數(shù)字鎖相環(huán)dpll、控制dpll的方法和使用dpll的超低功率收發(fā)器的制造方法
【專利說明】數(shù)字鎖相環(huán)DPLU控制DPLL的方法和使用DPLL的超低功 率收發(fā)器
[0001] 本申請要求于2014年1月20日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的第10-2014-0006934號 韓國專利申請的權(quán)益，該韓國專利申請的公開通過出于所有目的的引用全部包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 下面的描述涉及一種數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL)、控制DPLL的方法和使用DPLL的超低功 率（ULP)收發(fā)器。
【背景技術(shù)】
[0003] 通常，在超低功率（ULP)系統(tǒng)中，射頻（RF)收發(fā)器消耗大部分功率。此外，在RF 收發(fā)器中，RF模擬器件的RF塊消耗大部分功率。在ULP系統(tǒng)中，功率放大器因短的信號到 達距離而消耗較少的功率，而壓控振蕩器（VCO)和鎖相環(huán)（PLL)消耗更多的功率。此外，由 于在大多數(shù)RF收發(fā)器中，功率始終被施加到PLL和VC0,因此，可消耗大量功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 提供該
【發(fā)明內(nèi)容】
以按照簡化形式介紹構(gòu)思的選擇，下面將在【具體實施方式】中進一 步描述所述構(gòu)思。該
【發(fā)明內(nèi)容】
不意圖確認要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不意 圖用作幫助確定要求保護的主題的范圍。
[0005] 在一個總體方面中，提供一種鎖相環(huán)PLL，包括：計數(shù)器，被構(gòu)造為在屏蔽時間期 間測量振蕩器的壓控振蕩器（VCO)信息；頻率調(diào)諧器，被構(gòu)造為基于通過將VCO信息與目標 頻率信息進行比較而獲得的比較結(jié)果，將振蕩器的頻率調(diào)諧為目標頻率。
[0006] 所述PLL還可包括比較器，所述比較器被構(gòu)造為將VCO信息與目標頻率信息進行 比較，以獲得比較結(jié)果。
[0007] 所述PLL還可包括：時序產(chǎn)生器，被構(gòu)造為對參考頻率進行分頻，并基于分頻的參 考頻率提供將被用于操作計數(shù)器、比較器和頻率調(diào)諧器的時序信號。
[0008] 所述PLL還可包括映射表，所述映射表被配置為預(yù)先存儲在預(yù)定范圍中的多個頻 率之中的與屏蔽時間對應(yīng)的頻率中的每個頻率的目標頻率信息。
[0009] 目標頻率信息可包括在對振蕩器的頻率進行粗調(diào)諧所需的并與目標頻率對應(yīng)的 屏蔽時間期間振蕩器振蕩的次數(shù)以及在對振蕩器的頻率進行細調(diào)諧所需的并與目標頻率 對應(yīng)的屏蔽時間期間振蕩器振蕩的次數(shù)中的任何一個或兩者。
[0010] 頻率調(diào)諧器可包括：第一調(diào)諧控制器，被構(gòu)造為基于比較結(jié)果將振蕩器的頻率粗 調(diào)諧為目標頻率；第二調(diào)諧控制器，被構(gòu)造為基于比較結(jié)果，將振蕩器的頻率細調(diào)諧為目標 頻率。
[0011] 響應(yīng)于振蕩器的頻率與目標頻率匹配，PLL可被構(gòu)造為將功率提供給將要用于保 持振蕩器的頻率與目標頻率匹配的頻率調(diào)諧器。
[0012] VCO信息可包括振蕩器的頻率和在屏蔽時間期間振蕩器振蕩的次數(shù)中的任何一個 或兩者，計數(shù)器可被構(gòu)造為對振蕩器振蕩的次數(shù)進行計數(shù)。
[0013] 所述PLL還可包括振蕩器，所述振蕩器被構(gòu)造為在數(shù)據(jù)發(fā)送和接收時間期間以調(diào) 諧的頻率振蕩。
[0014] 在另一總體方面中，提供一種控制鎖相環(huán)（PLL)的方法，所述方法包括：在屏蔽時 間期間測量振蕩器的壓控振蕩器（VCO)信息，并基于通過將VCO信息與目標頻率信息進行 比較獲得的比較結(jié)果，將振蕩器的頻率調(diào)諧為目標頻率。
[0015] 所述方法還可包括：將VCO信息與目標頻率信息進行比較，以獲得比較結(jié)果。
[0016] 所述方法還可包括：對參考頻率進行分頻，并基于分頻的參考頻率提供將被用于 操作PLL的時序信號。
[0017] 所述方法還可包括：預(yù)先存儲在預(yù)定范圍中的多個頻率之中的與屏蔽時間相應(yīng)的 頻率中的每個頻率的目標頻率信息。
[0018] 所述調(diào)諧可包括：基于比較結(jié)果將振蕩器的頻率粗調(diào)諧為目標頻率；基于比較結(jié) 果將振蕩器的頻率細調(diào)諧為目標頻率。
[0019] 所述方法還可包括：響應(yīng)于振蕩器的頻率與目標頻率匹配，提供功率以用于保持 振蕩器的頻率與目標頻率匹配。
[0020] 所述測量可包括：對振蕩器振蕩的次數(shù)進行計數(shù)。
[0021] 所述方法還可包括：在數(shù)據(jù)發(fā)送和接收時間期間以調(diào)諧的頻率振蕩。
