針對(duì)具有rf電路的系統(tǒng)生成數(shù)字時(shí)鐘的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電路，所述電路用于收發(fā)器、接收器和發(fā)射器中的任一者。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代蜂窩通信系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)迅速傳播，這主要是由三個(gè)因素推動(dòng)的:標(biāo)準(zhǔn)化、成本以及性能。由于可以使用3GPP等組織頒布的通用通信標(biāo)準(zhǔn)，因此制造商能夠針對(duì)全球市場(chǎng)生產(chǎn)單一產(chǎn)品。蜂窩通信的成本較低，主要是因?yàn)楝F(xiàn)代微芯技術(shù)可達(dá)到的功能整合水平較高，以及全球市場(chǎng)的規(guī)模能夠給制造商帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)規(guī)模效益。通過(guò)開(kāi)發(fā)現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)的功能能力，可以獲得蜂窩通信的高性能。
[0003]無(wú)線電收發(fā)器中的功能整合增強(qiáng)，致使無(wú)線電收發(fā)器的模擬功能和數(shù)字功能彼此靠近?，F(xiàn)有技術(shù)中熟知的是，無(wú)線電電路組件之間的物理隔離減少會(huì)引起交互自干擾增加。通常，數(shù)字時(shí)鐘由一系列矩形脈沖組成，并且富含諧波。因此，在數(shù)字時(shí)鐘的諧波頻率下，利用數(shù)字時(shí)鐘的數(shù)字電纜元件進(jìn)行整合時(shí)可以引起射頻(RF)干擾。通常，當(dāng)收發(fā)器試圖以處于或接近收發(fā)器中使用的任何數(shù)字時(shí)鐘的諧波的RF頻率接收低功率信號(hào)時(shí)，收發(fā)器最容易受到這種類型的干擾影響。
[0004]現(xiàn)代蜂窩無(wú)線電收發(fā)器需要在多個(gè)頻帶下操作?，F(xiàn)代收發(fā)器還必須達(dá)到3GPP等標(biāo)準(zhǔn)要求的期望性能水平，因此，現(xiàn)代收發(fā)器必須擁有杰出的數(shù)字信號(hào)處理能力。另外，由于在高級(jí)半導(dǎo)體制造過(guò)程中開(kāi)發(fā)無(wú)線電收發(fā)器比較昂貴并且耗時(shí)，因此，期望無(wú)線電收發(fā)器足夠靈活，從而在一些頻帶下操作，這些頻帶在未來(lái)可能就會(huì)被標(biāo)準(zhǔn)化權(quán)威組織指定為蜂窩頻帶。
[0005]US5, 926，514揭示響應(yīng)于無(wú)線電收發(fā)器的操作頻率的變化而改變無(wú)線電收發(fā)器中的微控制器單元使用的時(shí)鐘信號(hào)。
[0006]US7, 103，342揭示為了在無(wú)線電收發(fā)器的選定操作頻率下將干擾降至最低而改變無(wú)線電收發(fā)器中的微控制器單元使用的時(shí)鐘信號(hào)。
[0007]US6, 898，420揭示使微控制器使用的時(shí)鐘信號(hào)在兩個(gè)可能的頻率之間進(jìn)行切換。
[0008]US7, 676，192揭示一種用于改變裝置的操作頻率以及同地協(xié)作的信號(hào)源的信號(hào)頻率的技術(shù)，從而將該裝置的無(wú)線接口上引入的干擾降至最低。
[0009]但仍然需要一些可以用來(lái)解決無(wú)線電收發(fā)器中的時(shí)鐘諧波干擾的影響的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供無(wú)線電系統(tǒng)的替代電路，尤其是對(duì)時(shí)鐘諧波干擾的免疫力得到增強(qiáng)的用于無(wú)線電系統(tǒng)的收發(fā)器。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電路，所述電路用于收發(fā)器、發(fā)射器以及接收器中的任一者，并且具有RF電路、數(shù)字電路、載波信號(hào)發(fā)生器以及時(shí)鐘發(fā)生器，所述時(shí)鐘發(fā)生器用于生成對(duì)所述數(shù)字電路中的至少一些進(jìn)行計(jì)時(shí)的數(shù)字時(shí)鐘，所述RF電路易受對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行計(jì)時(shí)而產(chǎn)生的諧波影響，所述載波信號(hào)發(fā)生器經(jīng)過(guò)耦合以將載波信號(hào)提供到RF電路，并且時(shí)鐘發(fā)生器經(jīng)過(guò)布置以基于對(duì)載波信號(hào)的頻率進(jìn)行下分頻產(chǎn)生的頻率而獲得數(shù)字時(shí)鐘的頻率，從而對(duì)RF電路的干擾在特定頻率下發(fā)生，所述特定頻率是載波信號(hào)的諧波。
