【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電路，尤其是一種基于mems諧振器的高階溫度補償時鐘及其工作方法。
技術介紹
1、隨著現代通信、計算機和消費電子等領域的飛速發展，對頻率源的穩定性和準確性提出了越來越高的要求。雖然基于傳統的石英晶體的時鐘在一定程度上能夠滿足了這些需求，但其體積大、成本高、難以集成等缺點限制了其在現代電子設備中的應用。與傳統的石英振蕩器相比，mems振蕩器具有以下顯著優勢：易集成、低成本、頻率高、抗振動和抗沖擊。
2、盡管mems諧振器具有諸多優勢，但其溫度特性卻是一個不可忽視的劣勢。與石英晶體振蕩器類似，mems諧振器的振蕩頻率也會受到環境溫度的影響而發生漂移。這種溫度漂移會導致時鐘信號的準確性和穩定性下降，進而影響到整個電子系統的性能。
3、綜上所述，研究基于mems諧振器的高階溫度補償時鐘設計具有重要的現實意義和應用價值。通過克服其溫度特性的劣勢，可以充分發揮mems諧振器的優勢，為現代通信、計算機和消費電子等領域的發展提供有力支持。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提出一種基于mems諧振器的高階溫度補償時鐘及其工作方法，利用基于mems諧振器的cmos溫度補償電路，在滿足低相噪、小體積的要求基礎上，通過產生基于mems諧振器溫度特性的補償電壓實現補償，提高時鐘頻率的溫度穩定性。
2、為實現上述目的，本專利技術的技術方案如下。
3、第一方面，本專利技術提供了一種基于mems諧振器的高階溫度補償時鐘；所述高階溫度補償時鐘包括m
4、優選的，所述振蕩維持電路是控制電壓隨溫度變化的壓控振蕩器。
5、優選的，所述溫度補償電路包括依次連接的基準電壓模塊、高階補償電壓模塊、系數緩沖級、求和模塊；所述基準電壓模塊產生與溫度相關的一次電壓，所述高階補償電壓模塊根據輸入的與溫度相關的一次電壓產生與溫度相關的高階補償電壓，所述系數緩沖級用以對輸入的各級次方電壓進行放縮，所述求和模塊對放縮后的各級次方電壓進行求和得到溫度補償電壓。
6、優選的，所述基準電壓模塊具體為帶隙基準電壓源。
7、優選的，所述高階補償電壓模塊通過級聯的模擬乘法器產生高階補償電壓。
8、優選的，所述高階補償電壓模塊的模擬乘法器采用吉爾伯特結構。
9、優選的，所述求和模塊通過求和電路實現。
10、第二方面，本專利技術提供了一種基于mems諧振器的高階溫度補償時鐘的工作方法；具體如下：
11、所述基準電壓模塊產生溫度負相關的負溫度系數電壓vctat和參考電壓vref；
12、將負溫度系數電壓vctat和參考電壓vref送至高階補償電壓模塊，通過級聯的模擬乘法器獲得高階補償電壓γ(vctat-vref)2、γ2(vctat-vref)3……γn-1(vctat-vref)n，γ是模擬乘法器的比例系數；
13、將基準電壓產生模塊輸出的一次電壓和高階補償電壓模塊輸出的高階補償電壓組成各級次方電壓送到系數緩沖級進行放縮，放縮后的各級次方電壓為a1(vctat-vref)、a2γ(vctat-vref)2、a3γ2(vctat-vref)3……anγn-1(vctat-vref)n，其中a1、a2、a3……an是放縮系數；
14、將放縮后的各級次方電壓送到求和模塊進行求和即可得到溫度補償電壓vc：
15、vc＝b0+b1(vctat-vref)+b2(vctat-vref)2+......+bn(vctat-vref)n
16、式中，b0是校準電壓，且b0＝a0vref，a0是校準系數，b1、b2、b3……bn是放縮系數與乘法器比例系數的乘積，且bn＝anγn-1。
17、優選的，所述溫度補償電壓的系數b1、b2……bn的設置滿足其中，k是vctat與溫度的相關系數，d1、d2……dn是mems諧振器溫度特性的各級次方系數c1、c2……cn縮小-kvco倍獲得的補償電壓系數，即d1＝-c1/kvco、d2＝-c2/kvco……dn＝-cn/kvco。
18、相較于現有技術，本專利技術具有以下有益效果：
