專利名稱：對寄生電容敏感或不敏感的濾波器帶寬的校驗(yàn)電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及無線通信系統(tǒng)，更具體地(但不是排他地)，本發(fā)明涉及校驗(yàn)對寄生電容敏感或不敏感的濾波器帶寬。
背景技術(shù)：
已知地，通信系統(tǒng)支持無線和/或有線通信設(shè)備之間的無線和有線通信。這樣通信系統(tǒng)從國家和/或國際蜂窩電話系統(tǒng)到互聯(lián)網(wǎng)，到點(diǎn)對點(diǎn)家用無線網(wǎng)絡(luò)。每種類型的通信系統(tǒng)根據(jù)一個或多個通信標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建和據(jù)此操作。例如，無線通信系統(tǒng)可以根據(jù)一個或多個標(biāo)準(zhǔn)操作，這些標(biāo)準(zhǔn)包括，但不局限于，IEEE802.11，藍(lán)牙、高級移動電話服務(wù)(AMPS)、數(shù)字AMPS、全球通信系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)和/或它們的變化。
與無線通信的類型有關(guān)，無線通信設(shè)備(諸如蜂窩電話、雙向無線電、個人數(shù)字助理(PDA)、個人計(jì)算機(jī)(PC)、便攜式計(jì)算機(jī)、家庭娛樂裝置等等直接或間接與其他無線通信設(shè)備通信。對于直接通信(也稱為點(diǎn)對點(diǎn)通信)而言，參與的無線通信設(shè)備將它們的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)調(diào)諧至相同的信道或信道對(例如，無線通信系統(tǒng)的多個射頻(RF)載波中的一個)并在該信道或信道對上通信。對于間接無線通信而言，每一個無線通信設(shè)備經(jīng)由指定信道直接與相關(guān)聯(lián)的基站(例如，對于蜂窩服務(wù)而言)和/或相關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)(例如，對于室內(nèi)或建筑物內(nèi)部的無線網(wǎng)絡(luò)而言)通信。為了完成無線通信設(shè)備之間的通信連接，相關(guān)聯(lián)的基站和/或相關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)經(jīng)由系統(tǒng)控制器、公共交換電話網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和/或其它一些廣域網(wǎng)來彼此直接通信。
對于參與無線通信的每一個無線通信設(shè)備而言，其包括內(nèi)置無線電收發(fā)信機(jī)(即接收機(jī)和發(fā)射機(jī))或連接到相關(guān)聯(lián)的無線電收發(fā)信機(jī)(如用于室內(nèi)和/或建筑物內(nèi)無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站、RF調(diào)制解調(diào)器等)。眾所周知，接收機(jī)接收RF信號，直接或者經(jīng)由一個或多個中頻級從RF信號中消除RF載波頻率，并且根據(jù)特定無線通信標(biāo)準(zhǔn)將信號解調(diào)以重新獲得傳輸信號。發(fā)射機(jī)根據(jù)特定無線通信標(biāo)準(zhǔn)通過直接或者使用多個中頻級將數(shù)據(jù)調(diào)制為RF載波來將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RF信號以產(chǎn)生RF信號。
發(fā)射機(jī)也可以包括低通濾波器(LPF)，該低通濾波器將頻率高于特定截止頻率的某些信號過濾，以便降低噪音或其他非期望信號方式。然而，由于制造過程中的過程偏差或其他原因，LPF的截止頻率可以從指定截止頻率發(fā)生偏差，使信號的期望部分截止或不使信號的非期望部分截止。
