專利名稱：鎖相環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對鎖相環(huán)進行調(diào)諧，以減少干擾信號在振蕩器輸出中造成的微擾。本發(fā)明尤其適用于對發(fā)射機和收發(fā)機中的這類鎖相環(huán)進行調(diào)諧。
背景技術(shù)：
鎖相環(huán)是包括壓控振蕩器(VCO)的電路，該電路被設(shè)計成控制VCO以產(chǎn)生相對于基準(zhǔn)信號具有預(yù)定頻率和/或相位關(guān)系的輸出信號。圖1中示出典型的鎖相環(huán)。鎖相環(huán)包括振蕩器101。在線路105上從鎖相環(huán)電路輸出振蕩器的輸出。另外， 振蕩器101的輸出饋送到相位/頻率檢測器(PFD) 102的輸入端。PFD 102輸出表示線路 106上的基準(zhǔn)信號和從振蕩器輸出的信號之間的相位和/或頻率差的信號。PFD輸出的信號在低通濾波器103 (環(huán)路濾波器)上被過濾，并作為控制信號在線路107上被饋送回振蕩器101。控制信號107對振蕩器的頻率進行修改。通過改變基準(zhǔn)信號的頻率，可以改變鎖相環(huán)在線路105上輸出的信號的頻率。常常通過頻率不會改變的非常穩(wěn)定的振蕩器來產(chǎn)生基準(zhǔn)信號。因此，在環(huán)路中包括分頻器104會是有益的，從而可以在不必改變基準(zhǔn)信號的頻率的情況下改變鎖相環(huán)的輸出頻率。可以使用振蕩器來輸出振蕩信號以驅(qū)動在發(fā)射機或收發(fā)機中使用的混頻器?？梢允褂没祛l器來(例如)對在發(fā)射鏈路中的信號進行上變頻和/或?qū)υ诮邮真溌分械男盘栠M行下變頻。在該環(huán)境中的振蕩器的一個問題是它們可能拾取從發(fā)射機/接收機發(fā)射的信號。發(fā)射信號對振蕩器的輸出頻率造成微擾，從而顯著地促成振蕩器受到相位噪聲的影響。 (相位噪聲是在波形的零交叉時點上的不穩(wěn)定所造成的在波形相位中的快速、隨機波動，稱為抖動。零交叉是在輸出電壓(y軸上)對時間(χ軸上)的曲線圖上繪制的波形與χ軸交叉的點。)當(dāng)包括電感器的振蕩器受到來自附近發(fā)射信號的電磁場的干擾時，發(fā)射信號會在電感器中感生電流。這會對從振蕩器輸出的信號造成微擾，從而除在振蕩器的自然頻率的頻率分量以外還包括發(fā)射信號的干擾頻帶中的頻率分量。諸如圖1所示的鎖相環(huán)常常用來控制這類振蕩器的輸出。從PFD 102輸出的信號表示在線路106上的基準(zhǔn)信號和從振蕩器輸出的受微擾的信號之間的相位和/或頻率差。 從PFD 102輸出的信號還包括表示基準(zhǔn)信號和從振蕩器輸出的受微擾的信號的相位和/或頻率的和的高頻分量。鎖相環(huán)的環(huán)路濾波器103對其通帶以外的頻率進行衰減。選擇環(huán)路濾波器的通帶，從而對從PFD 102輸出的、表示基準(zhǔn)信號和受微擾的信號的相位和/或頻率的和的高頻分量進行衰減。除了處于環(huán)路濾波器103的通帶內(nèi)的頻率分量以外，發(fā)射信號將典型地還具有位于環(huán)路濾波器103的通帶外的頻率分量。結(jié)果是受微擾的信號將具有對應(yīng)的頻率分量。因此，除了以上提及的高頻分量以外，環(huán)路濾波器將另外對從PFD輸出的、表示在基準(zhǔn)信號和處于環(huán)路濾波器通帶以外的受微擾信號之間的相位和/或頻率差的頻率分量進行衰減。結(jié)果，環(huán)路濾波器103的輸出是表示在基準(zhǔn)信號和處于環(huán)路濾波器103的通帶內(nèi)的受微擾信號分量之間的相位和/或頻率差的信號。將該輸出信號作為控制信號饋送給振蕩器101，以修改振蕩器的頻率?？傊?，鎖相環(huán)對由位于環(huán)路濾波器的通帶內(nèi)的這部分發(fā)射信號所造成的擾動進行跟蹤。在控制信號107的控制之下，振蕩器修改其振蕩頻率以減小這些擾動。圖1鎖相環(huán)的問題是其不能對位于環(huán)路濾波器的通帶外的這部分發(fā)射信號所造成的干擾進行補償。這是因為環(huán)路濾波器對將為這些擾動提供期望補償信號的從PFD 102 輸出的這部分信號進行了衰減。結(jié)果到振蕩器的控制輸入不包括該期望的補償信號。