振蕩器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種振蕩器系統(tǒng)，該振蕩器系統(tǒng)包括第一振蕩器、第二振蕩器以及轉(zhuǎn)換部件。第一振蕩器被配置為產(chǎn)生具有選定頻率的第一信號(hào)。第二振蕩器被配置為產(chǎn)生具有約為選定頻率的第二信號(hào)。轉(zhuǎn)換部件被配置為根據(jù)第一信號(hào)和第二信號(hào)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)。
【專利說明】振蕩器系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種振蕩器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]振蕩器是一種產(chǎn)生重復(fù)信號(hào)的電路。在大多數(shù)電路中使用振蕩器以產(chǎn)生頻率基準(zhǔn)，該頻率基準(zhǔn)可以用于處理器、數(shù)字控制電路、鎖相環(huán)、開關(guān)電容器電路等。每個(gè)時(shí)間周期重復(fù)所產(chǎn)生的重復(fù)信號(hào)，并以選定的頻率和波形進(jìn)行。該波形可包括例如鋸齒波形及正弦波。
[0003]一種特征振蕩器的特征在于其信號(hào)頻率。音頻范圍內(nèi)的信號(hào)可具有從16Hz到20kHz的頻率范圍。射頻(RF)范圍內(nèi)的信號(hào)具有從IOOkHz到IOOGHz的頻率范圍。晶體振蕩器在從kHz直到幾十MHz的范圍內(nèi)是可用的。
[0004]另一種特征振蕩器的特征在于其啟動(dòng)時(shí)間。這是從振蕩器關(guān)閉或停用到振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的振蕩信號(hào)時(shí)的時(shí)間。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，提出一種振蕩器系統(tǒng)，其特征在于包括:第一振蕩器，被配置為產(chǎn)生具有第一選定頻率的第一信號(hào)；第二振蕩器，被配置為產(chǎn)生具有第二選定頻率的第二信號(hào)；以及轉(zhuǎn)換部件，被配置為根據(jù)第一信號(hào)和第二信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，第一振蕩器是單級(jí)振蕩器。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，第二振蕩器是多級(jí)振蕩器。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，轉(zhuǎn)換部件被配置為在第一時(shí)間段內(nèi)使用第二信號(hào)，并在第一時(shí)間段后使用第一信號(hào)。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，振蕩器系統(tǒng)還包括諧振器，其中，轉(zhuǎn)換部件被配置為利用第一信號(hào)和第二信號(hào)之一來產(chǎn)生輸出信號(hào)，其中，諧振器根據(jù)來自轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)來產(chǎn)生振蕩輸出信號(hào)。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，轉(zhuǎn)換部件被配置為根據(jù)第一振蕩器的第一特性及第二振蕩器的第二特性來利用第一信號(hào)和第二信號(hào)之一。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，第一特性包括相對(duì)緩慢的振蕩器啟動(dòng)時(shí)間以及穩(wěn)定的振蕩，而第二特性包括相對(duì)快速的振蕩器啟動(dòng)時(shí)間。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，第一振蕩器是多級(jí)振蕩器，并且第二振蕩器也是多級(jí)振蕩器，其中，第一振蕩器具有較慢的振蕩器啟動(dòng)時(shí)間。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，振蕩器系統(tǒng)還包括被配置為產(chǎn)生振蕩器輸出信號(hào)的諧振器，其中，轉(zhuǎn)換部件被配置為將諧振器至第一振蕩器、連接至第二振蕩器、或同時(shí)連接至第一振蕩器以及第二振蕩器。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，振蕩器系統(tǒng)還包括根據(jù)輸出信號(hào)來產(chǎn)生振蕩器信號(hào)的諧振器。[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，第二振蕩器相比于第一振蕩器具有更高的絕對(duì)值負(fù)電阻。