本机振荡器信号的工作周期调整的制作方法
【专利摘要】本发明涉及本机振荡器信号的工作周期调整。本发明提供一种本机振荡器(LO)模块，其包含本机振荡器和反馈电路。在供应电压下偏置的所述本机振荡器产生具有一工作周期的本机振荡器信号。所述反馈电路响应于第一电压信号与第二电压信号之间的差而对所述本机振荡器信号的所述工作周期进行绝对调整，所述第一电压信号表示所述本机振荡器信号的电压电平，所述第二电压信号表示对应于所述本机振荡器信号的所要工作周期的所述供应电压的一部分的电压电平。
【专利说明】本机振荡器信号的工作周期调整
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2009年11月25日、申请号为200980145963.8、发明名称为“本机振荡器信号的工作周期调整”的发明专利申请案。
【技术领域】
[0003]本发明一般涉及射频(RF)通信。更特定来说，本发明涉及调整用于RF通信中的本机振荡器信号的工作周期。
【背景技术】
[0004]在射频(RF)通信应用中，RF接收器或RF收发器的接收器部分为从天线接收输入并使用电子滤波器将所关注的无线电信号与由天线接收的所有其它无线电信号分开的电子电路。放大器将所关注的无线电信号放大到适于处理的电平。本机振荡器产生本机振荡器信号以供混频器将经放大的所关注无线电信号转换到不同频率。经转换的频率信号进一步经滤波、放大、解调和解码成可用形式，例如声音、图片、数字数据、测量值、导航位置等。
[0005]可需要RF接收器容忍位于对应于所关注的通信信道的通带内的大的干扰信号的存在。这些干扰信号可源自邻近信道中的用户和/或源自发射源，所述发射源可在频率上离所关注信道相对远，但其大的发射功率仍可引起显著干扰问题。这些干扰信号可被称为阻断器且其与所要信号的频率和/或检测功率相对的频率和/或检测功率可基于发射方案和/或操作条件而改变。所关注信道中的干扰信号的效应可导致(例如)数字RF系统中的位错误率(BER)降级和模拟RF系统中的可听和/或可视信噪比(SNR)降级。
[0006]当二阶和/或三阶失真效应日益成为无线接收器所利用的电路的限制时，可难以实现提供容忍干扰的RF接收器设计的能力。举例来说，混频器和/或可用以将所关注的频率信号下变频到零中频(IF)信号或低IF信号的其它电路可由于二阶和/或三阶非线性而从阻断器信号(其可为直流(DC)或接近直流)产生频谱分量。这些频谱分量的效应可将DC偏移引入到处于零IF的所要信号，此可导致信号饱和或(如上文所提及)导致例如由噪声系数表示的系统噪声性能的显著降级。
[0007]线性和噪声系数的概念为RF接收器设计领域的技术人员所众所周知的。二阶和/或三阶非线性通常由第二和第三截点(IP2和IP3)表示。噪声系数(NF)为由RF接收器中的组件引起的信噪比(SNR)的降级的度量。噪声系数为RF接收器的输出噪声功率与其可归因于标准噪声温度Ttl(通常为290开尔文度)下输入终端中的热噪声的一部分的比。因此，噪声系数为实际输出噪声与在RF接收器自身未引入噪声的情况下将存在的输出噪声的比。
[0008]本机振荡器信号的工作周期影响RF接收器的噪声系数和线性(例如，IP2)。传统上，RF接收器的IP2校准是通过在制造环境中使用测试装备来调整混频器偏置电压来执行以改进RF接收器的线性。
[0009]经由比较这些系统与如参看图式在本申请案的其余部分中所阐述的本发明的一些方面，RF接收器设计领域的技术人员将容易明白常规和传统方法的其它限制和缺点。
【发明内容】
[0010]根据本发明的一个方面，本机振荡器(LO)模块包含本机振荡器和反馈电路。在供应电压下偏置的所述本机振荡器产生具有一工作周期的本机振荡器信号。所述反馈电路响应于第一电压信号(表不所述本机振荡器信号的电压电平)与第二电压信号(表不对应于所述本机振荡器信号的所要工作周期的所述供应电压的一部分的电压电平)之间的差而对所述本机振荡器信号的所述工作周期进行绝对调整。
[0011]根据本发明的其它方面，本发明使用一设备、一方法、一系统和一计算机可读存储器。
[0012]将从附图并从以下详细描述明白本发明的这些和其它方面。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]本发明的方面是以实例的方式说明且不限于附图的各图，各图中相同参考数字标示对应元件。
[0014]图1说明根据本发明的一个方面的射频(RF)收发器的方框图表示。
[0015]图2说明根据本发明的一个方面的可用于图1中所示的RF收发器中的本机振荡器(LO)模块的方框图表不的第一实例。
[0016]图3说明根据本发明的一个方面的可用于图1中所示的RF收发器中的本机振荡器(LO)模块的方框图表不的第二实例。
[0017]图4说明根据本发明的一个方面的用于调整本机振荡器信号的脉冲宽度的方法，其可分别与图2或图3中所示的第一或第二本机振荡器(LO)模块一起使用。
【具体实施方式】
[0018]以下描述和图式说明本发明的方面和实例，且不应将其解释为限制本发明。描述了众多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，在某些例子中，并未描述众所周知的或常规细节以便避免使本发明的描述模糊不清。本发明中对一个实施例或一实施例的参考未必针对同一实施例，且此些参考可包括一个或一个以上实施例。
[0019]图1说明根据本发明的一个方面的射频(RF)收发器100的方框图表示。RF收发器100包括天线102、接收器模块104、发射器模块106、天线切换模块108、本机振荡器(LO)模块110和存储器112。实际上，不是每个RF收发器设计都将具有图1中所示的全部元件，也不是图1中所示的RF收发器100都传达其它RF收发器设计的复杂性。
