专利名称：使用电压测量和频率迭代的vco增益调谐的制作方法
技术领域：
本发明主要地涉及电子设备的校准，并且更具体地涉及使用电压测量和频率迭代对压控振荡器的增益调谐。
背景技术：
锁相环(PLL)被传统地用来在蜂窝和非蜂窝无线电收发器中生成本地振荡器(LO)信号。环路的关键部分之一是用来生成输出信号的压控振荡器(VCO)，其中该输出信号是LO信号。如果在设计过程中考虑到工艺偏差，则当前基于硅的集成电路制造工艺实现了将包括VCO的所有PLL块集成到一个芯片。这要求在终端产品的生产线中或者在器件接通时的适当时间校准这些偏差。
一种用以在无线电专用集成电路(ASIC)上实施发送器的传统方式是使用正交调制器来产生射频单边带信号。也可以通过使用所谓的直接极性转换来生成类似的射频信号。在这些应用中，调制VCO控制电压以提供信号相位调制。可以例如通过调制功率放大器的电源来产生包络调制。极性转换以恰当的设计来减少发送器在ASIC上的面积并且降低功率耗散。另一方面，它对单独发送器块规范如PLL开环增益变化设置了严格要求。VCO增益是描述开环增益的重要参数。
在接收器中，PLL开环增益可以不用这样精确地加以限定，但VOC却需能够在针对特定设计而言视为安全的某一调谐电压范围中产生恰当频率。然而，如果需要优化PLL的稳定时间，则也可以在接收器中使用VCO增益优化。
确定集成VCO的设计问题有两个方面，其中第一方面对那些利用集成VCO的所有接收器和发送器架构而言是共有的，而第二方面与极性发送器架构更加有关。
首先，VCO中心频率由于工艺和温度变化而变化得如此之大以至于需要对谐振器组进行一些粗调谐以补偿变化。实现这一点的最普遍方式是使用与谐振器线圈并联的数字可控电容阵列。也可以使用与谐振器线圈串联的谐振器调谐或者影响VCO中心频率的任何其它控制类型。
其次，PLL开环增益的准确控制要求对环路的数个参数进行控制。一种实施该控制的方式是使用模拟到数字转换来进行一些测量，然后在数字域中计算校准系数并且将它们转换回成模拟参数(例如电荷泵电流)以供开环增益调谐。例如当至少使用了包含电荷泵、无源环路滤波器和变容器控制的VCO的传统PLL架构时，该调谐有必要对于频率范围中所有可能状况满足极性转换要求。众所周知，当需要较少的位用于调谐时，这减少了由于器件不匹配而导致的转换器设计非线性问题。所用频率频带中的VCO增益变化范围将影响对于DA(数字到模拟)转换所设置的要求，该DA转换补偿了对VCO开环增益的VCO增益误差影响。
现有数种方法用于粗调谐集成VCO的中心频率。然而，已知的现有技术方法都没有同时处理VCO增益变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于使用电压测量和频率迭代对电子设备(例如移动电话)的锁相环(PLL)的压控振荡器进行增益调谐的方法。
根据本发明的第一方面，一种用于锁相环(PLL)的压控振荡器(VCO)的增益调谐的方法，包括如下步骤向锁相环(PLL)的相位检测器模块提供压控振荡器的VCO输出信号，其中可选地按照分频器控制信号所确定的可调数目对VCO输出信号的频率进行分频，由此生成分频的VCO输出信号；向相位检测器模块提供包含稳定基准频率的基准频率信号，该稳定基准频率与VCO输出信号的频率相对应或者可选地与按照可调数目而分频的频率相对应；由相位检测器模块响应于VCO输出信号或者分频的VCO输出信号、另外响应于基准频率信号、以及可选地响应于分频器控制信号来生成PD误差信号，其中PD误差信号是VCO调谐电压信号，或者VCO调谐电压信号通过对PD误差信号进行低通滤波来生成；由校准控制模块根据预定标准响应于VCO调谐电压信号来生成校准信号和分频器控制信号；以及向压控振荡器提供VCO调谐电压信号和校准信号以便根据预定标准来实施压控振荡器(VCO)的VCO输出信号的增益调谐。
