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谐振电路温度补偿

阅读:326发布:2020-05-12

专利汇可以提供谐振电路温度补偿专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本公开的特定方面提供了用于 谐振 电路 的 温度 依赖性调整的方法和装置,诸如在压控 振荡器 (VCO)中找到。这种调整可以通过努 力 补偿由于温度变化引起的 谐振电路 的 频率 偏移来执行。用于谐振电路的温度依赖性调整的一种示例性调整电路通常包括至少一个变抗器以及 半导体 器件的两个集合,被配置为基于半导体器件的 环境温度 在至少一个变抗器两端施加差分调整 电压 以调整至少一个变抗器的电容,其中半导体器件的集合中的每个器件均具有温度依赖性结,并且其中配置半导体器件的两个集合,使得半导体器件的两个集合中的温度依赖性结的电压变化被添加到差分调整电压中。,下面是谐振电路温度补偿专利的具体信息内容。

1.一种用于谐振电路温度依赖性调整的调整电路,包括:
至少一个变抗器,具有第一端子和第二端子;
一个或多个半导体器件的第一集合,与所述第一端子连接,并且被配置为生成第一调整电压;以及
一个或多个半导体器件的第二集合,与所述第二端子连接,并且被配置为生成第二调整电压,其中:
半导体器件的所述第一集合和所述第二集合中的每个器件均具有温度依赖性结;
所述第一调整电压和所述第二调整电压是基于分别影响半导体器件的所述第一集合和所述第二集合中的每个器件的所述温度依赖性结的环境温度
基于所述第一调整电压和所述第二调整电压之间的差的差分调整电压被施加至所述第一端子和所述第二端子,以调整所述至少一个变抗器的电容;并且
由于影响半导体器件的所述第一集合和所述第二集合中的所述温度依赖性结的所述环境温度的变化而引起的电压变化被添加到所述差分调整电压中。
2.根据权利要求1所述的调整电路,其中半导体器件的所述第一集合和所述第二集合分别与所述至少一个变抗器的所述第一端子和所述第二端子连接,在所述第一集合和所述第二集合与所述第一端子和所述第二端子之间不连接放大器滤波器
3.根据权利要求1所述的调整电路,其中半导体器件的每个集合均包括一个或多个二极管连接的双极结晶体管(BJT)。
4.根据权利要求1所述的调整电路,还包括一个或多个缩放电路,所述一个或多个缩放电路分别连接在半导体器件的所述第一集合和所述第二集合与所述第一端子和所述第二端子之间,并且被配置为缩放所述差分调整电压的幅度,其中缩放的所述差分调整电压被施加至所述第一端子和所述第二端子。
5.根据权利要求1所述的调整电路,其中:
所述至少一个变抗器包括与第二变抗器串联连接的第一变抗器;
半导体器件的所述第一集合和所述第二集合被配置为在所述第一变抗器两端和所述第二变抗器两端施加所述差分调整电压;并且
所述第一变抗器的阳极与所述第二变抗器的阳极连接。
6.根据权利要求5所述的调整电路,还包括:
第一阻抗,与所述第一变抗器的阴极连接;以及
第二阻抗,与所述第二变抗器的阴极连接,其中所述调整电路被配置为将所述差分调整电压从所述第一变抗器的阳极施加到所述第一阻抗并且从所述第二变抗器的阳极施加到所述第二阻抗。
7.根据权利要求1所述的调整电路,其中所述至少一个变抗器的电容与施加到所述第一端子和所述第二端子的所述差分调整电压的平方根成反比。
8.根据权利要求1所述的调整电路,还包括:
偏置电压源,被配置为偏置半导体器件的所述第一集合和所述第二集合;
第一阻抗,连接在所述偏置电压源与半导体器件的所述第一集合之间,其中半导体器件的所述第一集合与用于所述偏置电压源的参考电位连接;以及
第二阻抗,连接在半导体器件的所述第二集合与所述参考电位之间,其中半导体器件的所述第二集合与所述偏置电压源连接。
9.根据权利要求1所述的调整电路,其中半导体器件的每个集合均包括串联连接的一个或多个二极管,每个二极管均具有负温度系数,并且其中半导体器件的所述第一集合和所述第二集合被配置为使得由于半导体器件的所述第一集合和所述第二集合中的一个或多个二极管的所述负温度系数而引起的电压变化被添加到所述差分调整电压中。
10.根据权利要求1所述的调整电路,还包括一个或多个电平偏移电路,所述一个或多个电平偏移电路分别连接在半导体器件的所述第一集合和所述第二集合与所述第一端子和所述第二端子之间,并且被配置为电平偏移所述差分调整电压,其中电平偏移后的所述差分调整电压被施加至所述第一端子和所述第二端子。
11.一种用于谐振电路的温度依赖性调整的方法,包括:
基于半导体器件的两个集合的环境温度生成差分调整电压,其中所述半导体器件的集合中的每个器件均具有温度依赖性结,并且其中所述半导体器件的两个集合被配置为使得来自所述半导体器件的两个集合的温度依赖性结的效果被组合到所述差分调整电压中;以及
通过在至少一个变抗器两端施加所述差分调整电压,调整设置在与所述谐振电路并联连接的信号路径中的所述至少一个变抗器的电容。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括使用所述谐振电路生成周期信号,其中所述周期信号具有包括负温度系数的频率
13.根据权利要求12所述的方法,其中调整所述至少一个变抗器的电容减小了所述频率的所述负温度系数的幅度。
14.根据权利要求12所述的方法,其中随着所述半导体器件的两个集合的所述环境温度的增加:
所述温度依赖性结的结电压被配置为减小;
所述差分调整电压被配置为增加;
所述至少一个变抗器的电容被配置为减小;
与所述谐振电路并联连接的所述信号路径的总电容被配置为减小;并且与在所述环境温度下不具有所述信号路径的所述谐振电路相比,所述周期信号的所述频率被配置为增加。
15.根据权利要求11所述的方法,其中半导体器件的每个集合均包括一个或多个二极管。
16.根据权利要求11所述的方法,还包括:在所述至少一个变抗器两端施加所述差分调整电压之前,对生成的所述差分调整电压的幅度进行电压偏移或者缩放中的至少一个操作。
17.根据权利要求11所述的方法,还包括:使用偏置电压源偏置所述半导体器件的两个集合。
18.一种用于谐振电路的温度依赖性调整的调整电路,包括:
至少一个变抗器,具有第一端子和第二端子;
偏置电路,与所述第一端子连接,并且被配置为生成用于施加至所述第一端子的偏置电压;以及
一个或多个半导体器件的集合,与所述第二端子连接,并且被配置为基于所述一个或多个半导体器件的环境温度生成用于施加至所述第二端子的调整电压,以调整所述至少一个变抗器的电容,其中所述半导体器件的集合中的每个器件均具有温度依赖性结。
19.根据权利要求18所述的调整电路,其中所述半导体器件的集合与所述第二端子连接,在所述半导体器件的集合与所述第二端子之间不连接放大器或滤波器。
20.根据权利要求18所述的调整电路,其中所述半导体器件的集合包括一个或多个二极管连接的n沟道金属化物半导体(NMOS)晶体管。
21.根据权利要求18所述的调整电路,还包括缩放电路,所述缩放电路连接在所述半导体器件的集合与所述第二端子之间,并且被配置为缩放所述调整电压的幅度,其中缩放的所述调整电压被施加至所述第二端子。
22.根据权利要求18所述的调整电路,其中:
所述至少一个变抗器包括与第二变抗器串联连接的第一变抗器;
所述半导体器件的集合被配置为生成用于施加至所述第一变抗器的第二端子和所述第二变抗器的第二端子的调整电压;
所述偏置电路被配置为生成用于施加至所述第一变抗器的第一端子和所述第二变抗器的第一端子的所述偏置电压;
所述第一变抗器的第一端子包括所述第一变抗器的阳极;
所述第一变抗器的第一端子与所述第二变抗器的第一端子连接;并且