19、本專利技術提出的一種基于mems諧振器的高階溫度補償時鐘及其實現方法，通過產生基于mems諧振器溫度特性的補償電壓實現補償，提高時鐘頻率的溫度穩定性。采用模擬溫度補償電路產生與mems諧振器溫度特性相反趨勢的補償電壓補償mems諧振器的溫度漂移。整體電路分主要分為振蕩維持電路和溫度補償電路兩部分，其中振蕩維持電路包括gm單元和可變電容，溫度補償電路包括帶隙基準電壓源、電壓產生電路、系數緩沖級和求和電路。該電路通過產生與溫度相關的高次方補償電壓，與mems諧振器溫度特性的高次方項相抵消，從而提高時鐘頻率的溫度穩定性。
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1.一種基于MEMS諧振器的高階溫度補償時鐘，其特征在于，所述高階溫度補償時鐘包括MEMS諧振器、振蕩維持電路、溫度補償電路；所述溫度補償電路與振蕩維持電路相連并向振蕩維持電路提供與MEMS諧振器溫度特性相反的溫度補償電壓，作為振蕩維持電路的控制電壓；所述振蕩維持電路與MEMS諧振器相連并共同工作產生穩定的周期性振蕩信號，以輸出經過溫度補償的時鐘信號。
2.根據權利要求1所述的一種基于MEMS諧振器的高階溫度補償時鐘，其特征在于，所述振蕩維持電路是控制電壓隨溫度變化的壓控振蕩器。
3.根據權利要求1所述的一種基于MEMS諧振器的高階溫度補償時鐘，其特征在于，所述溫度補償電路包括依次連接的基準電壓模塊、高階補償電壓模塊、系數緩沖級、求和模塊；所述基準電壓模塊產生與溫度相關的一次電壓，所述高階補償電壓模塊根據輸入的與溫度相關的一次電壓產生與溫度相關的高階補償電壓，所述系數緩沖級用以對輸入的各級次方電壓進行放縮，所述求和模塊對放縮后的各級次方電壓進行求和得到溫度補償電壓。
4.根據權利要求3所述的一種基于MEMS諧振器的高階溫度補償時鐘，其特征在于，
5.根據權利要求3所述的一種基于MEMS諧振器的高階溫度補償時鐘，其特征在于，所述高階補償電壓模塊通過級聯的模擬乘法器產生高階補償電壓。
6.根據權利要求5所述的一種基于MEMS諧振器的高階溫度補償時鐘，其特征在于，所述高階補償電壓模塊的模擬乘法器采用吉爾伯特結構。
7.根據權利要求3所述的一種基于MEMS諧振器的高階溫度補償時鐘，其特征在于，所述求和模塊通過求和電路實現。
8.根據權利要求3-7任一所述的一種基于MEMS諧振器的高階溫度補償時鐘的工作方法，其特征在于，具體如下：
9.根據權利要求8所述的一種基于MEMS諧振器的高階溫度補償時鐘的工作方法，其特征在于，所述溫度補償電壓的系數b1、b2……bn的設置滿足其中，k是VCTAT與溫度的相關系數，d1、d2……dn是MEMS諧振器溫度特性的各級次方系數c1、c2……cn縮小-KVCO倍獲得的補償電壓系數，即d1＝-c1/KVCO、d2＝-c2/KVCO……dn＝-cn/KVCO。
...【技術特征摘要】
1.一種基于mems諧振器的高階溫度補償時鐘，其特征在于，所述高階溫度補償時鐘包括mems諧振器、振蕩維持電路、溫度補償電路；所述溫度補償電路與振蕩維持電路相連并向振蕩維持電路提供與mems諧振器溫度特性相反的溫度補償電壓，作為振蕩維持電路的控制電壓；所述振蕩維持電路與mems諧振器相連并共同工作產生穩定的周期性振蕩信號，以輸出經過溫度補償的時鐘信號。
2.根據權利要求1所述的一種基于mems諧振器的高階溫度補償時鐘，其特征在于，所述振蕩維持電路是控制電壓隨溫度變化的壓控振蕩器。
3.根據權利要求1所述的一種基于mems諧振器的高階溫度補償時鐘，其特征在于，所述溫度補償電路包括依次連接的基準電壓模塊、高階補償電壓模塊、系數緩沖級、求和模塊；所述基準電壓模塊產生與溫度相關的一次電壓，所述高階補償電壓模塊根據輸入的與溫度相關的一次電壓產生與溫度相關的高階補償電壓，所述系數緩沖級用以對輸入的各級次方電壓進行放縮，所述求和模塊對放縮后的各級次方電壓進行求和得到溫度補償電壓。
4.根據權利要求3所述的一種基于mems諧振器的高階溫度...
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