[0022] 在另一總體方面中，提供一種具有鎖相環(huán)（PLL)的超低功率（ULP)收發(fā)器，所述 ULP收發(fā)器包括：接收（Rx)路徑，被構(gòu)造為在Rx模式下接收數(shù)據(jù)；發(fā)送（Tx)路徑，被構(gòu)造 為在Tx模式下發(fā)送數(shù)據(jù)。ULP收發(fā)器還包括PLL，所述PLL被構(gòu)造為在Rx模式和Tx模式 的屏蔽時間期間測量振蕩器的壓控振蕩器VCO信息，并基于通過將VCO信息與目標頻率信 息進行比較而獲得的比較結(jié)果將振蕩器的頻率調(diào)諧為目標頻率。
[0023] 響應(yīng)于振蕩器的頻率與目標頻率匹配，PLL可被構(gòu)造為提供功率，以用于保持振蕩 器的頻率與目標頻率匹配。
[0024] 在另一總體方面中，提供一種鎖相環(huán)（PLL)，包括：計數(shù)器，被構(gòu)造為在屏蔽時間 期間對振蕩器振蕩的次數(shù)進行計數(shù)；比較器，被構(gòu)造為將振蕩器振蕩的次數(shù)與和目標頻率 相應(yīng)的振蕩器振蕩的目標次數(shù)進行比較。PLL還包括頻率調(diào)諧器，所述頻率調(diào)諧器被構(gòu)造為 基于所述比較將振蕩器的頻率調(diào)諧為目標頻率。
[0025] 振蕩器振蕩的目標次數(shù)可在對振蕩器的頻率進行粗調(diào)諧所需的粗屏蔽時間期間 或在對振蕩器的頻率進行細調(diào)諧所需的細屏蔽時間期間。
[0026] 頻率調(diào)諧器可包括：第一調(diào)諧控制器，被構(gòu)造為基于所述比較在第一時間段期間 將振蕩器的頻率粗調(diào)諧為目標頻率；第二調(diào)諧控制器，被構(gòu)造為基于所述比較在大于第一 時間段的第二時間段期間將振蕩器的頻率細調(diào)諧為目標頻率。
[0027] 從附圖、權(quán)利要求和下面的【具體實施方式】中，其它特征和方面將是清楚的。
【附圖說明】
[0028] 圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用模擬鎖相環(huán)（APLL)的收發(fā)器的示圖。
[0029] 圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的APLL的操作的時序圖。
[0030] 圖3是示出使用數(shù)字PLL(DPLL)的超低功率（ULP)收發(fā)器的示例的示圖。
[0031] 圖4是示出針對每個模式的收發(fā)器的操作的示例的時序圖。
[0032] 圖5是示出DPLL的示例的示圖。
[0033] 圖6是示出收發(fā)器的狀態(tài)的示例的示圖。
[0034] 圖7是示出DPLL的操作的示例的時序圖。
[0035] 圖8是示出控制DPLL的方法的示例的流程圖。
[0036] 貫穿附圖和【具體實施方式】，除非另外描述或提供，相同的附圖標記將被理解為表 示相同的元件、特征和結(jié)構(gòu)。附圖可能不按比例，并且為了清楚、說明和方便起見，可夸大附 圖中的元件的相對尺寸、比例和描繪。
【具體實施方式】
[0037] 提供以下描述以幫助讀者獲得對這里描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的全面理解。 然而，這里描述的系統(tǒng)、設(shè)備和/或方法的各種改變、修改和等同物對于本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員將是清楚的。描述的處理步驟和/或操作的進行是示例；然而，如本領(lǐng)域所知的那樣， 除了必須按特定順序發(fā)生的步驟和/或操作之外，處理步驟和/或操作的順序不限于這里 所闡明的順序并可被改變。此外，為了更加清晰和簡明，可省略對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知 的功能和結(jié)構(gòu)的描述。
[0038] 這里描述的特征可以以不同的形式實現(xiàn)，并且不被解釋為局限于這里描述的示 例。相反，已提供這里描述的示例，使得本公開將是徹底的和完整的，并且將向本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員傳達本公開的全部范圍。
[0039] 圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用模擬鎖相環(huán)（APLL)的收發(fā)器100。通常，在超低功 率（ULP)監(jiān)視系統(tǒng)中，射頻（RF)收發(fā)器可消耗大部分功率。此外，在RF收發(fā)器中使用的低 噪聲放大器（LNA)和合成器可消耗大部分功率。此外，RF收發(fā)器可占據(jù)基于整個電路區(qū)域 的相當大的區(qū)域。
[0040] 基于超再生振蕩器（SRO)來構(gòu)造圖1的收發(fā)器100。以下，"基于SRO構(gòu)造的收發(fā) 器"可被稱為"SR0收發(fā)器"。SRO的頻率合成器可包括例如APLL。如圖1中所示，APLL包 括相位頻率檢測器（PFD)、主充電泵（CP)、環(huán)路濾波器（LF)、泄露補償單元和分頻器。
[0041] SRO收發(fā)器100的APLL還包括CP不匹配補償單元、自動淬火波形產(chǎn)生器（QWG)、 接收（Rx)預(yù)分頻器（prescaler)、發(fā)送（Tx)預(yù)分頻器和匹配電路。此外，SRO收發(fā)器100 的Rx路徑包括差分單端轉(zhuǎn)換器（DSC)、包絡(luò)檢測器（ED)、可變增益放大器（VGA)和模數(shù)轉(zhuǎn) 換器（ADC)。
[0042] 例如，參照圖1，壓控振蕩器（VCO)的頻率信息可與PFD中的參考頻率進行比較，