結(jié)果， 在線路105上從電路輸出的信號由于其作為發(fā)射信號的高頻分量仍受到微擾，因此與基準(zhǔn)信號的頻率不匹配。在線路105上從電路輸出的信號中，微擾作為顯著邊帶是可見的。應(yīng)當(dāng)理解，該問題可能適用于在其中受到具有處于環(huán)路濾波器的通帶以外的頻率分量的干擾信號的干擾的任何環(huán)境中的鎖相環(huán)。因此需要改進的鎖相環(huán)設(shè)計，其減小由位于環(huán)路濾波器的通帶以外的干擾信號所造成的，在從受控振蕩器輸出的信號中的微擾。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種鎖相環(huán)，包括振蕩器，被配置為根據(jù)振蕩器的輸入端處的控制信號來輸出振蕩信號；相位檢測器和環(huán)路濾波器，被配置為根據(jù)振蕩器的輸出和基準(zhǔn)信號來輸出低頻補償信號；相關(guān)器，被配置為使干擾信號和低頻補償信號頻率相關(guān)，并且根據(jù)該相關(guān)產(chǎn)生相關(guān)信號；以及自適應(yīng)濾波器，被配置為根據(jù)相關(guān)信號調(diào)整干擾信號，以輸出高頻補償信號；以及求和單元，被配置為將低頻補償信號和高頻補償信號組合在一起以形成用來驅(qū)動振蕩器的輸入端的控制信號。適當(dāng)?shù)兀袷幤靼ù?lián)連接的兩個可變電容器，并且鎖相環(huán)還包括被配置為接收相關(guān)信號并且根據(jù)相關(guān)信號來調(diào)整兩個可變電容器的電容比值的處理器。優(yōu)選地，相關(guān)器被配置為識別在低頻補償信號和干擾信號中的頻率相關(guān)特性，并且產(chǎn)生表示相對于干擾信號的頻率相關(guān)特性的幅度和相位的低頻補償信號中的頻率相關(guān)特性的幅度和相位。適當(dāng)?shù)兀皖l補償信號是實數(shù)信號，干擾信號是復(fù)數(shù)信號，并且相關(guān)器被配置為產(chǎn)生為復(fù)數(shù)的相關(guān)信號。優(yōu)選地，自適應(yīng)濾波器被配置為調(diào)整干擾信號的幅度和相位以匹配于低頻補償信號中的頻率相關(guān)特性的幅度和相位，以形成經(jīng)調(diào)整的干擾信號，并且自適應(yīng)濾波器被進一步配置為對經(jīng)調(diào)整的干擾信號的低頻部分進行衰減，以形成高頻補償信號。優(yōu)選地，自適應(yīng)濾波器被配置為將復(fù)數(shù)干擾信號乘以復(fù)數(shù)相關(guān)信號，并且取該乘積的實數(shù)分量來形成經(jīng)調(diào)整的干擾信號。適當(dāng)?shù)?，求和單元被配置為從低頻補償信號中減去高頻補償信號，以形成用來驅(qū)動振蕩器的輸入端的控制信號。適當(dāng)?shù)?，振蕩器包括電感器，振蕩信號的頻率取決于電感器的電感，并且電感器易受干擾影響。適當(dāng)?shù)?，電源電壓輸出通過多個分支中的一個連接至電感器，并且鎖相環(huán)進一步包括處理器，該處理器被配置為接收相關(guān)信號并根據(jù)相關(guān)信號來改變電源電壓連接至電感器所經(jīng)由的分支。
適當(dāng)?shù)兀姼衅魇强勺冸姼衅?，可變電感器的電感可由振蕩器的輸入端處的電壓來控制。適當(dāng)?shù)?，振蕩器包括第一可變電容器，該第一可變電容器具有可由振蕩器的輸入端處的控制信號控制的電容。適當(dāng)?shù)兀袷幤鬟€包括第二可變電容器，該第二可變電容器的電容可由振蕩器的輸入端處的控制信號來控制。適當(dāng)?shù)兀ㄟ^軟件方式來實現(xiàn)相關(guān)器和自適應(yīng)濾波器。適當(dāng)?shù)兀ㄟ^軟件方式來實現(xiàn)處理器。適當(dāng)?shù)?，環(huán)路濾波器的輸出端連接至相關(guān)器的第一輸入端，并且另一濾波器的輸出端連接至相關(guān)器的第二輸入端，另一濾波器被配置為接收干擾信號，并且環(huán)路濾波器和另一濾波器可操作為對在相同頻帶以外的高頻進行衰減。干擾信號可以是跳頻信號。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了包括本發(fā)明鎖相環(huán)的集成電路。