專利名稱：延遲線校準的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請一般涉及通信，在一些方面中涉及校準延遲線。
背景技術(shù)：
延遲線提供了為信號賦予已知延遲的機制。例如，輸入延遲線的信號 在指定的一段時間之后可以相對不變地離開延遲線。延遲線的典型應(yīng)用涉 及到延遲時鐘信號以提供具有不同相位的時鐘信號。延遲線的另一種典型 應(yīng)用涉及到延遲電路中的信號以將該信號中的信息(例如時鐘邊沿或數(shù)據(jù)) 與其它信號中的信息對準。另一種潛在應(yīng)用涉及超寬帶傳輸參考發(fā)射機和 接收機中的延遲。對于發(fā)射機而言，可以在參考脈沖和數(shù)據(jù)脈沖之間提供 給定延遲。對于接收機而言，可以在參考脈沖上賦予同樣的延遲以使參考 脈沖與數(shù)據(jù)脈沖相關(guān)。還可以在環(huán)形振蕩器中使用延遲線來產(chǎn)生時鐘，例 如基于反相器鏈的延遲線。還可以將延遲線用于具有通過增益元件的延遲 反饋的超再生接收機。很多其它應(yīng)用也是可能的。
在實踐中，延遲線的實際延遲可能偏離其標稱期望值。例如，諸如集 成電路工藝變動和溫度這樣的因素可能會導(dǎo)致延遲線的實際延遲比標稱值 更高或更低。這種由于集成電路工藝變動而對延遲線的延遲造成的影響是 相對固定的。亦即， 一旦制造出延遲線，延遲線的實際延遲可以是稍低于 或稍高于標稱值的特定值。由于溫度變化而對延遲線的延遲造成的影響可 能是相對動態(tài)的。這時，延遲可能響應(yīng)于操作環(huán)境的溫度變化而隨時間發(fā) 生偏離。
因此，需要較精確延遲的應(yīng)用可以結(jié)合一些形式的延遲線校準。例如， 可以根據(jù)提供給延遲線的控制信號的值來改變可調(diào)延遲線的延遲。在這種 情況下，可以使用控制機制來調(diào)節(jié)延遲線的延遲，以將延遲的值保持在給 定范圍內(nèi)(例如在標稱延遲的特定百分比之內(nèi))。這里，可以規(guī)定測量或估 計延遲線的當(dāng)前延遲。如果該測量或估計表明延遲的值不在期望的值圍之內(nèi)，則可以使用控制信號將延遲線的延遲調(diào)節(jié)回可接受的值。

發(fā)明內(nèi)容
接下來給出本公開選定方面的概述。為了方便起見，在本文中可以將 本公開的一個或多個方面簡稱為"一方面"或"諸方面"。
在一些方面中，校準可調(diào)延遲線，以將延遲線的延遲維持在期望值范 圍之內(nèi)。將信號饋送到延遲線中，并處理延遲線產(chǎn)生的輸出以獲得通過延 遲線的延遲的指示。然后基于該指示在需要時調(diào)節(jié)延遲線的延遲。
在一些方面，使信號多次通過延遲線，以計算在一段時間內(nèi)由延遲線 給信號帶來的累積延遲。然后將該累積延遲與期望累積延遲進行比較，以 判斷是否需要調(diào)節(jié)延遲線的延遲。例如，這可以通過對由延遲線輸出的信 號進行計數(shù)并將該計數(shù)值與期望計數(shù)值比較來實現(xiàn)。
在一些方面，將脈沖信號饋送到延遲線的輸入并將延遲線的輸出反饋 到延遲線的輸入。耦合到延遲線輸出的計數(shù)器對延遲線輸出的脈沖信號進 行計數(shù)。然后將計數(shù)器產(chǎn)生的計數(shù)值與期望計數(shù)值進行比較以判斷延遲線 給脈沖信號帶來的延遲是否在預(yù)期值范圍之內(nèi)?；谠摫容^，在需要時可 以向延遲線提供適當(dāng)?shù)目刂菩盘栆哉{(diào)節(jié)延遲。
在一些方面，可以采取措施以補償可能因信號多次通過延遲線而給信 號帶來的失真。例如，如果必要，可以提供和調(diào)節(jié)反饋回路中的增益以補 償信號幅度的變化。此外，可以在反饋回路中提供信號再生器以補償信號 的失真。
在一些方面，可以使數(shù)字信號反復(fù)通過延遲線。例如，諸如異或
("XOR")門的組合器可以將階躍信號和延遲線的輸出耦合到延遲線的輸 入。這里，由于從輸出將階躍變化反饋到XOR門，在XOR門的輸出處會 發(fā)生變化，由此將反復(fù)交變信號饋送到延遲線中。于是耦合到延遲線輸出 的計數(shù)器可以對延遲線輸出的信號進行計數(shù)。然后可以將該計數(shù)值與期望 計數(shù)值比較，并根據(jù)該比較在需要時調(diào)節(jié)延遲線的延遲。
在一些方面，可以基于對延遲線給信號帶來的相移的分析來計算通過 延遲線的延遲。例如，可以向延遲線的輸入提供參考信號(例如，諸如正 弦波的連續(xù)信號)以產(chǎn)生延遲的參考信號。然后可以組合參考信號和延遲的參考信號以產(chǎn)生包括兩個信號的相位分量的組合信號。組合信號的幅度 提供了關(guān)于施加在延遲參考信號上的延遲的指示。于是，通過探測組合信 號的幅度，可以在必要時調(diào)節(jié)延遲線的延遲。
在一些方面，將延遲線并入傳輸參考系統(tǒng)。在發(fā)射機參考系統(tǒng)中，發(fā) 射波形由隨后是數(shù)據(jù)脈沖的模板脈沖(例如參考脈沖)構(gòu)成，其中，可以 將比特值編碼成例如參考和數(shù)據(jù)脈沖之間的差分。此時，數(shù)據(jù)脈沖將以已 知時間間隔跟在參考脈沖之后。因此，可以在發(fā)射機中采用延遲線以在參 考和數(shù)據(jù)脈沖之間提供期望的間隔。反過來，在接收機中，可以采用延遲 線來延遲所接收的參考脈沖，以在時間上使參考脈沖和對應(yīng)數(shù)據(jù)脈沖對齊。


在針對以下詳細說明、所附權(quán)利要求和附圖考慮時，將更充分理解本 公開的這些和其它特征、方面和優(yōu)點，其中
