(57)【要約】【課題】一定周波数の振動信号を生成するためのオシレータ制御回路及びそれを含む装置並びにその制御方法を提供する。【解決手段】本発明によるオシレータ制御回路は、オシレータに供給される電源電圧、及び前記オシレータが出力する振動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）信号の周波数に基づいて、前記オシレータのＺＴＣ（Ｚｅｒｏ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）条件に対応する前記オシレータの電源電圧であるＺＴＣ電圧を推定するＺＴＣ推定器を有し、前記ＺＴＣ推定器は、前記電源電圧が前記ＺＴＣ電圧になるように、バイアス制御信号を生成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オシレータに供給される電源電圧、及び前記オシレータが出力する振動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）信号の周波数に基づいて、前記オシレータのＺＴＣ（Ｚｅｒｏ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）条件に対応する前記オシレータの電源電圧であるＺＴＣ電圧を推定するＺＴＣ推定器を有し、
前記ＺＴＣ推定器は、前記電源電圧が前記ＺＴＣ電圧になるように、バイアス制御信号を生成することを特徴とするオシレータ制御回路。
【請求項２】
前記ＺＴＣ推定器は、前記オシレータの第１温度、及び前記第１温度と異なる第２温度それぞれにおいて、前記電源電圧が２つ以上の異なる値になるように、前記バイアス制御信号を生成し、前記２つ以上の異なる値それぞれ対応する前記振動信号の２つ以上の周波数に基づいて、前記ＺＴＣ電圧を推定することを特徴とする請求項１に記載のオシレータ制御回路。
【請求項３】
前記ＺＴＣ推定器は、前記第１温度において、前記オシレータが動作している間、第１電圧及び第２電圧にそれぞれ対応する前記振動信号の第１周波数及び第２周波数を保存する第１保存素子及び第２保存素子と、
前記第２温度において、前記オシレータが動作している間、第３電圧及び第４電圧にそれぞれ対応する前記振動信号の第３周波数及び第４周波数を保存する第３保存素子及び第４保存素子と、
前記第１電圧乃至第４電圧、前記第１保存素子乃至第４保存素子に保存された前記第１周波数乃至第４周波数に基づいて、前記ＺＴＣ電圧を演算する演算回路と、を含むことを特徴とする請求項２に記載のオシレータ制御回路。
【請求項４】
前記演算回路は、電源電圧と周波数を両軸とするグラフにおいて、前記第１電圧及び第２電圧と前記第１周波数及び第２周波数とで形成される第１ラインと、前記第３電圧及び第４電圧と前記第３周波数及び第４周波数とで形成される第２ラインとの交差点を演算し、前記交差点に基づいて前記ＺＴＣ電圧を決定することを特徴とする請求項３に記載のオシレータ制御回路。
【請求項５】
前記演算回路は、前記交差点に対応する電圧を前記ＺＴＣ電圧として決定することを特徴とする請求項４に記載のオシレータ制御回路。
【請求項６】
前記第１電圧と第３電圧とが一致し、
前記第２電圧と第４電圧とが一致することを特徴とする請求項４に記載のオシレータ制御回路。
【請求項７】
前記ＺＴＣ推定器は、前記電源電圧が、前記オシレータの第３温度、及び前記第３温度と異なる第４温度それぞれにおいて、
前記電源電圧が、前記第１電圧と前記交差点に対応する電圧との間にある第５電圧と、前記第２電圧と前記交差点に対応する電圧との間にある第６電圧とになるよう前記バイアス制御信号を生成し、
前記演算回路は、前記第３温度及び第４温度と、前記第５電圧及び第６電圧との４つの組み合わせに対応する前記振動信号の４つの周波数と、前記第５電圧と、第６電圧とに基づいて前記ＺＴＣ電圧を推定することを特徴とする請求項６に記載のオシレータ制御回路。
【請求項８】
前記ＺＴＣ推定器は、前記オシレータの温度に従って生成される温度信号を受信し、前記温度信号に基づいて、前記第１温度及び第２温度を認識することを特徴とする請求項３に記載のオシレータ制御回路。
【請求項９】
前記第１保存素子乃至第４保存素子は、不揮発性メモリ素子であることを特徴とする請求項３に記載のオシレータ制御回路。
【請求項１０】
前記ＺＴＣ電圧を保存し、不揮発性メモリ素子である保存素子をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のオシレータ制御回路。
【請求項１１】
オシレータ制御回路を含む装置であって、
バイアス制御信号を生成するＺＴＣ（Ｚｅｒｏ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）推定器と、
振動信号を出力するオシレータと、
前記バイアス制御信号に基づいて、前記オシレータに電源電圧を供給するバイアス回路と、を含み、
前記ＺＴＣ推定器は、前記電源電圧及び前記振動信号の周波数に基づいて、前記オシレータのＺＴＣ条件に対応する前記オシレータの電源電圧であるＺＴＣ電圧を推定し、前記電源電圧が前記ＺＴＣ電圧になるように、前記バイアス制御信号を生成することを特徴とするオシレータ制御回路を含む装置。
【請求項１２】
前記ＺＴＣ推定器は、第１温度において、前記オシレータが動作している間、前記オシレータに、第１電圧及び第２電圧が異なる時点で供給されるように、前記バイアス制御信号を生成し、
前記第１温度と異なる第２温度において、前記オシレータが動作している間、前記オシレータに、第３電圧及び第４電圧が異なる時点で供給されるように、前記バイアス制御信号を生成し、
前記第１電圧乃至第４電圧、及び前記第１電圧乃至第４電圧に対応する前記振動信号の第１周波数乃至第４周波数に基づいて、前記ＺＴＣ電圧を推定することを特徴とする請求項１１に記載のオシレータ制御回路を含む装置。
【請求項１３】
前記オシレータの温度を感知することにより、温度信号を生成する温度センサをさらに有し、
前記ＺＴＣ推定器は、前記温度信号に基づいて前記第１温度及び第２温度を認識することを特徴とする請求項１２に記載のオシレータ制御回路を含む装置。
【請求項１４】
前記オシレータは、周波数制御信号に基づいて、前記振動信号の周波数を調節し、
前記ＺＴＣ推定器によって前記ＺＴＣ電圧の推定が完了すれば、前記振動信号の周波数に基づいて前記振動信号が予め設定された目標周波数を有するよう前記周波数制御信号を生成する周波数制御器をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載のオシレータ制御回路を含む装置。
【請求項１５】
前記周波数制御器は、前記ＺＴＣ推定器によって前記ＺＴＣ電圧が推定される間、前記周波数制御信号を一定に維持することを特徴とする請求項１４に記載のオシレータ制御回路を含む装置。
【請求項１６】
前記周波数制御信号は、デジタル信号であり、
前記オシレータは、デジタル制御オシレータ（ＤＣＯ）であることを特徴とする請求項１４に記載のオシレータ制御回路を含む装置。
【請求項１７】
オシレータ制御方法であって、
オシレータに供給する電源電圧を制御し、前記制御された電源電圧に応答して、前記オシレータが出力する振動信号の周波数を取得する段階と、
前記電源電圧及び前記振動信号の周波数に基づいて、前記オシレータのＺＴＣ（Ｚｅｒｏ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）条件に対応する前記オシレータの電源電圧であるＺＴＣ電圧を推定する段階と、
前記電源電圧が前記ＺＴＣ電圧になるように、バイアス制御信号を生成する段階と、を有することを特徴とするオシレータ制御方法。
【請求項１８】
前記周波数を取得する段階は、前記オシレータの第１温度、及び前記第１温度と異なる第２温度それぞれにおいて、前記電源電圧が２つ以上の異なる値になるように、前記バイアス制御信号を生成し、前記２つ以上の異なる値それぞれ対応する前記振動信号の２つ以上の周波数を取得する段階を含み、
前記ＺＴＣ電圧を推定する段階は、前記２つ以上の電圧、及び前記２つ以上の周波数に基づいて、前記ＺＴＣ電圧を計算する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載のオシレータ制御方法。
【請求項１９】
前記周波数を取得する段階は、前記オシレータの温度によって生成される温度信号に基づいて、異なる時点それぞれにおいて、第１温度及び第２温度を認識する段階をさらに含み、
前記２つ以上の周波数を取得する段階は、前記第１温度及び第２温度それぞれにおいて遂行され、
前記ＺＴＣ電圧を計算する段階は、前記第１温度及び第２温度で取得された４つ以上の周波数に基づいて、前記ＺＴＣ電圧を計算することを特徴とする請求項１８に記載のオシレータ制御方法。
【請求項２０】
前記ＺＴＣ電圧を計算する段階は、電源電圧と周波数とを両軸とするグラフにおいて、
前記第１温度において、第１電圧及び第２電圧それぞれにおいて取得された第１周波数及び第２周波数と前記第１電圧及び第２電圧とで形成される第１ラインと、前記第２温度において、第３電圧及び第４電圧それぞれにおいて取得された第３周波数及び第４周波数と前記第３電圧及び第４電圧とで形成される第２ラインとの交差点を演算する段階と、
前記交差点に基づいて、前記ＺＴＣ電圧を決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項１９に記載のオシレータ制御方法。
【請求項２１】
前記ＺＴＣ電圧を決定する段階は、前記交差点に対応する電源電圧を、前記ＺＴＣ電圧として決定することを特徴とする請求項２０に記載のオシレータ制御方法。
【請求項２２】
前記第１電圧と第３電圧とが一致し、
前記第２電圧と第４電圧とが一致することを特徴とする請求項２０に記載のオシレータ制御方法。
【請求項２３】
前記ＺＴＣ電圧を計算する段階は、前記オシレータに、前記第１電圧と前記交差点に対応する電源電圧との間にある第５電圧と、前記第２電圧と前記交差点に対応する電源電圧との間にある第６電圧とを計算する段階をさらに含み、
前記オシレータ制御方法は、第３温度及び前記第３温度と異なる第４温度それぞれにおいて、前記電源電圧が前記第５電圧及び第６電圧になるように、前記バイアス制御信号を生成し、前記第３温度及び第４温度と、前記第５電圧及び第６電圧との４つの組み合わせにそれぞれ対応する前記振動信号の４つの周波数を取得する段階をさらに有し、
前記ＺＴＣ電圧を決定する段階は、前記４つの周波数、前記第５電圧、及び第６電圧に基づいて、前記ＺＴＣ電圧を計算することを特徴とする請求項２２に記載のオシレータ制御方法。
【請求項２４】
前記バイアス制御信号に応答し、前記電源電圧を出力する段階をさらに有することを特徴とする請求項１７に記載のオシレータ制御方法。
【請求項２５】
前記ＺＴＣ電圧を推定する段階の前に、前記振動信号の周波数を制御する周波制御信号を一定に維持する段階と、
前記ＺＴＣ電圧が供給されるように、バイアス制御信号を生成する段階後、前記振動信号が予め設定された目標周波数を有するように、前記周波数制御信号を生成する段階と、をさらに有することを特徴とする請求項１７に記載のオシレータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オシレータに関し、特に、一定周波数の振動信号を生成するためのオシレータ制御回路及びそれを含む装置並びにその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動信号を生成するオシレータは、クロックソースのように、多様な用途に使用される。
オシレータの振動信号は、所望する周期または周波数を有することが要求され、クロック信号のように、一定周波数の維持が重要な信号のために、振動信号が使用される場合、振動信号の周波数を一定に維持するための努力が必須である。
【０００３】
