CN103178835B - 晶体振荡器及使晶体振荡器加速振荡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种晶体振荡器及使晶体振荡器快速起振的方法，晶体振荡器包括振荡模块，所述振荡模块包括晶体，所述晶体振荡器还包括快速起振模块，所述快速起振模块连接至所述振荡模块的晶体，当对所述晶体振荡器施加一个使能信号后，所述快速起振模块产生一初始激励信号至所述振荡模块的晶体，缩短所述振荡模块的起振时间，具有电路简单，功耗低的效果。

Description

晶体振荡器及使晶体振荡器加速振荡的方法

技术领域

本发明涉及一种晶体振荡器，特别涉及一种快速起振的晶体振荡器及使晶体振荡器加速振荡的方法。

背景技术

晶体振荡器能够为各种电子***提供高精度时钟信号，被广泛应用于各种电子产品中。越来越多***需要晶体振荡器具有快速起振的性能，从而***上电后可以很快进入工作状态。

在现有技术中，都是提供较大的偏置电流，从而得到较大的增益，从而加速晶体起振，缩短起振时间。然而，如果一直维持较大的偏置电流，导致电路的功耗比较大，不适应越来越多电路***对低功耗的要求。如果采用自动幅度控制（AAC）电路或自动增益控制(AGC)电路，可以在起振时采用较大的偏置电流，正常振荡后用较小的偏置电流，这样可以节约功耗，但是增加的AAC或AGC电路导致电路的复杂度增加比较大。

发明内容

本发明实施例所要解决的一个技术问题在于，提供一种快速起振的晶体振荡器，使电路简单且具有较低功耗。

本发明实施例所要解决的另一个技术问题在于，提供一种使晶体振荡器加速振荡的方法，使电路简单且具有较低功耗。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种晶体振荡器，包括振荡模块，所述振荡模块包括晶体，所述晶体振荡器还包括快速起振模块，所述快速起振模块连接至所述振荡模块的晶体，当对所述晶体振荡器施加一个使能信号后，所述快速起振模块产生一初始激励信号至所述振荡模块的晶体，缩短所述振荡模块的起振时间。

相应地，本发明实施例还提供了一种使晶体振荡器加速振荡的方法，所述晶体振荡器包括激励电路、开关及振荡模块，所述激励电路通过所述开关连接至所述振荡模块，所述方法包括：

启动步骤：对所述晶体振荡器输入一使能信号；

开关导通步骤：导通所述开关；

激励信号产生步骤：所述激励电路产生一初始激励信号，所述初始激励信号被传输至所述振荡模块，加速所述振荡模块的振荡；及

开关断开步骤：在所述激励信号传输完毕之后，断开所述开关。

本发明实施例的有益效果是：通过在晶体振荡器增加一快速起振模块，在使能振荡模块后，所述快速起振模块对所述振荡模块提供一激励信号，加速所述振荡模块的振荡，从而缩短所述振荡模块的起振时间，同时具有电路简单，功耗低的效果。

附图说明

图1为本发明一实施方式中的晶体振荡器的模块图。

图2为图1所示晶体振荡器中的激励电路产生的激励信号示意图。

图3为图1所示晶体振荡器中的使能信号，激励信号及开关信号的时序图。

图4为图1所示晶体振荡器中激励电路的电路图。

图5为图1所示晶体振荡器加速振荡过程中的信号流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，为本发明一实施方式中的晶体振荡器1的模块图。所述晶体振荡器1包括一振荡模块10及一快速起振模块11。所述振荡模块10包括一晶体101。所述快速起振模块11连接至所述振荡模块10的晶体101。当对所述晶体振荡器1施加一个使能信号后，所述快速起振模块11产生一初始激励信号至所述振荡模块10，加速所述振荡模块10的晶体101的振荡。

