專利名稱：用于多模移動(dòng)通信設(shè)備的可配置多模數(shù)分頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
公開的實(shí)施例涉及用于多模移動(dòng)通信設(shè)備的本機(jī)振蕩器。
背景技術(shù)：
在蜂窩電話中的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)電路通常包括一個(gè)或多個(gè)本機(jī)振蕩 器。本機(jī)振蕩器的功能是輸出具有所選擇頻率的信號(hào)。在蜂窩電話中的這 種本機(jī)振蕩器例如可以包括鎖相環(huán)(PLL)，其從晶體振蕩器接收穩(wěn)定但相對(duì) 較低頻率的信號(hào)(例如，20MHz)，并產(chǎn)生所選擇的相對(duì)較高頻率(例如， 900MHz)的輸出信號(hào)。PLL的反饋回路包括分頻器，其接收高頻信號(hào)，將 其分頻，以獲得低頻信號(hào)，該低頻信號(hào)具有與來(lái)自晶體振蕩器的信號(hào)相同 的相位和頻率。常常使用在此稱為"多模數(shù)除法器(multi-modulus divider)" 的一類除法器來(lái)實(shí)現(xiàn)所述分頻器。由于分頻器的高頻操作，因此分頻器會(huì) 消耗不希望有的大量功率。希望獲得用于減小本機(jī)振蕩器中分頻器的功耗 的技術(shù)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
在移動(dòng)通信設(shè)備中(例如，蜂窩電話)，存在一種本機(jī)振蕩器。該本機(jī)振 蕩器包括一種新穎的分頻器，該新穎的分頻器又包括新穎的可配置多模數(shù) 除法器(CMMD)。該分頻器可配置為多種結(jié)構(gòu)中可選的一種。每一種結(jié)構(gòu)都 包含同步和異步電路的不同融合。在每一種結(jié)構(gòu)中，分頻器產(chǎn)生一定量的 噪聲，并消耗一定量的功率。在該新穎的分頻器的一種分頻器結(jié)構(gòu)的功耗 與在新穎的分頻器以該結(jié)構(gòu)運(yùn)行時(shí)由新穎的分頻器所產(chǎn)生的噪聲之間存在
松散的反比關(guān)系。因此， 一種結(jié)構(gòu)的功耗越高，由該結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的噪聲就 越少。
可操作該移動(dòng)通信設(shè)備，以使其能夠采用多種不同通信標(biāo)準(zhǔn)(例如
GSM、 CDMA1X和WCDMA)中可選擇的一種來(lái)進(jìn)行通信。這些不同的通 信標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的本機(jī)振蕩器中的分頻器上提出了不同的噪聲要 求。通過(guò)將分頻器配置為仍能夠滿足正在使用的標(biāo)準(zhǔn)的噪聲要求的最低功 耗結(jié)構(gòu)，減小了蜂窩電話的功耗。
在一個(gè)實(shí)施例中，分頻器包括固定前置分頻器(prescaler)和多個(gè)模數(shù)除 法器級(jí)(MDS級(jí))。在第一高功耗但低噪聲操作模式中，前置分頻器和MDS 級(jí)配置為形成一 N級(jí)多模數(shù)除法器。該N級(jí)多模數(shù)除法器接收分頻器輸入 信號(hào)SIN，并依據(jù)一除數(shù)值DV對(duì)其進(jìn)行分頻，產(chǎn)生分頻器輸出信號(hào)SOUT。 sigma-delta調(diào)制器(有時(shí)稱為delta-sigma調(diào)制器)動(dòng)態(tài)地改變?cè)揇V值,以便 在橫跨多個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)的時(shí)間期間中，分頻器除以一總預(yù)期除數(shù)D。固定前 置分頻器被禁用，其不再使用，且消耗很小的功率。
在第二低功耗但高噪聲操作模式中，前置分頻器和MDS級(jí)配置為構(gòu)成 固定的除以2X(divide-by-2X)的前置分頻器，其信號(hào)輸出被一 N-X個(gè)MDS 級(jí)的多模數(shù)除法器做除法運(yùn)算。在第二操作模式的N-X級(jí)多模數(shù)除法器中， 沒有使用在第一操作模式中用作N級(jí)多模數(shù)除法器的一部分的多個(gè)MDS 級(jí)中的X個(gè)級(jí)。未使用的MDS級(jí)被禁用、斷電或使其耗電很少或不耗電。 在第二操作模式中的固定前置分頻器和N-X級(jí)多模數(shù)除法器的組合，用于 依據(jù)所述除數(shù)值DV對(duì)分頻器輸入信號(hào)SIN進(jìn)行分頻，產(chǎn)生分頻器輸出信 號(hào)SOUT。 sigma-ddta調(diào)制器動(dòng)態(tài)改變所述DV值，以便在橫跨多個(gè)計(jì)數(shù)循 環(huán)的時(shí)間期間中，分頻器除以一總預(yù)期除數(shù)D。
不管將分頻器配置為運(yùn)行在第一操作模式還是第二操作模式，分頻器 都能夠在一條(或多條)輸入導(dǎo)線上接收頻率為Fl的分頻器輸入信號(hào)SIN， 以除數(shù)D分頻該輸入信號(hào)，并在一條(或多條)輸出導(dǎo)線上輸出頻率為F2的 分頻器輸出信號(hào)SOUT，在此，在橫跨多個(gè)多模數(shù)除法器計(jì)數(shù)循環(huán)的時(shí)間期 間中，F(xiàn)1/D等于F2。除數(shù)D具有整數(shù)部分和小數(shù)部分。小數(shù)部分可以是非 0值。
在一個(gè)新穎的方面， 一種方法包括以下步驟(a)-(c): (a)選擇可配置分頻
器的第一操作模式或可配置分頻器的第二操作模式，在此所述可配置分頻
器包括前置分頻器和多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)。(b)如果在步驟(a)選擇了第一操作 模式，就使用N級(jí)多模數(shù)除法器來(lái)分頻輸入信號(hào)。所述N級(jí)多模數(shù)除法器 包括N個(gè)模數(shù)除法器級(jí)；以及(c)如果在步驟(a)選擇了第二操作模式，就使 用所述前置分頻器和一 M級(jí)多模數(shù)除法器來(lái)分頻輸入信號(hào)。在第二操作模 式中，前置分頻器輸出前置分頻器輸出信號(hào)，以便由所述M級(jí)多模數(shù)除法 器對(duì)前置分頻器輸出信號(hào)進(jìn)行分頻，這樣所述M級(jí)多模數(shù)除法器包括所述 多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)中的M個(gè)級(jí)，且所述M個(gè)模數(shù)除法器級(jí)是所述N個(gè)模 數(shù)除法器級(jí)的子集。
以上是概述，因此包含細(xì)節(jié)的必要性、簡(jiǎn)化、概括和省略；因此，本 領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到概述僅是說(shuō)明性的，無(wú)論如何也不是想要作為限制 性的。僅如權(quán)利要求所定義的在此所述的設(shè)備和/或處理的其它方面、發(fā)明 特征和優(yōu)點(diǎn)在在此闡述的非限制性詳細(xì)說(shuō)明中會(huì)變得顯而易見。


圖1是根據(jù)一個(gè)新穎的方面的移動(dòng)通信設(shè)備(在該實(shí)例中是蜂窩電話) 的簡(jiǎn)化圖。
圖2是在圖1的移動(dòng)通信設(shè)備內(nèi)的RF收發(fā)機(jī)集成電路的圖示。
圖3是在圖2的RF收發(fā)機(jī)集成電路中的本機(jī)振蕩器的圖示。該本機(jī)振
蕩器包括以GSM模式操作的分頻器。
圖4是在圖3的分頻器中的可配置多模數(shù)除法器(CMMD)的圖示。
圖5是在圖4的CMMD中的輸入緩沖器的圖示。
圖6是在圖4的CMMD中的除以2前置分頻器的圖示。
圖7是在圖4的CMMD中的除以4前置分頻器的圖示。
圖8是在圖4的CMMD中的同步輸出級(jí)的圖示。該同步輸出級(jí)減小了
輸出信號(hào)SOUT中的抖動(dòng)。
圖9是闡明在圖3的分頻器內(nèi)的控制邏輯電路的操作的表格。 圖IO是闡明在圖3的分頻器內(nèi)的右移整數(shù)(SRI)電路的操作的表格。 圖11是闡明在圖3的分頻器內(nèi)的右移小數(shù)(SRF)電路的操作的表格。 圖12是圖4的CMMD的一個(gè)MDS級(jí)的詳圖。
圖13闡明了等式，其表明為了讓7級(jí)多模數(shù)除法器除以一個(gè)預(yù)期的除 數(shù)，S[6:0]的值應(yīng)是什么。
圖14和15闡明了如何確定數(shù)值F[21:0](其提供給右移小數(shù)(SRF)電路)， 以便圖3分頻器的sigma-delta調(diào)制器會(huì)輸出數(shù)值流DSM[3:0]，該數(shù)值流 DSM[3:0]會(huì)導(dǎo)致分頻器除以具有特定小數(shù)部分的除數(shù)D。