圖1是使用反饋校準延遲線的設(shè)備的多個示例性方面的簡化框圖； 圖2是可用于校準延遲線的操作的多個示例性方面的流程圖3是通過對反饋通過延遲線的脈沖信號進行計數(shù)來校準延遲線的設(shè) 備的多個示例性方面的簡化框圖4是可用于校準延遲線的操作的多個示例性方面的流程圖5是使用數(shù)字反饋信號校準延遲線的設(shè)備的多個示例性方面的簡化 框圖6是可用于利用數(shù)字反饋信號校準延遲線的操作的多個示例性方面 的流程圖7是傳輸參考系統(tǒng)的多個示例性方面的簡化圖； 圖8是可用于發(fā)射傳輸參考信號的操作的多個示例性方面的流程圖； 圖9是可用于接收傳輸參考信號的操作的多個示例性方面的流程圖； 圖10是通過組合參考信號和延遲的參考信號來校準延遲線的設(shè)備的多
個示例性方面的簡化框圖11是可用于通過組合參考信號和延遲的參考信號來校準延遲線的操
作的多個示例性方面的流程圖12是使用反饋來校準延遲線的設(shè)備的多個示例性方面的簡化框圖；圖13是傳輸參考系統(tǒng)的多個示例性方面的簡化圖；以及 圖14是通過組合信號和延遲信號來校準延遲線的設(shè)備的多個示例性方 面的簡化框圖。
根據(jù)慣例，圖中所示各特征可以不按比例繪制。因此，為了清楚起見 可以任意放大或縮小各特征的尺度。此外，為了清晰起見可以簡化一些附 圖。因此，附圖可以不描繪給定設(shè)備或方法的所有部件。最后，在整個說 明書和附圖中可以使用類似的附圖標記來表示類似特征。
具體實施例方式
下文描述本公開的各方面。顯然，可以用很多形式來實現(xiàn)這里的教導(dǎo)， 本文公開的任何具體結(jié)構(gòu)和/或功能僅僅是代表。根據(jù)本文的教導(dǎo)，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，可以獨立于任何其它方面來實施本文公開的方面， 并且可以用各種方式組合這些方面中的兩個或更多方面。例如，可以利用 本文闡述的任何方面來實現(xiàn)設(shè)備和/或?qū)嵺`方法。此外，可以利用除本文闡 述的一個或多個方面之外的其它結(jié)構(gòu)和/或功能來實現(xiàn)設(shè)備和/或?qū)嵺`方法。
圖1示出了用于校準延遲線102的設(shè)備100的一些方面。簡單地講， 以反饋結(jié)構(gòu)設(shè)置延遲線102，以使得經(jīng)反饋通路106使來自信號發(fā)生器104 的信號反復(fù)通過延遲線102?？刂破?08計算賦予信號的所產(chǎn)生的累積延遲， 以判斷延遲線102的延遲是否處于期望延遲值的范圍之內(nèi)。例如，控制器 108與計數(shù)器110協(xié)作，可以獲得給定時間內(nèi)信號經(jīng)過延遲線102的次數(shù)的 計數(shù)值112?？刂破?08將該計數(shù)值與表示該時間段內(nèi)計數(shù)的預(yù)期值的預(yù)期 計數(shù)值和/或閾值114進行比較。如果該比較表明延遲線102的延遲不在期 望范圍內(nèi)，則控制器100相應(yīng)地調(diào)節(jié)延遲線102的延遲。
將結(jié)合圖2討論可用于校準延遲線的示例性操作。為了方便，可以將 圖2的操作(或本文中的任何其它流程圖)描述為是由特定部件執(zhí)行的。 不過，應(yīng)當(dāng)認識到，可以結(jié)合其它部件和/或由其它部件來執(zhí)行這些操作。
可以在各種時間執(zhí)行延遲線校準操作。典型地，在為相關(guān)聯(lián)電路加電 時，設(shè)備100將執(zhí)行校準程序。此外，設(shè)備100可以不時地(例如周期性 地)或響應(yīng)于一些激勵來執(zhí)行校準程序。例如，可以在該設(shè)備100檢測到 溫度變化時開始校準操作。因此，設(shè)備100可以包括溫度傳感器(未示出)，用于判斷是否有超過給定閾值的溫度變化?？梢栽陔娐凡还ぷ骰蚬ぷ鲿r執(zhí) 行校準。在后一種情況下，可以采取措施以確保校準程序不會顯著影響到 相關(guān)聯(lián)電路的工作。
一開始(例如在加電時)，可以將延遲線102的延遲設(shè)置為標稱值或默 認值。在這種情況下，可以執(zhí)行下述校準操作以將延遲線的延遲調(diào)節(jié)到期 望值(例如可接受范圍內(nèi)的值)。
如圖2中的框202所示，信號發(fā)生器104產(chǎn)生信號(如線116所示)， 經(jīng)耦合器120將該信號耦合到延遲線102的輸入118。正如下文更加詳細的 討論，耦合器120可以包括加法器、邏輯門或一些其它適當(dāng)?shù)鸟詈涎b置。 如框204所示，從而在信號經(jīng)過延遲線102后被延遲。
經(jīng)由包括耦合器120的反饋通路106將延遲線102的輸出122耦合到 輸入106。因此，在來自信號發(fā)生器104的信號通過延遲線102后，將會把 信號反饋到輸入106 (框206)。從而，在每次通過延遲線102時，信號被 反復(fù)延遲。
在框208，計數(shù)器110在延遲線102每次輸出信號(如線124所示)時 使計數(shù)值加一。換言之，每次在信號完成通過延遲線102和反饋通路112 的來回時，計數(shù)器110就對計數(shù)值加一。因此，每個計數(shù)值代表對應(yīng)于延 遲線102的延遲的一段時間。計數(shù)器110經(jīng)由對應(yīng)信號(如線112所示) 將計數(shù)值提供給控制器。
如框210所示，控制器108使用計數(shù)值112來判斷延遲線102的延遲 是否處于期望值范圍之內(nèi)。此時，比較器126可以將該計數(shù)值與定義計數(shù) 值的可接受范圍的期望計數(shù)值和閾值114進行比較。例如，比較器126可 以確定計數(shù)值112和期望計數(shù)值之間的計數(shù)差值。如果該差值大于可接受 的量(例如閥值量)，則比較器可以產(chǎn)生表示需要調(diào)節(jié)延遲線102的延遲的 信號。此外，比較器126判斷該計數(shù)值112是大于還是小于期望計數(shù)值。 因此，由比較器126產(chǎn)生的信號還可以表示需要增大還是減小延遲線102 的延遲(例如，分別根據(jù)計數(shù)值112是過高還是過低)。
