(57)【要約】発振器内の結晶共振周波数に近いパルス繰り返し率を有する結晶パルス化発振器は、より有用な始動エネルギーを結晶発振器回路に提供し、したがって、はるかに高速の始動時間を提供する。始動パルス化発振器は、数サイクルにわたって、または結晶発振器振幅が所望の値に増強されるまで起動する。パルス化発振器は、結晶共振周波数の約１／３〜約１／２の繰り返し率を有し、したがって、より有用な始動エネルギーを結晶発振器回路に提供し得る。
2018518901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部結晶と結合されるように構成された統合発振器であって、
前記外部結晶と結合された発振器回路と、
前記発振器回路に結合され、かつ始動エネルギーをそこにパルス化する、キック始動パルス発生器を備える、始動回路と
を備える、統合発振器。
【請求項２】
前記キック始動パルス発生器は、
コンデンサを充電する電流源と、
前記コンデンサと並列に結合された放電スイッチであって、前記電流源と前記コンデンサとの間のノードが、コンパレータの入力に結合され、その出力は、前記放電スイッチを制御する、放電スイッチと、
前記コンパレータによって制御され、前記発振器回路に結合されている、パルス化スイッチと
を備える、請求項１に記載の統合発振器。
【請求項３】
前記コンパレータは、ヒステリシスを有する、請求項１または請求項２に記載の統合発振器。
【請求項４】
所定の数のパルスが前記始動回路によって発生された後、前記始動回路をディスエーブルにする、デジタルカウンタをさらに備える、前記請求項のうちの１項に記載の統合発振器。
【請求項５】
所定の数のパルスは、約１６〜約３２パルスである、前記請求項のうちの１項に記載の統合発振器。
【請求項６】
所定の数のパルスは、約３２〜約６４パルスである、前記請求項のうちの１項に記載の統合発振器。
【請求項７】
前記キック始動パルス発生器の周波数は、前記外部結晶の中心周波数の約１／３〜約１／２である、前記請求項のうちの１項に記載の統合発振器。
【請求項８】
前記キック始動パルス発生器の周波数は、前記外部結晶の中心周波数の１／１０以内である、前記請求項のうちの１項に記載の統合発振器。
【請求項９】
前記キック始動パルス発生器の周波数は、前記外部結晶の帯域通過周波数以内である、前記請求項のうちの１項に記載の統合発振器。
【請求項１０】
前記請求項のうちの１項に記載の統合発振器を備える、マイクロコントローラ。
【請求項１１】
前記マイクロコントローラは、前記発振器回路が安定発振振幅を有した後、前記始動回路をオフにするように構成されている、請求項１０に記載のマイクロコントローラ。
【請求項１２】
前記マイクロコントローラは、前記マイクロコントローラが動作を始動させた後、所定の時間周期後に前記始動回路をオフにするように構成されている、請求項１０に記載のマイクロコントローラ。
【請求項１３】
前記発振器回路は、
供給電圧に結合された電流源と、
バイアス電圧に結合された第１のレジスタと、
前記第１のレジスタに結合された第１のコンデンサと、
前記第１のコンデンサに結合された第２のレジスタと、
前記電流源と、前記第１のコンデンサと、前記第１および第２のレジスタとに結合された第１のトランジスタと、
前記第１のコンデンサと前記第２のレジスタとに結合された第２のコンデンサと、
前記第２のレジスタと前記第１のトランジスタとに結合された第３のコンデンサと、
前記第１、第２および第３のコンデンサと、前記第２のレジスタと、前記第１のトランジスタとに結合された第２のトランジスタと、
前記第１および第２のトランジスタと、前記第１、第２、および第３のコンデンサと、前記第２のレジスタとに結合された前記外部水晶と
を備える、前記請求項のうちの１項に記載の統合発振器。
【請求項１４】
外部結晶と結合されるように構成された統合発振器であって、
結晶発振器と、
前記結晶発振器に結合されたキック始動パルス発生器と、
前記結晶発振器に結合された発振器サイクルカウンタと、
発振器クロック出力をイネーブルおよびディスエーブルにするための論理ゲートと
を備え、
前記発振器サイクルカウンタは、前記発振器からのある数のサイクルがカウントされた後、前記キック始動パルス発生器をディスエーブルにし、前記論理ゲートからの前記発振器クロック出力をイネーブルにする、統合発振器。
【請求項１５】