圖16是顯示當(dāng)圖1的移動(dòng)通信設(shè)備運(yùn)行在GSM模式中時(shí)，在圖3的 分頻器的CMMD中的信號(hào)的波形圖。
圖17和18示出了當(dāng)移動(dòng)通信設(shè)備運(yùn)行在CDMA1X模式中時(shí)，在圖1 的移動(dòng)通信設(shè)備中的本機(jī)振蕩器的操作。
圖19闡明了等式，其表明為了讓6級(jí)多模數(shù)除法器在CDMA1X模式 中除以一個(gè)預(yù)期的除數(shù)，S[5:0]的值應(yīng)是什么。
圖20是顯示當(dāng)圖1的移動(dòng)通信設(shè)備運(yùn)行在CDMA1X模式中時(shí)，在圖 17的分頻器的CMMD中的信號(hào)的波形圖。
圖21是顯示當(dāng)圖1的移動(dòng)通信設(shè)備運(yùn)行在WCDMA模式中時(shí)，圖1 的移動(dòng)通信設(shè)備的本機(jī)振蕩器112中的分頻器的CMMD內(nèi)的信號(hào)的波形 圖。
圖22是根據(jù)一個(gè)新穎的方面的方法的流程圖。
圖23是在不同操作模式中，將常規(guī)多模數(shù)除法器的性能(功耗和產(chǎn)生的 噪聲)與圖3的新穎的可配置多模數(shù)除法器(CMMD)的性能相比較的表格。
圖24是示出用于減小在該新穎的可配置多模數(shù)除法器(CMMD)內(nèi)的 MDS級(jí)的功耗的方法和電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)一個(gè)新穎的方面的移動(dòng)通信設(shè)備100的簡(jiǎn)化圖。在該實(shí)例 中移動(dòng)通信設(shè)備100是蜂窩電話。該蜂窩電話能夠用多種不同蜂窩電話標(biāo)
準(zhǔn)中可選擇的一種進(jìn)行通信。該蜂窩電話能夠用一種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，然后 轉(zhuǎn)換到另一種標(biāo)準(zhǔn)并用它開始通信。每一種標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的本
機(jī)振蕩器(LO)提出了不同的寄生噪聲、相位噪聲和頻率分辨率要求。在圖1 的實(shí)例中，蜂窩電話100能夠以三種蜂窩電話標(biāo)準(zhǔn)中可選擇的一種進(jìn)行通 信GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn))、CDMA1X(碼分多址1X)和WCDMA(寬
帶碼分多址)。蜂窩電話100包括天線101和幾個(gè)集成電路，包括新穎的射 頻(RF)收發(fā)機(jī)集成電路102和數(shù)字基帶集成電路103 。數(shù)字基帶集成電路103 主要包括數(shù)字電路，并包括數(shù)字處理器。數(shù)字基帶集成電路103的實(shí)例是 MSM6280，可以從高通公司獲得。新穎的RF收發(fā)機(jī)集成電路102包括用 于處理模擬信號(hào)的電路。
圖2是新穎的RF收發(fā)機(jī)集成電路102的更詳細(xì)圖示。接收機(jī)"信號(hào)鏈" 104包括低噪聲放大器(LNA)模塊105、混頻器106和基帶濾波器107。當(dāng) 以GSM模式接收時(shí)，在天線101上的信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換共用器 (switchplexer)108，隨后經(jīng)過(guò)通路109，經(jīng)過(guò)SAW并進(jìn)入LNA 105。當(dāng)以 CDMA1X和WCDMA模式接收時(shí)，在天線101上的信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換共用器 108，經(jīng)過(guò)雙工器110，并經(jīng)過(guò)通路lll，進(jìn)入LNA 105。在所有模式中， LNA 105都放大高頻信號(hào)。本機(jī)振蕩器(L0)112向混頻器106提供具有適當(dāng) 頻率的本機(jī)振蕩信號(hào)，以便調(diào)諧接收機(jī)來(lái)接收適當(dāng)頻率的信號(hào)?；祛l器106 將高頻信號(hào)解調(diào)為低頻信號(hào)。由基帶濾波器107將多余的高頻噪聲濾除。 基帶濾波器107的模擬輸出提供給數(shù)字基帶集成電路103中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)113。 ADC 113將模擬信號(hào)數(shù)字化為數(shù)字信息，隨后由數(shù)字基帶集成 電路103中的數(shù)字處理器進(jìn)一步處理該數(shù)字信息。
發(fā)射機(jī)"信號(hào)鏈"114包括基帶濾波器115、混頻器116和功率放大器 117。由數(shù)字基帶集成電路103中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)118將要發(fā)射的數(shù)字 信息轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。生成的模擬信號(hào)提供給RF收發(fā)機(jī)集成電路102中的 基帶濾波器115。基帶濾波器115濾除多余的高頻噪聲。混頻器116將基帶 濾波器115的輸出調(diào)制到高頻載波上。本機(jī)振蕩器(LO)119向混頻器116提 供本機(jī)振蕩信號(hào)，以使得高頻載波具有所用信道的正確頻率。混頻器116 的高頻輸出隨后被功率放大器模塊117放大。當(dāng)以GSM模式發(fā)射時(shí)，功率 放大器模塊117經(jīng)通路120輸出信號(hào)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換共用器108到天線101上。 當(dāng)以CDMA1X和WCDMA模式發(fā)射時(shí)，功率放大器117經(jīng)通路121將信 號(hào)輸出到雙工器110。信號(hào)穿過(guò)雙工器110，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換共用器108到天線101。 雙工器110和轉(zhuǎn)換共用器108的使用是常規(guī)的，其既允許用于非雙工器(例 如GSM)通信，又允許用于雙工器(例如CDMA1X)通信。圖2的具體電路僅 是一種可能的實(shí)現(xiàn)，在此提供它用于說(shuō)明性目的。 以下結(jié)合接收機(jī)中的本機(jī)振蕩器(LO)112的操作來(lái)解釋本機(jī)振蕩器112 和119的操作。圖3是本機(jī)振蕩器112更詳細(xì)的圖示。本機(jī)振蕩器112包括 晶體振蕩器信號(hào)源122和N分?jǐn)?shù)鎖相環(huán)(fractional-N phase-locked k)op)(PLL)123。在當(dāng)前實(shí)例中，晶體振蕩器信號(hào)源122是到外部晶體振蕩 器模塊的連接?？商鎿Q的，晶體振蕩器信號(hào)源是布置在RF收發(fā)機(jī)集成電路 102上的振蕩器，在此，晶體在集成電路102的外部，但經(jīng)集成電路102的
端口連接到振蕩器。
PLL 123包括相位檢測(cè)器(PD)124、電荷泵125、環(huán)路濾波器126、壓控 振蕩器(VCO)127、信號(hào)調(diào)節(jié)輸出除法器128和新穎的分頻器129(有時(shí)稱為 "環(huán)路除法器")。分頻器129接收具有第一高頻F1的分頻器輸入信號(hào)，以 除數(shù)D對(duì)信號(hào)進(jìn)行分頻，并輸出具有第二低頻F2的分頻器輸出信號(hào)SOUT。 在分頻器129的多個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)上，當(dāng)PLL鎖定時(shí)F2=F1/D。當(dāng)鎖定時(shí)，SOUT 信號(hào)的頻率F2和相位與從晶體振蕩器信號(hào)源122提供的參考時(shí)鐘信號(hào)的頻 率和相位相匹配。
分頻器129包括新穎的"可配置多模數(shù)除法器結(jié)構(gòu)"(CMMDS)部130、 sigma-delta調(diào)制器部131、右移整數(shù)(SRI)電路132和右移小數(shù)(SRF)電路 133。 CMMDS部130包括新穎的可配置多模數(shù)除法器(CMMD)134、加法器 135和控制邏輯(CL)電路136。 CMMDS 130在一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)中將一個(gè)(或多 個(gè))輸入節(jié)點(diǎn)137上的分頻器輸入信號(hào)SIN依據(jù)數(shù)值DV進(jìn)行分頻，并在一 個(gè)(或多個(gè))輸出節(jié)點(diǎn)138上產(chǎn)生分頻器輸出信號(hào)SOUT。盡管節(jié)點(diǎn)137被示 為單條線，但該實(shí)施例中的節(jié)點(diǎn)包括兩個(gè)導(dǎo)體，并傳輸不同的信號(hào)。SMMDS 130還具有第一數(shù)字輸入端口 139和第二數(shù)字輸入端口 140。數(shù)值DV是在 第一數(shù)字輸入端口 139上的第一數(shù)值與在第二數(shù)字輸入端口 140上的第二 數(shù)值之和。
