分频器功能检测和调整

申请号 CN202280059200.7 申请日 2022-08-10 公开(公告)号 CN117882297A 公开(公告)日 2024-04-12
申请人 高通股份有限公司; 发明人 郝诗磊; 唐艺伍; 朱昀亮;
摘要 一种 分频器 功能检测和调整 电路 包括耦合到第一多路复用器(MUX)的辅助压控 振荡器 (VCO)、耦合到该第一MUX的可编程分频器、耦合到该可编程分频器的第二MUX、耦合到该第二MUX的计数器以及耦合到该计数器的 控制器 ,该控制器被配置为基于测得的分频比NMEAS来调整提供给该可编程分频器的电源 电压 。
权利要求

1.一种分频器功能检测和调整电路,包括:
耦合到第一多路复用器(MUX)的辅助压控振荡器(VCO);
耦合到所述第一MUX的可编程分频器;
耦合到所述可编程分频器的第二MUX;
耦合到所述第二MUX的计数器;以及
耦合到所述计数器的控制器,所述控制器被配置为基于测得的分频比NMEAS来调整提供给所述可编程分频器的电源电压
2.根据权利要求1所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述辅助VCO包括环形振荡器。
3.根据权利要求1所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述辅助VCO被配置为以高于最大预期系统频率的频率生成信号FVCO。
4.根据权利要求1所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述第一MUX包括一对晶体管。
5.根据权利要求1所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述第一MUX被配置为在所述辅助VCO的输出与系统VCO信号之间进行选择。
6.根据权利要求1所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述可编程分频器被配置为接收所述辅助VCO的输出FVCO、和控制信号,并且被配置为提供分频器输出FDIV。
7.根据权利要求6所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述计数器被配置为确定所述分频器输出FDIV的频率以及所述输出FVCO的频率。
8.根据权利要求6所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述控制器被配置为从所述分频器输出FDIV确定所述测得的分频比NMEAS,并且将所述测得的分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较。
9.根据权利要求1所述的分频器功能检测和调整电路,还包括耦合到所述可编程分频器的电压发生器,所述电压发生器被配置为基于由所述控制器生成的控制信号VREF_CODE来生成用于所述可编程分频器的所述电源电压
10.根据权利要求1所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述控制器被配置为当所述测得的分频比NMEAS等于目标分频比NDIV时减小提供给所述可编程分频器的所述电源电压。
11.根据权利要求1所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述控制器被配置为当所述测得的分频比NMEAS不等于目标分频比NDIV时增加提供给所述可编程分频器的所述电源电压。
12.一种用于调整分频器的方法,包括:
生成第一信号FVCO;
对所述第一信号FVCO进行分频以生成第二信号FDIV;
确定所述第一信号FVCO的频率;
确定所述第二信号FDIV的频率;
基于所述第一信号FVCO的所确定的频率和所述第二信号FDIV的所确定的频率来确定分频比NMEAS;
将所述分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较;以及
调整分频器控制信号以获得使NMEAS等于NDIV的最小电压电平。
13.根据权利要求12所述的方法,其中如果所述分频比NMEAS等于所述目标分频比NDIV,则所述方法包括调整分频器控制信号以降低提供给分频器的电压电平。
14.根据权利要求12所述的方法,其中如果所述分频比NMEAS不等于所述目标分频比NDIV,则所述方法包括调整分频器控制信号以增加提供给分频器的电压电平。
15.根据权利要求12所述的方法,还包括将所述分频器控制信号设置为包括裕度的值。
16.根据权利要求12所述的方法,还包括以高于最大预期系统频率的频率生成所述第一信号FVCO。
17.根据权利要求12所述的方法,还包括利用辅助压控振荡器(VCO)生成所述第一信号FVCO。
18.一种设备,包括:
用于生成第一信号FVCO的构件;
用于基于所述第一信号FVCO生成第二信号FDIV的构件;
用于确定所述第一信号FVCO的频率的构件;
用于确定所述第二信号FDIV的频率的构件;
用于基于所述第一信号FVCO的所确定的频率和所述第二信号FDIV的所确定的频率来确定分频比NMEAS的构件;
用于将所述分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较的构件;以及
用于调整分频器控制信号以获得使NMEAS等于NDIV的最小电压电平的构件。
19.根据权利要求18所述的设备,其中用于调整的所述构件包括用于调整分频器控制信号以在所述分频比NMEAS等于所述目标分频比NDIV的情况下降低提供给用于生成第二信号的所述构件的电压电平的构件。
20.根据权利要求18所述的设备,其中用于调整的所述构件包括用于调整分频器控制信号以在所述分频比NMEAS不等于所述目标分频比NDIV的情况下提高提供给用于生成第二信号的所述构件的电压电平的构件。
21.根据权利要求18所述的设备,还包括:
用于将所述分频器控制信号设置为包括裕度的值的构件。
22.根据权利要求18所述的设备,其中用于生成所述第一信号的所述构件包括用于以高于最大预期系统频率的频率生成所述第一信号FVCO的构件。
23.一种分频器功能检测和调整电路,包括:
压控振荡器(VCO),所述压控振荡器(VCO)被配置为以高于最大预期系统频率的频率生成信号FVCO;
分频器,所述分频器被配置为接收所述信号FVCO并且提供分频器信号FDIV;
计数器,所述计数器耦合到所述VCO和所述分频器,所述计数器被配置为选择性地接收所述信号FVCO和所述分频器信号FDIV,并且被配置为确定所述分频器信号FDIV的频率和所述信号FVCO的频率;以及
耦合到所述计数器的控制器,所述控制器被配置为从所述信号FVCO的所确定的频率以及所述分频器信号FDIV的所确定的频率来确定测得的分频比NMEAS,并且将所述测得的分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较,所述控制器还被配置为基于所述测得的分频比NMEAS与所述目标分频比NDIV的所述比较来调整提供给所述分频器的电源电压。
24.根据权利要求23所述的分频器功能检测和调整电路,还包括多路复用器(MUX),所述分频器被配置为从所述VCO接收所述信号FVCO并且向所述MUX提供所述分频器信号FDIV,所述MUX被配置为接收控制信号并且基于所述控制信号向所述计数器提供所述分频器信号FDIV或所述信号FVCO。
25.根据权利要求23所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述控制器被配置为当所述测得的分频比NMEAS等于所述目标分频比NDIV时减小提供给所述分频器的所述电源电压。
26.根据权利要求23所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述控制器被配置为当所述测得的分频比NMEAS不等于所述目标分频比NDIV时增加提供给所述分频器的所述电源电压。
27.根据权利要求23所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述VCO包括辅助VCO,并且其中所述分频器功能检测和调整电路还包括多路复用器(MUX),所述多路复用器(MUX)被配置为在所述辅助VCO的输出与系统VCO信号之间进行选择。
