使用用于改善相位噪声的技术和锁相环的切换的收发器的制造方法

使用用于改善相位噪声的技术和锁相环的切换的收发器的制造方法
【专利摘要】一种收发器，可包括：接收(Rx)射频(RF)部，被构造为处理接收信号；发送(Tx)RF部，被构造为处理发送信号；锁相环(PLL)，被构造为将接收频率提供给接收RF部并将发送频率提供给发送RF部。所述锁相环可根据接收RF部或发送RF部是否开启而被控制。此外，所述收发器可包括抑制波形产生器(QWG)，以控制与多个天线相应的RF部的抑制波形。可针对以相同频率操作的VCO而分别产生抑制波形。QWG可以以抑制波形不重叠的方式控制VCO。
【专利说明】使用用于改善相位噪声的技术和锁相环的切换的收发器

【技术领域】
[0001] 以下的描述涉及一种采用锁相环的切换和相位噪声改善技术的收发器。

【背景技术】
[0002] -般来讲，在超低功耗（ULP)系统中，射频（RF)收发器消耗最多的功率。具体地 讲，在RF收发器中，RF模拟装置的RF块消耗最多的功率。在ULP系统中，放大器因短的信 号到达距离而消耗较少的功率，而电压控制振荡器（VC0)和PLL消耗较多的功率。此外，由 于在大多数RF收发器中，功率几乎始终施加到PLL和VC0,因此它们消耗由整个系统使用的 功率中的大部分功率。
[0003] 此外，当多个VC0没有被充分地相互隔离时，会通过各种路径产生干扰。当干扰信 号的振幅大于接收到的信号的振幅时，接收到的信号可能不会被收发器识别。


【发明内容】

[0004] 技术方案
[0005] 在一总体方面，一种收发器包括：接收（Rx)射频（RF)部，被构造为处理接收信号； 发送（Tx)RF部，被构造为处理发送信号；锁相环（PLL)，被构造为将接收频率提供给接收RF 部并将发送频率提供给发送RF部，其中，PLL根据接收RF部或发送RF部是否开启而被控 制。
[0006] PLL可包括：接收电压控制振荡器（VCO Rx)，被构造为产生接收频率；发送 VC0(VC0 Tx)，被构造为产生发送频率。PLL还可包括连接到VCO Rx和VCO Tx的单个共同 控制电路。PLL可被构造为根据Rx RF部或Tx RF部是否开启而开启单个共同控制电路。 另外，PLL还可包括连接到VCO Rx和VCO Tx的开关，并且单个共同控制电路通过根据Rx RF部或Tx RF部是否开启而切换的开关连接到VCO Rx和VCO Tx。
[0007] 单个共同控制电路可包括：主电荷泵（CP)，被构造为对与由相位检测器（PFD)检 测到的脉冲宽度相应的预定量的电荷进行泵送；环路滤波器（LF)，被构造为根据所述预定 量的电荷而改变用于VCO Rx或VCO Tx的控制电压。
[0008] PLL还可包括：失配补偿装置，被构造为独立地控制施加到主CP的拉电流的幅度 和施加到主CP的灌电流的幅度，以补偿在主CP中产生的电流失配。所述失配补偿装置可 包括：第一调谐装置，被构造为根据从感测电容器检测的结果控制辅助CP的灌电流并针对 在主CP中产生的电流失配执行离散调谐；第二调谐装置，包括被构造为基于离散调谐的结 果补偿电流失配的失配电流镜。
[0009] 第一调谐装置可包括：CP控制器，被构造为检测由感测电容器产生的电压并根据 检测的电压控制辅助CP的灌电流；时钟产生器，被构造为向CP控制器提供从PLL的外部提 供的外部时钟。
[0010] 第二调谐装置可包括：复制CP，被构造为提供离散调谐的结果；比较器，被构造为 比较感测电容器的相反极性的电压并产生结果，其中，失配电流镜被进一步构造为基于比 较器的结果补偿电流失配。
[0011] PLL可被构造为通过控制主CP的带宽来控制针对接收频率或发送频率的锁定时 间。PLL还可被构造为通过增加主CP的带宽来加速锁定时间，并通过减小主CP的带宽来控 制在PLL关闭时引起的相位噪声。
[0012] PLL可包括泄漏补偿装置，该泄漏补偿装置被构造为补偿在PLL关闭时从VCO Rx 或VCO Tx泄漏的电压。泄漏补偿装置可被构造为使用以下控制电压补偿泄漏电压：在发送 频率锁定或接收频率锁定时的锁定控制电压；当接收RF部或发送RF部关闭时变化的控制 电压。
[0013] 泄漏补偿装置可包括：模数转换器（ADC)，被构造为基于锁定控制电压和变化的 控制电压之差产生数字信号；泄漏电流控制装置，被构造为基于所述数字信号产生控制信 号以控制被构造为补偿泄漏电荷的泄漏补偿CP。泄漏补偿装置可进一步被构造为通过控制 模数转换器的分辨率来控制VCO Rx或VCO Tx的控制电压。
[0014] 泄漏补偿装置可包括：比较器，被构造为比较锁定控制电压与变化的控制电压之 差；泄漏电流控制装置，被构造为基于比较结果产生控制信号以控制泄漏补偿CP补偿泄漏 电荷。