圖4是在圖3的CMMD134更詳細(xì)的圖示。CMMD 134包括輸入緩沖 器141、固定除以2前置分頻器142、固定除以4前置分頻器143和7個(gè)除 以2/3模數(shù)除法器級(jí)(MDS)144—145。CMMD 134接收在差動(dòng)輸入導(dǎo)線141A 上的分頻器輸入信號(hào)SIN，并在差動(dòng)輸出導(dǎo)線150A上輸出分頻器輸出信號(hào) SOUT。圖4的差動(dòng)輸入導(dǎo)線141A與圖3的節(jié)點(diǎn)137相對(duì)應(yīng)。在圖4的最 后一個(gè)MDS級(jí)150的O和OB輸出導(dǎo)線與差動(dòng)輸出導(dǎo)線150A之間布置同
步輸出級(jí)(見圖8)。根據(jù)模數(shù)控制信號(hào)S和MC的值，圖4的每一個(gè)MDS 級(jí)都能夠除以2或3?？侰MMD 134除以的除數(shù)值DV依據(jù)CMMD是如何 配置的并依據(jù)7個(gè)ST模數(shù)控制信號(hào)ST[6:0]的值來(lái)確定。由以下說(shuō)明的配 置信號(hào)CO、 Cl和C2的值來(lái)確定如何配置CMMD 134。 圖5是圖4的緩沖器141更詳細(xì)的圖示。
圖6是除以2前置分頻器142的更詳細(xì)的圖示。將除以2前置分頻器 142固定的意義是它不能夠被編程為用多個(gè)除數(shù)中可選擇的一個(gè)相除。前置 分頻器142是單個(gè)反轉(zhuǎn)觸發(fā)器，其在從其QB輸出導(dǎo)線到其D輸入導(dǎo)線的 反饋回路中具有無(wú)功耗電路。
圖7是除以4前置分頻器143更詳細(xì)的圖示。將除以4前置分頻器143 固定的意義是它不能夠被編程為用多個(gè)除數(shù)中可選擇的一個(gè)相除。前置分 頻器143是異步除法器，其包括兩個(gè)反轉(zhuǎn)觸發(fā)器(toggle flip-flop)。兩個(gè)反轉(zhuǎn) 觸發(fā)器在從其QB輸出導(dǎo)線到其D輸入導(dǎo)線的反饋回路中都不具有耗電的 電路。
圖8是CMMD134的同步輸出級(jí)151的圖示。由于頁(yè)面空間的限制， 沒有在圖4中示出輸出級(jí)151。然而，輸出級(jí)151借助于將最后一個(gè)MDS 級(jí)150的輸出與輸入信號(hào)SIN同步(用MCO或MC1或MC2)，減小了輸出 信號(hào)SOUT中的抖動(dòng)。最后一個(gè)MDS級(jí)150的O輸出導(dǎo)線連接到輸出級(jí) 151的RESET輸入上。輸出級(jí)151輸出該輸出信號(hào)SOUT，其從圖4的 CMMD 134的差動(dòng)輸出導(dǎo)線150A上輸出。使用常規(guī)數(shù)字邏輯符號(hào)來(lái)示出圖 5 —8的電路，常規(guī)數(shù)字邏輯符號(hào)的信號(hào)不是差動(dòng)信號(hào)。然而，圖5 — 8的實(shí) 際電路是使用采用差動(dòng)信號(hào)的電路實(shí)現(xiàn)的。只有輸出級(jí)151的輸出是單端 輸出信號(hào)。將這個(gè)單端輸出信號(hào)SOUT提供到圖3中的輸出導(dǎo)線138上。
圖9是闡明圖3的控制邏輯電路136的操作的表格?？刂七壿嬰娐?36 將從圖3的加法器135輸出的S[7:0]值映射到模數(shù)控制值ST[6:0]。如圖4 所示，將ST[6:0]比特值提供給CMMD 134的MDS級(jí)中的相應(yīng)級(jí)。如圖9 所示，控制邏輯電路136還產(chǎn)生配置信號(hào)Cl、 C2和C3。控制邏輯電路136 如何產(chǎn)生ST[6:0]、 Cl、 C2和C3值是根據(jù)模式選擇值SEL[1:0]而定的。模 式選擇值SEL[1:0]是到本機(jī)振蕩器112的2-比特輸入，并由其它電路提供， 以將本機(jī)振蕩器置于GSM模式、CDMA1X模式或WCDMA模式中的一種。
圖10是闡明在圖3的右移整數(shù)(SRI)電路132的操作的表格。如圖3所 示，SRI電路132的8條輸出導(dǎo)線耦合到加法器135的第一數(shù)字輸入端口 139的8個(gè)相應(yīng)輸入導(dǎo)線上。在GSM模式中，SRI電路132不執(zhí)行移位。 在CDMA1X模式中，SRI電路132向右移動(dòng)一個(gè)比特的位置。在WCDMA 模式中，SRI電路132向右移動(dòng)兩個(gè)比特的位置。
圖11是闡明圖3的右移小數(shù)(SRF)電路133的操作的表格。如圖3所 示，將SRF電路133的22條輸出導(dǎo)線提供給sigma-delta調(diào)制器131。在 GSM模式中，SRF電路133不執(zhí)行移位。在CDMA1X模式中，SRF電路 133向右移動(dòng)一個(gè)比特的位置。移出SRI電路132的最低有效位移入SRF 電路133中，作為最高有效位FT[21]。在WCDMA模式中，SRF電路133 向右移動(dòng)兩個(gè)比特的位置。移出SRI電路132的兩個(gè)最低有效位移入SRF 電路133中，作為兩個(gè)最高有效位FT[21]和FT[20]。
圖12是圖4的CMMD 134的MDS級(jí)144—150之一的更詳細(xì)的圖示。 根據(jù)輸入控制信號(hào)S和MCIN的值，MDS級(jí)或者可以除以3或者可以除以 2。盡管采用其信號(hào)不是差動(dòng)信號(hào)的常規(guī)數(shù)字邏輯符號(hào)示出圖12的電路， 但可以用差動(dòng)邏輯(例如電路模式邏輯)并用差動(dòng)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)MDS級(jí)。
GSM模式操作
當(dāng)蜂窩電話100運(yùn)行在GSM模式中時(shí)，模式選擇輸入值SEL[1]和 SEL[O]分別為0和0。如圖9所示，當(dāng)SEL[1]和SEL[O]都為0時(shí)，于是選 擇GSM模式，并且控制邏輯136使得0)=0、 C一0和C2^。如圖4所示， 將配置信號(hào)CO提供給MDS級(jí)144的C輸入導(dǎo)線，將配置信號(hào)Cl提供給 MDS級(jí)145的C輸入導(dǎo)線，將配置信號(hào)C2提供給MDS級(jí)146的C輸入 導(dǎo)線。如圖12所示。當(dāng)MDS級(jí)的C輸入導(dǎo)線上的信號(hào)是數(shù)字高時(shí)，于是 將AUX輸入導(dǎo)線上的信號(hào)用作到MDS級(jí)的輸入信號(hào)，而不是使用在I輸 入導(dǎo)線上的信號(hào)。當(dāng)MDS級(jí)的C輸入導(dǎo)線上的信號(hào)是數(shù)字低時(shí)，于是將I 輸入導(dǎo)線上的信號(hào)用作到MDS級(jí)的輸入信號(hào)。返回到圖4，如果CO、 Cl 和C2都為0，于是穿過(guò)CMMD 134的信號(hào)通路是從輸入導(dǎo)線141A，經(jīng)緩 沖器141，進(jìn)入MDS級(jí)144的I輸入導(dǎo)線，經(jīng)過(guò)第一MDS級(jí)144，進(jìn)入第 二 MDS級(jí)145的I輸入導(dǎo)線，經(jīng)過(guò)第二 MDS級(jí)145，向前經(jīng)過(guò)MDS級(jí)146、
147、 148、 149和150，隨后經(jīng)過(guò)輸出級(jí)151(見圖8)。輸出級(jí)151將輸出信 號(hào)與MC0或MC1或MC2同步，并將輸出信號(hào)SOUT驅(qū)動(dòng)到圖3中的輸出 導(dǎo)線138上。CMMD 134從而被配置為7級(jí)多模數(shù)除法器。7級(jí)多模數(shù)除 法器相除的除數(shù)值由 一等式提供。
圖13闡明了該等式，其表明為了使7級(jí)多模數(shù)除法器除以一個(gè)預(yù)期的 除數(shù)，數(shù)值S[6:0]應(yīng)是什么。
在圖3的GSM操作實(shí)例中，將901MHz頻率的輸出信號(hào)輸出到圖2的 混頻器106。因?yàn)檎{(diào)節(jié)輸出除法器128除以了 4，因此作為輸入到CMMD 134 中的輸入信號(hào)的信號(hào)SIN的頻率就是3.604GHz。因?yàn)榫w振蕩器信號(hào)源122 輸出20MHz參考時(shí)鐘信號(hào)，因此從CMMD 134輸出的信號(hào)SOUT的頻率 就是20MHz。分頻器129因此必須除以180.2的除數(shù)D。
