[发明专利]用于晶体振荡器的脉冲整形电路

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于利用晶体振荡器产生时钟信号的方法和电路装置。

背景技术

晶体振荡器用于产生具有非常精确频率的电信号。由晶体振荡器电路产生的电信号使用在需要精确时间参考的许多应用中，诸如在手表中跟踪时间，以便为数字集成电路提供稳定的时钟信号并稳定无线电发射机的频率。

特别是当晶体振荡器电路用于为数字集成电路产生时钟信号时，必须特别注意以确保时钟信号是稳定的且精确的，因为这种时钟信号的失真或不规则性会导致不确定的结果和/或数据恶化。

通常将晶体振荡器电路设计成期望确保启动、控制振荡振幅、限制功率消耗和减少EMI噪声的电路。然而，即使在这些领域中应用最佳的设计实践，也不能确保在全部时间上正确的功能，特别是当晶体振荡器用在苛刻的环境时，诸如在晶体引脚、壳体或主体可以被碰触到、短路或接电源的情况下，或者在晶体本身可从电路中移除的情况下。

在这些情况中，由于在晶体振荡器的振幅和周期中引入了失真，晶体振荡器电路通常产生具有在持续上升和下降沿之间非常短的时间段的周期，如果这样的输出用做典型地具有可接受的最小脉宽的微控制器或微处理器的时钟，则微控制器或微处理器也许不能正确地执行指令。结果，微控制器或微处理器可能不能够跟上其运行的程序并跳转至非预期的存储器地址。这会导致微控制器或微处理器盖写包含重要数据或程序代码的存储器位置。

已经开发时钟产生电路来提高从晶体振荡器电路发出的时钟信 号的精确度和稳定性。例如，已经开发电路来解决启动条件的问题并确保晶体振荡器在加电时启动。也已经开发电路以更好地控制振幅和振荡频率。还已经开发电路以通过减少内部电源的使用来减小功率消耗。然而，在许多情况中，还没有提供用于解决苛刻环境对晶体振荡器的影响的问题的方案。

另外，在许多这样的情况中，由于使用由电阻器/电容器(RC)网络实现的无源滤波，所以所得到的电路与频率高度相关，因此这些电路被配置成仅与操作在窄频率范围内的晶体振荡器一起工作。

因此，在该技术领域中，迫切需要一种从晶体振荡器电路产生稳定且精确的输出信号的改进方法，该晶体振荡器电路对苛刻环境影响的抵抗力较弱并适合用在较宽的频率范围之中。

发明内容

本发明通过提供一种电路装置和方法来解决与现有技术相关联的这些和其它问题，该电路装置和方法使用可变阈值的多级脉冲整形电路来对晶体振荡器电路输出的信号进行脉冲整形。脉冲整形电路的每一级包括施密特触发器，该施密特触发器驱动锁存器的输入，并具有可编程触发点(trip point)，可控制可编程触发点以抑制由晶体振荡器电路产生的失真脉冲。例如，可以使用可变阈值的多级脉冲整形电路来为对噪声和其它环境影响的抵抗力较强的电子电路产生时钟信号，从而减少电子电路中与时钟相关的误差的可能性。

根据本发明的可变阈值的多级脉冲整形电路被配置成接收响应于晶体振荡器电路的输入信号，以及从其中产生脉冲整形信号。这样的脉冲整形电路包括多个级，每一个级包括锁存器和耦合于锁存器的输入的施密特触发器，并且每一级中的施密特触发器具有可编程触发点。

所附权利要求中提出了描述本发明的特征的这些和其它优点和属性。然而，为了更好地理解本发明，并更好地理解通过本发明的使用而获得的优点和目的，应该参照附图和相应的描述内容，在描述内容中描述了本发明的示例性实例。

附图说明

图1是根据本发明的用于从晶体振荡器产生时钟信号并包括脉冲整形电路的电路装置的框图；

图2是图1的脉冲整形电路的4级实施方式的框图；

图3是图2的脉冲整形电路的一级的框图；

图4A是在晶体振荡器电路的跨导输入处产生并作为输入提供给图2的脉冲整形电路的第一级的示例性信号的信号波形图。

图4B-E是分别说明在图2的脉冲整形电路的第一、第二、第三和第四级的输出处产生的示例性信号的信号波形图。

图5A是说明作为输入提供给图1中提及的除2电路的示例性信号的信号波形图。

图5B和5C是分别说明在图1中提及的第一和第二单触发(one-shot)定时器的输出处产生的示例性信号的信号波形图。

图5D和5E是分别说明在图1中提及的第一和第一或门的输出处产生的示例性信号的信号波形图。

具体实施方式