数字至时间转换器的反馈校准的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]数字极性发射机架构对于现代无线电正变得具有吸引力，该现代无线电诸如是用于蜂窝电话和其他移动通信设备中的无线电。这种吸引力可以与数字极性发射机呈现为提供的改进的区域使用和改进的功率效率相关联。处理与诸如WiFi 802.1 lac (OOMhz至160MHz带宽)和LTE(10-40MHz带宽)的现代通信协议相关联的宽带射频信号，可能对于数字极性发射机架构是一个挑战。对于某些极性架构，当射频信号的相位分量的带宽可达到射频信号本身10倍宽时，这可能是尤其困难的。基于锁相环的解决方案通常被用于生成针对窄带标准(例如，达到4MHz)的相位调制信号，该窄带标准诸如是GSM/EDGE、蓝牙和WCDMA。然而，PLL通常不输送用于更宽的带宽标准的所需的调制质量(EVM)和频谱发射(掩模)，该更宽的带宽标准诸如是WiFi和LTE。
【发明内容】
[0002]本文档讨论了用于补偿数字至时间转换器(DTC)的非线性度的装置和方法。在一个示例中，一种无线设备可包括:数字至时间转换器(DTC)，其被配置为从基带处理器接收相位数据信息并且提供用于生成无线信号的第一调制信号；检测器，其被配置为接收所述第一调制信号并且提供DTC的非线性度的指示；以及预失真模块，其被配置为使用所述非线性度的指示来向DTC提供预失真信息。
[0003]本概述意在提供本专利申请的主题的一般概述。并非意在提供对本发明的排他性或穷尽性的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。
【附图说明】
[0004]在不一定按比例绘制的附图中，相同的数字可以在不同视图中描述类似的部件。具有不同字母后缀的相同数字可以表示类似部件的不同实例。通过示例的方式而不是限制的方式，附图一般地图示出在本文档中所讨论的各种实施例。
[0005]图1 一般地图示出用于基于DTC的数字发射机的示例校准架构。
[0006]图2 —般地图示出用于基于DTC的数字发射机的示例校准架构。
[0007]图3 —般地图示出包括用于提供初始校准的统计提取模块的细节的示例校准架构。
[0008]图4图示出包括时域采样和保持以及随机跳动(stochastic beating)TDC(sbTDC)的示例校准架构。
[0009]图5 —般地图示出生成补偿信息以校正DTC的非线性度的示例方法。
【具体实施方式】
[0010]新兴通信技术包括形貌学(topography)，其可以包括基于DTC的发射机，该基于DTC的发射机包括但不限于极性发射机。在某些示例中，基于DTC的发射器可提供优越的性能和能力，其更能够免受某些干扰的影响，并且能够提供用于处理相比于可通过常规的基于PLL的实现方式所处理的信号更宽的带宽信号(例如，> 1MHz)的能力。另外，对于小形状因子通信设备中的频率双工(例如，LTE)和多标准共存的支持，对常规的基于PLL的实现方式提出了额外挑战。
[0011]在某些示例中，为了不脱感(de-sense)接收机的极端噪声基底要求可能对量化噪声水平提出严格要求，该量化噪声水平诸如是在基于DTC的发射机中使用的DTC的量化噪声水平。例如，对于2.5GHz本地振荡器，分辨率的位数可以是14位或更高，其可转化为用于DTC的25飞秒分辨率。除了量化噪声约束，由于延迟元件的系统性和随机变化而引起的DTC的代码延迟传递函数的非线性度可能提供与基于DTC的发射机相关联的额外的实现挑战。积分非线性度(INL)可能降低DTC的调制质量(EVM)和掩模极端频谱。系统仿真表明，DTC的INL需要被校正到量化噪声的水平，以便最小化降低的影响。在某个示例中，除了诸如过程拐角的静态变化外，DTC的INL可能被长期漂移所影响。