[0020]接收器模块104进一步包括接收器滤波器模块114、低噪声放大器(LNA) 116、下变频模块118、滤波和增益模块120、模/数转换器(ADC) 122、数字接收器处理模块124和数据输出模块126。在接收器模块104中，如数字RF收发器设计领域的技术人员所众所周知的，在ADC122的输出处提供数字接收格式化数据。
[0021]发射器模块106进一步包括数据输入模块128、数字发射器处理模块130、数/模转换器(DAC) 132、滤波和增益模块134、上变频模块136、功率放大器(PA) 138和发射器滤波器模块140。在发射器模块106中，如数字RF收发器设计领域的技术人员所众所周知的，在DAC132的输入处提供数字发射格式化数据。
[0022]天线切换模块108允许单一天线102在接收器模块104与发射器模块106之间切换。或者，如RF收发器设计领域的技术人员所众所周知的，天线150和天线152可分别直接耦合到接收器模块104和发射器模块106，借此准许消除单一天线102和天线切换模块108。
[0023]LO模块110产生用于接收器模块104和发射器模块106的一个或一个以上LO信号，且包括分别用于产生Rx LO信号142和Tx LO信号144的Rx LO模块和Tx LO模块。
[0024]如数字RF收发器设计领域的技术人员所众所周知的，接收器模块104、发射器模块106和LO模块110中的每一者可处理、提供或产生一对或一对以上数字信号,例如同相(“I”)和正交相位(Q)信号。
[0025]如RF收发器设计领域的技术人员所众所周知的，存储器112提供供接收器模块104和发射器模块106使用的所存储指令和/或数据的源和/或目的地。
[0026]RF收发器100中所示的每一个别元件或块的设计、功能和/或目的以及RF收发器100中的所述元件或块之间的互连是RF收发器设计领域的技术人员所众所周知的。
[0027]本发明的方面涉及LO模块110，且具体来说，由LO模块110产生以供接收器模块104使用的LO信号(Rx L0) 142。
[0028]一般来说，LO模块110产生在接近由接收器模块104接收和检测的信号的频率的频率下的信号。通常，下变频模块118中的一个或一个以上混频器将由LO模块110产生的LO信号(Rx L0) 142与存在于LNA116的输出处的所接收信号混频，以通常在下变频模块118的输出处提供一个或一个以上经混频信号。
[0029]如设计RF收发器和通信系统领域的技术人员所众所周知的，RF收发器100可用于通信系统中，例如全球导航卫星系统(GNSS)(未图示)、蜂窝式系统(未图示)、陆上电话系统(未图示)。通信系统为移动台提供无线通信，且不限于蜂窝式通信系统、固定无线通信系统、PCS通信系统或卫星通信系统。
[0030]蜂窝式系统通常包括多个蜂窝式基站(“基站”或“BS”)(未图示)、移动交换中心(未图示)和定位服务器(未图示)，定位服务器另外被称为位置确定实体(TOE)。蜂窝式系统可提供根据任何标准或协议(例如CDMA、TDMA, FDMA、或GSM或其组合)的多址通信。RF收发器100可用于蜂窝式系统的基站中。
[0031]可将RF收发器100用作或用于蜂窝式移动台(“移动台”或“MS”)。发射器模块106将通信信号发射到BS接收器(未图示)。接收器模块104从BS发射器(未图示)接收通信信号。
[0032]移动台可为固定的(即，静止的)和/或移动的(即，便携的)。移动台可以多种形式来实施，包括(但不限于)以下各者中的一者或一者以上:个人计算机(PC)、桌上型计算机、膝上型计算机、工作站、微型计算机、大型计算机、超级计算机、基于网络的装置、数据处理器、个人数字助理(PDA)、智能卡、蜂窝式电话、寻呼机和腕表。
[0033]图2说明根据本发明的一个方面的可用于图1中所示的RF收发器中的本机振荡器(LO)模块200的方框图表示的第一实例。LO模块200包括压控振荡器(VCO) 201、分频器202、本机振荡器(LO)缓冲器204、低通滤波器206、电阻器梯形网络208、模/数转换器(ADC) 210、处理器212、信息源214、串行总线接口(SBI) 216、数/模转换器(DAC) 218和控制装置 221、223、225 和 227。
[0034]如VCO设计领域的技术人员所众所周知的，VCO产生分别表示为VC0_P252和VC0_N254的正VCO信号和负VCO信号。
[0035]如分频器设计领域的技术人员所众所周知的，分频器对正VCO信号252和负VCO信号254进行分频。分频器可通过任何数分频(例如，二分)，且具有任何工作周期(例如，25%工作周期)，借此产生四个表示为IP_25256、IN_25258、QP_25260和QN_25262的经分
频信号。
[0036]LO缓冲器204进一步包括缓冲器222、224、226和228。四个LO缓冲器222、224、226和228接收并缓冲四个经分频信号(分别表示为IP_25256、IN_25258、QP_25260和QN_25262)以产生四个LO输出信号(分别表示为IP_0UT264、IN_0UT266、QP_0UT268和QN_0UT270)。LO缓冲器的数目通常对应于从分频器202接收的分频器信号的数目(其中每一缓冲器接收并缓冲一个经分频信号)，在图2中的实例中为四个经分频信号。如RF收发器设计领域的技术人员所众所周知的，四个LO输出信号(表示为IP_0UT264、IN_0UT266、QP_0UT268和QN_0UT270)通常共同表示图1中的RF收发器100中所示的LO信号(Rx L0142)，且与下变频模块118 —起操作。
