專利名稱：晶體振蕩器起振時間確定方法、起振檢測及時鐘輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體振蕩器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及晶體振蕩器起振時間的確定方法、起振檢測及時鐘輸出電路。
背景技術(shù)：
晶體振蕩器作為一種高精度和高穩(wěn)定性的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于計算機等電子設(shè)備及通信系統(tǒng)中。當被應(yīng)用于通信系統(tǒng)中時，晶體振蕩器通常可用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準信號。
晶體振蕩器從上電后開始振蕩到充分起振(即晶體振蕩器輸出的正弦信號的振幅達到穩(wěn)定)的時間稱為起振時間，由于晶體一般具有很高的品質(zhì)因數(shù)，因此，起振時間往往較長。當晶體振蕩器作為時鐘源被應(yīng)用于系統(tǒng)中時，系統(tǒng)需要根據(jù)晶體振蕩器的起振時間確定什么時候開始工作。也就是說，當晶體振蕩器的振幅已經(jīng)達到穩(wěn)定時，晶體振蕩器起振結(jié)束，系統(tǒng)即開始工作。
現(xiàn)有技術(shù)中，晶體振蕩器的起振時間是根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)得出，起振時間近似為5個該晶體振蕩器的時間常數(shù)，對應(yīng)晶體振蕩器輸出的正弦信號的振幅為理想情況下最終振幅的99%左右。然而，在實際應(yīng)用中，由于相同的晶體振蕩器被應(yīng)用于不同的系統(tǒng)中，系統(tǒng)開始工作時對晶體振蕩器的振幅穩(wěn)定性需求也不一樣，某些系統(tǒng)并不需要等到經(jīng)過5個時間常數(shù)后才開始工作。因此，不同的系統(tǒng)都根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)得出的晶體振蕩器的起振時間確定開始工作的時刻就不合理，對于對晶體振蕩器的振幅穩(wěn)定性要求低的系統(tǒng)，就會造成晶體振蕩器起振時間的浪費。
更多關(guān)于晶體振蕩器起振的技術(shù)方案可以參考申請?zhí)枮?00910152407. 5、發(fā)明名稱為可編程調(diào)整起振條件的低功耗、快速起振晶體振蕩器模塊的中國專利申請文件。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的是由于相同的晶體振蕩器應(yīng)用于不同系統(tǒng)中起振時間固定造成的起振時間浪費的問題。
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種晶體振蕩器起振時間的確定方法，所述晶體振蕩器包括正弦信號輸出端和時鐘信號輸出端，所述正弦信號輸出端通過緩沖器與所述時鐘信號輸出端連接，所述起振時間的確定方法包括確定所述晶體振蕩器晶體的有載品質(zhì)因數(shù)Qltjad;根據(jù)所述晶體振蕩器的起振等效電路，確定所述正弦信號輸出端輸出的正弦信號的表達式
A(t)=An I-e—t/Tt!.' Ukn'A sin (2π Λ)一 _ 5
其中，A(t)表示所述正弦信號，A0表示所述正弦信號的最終振幅，fr表示諧振頻率，t表示時間變量；確定所述晶體振蕩器起振結(jié)束時的振幅HAci，其中，η表示百分數(shù)；確定所述晶體振蕩器的起振時間ts
權(quán)利要求
1. 一種晶體振蕩器起振時間的確定方法，所述晶體振蕩器包括正弦信號輸出端和時鐘信號輸出端，所述正弦信號輸出端通過緩沖器與所述時鐘信號輸出端連接，其特征在于，包括確定所述晶體振蕩器晶體的有載品質(zhì)因數(shù)QlMd ；根據(jù)所述晶體振蕩器的起振等效電路，確定所述正弦信號輸出端輸出的正弦信號的表達式
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體振蕩器起振時間的確定方法，其特征在于，所述起振等效電路包括串聯(lián)的電壓源、電阻和電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體振蕩器起振時間的確定方法，其特征在于，所述百分數(shù) n由用戶根據(jù)系統(tǒng)開始工作時對所述晶體振蕩器的振幅穩(wěn)定性需求確定。
4.一種晶體振蕩器的起振檢測電路，所述晶體振蕩器包括正弦信號輸出端和時鐘信號輸出端，所述正弦信號輸出端通過緩沖器與所述時鐘信號輸出端連接，其特征在于，包括計數(shù)器單元，所述計數(shù)器單元包括M個依次相連的D觸發(fā)器，其中，M=l+l+int [log2tsfr],ts為權(quán)利要求I所述的起振時間，f；表示諧振頻率，每個所述D觸發(fā)器的輸入信號端與輸出反相端相連，第I個D觸發(fā)器的時鐘信號端與所述晶體振蕩器的時鐘信號輸出端相連， 第疒第M個D觸發(fā)器的時鐘信號端與上一個D觸發(fā)器的輸出端相連，第M個D觸發(fā)器的置位端連接到地，第廣第M-I個D觸發(fā)器的置位端相連并連接到所述第M個D觸發(fā)器的輸出端，所述M個D觸發(fā)器的復(fù)位端相連；上電復(fù)位單元，包括復(fù)位信號輸出端，所述復(fù)位信號輸出端與所述M個D觸發(fā)器的復(fù)位端連接。
5.一種時鐘輸出電路，其特征在于，包括晶體振蕩器和權(quán)利要求4所述晶體振蕩器的起振檢測電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的時鐘輸出電路，其特征在于，所述晶體振蕩器包括晶體，所述晶體的兩端分別連接第一負載電容和第二負載電容，所述第一負載電容和所述第二負載電容的另一端連接到地；反相放大器，所述反相放大器的輸入端與所述晶體的一端連接，所述反相放大器的輸出端通過串聯(lián)電阻與所述晶體的另一端連接；反饋電阻，所述反饋電阻并聯(lián)于所述反相放大器的兩端；緩沖器，所述緩沖器的輸入端與所述反相放大器的輸出端連接并作為所述晶體振蕩器的正弦信號輸出端，所述緩沖器的輸出端為所述晶體振蕩器的時鐘信號輸出端。
全文摘要
一種晶體振蕩器起振時間確定方法、起振檢測及時鐘輸出電路，所述晶體振蕩器包括正弦信號輸出端和時鐘信號輸出端，所述正弦信號輸出端通過緩沖器與所述時鐘信號輸出端連接，所述起振時間的確定方法包括確定所述晶體振蕩器晶體的有載品質(zhì)因數(shù)；根據(jù)所述晶體振蕩器的起振等效電路，確定所述正弦信號輸出端輸出的正弦信號的表達式；確定所述晶體振蕩器起振結(jié)束時的振幅；確定所述晶體振蕩器的起振時間。所述晶體振蕩器的起振檢測電路包括計數(shù)器單元和上電復(fù)位單元。本發(fā)明技術(shù)方案提供的晶體振蕩器的起振時間的確定方法，能夠根據(jù)系統(tǒng)開始工作時對晶體振蕩器的振幅穩(wěn)定性需求確定晶體振蕩器的起振時間，節(jié)省在一些系統(tǒng)中的起振時間。
文檔編號H03B5/06GK102931917SQ201210473160
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者秦義壽 申請人:上海宏力半導體制造有限公司