所述第二变抗器的第一端子包括所述第二变抗器的阳极。
23.根据权利要求22所述的调整电路,还包括:
第一阻抗,与所述第一变抗器的第二端子连接,其中所述第一变抗器的第二端子包括所述第一变抗器的阴极;以及
第二阻抗,与所述第二变抗器的第二端子连接,其中所述第二变抗器的第二端子包括所述第二变抗器的阴极,并且其中所述半导体器件的集合被配置为向所述第一阻抗和所述第二阻抗施加所述调整电压。
24.根据权利要求18所述的调整电路,其中所述至少一个变抗器的电容与在所述偏置电压与所述至少一个变抗器两端施加的所述调整电压之间的压差的平方根成反比。
25.根据权利要求18所述的调整电路,还包括偏置电压源,所述偏置电压源被配置为偏置所述偏置电路或者所述半导体器件的集合中的至少一个,其中所述偏置电路包括:
第一阻抗,连接在所述偏置电压源和所述第一端子之间;以及
第二阻抗,连接在所述第一端子和用于所述偏置电压源的参考电位之间。
26.根据权利要求18所述的调整电路,还包括电平偏移电路,所述电平偏移电路连接在所述半导体器件的集合和所述第二端子之间,并且被配置为电平偏移所述调整电压,其中电平偏移的所述调整电压被施加至所述第二端子。
27.一种用于谐振电路的温度依赖性调整的方法,包括:
生成偏置电压;
基于一个或多个半导体器件的集合的环境温度生成调整电压,其中所述半导体器件的集合中的每个器件均具有温度依赖性结;以及
通过基于所述偏置电压和所述调整电压在至少一个变抗器两端施加压差来调整设置在与所述谐振电路并联连接的信号路径中的所述至少一个变抗器的电容。
28.根据权利要求27所述的方法,还包括使用所述谐振电路生成周期信号,其中所述周期信号具有包括负温度系数的频率,并且其中随着所述半导体器件的集合的所述环境温度的增加:
所述温度依赖性结的结电压被配置为减小;
所述压差被配置为增加;
所述至少一个变抗器的电容被配置为减小;
所述调整电压被配置为减小使得所述压差被配置为增加;
与所述谐振电路并联连接的所述信号路径的总电容被配置为减小;并且与在所述环境温度下不具有所述信号路径的所述谐振电路相比,所述周期信号的所述频率被配置为增加。
29.根据权利要求27所述的方法,还包括:在所述至少一个变抗器两端施加所述压差之前,对所述调整电压的幅度进行电平偏移或者缩放中的至少一个操作。
30.根据权利要求27所述的方法,还包括使用偏置电压源偏置所述半导体器件的集合,其中生成所述偏置电压包括使用可调分压器来划分所述偏置电压源。

说明书全文

谐振电路温度补偿

[0001] 在35U.S.C.§119下要求优先权
[0002] 本申请要求2015年9月21日提交的美国申请第14/860,027号的优先权,其内容结合于此作为参考。

技术领域

[0003] 本公开的特定方面总体上涉及电子电路,并且更具体地,涉及谐振电路的温度依赖性调整,诸如在压控振荡器(VCO)中发现的。

背景技术

[0004] 无线通信网络被广泛用于提供各种通信服务,诸如电话、视频、数据、消息、广播等。这种网络(通常为多路接入网络)通过共享可用网络资源来为多个用户支持通信。例如,一个网络可以是WLAN(无线局域网)或3G(第三代移动电话标准和技术)系统,它们可以经由各种3G无线电接入技术(RAT)中的任何一种来提供网络服务,这些3G RAT技术包括EVDO(演进数据最优化)、1xRTT(1倍无线电传输技术,或简单地称为1x)、W-CDMA(宽带码分多址接入)、UMTS-TDD(通用移动通讯系统-时分复用)、HSPA(高速封包存取)、GPRS(通用分组无线业务)或EDGE(增强数据传输全球演进)。3G网络是广域蜂窝电话网络,其被进化为除了语音电话之外还结合高速互联网接入和视频技术。此外,3G网络可以比其他网络系统更具实并且提供更大的覆盖面积。这种多路接入网络还可以包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波FDMA(SC-FDMA)网络、第三代合作伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)网络和长期演进高级(LTE-A)网络。
[0005] 无线通信网络可以包括多个基站,它们可以为多个移动站支持通信。移动站(MS)可以经由下行链路和上行链路与基站(BS)通信。下行链路(或正向链路)是指从基站到移动站的通信链路,而上行链路(或反向链路)是指从移动站到基站的通信链路。基站可以在下行链路上向移动站传输数据和控制信息,和/或可以在上行链路上接收来自移动站的数据和控制信息。发明内容
[0006] 本公开的特定方面总的来说涉及谐振电路的温度依赖性调整。可以努力补偿由于温度变化而引起的谐振电路的频率偏移来执行这种调整。
[0007] 本公开的特定方面提供了一种用于谐振电路的温度依赖性调整的调整电路。该调整电路一般来说包括:至少一个变抗器,具有第一端子和第二端子;一个或多个半导体器件的第一集合,与第一端子连接,并且被配置为生成第一调整电压;以及一个或多个半导体器件的第二集合,与第二端子连接,并且被配置为生成第二调整电压,其中:半导体器件的第一集合和第二集合中的每个器件均具有温度依赖性结;第一和第二调整电压是基于分别影响半导体器件的第一和第二集合中的每个器件的温度依赖性结的环境温度;基于第一和第二调整电压之间的差的差分调整电压被施加至第一端子和第二端子,以调整至少一个变抗器的电容;并且由于影响半导体器件的第一和第二集合中的每个器件的温度依赖性结的环境温度的变化而引起的电压变化被添加到差分调整电压中。
[0008] 根据特定方面,没有放大器连接在半导体器件的集合和至少一个变抗器之间。换句话说,半导体器件的第一和第二集合分别与至少一个变抗器的第一和第二端子连接,在它们之间不连接放大器。对于特定方面,半导体器件的第一和第二集合分别与至少一个变抗器的第一和第二端子连接,在它们之间不连接滤波器
[0009] 根据特定方面,半导体器件的每个集合均包括一个或多个串联连接的二极管。对于其他方面,半导体器件的每个集合均包括一个或多个二极管连接的晶体管。例如,二极管连接的晶体管可以包括二极管连接的n沟道金属化物半导体(NMOS)晶体管或二极管连接的双极结晶体管(BJT)(也称为“BJT二极管”)。
[0010] 根据特定方面,半导体器件的第一和第二集合中的每个器件均具有负温度系数。
[0011] 根据特定方面,调整电路还包括一个或多个缩放电路,一个或多个缩放电路分别连接在半导体器件的第一和第二集合与第一和第二端子之间。根据特定方面,缩放电路被配置为缩放差分调整电压的幅度,其中缩放的差分调整电压被施加至第一和第二端子。
[0012] 根据特定方面,至少一个变抗器包括与第二变抗器串联连接的第一变抗器。在这种情况下,半导体器件的第一集合和第二集合可配置为在第一变抗器两端和第二变抗器两端施加差分调整电压。第一变抗器的阳极可与第二变抗器的阳极连接。对于特定方面,调整电路还包括:第一阻抗,与第一变抗器的阴极连接;以及第二阻抗,与第二变抗器的阴极连接,其中调整电路被配置为将差分调整电压从第一变抗器的阳极施加到第一阻抗并且从第二变抗器的阳极施加到第二阻抗。
[0013] 根据特定方面,至少一个变抗器的电容与施加到第一端子和第二端子的差分调整电压的平方根成反比。
[0014] 根据特定方面,调整电路还包括:偏置电压源,被配置为偏置半导体器件的第一集合和第二集合。对于特定方面,调整电路还包括:第一阻抗,连接在偏置电压源与半导体器件的第一集合之间,其中半导体器件的第一集合与用于偏置电压源的参考电位连接;以及第二阻抗,连接在半导体器件的第二集合与参考电位之间,其中半导体器件的第二集合与所述偏置电压源连接。