根據(jù)來自比較器126的信號，控制器108調(diào)節(jié)控制信號(如線128所 示)，該控制信號控制延遲線102的延遲。在一種典型實施中，這涉及到將 控制信號128調(diào)節(jié)預(yù)定階躍值，該階躍值導(dǎo)致延遲線102的延遲產(chǎn)生對應(yīng)的增量變化A。因此，在圖1的范例中，階躍控制部件130以階躍增量調(diào) 節(jié)控制信號128的大小(例如沿正或負方向)。
控制信號128的這種變化在延遲線102的延遲中產(chǎn)生相應(yīng)的增量變化 △。例如，可調(diào)延遲線可以包括濾波器，該濾波器具有經(jīng)開關(guān)電容器或變 容二極管實現(xiàn)的可調(diào)群延遲。或者，可調(diào)延遲線可以包括可變長度傳輸線、 采樣保持抽頭延遲線或一些其它可調(diào)結(jié)構(gòu)。從而控制信號128可以與這些 部件中的一個或多個交互，從而控制延遲線的"長度"。
然后在必要時可以重復(fù)圖2的操作，直到延遲線102的延遲處于期望 的范圍之內(nèi)。這里，校準程序可以是試圖將延遲設(shè)置為最佳值(例如隨著 時間流逝最不可能落在期望范圍之外的值)的迭代過程。
在一些方面中，控制器108可以用基于延遲線102的實際延遲和期望 延遲之間的差異大小的方式來調(diào)節(jié)控制信號128。例如，階躍控制部件130 可以基于計數(shù)值112和期望計數(shù)值之間的差的大小來調(diào)節(jié)階躍的大小。從 而，在一些情況下，延遲線102的延遲變化可以與延遲誤差成比例。通過 這種方式，控制器108可以更快地利用延遲中的更大增量變化A將延遲線 102的延遲調(diào)節(jié)到可接受的值。
在一些方面中，控制器108可以控制圖1中的一個或多個部件的操作， 以確保將在期望的時間采取計數(shù)值112。這里，控制器108可以包括定時器 132 (例如由10MHz的時鐘來控制)，其通過信號(如線134所示)控制計 數(shù)器110的操作。例如，信號134可以(例如通過復(fù)位計數(shù)器)讓計數(shù)器 110在某一時間點開始計數(shù)并且(例如通過停用計數(shù)器)在另一時間點停止 計數(shù)?；蛘?，控制器108可以使用來自定時器132的信號來確定何時將計 數(shù)值112與期望計數(shù)/值閾值114進行比較。而且，基于來自定時器132的 信號，控制器108可以產(chǎn)生信號(如線136所示)以使信號發(fā)生器104在 特定時間產(chǎn)生信號116。例如，信號發(fā)生器104可以在計數(shù)操作時段的開始 產(chǎn)生信號116。
接下來描述可用于將延遲線102設(shè)置為目標延遲值D的定時操作的例 子。 一開始，控制器108可以在時間TO產(chǎn)生信號136，以使信號發(fā)生器104 產(chǎn)生單脈沖信號116。然后計數(shù)器110統(tǒng)計在T秒(例如lps)內(nèi)由延遲線 102輸出的脈沖信號的數(shù)量N。如果IN-T/DI〈閾值114 (例如100次)，則認為已經(jīng)調(diào)諧了延遲線102并且終止校準程序。有利地，信號可以多次通過 延遲線，從而能夠?qū)⒀舆t的小變動組合成較大的可測量的差異，以便能夠 更精確地校準延遲線。
否則，控制器108將T秒內(nèi)由延遲線輸出的脈沖信號的數(shù)量N與對應(yīng) 于期望延遲的脈沖信號的期望數(shù)量T/D進行比較。如果N〉T/D，則控制器 108使延遲增加階躍量A 。如果N<T/D，則控制器108使延遲減小階躍量 △。否則，控制器108不改變延遲。然后可以重復(fù)校準過程，直到延遲線 102的延遲處于D附近的期望范圍內(nèi)為止。
如下文將更詳細討論的，在典型實施中，延遲線102將為裝置的特定 電路(圖1中未示出)延遲信號。因此，可以提供耦合裝置(例如一個或 多個諸如晶體管的開關(guān)，圖1中未示出)，用于向/從延遲線102耦合和/或 去耦設(shè)備100的各種部件和電路。通過這種方式，可以在使延遲線102能 夠被校準的結(jié)構(gòu)以及延遲線102為電路延遲信號的結(jié)構(gòu)之間容易地切換延 遲線102。具體而言，反饋通路106可以包括去耦延遲線102的輸出122和 輸入118的裝置(例如，諸如晶體管的開關(guān)，圖1中未示出)。
現(xiàn)在參考圖3和4，將針對對通過延遲線饋送的脈沖信號進行計數(shù)的設(shè) 備來介紹用于校準延遲線的設(shè)備和方法的更多細節(jié)。具體而言，圖3示出 了用于校準延遲線302的設(shè)備300的某些方面。圖4示出了可用于校準延 遲線的操作的某些方面。
如圖4的框402所示，脈沖發(fā)生器304產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)由加法器306 將該脈沖信號耦合到延遲線302的輸入。延遲線302延遲脈沖信號(框404) 并輸出如線308所示的延遲脈沖信號。
如框406所示，包括加法器306的反饋通路310將脈沖信號308耦合 回延遲線302的輸入。在一些方面中，反饋通路310可以任選地包括一個 或多個部件312，部件312用于補償在脈沖信號反復(fù)通過由延遲線302和反 饋通路310界定的環(huán)路時可能為其帶來的失真。例如，部件312可以結(jié)合 脈沖再生器和/或放大器。
例如，可以將脈沖再生器用于對脈沖信號進行整形，以補償由于反復(fù) 通過所述環(huán)路而導(dǎo)致的脈沖信號的任何形狀失真(例如拖尾效應(yīng)或幅度不 定性)(框408)。在一些情況下，這種整形可以幫助維持環(huán)路的穩(wěn)定性。脈沖再生器可以采取各種形式，例如匹配濾波器。然而，可能需要采取措施 以確保由脈沖再生器給信號帶來的延遲不會對校準程序帶來顯著的不利影 響。