28.根据权利要求23所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述VCO包括电感器部分和开关,其中所述信号FVCO的所述频率基于所述开关的配置而变化至少10%。

说明书全文

分频器功能检测和调整

技术领域

[0001] 本公开整体涉及电子器件,并且更具体地涉及射频(RF)发射器和接收器。

背景技术

[0002] 无线通信设备和技术正变得越来越普遍。无线通信设备通常传输和接收通信信号。通信信号通常由多种不同部件和电路处理。在通信信号的处理中可能涉及的电路中的一种是相环(PLL)。PLL是比较两个不同信号的相位和/或频率并生成表示两个所比较信号之间的相位和/或频率差的误差信号的设备。当两个信号具有不同相位和/或频率时,两个信号之间的相位和/或频率差会不断变化。此时可使用误差信号来控制环路的相位和/或频率,这样当两个信号之间的相位和/或频率差固定时,两个信号就处于相同的相位和/或频率。PLL通常包括相位和/或频率比较器或检测器、可基于控制电压信号调整PLL的频率的压控振荡器(VCO)、滤波器电路、包括分频器的反馈电路,并且PLL可包括其他电路,诸如缓冲电路等。
[0003] 除用于PLL电路中之外,分频器还可用于其他目的,例如用以生成各种本地振荡器(LO)信号,例如用于一些收发器架构中的正交LO信号。LO信号是频率参考信号,并且可由无线通信设备中的发射器和/或接收器用来处理所传输和接收的射频(RF)信号。不管分频器应用如何,期望最小化由分频器消耗的功率。发明内容
[0004] 所附权利要求书的范围内的系统、方法和设备的各种具体实施各自具有若干方面,这些若干方面中没有任何单个一个方面完全负责本文中描述的期望属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下,在本文中描述了某些支配性的特征。
[0005] 本说明书中所描述的主题的一个或多个具体实施的细节在附图及以下描述中阐述。根据说明书、附图和权利要求书,其他特征、方面和优点将变得显而易见。注意,附图中的相对尺寸可能不是按比例描绘的。
[0006] 本公开的一个方面提供了一种分频器功能检测和调整电路,包括耦合到第一多路复用器(MUX)的辅助压控振荡器(VCO)、耦合到该第一MUX的可编程分频器、耦合到该可编程分频器的第二MUX、耦合到该第二MUX的计数器以及耦合到该计数器的控制器,该控制器被配置为基于测得的分频比NMEAS来调整提供给该可编程分频器的电源电压
[0007] 本公开的另一方面提供了一种用于调整分频器的方法,包括:生成第一信号FVCO;对该第一信号FVCO进行分频以生成第二信号FDIV;确定该第一信号FVCO的频率;确定该第二信号FDIV的频率;基于该第一信号FVCO的所确定的频率和该第二信号FDIV的所确定的频率来确定分频比NMEAS;将该分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较;以及调整分频器控制信号以获得使NMEAS等于NDIV的最小电压电平。
[0008] 本公开的另一方面提供了一种设备,包括:用于生成第一信号FVCO的构件;用于基于该第一信号FVCO生成第二信号FDIV的构件;用于确定该第一信号FVCO的频率的构件;用于确定该第二信号FDIV的频率的构件;用于基于该第一信号FVCO的所确定的频率和该第二信号FDIV的所确定的频率来确定分频比NMEAS的构件;用于将该分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较的构件;以及用于调整分频器控制信号以获得使NMEAS等于NDIV的最小电压电平的构件。
[0009] 本公开的另一方面提供了一种分频器功能检测和调整电路,包括:耦合到第一多路复用器(MUX)的辅助压控振荡器(VCO),该辅助VCO被配置为以高于最大预期系统频率的频率生成信号FVCO;耦合到该第一MUX的第二MUX,该第二MUX被配置为选择该FVCO信号或分频器信号FDIV;耦合到该第二MUX的计数器,该计数器被配置为选择性地接收该FVCO信号和该分频器信号FDIV,该计数器还被配置为确定该FDIV信号的频率和该FVCO信号的频率;以及耦合到该计数器的控制器,该控制器被配置为从该FDIV信号确定测得的分频比NMEAS,以及将NMEAS与目标分频比NDIV进行比较,该控制器还被配置为基于测得的分频比NMEAS来调整提供给可编程分频器的电源电压。
[0010] 本公开的另一方面提供了一种分频器功能检测和调整电路,包括:压控振荡器(VCO),该压控振荡器被配置为以高于最大预期系统频率的频率生成信号FVCO;分频器,该分频器被配置为接收该信号FVCO并且提供分频器信号FDIV;计数器,该计数器耦合到该VCO和该分频器,该计数器被配置为选择性地接收该信号FVCO和该分频器信号FDIV,并且被配置为确定该分频器信号FDIV的频率和该信号FVCO的频率;以及耦合到该计数器的控制器,该控制器被配置为从该信号FVCO的所确定的频率以及该分频器信号FDIV的所确定的频率来确定测得的分频比NMEAS,并且将该测得的分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较,该控制器还被配置为基于该测得的分频比NMEAS与该目标分频比NDIV的比较来调整提供给该分频器的电源电压。

附图说明

[0011] 在附图中,除非另外指示,否则相似的附图标记贯穿各个视图指代相似的部件。对于带有字母字符标号的附图标记,诸如“102a”或“102b”,字母字符标号可区分同一图中的两个相似的部件或元件。当旨在使附图标记涵盖所有图中的具有相同附图标记的所有部件时,可省略附图标记的字母字符标号。
[0012] 图1是示出无线设备与无线通信系统进行通信的图。
[0013] 图2是示出在其中可实现本公开的示例性技术的无线设备的框图
[0014] 图3是图2的本地振荡器(LO)发生器电路的框图。
[0015] 图4是分频器功能检测和调整电路的框图。
[0016] 图5是示出图4的分频器功能检测和调整电路的示例性实施方案的框图。
[0017] 图6是示出图5的分频器功能检测和调整电路的另选的示例性实施方案的框图。
[0018] 图7是描述根据本公开的示例性实施方案的用于分频器功能检测和调整的方法的示例的流程图
[0019] 图8是根据本公开的示例性实施方案的用于分频器功能检测和调整的装置的功能框图。

具体实施方式

[0020] 措辞“示例性”在本文中用于意指“用作示例、实例、或例示”。本文中被描述为“示例性的”任何方面未必被解释为比其他方面优选或具有优势。
[0021] 在现代无线通信设备中,分频器有许多用途。例如,可编程分频器(例如,N分频分频器,也称为分频器或可编程分频器)将VCO输出频率向下分频,以与合成器中的输入参考进行比较。工艺、电压和温度(PVT)的变化可能导致N分频分频器的故障,这可能导致合成器解锁。由于高VCO输出频率,这对于在毫米波(mmWave)通信系统中使用的合成器尤其关键。对于用以生成用于传输和接收混频器的正交相位LO信号的分频器来说,当PVT变化时,LO分频器故障可能影响TX/RX功能。可以提高分频器的电源电压以使其更加稳健,但是提高可能不易受这种故障影响的分频器的电源电压会不必要地消耗多余功率。
[0022] 本公开的示例性实施方案涉及一种分频器功能检测和调整系统和方法,其可用于在预期PVT变化的范围内提高分频器性能。
[0023] 图1是示出无线设备110与无线通信系统120进行通信的图。无线通信系统120可为长期演进(LTE)系统、码分多址(CDMA)系统、全球移动通信系统(GSM)系统、无线局域网(WLAN)系统、5G系统或一些其他无线系统。CDMA系统可以实现宽带CDMA(WCDMA)、CDMA 1X、演进数据优化(EVDO)、时分同步CDMA(TD‑SCDMA)或某个其他版本的CDMA。为了简单起见,图1示出了包括两个基站130和132以及一个系统控制器140的无线通信系统120。一般而言,无线通信系统可包括任何数量的基站和任何网络实体集。
