用于操作模式的能够修改的振荡器电路的制作方法

本公开涉及用于具有不同时钟频率精度和功耗状态的操作模式的能够修改的振荡器电路。

背景技术：

1、蓝牙是由华盛顿州柯克兰的蓝牙sig有限公司(bluetooth sig，inc.，ofkirkland，washington)发布的规范，并且利用低功率无线电。该规范定义了多种操作模式，包括处于通告状态的外围设备、处于连接状态的外围设备以及处于连接状态的中心设备。低功率电阻器-电容器(rc)振荡器的频率对于调度蓝牙连接(即，对于外围设备和中心设备两者在连接状态下的操作)而言可能是不精确的，但是对于满足定时通告事件(即，对于在通告状态下的外围设备操作)的放宽的设计约束而言可能是足够的。例如，助听器应用需要使用+/-500ppm的用于中心设备的精确rc振荡器以用于调度蓝牙连接，但是医疗植入应用可能使用不太精确的rc振荡器(大于500ppm)以用于定时通告事件。对于需要精确rc振荡器的应用，设计中的限制因素可能是随机电报噪声(rtn)的影响。晶体管中rtn的量值可通过增大晶体管的面积，或通过增大栅极偏置以使操作区域移动远离深弱反转，或通过其组合来减小。

2、对于许多低功率rc振荡器，对频率精度的限制因素可能是rtn对mosfet晶体管的影响，而不是白噪声或闪烁噪声的影响。不幸的是，仅增大晶体管的面积不能充分地减小rtn量值，并且增大晶体管的栅极偏置电压导致振荡器的功耗增大。

3、需要一种方式来减小用于蓝牙低能量无线电操作(诸如助听器和医疗植入物)的低功率rc振荡器中的功耗，并且同时满足外围和中心连接以及通告使用情况的频率精度要求。

技术实现思路

1、rtn对用于蓝牙低能量无线电操作的低功率rc振荡器的影响可通过使用可编程电路在弱、中和强反转之间修改晶体管操作区域以维持预定频率精度来减轻。

2、根据一个方面，提供了一种设备，包括：rc振荡器电路，该rc振荡器电路能够在第一操作模式与第二操作模式之间修改，其中第一操作模式具有第一频率精度和第一功耗，其中第二操作模式具有第二频率精度和第二功耗，其中第二频率精度比第一频率精度更精确，并且第二功耗比第一功耗更高；以及控制电路，该控制电路与振荡器电路通信以修改振荡器电路的操作模式。

3、另一个方面提供了一种方法，包括：在第一操作模式下用振荡器电路生成第一时钟信号；使用第一时钟信号传输消息；将振荡器电路从第一操作模式修改为第二操作模式；在第二操作模式下用振荡器电路生成第二时钟信号；以及使用第二时钟信号传输消息。

4、根据另一个方面，提供了一种系统，包括：功率管理电路；无线电电路，该无线电电路电连接到功率管理电路，其中该无线电电路向天线输出信号；振荡器电路，该振荡器电路电连接到功率管理电路，其中该振荡器电路能够在第一操作模式与第二操作模式之间修改，其中第一操作模式具有第一频率精度和第一功耗，其中第二操作模式具有第二频率精度和第二功耗，其中第二频率精度比第一频率精度更精确，并且第二功耗比第一功耗更高；控制电路，该控制电路电连接到无线电电路、功率管理电路和振荡器电路，其中该控制电路修改振荡器电路的操作模式；以及唤醒电路，该唤醒电路电连接到振荡器电路和功率管理电路，其中该唤醒电路至少部分地基于振荡器电路的操作模式产生到功率管理电路的信号。

技术特征：

1.一种设备，所述设备包括：

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一操作模式包括弱反转模式，并且所述第二操作模式包括弱到中等反转模式，其中在所述第二操作模式下，所述电阻器-电容器振荡器电路将生成比所述第一操作模式更少的随机电报噪声。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其中所述振荡器电路包括两个分立的电阻器-电容器振荡器，并且所述控制电路将通过在所述两个分立的电阻器-电容器振荡器之间进行选择来修改所述操作模式。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述振荡器电路包括具有两个偏置电流设置的可编程电阻器-电容器振荡器，并且所述控制电路将通过在所述两个偏置电流设置之间进行选择来修改所述操作模式。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述振荡器电路包括第三操作模式，其中所述第三操作模式具有第三频率精度和第三功耗，其中所述第三频率精度比所述第二频率精度更精确，并且第三电流消耗比第二电流消耗更高。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第三操作模式包括中等到强反转模式。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的设备，其中所述第一功耗在60nw与480nw之间，其中所述第二功耗大于480nw并小于1.20μw，并且其中所述第三功耗大于1.2μw并小于3μw。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的设备，其中所述第三频率精度容差为+/-500ppm。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述设备是外围设备，并且其中所述第一操作模式是通告状态并且所述第二操作模式是连接状态。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述设备选自低功率外围无线电设备和低功率中心无线电设备，并且其中所述第一操作模式是无线电通告状态，所述第二操作模式是无线电连接状态，并且所述第三操作模式是无线电连接状态。

11.一种方法，所述方法包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一操作模式包括异步通信模式。

13.根据权利要求11至12中任一项所述的方法，其中修改所述振荡器电路包括将振荡器电路晶体管设置为弱反转，以由所述振荡器电路消耗大于60nw并小于480nw的功率。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中所述第二操作模式包括外围设备中的同步通信模式。

15.根据权利要求14所述的方法，其中修改所述振荡器电路包括将所述振荡器电路晶体管操作为弱到中等反转，以便由所述振荡器电路消耗大于480nw并小于1.20μw的功率。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，包括：

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第三操作模式包括中心设备中的同步通信模式。

18.根据权利要求16至17中任一项所述的方法，其中修改所述振荡器电路包括将所述振荡器电路晶体管设置为中等到强反转，以便由所述振荡器电路消耗大于1.2μw并小于3μw的功率，并且满足+/-500ppm内的频率精度。

19.一种系统，所述系统包括：

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述振荡器电路包括两个分立的电阻器-电容器振荡器，并且所述控制电路将通过在所述两个分立的电阻器-电容器振荡器之间进行选择来修改所述操作模式。

21.根据权利要求19所述的系统，其中所述振荡器电路包括具有两个偏置设置的电阻器-电容器振荡器，并且所述控制电路通过在所述两个偏置设置之间进行选择来修改所述操作模式。

22.根据权利要求20所述的系统，其中所述振荡器电路是能够控制的以修改所述振荡器电路中的晶体管操作面积。

技术总结一种设备，具有：振荡器电路，该振荡器电路能够在第一操作模式与第二操作模式之间修改，其中第一操作模式具有第一频率精度和第一功耗，其中第二操作模式具有第二频率精度和第二功耗，其中第二频率精度比第一频率精度更精确，并且第二功耗比第一功耗更高，以及控制电路，该控制电路与振荡器电路通信以修改振荡器电路的操作模式。技术研发人员：A·波特姆立,D·西蒙斯受保护的技术使用者：微芯片技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29