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，提出一種振蕩器系統(tǒng)，其特征在于包括:單級(jí)部分；多級(jí)部分；晶體；以及轉(zhuǎn)換部件，被耦接至晶體、單級(jí)部分以及多級(jí)部分，其中，根據(jù)單級(jí)部分的振蕩特性，轉(zhuǎn)換部件將轉(zhuǎn)換輸出從多級(jí)部分至少切換至單級(jí)部分。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，振蕩特性包括單級(jí)部分的啟動(dòng)時(shí)間。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，振蕩特性包括單級(jí)部分的振蕩穩(wěn)定性。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，轉(zhuǎn)換部件被配置為至少監(jiān)測(cè)單級(jí)部分，以獲得振蕩特性。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，多級(jí)部分產(chǎn)生由包括溫度和壓力的操作條件所影響的多級(jí)信號(hào)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1A是晶體振蕩器電路的電路圖。
[0022]圖1B是圖1A的電路的等效電路圖。
[0023]圖2是圖1A以及圖1B中所示的單級(jí)振蕩器電路的阻抗矢量圖(impedancelocus)的圖示。
[0024]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的振蕩器系統(tǒng)的框圖。
[0025]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的振蕩器系統(tǒng)的簡(jiǎn)化電路圖。
[0026]圖5是示出操作振蕩器系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]現(xiàn)將參照所附的附圖來描述本實(shí)用新型，其中，通篇中相同的附圖標(biāo)記用以指示相同的元件，其中，所示結(jié)構(gòu)及裝置未必按比例繪制。
[0028]本實(shí)用新型包括在多芯片封裝件或裝置中用于彌補(bǔ)技術(shù)變化或擴(kuò)展的實(shí)施方式。利用與變化相關(guān)的信息來補(bǔ)償信號(hào)等，以減輕這些變化的影響。
[0029]圖1A是晶體振蕩器電路100的電路圖。提供該電路作為晶體振蕩器電路的實(shí)例，以便于對(duì)本實(shí)用新型的理解。電路100是單級(jí)振蕩器。注意，如果該晶體管的柵極接地，那么它將變成ColpittS (柯比茨)振蕩器。如果該晶體管的源極連接至地，那么這里，其是Pierce (皮爾斯)振蕩器。如果該晶體管的漏極連接至地，那么其是Santos (桑托斯)振蕩器。
[0030]晶體振蕩器是電子電路，其利用壓電材料的振動(dòng)晶體的機(jī)械共振，以產(chǎn)生具有穩(wěn)定及精確頻率的信號(hào)。電路100還提供了負(fù)電阻，以輔助振蕩器電路100的運(yùn)行。與常規(guī)電阻效果相反，該負(fù)電阻導(dǎo)致電壓跌落以增加電流。該電路100包括電容反饋。
[0031]諸如振蕩器電路100的單級(jí)振蕩器，被證實(shí)是可靠的振蕩器。通常，不存在發(fā)生不良寄生振蕩的風(fēng)險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)低。此外，通過使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，能夠獲得低功耗。然而，當(dāng)與多級(jí)振蕩器電路比較時(shí)，這些類型的振蕩器電路具有相對(duì)緩慢的啟動(dòng)時(shí)間。
[0032]電路100包括稱接至晶體管104的棚極和漏極的晶體102。晶體管104具有跨導(dǎo)gm。第一電容器Cxl耦接至晶體管104的柵極和源極。第二電容器Cx2耦接至晶體管104的漏極和源極。
[0033]使用振蕩器電路100的有效負(fù)電阻，能夠優(yōu)化啟動(dòng)時(shí)間(也稱為啟動(dòng)時(shí)間常數(shù))。這是通過在振蕩器啟動(dòng)過程期間具有盡可能大的負(fù)電阻絕對(duì)值以得到更快的啟動(dòng)時(shí)間而獲得的。在啟動(dòng)過程期間，在開始時(shí)刻，提供了比之后僅為了維持振蕩所需的電流相對(duì)更大的偏置電流。然而，應(yīng)注意的是，超過最佳啟動(dòng)點(diǎn)的偏置電流幅度的進(jìn)一步增加將降低負(fù)電阻，導(dǎo)致啟動(dòng)時(shí)間較慢。因此，小的以及過大的啟動(dòng)電流都導(dǎo)致了較慢的啟動(dòng)時(shí)間。即使提供了最佳量的偏置電流(gm.opt)，由于負(fù)電阻被限制，啟動(dòng)時(shí)間保持相對(duì)緩慢。
