專(zhuān)利名稱(chēng)：提高手機(jī)輸出頻率精度的方法和裝置及其手機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手機(jī)頻率的控制，具體涉及一種提高手機(jī)輸出頻率精度的 方法及其裝置，以及具有這種裝置的手機(jī)。
背景技術(shù)：
手機(jī)的初始發(fā)射和接收頻率與手機(jī)上晶體的參數(shù)密切相關(guān)，因此每一
臺(tái)手機(jī)晶體(crystal)的初始參數(shù)都需要校準(zhǔn)。對(duì)晶體初始參數(shù)的校準(zhǔn)是 通過(guò)改變其負(fù)載電容來(lái)實(shí)現(xiàn)的。負(fù)載電容的變化可通過(guò)手機(jī)在測(cè)試模式下 的輸出頻率來(lái)間接反映。對(duì)負(fù)載電容的精確調(diào)節(jié)可由基帶芯片直接或間接 控制的自動(dòng)頻率控制(AFC )信號(hào)通過(guò)調(diào)整射頻收發(fā)器振蕩電路中的可變 電容(變?nèi)荻O管)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
目前用在手機(jī)上的晶體有兩種類(lèi)型VC-TCXO和DCXO。 二者都可 以由基帶芯片通過(guò)軟件(通過(guò)SPI總線(xiàn)控制射頻芯片內(nèi)的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換 器DAC)或基帶芯片提供的自動(dòng)頻率控制(AFC)信號(hào)兩種方式來(lái)控制， 從而使手機(jī)達(dá)到 一定的輸出頻率精度。
由于晶體的選擇既要滿(mǎn)足 一 定的頻率精度，又要滿(mǎn)足 一 定的控制范 圍。因此兩種因素折中的結(jié)果是晶體頻率精度不可能特別高，從而使當(dāng)前 的手機(jī)的輸出頻率精度受到限制。比如，13bit AFC使負(fù)載電容產(chǎn)生的變 化量為3pF，選擇頻率牽引度為20ppm/pF的晶體(DCXO)，則AFC的控 制范圍為60ppm，輸出頻率精度為60 x 902.4/213 = 6.6Hz/bit，其中 902.4Hz為手機(jī)GSM波段中間信道的輸出頻率；選擇頻率牽引度為 10ppm/pF的晶體(DCXO)，則輸出頻率精度為60x 902.4/213 = 3.3Hz/bit, 但是AFC的控制范圍僅為30ppm，不能滿(mǎn)足需求。
此外，大批量生產(chǎn)時(shí)，由于晶體之間的差異，輸出頻率精度的一致性 不好，輸出頻率精度還可能會(huì)有較大的浮動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種提高手機(jī)輸出頻率精度的方法和裝
置，以及具有這種裝置的手機(jī)，其是采用小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)與例如AFC控制 相結(jié)合的方法，從而既能夠提高輸出頻率精度，又能夠滿(mǎn)足對(duì)晶體的控制 要求。
本發(fā)明一種提高手機(jī)輸出頻率精度的方法，包括以下步驟使用一晶 體振蕩電路產(chǎn)生一參考頻率；使用一具有小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)根據(jù)參考 頻率產(chǎn)生n倍于參考頻率的手機(jī)輸出頻率，其中n包括整數(shù)部分和小數(shù)部 分；通過(guò)頻率跟蹤獲得手機(jī)的輸出頻率誤差值；根據(jù)該頻率誤差值的第一 累計(jì)值調(diào)整該n值的小數(shù)部分；以及根據(jù)該頻率誤差值的第二累計(jì)值調(diào)整 該晶體振蕩電路的參考頻率，其中該第二累計(jì)值大于該第一累計(jì)值。
在上述的提高手機(jī)輸出頻率精度的方法中，根據(jù)該頻率誤差值的第一 累計(jì)值調(diào)整該n值的小數(shù)部分的步驟包括，當(dāng)至少一次頻率誤差值之和達(dá) 到該第一累計(jì)值時(shí)，調(diào)整該n值的小數(shù)部分。
在上述的提高手機(jī)輸出頻率精度的方法中，所述小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)具有一 正比于所述n值的整數(shù)控制字N，而調(diào)整該n值的小數(shù)部分包括，通過(guò)調(diào) 整該控制字來(lái)調(diào)整該n值的小數(shù)部分。
