锁相环的粗调谐选择的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]锁相环(PLL)可为广泛的应用，诸如时钟生成或时钟数据恢复，提供精确的定时生成和对准。数字锁相环(DPLL)是传统PLL的可行替代，其中数字环路滤波器可用于代替模拟部件。例如，全数字锁相环(ADPLL)被设计用于全部使用数字技术，并且可包括相位频率检测器、环路滤波器、振荡器和分频器。与其他DPLL—样，ADPLL利用高频率时钟源，这是因为它们不提供真频率合成。振荡器因此是调谐DPLL时所涉及的重要部件，其可包括粗调谐和细调谐操作。例如，振荡器可由一个或多个变容二极管场控制，诸如用于开环频带调整的一个变容二极管场以及用于闭环调谐的另一个变容二极管场。例如，可通过由二进制编码控制的电容器实施粗调谐(例如，粗调谐变容二极管以用于频带调整)，其中粗调谐处理选择频率带。然而，单独的粗调谐可为高频率应用提供不准确和不稳定的锁相。在目标操作频率的锁定操作阶段期间并在粗调谐之后，粗调谐保持恒定且通过细调谐操作提高锁相环的频率分辨率(例如，设置调谐场以用于锁定锁相环)，以便补偿粗调谐中的误差并以目标频率锁定振荡器。因此，粗调谐处理应尽可能地准确，以实现可扩展性、高性能和宽的操作范围。
【附图说明】
[0002]图1示出根据所描述的各种方面的示例性锁相环系统；
[0003]图2示出根据所描述的各种方面的另一个示例性锁相环系统；
[0004]图3示出根据所描述的各种方面的另一个示例性锁相环系统；
[0005]图4示出为锁相环的振荡器生成粗调谐的粗调谐曲线的图表；
[0006]图5示出用于根据所描述的各种方面的锁相环系统中的粗调谐选择的示例性方法的流程图；
[0007]图6示出用于根据所描述的各种方面的锁相环系统中的粗调谐选择的另一个示例性方法的流程图；
[0008]图7示出为锁相环的振荡器生成粗调谐的粗调谐曲线的另一个图表；
[0009]图8示出根据所描述的各种方面的锁相环系统的方法的流程图；
[0010]图9示出具有根据所描述的各种方面的锁相环系统的示例性移动通信设备。
【具体实施方式】
[0011]现在将参考随附附图描述本公开，其中贯穿全文的相同参考数字用于指示相同元件，并且其中所示出的结构和设备不必按比例绘制。如本文所使用，术语“部件”、“系统”、“接口”等等旨在指示计算机相关的实体、硬件、软件(例如，执行中的)和/或固件。例如，部件可以是电路、处理器、在处理器上运行的进程、控制器、对象、可执行程序、存储设备和/或具有处理设备的计算机。通过说明的方式，在服务器上运行的应用程序和服务器还可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程内，并且部件可位于一个计算机上以及/或者分布在两个或更多计算机之间。一组元件或一组其他部件可在本文进行描述，其中术语“组”可被解释为“一个或多个”。
[0012]词语示例性的使用旨在以具体方式呈现概念。如在该申请中使用，术语“或”旨在表示包括性的“或”而非排他性的“或”。也就是说，除非另外规定或从上下文明显，否则“X采用A或B”旨在表示任何自然的包括性排列。也就是说，如果X采用A ;X采用B ;或X采用A和B两种，那么在前述任何情况下都满足“X采用A或B”。另外，如该申请中和随附权利要求书中使用的冠词“一个”和“一种”应通常被理解为表示“一个或多个”，除非另外说明或从上下文明显地针对单数形式。此外，在某种程度上术语“包括有”、“包括”、“具备”、“具有”、“带有”及其变型在详细说明书和权力要求书中使用，该类术语旨在以类似于术语“包含”的方式进行包括的。
[0013]考虑到以上所描述的不足和持续目的，通过使用不同的粗调谐选择处理和部件公开了包括频率粗调谐的PLL的各个方面。PLL的系统部件使得能够在锁定或锁住DPLL之前的开环配置或操作状态中执行粗调谐处理，以用于根据该输入生成均匀的或一致的输出，诸如对于频率合成、解调、相位调制或同步应用。例如，特征描述部件(characterizat1ncomponent)在第一操作阶段(例如，在PLL的锁定状态之前的启动状态)期间生成PLL中的振荡器的特征描述。
[0014]如本文所使用，“启动阶段”可指给锁相环通电的初始化或最初时候，其也被认为是在锁相环被锁定用于激活操作之前的操作的“非时间关键阶段”。术语“时间关键阶段”是指锁相环的操作阶段，其也在锁相环的锁定条件之前，但跟在“启动阶段”之后，其中已经发生了锁相环的完全通电。“时间关键阶段”也可被称作“开始阶段”或“完全通电阶段”，其中时间比在操作的启动阶段(非时间关键阶段)时更关键。
[0015]例如，特征描述部件操作用于在非时间关键阶段期间确定与振荡器相关的特征以用于粗调谐操作，以便生成调谐场的调谐值，以用于频率带调整。可选地或附加地，可在外部执行振荡器的特征描述并且可在系统或PLL设备的存储器中存储与振荡器有关以用于粗调谐处理的特征。特征描述处理确定与振荡器有关的特征或者特征的振荡器特征轮廓(profile)，其可包括频率测量样本、相位采样、任何处理变化、电压变化、温度变化的识别、增益、步长或其他特征或与振荡器有关的操作参数。