[0024] 无线设备110还可被称为用户设备(UE)、移动站、终端、接入终端、订户单元、站等。无线设备110可以是蜂窝电话、智能电话、平板计算机、无线调制解调器个人数字助理(PDA)、手持式设备、膝上型计算机、智能本、上网本、平板计算机、无绳电话、医疗设备、被配置为(例如,通过物联网)连接到一个或多个其他设备的设备、无线本地环路(WLL)站、蓝牙设备等。无线设备110可与无线通信系统120进行通信。无线设备110还可以接收来自广播站(例如,广播站134)的信号、来自一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)中的卫星(例如,卫星
150)的信号等。无线设备110可以支持用于无线通信的一种或多种无线电技术,例如LTE、WCDMA、CDMA 1X、EVDO、TD‑SCDMA、GSM、802.11、5G、蓝牙等。
[0025] 无线设备110可支持载波聚合,例如,如在一个或多个LTE或5G标准中所描述的。在一些实施方案中,使用载波聚合在多个载波上传输单个数据流,例如与用于相应数据流的单独的载波相反。无线设备110能够在各种通信频带中工作,这些通信频带包括例如由LTE、WiFi、5G、蓝牙使用的那些通信频带、或宽频率范围内的其他通信频带。无线设备110可附加地或另选地能够在不通过网络进行通信的情况下直接与其他无线设备进行通信。
[0026] 一般而言,载波聚合(CA)可被分类为两种类型:带内CA和带间CA。带内CA是指在同一频带内的多个载波上的操作。带间CA是指在不同频带内的多个载波上的操作。
[0027] 图2是示出可在其中实现本公开的示例性技术的无线设备200的框图。无线设备200可例如是图1中所示的无线设备110的实施方案。
[0028] 图2示出了具有发射器230和接收器250的收发器220的示例。一般而言,发射器230和接收器250中的信号的调节可由放大器、滤波器、上变频器、下变频器等的一个或多个级来执行。这些电路可与图2所示的配置不同地布置。此外,图2中未示出的其他电路块也可用于调节发射器230和接收器250中的信号。除非另外指出,否则图2或附图中的任何其他图中的任何信号都可为单端的或差分的。图2中的一些电路块也可被省略。
[0029] 在图2所示的示例中,无线设备200通常包括收发器220和数据处理器210。数据处理器210可包括操作地耦合到存储器298的处理器296。存储器298可被配置为存储数据和程序代码,并且通常可包括模拟和/或数字处理元件。收发器220包括支持双向通信的发射器230和接收器250。一般而言,无线设备200可包括用于任何数量的通信系统和频带的任何数量的发射器和/或接收器。收发器220的全部或一部分可被实现在一个或多个模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上。
[0030] 发射器或接收器可利用超外差式架构或直接变频式架构来实现。在超外差式架构中,信号在射频(RF)和基带之间进行多级频率转换,例如对于接收器而言,在一级中从RF到中频(IF),然后在另一级中从IF到基带。在直接变频式架构中,信号在一级中在RF和基带之间变频。超外差式以及直接变频式架构可以使用不同的电路块和/或具有不同的要求。在图2所示的示例中,发射器230和接收器250利用直接变频式架构来实现。
[0031] 在传输路径中,数据处理器210处理要被传输的数据并且向发射器230提供同相(I)和正交(Q)模拟输出信号。在示例性实施方案中,数据处理器210包括数模转换器(DAC)214a和214b,以用于将由数据处理器210生成的数字信号转换为I和Q模拟输出信号(例如,I和Q输出电流)以供进一步处理。在其他实施方案中,DAC 214a和214b被包括在收发器220中,并且数据处理器210以数字方式向收发器220提供数据(例如,用于I和Q)。
[0032] 在发射器230内,基带(例如,低通)滤波器232a和232b分别对I和Q模拟传输信号进行滤波以移除由在前的数模转换引起的不期望镜频。放大器(Amp)234a和234b分别放大来自基带滤波器232a和232b的信号,并提供I和Q基带信号。上变频器240用来自TX LO信号发生器290的I和Q传输(TX)本地振荡器(LO)信号对I和Q基带信号进行上变频(例如,使用混频器241a和241b),并提供经上变频的信号。滤波器242对经上变频信号进行滤波以移除由频率上变频引起的不期望镜频以及接收频带中的噪声。功率放大器(PA)244放大来自滤波器242的信号,以获得期望输出功率电平并且提供传输RF信号。传输RF信号被路由经过双工器或开关246并且经由天线248传输。虽然本文中所讨论的示例利用I和Q信号,但本领域技术人员将理解,收发器的元件可被配置为利用极化调制。
[0033] 在接收路径中,天线248接收通信信号并提供接收到的RF信号,该接收到的RF信号通过双工器或开关246进行路由并提供给低噪声放大器(LNA)252。双工器246被设计成用特定的RX与TX双工器频率分隔来操作,使得RX信号与TX信号隔离。接收到的RF信号由LNA 252放大并且由滤波器254滤波,以获得期望RF输入信号。下变频器260中的下变频混频器261a和261b将滤波器254的输出与来自RX LO信号发生器280的I和Q接收(RX)LO信号(即,LO_I和LO_Q)进行混频以生成I和Q基带信号。I和Q基带信号由放大器262a和262b放大,并且由基带(例如,低通)滤波器264a和264b进一步滤波,以获得I和Q模拟输入信号,向数据处理器210提供这些信号。在所示的示例性实施方案中,数据处理器210包括用于将模拟输入信号转换成要由数据处理器210进一步处理的数字信号的模数转换器(ADC)216a和216b。在一些实施方案中,ADC 216a和216b被包括在收发器220中并且以数字方式向数据处理器210提供数据。
[0034] 在图2中,TX LO信号发生器290生成用于上变频的I和Q TX LO信号,而RX LO信号发生器280生成用于下变频的I和Q RX LO信号。每个LO信号是具有特定基频的周期性信号。锁相环(PLL)292从数据处理器210接收时序信息,并生成用于调整来自LO信号发生器290的TX LO信号的频率和/或相位的控制信号。类似地,PLL 282从数据处理器210接收时序信息,并且生成用于调整来自LO信号发生器280的RX LO信号的频率和/或相位的控制信号。
[0035] 在示例性实施方案中,参考信号元件294可位于数据处理器210中或无线设备200中的其他地方,并且被配置为向RX PLL 282和TX PLL 292提供参考信号。在一些实施方案中,参考信号元件294与数据处理器210分开实现和/或被配置为基于来自振荡器(例如,晶体振荡器)的信号生成参考信号。
[0036] 无线设备200可支持CA,并且可(i)接收由一个或多个小区在多个下行链路载波上以不同频率传输的多个下行链路信号,以及/或者(ii)在多个上行链路载波上向一个或多个小区传输多个上行链路信号。然而,本领域技术人员将理解,本文所述的方面可在不支持载波聚合的系统、设备和/或架构中实现。
[0037] 图2中功能性地示出了收发器220的某些元件,并且其中示出的配置可表示或可不表示某些具体实施中的物理设备配置。例如,如上文所述,收发器220可实现于各种集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等中。在一些实施方案中,收发器220实现于具有各种模块的基板或板(诸如印刷电路板(PCB))上。例如,功率放大器244、滤波器242和双工器246可实现于单独的模块中或实现为离散的部件,而收发器220中所示的剩余元件可实现于单个收发器芯片中。
[0038] 功率放大器244可包括一个或多个级,该一个或多个级包括例如驱动器级、功率放大器级或可被配置为在一个或多个频率上、在一个或多个频带中以及在一个或多个功率电平下放大通信信号的其他部件。取决于各种因素,功率放大器244可被配置为使用一个或多个驱动器级、一个或多个功率放大器级、一个或多个阻抗匹配网络来工作,并且可被配置为提供线性、效率或线性与效率的组合。
[0039] 图3是LO发生器电路300的框图。在示例性实施方案中,LO发生器电路可类似于LO发生器280、290中的任一者。在示例性实施方案中,LO发生器电路300可生成TX LO信号和RX LO信号两者,或可仅生成TX LO信号或仅生成RX LO信号。在示例性实施方案中,LO发生器电路300可包括具有PLL电路310和压控振荡器(VCO)308的频率合成器320。LO发生器电路300还可包括LO分频器350。在示例性实施方案中,LO分频器350可为“二分频”(DIV/2或DIV2)分频器,其可被配置为生成同相和正交LO信号。
