频率自动控制电路、方法及微控制芯片与流程

专利检索2026-07-21  9


本发明涉及集成电路,具体而言,涉及一种频率自动控制电路、方法及微控制芯片。


背景技术:

1、振荡生成器是集成电路中的重要模块,对于高频时钟振荡生成器(highfrequency oscillator,hosc)而言,当外界温度变化时,hosc的频率会随着环境温度变化而发生偏移,即为“温漂”。

2、现有技术通常采用增加锁相环(phase-locked loop)或者设计高精度低温漂的hosc来保证hosc的频率精准度。

3、但是,二者的缺陷在于,pll的电路复杂且电路规模大,hosc的架构决定了其面积和成本较高,导致hosc实现低温漂、高精度的难度较大。


技术实现思路

1、本发明的目的在于,针对上述现有技术中的不足,提供一种频率自动控制电路、方法及微控制芯片,以便实现低温漂、高精度的高频时钟振荡生成器,且成本低、电路结构简单。

2、为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案如下:

3、第一方面,本申请实施例提供了一种频率自动控制电路,所述频率自动控制电路包括:低频时钟振荡生成器、频率自动控制模块和高频时钟振荡生成器;

4、其中,所述低频时钟振荡生成器连接所述频率自动控制模块的基准输入端,用于输出基频信号,所述高频时钟振荡生成器的输出端连接所述频率自动控制模块的反馈输入端,用于输出高频振荡信号作为反馈信号;

5、所述频率自动控制模块的输出端连接所述高频时钟振荡生成器的输入端,用于根据所述基频信号和所述反馈信号,生成并输出修调信号,以使得所述高频时钟振荡生成器根据所述修调信号调整所述高频振荡信号。

6、可选地,所述频率自动控制模块包括:控制器、计数器、比较器和寄存器组;

7、其中,所述控制器的基准输入端和反馈输入端分别作为所述频率自动控制模块的基准输入端和反馈输入端;

8、所述控制器的时钟输出端连接所述计数器的时钟输入端,所述控制器的使能输出端分别连接所述计数器的使能输入端和所述寄存器组的使能输入端,用于根据所述基频信号和所述反馈信号,分别输出时钟信号和内部使能信号;

9、所述计数器的输出端连接所述比较器的输入端,用于根据所述时钟信号和所述内部使能信号进行计数,并输出计数值,所述比较器的输出端连接所述寄存器组的输入端,用于根据所述计数值和预设计数阈值输出比较结果,所述寄存器组的输出端作为所述频率自动控制模块的输出端,用于根据所述比较结果输出所述修调信号。

10、可选地,所述控制器包括:使能控制单元和高频时钟控制单元;

11、其中,所述使能控制单元的第一输入端和所述高频时钟控制单元的第一输入端为使能输入端,用于接收外部使能信号;

12、所述使能控制单元的第二输入端作为所述控制器的基准输入端,所述使能控制单元的输出端作为所述控制器的使能输出端;

13、所述高频时钟控制单元的第二输入端作为所述控制器的反馈输入端,所述高频时钟控制单元的输出端作为所述控制器的时钟输出端,还连接所述使能控制单元的第三输入端。

14、可选地,所述使能控制单元包括:一级控制单元和二级控制单元;

15、所述一级控制单元的第一输入端和第二输入端作为所述使能控制单元的第一输入端和第二输入端,所述一级控制单元的输出端连接所述二级控制单元的第一输入端,所述二级控制单元的第二输入端作为所述使能控制单元的第三输入端,所述二级控制单元的输出端作为所述使能控制单元的输出端。

16、可选地,所述一级控制单元包括:第一寄存器;

17、所述第一寄存器的输入端作为所述一级控制单元的第一输入端,所述第一寄存器的时钟端作为所述一级控制单元的第二输入端,所述第一寄存器的输出端作为所述一级控制单元的输出端。

18、可选地,所述二级控制单元包括:第二寄存器和第一反相器;

19、所述第二寄存器的输入端作为所述二级控制单元的第一输入端,所述第一反相器的输入端作为所述二级控制单元的第二输入端,所述第一反相器的输出端连接所述第二寄存器的时钟端,所述第二寄存器的同相输出端作为所述二级控制单元的输出端。

20、可选地,所述高频时钟控制单元包括:第三寄存器、第一与门和第二反相器;