[0015] 根据特定方面,调整电路还包括与至少一个变抗器串联连接的一个或多个固定电容器。
[0016] 根据特定方面,半导体器件的每个集合均包括串联连接的一个或多个二极管,每个二极管均具有负温度系数。在这种情况下,半导体器件的第一和第二集合可配置为使得由于半导体器件的第一和第二集合中的一个或多个二极管的负温度系数而引起的电压变化被添加到差分调整电压中。
[0017] 根据特定方面,调整电路还包括一个或多个电平偏移电路,一个或多个电平偏移电路分别连接在半导体器件的第一和第二集合与第一和第二端子之间。对于特定方面,一个或多个电平偏移电路被配置为电平偏移差分调整电压,其中电平偏移后的差分调整电压被施加至第一和第二端子。
[0018] 本公开的特定方面提供了一种用于谐振电路的温度依赖性调整的方法。该方法一般包括:基于半导体器件的两个集合的环境温度生成差分调整电压,其中半导体器件的两个集合中的每个器件均具有温度依赖性结,并且其中半导体器件的两个集合被配置为使得来自半导体器件的两个集合的温度依赖性结的效果被组合到差分调整电压中;以及通过在至少一个变抗器两端施加差分调整电压,调整设置在与谐振电路并联连接的信号路径中的至少一个变抗器的电容。
[0019] 本公开的特定方面提供了一种用于谐振电路的温度依赖性调整的设备。该设备一般包括:用于基于半导体器件的两个集合的环境温度生成差分调整电压的装置,其中半导体器件的集合中的每个器件均具有温度依赖性结,并且半导体器件的两个集合被配置为使得来自半导体器件的两个集合的温度依赖性结的效果被组合到差分调整电压中;以及用于通过在至少一个变抗器两端施加差分调整电压来调整设置在与谐振电路并联连接的信号路径中的至少一个变抗器的电容的装置。
[0020] 本公开的特定方面提供了一种用于谐振电路的温度依赖性调整的调整电路。调整电路一般包括:至少一个变抗器,具有第一端子和第二端子;偏置电路,与第一端子连接,并且被配置为生成用于施加至第一端子的偏置电压;以及一个或多个半导体器件的集合,与第二端子连接,并且被配置为基于一个或多个半导体器件的环境温度生成用于施加至第二端子的调整电压,以调整至少一个变抗器的电容,其中半导体器件的集合中的每个器件均具有温度依赖性结。
[0021] 根据特定方面,半导体器件的集合与第二端子连接,在它们之间不连接放大器。对于特定方面,半导体器件的集合与第二端子连接,在它们之间不连接滤波器。
[0022] 根据特定方面,半导体器件的集合包括串联连接的一个或多个二极管。对于特定方面,半导体器件的集合包括一个或多个二极管连接的晶体管,其例如可以是NMOS晶体管或BJT。
[0023] 根据特定方面,半导体器件的集合中的每个器件均具有负温度系数。
[0024] 根据特定方面,调整电路还包括连接在半导体器件的集合与第二端子之间的缩放电路。对于特定方面,缩放电路被配置为缩放调整电压的幅度,其中缩放后的调整电压被施加至第二端子。
[0025] 根据特定方面,至少一个变抗器包括与第二变抗器串联连接的第一变抗器。对于特定方面,半导体器件的集合被配置为生成用于施加至第一变抗器的第二端子和第二变抗器的第二端子的调整电压。对于特定方面,偏置电路被配置为生成用于施加至第一变抗器的第一端子和第二变抗器的第一端子的偏置电压。对于特定方面,第一变抗器的第一端子包括第一变抗器的阳极,第一变抗器的第一端子与第二变抗器的第一端子连接,并且第二变抗器的第一端子包括第二变抗器的阳极。对于特定方面,第一阻抗与第一变抗器的第二端子连接,第一变抗器的第二端子包括第一变抗器的阴极,并且第二阻抗与第二变抗器的第二端子连接。对于特定方面,第二变抗器的第二端子包括第二变抗器的阴极。对于特定方面,半导体器件的集合被配置为向第一阻抗和第二阻抗施加调整电压。
[0026] 根据特定方面,至少一个变抗器的电容与偏置电压与在至少一个变抗器两端施加的调整电压之间的压差的平方根成反比。
[0027] 根据特定方面,调整电路还包括偏置电压源,偏置电压源被配置为偏置所述偏置电路或者半导体器件的集合中的至少一个。
[0028] 根据特定方面,偏置电路包括:第一阻抗,连接在偏置电压源和第一端子之间;以及第二阻抗,连接在第一端子和用于偏置电压源的参考电位之间。所述第一阻抗或所述第二阻抗中的至少一个可针对特定方面调整。对于特定方面,调整电路还包括连接在偏置电压源和半导体器件的集合之间的第三阻抗。在这种情况下,半导体器件的集合可以与用于偏置电压源的参考电位连接。
[0029] 根据特定方面,调整电路还包括与至少一个变抗器串联的一个或多个固定电容器。
[0030] 根据特定方面,调整电路还包括连接在半导体器件的集合和第二端子之间的电平偏移电路。对于特定方面,电平偏移电路被配置为电平偏移调整电压,其中电平偏移后的调整电压被施加至第二端子。
[0031] 本公开的特定方面提供了一种用于谐振电路的温度依赖性调整的方法。该方法一般包括:生成偏置电压;基于一个或多个半导体器件的集合的环境温度生成调整电压,其中半导体器件的集合中的每个器件均具有温度依赖性结;以及通过基于偏置电压和调整电压在至少一个变抗器两端施加压差来调整设置在与谐振电路并联连接的信号路径中的至少一个变抗器的电容。
[0032] 本公开的特定方面提供了一种用于谐振电路的温度依赖性调整的设备。该设备一般包括:用于生成偏置电压的装置;用于基于半导体器件的集合的环境温度生成调整电路的装置,其中半导体器件的集合中的每个器件均具有温度依赖性结;以及用于通过基于偏置电压和调整电压在至少一个变抗器两端施加压差来调整设置在与谐振电路并联连接的信号路径中的至少一个变抗器的电容的装置。
[0033] 本公开的特定方面提供了一种压控振荡器,其一般包括谐振电路、积极消极跨导以及与谐振电路连接的偏置电路,并且本文描述的任何调整电路与谐振电路连接。附图说明
[0034] 因此,可以通过参考附图中示出一些的方面实现可以详细理解本公开的上述特征的方式、更加具体的描述、上面的简要总结。然而,应注意,附图仅示出了本公开的特定典型方面,因此不被考虑限制其范围,说明书可以包括其他等效的有效方面。
[0035] 图1是根据本公开的特定方面的示例性无线通信网络的示图。
[0036] 图2是根据本公开的特定方面的示例性接入点(AP)和示例性用户终端的框图
[0037] 图3是根据本公开的特定方面的示例性收发器前端的框图。
[0038] 图4是根据本公开的特定方面的具有温度依赖性调整电路的示例性压控振荡器(VCO)的示意图,该温度依赖性调整电路利用以差分配置连接的一对二极管来实现。
[0039] 图5是根据本公开的特定方面的具有温度依赖性调整电路的示例性VCO的示意图,该温度依赖性调整电路利用二极管的堆叠代替图4中的每个二极管来实现。
[0040] 图6是根据本公开的特定方面的具有温度依赖性调整电路的示例性VCO的示意图,该温度依赖性调整电路利用n沟道金属氧化物半导体(NMOS)二极管的堆叠连接的晶体管代替图4中的每个二极管来实现。
[0041] 图7是根据本公开的特定方面的示出在具有和不具有温度补偿电路的VCO中作为温度的函数的VCO频率的示例性曲线图。
[0042] 图8是示出根据本公开的特定方面的VCO振荡频率和VCO调谐电压之间的示例性关系的示例性温度依赖性变化的曲线图。
[0043] 图9是根据本公开的特定方面的用于谐振电路的温度调整的示例性操作的流程图
[0044] 图10A和图10B是根据本公开的特定方面的具有温度依赖性调整电路的示例性VCO的示意图,该温度依赖性调整电路利用一个分支中的偏置电路以及另一分支中具有温度依赖性结的半导体器件的集合来实现。