[0040] 在示例性实施方案中,PLL电路310包括相位/频率检测器(PFD)304、电荷305、环路滤波器306和反馈电路,该反馈电路可包括可编程分频器(NDIV)309。在示例性实施方案中,环路滤波器306可为低通滤波器(LPF)。可编程分频器(NDIV)309可为整数‑N分频器或分数‑N分频器,也可称为PLL分频器。
[0041] 具有输入相位和频率fi的输入信号Vi通过连接302被提供给相位/频率检测器304。在示例性实施方案中,相位/频率检测器304可包括比较器或其他电路,其将连接302上的输入相位和频率与基于由连接319上的可编程分频器309处理之后的输出电压信号Vo的反馈信号进行比较。相位/频率检测器304在连接312和314上提供两个信号,其中在连接312和314上的信号的上升沿之间的时间差表示定时误差TER,其表示在连接302和319上的输入信号之间的相位和频率差。在示例性实施方案中,相位/频率检测器304比较连接302和319上的输入相位,并且将相位差转换成时序误差TER,该时序误差可由连接312和314上的两个信号的两个上升沿之间发生的时间量来表示。然后通过连接312和314将时序误差TER提供给电荷泵305。电荷泵305然后将时序误差TER转换为控制电压Vctrl。响应于时序误差信号,可作为时间‑电压转换器工作的电荷泵305基于时序误差TER是增大还是减小来升高或降低连接
313上的DC电压,并且在连接313上生成控制电压Vctrl。如果时序误差TER为零(0),则电荷泵
305的输出是恒定的。电荷泵305的输出通过连接313被提供给环路滤波器306。在示例性实施方案中,相位/频率检测器304和电荷泵305可组合在单个功能块中。在环路滤波器306为低通滤波器的示例性实施方案中,环路滤波器306从连接313上的电荷泵305的输出信号移除高频噪声,并且在连接315上提供稳定DC电平VCO调谐电压Vtune。
[0042] 然后将DC电压Vtune提供给VCO/缓冲器308。VCO/缓冲器308的输出的频率(fo)与输入信号Vi成正比。输入相位和频率fi以及输出相位和频率fo均通过反馈路径318进行比较和调整,直到输出频率fo等于输入频率fi乘以分频比。可编程分频器309可由例如图2的数据处理器210利用表示分频比的信号来编程,以提供N分频功能(NDIV)。
[0043] 连接316上的频率合成器320的输出被提供给LO分频器350。在示例性实施方案中,LO分频器350可为二分频(DIV/2)电路,其被配置为将连接316中的信号频率降低二(2)分之一。此外,LO分频器可被配置为生成相隔90度的同相和正交信号。其他分频比也是可能的。在一些实施方案中,LO发生器电路300可以不包括LO分频器350,并且LO发生器电路300的输出可以由VCO 308提供。
[0044] 在示例性实施方案中,LO分频器350在频率上对连接316上的VCO信号进行分频,并且在连接352上提供包括ILOp、ILOn、QLOp和QLOn信号的四个分频信号,这四个分频信号相对于彼此异相90度。一般而言,差分信号包括由后缀“p”表示的非反相信号和由后缀“n”表示的互补反相信号。可将ILOp和ILOn信号提供到混频器261a和/或241a(图2),并且可将QLOp和QLOn信号提供到混频器261b和/或241b(图2)。其他分频比也是可能的,其中仅出于说明性目的而描述正交分频器。
[0045] 在示例性实施方案中,无线设备110可支持与利用TDD和/或FDD的无线系统的通信。对于TDD,下行链路和上行链路共享相同的频率,并且下行链路传输和上行链路传输可在不同的时间段内在相同的频率上发送。对于FDD,下行链路和上行链路被分配有单独的频率。可在一个频率上发送下行链路传输,并且可在另一频率上发送上行链路传输。支持TDD的一些示例性无线电技术包括LTE TDD、TD‑SCDMA和GSM。支持FDD的一些示例性无线电技术包括LTE FDD、WCDMA和CDMA 1x。
[0046] 分频器功能检测和调整系统及方法的示例性实施方案可用于增加或优化可编程分频器309、LO分频器350或另一分频器电路的性能和功耗。在示例性实施方案中,可实现分频器功能检测和调整电路370以在校准频率合成器320时调整可编程分频器309。另选地,分频器功能检测和调整电路370可被实现为调整LO分频器350或另一分频器电路的操作。在示例性实施方案中,分频器功能检测和调整电路370在图3中以虚线示出以指示其未必为LO发生器300的部分,但可在可为LO发生器300的部分的一个或多个分频器的操作测试和校准期间实现。在示例性实施方案中,分频器功能检测和调整电路370可用于建立最坏情况温度操作条件以优化或以其他方式调整可编程分频器309、LO分频器350或其他分频器电路的操作,以基于PVT变化来预期分频器操作的变化。
[0047] 本文所述的技术可用于优化或以其他方式调整例如可编程分频器309、LO分频器350或另一分频器电路的分频器的操作以有效地操作,例如以便确保在预期温度范围内操作,同时降低功耗并节省电池功率。示例性实施方案可用于接收器的分频器以及发射器的分频器。
[0048] 图4是分频器功能检测和调整电路400的框图。在示例性实施方案中,分频器功能检测与调整电路400可为图3所示的分频器功能检测与调整电路370的示例。在图4中,一些元件类似于图3中的元件,并且图4中的那些元件将使用惯例4XX来编号,其中图4中标记为4XX的元件类似于图3中标记为3XX的元件。
[0049] 在示例性实施方案中,分频器功能检测和调整电路400在图4中示为与可编程分频器409一起使用,该可编程分频器类似于图3的可编程分频器309;然而,分频器功能检测和调整电路400可与任何分频器电路一起使用。
[0050] 在示例性实施方案中,分频器功能检测和调整电路400包括辅助VCO 411、第一多路复用器(MUX)412、第二MUX 424、低压差(LDO)调压器442和数据处理器210(图2)。在示例性实施方案中,计数器432(例如,粗调计数器)和控制器436表示与分频器功能检测和调整电路400一起使用的数据处理器210中的功能。在其他示例中,计数器432和/或控制器436例如在收发器电路中与处理器210部分或完全分离地实现。因此,在示例性实施方案中,控制器436和计数器432是可驻留在数据处理器210中或无线设备200(图2)中的其他地方的元件。LDO调压器442通常向可编程分频器409提供电源电压且为了方便起见在图4中示为分频器功能检测和调整电路400的部分。在示例性实施方案中,LDO调压器442、计数器432和控制器436可为通信设备(例如,图2的无线设备200)的部分,并且重新用于分频器功能检测和调整电路400。在图4中还示出了VCO 408和可编程分频器409作为参考。在示例性实施方案中,VCO 408类似于图3中的VCO 308,并且可编程分频器409类似于图3的可编程分频器309。
[0051] 在示例性实施方案中,VCO 408和辅助VCO 411两者均耦合到第一多路复用器(MUX)412。第一MUX 412可通过连接414从例如图2的数据处理器210接收控制信号d_vco_select。
[0052] 在示例性实施方案中,VCO 408可类似于图3的VCO 308,并且在mmWave通信系统中可被配置为在连接416上提供近似频率为21.5GHz的系统信号。在一些此类示例中,此频率大约是超外差式mmWave通信系统中的中频的两倍,使得分频器350输出具有大约中频的信号。在示例性实施方案中,辅助VCO 411可被配置为以比由VCO 408提供的系统信号的频率高大约10%至15%的频率在连接417上提供信号。例如,在VCO 408的输出频率大约为21.5GHz的mmWave通信系统中,辅助VCO 411可被配置为提供大约为23GHz至24GHz的频率的信号。
[0053] 可将第一MUX 412的输出提供给节点415。节点415可耦合到可编程分频器409和第二MUX 424。例如,取决于连接414上的d_vco_select信号的状态,可将VCO 408的输出或辅助VCO 411的输出提供给节点415。节点415处的信号可称为FVCO,而不管VCO 408的输出还是辅助VCO 411的输出被提供给节点415。
