专利名称：用于在多频率源系统中减轻相位牵引的系统和方法
用于在多频率源系统中减轻相位牵引的系统和方法相关申请的交叉引用本专利申请涉及，并与下面每个专利申请同时提出，其内容在此引入作为参考"Multiple Frequency Source System and Method of Operation"申请 号——，代理巻号RFM-15-PCT;和"Offset Signal Phasing for a Multiple Frequency Source System",申请号---------，代理巻号RFM-16-PCT。本专利申请要求优先权，并结合下面每个US专利申请的全部内容"Multiple Frequency Source System and Method of Operation"， 申 请号60/595,754， 2005年8月2日提交；"Offset Signal Phasing for a Multiple Frequency Source System"， 申请号No.60/595，749， 2005年8月2日提交;和"System and Method for Mitigating Phase Pulling in a Multiple Frequency Source System"，申请号No.60/595，750， 2005年8月2日提交。
背景技术：
本发明涉及使用同时可操作频率源的可调系统，以及尤其涉及用于在 所述系统中减轻相位牵引(phase pulling)的系统和方法。如名称为 "Multiple Frequency Source System and Method of Operation"的申请中所述的，在系统中实现多频率源可能带来在间隔靠近、 同时产生的频率之间如何避免相位牵引的挑战。尤其，频率上接近于第二 信号的第一信号的初始产生和操作可以^使第二信号偏离它既定的频率，可 能降低系统在接近间隔频率产生具备所要求的调谐精度的多个信号的能 力。系统和方法。发明内容在此提出的系统和方法用于在使用同时可操作频率源的可调系统中避 免相位牵引。在一个实施例中，根据本发明的方法包括产生第一信号，该第一信号是指运行于现有频率点的现有信号(existing signal),该现有信 号具有围绕该现有频率点的预定牵引带宽(pulling bandwidtti)。接收请 求以产生在期望频率点的期望信号，该期望频率点位于该现有信号的该预 定牵引带宽之内。该期望频率从该预定牵引带宽之内移走，以及在它们相 应的频率点产生期望和现有信号。当根据下面的附图和详细描述考虑时，将更好理解本发明的这些以及 其它特征。
图1A示出了根据本发明使用同时可操作频率源的可调系统的示例实 施例。图1B示出了根据本发明的示例性可调谐频率源。图2示出了根据本发明用于重新定位期望信号和/或现有信号以提供足 够的频率间隔来避免相位牵引作用的示例方法。图3示出了本发明的示例实施例，其中根据本发明把期望信号重新定 位到它的检测窗口之内，以提供与现有频率信号的足够的带宽间隔来避免 频率牵引(frequency pulling)。为了简明，在下面的附图中之前标识的特征保留它们的参考标记。
具体实施方式
图1A示出了根据本发明使用当前可^^作频率源的可调系统的示例实 施例。如图所示，可调谐系统100包括三个频率源FS1 120， FS2 130和FS3 140,其中至少一个(例如，FS1 120)是可调的。其余的频率源可以 操作用于产生固定频率或者可调频率，根据系统设计的需要或者要求。 图1B示出了根据本发明的示例可调频率源，该实施例实现为S-A (sigma-delta)锁相环(PLL)。该PLL可以整体制造于双极性互补金属 氧化物半导体(Bi-CMOS)过程中，虽然本领域技术人员会理解可以用其 它过程或者材料(例如，CMOS， SiGe， GaAs)以整体、混合或者分离形 式形成该电路。如图所示，频率源100包括相位频率检测器121，电荷泵电路122，环 路滤波器123，显示为选择VCO组的可调源124，主N分频计数器125， 和可编程S-A (sigma-delta)调制器126。 S-厶调制器126接收频率设置 控制信号CNTL，并且作为响应，向N分频计数器125提供等级控制数据 信号以达到期望的分频率(divide rate) 。 S-A调制器126还接收N分频 (FDiv)信号作为时钟信号，由此与N分频计数器125同步它的操作。 虽然可调频率源FS1 120示为锁相环，但是其它可调频率源，例如， 可变振荡器、数字控制振荡器等都可以替代地使用。固定频率源可以实现 为L-C、绝缘谐振器、晶体振荡器等。