十進(jìn)制數(shù)180的數(shù)字對(duì)等值是[10110100]。如圖3所示，將這個(gè)數(shù)值 [10110100]提供給右移整數(shù)(SRI)電路132。因?yàn)镾EL[1]是0， SEL[O]是0， 如圖10所示，SRI電路132不執(zhí)行移位。SRI電路132的輸入上的N[7:0] 值穿過(guò)SRI電路132而不移位，并且被提供到加法器135的第一輸入端口 139上，作為值NT[7:0]。
圖14和15闡明了如何確定提供給右移小數(shù)(SRF)電路的數(shù)值F[21:0]。 將除數(shù)D的小數(shù)部分設(shè)定為等于除以2W的X，其中，N是sigma-ddta調(diào)制 器中的比特?cái)?shù)。在本實(shí)例中，sigma-ddta調(diào)制器具有22比特。圖15顯示 了求X的結(jié)果。X的整數(shù)部分是F[21:0]的值。該整數(shù)部分是838,860。838，860 的22比特二進(jìn)制對(duì)等值是
，在此最左邊的位是 最高有效位。如圖3所示，將這個(gè)值作為值F[21:0]提供給SRF電路133。
因?yàn)镾EL[1]和SEL[O]都是0，如圖11的表格所示，SRF電路133就不 執(zhí)行移位。F[21:0]的值從而穿過(guò)SRF電路133而不移位，并且作為22比特 值FT[21:0]提供到sigma-ddta調(diào)制器131 。 sigma-ddta調(diào)制器131使用這個(gè) 值來(lái)改變sigma-delta調(diào)制器輸出值SDM[3:0]，其被提供給加法器135的第 二數(shù)字輸入端口 140。
暫時(shí)假設(shè)SDM[3:0]是
。從加法器135輸出的S[7:0]從而是 [10110100]或二進(jìn)制180。返回圖13的等式，如果CMMD 134內(nèi)的7級(jí)多 模數(shù)除法器要除以180，那么圖13的等式就表明提供給多模數(shù)除法器的
MDS級(jí)的值S[6:0]應(yīng)為
。如圖9的表格所示，控制邏輯電路136 將S[7:0]的值10110100轉(zhuǎn)換為ST[6:0]的值0110100。 CMMD 134從而將信 號(hào)SIN依據(jù)除數(shù)DV 180進(jìn)行分頻，產(chǎn)生輸出信號(hào)SOUT。
然而，sigma-delta調(diào)制器131隨時(shí)間改變值SDM[3:0]，以使得除數(shù)DV 隨時(shí)間改變，以致于分頻器129的總除數(shù)D按預(yù)期的為180.2。
圖16是顯示圖4的CMMD 134中的信號(hào)的波形圖。在穿過(guò)緩沖器141 后，信號(hào)VCO—BUF是SIN輸入信號(hào)。波形S0UT是從輸出級(jí)151輸出的 信號(hào)。在該波形中，輸入信號(hào)的頻率Fl是3.604GHz，并且分頻器129被 設(shè)定為除以180.2。在輸出信號(hào)SOUT的上升沿A與上升沿B之間的期間 是49.9445納秒。這個(gè)期間被稱為"計(jì)數(shù)循環(huán)"。盡管在圖16中沒有示出， 但分頻器129接連地經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)循環(huán)。在圖16的實(shí)例中，F(xiàn)T[21:0]是0。因此， 該波形表示除數(shù)D是180而不是180.2的情形。在按照?qǐng)D3所示來(lái)設(shè)定F[21:0] 的值的情況下，在下一個(gè)即將到來(lái)的計(jì)數(shù)循環(huán)中要使用的值SDM[3:0]在 SOUT的下降沿改變。這允許了在下一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)開始之前，有足夠時(shí)間來(lái) 傳播經(jīng)過(guò)加法器135和控制邏輯136。例如，在DSM[3:0]的值在SOUT的 下降沿變?yōu)?br> 的情況下，在下一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)中分頻器129會(huì)除以一個(gè)為 181的除數(shù)DV。該除數(shù)DV在sigma-delta調(diào)制器131的控制下隨時(shí)間改變， 以使得當(dāng)在橫跨CMMD 134的多個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)的一個(gè)時(shí)間期間上考慮頻率調(diào) 制器的操作時(shí)，頻率調(diào)制器129的總除數(shù)D是預(yù)期的180.2。
在這個(gè)GSM模式中，注意，使用了緩沖器141和全部5個(gè)MDS級(jí)144 —150。因?yàn)镃bO和C2^0，因此禁用了除以2前置分頻器142和除以4前 置分頻器143，并且其不再耗電。
CDMA1X模式操作
在圖17和18中闡明了 CDMA1X模式中的操作。提出的實(shí)例是如以上 在GSM實(shí)例中的分頻器129要除以180.2的實(shí)例。當(dāng)蜂窩電話100要運(yùn)行 在CDMA1X模式中，模式選擇輸入值SEL[1]禾卩SEL[O]分別為0和1。如圖 9所示，當(dāng)SEL[1]和SEL
是0和1時(shí)，那么選擇CDMA1X模式，且C0=1 、 Cl=l及C2=0。如圖18所示，將配置信號(hào)CO提供給MDS級(jí)144的C輸 入導(dǎo)線，將配置信號(hào)Cl提供給MDS級(jí)145的C輸入導(dǎo)線，將配置信號(hào)
C2提供給MDS級(jí)146的C輸入導(dǎo)線。因?yàn)镃0=1 ，因此在第一 MDS級(jí)144 的AUX輸入導(dǎo)線上的信號(hào)用作第一 MDS級(jí)144的輸入。如由圖18中的 AUX輸入導(dǎo)線上的"GND"所示，AUX輸入導(dǎo)線接地。這使第一 MDS級(jí) 144不能切換及耗電。
如圖18所示，將配置信號(hào)Cl提供給第二 MDS級(jí)145的C輸入導(dǎo)線， 還提供給除以2前置分頻器142的使能輸入導(dǎo)線。配置信號(hào)Cl為數(shù)字高， 其使得除以2前置分頻器142被使能，并使得第二 MDS級(jí)145接收從除以 2前置分頻器142輸出到其AUX輸入導(dǎo)線上的信號(hào)。配置信號(hào)C2為低， 其使得了除以4前置分頻器143被禁用，并且使得第三MDS級(jí)146接收來(lái) 自第二MDS級(jí)145的輸出的其輸入信號(hào)。因此，穿過(guò)CMMD 134的信號(hào) 來(lái)自于輸入導(dǎo)線149，經(jīng)過(guò)緩沖器141，經(jīng)過(guò)除以2前置分頻器142，進(jìn)入 第二 MDS級(jí)145的AUX輸入導(dǎo)線，經(jīng)過(guò)第二 MDS級(jí)145，進(jìn)入第三MDS 級(jí)146的I輸入導(dǎo)線，經(jīng)過(guò)第三MDS級(jí)146，向前經(jīng)過(guò)MDS級(jí)147—150， 隨后經(jīng)過(guò)同步輸出級(jí)151(見圖8)。從而CMMD 134被配置為除以2前置分 頻器，隨后是6級(jí)多模數(shù)除法器。6級(jí)多模數(shù)除法器相除的除數(shù)由圖19的 等式提供。
如圖17所示，預(yù)期除數(shù)值D 180.2的整數(shù)部分提供給SRI電路132。 該整數(shù)部分是180。十進(jìn)制180的二進(jìn)制對(duì)等值是[10110100]。預(yù)期除數(shù)值 D 180.2的小數(shù)部分是0.2。如上結(jié)合GSM實(shí)例所解釋的，利用圖14和15 的等式來(lái)確定要提供給SRF電路133的FT[21:0]值。如以上在GSM實(shí)例中， 小數(shù)部分是0.2。將相同的二進(jìn)制數(shù)
作為數(shù)值 F[21:0]，提供給SRF電路133。
在圖10和11中闡明了 CDMA1X模式中的SRI電路132和SRF電路 133的操作。注意，這兩個(gè)電路將其輸入向右移位一個(gè)比特的位置。被移出 SRI電路132的最低有效位(LSB)經(jīng)線路152作為移位輸入位，其移入SRF 電路133成為FT[21]。將該合成除數(shù)值向右移位的處理(將整數(shù)部分提供給 SRI電路132，將小數(shù)部分提供給SRF部分133)有效地將除數(shù)除以了 2。加 法器135將右移后的整數(shù)部分與從sigma-delta調(diào)制器131輸出的SDM[3:0] 相加。生成的和S[7:0]被控制邏輯電路136根據(jù)圖19的等式轉(zhuǎn)換為模數(shù)控 制信號(hào)ST[6:0]，就如同使用6級(jí)多模數(shù)除法器(在CDMA1X模式中，將
