用于逐次逼近寄存器模数转换器中供电电压和/或比较器共模电压的闭环控制的方法和装置的制造方法_2

文档序号:9291995阅读:来源:国知局
配置成与公共交换电话网(PSTN) 104对接。MSC也可配置成与BSC 106对接。在系统100中可能有不止一个BSC 106。每个基站110可包括至少一个扇区,其中每个扇区可具有全向天线或者指向在从基站110径向向外的特定方向上的天线。替换地,每个扇区可以包括两个天线以用于分集接收。每个基站110可以被设计支持多个频率指派。扇区和频率指派的交集可被称为信道。移动站108可以包括蜂窝或便携式通信系统(PCS)电话。
[0038]在蜂窝电话系统100的操作期间,基站110可从各组移动站108接收各组反向链路信号。移动站108可以参与到电话呼叫或其他通信中。由给定基站110接收的每个反向链路信号可以在基站110内被处理。结果所得的数据可以被转发给BSC 106。BSC 106可以提供呼叫资源分配和移动性管理功能性,其中包括对基站110之间的软切换的编配。BSC106也可将接收到的数据路由到MSC102,MSC 102提供用于与PSTN 104对接的附加路由服务。类似地,PTSN 104可以与MSC 102对接,并且MSC 012可以与BSC 106对接,这进而可以控制基站110以向各组移动站108传送各组前向链路信号。
[0039]图2是解说能够进行传送的电子组件200的一个示例的框图。电子组件200可以是移动站108、基站110、或者可以进行传送的其他任何类型的设备的一部分。电子组件200可包括功率放大器(PA)216。在一个情景中,在组件200上市之前(即,在最终用户获得组件200之前)可以进行测试。图2中所解说的个体组件也可以在被组装到便携式电子设备中前被测试。该设备也可以在一旦被组装后进行进一步测试。在一个示例中,配置200可以包括射频(RF)收发机202。收发机202可以经由天线220发射传出信号226并接收传入信号228。发射链204可被用于处理待传送信号,并且接收链214可被实现以处理收发机202接收到的信号。传入信号228可以由双工器218处理,并且可发生对传入信号228的阻抗匹配224。传入信号228可以接着由接收链214处理。
[0040]发射链204准备用于由天线220发射的信号。发射链204包括基带发射机206、RF上变频器208、以及激励放大器210。基带发射机206也可包括用以滤除可能与信号相关联的噪声的滤波器(未示出)。待传送信号由基带发射机206准备并且可以由RF上变频器208上变频成高频信号。上变频器208可以在本地振荡器212控制之下。激励放大器210可以放大该信号并且该信号可以通过PA 216。
[0041]在一个配置中,待传送信号可以被馈送通过如以上所描述的发射链204进入PA216,并且PA输出237可以通过双工器218。作为完成了的无线通信设备的测试过程的一部分,双工的信号239可以被测量(而非测量来自天线220的输出信号226)。在对PA 216的测试期间,测量装备230可以被连接到双工器218的输出(即,双工的信号239)。装备230可包括振幅测量装备或功能性232以及相位测量装备或功能性234。测量装备230可以由包括处理器、存储器、显示器、通信接口及类似物等的计算设备来实现。图6和7的框图在无线设备和基站的上下文中解说了这些组件。
[0042]RF收发机202还包括接收链214。接收链214包括低噪声放大器(LNA) 236。LNA236在阻抗匹配设备224已处理了收到信号之后接收该信号。LNA236放大收到信号并且将其传递到混频器234以进行混频。滤波器232从混频器接收信号并且移除不期望的信号产物。在滤波之后,该信号被发送到模数转换器(ADC) 230用于转换。
[0043]图3解说了 SAR ADC组装件300。SAR ADC对输入模拟电压进行操作,并且将该电压以顺序方式转换成N位数字输出。其通常包括电阻器或电容器的二进制加权阵列,或者可以使用这两者的组合。在图3中,该阵列使用电容器310、312和314。这些电容器被连接到电容器控制逻辑306。比较器316和数字逻辑318控制SAR ADC的操作。输入信号首先通过采样开关304被采样。开关304被关断,并且比较器316被启用以进行第一次转换。在单端实现中,可以将经采样的输入信号与参考电压作比较。在差分实现中,两个(一正一负)输入信号可以被互相比较。首先,转换比较器输出确定数字输出的最高有效位(MSB)。取决于比较器316的输出,数字逻辑318调节其输入以进行下一转换。例如,若输出为高即指示经采样的输入高于参考电压,则数字逻辑318将参考电压调高以用于下一转换。类似地,在差分实现中,比较器316处的差分电压被调低。若输出为低,那么参考电压或差分电压将会被调高以用于下一转换。在调节比较器316输入之后,数字逻辑318启用比较器316进行下一转换。第二次转换之后的比较器316输出确定了位(MSB-1)。
