[发明专利]晶体振荡器以及产生振荡信号的方法

说明书

【技术领域】

本发明关于一种晶体振荡器，尤指一种自我供电的晶体振荡器以及相关振荡信号产生方法，其是利用功率/能量注入机制来补偿晶体单元的能量损失并且消耗较低功率。

【背景技术】

即时追踪（real-time tracking）被广泛地应用在许多电子装置上，例如数字相机、全球定位导航系统、移动电话等等。实务上，一般会采用一个32.768kHz的晶体（crystal,XTAL）来搭配振荡电路以产生实时时钟，其原因在于此种晶体的高频振荡在面对外在环境的变化下具有较高的稳定性。另一方面，某些电子装置是便携式的且配备有有限容量的电池。为了增加以电池供电的可携式电子装置的使用时间，设计者亟需降低这类电子装置的元件功耗，其中也包含晶体振荡器的功耗。

在现有技术中，皮耳士振荡器（Pierce oscillator）为常用的晶体振荡器架构。W.Thommen在“An Improved Low Power Crystal Oscillator”,Proc.of the25th ESSCIRC,pp.146-149,Sept.,1999”中提出了这种通过振幅控制机制，可实现功耗只有亚微瓦（sub-uW）等级的皮耳士振荡电路。为了降低皮耳士振荡器的大负载电容所产生的额外功率消耗，D.Ruffieux又在“A High-Stability,Ultra-Low-Power Quartz Differential Oscillator Circuit for Demanding Radio Applications,”Proc.Of the28th ESSCIRC,pp.85-88,Sept.,2002”中提出一种差动振荡器。然而，上述两种架构都需要使用操作在线性区域的放大器，因而造成可观的静态功耗，也使得降低晶体振荡器的整体功耗的难度大幅提高。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种晶体振荡器以及产生振荡信号的方法。

本发明提出一种晶体振荡器，包含有：晶体单元以及能量注入模块。该晶体单元是用来振荡以产生振荡信号；该能量注入模块耦接至该晶体单元，用来间歇地将能量注入该晶体单元。

本发明还提出一种产生振荡信号的方法，包含有：利用晶体单元来振荡以产生该振荡信号；以及间歇地将能量注入该晶体单元。

上述晶体振荡器以及产生振荡信号的方法藉由能量注入机制可大幅地降低功率消耗。

【附图说明】

图1绘示了晶体单元的振荡波形。

图2绘示了代表该晶体单元的共振模式的等效电路。

图3为依据本发明一实施例的晶体振荡器的示意图。

图4为图3中晶体振荡器的信号的波形图。

图5为依据本发明一实施例的切割器以及脉冲产生器的电路图。

图6为依据本发明一实施例的能量供应级的电路图。

图7为依据本发明一实施例的能量供应级中的升压器的电路图。

【具体实施方式】

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域中技术人员应可理解，电子装置制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接到第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。