[0054] 在示例性实施方案中,可编程分频器409通过连接433从数据处理器210接收分频比控制信号,并且通过连接444从LDO调压器442接收电源电压Vdd_div。来自数据处理器210的连接433上的控制信号确定可编程分频器409用以对节点415上的信号进行分频的分频比,并且确定连接419上的信号的频率FDIV。来自数据处理器210的连接438上的控制信号VREF_CODE确定LDO调压器442的输出电压。LDO调压器442接收控制信号VREF_CODE,并且生成通过连接444提供给可编程分频器409的电源电压Vdd_div。控制信号VREF_CODE与电源电压Vdd_div之间的关系可为成比例的。例如,控制信号VREF_CODE可以是数字控制信号,其中一(1)的增量对应于例如5mV至7mV的电源电压Vdd_div的电压变化。控制信号VREF_CODE可以随着例如5mV至7mV的电源电压Vdd_div的相应增加而增加例如+1,或者可以随着例如5mV至7mV的电源电压Vdd_div的相应减少而减少例如‑1。电源电压变化的VREF_CODE增量的其他比例也是可能的,仅作为示例描述5mV至7mV。
[0055] 在示例性实施方案中,第二MUX 424由连接426上的信号d_ct_select控制。在示例性实施方案中,连接426上的d_ct_select可以由数据处理器210提供。
[0056] 连接426上的d_ct_select的状态确定连接428上的第二MUX的输出是连接419上的FDIV信号还是连接418上的FVCO信号。
[0057] 在节点415处的第一MUX 412的输出是来自VCO 408或辅助VCO 411的FVCO信号的示例性实施方案中,接着取决于连接426上的d_ct_select的状态,将通过连接428将连接418上的FVCO信号或连接419上的可编程分频器409的FDIV输出提供给计数器432。
[0058] 在示例性实施方案中,计数器432对连接428上的信号的频率进行计数(或测量),并且通过连接434提供表示连接428上的信号的频率的计数器信号。在示例性实施方案中,控制器436接收连接434上的计数器信号,并且基于此在连接438上生成控制信号VREF_CODE,该控制信号最终确定由LDO调压器442在连接444上提供给可编程分频器409的电压。在示例性实施方案中,连接444上的电源电压Vdd_div由控制器436设置以实现由数据处理器210确定或设置并且通过连接433提供给可编程分频器409的分频比。
[0059] 在示例性实施方案中,启用辅助VCO 411经并且被设置为以比最大预期频率FMAX高的频率提供输出信号,该最大预期频率F比从VCO 408预期的频率高。例如,如果VCO 408预期提供的最大频率是21.5GHz,则辅助VCO 411的频率可以设置为例如23GHz至24GHz。在示例性实施方案中,将辅助VCO设置为大于FMAX的频率允许在环境温度(例如,诸如室温)下测试和校正可编程分频器409,同时确保可编程分频器409将在所有预期操作温度内以期望频率操作。在高于FMAX的频率下的此类操作可被视为“最坏情况”操作,因此如果可编程分频器409可在大于FMAX的频率下操作,则其将在常规操作期间以其正常期望频率操作,其中对归因于PVT的变化的灵敏度降低。
[0060] 当辅助VCO 411提供高于FMAX的输出时,计数器432交替地测量节点415处的辅助VCO 411的输出频率FVCO和连接419上的可编程分频器409的输出频率FDIV。例如,最初第一MUX 412选择辅助VCO 411的输出,并且第二MUX 424选择连接418上的FVCO信号,使得计数器432最初测量辅助VCO 411的输出FVCO的频率。该值可以作为第一值N1存储在控制器436中。
然后,虽然节点415上的FVCO信号仍表示辅助VCO 411的输出,但可编程分频器409对节点415处的FVCO信号进行分频并且将其输出作为连接419上的FDIV信号提供。然后,第二MUX选择连接419上的FDIV输入,使得FDIV信号出现在连接428上。然后,计数器432测量连接428上的FDIV信号的频率。该值可以作为第二值N2存储在控制器436中。例如,处理器296和存储器298(图
2)可用于执行计算并存储N1和N2的结果。辅助VCO 411的输出FVCO的测量频率(N1)和由可编程分频器409提供的FDIV信号的测量频率(N2)通过连接434从计数器432提供给控制器436。
控制器436通过比较FDIV信号与FVCO信号来计算由可编程分频器409提供的分频比(N1/N2),以确定测得的分频比NMEAS。例如,如果希望分频比为二(2),那么如果由辅助VCO 411提供的信号的频率FVCO为24GHz并且可编程分频器409的频率FDIV为12GHz,那么显然可编程分频器
409正作为二分频分频器操作。
[0061] 然后将测得的分频比NMEAS与表示目标分频比NDIV的信号进行比较。使用二分频分频比的示例,预期目标分频比为二,并且在此示例中,测得的分频比等于目标分频比。
[0062] 如果测得的分频比不同于目标分频比,那么可增加由LDO调压器提供的电压。例如,测得的分频比NMEAS可小于或大于目标分频比NDIV,从而指示可编程分频器409未能提供目标分频比并且因此增加提供给可编程分频器的电压。如果测得的分频比等于目标分频比,那么可降低由LDO调压器提供的电压,直到测得的分频比不同于目标分频比。在示例性实施方案中,分频器功能检测和调整电路400用以确定可编程分频器409将提供目标分频比的最小电源电压。在示例性实施方案中,可通过确定可编程分频器409是否未能在FMAX的初始频率下以目标分频比操作来确定最小电源电压,并且如果是,则增加电源电压直到可编程分频器409在FMAX的初始频率下以目标分频比操作为止。如果可编程分频器409在FMAX的初始频率下以目标分频比操作,则降低电源电压直到可编程分频器409未能在FMAX的初始频率下以目标分频比操作为止。以此方式,可最小化由LDO调压器提供的电压,同时确保可编程分频器409在预期温度和工艺变化的范围内提供其目标输出。
[0063] 图5是示出图4的分频器功能检测和调整电路的示例性实施方案的框图500。在图5中,一些元件类似于图4中的元件,并且图5中的那些元件将使用惯例5XX来编号,其中图5中标记为5XX的元件类似于图4中标记为4XX的元件。
[0064] 在示例性实施方案中,辅助VCO 511可使用环形振荡器来实现以生成高于FMAX的频率。顾名思义,环形振荡器是包括以环形架构布置的奇数个反相器517的设备,其输出在表示真与假或逻辑1与逻辑0的两个电压电平之间振荡。反相器517在链中耦合,并且最后一个反相器的输出被反馈到第一反相器中。反相器521可用于向第一MUX 512提供输出信号。电容器520可以耦合到反相器517的相应输出。在示例性实施方案中,电容器520可基于由数据处理器210提供的控制信号而可调整,并且可被调整为控制辅助VCO 511的输出频率。晶体管516的源极可以耦合到系统电压Vdd。晶体管516可在其栅极处接收启用信号d_enb_ring,并且可具有耦合到反相器517和521的漏极。
[0065] 晶体管513的漏极可以耦合到晶体管516的漏极并且耦合到反相器517和521,晶体管513的源极可以耦合到系统地,并且晶体管513的栅极可以接收启用信号d_enb_ring。
[0066] 在示例性实施方案中,第一MUX 512可包括晶体管523和525。晶体管523可使其源极耦合到反相器521的输出,并且晶体管525可使其源极耦合到VCO 508的输出。启用信号d_en_ring可以耦合到晶体管523的栅极,并且启用信号d_enb_ring可以耦合到晶体管525的栅极。信号d_en_ring和d_enb_ring是互补的,使得当晶体管523接通时,晶体管525关闭,而当晶体管525接通时,晶体管523关闭。
[0067] 取决于启用信号d_en_ring和d_enb_ring的状态,将辅助VCO 511的输出或VCO 508的输出提供给节点515。