[0045] 图11是根据本公开的特定方面的用于谐振电路的温度调整的示例性操作的流程图。

具体实施方式

[0046] 本公开的特定方面总体上涉及谐振电路(也已知为储能电路、电感器-电容器(LC)电路或调谐电路)的温度依赖性调整,诸如在压控振荡器(VCO)中发现的。根据特定方面,以差分配置连接的具有温度依赖性结(例如,二极管或二极管连接的晶体管)的半导体器件的两个集合被添加至VCO电路,以在与VCO的谐振电路连接的至少一个变抗器两端生成差分DC电压。随着温度上升,每个半导体器件两端的正向压降可以利用特定的温度系统减小。施加于至少一个变抗器的这种DC电压变化可以改变谐振电路的有效电容,使得可以有效地补偿(或者至少减小)随温度的VCO频率偏移
[0047] 以下结合附图更加完整地描述本公开的各个方面。然而,本公开可以许多不同的形式来实施,并且不应该构建为限于本公开中呈现的任何特定结构或功能。相反,提供这些方面以使本公开将更加完整全面,并且将完全将本公开的范围传递给本领域技术人员。基于本文的教导,本领域技术人员应该理解,本公开的范围用于覆盖本文公开的任何方面,无论是独立地实施还是与本公开的任何其他方面结合地实施。例如,可以实施一种装置,或者可以使用本文阐述的任何数量的方面来实践一种方法。此外,本公开的范围用于覆盖这些装置或方法,其使用除本文阐述的本公开各个方面之外的其他结构、功能或者结构和功能来实践。应该理解,本文公开的任何方面可以通过权利要求的一个或多个要素来实施。
[0048] 本文使用的词语“示例性”表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何方面不是必须构建为相对于其他方面是优选或有利的。
[0049] 本文描述的技术可结合各种无线技术来使用,无线技术诸如码分多址(CDMA)、正交频分多址(OFDMA)、时分多址(TDMA)、空分多址(SDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)、时分同步码分多址(TD-SCDMA)等。多用户终端可以同时经由不同的(1)用于CDMA的正交码通道、(2)用于TDMA的时隙或(3)用于OFDM的子带来发射/接收数据。CDMA系统可以实施IS-2000、IS-95、IS-856、带宽-CDMA(W-CDMA)或一些其他标准。OFDM系统可以实施电气与电子工程师协会(IEEE)802.11、IEEE 802.16、长期演进(LTE)(例如,TDD和/或FDD模式)或者一些其他标准。TDMA系统可以实施全球移动通信系统(GSM)或一些其他标准。这些各种标准在本领域是已知的。本文描述的技术还可以使用射频(RF)技术在任何各种其他适当的无线技术中实施,包括全球导航卫星系统(GNSS)、蓝牙、IEEE 802.15(无线个人局域网(WPAN))、近场通信(NFC)、小基站、频率调制(FM)等。
[0050] 尽管本文描述了具体方面,但这些方面的许多变形和置换落入本公开的范围。尽管提到了优选方面的一些优势和优点,但本公开的范围不限于特定的好处、使用或目标。相反,本公开的方面用于广泛地应用于不同的技术、系统配置、网络和协议,它们中的一些在附图和以下特定方面的描述中通过示例来说明。详细描述和附图仅仅是本公开的说明而非限制。
[0051] 示例性无线系统
[0052] 图1示出了具有接入点110和用户终端120的无线通信系统100,它们中的任何一个可包括或使用本公开的方面。为了简化,在图1中仅示出了一个接入点110。接入点(AP)通常是固定站,其与用户终端通信并且还可以被称为基站(BS)、演进节点B(eNB)或一些其他终端。用户终端(UT)可以是固定或移动的,并且还可以被称为移动站(MS)、接入终端、用户设备(UE)、站(STA)、客户端、无线设备或者一些其他终端。用户终端可以是无线设备,诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持设备、无线调制解调器、膝上型计算机、个人计算机等。
[0053] 接入点110可以在下行链路和上行链路上在任何给定时刻与一个或多个用户终端120通信。下行链路(即,正向链路)是从接入点到用户终端的通信链路,而上行链路(即,反向链路)是从用户终端到接入点的通信链路。用户终端还可以与另一用户终端对等通信。系统控制器130耦合至接入点并为接入点提供协调和控制。
[0054] 系统100采用多个发射天线和多个接收天线,用于下行链路和上行链路上的数据传输。接入点110可装备有数量Nap个天线以实现用于下行链路传输的发射分集和/或用于上行链路传输的接收分集。所选用户终端120的集合Nu可以接收下行链路传输并发射上行链路传输。每个所选用户终端都向接入点发射用户专用数据和/或接收来自接入点的用户专用数据。一般地,每个所选用户终端都可以装备有一个或多个天线(即,Nut≥1)。Nu个所选用户终端可以具有相同或不同数量的天线。
[0055] 无线系统100可以是时分复用(TDD)系统或频分复用(FDD)系统。对于TDD系统来说,下行链路和上行链路共享相同的频带。对于FDD系统来说,下行链路和上行链路使用不同的频带。系统100还可以利用单载波或多载波来用于传输。每个用户终端120都可以装备有单个天线(例如,为了保持低成本)或多个天线(例如,可以支持附加成本)。
[0056] 接入点110和/或用户终端120可以包括一个或多个频率合成器以生成用于信号发射和/或接收的振荡信号。每个频率合成器都可以包括一个或多个被配置为在特定频率处生成振荡信号的压控振荡器(VCO)。在用温度努力补偿(或至少减小)VCO的频率偏移中,根据本公开的特定方面,VCO可以包括温度依赖性调整电路。
[0057] 图2示出了无线系统100中的接入点110以及两个用户终端120m和120x的框图。接入点110装备有Nap个天线224a至224ap。用户终端120m装备有Nut,m个天线252ma至252mu,以及用户终端120x装备有Nut,x个天线252xa至252xu。接入点110是用于下行链路的发射实体以及用于上行链路的接收实体。每个用户终端120都是用于上行链路的发射实体和用于下行链路的接收实体。如本文所使用的,“发射实体”是独立操作的装置或者设备,其能够经由频率通道发射数据;而“接收实体”是独立操作的装置或者设备,其能够经由频率通道接收数据。在以下描述中,下标“dn”表示下行链路,下标“up”表示上行链路,Nup个用户终端被选择用于上行链路上的同时传输,以及Ndn个用户终端被选择用于下行链路上的同时传输,Nup可以等于或不等于Ndn,并且Nup和Ndn可以是静态值,或者可以针对每个调度间隔来改变。可以在接入点和用户终端处使用束流控制(beam-steering)或一些其他空间处理技术。
[0058] 在上行链路上,在被选择用于上行链路传输的每个用户终端120处,TX数据处理器288接收来自数据源286的数据量数据和来自控制器280的控制数据。TX数据处理器288基于与为该用户终端选择的速率相关联的编码和调制方案处理(例如,编码、交错和调制)用于该用户终端的数据量数据{dup},并且为Nut,m个天线中的一个提供数据符号流{sup}。收发器前端(TX/RX)254(还已知为射频前端(RFFE))接收和处理(例如,转换为模拟、放大、滤波和上变频)对应的符号流,以生成上行链路信号。收发器前端254还可以例如经由RF开关将上行链路信号路由至Nut,m个天线中的一个天线用于发射分集。控制器280可以控制收发器前端254内的路由。存储器282可以存储用于用户终端120的数据和程序代码,并且可以与控制器280交互。