[0034]圖1B是圖1A的電路100的等效電路圖。在這里，晶體102被示為部件R1X1以及L1。電路100具有源于該晶體102的正電阻ZRes。該電路100的負(fù)電阻源于示出的有源部件并被指定為Zartive。該負(fù)電阻的公式提供如下:
[0035]對(duì)于Cxl=Cx2
Zactive= (gm+2jwCxl) / (jwCx3gm-w2Cxl2-2Cx3/Cxlw2Cxl2)
[0037]負(fù)電阻Zartive對(duì)于gm具有最佳值。換言之，在特定的電流以后，電流幅度(以及由此的gm)的增加不會(huì)導(dǎo)致在負(fù)電阻的絕對(duì)值的增加。
[0038]圖2是圖1A以及圖1B中所示的單級(jí)振蕩器電路的阻抗矢量圖200的圖示。負(fù)電阻Zartive負(fù)責(zé)電路100的啟動(dòng)動(dòng)作。負(fù)電阻是復(fù)數(shù)并同時(shí)包括實(shí)部和虛部。該示圖繪制了作為gm的函數(shù)的負(fù)電阻zactive;。
[0039]示圖200包括用于實(shí)數(shù)值的X軸和用于虛數(shù)值的y軸。負(fù)電阻Zaetive的實(shí)部沿X軸繪出。負(fù)電阻的虛部沿y軸繪出。
[0040]從示圖200可見，穩(wěn)定的振蕩需要負(fù)電阻的實(shí)部至少為R1。低于R1，無法獲得穩(wěn)定的振蕩。找到提供穩(wěn)定振蕩值的最佳gm (gm.opt)，并將它標(biāo)示在位置202。對(duì)此的方程如下:
[0041 ] gm. OPt=W (Cxl+Cx2+CxlCx2/Cx3)
[0042]最佳gm.opt產(chǎn)生負(fù)電阻的實(shí)部的最大絕對(duì)值。該絕對(duì)值越高，振蕩器啟動(dòng)越快。
[0043]如上所提到，單級(jí)晶體振蕩器產(chǎn)生可靠的振蕩器操作而具有相對(duì)低的功耗。然而，即使采用所選適當(dāng)?shù)膅m值，啟動(dòng)時(shí)間也可能相對(duì)緩慢。
[0044]另一類型的振蕩器是多級(jí)振蕩器。這些振蕩器使用多級(jí)來替代(如電路100中的)單級(jí)，并具有較快的啟動(dòng)時(shí)間。作為使用多級(jí)的結(jié)果，理論上，沒有關(guān)于負(fù)電阻的限制。因此，存在額外的自由度(由于額外的增益的結(jié)果)，這允許對(duì)負(fù)電阻設(shè)置比單級(jí)振蕩器電路的情況下更大的絕對(duì)值。然而，多級(jí)振蕩器可能較不可靠，并可能易于產(chǎn)生寄生振蕩。為了提高可靠性，需要額外的部件以及復(fù)雜性，尤其對(duì)于各式各樣的操作條件而言。
[0045]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的振蕩器系統(tǒng)300的框圖。該系統(tǒng)結(jié)合了各種振蕩器結(jié)構(gòu)，以在單系統(tǒng)中獲得各種結(jié)構(gòu)的益處。因此，較快啟動(dòng)的振蕩器能夠與較低功率及更可靠的振蕩器結(jié)合，以得到更快的啟動(dòng)時(shí)間而同時(shí)具有較低功耗及較高的可靠性。
[0046]該系統(tǒng)300包括多級(jí)振蕩器302、單級(jí)振蕩器304、轉(zhuǎn)換開關(guān)部件306以及諧振器314。單級(jí)振蕩器304提供了較低功耗和較高的可靠性，但具有較慢的啟動(dòng)時(shí)間。多級(jí)振蕩器302提供了較快的振蕩啟動(dòng)時(shí)間。多級(jí)振蕩器302包括相對(duì)大的負(fù)電阻，其導(dǎo)致了較快的振蕩啟動(dòng)時(shí)間。
[0047]單級(jí)振蕩器304是諸如Pierce振蕩器這樣的單級(jí)振蕩器。單級(jí)振蕩器304提供了單級(jí)輸出310，該單級(jí)輸出310為具有第一選定頻率的振蕩信號(hào)。振蕩器輸出310基本上不由各種操作條件(諸如溫度、工藝、電源等的波動(dòng))而改變。
[0048]多級(jí)振蕩器302是多級(jí)振蕩器并提供多級(jí)輸出308，該多級(jí)輸出308為另一振蕩信號(hào)。多級(jí)輸出308可以由各種操作條件(諸如溫度、工藝、電源等的波動(dòng))而改變。因此，該輸出308可不同于第二選定頻率。此外，較之單級(jí)304，該多級(jí)振蕩器302易于消耗更多功率。
[0049]轉(zhuǎn)換部件306耦接至單級(jí)振蕩器304及多級(jí)振蕩器302。轉(zhuǎn)換部件306接收輸出308和輸出310兩者。轉(zhuǎn)換部件306提供了轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)312。輸出信號(hào)312源于接收到的輸出308和310，并被提供至諧振器314。
