延迟线校准的制作方法

专利名称：延迟线校准的制作方法
延迟线校准技术领域本申请一般涉及通信，在一些方面中涉及校准延迟线。
技术背景延迟线提供了为信号赋予已知延迟的机制。例如，输入延迟线的信号 在指定的一段时间之后可以相对不变地离开延迟线。延迟线的典型应用涉 及到延迟吋钟信号以提供具有不同相位的时钟信号。延迟线的另一种典型 应用涉及到延迟电路中的信号以将该信号中的信息(例如时钟边沿或数据) 与其它信号中的信息对准。另一种潜在应用涉及超宽带传输参考发射机和 接收机中的延迟。对于发射机而言，可以在参考脉冲和数据脉冲之间提供 给定延迟。对于接收机而言，可以在参考脉冲上赋予同样的延迟以使参考 脉冲与数据脉冲相关。还可以在环形振荡器中使用延迟线来产生时钟，例 如基于反相器链的延迟线。还可以将延迟线用于具有通过增益元件的延迟 反馈的超再生接收机。很多其它应用也是可能的。.在实践中，延迟线的实际延迟可能偏离其标称期望值。例如，诸如集 成电路工艺变动和温度这样的因素可能会导致延迟线的实际延迟比标称值 更高或更低。这种由于集成电路工艺变动而对延迟线的延迟造成的影响是 相对固定的。亦即， 一旦制造出延迟线，延迟线的实际延迟可以是稍低于 或稍高于标称值的特定值。由于温度变化而对延迟线的延迟造成的影响可 能是相对动态的。这时，延迟可能响应于操作环境的温度变化而随时间发 生偏离。因此，需要较精确延迟的应用可以结合一些形式的延迟线校准。例如， 可以根据提供给延迟线的控制信号的值来改变可调延迟线的延迟。在这种 情况下，可以使用控制机制来调节延迟线的延迟，以将延迟的值保持在给 定范围内(例如在标称延迟的特定百分比之内)。这里，可以规定测量或估 计延迟线的当前延迟。如果该测量或估计表明延迟的值不在期望的值围之内，则可以使用控制信号将延迟线的延迟调节回可接受的值。 发明内容接下来给出本公开选定方面的概述。为了方便起见，在本文中可以将 本公开的一个或多个方面简称为"一方面"或"诸方面"。在一些方面中，校准可调延迟线，以将延迟线的延迟维持在期望值范 围之内。将信号馈送到延迟线中，并处理延迟线产生的输出以获得通过延 迟线的延迟的指示。然后基于该指示在需要时调节延迟线的延迟。在一些方面，使信号多次通过延迟线，以计算在一段时间内由延迟线 给信号带来的累积延迟。然后将该累积延迟与期望累积延迟进行比较，以 判断是否需要调节延迟线的延迟。例如，这可以通过对由延迟线输出的信 号进行计数并将该计数值与期望计数值比较来实现。在一些方面，将脉冲信号馈送到延迟线的输入并将延迟线的输出反馈 到延迟线的输入。耦合到延迟线输出的计数器对延迟线输出的脉冲信号进 行计数。然后将计数器产生的计数值与期望计数值进行比较以判断延迟线 给脉冲信号带来的延迟是否在预期值范围之内。基于该比较，在需要时可 以向延迟线提供适当的控制信号以调节延迟。在一些方面，可以采取措施以补偿可能因信号多次通过延迟线而给信 号带来的失真。例如，如果必要，可以提供和调节反馈回路中的增益以补 偿信号幅度的变化。此外，可以在反馈回路中提供信号再生器以补偿信号 的失真。在一些方面，可以使数字信号反复通过延迟线。例如，诸如异或("XOR")门的组合器可以将阶跃信号和延迟线的输出耦合到延迟线的输 入。这里，由于从输出将阶跃变化反馈到XOR门，在XOR门的输出处会 发生变化，由此将反复交变信号馈送到延迟线中。于是耦合到延迟线输出 的计数器可以对延迟线输出的信号进行计数。然后可以将该计数值与期望 计数值比较，并根据该比较在需要时调节延迟线的延迟。在一些方面，可以基于对延迟线给信号带来的相移的分析来计算通过 延迟线的延迟。例如，可以向延迟线的输入提供参考信号(例如，诸如正 弦波的连续信号)以产生延迟的参考信号。然后可以组合参考信号和延迟的参考信号以产生包括两个信号的相位分量的组合信号。组合信号的幅度 提供了关于施加在延迟参考信号上的延迟的指示。于是，通过探测组合信 号的幅度，可以在必要时调节延迟线的延迟。在一些方面，将延迟线并入传输参考系统。在发射机参考系统中，发 射波形由随后是数据脉冲的模板脉冲(例如参考脉冲)构成，其中，可以 将比特值编码成例如参考和数据脉冲之间的差分。此时，数据脉冲将以已 知时间间隔跟在参考脉冲之后。因此，可以在发射机中采用延迟线以在参 考和数据脉冲之间提供期望的间隔。反过来，在接收机中，可以采用延迟 线来延迟所接收的参考脉冲，以在时间上使参考脉冲和对应数据脉冲对齐。


在针对以下详细说明、所附权利要求和附图考虑时，将更充分理解本 公开的这些和其它特征、方面和优点，其中图l是使用反馈校准延迟线的设备的多个示例性方面的简化框图； 图2是可用于校准延迟线的操作的多个示例性方面的流程图；图3是通过对反馈通过延迟线的脉冲信号进行计数来校准延迟线的设 备的多个示例性方面的简化框图；图4是可用于校准延迟线的操作的多个示例性方面的流程图；图5是使用数字反馈信号校准延迟线的设备的多个示例性方面的简化 框图；图6是可用于利用数字反馈信号校准延迟线的操作的多个示例性方面 的流程图；图7是传输参考系统的多个示例性方面的简化图； 图8是可用于发射传输参考信号的操作的多个示例性方面的流程图； 图9是可用于接收传输参考信号的操作的多个示例性方面的流程图； 图10是通过组合参考信号和延迟的参^^信号来校准延迟线的设备的多个示例性方面的简化框图；图11是可用于通过组合参考信号和延迟的参考信号来校准延迟线的操作的多个示例性方面的流程图；图12是使用反馈来校准延迟线的设备的多个示例性方面的简化框图；图13是传输参考系统的多个示例性方面的简化图；以及 图14是通过组合信号和延迟信号来校准延迟线的设备的多个示例性方 面的简化框图。根据惯例，图中所示各特征可以不按比例绘制。因此，为了清楚起见 可以任意放大或縮小各特征的尺度。此外，为了清晰起见可以简化一些附 图。因此，附图可以不描绘给定设备或方法的所有部件。最后，在整个说 明书和附图中可以使用类似的附图标记来表示类似特征。