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種發(fā)射機，并且干擾信號可以構(gòu)成發(fā)射機所發(fā)射的信號的一部分。振蕩器可被配置為在與發(fā)射機的發(fā)射頻帶重疊的頻率范圍上進行操作。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種包括發(fā)射機的收發(fā)機，其中，鎖相環(huán)被配置為驅(qū)動收發(fā)機的發(fā)射鏈路和接收鏈路中的至少一個的混頻器。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種用于驅(qū)動鎖相環(huán)中的振蕩器的方法，包括根據(jù)振蕩器的輸入端處的控制信號，從振蕩器輸出振蕩信號；根據(jù)振蕩器的輸出和基準(zhǔn)信號，從相位檢測器和環(huán)路濾波器輸出低頻補償信號；在相關(guān)器處將干擾信號和低頻補償信號進行頻率相關(guān)，并且根據(jù)該相關(guān)產(chǎn)生相關(guān)信號；在自適應(yīng)濾波器處根據(jù)相關(guān)信號調(diào)整干擾信號，并且輸出高頻補償信號；在求和單元處將低頻補償信號和高頻補償信號組合在一起以形成控制信號，并且用控制信號驅(qū)動振蕩器的輸入端。


現(xiàn)在將參照附圖以示例形式描述本發(fā)明。在附圖中圖1是典型鎖相環(huán)的示意圖；圖2是被設(shè)計成減少由干擾信號造成的高頻干擾的鎖相環(huán)的示意圖；以及圖3是適合在圖2的鎖相環(huán)中使用的振蕩器的示意圖。
具體實施例方式圖2示出被設(shè)計成減少由干擾信號造成的高頻微擾的鎖相環(huán)的示意圖。優(yōu)選地， 在單個集成電路上形成鎖相環(huán)的所有組件?？蛇x地，可以全部或部分地通過分離組件實現(xiàn)鎖相環(huán)的所有組件。鎖相環(huán)包括振蕩器201。在線路205上從鎖相環(huán)電路輸出振蕩器的輸出。另外， 振蕩器201的輸出被饋送至分頻器204。分頻器204的輸出端連接至相位/頻率檢測器 (PFD) 202的第一輸入端。在線路206上的基準(zhǔn)信號被連接至PFD 202的第二輸入端。優(yōu)選地，基準(zhǔn)信號是芯片外晶體振蕩器產(chǎn)生的時鐘信號。PFD的輸出端連接至第一濾波器203(環(huán)路濾波器)的輸入端。該環(huán)路濾波器適合為低通濾波器。環(huán)路濾波器的輸出端連接至相關(guān)器208的第一輸入端。在線路211上的干擾信號被饋送至第二濾波器209。優(yōu)選地，第二濾波器209具有與環(huán)路濾波器203相同的濾波特性。換言之，優(yōu)選地，第二濾波器 209是具有與環(huán)路濾波器203相同通帶的低通濾波器。第二濾波器209的輸出端連接至相關(guān)器208的第二輸入端。相關(guān)器208的輸出端連接至自適應(yīng)濾波器210的第一輸入端。在線路211上的干擾信號連接至自適應(yīng)濾波器210的第二輸入端。自適應(yīng)濾波器210的輸出端連接至求和單元212的第一輸入端。環(huán)路濾波器203的輸出端連接至求和單元212的第二輸入端。求和單元212的輸出構(gòu)成輸入至振蕩器201的控制。如在本發(fā)明背景技術(shù)中描述的，振蕩器201會拾取對振蕩器輸出的信號進行微擾的干擾信號。圖2的反饋結(jié)構(gòu)被設(shè)計成補償由干擾信號的高頻分量和低頻分量造成的擾動，從而振動器快速穩(wěn)定到產(chǎn)生在基準(zhǔn)信號206的頻率(或其倍數(shù))處的信號。圖2的結(jié)構(gòu)使用圖1的標(biāo)準(zhǔn)鎖相環(huán)設(shè)置產(chǎn)生的低頻補償信號，以估計對干擾信號的高頻分量進行補償所需的信號。從振蕩器201輸出的信號被饋送進分頻器204。分頻器204將信號頻率除以一因子。使用分頻器是為了在無需改變基準(zhǔn)信號頻率的情況下，改變在線路205上從鎖相環(huán)輸出的信號的頻率。