放大器可以用于為反饋通路310提供增益，以補償由于反復(fù)通過環(huán)路 而導(dǎo)致的脈沖信號的任何幅度變化。在一些實施方式中，設(shè)備300可以自 動補償脈沖信號的任何幅度變化。例如，如果放大器增益過低，脈沖信號 將會在反復(fù)通過環(huán)路饋送時衰減。因此，最終脈沖探測器314可能無法探 測到信號。另一方面，如果增益過高，會將脈沖信號和噪聲放大到飽和。 同樣，脈沖探測器314可能無法探測到脈沖信號。
因此，在一些方面，設(shè)備300可以校準反饋通路中的增益。例如，任 選的脈沖探測器314可以探測延遲線302輸出的一個或多個脈沖信號308， 以判斷通過環(huán)路的脈沖信號是否失真(框410)。例如，脈沖探測器314可 以在給定的迭代次數(shù)(例如1000次迭代)后探測脈沖信號強度。如果脈沖 幅度過高或飽和，則降低增益。如果脈沖幅度過低，則提高增益。為此， 脈沖探測器314可以產(chǎn)生用于控制放大器增益和/或控制部件312的一些其 它特征的信號(如線316所示)(框412)。重復(fù)該過程，直到脈沖幅度處于 可接受容限之內(nèi)為止。
在一些方面中，可以在延遲線校準進行期間動態(tài)地調(diào)節(jié)增益。例如， 如果前面的脈沖幅度的函數(shù)過大或過小，就可以相應(yīng)地減小或增大增益。 該函數(shù)可以涉及上一脈沖信號、最近的多個脈沖信號的加窗平均、之前的 脈沖信號的加權(quán)濾波器或任何與一個或多個脈沖信號相關(guān)的適當(dāng)?shù)木€性或 非線性函數(shù)。
^T以用各種方式實現(xiàn)脈沖探測器314。例如，在一些方面中，脈沖探測 器314可以包括探測脈沖信號的幅度的幅度探測器。在一些方面中，脈沖 探測器314可以包括適于匹配被探測信號的期望特征的匹配濾波器。這種 實施可以實現(xiàn)對噪聲的更好抑制，對于簡單的峰值探測器而言，噪聲可能 會觸發(fā)誤探測。
如框414所示，計數(shù)器318對由延遲線302輸出的每個脈沖信號308 計數(shù)。按照與上文結(jié)合圖1所述類似的方式，計數(shù)器318向控制器322提 供所得計數(shù)320。如框416所示，可以采取措施來解決反饋通路310中的延遲。例如， 加法器306和部件312可以為通過這些部件的任何脈沖信號帶來一些延遲。 如果和延遲線302的延遲相比該延遲并非不顯著，可能希望在判斷延遲線 302的延遲是否處在可接受的延遲值時補償該延遲。在一些方面，可以調(diào)節(jié) 計數(shù)器產(chǎn)生的計數(shù)值320 (例如減小)以解決并非歸因于延遲線302的任何 部件延遲。在一些方面中，可以調(diào)節(jié)期望計數(shù)值和/或閾值324 (例如增大) 以解決部件延遲。
可以采用各種技術(shù)來獲得部件延遲值。例如，可以在制造完部件之后 測量特定部件或特定類型部件的延遲?；蛘?，可以計算或估計部件的延遲。 例如，可以基于對部件或部件的多個樣本的分析來統(tǒng)計地計算或估計部件 延遲的平均值。在任一種情況下，設(shè)備300都可以包括數(shù)據(jù)存儲器，可以 在數(shù)據(jù)存儲器中安排表示延遲的統(tǒng)計平均值的俾移值、測得的延遲或一些 其它參數(shù)，以用于校準過程。
如框418所示，控制器322將計數(shù)值322與期望計數(shù)值/閾值324 (和/ 或一些其它適當(dāng)?shù)幕€)進行比較，以判斷延遲線322的延遲是否可以接 受。如框420所示，如果該延遲不可接受，則控制器322將基于比較結(jié)果 調(diào)節(jié)控制信號(如線326所示)。例如，如以上參考圖l所述，控制器322 可以用增量方式增大或減小控制信號326的大小和/或極性。此外，控制器 322可以基于比較結(jié)果調(diào)節(jié)階躍大小。然后控制器322將把所得的控制信號 326提供給延遲線302以調(diào)節(jié)延遲(框422)。
根據(jù)給定應(yīng)用的要求，脈沖發(fā)生器304可以產(chǎn)生各種形式的脈沖信號。 通常，脈沖信號的寬度可以小于延遲線302的延遲的時長。通過這種方式, 可以在從延遲線302的輸出將脈沖信號的第一變化反饋給延遲線302的輸 入之前，將脈沖信號的第二變化輸入到延遲線302中。
在一些方面，脈沖發(fā)生器304可以產(chǎn)生多個脈沖信號，可以通過反饋 通路并發(fā)地傳輸這些脈沖信號。為了確保這些脈沖信號是正交的，第一脈 沖信號和最后的脈沖信號之間的時間可以小于延遲線302的延遲的時長。 或者，可以提出其它措施以降低脈沖信號"沖突"的可能性或影響。例如， 脈沖信號可以在時間上間隔開以避免沖突?；蛘撸梢怨烙嫑_突的可能性 并將其化為計數(shù)器的計數(shù)值、期望計數(shù)值或閾值中的一個或多個的因數(shù)。
1使用多個脈沖信號的潛在優(yōu)點是可以更快地達到給定計數(shù)值。因此，執(zhí)行 校準操作可以需要較少時間和較少功率。利用多個脈沖信號的另一潛在優(yōu) 點是可以減小由于噪聲或失真導(dǎo)致的脈沖探測誤差的任何不良影響，這是 因為可以在給定的時間內(nèi)處理更多的脈沖信號。
現(xiàn)在參考圖5和6，將針對通過延遲線反復(fù)饋送數(shù)字信號的設(shè)備來說明 用于校準延遲線的設(shè)備和方法的更多細節(jié)。圖5示出了用于校準延遲線502 的設(shè)備500的一些方面。圖6示出了可用于校準延遲線的操作的某些方面。
如圖6的框602所示，階躍發(fā)生器504產(chǎn)生將提供給延遲線502的階 躍信號。在這種情況下，如框604所示，包含了 XOR門508的反饋通路506 將階躍信號與延遲線502輸出的信號組合(框604)并將結(jié)果提供給延遲線 502的輸入(框606)。亦即，XOR門508的輸出取決于階躍信號的當(dāng)前值 和延遲線502的輸出的當(dāng)前值。這里，不論延遲線502的輸出信號的初始 狀態(tài)如何， 一旦階躍信號發(fā)生變化(從低到高狀態(tài)或從高到低狀態(tài))，XOR 門508的輸出將會變化(從高到低或從低到高)。此外，在延遲線502延遲 信號(框608)并輸出延遲信號之后，延遲線602的輸出信號中造成的變化 也將導(dǎo)致XOR門508的輸出發(fā)生對應(yīng)變化。