具体实施方式
下文描述本公开的各方面。显然，可以用很多形式来实现这里的教导， 本文公开的任何具体结构和/或功能仅仅是代表。根据本文的教导，本领域 的技术人员应当认识到，可以独立于任何其它方面来实施本文公开的方面， 并且可以用各种方式组合这些方面中的两个或更多方面。例如，可以利用 本文阐述的任何方面来实现设备和/或实践方法。此外，可以利用除本文阐 述的一个或多个方面之外的其它结构和/或功能来实现设备和/或实践方法。图1示出了用于校准延迟线102的设备100的一些方面。简单地讲， 以反馈结构设置延迟线102，以使得经反馈通路106使来自信号发生器104 的信号反复通过延迟线102。控制器108计算赋予信号的所产生的累积延迟， 以判断延迟线102的延迟是否处于期望延迟值的范围之内。例如，控制器 108与计数器110协作，可以获得给定时间内信号经过延迟线102的次数的 计数值112。控制器108将该计数值与表示该时间段内计数的预期值的预期 计数值和/或阈值114进行比较。如果该比较表明延迟线102的延迟不在期 望范围内，则控制器100相应地调节延迟线102的延迟。将结合图2讨论可用于校准延迟线的示例性操作。为了方便，可以将 图2的操作(或本文中的任何其它流程图)描述为是由特定部件执行的。 不过，应当认识到，可以结合其它部件和/或由其它部件来执行这些操作。可以在各种时间执行延迟线校准操作。典型地，在为相关联电路加电 时，设备100将执行校准程序。此外，设备100可以不时地(例如周期性 地)或响应于一些激励来执行校准程序。例如，可以在该设备100检测到 温度变化时开始校准操作。因此，设备100可以包括温度传感器(未示出)，用于判断是否有超过给定阈值的温度变化。可以在电路不工作或工作时执 行校准。在后一种情况下，可以采取措施以确保校准程序不会显著影响到 相关联电路的工作。一开始(例如在加电时)，可以将延迟线102的延迟设置为标称值或默 认值。在这种情况下，可以执行下述校准操作以将延迟线的延迟调节到期 望值(例如可接受范围内的值)。如图2中的框202所示，信号发生器104产生信号(如线116所示)， 经耦合器120将该信号耦合到延迟线102的输入118。正如下文更加详细的 讨论，耦合器120可以包括加法器、逻辑门或一些其它适当的耦合装置。 如框204所示，从而在信号经过延迟线102后被延迟。经由包括耦合器120的反馈通路106将延迟线102的输出122耦合到 输入106。因此，在来自信号发生器104的信号通过延迟线102后，将会把 信号反馈到输入106 (框206)。从而，在每次通过延迟线102时，信号被 反复延迟。在框208，计数器IIO在延迟线102每次输出信号(如线124所示)时 使计数值加一。换言之，每次在信号完成通过延迟线102和反馈通路112 的来回时，计数器110就对计数值加一。因此，每个计数值代表对应于延 迟线102的延迟的一段时间。计数器110经由对应信号(如线112所示) 将计数值提供给控制器。如框210所示，控制器108使用计数值112来判断延迟线102的延迟 是否处于期望值范围之内。此时，比较器126可以将该计数值与定义计数 值的可接受范围的期望计数值和阈值114进行比较。例如，比较器126可 以确定计数值112和期望计数值之间的计数差值。如果该差值大于可接受 的量(例如阈值量)，则比较器可以产生表示需要调节延迟线102的延迟的 信号。此外，比较器126判断该计数值112是大于还是小于期望计数值。 因此，由比较器126产生的信号还可以表示需要增大还是减小延迟线102 的延迟(例如，分别根据计数值112是过高还是过低)。根据来自比较器126的信号，控制器108调节控制信号(如线128所 示)，该控制信号控制延迟线102的延迟。在一种典型实施中，这涉及到将 控制信号128调节预定阶跃值，该阶跃值导致延迟线102的延迟产生对应的增量变化A。因此，在图1的范例中，阶跃控制部件130以阶跃增量调 节控制信号128的大小(例如沿正或负方向)。控制信号128的这种变化在延迟线102的延迟中产生相应的增量变化 △。例如，可调延迟线可以包括滤波器，该滤波器具有经开关电容器或变 容二极管实现的可调群延迟。或者，可调延迟线可以包括可变长度传输线、 采样保持抽头延迟线或一些其它可调结构。从而控制信号128可以与这些 部件中的一个或多个交互，从而控制延迟线的"长度"。然后在必要时可以重复图2的操作，直到延迟线102的延迟处于期望 的范围之内。这里，校准程序可以是试图将延迟设置为最佳值(例如随着 时间流逝最不可能落在期望范围之外的值)的迭代过程。在一些方面中，控制器108可以用基于延迟线102的实际延迟和期望 延迟之间的差异大小的方式来调节控制信号128。