以降低控制电路的复杂度。在另一实施例中，当反相器1026关闭时，控制电路104侦测振荡讯号Sosc的振幅是否衰减到该预定临界振幅，当振荡讯号Sosc的振幅衰减到该预定临界振幅则致能反相器1026；当反相器1026开启时，控制电路104侦测振荡讯号Sosc的振幅是否恢复到一正常的振幅，若振幅恢复正常，则控制电路104就抑能反相器1026，因此在本发明的另一实施例中，控制电路104亦可直接利用电压侦测电路，例如一峰对峰(peak-to-peak)侦测电路来加以实作。在此一实施例中，当振荡电路102处于该运作模式下且反相器1026处于该致能状态时，该峰对峰侦测电路侦测输出振荡讯号Sout的一峰对峰值，并于该峰对峰值达到一第一临界峰对峰值时，该峰对峰侦测电路设定第一控制讯号EN与第二控制讯号ENB来将反相器1026从该致能状态切换为该抑能状态。当振荡电路102处于该运作模式下且反相器1026处于该抑能状态时，该峰对峰侦测电路另于该峰对峰值达到(亦即减少至)一第二临界峰对峰值时，设定第一控制讯号EN与第二控制讯号ENB来将反相器1026从该抑能状态切换为该致能状态，以使得该峰对峰值恢复到(亦即增加至)该第一临界峰对峰值，接着周而复始地重复上述动作来节省反相器1026的耗电量。

简言的，上述所提出的振荡讯号产生方法可以简化为图7所示的步骤。图7所示依据本发明一种振荡讯号产生方法700的一实施例流程图，且振荡讯号产生方法700用来控制一振荡电路，如图1a所示的振荡电路102。为方便起见，后续关于振荡讯号产生方法700的说明亦请参考图1a所示的振荡电路102。倘若大体上可达到相同的结果，并不需要一定照图7所示的流程中的步骤顺序来进行，且图7所示的步骤不一定要连续进行，亦即其它步骤亦可***其中。振荡讯号产生方法700包含有下列步骤：

步骤702：启动振荡讯号产生装置100以产生输出振荡讯号Sout；

步骤704：侦测输出振荡讯号Sout；

步骤706：当侦测到某一特定状况时，产生第一控制讯号EN与第二控制讯号ENB来将反相器1026从该致能状态切换为该抑能状态；

步骤708：侦测输出振荡讯号Sout；

步骤710：当侦测到另一特定状况时，产生第一控制讯号EN与第二控制讯号ENB来将反相器1026从该抑能状态切换为该致能状态，跳至步骤704。

请注意，本发明的某一特定状况可视为一第一预定时间，而另一特定状况可视为一第二预定时间，该第一预定时间与该第二预定时间亦可用其它相同概念或会具有相同结果的参数来取代，其亦属于本发明的范畴所在。举例来说，步骤704亦可以侦测输出振荡讯号Sout的一周期数，而当该周期数达到对应该第一预定时间的一计数结果时，就于步骤706产生第一控制讯号EN与第二控制讯号ENB来将反相器1026从该致能状态切换为该抑能状态。同理，步骤708亦可以侦测输出振荡讯号Sout的一周期数，而当该周期数达到对应该第二预定时间的一计数结果时，就于步骤710产生第一控制讯号EN与第二控制讯号ENB来将反相器1026从该抑能状态切换为该致能状态。此外，步骤704亦可以侦测输出振荡讯号Sout的一峰对峰值，而当该峰对峰值达到一第一预定峰对峰值时，就于步骤706产生第一控制讯号EN与第二控制讯号ENB来将反相器1026从该致能状态切换为该抑能状态。同理，步骤708亦可以侦测输出振荡讯号Sout的一峰对峰值，而当该峰对峰值达到一第二预定峰对峰值时，就于步骤710产生第一控制讯号EN与第二控制讯号ENB来将反相器1026从该抑能状态切换为该致能状态。接着，当步骤710完成时再跳回步骤704重复同样的动作，如此一来就可以将反相器1026的耗电量降到最低，进而降低整个振荡讯号产生装置100的耗电量。

综上所述，本发明的振荡讯号产生装置100于振荡电路102成功起振后再将振荡电路102关闭以节省振荡电路102的耗电量，此时并利用晶体振荡器1022所产生的一共振讯号来做为其输出振荡讯号Sout，当晶体振荡器1022所产生的该共振讯号的能量减少至一预定程度时再次地启动振荡电路102，如此就可以达到降低耗电量的目的。因此，相较于传统的晶体振荡器，本发明的振荡讯号产生装置100就不需要透过低转导与低电流的设计方法来节省电流，进而使得本发明振荡讯号产生装置100所占据的芯片面积也比传统的晶体振荡器小。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (22)

1.一种振荡讯号产生装置，其特征在于，包含有：

一振荡电路，包含有：

一晶体振荡器，具有一第一端点与一第二端点，用来产生一振荡讯号；

一电阻元件，具有一第一端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一第二端点耦接于该晶体振荡器的该第二端点；以及

