数控注入锁定振荡器的制造方法
【专利说明】数控注入锁定振荡器
[0001] 相关申请案的夺叉参考
[0002] 本申请书涉及下列待审申请案，所有这些申请案的内容已全部并入本文作为参 考：
[0003] 2013年3月15日提出申请的名称为"极坐标接收器结构和信号处理方法"的美国 申请案第13/840, 478号；2013年3月15日提出申请的名称为"极坐标接收器结构和信号 处理方法"的美国申请案第13/839,557号；2013年3月15日提出申请的名称为"在扩展 动态范围内具有线性增益的低噪音放大器"的美国申请案第13/839, 462号；以及2013年3 月15日提出申请的名称为"单比特直接调制发送器"的美国申请案第13/842, 470号。
【背景技术】
[0004] 注入锁定振荡器（injection-locked oscillator, IL0)是具有如下特性的振荡 器：振荡频率可以锁定在外部注入信号的频率，而非其固有谐振频率或自然频率。ILO通常 以交叉耦合晶体管和振荡回路为基础，已应用于频率分割。
[0005] 最近提出了极坐标接收器架构，这种架构不必使用载波恢复电路便能够从接收到 的非恒定的调制信号中提取调制相位分量。然而，所提出的这种极坐标接收器架构及相关 的信号处理有一些限制或缺陷，会导致性能低下和比特误码率（bit error rates, BER)高。 因此，需要对极坐标接收器信号处理和架构以及其他用途的ILO配置进行改良。
【附图说明】
[0006] 附图与下文的【具体实施方式】一起被并入本说明书，构成本说明书的一部分，用来 进一步阐述包括本发明在内的概念的实施例，并解释这些实施例的各种原理和优点。在单 独视图中，相同的数字代表相同或功能上相似的元件。
[0007] 图1是根据一些实施例所提出的一种极坐标接收器的方块图。
[0008] 图2是根据一些实施例所提出的另一种极坐标接收器的方块图。
[0009] 图3是根据一些实施例所提出的一种可配置注入锁定振荡器电路及注入锁定振 荡器控制电路的方块图。
[0010] 图4是根据一些实施例所提出的一种注入锁定振荡器的电路图。
[0011] 图5是根据一些实施例所提出的另一种注入锁定振荡器的电路图。
[0012] 图6和图7是根据一些实施例所提出的电容器组的实施。
[0013] 图8是根据一些实施例所提出的一种电阻器组接收器的实现方式。
[0014] 图9是根据一些实施例所提出的用来提供数控可变增益的单元的实施。
[0015] 图10是根据一些实施例所提出的一种注入锁定振荡器调节方法的流程图。
[0016] 本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的， 而且不一定是按比例绘制的举例而言，为了有助于更好地理解本发明的实施例，图中一些 元件的尺寸可能相对于其他元件被放大。
[0017] 这些装置和方法组件已在图中适当之处用常用符号做了表示，仅示出那些与理解 本发明之实施例有关的具体细节，这样就不会因为那些对熟悉本专业的技术人员而言明显 易懂的细节，而弄不明白本说明书所披露的内容，这有利于本文的叙述。
【具体实施方式】
[0018] 请看图1，下面将根据一些实施例来描述极坐标接收器100的方块图。注入信号 Sinj(t) 102 被施加在二次谐波（second harmonic)注入锁定振荡器（injection locked oscillator，ILO) 104(本文也称之为谐波IL0)的输入节点103,此注入信号是含有可变相 位分量的接收调制信号。节点105处的谐波ILO输出信号S ciutil (t) 106具有压缩可变相位分 量，下文将做阐述。压缩可变相位信号106被施加在基波（fundamental)注入锁定振荡器 ILO 110 (本文也称之为基波IL0)的输入节点109,经过延迟后在输出节点111处产生输出 信号Sciuti2U) 112。也就是说，Sciut, Jt) 106和Sciuti2U) 112通过基波ILO 110所施加的时间 延迟而相关联。相位压缩信号Sciutil (t) 106和延迟相位压缩信号Sciut^a) 112被施加在混频 器114上，产生输出信号叫⑴116。混频器输出信号116经过低通滤波，过滤掉混频器114 输出中的双频分量，得到预估相位导数信号Ω(〇 120。所述注入信号Sin](t) 102也被施加 在包络检波器108上，产生振幅波形A (t) 118。
[0019] 请参考图2,下面将阐述一种基于ILO的接收器结构的另一个实施例。此接收器 架构接收输送进来的BPSK信号，该信号先被带通滤波器（Band-Pass Filter，BPF)过滤， 其选择以载波频率（fc)为中心的信号带进行处理。此信号被低噪音放大器（Low Noise Amplifier，LNA)放大，同时引进极少量噪音到信号路径。2013年3月15日提出申请的名 称为"从巨磁矩测量选件中获得增益线性化的低噪音放大器"的待审申请（代理人案卷号 第71603. US. 01号）阐述了这样一种适当的LNA。
[0020] 具有载波频率f。的BPSK信号被送入两个注入锁定振荡器（ILO)，其中，这两个注 入锁定振荡器由两个锁频环路（Frequency-locked loop，FLL)进行控制且经配置以提供 BPSK 给幅移键控（amplitude shift keying, ASK)转换。
[0021] 在对输送进来的BPSK信号进行控制之前，两个FLL可将两个ILO的初始频率设定 为^/2+ △ f和?；/2- △ f。也就是说，在没有注入信号的情况下可调节ILO的自然频率。FLL 可测量此频率，从而使用本说明书所述之结构和方法来调节自然频率。在一个实施例中，各 控制级的顺序是由有限状态机（Finite State Machine, FSM)来设定。
[0022] 当BPSK信号被注入ILO时，此BPSK信号会将两个ILO再次锁定为fe/2,而它们的 输出会被MIX方块（block)混合（例如，相加、相减、相乘），产生反映输入BPSK信号相位变 化的信号。然后MIX方块的输出信号被AC耦合至低通滤波器（Low-Pass Filter，LPF)，随 后被模拟数字转换器（Analog-to_Digital，ADC)采样，从而产生解调比特序列。
[0023] 关于图2所示之实施例的更多细节，可查找2012年3月23日提出申请的名称为 "用于二相和正交相移键控信号的接收器和发送器架构及其方法"的美国待审临时专利申 请案第61/615, 169号，其内容已并入本文作为参考。
[0024] 请参考图3,下面将根据一些实施例来阐述一种可控ILO电路300,其包括ILO控 制器302和ILO电路308。ILO控制器302可包括有限状态机304和频率检测器306。此频 率检测器可包括可配置计数器，用以改变控制环路的特性，从而获得不同的频率。
[0025] ILO控制器302可经配置以将控制输出线318上的控制输出信号提供给ILO 308。 此控制输出可包括多个并行比特（bits)，用来控制注入比电路310、谐振频率电路312和品 质因数调节电路314。注入比电路310可包括：可调偏压（BIAS)和/或可调跨导放大器级 (gm)，用来控制注入比；注入选择电路（INJ SEL)，将ILO配置为基波或谐波ILO ;以及隔离 电路（ISO)，