前記キック始動パルス発生器は、
コンデンサを充電する電流源と、
前記コンデンサと並列に結合された放電スイッチであって、前記電流源と前記コンデンサとの間のノードが、コンパレータの入力に結合され、その出力は、前記放電スイッチを制御する、放電スイッチと、
前記コンパレータによって制御され、前記発振器回路に結合されている、パルス化スイッチと
を備える、請求項１４に記載の統合発振器。
【請求項１６】
前記キック始動パルス発生器に結合されたキック始動パルス発生器カウンタをさらに備え、前記キック始動パルス発生器は、ある数のパルスが前記キック始動パルス発生器カウンタによってカウントされた後、ディスエーブルにされる、請求項１４または請求項１５に記載の統合発振器。
【請求項１７】
請求項１４−１６のうちのうちの１項に記載の統合発振器を備える、マイクロコントローラ。
【請求項１８】
外部結晶と結合されるように構成された統合発振器であって、
結晶発振器と、
前記結晶発振器に結合されたキック始動パルス発生器と、
発振器クロック出力をイネーブルおよびディスエーブルにするための論理ゲートと、
前記結晶発振器に結合された発振器出力振幅検出器と、
基準電圧を提供する電圧基準と、
前記発振器出力振幅検出器に結合された第１の入力と、前記電圧基準に結合された第２の入力とを有する電圧コンパレータであって、検出された発振器出力振幅が前記基準電圧を上回ると、前記キック始動パルス発生器は、ディスエーブルにされ、前記論理ゲートは、イネーブルにされ、前記発振器クロック出力を提供する、電圧コンパレータと
を備える、統合発振器。
【請求項１９】
前記キック始動パルス発生器は、
コンデンサを充電する電流源と、
前記コンデンサと並列に結合された放電スイッチであって、前記電流源と前記コンデンサとの間のノードが、コンパレータの入力に結合され、その出力は、前記放電スイッチを制御する、放電スイッチと、
前記コンパレータによって制御され、前記発振器回路に結合されている、パルス化スイッチと
を備える、請求項１８に記載の統合発振器。
【請求項２０】
請求項１８または請求項１９に記載の統合発振器を備える、マイクロコントローラ。
【請求項２１】
外部結晶と結合されるように構成された統合発振器を始動させるための方法であって、前記方法は、
発振器回路を前記外部結晶に結合するステップと、
前記発振器回路に結合されたキック始動パルス発生器を用いて、エネルギーを前記発振器回路の中にパルス化するステップと
を含む、方法。
【請求項２２】
エネルギーを前記キック始動パルス発生器の中にパルス化するステップは、
電流源を用いてコンデンサを充電するステップと、
前記コンデンサ上のある電圧が到達されると、ヒステリシスを有するコンパレータによって制御されるスイッチを用いて前記コンデンサを放電するステップと、
前記コンパレータを用いてパルス化スイッチのオンおよびオフを切り替えるステップであって、前記パルス化スイッチは、前記パルス化エネルギーを前記発振器回路に提供する、ステップと
を含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連の特許出願）
本出願は、同一出願人の、２０１５年６月２２日に出願された、Ａｊａｙ  Ｋｕｍａｒによる「Ｐｅｒｉｏｄｉｃ  Ｋｉｃｋｓｔａｒｔｅｒ  ｆｏｒ  ａ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ」という題名の米国仮特許出願第６２／１８３，０２７号に対して優先権を主張し、全ての目的のためにここで参照することによって本明細書において援用される。
【０００２】
（技術分野）
本開示は、結晶発振器に関し、特に、発振器の電源投入時間を短縮するための結晶発振器のための周期的キックスタータに関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
適切に切断された石英結晶は、高品質電気機械共振器として使用されることができる。その圧電特性（結晶を横断する電圧は、それを変形させる、すなわち、結晶の変形は、電圧を発生させる）は、それらが電子回路内の周波数判定要素となることを可能にする。結晶は、その高品質係数（ＱＦ）、優れた周波数安定性、厳密な生産公差、および比較的低コストのため、発振器、時間軸、ならびに周波数シンセサイザにおいて広く使用されている。全結晶発振器回路は、始動時間を有する。始動時間は、デバイスが頻繁にオンおよびオフに切り替えられるバッテリ給電式用途では、重要な考慮点である。より短い発振器始動時間は、低電力システムにおける無駄なエネルギーを削減する。
