具体实施方式

电子设备使用时钟生成器来支持射频通信。时钟生成器生成具有预先确定的频率的参考时钟信号。该时钟信号可以由电子设备中的其他部件参考，这些部件包括混频器、信号生成器、锁相环(PLL)、延迟锁定环(DLL)等。由于对时钟信号的依赖，所以时钟信号中的任何频率误差或相位噪声都可能传播到下游电路部件，从而影响处理或通信质量和性能。附加地，不同通信标准可能与不同相位噪声阈值相关联。如果电子设备支持多种通信标准(例如，蜂窝、全球定位系统(GPS)、Wi-Fi^TM或蓝牙^TM)，则时钟生成器的设计可能必须支持多于一个的相位噪声阈值。

为了支持不同的通信标准，一些技术使用不同的振荡电路系统，这些振荡电路系统使用不同的谐振器。每个振荡电路系统的性能都可以针对对应通信标准进行调整。然而，实现多个振荡电路系统给电子设备增加了附加复杂性并且增加了成本。更进一步地，多个振荡电路系统会占用电子设备中的附加空间并且牵涉到附加电线布线。

相比之下，本文中描述了用于具有步进控制的多模式振荡电路系统的示例方法。时钟生成器使用多模式振荡电路系统生成时钟信号，该多模式振荡电路系统包括单独耦合到谐振器的两个或更多个振荡器。在第一配置中，多模式振荡电路系统在第一振荡器处于活动状态和第二振荡器处于非活动状态的情况下操作。在第二配置中，多模式振荡电路系统在第一振荡器处于非活动状态且第二振荡器处于活动状态的情况下操作。

在一些情形中，振荡器被设计为具有不同的性能特点。比如，相对于第二振荡器，第一振荡器可以生成较低数量的相位噪声。然而，相对于第一振荡器，第二振荡器可以消耗更少的功率。如此，可以基于无线收发器的操作模式来适当地选择多模式振荡电路系统的配置。然而，两个或更多个配置之间的突然切换会对使用多模式振荡电路系统生成的时钟信号产生不利影响。

代替随着无线收发器的操作模式发生改变而在不同配置之间突然切换，步进控制电路使得多模式振荡电路系统能够在不同配置之间平滑过渡。如本文中所描述的，步进控制电路增量地调整振荡器的相应增益以连续提供时钟信号，同时减轻对时钟信号的毛刺或其他干扰。这使得敏感系统能够可靠使用时钟信号，诸如操作为提供无线通信的数字系统。以这些方式，单个谐振器可以与多个振荡器一起使用，以较低成本和占用较小面积提供具有不同特点的多个时钟信号。

图1图示了用于实现具有步进控制的多模式振荡电路系统的示例环境100。在环境100中，计算设备102通过无线通信链路106(无线链路106)与基站104通信。在该示例中，计算设备102被描绘为智能电话。然而，计算设备102可以实现为任何合适的计算或电子设备，诸如调制解调器、蜂窝基站、宽带路由器、接入点、蜂窝电话、游戏设备、导航设备、媒体设备、膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、可穿戴式计算机、服务器、网络附加存储(NAS)设备、智能设备或其他物联网(IoT)设备、医疗设备、车载通信系统、雷达、无线电装置等。

基站104经由无线链路106与计算设备102通信，该无线链路106可以被实现为任何合适类型的无线链路。尽管被描绘为蜂窝网络的塔，但基站104可以表示或实现为另一设备，诸如卫星、服务器设备、地面电视广播塔、接入点、对等设备、网状网络节点、光纤线路等。因此，计算设备102可以经由有线连接、无线连接或其组合与基站104或另一设备通信。

无线链路106可以包括从基站104传达到计算设备102的数据或控制信息的下行链路或从计算设备102传达到基站104的其他数据或控制信息的上行链路。无线链路106可以使用任何合适的通信协议或标准来实现，诸如第二代(2G)、第三代(3G)、第四代(4G)或第五代(5G)蜂窝；IEEE 802.11(例如，Wi-Fi^TM)；IEEE 802.15(例如，Bluetooth^TM)；IEEE 802.16(例如，WiMAX^TM)等。在一些实现方式中，无线链路106可以无线地提供功率并且基站104可以包括功率源。