[0037]四个LO缓冲器222、224、226和228中的每一者还接收本机电压供应(VDD_local) 272以为四个LO缓冲器中的每一者提供偏置电压。本机电压供应(VDD_local) 272为LO模块200本机的供应电压，且通常并非为RF收发器100中别处的另一功能本机的供应电压，以提供对LO模块200的最有利效果。在一个实例中，本机电压供应(VDD_local)272为1.3V±5%，包括1.25V到1.35V的电压范围。
[0038]如本文将在下文进一步描述，四个LO缓冲器222、224、226和228还接收用于控制对应的四个LO缓冲器222、224、226和228的控制信号CS 1、CS2、CS3和CS4。如本文将在下文进一步描述，根据本发明的方面，响应于接收控制信号CS1、CS2、CS3和CS4而调整四个LO输出信号(表示为IP_0UT264、IN_0UT266、QP_0UT268和QN_0UT270)中的每一者的脉冲览度。
[0039]如滤波器设计领域的技术人员个别众所周知的，当个别地与电容器238组合使用时，低通滤波器206进一步包括电阻器230、232、234和236。由电阻器230和电容器238表示的低通滤波器确定缓冲器输出信号(由QN_0UT270表示)的平均电压电平。由电阻器232和电容器238表不的低通滤波器确定缓冲器输出信号(由QP_0UT268表不)的平均电压电平。由电阻器234和电容器238表示的低通滤波器确定缓冲器输出信号(由IN_0UT266表示)的平均电压电平。由电阻器236和电容器238表示的低通滤波器确定缓冲器输出信号(由IP_0UT264表示)的平均电压电平。每一缓冲器输出信号的电压电平是在一个周期内的高信号与低信号的平均。举例来说，对于具有25%工作周期的LO信号，电压在25%的时间周期中为高(例如，1.3V)，且在75%的时间周期中为低(例如，0V)。因此，在此实例中，每一缓冲器输出信号的平均电压电平为约0.325V( BP, 1.3VX.25)。
[0040]因为四个电阻器230、232、234和236各自连接到电容器238上的同一端子，所以低通滤波器206的输出为表示四个低通滤波器的所有平均电压电平的平均电压电平的共模电压(VCM)信号276。换句话说，VCM信号276为由四个LO输出信号(表示为IP_0UT264、IN_0UT266、QP_0UT268和QN_0UT270)的平均电压电平一起相加并四分所表示的平均电压电平。在理想情况下，在本机电压供应(VDD_local)272为1.3V±5%或1.25V到
1.35V的实例中，当LO输出信号的工作周期为百分之二十五(25%)时，VCM信号276可为约0.325V ( S卩，1.3V经4分)。然而，因为情况通常并不理想，所以在此实例中，VCM信号276可(例如)在约0.3125V与0.3375V之间变化。可使用用于确定LO输出信号的电压电平的其它电路或方法来替代低通滤波器206。
[0041]电阻器梯形网络208进一步包括电阻器240、242、244和246。电阻器梯形网络208的顶部耦合到本机电压供应(VDD_local)272，本机电压供应(VDD_local) 272为四个LO缓冲器222、224、226和228中的每一者提供偏置电压。电阻器梯形网络208的底部耦合到接地电位。本机参考电压供应信号(VREF_local)274在电阻器244与246之间从电阻器梯形网络208分接。在图2中所示的电阻器梯形网络208的实例中，电阻器240、242、244和246中的每一者大体上具有相同电阻值。在此实例中，对于具有25%工作周期的LO信号，本机参考电压供应信号(VREF_local)274表示本机电压供应(VDD_local) 272的约1/4或四分之一。在理想情况下，在本机电压供应(VDD_local)272为1.3V±5%或1.25V到1.35V的实例中，本机参考电压供应信号(VREF_local)274可为约0.325V(S卩，1.3V经4分)。在另一实例中，对于具有50%工作周期的LO信号，当VREF_local274在电阻器242与244之间从电阻器梯形网络208分接时，VREF_local274表示本机电压供应(VDD_local) 272的约二分之一。因此，本机电压供应272的部分的经确定的电压电平对应于本机振荡器信号的所要工作周期。可使用用于确定本机参考电压供应信号(VREF_local)274的分数或部分的其它电路或方法来替代电阻器梯形网络208。
[0042]ADC210接收VCM信号276和本机参考电压供应信号(VREF_local) 274并产生数字电压信号278。当ADC210出于一个或一个以上目的而在LO模块200和/或RF收发器100中执行ADC功能时，ADC210可被称为内务处理ADC或HKADC。在一个实例中，ADC210可使用十(10)个位以用于将VCM信号276和本机参考电压供应信号(VREF_local) 274从模拟信号转换到数字信号。在一个实例中，ADC210可使用切换功能以用于响应于数字选择信号286而选择性地接收VCM信号276或本机参考电压供应信号(VREF_local) 274以将所选信号提供到处理器212。可使用用于转换VCM信号276或本机参考电压供应信号(VREF_local) 274、在其VCM信号276与本机参考电压供应信号(VREF_local) 274切换或提供VCM信号276或本机参考电压供应信号(VREF_local) 274的其它电路或方法来替代ADC210。
