低相位噪声的晶体振荡器电路和芯片的制作方法

本申请涉及晶体振荡器，尤其涉及低相位噪声的晶体振荡器电路和芯片。

背景技术：

1、晶体振荡器 （crystal oscillator，xo）又称为晶振，是一种利用石英晶体的压电效应来产生稳定频率的电子元件，在射频收发芯片系统中，晶体振荡器负责产生一定频率的方波信号作为时钟。

2、如图1a所示，现有技术中的晶体振荡器电路通常由三部分构成，分别为现有振荡器单元13、现有自偏置单元14和现有输出缓冲模块25。所述晶体振荡器电路依靠单一的驱动电压来实现pvt（process voltage temperature）下较为稳定的方波信号输出，为相关电子设备提供时钟信号。但在对相位噪声敏感的应用场景下，如高精度通信、高端测量仪器等领域中，现有技术中的晶体振荡器电路的相位噪声较大，无法满足对低相位噪声的需求。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供低相位噪声的晶体振荡器电路、独立芯片和方波输出设备，以解决在对相位噪声敏感的应用场景下，现有技术中的晶体振荡器电路的相位噪声较大的技术问题。

2、为了上述目的，本申请提供以下技术方案：

3、本申请第一方面提供了一种低相位噪声的晶体振荡器电路，包括：

4、信号生成模块，用于生成第一周期信号；

5、输出缓冲模块，用于增强所述第一周期信号的驱动能力，将所述第一周期信号输出为第二方波信号；所述输出缓冲模块包括多级反相器，所述输出缓冲模块的第一驱动电压为vdd1；

6、其中，所述第一周期信号包括正弦信号或第一方波信号，所述第一周期信号的振幅大于或等于。

7、进一步地，所述信号生成模块包括：

8、振荡器单元，用于生成正弦信号，所述振荡器单元包括晶体子单元和匹配子单元，所述晶体子单元包括无源晶体、第一电容和第二电容，所述匹配子单元包括第一反馈电阻、偏置电流管和第一反相器；

9、自偏置单元，用于将所述正弦信号转化为第一方波信号；所述自偏置单元包括隔直电容、第二反馈电阻和第二反相器；

10、所述输出缓冲模块还包括电平转换单元，用于将高电平转换为低电平；

11、其中，所述振荡器单元与自偏置单元的驱动电压均为第二驱动电压vdd2，所述第二驱动电压vdd2大于所述第一驱动电压vdd1。

12、进一步地，所述信号生成模块包括：

13、振荡器单元，用于生成正弦信号，所述振荡器单元包括晶体子单元和匹配子单元，所述晶体子单元包括无源晶体、第一电容和第二电容，所述匹配子单元包括第一反馈电阻、偏置电流管组、开关组和第一反相器；

14、自偏置单元，用于将所述正弦信号转化为第一方波信号；所述自偏置单元包括隔直电容、第二反馈电阻和第二反相器；

15、其中，所述振荡器单元与自偏置单元的偏置电压均为第一驱动电压vdd1，所述开关组中包括开关的数量等于所述偏置电流管组中包括的偏置电流管的数量，所述开关串联在偏置电流管与偏置电压之间。

16、进一步地，所述开关组中包括开关的数量与所述偏置电流管组中包括的偏置电流管的数量均为3。

17、进一步地，所述信号生成模块包括：

18、振荡器单元，用于生成正弦信号，所述振荡器单元包括晶体子单元和匹配子单元，所述晶体子单元包括无源晶体、第一电容和第二电容，所述匹配子单元包括第二反馈电阻和cmos反相器；

19、其中，所述振荡器单元的偏置电压为第一驱动电压vdd1。

20、进一步地，所述振荡器单元中的无源晶体、第一电容和第二电容与低相位噪声的晶体振荡器电路中的其它元件分隔设置。

21、进一步地，第二驱动电压大于或等于1.4倍的第一驱动电压，且小于或等于1.6倍的第一驱动电压。

22、进一步地，包括第二独立芯片，所述第二独立芯片包括：

23、所述匹配子单元、所述自偏置单元和所述输出缓冲模块。

24、进一步地，包括第三独立芯片，所述第三独立芯片包括：

25、所述匹配子单元和所述输出缓冲模块。

26、本申请第二方面提供了一种芯片，包括第一方面所述的低相位噪声的晶体振荡器电路。

27、本申请至少具备以下优点或有益效果：本申请通过设计一种低相位噪声的晶体振荡器电路，提高了振荡器单元输出的正弦信号振幅，更高振幅的正弦信号在经过自偏置单元等反相器翻转点时拥有更陡峭的斜率，进而翻转为方波信号时，边沿也更陡峭，可大幅改善相位噪声；解决了在对相位噪声敏感的应用场景下，晶体振荡器电路的相位噪声较大，无法满足需求的技术问题，达到了有效降低相位噪声的技术效果。

1.一种低相位噪声的晶体振荡器电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的低相位噪声的晶体振荡器电路，其特征在于，所述信号生成模块包括：

3.根据权利要求1所述的低相位噪声的晶体振荡器电路，其特征在于，所述信号生成模块包括：

4.根据权利要求3所述的低相位噪声的晶体振荡器电路，其特征在于，所述开关组中包括开关的数量与所述偏置电流管组中包括的偏置电流管的数量均为3。

5.根据权利要求1所述的低相位噪声的晶体振荡器电路，其特征在于，所述信号生成模块包括：

6.根据权利要求2-4任一所述的低相位噪声的晶体振荡器电路，其特征在于，所述振荡器单元中的无源晶体、第一电容和第二电容与低相位噪声的晶体振荡器电路中的其它元件分隔设置。

7.根据权利要求2所述的低相位噪声的晶体振荡器电路，其特征在于，第二驱动电压大于或等于1.4倍的第一驱动电压，且小于或等于1.6倍的第一驱动电压。

8.根据权利要求2-4任一所述的低相位噪声的晶体振荡器电路，其特征在于，包括第二独立芯片，所述第二独立芯片包括：

9.根据权利要求5所述的低相位噪声的晶体振荡器电路，其特征在于，包括第三独立芯片，所述第三独立芯片包括：

10.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的低相位噪声的晶体振荡器电路。