[0059] 用户终端120的数量Nup可以被调度用于上行链路上的同时传输。这些用户终端中的每一个都在上行链路上将其处理符号流的集合传输至接入点。
[0060] 在接入点110处,Nap个天线224a至224ap接收来自所有Nup个用户终端的在上行链路上传输的上行链路信号。对于接收分集,收发器前端222可以选择从一个天线224接收的信号来用于处理。对于本公开的特定方面,从多个天线224接收的信号的组合可以被组合用于增强接收分集。接入点的收发器前端222还执行对由用户终端的收发器前端254执行的补足处理,并且提供恢复的上行链路数据符号流。恢复的上行数据符号流是由用户终端发射的数据符号流{sup}的估计。RX数据处理器242根据为该流使用的速率处理(例如,解调、解交错和解码)恢复的上行链路数据符号流,以得到解码数据。用于每个用户终端的解码数据可以被提供给数据池224用于存储和/或提供给控制器230用于进一步处理。
[0061] 在下行链路上,在接入点110处,针对为下行链路传输调度的Ndn个用户终端,TX数据处理器210接收来自数据源208的数据量数据,控制来自控制器230的数据以及可能来自调度器234的其他数据。各种类型的数据可以在不同的传输通道上被发送。TX数据处理器210基于为该用户终端选择的速率处理(例如,编码、交错和调制)用于每个用户终端的数据量数据。TX数据处理器210可以为Ndn个用户终端中的一个或多个提供将从Nap个天线中的一个发射的下行链路数据符号流。收发器前端222接收和处理(例如,转换为模拟、放大、滤波、以及上变频)符号流以生成下行链路信号。收发器前端222还可以例如经由RF开关将下行链路数据路由至Nap天线224中的一个或多个用于发射分集。控制器230可以控制收发器前端
222内的路由。存储器232可以存储用于接入点110的数据和程序代码,并且可以与控制器
230交互。
[0062] 在每个用户终端120处,Nut,m个天线252接收来自接入点110的下行链路信号。对于用户终端120处的接收分集,收发器前端254可以选择从一个天线252接收的信号用于处理。对于本公开的特定方面,从多个天线252接收的信号的组合可以被组合用于增强接收分集。
用户终端的收发器前端254还可以执行对由接入点的收发器前端222执行的处理进行补足的处理,并且提供恢复的下行链路数据符号流。RX数据处理器270处理(例如,解调、解交错和解码)恢复的下行链路数据符号流以得到用户该用户终端的解码数据。
[0063] 接入点110的收发器前端222和/或用户终端120的收发器前端254可以包括一个或多个频率合成器,以生成用于信号发射和/或接收的振荡信号。每个频率合成器都可以包括被配置为在特定频率处生成振荡信号的一个或多个VCO。在努力用温度补偿(或者至少减少)VCO的频率偏移中,根据本公开的特定方面,VCO可以包括温度依赖性调整电路。
[0064] 本领域技术人员应理解,本文描述的技术可以一般地应用于利用任何类型的多路接入方案的系统,诸如TDMA、SDMA、正交频分多址(OFDMA)、CDMA、SC-FDMA、TD-SCDMA和它们的组合。
[0065] 图3是其中可以实践本公开的方面的示例性收发器前端300的框图,诸如图2中的收发器前端222、254。也被称为射频前端(RFFE),收发器前端300包括:至少一个发射(TX)路径302(也已知为发射链),其用于经由一个或多个天线303发射信号;以及至少一个接收(RX)路径304(也已知为接收链),其用于经由天线接收信号。当TX路径302和RX路径304共享天线303时,路径可以经由接口306与天线连接,接口可以包括任何各种适当的RF设备,诸如双工器、开关、天线共用器等。
[0066] 从数模转换器(DAC)308接收同相(I)或正交(Q)基带模拟信号,TX路径302可以包括基带滤波器(BBF)310、混合器312、驱动放大器(DA)314和功率放大器(PA)316。BBF 310、混合器312和DA 314可以包括在射频集成电路(RFIC)中,而PA 316可以在RFIC外。BBF 310过滤从DAC 308接收的基带信号,并且混合器312将过滤的基带信号与发射本地振荡器(LO)信号混合,以将感兴趣的基带信号转换为不同的频率(例如,从基带上变频到RF)。该频率转换处理产生LO频率和感兴趣信号的频率的和频和差频。和频和差频被称为拍频。拍频通常在RF范围中,使得由混合器312输出的信号通常为RF信号,其在被天线303发射之前被DA 314和PA 316放大。
[0067] RX路径304包括低噪放大器(LNA)322、混合器324和基带滤波器(BBF)326。LNA 322、混合器324和BBF 326可以包括在射频集成电路(RFIC)中,其可以是或者可以不是包括TX路径部件的相同RFIC。经由天线303接收的RF信号可以被LNA 322放大,并且混合器324混合放大的RF信号与接收本地振荡器(LO)信号,以将感兴趣的RF信号转换为不同的基带频率(即,下变频)。由混合器324输出的基带信号可以在被模数转换器(ADC)328转换为数字I和Q信号用于数字信号处理之前被BBF 326滤波。
[0068] 虽然期望LO的输出保持频率稳定,调谐到不同的频率指示使用可变频率振荡器,这涉及稳定性和调谐性之间的折中。当代系统可以采用具有压控振荡器(VCO)的频率合成器,以生成具有特定调谐范围的适当的、可调谐的LO。因此,在每个TX路径中发射LO通常通过TX频率合成器318产生,并且可以在混合器312中与基带信号混合之前被放大器320缓冲或放大。类似地,每个RX路径中的接收LO通常通过RX频率合成器330产生,并且可以在混合器324中与RF信号混合之前被放大器332缓冲或放大。在本公开的一些方面中,频率合成器的VCO可以被实施为相环(PLL)电路的一部分。
[0069] 如上所述,TX频率合成器318和/或RX频率合成器330可以包括被配置为在特定频率处生成振荡信号的一个或多个VCO。在用温度努力补偿(或至少减小)VCO的频率偏移中,根据本公开的特定方面,VCO可以包括温度依赖性调整电路。
[0070] 示例性谐振电路温度补偿
[0071] 在设计VCO电路时,由于温度改变(即,热偏移)引起的频率漂移是VCO的不期望特性。图8是示出根据本公开特定方面的作为VCO调谐电压(Vtune)的函数的VCO振荡频率(fVCO)之间的示例性关系的曲线图800。对于给定的控制电压Vtune=V1和VCO温度T1,VCO振荡频率在曲线图800中示为F1。然而,VCO温度从T1到T2的改变△T使得VCO振荡频率从F1偏移到F2(更低的频率)。如果T2大于T1,则VCO振荡频率与温度偏移成反比地变化(即,随着温度增加,fVCO减小,反之亦然)。频率的偏移可以由谐振电路中的温度依赖性变化而引起(例如,电容器组的电容器或变抗器)。
[0072] 温度偏移可由具有VCO的设备的环境温度的改变或者VCO附近的其他电路中的热生成而引起。例如,在WLAN应用中,功率放大电路(例如,DA 314和/或PA 316)可以在数据包的传输期间在延长的周期内被接通。由于功率放大电路承载大量的电流,所以该电路可以生成热量,这会使得影响附近电路(例如,RF前端中的VCO)的环境温度增加。过量的热量(例如,环境温度增加到阈值之上)会使得VCO生成的振荡信号的频率突然偏移。如果VCO的调谐输入(Vtune)不具有充分的电压范围,则温度增加随后会使得控制VCO的PLL丢失锁定。