例如，阶跃控制部件130 可以基于计数值112和期望计数值之间的差的大小来调节阶跃的大小。从 而，在一些情况下，延迟线102的延迟变化可以与延迟误差成比例。通过 这种方式，控制器108可以更快地利用延迟中的更大增量变化A将延迟线 102的延迟调节到可接受的值。在一些方面中，控制器108可以控制图1中的一个或多个部件的操作， 以确保将在期望的时间采取计数值112。这里，控制器108可以包括定时器 132 (例如由10MHz的时钟来控制)，其通过信号(如线134所示)控制计 数器110的操作。例如，信号134可以(例如通过复位计数器)让计数器 110在某一时间点开始计数并且(例如通过停用计数器)在另一时间点停止 计数。或者，控制器108可以使用来自定时器132的信号来确定何时将计 数值112与期望计数/值阈值114进行比较。而且，基于来自定时器132的 信号，控制器108可以产生信号(如线136所示)以使信号发生器104在 特定时间产生信号116。例如，信号发生器104可以在计数操作时段的开始 产生信号116。接下来描述可用于将延迟线102设置为目标延迟值D的定时操作的例 子。一开始，控制器108可以在时间TO产生信号136，以使信号发生器104 产生单脉冲信号116。然后计数器110统计在T秒(例如lps)内由延迟线 102输出的脉冲信号的数量N。如果IN-T/DK阈值114 (例如100次)，则认为已经调谐了延迟线102并且终止校准程序。有利地，信号可以多次通过 延迟线，从而能够将延迟的小变动组合成较大的可测量的差异，以便能够 更精确地校准延迟线。、否则，控制器108将t秒内由延迟线输出的脉冲信号的数量n与对应 于期望延迟的脉冲信号的期望数量t/d进行比较。如果n;^/d，则控制器 108使延迟增加阶跃量A 。如果n<t/d，则控制器108使延迟减小阶跃量 △。否则，控制器108不改变延迟。然后可以重复校准过程，直到延迟线 102的延迟处于d附近的期望范围内为止。如下文将更详细讨论的，在典型实施中，延迟线102将为装置的特定 电路(图1中未示出)延迟信号。因此，可以提供耦合装置(例如一个或 多个诸如晶体管的开关，图1中未示出)，用于向/从延迟线102耦合和/或 去耦设备100的各种部件和电路。通过这种方式，可以在使延迟线102能 够被校准的结构以及延迟线102为电路延迟信号的结构之间容易地切换延 迟线102。具体而言，反馈通路106可以包括去耦延迟线102的输出122和 输入118的装置(例如，诸如晶体管的开关，图l中未示出)。现在参考图3和4，将针对对通过延迟线馈送的脉冲信号进行计数的设 备来介绍用于校准延迟线的设备和方法的更多细节。具体而言，图3示出 了用于校准延迟线302的设备300的某些方面。图4示出了可用于校准延 迟线的操作的某些方面。如图4的框402所示，脉冲发生器304产生脉冲信号，经由加法器306 将该脉沖信号耦合到延迟线302的输入。延迟线302延迟脉冲信号(框404) 并输出如线308所示的延迟脉冲信号。如框406所示，包括加法器306的反馈通路310将脉冲信号308耦合 回延迟线302的输入。在一些方面中，反馈通路310可以任选地包括一个 或多个部件312，部件312用于补偿在脉冲信号反复通过由延迟线302和反 馈通路310界定的环路时可能为其带来的失真。例如，部件312可以结合 脉冲再生器和/或放大器。例如，可以将脉冲再生器用于对脉冲信号进行整形，以补偿由于反复 通过所述环路而导致的脉冲信号的任何形状失真(例如拖尾效应或幅度不 定性)(框冲再生器可以采取各种形式，例如匹配滤波器。然而，可能需要采取措施 以确保由脉冲再生器给信号带来的延迟不会对校准程序带来显著的不利影 响。
放大器可以用于为反馈通路310提供增益，以补偿由于反复通过环路 而导致的脉冲信号的任何幅度变化。在一些实施方式中，设备300可以自 动补偿脉冲信号的任何幅度变化。例如，如果放大器增益过低，脉冲信号 将会在反复通过环路馈送时衰减。因此，最终脉冲探测器314可能无法探 测到信号。另一方面，如果增益过高，会将脉冲信号和噪声放大到饱和。 同样，脉冲探测器314可能无法探测到脉冲信号。
因此，在一些方面，设备300可以校准反馈通路中的增益。例如，任 选的脉沖探测器314可以探测延迟线302输出的一个或多个脉冲信号308， 以判断通过环路的脉冲信号是否失真(框410)。例如，脉冲探测器314可 以在给定的迭代次数(例如1000次迭代)后探测脉冲信号强度。如果脉冲 幅度过高或饱和，则降低增益。如果脉冲幅度过低，则提高增益。为此， 脉冲探测器314可以产生用于控制放大器增益和/或控制部件312的一些其 它特征的信号(如线316所示)(框412)。重复该过程，直到脉冲幅度处于 可接受容限之内为止。
在一些方面中，可以在延迟线校准进行期间动态地调节增益。例如， 如果前面的脉冲幅度的函数过大或过小，就可以相应地减小或增大增益。 该函数可以涉及上一脉冲信号、最近的多个脉冲信号的加窗平均、之前的 脉冲信号的加权滤波器或任何与一个或多个脉冲信号相关的适当的线性或 非线性函数。
可以用各种方式实现脉冲探测器314。例如，在一些方面中，脉冲探测 器314可以包括探测脉冲信号的幅度的幅度探测器。在一些方面中，脉冲 探测器314可以包括适于匹配被探测信号的期望特征的匹配滤波器。这种 实施可以实现对噪声的更好抑制，对于简单的峰值探测器而言，噪声可能 会触发误探测。