相應(yīng)地，需要新的電路和方法，該電路和方法為具有對寄生電容敏感或不敏感的濾波器帶寬補(bǔ)償期望截止頻率(即原始設(shè)計(jì)頻率)與實(shí)際截止頻率之間的偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例是將低通濾波器的截止頻率移到設(shè)計(jì)截止頻率以便校正制造過程中的過程偏差或其它原因所引起的差別。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，一種方法包括當(dāng)將相等的電流加到濾波器的第一元件和第二元件上時，測量第一元件和第二元件之間的電壓差；以及如果存在測量電壓差，調(diào)節(jié)第一或第二元件中的至少一個。該調(diào)節(jié)使濾波器特性與濾波器的設(shè)計(jì)特性更緊密地匹配。可以重復(fù)該方法，直到獲得可接受的(預(yù)先指定的)差值(例如，在電壓測量的誤差范圍內(nèi))為止。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，一種系統(tǒng)(例如電路)包括比較器和引擎。比較器測量在將相等的電流加到濾波器的第一元件和第二元件上時濾波器的第一元件和第二元件之間的電壓差。如果存在測量電壓差，該引擎(其通信地連接到第一元件和第二元件中的至少一個并通信地連接到比較器)調(diào)節(jié)第一元件或第二元件中的至少一個。該調(diào)節(jié)使濾波器的特性與濾波器的設(shè)計(jì)特性更緊密地匹配。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種方法，包括當(dāng)將相等的電流加到濾波器的第一元件和第二元件上時，測量濾波器的第一元件和第二元件之間的電壓差；以及如果存在測量電壓差，調(diào)節(jié)第一元件或第二元件中的至少一個，其中該調(diào)節(jié)使濾波器的特性與濾波器的設(shè)計(jì)特性更緊密地匹配。
優(yōu)選地，濾波器包括低通濾波器。
優(yōu)選地，低通濾波器包括RC濾波器。
優(yōu)選地，所述特性包括濾波器的截止頻率。
優(yōu)選地，當(dāng)不存在電壓差時截止頻率與設(shè)計(jì)截止頻率匹配。
優(yōu)選地，第一元件包括電容陣列并且上述調(diào)節(jié)激活該陣列中的一個或多個電容器。
優(yōu)選地，本方法還包括將陣列中的每個電容器的電荷設(shè)置為零、重復(fù)測量并調(diào)節(jié)，直至測量電壓差小于預(yù)先指定的公差為止。
優(yōu)選地，上述方法還包括重復(fù)測量和調(diào)節(jié)，直到測量的電壓小于預(yù)先指定的公差為止。
依照本發(fā)明的一個方面，提供了一種系統(tǒng)，包括
用于在將相等的電流加到濾波器第一元件和第二元件上時，測量濾波器第一元件和第二元件之間的電壓差的裝置；以及用于在存在測量電壓差時調(diào)節(jié)第一元件或第二元件中的至少一個的裝置，其中該調(diào)節(jié)使濾波器的特性與濾波器的設(shè)計(jì)特性更緊密地匹配。
依照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種系統(tǒng)，包括比較器，其能夠在將相等的電流加到濾波器的第一元件和第二元件上時，測量第一元件和第二元件之間的電壓差；以及引擎，其通信地連接到第一和第二元件中的至少一個，并且通信地連接到比較器，所述引擎能夠在存在測量電壓差時，調(diào)節(jié)第一元件或第二元件中的至少一個，其中該調(diào)節(jié)使濾波器的特性與濾波器的設(shè)計(jì)特性更緊密的匹配。
優(yōu)選地，濾波器包括低通濾波器。
優(yōu)選地，低通濾波器包括RC濾波器。
優(yōu)選地，所述特性包括濾波器的截止頻率。
優(yōu)選地，當(dāng)不存在電壓差時截止頻率與設(shè)計(jì)截止頻率匹配。
優(yōu)選地，第一元件包括電容陣列并且上述調(diào)節(jié)激活該陣列中的一個或多個電容器。
優(yōu)選地，比較器和引擎還能夠分別重復(fù)測量和調(diào)節(jié)，直到測量電壓差處于預(yù)先指定的公差以內(nèi)為止。


參考以下附圖描述本發(fā)明的非限制性和非窮舉的實(shí)施例，其中除非另有指定，否則在各個視圖中類似的標(biāo)號表示類似的部分。
圖1是框圖，示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；