[0012]由于來(lái)自數(shù)字時(shí)鐘的諧波產(chǎn)生的任何干擾都處于特定頻率下，而所述特定頻率是載波的諧波，因此這些干擾可以更易于得到補(bǔ)償，或者可以進(jìn)行布置以具有足夠遠(yuǎn)離RF信號(hào)的有用部分的頻率，從而可以更加容易地被濾出。例如，在接收器或發(fā)射器鏈中，數(shù)字電路可以包含ADC或DAC或數(shù)字處理電路。數(shù)字參考可以包含，例如，離散時(shí)間計(jì)時(shí)模擬。例如，收發(fā)器的實(shí)例用于通信應(yīng)用，但單向無(wú)線電應(yīng)用包含GPS接收器。
[0013]本發(fā)明的實(shí)施例可以具有添加的任何其他特征，或者未要求的任何其他特征。一些此類額外特征在從屬權(quán)利要求中提出并且在下文詳細(xì)描述。
[0014]另一方面提供一種生成數(shù)字時(shí)鐘的對(duì)應(yīng)方法，所述數(shù)字時(shí)鐘用于為與收發(fā)器、發(fā)射器以及接收器中的任一者相關(guān)聯(lián)的數(shù)字電路計(jì)時(shí)，并且所述方法具有以下步驟:生成RF電路的載波信號(hào)，所述RF電路易受對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行計(jì)時(shí)而產(chǎn)生的諧波影響；以及基于對(duì)載波信號(hào)的頻率進(jìn)行下分頻產(chǎn)生的頻率，獲得數(shù)字時(shí)鐘的頻率，從而對(duì)RF電路的干擾在特定頻率下發(fā)生，所述特定頻率是載波信號(hào)的諧波。
[0015]本發(fā)明的實(shí)施例可以提供無(wú)線電通信系統(tǒng)的新穎實(shí)施方案。它的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于涉及同步發(fā)射和接收RF信號(hào)的通信系統(tǒng)而言尤其有用。
[0016]一些額外的特征如下。
[0017]時(shí)鐘發(fā)生器可以具有一個(gè)或多個(gè)可編程分頻器，以生成數(shù)字時(shí)鐘。例如，參考圖3或圖4或圖5，這可以使得數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和操作能夠更加靈活，并且可以進(jìn)行調(diào)諧以降低實(shí)際上的干擾。
[0018]時(shí)鐘發(fā)生器可以具有兩個(gè)或多個(gè)振蕩器，以在不同的載波頻率下生成載波信號(hào)，并且所述時(shí)鐘發(fā)生器可以具有選擇器，以選擇將載波頻率中的哪個(gè)載波頻率用作生成數(shù)字時(shí)鐘的來(lái)源。例如，參考圖5，這樣可以使數(shù)字時(shí)鐘頻率的選擇更加靈活性，并且因此可以改進(jìn)，例如，最大輸出功率與接收器噪音之間的平衡關(guān)系。在一些情況下，振蕩器可以分別用于接收和發(fā)射，或者可以用于針對(duì)接收過(guò)程或發(fā)射過(guò)程的多個(gè)協(xié)議或者標(biāo)準(zhǔn)。由數(shù)字時(shí)鐘計(jì)時(shí)的數(shù)字電路可以包括以下項(xiàng)中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng):針對(duì)接收信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、針對(duì)發(fā)射信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、用于處理接收信號(hào)或發(fā)射信號(hào)的數(shù)字處理電路，以及時(shí)鐘發(fā)生器的數(shù)字部分。
[0019]所述電路可以具有用于生成回落參考頻率的回落振蕩器(fallbackoscillator)，并且時(shí)鐘發(fā)生器可以具有回落選擇器，以在載波頻率不合適時(shí)將回落參考頻率選作生成數(shù)字時(shí)鐘的來(lái)源。例如，參考圖3到圖6，這樣可以幫助提高可靠性，這在難以獲得可靠的載波信號(hào)的情況下，對(duì)IlGHz等較高頻率而言尤其有用。這樣還使得數(shù)字電路能夠更加獨(dú)立，例如，在無(wú)需考慮時(shí)鐘速率就能運(yùn)行軟件的運(yùn)行層的情況下比較有用。
[0020]回落選擇器可以具有用于監(jiān)測(cè)載波信號(hào)的穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)器，并且所述回落選擇器可以是可操作的，以根據(jù)監(jiān)測(cè)器的輸出來(lái)選擇回落參考頻率。例如，參考圖6、圖7和圖8，這可以進(jìn)一步提高時(shí)鐘發(fā)生器的可靠性。
[0021]時(shí)鐘發(fā)生器可以具有控制器，所述控制器用于選擇數(shù)字時(shí)鐘的頻率變化，選擇依據(jù)是由數(shù)字時(shí)鐘計(jì)時(shí)的接收信號(hào)或發(fā)射信號(hào)的數(shù)字處理輸出的質(zhì)量，以及由計(jì)時(shí)引起的干擾。例如，參考圖2、圖12和圖13，這可以有助于使快速數(shù)字處理提高性能與快速數(shù)字時(shí)鐘增加干擾之間取得更好的平衡。
