專利名稱：快速濾波器校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濾波器校準(zhǔn)裝置，尤其涉及一種快速濾波器校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了用于移動設(shè)備的新的互連網(wǎng)電話服務(wù)。根據(jù)用于對移動設(shè)備提供廣播服務(wù)的規(guī)范，可以將數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)分成三大類。先進(jìn)電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(Advanced Television Standards Committee,ATSC)是在北美使用的標(biāo)準(zhǔn)。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播(Integrated Service Digital Broadcasting, ISDB)是在日本主要使用的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字視頻廣播-手持型(Digital Video Broadcasting-Handheld, DVB-H),作為 DVB 的亞類，專門設(shè)計(jì)用于對移動手持設(shè)備諸如移動電話提供移動廣播服務(wù)。 每個(gè)移動手持設(shè)備可能包括用于處理各種移動標(biāo)準(zhǔn)的接收器和由各種移動標(biāo)準(zhǔn)采用的對應(yīng)的頻譜。存在兩種流行的接收器架構(gòu)。一種是超外差架構(gòu)，其將接收器的輸入信號轉(zhuǎn)換成中頻信號，以便可以實(shí)現(xiàn)更好的接收器性能，因?yàn)榭梢詢?yōu)化接收器組件諸如濾波器以在中頻下工作。另一種流行的接收器架構(gòu)是基于直接轉(zhuǎn)換。直接轉(zhuǎn)換接收器將無線電頻率信號與本機(jī)振蕩器在無線電頻率下產(chǎn)生的信號混合起來。直接轉(zhuǎn)換接收器進(jìn)一步包括用于從混合信號中消除不想要的噪音的低頻濾波器，并使混合信號不經(jīng)中頻直接轉(zhuǎn)換成基帶頻率信號。接收器濾波器的性能對基帶信號的質(zhì)量有直接影響。接收器濾波器的性能在不同的工作條件下可能不同。例如，由于工藝、電壓和溫度(PVT)的變化，濾波器的帶寬可以在對其指定的范圍中偏移。為了補(bǔ)償由于PVT引起的變化，可以應(yīng)用校準(zhǔn)工藝來微調(diào)接收器濾波器的帶寬，以便接收器可以提供高質(zhì)量基帶信號。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種快速校準(zhǔn)裝置，包括相位比較器，被配置用于接收來自濾波器的輸出；頻率檢測器，被配置用于接收來自所述濾波器的所述輸出；以及快速校準(zhǔn)單元，被配置用于產(chǎn)生開始的二進(jìn)制代碼，從而基于以下內(nèi)容校準(zhǔn)所述濾波器的帶寬頻率對應(yīng)于所述濾波器的所述帶寬頻率的二進(jìn)制代碼，其中所述二進(jìn)制代碼是由設(shè)計(jì)保證的值；和對應(yīng)于所述濾波器的所述帶寬頻率的處理和操作變化的裕度數(shù)字。在該快速校準(zhǔn)裝置中，進(jìn)一步包括只讀存儲器(ROM)表，在其中保存所述初始二進(jìn)制代碼。在該快速校準(zhǔn)裝置中，其中所述相位比較器比較所述濾波器的輸入信號和所述濾波器的輸出信號，并報(bào)告所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的相位滯后。在該快速校準(zhǔn)裝置中，其中所述頻率檢測器比較所述濾波器的輸入信號和所述濾波器的輸出信號，并報(bào)告所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的頻率偏移。在該快速校準(zhǔn)裝置中，其中所述快速校準(zhǔn)單元基于來自所述相位比較器和所述頻率檢測器的比較結(jié)果，通過發(fā)送所述二進(jìn)制代碼至所述濾波器來調(diào)節(jié)所述濾波器的所述帶
