專利名稱：降低晶振電路的溫度和工藝相關(guān)頻率變化的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及無線通信，更具體地涉及降低晶體振蕩器電路的與溫度相關(guān)的頻
率變化。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)用于各種各樣的電信系統(tǒng)、電視、無線電和其他媒體系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、和其他其他系統(tǒng)，使用無線發(fā)射機(jī)和無線接收機(jī)在遠(yuǎn)程點(diǎn)之間傳遞信息。發(fā)射機(jī)是一種通常在天線的幫助下傳送諸如無線電、電視或其他電信的電磁信號的電子設(shè)備。發(fā)射機(jī)通常包括接收射頻或其他信號，以預(yù)定的增益放大該信號并傳送該放大信號的信號放大器。另一方面，接收機(jī)是一種也通常在天線的幫助下接收和處理無線電磁信號的電子設(shè)備。在某些的例子中，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可組合為被稱作收發(fā)機(jī)的單個設(shè)備。 發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和收發(fā)機(jī)通常包括公知的振蕩器組件。振蕩器可以在發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和/或收發(fā)機(jī)中擔(dān)當(dāng)許多功能，包括生成本地振蕩信號(通常在射頻范圍內(nèi))用以將基帶信號上變頻到射頻(RF)載波上；執(zhí)行調(diào)制，以發(fā)射信號；和/或?qū)F信號下變頻為基帶信號和執(zhí)行接收信號的解調(diào)。為了獲取想要的功能性，這樣的振蕩器必須具有產(chǎn)生精確的工作特性的設(shè)計。例如，振蕩器電路的工作與振蕩器電路的溫度無關(guān)通常是關(guān)鍵的。然而，在許多現(xiàn)有的振蕩器電路中，溫度的變化會導(dǎo)致振蕩器電路的振蕩頻率發(fā)生不期望的變化。基于溫度的這些變化源于各種因素，包括與用于創(chuàng)建振蕩頻率的諧振器的溫度依賴性。正如現(xiàn)有技術(shù)中已知的，作為溫度函數(shù)的晶體諧振器的頻率響應(yīng)可以用以下等式近似f ⑴=f0+ai (T-T0) +a2 (T-T0) 2+a3 (T-T0)3其中T為溫度，f⑴為在溫度T時諧振器的諧振頻率，和f0為在溫度Ttl時該晶體諧振器的諧振頻率。眾所周知，以上等式的系數(shù)al、a2和a3可以改變，以便分別描繪每個諧振器的特性，以確定頻率-溫度響應(yīng)。除了以上提出的多項式等式之外，多個晶體振蕩器的特點(diǎn)在于，針對一系列的溫度來確定其頻率-溫度響應(yīng)，這樣的數(shù)據(jù)可以存儲在查詢表或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。因此，典型的頻率-溫度響應(yīng)可以參考該查詢表來確定。振蕩器電路的設(shè)計者通常將補(bǔ)償電路包括進(jìn)來，以便將諧振器的溫度依賴性最小化，以在給定的溫度范圍內(nèi)努力保持近似恒定的輸出頻率。最初，在制造期間，可以基于諧振器的等級或特點(diǎn)來手動地調(diào)整補(bǔ)償電路。該方法容易導(dǎo)致人為錯誤并且耗時。為了克服基于等級手動調(diào)整補(bǔ)償電路的缺點(diǎn)，提出了一種方法，其中振蕩器的溫度感應(yīng)電路確定溫度，并且基于該溫度，振蕩器的補(bǔ)償電路會改變耦合到諧振器的可變電容器的電容，這導(dǎo)致了所述振蕩器電路中的頻率改變，用于補(bǔ)償由溫度引起的該諧振器的頻率變化。這種基于溫度的補(bǔ)償通常用如下方法來確定，即描繪諧振器的隨機(jī)樣本的特征來確定針對多個晶體振蕩器的、典型的或平均的溫度依賴性特征。然而，這樣的方法不能完全補(bǔ)償在諧振器中的工藝變化。例如，正如現(xiàn)有技術(shù)所知，諧振器統(tǒng)計地模塊化為電阻器、電感器和兩個電容器，如圖5所示。由于在制造中工藝發(fā)生變化，這些模塊化的電子元件(例如，電阻、電感、電容)的性質(zhì)在每個諧振器中都可發(fā)生變化。由于這些變化，多個諧振器的每個諧振器的溫度依賴性函數(shù)彼此之間各不相同，因而降低將平均溫度特性應(yīng)用為溫度補(bǔ)償方法的有效性。