如框414所示，计数器318对由延迟线302输出的每个脉冲信号308 计数。按照与上文结合图1所述类似的方式，计数器318向控制器322提 供所得计数320。如框416所示，可以采取措施来解决反馈通路310中的延迟。例如， 加法器306和部件312可以为通过这些部件的任何脉冲信号带来一些延迟。 如果和延迟线302的延迟相比该延迟并非不显著，可能希望在判断延迟线 302的延迟是否处在可接受的延迟值时补偿该延迟。在一些方面，可以调节 计数器产生的计数值320 (例如减小)以解决并非归因于延迟线302的任何 部件延迟。在一些方面中，可以调节期望计数值和/或阈值324 (例如增大) 以解决部件延迟。
可以采用各种技术来获得部件延迟值。例如，可以在制造完部件之后 测量特定部件或特定类型部件的延迟。或者，可以计算或估计部件的延迟。 例如，可以基于对部件或部件的多个样本的分析来统计地计算或估计部件 延迟的平均值。在任一种情况下，设备300都可以包括数据存储器，可以 在数据存储器中安排表示延迟的统计平均值的偏移值、测得的延迟或一些 其它参数，以用于校准过程。
如框418所示，控制器322将计数值322与期望计数值/阈值324 (和/ 或一些其它适当的基线)进行比较，以判断延迟线322的延迟是否可以接 受。如框420所示，如果该延迟不可接受，则控制器322将基于比较结果 调节控制信号(如线326所示)。例如，如以上参考图l所述，控制器322 可以用增量方式增大或减小控制信号326的大小和/或极性。此外，控制器 322可以基于比较结果调节阶跃大小。然后控制器322将把所得的控制信号 326提供给延迟线302以调节延迟(框422)。
根据给定应用的要求，脉冲发生器304可以产生各种形式的脉冲信号。 通常，脉冲信号的宽度可以小于延迟线302的延迟的时长。通过这种方式， 可以在从延迟线302的输出将脉冲信号的第一变化反馈给延迟线302的输 入之前，将脉冲信号的第二变化输入到延迟线302中。
在一些方面，脉冲发生器304可以产生多个脉冲信号，可以通过反馈 通路并发地传输这些脉冲信号。为了确保这些脉冲信号是正交的，第一脉 冲信号和最后的脉冲信号之间的时间可以小于延迟线302的延迟的时长。 或者，可以提出其它措施以降低脉冲信号"冲突"的可能性或影响。例如， 脉冲信号可以在时间上间隔开以避免冲突。或者，可以估计冲突的可能性 并将其化为计数器的计数值、期望计数值或阈值中的一个或多个的因数。^使用多个脉冲信号的潜在优点是可以更快地达到给定计数值。因此，执行 校准操作可以需要较少时间和较少功率。利用多个脉冲信号的另一潜在优 点是可以减小由于噪声或失真导致的脉冲探测误差的任何不良影响，这是 因为可以在给定的时间内处理更多的脉冲信号。
现在参考图5和6，将针对通过延迟线反复馈送数字信号的设备来说明 用于校准延迟线的设备和方法的更多细节。图5示出了用于校准延迟线502 的设备500的一些方面。图6示出了可用于校准延迟线的操作的某些方面。
如图6的框602所示，阶跃发生器504产生将提供给延迟线502的阶 跃信号。在这种情况下，如框604所示，包含了 XOR门508的反馈通路506 将阶跃信号与延迟线502输出的信号组合(框604)并将结果提供给延迟线 502的输入(框606)。亦即，XOR门508的输出取决于阶跃信号的当前值 和延迟线502的输出的当前值。这里，不论延迟线502的输出信号的初始 状态如何， 一旦阶跃信号发生变化(从低到高状态或从高到低状态)，XOR 门508的输出将会变化(从高到低或从低到高)。此外，在延迟线502延迟 信号(框60S)并输出延迟信号之后，延迟线602的输出信号中造成的变化 也将导致XOR门508的输出发生对应变化。
因此，应当认识到，实际上将不断通过反馈回路506和延迟线502馈 送数字信号。例如，当延迟线502的延迟为10ns时，XOR门将输出频率约 为50MHz的信号。此外，不论延迟线502输出的信号数量是多少都可以维 持信号的形状，这是因为XOR门本身提供增益和对信号边缘的整形。因此， 通过利用数字信号和关联的数字部件，设备500可以提供相对稳定的校准 操作，而无需使用例如上文参考图l所述的、补偿信号失真的额外部件。
如框610所示，计数器518 (例如通过信号的上升沿和/或下降沿)对 延迟线502输出的每个信号计数。然后计数器518向控制器512提供所得 的计数值510。
控制器512将计数值510与期望计数值和/或阈值514 (或一些其它适 当基线)进行比较，以判断延迟线502的延迟是否可接受。如果该延迟不 可接受，则控制器512将产生适当的控制信号516来基于比较调节延迟(框 612)。
如上所述，在实践中，将延迟线并入电路，以便为电路中的信号赋予延迟。图7示出了并入了本文所述的可调延迟线的示例性传输参考系统700 的多个方面。在一些方面，可以在超宽带系统中使用发射机参考信令技术 来提供例如个人局域网络或人体局域网络。为了降低图7的复杂性，未示 出用于校准延迟线的相关设备的各方面(例如计数器和控制器)。然而应当 理解，可以将这些方面并入系统700中。
传输参考系统700包括发射机部分(图7的上半部)和接收机部分(图 7的下半部)。在图7的例子中，发射机部分包括延迟线702，接收机部分 包括延迟线704。将结合图8和9的流程图来讨论这些部分中的每一个的示 例性操作。