[0068] 在示例性实施方案中,LDO调压器542可包括参考电压发生器543、运算放大器(OpAmp)545、晶体管547、电阻器549和电容器551。参考电压发生器543可被配置为通过连接538接收数据处理器210的输出,并且在节点553处生成跨越电阻器549和电容器551的参考电压VREF。参考电压VREF可以提供给OpAmp 545的非反相输入。OpAmp 545的输出被提供给晶体管547的栅极。晶体管547的漏极可以耦合到系统电压Vdd,并且晶体管547的源极可将Vdd_div电源电压提供给可编程分频器509。晶体管547的源极处的信号也被反馈到OpAmp 
545的反相输入。晶体管547的源极通过连接544将Vdd_div电源电压提供给可编程分频器
509。
[0069] 图6是示出图5的分频器功能检测和调整电路的另选的示例性实施方案的框图600。在图6中,一些元件类似于图5中的元件,并且图6中的那些元件将使用惯例6XX来编号,其中图6中标记为6XX的元件类似于图5中标记为5XX的元件。
[0070] 在示例性实施方案中,可以实现可具有提供多个频率输出的能的VCO 611。例如,在第一模式下,VCO 611可被配置为提供第一输出频率,例如21.5GHz。接着,在第二模式下,VCO 611可被配置为提供比第一输出频率高大约10%至15%的第二输出频率,例如23GHz至24GHz。
[0071] 在示例性实施方案中,VCO 611可以实现为一(1)电感电容(LC)VCO,其具有有源部分(例如gm级652)和第一电感器部分651。在示例性实施方案中,VCO 611还可包括第二电感器部分653和第三电感器部分655,它们各自耦合到第一电感器部分651和开关657。在示例性实施方案中,开关657可由数据处理器210提供的控制信号d_enb_fmax来控制。
[0072] 在示例性实施方案中,在第一模式下,VCO 611可被配置为使用gm级652和第一电感器部分651(其中开关657不导通)来提供第一输出频率FMAX的系统信号,例如21.5GHz。接着,在第二模式下,VCO 611可被配置为使用gm级652、第一电感器部分651、第二电感器部分653和第三电感器部分655(其中开关657导通)来提供比第一输出频率高大约10%至15%的第二输出频率的辅助系统信号,该第二输出频率大于FMAX,例如23GHz至24GHz。
[0073] 第一输出频率或第二输出频率可取决于VCO 611的操作而选择性地提供给节点615,如上文所述。
[0074] 图7是描述用于分频器功能检测和调整的方法的操作示例的流程图700。方法700中的框可按或可不按所示顺序执行,并且在一些实施方案中,可以至少部分地并行执行。
[0075] 在框702中,将辅助VCO设置为大于FMAX的频率。在示例性实施方案中,辅助VCO 411、辅助VCO 511或VCO 611可被设置成高于最高预期VCO频率的操作频率。例如,辅助VCO 
411、辅助VCO 511或VCO 611可被设置成在例如23GHz至24GHz下操作。在示例性实施方案中,将辅助VCO设置为大于FMAX的频率允许在环境温度(例如,例如室温)下测试和校正可编程分频器以确保可编程分频器将在所有温度内以期望频率操作。作为示例,环境温度可以是大约70华氏度。在高于FMAX的频率下的此类操作可以被认为是“最坏情况”操作。
[0076] 在框704中,测量辅助VCO输出。例如,计数器432最初可测量辅助VCO 411的输出FVCO的频率。该值可以作为第一值N1存储在控制器436中。可使用在PLL的初始启动期间在粗调步骤中由计数器432捕获的N1的最后值来执行步骤704。如上所述,测得的频率不必是绝对频率,例如以Hz为单位的值。频率可以是脉冲或边沿的计数,或者表示信号频率的任何其他测量或指示。
[0077] 在框706中,测量可编程分频器输出。例如,虽然节点415上的FVCO信号仍表示辅助VCO 411的实施方案的输出,但可编程分频器409对节点415处的FVCO信号进行分频并且将其输出作为连接419上的FDIV信号提供。然后,计数器432测量连接428上的FDIV信号的频率。该值可以作为第二值N2存储在控制器436中。如上所述,测得的频率不必是绝对频率,例如以Hz为单位的值。频率可以是脉冲或边沿的计数,或者表示信号频率的任何其他测量或指示。
[0078] 在框708中,计算可编程分频器的分频比NMEAS。例如,控制器436通过将FDIV信号与FVCO信号进行比较以确定分频比来将分频比计算为由可编程分频器409提供的(N1/N2+0.5)的整数部分。在N2/N1的值上加0.5可确保计算得到最接近N1/N2的整数。
[0079] 在框710中,将测得的分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较。例如,控制器436可将分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较以确定可编程分频器是否正以目标分频比NDIV操作。为了在最坏情况操作条件下检测和优化或以其他方式调整分频器功能,将分频比NDIV设置为对应于来自LDO调压器442的最高电源电压Vdd_div的值。
[0080] 如果测得的分频比NMEAS等于目标分频比NDIV,那么在框712中,通过将连接438上提供的控制信号VREF_CODE减小1来降低由LDO调压器442(图4)提供的电源电压。
[0081] 然后使用降低的电源电压重复框706和框708。
[0082] 在框714中,确定测得的分频比NMEAS是否等于目标分频比NDIV。如果在框714中确定测得的分频比NMEAS等于目标分频比NDIV,则过程返回到框712并且重复。如果在框714中确定测得的分频比NMEAS不等于目标分频比NDIV,则过程进行到框716。
[0083] 在框716中,例如通过将控制信号VREF_CODE设置为等于对应于电源电压Vdd_div的最后代码+1来设置对应于允许可编程分频器409(图4)以其目标分频比操作的电源电压Vdd_div的控制信号VREF_CODE的最小值,该最后代码+1对应于电源电压Vdd_div,其相当于比框712中设置的电源电压高一个代码增量。
[0084] 如果在框710中确定测得的分频比NMEAS不等于目标分频比NDIV,那么在框718中,通过将控制信号VREF_CODE递增1来增加由LDO调压器442(图4)提供的电源电压。
[0085] 然后使用增加的电源电压重复框706和框708。
[0086] 在框720中,确定测得的分频比NMEAS是否仍然不等于目标分频比NDIV。如果在框720中确定测得的分频比NMEAS不等于目标分频比NDIV,则过程返回到框718并且重复。如果在框720中确定测得的分频比NMEAS等于目标分频比NDIV,则过程进行到框722。
[0087] 在框722中,例如通过将控制信号VREF_CODE设置为等于对应于电源电压Vdd_div的最后代码来设置对应于允许可编程分频器409(图4)以其目标分频比操作的电源电压Vdd_div的控制信号VREF_CODE的最小值,该最后代码对应于Vdd_div,其相当于在框718中设置的电源电压。
[0088] 任选地,在框724中,将代码裕度添加到控制信号VREF_CODE的最小值以允许可编程分频器稳健地操作。代码裕度可以存储在控制器436(或536或636)中并且可以是可改变的。例如,如果代码裕度是0,则VREF_CODE的最终值正好是使分频器工作的最小代码。如果代码裕度是2,则VREF_CODE的最终值是VREF_CODE的最小值加2,这提供了比所需更高的供应,因此使得分频器更稳健地工作。
[0089] 图8是根据本公开的示例性实施方案的用于分频器功能检测和调整的装置的功能框图。
[0090] 装置800包括用于将辅助VCO设置为大于FMAX的频率的构件802。在某些实施方案中,用于将辅助VCO设置为大于FMAX的频率的构件802可被配置为执行方法700(图7)的操作框702中描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施方案中,用于将辅助VCO设置为大于FMAX的频率的构件802可包括处理器210。例如,处理器210可被配置为将辅助VCO 411、辅助VCO 511或VCO 611设置为高于“主”VCO的最高预期频率的操作频率。例如,辅助VCO 411、辅助VCO 511或VCO 611可被设置成在例如23GHz至24GHz下操作。构件802可以附加地或替代地包括辅助VCO的元件,例如电容器520或开关657。