即，參考以上等式，每個諧振器的f0.T0.aUa2和/或a3的值都會變化，或偏離描繪許多諧振器的期望的頻率_溫度特性的查詢表條目。因而，使用傳統(tǒng)的方法，為了充分應(yīng)付 在諧振器中這樣的工藝變化，就需要對晶體進(jìn)行耗時的且易出錯誤的等級評定。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，振蕩器包括諧振器、溫度感應(yīng)器、溫度補(bǔ)償計算期、頻率估算器、工藝補(bǔ)償計算器、控制模塊和可變電容器。所述溫度傳感器配置為輸出指示該振蕩器周圍溫度的溫度信號。該溫度補(bǔ)償計算器配置為基于該溫度信號，輸出基于溫度的頻率補(bǔ)償信號。該頻率估算器配置為基于檢測到的振蕩器工作的近似頻率，輸出頻率估算信號。該工藝補(bǔ)償計算器配置為基于該頻率估算信號，輸出基于工藝的補(bǔ)償信號。該控制模塊配置為基于基于溫度的頻率補(bǔ)償信號和基于工藝的補(bǔ)償信號，輸出控制信號。該可變電容器稱合到該振蕩器，基于該控制信號建立該可變電容的電容。本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)包括這樣一種方法，在降低描繪振蕩器中的多個諧振器的每一個諧振器的特征的需求時，也能降低或消除偏離公稱諧振器頻率的與溫度相關(guān)和與工藝相關(guān)的振蕩器的變化。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各種實(shí)施例可包括列舉的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)中的一部分，全部或者一個都不包括。另外，通過此處包括的附圖、說明書和權(quán)利要求書，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的其他技術(shù)優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚。


為了更加完全地理解本發(fā)明及其特征和優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在結(jié)合附圖來進(jìn)行以下說明，其中圖I圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的示例性無線通信系統(tǒng)的框圖；圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的示例性發(fā)射和/或接收裝置的所選組件的框圖；圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的示例性振蕩器的框圖；圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的針對多個諧振器的平均頻率-溫度變化的示例圖；圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的諧振器的示例性統(tǒng)計模型的框圖；和圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的、針對三個不同示例性諧振器的、與振蕩器中的可變電容器的負(fù)載電容相對應(yīng)的振蕩器的線性頻率變化。
具體實(shí)施例方式圖I圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的示例性無線通信系統(tǒng)100的框圖。為了簡潔，在圖I中僅示出了兩個終端110和兩個基站120。終端110還指遠(yuǎn)程臺站、移動站、接入終端、用戶設(shè)備(UE)、無線通信設(shè)備、蜂窩電話或其他一些專業(yè)術(shù)語。基站120為固定站，并且還指接入點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)B、或其他一些專業(yè)術(shù)語。移動交換中心(MSC) 140可以耦合到基站120，并且可以提供對基站120的協(xié)作和控制。終端110能夠或者不能從衛(wèi)星130接收信號。衛(wèi)星130屬于衛(wèi)星定位系統(tǒng)，諸如眾所周知的全球定位系統(tǒng)(GPS)。每個GPS衛(wèi)星可以發(fā)射使用信息來編碼的GPS信號，所述信息允許地球上的GPS接收機(jī)測量GPS信號的到達(dá)時間。對足夠數(shù)量的GPS衛(wèi)星的測量可以用來精確地估算GPS接收機(jī)的三維位置。