例如，如果分頻器204將信號頻率除以2，則PFD 202將輸出使得振蕩器 201的頻率增至2倍的控制信號，以使得PFD 202接收到的信號頻率匹配于基準(zhǔn)信號206的頻率?？梢栽谄谕敵鎏l信號的電路中使用分頻器204。跳頻信號是根據(jù)預(yù)定的跳頻序列占據(jù)隨時間變化的頻帶的信號?？梢栽诎l(fā)射機或收發(fā)機中適當(dāng)?shù)貙崿F(xiàn)鎖相環(huán)。例如，鎖相環(huán)可以用于輸出對混頻器進行驅(qū)動的振蕩信號，其中混頻器用于對發(fā)射鏈路中的信號進行上變頻和/或用于對接收鏈路中的信號進行下變頻。如果發(fā)射機/收發(fā)機發(fā)射/接收跳頻信號，則可以適當(dāng)?shù)厥褂面i相環(huán)來產(chǎn)生具有期望跳頻序列的跳頻振蕩信號，以與待上變頻/下變頻的信號相組合。 根據(jù)藍牙規(guī)范操作的發(fā)射機/收發(fā)機使用在79個不同頻率上跳頻的跳頻信號。鎖相環(huán)適用于在產(chǎn)生這類信號中使用。PFD 202和環(huán)路濾波器203如在本發(fā)明的背景技術(shù)中參照圖1所描述的那樣進行操作。PFD 202使分頻器204的輸出和線路206上的基準(zhǔn)信號作為其輸入。環(huán)路濾波器的輸出是表示在基準(zhǔn)信號和處于環(huán)路濾波器203的通帶內(nèi)的受微擾信號分量之間的相位和/ 或頻率差的低頻補償信號。低頻補償信號是電壓信號。其適用于輸入到振蕩器來改變振蕩器的頻率，從而減小從振蕩器輸出的信號中的低頻微擾。低頻補償信號改變振蕩器，以對干擾信號的低頻分量進行補償。另外，低頻補償信號改變振蕩器，以對來自于源而非干擾信號的低頻干擾進行補償。低頻指的是處于環(huán)路濾波器的通帶內(nèi)。如以上根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)描述的，振蕩器可拾取干擾信號。如果鎖相環(huán)在發(fā)射機/接收機中實現(xiàn)，則干擾信號可能是發(fā)射機/收發(fā)機發(fā)射的信號。發(fā)射信號的頻帶可與振蕩器的頻率重疊。發(fā)射信號的相位通常不同于振蕩器的相位，并且在發(fā)射機是相位被調(diào)制的情況下可進行變化。盡管干擾信號的頻率特性是已知的，但是振蕩器拾取的干擾信號的幅度和相位是未知的。為了估計用來對干擾信號的高頻分量進行補償?shù)男盘柕姆群拖辔?，圖 2的結(jié)構(gòu)確定對干擾信號的低頻分量進行補償?shù)倪@部分低頻補償信號的幅度和相位。干擾信號饋送到線路211上的第二濾波器209的輸入。第二濾波器具有與環(huán)路濾波器203相同的濾波器特性，結(jié)果是對與環(huán)路濾波器203相同的通帶以外的信號進行衰減。 優(yōu)選地，濾波器的通帶是IOOkHz至300kHz。從第二濾波器209輸出的信號由位于鎖相環(huán)帶寬內(nèi)的這部分已知干擾信號構(gòu)成， 其中該帶寬是環(huán)路濾波器203和第二濾波器209的通帶。從第二濾波器209輸出的信號輸入至相關(guān)器208。相關(guān)器208使從第二濾波器輸出的這部分干擾信號與從環(huán)路濾波器203 輸出的低頻補償信號相關(guān)。相關(guān)器208識別兩個信號中的共同頻率特性(在存在的情況下)。盡管在各自信號中的這些特性的頻率一致，但是在一個信號中的特性的幅度和相位可能不同于在另一信號中的特性的幅度和相位。這是由于在線路211上輸入至鎖相環(huán)的干擾信號的幅度和相位可能不同于振蕩器所拾取的干擾信號的幅度和相位。相關(guān)器相對于在干擾信號中的共同頻率特性的幅度和相位來計算在低頻相關(guān)信號中的共同頻率特性的幅度和相位。這些相關(guān)幅度和相位值作為相關(guān)信號從相關(guān)器輸出。干擾信號可能是復(fù)數(shù)信號 (complex signal) 0干擾信號可能是在中頻(IF)的基帶信號。低頻補償信號是實數(shù)信號。 相關(guān)器產(chǎn)生復(fù)數(shù)。復(fù)數(shù)的實數(shù)分量表示相對于在干擾信號中的共同頻率特性的幅度，在低頻相關(guān)信號中的共同頻率特性的幅度。