しかしながら、振動信号の周波数は、オシレータが製造された工程、オシレータが動作する電圧や温度などに起因して変動し、周波数に影響を及ぼすかような因子を正確に補償することは容易ではなく、また多くのコストが要求されるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は上記従来のオシレータにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、一定周波数の振動信号を生成するためのオシレータ制御回路及びそれを含む装置並びにその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明によるオシレータ制御回路は、オシレータに供給される電源電圧、及び前記オシレータが出力する振動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）信号の周波数に基づいて、前記オシレータのＺＴＣ（Ｚｅｒｏ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）条件に対応する前記オシレータの電源電圧であるＺＴＣ電圧を推定するＺＴＣ推定器を有し、前記ＺＴＣ推定器は、前記電源電圧が前記ＺＴＣ電圧になるように、バイアス制御信号を生成することを特徴とする。
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明によるオシレータ制御回路を含む装置は、オシレータ制御回路を含む装置であって、バイアス制御信号を生成するＺＴＣ（Ｚｅｒｏ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）推定器と、振動信号を出力するオシレータと、前記バイアス制御信号に基づいて、前記オシレータに電源電圧を供給するバイアス回路と、を含み、前記ＺＴＣ推定器は、前記電源電圧及び前記振動信号の周波数に基づいて、前記オシレータのＺＴＣ条件に対応する前記オシレータの電源電圧であるＺＴＣ電圧を推定し、前記電源電圧が前記ＺＴＣ電圧になるように、前記バイアス制御信号を生成することを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明によるオシレータ制御方法は、オシレータ制御方法であって、オシレータに供給する電源電圧を制御し、前記制御された電源電圧に応答して、前記オシレータが出力する振動信号の周波数を取得する段階と、前記電源電圧及び前記振動信号の周波数に基づいて、前記オシレータのＺＴＣ（Ｚｅｒｏ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）条件に対応する前記オシレータの電源電圧であるＺＴＣ電圧を推定する段階と、前記電源電圧が前記ＺＴＣ電圧になるように、バイアス制御信号を生成する段階と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るオシレータ制御回路及びそれを含む装置並びにその制御方法によれば、制御回路が電源電圧及び電源電圧による振動信号の周波数に基づいて、オシレータが環境（工程、電圧、温度等）変動にもかかわらず、一定周波数の振動信号を生成するように、オシレータに電源電圧を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態によるオシレータ制御回路を含むシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるトランジスタの温度による特性変化を示すグラフである。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による図１のＺＴＣ推定器の動作について説明するためのグラフ及び表である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による図１のＺＴＣ推定器の動作について説明するためのグラフ及び表である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による図１のオシレータ制御回路の概略的な構成例を示すブロック図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施形態による図１のオシレータ制御回路の概略的な構成例を示すブロック図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施形態によるシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図５Ｂ】本発明の第３の実施形態によるシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図６Ａ】本発明の第４の実施形態によるシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図６Ｂ】本発明の第５の実施形態によるシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図７】図６Ａ及び図６Ｂの周波数制御器の動作を示すグラフである。
【図８Ａ】本発明の一実施形態によるオシレータの構成を示す回路図である。
【図８Ｂ】図８Ａのオシレータの一部構成を示す回路図である。
【図９】本発明の他の実施形態によるオシレータの概略構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による図６Ｂのシステムにおける信号のタイミング図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施形態による図１のＺＴＣ推定器の動作について説明するためのグラフ及び表である。
【図１１Ｂ】本発明の一実施形態による図１のＺＴＣ推定器の動作について説明するためのグラフ及び表である。
【図１２】本発明の一実施形態によるオシレータを制御する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態による図１２の段階Ｓ２００及び段階Ｓ４００の詳細な例示を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態による図１３の段階Ｓ２６０の詳細な例示を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の他の実施形態によるオシレータを制御する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態によるオシレータを制御する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施形態によるオシレータ制御回路を含む集積回路の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明に係るオシレータ制御回路及びそれを含む装置並びにその制御方法を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態によるオシレータ制御回路１００を含むシステム１０の概略構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の一実施形態によるトランジスタの温度による特性変化を示すグラフである。
【００１２】
システム１０（または、装置）は、オシレータ制御回路１００及びオシレータ２００がいずれも集積され、半導体工程を通して、１つのダイ（ｄｉｅ）に形成された集積回路でもあり、オシレータ制御回路１００（または、制御回路）及びオシレータ２００が装着された印刷回路基板などを含む電子システムでもある。
例えば、システム１０は、非制限的な例示として、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ネットワークサーバ、タブレットＰＣ（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、モバイルフォン、スマートフォン、ウェアラブル機器、メモリシステムのような、デジタル信号を処理するシステムでもあり得る。
図１に示すように、システム１０は、制御回路１００及びオシレータ２００を含み得る。
【００１３】
制御回路１００は、オシレータ２００に、電源電圧ＶＤＤを提供するための出力端子１０２、及びオシレータ２００から、振動信号ＯＳＣを受信するための入力端子１０４を含む。
オシレータ２００は、電源電圧ＶＤＤから供給される電力によって動作する素子（例えば、トランジスタ）を含み、振動信号ＯＳＣを生成する。
後述するように、制御回路１００は、電源電圧ＶＤＤ、及び電源電圧ＶＤＤによる振動信号ＯＳＣの周波数に基づいて、オシレータ２００が、環境（例えば、工程、電圧、温度など）変動にもかかわらず、一定周波数の振動信号ＯＳＣを生成するように、オシレータ２００に、電源電圧ＶＤＤを提供する。
たとえば、図１においてシステム１０が、制御回路１００及びオシレータ２００だけを含むように示しているとしても、システム１０は、オシレータ２００が生成する振動信号ＯＳＣを受信して動作する機能ブロックをさらに含み得る。
【００１４】
制御回路１００は、振動信号ＯＳＣの周波数が、所望する周波数（すなわち、目標周波数）に達した後、振動信号ＯＳＣを受信する機能ブロックに、振動信号ＯＳＣが利用可能であるということを知らせる信号を伝達することができ、該機能ブロックは、伝達された信号に応答し、受信された振動信号ＯＳＣを利用して動作することができる。
図１を参照すると、制御回路１００は、ＺＴＣ（Ｚｅｒｏ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）推定器１２０及びバイアス回路１４０を含む。
【００１５】
ＺＴＣ推定器１２０は、振動信号ＯＳＣを受信し、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成し、バイアス回路１４０に提供する。
ＺＴＣ推定器１２０は、電源電圧ＶＤＤ及び振動信号ＯＳＣの周波数に基づいて、オシレータ２００のＺＴＣ条件に対応する電源電圧ＶＤＤ、すなわち、電源電圧ＶＤＤの大きさを推定する。
ＺＴＣ条件は、オシレータ２００が温度と関わりなく、一定周波数の振動信号ＯＳＣを出力する条件を指すものであり、オシレータ２００に含まれたトランジスタの特性に起因するものである。
【００１６】
図２を参照すると、ＭＯＳ（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタは、ゲート電圧（Ｖ＿ＧＳ）が上昇するほど、ドレイン電流（Ｉ＿Ｄ）が上昇する特性を有する。
また、異なる温度Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃそれぞれにおいて、ゲート電圧（Ｖ＿ＧＳ）の上昇によるドレイン電流（Ｉ＿Ｄ）の変化幅は、異なるように示しているが、異なる温度Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃそれぞれにおいて、ゲート電圧（Ｖ＿ＧＳ）及びドレイン電流（Ｉ＿Ｄ）の大きさが一致する地点が観察される。
すなわち、図２に示しているように、ゲート電圧（Ｖ＿ＧＳ）の大きさが「Ｖ＿Ｚ」である場合、ＭＯＳトランジスタのドレイン電流（Ｉ＿Ｄ）の大きさは、異なる温度Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃに関わりなく、「Ｉ＿Ｚ」でもある。
かように、温度に関わりなく、ＭＯＳトランジスタが一定サイズのゲート電圧（Ｖ＿ＧＳ）、及び一定サイズのドレイン電流（Ｉ＿Ｄ）を有する条件を、ＺＴＣ条件とし、ＺＴＣ条件を満足する（対応する）トランジスタの動作点は、ＺＴＣポイントとも称される。
【００１７】
オシレータ２００は、図８Ａ、図８Ｂ、及び図９などを参照して後述するように、複数のＭＯＳトランジスタを含み、ＭＯＳトランジスタの動作条件によって、振動信号ＯＳＣを生成することができる。
例えば、リングオシレータ（ｒｉｎｇ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）は、複数のインバータを含み、インバータそれぞれは、図８Ｂに示すように、電源電圧ＶＤＤ及び接地電圧が供給されるラインに共通して接続されたＭＯＳトランジスタを含み得る。
実験結果は、オシレータ２００に含まれるＭＯＳトランジスタのＺＴＣ条件が、実質的に一定であるということを示す。
それにより、ＺＴＣ推定器１２０は、オシレータ２００のＺＴＣ条件を推定し、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を介して、オシレータ２００がＺＴＣ条件で動作するように制御することにより、オシレータ２００が温度変動に関わりなく、一定周波数を有する振動信号ＯＳＣを出力するようにする。