[0050]轉(zhuǎn)換部件306結(jié)合或選擇了輸出308及輸出310中的一個(gè)或多個(gè)，以得到或產(chǎn)生轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)312。在此實(shí)例中，多級(jí)振蕩器302具有較快的啟動(dòng)時(shí)間，因此，最初使用了多輸出308。在一定時(shí)間以后，單級(jí)振蕩器304已充分地啟動(dòng)，并且轉(zhuǎn)換部件306利用單級(jí)輸出310，以得到轉(zhuǎn)換輸出312。一旦利用單級(jí)輸出310，轉(zhuǎn)換部件306能夠使多級(jí)振蕩器302斷電并減輕功耗。
[0051]轉(zhuǎn)換部件306能夠利用適當(dāng)?shù)那袚Q機(jī)制、混頻器等，以將級(jí)輸出信號(hào)308和級(jí)輸出信號(hào)310引導(dǎo)為轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)312。轉(zhuǎn)換部件306確定何時(shí)利用信號(hào)以及利用何種信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，轉(zhuǎn)換部件306在第一時(shí)間段使用多級(jí)輸出信號(hào)308，之后切換至單級(jí)輸出信號(hào)310。在另一實(shí)例中，轉(zhuǎn)換部件306最初使用了多級(jí)輸出信號(hào)308，并監(jiān)測(cè)單級(jí)振蕩器304。一旦確定單級(jí)振蕩器304產(chǎn)生具有信號(hào)310的第二選定頻率的穩(wěn)定的輸出信號(hào)，轉(zhuǎn)換部件306使用單級(jí)輸出310。
[0052]通過利用適當(dāng)?shù)募夹g(shù),轉(zhuǎn)換部件306確定單級(jí)振蕩器304何時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，轉(zhuǎn)換部件306使用振幅檢測(cè)器，以監(jiān)測(cè)單級(jí)輸出信號(hào)310的振幅。一旦振幅達(dá)到閾值，轉(zhuǎn)換部件306確定單級(jí)輸出信號(hào)310足夠穩(wěn)定，并禁用或從多級(jí)輸出信號(hào)308切換。在另一實(shí)例中，該轉(zhuǎn)換部件306包括定時(shí)器，并確定一旦定時(shí)器定時(shí)結(jié)束，則單級(jí)輸出信號(hào)310是穩(wěn)定的。一旦定時(shí)器定時(shí)結(jié)束，則該轉(zhuǎn)換部件306禁用多級(jí)輸出信號(hào)308。
[0053]諧振器314接收轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)312,并產(chǎn)生振蕩器輸出信號(hào)316,也稱為系統(tǒng)輸出。通過利用級(jí)302和級(jí)304，系統(tǒng)300提供了振蕩器輸出信號(hào)316，并且具有相對(duì)短的啟動(dòng)時(shí)間、穩(wěn)定的、可靠的振蕩信號(hào)、以及相對(duì)低的功耗。多級(jí)振蕩器302提供了相對(duì)短的啟動(dòng)時(shí)間，而該單級(jí)振蕩器304提供了穩(wěn)定可靠的信號(hào)以及相對(duì)低的功耗。
[0054]注意，圖3描述了關(guān)于單級(jí)振蕩器和多級(jí)振蕩器。然而，應(yīng)理解，根據(jù)本使用新型的其他變化也是可以預(yù)期的。例如，兩個(gè)以上的振蕩器能夠耦接至轉(zhuǎn)換部件。
[0055]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的振蕩器系統(tǒng)400的簡(jiǎn)化電路圖。系統(tǒng)400結(jié)合了各種振蕩器結(jié)構(gòu)，以在單級(jí)系統(tǒng)中獲得各種結(jié)構(gòu)的益處。結(jié)果，較快啟動(dòng)的振蕩器可以與較低功率以及更可靠的振蕩器結(jié)合，以帶來較快的啟動(dòng)時(shí)間而具有較低功率及較高可靠性。
[0056]系統(tǒng)400類似于上述系統(tǒng)300，但包括了額外的細(xì)節(jié)，以便便于本實(shí)用新型的理解。應(yīng)理解，本實(shí)用新型不限于本文所述的特定部件。
[0057]系統(tǒng)400包括單級(jí)振蕩器401、多級(jí)振蕩器402以及轉(zhuǎn)換部件406 (406a以及406b)。單級(jí)振蕩器401提供了較低功耗和較高的可靠性，但具有較慢的啟動(dòng)時(shí)間。多級(jí)振蕩器402提供了相對(duì)較快的振蕩啟動(dòng)時(shí)間。多級(jí)振蕩器402包括相對(duì)大的負(fù)電阻，其產(chǎn)生較快的振蕩啟動(dòng)時(shí)間。
