MXT5611：高精度可配置定時(shí)電路

　　其二是定時(shí)校正，指在定時(shí)過程中，電路根據(jù)設(shè)定的某一固定值對(duì)定時(shí)過程進(jìn)行校正或者接受外部校正信號(hào)對(duì)定時(shí)過程進(jìn)行校正。這一方法旨在解決引非時(shí)鐘誤差問題引起的定時(shí)誤差。同時(shí)，該校正方法也可以用于解決因時(shí)鐘規(guī)律性偏差所引起的誤差問題，比如時(shí)鐘的溫度漂移偏差問題。

　　硅振蕩器的精度調(diào)整方法總的來說有兩種：模擬方法和數(shù)字方法。模擬調(diào)整方法主要是在電路中測(cè)過程對(duì)電路中的電容陣列進(jìn)行熔絲處理，調(diào)整電容值大小，得到一個(gè)較為精確的時(shí)鐘，但是這種方法需要很大的成本，并且調(diào)整后的精度范圍為1%左右，如果要得到更高精度的硅振蕩器，則需要付出更大的成本，并且給電路設(shè)計(jì)帶來很大的挑戰(zhàn)。本電路提供一種更高精度的數(shù)字調(diào)整方法，該方法可以在電路正常工作前對(duì)電路進(jìn)行在線校準(zhǔn)，也可以在測(cè)試過程中對(duì)批電路進(jìn)行一次性校準(zhǔn)。

　　本電路的時(shí)基校準(zhǔn)方法是通過外部端口輸入標(biāo)準(zhǔn)512ms時(shí)間長(zhǎng)度，以振蕩器輸出頻率對(duì)512ms時(shí)間進(jìn)行采樣計(jì)數(shù)，得出一個(gè)計(jì)數(shù)值。然后把該計(jì)數(shù)值除以512，得到商值和余數(shù)。商值做為1ms時(shí)鐘的基本長(zhǎng)度，然后通過判斷再次基本長(zhǎng)度上增加或者不增加1個(gè)計(jì)數(shù)脈沖來得到最終的1ms時(shí)鐘信號(hào)，這樣每一個(gè)1ms輸出時(shí)鐘最大誤差為1T(硅振蕩器輸出時(shí)鐘周期)，而512ms時(shí)間最大誤差也為1T。上述判斷過程以512位周期，即每一個(gè)512ms對(duì)商和余數(shù)做同樣的處理。

　　那么，在不考慮溫度等條件的情況下，以該方案得到的時(shí)鐘進(jìn)行Nms(N=512X+Y，X=0，1，2，3，……;0≤Y≤511)時(shí)間長(zhǎng)度定時(shí)，最大誤差為(X+Y/4)·T。我們通過分析，可以得出以下幾句數(shù)據(jù)：

　　438s時(shí)間長(zhǎng)度定時(shí)誤差為103T(T為內(nèi)建振蕩器輸出時(shí)鐘周期，當(dāng)設(shè)計(jì)值為1us時(shí)，此時(shí)的定時(shí)精度約為2ppm)。

　　82m時(shí)間長(zhǎng)度定時(shí)誤差為104T(T為內(nèi)建振蕩器輸出時(shí)鐘周期，當(dāng)設(shè)計(jì)值為1us時(shí)，此時(shí)的定時(shí)精度約為2ppm)。

　　142h時(shí)間長(zhǎng)度定時(shí)誤差為106T(T為內(nèi)建振蕩器輸出時(shí)鐘周期，當(dāng)設(shè)計(jì)值為1us時(shí)，此時(shí)的定時(shí)精度約為2ppm)。

　　在不考慮硅振蕩器的溫度特性條件下，利用本方法產(chǎn)生時(shí)鐘進(jìn)行的定時(shí)精度為2ppm，可以等同于壓控制式晶體振蕩器頻率精度的10-6～10-5量級(jí)。

　　本電路給出的定時(shí)校正方法主要是用以解決定時(shí)過程中因外部環(huán)境所引起的定時(shí)偏差，或者解決因控制需要而改變定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)度的問題。電路在定時(shí)過程中，接受外部信號(hào)，對(duì)定時(shí)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)校正。

　　圖4為定時(shí)器的結(jié)構(gòu)示意圖，以減計(jì)數(shù)器為核心，同時(shí)接受定時(shí)數(shù)據(jù)和修正數(shù)據(jù)。定時(shí)數(shù)據(jù)做為減計(jì)數(shù)器的定時(shí)起點(diǎn)，而修正數(shù)據(jù)主要是用來對(duì)進(jìn)入定時(shí)器的定時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整。定時(shí)器的修正功能模塊可以保證，在任何一時(shí)刻，處理一幀數(shù)據(jù)，緩存一幀數(shù)據(jù)，讓進(jìn)入修正模塊處理的數(shù)據(jù)完成后，緩存器中的數(shù)據(jù)立刻進(jìn)入修正模塊，而修正總線上的數(shù)據(jù)進(jìn)入緩存器。