CMMD 134的MDS級(jí)配置為6級(jí)多模數(shù)除法器)來(lái)除以預(yù)期除數(shù)值DV的 1/2 —樣。然而CMMD 134的總除數(shù)值DV并不是如其應(yīng)當(dāng)是的值的1/2。 由于除以2前置分頻器142的操作，CMMD 134的總除數(shù)值DV被校正。 因此，按照預(yù)期，CMMD 134除以了 180.2。
在GSM模式中，使用了7級(jí)多模數(shù)除法器而無(wú)任何前置分頻器，而在 CDMA1X模式中使用了 6級(jí)多模數(shù)除法器以及額外的除以2前置分頻器。 在GSM模式和CDMA1X模式中，分頻器129都除以了 180.2的除數(shù)值D。
圖20是示出CDMA1X模式操作的波形圖。在該實(shí)例中，除數(shù)D為180。 除數(shù)D的小數(shù)部分是O。因此，F(xiàn)T[21:0]為0。信號(hào)SOUT是分頻器129的 輸出信號(hào)。在輸出信號(hào)SOUT的上升沿A與上升沿B之間的期間是49.9445 納秒。這個(gè)期間被稱為"計(jì)數(shù)循環(huán)"。輸入信號(hào)SIN的頻率F1是輸出信號(hào) SOUT的頻率F2的180倍。因此，按照預(yù)期，分頻器129將輸入信號(hào)SIN 除以了 180。在分頻器129要除以180.2的除數(shù)D的情況下，sigma-ddta調(diào) 制器131會(huì)在各計(jì)數(shù)循環(huán)之間改變SDM[3:0]，以使得CMMD 134相除的除 數(shù)DV在各計(jì)數(shù)循環(huán)之間變化。在多個(gè)這種計(jì)數(shù)循環(huán)中，除數(shù)值DV的平均 值就是除數(shù)值180.2。如以上結(jié)合圖16所解釋的，在SOUT的下降沿改變 在下一個(gè)即將來(lái)到的計(jì)數(shù)循環(huán)中要使用的DSM值。這允許了在下一個(gè)計(jì)數(shù) 循環(huán)開始之前，有足夠時(shí)間傳播通過(guò)加法器135和控制邏輯電路136。
WCDMA模式操作
當(dāng)蜂窩電話100工作在WCDMA模式中時(shí)，模式選擇輸入值SEL[l] 和SEL
分別為1和0。如圖9所示，當(dāng)SEL[1]和SEL
是1和0時(shí)，就 選擇WCDMA模式，iC0=l， CbO和C24。因?yàn)镃0是數(shù)字高，第一 MDS級(jí)144被禁用，從而使得第一 MDS級(jí)144接收來(lái)自接地的上部AUX 輸入導(dǎo)線的其輸入信號(hào)。Cl為數(shù)字低，其禁用了除以2前置分頻器142。 因?yàn)镃1是數(shù)字低，同樣第二MDS級(jí)145被禁用。因?yàn)樵诘诙﨧DS級(jí)145 的C輸入上為數(shù)字低，因此第二MDS級(jí)145就選擇其較低I輸入導(dǎo)線，作 為輸入信號(hào)源。沒有切換在第二 MDS級(jí)145的I輸入導(dǎo)線上的信號(hào)，因?yàn)?由于C0是數(shù)字高而沒有切換第一 MDS級(jí)144的輸出O。因此，也沒有切 換來(lái)自第二 MDS級(jí)145的O輸出。因?yàn)镃2=l，因此除以4前置分頻器143
被使能。因?yàn)镃2-1，因此第三MDS級(jí)146選擇AUX輸入導(dǎo)線作為其輸入 信號(hào)源。因此，經(jīng)過(guò)CMMD 134的通路是從SIN輸入導(dǎo)線141A，經(jīng)緩沖 器141，經(jīng)過(guò)除以4前置分頻器143，進(jìn)入第三MDS級(jí)146的AUX輸入導(dǎo) 線，經(jīng)第三MDS級(jí)146，隨后經(jīng)第四、第五、第六、第七M(jìn)DS級(jí)147到 150，經(jīng)同步器151到輸出150A。因此，將CMMD134配置為除以4前置 分頻器，隨后是5級(jí)多模數(shù)除法器。前兩個(gè)MDS級(jí)和除以2前置分頻器沒 有切換，因此處于低功率操作情況。
在CDMA1X模式中，SRI和SRF電路132和133將除數(shù)值D向右移 位了一個(gè)比特的位置，在WCDMA模式中SRI和SRF電路132和133將除 數(shù)值D向右移位兩個(gè)比特的位置。這就有效地將除數(shù)值D除以了4。控制 邏輯136根據(jù)用于5級(jí)多模數(shù)除法器的等式，將加法器135的輸出S[7:0] 轉(zhuǎn)換為值ST[6:0]，以使得在CMMD中的5級(jí)多模數(shù)除法器將除以除以了 4 的除數(shù)值。然而，由于前置的除以4前置分頻器143，使得CMMD 134的 總除數(shù)值DV是正確的除數(shù)值D。 sigma-ddta調(diào)制器131改變?cè)诩臃ㄆ?35 的第二數(shù)字輸入端口 140上的值，以使得在各計(jì)數(shù)循環(huán)之間改變CMMD 134 相除的除數(shù)值DV 。在第二數(shù)字輸入端口 140上的值發(fā)生變化，以使得當(dāng) 在橫跨多個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)的時(shí)間期間中考慮分頻器的操作時(shí)，分頻器129在時(shí) 間上的平均總除數(shù)值D是預(yù)期的180.2。
圖21是示出在WCDMA模式中分頻器129的操作的波形圖。分頻器 129將3.604GHz的輸入信號(hào)依據(jù)除數(shù)180進(jìn)行分頻。波形VCO—BUF是分 頻器輸入信號(hào)SIN穿過(guò)緩沖器141后的波形。標(biāo)記為SOUT的波形是分頻 器輸出信號(hào)的波形。
流程圖
圖22是示出圖3的新穎的分頻器129的操作方法的流程圖。分頻器將 分頻器輸入信號(hào)SIN(具有頻率Fl)依據(jù)除數(shù)D進(jìn)行分頻，以產(chǎn)生分頻器輸 出信號(hào)SOUT(具有頻率F2)，在此，除數(shù)D包括整數(shù)部分I和小數(shù)部分FR。 F2=F1/D。在以上闡述的圖3、 4、 17和18的實(shí)例中，整數(shù)部分I是180， 小數(shù)部分FR是0.2。除數(shù)D是180.2。
在圖22中，決策塊200表示選擇第一操作模式(例如GSM操作模式)
或第二操作模式(例如CDMA1X操作模式)的步驟。如果分頻器129要在第 一操作模式中操作，那么就執(zhí)行塊201—202的步驟。如果分頻器129要在 第二操作模式中操作，那么就執(zhí)行塊203—204的步驟。
如果選擇了第一操作模式，那么就將圖4的可配置多模數(shù)除法器 (CMMD)結(jié)構(gòu)134配置為N級(jí)多模數(shù)除法器。分頻器129用該N級(jí)多模數(shù) 除法器對(duì)輸入信號(hào)SIN進(jìn)行分頻(步驟201)。在此情況下，N是7。通過(guò) CMMD的通路是經(jīng)緩沖器141，經(jīng)MDS 144，隨后經(jīng)MDS 145，經(jīng)MDS 級(jí)146 — 150，經(jīng)輸出同步器151，到分頻器的輸出導(dǎo)線上。在一個(gè)計(jì)數(shù)循 環(huán)期間，7級(jí)MMD除以第一數(shù)值。在CMMD的信號(hào)通路中沒有前置分頻 器，所以該第一數(shù)值是除數(shù)DV，其被CMMD結(jié)構(gòu)134相除。借助于在加 法器135的第一端口 139上提供整數(shù)部分I，并在加法器135的第二端口 140 上提供sigma-ddta輸出(SDM[3:0])來(lái)確定該第一數(shù)值。在此實(shí)例中，將整 數(shù)值I經(jīng)SRI電路132提供給加法器。sigma-delta調(diào)制器131控制(步驟 202)sigma-delta輸出SDM[3:0]，以使得在橫跨多個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)的時(shí)間期間中， 分頻器輸出信號(hào)SOUT的頻率F2是Fl/D。
對(duì)于N是7的配置的實(shí)例，見以上圖3和4及在GSM模式中的相應(yīng)操 作說(shuō)明。
如果選擇了第二操作模式，那么就將圖4的CMMD結(jié)構(gòu)134配置為固 定前置分頻器，之后是M級(jí)多模數(shù)除法器。分頻器129使用該前置分頻器 和該M級(jí)多模數(shù)除法器來(lái)對(duì)輸入信號(hào)SIN進(jìn)行分頻(步驟203)。在圖4的 實(shí)例中，該固定前置分頻器是除以2前置分頻器，并且M是6。經(jīng)過(guò)圖4 的CMMD的信號(hào)通路是經(jīng)過(guò)緩沖器141 ，經(jīng)除以2前置分頻器142，經(jīng)MDS 級(jí)145，經(jīng)剩余的MDS級(jí)146 — 150。該6級(jí)多模數(shù)除法器除以了第二數(shù)值。 借助于將整數(shù)部分I向右移位一個(gè)比特而產(chǎn)生移位后的值，來(lái)確定該第二數(shù) 值。在圖17的實(shí)例中，由SRI電路132執(zhí)行這個(gè)移位。移位后的值NT[7:0] 提供給加法器135的第一輸入端口 139，而sigma-delta調(diào)制器的輸出 (SDM[3:0])提供給加法器135的第二輸入端口 140。加法器135產(chǎn)生該第二 數(shù)值s[7:0]，其由控制邏輯136轉(zhuǎn)換為模數(shù)控制信號(hào)ST[6:0]，模數(shù)控制信 號(hào)ST[6:0]控制M級(jí)多模數(shù)除法器來(lái)除以該第二數(shù)值。sigma-ddta調(diào)制器 131控制(步驟204)sigma-ddta輸出SDM[3:0]，以使得在橫跨多個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)的時(shí)間期間中，分頻器輸出信號(hào)SOUT的頻率F2是F1/D。