如所示出的，计算设备102包括应用处理器108和计算机可读存储介质110(CRM110)。应用处理器108可以包括执行由CRM 110存储的处理器可执行代码的任何类型的处理器，诸如多核处理器。CRM 110可以包括任何合适类型的数据存储介质，诸如易失性存储器(例如、随机存取存储器(RAM))、非易失性存储器(例如，闪存)、光学介质、磁性介质(例如，磁盘)等。在本公开的上下文中，CRM110被实现为存储指令112、数据114和计算设备102的其他信息，因此不包括瞬态传播信号或载波。

计算设备102还可以包括输入/输出端口116(I/O端口116)和显示器118。I/O端口116能够与其他设备、网络或用户进行数据交换或交互。I/O端口116可以包括串行端口(例如，通用串行总线(USB)端口)、并行端口、音频端口、红外(IR)端口、诸如触摸屏之类的用户接口端口等。显示器118呈现计算设备102的图形，诸如与操作系统、程序或应用相关联的用户接口。可替代地或附加地，显示器118可以被实现为显示端口或虚拟接口，通过该显示端口或虚拟接口呈现计算设备102的图形内容。

计算设备102的无线收发器120提供与相应网络和与其连接的其他电子设备的连接性。可替代地或附加地，计算设备102可以包括有线收发器，诸如以太网或光纤接口，用于通过本地网络、内联网或互联网进行通信。无线收发器120可以促进通过任何合适类型的无线网络的通信，诸如无线局域网(WLAN)、对等(P2P)网络、网状网络、蜂窝网络、无线广域网(WWAN)和/或无线个域网(WPAN)。在示例环境100的上下文中，无线收发器120使得计算设备102能够与基站104和与其连接的网络进行通信。然而，无线收发器120还可以使得计算设备102能够与其他设备或网络“直接”通信。

无线收发器120包括用于经由天线122传输并接收通信信号的电路系统和逻辑。无线收发器120的部件可以包括用于调节通信信号(例如，用于生成或处理信号)的混频器、锁相环、延迟锁定环、放大器、开关、模拟数字转换器、滤波器等。无线收发器120还可以包括执行同相/正交(I/Q)操作的逻辑，诸如合成、编码、调制、解码、解调等。在一些情况下，无线收发器120的部件被实现为单独接收器和发射器实体。附加地或可替代地，无线收发器120可以使用多个或不同的部分来实现以实现相应接收和发射操作(例如，单独发射和接收链)。一般而言，无线收发器120处理与通过天线122传达计算设备102的数据相关联的数据和/或信号。

如所示出的，无线收发器120还包括至少一个时钟生成器124和至少一个处理器126。可替代地，时钟生成器124可以与无线收发器120分开实现并且与其耦合。在一些实现方式中，时钟生成器124和处理器126在单独的集成电路上实现。一般而言，时钟生成器124使用谐振器来生成时钟信号而非参考另一时钟信号。这与其他信号生成部件(如PLL)不同，这些信号生成部件使用来自时钟生成器的时钟信号来生成具有不同频率的其他版本的时钟信号。一般而言，由时钟生成器124生成的时钟信号是提供给无线收发器120的其他部件的参考时钟信号。时钟信号可以附加地或可替代地用于同步逻辑的定时操作。时钟生成器124包括多模式振荡电路系统128、至少一个步进控制电路130和至少一个同步器132，它们关于图2进行进一步描述。

可以包括调制解调器的处理器126可以在无线收发器120内或与无线收发器120分离实现。作为示例，处理器126被实现为提供数字通信接口的片上系统(SoC)，用于计算设备102的数据、语音、消息传递和其他应用。处理器126还可以包括基带电路系统，以执行高速采样处理，这些高速采样处理可以包括模数转换、数模转换、增益校正、偏斜校正、频率转换等。尽管未明确示出，但是处理器126可以包括CRM 110的一部分或可以访问CRM 110以获得计算机可读指令。