[0058]單級(jí)振蕩器401是利用單個(gè)簡(jiǎn)化級(jí)的單級(jí)振蕩器。單級(jí)振蕩器401提供單級(jí)輸出信號(hào)420，該單級(jí)輸出信號(hào)420為具有第一選定頻率的振蕩信號(hào)。振蕩器輸出信號(hào)420大體上不由各種操作條件(諸如溫度、工藝、電源等的波動(dòng))而改變。
[0059]單級(jí)振蕩器401利用晶體404、第一電容器(Cxl)、以及第二電容器(Cx2)，并包括了放大器410、和反饋部件(RFl) 408。晶體404是根據(jù)所期望的諧振頻率選定的并生成所選定的頻率。晶體404也可以根據(jù)諸如成本、尺寸、可靠性等其他因素來選擇。通常，第一電容器(Cxl)以及第二電容器(Cx2) —般被設(shè)計(jì)為具有基本上相似的電容值。
[0060]放大器410和反饋部件408包括用于振蕩器401的單級(jí)。放大器410被設(shè)計(jì)為具有偏置電流(IBias)，以增加或最大化負(fù)電阻。這反過來也改善了振蕩的啟動(dòng)時(shí)間。正如以上關(guān)于圖2所討論的，偏置電流被選擇為帶來所期望的負(fù)電阻。
[0061]多級(jí)振蕩器402是多級(jí)振蕩器并提供了多級(jí)輸出422，其為具有約為選定頻率的另一振蕩信號(hào)。多級(jí)輸出422可由各種操作條件(諸如溫度、工藝、電源等的波動(dòng))而改變。因此，輸出422可能不同于第二選定頻率。此外，較之單級(jí)401，多級(jí)振蕩器402易于消耗更多功率。
[0062]多級(jí)振蕩器402利用晶體404、第一電容器(Cxl)以及第二電容器(Cx2)，并包括了多個(gè)放大器412和反饋部件(Rf2) 414。在該實(shí)例中，振蕩器402被示出為具有串聯(lián)連接的3 (三)個(gè)放大器。然而，應(yīng)理解，可選實(shí)施方式能夠包括不同數(shù)量的放大器。
[0063]晶體404被配置為具有選定的諧振頻率，也能夠根據(jù)諸如成本、尺寸、可靠性等其他因素來進(jìn)行選擇。如上所述，第一電容器(Cxl)以及第二電容器(Cx2)耦接至地和晶體404。通常，這些電容被設(shè)計(jì)成具有基本相似的電容值。
[0064]放大器412以及第二反饋部件414被配置為通過提供相對(duì)高的負(fù)電阻值以獲得快速的啟動(dòng)時(shí)間。放大器412被設(shè)置有具有多級(jí)偏置電流(IBias)，該多級(jí)偏置電流被選擇為獲得所期望的負(fù)電阻和振蕩器啟動(dòng)時(shí)間。
[0065]轉(zhuǎn)換部件406被耦接至單級(jí)振蕩器401以及多級(jí)振蕩器402。轉(zhuǎn)換部件406接收振蕩輸出420和振蕩輸出422兩者。轉(zhuǎn)換部件406提供振蕩器輸出424,也稱為系統(tǒng)輸出。從所接收的振蕩420和422得到振蕩器輸出424。
[0066]轉(zhuǎn)換部件406 (406a和406b)示為成對(duì)的開關(guān)。該開關(guān)能夠被配置以選擇性地連接單級(jí)或多級(jí)或同時(shí)連接兩者。例如，轉(zhuǎn)換部件406可同時(shí)將單級(jí)和多級(jí)連接至晶體404。
[0067]如上所提到的，轉(zhuǎn)換部件406結(jié)合或選擇輸出420和輸出422中的一個(gè)或多個(gè)，以得到或產(chǎn)生系統(tǒng)輸出424。在此實(shí)例中，多級(jí)振蕩器402具有較快的啟動(dòng)時(shí)間，因此，最初使用了多級(jí)輸出422。在一定時(shí)間以后，單級(jí)振蕩器401已充分地啟動(dòng)，轉(zhuǎn)換部件利用單級(jí)輸出420，以得到系統(tǒng)輸出424。一旦利用該單級(jí)輸出420，轉(zhuǎn)換部件406能夠使多級(jí)振蕩器402斷電并減輕功耗。
[0068]轉(zhuǎn)換部件406被不出為包括開關(guān)以將輸出信號(hào)420和輸出信號(hào)422引導(dǎo)為振蕩器輸出信號(hào)424。然而，應(yīng)理解，還可以采用諸如切換機(jī)制、混頻器等這樣的其他適當(dāng)?shù)臋C(jī)制。轉(zhuǎn)換部件406確定何時(shí)利用輸出信號(hào)以及利用何種輸出信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，轉(zhuǎn)換部件406在第一時(shí)間段內(nèi)使用多級(jí)輸出信號(hào)420，之后切換至單級(jí)輸出信號(hào)422。在另一實(shí)例中，轉(zhuǎn)換部件406最初使用了多級(jí)輸出信號(hào)420，并監(jiān)測(cè)單級(jí)振蕩器401。一旦確定單級(jí)振蕩器401產(chǎn)生具有信號(hào)422的所選定頻率的穩(wěn)定的輸出信號(hào)，轉(zhuǎn)換部件406使用單級(jí)輸出422。