本発明の一実施形態によるＺＴＣ推定器１２０は、デジタル演算を通して、オシレータ２００のＺＴＣ条件を推定することができ、それによって、高い正確度及び低いコストが同時に達成される。
ＺＴＣ推定器１２０の動作に関わる詳細な内容は、図３Ａ及び図３Ｂなどを参照して後述する。
【００１８】
バイアス回路１４０は、ＺＴＣ推定器１２０から受信したバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）に応答し、電源電圧ＶＤＤを生成し、オシレータ２００に供給する。
例えば、バイアス回路１４０は、システム１０の外部に露出された端子、またはシステム１０に含まれた電力素子から電力を供給され、供給された電力から、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）によって、電源電圧ＶＤＤの大きさを調節することができる。
本発明の一実施形態によるバイアス回路１４０は、デジタル信号であるバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を受信することができ、例えば、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ：ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ａｎａｌｏｇ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）などによって、電源電圧ＶＤＤを調節することができる。
【００１９】
振動信号ＯＳＣは、オシレータ２００に供給される電源電圧ＶＤＤの大きさによって変動する周波数を有する。
例えば、オシレータ２００に供給される電源電圧ＶＤＤの大きさが増加するほど、オシレータ２００に含まれた素子（例えば、トランジスタ）に供給される電流の大きさが増加し、それによって、上昇した素子の動作速度（または、応答速度）に起因し、振動信号ＯＳＣの周波数は上昇する。
上述のように、電源電圧ＶＤＤは、オシレータ２００が、ＺＴＣ推定器１２０によって推定されたＺＴＣ条件に維持されるようにする大きさを有する場合、振動信号ＯＳＣの周波数は、温度変動に関わりなく、一定周波数を有することができる。
【００２０】
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の一実施形態による、図１のＺＴＣ推定器１２０の動作について説明するためのグラフ及び表である。
図１及び図２を参照して説明したように、ＺＴＣ推定器１２０は、電源電圧ＶＤＤ及び振動信号ＯＳＣの周波数に基づいて、オシレータ２００のＺＴＣ条件を満足する電源電圧ＶＤＤの大きさを推定する。
以下、図３Ａ及び図３Ｂは、図１を参照して説明する。
【００２１】
図３Ａを参照すると、本発明の一実施形態によるＺＴＣ推定器１２０は、オシレータ２００の異なる温度それぞれで、オシレータ２００に２つ以上の異なる大きさを有する電源電圧ＶＤＤを供給する。
例えば、図３Ａに示すように、ＺＴＣ推定器１２０は、第１温度Ｔ１において、電源電圧ＶＤＤが、異なる時点で、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成し、第２温度Ｔ２において、電源電圧ＶＤＤが、異なる時点で、第３電圧Ｖ３及び第４電圧Ｖ４になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成する。
図３Ａのグラフに示すように、第２電圧Ｖ２は、第１電圧Ｖ１より大きくなり、第４電圧Ｖ４は、第３電圧Ｖ３より大きくもなる。
【００２２】
ＺＴＣ推定器１２０は、電源電圧ＶＤＤが第１電圧Ｖ１であるとき、第１温度Ｔ１であるオシレータ２００が出力する振動信号ＯＳＣの第１周波数Ｆ１を取得し、電源電圧ＶＤＤが第２電圧Ｖ２であるとき、第１温度Ｔ１であるオシレータ２００が出力する振動信号ＯＳＣの第２周波数Ｆ２を取得する。
また、ＺＴＣ推定器１２０は、電源電圧ＶＤＤが第３電圧Ｖ３であるとき、第２温度Ｔ２であるオシレータ２００が出力する振動信号ＯＳＣの第３周波数Ｆ３を取得し、電源電圧ＶＤＤが第４電圧Ｖ４であるとき、第２温度Ｔ２であるオシレータ２００が出力する振動信号ＯＳＣの第４周波数Ｆ４を取得する。
【００２３】
ＺＴＣ推定器１２０は、第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４、及び第１電圧Ｖ１〜第４電圧Ｖ４に基づいて、オシレータ２００のＺＴＣ条件を満足する電源電圧ＶＤＤであるＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を推定する。
図３Ａのグラフに示すように、電源電圧ＶＤＤ及び振動信号ＯＳＣの周波数が両軸であるグラフにおいて、第１電圧Ｖ１と第１周波数Ｆ１との点「Ａ」、及び第２電圧Ｖ２と第２周波数Ｆ２との点「Ｂ」が形成する第１ライン２１が導出され、第３電圧Ｖ３と第３周波数Ｆ３との点「Ｃ」、及び第４電圧Ｖ４と第４周波数Ｆ４との点「Ｄ」が形成する第２ライン２２が導出される。
ＺＴＣ推定器１２０は、第１ライン２１及び第２ライン２２の交差点「Ｚ」をＺＴＣポイントとして計算し、交差点「Ｚ」に対応する電源電圧ＶＤＤの大きさをＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）と決定する。
図３Ａに示すように、電源電圧ＶＤＤがＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）であるとき、オシレータ２００が出力する振動信号ＯＳＣの周波数は、温度変動と関わりなく、「Ｆ＿ＺＴＣ」と一定である。
【００２４】
図３Ｂを参照すると、本発明の一実施形態によるＺＴＣ推定器１２０は、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２で使用する電源電圧の大きさを共有することができる。
図３Ｂに示すように、ＺＴＣ推定器１２０は、２個の電圧Ｖ１、Ｖ２を使用して、異なる４点「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」を導出することができ、４点「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」から、交差点「Ｚ」を導出することができる。
すなわち、図３Ｂの例示によれば、図３Ａにおいて、第１電圧Ｖ１及び第３電圧Ｖ３が一致し、第２電圧Ｖ２及び第４電圧Ｖ４が一致し得る。
図３Ｂの例示において、交差点「Ｚ」に対応するＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）は、下記に示す数式１によっても計算される。
【数１】
2018093488.tif 000003
【００２５】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の一実施形態による図１のオシレータ制御回路１００の概略的な構成例を示すブロック図である。
図１を参照して説明したように、図４Ａ及び図４Ｂのオシレータ制御回路１００ａまたは１００ｂは、オシレータ２００から受信した振動信号ＯＳＣに基づいて、オシレータ２００に、電源電圧ＶＤＤを提供する。
以下、図４Ａ及び図４Ｂの説明において、重複内容は省略する。
【００２６】
図４Ａを参照すると、オシレータ制御回路１００ａは、ＺＴＣ推定器１２０ａ及びバイアス回路１４０ａを含む。
ＺＴＣ推定器１２０ａは、振動信号ＯＳＣを受信し、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を出力する。
バイアス回路１４０ａは、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を受信し、電源電圧ＶＤＤを出力する。
【００２７】
ＺＴＣ推定器１２０ａは、第１保存素子１２１ａ〜第４保存素子１２４ａ、及び演算回路１２５ａを含む。
第１保存素子１２１ａ〜第４保存素子１２４ａは、電源電圧ＶＤＤによる振動信号ＯＳＣの周波数をそれぞれ保存する。
例えば、図４Ａに示すように、第１保存素子１２１ａ〜第４保存素子１２４ａは、第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４をそれぞれ保存する。
第１保存素子１２１ａ〜第４保存素子１２４ａのそれぞれは、情報を保存する任意の素子でもある。
【００２８】
一実施形態において、第１保存素子１２１ａ〜第４保存素子１２４ａのそれぞれは、ラッチ、フリップフロップ、レジスタの内の少なくとも一つを含み、ＤＲＡＭ（ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性メモリのメモリ素子を含んでもよい。
他の実施形態において、第１保存素子１２１ａ〜第４保存素子１２４ａのそれぞれは、アンチヒューズ（ａｎｔｉ−ｆｕｓｅ）メモリ、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｅｒａｓａｂｌｅ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（ｆｌａｓｈ  ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＡＭ（ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｇｅ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＲＡＭ（登録商標）（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ＮＦＧＭ（ｎａｎｏ  ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｇａｔｅ  ｍｅｍｏｒｙ）、ＰｏＲＡＭ（ｐｏｌｙｍｅｒ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ＭＲＡＭ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ＦＲＡＭ（登録商標）（ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）のような不揮発性メモリのメモリ素子を含んでもよい。
【００２９】
第１保存素子１２１ａ〜第４保存素子１２４ａが不揮発性メモリのメモリ素子を含む場合、オシレータ制御回路１００ａ（または、図１のシステム１０）に供給される電力が遮断されて、再び供給されても、第１保存素子１２１ａ〜第４保存素子１２４ａに保存された第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４から、後述するように、演算回路１２５ａによって、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）が計算される。
すなわち、第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４が、第１保存素子１２１ａ〜第４保存素子１２４ａに保存されれば、振動信号ＯＳＣから、第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４を取得する動作がないとしても、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）が計算される。
【００３０】
演算回路１２５ａは、第１保存素子１２１ａ〜第４保存素子１２４ａに保存された第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４に基づいて、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を計算することができる。
例えば、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明したように、演算回路１２５ａは、第１周波数Ｆ１及び第２周波数Ｆ２並びに第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２によって形成される第１ライン２１（図３Ａ）と、第３周波数Ｆ３及び第４周波数Ｆ４並びに第３電圧Ｖ３及び第４電圧Ｖ４によって形成される第２ライン２２（図３Ａ）の交差点から、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を計算することができる。
