[發明專利]鎖相回路中的電壓控制振蕩器的動態偏置

無效

• 申請號: 200880112920.5
• 申請日: 2008-10-23
• 公開（公告）號: CN101836363A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 孫博;居坎瓦爾·辛格·薩霍塔;吳越
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H03L7/10
• 分類號: H03L7/10;H03L7/107;H03L7/093;H03L7/08
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉國偉

技術領域

所揭示的實施例涉及本機振蕩器，且更明確地說，涉及RF通信裝置中的本機振蕩器。

背景技術

例如蜂窩式電話等RF通信裝置通常使用本機振蕩器。蜂窩式電話的接收器電路可(例如)使用第一本機振蕩器來產生特定頻率的第一參考信號。改變所述第一參考信號的頻率以將蜂窩式電話的接收器調諧到所要的操作頻率或改變操作頻帶。類似地，蜂窩式電話的發射器電路可使用第二本機振蕩器來產生特定頻率的第二參考信號。改變第二參考信號的頻率以設定蜂窩式電話發射所處的發射頻率。

通常使用稱作鎖相回路(PLL)的電路來實現蜂窩式電話內的此類本機振蕩器。在PLL的控制回路內，電壓控制振蕩器(VCO)產生信號，其頻率由供應到VCO的電壓信號確定。所述VCO所輸出的信號的質量通常依據某些因素(包括組成VCO的組件的大小及VCO的功率消耗)而改變。舉例來說，如果VCO在較高功率下操作，則VCO可將較少相位噪聲引入到VCO輸出信號中。另一方面，如果VCO在較低功率下操作，則VCO可將較多相位噪聲引入到VCO輸出信號中。

可容許的相位噪聲的量并非為恒定的，而是依據許多因素而改變。如果蜂窩式電話接收器正在具有頻率接近于待接收信號的干擾源的環境中操作，則接收器需要VCO輸出信號具有較少相位噪聲。如果不存在干擾源，則對VCO輸出信號質量的要求就較放松。在寬帶碼分多址(WCDMA)通信系統中，例如，蜂窩式電話可在其正在發射的同時進行接收。為了防止正被發射的信號干擾正被接收的信號，需要具有低相位噪聲的接收器VCO輸出信號。在WCDMA系統的其它操作模式中(其中發射器未開啟)，接收器VCO輸出信號具有較多相位噪聲是可接受的。當不存在強干擾源時，較低質量的VCO輸出信號可為足夠的。

蜂窩式電話內的VCO電路可消耗大量功率。在例如蜂窩式電話等移動通信裝置中，延長蜂窩式電話可依靠單次電池充電來操作的時間量是合乎需要的。第7,151,915號美國專利揭示了確定正被接收到RF通信裝置上的信號的信噪比(SNR)。如果發現SNR超過閾值，則降低供應到接收器的VCO的偏置電壓，使得將VCO設定到較低功率消耗模式中。然而，如果發現SNR正隨時間而降級，則增加供應到接收器的VCO的偏置電壓且VCO在較高功率消耗模式中操作。因此，針對所檢測的RF信道條件而將VCO功率消耗設定在其最低可接受電平處或接近其最低可接受電平。

發明內容

本機振蕩器包括鎖相回路。所述鎖相回路包括電壓控制振蕩器(VCO)及新穎的VCO控制電路。所述電壓控制電路可作為數字狀態機、執行指令的數字處理器、模擬電路或以上各項的組合來實現。在一個新穎方面中，將改變所述VCO的功率狀態的指令接收到所述VCO控制電路上。所述指令可由其它電路響應于所檢測的RF信道條件變化(例如，信噪比確定的變化)而發布。

響應于接收到所述指令，所述VCO控制電路輸出逐漸加寬所述PLL的回路帶寬的控制信號。一旦所述PLL的所述回路帶寬已被加寬，所述VCO控制電路便逐漸改變供應到所述VCO的VCO偏置電流，且進而改變所述VCO的功率狀態。在一個實例中，所述VCO的功率消耗有所增加。在另一實例中，所述VCO的功率消耗有所減少。一旦所述VCO的功率狀態已被改變，所述VCO控制電路便將所述PLL的回路帶寬逐漸縮窄回到其原始帶寬。加寬所述PLL回路帶寬、改變所述VCO功率狀態及縮窄所述PLL回路帶寬的整個過程在所述PLL保持鎖定的同時發生。

在一些實例中，用于改變所述VCO的功率狀態的動力并不是接收到所述VCO控制電路上的指令，而是所述動力為所述VCO輸入電壓低于最小下限或高于最大上限。如果所述VCO輸入電壓經檢測為在這些極限中的一者之外，則所述VCO控制電路改變所述VCO功率狀態以將所述VCO輸入電壓移動朝向或移動到所述VCO輸入信號電壓的操作范圍的中心。所述VCO功率狀態在將所述PLL維持于鎖定時改變。所述PLL回路帶寬逐漸被加寬，所述VCO功率逐漸被改變以便使所述VCO輸入電壓居中，且所述PLL回路帶寬逐漸被縮窄回到其原始帶寬。

在一個實例中，所述VCO隨溫度而經特征化以確定VCO輸出信號的頻率如何作為溫度的函數而變化，VCO輸出信號如何作為電源電壓的函數而變化，及VCO輸出信號如何作為VCO偏置電流的函數而變化。在操作中，所述VCO控制信號調整所述VCO偏置電流以補償所檢測的溫度改變及所檢測的電源電壓改變。