用于本地振荡器生成的可编程分频器的制造方法
【专利说明】用于本地振荡器生成的可编程分频器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年3月15日提交的题为“PROGRAMMABLE FREQUENCY DIVIDERFOR LOCAL OSCILLATOR GENERAT1N(用于本地振荡器生成的可编程分频器)”的美国非临时申请S/N.13/837，463的优先权，该申请通过援引全部明确纳入于此。
[0003]背景
[0004]领域
[0005]本公开一般涉及通信系统，尤其涉及用于本地振荡器生成的可编程分频器。
[0006]背景
[0007]无线设备(例如，蜂窝电话或智能电话)可传送和接收数据以与无线通信系统进行双向通信。无线设备可包括用于数据传送的发射机以及用于数据接收的接收机。对于数据传送，发射机可用数据来调制发射本地振荡器(LO)信号以获得经调制射频(RF)信号，放大该经调制RF信号以获得具有期望输出功率电平的输出RF信号，并经由天线将该输出RF信号发射到基站。对于数据接收，接收机可经由天线获得收到RF信号，放大该收到RF信号并用接收LO信号对该收到RF信号进行下变频，并处理该经下变频的信号以恢复由基站发送的数据。
[0008]无线设备可包括一个或多个振荡器来以一个或多个期望频率生成一个或多个振荡器信号。(诸)振荡器信号可被用于生成用于发射机的发射LO信号以及用于接收机的接收LO信号。(诸)振荡器可能被要求生成(诸)振荡器信号以满足无线设备与之通信的无线通信系统的要求。
[0009]分频器被广泛用于生成LO信号。典型地，分频器仅提供固定分频比。因此，在多频带收发机中通常需要多个分频器。现有的可编程分频器不满足蜂窝收发机中严格的LO要求(例如小芯片面积、良好的相位噪声要求、正交输出)。因此，需要用于在多频带蜂窝收发机中生成LO信号的可编程分频器。
[0010]概述
[0011]在本公开的一方面，提供了方法和装置。该装置生成LO信号。该装置包括LO发生器模块和注入信号发生器模块。LO发生器模块具有多个LO输出和多个注入信号输入。LO模块被配置成基于在注入信号输入上接收到的注入信号来在LO输出上生成LO信号。注入信号发生器模块耦合至LO发生器模块。注入信号发生器模块具有多个LO输入和多个注入信号输出。LO输入耦合至LO输出。注入信号输出耦合至注入信号输入。注入信号发生器模块被配置成基于在LO输入上接收到的LO信号以及基于接收到的压控振荡器(VCO)信号来在注入信号输出上生成注入信号。
[0012]在本公开的一方面，提供了方法和装置。该装置生成LO信号。该装置在LO发生器模块中基于接收到的注入信号生成LO信号。此外，该装置在注入信号发生器模块中基于LO信号和接收到的VCO信号生成注入信号。
[0013]附图简述
[0014]图1解说无线设备与不同的无线通信系统通信。
[0015]图2是无线设备的框图。
[0016]图3是解说使用示例性可编程谐波发生器和示例性可编程LO分频器的LO信号生成的框图。
[0017]图4是可编程谐波发生器和可编程LO分频器的示意电路图。
[0018]图5是解说用于生成三分频比、四分频比以及五分频比的方法的示图。
[0019]图6是指示对于三分频比、四分频比以及五分频比中每一者的注入信号相位序列的表。
[0020]图7是用于提供三分频比的可编程LO分频器的示意电路图。
[0021]图8是用于提供四分频比的可编程LO分频器的示意电路图。
[0022]图9是用于提供五分频比的可编程LO分频器的示意电路图。
[0023]图10A-10H是用于在可编程谐波发生器中生成注入信号的示意电路图。
[0024]图11是可编程LO分频器内的环形振荡器延迟级的示例的示意电路图。
[0025]图12是解说使用可编程谐波发生器、可编程LO分频器以及粗调模块的LO信号生成的框图。
[0026]图13是生成LO信号的方法的流程图。
[0027]详细描述
[0028]以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文所描述的概念的仅有配置。本详细描述包括具体细节以提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。在一些实例中，以框图形式示出众所周知的结构和组件以便避免淡化此类概念。术语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何设计不必被解释为优于或胜过其他设计。
[0029]现在将参照各种设备和方法给出电信系统的若干方面。这些设备和方法将在以下详细描述中进行描述并在附图中由各种框、模块、组件、电路、步骤、过程、算法等(统称为“元素”)来解说。这些元素可使用电子硬件、计算机软件或其任何组合来实现。此类元素是实现成硬件还是软件取决于具体应用和加诸于整体系统上的设计约束。