所述快速起振模块11包括一激励电路12及一开关13，所述激励电路12通过所述开关13连接至所述振荡模块10，当所述晶体振荡器1接收到所述使能信号后，所述开关13导通，所述激励电路12产生的初始激励信号通过所述开关13传输至所述振荡模块10的晶体101，当所述初始激励信号传输完毕之后，所述开关13断开。

本实施方式中，所述振荡模块10还包括一自动幅度控制(AAC)电路102或一自动增益控制电路（AGC）(图未示)及其他构成所述振荡模块的电子元件，如电阻、电容及放大器等。如此所述快速起振模块11在AAC电路或AGC电路的基础上可进一步缩短所述晶体101的起振时间。在其他实施方式中，所述振荡模块10也可不包括所述自动幅度控制(AAC)电路102或所述自动增益控制电路（AGC），而仅由所述快速起振模块11缩短所述振荡模块10的起振时间。

所述激励电路12产生的激励信号可以为任一突然变化的信号，如阶跃信号或一个或多个周期的脉冲信号，图2中所列的激励信号仅为举例说明，实际应用中，并不仅限于图2所列举的各种信号。

图3为本实施方式中使能信号，激励信号及开关信号的时序图。在T1时间，使能信号产生的同时，所述开关信号上升沿导通所述开关13，开关13导通后，在T2时间所述激励电路12产生激励信号，激励信号开始传输，所述激励信号在T3时间传输完毕，所述开关信号在下降沿断开所述开关13。

图4为本发明一实施方式中的激励电路12的电路图，但所述激励电路12的实现方式并不局限于图4示方式，任何可以产生激励信号的电路均包括在本发明所揭露的范围之内。下面即以图4为例具体说明本实施方式中的激励电路12的具体实现电路。如图4所示，所述激励电路12包括一第一放大器1201、一第二放大器1202、一第三放大器1203、一第一反向器1204、一第二反向器1205、一第三反向器1206、一第一与门1207、一第二与门1208，一第一电阻1209、一第二电阻1210、一第三电阻1211、一第一电容1212、一第二电容1213及一第三电容1214，所述第一放大器1201的输入端输入使能信号，所述第一放大器1201的输出端连接至所述第一电阻1209的输入端，所述第一电阻1209的输出端同时连接至第一电容1212、第二放大器1202、及第一与门1207的输入端，所述第一电容1212的输出端接地，所述第二放大器1202的输出端连接至第二电阻1210的输入端，所述第二电阻1210的输出端同时连接至所述第二电容1213、第三放大器1203及第一反向器1204的输入端，所述第二电容1213的输出端接地，所述第一反向器1204的输出端连接至所述第一与门1207的一输入端，所述第一与门1207连接至所述开关13，所述第三放大器1203同时连接至所述第三电阻1211的输入端，所述第三电阻1211的输出端同时连接至所述第三电容1214及所述第二反向器1205的输入端，所述第三电容1214的输入端接地，所述第二反向器1205的输出端连接至所述第二与门1208的其中一个输入端，所述第二与门1208的输出端同时连接至所述开关13的一端及所述第三反向器1206的输入端，所述第三反向器1206的输出端连接至所述开关13的另一端，所述第二与门1208的另一输入端与所述第一放大器1201的输入端相连接，当所述使能信号从所述第一放大器1201的输入端输入后，未经延迟，直接传输至第二与门1208，导通所述开关13；所述使能信号经第一电阻1209第一电容1212及第二电阻1210第二电容1213构成的延迟电路延迟后由第一与门1207输出生成所述初始激励信号；所述使能信号经第一电阻1209第一电容1212、第二电阻1210第二电容1213及第三电阻1211第三电容1214构成的延迟电路延迟后由第一与门1207输出断开所述开关13。