[0043]处理器212接收VCM信号276和本机参考电压供应信号(VREF_local) 274中的每一者。处理器212比较VCM信号276与本机参考电压供应信号(VREF_local) 274。举例来说，处理器212可一次从ADC210接收一者的情况下将所接收的VCM信号276和所接收的本机参考电压供应信号(VREF_local) 274存储于存储器中，或可在从两个单独ADC接收的情况下比较所接收的VCM信号276与所接收的本机参考电压供应信号(VREF_local) 274而不将其存储于存储器中。
[0044]处理器212确定VCM信号276与本机参考电压供应信号(VREF_local) 274之间的差(如果存在)。在理想情况下，VCM信号276与本机参考电压供应信号(VREF_local) 274应相同，因为在本实例中，四个LO缓冲器输出信号264、266、268和270中的每一者的平均电压电平以及所有四个输出信号264、266、268和270的平均电压电平应等于本机电压供应(VDD_local)272的四分之一。之所以这样是因为在此实例中，当LO信号具有25%工作周期时，VCM信号276应等于本机电压供应(VDD_local)272的四分之一(1/4)。在另一实例中，当LO信号具有50%工作周期时，VCM信号276应等于本机电压供应(VDD_local) 272的二分之一(1/2)。
[0045]然而，理想情况并非总是存在，此致使四个LO缓冲器输出信号264、266、268和270中的一者或一者以上的脉冲宽度改变，进而致使四个LO缓冲器输出信号264、266、268和270中的一者或一者以上的对应工作周期改变。LO信号(由图1中的Rx L0142表示)的工作周期的此变化可对图1中的RF收发器100中的性能参数(例如，噪声系数和线性)具有不利影响。在非理想条件下(例如集成电路工艺、供应电压范围和温度(即，PVT))，对LO信号的工作周期的智能和准确控制将准许RF收发器100在将实现图1中的RF收发器100中的性能参数的所要平衡的所要工作周期下操作LO信号。
[0046]为实现对LO信号的工作周期的智能和准确控制，处理器努力调整(S卩，修改、改变、移位等)LO信号的脉冲宽度，以最小化VCM信号276与本机参考电压供应信号(VREF_local)274之间的差(如果存在)。换句话说，处理器212调整LO信号的脉冲宽度以将两个信号之间的电压差操纵(即，引导、调谐、修改等)到零电压差。零电压差将表示四个LO信号264、266、268和270的平均电压电平与本机电压供应(VDD_local) 272的电压电平的四分之一(或(例如)对于具有50%工作周期的LO信号来说是二分之一)相同。
[0047]处理器212响应于来自信息源214的一个或一个以上输入而调整LO信号的脉冲宽度。此些输入可包括引起非理想条件的事物，例如，集成电路工艺(例如，CMOS)、供应电压范围、温度、操作参数(例如，频率通道带)、性能参数(例如，快速或慢速芯片)等。可能静态地或动态地确定所述输入。静态输入可包括(例如)实验室中的多个集成电路的数据测量值、确定或其概要，其存储于图1中所示的RF收发器100的存储器112、接收器模块104或LO模块110中。换句话说，在制造RF收发器100之前确定静态输入。动态输入可包括(例如)在RF收发器100、接收器模块104或LO模块110制造和操作之后所进行的确定的数据测量值。可在任何时间(例如，实时、时间上周期性地、在特定操作时间(例如改变频带或在加电时等)、在输入值改变时等)确定动态输入。
[0048]处理器212使用(例如)软件(即，存储于存储器中的可编程指令)中的二进制搜索算法(即，进程或方法)执行调整。二进制搜索算法是进行软件调整领域的技术人员所众所周知的，且涉及:在数据集中间开始，接着确定是向上还是向下移动一半路径，和接着确定是向上还是向下移动四分之一路径，接着确定是向上还是向下移动八分之一路径等，直到在大概五到六步(例如，对于128位数据集:64、32、16、8、4、2)中作出适当确定为止。二进制搜索算法有利地准许作出迅速确定。可使用用于执行调整的其它电路或方法来替代二进制搜索算法。
[0049]SBI216进一步包括许多寄存器，包括寄存器1218和寄存器2250。处理器212 (例如)以指令282的形式将脉冲宽度调整提供到SBI216。处理器212还将(例如)指令282提供到SBI216以用于控制本文在上文所描述的数字选择信号286JBI216接收用于脉冲宽度调整和ADC210的指令，并分别控制寄存器1248和寄存器2250以分别提供数字调整信号284和数字选择信号286。SBI的操作和设计为接口通信领域的技术人员个别众所周知的。可使用用于提供数字调整信号284和数字选择信号286的其它电路或方法来替代SBI216。
[0050]DAC218将数字调整信号284从数字信号转换到模拟信号以提供模拟电压信号288。在一个实例中，DAC218可具有六个位。模拟电压信号288提供对本机振荡器缓冲器222、224、226、228的模拟或连续反馈控制。
[0051]控制装置221、223、225和227(其可被表示为(例如)N型场效应晶体管(FET)或P型FET)中的每一者接收同一模拟电压信号288并分别提供控制信号CS1、CS2、CS3和CS4。模拟电压信号288调整从本机电压供应272经由每一缓冲器222、224、226和228并经由每一对应控制装置221、223、225和227到接地电压电位(控制装置内部未展示)所汲取的电流量。改变经由每一缓冲器222、224、226和228的电流改变了四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者的转换速率。因此，控制装置221、223、225和227分别将控制信号CS1、CS2、CS3和CS4分别提供到LO缓冲器222、224、226和228中的每一者，以分别调整四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者的转换速率，其又分别调整四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者的脉冲宽度。