因此，應(yīng)當(dāng)認識到，實際上將不斷通過反饋回路506和延遲線502饋 送數(shù)字信號。例如，當(dāng)延遲線502的延遲為10ns時，XOR門將輸出頻率約 為50MHz的信號。此外，不論延遲線502輸出的信號數(shù)量是多少都可以維 持信號的形狀，這是因為XOR門本身提供增益和對信號邊緣的整形。因此， 通過利用數(shù)字信號和關(guān)聯(lián)的數(shù)字部件，設(shè)備500可以提供相對穩(wěn)定的校準 操作，而無需使用例如上文參考圖1所述的、補償信號失真的額外部件。
如框610所示，計數(shù)器518 (例如通過信號的上升沿和/或下降沿)對 延遲線502輸出的每個信號計數(shù)。然后計數(shù)器518向控制器512提供所得 的計數(shù)值510。
控制器512將計數(shù)值510與期望計數(shù)值和/或閾值514 (或一些其它適 當(dāng)基線)進行比較，以判斷延遲線502的延遲是否可接受。如果該延遲不 可接受，則控制器512將產(chǎn)生適當(dāng)?shù)目刂菩盘?16來基于比較調(diào)節(jié)延遲(框 612)。
如上所述，在實踐中，將延遲線并入電路，以便為電路中的信號賦予
14延遲。圖7示出了并入了本文所述的可調(diào)延遲線的示例性傳輸參考系統(tǒng)700 的多個方面。在一些方面，可以在超寬帶系統(tǒng)中使用發(fā)射機參考信令技術(shù) 來提供例如個人局域網(wǎng)絡(luò)或人體局域網(wǎng)絡(luò)。為了降低圖7的復(fù)雜性，未示 出用于校準延遲線的相關(guān)設(shè)備的各方面(例如計數(shù)器和控制器)。然而應(yīng)當(dāng) 理解，可以將這些方面并入系統(tǒng)700中。
傳輸參考系統(tǒng)700包括發(fā)射機部分(圖7的上半部)和接收機部分(圖 7的下半部)。在圖7的例子中，發(fā)射機部分包括延遲線702，接收機部分 包括延遲線704。將結(jié)合圖8和9的流程圖來討論這些部分中的每一個的示 例性操作。
如圖8中的框802所示，在如本文所述校準了延遲線702之后，可以 對在校準延遲線702期間使用的反饋通路進行去耦。例如，可以打開反饋 通路中的開關(guān)(例如晶體管或一些其它適當(dāng)部件)706,以防止延遲線702 的輸出被反饋給延遲線702的輸入。
如框804所示，脈沖發(fā)生器708產(chǎn)生參考脈沖，經(jīng)加法器712將參考 脈沖耦合(如線710所示)到延遲線702。在該例子中，在校準操作期間， 脈沖發(fā)生器708和加法器712可能已經(jīng)執(zhí)行與圖3中的脈沖發(fā)生器304和 加法器306類似的功能。如框808所示，(例如由乘法器714)使用延遲線 702輸出的延遲參考脈沖以基于對應(yīng)的數(shù)據(jù)比特716產(chǎn)生數(shù)據(jù)脈沖。
如框810所示，實際上，(例如經(jīng)由加法器718)組合在框804產(chǎn)生的 參考脈沖和在框808產(chǎn)生的數(shù)據(jù)脈沖以提供傳輸參考信號。這里，參考脈 沖將會領(lǐng)先數(shù)據(jù)脈沖給定的時間量，該時間量由延遲線702的延遲確定。
因此在對傳輸參考信號編碼時，延遲線702在參考脈沖和數(shù)據(jù)脈沖之 間提供了期望的延遲。有利地，利用本文所述的延遲線校準技術(shù)，不論是 否有任何工藝變化、溫度變動或其它可能影響延遲線702的延遲的狀況， 都可以以高水平的精確度和準確度來設(shè)置和保持延遲線702的延遲。
在一些方面，延遲線帶來的延遲是可配置的。例如，可以為不同的通 信信道指定不同的延遲。此外，不同組的參考脈沖和數(shù)據(jù)脈沖之間的延遲 可以動態(tài)變化(例如，根據(jù)已知的跳躍序列)。在這種情況下，本文描述的 校準裝置也可以類似地可配置，以校準延遲線的不同的延遲值和/或校準延 遲線來提供最佳延遲值或延遲值組。如框812所示，發(fā)射機輸出級720處理(例如濾波和放大)傳輸參考 信號并向天線722提供信號以進行發(fā)射?，F(xiàn)在將結(jié)合圖9論述系統(tǒng)700的接收機部分的示例性操作。在圖7的 例子中，可以用脈沖發(fā)生器708來產(chǎn)生用于校準延遲線704的脈沖信號。 因此，在校準操作期間，脈沖發(fā)生器708和加法器724可能已經(jīng)執(zhí)行與圖3 的脈沖發(fā)生器304和加法器306類似的功能。在這種情況下，系統(tǒng)700可 以包括開關(guān)726，其選擇性地將接收機的輸入級728耦合到脈沖發(fā)生器708 的輸出或天線722。通過這種方式，接收機輸入級728可以在校準操作期間 從脈沖發(fā)生器708接收脈沖或在正常操作期間從天線722接收信號。如圖9中的框902所示，在如本文所述校準了延遲線704之后，可以 對校準延遲線704期間使用的反饋通路去耦。例如，可以打開反饋通路中 的開關(guān)730，以防止延遲線704的輸出被反饋到延遲線704的輸入。如框904所示，在正常操作期間，接收機輸入級728可以經(jīng)天線722 接收傳輸參考信號。如上所述，傳輸參考信號由一系列參考和數(shù)據(jù)脈沖構(gòu) 成。接收機輸入級728可以執(zhí)行各種操作，例如包括放大和濾波。如框906所示，將給定的參考和數(shù)據(jù)脈沖對的參考脈沖耦合(如線732 所示)到延遲線704的輸入。通過這種方式，可以將參考脈沖延遲一定時 間，其時長等于參考脈沖和對應(yīng)的數(shù)據(jù)脈沖之間的時長(框908)。