用于本地振蕩器生成的可編程分頻器的制造方法
【專利說明】用于本地振蕩器生成的可編程分頻器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年3月15日提交的題為“PROGRAMMABLE FREQUENCY DIVIDERFOR LOCAL OSCILLATOR GENERAT1N(用于本地振蕩器生成的可編程分頻器)”的美國非臨時申請S/N.13/837，463的優先權，該申請通過援引全部明確納入于此。
[0003]背景
[0004]領域
[0005]本公開一般涉及通信系統，尤其涉及用于本地振蕩器生成的可編程分頻器。
[0006]背景
[0007]無線設備(例如，蜂窩電話或智能電話)可傳送和接收數據以與無線通信系統進行雙向通信。無線設備可包括用于數據傳送的發射機以及用于數據接收的接收機。對于數據傳送，發射機可用數據來調制發射本地振蕩器(LO)信號以獲得經調制射頻(RF)信號，放大該經調制RF信號以獲得具有期望輸出功率電平的輸出RF信號，并經由天線將該輸出RF信號發射到基站。對于數據接收，接收機可經由天線獲得收到RF信號，放大該收到RF信號并用接收LO信號對該收到RF信號進行下變頻，并處理該經下變頻的信號以恢復由基站發送的數據。
[0008]無線設備可包括一個或多個振蕩器來以一個或多個期望頻率生成一個或多個振蕩器信號。(諸)振蕩器信號可被用于生成用于發射機的發射LO信號以及用于接收機的接收LO信號。(諸)振蕩器可能被要求生成(諸)振蕩器信號以滿足無線設備與之通信的無線通信系統的要求。
[0009]分頻器被廣泛用于生成LO信號。典型地，分頻器僅提供固定分頻比。因此，在多頻帶收發機中通常需要多個分頻器。現有的可編程分頻器不滿足蜂窩收發機中嚴格的LO要求(例如小芯片面積、良好的相位噪聲要求、正交輸出)。因此，需要用于在多頻帶蜂窩收發機中生成LO信號的可編程分頻器。
[0010]概述
[0011]在本公開的一方面，提供了方法和裝置。該裝置生成LO信號。該裝置包括LO發生器模塊和注入信號發生器模塊。LO發生器模塊具有多個LO輸出和多個注入信號輸入。LO模塊被配置成基于在注入信號輸入上接收到的注入信號來在LO輸出上生成LO信號。注入信號發生器模塊耦合至LO發生器模塊。注入信號發生器模塊具有多個LO輸入和多個注入信號輸出。LO輸入耦合至LO輸出。注入信號輸出耦合至注入信號輸入。注入信號發生器模塊被配置成基于在LO輸入上接收到的LO信號以及基于接收到的壓控振蕩器(VCO)信號來在注入信號輸出上生成注入信號。
[0012]在本公開的一方面，提供了方法和裝置。該裝置生成LO信號。該裝置在LO發生器模塊中基于接收到的注入信號生成LO信號。此外，該裝置在注入信號發生器模塊中基于LO信號和接收到的VCO信號生成注入信號。
[0013]附圖簡述
[0014]圖1解說無線設備與不同的無線通信系統通信。
[0015]圖2是無線設備的框圖。
[0016]圖3是解說使用示例性可編程諧波發生器和示例性可編程LO分頻器的LO信號生成的框圖。
[0017]圖4是可編程諧波發生器和可編程LO分頻器的示意電路圖。
[0018]圖5是解說用于生成三分頻比、四分頻比以及五分頻比的方法的示圖。
[0019]圖6是指示對于三分頻比、四分頻比以及五分頻比中每一者的注入信號相位序列的表。
[0020]圖7是用于提供三分頻比的可編程LO分頻器的示意電路圖。
[0021]圖8是用于提供四分頻比的可編程LO分頻器的示意電路圖。
[0022]圖9是用于提供五分頻比的可編程LO分頻器的示意電路圖。
[0023]圖10A-10H是用于在可編程諧波發生器中生成注入信號的示意電路圖。
[0024]圖11是可編程LO分頻器內的環形振蕩器延遲級的示例的示意電路圖。
[0025]圖12是解說使用可編程諧波發生器、可編程LO分頻器以及粗調模塊的LO信號生成的框圖。
[0026]圖13是生成LO信號的方法的流程圖。
[0027]詳細描述
[0028]以下結合附圖闡述的詳細描述旨在作為各種配置的描述，而無意表示可實踐本文所描述的概念的僅有配置。本詳細描述包括具體細節以提供對各種概念的透徹理解。然而，對于本領域技術人員將顯而易見的是，沒有這些具體細節也可實踐這些概念。在一些實例中，以框圖形式示出眾所周知的結構和組件以便避免淡化此類概念。術語“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實例或解說”。本文中描述為“示例性”的任何設計不必被解釋為優于或勝過其他設計。
