专利名称：用于fsk 制式数据发送的dvco中线性可变电容的调节方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种用于FSK制式数据发送的DVCO中线性可变电容的调节方法。
背景技术：
目前的数据发送一般有两种方式，其一是采用声表面波振荡器产生一个射频频率 (Radio Frequency, RF)，然后通过混频或用要发送的数据调节声表面波器件发送频移键控(Frequency-Shift Keying, FSK)信号，或用开关 PA 发送幅度键控(Amplitude-Shift Keying, ASK)或二进制启闭键控(On-Off Keying, 00K)信号；另一种是采用晶体振荡电路产生参考频率基准，作为锁相环(PhaseLocked Loop, PLL)电路的参考，然后用PLL电路产生RF所需要的频率再用PA发送出去。其中，FSK数据一般直接通过PLL调制，ASK或00K 数据直接通过开关PA实现。由于现有技术中FSK数据发送时，关系到频率分辨率的DVCO中线性可变电容无法很好地进行调节，导致芯片发送的频率分辨率低下，无法满足以高精度频率发送数据的要求。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种用于FSK制式数据发送的DVCO 中线性可变电容的调节方法，以大大提高芯片发送的频率分辨率。为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种用于FSK制式数据发送的DVCO 中线性可变电容的调节方法，其特征在于，包括根据DVCO电感大小及其发送数据的实时频率确定所述DVCO中线性可变电容的目标电容值；以所述目标电容值调整所述线性可变电容。本发明实施例通过提供一种用于FSK制式数据发送的DVCO中线性可变电容的调节方法，根据DVCO电感大小及其发送数据的实时频率确定所述DVCO中线性可变电容的目标电容值，以所述目标电容值调整所述线性可变电容，从而大大提高了芯片发送的频率分辨率。
图1是本发明第一实施例的数据发送系统的主要结构图。图2是本发明第一实施例的基于芯片的数据发送方法的主要流程图。图3是本发明第一实施例中芯片出厂前的初始频率flcO的测试方法的流程图。图4是图2中208的具体流程图。图5是图4中404的具体流程图。图6是本发明第一实施例中实现温度的反馈调整的流程图。
图7是图2中210的补充流程示意图。图8是本发明第一实施例中DVC02中可变电容阵列的结构图。图9是本发明第一实施例中DVC02的简单结构图。图10是本发明第一实施例中PA的结构图。图11是本发明第二实施例的数据发送系统的主要结构图。图12是本发明第二实施例的基于芯片的数据发送方法的主要流程图。图13是本发明第二实施例中芯片出厂前的初始频率flcO的测试方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明实施例进行详细说明。如图1所示，本发明第一实施例的数据发送系统集成于一个芯片之中，其主要包括RC OSC(RC Oscillator) 1，其是一个电阻和电容确定频率的低温度系数振荡器， 主要用于产生一个周期可被测量的时钟，以作为下述数字压控振荡器(Digital Voltage Controlled Oscillator，DVC0) 2 进行自动频率控制(AutomaticFrequency Control, AFC) 的参考；DVC02，其是一个高频LC振荡器，用于产生所需的RF以及对电阻电容振荡器(RC Oscillator, RC 0SC) 1的频率进行测量，可完成数字信号控制；存储模块3，用于存储预先设定的DVC02的初始频率flcO、初始频率flcO测定时的初始工作温度Ttl及DVC02的温度系数IV K1，具体地，该存储模块为非易失性存储器 (Nonvolatile Memory，NVM)、存储卡或其他类型存储器；DVC02的开关电容阵列在一特定电容下的初始频率f IcO (本方案中开关电容阵列设为其最大电容，而初始频率f IcO对应即为 DVC02的最低频率)在芯片出厂前进行测量，并把初始频率flcO、初始工作温度Ttl及DVC02 在此特定电容下的温度系数Ko、K1写入到NVM中；温度传感器模块，用于获得当前工作温度Τ，具体地，温度传感器模块可由温度传感器(Temperature Sensor) 4及与之相连的模数转换器(ADC) 5组成，这样，温度传感器4 