[0016]基于振荡器轮廓，诸如振荡器的特征或操作参数，进一步执行经由内插部件的内插处理。内插部件生产特征的内插以确定振荡器的粗调谐值。
[0017]另外，调整部件生成最终调整并由测量处理支持，以便生成最终粗调谐值或函数以用于最终完成粗调谐处理，例如，其可在时间关键操作阶段期间执行。可结合细调谐处理执行本文公开的粗调谐处理，所述细调谐处理在这些处理的粗调谐操作阶段之后实施。
[0018]锁相环部件可以是锁相环、PLL设备或控制系统，其基于振荡器或振荡器电路生成输出信号，所述输出信号具有与输入信号的相位有关的相位。所公开的粗调谐处理和部件可与振荡器一起操作，诸如数字控制振荡器(DCO)、电压控制振荡器(VCO)等等，例如，以用于多个不同的频率合成操作。所讨论的锁相环系统可操作用于合成信号或使信号同步，这可跟踪输入频率或相位并生成是输入频率的倍数的频率或相位。可响应于输入和输出频率相对于彼此被可操作地设置为大约相同或至少表现成比例，在锁定状态或锁定条件下锁定锁相环，其中锁相环的反馈环路被关闭。因此，由于例如小集成相位噪声、快速稳定时间、小杂散水平和低功率消耗的规范，锁相环系统的设计可具有挑战性。此外，由于增加的成比例的处理、电压或温度(PVT)变化、电子设备的制造处理，挑战性增大。例如，通常规定振荡器的设计频率调谐范围宽于制造的规范，以便克服这些PVT变化。
[0019]示例的锁相环系统包括以上讨论的特征描述部件，其配置成确定与锁相环的振荡器有关的特征(例如，性质、行为、准则等等)。内插部件生成振荡器特征的内插以确定粗调谐值或粗调谐函数，其配置成生成粗调谐或设置调谐场以用于振荡器的频带调整。调整部件配置成基于至少一个最终频率测量调整粗调谐值，以便生成最终粗调谐值并基于最终粗调谐值设置振荡器的粗调谐。这些部件(特征描述部件、内插部件和调整部件)操作用于锁相环的锁定之前的粗调谐。在一个示例中，特征描述部件可在非时间关键操作阶段期间操作，而内插部件和调整部件可在时间关键操作阶段期间操作。现在将参考附图进一步描述本公开的附加方面和细节。
[0020]图1示出示例的锁相环系统，其操作用于根据各个方面控制并设置PLL的振荡器的粗调谐。锁相环系统100包括锁相环部件102和粗调谐部件104，其操作用于设置锁相环系统的振荡器或振荡器部件106的粗调谐值。锁相环部件102可包括PLL、DPLL, ADPLL或操作用于生成频率的其他PLL，例如，以在一个或多个电路诸如微处理器或其他电子设备中合成、恢复、解调、稳定或分布信号的时间脉冲。锁相环部件102配置成根据系统的细调谐路径和系统的粗调谐路径118来修改、调整或设置锁定阶段的锁定频率，所述细调谐路径和粗调谐路径根据一个或多个部件(例如，粗调谐部件)操作，以便为锁定状态调谐或者选择频率或操作阶段，并进一步使得能够在振荡器部件106中获得宽调谐范围。
[0021]作为锁相环系统100的一部分，锁相环部件102耦合到粗调谐部件104。粗调谐部件104操作用于生成粗调谐字或粗调谐信号(例如，模拟或数字信号)，其在锁相环部件的振荡器部件106中设置频率的粗调谐或操作阶段。例如，粗调谐部件104生成粗调谐信号V03arse，其经由粗调谐路径118被提供到锁相环102的振荡器部件106。例如，振荡器部件106可包括数字控制振荡器(DCO)、电压控制振荡器(VCO)或者配置成根据粗调谐操作或处理来操作的任何振荡器。在VCO的闭环操作(PLL的锁定状态或锁定条件)中，例如，经由模拟信号控制振荡器部件106，其中在闭环之前(在将PLL设备锁定到或固定到锁定状态中之前)，根据来自粗调谐部件104的粗调谐信号的调整来选择频率(例如，频率带)。在DCO的闭环操作中，例如，通过数字调谐值、具有一组数据位的字或信号控制振荡器部件106的操作，其中在闭环之前，根据来自粗调谐部件104的粗调谐信号(例如，Vcoarse)的调整选择频率。振荡器部件106可包括任何振荡器，其配置成基于粗调谐操作进行操作，并根据粗调谐值、粗调谐设置、粗调谐函数、粗调谐信号/字等(可被统一称作粗调谐值)进行粗调谐。
[0022]粗调谐部件104配置成，在锁相环部件102的开环状态期间或换句话说，在经由数字细调谐字或模拟控制信号(被统一称作细调谐操作，其调谐场以用于锁定PLL)锁定锁相环部件102之前，根据特征描述、内插和调整的处理，易于实现振荡器部件106的粗调谐操作。经由粗调谐部件104的粗调谐操作可尽可能快地执行(例如，快于连续逼近处理或其他粗调谐处理)，并以高准确度处理不同的振荡器特征或振荡器的性质。
[0023]粗调谐部件104包括数据存储设备108 (例如，一个或多个存储器、数据库、数据存储等等)和处理器110，其耦合到数据存储设备108并且可在功能上将一个或多个处理信号或数据给予系统100的部件或本文所讨论的系统的其他部件，或者操作用于将一个或多个处理信号或数据提供到系统100的部件或本文所讨论的系统的其他部件。粗调谐部件104还包括特征描述部件112、内插部件114和调整部件116。
[0024]特征描述部件112配置成监测和分析振荡器部件106，并从分析中确定相关特征。特征描述部件112可确定特征轮廓(例如，行为轮廓)，其具有与振荡器部件106