如图8中的框802所示，在如本文所述校准了延迟线702之后，可以 对在校准延迟线702期间使用的反馈通路进行去耦。例如，可以打开反馈 通路中的开关(例如晶体管或一些其它适当部件)706，以防止延迟线702 的输出被反馈给延迟线702的输入。
如框804所示，脉冲发生器708产生参考脉冲，经加法器712将参考 脉冲耦合(如线710所示)到延迟线702。在该例子中，在校准操作期间， 脉冲发生器708和加法器712可能已经执行与图3中的脉冲发生器304和 加法器306类似的功能。如框808所示，(例如由乘法器714)使用延迟线 702输出的延迟参考脉冲以基于对应的数据比特716产生数据脉冲。
如框810所示，实际上，(例如经由加法器718)组合在框804产生的 参考脉冲和在框808产生的数据脉冲以提供传输参考信号。这里，参考脉 冲将会领先数据脉冲给定的时间量，该时间量由延迟线702的延迟确定。
因此在对传输参考信号编码时，延迟线702在参考脉冲和数据脉冲之 间提供了期望的延迟。有利地，利用本文所述的延迟线校准技术，不论是 否有任何工艺变化、温度变动或其它可能影响延迟线702的延迟的状况， 都可以以高水平的精确度和准确度来设置和保持延迟线702的延迟。
在一些方面，延迟线带来的延迟是可配置的。例如，可以为不同的通 信信道指定不同的延迟。此外，不同组的参考脉冲和数据脉冲之间的延迟 可以动态变化(例如，根据已知的跳跃序列)。在这种情况下，本文描述的 校准装置也可以类似地可配置，以校准延迟线的不同的延迟值和/或校准延 迟线来提供最佳延迟值或延迟值组。如框812所示，发射机输出级720处理(例如滤波和放大)传输参考 信号并向天线722提供信号以进行发射。
现在将结合图9论述系统700的接收机部分的示例性操作。在图7的 例子中，可以用脉冲发生器708来产生用于校准延迟线704的脉冲信号。 因此，在校准操作期间，脉冲发生器708和加法器724可能已经执行与图3 的脉冲发生器304和加法器306类似的功能。在这种情况下，系统700可 以包括开关726，其选择性地将接收机的输入级728耦合到脉冲发生器708 的输出或天线722。通过这种方式，接收机输入级728可以在校准操作期间 从脉冲发生器708接收脉冲或在正常操作期间从天线722接收信号。
如图9中的框902所示，在如本文所述校准了延迟线704之后，可以 对校准延迟线704期间使用的反馈通路去耦。例如，可以打开反馈通路中 的开关730，以防止延迟线704的输出被反馈到延迟线704的输入。
如框904所示，在正常操作期间，接收机输入级728可以经天线722 接收传输参考信号。如上所述，传输参考信号由一系列参考和数据脉冲构 成。接收机输入级728可以执行各种操作，例如包括放大和滤波。
如框906所示，将给定的参考和数据脉冲对的参考脉冲耦合(如线732 所示)到延迟线704的输入。通过这种方式，可以将参考脉冲延迟一定时 间，其时长等于参考脉冲和对应的数据脉冲之间的时长(框908)。因此， 延迟线704在参考脉冲和数据脉冲之间精确地提供了期望的延迟，以便对 传输参考信号解码。 如框910所示，可以(例如经乘法器734)将延迟的参考脉冲与对应的 数据脉冲进行组合。实际上，该操作可以提供匹配滤波器的功能，以高效 地从所接收的数据脉冲提取数据信息。然后可以将所得到的脉冲提供给数 据恢复部件736,数据恢复部件736可以进一步处理(例如放大和滤波)脉 冲，以从传输参考信号恢复数据。
现在参考图10和11，在一些方面，用于校准延迟线的设备和方法可以 组合参考信号和延迟的参考信号，以产生延迟线的延迟的指示。这里，可 以采用前馈装置来辅助组合参考信号和延迟的参考信号。然后可以使用组 合信号的幅度来提供关于延迟线的实际延迟的指示。
如图11中的框1102所示,参考信号发生器1002产生耦合到延迟线1004的输入的参考信号(如线1006所示)。在一些方面，参考信号1006可以包 括连续波信号，该连续波信号提供例如正弦函数、余弦函数或一些其它适 当波形。信号发生器1002可以根据从例如控制器1010接收的控制信号1008 开始和终止产生参考信号1006。如框1104所示，延迟线1004延迟参考信 号1006并向组合器1012的输入提供延迟的参考信号。
如框1106所示，组合器1012组合经前馈通路1014提供的参考信号和 延迟的参考信号。组合器1012可以包括比较器、诸如加法器、减法器的运 算单元，或一些其它适当的组合装置。这里，组合器1012输出的信号由于 延迟线1004的原因而具有相移。此外，该相移影响输出信号的幅度(例如 峰值)。
因此，如框1108所示，组合器1012向幅度探测器1016提供组合的信 号。在一些方面，幅度探测器1016可以包括适于探测组合信号的峰值的峰 值探测器。例如，在参考信号为正弦波的情况下，延迟线在正弦波中产生 相移=0)*0，其中co是以弧度为单位的正弦波频率，D是以秒为单位的延迟 线1004的延迟。在组合器1012为加法器的情况下，加法器1012的输出为 sin( t)+sin( t+ |))=2sin((Dt+ t)/2)cosO/2)。峰值探测器1016随时间变化而探测 2cos((])/2)这一峰值。或者，在组合器1012是减法器的情况下，峰值探测器 1016探测到的随时间变化的峰值为2sin(V2)。如线1018所示，幅度探测器 1016向控制器1010提供探测值(例如峰值)。