[0029]現在將參照各種設備和方法給出電信系統的若干方面。這些設備和方法將在以下詳細描述中進行描述并在附圖中由各種框、模塊、組件、電路、步驟、過程、算法等(統稱為“元素”)來解說。這些元素可使用電子硬件、計算機軟件或其任何組合來實現。此類元素是實現成硬件還是軟件取決于具體應用和加諸于整體系統上的設計約束。
[0030]作為示例，元素、或元素的任何部分、或者元素的任何組合可用包括一個或多個處理器的“處理系統”來實現。處理器的示例包括:微處理器、微控制器、數字信號處理器(DSP)、現場可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯器件(PLD)、狀態機、門控邏輯、分立的硬件電路以及其他配置成執行本公開中通篇描述的各種功能性的合適硬件。處理系統中的一個或多個處理器可以執行軟件。軟件應當被寬泛地解釋成意為指令、指令集、代碼、代碼段、程序代碼、程序、子程序、軟件模塊、應用、軟件應用、軟件包、例程、子例程、對象、可執行件、執行的線程、規程、函數等，無論其是用軟件、固件、中間件、微代碼、硬件描述語言、還是其他術語來述及皆是如此。
[0031]相應地，在一個或多個示例性實施例中，所描述的功能可以在硬件、軟件、固件、或其任何組合中實現。如果在軟件中實現，則各功能可作為一條或多條指令或代碼存儲或編碼在計算機可讀介質上。計算機可讀介質包括計算機存儲介質。存儲介質可以是能被計算機訪問的任何可用介質。作為示例而非限定，這樣的計算機可讀介質可包括隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(R0M)、電可擦除可編程ROM (EEPROM)、緊致盤(CD)ROM(CD-ROM)或其它光盤存儲、磁盤存儲或其它磁存儲設備、或可被用來攜帶或存儲指令或數據結構形式的期望程序代碼且能被計算機訪問的任何其它介質。如本文所使用的，盤(disk)和碟(disc)包括CD、激光碟、光碟、數字多用碟(DVD)和軟盤，其中盤(disk)往往以磁的方式再現數據，而碟用激光以光學方式再現數據。上述的組合應當也被包括在計算機可讀介質的范圍內。
[0032]圖1是解說無線設備110與不同的無線通信系統120、122通信的示圖100。無線系統120、122可各自是碼分多址(CDMA)系統、全球移動通信系統(GSM)系統、長期演進(LTE)系統、無線局域網(WLAN)系統、或某一其他無線系統。CDMA系統可實現寬帶CDMA(WCDMA)、CDMA IX或cdma2000、時分同步碼分多址(TD-SCDMA)、或某個其他版本的CDMA。TD-SCDMA也被稱作通用地面無線電接入(UTRA)時分雙工(TDD)1.28Mcps選項或低碼片率(LCR)。LTE支持頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)兩者。例如，無線系統120可以是GSM系統，而無線系統122可以是WCDMA系統。作為另一示例，無線系統120可以是LTE系統，而無線系統122可以是CDMA系統。
[0033]出于簡化起見，示圖100示出了無線系統120包括一個基站130和一個系統控制器140，而無線系統122包括一個基站132和一個系統控制器142。一般而言，每個無線系統可包括任何數目的基站以及網絡實體的任意集合。每個基站可支持在該基站的覆蓋內的無線設備的通信。基站也可被稱為B節點、演進型B節點(eNB)、接入點、基收發機站、無線電基站、無線電收發機、收發機功能、基本服務集(BSS)、擴展服務集(ESS)、或某個其他合適的術語。無線設備110也可被稱為用戶裝備(UE)、移動設備、遠程設備、無線設備、無線通信設備、站、移動站、訂戶站、移動訂戶站、終端、移動終端、遠程終端、無線終端、接入終端、客戶機、移動客戶機、移動單元、訂戶單元、無線單元、遠程單元、手持機、用戶代理、或某個其他合適的術語。無線設備110可以是蜂窩電話、智能電話、平板設備、無線調制解調器、個人數字助理(PDA)、手持式設備、膝上型計算機、智能本、上網本、無繩電話、無線本地環路(WLL)站、或某一其他類似的功能設備。
[0034]無線設備110可以能夠與無線系統120和/或122通信。無線設備110還可以能夠接收來自廣播站(諸如廣播站134)的信號。無線設備110還可以能夠接收來自一個或多個全球導航衛星系統(GNSS)中的衛星(諸如衛星150)的信號。無線設備110可支持用于無線通信的一種或多種無線電技術，諸如GSM、WCAMA, cdma2000、LTE,802.11等。術語“無線電技術”、“無線電接入技術”、“空中接口”和“標準”可被互換地使用。
