[实用新型]RC振荡器装置和电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及高准确度的RC振荡器和电路。 

背景技术

振荡器是(举例来说)微控制器及其它集成电路中的主要时钟源。可增加振荡器的数目以(举例来说)借助锁相环路获得所需频率。然而，时钟准确度受振荡器源限制。 

内部RC振荡器由于其相对低的成本而对于微控制器及其它应用来说是具有吸引力的。其可与其它芯片上组件高度集成且通常不需要外部组件。然而，RC振荡器的准确度通常不超过百分之几，此限制其到非关键时钟的使用。 

具有准确时钟要求的许多应用并入有高度准确的晶体振荡器。为了并入晶体振荡器，此些应用通常需要多个输入/输出引脚及外部组件。虽然此些要求由于空间及成本约束而在微控制器及其它应用中为不合意的，但传统上尚未获得适合替代方案。 

一些应用需要具有比可由RC振荡器提供的容限(即，百分之几)更佳的容限但不像晶体振荡器一样准确(即，百万分之几十(ppm))的时钟。举例来说，处于全速的通用串行总线(USB)可需要2500ppm的时钟准确度。通常使用晶体振荡器来满足这些时钟要求。 

在低功率模式中，可不断地操作一个振荡器以便以周期性间隔唤醒系统。可使用超低功率(ULP)RC振荡器。然而，由于此振荡器通常为高度不准确的，因此其仅允许系统以近似间隔唤醒。鉴于ULP RC振荡器的相对不良准确度，其通常不适用作频率倍增器的参考。对于其中ULP RC振荡器并非足够准确的应用，可使用32kHz晶体振荡器，但其进一步增加系统的成本。 

实用新型内容

在本实用新型的一个方面中，一种装置包含RC振荡器电路且并入有可个别地及组合地经启用以改进振荡器输出频率的稳定性或准确度的各种特征。所述振荡器电路可操作以提供可调谐输出频率且包含可在第一与第二操作模式之间切换的偏置电路。所述模 式中的一者相对于另一模式具有振荡器偏置电流的较小漂移。所述装置还包含漂移补偿电路，所述漂移补偿电路可操作以基于所述振荡器输出频率与参考频率的比较而在闭环操作模式中对所述振荡器输出频率的漂移进行补偿。所述装置进一步包含处理器，所述处理器可操作以基于所述振荡器电路的附近的所测量温度值而在开环操作模式中对所述振荡器频率的基于温度的漂移进行补偿。 

在另一方面中，描述一种操作提供可调谐输出频率的RC振荡器电路的方法。所述方法包向所述振荡器电路提供致使所述振荡器电路的偏置电路在第一与第二操作模式之间切换的信号，所述第一及第二操作模式中的一者相对于另一模式具有振荡器偏置电流的较小漂移。产生模式选择信号以启用以下操作模式中的一者：闭环操作模式，其用以基于所述振荡器输出频率与参考频率的比较而对所述振荡器输出频率的漂移进行补偿；或开环操作模式，其用以基于所述振荡器电路的附近的所测量温度值而对所述振荡器频率的基于温度的漂移进行补偿。 

进一步方面涉及操作提供可调谐输出频率的RC振荡器电路。根据此方面，将所述振荡器电路的输出频率与参考频率进行比较，并基于所述比较而调整所述振荡器电路中的可调谐电阻器的输入值。此方面包含检测所述可调谐电阻器的所述输入值对应于规定的可能值范围内的最高或最低值，并在检测到所述最高或最低值的情况下产生错误信号。 

在另一方面中，本申请描述了一种RC振荡器装置，包括：RC振荡器电路，其可操作以提供可调谐输出频率，所述振荡器电路包含可在第一与第二操作模式之间切换的偏置电路，所述第一及第二操作模式中的一者相对于另一模式具有振荡器偏置电流的较小漂移；漂移补偿电路，其可操作以基于所述振荡器输出频率与参考频率的比较而在闭环操作模式中对所述振荡器输出频率的漂移进行补偿；及处理器，其可操作以基于所述振荡器电路的附近的所测量温度值而在开环操作模式中对所述振荡器频率的基于温度的漂移进行补偿。所述偏置电路还可包含与绝对温度成比例分支及与绝对温度互补分支。所述RC振荡器电路还可包括可调谐电容器及可调谐电阻器，所述可调谐电容器及可调谐电阻器中的每一者是根据相应输入值调整的，其中在根据所述闭环及开环模式的操作期间，所述可调谐电阻器的所述输入值分别由所述处理器及所述漂移补偿电路来调整。所述漂移补偿电路还可包含可操作以将所述振荡器电路的输出频率与参考频率进行比较的比较器，其中所述漂移补偿电路可操作以基于所述比较而调整所述可调谐电阻器的所述输入值。所述的RC振荡器装置还可包括一个或一个以上寄存器以存储所述电容器及所述电阻器的所述相应输入值。