寬頻率。在該快速校準(zhǔn)裝置中，其中所述快速校準(zhǔn)單元繼續(xù)發(fā)送更新的二進(jìn)制代碼以調(diào)節(jié)所述濾波器的所述帶寬頻率，直到所述濾波器的輸入信號和所述濾波器的輸出信號之間的相位滯后在預(yù)定的相位滯后閾值內(nèi)；以及所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的頻率偏移在預(yù)定的頻率偏移閾值內(nèi)。在該快速校準(zhǔn)裝置中，其中所述快速校準(zhǔn)單元繼續(xù)發(fā)送更新的二進(jìn)制代碼以調(diào)節(jié)所述濾波器的所述帶寬頻率，直到所述濾波器的輸入信號和所述濾波器的輸出信號之間的相位滯后在預(yù)定的相位滯后閾值內(nèi)；以及所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的頻率偏移在預(yù)定的頻率偏移閾值內(nèi)，并且其中當(dāng)基于所述更新的二進(jìn)制 代碼的所述濾波器的帶寬頻率滿足下列條件時(shí)，所述快速校準(zhǔn)單元記錄基于所述更新的二進(jìn)制代碼的通道設(shè)置所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的所述相位滯后在預(yù)定的相位滯后閾值內(nèi)；以及所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的所述頻率偏移在預(yù)定的頻率偏移閾值內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種快速校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括多時(shí)鐘發(fā)生器，被配置用于產(chǎn)生基于通道設(shè)置的特征信號；模擬濾波器，包括可變電容器且被配置用于接收所述特征信號；以及快速校準(zhǔn)裝置，所述快速校準(zhǔn)裝置包括相位比較器，被配置用于接收來自所述模擬濾波器的輸出；頻率檢測器，被配置用于接收來自所述模擬濾波器的所述輸出；以及快速校準(zhǔn)單元，被配置用于產(chǎn)生開始的二進(jìn)制代碼以基于下列內(nèi)容校準(zhǔn)濾波器的帶寬頻率對應(yīng)于所述濾波器的所述帶寬頻率的二進(jìn)制代碼，其中所述二進(jìn)制代碼是由設(shè)計(jì)保證的值；以及對應(yīng)于所述濾波器的所述帶寬頻率的處理和操作變化的裕度數(shù)字。在該快速校準(zhǔn)系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括如下配置的開關(guān)單元當(dāng)所述濾波器在正常模式下工作時(shí)，選擇由混頻器產(chǎn)生的信號并將其轉(zhuǎn)發(fā)至所述模擬濾波器的輸入端；以及當(dāng)所述濾波器在校準(zhǔn)模式下工作時(shí)，選擇由所述多時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生的信號，并將其轉(zhuǎn)發(fā)至所述模擬濾波器的所述輸入端。在該快速校準(zhǔn)系統(tǒng)中，其中所述模擬濾波器包括用于高頻信號的同相分量的第一模擬濾波器；和用于所述高頻信號的正交分量的第二模擬濾波器。在該快速校準(zhǔn)系統(tǒng)中，其中所述模擬濾波器包括第一模擬濾波器和第二模擬濾波器，并且其中所述多時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生同相特征信號和正交特征信號，所述同相特征信號用于校準(zhǔn)用于高頻信號的同相分量的所述第一模擬濾波器，所述正交特征信號用于校準(zhǔn)用于所述高頻信號的正交分量的所述第二模擬濾波器。在該快速校準(zhǔn)系統(tǒng)中，其中所述多時(shí)鐘發(fā)生器進(jìn)一步包括只讀存儲器(ROM)，通過所述只讀存儲器，所述多時(shí)鐘發(fā)生器接收控制信號，從而基于所述通道設(shè)置產(chǎn)生所述特征信號。在該快速校準(zhǔn)系統(tǒng)中，其中所述快速校準(zhǔn)裝置基于所述濾波器的設(shè)計(jì)信息和所述濾波器的所述帶寬頻率的處理和操作變化設(shè)定所述二進(jìn)制代碼。在該快速校準(zhǔn)系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括自動校準(zhǔn)裝置，所述自動校準(zhǔn)裝置包括在所述相位比較器的輸出端產(chǎn)生相位滯后信號的相位比較器；在所述頻率檢測器的輸出端產(chǎn)生頻率偏移信號的頻率檢測器；和狀態(tài)機(jī)，所述狀態(tài)機(jī)包括與所述相位比較器的輸出端和所述頻率檢測器的輸出端連接的兩個(gè)輸入端。