另外根据本发明的第一方面，可以通过根据预定标准分析VCO输出信号并且可选地通过根据预定标准分析在预选的过往时间段中向校准控制模块提供的所选数目的先前VCO输出信号来生成VCO调谐电压信号和校准信号，其中预选数目是至少值为一的整数。另外，基于预定标准的分析可以包含按照迭代步长来改变频率以及可选地计算迭代步长，以及包含测量压控振荡器(VCO)在按照迭代步长而改变的频率处的增益，而该分析可以可选地由校准控制模块来执行。
另外根据本发明的第一方面，PD误差信号的低通滤波可以由低通滤波器来执行。
另外根据本发明的第一方面，分频的VCO输出信号可以由分频器响应于VCO输出信号和分频器控制信号来生成，而指示了分频的频率的时钟信号可以由分频器生成。另外，VCO调谐电压信号可以是模拟格式，并且在向校准控制模块提供该VCO调谐电压信号之前可以由ADC块使用时钟信号将该VCO调谐电压信号转换成数字格式。
另外根据本发明的第一方面，可以向压控振荡器的压控振荡器芯提供VCO调谐电压信号，并且可选地，VCO调谐电压信号可以是模拟信号。
另外根据本发明的第一方面，可以向压控振荡器的VCO校准块提供校准信号，其中可选地，校准信号是数字信号，而VCO校准块可以是数控电容。
另外根据本发明的第一方面，压控振荡器(VCO)可以是电子通信设备的一部分，并且可以用于在电子通信设备中发送或者接收信息。另外，电子通信设备可以是发送器或者接收器或者发送器和接收器或者便携通信设备或者移动电子设备或者移动电话。另外，电子通信设备的用户可以通过用于输入预定标准的用户接口对校准控制模块进行编程。
另外根据本发明的第一方面，相位检测器模块可以包含相位检测器并且可选地包含电荷泵。
根据本发明的第二方面，一种计算机程序产品，包括在其上实施用于由计算机处理器执行的计算机程序代码的计算机可读存储结构，该计算机程序代码的特征在于它包括用于执行本发明第一方面的步骤的指令。
根据本发明的第三方面，一种能够对锁相环(PLL)的压控振荡器(VCO)进行增益调谐的电子设备，包括压控振荡器，用于响应于VCO调谐电压信号和校准信号来提供VCO输出信号，其中可选地按照由分频器控制信号所确定的可调数目对VCO输出信号的频率进行分频，由此生成分频的VCO输出信号；基准频率模块，用于提供包含稳定基准频率的基准频率信号，该稳定基准频率与VCO输出信号的频率相对应或者可选地与按照可调数目而分频的频率相对应；相位检测器模块，用于响应于基准频率信号、响应于VCO输出信号或者分频的VCO输出信号、以及可选地响应于分频器控制信号来提供PD误差信号，其中PD误差信号是VCO调谐电压信号，或者VCO调谐电压信号通过对所述PD误差信号进行低通滤波来生成；以及校准控制模块，用于响应于VCO调谐电压信号向压控振荡器提供校准信号和分频器控制信号以便根据预定标准来实施压控振荡器(VCO)的VCO输出信号的增益调谐。
另外根据本发明的第三方面，可以通过根据预定标准分析VCO输出信号并且可选地通过根据预定标准分析在预选的过往时间段中向校准控制模块提供的所选数目的先前VCO输出信号来生成VCO调谐电压信号和校准信号，其中预选数目是至少值为一的整数。
另外，基于预定标准的分析可以包含按照迭代步长来改变频率以及可选地计算迭代步长，以及包含测量压控振荡器(VCO)在按照迭代步长而改变的频率处的增益，而该分析可以可选地由校准控制模块来执行。
另外根据本发明的第三方面，电子设备还可以包括低通滤波器，用于响应于PD误差信号通过执行低通滤波来提供VCO调谐电压信号。
另外根据本发明的第三方面，电子设备还可以包括分频器，用于响应于VCO输出信号和分频器控制信号来提供分频的VCO输出信号，而指示了分频的频率的时钟信号可以由分频器生成。另外，VCO调谐电压信号可以是模拟格式，而电子通信设备还可以包括ADC块，用于在该VCO调谐电压信号被提供给校准控制模块之前使用时钟信号将该VCO调谐电压信号转换成数字格式。