對(duì)于前置分頻器是固定除以2前置分頻器且M是6的配置的實(shí)例，見 圖17和18及在CDMA1X模式中的相應(yīng)操作說(shuō)明。對(duì)于前置分頻器是固定 除以4前置分頻器且M是5的配置的實(shí)例，見以上WCDMA模式中的操作 說(shuō)明。
盡管在流程中示出了圖22的方法的各個(gè)塊，但會(huì)理解，在塊201和202 中闡述的操作在時(shí)間上彼此交疊，在塊203和204中闡述的操作在時(shí)間上 彼此交疊。使各個(gè)操作彼此獨(dú)立，并且以流程圖方式在不同的塊中加以闡 述，以便明確不同操作，并簡(jiǎn)化對(duì)于整個(gè)方法的解釋。
抖動(dòng)和功耗
注意，在GSM模式中，CMMD134的前置分頻器和MDS級(jí)配置為構(gòu) 成7級(jí)多模數(shù)除法器。在CDMA1X模式中，CMMD 134的前置分頻器和 MDS級(jí)配置為構(gòu)成除以2前置分頻器，隨后是6級(jí)多模數(shù)除法器。這兩個(gè) 配置不同之處在于除法器的第一級(jí)是圖6架構(gòu)中的固定前置分頻器，還 是除法器的第一級(jí)是圖12架構(gòu)中的MDS級(jí)。固定前置分頻器架構(gòu)與MDS 級(jí)架構(gòu)相比，是更為異步的結(jié)構(gòu)。注意，在圖12的MDS級(jí)中，有兩個(gè)觸 發(fā)器153和154，它們由一公共信號(hào)來(lái)提供時(shí)鐘。如果MDS級(jí)是除法器中 的第一級(jí)，那么就以被分頻的具有較高頻率的輸入信號(hào)來(lái)為兩個(gè)觸發(fā)器提 供時(shí)鐘。作為對(duì)比，如果在除法器的第一級(jí)上使用了圖6的異步結(jié)構(gòu)，那 么被分頻的具有較高頻率的輸入信號(hào)僅為在第一異步前置分頻器中的第一 觸發(fā)器提供時(shí)鐘。而且，在圖12的MDS級(jí)結(jié)構(gòu)中有采用門155 — 158形式 的反饋邏輯。當(dāng)這些門開關(guān)時(shí)，消耗功率。在圖6的異步結(jié)構(gòu)中沒有這種 門。由于這些原因，與將圖12的MDS級(jí)結(jié)構(gòu)用作第一級(jí)相比，將圖6的 異步結(jié)構(gòu)用于除法器的第一級(jí)得到了更低的功耗。
盡管與圖12的更同步的MDS級(jí)結(jié)構(gòu)相比，圖6的異步固定前置分頻 器結(jié)構(gòu)是更低功率結(jié)構(gòu)，但將該異步結(jié)構(gòu)用作除法器的第一級(jí)通常會(huì)將更 多抖動(dòng)引入輸出信號(hào)SOUT中。相對(duì)于輸入信號(hào)SIN的參考邊緣，這個(gè)抖 動(dòng)在各計(jì)數(shù)循環(huán)之間在輸出信號(hào)SOUT的邊緣中具有可變性。與使用7級(jí) 多模數(shù)除法器結(jié)構(gòu)相比，使用固定前置分頻器，隨后是6級(jí)多模數(shù)除法器，將更多抖動(dòng)引入輸出信號(hào)SOUT中。因此，更低功率的異步結(jié)構(gòu)具有將更 多抖動(dòng)引入輸出信號(hào)的缺點(diǎn)。
根據(jù)一個(gè)新穎的方面，認(rèn)識(shí)到不同蜂窩電話標(biāo)準(zhǔn)具有不同寄生噪聲和 頻率分辨率(與相位噪聲有關(guān))要求。這些要求在此共同稱為"噪聲要求"。 例如，GSM標(biāo)準(zhǔn)具有最嚴(yán)格的噪聲要求，隨后是CDMA1X標(biāo)準(zhǔn)，隨后是 WCDMA標(biāo)準(zhǔn)。上述的抖動(dòng)是由本機(jī)振蕩器引入的噪聲。因此，不同蜂窩 電話標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于接收信號(hào)鏈和發(fā)射信號(hào)鏈中的本機(jī)振蕩器提出了不同的最大 可允許抖動(dòng)要求。WCDMA標(biāo)準(zhǔn)允許了在本機(jī)振蕩器ll出中的最大抖動(dòng)。 CDMA1X標(biāo)準(zhǔn)允許了在本機(jī)振蕩器輸出中的次最大量抖動(dòng)。GSM標(biāo)準(zhǔn)允許 了在本機(jī)振蕩器輸出中的最小量抖動(dòng)。將CMMD134配置為除以一個(gè)4固 定前置分頻器，隨后是5級(jí)多模數(shù)除法器(如在上述WCDMA模式中的)， 滿足了針對(duì)用于WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的本機(jī)振蕩器112和119提出的噪聲要求， 但不滿足對(duì)于用于CDMA1X標(biāo)準(zhǔn)的本機(jī)振蕩器112和119提出的噪聲要 求。然而，將CMMD134配置為固定除以2前置分頻器，隨后是6級(jí)多模 數(shù)除法器(如上述在CDMA1X模式中的)，滿足了針對(duì)用于CDMA1X標(biāo)準(zhǔn) 的本機(jī)振蕩器112和119提出的噪聲要求。因此，當(dāng)蜂窩電話100運(yùn)行在 WCDMA模式中時(shí)，分別以數(shù)值l和O來(lái)驅(qū)動(dòng)SEL[l:O]。另一方面，當(dāng)蜂 窩電話100運(yùn)行在CDMA1X模式中時(shí)，分別以數(shù)值0和1來(lái)驅(qū)動(dòng)SEL[1:0] 信號(hào)。采用類似的方式，將CMMD134配置為除以2前置分頻器，隨后是 6級(jí)多模數(shù)除法器，并不滿足針對(duì)用于GSM標(biāo)準(zhǔn)的本機(jī)振蕩器112和119 提出的噪聲要求，但將CMMD 134配置為7級(jí)多模數(shù)除法器滿足了 GSM 的噪聲要求。因此，當(dāng)蜂窩電話100運(yùn)行在GSM模式中時(shí)，分別以數(shù)值0 和0來(lái)驅(qū)動(dòng)SEL[1:0]信號(hào)。通過(guò)使用滿足所用標(biāo)準(zhǔn)的噪聲要求的最低功率 配置，減小了蜂窩電話的功耗。
圖23是將本機(jī)振蕩器內(nèi)的常規(guī)多模數(shù)除法器的性能與本機(jī)振蕩器內(nèi)的 圖3的新穎的可配置多模數(shù)除法器(CMMD)的性能相比較的表格。在該表格 中，闡明了在各個(gè)GSM、 CDMA1X和WCDMA模式中的除法器性會(huì)g(噪度 和功耗)。
圖24是示出用于進(jìn)一步減小功耗的方法和電路的示意圖。如以上結(jié)合 圖12所解釋的，模數(shù)除法器級(jí)(MDS)能夠?qū)⑤斎胄盘?hào)除以2或者除以3。如果S-l，那么就設(shè)定MDS級(jí)除以3，并使用兩個(gè)觸發(fā)器153和154。然 而，如果8=0，那么就設(shè)定MDS級(jí)除以2。不使用第一觸發(fā)器153，而是 將第二觸發(fā)器154的QB輸出經(jīng)OR門155耦合回到觸發(fā)器154的D輸入 上，以使得第二觸發(fā)器154作為反轉(zhuǎn)觸發(fā)器操作。當(dāng)MDS級(jí)用來(lái)除以2時(shí)， 圖12中的第一觸發(fā)器153消耗功率。提供給它電源(通過(guò)未示出的連接)， 且其時(shí)鐘輸入導(dǎo)線接收輸入時(shí)鐘信號(hào)。在一個(gè)新穎的方面，當(dāng)設(shè)定MDS級(jí) (見圖24)來(lái)除以2時(shí)，切斷到第一觸發(fā)器153的供電。當(dāng)?shù)谝挥|發(fā)器153 斷電時(shí)，為了避免在OR門155的上輸入導(dǎo)線上的電壓浮動(dòng)，將耦合到OR 門155的上輸入導(dǎo)線的節(jié)點(diǎn)耦合到地電位。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)例中，提供了 反相器300和N溝道下拉式晶體管301。當(dāng)S-0(設(shè)定MDS為除以2)時(shí)， 反相器300輸出數(shù)字高，其導(dǎo)通晶體管301，由此將OR門155的上輸入導(dǎo) 線耦合到地。