圖2A是電路圖，示出簡單的RC低通濾波器，該濾波器的帶寬對寄生電容敏感；圖2B是示出RC低通濾波器的設(shè)計(jì)截止頻率和實(shí)際截止頻率之間的差值的圖；圖3是框圖，示出連接到低通濾波器的RC校驗(yàn)電路；圖4是框圖，示出圖3的RC校驗(yàn)電路；圖5是框圖，示出RC校驗(yàn)電路的電容陣列；并且圖6是流程圖，示出校驗(yàn)濾波器以補(bǔ)償設(shè)計(jì)截止頻率和實(shí)際截止頻率之間偏差的方法。
具體實(shí)施例方式
提供以下的描述以使任何本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并使用本發(fā)明，并且在特定應(yīng)用及其需求的上下文中提供了本發(fā)明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，對實(shí)施例的不同改變是顯而易見的。在不脫離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的前提下，可將本文中定義的通用原理應(yīng)用到其它的實(shí)施例和應(yīng)用中。因此，本發(fā)明并不用于為圖示的實(shí)施例所限制，而是遵循本文所揭示的原理、特征和教學(xué)來獲得最寬的保護(hù)范圍。
圖1是框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括多個基站和/或接入點(diǎn)12-16、多個無線通信設(shè)備18-32以及網(wǎng)絡(luò)硬件構(gòu)件34。無線通信設(shè)備18-32可以是便攜式主機(jī)18和26、個人數(shù)字助理主機(jī)20和30、個人計(jì)算機(jī)主機(jī)24和32和/或蜂窩電話主機(jī)22和28。
基站或接入點(diǎn)12經(jīng)由局域網(wǎng)連接36、38和40操作性連接到網(wǎng)絡(luò)硬件34。網(wǎng)絡(luò)硬件34(其可以是路由器、交換機(jī)、橋接器、調(diào)制解調(diào)器、系統(tǒng)控制器等等)為通信系統(tǒng)10提供了廣域網(wǎng)連接42?；净蚪尤朦c(diǎn)12-16的每一個具有相關(guān)的天線或天線陣列以與無線通信設(shè)備在其區(qū)域內(nèi)通信。典型地，無線通信設(shè)備與特定基站或接入點(diǎn)12-14注冊以接收來自通信系統(tǒng)10的業(yè)務(wù)。對于直接連接(即點(diǎn)對點(diǎn)通信)而言，無線通信設(shè)備經(jīng)由分配的信道直接通信。
典型地，基站用于蜂窩電話系統(tǒng)和類似類型的系統(tǒng)，而接入點(diǎn)用于室內(nèi)或建筑物內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)。每一無線通信設(shè)備包括內(nèi)置無線電設(shè)備和/或連接到無線電設(shè)備，而與通信系統(tǒng)的具體類型無關(guān)。無線電設(shè)備包括能夠調(diào)節(jié)功率放大器輸出功率的發(fā)射機(jī)，從而具有降低的功率需求的特性，從而擴(kuò)展了相關(guān)聯(lián)的電源的使用壽命。
圖2A是電路圖，示出了簡單的RC低通濾波器200，該濾波器的帶寬對寄生電容敏感。濾波器200由電阻器(其阻抗為R)和電容器(其電容為C)組成，電容器接地。然而，將把Vout和地之間的寄生電容總計(jì)為原始電容C，因此帶寬是寄生敏感的。在另一方面，對于電容非敏感濾波器而言，寄生電容不會影響原始設(shè)計(jì)帶寬。從以下等式可以推導(dǎo)出，濾波器200的設(shè)計(jì)截止頻率等于1/RC。然而，由于制造過程中的過程偏差，實(shí)際截止頻率是1/R’C’，這是由于制造電路的阻抗和電容往往與發(fā)送到鑄工車間的設(shè)計(jì)規(guī)范不匹配。
圖2B示出了RC低通濾波器200的設(shè)計(jì)截止頻率和實(shí)際截止頻率之間的差值。等于截止頻率ω0時，LPF 330將維持恒定增益。高于截止頻率時，信號衰減。截止頻率是基于如下推導(dǎo)的增益等于Vout/Vin的事實(shí)。然而，如圖2B中的210所示，設(shè)計(jì)截止頻率經(jīng)常從實(shí)際截止頻率漂移。