[0069]因此，系統(tǒng)400提供了具有相對(duì)短的啟動(dòng)時(shí)間的輸出424、穩(wěn)定可靠的振蕩信號(hào)、以及相對(duì)低功耗。多級(jí)振蕩器402提供了相對(duì)短的啟動(dòng)時(shí)間，而該單級(jí)振蕩器401提供了穩(wěn)定可靠的信號(hào)以及相對(duì)低的功耗。
[0070]應(yīng)理解，本實(shí)用新型的可選實(shí)施方式包括以上的變化，包括了使用各種部件以及振蕩器。
[0071]圖5是示出了操作振蕩器系統(tǒng)的方法500的流程圖。方法500結(jié)合或利用由各種振蕩器結(jié)構(gòu)或部分所產(chǎn)生的振蕩信號(hào)，以獲得其中每一個(gè)的益處。因此，較快啟動(dòng)的振蕩器能夠與較低功率以及更可靠的振蕩器結(jié)合，以帶來較快的啟動(dòng)時(shí)間并具有較低功率及較高可靠性。
[0072]方法500開始于方框502，在其處選擇了振蕩頻率、振蕩啟動(dòng)時(shí)間以及可靠性/穩(wěn)定性因素。振蕩頻率為頻率或頻率的范圍。振蕩啟動(dòng)時(shí)間為在其中需要振蕩頻率的時(shí)間段或時(shí)段?？煽啃曰蚍€(wěn)定性因素為振蕩的可靠性或穩(wěn)定性。
[0073]在方框504,提供第一振蕩器，以產(chǎn)生在選定振蕩頻率上的具有選定可靠性的第一振蕩信號(hào)。如上所示，該第一振蕩器能夠包括單級(jí)振蕩器?？蛇x地，第一振蕩器可以包括多級(jí)電路以及其他電路，以滿足選定的可靠性。選定的可靠性可包括對(duì)溫度、壓力等方式的變化的抗性。
[0074]在方框506，根據(jù)選定的啟動(dòng)時(shí)間提供第二振蕩器，以產(chǎn)生具有約為選定振蕩頻率的第二振蕩信號(hào)。這里，更重要的因素是所選定的啟動(dòng)時(shí)間，而不是其他的因素。由于第一振蕩信號(hào)將提供所選定的可靠性，所以可以使用較低的可靠性因素或穩(wěn)定性因素。因此，從選定頻率的偏差是可以允許的。此外，可能發(fā)生由于操作條件(諸如壓力和溫度)而導(dǎo)致的頻率及穩(wěn)定性的變化。
[0075]第二振蕩器可以包括一級(jí)或多級(jí)。在一個(gè)實(shí)例中，第二振蕩器利用三個(gè)放大器級(jí)產(chǎn)生第二振蕩信號(hào)。這允許使用更大范圍的負(fù)電阻值。
[0076]在方框508，至少部分地根據(jù)選定的啟動(dòng)時(shí)間，來選擇用于第一振蕩器及第二振蕩器的負(fù)電阻值。負(fù)電阻值與振蕩器的各個(gè)放大級(jí)的偏置電流有關(guān)。負(fù)電阻值也有助于振蕩的穩(wěn)定性及其他因素?？刹捎弥T如以上所示的這些這樣的用于選擇負(fù)電阻值的適當(dāng)技術(shù)。
[0077]在方框510,第一振蕩信號(hào)和第二振蕩信號(hào)中的至少之一被設(shè)置為輸出信號(hào)?？梢岳弥T如上述的轉(zhuǎn)換部件來提供振蕩器輸出信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，輸出信號(hào)可以是第一振蕩信號(hào)和該第二振蕩信號(hào)中的一個(gè)或另一個(gè)。作為另一實(shí)例，輸出信號(hào)可以是第一振蕩信號(hào)和第二振蕩信號(hào)的組合。通常，將輸出信號(hào)提供至產(chǎn)生振蕩輸出信號(hào)的諧振器。
[0078]通常，由于該第二振蕩器具有較快的啟動(dòng)時(shí)間，所以首先利用第二振蕩信號(hào)。然而,一旦第一振蕩信號(hào)處于穩(wěn)定,就主要使用第一振蕩信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，第一振蕩信號(hào)在一段時(shí)間以后處于穩(wěn)定。在另一實(shí)例中，在監(jiān)測(cè)并確定選定頻率及可靠性已得到滿足以后，第一振蕩信號(hào)被視為穩(wěn)定。
[0079]可以利用包括了以上所示的這樣的各種機(jī)制，以提供振蕩器輸出信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，控制開關(guān)來選擇地提供第一振蕩信號(hào)和第二振蕩信號(hào)之一，來作為振蕩器輸出信號(hào)。
[0080]盡管本文將方法500說明和描述為一系列的動(dòng)作或事件，但應(yīng)理解，所示的這樣的動(dòng)作或事件的順序不應(yīng)被理解為有所限制。例如，不同于本文所示和/或所述的內(nèi)容，某些動(dòng)作可以以不同的順序發(fā)生，或與其他動(dòng)作或事件同時(shí)發(fā)生。此外，并非所有示出的動(dòng)作都會(huì)需要來實(shí)現(xiàn)本公開實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)方面。同樣，可以在一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的動(dòng)作和/或階段中實(shí)現(xiàn)本文所描述的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作。