另外根据本发明的第三方面，压控振荡器可以包括压控振荡器芯，其响应于VCO调谐电压信号，并且可选地，VCO调谐电压信号是模拟信号；以及VCO校准块，其响应于校准信号，而且可选地，校准信号是数字信号，而VCO校准块是数控电容。
另外根据本发明的第三方面，压控振荡器(VCO)可以用于在电子设备中发送或者接收信息。
另外根据本发明的第三方面，电子设备的用户可以通过用于输入预定标准的用户接口对校准控制模块进行编程。
另外根据本发明的第三方面，电子设备可以是发送器或者接收器或者发送器和接收器或者电子通信设备或者便携通信设备或者移动电子设备或者移动电话。
根据本发明的第四方面，一种能够对锁相环(PLL)的压控振荡器(VCO)进行增益调谐的集成电路，包括压控振荡器，用于响应于VCO调谐电压信号和校准信号来提供VCO输出信号，其中可选地按照由分频器控制信号所确定的可调数目对VCO输出信号的频率进行分频，由此生成分频的VCO输出信号；相位检测器模块，用于响应于包含稳定基准频率的基准频率信号、响应于VCO输出信号或者分频的VCO输出信号、以及可选地响应于分频器控制信号来提供PD误差信号，其中PD误差信号是VCO调谐电压信号，或者VCO调谐电压信号通过对PD误差信号进行低通滤波来生成；以及校准控制模块，用于响应于VCO调谐电压信号向压控振荡器提供校准信号和分频器控制信号以便根据预定标准来实施压控振荡器(VCO)的VCO输出信号的增益调谐。
另外根据本发明的第四方面，可以通过根据预定标准分析VCO输出信号并且可选地通过根据预定标准分析在预选的过往时间段中向校准控制模块提供的所选数目的先前VCO输出信号来生成VCO调谐电压信号和校准信号，其中预选数目是至少值为一的整数。另外，基于预定标准的分析可以包含按照迭代步长来改变频率以及可选地计算迭代步长，以及包含测量压控振荡器(VCO)在按照迭代步长而改变的频率处的增益，而该分析可以可选地由校准控制模块来执行。
另外根据本发明的第四方面，集成电路还可以包括基准频率模块，用于提供包含稳定基准频率的基准频率信号，该稳定基准频率与VCO输出信号的频率相对应或者可选地与按照可调数目而分频的频率相对应。
现有(现有技术)的VCO调谐算法没有提供本发明所述对VCO增益的充分控制。另外，本发明的明显优点在于，在切换点的各个判决是基于VCO增益的实际测量，这使得它容许VCO调谐字的量化误差。
为了更好地理解本发明的性质和目的，现在对结合如下附图的具体实施方式
进行参照，在附图中图1是表示根据本发明使用电压测量和频率迭代对锁相环(PLL)的压控振荡器进行增益调谐的框图；以及图2是表示根据本发明用于图1的锁相环的校准过程的流程图。
具体实施例方式
本发明提供一种用于使用电压测量和频率迭代对电子设备(例如电子通信设备、便携通信设备、移动电子设备、移动电话等)的锁相环(PLL)的压控振荡器进行增益调谐的新方法。
本发明提出一种最小化集成VCO增益变化的方法。具体而言，本发明实施是基于如下分析，该分析包括按照迭代步长来改变VCO频率以及可选地计算所述迭代步长，以及包括测量压控振荡器(VCO)在按照迭代步长而改变的所述频率处的增益，其中该分析是基于预定标准。下面描述更具体的例子。
本发明可以在任何要求限制VCO增益变化并且调谐其中心频率的无线电架构中使用。本发明可以利用片上逻辑(例如使用专用集成电路)来实施。可以通过在生产过程中使用运行片外或者片上控制器的软件来实施调谐。“纯粹的”片上硬件实施也是可能的。