感应到芯片当前工作温度T所得到的模拟信号通过模数转换器5转换成数字信号后传输到下述控制器8 ；计数器(VC0 Counter) 6，用于在出厂前对DVC02的初始频率fIcO进行测量，其参考频率为外部参考频率Fref，计数器6在芯片正常工作时用来测量RC0SC1的频率，以及对 DVC02在RC OSC的第一分频的N分频周期内对DVC02做AFC的频率测量；第一分频器(Divider) 7，用于进行N分频的第一分频处理，主要是对RC0SC1进行分频得到合适的DVC02的AFC参考频率(即下述基准频率)，其中N可根据实际情况取值， 而图1中信号DIV_cnt用于设置第一分频器7的分频值N ；第二分频器8，用于进行N2分频的第二分频处理，主要是把高频的DVC02的实时频率进行合适的分频，以得到所需的RF输出频率(即下述的载波频率)，其中N2可根据实际情况取值，如4、8、12、16、20等数值；控制器(Digital Controller/Ccal)9，用于控制DVC02以初始频率flcO开始工作；根据DVC02的温度频率关系，得到DVC02在当前工作温度T下的第一频率flcOt ；控制
4计数器6在第一频率下测量RC OSCl的第二频率frc，基准频率为第二频率frc经第一分频器7的第一分频所得，即frc/N ；根据射频载波频率frf、第二频率frc、第一分频处理的第一分频值N及DVC02用于获得实时频率flc而通过第二分频器8进行第二分频处理的第二分频值N2,计算出计数器值CNTO ；并以计数器值CNTO为目标并以基准频率frc/N为参考频率对DVC02进行AFC ；其中，Cap_control为AFC中调节DVC02的开关电容阵列的控制信号，从而调整DVC02的实时频率flc ；发送模块10，用于以AFC所得的实时频率flc对应载波发送数据，具体地，发送模块10可以是开关功率放大器(Power Amplifier, PA)或其他具有数据发送功能的元器件。作为一种实施方式，第一分频器7与计数器6之间还可通过一个多路复用器(MUX) 进行多路复用。MUX —路输入为上述基准频率的倒数Twinl，另一路输入为外部参考频率 Fref 的倒数 TwinO。本发明第一实施例的基于芯片的数据发送方法基于图1所示的数据发送系统，其主要包括如图2所示的流程201，芯片开始工作；202，判断是否有数据要发送，若是，执行203，否则执行213 ；203，DVC02 和 RC OSCl 开始工作；204，DVC02设为初始频率flcO并继续工作；205，温度传感器4测量芯片的当前工作温度T ；206，控制器9根据DVC02的温度频率关系、存储模块3存储的初始频率flcO、初始工作温度Tp当前工作温度T及DVC02的温度系数Kp K1，得到DVC02在当前工作温度T下的第一频率flcOt ；在第一频率flcOt下测量RC OSCl的第二频率frc，基准频率为第二频率frc经进行N分频的第一分频所得，即frc/N，具体地，DVC02的温度频率关系可如下述flcOt = flcO · [1+K0 · (T-T0) +K1 · (T-T0)2]那么，芯片工作时，通过芯片里集成的温度传感器4测量的当前工作温度Τ、和NVM 里的HcCKKc^K1及Ttl就可以得到DVC02在最大电容及T下的频率flcOt ；而RC OSCl的第二频率frc可由如下关系进行确定frc = flcOt/CNT，其中CNT为计数器6的计数值，由于第一频率fIcOt已确定，则计数器6在第一频率flcOt下即可测量得到RC OSCl的第二频率frc ；207，控制器9根据射频载波频率frf、第二频率frc、第一分频处理的第一分频值 N及DVC02用于获得实时频率而进行第二分频处理的第二分频值队，计算出计数器值CNT0， 具体地，计数器值CNTO可如下述議=^^
frc这样，对RC OSCl的第二频率frc进行N分频后，并作为AFC的参考时钟，就可把 DVC02的频率调节到所需的射频载波频率；208，控制器9以计数器值CNTO为目标并以基准频率frc/N为参考频率对DVC02 进行AFC ；209，打开 PA;210，以AFC所得的实时频率flc对应载波发送数据；
211，判断一个数据帧是否发送完成，若是，执行212，否则执行210 ；
212，判断是否还有其他数据需要发送，若是，执行204，否则执行213 ；
213，芯片关电，以节约功耗。
作为一种实施方式，芯片出厂前的初始频率flcO的测试方法可如图3所示
301，出厂前进行芯片测试开始；