反相器300輸出的信號(hào)還控制P溝道晶體管302，通過(guò)該P(yáng) 溝道晶體管302將第一觸發(fā)器153耦合到VDD電源導(dǎo)體。當(dāng)反相器300輸 出數(shù)值高信號(hào)時(shí)，那么就使得晶體管302不導(dǎo)通，由此切斷到第一觸發(fā)器 153的供電，并避免了第一觸發(fā)器153耗電。另一方面，當(dāng)設(shè)定MDS級(jí)為 除以3時(shí)，晶體管302導(dǎo)通，晶體管301不導(dǎo)通。觸發(fā)器153通電并可操 作，其Q輸出驅(qū)動(dòng)OR門155的上輸入導(dǎo)線。在將圖24的MDS級(jí)用于該 新穎的分頻器129中的MDS級(jí)的情況下，ST[6:0]的O(數(shù)字低)模數(shù)控制信 號(hào)會(huì)使得在CMMD 134中其相應(yīng)MDS級(jí)中的第一觸發(fā)器斷電，由此減小 了功耗。為了進(jìn)一步減小功耗，當(dāng)MDS級(jí)除以3時(shí)，第一觸發(fā)器還可以在 第一觸發(fā)器不改變狀態(tài)時(shí)刻內(nèi)的一段時(shí)間期間斷電。盡管以普通邏輯符號(hào) 在門級(jí)別上示出了圖24的MDS級(jí)以簡(jiǎn)化對(duì)其操作的解釋，但可以以各種 不同方式在晶體管級(jí)別上實(shí)現(xiàn)所述MDS級(jí)的邏輯。除了使用P溝道晶體管 之外，也可以使用其它技術(shù)來(lái)連接及斷開觸發(fā)器153與VDD電源導(dǎo)體?？?以以電流模式邏輯(CML)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述MDS級(jí)。
盡管以上以指導(dǎo)目的說(shuō)明了某些特定的具體實(shí)施例，但本專利文獻(xiàn)的 教導(dǎo)具有普遍適用性，不限于上述的具體實(shí)施例。在該新穎的分頻器包含 在移動(dòng)通信設(shè)備內(nèi)的集成電路中的情況下，該可配置為多種操作模式中可 選擇的一種的分頻器實(shí)際上可以不在操作模式之一中運(yùn)行。例如，第一集 成電路可以用于僅根據(jù)CDMA標(biāo)準(zhǔn)通信的蜂窩電話中，而與第一集成電路
相同的第二集成電路可以用于僅根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)通信的另 一個(gè)蜂窩電i舌中， 而與第一集成電路相同的第三集成電路可以用于能夠進(jìn)行CDMA或GSM 通信的第三蜂窩電話中。盡管上面在不同操作模式中以不同方式配置同一 組前置分頻器和模數(shù)除法器級(jí)的情況下說(shuō)明了分頻器，但在第一操作豐莫式 中可以使用第一前置分頻器和多模數(shù)除法器電路，在第二操作電路中可以 使用第二前置分頻器和多模數(shù)除法器電路，以致于在第一和第二電路中沒 有共用的前置分頻器和模數(shù)除法器級(jí)?？梢杂秒娏髂Ｊ竭壿嬰娐穪?lái)實(shí)現(xiàn)分 頻器中以高頻操作的部分，而可以用CMOS邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)分頻器中以低 頻操作的部分。因此，在不脫離附帶權(quán)利要求的范圍的情況下，可以實(shí)現(xiàn) 所述特定實(shí)施例的不同特征的各種修改、改裝及組合。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括(a)選擇可配置分頻器的第一操作模式和所述可配置分頻器的第二操作模式中的一種，其中，所述可配置分頻器包括前置分頻器和多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)；(b)如果在(a)中選擇了所述第一操作模式，就使用N級(jí)多模數(shù)除法器來(lái)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分頻，其中，所述N級(jí)多模數(shù)除法器包括所述多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)中的N個(gè)級(jí)；并且(c)如果在(a)中選擇了所述第二操作模式，就使用所述前置分頻器和M級(jí)多模數(shù)除法器來(lái)對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行分頻，其中，在所述第二操作模式中，所述前置分頻器輸出前置分頻器輸出信號(hào)，以便由所述M級(jí)多模數(shù)除法器對(duì)所述前置分頻器輸出信號(hào)進(jìn)行分頻，其中，所述M級(jí)多模數(shù)除法器包括所述多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)中的M個(gè)級(jí)，其中，所述M個(gè)模數(shù)除法器級(jí)是所述N個(gè)模數(shù)除法器級(jí)的子集。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，如果在(a)中選擇了所述第一操作 模式，那么(b)的所述N級(jí)多模數(shù)除法器就接收控制信號(hào)，所述控制信號(hào)確 定除數(shù)DV，所述N級(jí)多模數(shù)除法器在所述N級(jí)多模數(shù)除法器的計(jì)數(shù)循環(huán) 中除以所述除數(shù)DV，并且其中，(b)的所述分頻包括用sigma-ddta調(diào)制器 在各計(jì)數(shù)循環(huán)之間改變所述控制信號(hào)，以使得在一橫跨多個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)的期 間中所述N級(jí)多模數(shù)除法器除以除數(shù)D，其中，所述除數(shù)D包括整數(shù)部分和小數(shù)部分。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述前置分頻器能夠除以單個(gè)固 定除數(shù)，而不能除以多個(gè)除數(shù)中可選擇的一個(gè)，其中，在所述第一操作模 式中禁用所述前置分頻器，使其不執(zhí)行除法功能。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述N級(jí)多模數(shù)除法器中的一個(gè) 模數(shù)除法器級(jí)是第一級(jí)，其接收所述輸入信號(hào)，其中，如果在(a)中選擇了 第二操作模式，就禁用所述第一級(jí)，使其不執(zhí)行除法功能。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述可配置分頻器用于依據(jù)可編 程除數(shù)D來(lái)對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行分頻，以產(chǎn)生分頻器輸出信號(hào)，而無(wú)需考 慮在(a)中選擇了所述第一操作模式還是所述第二操作模式，其中，如果在 (a)中選擇了所述第一操作模式，那么所述N級(jí)多模數(shù)除法器就依據(jù)所述可 編程除數(shù)D在(b)中進(jìn)行分頻，并且其中，如果在(a)中選擇了所述第二操作 模式，那么所述前置分頻器和所述M級(jí)多模數(shù)除法器一起操作，依據(jù)所述 可編程除數(shù)D在(c)中進(jìn)行分頻，其中，所述可編程除數(shù)D可以具有非O的 小數(shù)部分。
6、 一種分頻器，包括 前置分頻器；以及多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)，其中，所述前置分頻器和所述多個(gè)模數(shù)除法器級(jí) 可在第一操作模式中配置為N級(jí)多模數(shù)除法器，其對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分頻， 并產(chǎn)生分頻器輸出信號(hào)，其中，所述前置分頻器和所述多個(gè)模數(shù)除法器級(jí) 可在第二操作模式中配置為用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分頻以產(chǎn)生前置分頻器輸 出信號(hào)的一前置分頻器以及用于對(duì)前置分頻器輸出信號(hào)進(jìn)行分頻以產(chǎn)生所 述分頻器輸出信號(hào)的一M級(jí)多模數(shù)除法器，其中，M小于N。
7、 如權(quán)利要求6所述的分頻器，其中，所述分頻器包括一對(duì)差動(dòng)輸入 導(dǎo)線，其中，所述第一操作模式中的所述輸入信號(hào)在所述差動(dòng)輸入導(dǎo)線對(duì) 上提供，其中，所述第二操作模式中的所述輸入信號(hào)在所述差動(dòng)輸入導(dǎo)線 對(duì)上提供。
8、 如權(quán)利要求6所述的分頻器，其中，所述前置分頻器能夠除以單個(gè) 固定除數(shù)，而不能除以多個(gè)除數(shù)中可選擇的一個(gè)，其中，在所述第一操作 模式中禁用所述前置分頻器，使其不執(zhí)行除法功能。