在本发明另一实施方式中，所述激励电路12产生的激励信号经过差分后，分别通过一开关连接至所述振荡模块10的晶体101的两端。

如图5所示晶体振荡器加速振荡过程中的信号流程图，使晶体振荡器快速起振的方法包括：

启动步骤：对所述晶体振荡器1输入一使能信号（步骤S501）；

开关导通步骤：导通所述开关13（步骤S502）；

激励信号产生步骤：所述激励电路12产生一初始激励信号，所述初始激励信号被传输至所述振荡模块10，缩短所述振荡模块10的起振时间（步骤S503）；

开关断开步骤：在所述激励信号传输完毕之后，断开所述开关13（步骤S504）。

综上所述，本发明实施例由于采用了快速起振模块，其电路结构简单，所述快速起振方式可以独立使用，具体产生方式可以根据需求灵活多变，而且它与现有快速起振方式没有冲突，可以在现有AAC等相关技术基础上叠加使用，从而可以在现有技术实现的快速起振基础上再次缩短起振时间即最大限度地缩短晶体振荡器的起振时间。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (7)

1.一种晶体振荡器，包括振荡模块，所述振荡模块包括晶体，其特征在于，所述晶体振荡器还包括快速起振模块，所述快速起振模块连接至所述振荡模块的晶体，当对所述晶体振荡器施加一个使能信号后，所述快速起振模块产生一初始激励信号至所述振荡模块的晶体，缩短所述振荡模块的起振时间，

所述快速起振模块包括激励电路及开关，所述激励电路通过所述开关连接至所述振荡模块，当所述晶体振荡器接收到所述使能信号后，所述开关导通，所述激励电路产生的初始激励信号通过所述开关传输至所述振荡模块的晶体，当所述初始激励信号传输完毕之后，所述开关断开。

2.如权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述激励电路包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一反向器、第二反向器、第三反向器、第一与门、第二与门、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容及第三电容；

所述第一放大器的输入端输入使能信号，所述第一放大器的输出端连接至所述第一电阻的输入端，所述第一电阻的输出端同时连接至第一电容、第二放大器、及第一与门的输入端，所述第一电容的输出端接地，所述第二放大器的输出端连接至第二电阻的输入端，所述第二电阻的输出端同时连接至所述第二电容、第三放大器及第一反向器的输入端，所述第二电容的输出端接地，所述第一反向器的输出端连接至所述第一与门的一输入端，所述第一与门连接至所述开关，所述第三放大器同时连接至所述第三电阻的输入端，所述第三电阻的输出端同时连接至所述第三电容及所述第二反向器的输入端，所述第三电容的输入端接地，所述第二反向器的输出端连接至所述第二与门的其中一个输入端，所述第二与门的输出端同时连接至所述开关的一端及所述第三反向器的输入端，所述第三反向器的输出端连接至所述开关的另一端，所述第二与门的另一输入端与所述第一放大器的输入端相连接，当所述使能信号从所述第一放大器的输入端输入后，未经延迟，直接传输至第二与门，导通所述开关；所述使能信号经第一电阻第一电容及第二电阻第二电容构成的延迟电路延迟后由第一与门输出生成所述初始激励信号；所述使能信号经第一电阻第一电容、第二电阻第二电容及第三电阻第三电容构成的延迟电路延迟后由第一与门输出断开所述开关。

3.如权利要求1或2所述的晶体振荡器，其特征在于，所述激励电路产生的激励信号经过差分后，分别通过一开关连接至所述振荡模块的晶体的两端。

4.如权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述振荡模块还包括自动幅度控制电路或自动增益控制电路。

5.如权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述激励信号为突然变化的信号。

6.如权利要求5所述的晶体振荡器，其特征在于，所述突然变化的信号为阶跃信号或一个或多个周期的脉冲信号。

7.一种使晶体振荡器加速振荡的方法，所述晶体振荡器包括激励电路、开关及振荡模块，所述激励电路通过所述开关连接至所述振荡模块，其特征在于，所述方法包括：

启动步骤：对所述晶体振荡器输入一使能信号；

开关导通步骤：导通所述开关；

激励信号产生步骤：所述激励电路产生一初始激励信号，所述初始激励信号被传输至所述振荡模块，加速所述振荡模块的振荡；及

开关断开步骤：在所述激励信号传输完毕之后，断开所述开关。