[0044]该序列被重复直到所有“N”次转换一个接一个地被完成。最后一次转换的比较器316输出确定最低有效位(LSB)。一旦完成了所有N次转换,数字逻辑318就导通采样开关304以对模拟输入进行采样用于下一转换。接着对下一模拟输入重复此N次转换的序列。采用率或即输入信号302被多频繁地被采样是由时钟输入320确定的。该时钟的频率设置SAR ADC的采样率。
[0045]对于SAR ADC的正常操作,应当给予足够的时间以在一个时钟周期(TperiJ内完成所有N次转换并且对下一模拟输入进行采样。换句话说,时钟频率应当足够低以允许SAR完成这些转换并且对输入进行采样。
[0046]图4解说了以上所描述的SAR转换波形并且解说了采样相对于时钟周期的关系。
[0047]图5描绘了 SAR ADC,其供电电压由稳压器(502)设置,并且比较器共模电压由VCM (504)块设置。比较器316共模电压由VCM 504在采样阶段期间设置。
[0048]图6描绘了组装件600。通过将SAR作为压控延迟线对待,其速度可以如以下描述地在闭环系统中被控制。LD0/VCM校正块被用以监视并校正SAR ADC的速度。参考时钟沿被提供给LD0/VCM校正块(606)。若输入时钟具有期望的占空比,那么输入时钟的边沿之一可以被用作参考时钟(602),或者占空比校正电路(DCC 604)可被用以生成对于参考边沿有期望占空比的时钟。LD0/VCM校正块将输出提供给低压差稳压器(LDO)608和VCM(610)。
[0049]在该方法中,将SAR 612速度与参考时钟沿(其可为输入时钟602或DCC时钟604)作比较。
[0050]当SAR 612操作得不够快时(无论是因为稳压器还是共模电压(VCM)低),电路600检测到SAR 612的缓慢并且自动提高电压直到SAR 612在以期望速度操作。图6的组装件600也可限制允许提高的电压量,由此避免可靠性问题。该方法允许取决于需求来一起控制稳压器(LDO)和VCM电压或单独控制其中一者。该方法可以被用于ADC应用,但是也可以被用于任何基于延迟的电路或以高时钟速度工作的处理电路中。
[0051]图7示出了采样脉冲、N位SAR ADC应当在时钟周期内完成的转换次数、以及‘SAR完成’?目号(其指不转换完成)之间的关系。SAR拓扑的一个缺点在于,随着时钟频率提尚,N次转换可用的时间减少了。这就产生了可能不能在一个时钟循环内完成所有N次转换的问题。进一步的问题是转换速度在慢工艺角、在极端温度、以及在较低电压下较慢。结果是SAR ADC产生的不正确输出。以上在图6中所描述的实施例解决了这些问题。
[0052]图8解说了转换没有在时钟时间周期内完成的问题。为了克服SAR ADC的速度问题,时钟速度可以被减小。这保证了所有转换在所有角中都将被完成。然而,该选项降低了指定的操作频率。一替换性解决方案是减少SAR ADC中位数“N”以保证在所有角、温度和电压下转换都将会完成。然而,该选择也会导致降低SAR ADC的规范,并且对于某些应用而言可能是不可接受的。
[0053]SAR ADC的速度可以通过允许比较器316和数字逻辑318尽可能快地操作来被最大化。在各实施例中,这两个块的速度可以使用供电电压和比较器316的共模电压来控制或调节。以下所描述的进一步实施例详述了这些电压是如何被控制以改善SAR ADC的速度的。
[0054]图9描绘了转换时间如何随着比较器共模电压和稳压器电压而变。因为SAR转换时间取决于供电电压和比较器共模电压,所以SAR ADC可被作为具有两个输入的压控延迟线来对待。控制电压改变了 I伏特时转换时间上的改变AVAv(KDL)对于这两个控制电压(稳压器电压和比较器共模电压)而言是相当的。
[0055]图10示出了用于对SAR速度进行闭环调节的组装件1000连同LD0/VCM校正电路内的个体块。特别地,图10示出了 SAR速度可以如何以闭环方式来调节。组装件1000包括包含对VCM和LDO校正的规约的模块1002。鉴相器(PD) 1004连接到电荷栗(CHG) 1006,电荷栗(CHG) 1006进而连接到跨导(gm)单元1008。来自模块1002的输出被输入到SAR ADC模块1010。从VCM和LDO校正模块1002向SAR 1010作出两个输入,其中一个输入被提供给LDO 1012而另一输入被提供给VCM 1014。
[0056]H)将参考边沿与SAR 1016“完成”信号作比较。SAR 1016 “完成”信号是来自SARADC 1010内部的状态机的信号,其指示所有转换已完成。当SAR低于期望的速度时,‘SAR完成’信号晚于参考边沿抵达,并且当SAR快于期望
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