在上述的提高手機(jī)輸出頻率精度的方法中，根據(jù)該頻率誤差值的第二 累計(jì)值調(diào)整該晶體振蕩電路的參考頻率的步驟包括，當(dāng)至少一次頻率誤差 值之和達(dá)到該第二累計(jì)值時(shí)，調(diào)整輸出至該晶體振蕩電路的AFC信號(hào)， 并清除對(duì)該n值的小數(shù)部分的調(diào)整。
另一方面，本發(fā)明提供一種提高手機(jī)輸出頻率精度的裝置，包括晶 體、晶體振蕩電路、具有小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)以及頻率調(diào)整單元，其中 晶體振蕩電路，連接于該晶體，用以產(chǎn)生一參考頻率；具有小數(shù)分頻結(jié)構(gòu) 的鎖相環(huán)連接于該晶體振蕩電路，產(chǎn)生n倍于該參考頻率的手機(jī)輸出頻 率，其中n包括整數(shù)部分和小數(shù)部分；頻率調(diào)整單元，連接該晶體振蕩電 路和鎖相環(huán)，該頻率調(diào)整單元獲得手機(jī)的輸出頻率誤差值，根據(jù)該頻率誤 差值的第一累計(jì)值輸出 一調(diào)整該n值的小數(shù)部分的第一信號(hào)至該鎖相環(huán)，并根據(jù)該頻率誤差值的第二累計(jì)值輸出調(diào)整該晶體振蕩電路的參考頻率 的第二信號(hào)至該晶體振蕩電路，其中該第二累計(jì)值大于該第一累計(jì)值。
上述的提高手機(jī)輸出頻率精度的裝置中，該小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)具有一正比
于該n值的整數(shù)控制字N，而該頻率調(diào)整單元是通過(guò)調(diào)整該控制字N來(lái) 調(diào)整該n值的小數(shù)部分。
上述的提高手機(jī)輸出頻率精度的裝置中，該晶體振蕩電路具有 一 可被 調(diào)整以改變?cè)搮⒖碱l率的元件，而該第二信號(hào)是輸出至該元件的AFC信 號(hào)。
上述的提高手機(jī)輸出頻率精度的裝置中，該頻率調(diào)整單元在輸出調(diào)整 該晶體振蕩電路的參考頻率的第二信號(hào)至該晶體振蕩電路之后，輸出清除 對(duì)該n值的小數(shù)部分的調(diào)整的第三信號(hào)。
上述的提高手機(jī)輸出頻率精度的裝置中，該頻率調(diào)整單元是手機(jī)的基 帶芯片。
另一方面，本發(fā)明還提供一種手機(jī)，包括射頻芯片、基帶芯片以及一 晶體。其中，該射頻芯片包括晶體振蕩電路，連接于該晶體，用以產(chǎn)生 一參考頻率；以及具有小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)，連接于該晶體振蕩電路， 產(chǎn)生n倍于該參考頻率的手機(jī)輸出頻率，其中n包括整數(shù)部分和小數(shù)部分。 該基帶芯片連接該晶體振蕩電路和鎖相環(huán)，該基帶芯片獲得該手機(jī)的輸出 頻率誤差值，根據(jù)該頻率誤差值的第一累計(jì)值輸出 一調(diào)整該n值的小數(shù)部 分的第一信號(hào)至該鎖相環(huán)，并根據(jù)該頻率誤差值的第二累計(jì)值輸出調(diào)整該 晶體振蕩電路的參考頻率的第二信號(hào)至該晶體振蕩電路，其中該第二累計(jì) 值大于該第一累計(jì)值。
因此，本發(fā)明通過(guò)小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)來(lái)提高輸出頻率精度，又允許以AFC 方式調(diào)整晶體振蕩頻率，與以往的單純AFC方式的精度調(diào)整方法相比， 由于可由更精確的小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)整頻率，因此可允許AFC方式有更 低的精度，而保持較大的控制范圍。此外，在大批量生產(chǎn)時(shí)，不僅輸出頻 率精度很高，而且輸出頻率精度均保持一致，可以有效地彌補(bǔ)晶體間的差 異。


圖1是本發(fā)明的的手機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖2是本發(fā)明的提高手機(jī)輸出頻率精度的方法 一 個(gè)實(shí)施例的示意圖。 圖3是手機(jī)輸出頻率變化、小數(shù)分頻的變化量與AFC變化量的關(guān)系 示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的手機(jī)100中，晶體101連
接于晶體振蕩電路102中，用以輸出一參考頻率Fref，晶體振蕩電路102