【０００４】
結晶発振器の始動時間に関する定義は、システムのタイプに応じて変動し得る。マイクロプロセッサシステムに関して、始動時間は、多くの場合、初期電力印加から安定クロック信号が利用可能な時間までの時間である。位相ロックループ（ＰＬＬ）に関する始動時間は、多くの場合、初期電力印加から安定基準信号が利用可能であるときまでの時間であって、多くの場合、最終定常状態発振周波数からオフセットされた容認可能周波数内に落ち着く。結晶発振器の始動時間は、電源投入時の雑音または過渡条件、負の抵抗に起因する小信号エンベロープ拡張、および大信号振幅限定によって判定され得る。
【０００５】
結晶発振器は、長始動時間を有することが公知である。いったん信号のわずかな増強が生じると（それ自体、長時間かかる）、その運動アームインダクタンスに基づいて、落ち着くまでにさらに２，０００〜８，０００サイクルかかり得る。３２ＫＨｚ発振器に関して、始動時間は、３〜４秒にわたり得、２４〜３２ＭＨｚに関しては、始動時間は、最大５〜２０ミリ秒間で延長し得る。結晶発振器のこれらの長始動時間は、多くのユーザによって問題として報告されている。単安定ワンショット発振器を用いた結晶発振器のキック始動が、機器電源投入時に採用されているが、単安定ワンショット発振器からの単一パルスのエネルギー周波数スペクトルが結晶発振動作周波数の外側に大きくずれる傾向にあるため、常時成功するわけではなく、したがって、結晶発振器回路の迅速かつ信頼性のある始動のために十分なエネルギーを結晶インダクタ要素に追加することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
（要約）
したがって、結晶発振器の始動時間を短縮するための方法の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ある実施形態によると、外部結晶と結合されるように構成される、統合発振器は、外部結晶と結合される、発振器回路を備えてもよく、始動回路は、発振器回路に結合され、かつ始動エネルギーをそこにパルス化する、キック始動パルス発生器を備えてもよい。
【０００８】
さらなる実施形態によると、キック始動パルス発生器は、コンデンサを充電する電流源と、コンデンサと並列に結合される放電スイッチであって、電流源とコンデンサとの間のノードが、コンパレータの入力に結合されてもよく、その出力は、放電スイッチを制御する、放電スイッチと、コンパレータによって制御され、発振器回路に結合される、パルス化スイッチとを備えてもよい。さらなる実施形態によると、コンパレータは、ヒステリシスを有してもよい。さらなる実施形態によると、デジタルカウンタは、所定の数のパルスが始動回路によって発生された後、始動回路をディスエーブルにしてもよい。さらなる実施形態によると、所定の数のパルスは、約１６〜約３２パルスであってもよい。さらなる実施形態によると、所定の数のパルスは、約３２〜約６４パルスであってもよい。
【０００９】
さらなる実施形態によると、キック始動パルス発生器の周波数は、外部結晶の中心周波数の約１／３〜約１／２であってもよい。さらなる実施形態によると、キック始動パルス発生器の周波数は、外部結晶の中心周波数の１／１０以内であってもよい。さらなる実施形態によると、キック始動パルス発生器の周波数は、外部結晶の帯域通過周波数以内であってもよい。
【００１０】
さらなる実施形態によると、マイクロコントローラは、統合発振器を備えてもよい。さらなる実施形態によると、マイクロコントローラは、発振器回路が安定発振振幅を有した後、始動回路をオフにするように構成されてもよい。さらなる実施形態によると、マイクロコントローラは、マイクロコントローラが動作を始動させた後、所定の時間周期後に始動回路をオフにするように構成されてもよい。
【００１１】