[0091] 装置800还可包括用于测量辅助VCO输出的构件804。在某些实施方案中,用于测量辅助VCO输出的构件804可被配置为执行方法700(图7)的操作框704中描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施方案中,用于测量辅助VCO输出的构件804可包括计数器432。例如,计数器432可被配置为初始测量辅助VCO 411的输出FVCO的频率。该值可以作为第一值N1存储在控制器436中。构件804可以附加地或替代地包括允许选择VCO输出的元件,例如MUX 412、424、512、524和/或634。构件804还可包括连接418、518和/或618。
[0092] 装置800还可包括用于测量可编程分频器输出的构件806。在某些实施方案中,用于测量可编程分频器输出的构件806可被配置为执行方法700(图7)的操作框706中描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施方案中,用于测量可编程分频器输出的构件806可包括计数器432。例如,计数器432可被配置为测量连接428上的FDIV信号。该值可以作为第二值N2存储在控制器436中。构件806可以附加地或替代地包括允许选择VCO输出的元件,例如MUX 412、424、512、524和/或634。构件806还可包括连接419、519和/或619。虽然在图8中单独示出,但是构件804、806可以部分或完全组合。
[0093] 装置800还可包括用于计算可编程分频器的分频比NMEAS的构件808。在某些实施方案中,用于计算可编程分频器的分频比NMEAS的构件808可被配置为执行方法700(图7)的操作框708中描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施方案中,用于计算可编程分频器的分频比NMEAS的构件808可包括控制器436。例如,控制器436可被配置为通过将FDIV信号与FVCO信号进行比较以确定分频比来将分频比计算为由可编程分频器409提供的(N1/N2+0.5)的整数部分。在N2/N1的值上加0.5可以确保计算得到最接近N1/N2的整数。
[0094] 装置800还可包括用于将测得的分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较的构件810。在某些实施方案中,用于将测得的分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较的构件810可被配置为执行方法700(图7)的操作框710中描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施方案中,用于将测得的分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较的构件810可包括控制器
436。例如,控制器436可被配置为将分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较以确定可编程分频器是否正以目标分频比NDIV操作。虽然在图8中单独示出,但是构件808、810可以部分或完全组合。
[0095] 装置800还可包括用于调整提供给可编程分频器的电源电压的构件812。在某些实施方案中,用于调整提供给可编程分频器的电源电压的构件812可被配置为执行方法700(图7)的操作框712或操作框718中描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施方案中,用于调整提供给可编程分频器的电源电压的构件812可包括处理器210和/或LDO调压器442。例如,如果测得的分频比NMEAS等于目标分频比NDIV,则可通过将在连接438上提供的控制信号VREF_CODE减小1来降低由LDO调压器442(图4)提供的电源电压,或者如果测得的分频比NMEAS不等于目标分频比NDIV,则可通过将在连接438上提供的控制信号VREF_CODE增加1来增加由LDO调压器442(图4)提供的电源电压,从而可以增加由LDO调压器442提供的电源电压。
[0096] 装置800还可包括用于设置提供给可编程分频器的电源电压的构件814。在某些实施方案中,用于设置提供给可编程分频器的电源电压的构件814可被配置为执行方法700(图7)的操作框716或操作框722中描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施方案中,用于设置提供给可编程分频器的电源电压的构件814可包括处理器210和/或LDO调压器442。例如,处理器210可设置对应于电源电压Vdd_div的控制信号VREF_CODE的最小值,其允许可编程分频器409(图4)以其等于最后代码+1的目标分频比操作,和/或设置对应于电源电压Vdd_div的控制信号VREF_CODE的最小值,其允许可编程分频器409(图4)以其等于最后代码的目标分频比操作。虽然在图8中单独示出,但是构件812、814可以部分或完全组合。
[0097] 装置800还可包括用于将代码裕度添加到控制信号VREF_CODE的最小值的可选构件816。在某些实施方案中,用于将代码裕度添加到控制信号VREF_CODE的最小值的可选构件816可被配置为执行方法700(图7)的操作框724中描述的功能中的一个或多个功能。在示例性实施方案中,用于将代码裕度添加到控制信号VREF_CODE的最小值的可选构件816可包括控制器436。例如,控制器436可被配置为将代码裕度添加到控制信号VREF_CODE的最小值以允许可编程分频器稳健地操作。
[0098] 在以下经编号条款中描述了具体实施示例:
[0099] 1.一种分频器功能检测和调整电路,包括:耦合到第一多路复用器(MUX)的辅助压控振荡器(VCO);耦合到所述第一MUX的可编程分频器;耦合到所述可编程分频器的第二MUX;耦合到所述第二MUX的计数器;以及耦合到所述计数器的控制器,所述控制器被配置为基于测得的分频比NMEAS来调整提供给所述可编程分频器的电源电压。
[0100] 2.根据条款1所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述辅助VCO包括环形振荡器。
[0101] 3.根据条款1至2中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述辅助VCO被配置为以高于最大预期系统频率的频率生成信号FVCO。
[0102] 4.根据条款1至3中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述第一MUX包括一对晶体管。
[0103] 5.根据条款1至4中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述第一MUX被配置为在所述辅助VCO的输出与系统VCO信号之间进行选择。
[0104] 6.根据条款1至5中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述可编程分频器被配置为接收所述辅助VCO的输出FVCO、和控制信号,并且被配置为提供分频器输出FDIV。
[0105] 7.根据条款1至6中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中
[0106] 所述计数器被配置为确定所述分频器输出FDIV的频率以及所述输出FVCO的频率。
[0107] 8.根据条款1至7中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中
[0108] 所述控制器被配置为从所述分频器输出FDIV确定所述测得的分频比NMEAS,并且将所述测得的分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较。
[0109] 9.根据条款1至8中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,还包括耦合到所述可编程分频器的电压发生器,所述电压发生器被配置为基于由所述控制器生成的控制信号VREF_CODE来生成用于所述可编程分频器的所述电源电压。