[0015] VCO Rx或VCO Tx可使用具有电感器电容器（LC)槽的类C式电压控制振荡器来实 现。
[0016] 在另一总体方面，一种收发器包括：第一射频（RF)部和第二RF部，其中，第一 RF 部包括：第一电压控制振荡器（VC0)，被构造为以频率操作并产生输出包络；第一抑制波形 产生器（QWG)，被构造为产生抑制波形以控制第一 VC0输出包络；其中，第二RF部包括：第 二VC0,被构造为以与第一 VC0相同的频率操作并产生输出包络；第二QWG，被构造为产生与 由第一 QWG产生的抑制波形在时间上不重叠的抑制波形，以控制第二VC0,其中，VC0的输出 包络不重叠，且VC0之间的干扰被避免。
[0017] 所述收发器还可包括：天线，其中，第一 QWG被构造为控制第一 VC0并产生与天线 相应的第一 RF部的抑制波形，第二QWG被构造为控制第二VC0并产生与天线相应的第二RF 部的抑制波形。
[0018] 所述收发器还可包括：第一天线和第二天线，其中，第一 QWG被构造为控制与第一 天线相应的第一 RF部的抑制波形，第二QWG被构造为控制与第二天线相应的第二RF部的 抑制波形。
[0019] 第一 QWG和第二QWG可被构造为通过控制输入到与其相应的VC0的电流，来控制 与其相应的VC0振荡的时间点。第一 QWG和第二QWG还可被构造为将与其相应的电压控制 振荡器振荡的时间点控制为相应于当所述相应的VC0的偏置电流大于预定临界电流时的 时间点。
[0020] 第一 QWG和第二QWG还可被构造为实现分配在第一 RF部的抑制波形与第二RF部 的抑制波形之间的保护时间，以防止第一 VC0的输出包络干扰第二电压控制振荡器的输出 包络。保护时间可具有比因第一 VC0或第二VC0的放电而引起的抑制延迟大的时间值。
[0021] 在另一总体方面，一种收发器包括：包括第一天线和第二天线的多个天线；多个 第一抑制波形产生器（QWG)，被构造为产生第一发送射频（Tx RF)部的抑制波形和第一接 收RF(Rx RF)部的抑制波形，其中，第一 Tx RF部和第一 Rx RF部与第一天线相应；多个第 二QWG，被构造为产生第二Tx RF部的抑制波形和第二Rx RF部的抑制波形，其中，第二Tx RF部和第二Rx RF部与第二天线相应，其中，抑制波形控制多个VCO以相同频率操作，并且 第一 QWG和第二QWG被构造为通过产生相互不重叠的抑制波形，来控制所述多个VCO。
[0022] 第一 QWG和第二QWG可被构造为通过控制输入到相应VC0的电流来控制相应VC0 振荡的时间点。
[0023] 第一 QWG和第二QWG可被构造为实现分配在抑制波形之间的保护时间，以防止所 述多个VC0中的任一 VC0与所述多个VC0中的另一 VC0的输出发生干扰。保护时间可具有 比通过所述多个VC0中的任一 VC0的放电而引起的抑制延迟大的时间值。
[0024] 在另一总体方面，一种收发器包括：包括第一天线和第二天线的多个天线；与第 一天线相应的第一射频（RF)部，包括第一发送RF部和第一接收RF部；与第二天线相应的 第二RF部，包括第二Tx RF部和第二Rx RF部，其中，第一 RF部和第二RF部中的每一个 包括：锁相环（PLL)，被构造为将接收频率提供给相应接收部，并将发送频率提供给相应发 送部，且根据相应接收部或相应发送部是否开启而被控制；多个电压控制振荡器（VC0)，被 构造为以相同频率操作；多个抑制波形产生器（QWG)，被构造为以抑制波形在时间上不重 叠的方式产生用于相应发送部的抑制波形和用于相应接收部的抑制波形，以控制VC0的操 作。
[0025] QWG可被构造为以用于相应发送部的抑制波形和用于相应接收部的抑制波形在时 间上不重叠的方式控制相应VC0。
[0026] 在另一总体方面，一种被构造为以发送（Tx)模式和接收（Rx)模式操作的收发器 包括：Rx射频（RF)部，被构造为处理接收信号；Tx RF部，被构造为处理发送信号；锁相环 (PLL)，包括被构造为将接收频率提供给Rx RF部的Rx电压控制振荡器（VC0)和被构造为 将发送频率提供给Tx RF部的Tx电压控制振荡器（VC0)，其中，Rx模式表示由Rx RF部处 理接收信号的模式，Tx模式表示由Tx RF部处理发送信号的模式。
[0027] 所述收发器还可包括：共同控制电路，被构造为当Rx RF部在接收模式下开启时 连接到VCO Rx以产生接收频率，并且当Tx RF部在发送模式下开启时连接到VCO Tx以产 生发送频率，其中，所述收发器根据Rx RF部和Tx RF部的开启和关闭状态仅使用一个PLL 来执行发送和接收。
[0028] 当电源被首次施加到所述收发器时，所述收发器的PLL可被构造为执行初始校准 以补偿PLL的CP的上拉电流和下拉电流之差，在发送模式或接收模式下不执行所述初始校 准。