中并有可被調(diào)整以改變參考頻率的元件(圖未示)，例如可變電容，但本
發(fā)明并不以此為限。參考頻率Fref被輸出至鎖相環(huán)103進(jìn)行倍頻后產(chǎn)生輸
出頻率F。，然后提供給發(fā)射模塊105和接收模塊106使用，以該輸出頻 率F。作為載波的信號(hào)由手機(jī)射頻前端模塊107經(jīng)手機(jī)天線(xiàn)108發(fā)射出。 在圖示實(shí)施例中，晶體振蕩電路102、鎖相環(huán)103、發(fā)射模塊105和接收 模塊106例如是集成于手機(jī)射頻芯片110內(nèi)。
鎖相環(huán)103具有小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)104，因此輸出頻率F。與參考頻率Fref 之比n既包含整數(shù)部分，又包含小數(shù)部分。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)輸出頻率F。 為902.4MHz,參考頻率Fref為26MHz時(shí)，n=Fo/Fref=902.4/26= 34.70769230。通過(guò)改變n值，可精確地改變輸出頻率F。。在實(shí)踐中，鎖 相環(huán)的本振頻率為輸出頻率的幾倍(如4倍)，取鎖相環(huán)的分頻比 n'=F。*4/Fref=902.4M/26=138.83076923。而小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)104具有一控 制字N，該值是小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)鎖相環(huán)的分頻比n'的整數(shù)倍，此倍數(shù)可根據(jù) 控制精度確定，在此假設(shè)為222=4194304倍，則頻率控制字 N=n'*222=582298451 。 N值改變1對(duì)應(yīng)輸出頻率改變(1/2"廣26MHz/4 =1.55Hz,因而具有很高的調(diào)整精度。
基帶芯片120連接于射頻芯片110內(nèi)的晶體振蕩電路102、鎖相環(huán) 103、發(fā)射模塊105和接收模塊106等各部件。在本實(shí)施例中，基帶芯片 120執(zhí)行頻率調(diào)整單元的功能。基帶芯片120可從射頻芯片110中的接 收模塊106接收的正交信號(hào)(IQ)信號(hào)，此信號(hào)中包含手機(jī)頻率誤差值。根據(jù)手機(jī)頻率誤差，當(dāng)手機(jī)頻率誤差累計(jì)為一定值時(shí)，基帶芯片120可 輸出第一信號(hào)S1至鎖相環(huán)的小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)104,以調(diào)整其控制字N值， 也可以輸出第二信號(hào)S2至晶體振蕩電路中102的例如可變電容等調(diào)整頻 率的元件，以調(diào)整晶體振蕩頻率。
下面結(jié)合圖2并參照?qǐng)D1說(shuō)明本發(fā)明所揭示的提高手機(jī)輸出頻率精度 的方法。
首先，在步驟S201,使用晶體振蕩電路102產(chǎn)生一參考頻率Fref, 如26MHz。此參考頻率由晶體101決定，并可由電路中的諧振元件微調(diào)。 在步驟S202,使用具有小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)104的鎖相環(huán)103根據(jù)參考頻率 Fref來(lái)產(chǎn)生n倍于參考頻率的手機(jī)輸出頻率F。，如902.4MHz，其中n包 括整數(shù)部分和小數(shù)部分。
然后，執(zhí)行步驟S203，例如為基帶芯片110的頻率調(diào)整單元通過(guò)頻 率跟蹤獲得手機(jī)100的輸出頻率誤差值offset。接著，在步驟S204，根 據(jù)該頻率誤差值的第一 累計(jì)值調(diào)整該n值的小數(shù)部分，此第一累計(jì)值即為 小數(shù)分頻的調(diào)整精度，在此假設(shè)為6Hz，也就是說(shuō)，當(dāng)累計(jì)頻率誤差值(頻 率誤差值的代數(shù)和)達(dá)到6Hz時(shí)，調(diào)整n值的小數(shù)部分。在本發(fā)明的實(shí) 施例中，基帶芯片110通過(guò)輸出第一信號(hào)S1至小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)104來(lái)調(diào)整 頻率控制字N的值，例如遞增N值(當(dāng)輸出頻率偏小時(shí))或遞減N值(當(dāng) 輸出頻率偏大時(shí))來(lái)調(diào)整倍數(shù)n的小數(shù)部分，從而調(diào)整輸出頻率F。。