[0110] 10.根据条款1至9中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中
[0111] 所述控制器被配置为当所述测得的分频比NMEAS等于目标分频比NDIV时减小提供给所述可编程分频器的所述电源电压。
[0112] 11.根据条款1至10中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述控制器被配置为当所述测得的分频比NMEAS不等于目标分频比NDIV时增加提供给所述可编程分频器的所述电源电压。
[0113] 12.一种用于调整分频器的方法,包括:生成第一信号FVCO;对所述第一信号FVCO进行分频以生成第二信号FDIV;确定所述第一信号FVCO的频率;确定所述第二信号FDIV的频率;基于所述第一信号FVCO的所确定的频率和所述第二信号FDIV的所确定的频率来确定分频比NMEAS;将所述分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较;以及分频器控制信号以获得使NMEAS等于NDIV的最小电压电平。
[0114] 13.根据条款12所述的方法,其中如果所述分频比NMEAS等于所述目标分频比NDIV,则所述方法包括调整分频器控制信号以降低提供给分频器的电压电平。
[0115] 14.根据条款12至13中任一项所述的方法,其中如果所述分频比NMEAS不等于所述目标分频比NDIV,则所述方法包括调整分频器控制信号以增加提供给分频器的电压电平。
[0116] 15.根据条款12至14中任一项所述的方法,还包括将所述分频器控制信号设置为包括裕度的值。
[0117] 16.根据条款12至15中任一项所述的方法,还包括以高于最大预期系统频率的频率生成所述第一信号FVCO。
[0118] 17.根据条款12至16中任一项所述的方法,还包括利用辅助压控振荡器(VCO)生成所述第一信号FVCO。
[0119] 18.一种设备,包括:用于生成第一信号FVCO的构件;用于基于所述第一信号FVCO生成第二信号FDIV的构件;用于确定所述第一信号FVCO的频率的构件;用于确定所述第二信号FDIV的频率的构件;用于基于所述第一信号FVCO的所确定的频率和所述第二信号FDIV的所确定的频率来确定分频比NMEAS的构件;用于将所述分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较的构件;以及用于调整分频器控制信号以获得使NMEAS等于NDIV的最小电压电平的构件。
[0120] 19.根据条款18所述的设备,其中用于调整的所述构件包括用于调整分频器控制信号以在所述分频比NMEAS等于所述目标分频比NDIV的情况下降低提供给用于生成第二信号的所述构件的电压电平的构件。
[0121] 20.根据条款18至19中任一项所述的设备,其中用于调整的所述构件包括用于调整分频器控制信号以在所述分频比NMEAS不等于所述目标分频比NDIV的情况下提高提供给用于生成第二信号的所述构件的电压电平的构件。
[0122] 21.根据条款18至20中任一项所述的设备,还包括用于将所述分频器控制信号设置为包括裕度的值的构件。
[0123] 22.根据条款18至21中任一项所述的设备,其中用于生成所述第一信号的所述构件包括用于以高于最大预期系统频率的频率生成所述第一信号FVCO的构件。
[0124] 23.一种分频器功能检测和调整电路,包括:压控振荡器(VCO),所述压控振荡器(VCO)被配置为以高于最大预期系统频率的频率生成信号FVCO;分频器,所述分频器被配置为接收所述信号FVCO并且提供分频器信号FDIV;计数器,所述计数器耦合到所述VCO和所述分频器,所述计数器被配置为选择性地接收所述信号FVCO和所述分频器信号FDIV,并且被配置为确定所述分频器信号FDIV的频率和所述信号FVCO的频率;以及耦合到所述计数器的控制器,所述控制器被配置为从所述信号FVCO的所确定的频率以及所述分频器信号FDIV的所确定的频率来确定测得的分频比NMEAS,并且将所述测得的分频比NMEAS与目标分频比NDIV进行比较,所述控制器还被配置为基于所述测得的分频比NMEAS与所述目标分频比NDIV的所述比较来调整提供给所述分频器的电源电压。
[0125] 24.根据条款23所述的分频器功能检测和调整电路,还包括多路复用器(MUX),所述分频器被配置为从所述VCO接收所述信号FVCO并且向所述MUX提供所述分频器信号FDIV,所述MUX被配置为接收控制信号并且基于所述控制信号向所述计数器提供所述分频器信号FDIV或所述信号FVCO。
[0126] 25.根据条款23至24中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述控制器被配置为当所述测得的分频比NMEAS等于所述目标分频比NDIV时减小提供给所述分频器的所述电源电压。
[0127] 26.根据条款23至25中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述控制器被配置为当所述测得的分频比NMEAS不等于所述目标分频比NDIV时增加提供给所述分频器的所述电源电压。
[0128] 27.根据条款23至26中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述VCO包括辅助VCO,并且其中所述分频器功能检测和调整电路还包括多路复用器(MUX),所述多路复用器(MUX)被配置为在所述辅助VCO的输出与系统VCO信号之间进行选择。
[0129] 28.根据条款23至27中任一项所述的分频器功能检测和调整电路,其中所述VCO包括电感器部分和开关,其中所述信号FVCO的所述频率基于所述开关的配置而变化至少10%。
[0130] 本文所述的电路架构可在一个或多个IC、模拟IC、RFIC、混合信号IC、ASIC、印刷电路板(PCB)、电子设备等上实现。本文所述的电路架构也可利用各种IC工艺技术来制造,诸如互补金属化物半导体(CMOS)、N沟道MOS(NMOS)、P沟道MOS(PMOS)、双极结型晶体管(BJT)、双极CMOS(BiCMOS)、锗(SiGe)、砷化镓(GaAs)、异质结双极型晶体管(HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、绝缘体上硅(SOI)等。
[0131] 本文所述的实现电路的装置可为独立的设备,或者可为更大设备的一部分。设备可为(i)独立的IC、(ii)可包括用于存储数据和/或指令的存储器IC的一个或多个IC的集合、(iii)RFIC诸如RF接收器(RFR)或RF发射器/接收器(RTR)、(iv)ASIC诸如移动站调制解调器(MSM)、(v)可被嵌入在其他设备内的模块、(vi)接收器、蜂窝电话、无线设备、手持机或移动单元,(vii)等等。
[0132] 如在本描述中所使用的,术语“部件”、“数据库”、“模块”、“系统”和类似术语旨在引述计算机相关实体,任其是硬件固件、硬件与软件的组合、软件、或执行中的软件。例如,部件可以是,但不限于是:在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行的线程、程序和/或计算机。通过例示的方式,在计算设备上运行的应用以及计算设备都可以是部件。一个或多个部件可存在于过程和/或执行线程中,部件可位于一个计算机中和/或分布在两个或更多计算机之间。此外,这些部件可以从具有存储于其上的各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可诸如根据具有一个或多个数据分组(例如,来自如下的一个部件的数据:该部件通过信号的方式与本地系统、分布式系统中的另一部件进行交互、和/或跨越网络诸如互联网与其他系统进行交互)的信号,通过本地和/或远程进程的方式进行通信。
[0133] 虽然详细示出和描述了选定的方面,但应当理解,在不脱离如所附权利要求书所限定的、本发明的实质和范围的情况下,可在其中进行各种替换和更改。
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