[0029] 在初始校准期间，任一 VC0的控制电压通过PLL的粗调谐和之后的细调谐而被锁 定。
[0030] 其中，当所述收发器以Tx模式操作时，连接到Tx RF部的PLL可开启以锁定用于 Tx RF部的发送频率，在Tx RF部锁定之后，连接到Tx RF部的PLL可关闭。
[0031] 所述收发器还可包括：泄漏补偿装置，其中，当连接到发送RF部的PLL开启时，泄 漏补偿装置的操作开启以补偿在PLL的关闭时间段期间泄漏的电压。
[0032] 当PLL关闭时，可施加仅用于VC0和补偿电路的电压，以克服当PLL关闭时发生的 任何频率漂移和相位噪声恶化。
[0033] 当收发器以接收模式操作时，连接到Rx RF部的PLL可开启以锁定用于Rx RF部 的接收频率，且在Rx RF部被锁定之后，连接到Rx RF部的PLL可关闭。
[0034] 所述收发器还可包括：泄漏补偿装置，其中，当连接到发送RF部的PLL开启时，泄 漏补偿装置的操作开启以补偿在PLL的关闭时间段期间泄漏的电压。
[0035] 当PLL关闭时，可施加仅用于VC0和补偿电路的电压，以克服当PLL关闭时发生的 任何频率漂移和相位噪声恶化。
[0036] 可通过减少PLL的开启时间和在PLL的关闭时间期间消耗的功率，来减小PLL的 平均功耗。
[0037] 通过下面的详细描述、附图和权利要求，其它特征和方面将会清楚。

【专利附图】

【附图说明】
[0038] 图1是示出在收发器所包括的锁相环（PLL)中减小功耗的方法的示例的示图。
[0039] 图2是示出收发器的示例的框图。
[0040] 图3是根据收发器的发送和接收模式的示例的时序图。
[0041] 图4是示出收发器的操作方法的示例的流程图。
[0042] 图5是示出收发器的PLL的电荷泵和泄漏补偿装置的示例的构成的示图。
[0043] 图6是示出在收发器的PLL所包括的主电荷泵中执行的带宽切换方法的示例的示 图。
[0044] 图7是示出用于在收发器中执行粗调谐的控制方法的示例的流程图。
[0045] 图8是示出用于在收发器中执行细调谐的控制方法的示例的流程图。
[0046] 图9是示出用于在收发器中执行泄漏补偿的控制方法的示例的流程图。
[0047] 图10是示出当由收发器的PLL的失配补偿装置执行用于失配补偿的第一调谐时 的电路操作的示例的示图。
[0048] 图11是示出当由收发器的失配补偿装置执行用于失配补偿的第二调谐时的电路 操作的示例的示图。
[0049] 图12是示出收发器的泄漏补偿装置通过闪速模数转换器（ADC)技术执行泄漏补 偿的方法的示例的示图。
[0050] 图13是示出收发器中的使用逐次逼近模数转换器（SAR ADC)构造的泄漏补偿装 置的示例的示图。
[0051] 图14是示出收发器的泄漏补偿装置的控制用于电压控制振荡器（VC0)的锁定控 制电压的方法的示例的示图。
[0052] 图15是示出收发器的VC0的示例的示图。
[0053] 图16是示出图15所示出的VC0的相位噪声特性的示例的示图。
[0054] 图17是示出通过图15示出的VC0中包括的电感器电容器（LC)槽减小闪烁噪声 的示例的示图。
[0055] 图18是示出模拟包括在收发器中的PLL的锁定时间的示例的结果的曲线图。
[0056] 图19是示出模拟当在收发器所包括的PLL中没有发生失配时的锁定控制电压 与电流之间的关系的示例的结果的曲线图。
[0057] 图20是示出因在收发器所包括的PLL中产生的失配而使得灌电流变得小于拉电 流（I SaiRra>ISINK)的示例的曲线图。
[0058] 图21是示出因在收发器所包括的PLL中产生的失配而使得拉电流变得小于灌电 流（I SaiRra〈ISINK)的示例的曲线图。
[0059] 图22是示出包括多个VC0和多个抑制波形（quenching waveform)产生器（QWG) 的收发器的示例操作的示图。
[0060] 图23是示出施加到多个VC0和相应输出包络的非重叠抑制波形的示例的示图。 [0061] 图24是示出基于使用非重叠抑制波形的多路径分集的Rx RF部的示例的构成的 示图。
[0062] 图25是示出包括多个PLL、多个VC0和多个QWG的收发器的示例的示图。
[0063] 图26是示出收发器的发送RF部和接收RF部的收发器的示例的示图。
[0064] 图27是示出收发器的另一示例的构成的示图。
[0065] 贯穿附图和详细描述，除非另有描述，否则，相同附图标号指示相同元件、特征和 结构。为了清楚、示意和方便，可夸大这些元件的相对尺寸和描绘。

【具体实施方式】