復(fù)數(shù)的虛數(shù)分量表示相對于在干擾信號中的共同頻率特性的相位，在低頻相關(guān)信號中的共同頻率特性的相位。相關(guān)信號包含適合于在調(diào)整干擾信號中使用以產(chǎn)生高頻補償信號的信息。將相關(guān)信號輸入至自適應(yīng)濾波器210。還將線路211上的干擾信號輸入至自適應(yīng)濾波器210。在相關(guān)信號的控制下，自適應(yīng)濾波器對該干擾信號進行調(diào)整以形成一信號，當(dāng)該信號在求和單元212中與低頻補償信號組合在一起時，對由于振蕩器拾取的干擾信號所造成的振蕩器輸出的高頻分量進行補償。自適應(yīng)濾波器210優(yōu)選地這樣操作，S卩，通過調(diào)整干擾信號的幅度和相位來匹配于低頻補償信號中的共同頻率特性的幅度和相位，從而形成調(diào)整后的干擾信號。自適應(yīng)濾波器可以通過將虛數(shù)相關(guān)信號乘以虛數(shù)干擾信號并取該乘積的實數(shù)分量來形成經(jīng)調(diào)整后的干擾信號來進行此操作。自適應(yīng)濾波器進一步包括高通濾波器。高通濾波器使環(huán)路濾波器和第二濾波器所衰減的高頻通過。高通濾波器使環(huán)路濾波器和第二濾波器所通過的低頻衰減。優(yōu)選地，在高通濾波器的通帶和環(huán)路濾波器203和第二濾波器209的通帶之間沒有顯著的重疊。在自適應(yīng)濾波器的高通濾波器中，對經(jīng)調(diào)整后的干擾信號的低頻分量進行衰減。高通濾波器的輸出是表示因振蕩器拾取干擾信號而在振蕩器輸出中造成的高頻微擾的信號。需要對高通濾波器的輸出進行反相，以產(chǎn)生高頻補償信號。高頻補償信號是電壓信號。其適合于輸入至振蕩器來改變振蕩器的頻率，從而減小因振蕩器拾取的干擾信號的高頻分量在從振蕩器輸出的信號中造成的高頻微擾?？梢栽谧赃m應(yīng)濾波器210中實現(xiàn)反相。在這種情況下，設(shè)置求和單元212來將自適應(yīng)濾波器的輸出加上環(huán)路濾波器203輸出的信號，以形成在線路213上輸入至振蕩器的控制信號?？蛇x地，可以通過求和單元212來實現(xiàn)反相。在這種情況下，設(shè)置求和單元213來從環(huán)路濾波器203輸出的信號減去高通濾波器輸出的信號，從而在線路213上形成輸入至振蕩器的控制信號。在線路213上輸入至振蕩器的控制信號用于改變振蕩器的頻率，從而減小從振蕩器輸出的信號中的微擾?？刂菩盘柺歉哳l補償信號和低頻補償信號的組合。高頻補償信號具有位于高頻頻帶內(nèi)的頻率特性。該高頻頻帶與高通濾波器的通帶一樣。低頻補償信號具有位于低頻頻帶內(nèi)的頻率特性。 該低頻頻帶與環(huán)路濾波器的通帶一樣。高頻補償信號的頻率特性與低頻補償信號的頻率特性基本不重疊。應(yīng)當(dāng)理解，以上描述并不受限于這樣的實例，即，其中用饋送給振蕩器的控制信號來實現(xiàn)從振蕩器輸出的信號中的微擾(因由干擾信號頻率分量所造成)完全減至最小程度。例如，在某些情形中，顯著減小由干擾信號在振蕩器輸出的信號中造成的微擾的鎖相環(huán)是有益的。優(yōu)選地，在數(shù)字域中實現(xiàn)自適應(yīng)濾波器。例如，自適應(yīng)濾波器可以是具有可調(diào)分支的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器?？梢酝ㄟ^使用局部最大值擬合(LMF)算法調(diào)整分支。可選地，可以使用軟件實現(xiàn)第二濾波器209、相關(guān)器208、自適應(yīng)濾波器210和求和單元212的功能。圖3是圖2所示鎖相環(huán)的示例振蕩器的示意圖。線路304上的恒定電源電壓被連接至電流源305的輸入。電流源的輸出被連接至電感器301的中心。電感器301與兩個CDAC (可變電容器)302、303并聯(lián)連接。CDAC彼此串聯(lián)連接。CDAC 302、303在其中點接地。CDAC 302、303分別接收線路309和310上的控制信號。這些控制信號中的每一個均可以是從圖2的鎖相環(huán)在線路213上輸入的電壓控制。 可選地，兩個可變電容器可以獨立受控于線路309和310上的控制信號。電感器和CDAC與差分晶體管對306、307并聯(lián)連接。