[发明专利]借助外部时钟注入启动晶体振荡器的方法，晶体振荡器及监视电路

说明书

本发明提供一种借助于外部时钟注入来启动晶体振荡器XO的方法，XO以及监视电路。XO包括XO核心电路，外部振荡器和注入开关，其中，外部振荡器的品质因数低于XO核心电路的品质因数。该方法包括：利用外部振荡器产生注入信号；以及接通注入开关，使注入信号的能量注入XO核心电路，根据注入信号与来自XO核心电路的固有振荡信号的组合，产生调幅信号；根据调幅信号控制外部振荡器选择性的改变注入信号的注入频率。使用本发明的技术方案，可以减少XO的总体启动时间。

技术领域

本发明涉及晶体振荡器(crystal oscillator，XO)的快速启动，并且更具体地，涉及借助于外部时钟注入来启动XO的方法，相关联的XO以及监视电路(monitoringcircuit)。

背景技术

对于未来的通信应用(例如，占空比的(duty-cycled)无线/有线系统)，当没有数据要发送或接收时，通信设备内的晶体振荡器(crystal oscillator，XO)可以进入睡眠模式(例如，禁止XO的振荡)以节省电量；当有数据要发送或接收时，XO可以进入唤醒模式以启动振荡，然后进入具有稳定振荡的监听(listen)模式，使得通信设备可以正常发送或接收数据。

例如，对应于监听模式的时间段可以是1毫秒(ms)，并且对应于唤醒模式的时间段(可以称为启动时间T_START)可以是5ms，其中，唤醒模式会消耗功率(例如，消耗总功率的42.7％)。因此，XO的启动时间可能成为降低平均功率的瓶颈。设计人员可以通过控制XO内的负电阻来尝试减少启动时间，但这可能会带来额外的功耗。因此，需要一种新颖的XO的启动方法和相关架构，以解决相关技术的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种借助于外部时钟注入来启动晶体振荡器(XO)的方法，相关的XO和监视电路，以加速XO的启动而不会大大增加额外的能量消耗。

本发明的至少一个实施例提供了一种借助于外部时钟注入来启动XO的方法。该方法可以包括：利用XO内XO核心电路外部的外部振荡器来产生注入信号，其中XO包括XO核心电路，位于XO核心电路外部的外部振荡器以及至少一个注入开关。所述至少一个注入开关耦接于所述XO的注入节点与所述XO核心电路的输出端之间，所述外部振荡器耦接至所述注入节点，且所述外部振荡器的品质因数低于XO核心电路的品质因数；接通至少一个注入开关以使注入信号的能量注入到XO核心电路中，从而在XO的启动过程中增加XO核心电路的固有振荡信号的能量，其中根据注入信号与固有振荡信号的组合，在注入节点上产生调制信号；根据调制信号控制外部振荡器选择性的改变注入信号的注入频率。更特别地，当外部振荡器选择性地改变注入信号的注入频率时，至少一个注入开关接通。

本发明的至少一个实施例提供了一种XO。XO可包括XO核心电路，外部振荡器，至少一个注入开关和频率控制器，其中外部振荡器耦接到XO的注入节点，至少一个注入开关耦接在XO的注入节点和XO核心电路的输出端之间，频率控制器耦接到外部振荡器。XO核心电路可以被配置为在XO核心电路内生成固有振荡信号。外部振荡器可以被配置为在外部振荡器内生成注入信号，其中，外部振荡器的品质因数低于XO核心电路的品质因数。例如，当至少一个注入开关被接通时，注入信号的能量被注入到XO核心电路中，以在XO的启动过程中增加固有振荡信号的能量，并且根据注入信号与固有振荡信号的组合在注入节点上产生调制信号。频率控制器可以被配置为接收调制信号并根据调制信号控制外部振荡器选择性地改变注入信号的注入频率。更特别地，当外部振荡器选择性地改变注入信号的注入频率时，至少一个注入开关接通。