[0030]作为示例，元素、或元素的任何部分、或者元素的任何组合可用包括一个或多个处理器的“处理系统”来实现。处理器的示例包括:微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门控逻辑、分立的硬件电路以及其他配置成执行本公开中通篇描述的各种功能性的合适硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。软件应当被宽泛地解释成意为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行件、执行的线程、规程、函数等，无论其是用软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、还是其他术语来述及皆是如此。
[0031]相应地，在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可以在硬件、软件、固件、或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可作为一条或多条指令或代码存储或编码在计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、电可擦除可编程ROM (EEPROM)、紧致盘(CD)ROM(CD-ROM)或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或可被用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。如本文所使用的，盘(disk)和碟(disc)包括CD、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)和软盘，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟用激光以光学方式再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。
[0032]图1是解说无线设备110与不同的无线通信系统120、122通信的示图100。无线系统120、122可各自是码分多址(CDMA)系统、全球移动通信系统(GSM)系统、长期演进(LTE)系统、无线局域网(WLAN)系统、或某一其他无线系统。CDMA系统可实现宽带CDMA(WCDMA)、CDMA IX或cdma2000、时分同步码分多址(TD-SCDMA)、或某个其他版本的CDMA。TD-SCDMA也被称作通用地面无线电接入(UTRA)时分双工(TDD)1.28Mcps选项或低码片率(LCR)。LTE支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两者。例如，无线系统120可以是GSM系统，而无线系统122可以是WCDMA系统。作为另一示例，无线系统120可以是LTE系统，而无线系统122可以是CDMA系统。
[0033]出于简化起见，示图100示出了无线系统120包括一个基站130和一个系统控制器140，而无线系统122包括一个基站132和一个系统控制器142。一般而言，每个无线系统可包括任何数目的基站以及网络实体的任意集合。每个基站可支持在该基站的覆盖内的无线设备的通信。基站也可被称为B节点、演进型B节点(eNB)、接入点、基收发机站、无线电基站、无线电收发机、收发机功能、基本服务集(BSS)、扩展服务集(ESS)、或某个其他合适的术语。无线设备110也可被称为用户装备(UE)、移动设备、远程设备、无线设备、无线通信设备、站、移动站、订户站、移动订户站、终端、移动终端、远程终端、无线终端、接入终端、客户机、移动客户机、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、手持机、用户代理、或某个其他合适的术语。无线设备110可以是蜂窝电话、智能电话、平板设备、无线调制解调器、个人数字助理(PDA)、手持式设备、膝上型计算机、智能本、上网本、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、或某一其他类似的功能设备。