さらなる実施形態によると、発振器回路は、供給電圧に結合される、電流源と、バイアス電圧に結合される、第１のレジスタと、第１のレジスタに結合される、第１のコンデンサと、第１のコンデンサに結合される、第２のレジスタと、電流源、第１のコンデンサ、ならびに第１および第２のレジスタに結合される、第１のトランジスタと、第１のコンデンサおよび第２のレジスタに結合される、第２のコンデンサと、第２のレジスタおよび第１のトランジスタに結合される、第３のコンデンサと、第１、第２、および第３のコンデンサ、第２のレジスタ、ならびに第１のトランジスタに結合される、第２のトランジスタと、第１および第２のトランジスタ、第１、第２、および第３のコンデンサ、ならびに第２のレジスタに結合される、外部水晶とを備えてもよい。
【００１２】
別の実施形態によると、外部結晶と結合されるように構成される、統合発振器は、結晶発振器と、結晶発振器に結合される、キック始動パルス発生器と、結晶発振器に結合される、発振器サイクルカウンタと、発振器クロック出力をイネーブルおよびディスエーブルにするための論理ゲートとを備えてもよく、発振器サイクルカウンタは、発振器からのある数のサイクルがカウントされ得た後、キック始動パルス発生器をディスエーブルにしてもよく、論理ゲートからの発振器クロック出力をイネーブルにしてもよい。
【００１３】
さらなる実施形態によると、キック始動パルス発生器は、コンデンサを充電する電流源と、コンデンサと並列に結合される放電スイッチであって、電流源とコンデンサとの間のノードが、コンパレータの入力に結合されてもよく、その出力は、放電スイッチを制御し得る、放電スイッチと、コンパレータによって制御され得、発振器回路に結合され得る、パルス化スイッチとを備えてもよい。さらなる実施形態によると、キック始動パルス発生器カウンタは、キック始動パルス発生器に結合されてもよく、キック始動パルス発生器は、キック始動パルス発生器カウンタによってカウントされ得るある数のパルスの後、ディスエーブルにされてもよい。さらなる実施形態によると、マイクロコントローラは、統合発振器を備えてもよい。
【００１４】
さらに別の実施形態によると、外部結晶と結合されるように構成される、統合発振器は、結晶発振器と、結晶発振器に結合される、キック始動パルス発生器と、発振器クロック出力をイネーブルおよびディスエーブルにするための論理ゲートと、結晶発振器に結合される、発振器出力振幅検出器と、基準電圧を提供する、電圧基準と、発振器出力振幅検出器に結合される第１の入力および電圧基準に結合される第２の入力を有する、電圧コンパレータとを備えてもよく、検出された発振器出力振幅は、基準電圧を上回り得ると、キック始動パルス発生器は、ディスエーブルにされてもよく、論理ゲートは、イネーブルにされ、発振器クロック出力を提供してもよい。
【００１５】
さらなる実施形態によると、キック始動パルス発生器は、コンデンサを充電する電流源と、コンデンサと並列に結合される放電スイッチであって、電流源とコンデンサとの間のノードが、コンパレータの入力に結合されてもよく、その出力は、放電スイッチを制御する、放電スイッチと、コンパレータによって制御され、発振器回路に結合される、パルス化スイッチとを備えてもよい。さらなる実施形態によると、マイクロコントローラは、統合発振器を備えてもよい。
【００１６】
さらに別の実施形態によると、外部結晶と結合されるように構成される統合発振器を始動させるための方法は、発振器回路を外部結晶に結合するステップと、発振器回路に結合されるキック始動パルス発生器を用いて、エネルギーを発振器回路の中にパルス化するステップとを含んでもよい。本方法のさらなる実施形態によると、エネルギーをキック始動パルス発生器の中にパルス化するステップは、電流源を用いてコンデンサを充電するステップと、コンデンサ上のある電圧が到達され得るとき、ヒステリシスを有するコンパレータによって制御され得るスイッチを用いて、コンデンサを放電させるステップと、コンパレータを用いてパルス化スイッチのオンおよびオフを切り替えるステップであって、パルス化スイッチは、パルス化エネルギーを発振器回路に提供する、ステップとを含んでもよい。
【００１７】
本開示のより完全な理解は、添付の図面と併せて検討される以下の説明を参照することによって得られ得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、水晶発振器回路の概略図を図示する。
【図２】図２は、単一パルスキック始動回路を有する結晶発振器の概略図を図示する。
【図３】図３は、結晶の概略周波数−振幅グラフを図示する。
【図４】図４は、本開示の具体的例示的実施形態による、周期的キックスタータを有する、結晶発振器の概略回路およびブロック図を図示する。