[0012]本发明人已认识到用于测量、校正和跟踪DTC非线性度而不中断DTC的正常操作的装置和方法。在某些示例中，DTC非线性度可在上电序列期间被测量和校正。在一些示例中，DTC非线性度可在DTC操作时被跟踪和调制。图1 一般地图示出用于基于DTC的数字极性发射机的示例校准架构100。在某些示例中，校准架构100可包括DTC 101和包括时间至数字转换器(TDC) 103和预失真模块104的校准和校正模块102。DTC 101可以从本地振荡器(LO) 105接收参考频率信息，并且可以提供相位信息给数字功率放大器106。在某些示例中，数字功率放大器106可以将来自DTC 101的相位信息与幅度信息(P )混合，以使用天线提供用于广播的射频信号。在某些示例中，DTC 101可以通过调整参考频率信息的每个边缘的位置来将期望的相位调制(Φ)应用到参考频率信息。TDC 103可被用于比较期望的相位调制与DTC 101的输出和输入之间的差异(例如，实际相位调制)之间的差异，以测量DTC非线性度。在一些示例中，DTC非线性度的测量可以通过将每个所应用的相位调制字针对TDC 103的对应测量进行比较来完成。在某些示例中，所测量的DTC非线性度然后可以被用于提供用于预失真模块104的映射或配方(recipe)，其可被应用于相位调制信息(Φ)以校正DTC 101的非线性度。
[0013]图2 —般地图示出基于DTC的数字发射机的示例校准架构200。所述架构可以包括DTC 201、统计提取模块207和预失真模块204。在某些示例中，统计提取模块207可以构建所测量的相位差的直方图。在某些示例中，所期望的相位调制信息(Φ)的统计量是已知的或可以被计算的。DTC非线性度和码相传递函数可以从输入相位信号的概率分布直方图和所收集的直方图的比率来估计。累积分布函数(CDF)可以从统计提取模块207获得，并可以被用于生成或提供预失真映射表，以用于使用预失真模块204校正非线性度。
[0014]图3 —般地图示出包括用于提供初始校准的统计提取模块307的细节的示例校准架构300。在某些示例中，架构300可包括用于接收本地振荡器(LO)信息和相位调制信息(Φ)并且用于提供相位调制信号的DTC 301。在某些示例中，架构300可包括用于提供查找表(LUT)以补偿DTC 301的非线性度的统计提取模块307。在一些示例中，统计提取模块307可被用于初始校准模式中。在这种示例中，统计提取模块307可以在包括DTC 301的设备的初始化间隔期间被启用，并且可以提供查找表(LUT)以用于此后由预失真电路使用。在理论上，并且在某些示例中，DTC 301可以只使用初始校准查找表(LUT)来提供准确和可靠的相位调制。在某些示例中，统计提取模块307可包括TDC 303和平均或求和电路309，该TDC 303用于生成DTC转换的直方图308，以及该平均或求和电路309用于映射DTC301的预定相位调制信息(Φ)和实际相位调制之间的差异。在某些示例中，以及虽然单个校准查找表(LUT)可以被用来提供准确和可靠的相位调制，但是统计提取模块307也可以如图2中所示的被用来提供对查找表(LUT)的正在进行的调整，例如，以补偿DTC 301的老化条件，包括但不限于，温度、压力等方面的改变。例如，在某些示例中，统计提取模块307可以被启用以在包括DTC 301的设备(诸如极性发射机设备)的后台中运行。
[0015]图4图示出包括时域采样和保持410以及随机跳动TDC (sbTDC) 411的示例校准架构400?架构400认识到，为了提供精确的相位调制(例如，大约100飞秒(fs))，在某些示例中，基于sbTDC的校准架构400可以重新使用延迟元件，并且可以利用空间失配，以支持具有良好的线性度和分辨率的期望延迟范围，诸如大约I皮秒或更好。在某些示例中，TDC的动态范围可以针对粗分辨率被