差分晶體管對并聯(lián)連接至地308。電路的振蕩輸出電壓信號是分別在線路311和312上的電壓Vl和V2之間的差。Vl是輸入至差分對的第一晶體管307的電壓。V2是輸入至差分對的第二晶體管306的電壓。晶體管優(yōu)選為M0SFET。第一晶體管307的輸入端連接至第二晶體管306的輸出端。類似地，第二晶體管306的輸入端連接至第一晶體管307的輸出端。每個晶體管的其他連接端被連接至地308。經(jīng)由電流源305將電流施加于電路。電感器和電容器在它們的共振頻率處產(chǎn)生振蕩信號，即其中，f是共振頻率，L是電感器的電感，C是電容器的組合電容。采用標(biāo)準(zhǔn)單位。 電感器和電容器共同作用為保持振蕩能量的儲能電路。差分晶體管對用作共源放大器，用來放大電容器和電感器產(chǎn)生的共振信號。Vl和V2是與差分信號相對的共模信號。為了根據(jù)以上方程式，調(diào)整振蕩器的共振頻率，線路309和310上的電壓控制信號分別調(diào)整電容器302和303的電容值。優(yōu)選地，將來自圖2的鎖相環(huán)的電壓控制信號213 除以2，并同等地輸入至線路309和310。可選地，可以將控制信號213輸入至線路309或 310上，而不將控制輸入至另一控制線路310或309上?？蛇x地，在線路309或310上可使用控制信號的任何其他合適組合。如上所述，可以在控制信號309和310的控制下，通過改變電容值來修改振蕩器的共振頻率。可選地，可以在圖2控制線路213的控制下，通過改變電感器的電感來改變振蕩器的共振頻率。這根據(jù)以上方程式調(diào)整振蕩器的共振頻率。作為其他備選，可以根據(jù)控制信號213改變電容器和電感器。通過上述線路213上的控制輸入來對振蕩器進行控制是實時執(zhí)行的，換言之，同時芯片處于操作中。
適當(dāng)?shù)?，在測試期間或者當(dāng)芯片因以下原因啟動時，用干擾信號另外校準(zhǔn)振蕩器。 如前所述，通過振蕩器中的電感器拾取干擾信號。通過使得振蕩器電路盡可能的對稱，從而在兩個晶體管306和307的柵極上呈現(xiàn)同樣的擾動，來減小該拾取的影響。由于振蕩器組件的制造差異以及振蕩器所處的環(huán)境，尤其是干擾信號的影響，振蕩器開始可能不是完全對稱的?？梢栽跍y試期間或者芯片啟動時，執(zhí)行初始校準(zhǔn)如下以增加振蕩器中的組件的對稱性。從圖2的相關(guān)器208輸出的相關(guān)信號輸入至處理器。處理器使用相關(guān)信號來度量干擾信號對振蕩器所造成的擾動的電平。例如，如果相關(guān)信號是0，則處理器推導(dǎo)出在振蕩器中沒有拾取干擾信號。處理器根據(jù)相關(guān)信號輸出控制信號。該控制信號用于調(diào)整振蕩器電路的對稱性(相對于將圖3的振蕩器電路劃分為左手側(cè)和右手側(cè)的線)，以減小因拾取干擾信號所造成的擾動。可以用以下兩種方式中的一種或兩種來使用控制信號。首先，控制信號可以用于改變可變電容器306和307相對于彼此的電容比值，從而改變在振蕩器電路左手側(cè)和右手側(cè)上的相對電容。例如，可以將控制信號應(yīng)用于控制線路 309和310中的任何一個或兩個。可選地，可以將控制信號經(jīng)由與控制線路309和310不同的控制線路應(yīng)用于電容器306和307。第二，控制信號可以用于改變電源電壓輸出(經(jīng)由電流源301)被連接至電感器的點。例如，可能存在將電源電壓連接至電感器的多個分支。這些分支可以沿著電感器的長度在不同的點上被連接至電感器。可以在從處理器輸出的控制信號的控制下，改變用于將電源電壓饋送至電感器的分支。這改變了在饋送線兩側(cè)上，即振蕩器電路的左手側(cè)和右手側(cè)上的相對電感。一旦如上所述振蕩器電路已經(jīng)過校準(zhǔn)來增加其對稱性，則優(yōu)選的是在芯片的操作期間不進行重校準(zhǔn)。可選地，可以在芯片的操作期間連續(xù)地或間斷地執(zhí)行校準(zhǔn)?？梢栽谲浖袑崿F(xiàn)使用處理器的初始校準(zhǔn)。適當(dāng)?shù)?，電感器具有?shù)字8形狀的布局?？梢栽谶M一步包括第二電感器的芯片上適當(dāng)?shù)貙崿F(xiàn)鎖相環(huán)，該第二電感器產(chǎn)生在鎖相環(huán)的帶寬內(nèi)或者鎖相環(huán)諧波的頻率。