【図５】図５は、本開示の別の具体的例示的実施形態による、周期的キックスタータを有する、結晶発振器の概略回路およびブロック図を図示する。
【図６】図６は、本開示のさらに別の具体的例示的実施形態による、周期的キックスタータを有する、結晶発振器の概略回路およびブロック図を図示する。
【図７】図７は、本開示の教示による、結晶の周波数帯域幅内のキック始動パルスを示す、結晶の概略周波数−振幅グラフを図示する。
【図８】図８は、本開示の教示による、結晶の周波数帯域幅内のキック始動パルスを使用した結晶発振器の始動の概略周波数−振幅グラフを図示する。
【図９】図９は、図６に示される具体的例示的実施形態による、キック始動パルス発生器をイネーブル／ディスエーブルにするための結晶発振器出力振幅レベル検出器の概略図を図示する。
【図１０】図１０は、本開示の具体的例示的実施形態による、キック始動パルス発生器回路の概略図を図示する。
【図１１】図１１は、本開示の教示による、図４、５、または６に示される結晶発振器回路を備える、マイクロコントローラの概略ブロック図を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示は、種々の修正および代替形態を被るが、その具体的例示的実施形態が、図面に示されており、本明細書に詳細に説明されている。しかしながら、具体的例示的実施形態の本明細書における説明は、本開示を本明細書に開示される特定の形態に限定することを意図するものではないことを理解されたい。
【００２０】
（詳細な説明）
本開示の種々の実施形態によると、結晶発振器共振周波数に近いパルス繰り返し率を有するパルス化発振器は、より有用な始動エネルギーを結晶発振器回路に提供し、したがって、はるかに高速の始動時間を提供する。始動パルス化発振器は、例えば、限定ではないが、１６〜６４パルスにわたって、または結晶発振器振幅が所望の値に増強するまで起動し得る。
【００２１】
ここで図面を参照すると、例示的実施形態の詳細が、図式的に図示される。図面内の同様の要素は、同様の番号によって表され、類似要素は、異なる小文字添字を伴う同様の番号によって表されるであろう。
【００２２】
図１を参照すると、水晶発振器回路の概略図が、描写されている。本水晶発振器回路は、概して、番号１００によって参照され、電流源１０２と、第１のレジスタ１０４と、Ｐチャネル金属酸化物半導体（ＰＭＯＳ）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１０６と、第１のコンデンサ１０８と、第２のレジスタ１１０と、水晶周波数判定要素１１２と、第２のコンデンサ１１４と、第３のコンデンサ１１６と、ＰＭＯＳ  ＦＥＴ１０６とトーテムポール回路構成において構成される、ＮＭＯＳ  ＦＥＴ１１８とを備えてもよい。水晶発振器回路１００は、回路雑音エネルギーに依存して、その発振を始動させ、フル動作発振出力に至るまで最長時間がかかる。３２ＫＨｚで発振する水晶発振器回路１００は、始動までに最大３〜４秒かかり得、３２ＭＨｚ発振器は、始動のために約５〜２０ミリ秒かかり得る。
【００２３】
これは、標準的水晶発振器回路設計であり、電子回路設計の当業者および本開示の利益を享受する者は、同等に良好に稼働する、他の水晶発振器回路設計も容易に想起し得る。これらの他の水晶発振器回路は全て、本開示に適用可能であり、本明細書で検討される。
【００２４】
図２を参照すると、描写されるのは、単一パルスキック始動回路を有する、結晶発振器の概略図である。これは、図１に示されるものと同一結晶発振器回路１００であるが、単一パルス２２２を伴うエネルギーを結晶発振器回路１００に提供する、キック始動スイッチ２２０を備えるキック始動入力を有する。本単一パルス２２２は、結晶帯域幅内に非常にわずかなエネルギー含有量を伴う広周波数スペクトルを有するため、結晶発振器回路１００を始動させる際に有用な非常にわずかなエネルギーしか有していない。本パルスからのエネルギーのわずかな部分のみが、図３に示されるように、結晶帯域幅範囲内に入るであろう。また、単一キック始動パルス内のエネルギーは、周波数の逆関数であり、したがって、発振器の周波数が高いほど、単一キックスタータ回路の有効性は低くなるであろう。シミュレーションは、図２の結晶発振器が、単一パルス２２２のキック始動後、約２，０００〜８，０００サイクルかかり得ることを示している。寄生回路静電容量もまた、単一パルスからのエネルギーを減衰させ得、時として、結晶発振器は、全く始動しない場合がある。
