一种MEMS振荡器及时钟装置的制作方法

本技术属于微机电系统，尤其涉及一种mems振荡器及时钟装置。

背景技术：

1、mems(micro-electro-mechanical system，微机电系统，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等)振荡器具有尺寸小，抗冲击、耐冲击能力强，且无起振问题等优点，在5g通信、卫星导航、国防军事、航空航天、人工智能、汽车及自动驾驶系统和物联网等系统中得到越来越多的应用。与石英晶体晶振相比，由于mems谐振器具有较大的频率温度系数(tcf)，其频率温度系数最大可达-30ppm/℃，即温度每上升一度，其振荡的频率便改变-0.003％，因而，假设mems谐振器的温度应用范围为-40℃到85℃时，其频率的漂移便高达0.375％。

2、为降低温度对mems谐振器的输出频率的影响，现有技术一般会使用小数锁相环对mems谐振器时钟进行锁定，并通过改变小数锁相环的频率控制字(fcw)来对mems谐振器的频率进行温度补偿，这是一种有源补偿方式，虽然可以在尽可能降低温度对mems谐振器的输出频率的影响的同时，达到更宽的频率调节范围，但由于小数锁相环的功耗较大，会导致mems振荡器的整体功耗大大提高。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种mems振荡器及时钟装置，旨在改善现有mems振荡器通过小数锁相环对mems谐振器的频率进行温度补偿的方式，导致其整体功耗大大提高的技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供一种mems振荡器，包括mems谐振器、维持电路模组和调制电路模组，其中，

3、所述维持电路模组，与所述mems谐振器电信号连接，用于驱使所述mems谐振器振动并输出具有第一频率的初始时钟信号；

4、所述调制电路模组，用于分别接收预设时钟频率补偿值和所述初始时钟信号，并根据所述预设时钟频率补偿值调制生成时钟频率补偿信号后，将所述时钟频率补偿信号和所述初始时钟信号进行耦合，以得到并输出目标时钟信号。

5、可选的，在一些实施例中，所述调制电路模组包括用于根据所述预设时钟频率补偿值调制生成时钟频率补偿信号的dsm(data signal modulator，数据信号调制)调制器，所述dsm调制器设置有补偿值输入端和补偿信号输出端；所述补偿值输入端与外部电路电信号连接，以接收所述预设时钟频率补偿值；所述补偿信号输出端用于输出所述时钟频率补偿信号。

6、可选的，在一些实施例中，所述调制电路模组还包括用于将所述时钟频率补偿信号和所述初始时钟信号耦合生成目标时钟信号的脉宽调制电路单元，所述脉宽调制电路单元设置有第一信号输入端、第二信号输入端和时钟信号输出端；所述第一信号输入端与所述维持电路模组电信号连接，以接收所述初始时钟信号；所述第二信号输入端与所述补偿信号输出端电信号连接，以接收所述时钟频率补偿信号；所述时钟信号输出端用于输出所述目标时钟信号。

7、可选的，在一些实施例中，所述调制电路模组还包括用于将所述时钟频率补偿信号和所述初始时钟信号耦合生成目标时钟信号的窄脉冲产生电路单元，所述窄脉冲产生电路单元设置有第一信号输入端、第二信号输入端和时钟信号输出端；所述第一信号输入端与所述维持电路模组电信号连接，以接收所述初始时钟信号；所述第二信号输入端与所述补偿信号输出端电信号连接，以接收所述时钟频率补偿信号；所述时钟信号输出端用于输出所述目标时钟信号。

8、可选的，在一些实施例中，所述调制电路模组还包括用于将所述时钟频率补偿信号和所述初始时钟信号耦合生成目标时钟信号的幅度调制电路单元，所述幅度调制电路单元设置有第一信号输入端、第二信号输入端和时钟信号输出端；所述第一信号输入端与所述维持电路模组电信号连接，以接收所述初始时钟信号；所述第二信号输入端与所述补偿信号输出端电信号连接，以接收所述时钟频率补偿信号；所述时钟信号输出端用于输出所述目标时钟信号。

9、第二方面，本技术实施例提供一种时钟装置，包括时钟接收器以及上述的mems振荡器，所述时钟接收器包括解调电路模组，用于接收所述目标时钟信号，并对所述目标时钟信号进行信号解调，以得到并分别输出所述初始时钟信号和所述预设时钟频率补偿值。