302，保持室温在22-27°C的范围，即保证了测试时的初始工作温度Ttl在一个范围之内；
303，芯片上电并初始化；
304，检查芯片直流点是否正确，若是，执行306，否则执行305 ；
305，标识芯片为坏芯片，并执行311 ；
306，输入外部参考频率Fref ；
307，把DVC02开关电容阵列设在特定电容(本方案中开关电容阵列为其最大电容)；
308，温度传感器4测量芯片工作温度作为初始工作温度Ttl ；
309，与308同时，以外部参考频率Fref为参考时钟，用芯片上的计数器6测量 DVC02的频率作为初始频率flcO ；
310，把初始频率flcO、初始工作温度Ttl以及DVC02的温度系数KQ、K1写入到NVM 中；
311，出厂前测试结束。
需要说明的是，在执行上述基于芯片的数据发送方法时无需输入外部参考频率 Fref0
作为一种实施方式，上述208具体可包括如图4所示流程
401，设置DVC02开关电容阵列的电容初始值，具体地，可设定电容初始值为DVC02 的开关电容阵列的中间值ClOM ；
402，AFC 开始；
403，获得DVC02输出信号的实时频率flc ；对实时频率flc在基准频率frc/N下进行计数，得到实时计数值CNT，具体地，对DVC02输出的信号实时频率flc在N/frc时间内进行计数得到计数器6的实时计数值CNT ；
404，以实时计数值CNT及计数器值CNTO的对比结果调整DVC02开关电容阵列的电容值，具体地，如图5所示，当CNT大于CNTO时，增加DVC02的开关电容阵列的电容值，然后重新在基准频率frc/N的频率周期内计数得到新的CNT ；当CNT小于CNTO时，减小DVC02 的开关电容阵列的电容值，直到I CNT-CNTO I < dent时(即DVC02的实时频率flc被控制于计数器值CNTO对应的阈值内)结束AFC，其中dent为系统允许的最小误差。
由于大部分低成本的无线发射系统，通常只发射简单的控制码或少量数据，因而发射的时间较短(一般少于100ms)，在发射时间内芯片的温度变化不大(芯片温度在工作电流较小时温度变化率小于2V /s)，这样，在整个数据发送过程中温度变化一般会小于 0. 2°C，频率一般会变化5. 2kHz到433MHz左右，因而数据发送中芯片温度的变化对DVC02 频率的影响可忽略，然而，作为一种实施方式，上述212与204之间还可以包括如图6所示流程，以实现温度的反馈调整
601，判断工作温度的变化值是否大于第一阈值(可为1°C或其他数值，图中以1°C 为例)，若是，执行204，以初始频率重新开始工作，否则执行602 ；
602，当工作温度的变化值小于第二阈值(可为1°C或其他数值，图中以1°C为例) 时，用RC OSCl对DVC02进行校正，对实时频率flc进行微调校准，该微调校准即重新执行 208以将DVC02的实时频率flc控制于计数器值CNTO对应的阈值内，之后执行210。
在210中，当按照FI方式发送数据且DVC02上设计有FSK所需的线性可变电容时，上述基于芯片的数据发送方法还包括如图7所示的流程
701，根据DVC02电感大小L及实时频率flc确定线性可变电容的目标电容值dC， 具体地，目标电容值dC可通过如下方式确定
权利要求
1.一种用于FSK制式数据发送的DVCO中线性可变电容的调节方法，其特征在于，包括根据DVCO电感大小及其发送数据的实时频率确定所述DVCO中线性可变电容的目标电容值；以所述目标电容值调整所述线性可变电容。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标电容值可通过如下方式确定(2冗)2.祝·/。3
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述线性可变电容包括由若干可变电容组成的可变电容阵列，以所述目标电容值调整所述线性可变电容具体为通过增加或减少有效的所述可变电容的个数来调整所述线性可变电容。
全文摘要
本发明实施例公开了一种用于FSK制式数据发送的DVCO中线性可变电容的调节方法，根据DVCO电感大小及其发送数据的实时频率确定所述DVCO中线性可变电容的目标电容值，以所述目标电容值调整所述线性可变电容，从而大大提高了芯片发送的频率分辨率。
文档编号H03L7/18GK102545897SQ20121003953
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者邓建元 申请人:无锡泽太微电子有限公司