演算回路１２５ａは、例えば、複数の命令語を実行するコアを含むプロセッサでもあり得、論理合成などを介して設計された論理回路でもあり得る。
演算回路１２５ａは、計算されたＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）に基づいて、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成し、バイアス回路１４０ａに提供する。
【００３１】
本発明の一実施形態による演算回路１２５ａは、第１電圧Ｖ１〜第４電圧Ｖ４を使用する代わり、第１電圧Ｖ１〜第４電圧Ｖ４に対応するバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）の値を使用して、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）のためのバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）の値を計算することができる。
図４Ａに示したように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）は、バイアス回路１４０ａのデジタル・アナログコンバータ（ＤＡＣ）１４２ａに提供されるデジタル信号（例えば、マルチビット信号）であり得る。
デジタル・アナログコンバータ１４２ａは、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）の値に比例する大きさを有する電圧を出力することができ、デジタル・アナログコンバータ１４２ａの出力により、電源電圧ＶＤＤが決定される。
すなわち、図３Ａ及び図３Ｂのグラフにおいて、横軸は、電源電圧ＶＤＤの代わりに、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）の値（例えば、マルチビット信号の値）でもあり得る。
【００３２】
バイアス回路１４０ａは、デジタル・アナログコンバータ１４２ａ及びバッファ１４４ａを含む。
デジタル・アナログコンバータ１４２ａは、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を受信し、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）の値に比例する大きさの電圧を出力する。
バイアス回路１４０ａがデジタル・アナログコンバータ１４２ａを含むので、ＺＴＣ条件、すなわち、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）の計算は、演算回路１２５ａにより、デジタル演算を介しても具現される。
オシレータ２００の温度変動を補償するために、複雑なアナログ回路が使用される代わりに、構造が簡単であり、小面積を占める演算回路１２５ａが使用されることにより、オシレータ２００の温度特性は、低コストで正確に補償される。
【００３３】
バッファ１４４ａは、デジタル・アナログコンバータ１４２ａが出力する電圧のような大きさを有する電源電圧ＶＤＤを出力する。
バッファ１４４ａは、ソース電圧（Ｖ＿Ｓ）から電源電圧ＶＤＤへの電流経路を形成するものであり、オシレータ２００に電流を供給する。
図４Ａに示したバッファ１４４ａの構造は、例示に過ぎず、バッファ１４４ａは、図４Ａに示したものと異なる多様な構造を有することができると理解されるであろう。
【００３４】
図４Ｂを参照すると、オシレータ制御回路１００ｂは、ＺＴＣ推定器１２０ｂ、バイアス回路１４０ｂ、及び保存素子１６０ｂを含む。
ＺＴＣ推定器１２０ｂは、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成し、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）の値を、保存素子１６０ｂに保存する。
第１保存素子１２１ｂ〜第４保存素子１２４ｂと類似して、保存素子１６０ｂは、揮発性メモリのメモリ素子を含み、不揮発性メモリのメモリ素子を含んでもよい。
【００３５】
保存素子１６０ｂが不揮発性メモリのメモリ素子を含む場合、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）に対応するバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）の値は、オシレータ制御回路１００ｂに供給される電力が遮断されて、再び供給されても維持される。
従って、振動信号ＯＳＣから第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４を取得し、第１保存素子１２１ｂ〜第４保存素子１２４ｂに保存する動作、及び演算回路１２５ｂが第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４を演算する動作がないとしても、電源電圧ＶＤＤは、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）であり得る。
【００３６】
図５Ａは、本発明の第２の実施形態によるシステムのブロック図であり、図５Ｂは、本発明の第３の実施形態によるシステムのブロック図である。
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、オシレータ制御回路１００ｃ、１００ｄのＺＴＣ推定器１２０ｃ、１２０ｄは、温度信号ＴＥＭＰを受信することができ、温度信号ＴＥＭＰに基づいて、オシレータ２００ｃ、２００ｄの温度（例えば、第１温度Ｔ１又は第２温度Ｔ２（図３Ａ及び図３Ｂ））を認識することができる。
図５Ａ及び図５Ｂにおいて、温度信号ＴＥＭＰは、２個の異なる温度をそれぞれ示すために温度の高低のみを示す信号（例えば、１ビット信号）であり得、また多様な温度を示すことができる信号（例えば、マルチビット信号）でもあり得る。
以下、図５Ａ及び図５Ｂの説明において、重複内容は省略する。
【００３７】
図５Ａを参照すると、システム１０ｃは、オシレータ制御回路１００ｃ及びオシレータ２００ｃを含み、オシレータ制御回路１００ｃは、ＺＴＣ推定器１２０ｃ及びバイアス回路１４０ｃを含む。
図５Ａに示すように、ＺＴＣ推定器１２０ｃは、システム１０ｃの外部から受信する温度信号ＴＥＭＰに基づいて、オシレータ２００ｃの温度を認識することができる。
例えば、システム１０ｃ又はオシレータ２００ｃが製造される過程において、ＺＴＣ推定器１２０ｃは、製造設備などから、オシレータ２００ｃの温度を示す温度信号ＴＥＭＰを受信することができる。
該製造設備は、ＺＴＣ推定器１２０ｃのＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）の計算のために、システム１０ｃ又はオシレータ２００ｃを第１温度Ｔ１に維持し、第１温度Ｔ１を示す温度信号ＴＥＭＰを、ＺＴＣ推定器１２０ｃに提供する。
【００３８】
ＺＴＣ推定器１２０ｃは、温度信号ＴＥＭＰから第１温度Ｔ１を認識することができ、電源電圧ＶＤＤが、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成し、第１周波数Ｆ１及び第２周波数Ｆ２を取得する。
その次に、該製造設備は、システム１０ｃ又はオシレータ２００ｃを第２温度Ｔ２に維持し、第２温度Ｔ２を示す温度信号ＴＥＭＰを、ＺＴＣ推定器１２０ｃに提供する。
ＺＴＣ推定器１２０ｃは、温度信号ＴＥＭＰから第２温度Ｔ２を認識することができ、第３周波数Ｆ３及び第４周波数Ｆ４を取得する。
【００３９】
図５Ｂを参照すると、システム１０ｄは、オシレータ制御回路１００ｄ、オシレータ２００ｄ、及び温度センサ３００ｄを含む。
温度センサ３００ｄは、オシレータ２００ｄに隣接するように配置され、オシレータ２００ｄの温度を感知し、温度信号ＴＥＭＰを出力する。
すなわち、図５Ａの例示と異なって、図５Ｂの例示においては、ＺＴＣ推定器１２０ｄは、システム１０ｄの内部で生成された温度信号ＴＥＭＰを受信することができる。
図５Ｂに示すように、システム１０ｄが温度センサ３００ｄを含み、ＺＴＣ推定器１２０ｄが温度センサ３００ｄから温度信号ＴＥＭＰを受信する場合、ＺＴＣ推定器１２０ｄは、動的にＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を計算することができる。
【００４０】
例えば、システム１０ｄが製造されて出荷された後でも、ＺＴＣ推定器１２０ｄは、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を計算することができる。
その場合、図１４を参照して後述するように、ＺＴＣ推定器１２０ｄは、第１周波数Ｆ１及び第２周波数Ｆ２を取得した第１温度Ｔ１と、第３周波数Ｆ３及び第４周波数Ｆ４を取得する第２温度Ｔ２との差を評価することができ、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２の差が基準値より高い場合、第３周波数Ｆ３及び第４周波数Ｆ４を取得するための動作を遂行する。
【００４１】
図６Ａは、本発明の第４の実施形態によるシステムのブロック図であり、図６Ｂは、本発明の第５の実施形態によるシステムのブロック図である。
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、オシレータ制御回路１００ｅ、１００ｆは、周波数制御器１６０ｅ、１６０ｆを含み、オシレータ２００ｅ、２００ｆは、周波数制御器１６０ｅ、１６０ｆが出力する周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）により、振動信号ＯＳＣの周波数を調節することができる。
以下、図６Ａ及び図６Ｂの説明において、重複内容は省略する。
【００４２】
前述のように、ＺＴＣ推定器１２０ｅ、１２０ｆにおいてＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）が計算され、電源電圧ＶＤＤがＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）である場合、振動信号ＯＳＣの周波数は、図３Ａ及び図３Ｂの「Ｆ＿ＺＴＣ」でもある。
制御回路１００ｅ、１００ｆは、振動信号ＯＳＣを受信して動作する機能ブロックが、所望周波数と「Ｆ＿ＺＴＣ」との差を補償するために、図６Ａ及び図６Ｂに示しているように、周波数制御器１６０ｅ、又は周波数制御器１６０ｆを含む。
【００４３】
図６Ａを参照すると、システム１０ｅは、オシレータ制御回路１００ｅ及びオシレータ２００ｅを含み、オシレータ制御回路１００ｅは、ＺＴＣ推定器１２０ｅ、バイアス回路１４０ｅ、及び周波数制御器１６０ｅを含む。
周波数制御器１６０ｅは、ＺＴＣ推定器１２０ｅから推定信号ＥＳＴを受信し、またオシレータ２００ｅから、振動信号ＯＳＣを受信して、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を生成し、オシレータ２００ｅに提供する。
ＺＴＣ推定器１２０ｅは、オシレータ２００ｅのＺＴＣ条件を推定する間、活性化された推定信号ＥＳＴを出力する。
【００４４】
例えば、ＺＴＣ推定器１２０ｅは、電源電圧ＶＤＤが、第１電圧Ｖ１〜第４電圧Ｖ４それぞれになるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を出力し、第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４を取得し、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を計算し、電源電圧ＶＤＤがＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を出力するまで、活性化された推定信号ＥＳＴを出力する。
ＺＴＣ推定器１２０ｅは、電源電圧ＶＤＤがＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を出力した後、非活性化された推定信号ＥＳＴを出力する。
【００４５】
周波数制御器１６０ｅは、推定信号ＥＳＴを受信し、活性化された推定信号ＥＳＴに応答して周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を変更しない。