[0052]信号的转换速率表不电路中任一点处的信号变化的最大速率(例如，信号脉冲的斜率)。转换速率上的限制可引起电子电路中的非线性效应。调整四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者的脉冲宽度准许调整对应四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者的工作周期。因此，在非理想条件下(例如，集成电路工艺、供应电压范围和温度(即，PVT))，对四个LO输出信号264、266、268和270的工作周期的智能和准确控制有利地准许RF收发器100在实现图1中的RF收发器100中的性能参数(例如，线性和噪声系数)的所要平衡的所要工作周期下操作四个LO输出信号264、266、268和270。可分别使用用于提供控制信号CS1、CS2、CS3和CS4的其它电路或方法来替代控制装置221、223、225和 227。
[0053]此外，控制信号CS1、CS2、CS3和CS4可直接或间接地施加于反馈环路中以分别调整四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者的脉冲宽度。控制信号CS1、CS2、CS3和CS4通过分别施加于LO缓冲器222、224、226和228而分别直接地调整四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者的脉冲宽度。控制信号CS1、CS2、CS3和CS4通过施加于反馈环路中的另一点(例如，施加于分频器202或施加于LO模块200的输入缓冲器)而分别间接地调整四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者的脉冲宽度。
[0054]在LO模块200中，指令282、数字调整信号284、模拟电压信号288以及控制信号CSU CS2、CS3和CS4各自以不同信号形式表示由处理器212确定的脉冲宽度调整。因此，这些信号中的任一者(或其它中间信号(未图示))可用以提供反馈以调整Rx LO信号142的工作周期。通常，以数字形式(例如，指令282、数字调整信号284)或以模拟形式(例如，模拟电压信号288以及控制信号CS1、CS2、CS3和CS4)表示这些信号。在图2以及图3中所示的实例中，反馈信号从数字形式转换到模拟形式以施加于LO缓冲器204。在可用于图2和图3中的另一实例中，反馈信号可保持数字形式以施加于LO缓冲器204。在此情况下，因为不再需要模拟电压信号288且控制装置221、223、225和227适于接收数字信号而非模拟信号，所以消除DAC218。举例来说，控制装置221、223、225和227可为经二进制加权控制装置(另外称为二进制库(binary bank))，其具有六(6)个位(例如，lx、2x、4x、8x、16x和32x)。控制装置中的位的数目响应于所接收的数字信号而确定控制信号CS1、CS2、CS3和CS4的分辨率。分辨率对应于反馈过程期间对Rx LO信号的工作周期的精调(即，相对小或大的调整)。[0055]如本文在上文中所描述，低通滤波器206提供VCM信号276 (表示四个LO输出信号264、266、268和270的平均)，且电阻器梯形网络208提供本机参考电压供应274 (表示本机电压供应272的一部分)。图1中的LO模块200中的反馈控制环路相对简单，原因在于一个平均信号276与相对准确的信号274进行比较，且控制信号CS1、CS2、CS3和CS4分别调整四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者的脉冲宽度。
[0056]考虑到平均信号276与相对准确的信号274进行比较以产生控制信号CSl、CS2、CS3和CS4来分别调整四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者的脉冲宽度，此反馈控制环路(虽然经简化)可能对于四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者并不准确。举例来说，四个LO输出信号264、266、268和270中的一者可比VCM信号276的平均电压电平高、低或与其相同。在此情况下，用于控制信号CS1、CS2、CS3和CS4中的每一者的一个模拟电压信号288可分别过多或过少地调整四个LO输出信号264、266、268和270的脉冲宽度。虽然图2中所示的简化设计对于一些或多数设计来说可为可接受的，但是一些设计可需要或有利地使用四个LO输出信号264、266、268和270中的一者的脉冲宽度的个别调整。
[0057]图3中展示四个LO输出信号264、266、268和270中的一者的脉冲宽度的此个别调整，将图3说明为根据本发明的一个方面的本机振荡器(LO)模块300的方框图表示的第二实例，本机振荡器(LO)模块300可用于图1中所示的RF收发器。
[0058]图3中所示的LO模块300与图2中所示的LO模块200之间的主要差异在于，图3中的低通滤波器206现在包括提供四个LO输出信号的四个单独平均电压电平测量值的四个单独低通滤波器。举例来说，如滤波器设计领域的技术人员个别众所周知的，低通滤波器206现在包括分别与电容器302、304、306和308组合使用的电阻器230、232、234和236以提供四个单独低通滤波器。由电阻器230和电容器302表示的低通滤波器确定缓冲器输出信号(由QN_0UT270表示)的第一平均电压电平。由电阻器232和电容器304表示的低通滤波器确定缓冲器输出信号(由QP_0UT268表示)的第二平均电压电平。由电阻器234和电容器306表不的低通滤波器确定缓冲器输出信号(由IN_0UT266表不)的第三平均电压电平。由电阻器236和电容器308表示的低通滤波器确定缓冲器输出信号(由IP_0UT264表示)的第四平均电压电平。