通过锁相环(PLL)11，压控振荡器10生成并且提供用作反馈信号的VCO输出信号24。在本发明的优选实施例中，将VCO输出信号24提供给分频器28(在可选实施中可以有多个分频器)。分频器28在频域中按照由分频器控制信号42(如下所述由校准控制块30提供给分频器11或者提供给分频器11和模块26)所确定的可调数目对VCO输出信号24进行分频，由此生成提供给相位检测器模块26的分频VCO输出信号36。分频器28也生成指示了分频器28所生成的分频频率的时钟信号38。可选地，所述时钟信号38也可以由基准频率模块15提供。基准频率模块15可以包含晶体振荡器15-1以及可选地包含基准分频器15-2，并且提供包含稳定基准频率的基准频率信号18，该稳定基准频率与VCO输出信号24的频率相对应或者与使用基准频率分频器(15-2)按照所述可调数目来分频的所述频率相对应。
在可选实施中，分频器28可以在频域中按照预选数目对VCO输出信号24进行分频(与在普通PLL系统中一样)。另外在另一可选实施中，VCO输出信号24可以直接提供给相位检测器模块26。基准频率信号18(具有稳定频率)也由基准频率模块15(例如作为缓冲晶体振荡器)提供给相位检测器模块26，其中可选地可以按照在分频器控制信号42中所提供的所述可调数目对所述基准频率信号18进行分频。
相位检测器模块26响应于分频的VCO输出信号36或者VCO输出信号24、另外响应于所述基准频率信号18来生成PD误差信号34。在本发明的优选实施例中，PD误差信号34通过低通滤波器30来滤波以形成向压控振荡器10提供的VCO调谐电压信号20(可选地，如果不需要低通滤波器则PD误差信号34可以是VCO调谐电压信号20)。
根据本发明，VCO调谐电压信号20是向压控振荡器10提供的两个调谐/校准信号之一。第二个这样的信号即校准信号22由校准控制模块30生成。校准控制模块30根据预定标准响应于VCO调谐电压信号20来生成校准信号22(通常以数字格式)和分频器控制信号42。通常，VCO调谐电压信号20是模拟格式，并且在将所述VCO调谐电压信号20提供给校准控制模块30之前，由ADC块32使用时钟信号38(由分频器28提供)将它转换成数字格式(信号20-1)。
因此，将VCO调谐电压信号20和校准信号22提供给所述压控振荡器10以便根据所述预定标准来实施对所述压控振荡器(VCO)10的所述VCO输出信号24的所述增益调谐。通常，VCO调谐电压信号20是模拟信号而校准信号22是数字信号。压控振荡器10包括响应于所述VCO调谐电压信号20的压控振荡器芯12和响应于校准信号22的VCO校准块14(例如数控电容)。
根据本发明，在校准(调谐)过程中(如在下文中针对图2的例子具体所述)，通过分析所述VCO输出信号24以及可选地通过分析在预选的过往时间时段中向校准控制模块30提供的所选数目的先前VCO输出信号24，使用所述预定标准来生成VCO调谐电压信号20和校准信号22，其中所述预选数目是至少值为一的整数。
另外，根据本发明，基于所述预定标准的所述分析包含按照迭代步长来改变所述频率以及计算迭代步长，以及包含测量所述压控振荡器(VCO)在按照所述迭代步长而设置的频率处的增益，其中所述分析由校准控制模块30来执行。下面针对图2具体地描述在使用预定标准时使用上述分析的校准(调谐)过程的例子。
注意到压控振荡器(VCO)10可以是电子设备或者电子通信设备的一部分，并且可以用于在所述电子通信设备中发送或者接收信息。换而言之，所述电子通信设备可以是发送器、是接收器或者是发送器和接收器。
根据本发明，校准控制模块30根据预定标准来执行上述分析。包含所述PLL 11的电子通信设备的用户可以通过用于输入和实施所述预定标准的用户接口40对校准控制模块30进行编程。校准控制模块30可以包括在包含VCO 10和PLL 11的芯片(例如专用集成电路)外部或者内部的处理器上运行的软件。校准控制模块30也可以完全利用片上CMOS逻辑来实施，或者它可以是软件和片上逻辑的组合。