如框1110所示，控制器1010基于所探测的值1018调节延迟线1004 的延迟。例如，比较器1020可以将幅度探测器1016提供的幅度1018 (例 如峰值)与阈值1022进行比较。如果幅度1018大于或小于阈值1022 (或 在阈值1022的特定范围内)，则控制器1010可以如本文所述产生适当的控 制信号1024，以增加或减小延迟线1004的延迟。
按照和如上所述相似的方式，在典型实施中，延迟线1004将为装置的 特定电路(图IO中未示出)延迟信号。因此，可以提供耦合装置(例如一 个或多个开关，图l中未示出)，以用于向/从延迟线1004耦合和域去耦设 备IOOO的各种部件和电路。
可以将本文的教导并入各种装置。例如，可以将本文说明的一个或多 个方面并入电话(例如手机)、个人数据助理("PDA")、娱乐装置(例如音乐或视频装置)、头戴式耳机、麦克风、生物计量传感器(例如心率监测
器、计步器、EKG装置等)、用户1/0装置(例如手表、遥控器等)、胎压 计或任何其它适当装置中。此外，这些装置可以具有不同的功率和数据需 求。有利地，本文中的教导可以适于在低功率应用(例如使用基于脉冲的 信令方案)中使用，并且可以在包括较高数据率的多种数据率下使用(例 如在使用高带宽脉冲的应用中)。
可以通过各种方式实现本文所述的部件。例如，参考图12，设备1200 包括可以对应于图1、 3和5中的类似部件的部件1202、 1204、 1206、 1208、 1210、 1212、 1214、 1216和1218。在图13中，设备1300包括可以对应于 图7中的类似部件的部件1302、 1304、 1306、 1308、 1310、 1312、 1314、 1316、 1318和1320。在图14中，设备1400包括可以对应于图10中类似 部件的部件1402、 1404、 1406、 1408、 1410和1412。图12、 13和14说明 在一些方面，可以通过适当的处理器部件来实现这些部件。在一些方面， 可以利用本文教导的结构至少部分地实现这些处理器部件。在一些方面， 处理器可以适于实施这些部件中一个或多个的部分或全部功能。在一些方 面，虚线框表示的部件是可选的。
此外，可以利用任何适当模块来实现本文所述的部件和功能。也可以 使用本文说明的对应结构至少部分地实现这些模块。具体而言，可以实现 一个或多个这种模块以提供与图12、 13和14的一个或多个处理器部件类 似的功能。例如，在一些方面，用于延迟的模块可以包括延迟线，用于产 生信号的模块可以包括信号发生器，用于耦合的模块可以包括耦合器，用 于计数的模块可以包括计数器，用于调节延迟的模块可以包括控制器，用 于比较的模块可以包括比较器，用于调节增益的模块可以包括放大器，用 于再生的模块可以包括再生器，用于探测的模块可以包括探测器，用于产 生参考脉冲的模块可以包括脉冲发生器，用于去耦的模块可以包括开关， 用于组合的模块可以包括加法器和/或乘法器，用于接收的模块可以包括接 收机，用于探测幅度的模块可以包括幅度探测器。此外，应当理解，可以 利用其它结构和/或其它操作、用其它方式来实现这些部件。而且，可以利 用其它类型的部件来实现这些部件中的一个或多个的一些或全部功能。
本领域的技术人员将理解，可以利用多种不同技术和方法中的任何一种来表示信息和信号。例如，可以用电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、 光场或光粒子，或它们的任何组合来表示在以上描述中可能提到的数据、 指令、命令、信息、信号、比特、符号和芯片等。
本领域的技术人员还会认识到，可以将结合本文公开的各方面描述的 各种例示性逻辑框、模块、处理器、装置、电路和算法步骤实现为电子硬 件、各种形式的包含指令的程序或设计代码(文本为了方便起见可以将其 称为"软件"或"软件模块")或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件 的这种可互换性，上文一般从它们功能性的角度来描述各种示例性部件、 框、模块、电路和步骤。将这些功能实现为硬件还是软件取决于特定的应 用和施加在整个系统上的设计约束条件。技术人员可以针对每种特定应用 以不同的方式实现所述的功能，但不应将这种实现决定解释为导致脱离本 公开的范围。
可以利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、 现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门电路或晶体管 逻辑、分立硬件组件或被设计为执行本文所述功能的其任何组合来实现或 执行结合本文所公开的各方面而描述的各种示例性逻辑框、模块和电路。 通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规的 处理器、控制器、微控制器或状态机。还可以将处理器实现为计算装置的 组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、 一个或多个微 处理器结合DSP内核的组合或任何其它这种结构。