21、所述第三寄存器的输入端作为所述高频时钟控制单元的第一输入端,所述第二反相器的输入端作为所述高频时钟控制单元的第二输入端,所述第二反相器的输出端连接所述第三寄存器的时钟端,所述第三寄存器的输出端连接所述第一与门的第一输入端,所述第一与门的第二输入端用于接收所述反馈信号,所述第一与门的输出端作为所述高频时钟控制单元的输出端。

22、第二方面,本申请实施例还提供了一种频率自动控制方法,应用于如第一方面任一项所述的频率自动控制电路,所述方法包括:

23、采用低频时钟振荡生成器生成基准信号;

24、采用频率自动控制模块根据所述基准信号和反馈信号,生成修调信号,所述反馈信号为高频时钟振荡生成器输出的高频振荡信号;

25、采用所述高频时钟振荡生成器根据所述修调信号调整所述高频振荡信号。

26、可选地,所述采用频率自动控制模块根据所述基准信号和反馈信号,生成修调信号,包括:

27、采用所述频率自动控制模块中的控制器根据所述基准信号和所述高频振荡信号生成时钟信号和内部使能信号;

28、采用所述频率自动控制模块中的计数器根据所述时钟信号和内部使能信号进行计数,得到计数值;

29、在计数结束后,采用所述频率自动控制模块中的比较器根据所述计数值和预设计数阈值,生成比较结果;

30、采用所述频率自动控制模块中的寄存器组根据所述比较结果生成所述修调信号。

31、第三方面,本申请实施例还提供了一种微控制芯片,所述微控制芯片包括如第一方面任一项所述的频率自动控制电路,所述频率自动控制电路采用如第二方面任一项所述的频率自动控制方法进行频率调整。

32、本申请的有益效果是:

33、本申请提供的频率自动控制电路、方法及微控制芯片,频率自动控制模块根据低频时钟振荡生成器提供的基频信号和高频时钟振荡生成器提供的反馈信号生成修调信号,高频时钟振荡生成器根据修调信号生成满足频率要求的高频振荡信号。当环境温度发生变化时,频率自动控制模块可以及时根据基频信号和反馈信号对高频时钟振荡生成器发生温漂的高频振荡信号进行快速修调,从而实现低温漂、高精度的高频时钟振荡生成器,且成本低、电路结构简单。



技术特征:

1.一种频率自动控制电路,其特征在于,所述频率自动控制电路包括:低频时钟振荡生成器、频率自动控制模块和高频时钟振荡生成器;

2.根据权利要求1所述的频率自动控制电路,其特征在于,所述频率自动控制模块包括:控制器、计数器、比较器和寄存器组;

3.根据权利要求2所述的频率自动控制电路,其特征在于,所述控制器包括:使能控制单元和高频时钟控制单元;

4.根据权利要求3所述的频率自动控制电路,其特征在于,所述使能控制单元包括:一级控制单元和二级控制单元;

5.根据权利要求4所述的频率自动控制电路,其特征在于,所述一级控制单元包括:第一寄存器;

6.根据权利要求4所述的频率自动控制电路,其特征在于,所述二级控制单元包括:第二寄存器和第一反相器;

7.根据权利要求3所述的频率自动控制电路,其特征在于,所述高频时钟控制单元包括:第三寄存器、第一与门和第二反相器;

8.一种频率自动控制方法,其特征在于,应用于如权利要求1-7任一项所述的频率自动控制电路,所述方法包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述采用频率自动控制模块根据所述基准信号和反馈信号,生成修调信号,包括:

10.一种微控制芯片,其特征在于,所述微控制芯片包括如权利要求1-7任一项所述的频率自动控制电路,所述频率自动控制电路采用如权利要求8-9任一项所述的频率自动控制方法进行频率调整。


技术总结
本申请提供一种频率自动控制电路、方法及微控制芯片,涉及集成电路技术领域。该频率自动控制电路包括:低频时钟振荡生成器、频率自动控制模块和高频时钟振荡生成器;其中,低频时钟振荡生成器连接频率自动控制模块的基准输入端,用于输出基频信号,高频时钟振荡生成器的输出端连接频率自动控制模块的反馈输入端,用于输出高频振荡信号作为反馈信号;频率自动控制模块的输出端连接高频时钟振荡生成器的输入端,用于根据基频信号和反馈信号,生成并输出修调信号,以使得高频时钟振荡生成器根据修调信号调整高频振荡信号。本申请可以实现低温漂、高精度的高频时钟振荡生成器,且成本低、电路结构简单。

技术研发人员:陈威,王媛媛,马兵,董泽华,朱庭峰
受保护的技术使用者:浙江地芯引力科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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