处理器126控制无线收发器120并且使得能够执行无线通信。处理器126可以向无线收发器120提供通信数据以供发射。处理器126还可以处理从无线收发器120接受的信号的基带版本以生成数据，该数据可以经由用于无线通信或接近度检测的通信接口提供给计算设备102的其他部分。一般而言，处理器126控制无线收发器120的操作模式或了解操作模式。不同类型的操作模式可以包括不同的收发器模式(例如，发射模式或接收模式)、不同的功率模式(例如，低功率模式或高功率模式)、不同的资源控制状态(例如，连接模式、非活动模式或空闲模式)、不同的通信模式(例如，3G模式、4G模式、5G模式、Wi-Fi^TM模式、GPS模式)、不同的调制模式(例如，诸如正交相移键控(QPSK)模式之类的较低阶的调制模式或诸如64正交幅度调制(QAM)或256QAM之类的较高阶的调制模式)等。处理器126基于无线收发器120的操作模式来使多模式振荡电路系统128的配置发生改变，如关于图2所进一步描述的。

图2图示了实现具有步进控制的多模式振荡电路系统128的时钟生成器124的示例实现方式。在所描绘的配置中，时钟生成器124包括多模式振荡电路系统128、步进控制电路130和同步器132。时钟生成器124还包括输出节点202，该输出节点202可以耦合到无线收发器120内的其他电路部件，诸如PLL或混频器。多模式振荡电路系统128耦合在步进控制电路130与输出节点202之间。同步器耦合在输出节点202与步进控制电路130之间。

多模式振荡电路系统128包括至少两个振荡器204-1和204-2以及至少一个谐振器206(例如，少至一个谐振器)。在一些实现方式中，振荡器204-1和204-2在集成电路上实现并且谐振器206在印刷电路板(PCB)上实现。谐振器206耦合在谐振器节点208-1和208-2之间。在图2中，谐振器节点208-2被示为耦合到输出节点202。如此，谐振器节点208-1表示谐振器206的输入节点，而谐振器节点208-2表示谐振器206的输出节点。每个振荡器204-1和204-2都耦合到谐振器节点208-1和谐振器节点208-2两者。

在一些实现方式中，振荡器204-1和204-2的设计具有不同的性能特点。作为示例，相对于振荡器204-2，振荡器204-1可以生成较低数量的相位噪声，但是相对于振荡器204-1，振荡器204-2可以消耗更少的功率。振荡器204-1和204-2可以实现为电压模式振荡器、电流模式振荡器或其组合。示例电压模式振荡器和示例电流模式振荡器分别关于图5和图6进行进一步描述。一般而言，振荡器204-1和204-2包括功率电路和放大电路。

振荡器204-1和204-2可以被独立地配置为处于活动状态或非活动状态。在活动状态下，振荡器204-1或204-2消耗功率并且以特定增益操作。附加地，振荡器204-1或204-2基于增益来生成具有峰到峰电压的振荡信号210。振荡信号210使得谐振器206能够谐振。在图2中，振荡器204-1生成振荡信号210-1，并且振荡器204-2生成振荡信号210-2。在处于活动状态时，振荡器204-1或204-2的增益可以发生变化。不同的增益可以使得振荡器204-1或204-2消耗不同数量的功率或生成不同数量的相位噪声。

在非活动状态下，振荡器204-1或204-2不生成振荡信号210或生成具有不会使得谐振器206谐振的峰到峰电压的振荡信号210。一般而言，基于非活动状态，振荡信号210相对于基于增益的与活动状态相关联的峰到峰电压中的任一峰到峰电压具有较低的峰到峰电压。

