[發(fā)明專利]使用電壓測量和頻率迭代的VCO增益調諧

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580043965.8
• 申請日: 2005-12-07
• 公開（公告）號: CN101084624A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設計）人: P·瓦阿納南
• 申請（專利權）人: 諾基亞公司
• 主分類號: H03J7/28
• 分類號: H03J7/28;H03L7/099
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 馮譜

有關申請的優(yōu)先權和交叉引用

本申請要求對2004年12月30日提交的美國申請第11/026,560號的優(yōu)先權。

技術領域

本發(fā)明主要地涉及電子設備的校準，并且更具體地涉及使用電壓測量和頻率迭代對壓控振蕩器的增益調諧。

背景技術

鎖相環(huán)(PLL)被傳統(tǒng)地用來在蜂窩和非蜂窩無線電收發(fā)器中生成本地振蕩器(LO)信號。環(huán)路的關鍵部分之一是用來生成輸出信號的壓控振蕩器(VCO)，其中該輸出信號是LO信號。如果在設計過程中考慮到工藝偏差，則當前基于硅的集成電路制造工藝實現(xiàn)了將包括VCO的所有PLL塊集成到一個芯片。這要求在終端產品的生產線中或者在器件接通時的適當時間校準這些偏差。

一種用以在無線電專用集成電路(ASIC)上實施發(fā)送器的傳統(tǒng)方式是使用正交調制器來產生射頻單邊帶信號。也可以通過使用所謂的直接極性轉換來生成類似的射頻信號。在這些應用中，調制VCO控制電壓以提供信號相位調制。可以例如通過調制功率放大器的電源來產生包絡調制。極性轉換以恰當?shù)脑O計來減少發(fā)送器在ASIC上的面積并且降低功率耗散。另一方面，它對單獨發(fā)送器塊規(guī)范如PLL開環(huán)增益變化設置了嚴格要求。VCO增益是描述開環(huán)增益的重要參數(shù)。

在接收器中，PLL開環(huán)增益可以不用這樣精確地加以限定，但VOC卻需能夠在針對特定設計而言視為安全的某一調諧電壓范圍中產生恰當頻率。然而，如果需要優(yōu)化PLL的穩(wěn)定時間，則也可以在接收器中使用VCO增益優(yōu)化。

確定集成VCO的設計問題有兩個方面，其中第一方面對那些利用集成VCO的所有接收器和發(fā)送器架構而言是共有的，而第二方面與極性發(fā)送器架構更加有關。

首先，VCO中心頻率由于工藝和溫度變化而變化得如此之大以至于需要對諧振器組進行一些粗調諧以補償變化。實現(xiàn)這一點的最普遍方式是使用與諧振器線圈并聯(lián)的數(shù)字可控電容陣列。也可以使用與諧振器線圈串聯(lián)的諧振器調諧或者影響VCO中心頻率的任何其它控制類型。

其次，PLL開環(huán)增益的準確控制要求對環(huán)路的數(shù)個參數(shù)進行控制。一種實施該控制的方式是使用模擬到數(shù)字轉換來進行一些測量，然后在數(shù)字域中計算校準系數(shù)并且將它們轉換回成模擬參數(shù)(例如電荷泵電流)以供開環(huán)增益調諧。例如當至少使用了包含電荷泵、無源環(huán)路濾波器和變容器控制的VCO的傳統(tǒng)PLL架構時，該調諧有必要對于頻率范圍中所有可能狀況滿足極性轉換要求。眾所周知，當需要較少的位用于調諧時，這減少了由于器件不匹配而導致的轉換器設計非線性問題。所用頻率頻帶中的VCO增益變化范圍將影響對于DA(數(shù)字到模擬)轉換所設置的要求，該DA轉換補償了對VCO開環(huán)增益的VCO增益誤差影響。

現(xiàn)有數(shù)種方法用于粗調諧集成VCO的中心頻率。然而，已知的現(xiàn)有技術方法都沒有同時處理VCO增益變化。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種用于使用電壓測量和頻率迭代對電子設備(例如移動電話)的鎖相環(huán)(PLL)的壓控振蕩器進行增益調諧的方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種用于鎖相環(huán)(PLL)的壓控振蕩器(VCO)的增益調諧的方法，包括如下步驟：向鎖相環(huán)(PLL)的相位檢測器模塊提供壓控振蕩器的VCO輸出信號，其中可選地按照分頻器控制信號所確定的可調數(shù)目對VCO輸出信號的頻率進行分頻，由此生成分頻的VCO輸出信號；向相位檢測器模塊提供包含穩(wěn)定基準頻率的基準頻率信號，該穩(wěn)定基準頻率與VCO輸出信號的頻率相對應或者可選地與按照可調數(shù)目而分頻的頻率相對應；由相位檢測器模塊響應于VCO輸出信號或者分頻的VCO輸出信號、另外響應于基準頻率信號、以及可選地響應于分頻器控制信號來生成PD誤差信號，其中PD誤差信號是VCO調諧電壓信號，或者VCO調諧電壓信號通過對PD誤差信號進行低通濾波來生成；由校準控制模塊根據(jù)預定標準響應于VCO調諧電壓信號來生成校準信號和分頻器控制信號；以及向壓控振蕩器提供VCO調諧電壓信號和校準信號以便根據(jù)預定標準來實施壓控振蕩器(VCO)的VCO輸出信號的增益調諧。

另外根據(jù)本發(fā)明的第一方面，可以通過根據(jù)預定標準分析VCO輸出信號并且可選地通過根據(jù)預定標準分析在預選的過往時間段中向校準控制模塊提供的所選數(shù)目的先前VCO輸出信號來生成VCO調諧電壓信號和校準信號，其中預選數(shù)目是至少值為一的整數(shù)。另外，基于預定標準的分析可以包含按照迭代步長來改變頻率以及可選地計算迭代步長，以及包含測量壓控振蕩器(VCO)在按照迭代步長而改變的頻率處的增益，而該分析可以可選地由校準控制模塊來執(zhí)行。