[0073] 实施温度补偿电路以解决VCO频率偏移问题的传统硬件设计通常占用相对较大的布局面积。例如,一个传统硬件设计向VCO提供由来自基带电路的比例-绝对温度(PTAT)电流生成的温度补偿电压。由于基带电路生成的电压具有相对较低的温度系数,所以实质的放大可以被施加用于足够的温度补偿。作为这种施加的结果,可以由放大器生成大量的噪声。为了抑制这种噪声,可以利用非常低频率的滤波器,这导致过大的布局面积。
[0074] 因此,需要用于VCO的温度补偿的技术和装置,与传统的放大器和滤波器设计相比这涉及较少的基板面,优选具有低噪声。
[0075] 用于谐振电路温度补偿的示例性双侧配置
[0076] 图4示出了根据本公开特定方面的具有温度依赖性调整电路411的示例性VCO 400。VCO 400还包括谐振电路402以及与谐振电路402连接的积极消极跨导(active negative transconductance)(-Gm)和偏置电路404。交叉耦合的晶体管(NMOS、PMOS或CMOS配置)可用于生成电路404的积极消极跨导部分,其用于取消谐振电路402的损失(由于寄生引起),由此在VCO 400中维持振荡机制。电路404的偏置部分可以包括被配置为引起或沉没偏置电流通过谐振电路402的偏置电流电路以及在终端VCO+408和VCO-410处生成由VCO 
400输出的差分振荡信号的积极消极跨导部分。对于特定方面,谐振电路402包括与可变电容元件并联连接的电感元件L1(例如,电感器),其中调整电容元件的电容改变谐振频率。电容元件可以实施为具有与变抗器406并联连接的电容器组405,其中通过VCO调谐电压(Vtune)来调整变抗器406的电容,可以通过与用于特定方面的锁相环(PLL)的相关联的低通滤波器和电荷来输出VCO调谐电压。
[0077] 然而,如上所述,谐振电路402的谐振频率易受温度变化的影响。在努力补偿或者至少降低温度改变的影响中,可以将温度依赖性调整电路411(其被实现为具有一对以差分配置连接的二极管D1、D2)添加至VCO 400。温度依赖性调整电路4111可以包括可变电容元件,其可以与谐振电路402中的可变电容元件并联连接(例如,与变抗器406并联)。通过改变调整电路411中的可变电容元件的电容,相应地改变谐振电路402的有效电容,由此改变VCO的振荡信号的谐振频率。调整电路411中的可变电容元件可以被实现为具有一个或多个变抗器C1A、C1B。对于特定方面,如图4所示,变抗器C1A、C1B可以与一个或多个固定电容器C2A、C2B串联连接。
[0078] 为了根据温度变化自动地控制调整电路411中的可变电容元件,可以在变抗器C1A、C1B两端施加差分调整电压。该差分调整电压是依赖于温度的,并且可以任何适当的方式来生成,其示例如下所述。
[0079] 在图4中,例如,温度依赖性调整电路411被实现为具有一对以差分配置连接的二极管D1、D2,以生成差分调整电压。二极管具有已知的温度系数,其取决于用于形成二极管的pn结的半导体的类型(例如,Si)。例如,(Si)二极管具有近似-1.8mV/℃的相当线性的温度系数,表示Si二极管的正向电压(VF)随着温度每1℃的增加而下降1.8mV。通过如图4所示以差分配置连接二极管D1、D2,该温度系数被有效地加倍(例如,对于Si二极管来说为-3.6mV/℃),这将在下面更详细地进行解释。
[0080] 二极管D1和D2可以任何适当的方式被正向偏置。对于特定方面,如图4所示,输出偏置电压(Vbias)的偏置电压源经由电阻器R1偏置二极管D1,其中二极管D1的阴极与用于偏置电压源的参考电位(诸如电接地或者VCO 400的共模电压)相连。对于特定方面,偏置电压源还正向偏置二极管D2,其中二极管D2的阳极与偏置电压连接,并且二极管D2的阴极与电阻器R2连接。
[0081] 假设任选电路416、418不存在并且有效地被短路,二极管D1两端的正向电压(VF1)等于节点414处的Vx,并且节点412处的电压(Vy)等于偏置电压与二极管D2两端的正向电压(VF2)之间的差。因此,节点412和414处的电压之间的差(Vy-Vx)等于Vbias-VF2-VF1,如果二极管D1和D2是相同的半导体材料的话,该差等于Vbias-2VF。如果Vbias随着温度改变而恒定,则可以看出以差分配置连接的一对二极管D1、D2如何具有有效的双倍温度系数。电压差Vy-Vx基本是施加在变抗器C1A、C1B两端的差分调整电压。
[0082] 由于二极管的正向电压具有负温度系数,所以随着温度增加,二极管的正向电压减小,并且压差Vy-Vx=Vbias-2VF增加。随着压差Vy-Vx增加,变抗器C1A、C1B的电容减小(例如,变抗器电容可以与在变抗器两端施加的差分调整电压的平方根成反比),这减小了谐振电路402的有效电容(例如,为并联的电容器增加电容),从而增加了VCO振荡频率。VCO振荡频率的增加抵消了不具有温度依赖性调整电路411的VCO中如图8的曲线图800所示随增加温度而引起的VCO振荡频率的增加。
[0083] 对于给定方面,节点414与阻抗(例如,电阻器R3,其与变抗器C1A的一个端子连接)和另一阻抗(例如,电阻器R4,其与变抗器C1B的一个端子连接)连接。节点412与变抗器C1A的另一端子以及变抗器C1B的另一端子连接。
[0084] 通过如图4所示以差分配置连接二极管D1、D2,差分调整电压的有效温度系数为单个二极管的两倍(例如,对于Si二极管来说为-3.6mV/℃)。该温度系数远大于由带隙电路生成的PTAT电压的系数(其可以仅为+0.15mV/℃)。此外,温度依赖性调整电路411不需要包括放大器(例如,运算放大器),因此具有低噪声,从而避免包括较大的低通滤波器。
[0085] 对于特定方面,可以通过改变变抗器C1A、C1B的值来缩放温度调整幅度(例如,二极管D1、D2两端的电压影响温度依赖性电路411中的可变电容元件的程度)。对于特定方面,变抗器C1A、C1B可以是可编程的。附加地或备选地,任选电路416、418可以实施为缩放电路,以放大二极管D1的阳极处的电压和/或二极管D2的阴极处的电压(通过缩放因子K)。缩放电路可以实施为具有晶体管,其被配置为例如共栅极或共源极放大器。
[0086] 根据特定方面,图4中的一对二极管D1、D2可以被二极管连接的双极结晶体管(BJT)(也称为“BJT二极管”)代替。这些BJT二极管通常具有类似的pn结,与二极管D1、D2具有类似的负温度系数。
[0087] 图5示出了根据本公开特定方面的具有温度依赖性调整电路511的另一示例性VCO 500。在该方面中,N个二极管(N>1)的堆叠代替图4的温度依赖性调整电路411中的每个二极管D1、D2。如示例性调整电路511所示,N=2,使得二极管D1和D3串联连接并代替图4中的二极管D1,并且二极管D2和D4在图5中串联连接并代替图4中的二极管D2。通过以这种方式堆叠二极管,与图4中的调整电路411相比,可以增加温度依赖性调整电路511的温度敏感性。例如,如图5所示N=2,以差分配置连接的二极管D1-D4的组合温度系数可以近似为-
7.2mV/℃。可以在谐振电路402的电容比差分配置中的一对二极管D1、D2更加温度敏感的情况下使用增加的温度敏感性,从而可进行补偿(或至少进行调整)。可以增加串联连接的二极管的数量,只要在VCO 500中具有足够的电压净空(headroom)以支持堆叠二极管的增加的正向压降。
[0088] 对于特定方面,任选电路416、418可以实施为电平偏移电路,以将二极管D1的阳极处的DC电压偏移到节点414处的另一DC电压和/或将二极管D2的阴极处的DC电压偏移到节点412处的另一DC电压。例如,电平偏移电路可以实施为源极跟随器分压器。对于特定方面,除电平偏移电路之外或者作为电平偏移电路的替代,任选电路416、418可以包括缩放电路。