鎖相環(huán)減小由第二電感器輻射的場所造成的微擾，從而使得在VCO和第二電感器之間耦合降低到最小。申請人:關(guān)注于這一事實，S卩，在不限制任何權(quán)利要求的范圍的情況下，本發(fā)明可以包括在本文中隱含地或者明確地公開的任何特征或特征的組合或者對以上特征的任何歸納。鑒于以上描述，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種鎖相環(huán)，包括振蕩器，被配置為根據(jù)所述振蕩器的輸入端處的控制信號來輸出振蕩信號；相位檢測器和環(huán)路濾波器，被配置為根據(jù)所述振蕩器的輸出和基準(zhǔn)信號來輸出低頻補償信號；相關(guān)器，被配置為使干擾信號和所述低頻補償信號頻率相關(guān)，并且根據(jù)該相關(guān)產(chǎn)生相關(guān)信號；以及自適應(yīng)濾波器，被配置為根據(jù)所述相關(guān)信號調(diào)整所述干擾信號以輸出高頻補償信號；以及求和單元，被配置為將所述低頻補償信號和所述高頻補償信號組合在一起以形成用來驅(qū)動所述振蕩器的所述輸入端的控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖相環(huán)，其中，所述振蕩器包括串聯(lián)連接的兩個可變電容器， 并且所述鎖相環(huán)還包括處理器，所述處理器被配置為接收所述相關(guān)信號并且根據(jù)所述相關(guān)信號來調(diào)整所述兩個可變電容器的電容比值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎖相環(huán)，其中，所述相關(guān)器被配置為識別所述低頻補償信號中和所述干擾信號中的頻率相關(guān)特性，并且產(chǎn)生表示相對于所述干擾信號的頻率相關(guān)特性的幅度和相位的所述低頻補償信號中的頻率相關(guān)特性的幅度和相位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎖相環(huán)，其中，所述低頻補償信號是實數(shù)信號，所述干擾信號是復(fù)數(shù)信號，并且所述相關(guān)器被配置為產(chǎn)生是復(fù)數(shù)的相關(guān)信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的鎖相環(huán)，其中，所述自適應(yīng)濾波器被配置為調(diào)整所述干擾信號的幅度和相位以匹配于所述低頻補償信號中的頻率相關(guān)特性的幅度和相位，以形成經(jīng)調(diào)整的干擾信號，并且所述自適應(yīng)濾波器被進一步配置為對所述經(jīng)調(diào)整的干擾信號的低頻進行衰減，以形成所述高頻補償信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎖相環(huán)，其中，所述自適應(yīng)濾波器被配置為將復(fù)數(shù)的干擾信號乘以復(fù)數(shù)的相關(guān)信號，并且取該乘積的實數(shù)分量來形成所述經(jīng)調(diào)整的干擾信號。
7.根據(jù)以上任意一項權(quán)利要求所述的鎖相環(huán)，其中，所述求和單元被配置為從所述低頻補償信號中減去所述高頻補償信號，以形成用來驅(qū)動所述振蕩器的所述輸入端的所述控制信號。
8.根據(jù)以上任意一項權(quán)利要求所述的鎖相環(huán)，其中，所述振蕩器包括電感器，所述電感器被配置為輸出具有取決于所述電感器電感的頻率的振蕩信號，并且所述電感器被配置為易受干擾影響。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎖相環(huán)，進一步包括通過多個分支中的一個連接至所述電感器的電源電壓輸出端，并且進一步包括處理器，所述處理器被配置為接收所述相關(guān)信號并根據(jù)所述相關(guān)信號來將所述電源電壓連接至所述電感器所經(jīng)由的多個分支中的一個分支改變?yōu)樗龆鄠€分支中的另一分支。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的鎖相環(huán)，其中，所述電感器是可變電感器，所述可變電感器的電感可由所述振蕩器的所述輸入端處的電壓來控制。