图2示出了表示根据本发明用于图1的锁相环11的校准过程的流程图。这里VCO增益变化限制功能是基于对相对于校准信号22中包含的连续VCO调谐字上的预定义频率偏移而言的调谐电压差的测量。存储最优切换频率和电压，使得当例如由于温度变化而导致信道变化或者调谐电压(包含于VCO调谐电压信号20中)漂移时可以设置最优VCO调谐字。以下给出详细描述。
图2的流程图仅代表在许多其它可能情形之中的一种可能情形。在根据本发明的方法中，在第一步骤50中，例如通过用户接口40来设置例如以最大频率(fmax)和最小频率(fmin)限定的预期VCO调谐频率范围。在下一步骤52中，在实际优化之前使用粗调谐来选择用于测量基准增益KVCO_ref.的VCO调谐字。用于第一VCO调谐字选择的标准和算法可以改变并且依赖于一些VCO的调谐字以及特定设计和应用的其它系统级参数。由校准控制模块30使用校准信号22选择(例如同样通过用户接口40)和提供第一VCO调谐字以有助于该相对于VCO调谐字特征的VCO频率的良好模型。例如，如果所讨论的频率是1815MHz并且预先知道6位VCO将在从34到44的VCO调谐字范围中产生那一频率1815MHz，则配置第一VCO调谐字为38(即在校准之下的频带的中间信道)可能是最佳的。
在下一步骤54中，例如使用如下过程来测量基准增益KVCO_ref.a)设置PLL频率(使用信号42和20)并且测量对应电压Vvco1；b)设置另一PLL频率(使用信号42和20)并且测量对应电压Vvco2；以及c)将KVCO_ref.计算成PLL频率相对于VCO电压曲线而言的斜率(例如测量为相对于由来自ADC块32的信号20-1所提供的电压变化而言的频率变化)。基准增益KVCO_ref.还用作如下基准，该基准用于优化所讨论的频率频带之上的KVCO变化。可选地用户确定的KVCO目标值可以用作基准。
在下一步骤56中，通过提供分频器控制信号42按照迭代步长(使用块30)来改变VCO频率(如上所述)。初始迭代步长是依赖于VCO设计和所讨论的频率范围的预定参数(例如通过用户接口40来提供)。
在下一步骤58中，确定迭代的频率(在迭代步长之后)是否仍然在预期VCO调谐频率范围中(即在fmin与fmax之间)。如果不是这种情况，则停止校准过程。然而，如果确定迭代的频率仍然在预期VCO调谐频率范围中，则在下一步骤60中相对于KVCO_ref来测量新的VCO增益KVCO(如上所述)。在下一步骤62中，(例如由校准控制模块30)改变VCO调谐字。步骤62是为了测量在已经被设置的频率处的KVCO并且然后根据频率被扫描的方式(以及VCO调谐字影响频率的方式)将VCO调谐字变得更高或者更低。在下一步骤64中，再次相对于KVCO_ref来测量VCO增益KVCO，而它们的差KVCO_error指示了下一个频率迭代步长的正负号，并且将测量的KVCO值用于为在校准之下的两个调谐字来计算理想切换频率的下一候选。
在下一步骤66中，(同样由校准控制模块30)计算新的频率迭代步长。步骤66是为了通过改变在校准过程的步骤之间的迭代步长来避免扫描在预期VCO调谐频率范围中(即在fmin与fmax之间)的所有信道。算法从大的迭代步长开始并且减小步长直至达到预期(所想要的)准确度。这一新的迭代步长可以例如基于先前的KVCO测量来计算。
在下一步骤68中，确定新的迭代频率步长是否大于所需频率分辨率(例如该所需分辨率可以依赖于通信协议空中接口所定义的信道间隔)。如果确定是这种情况，则该过程回到步骤56。然而，如果确定新的迭代频率步长不大于所需频率分辨率，则在下一步骤70中，存储切换点信息并且重新定义频率迭代步长(例如，基于先前的测量可能需要定义新的更大的迭代步长)。步骤70通常意味着存储VCO调谐字、所找到的切换点的频率(或者信道编号)以及控制电压(例如来自ADC块32的输出信号20-1)。控制电压信息可以在以后用来跟踪和补偿温度漂移。最后在下一步骤72中，再次改变VCO调谐字以预备下一轮优化，而该过程回到步骤56。VCO调谐字是基于VCO校准字扫描的方向来改变的该方向可以向上或者向下或者从中间开始并且先向上扫描、然后向下扫描。
