[发明专利]超低功率、实时时钟发生器和抖动补偿方法

说明书

本公开涉及超低功率、实时时钟发生器和抖动补偿方法。在一个实施例中，时钟发生器具有可变模量分频器，该可变模量分频器接收高频时钟信号，并且输出分频时钟信号，该分频时钟信号具有由温度补偿电路所生成的模量控制信号控制的频率。抖动滤波器耦合到可变模量分频器的输出并且耦合到温度补偿电路，并且生成补偿时钟信号，该补偿时钟信号具有相对于分频时钟信号被延迟与量化误差信号相关的时间的切换沿。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月26日提交的意大利申请No.102018000010577的优先权，该申请通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及电子系统和方法，并且在特定实施例中，涉及超低功率(ULP)、实时时钟(RTC)发生器和抖动补偿方法。

背景技术

众所周知，在诸如移动电话、视频或照相相机、汽车装置、家用电器、数据收集终端、智能卡读取器等电子装置(无论便携与否)内，RTC发生器通常与时钟功能一起使用，以便即使在对应的电子装置关闭时也对时间计数。由于这个原因，通常期望上述RTC发生器以低功率操作，并且因此具有低消耗水平。

通常，RTC发生器包括谐振器和电子模块，谐振器用于生成等于期望值(例如，32.768kHz)或等于期望值的倍数的操作频率，电子模块耦合到该谐振器以用于基于操作频率来对时间计数。

尽管石英技术数十年来已经主导了频率生成领域(也用于诸如RTC的应用)，但近来已经提出了使用半导体技术(特别是硅)制造的MEMS谐振器，并且取得了更大的成功。

实际上，由于利用用于制造集成电路的标准工艺的可能性，MEMS谐振器的特征在于显著的尺寸控制和可观的成本下降。因此，它们支持微机械结构和对应的电子处理电路(例如，ASIC(专用集成电路))的低成本集成。此外，MEMS谐振器通常更能抵抗冲击和机械应力。

MEMS谐振器包括使用微机械加工技术制造的谐振微机械结构，由于外部应力(包括适当的直流电偏置和交流驱动信号)，该谐振微机械结构被诱导以其自然谐振频率振动。谐振微机械结构通常包括至少一个可移动块，其通过合适的约束元件而锚固到基板上，并通过所施加的偏置和驱动信号以谐振运动被驱动。

例如，图1示出了RTC发生器1的框图，该RTC发生器1包括MEMS谐振器2和可以由ASIC形成的电子处理电路3。

电子处理电路3通常包括放大器级(未示出，例如包括反馈式连接到谐振微机械结构的具有增益Gm的电流-电压转换器级)，该放大器级接收感测信号并将其转换成谐振频率信号。

通常，电子处理电路还包括输出级，输出级耦合到MEMS谐振器的放大器级的输出，并且被配置成提供处于操作频率并具有期望值的输出信号。

MEMS谐振器2和电子处理电路3可以各自在半导体材料(特别地硅)的相应裸片中被制造，并且可以被容纳在用于限定集成系统(芯片)的相同封装内。

在这种类型的时钟发生器中，输出信号的频率的稳定性是重要的方面，因为它直接表示设备的品质因数。

然而，MEMS谐振器的谐振频率与谐振微机械结构的可移动块的材料的杨氏模量的平方根成比例，该谐振频率根据温度而变化。例如，图2示出了根据典型RTC发生器的温度而变化的频率的相对变化Δf/f。

已经提出了广泛的解决方案，以试图解决谐振频率随温度变化的问题。然而，可以进行改进以便获得低抖动，以及低面积占用(占地面积)和降低的消耗水平。