終端110也能夠接收來自其他類型發(fā)射源的信號，例如藍(lán)牙發(fā)射機(jī)、無線保真(Wi-Fi)發(fā)射機(jī)、無線局域網(wǎng)(WLAN)發(fā)射機(jī)、IEEE 802. 11發(fā)射機(jī)和任何其他合適的發(fā)射機(jī)。在圖I中，每個終端110顯示為同時從多個發(fā)射源接收信號，其中發(fā)射源可以是基 站120或衛(wèi)星130。在某些實(shí)施例中，終端110也可以是發(fā)射源?？傊K端110可以在任何時刻接收來自零個、一個或多個發(fā)射源的信號。系統(tǒng)100可以是碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、時分多址(TDMA)系統(tǒng)或一些其它無線通信系統(tǒng)。CDMA系統(tǒng)可以執(zhí)行一個或多個CDMA標(biāo)準(zhǔn)，例如IS-95、IS-2000 (也公認(rèn)為“ lx”)、IS-856(也公認(rèn)為“l(fā)xEV-DO”)、寬帶-CDMA(W-CDMA)等。TDMA系統(tǒng)可以執(zhí)行一個或多個TDMA標(biāo)準(zhǔn)，例如全球移動通信系統(tǒng)(GSM)。W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)由熟知的3GPP工作組定義，而IS-2000和IS-856標(biāo)準(zhǔn)由熟知的3GPP2工作組定義。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的示例性發(fā)射和/或接收裝置200(例如終端110、基站120或衛(wèi)星130)的所選組件的框圖。裝置200包括發(fā)射路徑201和/或接收路徑221。根據(jù)裝置200的功能，裝置200可被認(rèn)為是發(fā)射機(jī)、接收機(jī)或收發(fā)機(jī)。如圖2所示，裝置200包括數(shù)字電路202。數(shù)字電路202包括配置為處理經(jīng)由接收路徑221接收的數(shù)字信號和信息，和/或配置為處理要經(jīng)由發(fā)射路徑201發(fā)射的信號和信息的任何系統(tǒng)、設(shè)備或裝置。這樣的數(shù)字電路202可包括一個或多個微處理器、數(shù)字信號處理器和/或其他合適的設(shè)備。發(fā)射路徑201包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 204。DAC 204配置為接收來自數(shù)字電路202的數(shù)字信號并將該信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。然后傳遞該模擬信號到包括上變頻器208的發(fā)射路徑201的一個或多個其他組件。上變頻器208配置為基于振蕩器210提供的振蕩信號將從DAC 204接收的模擬信號上變頻為無線電頻率的無線通信信號。振蕩器210可以為配置為產(chǎn)生用于將模擬信號調(diào)制或上變頻為無線通信信號或用于將無線通信信號解調(diào)制或下變頻為模擬信號的特定頻率的模擬波形的任何合適的設(shè)備、系統(tǒng)或裝置。在某些實(shí)施例中，振蕩器210為數(shù)字控制晶體振蕩器。振蕩器210將參考圖3更詳細(xì)地描述。發(fā)射路徑201可包括放大上變頻后信號以便發(fā)射的可變增益放大器(VGA) 214，和配置為接收放大后信號VGA 214并傳遞相關(guān)的波段內(nèi)的信號分量和去除波段之外的噪聲和不想要的信號的帶通濾波器216。該帶通濾波后信號可由功率放大器220接收，經(jīng)其放大后通過天線218發(fā)射。天線218可接收該放大信號并發(fā)射該信號(例如到終端110、基站120和/或衛(wèi)星130中的一個或多個)。接收路徑221可包括配置為經(jīng)由天線218接收無線通信信號(例如來自終端110、基站120和/或衛(wèi)星130)的帶通濾波器236。帶通濾波器236可以傳遞相關(guān)的波段內(nèi)的信號分量并去除波段之外的噪聲和不想要的信號。另外，接收路徑221可包括用來放大從帶通濾波器236接收的信號的低噪聲放大器(LNA) 224。接收路徑221還包括下變頻器228。下變頻器228可配置為使用振蕩器210提供的振蕩信號將經(jīng)由天線218接收并由LNA 234放大的無線通信信號下變頻(例如下變頻為基帶信號)。接收路徑221進(jìn)一步包括濾波器238，其可配置為對下變頻后的無線通信信號濾波以傳遞相關(guān)的射頻信道中的信號分量和/或去除在下變頻處理中產(chǎn)生的噪聲和不想要的信號。