[0066] 提供以下的详细描述以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面 理解。因此，在此描述的系统、设备和/或方法的各种变化、修改和等同物被推荐给本领域 普通技术人员。除非另有陈述，否则作为示例而提供描述的处理步骤和/或操作的进程，并 且除非另有陈述，否则所述处理步骤和/或操作的顺序不限于在此的描述且可以以本领域 已知的方式改变。此外，为了更加清楚和简洁，可省略公知功能和结构的描述。
[0067] 图1示出在收发器所包括的PLL中减小功耗的示例。
[0068] PLL和VC0的功耗在ULP系统中是非常重要的。因此，根据一示例，如图1所示，在 数据发送之前，使用快速锁定技术来快速锁定期望的发送频率，从而减少在PLL开启（PLL 开启）时的峰值功耗的时间，进而减少整体功耗。
[0069] 根据该示例，当PLL关闭时（例如，数据发送期间），施加仅针对VC0和补偿电路 (C0MP)的电压Pvro+Pc_。结果，可克服在PLL关闭（PLL关闭）时发生的频率漂移和相位噪 声恶化。此外，根据该示例，通过减小PLL的开启时间和在PLL的关闭时间期间消耗的功率 的来减小PLL的平均功耗P ave。
[0070] 图2是示出收发器200的示例的电路图。针对收发器200而提供的示例可应用于 根据在此描述的时分双工（TDD)系统和频分双工（FDD)系统中的任意一个，且针对收发器 200而提供的示例是作为示意性示例而提供的。
[0071] 参照图2,收发器200包括接收（Rx)RF部210、发送（Tx)RF部220和PLL 230。
[0072] Rx RF部210处理接收信号。由于以公知的接收器的方式构造了 Rx RF部210,因 此将省略其构造的详细描述。Tx FR部包括发送功率放大器。
[0073] Tx RF部220处理发送信号。由于以公知的发送器的方式构造了 Tx RF部220,因 此省略其构造的详细描述。
[0074] PLL 230向Rx RF部210提供接收频率，并向Tx RF部220提供发送频率。PLL 230 可根据Rx RF部210或Tx RF部220是否开启而被控制。Rx RF部210可在接收模式下开 启，而Tx RF部220可在发送模式下开启。
[0075] PLL 230包括多个VC0 240。更详细地，PLL 230可包括用于产生接收频率的接收 VCO(VCO Rx)241、以及用于产生发送频率的发送VCO(VCO Tx)243。
[0076] 另外，PLL 230还包括连接到VCO Rx 241和VCO Tx 243的单个共同控制电路250。 PLL 230根据Rx RF部210或Tx RF部220是否开启而开启单个共同控制电路250。单个 共同控制电路250还包括主电荷泵（CP) 251和环路滤波器（LF) 253。另外，PLL 230还包括 失配补偿装置255和泄漏补偿装置257。单个共同控制电路250可分别通过开关258和259 连接到VCO Rx 241和VCO Tx 243。开关258和259根据Rx RF部210或Tx RF部220是 否开启而被切换。
[0077] 主CP 241对与由相频检测器（PFD) 261检测到的脉冲宽度相应的预定量的电荷进 行泵送。主CP 241可根据脉冲符号充入或释放预定量的电荷（即，与从PFD 261输出的脉 冲宽度成比例的电流）。在该示例中，可在从脉冲至电流的转换期间产生电流增益电 流增益Iep可能严重影响包括PLL 230的锁定时间的PLL 230的性能。LF 253根据由主CP 241泵送的预定量的电荷而改变用于VCO Rx 251或VCO Tx 253的控制电压。
[0078] PLL 230还包括分频（FD)部280。FD部280包括从发送频率f,f TX或接收频率f；f 接收输入的分频器281并输出输出频率fdiv。
[0079] 在该示例中，PFD 261将来自参考振荡器（R0)的参考频率fref与来自分频器280 的输出频率fdiv进行比较，并输出与参考频率fMf和输出频率fdiv之差相应的脉冲宽度或脉 冲序列。
[0080] 失配补偿装置255单独控制施加到主CP 251的拉电流的幅度和灌电流的幅度，以 对在主CP 251中发生的电流失配进行补偿。将在下面参照图7和图8来更详细描述失配 补偿装置255的操作。
[0081] 泄漏补偿装置257对在PLL 230关闭时从VCO Rx 241或VCO Tx 243泄漏的电压 进行补偿。在Rx RF部210或Tx RF部220关闭时，PLL 230可被关闭。将在下面参照图9 来更详细描述泄漏补偿装置257的操作。
[0082] 图3示出收发器的发送模式和接收模式的示例。参照图3,根据一示例的收发器 200可根据发送模式和接收模式而开启或关闭图2的Rx RF部210和Tx RF部220。另外， 当PLL 230根据各个部分的开启和关闭状态而开启时，收发器200可对VC0(例如，VC0 241 或243)的控制电压和CP 251的电流进行补偿。
