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CN1813407A - 校准锁相环的环路滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动校准锁相环(23)的环路滤波器(23)的方法，该环路滤波器包括至少一个RC滤波器部件(r1，c2，r2，c3)，并且与不同于该锁相环的另一实体的至少一个RC滤波器部件(4)一起集成在一块芯片(1)上。为了简化环路滤波器(23)的校准，该方法包括：基于在另外的实体的至少一个RC滤波器部件上进行的测量，调整该环路滤波器的至少一个RC滤波器部件(4)。本发明同样涉及包括用于实现本方法之装置的集成电路芯片(1)并涉及包含此类芯片(1)的单元(10)。

Description

校准锁相环的环路滤波器
技术领域
本发明涉及自动校准锁相环的环路滤波器的方法。本发明同样涉及包括用于锁相环的环路滤波器的集成电路芯片以及包括此类集成电路芯片的单元。
背景技术
锁相环(PLL)是目前技术中熟知的负反馈环路。
PLL包括压控振荡器(VCO)，后者生成PLL的输出信号。例如，可以使用该输出信号作为移动终端中的接收机链的接收混频器或发射机链的发射机混频器的本机振荡器信号。VCO是由环路滤波器驱动的，环路滤波器确定PLL的环路特性，如稳定时间和环路稳定性。因此，环路滤波器的响应必须非常准确。如果环路滤波器的RC(电阻器电容器)滤波器部件的RC乘积完全与预定的RC乘积一致，从而在每个RC滤波器部件中获得所需的滤波器频率时，则产生准确响应。
另外，为了减少外部部件的数目，希望在PLL中使用集成环路滤波器。借助于集成环路滤波器，还能降低击穿耦合的概率。然而，由于制程变异或环境影响，集成部件的值比外部精确部件的值变化大。例如，外部负正零(NP0)电容器在宽的温度范围内(通常在-25℃和+85℃之间)具有非常稳定的值。
因此，常规PLL通常包括用于环路滤波器的精确外部部件。然而，在使用集成环路滤波器时，需要采用复杂的校准过程。
发明内容
本发明的目的在于能够简单地校准PLL的集成环路滤波器。
提出了自动校准锁相环的环路滤波器的方法，环路滤波器包括至少一个RC滤波器部件，并且与不同于该锁相环的另外的实体的至少一个RC滤波器部件一起集成在一块芯片上。提出的方法包括，基于在该另外的实体的至少一个RC滤波器部件上进行的测量，调整该环路滤波器的至少一个RC滤波器部件。
再者，提出了一种集成电路(IC)芯片，该芯片包括用于锁相环的环路滤波器，该环路滤波器包括至少一个RC滤波器部件。提出的芯片另外包括不同于该锁相环的另外的实体的至少一个RC滤波器部件。此外，提出的芯片包括一个校准部件，用于在另外的实体的至少一个RC滤波器部件上进行测量，以及基于此类测量调整该环路滤波器的至少一个RC滤波器部件。
最后，提出了包括所提出的IC芯片的单元。
本发明来源于以下考虑，通过调整环路滤波器的至少一个RC滤波器部件可以校准该环路滤波器。此外，本发明还来源于以下考虑，其上集成有环路滤波器的大部分芯片包括属于某些其它实体的至少一个可调RC滤波器部件。进一步地，本发明来源于以下考虑，对于一块芯片上的所有RC滤波器而言，制程变异和诸如温度之类的环境影响是非常相似的。因此，我们提出可以使用为调整同一IC芯片上的另外的实体的RC滤波器所进行的测量来调整该环路滤波器的RC滤波器。
本发明的优势在于，无需专用的复杂校准电路就能自动校准集成环路滤波器。用于集成在同一芯片上的另外的实体的RC滤波器部件的测量通常还是需要进行的，并且根据本发明，此类测量结果完全可以用于校准该环路滤波器。
例如，另外的实体的RC滤波器部件可以是发射机链的基带滤波器的RC滤波器部件或是接收机链的信道选择滤波器的RC滤波器部件，但是同样可以是任何其它可调RC滤波器部件，只要它与该环路滤波器集成在同一芯片上即可。
通过改变RC滤波器部件的电阻器的值，或RC滤波器部件的电容器的值，抑或二者，调整该环路滤波器的RC滤波器。为了校准该环路滤波器，最好对该环路滤波器的所有RC滤波器部件实施根据本发明的调整。
提出的单元可以是既需要PLL又需要带有可调RC滤波器部件的某些实体的任何单元。例如，这一单元可以是诸如移动终端之类的、包括发射机链和接收机链的通信单元。
通过连同附图一起考虑下面的详细说明，本发明的其它目的和特征将更加明显。然而，应该理解，附图仅仅用于说明目的，不能作为本发明的某些限制的定义，有关本发明的限制的定义应该参考本文的权利要求书。此外，应该理解，附图并不是按规定比例绘制的，它们仅仅试图从概念上说明本文描述的结构和过程。