因此， 延遲線704在參考脈沖和數(shù)據(jù)脈沖之間精確地提供了期望的延遲，以便對 傳輸參考信號解碼。如框910所示，可以(例如經(jīng)乘法器734)將延遲的參考脈沖與對應(yīng)的 數(shù)據(jù)脈沖進行組合。實際上，該操作可以提供匹配濾波器的功能，以高效 地從所接收的數(shù)據(jù)脈沖提取數(shù)據(jù)信息。然后可以將所得到的脈沖提供給數(shù) 據(jù)恢復(fù)部件736，數(shù)據(jù)恢復(fù)部件736可以進一步處理(例如放大和濾波)脈 沖，以從傳輸參考信號恢復(fù)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在參考圖10和11，在一些方面，用于校準延遲線的設(shè)備和方法可以 組合參考信號和延遲的參考信號，以產(chǎn)生延遲線的延遲的指示。這里，可 以采用前饋裝置來輔助組合參考信號和延遲的參考信號。然后可以使用組 合信號的幅度來提供關(guān)于延遲線的實際延遲的指示。如圖11中的框1102所示，參考信號發(fā)生器1002產(chǎn)生耦合到延遲線1004的輸入的參考信號(如線1006所示)。在一些方面，參考信號1006可以包 括連續(xù)波信號，該連續(xù)波信號提供例如正弦函數(shù)、余弦函數(shù)或一些其它適 當(dāng)波形。信號發(fā)生器1002可以根據(jù)從例如控制器1010接收的控制信號1008 開始和終止產(chǎn)生參考信號1006。如框1104所示，延遲線1004延遲參考信 號1006并向組合器1012的輸入提供延遲的參考信號。如框1106所示，組合器1012組合經(jīng)前饋通路1014提供的參考信號和 延遲的參考信號。組合器1012可以包括比較器、諸如加法器、減法器的運 算單元，或一些其它適當(dāng)?shù)慕M合裝置。這里，組合器1012輸出的信號由于 延遲線1004的原因而具有相移。此外，該相移影響輸出信號的幅度(例如 峰值)。因此，如框1108所示，組合器1012向幅度探測器1016提供組合的信 號。在一些方面，幅度探測器1016可以包括適于探測組合信號的峰值的峰 值探測器。例如，在參考信號為正弦波的情況下，延遲線在正弦波中產(chǎn)生 相移=0)*0，其中co是以弧度為單位的正弦波頻率，D是以秒為單位的延遲 線1004的延遲。在組合器1012為加法器的情況下，加法器1012的輸出為 sin(o)t)+sin(Q)t+(|))=2sin((Dt+<t)/2)cos(<t)/2)。峰值探測器1016隨時間變化而探測 2cos(V2)這一峰值?；蛘?，在組合器1012是減法器的情況下，峰值探測器 1016探測到的隨時間變化的峰值為2sin(())/2)。如線1018所示，幅度探測器 1016向控制器1010提供探測值(例如峰值)。如框1110所示，控制器1010基于所探測的值1018調(diào)節(jié)延遲線1004 的延遲。例如，比較器1020可以將幅度探測器1016提供的幅度1018 (例 如峰值)與閾值1022進行比較。如果幅度1018大于或小于閾值1022 (或 在閾值1022的特定范圍內(nèi))，則控制器1010可以如本文所述產(chǎn)生適當(dāng)?shù)目?制信號1024，以增加或減小延遲線1004的延遲。按照和如上所述相似的方式，在典型實施中，延遲線1004將為裝置的 特定電路(圖IO中未示出)延遲信號。因此，可以提供耦合裝置(例如一 個或多個開關(guān)，圖l中未示出)，以用于向/從延遲線1004耦合和/或去耦設(shè) 備IOOO的各種部件和電路。可以將本文的教導(dǎo)并入各種裝置。例如，可以將本文說明的一個或多 個方面并入電話(例如手機)、個人數(shù)據(jù)助理("PDA")、娛樂裝置(例如音樂或視頻裝置)、頭戴式耳機、麥克風(fēng)、生物計量傳感器(例如心率監(jiān)測器、計步器、EKG裝置等)、用戶I/0裝置(例如手表、遙控器等)、胎壓 計或任何其它適當(dāng)裝置中。此外，這些裝置可以具有不同的功率和數(shù)據(jù)需 求。有利地，本文中的教導(dǎo)可以適于在低功率應(yīng)用(例如使用基于脈沖的 信令方案)中使用，并且可以在包括較高數(shù)據(jù)率的多種數(shù)據(jù)率下使用(例 如在使用高帶寬脈沖的應(yīng)用中)?？梢酝ㄟ^各種方式實現(xiàn)本文所述的部件。例如，參考圖12，設(shè)備1200 包括可以對應(yīng)于圖1、 3和5中的類似部件的部件1202、 1204、 1206、 1208、 1210、 1212、 1214、 1216和1218。在圖13中，設(shè)備1300包括可以對應(yīng)于 圖7中的類似部件的部件1302、 1304、 1306、 1308、 1310、 1312、 1314、 1316、 1318和1320。在圖14中，設(shè)備1400包括可以對應(yīng)于圖10中類似 部件的部件1402、 1404、 1406、 1408、 1410和1412。圖12、 13和14說明 在一些方面，可以通過適當(dāng)?shù)奶幚砥鞑考韺崿F(xiàn)這些部件。在一些方面， 可以利用本文教導(dǎo)的結(jié)構(gòu)至少部分地實現(xiàn)這些處理器部件。在一些方面， 處理器可以適于實施這些部件中一個或多個的部分或全部功能。在一些方 面，虛線框表示的部件是可選的。此外，可以利用任何適當(dāng)模塊來實現(xiàn)本文所述的部件和功能。也可以 使用本文說明的對應(yīng)結(jié)構(gòu)至少部分地實現(xiàn)這些模塊。具體而言，可以實現(xiàn) 一個或多個這種模塊以提供與圖12、 13和14的一個或多個處理器部件類 似的功能。