[实用新型]改进型高精度振荡器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高精度的振荡器结构，特别是对振荡频率精度要求极高的应用领域，如蓝牙系统待机时钟。 

背景技术

在数据传输系统中，对频率的精度要求极高，如蓝牙系统中的待机时钟要求很高，通常要求频率变化至少小于±1000ppm，即千分之一，过大的时钟偏差将导致两个需要通讯的蓝牙系统在睡眠模式下无法正常握手和唤醒。随着技术发展，新的蓝牙标准需要蓝牙系统更低的功耗，采用连接时间间隔配合快速连接的方式实现睡眠状态和工作状态的转换，当蓝牙系统进入睡眠状态时，一般通过高精度低功耗振荡器进行计时，如500ms；当系统唤醒后会工作一段时间，在此时间段内查找是否本蓝牙系统附近存在其他可配对蓝牙系统，并尝试与可配对系统配对，如果握手满足，则开始通讯。 

图1中描述了两个蓝牙系统相互通信时处于睡眠和唤醒状态的时序。两个蓝牙系统在连接任务不多时，进入睡眠状态，通过同步同时开始睡眠，两个系统分别开始500毫秒的计时，当计时精度为±1000ppm时，导致±0.1%的时间误差，即±0.5ms的时差，如图所示，第一个系统计时提前0.5ms开始进入唤醒工作状态，另一个系统延迟0.5ms进入唤醒工作状态，即为了让两个系统同时存在足够的重叠工作时间，则需唤醒工作时间至少要大于重叠工作时间加上1ms的时间误差。例如由于系统启动需要一定时间，例如1毫秒，则系统最小重叠时间需大于1毫秒，因此最小唤醒工作时间需2毫秒。由于系统唤醒时功耗较大，所以系统唤醒工作时间越长，睡眠模式下的平均功耗就越大。睡眠时的功 耗可近似忽略，则平均功耗可大致计算如下: 

PAV=TWTS+TWPW]]>

其中T_W是唤醒工作的时间，T_S是睡眠时间，P_W是唤醒功耗，P_AV是平均功耗。因此，振荡器的频率精度的提高有助于减小系统唤醒的工作时间，唤醒的工作时间段越短，则蓝牙系统的功耗越低。 

图2为文献CN102386846A所公开的目前采用的高精度低功耗振荡器的工作原理图，其频率校准线性度依赖于器件匹配，常规半导体制造工艺的匹配精度在0.1%左右，所以限制了传统振荡器频率校准精度为±1000ppm。有必要提出一种能够提高频率校准的方法，进一步提高振荡器的频率精度，以满足蓝牙系统低功耗的要求。 

实用新型内容

本实用新型就是基于上述目的，提供一种改进型高精度振荡器，具有更高的频率精度。 

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案： 

一种改进型高精度振荡器，其包括第一校准电路、可编程振荡单元、计时电路和修正电路， 

第一校准电路根据高频参考信号和可编程振荡单元输出的振荡信号得到校准数据； 

计时电路，用于对所述可编程振荡单元输出的振荡信号进行计时得到计时频率数值，在计时频率数值到第一阈值时进行复位，随后再重新对所述可编程振荡单元输出的振荡信号进行计数； 

所述修正电路用于对第一校准电路的校准数据进行修正得到修正后的校准数据； 

在所述计时频率数值到达到第二阈值前，所述可编程振荡单元根据未经过所述修正电路修正的校准数据生成振荡信号，在计时频率数值达到第二阈值后，可编程振荡单元根据经过所述修正电路修正的校准数据生成振荡信号；或者 

在所述计时频率数值到达到第二阈值前，可编程振荡单元根据经过所述修正电路修正的校准数据生成振荡信号，在计时频率数值达到第二阈值后，可编程振荡单元根据未经过所述修正电路修正的校准数据生成振荡信号； 

其中第二阈值低于第一阈值。 

进一步的，所述修正电路包括第二校准电路、加减器和逻辑控制器， 

第二校准电路根据所述可编程振荡单元根据未经过修正的校准数据而生成的振荡信号的实际频率与理论目标频率的偏差输出加控制信号或减控制信号； 

逻辑控制器输出步长数据；