例えば、周波数制御器１６０ｅは、活性化された推定信号ＥＳＴに応答し、予め設定された値（または、レベル）を有する周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を出力する。
すなわち、ＺＴＣ推定器１２０ｅがオシレータ２００ｅのＺＴＣ条件を推定する間、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）が一定に維持されることにより、オシレータ２００ｅのＺＴＣ条件が正確に推定される。
【００４６】
周波数制御器１６０ｅは、非活性化された推定信号ＥＳＴに応答し、振動信号ＯＳＣの周波数が目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）になるように、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を生成して出力する。
周波数制御器１６０ｅは、図６Ａに示しているように、システム１０ｅ外部から、目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）を受信することもでき、周波数制御器１６０ｅ内部に、目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）を保存することもでき、システム１０ｅ内部の他の構成要素（例えば、振動信号ＯＳＣを受信する機能ブロック）から、目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）を受信することもできる。
【００４７】
図６Ｂを参照すると、システム１０ｆは、オシレータ制御回路１００ｆ及びオシレータ２００ｆを含み、オシレータ制御回路１００ｆは、ＺＴＣ推定器１２０ｆ、バイアス回路１４０ｆ、周波数制御器１６０ｆ、及び周波数検出器１８０ｆを含む。
周波数検出器１８０ｆは、振動信号ＯＳＣを受信し、振動信号ＯＳＣの周波数を検出することにより、周波数検出信号ＦＲＥを生成して出力する。
ＺＴＣ推定器１２０ｆ及び周波数制御器１６０ｆは、振動信号ＯＳＣの周波数に基づいて動作し、それにより、振動信号ＯＳＣの周波数を検出する構成要素、すなわち、周波数検出器１８０ｆを共有することにより、オシレータ制御回路１００ｆが効率的に設計される。
例えば、周波数検出器１８０ｆは、カウンタを含み、一定時間の間、振動信号ＯＳＣの立上がりエッジ（または、立下りエッジ）をカウントすることにより、振動信号ＯＳＣの周波数を検出することができ、周波数検出信号ＦＲＥを生成することができる。
【００４８】
図７は、図６Ａ及び図６Ｂの周波数制御器１６０ｅ、１６０ｆの動作を示すグラフである。
図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明したように、周波数制御器１６０ｅ、１６０ｆは、ＺＴＣ推定器１２０ｅ、１２０ｆが、オシレータ２００ｅ、２００ｆのＺＴＣ条件推定が完了した後、非活性化された推定信号ＥＳＴに応答し、振動信号ＯＳＣの周波数を調節する。
以下、図７を、図６Ａを参照して説明する。
【００４９】
図７を参照すると、オシレータ２００ｅがＺＴＣ条件にない場合、点線３０のように、振動信号ＯＳＣの周波数は、温度が高くなるほど低下する。
しかし、オシレータ２００ｅが、ＺＴＣ推定器１２０ｅによって推定されたＺＴＣ条件にある場合、すなわち、電源電圧ＶＤＤがＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）である場合、実線３１のように、振動信号ＯＳＣの周波数は、温度変動にもかかわらず、「Ｆ＿ＺＴＣ」に維持される。
周波数制御器１６０ｅは、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を介して、実線３２のように、振動信号ＯＳＣの周波数を「Ｆ＿ＺＴＣ」から「Ｆ＿ＴＡＲ」に移動させることができ、振動信号ＯＳＣの周波数は、温度変動にもかかわらず、「Ｆ＿ＴＡＲ」にも維持され得る。
すなわち、オシレータ２００ｅに供給される電源電圧ＶＤＤは、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）に維持されるので、オシレータ２００ｅに含まれたトランジスタは、ＺＴＣ条件にあり、それにより、周波数制御器１６０ｅが生成した周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）によって振動信号ＯＳＣの周波数が変動されても、「Ｆ＿ＴＡＲ」にも維持される。
【００５０】
図８Ａは、本発明の一実施形態によるオシレータ２００’  の構成を示す回路図であり、図８Ｂは、図８Ａのオシレータ２００’の一部構成を示す回路図である。
図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明したように、オシレータ２００’は、電源電圧ＶＤＤが供給され、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を受信し、振動信号ＯＳＣを出力する。
本発明の一実施形態により、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）は、デジタル信号でもあり得、オシレータ２００’は、デジタル制御オシレータ（ＤＣＯ：ｄｉｇｉｔａｌｌｙ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）でもあり得る。
【００５１】
例えば、図８Ａに示すように、オシレータ２００’は、リングオシレータ（ｒｉｎｇ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）であり、直列接続され、電源電圧ＶＤＤを供給される複数のインバータを含む。
また、オシレータ２００’は、入力と出力とがそれぞれ接続された、並列接続された複数のインバータを含んでもよい。
図８Ａを参照すると、オシレータ２００’は、３個の並列接続されたインバータをそれぞれ含む３個のステージで構成される。
例えば、第１ステージ２１０’は、並列接続された３個のインバータ（２１１’、２１２’、２１３’）を含む。
たとえ図８Ａが３個のインバータを含むステージ、及び３個のステージで構成されたオシレータ２００’を示すとしても、ステージに含まれるインバータの個数、及びオシレータを構成するステージの個数は、図８Ａに示したものと異なってもよいという点が理解されるであろう。
【００５２】
複数のインバータそれぞれは、イネーブル端子を有することができ、該イネーブル端子に印加されるイネーブル信号によって、動作（すなわち、入力信号を反転させて出力させること）してもよく、動作しなくともよい。
例えば、図８Ｂを参照して後述するように、インバータ２１１’は、活性化されたイネーブル信号ＥＮ１１に応答し、入力信号Ｘを反転させた出力信号Ｙを出力することができる一方、非活性化されたイネーブル信号ＥＮ１１に応答し、出力信号Ｙが出力される端子をフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させることができる。
【００５３】
図８Ａに示すように、複数のインバータは、個別的なイネーブル信号を受信し、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）により、イネーブル信号それぞれの活性化及び非活性化を決定する。
このように、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）により、複数のインバータのうち動作するインバータの個数及び種類が変更され、それにより、ステージそれぞれでの信号の遅延時間が変更されることにより、振動信号ＯＳＣの周波数が変更される。
すなわち、振動信号ＯＳＣの周波数は、デジタル制御される。
【００５４】
図８Ｂは、図８Ａのオシレータ２００’の第１ステージ２１０’部分の回路図である。
図８Ｂに示すように、第１ステージ２１０’は、３個のインバータ（２１１’、２１２’、２１３’）を含み、３個のインバータ（２１１’、２１２’、２１３’）の入力は、互いに接続され、３個のインバータ（２１１’、２１２’、２１３’）の出力も、互いに接続される。
３個のインバータ（２１１’、２１２’、２１３’）それぞれは、直列接続されたＭＯＳトランジスタを含む。
すなわち、３個のインバータ（２１１’、２１２’、２１３’）それぞれは、入力信号の反転のために直列接続されたＮＭＯＳトランジスタ及びＰＭＯＳトランジスタを含み、イネーブル信号が印加されるゲートを有するＮＭＯＳトランジスタ、及び反転されたイネーブル信号が印加されるゲートを有するＰＭＯＳトランジスタを含む。
【００５５】
図８Ａを参照して説明したように、３個のインバータ（２１１’、２１２’、２１３’）は、異なる大きさを有することができる。
例えば、図８Ｂに示すように、インバータ２１２’に含まれるトランジスタは、インバータ２１３’に含まれるトランジスタより大きくなり、インバータ２１１’に含まれるトランジスタは、インバータ２１２’に含まれるトランジスタよりも大きくなる。
大きいインバータ、すなわち、大きいトランジスタを含むインバータは、相対的に信号の短い遅延時間を有することができ、それにより、インバータ（２１１’、２１２’、２１３’）それぞれの信号の遅延時間が異なる。
第１ステージ２１０’が異なる大きさのインバータ（２１１’、２１２’、２１３’）を含み、インバータ（２１１’、２１２’、２１３’）がイネーブル信号（ＥＮ１１、ＥＮ２１、ＥＮ３１）によって個別的に制御されることにより、第１ステージ２１０’は、多様な遅延時間を有することができる。
【００５６】
図９は、本発明の他の実施形態によるオシレータ２００”の概略構成を示すブロック図である。
図９に示すように、オシレータ２００”は、直列接続されたインバータ（２１０”、２２０”、２３０”）、及びインバータ（２１０”、２２０”、２３０”）の出力にそれぞれ接続された可変キャパシタンス回路（２４０”、２５０”、２６０”）を含む。
オシレータ２００”は、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）に基づいて、インバータ（２１０”、２２０”、２３０”）の負荷キャパシタンスを調節することにより、振動信号ＯＳＣの周波数を調節することができる。
すなわち、インバータ（２１０”、２２０”、２３０”）の負荷キャパシタンスが上昇するほど、信号の遅延時間は延長され、振動信号ＯＳＣの周波数が低下する。
図９に示すように、可変キャパシタンス回路（２４０”、２５０”、２６０”）は、インバータ（２１０”、２２０”、２３０”）の出力ごとにも接続され、図９に示したものと異なるように、可変キャパシタンス回路は、インバータの出力のうち一部にだけ接続され得る。
【００５７】
図９に示すように、可変キャパシタンス回路２４０”は、キャパシタ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）、及びキャパシタ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）とそれぞれ直列接続され、スイッチ制御信号（ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３）によってそれぞれ制御されるスイッチを含み得る。
周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）によって、スイッチ制御信号（ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３）それぞれの活性化の有無が決定され、インバータ２１０”の負荷キャパシタンスは、スイッチ制御信号（ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３）によっても決定される。
また、可変キャパシタンス回路２４０”に含まれるキャパシタ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）のキャパシタンスは、異なってもよい。
一実施形態において、可変キャパシタンス回路２４０”に含まれたキャパシタ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）は、温度係数が低い、例えば、金属キャパシタ（ｍｅｔａｌ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）であり得る。