[0089] 图6示出了根据本公开特定方面的具有温度依赖性调整电路611的另一示例性VCO 600。在该方面中,一个或多个二极管连接的晶体管的集合替代图4的温度依赖性调整电路
411中的每个二极管D1、D2。本征n沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管具有几乎为零的阈值电压(VTh),因此可以在N个设备的串中堆叠以增加温度敏感性,而不具有上述堆叠二极管的电压净空的限制。如示例性调整电路611所示,N=2,使得二极管连接的NMOS晶体管M1和M3被堆叠并代替图4中的二极管D1,并且二极管连接的NMOS晶体管M2和M4在图6中堆叠并代替图4中的二极管D2。
[0090] 图7是示出根据本公开特定方面的作为温度函数的VCO频率的示例性曲线图700,均具有或不具有温度补偿电路。曲线702示出了作为温度(以华氏度为单位)的函数的VCO频率(以GHz为单位),其中VCO不具有温度补偿电路(或者温度补偿电路被去激活)。曲线702示出了接近20MHz的VCO频率偏移可以随着温度从0增加到100℃而发生。图7中的曲线704示出了作为温度函数的VCO频率,其中相同的VCO具有温度补偿电路(例如,图4所示的温度依赖性调整电路411)。可以观察到,在这种情况下,VCO频率在0到100℃的温度范围中更加稳定,偏移小于5MHz。此外,与传统设计(诸如基于来自基带电路的PTAT电流的设计)相比,本公开呈现的温度依赖性调整电路(例如,图4所示的温度依赖性调整电路411)占用明显更小的面积。
[0091] 图9是根据本公开特定方面的用于谐振电路的温度依赖性调整的示例性操作900的流程图。操作900可以通过装置(诸如具有谐振电路和温度依赖性调整电路的VCO,例如图4所示具有谐振电路402和调整电路411的VCO 400)来执行。
[0092] 操作900可以在框904处开始,装置基于半导体器件的两个集合的环境温度生成差分调整电压。两个集合中的每个半导体器件都具有温度依赖性结(例如,具有负温度系数)。两个集合的半导体器件可以被配置为使得来自两个集合的半导体器件的温度依赖性结的效果被组合(例如,添加)到差分调整电压中。在框908中,装置可以通过在至少一个变抗器两端施加差分调整电压来调整设置在与谐振电路并联连接的信号路径中的至少一个变抗器(例如,变抗器C1A、C1B)的电容。对于特定方面,至少一个变抗器的电容与在至少一个变抗器两端施加的差分调整电压的平方根成反比。
[0093] 根据特定方面,操作900可以进一步包括:装置使用谐振电路生成周期信号(例如,来自VCO的振荡信号)。该周期信号可包括具有负温度系数的频率(即,随温度增加而减小的频率)。对于特定方面,在框908中调整至少一个变抗器的电容的步骤减小了频率的负温度系数的幅度。对于特定方面,随着两个集合的半导体器件的环境温度的增加,温度依赖性结的结电压被配置为减小,差分调整电压被配置为增加,并且至少一个变抗器的电容被配置为减小。在这种情况下,与处于环境温度的不具有信号路径的谐振电路相比,随着两个集合的半导体器件的环境温度的增加,与谐振电路并联连接的信号路径的总电容可以被配置为减小,并且周期信号的频率可以被配置为增加。
[0094] 根据特定方面,操作900可以进一步包括:在框908中在至少一个变抗器两端施加差分调整电压之前,在框906中,装置任选地对所生成的差分调整电压的幅度执行电平偏移或者缩放的至少一种操作。
[0095] 根据特定方面,操作900还需要使用偏置电压源来偏置两个集合的半导体器件。
[0096] 根据特定方面,每个集合的半导体器件都包括一个或多个二极管(例如,二极管D1、D3)和/或一个或多个二极管连接的晶体管。例如,二极管连接的晶体管可以是二极管连接的NMOS晶体管(例如,晶体管M2、M4)或二极管连接的BJT(也称为“BJT二极管”)。
[0097] 用于谐振电路温度补偿的示例性单侧配置
[0098] 上述图4至图6示出了被实施具有半导体器件的示例性VCO,半导体器件在用于双侧配置的温度依赖性调整电路的两个分支(即,用于节点412和节点414)中具有温度依赖性结。然而,其他方面可以具有实施具有仅在用于单侧配置的一个分支(用于节点412或节点414)中具有温度依赖性结的半导体器件的温度依赖性调整电路。
[0099] 例如,图10A示出了根据本公开特定方面的具有温度依赖性调整电路1011的另一示例性VCO 1000。调整电路1011被实施为在一个分支中具有偏置电路1002并且在另一分支中具有一个或多个半导体器件的集合(其具有温度依赖性pn结)。在图10A中通过二极管D1来表示半导体器件的集合,但是还可以如上所述实施为二极管的堆叠或者一个或多个二极管连接的晶体管的集合。偏置电路1002可以实施为具有分压器,其可以包括所示两个电阻器R2和R5。对于特定方面,电阻器R2、R5中的一个或两个是可调的。
[0100] 假设可选电路416、418不存在并且被有效短路,节点414处的调整电压(Vx)等于二极管D1两端的正向电压(VF1),并且节点412处的偏置电压(Vy)等于偏置电压的经过分压的版本(Vy=Vbias*R2/(R5+R2))。因此,压差Vy-Vx等于Vbias*R2/(R5+R2)-VF1。如果Vbias以及电阻值R2和R5随温度变化而恒定,则可以看出,压差Vy-Vx的温度系数基本是用于单个二极管的温度系数的负数。因此对于单个Si二极管,压差Vy-Vx的温度系数可有效为+1.8mV/℃。如上所述,对于二极管D1,可以使用二极管的堆叠或者二极管连接的晶体管来增加温度敏感性。附加地或备选地,如上所述,可选电路416可以实施为具有缩放电路以放大温度敏感性。
[0101] 图10B示出了根据本公开特定方面的具有温度依赖性调整电路1021的另一示例性VCO 1020。调整电路1021被实施为在一个分支中具有偏置电路1022并且在另一分支中具有一个或多个半导体器件的集合(其具有温度依赖性pn结)。在图10B中通过二极管D1表示半导体器件的集合,但是还可以如上所述实施为二极管的堆叠或者一个或多个二极管连接的晶体管的集合。偏置电路1022可以实施为具有分压器,其可以包括所示的两个电阻器R1和R6。对于特定方面,电阻器R1、R6中的一个或两个可以是可调的。
[0102] 假设可选电路416、418不存在并且被有效短路,节点414处的调整电压(Vx)等于偏置电压的经过分压的版本(Vx=Vbias*R6/(R1+R6)),并且节点412处的调整电压(Vy)等于偏置电压与二极管D2两端的正向电压之间的差(VF2)。因此,压差Vy-Vx等于Vbias-VF2-Vbias*R6/(R1+R6)。如果偏置以及电阻值R1和R6随温度变化而恒定,则可以看出,压差Vy-Vx的温度系数基本是用于单个二极管的温度系数的负数,这类似于图10A中的实施方式。如上所述,对于二极管D2,可以使用二极管的堆叠或者二极管连接的晶体管来增加温度敏感性。附加地或备选地,如上所述,可选电路418可以实施为具有缩放电路以放大温度敏感性。
[0103] 图11是根据本公开特定方面的用于谐振电路的温度依赖性调整的示例性操作1100的流程图。可以通过装置(诸如具有谐振电路和温度依赖性调整电路的VCO,例如图10A所示具有谐振电路402和调整电路1011的VCO 1000)来执行操作1100。
[0104] 操作1100可以在框1104中开始,装置生成偏置电压。例如,可以使用偏置电压(例如,偏置电路1002)来生成偏置电压。
[0105] 在框1006中,装置可以基于一个或多个半导体器件的集合的环境温度生成调整电压。集合中的每个半导体器件都可具有温度依赖性结。