例如，在一些方面，用于延遲的模塊可以包括延遲線，用于產(chǎn) 生信號的模塊可以包括信號發(fā)生器，用于耦合的模塊可以包括耦合器，用 于計數(shù)的模塊可以包括計數(shù)器，用于調(diào)節(jié)延遲的模塊可以包括控制器，用 于比較的模塊可以包括比較器，用于調(diào)節(jié)增益的模塊可以包括放大器，用 于再生的模塊可以包括再生器，用于探測的模塊可以包括探測器，用于產(chǎn) 生參考脈沖的模塊可以包括脈沖發(fā)生器，用于去耦的模塊可以包括開關(guān)， 用于組合的模塊可以包括加法器和/或乘法器，用于接收的模塊可以包括接 收機，用于探測幅度的模塊可以包括幅度探測器。此外，應(yīng)當(dāng)理解，可以 利用其它結(jié)構(gòu)和/或其它操作、用其它方式來實現(xiàn)這些部件。而且，可以利 用其它類型的部件來實現(xiàn)這些部件中的一個或多個的一些或全部功能。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以利用多種不同技術(shù)和方法中的任何一18種來表示信息和信號。例如，可以用電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、 光場或光粒子，或它們的任何組合來表示在以上描述中可能提到的數(shù)據(jù)、 指令、命令、信息、信號、比特、符號和芯片等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還會認識到，可以將結(jié)合本文公開的各方面描述的 各種例示性邏輯框、模塊、處理器、裝置、電路和算法步驟實現(xiàn)為電子硬 件、各種形式的包含指令的程序或設(shè)計代碼(文本為了方便起見可以將其 稱為"軟件"或"軟件模塊")或兩者的組合。為了清楚地說明硬件和軟件 的這種可互換性，上文一般從它們功能性的角度來描述各種示例性部件、 框、模塊、電路和步驟。將這些功能實現(xiàn)為硬件還是軟件取決于特定的應(yīng) 用和施加在整個系統(tǒng)上的設(shè)計約束條件。技術(shù)人員可以針對每種特定應(yīng)用 以不同的方式實現(xiàn)所述的功能，但不應(yīng)將這種實現(xiàn)決定解釋為導(dǎo)致脫離本 公開的范圍。可以利用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立門電路或晶體管 邏輯、分立硬件組件或被設(shè)計為執(zhí)行本文所述功能的其任何組合來實現(xiàn)或 執(zhí)行結(jié)合本文所公開的各方面而描述的各種示例性邏輯框、模塊和電路。 通用處理器可以是微處理器，但在替代方案中，處理器可以是任何常規(guī)的 處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。還可以將處理器實現(xiàn)為計算裝置的 組合，例如DSP和微處理器的組合、多個微處理器的組合、一個或多個微 處理器結(jié)合DSP內(nèi)核的組合或任何其它這種結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)理解，所公開的過程中的步驟的具體順序或?qū)蛹壥鞘纠苑绞降?例子。應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計偏好，可以重新安排過程中步驟的具體順序或 層級，同時仍處于本公開的范圍內(nèi)。所附的方法權(quán)利要求按示例順序給出 各步驟的要素，并不意味著受限于所給出的具體順序或?qū)蛹?。可以將結(jié)合本文公開的各方面描述的方法或算法的步驟直接體現(xiàn)于硬 件中，體現(xiàn)于由處理器執(zhí)行的軟件模塊中或體現(xiàn)于兩者的組合中。軟件模 塊(例如，包括可執(zhí)行指令和相關(guān)數(shù)據(jù))和其它數(shù)據(jù)可以駐留在數(shù)據(jù)存儲 器中，例如RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM 存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM或任何其它形式的本領(lǐng)域公 知機器可讀存儲介質(zhì)?？梢詫⑹纠源鎯橘|(zhì)耦合到諸如計算機/處理器的機器(本文為了方便可以將其稱為"處理器")，從而處理器能夠從存儲介 質(zhì)讀取信息(例如軟件指令)并向其寫入信息。示例性存儲介質(zhì)可以與處理器是集成的。處理器和存儲介質(zhì)可以位于ASIC中。ASIC可以駐留在用 戶設(shè)備中。在可選方案中，處理器和存儲介質(zhì)可以作為分離的部件存在于 用戶設(shè)備中。提供所披露各方面的前述介紹是為了使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠制 造或使用本公開。對這些方面的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見 的，可以將本文定義的一般原理應(yīng)用于其它方面而不脫離本公開的精神或 范圍。因此，本公開并非旨在受限于本文所示的各個方面，而是符合與本 文所公開的原理和新穎特征相容的最寬范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于校準延遲線的設(shè)備，包括延遲線，用于根據(jù)延遲控制信號來延遲參考信號以提供延遲的參考信號；組合器，用于組合所述參考信號和所述延遲的參考信號；耦合到所述組合器的輸出的幅度探測器；以及耦合到所述組合器的輸出的控制器，用于產(chǎn)生所述延遲控制信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述幅度探測器還包括峰值探 測器，該峰值探測器用于探測由所述組合器在一段時間內(nèi)輸出的信號的峰 值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，包括比較器，用于將由所述峰值探測 器產(chǎn)生的幅度信號與期望計數(shù)值進行比較，以產(chǎn)生所述延遲控制信號。