前述举例仅仅是说明性的，本领域例。图2示出了根据本发明用于重新定位期望信号和/或现有信号以提供足 够的频率间隔来避免相位牵引作用的示例方法。该过程开始于212，其中 请求具有与现有信号的频率最接近的频率期望信号。在214，对于期望信 号的频率是否在现有信号频率的牵引带宽之内做出判断。在这个操作的示 例实施例中，可以访问例如申请人的共同未决的申请"Multiple Frequency Source System and Method of Operation"的图3C中所示的数据库结构， 来确定最接近现有信号的频率位置，以及基于此，可以作出判断期望信号 频率是否在现有信号频率的牵引带宽之内。如这里使用的，术语"牵引带宽，，指门限带宽，在此带宽之内第二信 号的出现"牵引(pull)"或者调制目标信号，这样目标信号就超出了预定的相位噪声级别。目标信号牵引带宽依靠期望的相位噪声级别还有几个因素。例如，呈现相对高质量(Q)因素的频率源对于给定的相位噪声需 求会具有相对窄的牵引带宽。类似的，与产生最接近信号的频率源高度隔 离的频率源对于相同的相位噪声需求会具有相对窄的牵引带宽。频率源的 Q依靠于它的构造和结构；例如固定频率晶体或者绝缘谐振器可以呈现比 可调振荡器更高的Q。频率源的隔离(与其它频率源的)也依靠于多源系 统的构造和结构。在限制下，呈现有限的Q、或者与产生最接近信号的频 率源有限隔离的频率源将具有OHz的相位牵引带宽，虽然这些M是不可 能获得的，尤其在本发明的特定实施例中，其中多个可调源在单个集成电 路上实现。由此，选择特定操作门限来定义预定牵引带宽。信号的牵引带 宽的示例实施例包括小于500kHz的带宽，例如250kHz、 100kHz、 50kHz， 或者更低，还包括大于500kHz的带宽，例如600kHz、 700kHz、 800kHz、 900kHz、 lMHz，或者更宽的带宽。举例来说，如果确定系统可以接受在特殊频率偏移(frequency offset) -45380@杂散级别(spur level)，随后选择频率源的隔离和Q (通过计算、 通过试验、或者通过i史计仿真)以达到系统指定偏移处的期望的限制(LO 准确性)。例如，指定LO准确度为土lMHz，以及系统大小为在与现有 信号频率偏移500KHz的-45dBc的给定杂散值，因此牵引带宽就为士 500KHz，并且为了获得杂散级别上的某些边界，特定LO准确度允许把 LO设置为与已存在的频率偏离远远超过500KHz。在214，如果确定期望信号频率在现有信号号频率的预定牵引带宽范 围之内，那么在216对产生现有信号的频率源是否可调作出判断。如果现 有信号频率不能,皮调谐(或者由于该频率源是固定频率源，或者是可调频 率源，但是已经调谐到它的可调范围的最大值或者最小值)，处理过程在 218继续，在此把期望信号频率调谐到在标识的牵引带宽之外的新的期望 频率点。例如通过使用单个操作，其中标识在牵引带宽之外的频率点和调 谐到它的期望频率，可以执行这个过程。新的期望频率点可以，例如代表 至少从初始请求的期望频率点移走但是在牵引带宽范围之外的频率点。可选地，操作216可以包括两个或者更多的调谐操作，由此把频率源调谐到 第一频率点，可选地检验以确定该第一频率点是否在现有信号的牵引带宽 范围之外，以及如果不是，标识第二频率点，进一步识别移走的频率点， 并且把频率源调谐到那里。以这种方式，期望信号逐步地离开已存在的信 号，直至达到与现有信号必需的带宽间隔(才艮据系统定义的LO准确性)。 本领域技术人员明白可以使用其它技术来把期望信号重新定位到牵引带宽 范围之外。随后在222，在新的期望频率点产生期望信号。如果在216做出了在它的当前范围之内已存在的信号是可调的判断， 处理过程在222继续，由此通过三个操作中的一个把期望信号的频率点从 牵引带宽的范围之内移走。或者(i)把期望信号频率调谐到离开现有信号 频率并且在牵引带宽范围之外的新的期望信号频率点，(ii)把现有信号频 率从它的离开期望信号的当前频率点调谐到新的现有频率点，或者(m) (i)和(ii)的组合，由此期望和现有信号的频率以相反方向调谐到各自 新的频率点，每个信号转移到新的频率点，这样新的期望频率点就位于新 的现有频率点的牵引带宽的范围之外。可以依靠该源的调谐能力在220选 择特定过程(i) - (iii)。例如，当现有信号频率源位于频率端点，并且不 能调谐到进一步离开期望信号，或者如果现有信号正在使用或者正在执行 不能中断的操作时，可以使用过程(i)。当计算显示不能把期望信号调谐 到进一步离开现有信号时，可以使用过程(ii)。