谐振器206可以包括例如石英晶体，如石英晶体212所示。在其他实现方式中，谐振器206可以包括电感器电容器(LC)谐振器、谐振器晶体管(例如，双极结晶体管(BJT)、结栅极场效应晶体管(JFET)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或砷化镓场效应晶体管(GaAsFET)))、传输线、二极管、压电振荡器、多个石英晶体212、多个谐振器等。谐振器206以特定频率谐振。

多模式振荡电路系统128还包括放大器214，该放大器214耦合在谐振器节点208-2与输出节点202之间。尽管未示出，但是多模式振荡电路系统128可以包括其他类型的部件，诸如电阻器和电容器。

步进控制电路130耦合在处理器126与多模式振荡电路系统128之间，并且它包括至少两个步进驱动器216-1和216-2。步进驱动器216-1和216-2分别耦合到振荡器204-1和204-2，并且分别生成步进控制信号218-1和218-2。步进控制信号218-1和218-2分别控制振荡器204-1和204-2是处于活动状态还是非活动状态。附加地，如果振荡器204-1和204-2处于活动状态，则步进控制信号218-1和218-2控制振荡器204-1和204-2的相应增益。步进驱动器216-1和216-2可以实现为数字电压生成器，该数字电压生成器生成控制电压或离散电压，这些控制电压或离散电压分别经由步进控制信号218-1和218-2提供给振荡器204-1和204-2内的部件。

同步器132基于时钟信号220来向步进控制电路130提供反馈信息，该时钟信号220由谐振器206在谐振器节点208-2处生成。具体地，同步器132生成定时信号222，该定时信号222包括触发器，以使得步进驱动器216-1调整振荡器204-1或步进驱动器216-2的增益以在特定时间调整振荡器204-2的增益。以此方式，同步器132可以使得振荡器204-1和204-2的增益在时钟信号220不在零交叉附近的时间期间改变。通过在时钟信号220的峰附近改变增益，可以避免时钟信号220中的毛刺误差。

在操作期间，处理器126确定无线收发器120的操作模式。基于操作模式，处理器126生成振荡器状态信号224-1和224-2，该振荡器状态信号224-1和224-2分别控制振荡器204-1和204-2是处于活动状态还是非活动状态。处理器126还生成目标增益信号226-1和226-2，该目标增益信号226-1和226-2分别指定振荡信号210-1和210-2的目标增益。

步进驱动器216-1和216-2通过基于振荡器状态信号224-1和224-2和目标增益信号226-1和226-2生成步进控制信号218-1和218-2来适当配置振荡器204-1和204-2。基于步进控制信号218-1和218-2，振荡器204-1和204-2分别生成振荡信号210-1和210-2。由于振荡信号210-1和/或210-2，谐振器206谐振并且生成时钟信号220，该时钟信号220通过放大器214放大。使用振荡器状态信号224-1和224-2以及目标增益参考信号226-1到226-2，处理器126可以使得多模式振荡电路系统128处于特定配置中并且随着时间而在不同配置之间切换，如关于图3所进一步描述的。

图3图示了用于操作具有步进控制的多模式振荡电路系统128的示例序列流程图300，其中时间沿向下方向流逝。在所描绘的示例中，多模式振荡电路系统128可以在不同时间处于第一配置302或第二配置304。在第一配置302中，振荡器204-1处于活动状态306并且振荡器204-2处于非活动状态308。附加地，对于第一配置302，振荡器204-1的增益处于第一目标增益。振荡器204-1生成第一数量的相位噪声并且在第一目标增益下消耗第一数量的功率。

在第二配置304中，振荡器204-1处于非活动状态308而振荡器204-2处于活动状态306。附加地，对于第二配置304，振荡器204-2的增益处于第二目标增益。振荡器204-2生成第二数量的相位噪声并且在第二目标增益下消耗第二数量的功率。

例如，考虑在第一配置302下生成的第一数量的相位噪声低于在第二配置304下生成的第二数量的相位噪声。然而，在第二配置304下消耗的第二数量的功率低于在第一配置302下消耗的第一数量的功率。因此，第一配置302产生的相位噪声性能更好而第二配置304产生的功率消耗得以降低。

