文档名：一种基于相位误差校正技术的快速启动晶体振荡器
摘要：随着超低功耗(Ultra-LowPower,ULP)物联网(InternetofThings,IoT)系统的发展,采用能量注入技术的快速启动晶体振荡器因对IoT系统功耗影响巨大而逐渐成为研究热点.能量注入技术可以显著降低晶体振荡器的启动时间和启动能量,但是对注入源的精度要求苛刻.为了扩大注入频偏容限以及实现高注入效率,本文提出了一种基于延迟锁定环的相位误差校正技术.该技术将注入频偏容限扩大到2％,启动过程的非注入持续时间仅为4个周期,实现了高效注入.本文所述晶体振荡器采用40nmCMOS工艺设计并流片.在1.0V电源电压下采用24MHz晶体进行测试,当注入频偏高达2％时,实现了7.2μs的启动时间,启动能量为5.1nJ.相比同频偏下的传统注入方案,启动时间缩短了99.66％.
Abstract：Withthedevelopmentofultra-lowpower(ULP)InternetofThings(IoT)systems,faststartupcrystaloscil-latorswithenergyinjectiontechniqueshavegainedpopularityduetotheirsignificantimpactonthepowerconsumptionofIoTsystems.Energyinjectiontechnologycansignificantlyreducethestartuptimeandstartupenergyofthecrystaloscilla-torbutimposesstrictrestrictionsontheaccuracyoftheinjectionsource.Toenlargetheinjectionfrequency-mismatchtoler-anceandachievehigh-efficiencyinjection,thisworkpresentsadelaylocked-loopassistedphase-errorcorrectiontech-nique.Theinjectionfrequency-mismatchtoleranceisenlargedto2％,andthenon-injectiondurationofthestart-upisonly4cycles,achievinghighinjectionefficiency.Theproposedcrystaloscillatorisdesignedandfabricatedina40nmCMOSprocess.Theprototypeistestedwitha24MHzcrystalunder1.0Vsupply.Itachieves7.2μsstartuptimeandconsumes5.1nJstartupenergyunder2％-injection-frequency-mismatchinjection.Comparedtothetraditionalinjectionwith2％in-jectionfrequencymismatch,thisworkachievesastartuptimeshortedby99.66％.
作者：王子轩 王山虎 王鑫 姚佳飞 张珺 胡善文 蔡志匡 郭宇锋Author：WANGZi-xuan WANGShan-hu WANGXin YAOJia-fei ZHANGJun HUShan-wen CAIZhi-kuang GUOYu-feng
作者单位：南京邮电大学集成电路科学与工程学院,江苏南京210023;南京邮电大学射频与微组装技术国家地方联合工程实验室,江苏南京210023
刊名：电子学报 ISTICEIPKU
Journal：ActaElectronicaSinica
年，卷(期)：2024, 52(4)
分类号：TP333
关键词：相位误差校正 晶体振荡器 快速启动 延迟锁定环 能量注入
Keywords：phase-errorcorrection crystaloscillator faststartup delay-lockedloop energyinjection
机标分类号：TP393TN402TN967.1
在线出版日期：2024年6月26日
基金项目：一种基于相位误差校正技术的快速启动晶体振荡器[
期刊论文] 电子学报--2024, 52(4)王子轩 王山虎 王鑫 姚佳飞 张珺 胡善文 蔡志匡 郭宇锋随着超低功耗(Ultra-LowPower,ULP)物联网(InternetofThings,IoT)系统的发展,采用能量注入技术的快速启动晶体振荡器因对IoT系统功耗影响巨大而逐渐成为研究热点.能量注入技术可以显著降低晶体振荡器的启动时间和启动...参考文献和引证文献
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