附图说明
图1是示意性表示根据本发明的IC芯片的实施方式的框图；以及
图2是说明根据本发明的方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
图1示意性地表示根据本发明的IC芯片1的优选实施方式。IC芯片1适合于在诸如蜂窝电话之类的移动终端10的收发器5中使用，在图1中用点画线表示移动终端10。在图1中用虚线表示包括发射机链和接收机链的收发器5。
IC芯片1包括PLL 2，校准部件3以及收发器5的发射机链的至少一个基带滤波器4。
PLL 2包括按以下顺序在环路中彼此连接起来的鉴相器21，电荷泵22，环路滤波器23，VCO 24以及可编程分频器25。
因此，电荷泵22的输出与环路滤波器23的输入相连。环路滤波器23的输入在环路滤波器23内经由第一电容器C1与地相连，并且以并联方式经由第一电阻器R1和第二电容器C2的串联与地相连。此外，环路滤波器23的输入在环路滤波器23内经由第二电阻器R2和第三电容器C3与地相连。电阻器R2和电容器C3之间的连接构成环路滤波器23的输出，该输出与VCO 24的输入相连。电容器C2和电容器C3为可调电容器。
发射机链的基带滤波器4至少包括电阻器R4和可调电容器C4的串联。
校准部件3可以控制基带滤波器4。另外，校准部件3可以控制环路滤波器23的电容器C2和C3。
在IC芯片1上的PLL 2以众所周知的方式运行。VCO 24生成其相位是由外加电压决定的信号。分频器25对输出的VCO信号的频率进行分频，并将得到的信号转发到鉴相器21。另外，把具有已知频率的参考信号Ref应用于鉴相器21的参考输入上。鉴相器21比较分频VCO信号的相位与参考信号Ref的相位，并输出一个误差信号。当两个相位相等时，锁定PLL 2，其中两个相位相等意味着所比较的信号的频率也是相等的。
为了达到或保持锁定状态，电荷泵22生成电流脉冲Icp，其长度是由鉴相器21的输出信号控制的。正如其名称指出的那样，电荷泵22泵送电荷，即提供电流。生成的电流脉冲由环路滤波器23进行滤波，环路滤波器23向VCO 24提供相应的控制电压，从而使得VCO 24生成具有所需频率的信号。通过改变可编程分频器25中的系数，可以改变VCO 24输出的信号的频率。例如，可以提供锁相VCO信号作为发射机链的混频器(未示出)的本机振荡器信号。
发射机链的基带滤波器4按照公知方式对移动终端10发射的信号进行滤波。
校准部件3用于校准基带滤波器4和环路滤波器23。利用图2中的流程图说明校准部件3的操作。
校准部件3采用公知方式校准发射机链的基带滤波器4。校准部件3首先测量电阻器R4的电阻和电容器C4的电容的乘积。比较测量的RC乘积与所需滤波器频率要求的RC乘积。基于该比较，确定一个调整值，该调整值用于将基带滤波器4的RC乘积调整到所需的RC乘积。例如，该调整值可以是控制字，该控制字表示为了达到所需的RC乘积，电容器C4必须增加或减少的电容的系数。通过向电容器C4的控制输入应用该控制字，从而改变电容器C4的电容，以实现调整。
根据本发明，校准部件3另外校准环路滤波器23。由于包括电阻器R4和电容器C4的RC滤波器与包括电阻器R1和电容器C2的RC滤波器以及包括电阻器R2和电容器C3的RC滤波器是集成在同一块IC芯片上的，所以三个RC滤波器中的实际RC乘积与所需RC乘积的偏差基本上是相同的。因此，校准部件3简单地把用于调整电容器C4所确定的控制字应用于电容器C2的控制输入和电容器C3的控制输入上。结果，同样将包括电阻器R1和电容器C2的RC滤波器以及包括电阻器R2和电容器C3的RC滤波器调整到所需频率。因此，无需专用的复杂校准电路，采用简单方式就能校准环路滤波器23。特别地，不必要对环路滤波器23进行额外测量。
尽管展示、描述并指出了应用于其优选实施方式的本发明的基本新颖特征，但是应该理解，本领域的熟练技术人员可以对所描述的设备和方法的形式和细节进行各种删节、替换和变更，而并不背离本发明的实质。例如，其确切意图是，以基本上相同的方式、执行基本上相同的功能、达到基本上相同的结果的那些元件和/或方法步骤的所有组合都在本发明的范围内。此外，应该认识到，作为一般的设计选择，连同本发明的任何公开形式或实施方式一起展示和/或描述的结构和/或元件和/或方法步骤可以合并到任何其它公开的或描述的或建议的形式或实施方式中。因此，其用意是仅仅受所附权利要求书指出的范围的限制。

Claims (12)