此外，在步驟S205，根據(jù)該頻率誤差值的第二累計(jì)值調(diào)整該晶體振 蕩電路的參考頻率Fref，此第二累計(jì)值即為參考頻率的精度，第二累計(jì)值 大于第一累計(jì)值，在此假設(shè)為36Hz,也就是說(shuō)，當(dāng)累計(jì)頻率誤差值達(dá)到 36Hz時(shí)，調(diào)整的參考頻率Fref。調(diào)整參考頻率Fw的方式例如是AFC方 式，AFC的精度可以任意選擇，如10bit、 12bit、 13bit、 14bit等，精度 即為36Hz/bit。輸入至晶體振蕩電路102的調(diào)整頻率的元件中的第二信號(hào) S2即為AFC信號(hào)，AFC信號(hào)可遞增(當(dāng)輸出頻率偏小時(shí))或遞減(當(dāng) 輸出頻率偏大時(shí))。在每次調(diào)整參考頻率之后，同時(shí)輸出第三信號(hào)S3對(duì) 小數(shù)分頻的控制字N反向調(diào)整，即清除之前的調(diào)整，使倍數(shù)n恢復(fù)原值。
下表1是手機(jī)輸出頻率變化、控制字N的變化量與AFC變化量的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。圖3是與之對(duì)應(yīng)的手機(jī)輸出頻率變化、控制字N的變化量與 AFC變化量的關(guān)系示意圖，其中固表示控制字N的變化，命表示AFC的變
次數(shù)手機(jī)頻率誤差控制字N變化AFC變化
1300
2310
3320
4320
5330
6330
7340
8340
9350
10350
11300
12301
表1
在此，決定AFC的控制精度的第二累計(jì)值(36Hz)為決定控制字N 的控制精度的第一累計(jì)值(6Hz)的整數(shù)倍，這樣，控制字N的變化量與 AFC變化量可存在進(jìn)位關(guān)系。但這僅為舉例的目的。理論上只要求第二 累計(jì)值大于第 一 累計(jì)值，在實(shí)踐中，第 一 累計(jì)值不超過(guò)第二累計(jì)值的 一半， 以保證必要的控制精度。
因此，本發(fā)明的上述實(shí)施例，通過(guò)小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)來(lái)提高輸出頻率精度，
又允許以AFC方式調(diào)整晶體振蕩頻率，與以往的單純AFC方式的精度調(diào)
整方法相比，由于可由更精確的小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)整頻率，因此可允許
AFC方式有更低的精度，而保持較大的控制范圍。此外，在大批量生產(chǎn)
時(shí)，不僅輸出頻率精度很高，而且輸出頻率精度均保持一致，可以有效地 彌補(bǔ)晶體間的差異。
9
權(quán)利要求
1. 一種提高手機(jī)輸出頻率精度的方法，其特征在于，包括以下步驟使用一晶體振蕩電路產(chǎn)生一參考頻率；使用一具有小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)根據(jù)所述參考頻率產(chǎn)生n倍于參考頻率的手機(jī)輸出頻率，其中n包括整數(shù)部分和小數(shù)部分；通過(guò)頻率跟蹤獲得手機(jī)的輸出頻率誤差值；根據(jù)該頻率誤差值的第一累計(jì)值調(diào)整該n值的小數(shù)部分；以及根據(jù)該頻率誤差值的第二累計(jì)值調(diào)整該晶體振蕩電路的參考頻率，其中該第二累計(jì)值大于該第一累計(jì)值。
2. 如權(quán)利要求1所述的提高手機(jī)輸出頻率精度的方法，其特征在于， 根據(jù)該頻率誤差值的第一累計(jì)值調(diào)整該n值的小數(shù)部分的步驟包括，當(dāng)至 少一次頻率誤差值之和達(dá)到該第一累計(jì)值時(shí)，調(diào)整該n值的小數(shù)部分。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的提高手機(jī)輸出頻率精度的方法，其特征在 于，所述小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)具有一正比于所述n值的整數(shù)控制字N，而調(diào)整該 n值的小數(shù)部分包括，通過(guò)調(diào)整該控制字來(lái)調(diào)整該n值的小數(shù)部分。