将理解到上述布置仅仅说明本发明原理的应用。许多修改和可选布置可以由本领域技术人员构思而不脱离本发明的范围，而所附权利要求旨在于覆盖这样的修改和布置。
权利要求
1.一种用于锁相环(PLL)的压控振荡器(VCO)(10)的增益调谐的方法，包括如下步骤向所述锁相环(PLL)的相位检测器模块(26)提供所述压控振荡器(10)的VCO输出信号(24)，其中可选地按照由分频器控制信号(42)所确定的可调数目对所述VCO输出信号(24)的频率进行分频，由此生成分频的VCO输出信号(36)；向所述相位检测器模块(26)提供包含稳定基准频率的基准频率信号(18)，所述稳定基准频率与所述VCO输出信号(24)的频率相对应或者可选地与按照所述可调数目而分频的所述频率相对应；由相位检测器模块(26)响应于所述VCO输出信号(24)或者所述分频的VCO输出信号(36)、另外地响应于所述基准频率信号(18)、以及可选地响应于所述分频器控制信号(42)来生成PD误差信号(34)，其中所述PD误差信号(34)是VCO调谐电压信号(20)，或者所述VCO调谐电压信号(20)通过对所述PD误差信号(34)进行低通滤波来生成；由校准控制模块(30)根据预定标准响应于所述VCO调谐电压信号(20)来生成校准信号(22)和所述分频器控制信号(42)；以及向所述压控振荡器(10)提供所述VCO调谐电压信号(20)和所述校准信号(22)以便根据所述预定标准来实施所述压控振荡器(VCO)(10)的所述VCO输出信号(24)的所述增益调谐。
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过根据所述预定标准分析所述VCO输出信号(24)并且可选地通过根据所述预定标准分析在预选的过往时间段中向所述校准控制模块(30)提供的所选数目的先前VCO输出信号(24)来生成所述VCO调谐电压信号(20)和所述校准信号(22)，其中所述预选数目是至少值为一的整数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中基于所述预定标准的所述分析包含按照迭代步长来改变所述频率以及可选地计算所述迭代步长，以及包含测量所述压控振荡器(VCO)在按照所述迭代步长而改变的所述频率处的增益，而所述分析可选地由所述校准控制模块(30)来执行。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述PD误差信号(34)的所述低通滤波由低通滤波器(44)来执行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述分频的VCO输出信号(36)由分频器(28)响应于所述VCO输出信号(24)和所述分频器控制信号来生成，而指示了所述分频的频率的时钟信号(38)由所述分频器(38)来生成。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述VCO调谐电压信号(20)是模拟格式，并且在向所述校准控制模块(30)提供所述VCO调谐电压信号(20)之前由ADC块(32)使用所述时钟信号(38)将所述VCO调谐电压信号(20)转换成数字格式。
7.根据权利要求1所述的方法，其中向所述压控振荡器(10)的压控振荡器芯(12)提供所述VCO调谐电压信号(20)，并且可选地，所述VCO调谐电压信号(20)是模拟信号。