[0106] 在框1108中,装置可以基于偏置电压和调整电压通过在至少一个变抗器两端施加压差(例如,Vy-Vx)来调整设置在与谐振电路并联连接的信号路径中的至少一个变抗器(例如,变抗器C1A、V1B)的电容。对于特定方面,压差是根据偏置电压减去调整电压的结果得到的,反之亦然。对于特定方面,至少一个变抗器的电容与至少一个变抗器两端施加的压差的平方根成反比。
[0107] 根据特定方面,操作1100可以进一步包括:装置使用谐振电路生成周期信号。对于特定方面,周期信号具有包括负温度系数的频率(例如,VCO振荡频率)。对于特定方面,在框1108中调整至少一个变抗器的电容减小了频率的负温度系数的幅度。对于特定方面,随着半导体器件的集合的环境温度的增加,温度依赖性结的结电压被配置为减小,压差被配置为增加,并且至少一个变抗器的电容被配置为减小。对于特定方面,随着半导体器件的集合的环境温度增加,调整电压被配置为减小,使得压差被配置为增加。对于其他方面,调整电压被配置为随着半导体器件的集合的环境温度的增加而增加,使得压差被配置为增加。根据特定方面,与在环境温度下不具有信号路径的谐振电路相比,随着半导体器件的集合的环境温度的增加,与谐振电路并联连接的信号路径的总电容被配置为减小,并且周期信号的频率被配置为增加。
[0108] 根据特定方面,半导体器件的集合包括一个或多个二极管(例如,串联连接)和/或一个或多个二极管连接的晶体管。例如,二极管连接的晶体管可以包括二极管连接的NMOS晶体管或BJT。
[0109] 根据特定方面,半导体器件的集合中的每个器件都具有负温度系数。
[0110] 根据特定方面,在框1108处在至少一个变抗器两端施加压差之前,操作1100可以进一步必须包括:装置对调整电压的幅度执行电平偏移或者缩放的至少一中操作。
[0111] 根据特定方面,操作1100可以进一步包括:装置偏置半导体器件的集合(例如,使用偏置电压源)。对于特定方面,在框1104中生成偏置电压包括:使用可调分压器来划分偏置电压源。
[0112] 上述各种操作或方法可以通过能够执行对应功能的任何适当装置来执行。装置可以包括各种硬件和/或软件部件和/或模,包括但不限于电路、专用集成电路(ASIC)或处理器。一般地,在图中所示操作的情况下,这些操作可以具有对应的相似手段加功能部件,具有类似的编号。
[0113] 例如,用于发射的装置可以包括发射器或收发器(例如,图2所示用户终端120的收发器前端254、图2所示接入点110的收发器前端222或者图3所示的收发器前端300)和/或天线(例如,图2所示用户终端120m的天线252ma至252mu、图2所示接入点110的天线224a至224ap或者图3所示收发器前端300的天线303)。用于接收的装置可以包括接收器或收发器(例如,图2所示用户终端120的收发器前端254、图2所示接入点110的收发器前端222或者图
3所示的收发器前端300)和/或天线(例如,图2所示用户终端120m的天线252ma至252mu、图2所示接入点110的天线224a至224ap或者图3所示收发器前端300的天线303)。用于处理的装置或者用于确定的装置可以包括处理系统,其可以包括一个或多个处理器(例如,图2所示接入点110的TX数据处理器210、RX数据处理器242和/或控制器230,或者图2所示用户终端
120的RX数据处理器270、TX数据处理器288和/或控制器280)。
[0114] 用于生成差分调整电压的装置可以包括温度依赖性调整电路(例如,分别在图4、图5或图6中示出了调整电路411、511或611)。用于调整至少一个变抗器的电容的装置可以包括变抗器(例如,变抗器C1A或C1B)以及用于在变抗器两端施加压差的电路装置(诸如图4至图6、图10A和图10B中示出的电阻器R3或R4)。用于生成偏置电压的装置可以包括偏置电路(例如,图10A所示的偏置电路1002或者图10B所示的偏置电路1022)。用于生成调整电压的装置可以包括具有温度依赖性结的一个或多个半导体器件(例如,图10A中的二极管D1和电阻器R1或者图10B中的二极管D2和电阻器R2)。
[0115] 如本文所使用的,术语“确定”包括各种动作。例如,“确定”可包括计算、处理、导出、调查、查找(例如,在表格、数据库或另一数据结构中查找)、确认等。此外,“确定”可包括接收(例如,接收信息)、访问(例如,访问存储器中的数据)等。此外,“确定”可包括解析、选择、选定、建立等。
[0116] 如本文所使用的,参考项目列表中的“至少一个”的表述是指这些项目的任何组合(包括单个成员)。作为示例,“a、b或c中的至少一个”用于覆盖:a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c以及具有多个相同元素的任何组合(例如,a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c和c-c-c或者a、b和c的任何其他排序)。
[0117] 结合本公开描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或者被设计为执行本公开所述功能的任何组合来实施或执行。通用处理器可以是微处理器,但是备选地,处理器可以是任何商业可购买的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实施为计算设备的组合,例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP核结合或者任何其他这样的配置。
[0118] 本文公开的方法包括用于实现所述方法的一个或多个步骤或动作。方法步骤和/或动作可以相互互连而不背离权利要求的范围。换句话说,除非指定了步骤或动作的特定顺序,否则具体步骤和/或动作的顺序和/或使用可以修改而不背离权利要求的范围。
[0119] 所述功能可以硬件、软件、固件或任何它们的组合来实施。如果以硬件实施,示例性硬件配置可以包括无线节点中的处理系统。处理系统可以利用总线架构来实现。总线可以根据处理系统的特定应用和总体设计约束来包括任何数量的互连总线和桥。总线可以将包括处理器、机器可读介质和总线接口的各种电路来链接到一起。总线接口可以用于经由总线将网络适配器等连接至处理系统。网络适配器可以用于实现物理(PHY)层的信号处理功能。在用户终端的情况下,用户接口(例如,键盘、显示器、鼠标、操纵杆等)还可以连接至总线。总线还可以链接各种其他电路,诸如定时源、外围设备、电压调节器、功率管理电路等,它们在本领域是已知的,因此不再进一步描述。
[0120] 处理系统可以被配置为通用处理系统,其具有提供处理器功能的一个或多个微处理器以及提供机器可读介质的至少一部分的外部存储器,它们都通过外部总线架构与其他支持电路链接到一起。备选地,处理系统可以用具有处理器、总线接口、用户接口(在接入终端的情况下)、支持电路和机器可读介质的至少一部分(集成到单个芯片中)的ASIC来实施,或者利用一个或多个FPGA、PLD、控制器、状态机、选通逻辑、分立硬件部件或者任何其他适当电路装置或者任何电路的组合(它们可以执行本公开描述的各种功能)来实施。本领域技术人员应理解,如何更好地根据特定应用以及在总系统上施加的总设计约束来实施针对处理系统的所述功能。
[0121] 应理解,权利要求不限于上面说明的具体配置和部件。可以在上述布置、操作、方法细节和装置中进行各种修改、变化和改变,而不背离权利要求的范围。
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