应当理解，所公开的过程中的步骤的具体顺序或层级是示例性方式的 例子。应该理解，根据设计偏好，可以重新安排过程中步骤的具体顺序或 层级，同时仍处于本公开的范围内。所附的方法权利要求按示例顺序给出 各步骤的要素，并不意味着受限于所给出的具体顺序或层级。
可以将结合本文公开的各方面描述的方法或算法的步骤直接体现于硬 件中，体现于由处理器执行的软件模块中或体现于两者的组合中。软件模 块(例如，包括可执行指令和相关数据)和其它数据可以驻留在数据存储 器中，例如RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM 存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或任何其它形式的本领域公 知机器可读存储介质。可以将示例性存储介质耦合到诸如计算机/处理器的机器(本文为了方便可以将其称为"处理器")，从而处理器能够从存储介 质读取信息(例如软件指令)并向其写入信息。示例性存储介质可以与处
理器是集成的。处理器和存储介质可以位于ASIC中。ASIC可以驻留在用 户设备中。在可选方案中，处理器和存储介质可以作为分离的部件存在于 用户设备中。
提供所披露各方面的前述介绍是为了使本领域的任何技术人员能够制 造或使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员是显而易见 的，可以将本文定义的一般原理应用于其它方面而不脱离本公开的精神或 范围。因此，本公开并非旨在受限于本文所示的各个方面，而是符合与本 文所公开的原理和新颖特征相容的最宽范围。
权利要求
1、一种用于校准延迟线的设备，包括具有延迟的延迟线，根据控制信号来调节所述延迟线；反馈通路，用于把所述延迟线的输出耦合到所述延迟线的输入；耦合到所述延迟线的输出的计数器；以及耦合到所述计数器的输出的控制器，用于产生所述控制信号。
2、 根据权利要求1所述的设备，其中所述计数器用于响应于由所述延迟线输出的脉冲信号而在一段时间内 产生计数值；所述反馈通路用于将所述脉冲信号馈送给所述延迟线的输入；以及 所述控制器用于将由所述计数器产生的计数值与期望计数值进行比较。
3、 根据权利要求2所述的设备，包括信号发生器，用于产生至少一个被馈送给所述延迟线的输入的脉冲信号。
4、 根据权利要求2所述的设备，包括信号发生器，用于产生多个脉冲信号，所述多个脉冲信号被馈送给所 述延迟线的输入，并且同时通过所述反馈通路。
5、 根据权利要求2所述的设备，其中，所述控制器用于根据所述计数 值和所述期望计数值的比较结果来调节所述控制信号的阶跃大小。
6、 根据权利要求2所述的设备，其中，所述控制器用于调节所述期望 计数值或所述计数值，以补偿所述反馈通路中的部件延迟。
7、 根据权利要求6所述的设备，其中，所述控制器用于根据部件延迟的统计平均值或测量的部件延迟来补偿所述部件延迟。
8、 根据权利要求1所述的设备，其中，所述反馈通路包括用于在所述 反馈通路中提供增益的放大器。
9、 根据权利要求8所述的设备，包括脉冲探测器，用于根据由所述延迟线输出的信号的幅度来产生增益控 制信号，其中，所述放大器用于根据所述增益控制信号来调节所述反馈通路中的增益。
10、 根据权利要求1所述的设备，其中，所述反馈通路包括脉冲再生器o
11、 根据权利要求10所述的设备，其中，所述脉冲再生器包括匹配滤 波器。
12、 根据权利要求1所述的设备，其中，所述反馈通路包括XOR门， 该XOR门具有第一输入、第二输入和输出，所述第一输入被耦合以接收输 入信号，所述第二输入耦合到所述延迟线的输出，所述XOR门的输出耦合 到所述延迟线的输入。
13、 根据权利要求12所述的设备，包括信号发生器，其耦合到所述第一输入，并用于产生数字阶跃信号作为 所述输入信号。
14、 根据权利要求1所述的设备，包括信号发生器，用于产生参考脉冲，该参考脉冲耦合到所述延迟线的输 入以产生延迟的参考脉冲；以及组合器，用于耦合所述参考脉冲、所述延迟的参考脉冲和数据，以提 供传输参考信号。
15、 根据权利要求14所述的设备，包括开关，用于将所述延迟线的输出从所述延迟线的输入去耦。
16、 根据权利要求1所述的设备，包括接收机电路，用于接收包含有参考脉冲和数据脉冲的传输参考信号， 还用于将所接收的参考脉冲耦合到所述延迟线的输入，以根据所接收的数 据脉冲的定时来对所接收的参考脉冲进行延迟；以及组合器，用于将所述延迟的参考脉冲与所述接收的数据脉冲进行组合， 以从所述传输参考信号中恢复数据。
17、 根据权利要求16所述的设备，包括开关，用于将所述延迟线的输出从所述延迟线的输入去耦。
18、 根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备包括头戴式耳机、 麦克风、生物计量传感器、心率监测器、计步器、EKG装置、用户I/O装置、手表、胎压计或遥控器。
19、 一种校准延迟线的方法，包括:在一段时间内，对由延迟线输出的信号进行计数； 将由所述延迟线输出的信号耦合到所述延迟线的输入；以及 根据所述计数来调节所述延迟线的延迟。
20、 根据权利要求19所述的方法，其中，调节所述延迟还包括将期 望计数值与由所述计数操作所产生的计数值进行比较。