相應(yīng)地，按以上等式，調(diào)節(jié)RC濾波器的阻抗和/或電容將調(diào)節(jié)截止頻率ω0，這可以校正或校驗(yàn)實(shí)際截止頻率和設(shè)計(jì)頻率之間的偏差。如以下所將進(jìn)一步討論的，5比特校驗(yàn)碼320(圖3)可用于使LPF 330的電容陣列420(圖4)中的電容導(dǎo)通和截止，這將改變電容，從而改變截止頻率。
圖3是框圖，其示出了連接到低通濾波器(LPF)330的RC校驗(yàn)電路300。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，LPF 330包括RC濾波器，用于過濾截止點(diǎn)以上的頻率?？梢越?jīng)由使用5比特校驗(yàn)碼320來調(diào)節(jié)濾波器的截止點(diǎn)或帶寬。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員會理解可以使用其它的校驗(yàn)控制原理。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，RC校驗(yàn)電路300可用于高通濾波器或帶通濾波器，高通濾波器和帶通濾波器具有與LPF 330不同的頻率響應(yīng)。
圖4是框圖，其示出了RC校驗(yàn)電路300(圖3)。電阻器410和電容陣列420(它們組成了基于RC的LPF 330)中的每一個都連接到比較器430，比較器430連接到電容陣列引擎440，電容陣列引擎440連接到電容陣列420。比較器430接收并測量電阻器410和電容器420的電壓差。電容陣列420也可為引擎440提供反饋?；跍y量的電壓差和反饋，電容陣列引擎440產(chǎn)生5比特的碼來改變電容陣列420的電容。
當(dāng)正確校驗(yàn)LPF 330時，V1將等于V2，即V1=IR=V2=IΔTC]]>從而，RC＝ΔT其中R是電阻器410的阻抗，C是電容陣列420的電容，I是流經(jīng)電阻器410和電容陣列420的電流(I1＝I2＝I3)，V1是電阻器410上的電壓，V2是電容陣列420上的電壓，ΔT是電容陣列420充電的時間(例如，常數(shù))。
在電路300工作期間，比較器430測量電容陣列420(V2)和電阻器410(V1)的電壓差并將該差值傳輸?shù)诫娙蓐嚵幸?40。如果存在電壓差，電容陣列引擎440產(chǎn)生5比特碼320并將該5比特碼傳送到電容陣列420，電容陣列420將陣列420中的一些電容激活或去活(見圖5)。
5比特碼320中的每一個比特激活電容陣列420的單個電容器。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，最初陣列420中的所有可激活電容器是非活動態(tài)的，引擎440可按順序?qū)㈥嚵?20中的電容器激活，直到V1＝V2為止。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，引擎440可隨機(jī)激活陣列420中的電容器，直到V1＝V2為止。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，引擎440依照與電壓差的比例(或者按照與電壓差相反的比例)激活陣列420中的電容器。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員會理解可以使用其它的一些技術(shù)，用于確定所要激活或去活的電容器的數(shù)量。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，引擎440調(diào)節(jié)電阻器410的阻抗和電容陣列420的電容。對于對寄生電容敏感的濾波器帶寬而言，校驗(yàn)電路300仍可通過調(diào)節(jié)V1分支上的電阻器410的阻抗來確定合適的帶寬。
圖5是框圖，其示出了RC校驗(yàn)電路300的電容陣列420。電容陣列包括6個電容器，其中的5個是可激活的。陣列420中的每個電容器可具有相同的電容或者可具有如圖5所示的差電容。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員會理解陣列420可包括另外的或更少的電容器。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，陣列420可包括替代電容器的電感或者電感與電容器的結(jié)合。