另外，接收路徑221可包括配置為接收來自濾波器238的模擬信號并將該模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 224。然后該數(shù)字信號被傳遞到數(shù)字電路202，以便處理。 圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的振蕩器210的某些實(shí)施例的框圖。如圖3所示，振蕩器210可包括與有源裝置312并聯(lián)的諧振器310。諧振器310可包括具有機(jī)械共振的任何壓電材料(例如石英晶體)，該壓電材料可以與振蕩器210的其他組件結(jié)合來創(chuàng)建具有高精度頻率的電信號。有源裝置312可包括配置為在其輸出端產(chǎn)生與來自其輸入端波形具有大約180度相位偏移的波形的任何系統(tǒng)、設(shè)備或裝置。在某些實(shí)施例中，有源裝置312可包括反相器，如圖3所述。在此類實(shí)施例中，假如有源裝置312接收在其輸入端驅(qū)動的低壓(例如邏輯O)，就可以在其輸出端驅(qū)動高壓(例如邏輯I)。相反，假如有源裝置312接收在其輸入端驅(qū)動的高壓(例如邏輯I)，那么就可以在其輸出端驅(qū)動低壓(例如邏輯O)。有源裝置312可以實(shí)現(xiàn)為PMOS反相器、NMOS反相器、靜態(tài)CMOS反相器、飽和負(fù)載數(shù)字反相器或任何其他合適的實(shí)施方式。然而，在工作期間，當(dāng)實(shí)施為反相器時，有源裝置312可依靠反饋電阻316在其線性區(qū)域內(nèi)偏置，從而允許其作為高增益反相放大器工作。電阻316可作為在有源裝置的輸入和輸出之間提供反饋路徑的自偏置電阻。諧振器310的每個端子還可以與一個或多個可變電容器314耦合。正如其名字所提示的，可變電容器314具有可變電容，從而允許對振蕩器210的輸出頻率進(jìn)行調(diào)諧?？勺冸娙萜?14的可變電容由控制模塊332控制，這將在下文中更詳細(xì)描述。如圖3所述，振蕩器210還可包括在其輸出端耦合到預(yù)定溫度補(bǔ)償計算器324的輸入端的溫度傳感器322。溫度傳感器322可包括配置為生成指示溫度的電氣或電子信號(例如電壓或電流)的任何系統(tǒng)、設(shè)備或裝置。例如，在某些實(shí)施例中，溫度傳感器322可包括與電阻串聯(lián)的熱敏電阻。熱敏電阻可包括電阻隨著溫度顯著變化的阻抗設(shè)備。相應(yīng)地，熱敏電阻和電阻可以形成分壓器，從而熱敏電阻和電阻共有點(diǎn)處的電壓可以是熱敏電阻的溫度的函數(shù)。在工作期間，溫度傳感器322或其組件可置于靠近需要測量其溫度的振蕩器210的組件(例如諧振器310)。預(yù)定溫度補(bǔ)償計算器324可包括配置為基于從溫度傳感器322接收的指示溫度的溫度信號(例如，電壓)來生成近似基于溫度的頻率補(bǔ)償信號的任何系統(tǒng)、設(shè)備或裝置。近似基于溫度的頻率補(bǔ)償信號可以基于對多個諧振器執(zhí)行的特性描述，其中諧振器310可以是從這多個諧振器選出的。對于這多個諧振器，該特性描述可以在諧振器的頻率上確定諧振器的平均的、期望的或典型溫度依賴性。例如，對于多個諧振器，特性描述可以確定這些諧振器平均具有圖4所示的頻率-溫度特性。在圖4中，縱軸表示從給定公稱頻率A開始，以公稱頻率fo的百萬分比(PPm)表示的頻率上的變化，而橫軸表示外界溫度。因此，基于諸如圖4中所示的特性描述，可以為多個晶體振蕩器中的典型的晶體振蕩器確定用于補(bǔ)償與溫度相關(guān)的頻率變化的所需的補(bǔ)償量。該特性描述數(shù)據(jù)可以(例如，作為數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件、表格、映射和/或其他結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù))存儲在預(yù)定溫度補(bǔ)償計算器324或無線通信設(shè)備200的另一個組件的只讀存儲器和/或其他計算機(jī)可讀介質(zhì)中。相應(yīng)地，基于從溫度傳感器322接收的溫度信號，預(yù)定溫度補(bǔ)償計算器324可以參考該特性描述數(shù)據(jù)來確定用于相關(guān)溫度的近似頻率補(bǔ)償，并輸出指示該頻率補(bǔ)償?shù)幕跍囟鹊念l率補(bǔ)償信號。如圖3所示，振蕩器210可包括頻率估算器326。頻率估算器326可包括配置為基于一個或多個接收的輸入，估算無線通信設(shè)備200的接收路徑或發(fā)射路徑正工作的頻率，并且輸出指示該工作頻率的頻率估算信號的任何系統(tǒng)、設(shè)備或裝置。