[0035]無線設備110可經由下行鏈路和上行鏈路與無線系統中的基站通信。下行鏈路(或即前向鏈路)是指從基站至無線設備的通信鏈路，而上行鏈路(或即反向鏈路)是指從無線設備至基站的通信鏈路。無線系統可利用TDD和/或FDD。對于TDD，下行鏈路和上行鏈路共享相同頻率，且下行鏈路傳輸和上行鏈路傳輸可在不同時間段里在該相同頻率上發送。對于FDD，下行鏈路和上行鏈路被分配單獨的頻率。下行鏈路傳輸可在一個頻率上發送，而上行鏈路傳輸可在另一頻率上發送。支持TDD的一些示例性無線電技術包括GSM、LTE以及TD-SCDMA。支持FDD的一些示例性無線電技術包括WCDMA、cdma2000以及LTE。無線設備110和/或基站130、132可包括示例性可編程分頻器160。示例性可編程分頻器160在下文提供。
[0036]圖2是示例性無線設備(諸如無線設備110)的框圖200。該無線設備包括數據處理器/控制器210、收發機218和天線290。數據處理器/控制器210可被稱為處理系統。處理系統可包括數據處理器/控制器210，或者包括數據處理器/控制器210和存儲器216兩者。收發機218包括支持雙向通信的發射機220和接收機250。發射機220和/或接收機250可用超外差式架構或直接變頻式架構來實現。在超外差式架構中，信號在RF與基帶之間以多級來變頻，例如對于接收機來說，在一級中從RF變頻到中頻(IF)，然后在另一級中從IF變頻到基帶。在直接變頻式架構(也被稱為零IF架構)中，信號在一級中在RF與基帶之間變頻。超外差式以及直接變頻式架構可以使用不同的電路塊和/或具有不同的要求。在圖2中所示的示例性設計中，發射機220和接收機250用直接變頻式架構來實現。
[0037]在發射路徑中，數據處理器/控制器210可處理(例如，編碼和調制)要傳送的數據，以及將數據提供給數模轉換器(DAC) 216。DAC 216將數字輸入信號轉換成模擬輸出信號。模擬輸出信號被提供給發射(TX)基帶(低通)濾波器232，發射基帶濾波器232可對該模擬輸出信號進行濾波以去除由DAC 216進行的在前數模轉換引起的鏡頻。放大器(amp)234可放大來自TX基帶濾波器232的信號，以及提供經放大的基帶信號。上變頻器(混頻器)236可接收經放大的基帶信號以及來自TX LO信號發生器276的TX LO信號。上變頻器236可用TX LO信號對經放大的基帶信號上變頻，以及提供經上變頻的信號。濾波器238可對經上變頻的信號進行濾波以去除由上變頻引起的鏡頻。功率放大器(PA) 240可放大來自濾波器238的經濾波RF信號以獲得期望輸出功率電平，以及提供輸出RF信號。輸出RF信號可被路由通過雙工器/開關復用器264。
[0038]對于FDD，發射機220和接收機250可被耦合至雙工器264，雙工器264可包括用于發射機220的TX濾波器和用于接收機250的接收(RX)濾波器。TX濾波器可對輸出RF信號進行濾波，以使發射頻帶中的信號分量通過并且衰減接收頻帶中的信號分量。對于TDD，發射機220和接收機250可被耦合至開關復用器264。開關復用器264可在上行鏈路時間區間期間將輸出RF信號從發射機220傳遞到天線290。對于FDD和TDD兩者來說，雙工器/開關復用器264可將輸出RF信號提供給天線290以供經由無線信道進行傳輸。
[0039]在接收路徑中，天線290可接收由基站和/或其他發射機站傳送的信號，以及提供收到RF信號。收到RF信號可被路由通過雙工器/開關復用器264。對于FDD，雙工器264內的RX濾波器對收到RF信號進行濾波，以使接收頻帶中的信號分量通過并且衰減發射頻帶中的信號分量。對于TDD，開關復用器264可在下行鏈路時間區間期間將收到RF信號從天線290傳遞到接收機250。對于FDD和TDD兩者來說，雙工器/開關復用器264可將收到RF信號提供給接收機250。
[0040]在接收機250內，收到RF信號可由低噪聲放大器(LNA) 252放大并由濾波器254濾波器，以獲得輸入RF信號。下變頻器(混頻器)256可接收輸入RF信號以及來自RX LO信號發生器286的RX LO信號。下變頻器256可用RX LO信號對輸入RF信號下變頻，以及提供經下變頻的信號。經下變頻的信號可由放大器258放大，并進一步由RX基帶(低通)濾波器260濾波以獲得模擬輸入信號。模擬輸入信號被提供給模數轉換器(ADC) 262。