[0059]低通滤波器206的四个输出为共模电压(VCM)信号310、312、314和316，其分别表不四个相应LO输出信号264、266、268和270的第一、第二、第三和第四平均电压电平。可使用用于确定LO输出信号的四个个别平均电压电平的其它电路或方法来替代四个个别低通滤波器206。
[0060]图3中所示的LO模块300与图2中所示的LO模块200之间的次要差异(图3中未详细展示)包括ADC210、处理器212、SBI216、DAC218和控制装置221、223、225和227，其能够调节四个VCM信号310、312、314和316以分别产生四个单独模拟电压信号AVS4、AVS3、AVS2 和 AVSl。
[0061]图3中的一般过程与图2中所描述的过程的类似之处在于，处理器将四个VCM信号中的每一者与一个本机参考供应电压信号274进行比较以确定四个VCM信号中的每一者的电压差信号，进而确定对应四个LO输出信号264、266、268和270中的每一者的对应脉冲
宽度调整。[0062]DAC218(例如，四个DAC或一个DAC加四个增量DAC)分别产生用于四个控制装置221、223、225和227的四个模拟电压信号(AVSI到AVS4)，以分别将四个单独和独立控制信号(CSl到CS4)分别提供到四个LO缓冲器222、224、226、228。对四个LO缓冲器222、224、226、228的个别控制准许对四个对应LO输出信号264、266、268和270的个别控制。对四个对应LO输出信号264、266、268和270的个别控制准许对四个对应LO输出信号264、266、268和270中的每一者的脉冲宽度的个别控制，以调整四个对应LO输出信号264、266、268和270中的每一者的工作周期。换句话说，一个LO信号的脉冲宽度可被向上调整且另一 LO信号的脉冲宽度可被向下调整或完全不调整。
[0063]独立LO信号脉冲宽度调整可为有利时的一个实例涉及图1中所示的接收器模块104的第二截点(IP2)的校准。接收器模块104中的IP2性能通常强烈地取决于I和Q差分LO输出信号的工作周期的歪斜或不平衡(即，归因于I和Q差分LO输出信号的工作周期的歪斜或不平衡而降级)。独立地调整LO输出信号264、266、268和270的脉冲宽度的能力有利地准许消除或减少通过使用RF收发器100外部的耗时测试装备来调整下变频模块118(图1中所展示)中的混频器偏置电压而执行的常规IP2校准，且(例如)“在运行中”(即，如本文所解释，实时、周期性地等)对RFIC或在移动台中执行IP2校准。可在工程实验室中，在RFIC制造或生广期间，在安装到最终广品(例如，移动台)中之后，在现场出售最终产品之后，或在使用最终产品期间等，执行此调整。换句话说，LO输出信号264、266,268和270的脉冲宽度的独立调整有利地准许在接收器模块104的操作期间进行IP2校准。
[0064]如参看图2所描述，控制信号CS1、CS2、CS3和CS4可呈图2和图3中所示的模拟形式或呈数字形式。对于图3中的数字实施方案，消除了 DAC218且控制装置221、223、225和227适于接收数字信号，如针对图2所描述。因此，在图3中，四个数字调整信号284 (共同而非个别地展示)将分别施加于四个控制装置221、223、225和227以分别提供对穿过LO缓冲器222、224、226和228中的每一者的电流的数字和独立控制，以分别提供对LO信号264、266、268和270中的每一者的工作周期的个别控制。
[0065]与相对调整相对地，在LO模块200和300中的每一者中，对LO输出信号的工作周期的调整为绝对调整。换句话说，LO输出信号的工作周期可经调整到任何特定或所要值，且并非仅经调整以减少相位差来最小化误差。此绝对工作周期调整有利地准许基于不同、各种和特定情况来调整工作周期。
[0066]图4说明根据本发明的一个方面的用于调整本机振荡器信号142的脉冲宽度的方法400，其可分别与图2或图3中所示的第一本机振荡器(LO)模块200或第二本机振荡器(LO)模块300 —起使用。为额外清楚起见，图4中说明方法400的高级步骤。参看图2和图3和相关联的描述而明确或隐含地描述方法400的额外步骤和更多细节。
[0067]在方框401处，方法400开始。
[0068]在方框402处，方法400产生在供应电压272下偏置并具有一工作周期的本机振荡器信号264、266、268和270。
[0069]在方框403处，方法400响应于第一电压信号276(或310、312、314和316)与第二电压信号274之间的差而对本机振荡器信号264、266、268和270的工作周期进行绝对调整，所述第一电压信号276表不本机振荡器信号264、266、268和270的电压电平,所述第二电压信号274表示对应于本机振荡器200 (或300)的所要工作周期的供应电压272的一部分的电压电平。
[0070]在方框404处，方法400结束。