【００５８】
図１０は、本発明の一実施形態による図６Ｂのシステムにおける信号のタイミング図である。
前述のように、デジタル演算を通して、オシレータ２００ｆのＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）が決定され、オシレータ２００ｆが出力する振動信号ＯＳＣの周波数は、デジタル制御される。
たとえ、図６Ｂが温度信号ＴＥＭＰを図に示していないにしても、図１０の説明において、図６ＢのＺＴＣ推定器１２０ｆは、オシレータ２００ｆの温度を示す温度信号ＴＥＭＰを受信すると仮定される。
【００５９】
以下、図１０を、図６Ｂを参照して説明する。
時刻ｔ１１〜時刻ｔ２３において、ＺＴＣ推定器１２０ｆは、オシレータ２００ｆのＺＴＣ条件を推定するための動作を遂行し、活性化された推定信号ＥＳＴを出力する。
すなわち、ＺＴＣ推定器１２０ｆは、オシレータ２００ｆのＺＴＣ条件推定を始めるときから完了するまで（例えば、時刻ｔ２３まで）、活性化された推定信号ＥＳＴを維持する。
活性化された推定信号ＥＳＴに応答し、周波数制御器１６０ｆは、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）の値を「ＦＣ０」に維持する。
【００６０】
時刻ｔ１１において、第１温度Ｔ１であるオシレータ２００ｆに起因し、温度信号ＴＥＭＰは、第１温度Ｔ１を示す。
ＺＴＣ推定器１２０ｆは、温度信号ＴＥＭＰを介して、第１温度Ｔ１を認識し、電源電圧ＶＤＤが第１電圧Ｖ１になるように、「ＶＣ１」であるバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を出力する。
バイアス回路１４０ｆは、「ＶＣ１」であるバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）に応答し、第１電圧Ｖ１である電源電圧ＶＤＤを出力する。
第１電圧Ｖ１である電源電圧ＶＤＤ、及び「ＦＣ０」である周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）に起因し、オシレータ２００ｆは、第１周波数Ｆ１を有する振動信号ＯＳＣを出力する。
周波数検出器１８０ｆは、振動信号ＯＳＣの周波数を検出することにより、第１周波数Ｆ１を示す周波数検出信号ＦＲＥを出力する。
ＺＴＣ推定器１２０ｆは、周波数検出器１８０ｆから受信した周波数検出信号ＦＲＥにより、第１周波数Ｆ１を、例えば、第１保存素子１２１ａ（図４Ａ）に保存する。
【００６１】
時刻ｔ１２において、ＺＴＣ推定器１２０ｆは、電源電圧ＶＤＤが第２電圧Ｖ２になるように、「ＶＣ２」であるバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を出力する。
バイアス回路１４０ｆは、「ＶＣ２」であるバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）に応答し、第２電圧Ｖ２である電源電圧ＶＤＤを出力する。
第２電圧Ｖ２である電源電圧ＶＤＤ、及び「ＦＣ０」である周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）に起因し、オシレータ２００ｆは、第２周波数Ｆ２を有する振動信号ＯＳＣを出力する。
周波数検出器１８０ｆは、振動信号ＯＳＣの周波数を検出することにより、第２周波数Ｆ２を示す周波数検出信号ＦＲＥを出力する。
ＺＴＣ推定器１２０ｆは、周波数検出器１８０ｆから受信した周波数検出信号ＦＲＥにより、第２周波数Ｆ２を、例えば、第２保存素子１２２ａ（図４Ａ）に保存する。
【００６２】
時刻ｔ２１において、第２温度Ｔ２であるオシレータ２００ｆに起因し、温度信号ＴＥＭＰは、第２温度Ｔ２を示す。
ＺＴＣ推定器１２０ｆは、温度信号ＴＥＭＰを介して、第２温度Ｔ２を認識し、電源電圧ＶＤＤが第３電圧Ｖ３になるように、「ＶＣ３」であるバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を出力する。
バイアス回路１４０ｆは、「ＶＣ３」であるバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）に応答し、第３電圧Ｖ３である電源電圧ＶＤＤを出力する。
第３電圧Ｖ３である電源電圧ＶＤＤ、及び「ＦＣ０」である周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）に起因し、オシレータ２００ｆは、第３周波数Ｆ３を有する振動信号ＯＳＣを出力する。
周波数検出器１８０ｆは、振動信号ＯＳＣの周波数を検出することにより、第３周波数Ｆ３を示す周波数検出信号ＦＲＥを出力する。
ＺＴＣ推定器１２０ｆは、周波数検出器１８０ｆから受信した周波数検出信号ＦＲＥにより、第３周波数Ｆ３を、例えば、第３保存素子１２３ａ（図４Ａ）に保存する。
【００６３】
時刻ｔ２２において、ＺＴＣ推定器１２０ｆは、電源電圧ＶＤＤが第４電圧Ｖ４になるように、「ＶＣ４」であるバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を出力する。
バイアス回路１４０ｆは、「ＶＣ４」であるバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）に応答し、第４電圧Ｖ４である電源電圧ＶＤＤを出力する。
第４電圧Ｖ４である電源電圧ＶＤＤ、及び「ＦＣ０」である周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）に起因し、オシレータ２００ｆは、第４周波数Ｆ４を有する振動信号ＯＳＣを出力する。
周波数検出器１８０ｆは、振動信号ＯＳＣの周波数を検出することにより、第４周波数Ｆ４を示す周波数検出信号ＦＲＥを出力する。
ＺＴＣ推定器１２０ｆは、周波数検出器１８０ｆから受信した周波数検出信号ＦＲＥにより、第４周波数Ｆ４を、例えば、第４保存素子１２４ａ（図４Ａ）に保存する。
【００６４】
時刻ｔ２３において、ＺＴＣ推定器１２０ｆは、第１電圧Ｖ１〜第４電圧Ｖ４、及び第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４に基づいて、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を計算し、電源電圧ＶＤＤがＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）になるように、「ＶＣ＿ＺＴＣ」であるバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を出力する。
また、ＺＴＣ推定器１２０ｆは、オシレータ２００ｆのＺＴＣ条件推定が完了したので、非活性化された推定信号ＥＳＴを出力する。
バイアス回路１４０ｆは、「ＶＣ＿ＺＴＣ」であるバイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）に応答し、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）である電源電圧ＶＤＤを出力する。
ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）である電源電圧ＶＤＤ、及び「ＦＣ０」である周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）に起因し、オシレータ２００ｆは、「Ｆ＿ＺＴＣ」の周波数を有する振動信号ＯＳＣを出力する。
周波数検出器１８０ｆは、振動信号ＯＳＣの周波数を検出することにより、「Ｆ＿ＺＴＣ」を示す周波数検出信号ＦＲＥを出力する。
ＺＴＣ推定器１２０ｆは、電源電圧ＶＤＤがＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）から維持されるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を「ＶＣ＿ＺＴＣ」に維持する。
【００６５】
時刻ｔ２４において、周波数制御器１６０ｆは、振動信号ＯＳＣの周波数「Ｆ＿ＺＴＣ」を、目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）に変更するための動作を開始する。
すなわち、周波数制御器１６０ｆは、非活性化された推定信号ＥＳＴに応答し、「ＦＣ１」である周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を出力し、オシレータ２００ｆは、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）である電源電圧、及び「ＦＣ１」である周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）に起因し、「Ｆ１１」の周波数を有する振動信号ＯＳＣを出力する。
周波数検出器１８０ｆは、振動信号ＯＳＣの周波数を検出することにより、「Ｆ１１」を示す周波数検出信号ＦＲＥを出力する。
周波数制御器１６０ｆは、周波数検出器１８０ｆから受信した周波数検出信号ＦＲＥにより、周波数「Ｆ１１」を認識し、目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）と比較することにより、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）の次の値（すなわち、「ＦＣ２」）を決定する。
【００６６】
同様に、時刻ｔ２５、ｔ２６、ｔ２７それぞれにおいて、周波数制御器１６０ｆは、周波数検出器１８０ｆから受信した周波数検出信号ＦＲＥに基づいて、振動信号ＯＳＣの周波数が、目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）になるように、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）の値を調節する。
【００６７】
時刻ｔ２８において、周波数制御器１６０ｆは、「ＦＣ＿ＴＡＲ」である周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を出力し、オシレータ２００ｆは、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）である電源電圧、及び「ＦＣ＿ＴＡＲ」である周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）に起因し、目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）を有する振動信号ＯＳＣを出力する。
周波数検出器１８０ｆは、振動信号ＯＳＣの周波数を検出することにより、目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）を認識し、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を「ＦＣ＿ＴＡＲ」に維持する。
【００６８】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の一実施形態による図１のＺＴＣ推定器１２０の動作について説明するためのグラフ及び表である。
図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明したところと類似して、ＺＴＣ推定器１２０は、第１ライン４１及び第２ライン４２の交差点「Ｚ」から、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を計算することができる。
以下、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して説明するように、ＺＴＣ推定器１２０は、第１ライン４１及び第２ライン４２から導出された交差点「Ｚ」に基づいて、オシレータ２００の非線形的な特性を補償する動作を追加して遂行することができる。
図３Ｂと類似して、図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、第１電圧Ｖ１及び第３電圧Ｖ３は一致し、第２電圧Ｖ２及び第４電圧Ｖ４は一致する。