例如，頻率估算器326可接收來自ADC 224輸出的一個或多個信號，并且基于這些信號，確定這些信號的近似頻 率。使用快速傅立葉變換在頻域內(nèi)、使用脈沖計數(shù)器在時域內(nèi)或通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何其他方法來執(zhí)行該信號估算。另外，振蕩器210還可包括工藝補(bǔ)償計算器328。工藝補(bǔ)償計算器328可包括配置為基于從頻率估算器326接收的頻率估算信號，計算用于諧振器310的與工藝相關(guān)的補(bǔ)償，并輸出指示該計算的與工藝相關(guān)的補(bǔ)償?shù)幕诠に嚨难a(bǔ)償信號的任何系統(tǒng)、設(shè)備或裝置。在某些實(shí)施例中，與工藝相關(guān)的補(bǔ)償可以是乘法因子，或者可以指示乘法因子。為了闡述工藝補(bǔ)償計算器328的功能，以圖5和圖6作為參考，并在以下進(jìn)行討論。圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的用于諧振器的示例性統(tǒng)計模型500的框圖。如圖5所示，統(tǒng)計模型500可以包括與電感器U、電容器C1和電阻R1的串聯(lián)組合進(jìn)行并聯(lián)的電容器C2。在工作期間，諧振器可以表現(xiàn)為近似統(tǒng)計模型的行為。然而，由于在諧振器制造期間的工藝變化，統(tǒng)計模型的電容、電感和電阻值在意欲“相同的”諧振器中也會發(fā)生變化。作為這種現(xiàn)象的一個示例，圖6描繪了針對三個不同的諧振器的、在這種振蕩器中與耦合到諧振器(例如諧振器310)的可變電容器(例如可變電容器314)的負(fù)載電容相對應(yīng)的該振蕩器的線性頻率變化(以ppm)。曲線602描繪了針對多個諧振器的具有平均、期望或典型特性的多個諧振器的平均諧振器的、與可變電容器電容相對應(yīng)的振蕩器頻率變化。曲線604描繪了針對與曲線602所代表的平均諧振器相比對變化的電容具有更高頻率靈敏度的這多個諧振器的、與可變電容器電容相對應(yīng)的振蕩器頻率變化。曲線606描繪了針對與曲線602所代表的平均諧振器相比對變化的電容具有更低頻率靈敏度的這多個諧振器的、與可變電容器電容相對應(yīng)的振蕩器頻率變化。在某些實(shí)例中，每條曲線602、604和606或其中的部分可以被近似指定為具有斜率的直線。每條曲線還可以在校準(zhǔn)電容器Ctl處相交，此處每條直線具有公稱頻率在某些實(shí)例中，該公稱頻率&可以是在無基于溫度和基于工藝的變化情況下的諧振器的頻率。為了闡述方便，圖6僅描述了線性頻率變化。然而，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法也可應(yīng)用于非線性曲線。“非平均”諧振器的斜率(例如，曲線604或606所示的)與平均諧振器斜率(例如，曲線602所示的)的比率可以作為乘法因子，當(dāng)與用于在特定溫度下補(bǔ)償頻率變化的近似頻率補(bǔ)償(例如由預(yù)定的補(bǔ)償計算器計算的)相乘時，該因子可以對在特定溫度下的頻率變化提供基于工藝的補(bǔ)償校正。相應(yīng)地，如下文中更詳細(xì)地描述，為了計算該與工藝相關(guān)的比率，工藝補(bǔ)償計算器328可確定與下述比率近似的補(bǔ)償因子具有諧振器310的振蕩器210的頻率變化對可變電容的斜率(例如具有由曲線604所代表的線性的頻率對負(fù)載電容曲線)與具有屬性與可從中選出諧振器310的多個諧振器的平均屬性近似的諧振器的振蕩器210的頻率變化對可變電容的預(yù)期斜率(例如，具有由曲線602代表的線性的頻率對負(fù)載電容曲線)之間的比率。對于不等于校正電容CO的可變電容的電容值Ci，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以識別出具有諧振器310的振蕩器210在Ci處的頻率變化(例如曲線604的點(diǎn)610)與具有屬性與可從中選出諧振器310的多個諧振器的平均屬性近似的諧振器310的振蕩器210在Ci處的期望頻率變化(例如曲線602的點(diǎn)612)的比率，其中期望頻率變化基于這多個諧振器的特性描述。工藝補(bǔ)償計算器328還輸出指示該計算后比率的基于工藝的補(bǔ)償信號。乘法器330可以是配置為，基于基于溫度的頻率補(bǔ)償信號和基于工藝的補(bǔ)償信號，輸出乘法器輸出信號的任何系統(tǒng)、設(shè)備或裝置。乘法器輸出信號指示將預(yù)定溫度補(bǔ)償計算器324計算的近似基于溫度的頻率補(bǔ)償與由工藝補(bǔ)償計算器328計算的近似工藝補(bǔ)償比 率相乘?？