在310处，无线收发器120处于具有特定目标相位噪声水平的第二操作模式312。作为示例，第二操作模式312可以表示用于4G的连接模式或用于5G的空闲模式。在这种情况下，第二操作模式312的目标相位噪声水平可以使用第一配置302或第二配置304来实现。然而，因为第二配置304节省功率，所以处理器126使得多模式振荡电路系统128在第二配置304下操作。

在314处，无线收发器120处于第一操作模式316，该第一操作模式316相对于第二操作模式312具有更低目标相位噪声水平。作为示例，第一操作模式316可以表示用于5G的连接模式。在这种情况下，可以使用第一配置302但不使用第二配置304来实现第一操作模式316的目标相位噪声水平。如此，处理器126使得多模式振荡电路系统128在第一配置302下操作以使得无线收发器120能够满足第一操作模式316的目标相位噪声水平。

在318处，无线收发器120处于第二操作模式312。因而，处理器126使得多模式振荡电路系统128在第二配置304下操作以节省功率。

随着无线收发器120在第二操作模式312与第一操作模式316之间切换，而非在第二配置304与第一配置302之间突然切换，步进控制电路130使得多模式振荡电路系统128以在第二配置304与第一配置302之间增量地过渡。具体地，如关于图4-1和图4-2所进一步描述的，步进控制电路130增量地调整振荡器204-1和振荡器204-2的增益以使得多模式振荡电路系统128能够在第二配置304与第一配置302之间过渡，而不引入毛刺误差或停止时钟信号220。

图4-1和图4-2图示了用于操作具有步进控制的多模式振荡电路系统128的示例信号。具体地，图4-1和图4-2所示的信号图示了从在第二配置304下操作多模式振荡电路系统128与在第一配置302下操作多模式振荡电路系统128之间的过渡而发生的增量过渡。曲线图400、402、404、406分别图示了在过渡期间可能发生的步进控制信号218-2、步进控制信号218-1、振荡信号210-1和振荡信号210-2的变化。

在第一示例中，多模式振荡电路系统128从第二配置304过渡到第一配置302，这可能发生在图3中的310和314之间。假设第一配置302的目标增益412是增益410-4。然而，其他操作模式可以使得目标增益与诸如增益410-1、410-2或410-3中的一个增益之类的不同增益相关联。振荡器204-1和204-2可以在具有不同增益的活动状态306下操作。例如，振荡器204-1可以在从最低增益到最高增益排序的增益408-1、408-2、408-3和408-4的情况下操作。附加地，振荡器204-2可以在同样从最低增益到最高增益排序的增益410-1、410-2、410-3和410-4的情况下操作。增益408-1至408-4和增益410-1至410-4可以表示不同的增益(例如，增益408-1至408-4不一定等于增益410-1至410-4)。在该示例中，振荡器204-1可以在四个不同的增益408-1到408-4的情况下操作，而振荡器204-2可以在四个不同的增益410-1到410-4的情况下操作。在其他示例中，振荡器204-1可以相对于振荡器204-2在不同数量的增益的情况下操作。

在时间T0处，多模式振荡电路系统128在第二配置304下操作。在曲线图400中，步进控制信号218-2处于使得振荡器204-2处于活动状态306并且具有增益408-4的水平。在曲线图402中，步进控制信号218-1处于使得振荡器204-1处于非活动状态308的水平。在非活动状态308下，振荡器204-1不会生成振荡信号210-1，如曲线图404所示。

在时间T1处，由于步进驱动器216-1使得振荡器204-1从非活动状态308切换到活动状态306，所以多模式振荡电路系统128开始过渡到第一配置302。为此，步进控制信号218-1在T1处上升到另一水平，这使得振荡器204-1处于具有增益410-1的活动状态306。因此，振荡器204-1生成具有第一峰到峰电压的振荡信号210-1，如曲线图404所示。