【００２５】
図４を参照すると、描写されるのは、本開示の具体的例示的実施形態による、周期的キックスタータを有する、結晶発振器の概略回路およびブロック図である。本周期的キックスタータを有する、結晶発振器は、概して、数字４００によって表され、結晶発振器回路１００と、キック始動パルス発生器４３４と、インバータ４３８および４４０と、発振器カウンタ４４２と、ＡＮＤゲート４４４とを備えてもよい。キック始動パルス発生器４３４は、結晶１１２の中心周波数の約１／３〜約１／２のパルス繰り返し率（周波数）を有し得る。これらの繰り返し率は、実質的エネルギーを結晶発振器回路１００に提供し得、その基本および高調波周波数を伴う本周期的信号は、結晶発振器回路１００を励起させることができる。パルス発生器キック周波数は、結晶の中心周波数の１／１０以内であり、本開示の具体的例示的実施形態を用いて効果的であり得ることが検討され、これも本開示の範囲内である。
【００２６】
結晶発振器回路１００は、図７に示されるように、キック始動パルス発生器４３４を用いて、例えば、限定ではないが、１６〜３２倍にパルス化され、それによって、実質的量のエネルギーを結晶１１２の周波数帯域通過範囲の中にフィードしてもよい。キック始動パルス発生器４３４は、その基本および高調波エネルギーを用いて結晶１１２のＬ−Ｃタンク回路を効果的に励起させる、周期的信号を提供する。典型的には、周期的キック始動４００を伴う結晶発振器は、任意のパルス励起を伴わずに、結晶発振器回路１００のみより１０倍を上回る高速で始動し得る。結晶発振器は、いったん結晶発振が確立されると、発振を維持するために、より小さいｇｍを要求する。したがって、より高いエネルギーキックスタータは、結晶発振器がより低い電力で起動することを可能にするであろう。
【００２７】
発振器カウンタ４４２は、結晶発振器回路１００がインバータ４３８を駆動するために十分な出力電圧振幅を有するようになる時間からのサイクルの数を監視する。十分な数のサイクル、例えば、２０４８または４０９６が、発振器カウンタ４４２によってカウントされると、そのオーバーフロー出力は、ＡＮＤゲート４４４の出力からの発振器クロックをイネーブルにし、キック始動パルス発生器４３４をディスエーブルにするであろう。カウンタ４４２のリセットは、電源オンリセットまたは外部リセットコマンド（図示せず）を用いて行われてもよい。
【００２８】
図８は、結晶の周波数帯域幅内のキック始動パルス対無キック始動パルスを使用した結晶発振器の始動の概略周波数−振幅グラフを示す（下のグラフ）。より高速の出力振幅増加が、キック始動パルス発生器４３４からの周期的パルスを用いて、結晶発振器出力振幅に関して描写される（上のグラフ）。
【００２９】
図５を参照すると、描写されるのは、本開示の別の具体的例示的実施形態による、周期的キックスタータを有する、結晶発振器の概略回路およびブロック図である。本周期的キックスタータを有する、結晶発振器は、概して、数字５００によって表され、結晶発振器回路１００と、キック始動パルス発生器４３４と、インバータ４３８および４４０と、発振器カウンタ４４２と、ＡＮＤゲート４４４と、キック始動パルス発生器カウンタ５３６とを備えてもよい。結晶発振器５００は、上記で本明細書に説明される結晶発振器４００と実質的に同一に機能する。しかしながら、キック始動パルス発生器カウンタ５３６が、キック始動パルス発生器４３４からのパルスの数を、例えば、限定ではないが、６４に限定するために追加されている。
【００３０】
図６を参照すると、描写されるのは、本開示のさらに別の具体的例示的実施形態による、周期的キックスタータを有する、結晶発振器の概略回路およびブロック図である。本周期的キックスタータを有する、結晶発振器は、概して、数字６００によって表され、結晶発振器回路１００と、キック始動パルス発生器４３４と、インバータ４３８、４４０、および６５６と、ＡＮＤゲート４４４と、発振器出力振幅対ＤＣレベルコンバータ６５４と、電圧コンパレータ６５０と、電圧基準６５２とを備えてもよい。結晶発振器６００は、より完全に上記で説明されたように、キック始動パルス発生器４３４からの励起に関して、結晶発振器４００および５００と実質的に同一方法で機能する。