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述組合器還包括用于組合所 述參考信號和所述延遲的參考信號的加法器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器用 于在一段時間內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)波信號以提供所述參考信號。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器用 于產(chǎn)生正弦波以提供所述參考信號。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括頭戴式耳機、麥克 風(fēng)、生物計量傳感器、心率監(jiān)測器、計步器、EKG裝置、用戶I/O裝置、 手表、胎壓計或遙控器。
8、 一種校準延遲線的方法，包括延遲參考信號以提供延遲的參考信號； 組合所述參考信號和所述延遲的參考信號以提供輸出信號； 探測所述輸出信號的幅度；以及 根據(jù)所探測的幅度調(diào)節(jié)所述參考信號的延遲。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，探測幅度還包括探測一段時間 內(nèi)所述輸出信號的峰值。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括將所述峰值與期望計數(shù)值進行 比較以調(diào)節(jié)所述參考信號的延遲。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，組合還包括將所述參考信號 和所述延遲的參考信號相加。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括在一段時間內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)波信號 以提供所述參考信號。
13、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括產(chǎn)生正弦波以提供所述參考信號。
14、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在頭戴式耳機、麥克風(fēng)、生 物計量傳感器、心率監(jiān)測器、計步器、EKG裝置、用戶I/O裝置、手表、 胎壓計或遙控器中執(zhí)行所述方法。
15、 一種用于校準延遲線的設(shè)備，包括 延遲模塊，用于延遲參考信號以提供延遲的參考信號；組合模塊，用于組合所述參考信號和所述延遲的參考信號以提供輸出 信號；探測模塊，用于探測所述輸出信號的幅度；以及調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)所探測的幅度來調(diào)節(jié)所述參考信號的延遲。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述探測模塊還用于在一段 時間內(nèi)探測所述輸出信號的峰值。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述探測模塊還用于將所述 峰值與期望計數(shù)值進行比較以調(diào)節(jié)所述參考信號的延遲。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述組合模塊還用于將所述 參考信號和所述延遲的參考信號相加。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，包括信號發(fā)生模塊，用于在一段時 間內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)波信號以提供所述參考信號。
20、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，包括信號發(fā)生模塊，用于產(chǎn)生正弦 波以提供所述參考信號。
21、 一種用于校準延遲的計算機程序產(chǎn)品，包括 計算機可讀介質(zhì)，其包括使計算機執(zhí)行以下操作的代碼-延遲參考信號以提供延遲的參考信號； 組合所述參考信號和所述延遲的參考信號以提供輸出信號； 探測所述輸出信號的幅度；以及 根據(jù)所探測的幅度調(diào)節(jié)所述參考信號的延遲。
22、 一種用于校準延遲的處理器，所述處理器用于 延遲參考信號以提供延遲的參考信號；組合所述參考信號和所述延遲的參考信號以提供輸出信號； 探測所述輸出信號的幅度；以及 根據(jù)所探測的幅度調(diào)節(jié)所述參考信號的延遲。
全文摘要
校準可調(diào)延遲線，以將延遲線的延遲維持在期望值或期望值范圍之內(nèi)。在一些方面，使信號多次通過延遲線，從而可以在一段時間內(nèi)計算信號通過延遲線的累積延遲(例如由計數(shù)值表示)。將該計數(shù)值與期望計數(shù)值進行比較，并根據(jù)該比較在需要時調(diào)節(jié)延遲線的延遲。在一些方面，該信號可以包括數(shù)字信號。在一些方面，可以基于對延遲線給信號帶來的相移導(dǎo)致的信號幅度變化的分析來計算通過延遲線的延遲。在一些方面，將延遲線并入傳輸參考系統(tǒng)，以產(chǎn)生和/或處理傳輸參考信號。
文檔編號H03L7/08GK101548467SQ200780042634
公開日2009年9月30日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
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