从时间T2到时间T3到时间T4，由于步进驱动器216-1增量地增加振荡器204-1的增益直至实现了目标增益412，所以多模式振荡电路系统128继续过渡到第一配置302。为此，步进驱动器216-1增量地增加步进控制信号218-1的水平，这使得振荡器204-1的增益逐步改变(例如，从增益410-1改变到增益410-2到增益410-3到增益410-4)。通过增量地改变增益，振荡器204-1增量地增加振荡信号210-1的峰到峰电压，如曲线图404所示。为了减轻毛刺误差，同步器132使得步进控制信号218-1的水平在时间T2、T3和T4改变，这些时间出现在振荡信号210-1的如图4-1所示的峰(未图示的备选实现方式中的谷)附近并且远离振荡信号210-1的零交叉点。在该时间期间，振荡器204-2继续处于具有增益408-4的活动状态306。

在时间T4处，振荡器204-1处于目标增益412(例如，增益410-4)。然而，因为振荡器204-2处于活动状态306，所以多模式振荡电路系统128在时间T4仍处于过渡配置。换言之，多模式振荡电路系统128在时间T4不处于第一配置302并且不处于第二配置304。为了解决这个问题，调整步进控制信号218-2，如关于图4-2所进一步描述的。

在图4-2中，由于步进驱动器216-2在使得振荡器204-2在时间T8从活动状态306切换到非活动状态308之前增量地减小振荡器204-2的增益，所以从时间T5到时间T6到时间T7到时间T8，多模式振荡电路系统128继续过渡到第一配置302。为此，步进驱动器216-2增量地减小步进控制信号218-2的水平，这使得振荡器204-2的增益按间隔改变(例如，从增益408-4改变到增益408-3到增益408-2到增益408-1)。通过增量地改变增益，振荡器204-2增量地减小振荡信号210-2的峰到峰电压，如曲线图406所示。为了减轻毛刺误差，同步器132使得步进控制信号218-2的水平在时间T5、T6和T7改变，这些时间发生在如图4-2所示的谷(或未图示的备选实现方式中的峰)附近并且远离零交叉点。在时间T7处，振荡器204-2在具有最低增益(例如，增益408-1)的活动状态306下操作。从时间T5到时间T7，振荡器204-1继续处于具有增益410-4的活动状态306，如曲线图402所示。

在时间T8处，响应于步进驱动器216-2使得振荡器204-2在时间T8从活动状态306切换到非活动状态308，多模式振荡电路系统128完成到第一配置302的过渡。为此，步进驱动器216-2在T8将步进控制信号218-2减小到另一水平，这使得振荡器204-2处于非活动状态308，如曲线图400所示。因此，振荡器204-2不会生成振荡信号210-2，如曲线图406所示。

从时间T4到T8及以后，振荡器204-1处于活动状态306并且在时间T4继续生成具有曲线图404所示的增益410-4的振荡信号210-1。由于多模式振荡电路系统128在时间T8处于第一配置302，所以谐振器206基于振荡信号210-1来生成时钟信号220。这使得时钟信号220能够满足无线收发器120的第一操作模式316的目标相位噪声水平，如上文关于图3所描述的。如果无线收发器120切换到第二操作模式312，则多模式振荡电路系统128可以从第一配置302过渡到第二配置304以节省功率。

如图4-2所示，增量地减小振荡信号210-2的增益使得灵敏系统能够可靠地使用时钟信号220。对于其他类型的不太灵敏的系统，步进驱动器216-2可以使得步进控制信号218-2的水平直接从T4变为T8。这使得振荡器204-2直接从在时间T4处在具有增益408-4的活动状态306下操作改变到在时间T8处的非活动状态308，从而可以减小多模式振荡电路系统128从第一配置302过渡到第二配置304所花费的时间。附加地，因为振荡器204-1在振荡器204-2从活动状态306切换到非活动状态308之前处于活动状态306，所以可以发生这种改变，而无需停止时钟信号220的生成。