刂颇K332可以配置為,基于乘法器輸出信號,傳遞控制信號到可變電容器314以選擇可變電容來補(bǔ)償在諧振器310中的基于溫度和/或基于工藝的變化，以至于振蕩器210以期望的頻率提供振蕩信號，盡管諧振器310的溫度或制作工藝會發(fā)生變化。在工作期間，振蕩器210的組件可以在傳遞到期望的端用戶之前在振蕩器210和/或無線通信設(shè)備200的相位調(diào)整期間計算近似工藝補(bǔ)償率和基于工藝的補(bǔ)償信號。在該相位調(diào)整過程中，控制模塊332可配置為在相位調(diào)整期間選擇完全不等于校準(zhǔn)電容Ctl的可變電容器314的可變電容。倘若諧振器310的溫度近似為Ttl,即振蕩器210工作在基本沒有與溫度相關(guān)的頻率變化的公稱頻率f0處的校準(zhǔn)溫度，那么校準(zhǔn)電容CO為振蕩器210工作在基本不存在頻率變化的公稱頻率f0處的電容。選擇的可變電容使得振蕩器工作在f0之外的頻率上。頻率估算器326可以估算該工作頻率并傳遞該頻率估算信號到工藝補(bǔ)償計算器328?；诠ぷ黝l率，工藝補(bǔ)償計算器328可以確定偏離&的實(shí)際頻率變化(例如以ppm計)并計算基于工藝的補(bǔ)償，作為在不存在工藝變化的情況下實(shí)際頻率變化對期望頻率變化(例如具有“平均”諧振器的振蕩器的期望頻率變化)的比率。這種期望頻率變化可基于從中選出了諧振器310的多個諧振器的特性。在某些實(shí)施例中，該期望頻率變化可以基于存儲在無線通信設(shè)備200 (例如ROM中)的特性數(shù)據(jù)由溫度補(bǔ)償計算器324來確定。在計算基于工藝的補(bǔ)償之后，工藝補(bǔ)償計算器328可以存儲指示基于工藝的補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)。在無線通信設(shè)備200和振蕩器210隨后的工作期間，指示基于工藝的補(bǔ)償?shù)脑摯鎯Φ臄?shù)據(jù)可以以基于工藝的補(bǔ)償信號的形式由工藝補(bǔ)償計算器328或無線通信設(shè)備200傳遞到乘法器330，如此基于工藝的補(bǔ)償率便可與基于溫度的補(bǔ)償(例如由預(yù)定溫度補(bǔ)償計算器324生成的)相乘以生成聯(lián)合補(bǔ)償信號，該聯(lián)合補(bǔ)償信號隨后可由控制模塊332用于選擇可變電容器314的合適電容以補(bǔ)償在諧振器310的工作頻率上的與溫度和工藝相關(guān)的變化。振蕩器210的某些組件(例如預(yù)定溫度補(bǔ)償計算器、頻率估算器326、工藝補(bǔ)償計算器328、乘法器330和/或控制模塊332)可以整體或部分地實(shí)現(xiàn)，或作為一個或多個微處理器、數(shù)字信號處理器和/或其他合適設(shè)備的一部分。網(wǎng)絡(luò)無線通信設(shè)備200的組件包括接口、邏輯、存儲器、和/或其他合適裝置。接口接收輸入，發(fā)射輸出，工藝輸入和/或輸出，和/或執(zhí)行其他合適的操作。接口包括硬件和/或軟件。邏輯執(zhí)行組件的操作，例如執(zhí)行指令以從輸入生成輸出。邏輯可以包括硬件、軟件和/或其他邏輯。邏輯可以被編碼到一個或多個有形的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，并且當(dāng)由計算機(jī)執(zhí)行時實(shí)施操作。諸如處理器的邏輯可以管理組件的操作。處理器的示例包括一個或多個計算機(jī)、一個或多個微處理器、一個或多個應(yīng)用和/或其他邏輯。存儲器存儲信息。存儲器包括一個或多個有形的計算機(jī)可讀和/或計算機(jī)可執(zhí)行的存儲介質(zhì)。存儲器的示例包括計算機(jī)存儲器(例如隨機(jī)存取器(RAM)或只讀存儲器(ROM))、大容量介質(zhì)(例如硬盤)、可移動存儲介質(zhì)(例如密致盤(⑶)或數(shù)字視頻光盤(DVD))、數(shù)據(jù)庫和/或網(wǎng)絡(luò)存儲器(例如服務(wù)器)、和/或其他計算機(jī)可讀介質(zhì)。 在本公開范圍的基礎(chǔ)上，可對無線通信設(shè)備200進(jìn)行改變、增加或省略。無線通信設(shè)備200的組件可以整合或分離。而且，無線通信設(shè)備的操作可由更多、更少或其他組件來執(zhí)行。正如在該文中所使用的，“每一個”指組合中的每個成員或組合的子組合的每個成員。盡管用幾個實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是各種改變和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是能夠想到的。