【００６９】
図１１Ａを参照すると、交差点「Ｚ」は、点「Ａ」、「Ｂ」を結ぶ直線４１、及び点「Ｃ」、「Ｄ」を結ぶ直線４２から計算される一方、図１１Ａに示すように、オシレータ２００の電源電圧ＶＤＤによる振動信号ＯＳＣの周波数特性は、非線形的である。
それにより、検出された４点「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」から計算された交差点「Ｚ」は、ＺＴＣポイント、すなわち、第１温度Ｔ１の特性曲線４１’と、第２温度Ｔ２の特性曲線４２’とが交差する地点と異なってもよい。
【００７０】
検出された４点「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」間の間隔が狭いほど、すなわち、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差が減少するほど、交差点「Ｚ」と、実際ＺＴＣポイントとの差が減少する。
後述するように、ＺＴＣ推定器１２０は、検出された４点「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」から計算された交差点「Ｚ」に基づいて、新しい４点「Ａ’」、「Ｂ’」、「Ｃ’」、「Ｄ」」を検出することができ、新しい４点「Ａ’」、「Ｂ’」、「Ｃ’」、「Ｄ’」から、実際ＺＴＣポイントと実質的に同一であるか、あるいは実際ＺＴＣポイントとの誤差が減少された交差点「Ｚ’」を計算することができる。
【００７１】
本発明の一実施形態によるＺＴＣ推定器１２０は、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２それぞれにおいて、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２を利用して、４点「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」を検出し、検出された４点「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」から交差点「Ｚ」を計算する。
その次に、ＺＴＣ推定器１２０は、交差点「Ｚ」に対応する電圧（Ｖ＿Ｚ）と第１電圧Ｖ１との間の第５電圧Ｖ５、及び交差点「Ｚ」に対応する電圧（Ｖ＿Ｚ）と第２電圧Ｖ２との間の第６電圧Ｖ６、を計算する。
ＺＴＣ推定器１２０は、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２それぞれにおいて、第５電圧Ｖ５及び第６電圧Ｖ６を利用して、第５周波数Ｆ５〜第８周波数Ｆ８を検出し、検出された４点「Ａ’」、「Ｂ’」、「Ｃ’」、「Ｄ’」から、交差点「Ｚ’」を計算する。
図１１Ａに示すように、検出された４点「Ａ’」、「Ｂ’」、「Ｃ’」、「Ｄ’」は、以前の４点「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」より狭い間隔を有することができ、それにより、交差点「Ｚ’」は、交差点「Ｚ」よりＺＴＣポイントにさらに近接する。
それにより、ＺＴＣ推定器１２０は、交差点「Ｚ’」に対応する電圧を、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）として決定する。
【００７２】
図１１Ｂを参照すると、ＺＴＣ推定器１２０は、４点「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」を検出するときと異なる温度において、新しい４点「Ａ”」、「Ｂ”」、「Ｃ”」、「Ｄ”」を検出することができる。
すなわち、図１１Ｂに示すように、ＺＴＣ推定器１２０は、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２それぞれにおいて、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２を利用して、４点「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」を検出し、検出された４点「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」から、交差点「Ｚ」を計算し、交差点「Ｚ」に対応する電圧（Ｖ＿Ｚ）に基づいて、第５電圧Ｖ５及び第６電圧Ｖ６を計算する。
その次に、ＺＴＣ推定器１２０は、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２と異なる第３温度Ｔ３及び第４温度Ｔ４それぞれにおいて、第５電圧Ｖ５及び第６電圧Ｖ６を利用して、第５周波数Ｆ５〜第８周波数Ｆ８を検出し、検出された４点「Ａ”」、「Ｂ”」、「Ｃ”」、「Ｄ”」から、交差点「Ｚ”」を計算する。
【００７３】
図２、図３Ａ、及び図３Ｂなどを参照して説明したように、オシレータ２００は、ＺＴＣポイントにおいて、電源電圧ＶＤＤ及び振動信号ＯＳＣの周波数は、温度と拘わりなく一定であるので、第３温度Ｔ３及び第４温度Ｔ４それぞれにおいて検出された４点「Ａ”」、「Ｂ”」、「Ｃ”」、「Ｄ”」から計算された交差点「Ｚ”」も、有効である。
すなわち、図１１Ｂの第３温度Ｔ３の特性曲線４３、及び第４温度Ｔ４の特性曲線４４だけではなく、図１１Ａの第１温度Ｔ１の特性曲線４１’、及び第２温度Ｔ２の特性曲線４２’は、いずれもＺＴＣポイントで交差する。
【００７４】
図１２は、本発明の一実施形態によるオシレータを制御する方法を説明するためのフローチャートである。
図１２に示すように、オシレータを制御する方法は、複数の段階（Ｓ２００、Ｓ４００、Ｓ６００）を含み、例えば、図１のＺＴＣ推定器１２０によっても遂行される。
以下、図１２を、図１を参照して説明する。
【００７５】
まず、段階Ｓ２００において、オシレータ２００の電源電圧ＶＤＤを制御し、振動信号ＯＳＣの周波数を取得する動作を遂行する。
オシレータ２００が出力する振動信号ＯＳＣの周波数は、オシレータ２００に供給される電源電圧ＶＤＤの大きさによって変動し、ＺＴＣ推定器１２０は、多様な大きさの電源電圧ＶＤＤをオシレータ２００に供給し、振動信号ＯＳＣの周波数を取得することができる。
段階Ｓ２００に関わる詳細な内容は、図１３を参照して後述する。
【００７６】
次に、段階Ｓ４００において、電源電圧ＶＤＤ及び振動信号ＯＳＣの周波数に基づいて、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を推定する動作を遂行する。
例えば、ＺＴＣ推定器１２０は、オシレータ２００の電源電圧、及び振動信号ＯＳＣの周波数が両軸であるグラフにおいて、互いに異なる第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２に対応する第１周波数Ｆ１及び第２周波数Ｆ２からラインを導出し、オシレータ２００の異なる温度においてそれぞれ導出されたラインが交差する交差点から、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を推定する。
【００７７】
次に、段階Ｓ６００において、電源電圧ＶＤＤがＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成する動作を遂行する。
オシレータ２００に、電源電圧ＶＤＤを供給するバイアス回路１４０は、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）に基づいて、電源電圧ＶＤＤの大きさを調節することができ、ＺＴＣ推定器１２０は、電源電圧ＶＤＤがＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成し、バイアス回路１４０に提供する。
それにより、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）である電源電圧ＶＤＤがオシレータ２００に供給され、オシレータ２００は、ＺＴＣ条件において、温度変動と拘わりなく、一定周波数の振動信号ＯＳＣを出力することができる。
【００７８】
図１３は、本発明の一実施形態による図１２の段階Ｓ２００及び段階Ｓ４００の詳細な例示を説明するためのフローチャートである。
図１２を参照して説明したように、段階Ｓ２００ａにおいて、オシレータの電源電圧を制御し、振動信号の周波数を取得する動作を遂行し、段階Ｓ４００ａにおいて、電源電圧及び振動信号の周波数に基づいて、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を推定する動作を遂行する。
本発明の一実施形態による図１３の段階（Ｓ２００ａ，Ｓ４００ａ）は、図５Ａ及び図５ＢのＺＴＣ推定器１２０ｃ、１２０ｄによって遂行され、以下、図１３は、図３Ａ及び図５Ａを参照して説明する。
【００７９】
図１３を参照すると、段階Ｓ２００ａは、複数の段階（Ｓ２２０、Ｓ２４０、Ｓ２６０、Ｓ２８０）を含む。
段階Ｓ２２０において、温度信号ＴＥＭＰから第１温度Ｔ１を認識する動作を遂行する。
ＺＴＣ推定器１２０ｃは、システム１０ｃの外部から受信した（または、図５Ｂに示したように、システム１０ｄの内部で生成）温度信号ＴＥＭＰから、オシレータ２００ｃの第１温度Ｔ１を認識する。
【００８０】
段階Ｓ２４０において、異なる時点において、電源電圧ＶＤＤを第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２で制御し、第１周波数Ｆ１及び第２周波数Ｆ２を取得する動作を遂行する。
例えば、ＺＴＣ推定器１２０ｃは、電源電圧ＶＤＤが第１電圧Ｖ１になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成し、振動信号ＯＳＣの第１周波数Ｆ１を取得する。
その次に、ＺＴＣ推定器１２０ｃは、電源電圧ＶＤＤが第２電圧Ｖ２になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成し、振動信号ＯＳＣの第２周波数Ｆ２を取得する。
【００８１】
段階Ｓ２６０において、温度信号ＴＥＭＰから第２温度Ｔ２を認識する動作を遂行する。
第２温度Ｔ２は、第１温度Ｔ１と異なり、図１４を参照して後述するように、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との差は、予め設定された値よりも大きくする。
ＺＴＣ推定器１２０ｃは、第２温度Ｔ２を認識することにより、第１温度Ｔ１で導出されたオシレータ２００ｃの電源電圧ＶＤＤによる振動信号ＯＳＣの周波数特徴（例えば、図３Ａの第１ライン２１）と異なる特徴（例えば、図３Ａの第２ライン２２）を導出するための動作を開始する。
【００８２】
段階Ｓ２８０において、異なる時点において、電源電圧ＶＤＤを第３電圧Ｖ３及び第４電圧Ｖ４で制御し、第３周波数Ｆ３及び第４周波数Ｆ４を取得する動作を遂行する。
例えば、ＺＴＣ推定器１２０ｃは、電源電圧ＶＤＤが第３電圧Ｖ３になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成し、振動信号ＯＳＣの第３周波数Ｆ３を取得する。
その次に、ＺＴＣ推定器１２０ｃは、電源電圧ＶＤＤが第４電圧Ｖ４になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成し、振動信号ＯＳＣの第４周波数Ｆ４を取得する。
一実施形態において、第１電圧Ｖ１及び第３電圧Ｖ３は一致し、第２電圧Ｖ２及び第４電圧Ｖ４は一致し得る。
【００８３】
段階Ｓ４００ａにおいて、第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４、及び第１電圧Ｖ１〜第４電圧Ｖ４に基づいて、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を計算する動作を遂行する。
例えば、図３Ａに示したように、ＺＴＣ推定器１２０ｃは、第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４、及び第１電圧Ｖ１〜第４電圧Ｖ４から、第１ライン２１及び第２ライン２２を導出し、第１ライン２１及び第２ライン２２の交差点「Ｚ」をＺＴＣポイントとして計算する。
ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）は、交差点「Ｚ」に対応する電圧である。