在第二示例中，多模式振荡电路系统128从第一配置302过渡到第二配置304，这可以发生在图3中的314和318之间。在这种情况下，上文所描述的操作以相反顺序执行(例如，从时间T8到时间T1执行)。

一般而言，T2、T3、T4、T5、T6和T7之间的步进速率或时间段可以基于时钟信号220的时段。作为示例，该时间段可以是时钟信号220的几个时段(例如，时钟信号220的十个或更多个时段)。附加地，发生的增量步长的数量可以基于目标增益412而变化，该目标增益412可以基于无线收发器120的操作模式而变化。作为示例，第一配置302的目标增益412可以是用于GPS模式的增益410-2。可替代地，第一配置302的目标增益412可以是用于5G模式的增益410-4。

在其他实现方式中，多模式振荡电路系统128可以包括多于两个的振荡器204。如此，多模式振荡电路系统128可以根据多于两个的配置(例如，多于两个的模式)来操作。上文关于在第一配置302与第二配置304之间过渡所描述的技术同样可以应用于第一配置302与第三配置之间或第二配置304与第三配置之间的过渡。

图5图示了用于实现具有步进控制的多模式振荡电路系统128的示例电压模式振荡器500。在一些实现方式中，相对于电流模式振荡器，电压模式振荡器500实现了更好的相位噪声性能。电压模式振荡器500包括输入节点502、功率电路504、放大电路506和反相器508。考虑电压模式振荡器500实现振荡器204-1。在这种情况下，输入节点502耦合到步进驱动器216-1。

功率电路504耦合到输入节点502、电源电压510、接地512和放大电路506。功率电路504包括第一开关516-1至516-N，该第一开关516-1至516-N耦合到电源电压510和放大电路506，其中N表示大于2的正整数。在所描绘的配置中，第一开关516-1至516-2被实现为p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOSFET)。功率电路504还包括第二开关518-1至518-N，该第二开关518-1至518-N耦合到接地512和放大电路506。第二开关518-1到518-N被示为图5中的n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)。

放大电路506可以实现低噪声可变增益放大器。放大电路506包括多个放大器支路514-1至514-N。放大器支路514-1至514-N分别包括互补金属氧化物半导体(CMOS)反相器。每个放大器支路514-1至514-N耦合到第一开关516-1至516-N中的一个第一开关和第二开关518-1至518-N中的一个第二开关。CMOS反相器内的NMOSFET和PMOSFET的栅极一起耦合到谐振器节点208-1。CMOS反相器内的NMOSFET和PMOSFET的漏极耦合到谐振器节点208-2。

步进控制信号218-1分别向第二开关518-1至518-N提供N个离散电压。这些离散电压也被提供给反相器508。反相器508向相应第一开关516-1至516-N提供离散电压的反相版本。基于步进控制信号218-1所提供的离散电压，放大电路506内的放大器支路514-1至514-N的不同组合可以并联于电源电压510与接地512之间，以实现不同增益，诸如图4-1中的增益410-1至410-4。为了使得电压模式振荡器500处于非活动状态308，步进控制信号218-1使得第一开关516-1至516-N分别将放大器支路514-1至514-N与电源电压510断开并且使得第二开关518-1至518-N分别将放大器支路514-1至514-N与接地512断开。

图6图示了用于实现具有步进控制的多模式振荡电路系统128的示例电流模式振荡器600。在一些实现方式中，相对于图5的电压模式振荡器500，电流模式振荡器600消耗更少的功率。电流模式振荡器600包括输入节点602、功率电路604、放大电路606、可变电流源608和自动增益控制电路610。考虑电流模式振荡器600实现振荡器204-2。在这种情况下，输入节点602耦合到步进驱动器216-2。

功率电路604耦合到可变电流源608、放大电路606和接地512。功率电路504包括耦合在可变电流源608与放大电路606之间的PMOSFET以及耦合在放大电路606与接地512之间的NMOSFET。PMOSFET和NMOSFET的栅极耦合到电压生成器(未示出)，该电压生成器提供分别偏置PMOSFET和NMOSFET的电压。