[0081]應(yīng)理解，要求保護(hù)的主題可被實(shí)現(xiàn)為方法、裝置或制品，這些方法、裝置或制品使用標(biāo)準(zhǔn)編程和/或工程技術(shù)來生成軟件、固件、硬件或其任意組合，以控制計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)所公開的主題(例如，圖1到圖4中所示的電路或系統(tǒng)等是可以用以實(shí)現(xiàn)方法500的電路或裝置的非限制性實(shí)例)。本文所使用的術(shù)語“制品”旨在包括可從任何計(jì)算機(jī)可讀設(shè)備、載體、或介質(zhì)訪問的計(jì)算機(jī)程序。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，只要不背離要求保護(hù)的主題的范圍或精神，可對(duì)該配置作出多種修改。
[0082]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式涉及振蕩器系統(tǒng)。系統(tǒng)包括第一振蕩器、第二振蕩器和轉(zhuǎn)換部件。第一振蕩器被配置為產(chǎn)生具有選定頻率的第一信號(hào)。第二振蕩器被配置為產(chǎn)生具有約為選定頻率的第二信號(hào)。轉(zhuǎn)換部件被配置為根據(jù)第一信號(hào)及第二信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)。在一個(gè)變形例中，系統(tǒng)進(jìn)一步包括諧振器，并且轉(zhuǎn)換部件被配置為將諧振器連接至第一振蕩器、連接至第二振蕩器、或同時(shí)連接至第一振蕩器和第二振蕩器。
[0083]本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式涉及振蕩器系統(tǒng)。系統(tǒng)包括單級(jí)部分、多級(jí)部分、晶體以及轉(zhuǎn)換部件。單級(jí)部分具有單個(gè)放大級(jí)。多級(jí)部分具有多個(gè)放大級(jí)。晶體具有通常被選定的諧振頻率，以得到所期望的頻率。轉(zhuǎn)換部件耦接至該晶體、單級(jí)部分以及多級(jí)部分。轉(zhuǎn)換部件根據(jù)單級(jí)部分的振蕩特性將轉(zhuǎn)換輸出從多級(jí)部分切換為單級(jí)部分。
[0084]本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式還涉及振蕩器系統(tǒng)的操作方法。選定振蕩頻率、振蕩啟動(dòng)時(shí)間以及可靠性/穩(wěn)定性因素。提供產(chǎn)生具有選定振蕩頻率及選定可靠性的第一振蕩信號(hào)的第一振蕩器。根據(jù)選定的振蕩啟動(dòng)時(shí)間提供產(chǎn)生第二振蕩信號(hào)的第二振蕩器。提供第一振蕩信號(hào)和第二振蕩信號(hào)中的至少一個(gè)作為轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)。
[0085]具體地，關(guān)于上述部件或結(jié)構(gòu)(組件、裝置、電路、系統(tǒng)等)所實(shí)施的各種功能，除非另有說明，否則用于描述這些部件的術(shù)語(包括對(duì)“器件”的引用)，旨在對(duì)應(yīng)于任何即使在結(jié)構(gòu)上不等同于示出本實(shí)用新型示例性實(shí)施方式中所公開的結(jié)構(gòu)但實(shí)施了所述部件的特定功能(例如，在功能上等同)的部件或結(jié)構(gòu)。另外，盡管可能僅關(guān)于多個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)公開了本實(shí)用新型的特定特征，但如對(duì)于任何給定的或具體的應(yīng)用來說是期望的并有利的，這樣的特征可與其他實(shí)施方式中的一個(gè)或多個(gè)的其他特征進(jìn)行組合。此外，在詳細(xì)描述和權(quán)利要求中使用術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“帶有”、或其變體的范圍內(nèi)，這樣的術(shù)語意為以與術(shù)語“包括”相似的方式的包容性。
【權(quán)利要求】