21、 根据权利要求20所述的方法，其中，调节所述延迟还包括对所 述延迟进行调节，其中，所调节的量与所述计数值和所述期望计数值之间 的差成比例。
22、 根据权利要求20所述的方法，包括调节所述期望计数值或所述 计数值，以便为所述延迟线补偿反馈通路中的部件延迟。
23、 根据权利要求22所述的方法，其中，根据部件延迟的统计平均值 或测量的部件延迟来调节所述期望计数值或所述计数值。
24、 根据权利要求19所述的方法，包括基于对由所述延迟线输出的 信号的至少一部分的探测来调节耦合到所述延迟线的输入的信号的增益。
25、 根据权利要求19所述的方法，包括再生耦合到所述延迟线的输 入的信号。
26、 根据权利要求19所述的方法，其中，耦合所述信号还包括将输 入信号与由所述延迟线输出的信号进行异或运算，并且向所述延迟线的输 入提供异或运算所得到的信号。
27、 根据权利要求26所述的方法，其中，所述输入信号包括数字阶 跃信号。
28、 根据权利要求19所述的方法，包括将由所述延迟线输出的信号从所述延迟线的输入去耦； 产生参考脉冲；将所述参考脉冲耦合到所述延迟线的输入，以产生延迟的参考脉冲；以及组合所述参考脉冲、所述延迟的参考脉冲和数据，以产生传输参考信号。
29、 根据权利要求19所述的方法，包括将由所述延迟线输出的信号从所述延迟线的输入去耦； 接收传输参考信号，该传输参考信号包含参考脉冲和数据脉冲；把所接收的参考脉冲耦合到所述延迟线的输入，以便根据所接收的数据脉冲的相关定时来延迟所接收的参考脉冲；以及把延迟的参考脉冲与所接收的数据脉冲进行组合，以便从所述传输参 考信号中恢复数据。
30、 根据权利要求19所述的方法，其中，在头戴式耳机、麦克风、生 物计量传感器、心率监测器、计步器、EKG装置、用户1/0装置、手表、 胎压计或遥控器中执行所述方法。
31、 一种用于校准延迟线的设备，包括计数模块，用于在一段时间内，对由延迟模块输出的信号进行计数； 耦合模块，用于把由所述延迟模块输出的信号耦合到所述延迟模块的 输入；以及延迟调节模块，用于根据所述计数来调节所述延迟模块的延迟。
32、 根据权利要求31所述的设备，其中，所述延迟调节模块还包括-比较模块，用于将期望计数值与由所述计数操作所产生的计数值进行比较。
33、 根据权利要求32所述的设备，其中，所述延迟调节模块还用于 对所述延迟进行调节，其中，所调节的量与所述计数值和所述期望计数值 之间的差成比例。
34、 根据权利要求32所述的设备，其中，所述延迟调节模块还用于-调节所述期望计数值或所述计数值，以便为所述延迟模块补偿反馈通路中 的部件延迟。
35、 根据权利要求34所述的设备，其中，根据部件延迟的统计平均值 或测量的部件延迟来调节所述期望计数值或所述计数值。
36、 根据权利要求31所述的设备，包括用于基于对由所述延迟模块输出的信号的至少一部分的探测，来调节耦合到所述延迟模块的输入的信 号的增益的模块。
37、 根据权利要求31所述的设备，包括用于再生耦合到所述延迟模块的输入的信号的模块。
38、 根据权利要求31所述的设备，其中，所述耦合模块还用于将输入信号与由所述延迟模块输出的信号进行异或运算，并且向所述延迟模块 的输入提供异或运算所得到的信号。
39、 根据权利要求38所述的设备，其中，所述输入信号包括数字阶跃 信号。
40、 根据权利要求31所述的设备，包括去耦模块，用于将由所述延迟模块输出的信号从所述延迟模块的输入 去耦；用于产生参考^C冲的模块；用于将所述参考脉冲耦合到所述延迟模块的输入以产生延迟的参考脉冲的模块；以及组合模块，用于组合所述参考脉冲、所述延迟的参考脉冲和数据以产 生传输参考信号。
41、 根据权利要求31所述的设备，包括去耦模块，用于将由所述延迟模块输出的信号从所述延迟模块的输入 去耦；接收模块，用于接收包含参考脉冲和数据脉冲的传输参考信号； 用于将所接收的参考脉冲耦合到所述延迟模块的输入，以便根据所接 收的数据脉冲的相关定时来延迟所接收的参考脉冲的模块；组合模块，用于将延迟的参考脉冲与所接收的数据脉冲进行组合以便从所述传输参考信号中恢复数据。
42、 一种用于校准延迟线的计算机程序产品，包括 包含代码的计算机可读介质，所述代码使计算机执行以下操作在一段时间内，对由延迟线输出的信号进行计数； 将由所述延迟线输出的信号耦合到所述延迟线的输入；以及 根据所述计数来调节所述延迟线的延迟。
43、 一种用于校准延迟线的处理器，所述处理器用于 在一段时间内，对由延迟线输出的信号进行计数； 将由所述延迟线输出的信号耦合到所述延迟线的输入；以及 根据所述计数来调节所述延迟线的延迟。
全文摘要
校准可调延迟线，以将延迟线的延迟维持在期望值或期望值范围之内。在一些方面，使信号多次通过延迟线，从而可以在一段时间内计算信号通过延迟线的累积延迟(例如由计数值表示)。将该计数值与期望计数值进行比较，并根据该比较在需要时调节延迟线的延迟。在一些方面，该信号可以包括数字信号。在一些方面，可以基于对延迟线给信号带来的相移导致的信号幅度变化的分析来计算通过延迟线的延迟。在一些方面，将延迟线并入传输参考系统，以产生和/或处理传输参考信号。
文档编号H03K5/13GK101536312SQ200780042650
公开日2009年9月16日 申请日期2007年11月12日 优先权日2006年11月15日
发明者A·埃克巴勒, C·U·李, D·J·朱利安 申请人:高通股份有限公司