[發(fā)明專利]VCO中心頻率調(diào)諧和限制增益變化

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580044950.3
• 申請日: 2005-11-14
• 公開（公告）號: CN101091316A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P·瓦阿納南;P·厄立奧
• 申請（專利權(quán)）人: 諾基亞公司
• 主分類號: H03L7/189
• 分類號: H03L7/189;H03L7/099;H03J7/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 吳立明

相關(guān)申請的優(yōu)先權(quán)和交叉引用?

本申請要求2004年12月30日提交的美國專利申請序列號11/027,563的優(yōu)先權(quán)。?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及對電子設(shè)備的校準(zhǔn)，并且更具體地，涉及對壓控振蕩器的中心頻率的精確調(diào)諧并限制其增益變化。?

背景技術(shù)

傳統(tǒng)上在蜂窩和非蜂窩無線收發(fā)機中使用鎖相環(huán)(PLL)生成本地振蕩器(LO)信號。該環(huán)路的關(guān)鍵部分之一是生成作為LO信號的輸出信號的壓控振蕩器(VCO)。如果在設(shè)計過程中考慮了工序容差，則當(dāng)前的基于硅的集成電路加工工序允許將包括VCO的全部PLL塊集成到一個芯片。這需要在最終產(chǎn)品的生產(chǎn)線上或在設(shè)備開啟的合適時間校準(zhǔn)該容差。?

在無線電應(yīng)用專用集成電路(ASIC)上實現(xiàn)發(fā)射機的傳統(tǒng)方式是使用正交調(diào)制器以產(chǎn)生無線電頻率單邊帶信號。也可通過使用所謂的直接極性變換而生成類似的無線電頻率信號。在這些應(yīng)用中，對VCO控制電壓進行調(diào)制以提供信號相位調(diào)制。可通過例如調(diào)制功率放大器的電源而產(chǎn)生包絡(luò)調(diào)制。具有恰當(dāng)設(shè)計的極性變換減小了發(fā)射機在ASIC上的面積，并減低了功率消耗。另一方面，其對于例如PLL開環(huán)增益變化的單獨的發(fā)射機塊規(guī)格設(shè)置了嚴(yán)格的要求。VCO增益是描述開環(huán)增益的重要參數(shù)。?

在接收機中，可能沒有特別精確地定義PLL開環(huán)增益，但VCO恰恰需要能夠在考慮了特定的設(shè)計安全的一定的調(diào)諧電壓范圍中產(chǎn)?生正確的頻率。然而，如果需要優(yōu)化PLL的穩(wěn)定時間(settling?time)，也可在接收機中使用VCO增益優(yōu)化。?

存在決定集成VCO的設(shè)計問題的兩個方面，其中第一方面是利用集成VCO的所有接收機和發(fā)射機結(jié)構(gòu)所共有的，而第二方面更多涉及極性發(fā)射機結(jié)構(gòu)。?

第一，由于工藝和溫度變化，VCO中心頻率變化多到使得需要對諧振器組進行粗調(diào)以補償該變化。完成該補償最為通用的方式是使用并聯(lián)于諧振器線圈的數(shù)控電容器陣列。也可使用與影響VCO中心頻率的諧振器線圈或其他控制類型串聯(lián)的諧振器調(diào)諧。?

第二，對PLL開環(huán)增益的準(zhǔn)確控制需要控制該環(huán)路的一些參數(shù)。實現(xiàn)該控制的一種方式是使用模數(shù)轉(zhuǎn)換而做出一些測量，并繼而在數(shù)字域中計算出校準(zhǔn)系數(shù)，再將其轉(zhuǎn)換回模擬參數(shù)(例如，電荷泵電流)用于開環(huán)增益調(diào)諧。例如，當(dāng)利用了包含電荷泵、無源環(huán)路濾波器和變?nèi)荻O管控制的VCO的至少一個傳統(tǒng)PLL結(jié)構(gòu)時，要滿足對于在頻率范圍內(nèi)的所有可能條件的極性轉(zhuǎn)換需求，調(diào)諧是必要的。眾所周知，當(dāng)調(diào)諧所需的位更少時，降低了源于設(shè)備失配的轉(zhuǎn)換器設(shè)計非線性問題。在使用中的頻帶之上的VCO增益變化范圍將影響針對DA(數(shù)模)變換設(shè)置的要求，該DA變換補償影響VCO開環(huán)增益的VCO增益誤差。?

存在一些用于粗調(diào)集成VCO的中心頻率的現(xiàn)有方法。然而，沒有一種已知的現(xiàn)有技術(shù)同時處理了VCO增益變化。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于同時對電子設(shè)備(例如，移動電話)的鎖相環(huán)(PLL)的壓控振蕩器的精確的中心頻率進行調(diào)諧并限制其增益變化的方法。?

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種用于同時對鎖相環(huán)(PLL)的壓控振蕩器(VCO)的中心頻率進行調(diào)諧并限制其增益變化的方法，包括下列步驟：向鎖相環(huán)(PLL)的校準(zhǔn)控制模塊提供壓控振蕩器的?VCO輸出信號；向校準(zhǔn)控制模塊提供包含穩(wěn)定的參考頻率的參考頻率信號；以及響應(yīng)于VCO輸出信號和參考頻率信號，由校準(zhǔn)控制模塊根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則生成并向壓控振蕩器提供VCO調(diào)諧電壓信號和校準(zhǔn)信號，以便同時實現(xiàn)對VCO輸出信號的中心頻率進行調(diào)諧并限制壓控振蕩器(VCO)的增益變化。?

進一步，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，可通過根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則分析VCO輸出信號，并可選地通過根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則分析在預(yù)先選擇的過去時間段提供給校準(zhǔn)控制模塊的選擇數(shù)目的先前VCO輸出信號，從而生成VCO調(diào)諧電壓信號和校準(zhǔn)信號，其中預(yù)先選擇的數(shù)目是至少值為一的整數(shù)。再進一步，根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則的分析可包括測量VCO輸出信號和選擇數(shù)目的先前VCO輸出信號的頻率，并基于對VCO輸出信號和先前的VCO輸出信號的頻率的測量以及使用預(yù)定的準(zhǔn)則來計算所述壓控振蕩器(VCO)的增益，并且可選地由校準(zhǔn)控制模塊的控制和算術(shù)塊執(zhí)行分析。?

進一步，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，可向壓控振蕩器的壓控振蕩器核提供VCO調(diào)諧電壓信號，并且可選地，VCO調(diào)諧電壓信號是模擬信號。?

再進一步，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，可向壓控振蕩器的VCO校準(zhǔn)模塊提供校準(zhǔn)信號，其中可選地，校準(zhǔn)信號可以是數(shù)字形式，而VCO校準(zhǔn)塊可以是數(shù)控電容器。?