9、 如權(quán)利要求6所述的分頻器，其中，從包括以下各項(xiàng)的組中得到所 述前置分頻器能夠除以2的單個(gè)反轉(zhuǎn)觸發(fā)器、能夠除以4的一對(duì)反轉(zhuǎn)觸 發(fā)器。
10、 如權(quán)利要求6所述的分頻器，其中，所述N級(jí)多模數(shù)除法器中的 所有級(jí)是所述多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)中的級(jí)，并且其中，所述M級(jí)多模數(shù)除法 器中的所有級(jí)是所述多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)中的級(jí)。
11、 如權(quán)利要求9所述的分頻器，其中，所述N級(jí)多模數(shù)除法器中存 在如下的級(jí)該級(jí)在所述第二操作模式中不是所述M級(jí)多模數(shù)除法器中的 級(jí)，其中，該級(jí)包括觸發(fā)器，并且其中，在所述第二操作模式中不對(duì)所述 觸發(fā)器提供時(shí)鐘。
12、 如權(quán)利要求6所述的分頻器，其中，在所述第一操作模式中禁用 所述前置分頻器，避免其進(jìn)行分頻。
13、 如權(quán)利要求6所述的分頻器，其中，所述N級(jí)多模數(shù)除法器接收 多個(gè)控制信號(hào)，所述控制信號(hào)確定除數(shù)DV，所述N級(jí)多模數(shù)除法器在所 述第一操作模式中的計(jì)數(shù)循環(huán)中依據(jù)所述除數(shù)DV對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行分 頻，以產(chǎn)生所述分頻器輸出信號(hào)，所述分頻器還包括電路，其改變所述控制信號(hào)，以使得所述除數(shù)DV在各計(jì)數(shù)循環(huán)之間 變化，其中，在各計(jì)數(shù)循環(huán)之間改變所述除數(shù)DV，以使得在多個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán) 中所述N級(jí)多模數(shù)除法器除以一除數(shù)D，所述除數(shù)D包括整數(shù)部分和小數(shù) 部分。
14、 如權(quán)利要求13所述的分頻器，其中，用于改變所述控制信號(hào)的所 述電路包括sigma-delta調(diào)制器。
15、
16、如權(quán)利要求6所述的分頻器，還包括同步輸出級(jí)，其輸出所述分頻器輸出信號(hào)，其中，所述同步輸出級(jí)在 所述第一操作模式中是所述N級(jí)多模數(shù)除法器的一部分，并且其中，所述 同步輸出級(jí)在所述第二操作模式中是所述M級(jí)多模數(shù)除法器的一部分。
17、 如權(quán)利要求6所述的分頻器，其中，所述分頻器是移動(dòng)通信設(shè)備 的一部分，其中，所述第一操作模式是所述移動(dòng)通信設(shè)備適于根據(jù)第一蜂 窩電話通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信的模式，并且其中，所述第二操作模式是所述移 動(dòng)通信設(shè)備適于根據(jù)第二蜂窩電話通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信的模式。
18、 如權(quán)利要求6所述的分頻器，其中，在所述第一操作模式和所述 第二操作模式中可選擇的一種中，所述分頻器用于按照除數(shù)D對(duì)所述輸入 信號(hào)進(jìn)行分頻，以產(chǎn)生所述分頻器輸出信號(hào)，其中，所述除數(shù)D包括整數(shù) 部分和小數(shù)部分。 '
19、 一種方法，包括提供分頻器，其在第一操作模式中可以以第一方式配置，并且在第二 操作模式中可以以第二方式配置，所述分頻器包括前置分頻器和多個(gè)模數(shù) 除法器級(jí)，其中，如果以所述第一方式配置所述分頻器，那么所述前置分 頻器和所述多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)被配置為構(gòu)成N級(jí)多模數(shù)除法器，該N級(jí)多 模數(shù)除法器對(duì)在分頻器輸入導(dǎo)線上的輸入信號(hào)進(jìn)行分頻，并產(chǎn)生分頻器輸 出信號(hào)，其中，如果以所述第一方式配置所述分頻器，那么所述前置分頻 器不執(zhí)行除法功能，其中，如果以所述第二方式配置所述分頻器，那么所 述前置分頻器就對(duì)在所述分頻器輸入導(dǎo)線上的輸入信號(hào)進(jìn)行分頻，并產(chǎn)生 前置分頻器輸出信號(hào)，其中，如果以所述第二方式配置所述分頻器，那么 所述多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)被配置為構(gòu)成M級(jí)多模數(shù)除法器，其對(duì)所述前置分 頻器輸出信號(hào)進(jìn)行分頻，并產(chǎn)生所述分頻器輸出信號(hào)，其中M小于N;并 且配置所述分頻器以在所述第一操作模式或所述第二操作模式中可選擇 的一種中操作。
20、 一種分頻器，包括 前置分頻器； 多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)；以及模塊，用于在第一操作模式中配置及控制所述前置分頻器和所述多個(gè) 模數(shù)除法器級(jí)，從而禁用所述前置分頻器，且使得所述多個(gè)模數(shù)除法器級(jí) 中的N個(gè)級(jí)形成N級(jí)多模數(shù)除法器，該N級(jí)多模數(shù)除法器依據(jù)除數(shù)D對(duì)分 頻器輸入信號(hào)進(jìn)行分頻，以產(chǎn)生分頻器輸出信號(hào)，并且其中，所述模塊還 用于在第二操作模式中配置及控制所述前置分頻器和所述多個(gè)模數(shù)除法器 級(jí)，以使得所述前置分頻器對(duì)所述分頻器輸入信號(hào)進(jìn)行分頻，并輸出前置 分頻器輸出信號(hào)，且使得所述多個(gè)模數(shù)除法器級(jí)中的M個(gè)級(jí)形成M級(jí)多模 數(shù)除法器，該M級(jí)多模數(shù)除法器對(duì)所述前置分頻器輸出信號(hào)進(jìn)行分頻，以 產(chǎn)生所述分頻器輸出信號(hào)，其中，在所述第二操作模式中，所述前置分頻 器和所述M級(jí)多模數(shù)除法器一起操作，以依據(jù)所述除數(shù)D對(duì)所述分頻器輸 入信號(hào)進(jìn)行分頻，以產(chǎn)生所述分頻器輸出信號(hào)，其中，所述M個(gè)模數(shù)除法 器級(jí)是所述N個(gè)模數(shù)除法器級(jí)的子集。
21、 如權(quán)利要求20所述的分頻器，其中，所述模塊包括sigma-delta調(diào) 制器，其中，所述除數(shù)D可以包括非O的小數(shù)部分。
22、 如權(quán)利要求20所述的分頻器，其中，所述分頻器可在所述第一操 作模式運(yùn)行，但實(shí)際上沒有在所述第一操作模式中運(yùn)行，而是僅運(yùn)行在所 述第二操作模式中。
23、 如權(quán)利要求20所述的分頻器，其中，所述分頻器可在所述第二操 作模式運(yùn)行，但實(shí)際上沒有在所述第二操作模式中運(yùn)行，而是僅運(yùn)行在所 述第一操作模式中。
全文摘要
在移動(dòng)通信設(shè)備(例如，蜂窩電話)中，存在本機(jī)振蕩器。本機(jī)振蕩器包括一個(gè)新穎的分頻器，其包括一個(gè)新穎的可配置多模數(shù)除法器(CMMD)。該分頻器可配置為多種結(jié)構(gòu)中可選擇的一種，這些結(jié)構(gòu)包括同步和異步電路的不同組合。在每種結(jié)構(gòu)中，分頻器產(chǎn)生一定量的噪聲，并消耗一定量的功率。功耗與在該模式中產(chǎn)生的噪聲呈松散的反比關(guān)系，最高功耗產(chǎn)生最小噪聲量，反之亦然。移動(dòng)通信設(shè)備可在多種不同通信標(biāo)準(zhǔn)(例如GSM、CDMA1X和WCDMA)之一中運(yùn)行。這些不同通信標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)分頻器提出了不同的噪聲要求。通過(guò)使用滿足所用標(biāo)準(zhǔn)的噪聲要求的最低功率結(jié)構(gòu)，減小了蜂窩電話的功耗。
文檔編號(hào)H03L7/00GK101371444SQ200780002229
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2007年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月11日
發(fā)明者C·納拉通, 蘇文俊 申請(qǐng)人:高通股份有限公司