当两个频率源都具有足够 的调谐范围时，可以使用过程(iii)，以及为了获得必需的频率间隔，可 以使用过程(iii)来最小化从每个信号的源调谐点需要的频率偏移。在一 个特定实施例中，以非交叉方式(in a non - crossing manner)把期望和/ 或现有信号调谐到相互离开，如下面图3所示。类似于216的操作，可以以单个操作或者多个操作执行222的操作。 在前的示例实施例可以包括，例如计算新的频率点，该新的频率点提供必 需的带宽间隔以使期望信号频率位于牵引带宽以及在它们各自的频率点产 生的期望和已存在的频率的范围之外。在后一种方法中可选地，可以执行 重复过程，由此使一个或者两个信号逐渐地相互离开，并且可选地检验结果带宽间隔以确定是否已获得必要的带宽间隔使期望信号位于牵引带宽的 范围之外。在实施例中调谐已存在的频率信号，可以把它的频率源或者从 它的初始频率点调谐，这时继续产生现有信号，或者可以使现有信号无效， 配置频率源以调谐到下个现有频率点，并且在新的频率点产生现有信号。 为连续操作的现有信号使用逐步的调谐方法提供了优点，其中避免了随着 较大的调谐步骤产生的大频率超过效果。图3描述了本发明的示例实施例，其中根据本发明把期望信号重新定 位，以提供与现有频率信号的足够的带宽间隔来避免频率牵引。现有信号 312运行于频率点FE"现有信号频率具有与"M目关的预定的牵引带宽。随 后，接收请求把期望信号322调谐到第一期望频率点Fw，第一频率点Fw 在现有频率的牵引带宽320的范围之内。如上面提到的，牵引带宽通常依 赖于频率源的Q-因素，以及在它和产生最接近信号的频率源之间的间隔。 在一个实施例中所有的频率源基本上呈现出相同的Q-因素和间隔，并且由 此每个频率源基本上会具有相同的牵引带宽。在另 一个本发明的实施例中， 一个或者多个频率源的Q-因素和间隔不同，并且由此一旦确定了调谐(第 二)频率源，就会确定牵引带宽。一接收到调谐到第一期望频率点FP1的请求，但是在信号产生或者调 谐到那里之前，对于Fw是否位于现有信号312的牵引带宽320的范围之 内，出判断(214)。在示出的示例中，Fw位于牵引带宽320的范围之 内，并且上述的过程继续到达216，在此对现有信号312是否由可调频率 源产生M出判断。为了说明，在当前情况下，确定现有信号312是由固 定频率源产生的。于是，调谐过程继续到达218，在此重新定位期望信号 以非交叉方式离开第一频率点Fw到第二期望频率点FP2。在218的调谐操 作进一步包括确定Fp2位于现有信号312的牵引带宽320的范围之外。过 ^f呈继续到222，在此在第二期望频率点Fp2产生期望信号322。可选地，在 218的过程可以重复，由此期望信号以一个或者多个步骤逐渐地离开现有 信号频率。在现有频率源是可调的可选实施例中，每个频率的重新定位距离会更小，因为把现有信号312重新定位到稍高于F^ (同时随着把牵引带宽320 也转移到稍高一点的频率)和把期望信号322转移到稍低于FT1的组合效 果导致达到了必需的具有相对更小的频率移动的带宽间隔。在这样一个系 统的示例实施例中，可以使用可调制系统例如S - △锁相环作为频率源来产 生现有的和期望的信号。在进一步的示例中，以两个或者多个步骤把现有 频率反复调谐到离开期望信号以减少会伴随信号重新定位到它的最终频率 的频率超过效果。应当注意到在本发明的实施例中，期望信号和或现有信号是重新定位 的，频率源可以在把信号重新定位到新频率点期间继续产生它的信号。可 选地，频率源可以被无效，配置成调谐到新频率(例如，更高的频率)， 并且在新频率点激活它的信号。本领域技术人员容易理解，描述的过程可以以硬件、软件、固件或者 只要合适，以这些执行的組合来实现。另外， 一些或者所有的描述的过程 可以以常驻于计算机可读媒介(可擦写磁盘，非永久性或者永久性存储器， 嵌入式处理器等)的计算机可读指令代码实现，指令代码可以操作的用于 来编程其它这样的可编程设备的计算机来实现期望的功能。使用术语"一个，，指一个，或者多于一个由此描述的特征。而且，术 语"耦合，，或者"连接"指相互通信(电子地、机械地、热方式地，根据 具体情况而定)的特征，或者直接地，或者经一个或者多个中间结构或者 物质。参考方法流程图的操作和动作的顺序是示例性的，以及操作和动作 可以以不同顺序进行，也可以两个或者多个操作和动作同时进行。在此结 合提到的所有的出版物、专利、和其它文件的全部内容作为参考。在任何 这样的结合文件和本文件之间的任何不一致的使用范围，以本文件的使用 为准。上述描述是为了说明和描述的目的而提出。但并不是穷尽性的或者把 本发明局限到所公开的详细形式，并且明显地在公开的教导中很多修改和 变化是可能的。选择所述实施例是为了最好地解释本发明的原理和它的实 际应用，由此使其它本领域技术人员能够以各种变化的实施例最好地利用本发明，以及各种修改适合于特定使用期望。本发明的范围由后面的权利 要求限定。
