[发明专利]产生时钟信号的电路和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及电子电路，并且特别涉及产生时钟信号的电路和方法，以及包括产生时钟信号的所述电路的实时时钟设备。

背景技术

晶体振荡器是一种使用压电材料振动晶体的机械谐振产生具有精确频率的电信号的电子电路。该频率通常被用来计时(例如在石英手表中)，为数字集成电路提供稳定的时钟信号，以及稳定无线收发器的频率。最常见类型的压电谐振器是石英晶体，因此基于这种晶体的振荡电路被称为“晶体振荡器”。

石英晶体提供的精度远优于其他传统的振荡器，但是其并不完美。石英晶体对温度变化敏感，这可能导致在包括例如实时时钟(RTC)、通信终端等的系统中的时间信息或者时钟信号的精度的下降。

一种用于补偿上述时间或者信号误差的方法是通过在晶体上增加额外的电容负载来调节该晶体振荡器的振荡频率。另一种方法是通过删除或者插入时钟脉冲来周期性地调整频率，从而获得优于3-5ppm的精度。

因此需要一种电路和方法用以在温度变化的情况下产生更高精度的时钟信号。

发明内容

在第一实施例中，公开了一种电路。该电路包括分频器，其配置成接收振荡器产生的振荡信号和分频比并以该分频比对振荡信号分频得到时钟信号；温度补偿电路，其配置成测量该振荡器的温度并基于所测量到的温度生成提供给该分频器的分频比和第一数值；以及控制系统，其配置成基于该第一数值和振荡器产生的振荡信号控制负载与振荡器的连接。

在第二实施例中，公开了一种实时时钟设备。该实时时钟设备包括上述第一实施例中描述的电路。

在第三实施例中，公开了一种方法。该方法包括测量振荡器的温度；基于振荡器的温度生成分频比和第一数值；以该分频比对振荡器产生的振荡信号分频得到时钟信号；以及基于该第一数值和振荡器产生的振荡信号控制负载与振荡器的连接。

上文已经概括而非宽泛地给出了本公开内容的特征。本公开内容的附加特征将在此后描述，其形成了本发明权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，可以容易地使用所公开的构思和具体实施方式，作为修改和设计其他结构或者过程的基础，以便执行与本发明相同的目的。本领域技术人员还应当理解，这些等同结构没有脱离所附权利要求书中记载的本发明的主旨和范围。

附图说明

为了更完整地理解本公开以及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中：

图1示出根据一个实施例的用于产生时钟信号的电路；

图2示出根据一个实施例的产生时钟信号的流程图；

图3示出振荡器的温度和晶体精度的关系；

图4示出图1的电路的一个实施例；

图5示出根据一个实施例的图4所示的控制系统运作的流程图；

图6示出根据一个实施例的温度补偿电路；

图7示出根据一个实施例的图6所示的温度补偿电路运作的流程图；

图8示出图6所示的温度补偿电路的一个变化例；

图9示出根据另一个实施例的温度补偿电路；

图10示出根据一个实施例的图9所示的温度补偿电路运作的流程图；

图11示出图9所示的温度补偿电路的一个变化例；以及

图12示出根据一个实施例的包含图4所示的电路的实时时钟设备。

除非指明，否则不同附图中的相应标记和符号一般表示相应的部分。绘制附图是为了清晰地示出本公开内容的实施方式的有关方面，而未必是按照比例绘制的。为了更为清晰地示出某些实施方式，在附图标记之后可能跟随有字母，其指示相同结构、材料或者过程步骤的变形。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。

图1示出根据一个实施例的用于产生时钟信号的电路100。该电路100包括振荡器101，分频器102，温度补偿电路103，控制系统104和负载105。

以下结合图2所示的产生时钟信号的流程图详细描述图1的电路100的运作。

在步骤S201中，温度补偿电路103接收一个触发信号并响应于该触发信号，例如在该触发信号的上升沿或者下降沿，测量振荡器101的温度，然后，温度补偿电路103根据所测量到的温度生成提供给分频器102的分频比和第一数值。

在一个实施例中，该触发信号为由分频器102产生的时钟信号。在可替换的实施例中，该触发信号可以是任何频率的一个信号。

在步骤S202中，分频器202接收振荡器101产生的振荡信号和温度补偿电路103提供的分频比，并且以该分频比对该振荡信号分频得到时钟信号。