圖6是流程圖，示出了校驗(yàn)濾波器330以補(bǔ)償設(shè)計(jì)截止頻率和實(shí)際截止頻率之間偏差的方法。首先，分別通過電阻器410和電容陣列420傳送電流I1和I2(610)，這兩個電流相等。然后測量(620)和比較(630)在電阻器410和陣列420上的電壓。如果(640)不存在差值(例如，小于可接受公差)，那么方法600結(jié)束。如果(640)存在電壓差(大于可接受公差)，那么調(diào)節(jié)電容陣列420(650)，將電容器的電容電荷設(shè)置(步驟660)為0，并重復(fù)方法600。
本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員會理解并不一定需要以上面所提到的順序執(zhí)行方法600，這是由于可以基本同時執(zhí)行方法600的許多子步驟。
本發(fā)明圖示實(shí)施例的以上描述僅僅是通過示例的方式，根據(jù)以上的教學(xué)，上述實(shí)施例和方法的其它變化和修改是可能的?？墒褂每删幊掏ㄓ脭?shù)字計(jì)算機(jī)、特定應(yīng)用集成電路或者互連常規(guī)構(gòu)件和電路的網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的構(gòu)件。連接方式可以是有線、無線、調(diào)制解調(diào)器等。本文所描述的實(shí)施例并非窮舉和限制性的。本發(fā)明僅僅通過以下權(quán)利要求來限制。
權(quán)利要求
1.一種方法，其特征在于，包括當(dāng)將相等的電流加到濾波器的第一元件和第二元件時，測量所述第一元件和所述第二元件的電壓差；以及如果存在測量電壓差，調(diào)節(jié)所述第一元件或所述第二元件中的至少一個，其中所述調(diào)節(jié)使所述濾波器的特性與所述濾波器的設(shè)計(jì)特性更緊密地匹配。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述濾波器包括低通濾波器。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述低通濾波器包括RC濾波器。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述特性包括所述濾波器的截止頻率。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于當(dāng)不存在電壓差時，所述截止頻率與設(shè)計(jì)截止頻率相匹配。
6.一種系統(tǒng)，其特征在于，包括用于在將相等的電流加到濾波器的第一元件和第二元件時，測量所述第一元件和所述第二元件的電壓差的裝置。用于在存在測量電壓差時調(diào)節(jié)所述第一元件和所述第二元件中至少一個的裝置，其中所述調(diào)節(jié)使所述濾波器的特性與所述濾波器的設(shè)計(jì)特性更緊密地匹配。
7.一種系統(tǒng)，其特征在于，包括比較器，其能夠在將相等的電流加到濾波器的第一元件和第二元件時，測量所述第一元件和所述第二元件的電壓差；以及引擎，其通信地連接到所述第一元件和所述第二元件中地至少一個，并通信地連接到所述比較器，其能夠在存在測量電壓差時調(diào)節(jié)所述第一元件和所述第二元件中至少一個，其中所述調(diào)節(jié)使所述濾波器的特性與所述濾波器的設(shè)計(jì)特性更緊密地匹配。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述濾波器包括低通濾波器。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于所述低通濾波器包括RC濾波器。
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述特性包括所述濾波器的截止頻率。
全文摘要
校驗(yàn)電路和方法通過調(diào)節(jié)低通濾波器中的電容陣列使截止頻率與低通濾波器的設(shè)計(jì)頻率相匹配。
文檔編號H03H7/01GK1671046SQ20051005490
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月16日
發(fā)明者潘蒙安, 斯蒂芬·吳 申請人:美國博通公司