权利要求
1.一种用于在多频率源系统中减轻相位牵引的方法，该方法包括产生包括位于现有频率点的现有信号的第一信号，所述现有信号具有围绕所述现有频率点的预定牵引带宽；接收请求以产生在期望频率点的期望信号，所述期望频率点位于所述现有信号的所述预定牵引带宽之内；把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走；以及在它们相应的频率点产生所述期望信号和所述现有信号。
2. 如权利要求1所述的方法，其中使用固定频率源产生所述现有信号， 以及其中把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走包括把所述期望 信号的所述频率源调谐到离开所述现有信号的新的期望频率点，所述新的 期望频率点位于所述现有信号的所述预定牵引带宽的范围之外。
3. 如权利要求1所述的方法，其中使用可调频率源产生所述现有信号， 以及其中把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走包括把所迷现有 信号的所述频率源调谐到离开所述期望信号频率点的新的现有频率点，由 此一旦把所述现有频率点重新定位到所述新的现有频率点，所述期望频率 点就位于所述现有信号的所述预定牵引带宽的范围之外。
4. 如权利要求1所述的方法，其中使用可调频率源产生所述现有信号， 以及其中把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走包括把所述期望 信号的所述频率源调谐到离开所述现有信号的新的期望频率点。
5. 如权利要求1所述的方法，其中使用可调频率源产生所述现有信号， 以及其中把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走包括把所述期望信号的所述频率源调谐到离开所述现有频率点的新的期望 频率点；和把所述现有信号的所述频率源调谐到离开所述期望频率点的新的现有 频率点。
6. 如 f又利要求5所述的方法，其中调谐所述期望信号的所述频率源包括控制第一锁相环在所述新的期望频率点产生所述期望信号；和其中调谐所述现有信号的所述频率源包括控制第二锁相环在所述新的 现有频率点产生所述现有信号。
7. —种用于在多频率源系统中减轻相位牵引的方法，该方法包括 产生包括位于现有频率点的现有信号的第一信号，所述现有信号具有围绕所述现有频率点的预定牵引带宽；接收请求以产生在期望频率点的期望信号，所述期望频率点位于所述现有信号的所述预定牵引带宽之内；把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走，包括 把所述期望信号沿离开所述现有信号的方向调谐到新的期望频率点；和把所述现有信号沿离开所述期望信号的方向调谐到新的现有信号频率 点；和在它们相应的新的频率点产生所述期望信号和所述现有信号。
8. 如;K利要求7所述的方法，其中把所述期望信号调谐到新的期望频率点包括控制第一锁相环在所 述新的期望频率点产生所述期望信号；和其中把所述现有信号调谐到新的现有频率点包括控制第二锁相环在所 述新的现有频率点产生所述现有信号。
9. 一种用于在多频率源系统中减轻相位牵引的系统，该系统包括 用于产生包括位于现有频率点的现有信号的第 一信号的装置，所述现有信号具有围绕所述现有频率点的预定牵引带宽；用于接收请求以产生在期望频率点的期望信号的装置，所述期望频率点位于所述现有信号的所述预定牵引带宽之内；用于把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走的装置；以及 用于在它们相应的频率点产生所述期望信号和所述现有信号的装置。
10. 如权利要求9所述的系统，其中用于产生第一频率的装置包括固定频率源，以及其中用于把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走 的装置包括用于把所述期望信号的所述频率源调谐到离开所述现有信号的 新的期望频率点的装置，所述新的期望频率点位于所述现有信号的所述预 定牵引带宽的范围之外。