一起振器，具有一输入端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一输出端点耦接于该晶体振荡器的该第二端点；以及

一控制电路，耦接于该晶体振荡器，用来于该振荡电路处于一运作模式以产生一输出振荡讯号时，产生一控制讯号来将该起振器从一致能状态切换为一抑能状态，并依据该晶体振荡器所产生的该振荡讯号来做为该振荡电路的该输出振荡讯号；

其中该控制讯号包含有一第一控制讯号以及一第二控制讯号，以及该起振器包含有：

一第一开关，具有一第一端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一控制端点耦接于该第一控制讯号；

一第一晶体管，具有一控制端点耦接于该第一开关的一第二端点；

一第二开关，具有一第一端点耦接于该第一晶体管的该控制端点，一第二端点耦接于一第一供应电压，以及一控制端点耦接于该第二控制讯号；

一第一电阻，具有一第一端点耦接于该第一晶体管的一第一输出端点，以及一第二端点耦接于该第一供应电压；

一第三开关，具有一第一端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一控制端点耦接于该第一控制讯号；

一第二晶体管，具有一控制端点耦接于该第三开关的一第二端点；

一第四开关，具有一第一端点耦接于该第二晶体管的该控制端点，一第二端点耦接于一第二供应电压，以及一控制端点耦接于该第二控制讯号；

一第二电阻，具有一第一端点耦接于该第二晶体管的一第一输出端点；以及

一第五开关，具有一第一端点耦接于该第二电阻的一第二端点，一第二端点耦接于该第二供应电压，以及一控制端点耦接于该第一控制讯号；

其中该第一晶体管的一第二输出端点耦接于该第二晶体管的一第二输出端点，并耦接于该晶体振荡器的该第二端点。

2.根据权利要求1所述的振荡讯号产生装置，其特征在于，其中该起振器操作于一第一供应电压与一第二供应电压之间，以及当该起振器处于该抑能状态时，该起振器与该第一供应电压或该第二供应电压之间处于一断路状态。

3.根据权利要求1所述的振荡讯号产生装置，其特征在于，其中该电阻元件一传输闸，当该起振器处于该抑能状态时，该传输闸处于一不导通状态，以及当该起振器处于该致能状态时，该传输闸处于一导通状态。

4.根据权利要求3所述的振荡讯号产生装置，其特征在于，其中该传输闸受控于该控制电路。

5.根据权利要求1所述的振荡讯号产生装置，其特征在于，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该致能状态时，该控制电路计时一预定时间，并于该预定时间到达后设定该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态。

6.根据权利要求1所述的振荡讯号产生装置，其特征在于，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该抑能状态时，该控制电路另计时一预定时间，并于该预定时间到达后设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

7.根据权利要求1所述的振荡讯号产生装置，其特征在于，其中该控制电路包含有：

一时钟计数器，用来计数该输出振荡讯号的周期数以产生一计数结果；以及

一判断电路，耦接于该时钟计数器，用来于该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该致能状态时，判断该计数结果是否达到一第一预定周期数，当该计数结果达到该第一预定周期数时，该判断电路产生该控制讯号来将该起振器从该致能的状态切换为该抑能的状态。

8.根据权利要求7所述的振荡讯号产生装置，其特征在于，其中该判断电路另于该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该抑能状态时，判断该计数结果是否达到一第二预定周期数，当该计数结果达到该第二预定周期数时，该判断电路另设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

9.根据权利要求1所述的振荡讯号产生装置，其特征在于，其中该控制电路包含有：

一峰对峰侦测电路，当该振荡电路处于该运作模式下且该起振器处于该致能状态时，该峰对峰侦测电路侦测该输出振荡讯号的一峰对峰值，并于该峰对峰值达到一第一临界峰对峰值时，该峰对峰侦测电路设定该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态。

10.根据权利要求9所述的振荡讯号产生装置，其特征在于，其中当该振荡电路处于该运作模式下且该起振器处于该抑能状态时，该峰对峰侦测电路另于该峰对峰值达到一第二临界峰对峰值时，设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

11.根据权利要求1所述的振荡讯号产生装置，其特征在于，其中该控制电路包含有：

一第一数位除频器，耦接于该晶体振荡器，用来对该输出振荡讯号进行讯号除频运算，以产生一第一除频振荡讯号；

一第二数位除频器，耦接于该第一数位除频器，用来对该第一除频振荡讯号进行讯号除频运算，以产生一第二除频振荡讯号；以及

一逻辑闸，耦接于该第一数字除频器与该第二数字除频器，用来依据该第一除频振荡讯号与该第二除频振荡讯号来设定该控制讯号。

12.一种振荡讯号产生方法，用来控制一振荡电路，该振荡电路包含有：

一晶体振荡器，具有一第一端点与一第二端点，用来产生一振荡讯号；

一电阻元件，具有一第一端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一第二端点耦接于该晶体振荡器的该第二端点；以及