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種方法，包括在濾波器的輸入端接收來自多時(shí)鐘發(fā)生器的特征信號，其中所述特征信號具有與所述濾波器的期望的帶寬頻率相同的頻率；設(shè)定所述濾波器的初始帶寬頻率；比較所述濾波器的輸入信號和所述濾波器的輸出信號；以及設(shè)定所述濾波器的快速校準(zhǔn)帶寬頻率使其略高于所述期望的帶寬頻率。在該方法中，其中基于所述期望的帶寬頻率并考慮工藝、電壓和溫度的變化來選擇所述快速校準(zhǔn)帶寬頻率。在該方法中，進(jìn)一步包括比較所述輸入信號和所述輸出信號并找出所述輸入信號和所述輸出信號之間的相位滯后；和比較所述輸入信號和所述輸出信號并找出所述輸入信號和所述輸出信號之間的頻率偏移。在該方法中，進(jìn)一步包括比較所述輸入信號和所述輸出信號并找出所述輸入信 號和所述輸出信號之間的相位滯后；和比較所述輸入信號和所述輸出信號并找出所述輸入信號和所述輸出信號之間的頻率偏移，并且該方法還包括當(dāng)基于更新的二進(jìn)制代碼的所述濾波器的所述帶寬頻率滿足下列條件時(shí)，記錄基于所述更新的二進(jìn)制代碼的通道設(shè)置所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的所述相位滯后在預(yù)定的相位滯后閾值內(nèi)；以及所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的所述頻率偏移在預(yù)定的頻率偏移閾值內(nèi)。在該方法中，進(jìn)一步包括通過將發(fā)送自快速校準(zhǔn)裝置的二進(jìn)制代碼改變可變電容器的值進(jìn)而調(diào)節(jié)所述濾波器的所述帶寬頻率。在該方法中，進(jìn)一步包括發(fā)送更新的二進(jìn)制代碼以調(diào)節(jié)所述濾波器的所述帶寬頻率，直到所述濾波器的輸入信號和所述濾波器的輸出信號之間的相位滯后在預(yù)定的相位滯后閾值內(nèi)；和所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的頻率偏移在預(yù)定的頻率偏移閾值內(nèi)。


為了更充分地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在將結(jié)合附圖所進(jìn)行的以下描述作為參考，其中圖I示出了根據(jù)實(shí)施例的快速濾波器校準(zhǔn)系統(tǒng)的簡化方框圖；圖2詳細(xì)地示出了圖I中所示的快速濾波器校準(zhǔn)系統(tǒng)的方框圖；圖3示出了根據(jù)實(shí)施例的示例性模擬基帶濾波器快速校準(zhǔn)系統(tǒng)的方框圖；圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的自動校準(zhǔn)裝置的操作。圖5示出了根據(jù)實(shí)施例的快速校準(zhǔn)裝置的操作。圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的帶寬代碼(BWC)更新的工藝。圖7示出了通過圖6中所示的BWC更新控制器識別通道設(shè)置的流程圖；和圖8示出了在模擬基帶濾波器校準(zhǔn)工藝中應(yīng)用快速校準(zhǔn)裝置的流程圖。除非另有說明，不同附圖中的相應(yīng)的數(shù)字和符號一般是指相應(yīng)的部件。繪制附圖用于清楚例證各個(gè)實(shí)施例的相關(guān)方面，并且不必是按比例繪制。
具體實(shí)施例方式在下文詳細(xì)地討論本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的制造和使用。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的可應(yīng)用的發(fā)明概念。所討論的具體實(shí)施例僅僅示出制造和使用本發(fā)明的具體方式，而不是用于限制本發(fā)明的范圍。將結(jié)合具體環(huán)境中的優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，即用于模擬基帶濾波器的快速校準(zhǔn)裝置。然而，還可以將本發(fā)明應(yīng)用于不同類型的接收器電路中的各種濾波器。