10、可选的，在一些实施例中，所述调制电路模组还包括用于将所述时钟频率补偿信号和所述初始时钟信号耦合生成目标时钟信号的脉宽调制电路单元，所述脉宽调制电路单元设置有第一信号输入端、第二信号输入端和时钟信号输出端；所述第一信号输入端与所述维持电路模组电信号连接，以接收所述初始时钟信号；所述第二信号输入端与所述补偿信号输出端电信号连接，以接收所述时钟频率补偿信号；所述时钟信号输出端用于输出所述目标时钟信号；

11、所述解调电路模组包括用于对所述目标时钟信号进行分频及脉宽解调以得到所述初始时钟信号和所述时钟频率补偿信号的脉宽解调电路单元，所述脉宽解调电路单元设置有时钟信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；所述时钟信号输入端与时钟信号输出端电信号连接，以接收所述目标时钟信号；所述第一信号输出端用于输出所述初始时钟信号；所述第二信号输出端用于输出所述时钟频率补偿信号。

12、可选的，在一些实施例中，所述调制电路模组还包括用于将所述时钟频率补偿信号和所述初始时钟信号耦合生成目标时钟信号的窄脉冲产生电路单元，所述窄脉冲产生电路单元设置有第一信号输入端、第二信号输入端和时钟信号输出端；所述第一信号输入端与所述维持电路模组电信号连接，以接收所述初始时钟信号；所述第二信号输入端与所述补偿信号输出端电信号连接，以接收所述时钟频率补偿信号；所述时钟信号输出端用于输出所述目标时钟信号；

13、所述解调电路模组包括用于对所述目标时钟信号进行窄脉冲过滤及频率解调以得到所述初始时钟信号和所述时钟频率补偿信号的窄脉冲解调电路单元，所述窄脉冲解调电路单元设置有时钟信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；所述时钟信号输入端与时钟信号输出端电信号连接，以接收所述目标时钟信号；所述第一信号输出端用于输出所述初始时钟信号；所述第二信号输出端用于输出所述时钟频率补偿信号。

14、可选的，在一些实施例中，所述调制电路模组还包括用于将所述时钟频率补偿信号和所述初始时钟信号耦合生成目标时钟信号的幅度调制电路单元，所述幅度调制电路单元设置有第一信号输入端、第二信号输入端和时钟信号输出端；所述第一信号输入端与所述维持电路模组电信号连接，以接收所述初始时钟信号；所述第二信号输入端与所述补偿信号输出端电信号连接，以接收所述时钟频率补偿信号；所述时钟信号输出端用于输出所述目标时钟信号；

15、所述解调电路模组包括用于对所述目标时钟信号进行时钟缓冲及幅度解调以得到所述初始时钟信号和所述时钟频率补偿信号的幅度解调电路单元，所述幅度解调电路单元设置有时钟信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；所述时钟信号输入端与时钟信号输出端电信号连接，以接收所述目标时钟信号；所述第一信号输出端用于输出所述初始时钟信号；所述第二信号输出端用于输出所述时钟频率补偿信号。

16、可选的，在一些实施例中，所述解调电路模组还包括用于对所述时钟频率补偿信号进行滤波解调处理以得到所述预设时钟频率补偿值的数字滤波器，所述数字滤波器设置有补偿信号接收端和补偿值输出端；所述补偿值接收端与所述第二信号输出端电信号连接，以接收所述时钟频率补偿信号；所述补偿值输出端用于输出所述预设时钟频率补偿值。

17、在本技术中，该mems振荡器在原有mems谐振器和维持电路模组的基础上增设了常规的调制电路模组，该调制电路模组可在维持电路模组驱使mems谐振器振动并输出具有第一频率的初始时钟信号时，一方面接收外部电路根据mems谐振器的当前工作温度发出的预设时钟频率补偿值，并根据该预设时钟频率补偿值调制生成时钟频率补偿信号，另一方面将该时钟频率补偿信号和初始时钟信号进行耦合，以得到并输出对频率进行温度补偿后的目标时钟信号。这样一来，本技术技术方案，仅通过常规的调制电路模组进行常规的信号调制生成和常规的信号耦合便可实现对mems谐振器的频率进行温度补偿，相比于小数锁相环，其功耗更低，使得mems振荡器的整体功耗大大降低。