11. 如权利要求9所述的系统，其中用于产生第一频率的装置包括可 调频率源，以及其中用于把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走 的装置包括用于把所述现有信号的所述频率源调谐到离开所述期望信号频 率点的新的现有频率点的装置，由此一旦把所述现有频率点重新定位到所 述新的现有频率点，所述期望频率点就位于所述现有信号的所述预定牵引 带宽的范围之外。
12. 如权利要求9所述的系统，其中用于产生第一频率的装置包括可 调频率源，以及其中用于把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走 的装置包括用于把所述期望信号的所述频率源调谐到离开所述现有信号的 新的期望频率点的装置。
13. 如权利要求9所述的系统，其中用于产生第一频率的装置包括可 调频率源，以及其中用于把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走 的装置包括用于把所述期望信号的所述频率源调谐到离开所述现有频率点的新的期望频率点的装置；和用于把所述现有信号的所述频率源调谐到离开所述期望频率点的新的现有频率点的装置。
14. 如权利要求13所述的系统，其中用于调谐所述期望信号的所述频率源的装置包括第 一锁相环，所述第一锁相环用于在所述新的期望频率点产生所述期望信号；和其中用于调谐所述现有信号的所述频率源的装置包括第二锁相环，所 述第二锁相环用于在所述新的现有频率点产生所述现有信号。
15. —种计算*序产品，常驻于计算机可读媒介，并且用于控制可 编程系统以在多频率源系统中减轻相位牵引，该计算机程序产品包括产生包括位于现有频率点的现有信号的第 一信号的指令代码，所述现有信号具有围绕所述现有频率点的预定牵引带宽；接收请求以产生在期望频率点的期望信号的指令代码，所述期望频率点位于所述现有信号的所述预定牵引带宽之内；把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走的指令代码；以及 在它们相应的频率点产生所述期望信号和所述现有信号的指令代码。
16. 如权利要求15所述的计算机程序产品，其中使用固定频率源产生 所述现有信号，以及其中把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走 的指令代码包括把所述期望信号的所述频率源调谐到离开所述现有信号的 新的期望频率点的指令代码，所述新的期望频率点位于所述现有信号的所 述预定牵引带宽的范围之外。
17. 如权利要求15所述的计算机程序产品，其中使用可调频率源产生 所述现有信号，以及其中把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走 的指令代码包括把所述现有信号的所述频率源调谐到离开所述期望信号频 率点的新的现有频率点的指令代码，由此一旦把所述现有频率点重新定位 到所述新的现有频率点，所述期望频率点就位于所述现有信号的所述预定 牵引带宽的范围之外。
18. 如权利要求15所述的计算机程序产品，其中使用可调频率源产生 所述现有信号，以及其中把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走 的指令代码包括把所述期望信号的所述频率源调谐到离开所述现有信号的 新的期望频率点的指令代码。
19. 如权利要求15所述的计算机程序产品，其中使用可调频率源产生 所述现有信号，以及其中把所述期望频率点从所述预定牵引带宽之内移走 的指令代码包括把所述期望信号的所述频率源调谐到离开所述现有频率点的新的期望 频率点的指令代码；和把所述现有信号的所述频率源调谐到离开所述期望频率点的新的现有 频率点的指令代码。
20.如权利要求19所述的计算机程序产品，其中调谐所述期望信号的所述频率源的指令代码包括控制第 一锁相环 在所述新的期望频率点产生所述期望信号的指令代码；和其中调谐所述现有信号的所述频率源的指令代码包括控制第二锁相环 在所述新的现有频率点产生所述现有信号的指令代码。
全文摘要
一种用于在多频率源系统中减轻相位牵引的方法，该方法包括产生第一信号，该第一信号被称为运行于现有频率点的现有信号，该现有信号具有围绕现有频率点的预定牵引带宽。接收请求以产生在期望频率点的期望信号，该期望频率点位于该现有信号的预定牵引带宽之内。该期望频率从该预定的牵引带宽之内移走，以及在相应的频率点产生期望和现有信号。
文档编号H04J1/00GK101238658SQ200680028226
公开日2008年8月6日 申请日期2006年8月1日 优先权日2005年8月2日
发明者B·比桑提, E·杜维维耶, F·科波拉, G·普乔, L·卡尔皮尼托, M·奥尔德顿, S·斯普里安尼 申请人:射频魔力公司