[0083] 收发器200通过从调制解调器或介质访问控制（MAC)层接收的控制信号而转换为 发送（Tx)模式或接收（Rx)模式。"Rx模式"表示接收信号被Rx RF部210处理的模式，而 "Tx模式"表示发送信号被Tx RF部220处理的模式。当Rx RF部210在Rx模式下开启时， 单个共同控制电路250通过开关258的切换而连接到VCO Rx 251以产生接收频率。当Tx RF部220在Tx模式下开启时，单个共同控制电路250通过开关259的切换而连接到VCO Tx 253以产生发送频率。因此，根据该示例，可根据Rx RF部210和Tx RF部220的开启和关 闭状态而使用单个共同控制电路250(即，仅使用一个PLL 230)来执行发送和接收。
[0084] 现在参照图3来描述根据发送模式和接收模式的收发器的操作。
[0085] 当电源首次被施加到收发器时，收发器的PLL可执行初始校准310以对CP的上拉 电流（up source current)和下拉电流（down source current)之差进行补偿。在发送模 式或接收模式中不执行初始校准310。在初始校准310期间，用于VC0的控制电压V em可 通过粗调谐和细调谐被锁定。下面参照图7和图8来进一步详细描述粗调谐和细调谐。
[0086] 收发器根据从调制解调器或MAC层接收的控制信号而在Tx模式下操作。当在Tx 模式下操作时，连接到Tx RF部的PLL开启。当连接到Tx RF部的PLL开启时，用于Tx RF 部的发送频率可被锁定。在Tx RF部被锁定之后，连接到Tx RF部的PLL可被关闭。
[0087] 当连接到发送RF部的PLL开启（PLL开启）时，包括在PLL中的泄漏补偿装置的 操作也可开启，从而对在PLL的关闭时间段期间泄漏的电压进行补偿（补偿开启330)。
[0088] 根据通过泄漏补偿装置的电压补偿，用于VC0(例如，VCO Tx 253)的控制电压返 回至初始补偿的控制电压
[0089] 在连接到Tx RF部的PLL关闭之后，收发器可根据从调制解调器或MAC层接收的 控制信号而在Rx模式下操作。根据在Rx模式下的收发器的操作，连接到Rx RF部的PLL 开启。当连接到Rx RF部的PLL开启（PLL开启）时，用于Rx RF部的接收频率可被锁定。 因此，可针对Rx RF部，关闭PLL。
[0090] 当连接到发送RF部的PLL开启（PLL开启）时，包括在PLL中的泄漏补偿装置的 操作可开启，从而对在PLL的关闭时间段期间泄漏的电压进行补偿（补偿开启350)。
[0091] 根据通过泄漏补偿装置对电压的补偿，用于VC0(例如，VCO Rx 251)的控制电压 返回至初始补偿的控制电压
[0092] 图4示出收发器的操作的方法的示例。参照图4,在操作410,收发器通过从调制 解调器或MAC层接收控制信号而执行至Tx模式或Rx模式的切换。
[0093] 在操作420,包括在收发器中的PLL根据切换至哪个模式（S卩，Tx模式或Rx模式） 而切换至Tx RF部或Rx RF部。
[0094] 在操作430,收发器可执行用于快速频率稳定的快速锁定（例如，带宽（BW)切 换）。为了快速锁定，包括在收发器中的PLL可通过控制主CP的带宽来控制针对接收频率 或发送频率的锁定时间。下面参照图6来更详细描述BW切换的方法的示例。
[0095] 在操作440,收发器可对CP (例如，主CP 241)中发生的电流失配进行补偿。当PLL 首次开启时，收发器可对CP的电流源（例如，拉电流1__和灌电流ISIffi)之间的电流失配 进行补偿。在该示例中，PLL首次开启的时间被称作电源首次施加到PLL的时间。
[0096] 一般来讲，CP的电流失配特性根据处理、电压源、温度改变等而变化，且可使PLL 的噪声特性恶化。因此，根据该示例性处理440,通过包括粗调谐443和细调谐446的处理 有效补偿电流失配。换言之，可通过先执行粗调谐443,并随后（而不是同时）执行细调谐 446来补偿电流失配。结果，针对调谐时间和精度，补偿可较为有效。下面参照图7和图8 来更详细描述粗调谐443和细调谐446的处理。
[0097] 接着，在操作450,随着PLL关闭，收发器可执行泄漏补偿以补偿从VC0泄漏的电 压。下面参照图9来更详细描述执行泄漏补偿的方法的示例。
[0098] 图5示出收发器的PLL 500的电荷泵和泄漏补偿装置的示例的构成。
[0099] 参照图5, PLL 500包括相位频率检测器（PFD) 510、主CP 520、BW控制块525、辅 助CP 530、感测电容器535、第一调谐装置540、第二调谐装置550、泄漏补偿装置560和环 路滤波器570。在一示例中，如上所述的失配补偿装置255可包括第一调谐装置540和第二 调谐装置550。