[0034]无线设备110可以能够与无线系统120和/或122通信。无线设备110还可以能够接收来自广播站(诸如广播站134)的信号。无线设备110还可以能够接收来自一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)中的卫星(诸如卫星150)的信号。无线设备110可支持用于无线通信的一种或多种无线电技术，诸如GSM、WCAMA, cdma2000、LTE,802.11等。术语“无线电技术”、“无线电接入技术”、“空中接口”和“标准”可被互换地使用。
[0035]无线设备110可经由下行链路和上行链路与无线系统中的基站通信。下行链路(或即前向链路)是指从基站至无线设备的通信链路，而上行链路(或即反向链路)是指从无线设备至基站的通信链路。无线系统可利用TDD和/或FDD。对于TDD，下行链路和上行链路共享相同频率，且下行链路传输和上行链路传输可在不同时间段里在该相同频率上发送。对于FDD，下行链路和上行链路被分配单独的频率。下行链路传输可在一个频率上发送，而上行链路传输可在另一频率上发送。支持TDD的一些示例性无线电技术包括GSM、LTE以及TD-SCDMA。支持FDD的一些示例性无线电技术包括WCDMA、cdma2000以及LTE。无线设备110和/或基站130、132可包括示例性可编程分频器160。示例性可编程分频器160在下文提供。
[0036]图2是示例性无线设备(诸如无线设备110)的框图200。该无线设备包括数据处理器/控制器210、收发机218和天线290。数据处理器/控制器210可被称为处理系统。处理系统可包括数据处理器/控制器210，或者包括数据处理器/控制器210和存储器216两者。收发机218包括支持双向通信的发射机220和接收机250。发射机220和/或接收机250可用超外差式架构或直接变频式架构来实现。在超外差式架构中，信号在RF与基带之间以多级来变频，例如对于接收机来说，在一级中从RF变频到中频(IF)，然后在另一级中从IF变频到基带。在直接变频式架构(也被称为零IF架构)中，信号在一级中在RF与基带之间变频。超外差式以及直接变频式架构可以使用不同的电路块和/或具有不同的要求。在图2中所示的示例性设计中，发射机220和接收机250用直接变频式架构来实现。
[0037]在发射路径中，数据处理器/控制器210可处理(例如，编码和调制)要传送的数据，以及将数据提供给数模转换器(DAC) 216。DAC 216将数字输入信号转换成模拟输出信号。模拟输出信号被提供给发射(TX)基带(低通)滤波器232，发射基带滤波器232可对该模拟输出信号进行滤波以去除由DAC 216进行的在前数模转换引起的镜频。放大器(amp)234可放大来自TX基带滤波器232的信号，以及提供经放大的基带信号。上变频器(混频器)236可接收经放大的基带信号以及来自TX LO信号发生器276的TX LO信号。上变频器236可用TX LO信号对经放大的基带信号上变频，以及提供经上变频的信号。滤波器238可对经上变频的信号进行滤波以去除由上变频引起的镜频。功率放大器(PA) 240可放大来自滤波器238的经滤波RF信号以获得期望输出功率电平，以及提供输出RF信号。输出RF信号可被路由通过双工器/开关复用器264。
[0038]对于FDD，发射机220和接收机250可被耦合至双工器264，双工器264可包括用于发射机220的TX滤波器和用于接收机250的接收(RX)滤波器。TX滤波器可对输出RF信号进行滤波，以使发射频带中的信号分量通过并且衰减接收频带中的信号分量。对于TDD，发射机220和接收机250可被耦合至开关复用器264。开关复用器264可在上行链路时间区间期间将输出RF信号从发射机220传递到天线290。对于FDD和TDD两者来说，双工器/开关复用器264可将输出RF信号提供给天线290以供经由无线信道进行传输。
[0039]在接收路径中，天线290可接收由基站和/或其他发射机站传送的信号，以及提供收到RF信号。收到RF信号可被路由通过双工器/开关复用器264。对于FDD，双工器264内的RX滤波器对收到RF信号进行滤波，以使接收频带中的信号分量通过并且衰减发射频带中的信号分量。对于TDD，开关复用器264可在下行链路时间区间期间将收到RF信号从天线290传递到接收机250。对于FDD和TDD两者来说，双工器/开关复用器264可将收到RF信号提供给接收机250。
[0040]在接收机250内，收到RF信号可由低噪声放大器(LNA) 252放大并由滤波器254滤波器，以获得输入RF信号。下变频器(混频器)256可接收输入RF信号以及来自RX LO信号发生器286的RX LO信号。下变频器256可用RX LO信号对输入RF信号下变频，以及提供经下变频的信号。经下变频的信号可由放大器258放大，并进一步由RX基带(低通)滤波器260滤波以获得模拟输入信号。模拟输入信号被提供给模数转换器(ADC) 262。