しかしながら、キック始動パルスおよび／または発振器始動サイクルの数をカウントする代わりに、単純ピーク電圧検出器が、結晶発振器回路１００の出力振幅が所望の振幅値に到達すると、キック始動パルス発生器４３４がディスエーブルにされ、ＡＮＤゲート４４４からの発振器クロック出力がイネーブルにされるように提供される。図６の本ピーク検出器回路を用いることで、キック始動パルス発生器４３４は、結晶発振器回路１００からの所望の出力振幅が達成されるとすぐにディスエーブルにされ、ＡＮＤゲート４４４からの発振器クロック出力は、イネーブルにされるであろう。また、結晶発振器回路１００の出力振幅が、所望の振幅値未満になるべき場合、キック始動パルス発生器４３４は、再度イネーブルにされ、ＡＮＤゲート４４４の出力からの発振器クロックは、阻止されてもよい（ディスエーブルにされる）。
【００３１】
図９を参照すると、描写されるのは、図６に示される具体的例示的実施形態による、キック始動パルス発生器のための結晶発振器出力振幅レベル検出器およびイネーブル／ディスエーブル回路の概略図である。単純ダイオード整流器６５４またはエンベロープ検出器回路が、高周波数発振器波形を整流し、発振器出力波形の振幅を表すＤＣ電圧レベルを提供するために使用されてもよい。ＲＣ低域通過フィルタが、ダイオード整流器６５４の出力と電圧コンパレータ６５０の第１の入力との間に結合されてもよい。電圧コンパレータ６５０の第２の入力は、電圧基準６５２に結合される。図９に示される回路構成では、第１の入力（＋）上の電圧が電圧基準６５２からの基準電圧を上回る度に、その出力は、論理高になり、ＡＮＤゲート４４４からのクロック発振器出力をイネーブルにし、キック始動パルス発生器４３４をディスエーブルにするために使用されてもよい。
【００３２】
図１０を参照すると、描写されるのは、本開示の具体的例示的実施形態による、キック始動パルス発生器回路の概略図である。キック始動パルス発生器４３４は、電流源１０６０と、タイミングコンデンサ１０６２と、スイッチ１０６４および１０６８と、ヒステリシスを伴うコンパレータ１０６６とを備えてもよい。電流源１０６０がコンデンサ１０６２を充電するにつれて、電圧は、そのプレートを横断して上昇する。コンデンサ１０６２を横断する電圧は、コンパレータ１０６６によって感知される。電圧がコンパレータ１０６６の閾値電圧に交差すると、その出力は、論理レベルを変化させ、これは、ひいては、コンデンサ１０６２の２つのプレートを横断して接続されるスイッチ１０６４を制御する。コンパレータ１０６６の出力が論理低になると、コンデンサ１０６２を横断するスイッチ１０６４をイネーブルに（閉鎖）し、コンデンサ１０６２の２つのプレートをともに短絡させ、それによって、その間の任意の電圧差を除去する。コンデンサ１０６２のプレートを横断する電圧が実質的にゼロボルトに降下すると、コンパレータ１０６６出力は、論理高に戻り、コンデンサ１０６２を横断するスイッチ１０６４をディスエーブルに（開放）し、それによって、電流源１０６０がコンデンサ１０６２上の電圧の充電を再び開始することを可能にする。コンデンサ１０６２の本充電および放電は、周期的波形を生成し、これは、結晶発振器回路４３４をパルス化するために使用される。図１０に示されるキック始動パルス発生器４３４回路は、クロック発生器回路を表す。電子回路設計の当業者および本開示の利益を享受する者は、本開示に説明されるキック始動回路と併用され得る周期的波形を生成する、回路のいくつかの異なる設計を容易に想起し得る。
【００３３】
図１１を参照すると、描写されるのは、本開示の教示による、図４、５、または６に示される結晶発振器回路を備える、マイクロコントローラの概略ブロック図である。マイクロコントローラ１１０２は、デジタルプロセッサおよびメモリ１１０４と、周辺モジュール１１０６と、入力／出力１１０８と、クロック発振器４００、５００、または６００とを備えてもよい。本明細書に開示される結晶発振器は、クロック発振器出力が、キック始動パルス発生器４３４が結晶発振器回路を具備しない場合より少ない時間で利用可能となり、安定するであろうため、マイクロコントローラ１１０２がより速く動作を始動させることを可能にする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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