本發(fā)明將包括這些改變和修改只要它們落在附帶的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無線通信裝置，包括 接收路徑，其配置為接收第一無線通信信號并至少基于振蕩器信號將所述第一無線通信信號轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號； 發(fā)射路徑，其配置為至少基于所述振蕩器信號將第二數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為第二無線通信信號并發(fā)射所述第二無線通信信號；和 振蕩器，其配置為輸出所述振蕩器信號到所述接收路徑和所述發(fā)射路徑中的至少一個，所述振蕩器包括 諧振器； 溫度傳感器，其配置為輸出指示所述振蕩器的外圍溫度的溫度信號； 溫度補(bǔ)償計算器，其配置為基于所述溫度信號，輸出基于溫度的頻率補(bǔ)償信號； 頻率估算器，其配置為基于檢測的所述振蕩器的近似工作頻率，輸出頻率估算信號； 工藝補(bǔ)償計算器，其配置為基于所述頻率估算信號，輸出基于工藝的補(bǔ)償信號； 控制模塊，其配置為基于所述基于溫度的補(bǔ)償信號和基于工藝的補(bǔ)償信號，輸出控制信號；和 可變電容器，耦合到所述諧振器，所述可變電容器的電容基于所述控制信號而被建立。
2.如權(quán)利要求I所述的無線通信裝置，所述溫度補(bǔ)償信號進(jìn)一步配置為基于將所述諧振器的期望頻率變化描述為溫度的函數(shù)的特性描述數(shù)據(jù)，輸出所述基于溫度的頻率補(bǔ)償信號。
3.如權(quán)利要求2所述的無線通信裝置，其中所述特性描述數(shù)據(jù)由對從中選出所述諧振器的多個諧振器的特性描述來確定。
4.如權(quán)利要求I所述的無線通信裝置 所述頻率估算器配置為在所述無線通信裝置的相位調(diào)整期間輸出所述頻率估算信號，在所述相位調(diào)整期間，所述可變電容器的電容被設(shè)置為工藝校準(zhǔn)電容；以及所述工藝補(bǔ)償計算器進(jìn)一步配置為 基于所述頻率估算信號，確定偏離公稱頻率的實(shí)際頻率變化，所述公稱頻率是在無與溫度相關(guān)和與工藝相關(guān)的頻率變化的情況下所期望的； 計算偏離所述公稱頻率的所述實(shí)際頻率變化與期望頻率變化的比率，所述期望頻率變化為在工藝校準(zhǔn)電容處無與工藝相關(guān)的頻率變化情況下所期望的；以及基于所述比率，輸出所述基于工藝的補(bǔ)償信號。
5.如權(quán)利要求4所述的無線通信裝置，所述控制模塊進(jìn)一步配置為在相位調(diào)整期間，將可變電容器設(shè)置到所述工藝校準(zhǔn)電容。
6.如權(quán)利要求5所述的無線通信裝置，所述工藝校準(zhǔn)電容等于這樣一個電容，該電容完全不同于在無與溫度相關(guān)和與工藝相關(guān)的頻率變化的情況下可變電容被設(shè)置為校準(zhǔn)電容時期望所述振蕩器工作在所述公稱頻率上的所述校準(zhǔn)電容。
7.如權(quán)利要求I所述的無線通信裝置 所述振蕩器進(jìn)一步包括乘法器，以進(jìn)一步基于所述基于溫度的頻率補(bǔ)償信號和所述基于工藝的補(bǔ)償信號計算乘法器輸出信號；以及 所述控制模塊配置為基于所述乘法器輸出信號輸出所述控制信號。
8.—種振蕩器,其包括諧振器； 溫度傳感器，其配置為輸出指示所述振蕩器的外圍溫度的溫度信號； 溫度補(bǔ)償計算器，其配置為基于所述溫度信號，輸出基于溫度的頻率補(bǔ)償信號； 頻率估算器，其配置為基于檢測的所述振蕩器的近似工作頻率，輸出頻率估算信號； 工藝補(bǔ)償計算器，其配置為基于所述頻率估算信號，輸出基于工藝的補(bǔ)償信號； 控制模塊，其配置為基于所述基于溫度的補(bǔ)償信號和基于工藝的補(bǔ)償信號，輸出控制信號；和 可變電容器，耦合到所述諧振器，所述可變電容器的電容基于所述控制信號而被建立。
9.如權(quán)利要求8所述的振蕩器，所述溫度補(bǔ)償信號進(jìn)一步配置為基于將所述諧振器的期望頻率變化描述為溫度的函數(shù)的特性描述數(shù)據(jù)，輸出所述基于溫度的頻率補(bǔ)償信號。
10.如權(quán)利要求9所述的振蕩器，其中所述特性描述數(shù)據(jù)由對從中選出了所述諧振器的多個諧振器的特性描述來確定。