11.根據(jù)以上任意一項權(quán)利要求所述的鎖相環(huán)，其中，所述振蕩器包括第一可變電容器，所述第一可變電容器具有可由所述振蕩器的所述輸入端處的控制信號來控制的電容值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鎖相環(huán)，其中，所述振蕩器包括第二可變電容器，所述第二可變電容器的電容可由所述振蕩器的所述輸入端處的控制信號來控制。
13.根據(jù)以上任意一項權(quán)利要求所述的鎖相環(huán)，其中，以軟件方式實現(xiàn)所述相關(guān)器和自適應(yīng)濾波器。
14.根據(jù)權(quán)利要求2至13中任意一項所述的鎖相環(huán)，其中，以軟件方式實現(xiàn)所述處理ο
15.根據(jù)以上任意一項權(quán)利要求所述的鎖相環(huán)，其中，所述環(huán)路濾波器的輸出端連接至所述相關(guān)器的第一輸入端，并且另一濾波器的輸出端連接至所述相關(guān)器的第二輸入端，所述另一濾波器被配置為接收所述干擾信號，并且所述環(huán)路濾波器和所述另一濾波器均可操作為對在相同頻帶以外的高頻進行衰減。
16.根據(jù)以上任意一項權(quán)利要求所述的鎖相環(huán)，其中，所述干擾信號是跳頻信號。
17.一種集成電路，包括根據(jù)以上任意一項權(quán)利要求所述的鎖相環(huán)。
18.一種發(fā)射機，包括根據(jù)以上任意一項權(quán)利要求所述的鎖相環(huán)，其中，所述干擾信號構(gòu)成由所述發(fā)射機發(fā)射的信號的一部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)射機，其中，所述振蕩器被配置為在與所述發(fā)射機的發(fā)射頻帶重疊的頻率范圍上進行操作。
20.一種收發(fā)機，包括根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的發(fā)射機，其中，所述鎖相環(huán)被配置為驅(qū)動所述收發(fā)機的發(fā)射鏈路和接收鏈路中的至少一個的混頻器。
21.—種基本上如本文中參照附圖描述的鎖相環(huán)。
22.—種基本上如本文中參照附圖描述的集成電路。
23.一種用于驅(qū)動鎖相環(huán)中的振蕩器的方法，包括根據(jù)所述振蕩器的輸入端處的控制信號，從所述振蕩器輸出振蕩信號； 根據(jù)所述振蕩器的輸出和基準(zhǔn)信號，從相位檢測器和環(huán)路濾波器輸出低頻補償信號； 在相關(guān)器處將干擾信號和所述低頻補償信號進行頻率相關(guān)，并且根據(jù)該相關(guān)產(chǎn)生相關(guān)信號；在自適應(yīng)濾波器處根據(jù)所述相關(guān)信號調(diào)整所述干擾信號，并且輸出高頻補償信號；并且在求和單元處將所述低頻補償信號和所述高頻補償信號組合在一起以形成控制信號， 并且用所述控制信號驅(qū)動所述振蕩器的所述輸入端。
全文摘要
一種鎖相環(huán)，包括振蕩器，被配置為根據(jù)振蕩器的輸入端處的控制信號來輸出振蕩信號；相位檢測器和環(huán)路濾波器，被配置為根據(jù)振蕩器的輸出和基準(zhǔn)信號來輸出低頻補償信號；相關(guān)器，被配置為使干擾信號和低頻補償信號頻率相關(guān)，并且根據(jù)該相關(guān)產(chǎn)生相關(guān)信號；以及自適應(yīng)濾波器，被配置為根據(jù)相關(guān)信號調(diào)整干擾信號，以輸出高頻補償信號；以及求和單元，被配置為將低頻補償信號和高頻補償信號組合在一起以形成用來驅(qū)動振蕩器的輸入端的控制信號。
文檔編號H03L7/093GK102362434SQ201080012838
公開日2012年2月22日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日
發(fā)明者尼古拉斯·索爾寧, 蒂莫西·約翰·牛頓 申請人:劍橋硅無線電有限公司