[0100] PFD 510将参考频率fMf和输出频率fdiv进行比较，并输出与参考频率fMf和输出 频率f div之差相应的脉冲宽度或脉冲序列。主CP 520可对与由PFD 510检测到的脉冲宽 度相应的预定量的电荷进行泵送。即，主CP 520可（根据脉冲符号）充入或释放与从PFD 510输出的脉冲宽度成比例的预定量电荷（即，电流）。
[0101] BW控制块525控制PLL的带宽。
[0102] 包括第一调谐装置540和第二调谐装置550的失配补偿装置560通过独立地控制 施加到主CP 520的拉电流ISQUKE的幅度和灌电流ISIffi的幅度来对在主CP 520中发生的电 流失配进行补偿。
[0103] 第一调谐装置540通过根据感测电容器535的检测结果控制针对辅助CP 530的 灌电流，来针对在主CP 520中产生的电流失配执行离散调谐。第一调谐装置540可包括时 钟（CLK)产生器543和CP控制器546。CLK产生器543向CP控制器546提供外部CLK。CP 控制器546可检测由感测电容器535产生的电压并根据检测结果控制针对辅助CP 530的 灌电流。
[0104] 第一调谐装置540可被称作通过离散数字调谐来执行粗电流补偿的粗调谐装置。 下面参照图7来进一步描述第一调谐装置540的操作。
[0105] 第二调谐装置550可基于由第一调谐装置540执行的离散数字调谐的结果来使用 电流镜技术来对电流失配进行补偿。第二调谐装置550包括复制CP 551、失配电流镜553 和比较器557。复制CP 551向第二调谐装置550提供由第一调谐装置540执行的离散数字 调谐的结果。失配电流镜553基于从将感测电容器535的相反极性的电压进行比较的比较 器557获得的结果，通过执行电流镜技术来对电流失配进行补偿。
[0106] 第二调谐装置550可被称作通过使用模拟电压对主CP的电流失配进行补偿来执 行细调谐的细调谐装置。下面参照图8来进一步描述第二调谐装置550的操作。
[0107] 泄漏补偿装置560可使用在发送频率的锁定时间（或接收频率的锁定时间）的锁 定控制电压和在Rx RF部或Tx RF部关闭时变化的控制电压，来对电压泄漏进行补偿。泄 漏补偿装置560可包括比较器561、泄漏电流控制器563和泄漏补偿CP 565。比较器561 对锁定控制电压与变化的控制电压进行比较。泄漏补偿装置560基于从比较器561输出的 结果产生用于泄漏补偿CP 565的控制信号，以对泄漏电荷进行补偿。
[0108] 泄漏补偿装置560可通过泄漏补偿CP 565对电流泄漏进行补偿。
[0109] 环路滤波器570根据由主CP 520泵送的预定量的电荷，来改变用于VC0的控制电 压 Yctrl°
[0110] 图6示出在收发器的PPL所包括的主CP中执行的BW切换方法的示例。参照图6， 收发器的PLL可通过控制主CP的带宽来控制针对接收频率或发送频率的锁定时间。一般 来讲，由于PLL的锁定时间与PLL的带宽成反比，因此可通过增加带宽来加速锁定时间。
[0111] 在该示例中，可通过下面的等式1来计算PLL的带宽《。。
[0112] [等式 1]

【权利要求】
1. 一种收发器，包括： 接收射频部，被构造为处理接收信号； 发送射频部，被构造为处理发送信号， 锁相环，被构造为将接收频率提供给接收射频部并将发送频率提供给发送射频部， 其中，锁相环根据接收射频部或发送射频部是否开启而被控制。
2. 根据权利要求1所述的收发器，其中，锁相环包括： 接收电压控制振荡器，被构造为产生接收频率； 发送电压控制振荡器，被构造为产生发送频率。
3. 根据权利要求2所述的收发器，其中，锁相环包括连接到接收电压控制振荡器和发 送电压控制振荡器的单个共同控制电路。
4. 根据权利要求3所述的收发器，其中，锁相环被构造为根据接收射频部或发送射频 部是否开启而开启单个共同控制电路。
5. 根据权利要求3所述的收发器，其中，锁相环包括连接到接收电压控制振荡器和发 送电压控制振荡器的开关，并且单个共同控制电路通过根据接收射频部或发送射频部是否 开启而切换的开关连接到接收电压控制振荡器和发送电压控制振荡器。
6. 根据权利要求3所述的收发器，其中，单个共同控制电路包括： 主电荷泵，被构造为对与由相位频率检测器检测到的脉冲宽度相应的预定量的电荷进 行泵送； 环路滤波器，被构造为根据所述预定量的电荷而改变用于接收电压控制振荡器或发送 电压控制振荡器的控制电压。
7. 根据权利要求6所述的收发器，其中，锁相环还包括： 失配补偿装置，被构造为独立地控制施加到主电荷泵的拉电流的幅度和施加到主电荷 泵的灌电流的幅度，以补偿在主电荷泵中产生的电流失配。