[0071]总之，LO模块的第一实例200和第二实例300的一些优点包括以下内容。LO模块200和300在非理想条件下(例如，集成电路工艺、电压供应电平和温度变化)维持对四个LO输出信号264、266、268和270的工作周期的准确控制。LO模块200和300准许四个LO输出信号264、266、268和270的工作周期(例如，约25% )的最佳选择以实现接收器模块104中的噪声系数与线性性能参数之间的所要平衡。LO模块200和300使用RF收发器设计的内建式自测试(BIST)特征(例如，在集成电路(IC)芯片上)，其不需要IC芯片外部的耗时测试装备或方法。BIST准许“在运行中”进行校准。因为LO模块200和300各自使用“感测和调整”闭合环路操作，所以LO模块200和300可连续监视和调整LO输出信号264、266、268和270的工作周期。
[0072]虽然已针对在下变频模块118处应用于接收器模块104的LO模块200和300而描述了本发明的方面，但是LO模块200和300还可(例如)与发射器模块106—起使用以控制上变频模块136。
[0073]替代实施方案
[0074]本文中所含的系统、元件、模块、方法和/或进程可以硬件、软件或两者的组合来实施，且可包括一个或一个以上处理器。处理器为用于执行任务的装置和/或机器可读指令集。处理器可为能够执行体现一进程的一系列指令的任何装置，其包括(但不限于)计算机、微处理器、控制器、专用集成电路(ASIC)、有限状态机、数字信号处理器(DSP)或某一其它机构。处理器包括硬件、固件和/或软件的任何组合。处理器通过计算、操纵、分析、修改、转换或发射所存储和/或所接收的信息以供可执行应用程序或程序或信息装置使用和/或通过将所述信息路由到输出装置而作用于所述信息。
[0075]可执行应用程序包含用于(例如)响应于用户命令或输入而实施预定功能的机器程序代码或机器可读指令，所述预定功能包括(例如)操作系统、软件应用程序或其它信息处理系统的功能。
[0076]可执行程序为用于执行一个或一个以上特定进程的代码片段(即，机器可读指令)、子例程，或其它不同的代码区段，或可执行应用程序的部分，且可包括对所接收输入参数(或响应于所接收输入参数而)执行操作以及提供所得输出参数。
[0077]在各种实施例中，将可硬连线电路与软件指令组合使用以实施本发明。因此，所述技术既不限于硬件电路与软件的任何特定组合，也不限于由数据处理系统执行的指令的任何特定源。另外，在整个此描述中，将各种功能和操作描述为由软件代码执行或引起以简化描述。然而，所属领域的技术人员将认识到，此些表述所指的是，所述功能由处理器执行代码引起。
[0078]通过此描述将明白，本发明的方面可至少部分以软件体现。即，可响应于计算机系统或其它数据处理系统的处理器执行机器可读媒体中所含的指令序列而在计算机系统或其它数据处理系统中执行所述技术。
[0079]机器可读媒体包括以可由机器(例如，计算机、网络装置、个人数字助理、计算机、数据处理器、制造工具、具有一个或一个以上处理器的集合的任何装置等)存取的形式来提供(即，存储和/或发射)信息的任何机构。机器可读媒体可用以存储当由数据处理系统执行时致使所述系统执行本发明的各种方法的软件和数据。可将此可执行软件和/或数据的部分存储于各处。举例来说，机器可读媒体包括可记录/不可记录媒体(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、快闪存储器装置、非易失性存储器、高速缓冲存储器、远程存储装置等)，以及电传播信号、光学传播信号、声学传播信号或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。
[0080]在前述说明书中，已参考本发明的特定示范性实施例描述了本发明。将显然的是，在不脱离如所附权利要求书中阐述的本发明的更广泛精神和范围的情况下，可对本发明作出各种修改。因此，应在说明性意义而非限制性意义上来看待本说明书和图式。
【权利要求】
1.一种本机振荡器(LO)模块,其包含: 本机振荡器，其在供应电压下经偏置，所述本机振荡器用于产生具有一工作周期的本机振荡器信号；以及 反馈电路，其用于响应于第一电压信号与第二电压信号之间的差而进行绝对调整以减小所述本机振荡器信号的所述工作周期相对于所要工作周期的变化，所述第一电压信号表示所述本机振荡器信号的电压电平，所述第二电压信号表示对应于所述本机振荡器的所要工作周期的所述供应电压的一部分的电压电平； 其中，所述反馈电路经配置以基于所述第一电压信号与所述第二电压信号确定调整信号并基于所述调整信号产生控制信号，且所述本机振荡器包含: 压控振荡器(VCO)，其用于产生VCO信号； 分频器，其用于对所述VCO信号进行分频以产生经分频信号；以及本机振荡器缓冲器，其在所述供应电压下经偏置，所述本机振荡器缓冲器用于响应于接收到控制信号而缓冲所述经分频信号以产生表示所述本机振荡器信号的经缓冲信号。
2.根据权利要求1所述的LO模块， 其中所述本机振荡器信号包括多个本机振荡器信号，且 其中所述反馈电路响应于一个对应差而使用多个本机振荡器信号的平均电压电平来调整所述多个本机振荡器信号中的每一者。
3.根据权利要求1所述的LO模块，` 其中所述本机振荡器信号包括多个本机振荡器信号，且 其中所述反馈电路响应于多个对应差而使用多个本机振荡器信号中的每一者的电压电平来独立地调整所述多个本机振荡器信号中的每一者。
4.根据权利要求1所述的LO模块，其中所述反馈电路包含: 信息源，其用于提供影响所述本机振荡器信号的所述工作周期的信息， 其中所述反馈电路响应于接收到所述信息而对所述本机振荡器信号的所述工作周期进行绝对调整。