4. 如權(quán)利要求1所述的提高手機(jī)輸出頻率精度的方法，其特征在于， 根據(jù)該頻率誤差值的第二累計(jì)值調(diào)整該晶體振蕩電路的參考頻率的步驟 包括，當(dāng)至少一次頻率誤差值之和達(dá)到該第二累計(jì)值時(shí)，調(diào)整輸出至該晶 體振蕩電路的AFC信號(hào)，并清除對(duì)該n值的小數(shù)部分的調(diào)整。
5. —種提高手機(jī)輸出頻率精度的裝置，其特征在于包括 晶體振蕩電路，連接于一晶體，用以產(chǎn)生一參考頻率； 具有小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)，連接于該晶體振蕩電路，產(chǎn)生n倍于該參考頻率的手機(jī)輸出頻率，其中n包括整數(shù)部分和小數(shù)部分；頻率調(diào)整單元，連接該晶體振蕩電路和鎖相環(huán)，該頻率調(diào)整單元獲得 手機(jī)的輸出頻率誤差值，根據(jù)該頻率誤差值的第一累計(jì)值輸出一調(diào)整該n 值的小數(shù)部分的第 一 信號(hào)至該鎖相環(huán)，并根據(jù)該頻率誤差值的第二累計(jì)值 輸出調(diào)整該晶體振蕩電路的參考頻率的第二信號(hào)至該晶體振蕩電路，其中 該第二累計(jì)值大于該第 一 累計(jì)值。
6. 如權(quán)利要求5所述的提高手機(jī)輸出頻率精度的裝置，其特征在于， 該小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)具有一正比于所述n值的整數(shù)控制字N,而該頻率調(diào)整單 元是通過(guò)調(diào)整該控制字N來(lái)調(diào)整該n值的小數(shù)部分。
7. 如權(quán)利要求5所述的提高手機(jī)輸出頻率精度的裝置，其特征在于， 該晶體振蕩電路具有一可被調(diào)整以改變?cè)搮⒖碱l率的元件，而該第二信號(hào)是 輸出至該元件的AFC信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求5所述的提高手機(jī)輸出頻率精度的裝置，其特征在于， 該頻率調(diào)整單元在輸出調(diào)整該晶體振蕩電路的參考頻率的第二信號(hào)至該 晶體振蕩電路之后，輸出清除對(duì)該n值的小數(shù)部分的調(diào)整的第三信號(hào)。
9. 如權(quán)利要求5~ 8中任一項(xiàng)所述的提高手機(jī)輸出頻率精度的裝置， 其特征在于，該頻率調(diào)整單元是手機(jī)的基帶芯片。
10. —種手機(jī)，包括射頻芯片、基帶芯片以及一晶體，其特征在于， 該射頻芯片包括晶體振蕩電路，連接于該晶體，用以產(chǎn)生一參考頻率；以及具有小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)，連接于該晶體振蕩電路，產(chǎn)生n 倍于該參考頻率的手機(jī)輸出頻率，其中n包括整數(shù)部分和小數(shù)部分；該基帶芯片連接該晶體振蕩電路和鎖相環(huán)，該基帶芯片獲得該手機(jī)的 輸出頻率誤差值，根據(jù)該頻率誤差值的第一累計(jì)值輸出 一調(diào)整該n值的小 數(shù)部分的第一信號(hào)至該鎖相環(huán)，并根據(jù)該頻率誤差值的第二累計(jì)值輸出調(diào) 整該晶體振蕩電路的參考頻率的第二信號(hào)至該晶體振蕩電路，其中該第二 累計(jì)值大于該第一累計(jì)值。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種提高手機(jī)輸出頻率精度的方法和裝置及其手機(jī)，利用小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)來(lái)作為較精確的第一精度調(diào)整手機(jī)的輸出頻率，再利用自動(dòng)頻率控制(AFC)信號(hào)作為較第一精度不精確的第二精度調(diào)整手機(jī)的輸出頻率。由此既可以提高手機(jī)的輸出頻率精度，又能滿(mǎn)足晶體的控制范圍要求。
文檔編號(hào)H04B1/40GK101447800SQ20071017109
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月27日
發(fā)明者劉入忠, 施武林, 趙國(guó)濤, 黃文韜 申請(qǐng)人:展訊通信(上海)有限公司