8. 根据权利要求7所述的收发器，其中，失配补偿装置包括： 第一调谐装置，被构造为根据由感测电容器检测的结果控制辅助电荷泵的灌电流并针 对在主电荷泵中产生的电流失配执行离散调谐； 第二调谐装置，包括被构造为基于离散调谐的结果补偿电流失配的失配电流镜。
9. 根据权利要求8所述的收发器，其中，第一调谐装置包括： 电荷泵控制器，被构造为检测由感测电容器产生的电压并根据检测的电压控制辅助电 荷泵的灌电流； 时钟产生器，被构造为向电荷泵控制器提供从锁相环的外部提供的外部时钟。
10. 根据权利要求8所述的收发器，其中，第二调谐装置还包括： 复制电荷泵，被构造为提供离散调谐的结果； 比较器，被构造为比较感测电容器的相反极性的电压并产生结果， 其中，失配电流镜被进一步构造为基于比较器的结果补偿电流失配。
11. 根据权利要求6所述的收发器，其中，锁相环被构造为通过控制主电荷泵的带宽来 控制针对接收频率或发送频率的锁定时间。
12. 根据权利要求11所述的收发器，其中，锁相环被构造为通过增加主电荷泵的带宽 来加速锁定时间，并通过减小主电荷泵的带宽来控制在锁相环关闭时引起的相位噪声。
13. 根据权利要求2所述的收发器，其中，锁相环包括泄漏补偿装置，该泄漏补偿装置 被构造为补偿在锁相环关闭时从接收电压控制振荡器或发送电压控制振荡器泄漏的电压。
14. 根据权利要求13所述的收发器，其中，泄漏补偿装置被构造为使用以下控制电压 补偿泄漏电压： 在发送频率锁定或接收频率锁定时的锁定控制电压； 当接收射频部或发送射频部关闭时变化的控制电压。
15. 根据权利要求14所述的收发器，其中，泄漏补偿装置包括： 模数转换器，被构造为基于锁定控制电压和变化的控制电压之差产生数字信号； 泄漏电流控制装置，被构造为基于所述数字信号产生控制信号以控制被构造为补偿泄 漏电荷的泄漏补偿电荷泵。
16. 根据权利要求15所述的收发器，其中，泄漏补偿装置进一步被构造为通过控制模 数转换器的分辨率来控制接收电压控制振荡器或发送电压控制振荡器的控制电压。
17. 根据权利要求14所述的收发器，其中，泄漏补偿装置包括： 比较器，被构造为比较锁定控制电压与变化的控制电压之差； 泄漏电流控制装置，被构造为基于比较结果产生控制信号以控制泄漏补偿电荷泵补偿 泄漏电荷。
18. 根据权利要求2所述的收发器，其中，接收电压控制振荡器或发送电压控制振荡器 包括具有电感器电容器槽的类C式电压控制振荡器。
19. 一种收发器，包括： 第一射频部和第二射频部， 其中，第一射频部包括： 第一电压控制振荡器，被构造为以频率操作并产生输出包络； 第一抑制波形产生器，被构造为产生抑制波形以控制第一电压控制振荡器的输出包 络； 其中，第二射频部包括： 第二电压控制振荡器，被构造为以与第一电压控制振荡器相同的频率操作并产生输出 包络； 第二抑制波形产生器，被构造为产生与由第一抑制波形产生器产生的抑制波形在时间 上不重叠的抑制波形，以控制第二电压控制振荡器， 其中，电压控制振荡器的输出包络不重叠，且电压控制振荡器之间的干扰被避免。
20. 根据权利要求19所述的收发器，还包括：天线， 其中，第一抑制波形产生器被构造为控制第一电压控制振荡器并产生与天线相应的第 一射频部的抑制波形， 第二抑制波形产生器被构造为控制第二电压控制振荡器并产生与天线相应的第二射 频部的抑制波形。
21. 根据权利要求19所述的收发器，还包括：第一天线和第二天线， 其中，第一抑制波形产生器被构造为控制与第一天线相应的第一射频部的抑制波形， 第二抑制波形产生器被构造为控制与第二天线相应的第二射频部的抑制波形。
22. 根据权利要求19所述的收发器，其中，第一抑制波形产生器和第二抑制波形产生 器被构造为通过控制输入到与其相应的电压控制振荡器的电流，来控制与其相应的电压控 制振荡器振荡的时间点。
23. 根据权利要求22所述的收发器，其中，第一抑制波形产生器和第二抑制波形产生 器被构造为将与其相应的电压控制振荡器振荡的时间点控制为相应于当所述相应的电压 控制振荡器的偏置电流大于预定临界电流时的时间。
24. 根据权利要求19所述的收发器，其中，第一抑制波形产生器和第二抑制波形产生 器被构造为实现分配在第一射频部的抑制波形与第二射频部的抑制波形之间的保护时间， 以防止第一电压控制振荡器的输出包络与第二电压振荡控制器的输出包络发生干扰。
25. 根据权利要求24所述的收发器，其中，保护时间具有比因第一电压控制振荡器或 第二电压控制振荡器的放电而引起的抑制延迟大的时间值。
26. -种收发器，包括： 包括第一天线和第二天线的多个天线； 多个第一抑制波形产生器，被构造为产生第一发送射频部的抑制波形和第一接收射频 部的抑制波形，其中，第一发送射频部和第一接收射频部与第一天线相应； 多个第二抑制波形产生器，被构造为产生第二发送射频部的抑制波形和第二接收射频 部的抑制波形，其中，第二发送射频部和第二接收射频部与第二天线相应； 其中，抑制波形控制多个电压控制振荡器以相同频率操作，并且第一抑制波形产生器 和第二抑制波形产生器被构造为通过产生相互不重叠的抑制波形，来控制所述多个电压控 制振荡器。