5.一种方法，其包含: 产生在供应电压下经偏置并具有一工作周期的本机振荡器信号； 响应于第一电压信号与第二电压信号之间的差而进行绝对调整以减小所述本机振荡器信号的所述工作周期相对于所要工作周期的变化，所述第一电压信号表示所述本机振荡器信号的电压电平，所述第二电压信号表示对应于所述本机振荡器的所要工作周期的所述供应电压的一部分的电压电平； 其中，进行所述绝对调整以减小所述工作周期的变化包含基于所述第一电压信号与所述第二电压信号确定调整信号并基于所述调整信号产生控制信号； 其中产生所述本机振荡器信号包含: 产生VCO信号； 对所述VCO信号进行分频以产生经分频信号；以及 响应于接收所述控制信号而缓冲所述经分频信号以产生表示所述本机振荡器信号的经缓冲信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其包含:响应于一个对应差而使用多个本机振荡器信号的平均电压电平来调整所述多个本机振荡器信号中的每一者。
7.根据权利要求5所述的方法，其包含: 响应于多个对应差而使用多个本机振荡器信号中的每一者的电压电平来独立地调整所述多个本机振荡器信号中的每一者。
8.根据权利要求5所述的方法，其中对所述本机振荡器信号的所述工作周期进行所述绝对调整包含: 提供影响所述本机振荡器信号的所述工作周期的信息；以及 响应于接收到所述信息而对所述本机振荡器信号的所述工作周期进行所述绝对调整。
9.一种射频(RF)接收器，其包含: 本机振荡器(LO)模块，其包含: 本机振荡器，其在供应电压下经偏置，所述本机振荡器用于产生具有一工作周期的本机振荡器信号；以及 反馈电路，其用于响应于第一电压信号与第二电压信号之间的差而进行绝对调整以减小所述本机振荡器信号的所述工作周期相对于所要工作周期的变化，所述第一电压信号表示所述本机振荡器信号的电压电平，所述第二电压信号表示对应于所述本机振荡器的所要工作周期的所述供应电压的一部分的电压电平；以及 下变频模块，其用于响应于接收到具有经调整的工作周期的所述本机振荡器信号而将所关注的所接收信号从第一频率下变频到第二频率； 其中，所述反馈电路经配置以基于所述第一电压信号与所述第二电压信号确定调整信号并基于所述调整信号产生控制信号，且所述本机振荡器包含: 压控振荡器(VCO)，其用于产生VCO信号； 分频器，其用于对所述VCO信号进行分频以产生经分频信号；以及本机振荡器缓冲器，其在所述供应电压下经偏置，所述本机振荡器缓冲器用于响应于接收到控制信号而缓冲所述经分频信号以产生表示所述本机振荡器信号的经缓冲信号。
10.根据权利要求9所述的RF接收器，其中所述下变频模块包含: 至少一个混频器，其用于响应于接收到具有所述经调整的工作周期的所述本机振荡器信号而将所述所关注的所接收信号从所述第一频率混频到所述第二频率。
11.根据权利要求9所述的RF接收器，其中所述本机振荡器信号的所述工作周期经调整以提供所述RF接收器中的所要线性性能和所要噪声性能。
12.—种设备,其包含: 用于产生在供应电压下经偏置并具有一工作周期的本机振荡器信号的装置； 用于响应于第一电压信号与第二电压信号之间的差而进行绝对调整以减小所述本机振荡器信号的所述工作周期相对于所要工作周期的变化的装置，所述第一电压信号表示所述本机振荡器信号的电压电平，所述第二电压信号表示对应于所述本机振荡器的所要工作周期的所述供应电压的一部分的电压电平； 其中用于进行所述绝对调整以减小所述工作周期的变化的装置经配置以基于所述第一电压信号与所述第二电压信号确定调整信号并基于所述调整信号产生控制信号，且其中所述用于产生所述本机振荡器信号的装置包含:用于产生VCO信号的装置； 用于对所述VCO信号进行分频以产生经分频信号的装置；以及 用于响应于接收所述控制信号而缓冲所述经分频信号以产生表示所述本机振荡器信号的经缓冲信号的装置。
13.根据权利要求12所述的设备，其包含: 用于响应于一个对应差而使用多个本机振荡器信号的平均电压电平来调整所述多个本机振荡器信号中的每一者的装置。
14.根据权利要求12所述的设备，其包含: 用于响应于多个对应差而使用多个本机振荡器信号中的每一者的电压电平来独立地调整所述多个本机振荡器信号中的每一者的装置。
15.一种由计算机程序编码的非易失性计算机可读媒体，所述计算机程序包含指令以执行: 产生在供应电压下经偏置并具有一工作周期的本机振荡器信号； 响应于第一电压信号与第二电压信号之间的差而进行绝对调整以减小所述本机振荡器信号的所述工作周期相对于所要工作周期的变化，所述第一电压信号表示所述本机振荡器信号的电压电平，所述第二电压信号表示对应于所述本机振荡器的所要工作周期的所述供应电压的一部分的电压电平； 其中，进行所述绝对调整以减小所述工作周期的变化包含基于所述第一电压信号与所述第二电压信号确定调整信号并基于所述调整信号产生控制信号，且其中产生所述本机振荡器信号的所述可执行指令包含指令以执行: 产生VCO信号； 对所述VCO信号进行分频以产生经分频信号；以及 响应于接收所述控制信号而缓冲所述经分频信号以产生表示所述本机振荡器信号的经缓冲信号。
16.根据权利要求15所述的非易失性计算机可读媒体，其包含: 响应于一个对应差而使用多个本机振荡器信号的平均电压电平来调整所述多个本机振荡器信号中的每一者。
17.根据权利要求15所述的非易失性计算机可读媒体，其包含: 响应于多个对应差而使用多个本机振荡器信号中的每一者的电压电平来独立地调整所述多个本机振荡器信号中的每一者。
18.根据权利要求15所述的非易失性计算机可读媒体，其中对所述本机振荡器信号的所述工作周期进行所述绝对调整包含: 提供影响所述本机振荡器信号的所述工作周期的信息；以及 响应于接收到所述信息而对所述本机振荡器信号的所述工作周期进行所述绝对调整。
【文档编号】H03L7/08GK103825606SQ201410094182
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2009年11月25日 优先权日:2008年11月25日
【发明者】维诺德·V·潘尼卡斯, 刘立 申请人:高通股份有限公司