放大电路606可以实现低功率放大器。在该示例中，放大电路606包括一个CMOS反相器。CMOS反相器内的NMOSFET和PMOSFET的栅极一起耦合到谐振器节点208-1。CMOS反相器内的NMOSFET和PMOSFET的漏极耦合到谐振器节点208-2。

可变电流源608耦合到电源电压510、输入节点602、自动增益控制电路610、以及功率电路604的PMOSFET。在所描绘的示例中，可变电流源608包括成对的开关612-1至612-M和PMOSFET 614-1至614-M，该开关612-1至612-M和PMOSFET 614-1至614-M一起并联耦合在电源电压510与功率电路604的PMOSFET的源极之间，其中M表示大于二的正整数。

自动增益控制电路610耦合在谐振器节点208-2与PMOSFET614-1至614-M的栅极之间。自动增益控制电路610基于谐振器节点208-2处的电压来生成偏置电压616以偏置PMOSFET 614-1至614-M。

步进控制信号218-2向可变电流源608提供M个离散电压。这些离散电压控制开关612-1至612-M的状态。基于由步进控制信号218-2提供的离散电压，PMOSFET 614-1至614-M的不同组合连接到电源电压510以生成具有不同幅度的偏置电流。偏置电流的不同幅度使得电流模式振荡器600能够实现不同的增益，诸如图4-2中的增益408-1至408-4。为了使得电流模式振荡器600处于非活动状态308，步进控制信号218-2使得可变电流源608不生成偏置电流。

图7是图示了用于操作具有步进控制的多模式振荡电路系统的示例过程700的流程图。过程700以框集合702至708的形式描述，这些框指定可以执行的操作。然而，操作不一定局限于图7所示的或本文中所描述的次序，操作可以以备选次序或以完全或部分重叠的方式实现。此外，可以实现更多、更少和/或不同的操作来执行过程700或备选过程。由过程700的所图示的框表示的操作可以由(例如，图1或图2的)时钟生成器124执行。更具体地，过程700的操作可以由如图2所示的多模式振荡电路系统128和步进控制电路130来执行。

在框702处，使用多模式振荡电路系统的谐振器生成时钟信号。多模式振荡电路系统包括第一振荡器和第二振荡器，该第一振荡器和第二振荡器耦合到谐振器。例如，多模式振荡电路系统128的谐振器206生成时钟信号220，如图2所示。多模式振荡电路系统128包括振荡器204-1和振荡器204-2，该振荡器204-1和振荡器204-2各个耦合到谐振器206。

在框704处，多模式振荡电路系统在第一配置下操作，该第一配置包括处于活动状态的第一振荡器和处于非活动状态的第二振荡器，以使得谐振器能够生成时钟信号。例如，多模式振荡电路系统128在第一配置302下操作，该第一配置302包括处于活动状态306的振荡器204-1和处于非活动状态308的第二振荡器204-2，如图3中的314所示。第一配置302使得谐振器206能够生成时钟信号220。

在框706处，多模式振荡电路系统在第二配置下操作，该第二配置包括处于非活动状态的第一振荡器和处于活动状态的第二振荡器，以使得谐振器能够生成时钟信号。例如，多模式振荡电路系统128在第二配置304下操作，该第二配置304包括处于非活动状态308的振荡器204-1和处于活动状态306的第二振荡器204-2，如图3中的310和318两者所示。第二配置304使得谐振器206能够生成时钟信号220。

在框708处，通过在第二振荡器处于活动状态的同时增量地增加第一振荡器的第一增益，多模式振荡电路系统在第二配置下操作过渡到多模式振荡电路系统在第一配置下操作。例如，基于在第二振荡器204-2处于活动状态306的同时步进控制电路130增量地增加第一振荡器204-1的第一增益，多模式振荡电路系统128从根据第二配置304操作过渡到根据第一配置302操作，如图4-1所示。

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