[0022]控制器可以經(jīng)布置以對(duì)相應(yīng)類型的數(shù)字接收器處理所需的數(shù)字時(shí)鐘速率進(jìn)行估計(jì)，以便達(dá)到所接收的信號(hào)的預(yù)定最小信噪比，并且確定由估計(jì)出的數(shù)字時(shí)鐘速率引起的干擾是否在可接受的閾值范圍內(nèi)，這將作為選擇數(shù)字時(shí)鐘的頻率變化的基礎(chǔ)。例如，這在下游處理依賴于給定的最小噪音的情況下比較有用?？梢钥紤]以下情況:對(duì)高階調(diào)制進(jìn)行無(wú)誤差解碼需要來(lái)自收發(fā)器的特定SINAD，以及將時(shí)鐘相關(guān)干擾的SINAD貢獻(xiàn)重新指定為相對(duì)較高，以便提高處理速度。
[0023]所述電路可以具有數(shù)字補(bǔ)償電路，以便基于數(shù)字時(shí)鐘的頻率的變化，對(duì)由數(shù)字時(shí)鐘計(jì)時(shí)的數(shù)字處理電路中的至少一些電路進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償。參考圖15和圖16，這可以有助于將數(shù)字處理設(shè)計(jì)成更加獨(dú)立于時(shí)鐘速率的變化。在一些情況下，數(shù)字補(bǔ)償電路可以包括數(shù)字重新采樣電路，以按照與數(shù)字時(shí)鐘的頻率變化成反比的比率執(zhí)行重新采樣。這允許時(shí)鐘速率與采樣率斷開(kāi)聯(lián)系，從而能夠單獨(dú)對(duì)它們進(jìn)行優(yōu)化，例如，這意味著通過(guò)返回到最佳采樣率可以降低處理需求。
[0024]所述電路可以是集成電路的一部分。這可以通過(guò)更多的集成而降低成本，但是干擾將會(huì)更加嚴(yán)重。所述電路或者集成電路可以是諸如移動(dòng)電話或手持式計(jì)算裝置等移動(dòng)裝置的一部分。
[0025]所述方法可以具有額外步驟，這些額外步驟對(duì)應(yīng)于上文提出的額外特征。可以具有以下步驟:對(duì)一個(gè)或多個(gè)可編程分頻器進(jìn)行編程，以改變數(shù)字時(shí)鐘的頻率。所述方法可以具有以下步驟:在不同的載波頻率下生成兩個(gè)或多個(gè)載波信號(hào)，以及選擇將載波頻率中的哪個(gè)載波頻率用作生成數(shù)字時(shí)鐘的來(lái)源?？梢跃哂幸韵虏襟E:對(duì)相應(yīng)類型的數(shù)字接收器處理所需的數(shù)字時(shí)鐘頻率進(jìn)行估計(jì)，以達(dá)到所接收的信號(hào)的預(yù)定最小信噪比；確定由估計(jì)出的數(shù)字時(shí)鐘頻率引起的干擾是否在可接受的閾值范圍內(nèi)；以及基于這個(gè)確定結(jié)果，選擇數(shù)字時(shí)鐘的頻率變化?？梢跃哂幸韵虏襟E:按照與數(shù)字時(shí)鐘的頻率變化成反比的比率，對(duì)數(shù)字電路所使用的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行重新采樣。另一步驟可以是，補(bǔ)償因?qū)?shù)字電路進(jìn)行計(jì)時(shí)產(chǎn)生諧波而造成對(duì)RF電路的干擾。
[0026]任何額外的特征都可以結(jié)合在一起并且與任何方面相結(jié)合。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員容易了解其他優(yōu)點(diǎn)，尤其是優(yōu)于其他現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)的前提下，可以做出各種變化和修改。因此，應(yīng)清楚地理解，本發(fā)明的形式僅僅是說(shuō)明性的，而并不意圖限制本發(fā)明的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0027]現(xiàn)在將參考附圖通過(guò)實(shí)例來(lái)描述如何將本發(fā)明付諸實(shí)踐，在附圖中:
[0028]圖1示出了對(duì)應(yīng)于已知布局的示意圖，
[0029]圖2示出了根據(jù)第一實(shí)施例的具有電路的收發(fā)器的示意圖，
[0030]圖3、圖4和圖5示出了其他實(shí)施例的時(shí)鐘發(fā)生器和其他部分的示意圖，
[0031]圖6示出了在一些實(shí)施例中使用的回落控制部分(fallback control part)的示意圖，
[0032]圖7不出了時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序的圖表，
[0033]圖8示出了用于在一些實(shí)施例中的進(jìn)入回落模式的步驟，
[0034]圖9和圖10示出了用于在一些實(shí)施例中的離開(kāi)回落模式的步驟，
[0035]圖11示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的對(duì)可編程分頻器進(jìn)行控制的步驟，
[0036]圖12示出了不同時(shí)刻的接收信號(hào)頻譜的圖表，
[0037]圖13示出了發(fā)射信