27. 根据权利要求26所述的收发器，其中，第一抑制波形产生器和第二抑制波形产生 器被构造为通过控制输入到相应电压控制振荡器的电流来控制相应电压控制振荡器振荡 的时间点。
28. 根据权利要求26所述的收发器，其中，第一抑制波形产生器和第二抑制波形产生 器被构造为实现分配在抑制波形之间的保护时间，以防止所述多个电压控制振荡器中的任 一电压控制振荡器的输出与所述多个电压控制振荡器中的另一电压控制振荡器的输出发 生干扰。
29. 根据权利要求28所述的收发器，其中，保护时间具有比通过所述多个电压控制振 荡器中的任一电压控制振荡器的放电而引起的抑制延迟大的时间值。
30. -种收发器，包括： 包括第一天线和第二天线的多个天线； 与第一天线相应的第一射频部，包括第一发送射频部和第一接收射频部； 与第二天线相应的第二射频部，包括第二发送射频部和第二接收射频部， 其中，第一射频部和第二射频部中的每一个包括： 锁相环，被构造为将接收频率提供给相应接收部，并将发送频率提供给相应发送部，且 根据相应接收部或相应发送部是否开启而被控制； 多个电压控制振荡器，被构造为以相同频率操作； 多个抑制波形产生器，被构造为以抑制波形在时间上不重叠的方式产生用于相应发送 部的抑制波形和用于相应接收部的抑制波形，以控制电压控制振荡器的操作。
31. 根据权利要求29所述的收发器，其中，抑制波形产生器被构造为以用于相应发送 部的抑制波形和用于相应接收部的抑制波形在时间上不重叠的方式控制相应电压控制振 荡器。
32. -种被构造为以发送模式和接收模式操作的收发器，包括： 接收射频部，被构造为处理接收信号； 发送射频部，被构造为处理发送信号； 锁相环，包括被构造为将接收频率提供给接收射频部的接收电压控制振荡器和被构造 为将发送频率提供给发送射频部的发送电压控制振荡器， 其中，接收模式表示由接收射频部处理接收信号的模式，发送模式表示由发送射频部 处理发送信号的模式。
33. 根据权利要求32所述的收发器，还包括：共同控制电路，被构造为当接收射频部在 接收模式下开启时连接到接收电压控制振荡器以产生接收频率，并且当发送射频部在发送 模式下开启时连接到发送电压控制振荡器以产生发送频率， 其中，所述收发器根据接收射频部和发送射频部的开启和关闭状态仅使用一个锁相环 来执行发送和接收。
34. 根据权利要求32所述的收发器，其中，当电源被首次施加到所述收发器时，所述收 发器的锁相环被构造为执行初始校准以补偿锁相环的电荷泵的上拉电流和下拉电流之差， 在发送模式或接收模式下不执行所述初始校准。
35. 根据权利要求34所述的收发器，其中，在初始校准期间，任一电压控制振荡器的控 制电压通过锁相环的粗调谐和之后的细调谐而被锁定。
36. 根据权利要求32所述的收发器，其中，当所述收发器以发送模式操作时，连接到发 送射频部的锁相环开启以锁定用于发送射频部的发送频率，在发送射频部锁定之后，连接 到发送射频部的锁相环关闭。
37. 根据权利要求36所述的收发器，还包括：泄漏补偿装置， 其中，当连接到发送射频部的锁相环开启时，泄漏补偿装置的操作开启以补偿在锁相 环的关闭时间段期间泄漏的电压。
38. 根据权利要求37所述的收发器，其中，当锁相环关闭时，施加仅用于电压控制振荡 器和补偿电路的电压，以克服当锁相环关闭时发生的任何频率漂移和相位噪声恶化。
39. 根据权利要求32所述的收发器，其中，当收发器以接收模式操作时，连接到接收射 频部的锁相环开启以锁定用于接收射频部的接收频率，且在接收射频部被锁定之后，连接 到接收射频部的锁相环关闭。
40. 根据权利要求39所述的收发器，还包括：泄漏补偿装置， 其中，当连接到发送射频部的锁相环开启时，泄漏补偿装置的操作开启以补偿在锁相 环的关闭时间段期间泄漏的电压。
41. 根据权利要求40所述的收发器，其中，当锁相环关闭时，施加仅用于电压控制振荡 器和补偿电路的电压，以克服当锁相环关闭时发生的任何频率漂移和相位噪声恶化。
42. 根据权利要求33所述的收发器，其中，通过减少锁相环的开启时间和在锁相环的 关闭期间消耗的功率，来减小锁相环的平均功耗。
【文档编号】H03L7/08GK104428996SQ201380024582
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年5月10日 优先权日:2012年5月10日
【发明者】李在燮, 金弘珍, 朴炯*, 李康润 申请人:三星电子株式会社, 成均馆大学校产学协力团