11.如權(quán)利要求8所述的振蕩器 所述頻率估算器配置為在所述振蕩器的相位調(diào)整期間輸出所述頻率估算信號，在所述相位調(diào)整期間，所述可變電容器的電容被設(shè)置為工藝校準(zhǔn)電容；以及所述工藝補(bǔ)償計算器進(jìn)一步配置為 基于所述頻率估算信號，確定偏離公稱頻率的實(shí)際頻率變化，所述公稱頻率是在無與溫度相關(guān)和與工藝相關(guān)的頻率變化的情況下所期望的； 計算偏離所述公稱頻率的所述實(shí)際頻率變化與期望頻率變化的比率，所述期望頻率變化為在工藝校準(zhǔn)電容處無與工藝相關(guān)的頻率變化的情況下所期望的；以及基于所述比率，輸出所述基于工藝的補(bǔ)償信號。
12.如權(quán)利要求11所述的振蕩器，所述控制模塊進(jìn)一步配置為在相位調(diào)整期間，將可變電容器設(shè)置到所述工藝校準(zhǔn)電容。
13.如權(quán)利要求12所述的振蕩器，所述工藝校準(zhǔn)電容等于這樣一個電容，該電容完全不同于在無與溫度相關(guān)和與工藝相關(guān)的頻率變化的情況下可變電容被設(shè)置為校準(zhǔn)電容時期望所述振蕩器工作在所述公稱頻率上的所述校準(zhǔn)電容。
14.如權(quán)利要求8所述的振蕩器，進(jìn)一步包括乘法器，以進(jìn)一步基于所述基于溫度的頻率補(bǔ)償信號和所述基于工藝的補(bǔ)償信號計算乘法器輸出信號；以及 所述控制模塊配置為基于所述乘法器輸出信號輸出所述控制信號。
15.一種方法，其包括 確定振蕩器的外圍溫度； 基于所述外圍溫度，確定要施加到所述振蕩器的諧振器的基于溫度的補(bǔ)償； 估算所述振蕩器操作的近似頻率； 基于所述近似頻率，確定要施加到所述振蕩器的諧振器的基于工藝的補(bǔ)償；和基于所述基于溫度的補(bǔ)償和所述基于工藝的補(bǔ)償，設(shè)置耦合到所述諧振器的可變電容器的電容，以補(bǔ)償所述振蕩器的與溫度相關(guān)和與工藝相關(guān)的頻率變化。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中確定要施加到所述振蕩器的諧振器的基于溫度的補(bǔ)償包括基于將所述諧振器的期望頻率變化描述為溫度的函數(shù)的特性描述數(shù)據(jù)確定所述基于溫度的補(bǔ)償。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述特性描述數(shù)據(jù)由從中選出了所述諧振器的多個諧振器的特性描述來確定。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中估算所述振蕩器的工作的近似頻率發(fā)生在所述振蕩器的相位調(diào)整期間，在所述相位調(diào)整期間，所述可變電容器的電容被設(shè)置為工藝校準(zhǔn)電容；所述方法進(jìn)一步包括 基于所述工作的近似頻率，確定偏離公稱頻率的實(shí)際頻率變化，所述公稱頻率是在無與溫度相關(guān)和與工藝相關(guān)的頻率變化的情況下所期望的； 計算偏離所述公稱頻率的所述實(shí)際頻率變化與期望頻率變化的比率，所述期望頻率變化為在工藝校準(zhǔn)電容處無與工藝相關(guān)的頻率變化的情況下所期望的；以及 基于所述比率，確定所述基于工藝的補(bǔ)償。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括在相位調(diào)整期間，將可變電容器設(shè)置到所述工藝校準(zhǔn)電容。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，所述工藝校準(zhǔn)電容等于這樣一個電容，該電容完全不同于在無與溫度相關(guān)和與工藝相關(guān)的頻率變化的情況下可變電容被設(shè)置為校準(zhǔn)電容時期望所述振蕩器工作在所述公稱頻率上的所述校準(zhǔn)電容。
全文摘要
本發(fā)明公開了降低晶振電路的溫度和工藝相關(guān)頻率變化的系統(tǒng)和方法。在本發(fā)明的實(shí)施例中，一種方法包括確定振蕩器的外圍溫度。所述方法還包括估算所述振蕩器工作的近似頻率。所述方法另外包括基于所述近似頻率，確定要施加到所述振蕩器的諧振器的基于工藝的補(bǔ)償。所述方法進(jìn)一步包括基于所述基于溫度的補(bǔ)償和所述基于工藝的補(bǔ)償，設(shè)置耦合到所述諧振器的可變電容器的電容，以便補(bǔ)償所述振蕩器的與溫度相關(guān)和與工藝相關(guān)的頻率變化。
文檔編號H03B5/04GK102868363SQ20121023797
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者大衛(wèi)·哈尼史弗戈 申請人:富士通半導(dǎo)體股份有限公司