一起振器，具有一输入端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一输出端点耦接于该晶体振荡器的该第二端点；

其特征在于，该振荡讯号产生方法包含有：

于该振荡电路处于一运作模式以产生一输出振荡讯号时，产生一控制讯号来将该起振器从一致能状态切换为一抑能状态；以及

当该起振器处于该抑能状态时，依据该晶体振荡器所产生的该振荡讯号来做为该振荡电路的该输出振荡讯号；

其中该控制讯号包含有一第一控制讯号以及一第二控制讯号，以及该起振器包含有：

一第一开关，具有一第一端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一控制端点耦接于该第一控制讯号；

一第一晶体管，具有一控制端点耦接于该第一开关的一第二端点；

一第二开关，具有一第一端点耦接于该第一晶体管的该控制端点，一第二端点耦接于一第一供应电压，以及一控制端点耦接于该第二控制讯号；

一第一电阻，具有一第一端点耦接于该第一晶体管的一第一输出端点，以及一第二端点耦接于该第一供应电压；

一第三开关，具有一第一端点耦接于该晶体振荡器的该第一端点，以及一控制端点耦接于该第一控制讯号；

一第二晶体管，具有一控制端点耦接于该第三开关的一第二端点；

一第四开关，具有一第一端点耦接于该第二晶体管的该控制端点，一第二端点耦接于一第二供应电压，以及一控制端点耦接于该第二控制讯号；

一第二电阻，具有一第一端点耦接于该第二晶体管的一第一输出端点；以及

一第五开关，具有一第一端点耦接于该第二电阻的一第二端点，一第二端点耦接于该第二供应电压，以及一控制端点耦接于该第一控制讯号；

其中该第一晶体管的一第二输出端点耦接于该第二晶体管的一第二输出端点，并耦接于该晶体振荡器的该第二端点。

13.根据权利要求12所述的振荡讯号产生方法，其特征在于，其中该起振器操作于一第一供应电压与一第二供应电压之间，以及产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤另包含有：

将该起振器与该第一供应电压或该第二供应电压之间的路径设定为一断路状态。

14.根据权利要求12所述的振荡讯号产生方法，其特征在于，其中该电阻元件一传输闸，以及产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤另包含有：

当该起振器处于该抑能状态时，将该传输闸设定为一不导通状态；以及

当该起振器处于该致能状态时，将该传输闸设定为一导通状态。

15.根据权利要求12所述的振荡讯号产生方法，其特征在于，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该致能状态时，产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤包含有：

计时一预定时间；以及

于该预定时间到达后设定该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态。

16.根据权利要求12所述的振荡讯号产生方法，其特征在于，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该抑能状态时，另包含有：

计时一预定时间；以及

于该预定时间到达后设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

17.根据权利要求12所述的振荡讯号产生方法，其特征在于，其中产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤包含有：

计数该输出振荡讯号的周期数以产生一计数结果；以及

当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该致能状态时，判断该计数结果是否达到一第一预定周期数，当该计数结果达到该第一预定周期数时，产生该控制讯号来将该起振器从该致能的状态切换为该抑能的状态。

18.根据权利要求17所述的振荡讯号产生方法，其特征在于，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该抑能状态时，产生该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态的步骤另包含有：

判断该计数结果是否达到一第二预定周期数，当该计数结果达到该第二预定周期数时，设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

19.根据权利要求12所述的振荡讯号产生方法，其特征在于，其中产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤包含有：

当该振荡电路处于该运作模式下且该起振器处于该致能状态时，侦测该输出振荡讯号的一峰对峰值；以及

当该峰对峰值达到一第一临界峰对峰值时，设定该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态。

20.根据权利要求19所述的振荡讯号产生方法，其特征在于，其中当该振荡电路处于该运作模式下且该起振器处于该抑能状态时，产生该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态的步骤另包含有：

当该峰对峰值达到一第二临界峰对峰值时，设定该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态。

21.根据权利要求12所述的振荡讯号产生方法，其特征在于，其中产生该控制讯号来将该起振器从该致能状态切换为该抑能状态的步骤包含有：

对该输出振荡讯号进行讯号除频运算以产生一第一除频振荡讯号；

对该第一除频振荡讯号进行讯号除频运算以产生一第二除频振荡讯号；以及

依据该第一除频振荡讯号与该第二除频振荡讯号来设定该控制讯号。

22.根据权利要求12所述的振荡讯号产生方法，其特征在于，其中当该振荡电路处于该运作模式且该起振器处于该抑能状态时，另包含有：

侦测该振荡讯号；

当侦测到该振荡讯号符合一特定状况时，则产生该控制讯号来将该起振器从该抑能状态切换为该致能状态；

其中该特定状况为该振荡讯号的电压符合一预定准位或该振荡讯号的周期数累积至一预定数目。