1.一種振蕩器系統(tǒng),其特征在于,包括: 第一振蕩器，被配置為產(chǎn)生具有第一選定頻率的第一信號(hào)； 第二振蕩器，被配置為產(chǎn)生具有第二選定頻率的第二信號(hào)；以及 轉(zhuǎn)換部件，被配置為根據(jù)所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩器系統(tǒng)，其中，所述第一振蕩器是單級(jí)振蕩器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振蕩器系統(tǒng)，其中，所述第二振蕩器是多級(jí)振蕩器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振蕩器系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換部件被配置為在第一時(shí)間段內(nèi)使用所述第二信號(hào)，并在所述第一時(shí)間段后使用所述第一信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振蕩器系統(tǒng)，還包括諧振器，其中，所述轉(zhuǎn)換部件被配置為利用所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)之一來產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，其中，所述諧振器根據(jù)來自所述轉(zhuǎn)換部件的所述輸出信號(hào)來產(chǎn)生振蕩器輸出信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振蕩器系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換部件被配置為根據(jù)所述第一振蕩器的第一特性及所述第二振蕩器的第二特性來利用所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振蕩器系統(tǒng)，其中，所述第一特性包括相對(duì)緩慢的振蕩器啟動(dòng)時(shí)間以及穩(wěn)定的振蕩，而所述第二特性包括相對(duì)快速的振蕩器啟動(dòng)時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的振蕩器系統(tǒng)，其中，所述第一振蕩器是多級(jí)振蕩器，并且所述第二振蕩器也是多級(jí)振蕩器，其中，所述第一振蕩器具有較慢的振蕩器啟動(dòng)時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩器系統(tǒng)，還包括被配置為產(chǎn)生振蕩器輸出信號(hào)的諧振器，其中，所述轉(zhuǎn)換部件被配置為將所述諧振器連接至所述第一振蕩器、連接至所述第二振蕩器、或同時(shí)連接至所述第一振蕩器以及所述第二振蕩器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩器系統(tǒng)，還包括根據(jù)所述輸出信號(hào)來產(chǎn)生振蕩器信號(hào)的諧振器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩器系統(tǒng)，其中，所述第二振蕩器相比于所述第一振蕩器具有更高的絕對(duì)值負(fù)電阻。
12.—種振蕩器系統(tǒng),其特征在于,包括: 單級(jí)部分； 多級(jí)部分； 晶體；以及 轉(zhuǎn)換部件，被耦接至所述晶體、所述單級(jí)部分以及所述多級(jí)部分，其中，根據(jù)所述單級(jí)部分的振蕩特性，所述轉(zhuǎn)換部件將轉(zhuǎn)換輸出從所述多級(jí)部分至少切換至所述單級(jí)部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的振蕩器系統(tǒng)，其中，所述振蕩特性包括所述單級(jí)部分的啟動(dòng)時(shí)間。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的振蕩器系統(tǒng)，其中，所述振蕩特性包括所述單級(jí)部分的振蕩穩(wěn)定性。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的振蕩器系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換部件被配置為至少監(jiān)測(cè)所述單級(jí)部分，以獲得所述振蕩特性。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的振蕩器系統(tǒng)，其中，所述多級(jí)部分產(chǎn)生由包括溫度和壓力的操作條件所影響的多級(jí)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H03B5/32GK203445839SQ201320397062
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月5日
【發(fā)明者】邁克爾·艾希納, 馬丁·弗拉特舍爾, 馬蒂亞斯·韋爾波納 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司