1.一种自动校准锁相环的环路滤波器的方法，该环路滤波器包括至少一个RC滤波器部件，并且与不同于所述锁相环的另一实体的至少一个RC滤波器部件一起集成在一块芯片上，所述方法包括：基于在所述另外的实体的所述至少一个RC滤波器部件上进行的测量，调整所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在调整所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件之前，测量所述另外的实体的所述至少一个RC滤波器部件的RC乘积，并且通过比较所述测量的RC乘积与所述另外的实体的所述至少一个RC滤波器部件所需的已知RC乘积，确定用来调整所述另外的实体的所述至少一个RC滤波器部件的调整值，并且其中所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件的所述调整是基于所述确定的调整值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述调整值是一个控制字，该控制字被应用于所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件，以调整所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件。
4.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件包括至少改变所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件的电阻值和/或电容值。
5.一种集成电路芯片，包括：
用于锁相环的环路滤波器，该环路滤波器包括至少一个RC滤波器部件；
不同于所述锁相环的另一实体的至少一个RC滤波器部件；以及
校准部件，用于在所述另外的实体的所述至少一个RC滤波器部件上进行测量，并且基于此类测量，用于调整所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件。
6.根据权利要求5所述的集成电路芯片，其中所述校准部件通过测量所述另外的实体的所述至少一个RC滤波器部件的RC乘积进行所述测量，其中所述校准部件进一步用于，通过比较测量的RC乘积与所述另外的实体的所述至少一个RC滤波器部件所需的已知RC乘积，确定用来调整所述另外的实体的所述至少一个RC滤波器部件的调整值，并且其中所述校准部件基于所述确定的调整值，调整所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件。
7.根据权利要求6所述的集成电路芯片，其中所述校准部件确定一个控制字作为所述调整值，并且其中所述校准部件将确定的控制字应用于所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件，以调整所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件。
8.根据权利要求5所述的集成电路芯片，其中所述至少一个RC滤波器部件包括可调电阻器和可调电容器中的至少一个，并且其中所述校准部件通过至少改变所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件的所述可调电阻器的值和/或所述可调电容器的值，调整所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件。
9.根据权利要求5所述的集成电路芯片，其中所述另外的实体是通信单元的发射机链的基带滤波器。
10.根据权利要求5所述的集成电路芯片，其中所述另外的实体是通信单元的接收机链的信道选择滤波器。
11.一种包括集成电路芯片的单元，该集成电路包括：
用于锁相环的环路滤波器，该环路滤波器包括至少一个RC滤波器部件；
不同于所述锁相环的另一实体的至少一个RC滤波器部件；以及
校准部件，用于在所述另外的实体的所述至少一个RC滤波器部件上进行测量，并且基于此类测量，用于调整所述环路滤波器的所述至少一个RC滤波器部件。
12.根据权利要求11所述的单元，其中所述单元是包括发射机链和接收机链的通信单元，并且其中所述另外的实体是所述发射机链的基带滤波器和所述接收机链的信道选择滤波器中的至少一个。
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