8.根据权利要求1所述的方法，其中向所述压控振荡器(10)的VCO校准块(14)提供所述校准信号(22)，其中可选地，所述校准信号(22)是数字信号，而所述VCO校准块(14)是数控电容。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述压控振荡器(VCO)(10)是电子通信设备的一部分，并且用于在所述电子通信设备(10)中发送或者接收信息。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述电子通信设备是发送器或者接收器或者发送器和接收器或者便携通信设备或者移动电子设备或者移动电话。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述电子通信设备的用户通过用于输入所述预定标准的用户接口(40)对所述校准控制模块(30)进行编程。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述相位检测器模块(26)包含相位检测器并且可选地包含电荷泵。
13.一种计算机程序产品，包括在其上实施用于由计算机处理器执行的计算机程序代码的计算机可读存储结构，所述计算机程序代码的特征在于它包括用于执行所述由权利要求1中所述任何部件执行的权利要求1的方法步骤的指令。
14.一种能够对锁相环(PLL)的压控振荡器(VCO)(10)进行增益调谐的电子设备，包括压控振荡器(10)，用于响应于VCO调谐电压信号(20)和校准信号(22)来提供VCO输出信号(24)，其中可选地按照由分频器控制信号(42)所确定的可调数目对所述VCO输出信号(24)的频率进行分频，由此生成分频的VCO输出信号(36)；基准频率模块(15)，用于提供包含稳定基准频率的基准频率信号(18)，所述稳定基准频率与所述VCO输出信号(24)的频率相对应或者可选地与按照所述可调数目而分频的所述频率相对应；相位检测器模块(26)，用于响应于所述基准频率信号(18)、响应于所述VCO输出信号(24)或者所述分频的VCO输出信号(36)、以及可选地响应于分频器控制信号(42)来提供PD误差信号(34)，其中所述PD误差信号(34)是所述VCO调谐电压信号(20)，或者所述VCO调谐电压信号(20)通过对所述PD误差信号(34)进行低通滤波来生成；以及校准控制模块(30)，用于响应于所述VCO调谐电压信号(20)向所述压控振荡器(10)提供所述校准信号(22)和所述分频器控制信号(42)以便根据所述预定标准来实施所述压控振荡器(VCO)(10)的所述VCO输出信号(24)的所述增益调谐。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其中通过根据所述预定标准分析所述VCO输出信号(24)并且可选地通过根据所述预定标准分析在预选的过往时间段中向所述校准控制模块(30)提供的所选数目的先前VCO输出信号(24)来生成所述VCO调谐电压信号(20)和所述校准信号(22)，其中所述预选数目是至少值为一的整数。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其中基于所述预定标准的所述分析包含按照迭代步长来改变所述频率以及可选地计算所述迭代步长，以及包含测量所述压控振荡器(VCO)在按照所述迭代步长而改变的所述频率处的增益，而所述分析可选地由所述校准控制模块(30)来执行。
17.根据权利要求14所述的电子设备，还包括低通滤波器(44)，用于响应于所述PD误差信号(34)通过执行所述低通滤波来提供所述VCO调谐电压信号(20)。
18.根据权利要求14所述的电子设备，还包括分频器(28)，用于响应于所述VCO输出信号(24)和所述分频器控制信号(42)来提供所述分频的VCO输出信号(36)，而指示了所述分频的频率的时钟信号(38)由所述分频器(38)来生成。