【００８４】
図１４は、本発明の一実施形態による図１３の段階Ｓ２６０の詳細な例示（Ｓ２６０’）を説明するためのフローチャートである。
図１３を参照して説明したように、段階Ｓ２６０’において、温度信号ＴＥＭＰから、第２温度Ｔ２を認識する動作を遂行する。
図１４を参照すると、段階Ｓ２６０’は、段階Ｓ２６１及び段階Ｓ２６２を含む。
以下、図１４は、図５Ａを参照して説明する。
【００８５】
段階Ｓ２６１において、温度信号ＴＥＭＰから第２温度Ｔ２を抽出する動作を遂行する。
図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明したように、温度信号ＴＥＭＰは、オシレータ２００ｃの多様な温度を示す信号である。
例えば、温度信号ＴＥＭＰは、複数のビットを含み、複数の信号ラインを介して、並列的（パラレル）にＺＴＣ推定器１２０ｃに受信されるか、あるいは１本の信号ラインを介して、直列的（シリアル）にＺＴＣ推定器１２０ｃに受信される。
ＺＴＣ推定器１２０ｃは、温度信号ＴＥＭＰから、温度信号ＴＥＭＰが示す第２温度Ｔ２を抽出する。
【００８６】
段階Ｓ２６２において、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との差と基準値を比較する動作を遂行する。
図３Ａを参照すると、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との差が小さい場合、導出された第１ライン２１及び第２ライン２２の勾配差が小さい。
他方、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との差が十分に大きい場合、導出された第１ライン２１及び第２ライン２２の勾配差が大きくなり、それにより、第１ライン２１及び第２ライン２２の交差点「Ｚ」がＺＴＣポイントにさらに近接する。
従って、ＺＴＣ推定器１２０ｃは、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との差を基準値と比較することにより、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との差が基準値より小さい場合、段階Ｓ２６１において、新しい温度信号ＴＥＭＰから第２温度Ｔ２を抽出する動作をさらに遂行する。
他方、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との差が基準値より大きい場合、抽出された第２温度Ｔ２で後続する動作（例えば、図１３の段階Ｓ２８０）を遂行する。
【００８７】
図１５は、本発明の他の実施形態によるオシレータを制御する方法を説明するためのフローチャートである。
図１５に示すように、オシレータを制御する方法は、複数の段階（Ｓ１００ｂ、Ｓ２００ｂ、Ｓ４００ｂ、Ｓ６００ｂ、Ｓ７００ｂ）を含み、例えば、図６Ａ及び図６Ｂの制御回路１００ｅ、１００ｆによっても遂行される。
以下、図１５は、図６Ａを参照して説明する。
【００８８】
段階Ｓ１００ｂにおいて、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を一定に維持する動作を遂行する。
例えば、周波数制御器１６０ｅは、ＺＴＣ推定器１２０ｅから出力される活性化された推定信号ＥＳＴに応答し、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を一定に維持する。
すなわち、後続する段階において、オシレータ２００ｅのＺＴＣ条件が推定される間、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）が一定に維持されることにより、オシレータ２００ｅの電源電圧ＶＤＤによる振動信号ＯＳＣの周波数特性が検出され、それにより、オシレータ２００ｅのＺＴＣ条件が正確に推定される。
【００８９】
図１５の段階（Ｓ２００ｂ、Ｓ４００ｂ、Ｓ６００ｂ）は、図１２の段階（Ｓ２００、Ｓ４００、Ｓ６００）と、それぞれ同一であるか、あるいは類似している。
すなわち、ＺＴＣ推定器１２０ｅは、電源電圧ＶＤＤを制御することにより、振動信号ＯＳＣの複数の周波数を取得し、電源電圧ＶＤＤの大きさ及び複数の周波数に基づいて、オシレータ２００ｅのＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を推定する。
また、ＺＴＣ推定器１２０ｅは、電源電圧ＶＤＤがＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）になるように、バイアス制御信号（Ｖ＿ＣＴＲ）を生成して出力する。
【００９０】
段階Ｓ７００ｂにおいて、振動信号ＯＳＣが目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）を有するように、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を生成する動作を遂行する。
例えば、図７に示したように、電源電圧ＶＤＤがＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）であり、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）が、段階Ｓ１００ｂで設定された値であるとき、振動信号ＯＳＣの周波数（Ｆ＿ＺＴＣ）は、目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）と異なり得る。
それにより、周波数制御器１６０ｅは、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を生成し、オシレータ２００ｅに提供し、それによる振動信号ＯＳＣの周波数を取得することにより、振動信号ＯＳＣが目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）を有するように、周波数制御信号（Ｆ＿ＣＴＲ）を生成する。
それにより、オシレータ２００ｅは、ＰＶＴ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）変動に拘わりなく、目標周波数（Ｆ＿ＴＡＲ）を有する振動信号ＯＳＣを出力することができる。
【００９１】
図１６は、本発明のさらに他の実施形態によるオシレータを制御する方法を説明するためのフローチャートである。
図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して説明したように、オシレータの非線形的な特性を補償する動作を遂行する。
例えば、図１６の段階（Ｓ５１０、Ｓ５２０、Ｓ５４０、Ｓ５６０、Ｓ５８０、ＳＳ５９０）は、図１３の段階Ｓ４００ａが遂行された後で遂行され、図６Ａ及び図６Ｂの制御回路１００ｅ、１００ｆによっても遂行される。
以下、図１６は、図１１Ｂ及び図６Ａを参照して説明する。
【００９２】
段階Ｓ５１０において、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２及び交差点「Ｚ」に基づいて、第５電圧Ｖ５及び第６電圧Ｖ６を計算する動作を遂行する。
交差点「Ｚ」は、以前段階において、第１電圧Ｖ１〜第４電圧Ｖ４、及び第１周波数Ｆ１〜第４周波数Ｆ４から計算され、図１６の例示において、第１電圧Ｖ１及び第３電圧Ｖ３は一致し、第２電圧Ｖ２及び第４電圧Ｖ４は一致し得る。
第５電圧Ｖ５は、第１電圧Ｖ１と交差点「Ｚ」に対応する電圧（Ｖ＿Ｚ）との間にあり、第６電圧Ｖ６は、第２電圧Ｖ２と交差点「Ｚ」に対応する電圧（Ｖ＿Ｚ）との間にある。
【００９３】
図１３の段階（Ｓ２２０、Ｓ２４０、Ｓ２６０、Ｓ２８０）と類似して、図１６の段階（Ｓ５２０、Ｓ５４０、Ｓ５６０、Ｓ５８０）を遂行する。
すなわち、第３温度Ｔ３において、第５電圧Ｖ５及び第６電圧Ｖ６にそれぞれ対応する第５周波数Ｆ５及び第６周波数Ｆ６が取得し、第４温度Ｔ４において、第５電圧Ｖ５及び第６電圧Ｖ６にそれぞれ対応する第７周波数Ｆ７及び第８周波数Ｆ８が取得する。
一実施形態において、第３温度Ｔ３は、図１３の第１温度Ｔ１と一致し、第４温度Ｔ４は、図１３の第２温度Ｔ２と一致し得る。
【００９４】
段階Ｓ５９０において、第５周波数Ｆ５〜第８周波数Ｆ８、及び第５電圧Ｖ５及び第６電圧Ｖ６に基づいて、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）を計算する。
例えば、第５周波数Ｆ５及び第６周波数Ｆ６、並びに第５電圧Ｖ５及び第６電圧Ｖ６によって形成される第３温度Ｔ３のラインが抽出され、第７周波数Ｆ７及び第８周波数Ｆ８、並びに第５電圧Ｖ５及び第６電圧Ｖ６によって形成される第４温度Ｔ４のラインが抽出される。
第３温度Ｔ３のラインと第４温度Ｔ４のラインとの交差点「Ｚ”」が計算され、交差点「Ｚ”」は、段階Ｓ５１０の交差点「Ｚ」より、ＺＴＣポイントにさらに近接する。
それにより、交差点「Ｚ”」に対応する電圧を、ＺＴＣ電圧（Ｖ＿ＺＴＣ）として決定する。
【００９５】
図１７は、本発明の一実施形態によるオシレータ制御回路１１１０を含む集積回路１０００の概略構成を示すブロック図である。
図１７に示すように、集積回路１０００は、基準クロック生成器１１００、複数のＰＬＬ（ｐｈａｓｅ  ｌｏｃｋｅｄ  ｌｏｏｐ）（１２００、１３００、１４００）、及びクロック信号生成器１５００を含む。
【００９６】
基準クロック生成器１１００は、本発明の一実施形態によるオシレータ制御回路１１１０及びオシレータ１１２０を含む。
前述のように、本発明の一実施形態によるオシレータ制御回路１１１０は、オシレータ１１２０の電源電圧を制御し、オシレータ１１２０のＺＴＣ条件を推定し、オシレータ１１２０の出力信号が目標周波数を有するように、オシレータ１１２０を制御する。
それにより、オシレータ１１２０の出力信号は、工程、電圧、温度の変動に拘わりなく、一定周波数（すなわち、目標周波数）を有し、基準クロック信号ＣＬＫとしても使用される。
【００９７】
図１７に示すように、基準クロック信号ＣＬＫは、複数のＰＬＬ（１２００、１３００、１４００）にも供給され、本発明の一実施形態によるオシレータ制御回路１５１０及びオシレータ１５２０を含むクロック信号生成器１５００にも供給される。
例えば、オシレータ制御回路１５１０は、オシレータ１５２０の出力信号の周波数を検出する周波数検出器を含み、周波数検出器に含まれたカウンタは、基準クロック信号ＣＬＫのエッジをカウントした値、及びオシレータ１５２０の出力信号のエッジをカウントした値に基づいて、オシレータ１５２０の出力信号の周波数を検出することができる。
また、図１７に示すように、基準クロック生成器１１００によって生成された基準クロック信号ＣＬＫは、集積回路１０００の外部にも出力され、それにより、クリスタルオシレータなどが基準クロック信号生成器１１００で代替されることにより、空間が節約される。
【００９８】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、パルス関連の技術分野に関連するオシレータを含むすべての電子装置に好適に使用される。
【符号の説明】
【０１００】
１０、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ    システム
１００、１００ａ〜１００ｆ、１１１０、１５１０    （オシレータ）制御回路
１０２    出力端子
１０４    入力端子
１２０、１２０ａ〜１２０ｆ    ＺＴＣ推定器
１２１ａ〜１２４ａ、１２１ｂ〜１２４ｂ    （第１〜第４）保存素子
１２５ａ、１２５ｂ    演算回路
１４０、１４０ａ〜１４０ｆ    バイアス回路
１４２ａ、１４２ｂ    デジタル・アナログコンバータ（ＤＡＣ）
１４４ａ、１４４ｂ    バッファ
１６０ｂ    保存素子
１６０ｅ、１６０ｆ    周波数制御器
１８０ｆ    周波数検出器
２００、２００’、２００”２００ｃ〜２００ｆ、１１２０、１５２０    オシレータ
３００ｄ    温度センサ
１０００    集積回路
１１００    基準クロック生成器
１２００、１３００、１４００    ＰＬＬ
１５００    クロック信号生成器
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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