19.根据权利要求18所述的电子设备，其中所述VCO调谐电压信号(20)是模拟格式，而所述电子通信设备还包括ADC块(32)，用于在所述VCO调谐电压信号(20)被提供给所述校准控制模块(30)之前使用所述时钟信号(38)将所述VCO调谐电压信号(20)转换成数字格式。
20.根据权利要求14所述的电子设备，其中所述压控振荡器(10)包括压控振荡器芯(12)，响应于所述VCO调谐电压信号(20)，并且可选地，所述VCO调谐电压信号(20)是模拟信号；以及VCO校准块(14)，响应于所述校准信号(22)，而且可选地，所述校准信号(22)是数字信号，而所述VCO校准块(14)是数控电容。
21.根据权利要求14所述的电子设备，其中所述压控振荡器(VCO)(10)用于在所述电子设备(10)中发送或者接收信息。
22.根据权利要求14所述的电子设备，其中所述电子设备的用户通过用于输入所述预定标准的用户接口(40)对所述校准控制模块(30)进行编程。
23.根据权利要求14所述的电子设备，其中所述电子设备是发送器或者接收器或者发送器和接收器或者电子通信设备或者便携通信设备或者移动电子设备或者移动电话。
24.一种能够对锁相环(PLL)的压控振荡器(VCO)(10)进行增益调谐的集成电路，包括压控振荡器(10)，用于响应于VCO调谐电压信号(20)和校准信号(22)来提供VCO输出信号(24)，其中可选地按照由分频器控制信号(42)所确定的可调数目对所述VCO输出信号(24)的频率进行分频，由此生成分频的VCO输出信号(36)；相位检测器模块(26)，用于响应于包含稳定基准频率的基准频率信号(18)、响应于所述VCO输出信号(24)或者所述分频的VCO输出信号(36)、以及可选地响应于分频器控制信号(42)来提供PD误差信号(34)，其中所述PD误差信号(34)是所述VCO调谐电压信号(20)，或者所述VCO调谐电压信号(20)通过对所述PD误差信号(34)进行低通滤波来生成；以及校准控制模块(30)，用于响应于所述VCO调谐电压信号(20)向所述压控振荡器(10)提供所述校准信号(22)和所述分频器控制信号(42)以便根据所述预定标准来实施所述压控振荡器(VCO)(10)的所述VCO输出信号(24)的所述增益调谐。
25.根据权利要求24所述的集成电路，其中通过根据所述预定标准分析所述VCO输出信号(24)并且可选地通过根据所述预定标准分析在预选的过往时间段中向所述校准控制模块(30)提供的所选数目的先前VCO输出信号(24)来生成所述VCO调谐电压信号(20)和所述校准信号(22)，其中所述预选数目是至少值为一的整数。
26.根据权利要求25所述的集成电路，其中基于所述预定标准的所述分析包含按照迭代步长来改变所述频率以及可选地计算所述迭代步长，以及包含测量所述压控振荡器(VCO)在按照所述迭代步长而改变的所述频率处的增益，而所述分析可选地由所述校准控制模块(30)来执行。
27.根据权利要求24所述的集成电路，还包括基准频率模块(15)，用于提供包含所述稳定基准频率的所述基准频率信号(18)，所述稳定基准频率与所述VCO输出信号(24)的频率相对应或者可选地与按照所述可调数目而分频的所述频率相对应。
全文摘要
本发明描述一种用于使用电压测量和频率迭代对电子设备的锁相环(PLL)的压控振荡器进行增益调谐的方法。本发明提出一种最小化集成VCO增益变化的方法。具体而言，本发明的实施是基于如下分析，该分析包括按照迭代步长来改变VCO频率以及可选地计算所述迭代步长，以及包括测量所述压控振荡器(VCO)在按照迭代步长而改变的所述频率处的增益，其中该分析是基于预定标准。本发明可以在要求限制VCO增益变化并且调谐它的中心频率的任何无线电架构中使用。
文档编号H03L7/099GK101084624SQ200580043965
公开日2007年12月5日 申请日期2005年12月7日 优先权日2004年12月30日
发明者P·瓦阿纳南 申请人:诺基亚公司