首先參考圖1，根據(jù)實(shí)施例示出快速濾波器校準(zhǔn)系統(tǒng)的簡化方框圖?？焖贋V波器校準(zhǔn)系統(tǒng)包括多時(shí)鐘系統(tǒng)(也被稱為時(shí)鐘發(fā)生器)100、開關(guān)單元102、濾波器單元104、快速校準(zhǔn)裝置106和自動校準(zhǔn)裝置108。根據(jù)實(shí)施例，多時(shí)鐘系統(tǒng)100產(chǎn)生具有與待校準(zhǔn)的濾波器的帶寬相同的頻率的校準(zhǔn)信號。多時(shí)鐘系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括混頻器(未顯示，但在圖2中示出)。將結(jié)合圖2描述混頻器的詳細(xì)功能。開關(guān)單元102具有兩個(gè)與多時(shí)鐘系統(tǒng)100的輸出端連接的輸入端。開關(guān)單元102具有與濾波器單元104的輸入端連接的輸 出端。配置開關(guān)單元102從而使當(dāng)濾波器單元104的濾波器處于校準(zhǔn)模式下時(shí)，開關(guān)單元102將由多時(shí)鐘系統(tǒng)100產(chǎn)生的校準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)發(fā)至濾波器單元104 ;當(dāng)濾波器單元104的濾波器在校準(zhǔn)模式完成后的正常模式下工作時(shí)，開關(guān)單元102將混頻器的輸出信號轉(zhuǎn)發(fā)至濾波器單元104。濾波器單元104包括多個(gè)濾波器。每個(gè)濾波器可以包括可變電容器。通過利用帶寬代碼(BWC)調(diào)節(jié)可變電容器的值，濾波器可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)其帶寬。當(dāng)濾波器單元104在校準(zhǔn)模式下工作時(shí)，濾波器單元104的輸出信號被連接到自動校準(zhǔn)裝置108的輸入端。在自動校準(zhǔn)裝置108中，將濾波器單元104的輸出信號與多時(shí)鐘系統(tǒng)100的輸出信號進(jìn)行比較，并且自動校準(zhǔn)裝置108的相位比較器和頻率檢測器測定在這兩種信號之間是否有相位滯后和/或頻率偏移。而且，如果自動校準(zhǔn)裝置108的狀態(tài)機(jī)發(fā)現(xiàn)相位滯后和/或頻率偏移不能滿足預(yù)定的閾值，則自動校準(zhǔn)裝置108通過發(fā)送對應(yīng)于濾波器單元的新帶寬頻率的更新的BWC來調(diào)節(jié)濾波器單元104的帶寬。快速校準(zhǔn)裝置106接收來自自動校準(zhǔn)裝置108的比較結(jié)果，并通過應(yīng)用快速鎖定狀態(tài)機(jī)加速帶寬校準(zhǔn)過程?？焖傩?zhǔn)裝置106的操作的具體內(nèi)容將在下文結(jié)合圖5進(jìn)行描述。圖2詳細(xì)地示出了圖I中所示的快速濾波器校準(zhǔn)系統(tǒng)的方框圖。如圖2中所示出的，多時(shí)鐘系統(tǒng)100進(jìn)一步包括混頻器202和多時(shí)鐘發(fā)生器204。多時(shí)鐘發(fā)生器204包括晶體、振蕩器、只讀存儲器(ROM)表、分頻器和頻率合成器。如本領(lǐng)域中已知的，多時(shí)鐘發(fā)生器204基于由晶體和振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號、在ROM表中存儲的第一控制信號和經(jīng)由分頻器通過由自動校準(zhǔn)時(shí)鐘信號除以系數(shù)N提供的第二控制信號能夠產(chǎn)生校準(zhǔn)信號。為了校準(zhǔn)同相信號路徑和正交信號路徑，多時(shí)鐘發(fā)生器204在多時(shí)鐘發(fā)生器204的輸出端可以產(chǎn)生同相校準(zhǔn)信號和正交校準(zhǔn)信號。多時(shí)鐘發(fā)生器的操作是本領(lǐng)域中已知的，并因此在本文中不作進(jìn)一步討論?；祛l器202接收基帶頻率信號并產(chǎn)生基帶頻率信號的同相分量和正交分量。同相分量可以與接收的基帶頻率信號具有相同的相位或者在同相分量和接收的基帶頻率信號之間具有180度的相位偏移。相比之下，正交分量可以具有90度或270度的相位偏移。如上文結(jié)合圖I所述的那樣，在正常工作模式下，混頻器202向?yàn)V波器單元104提供接收信號的同相分量和正交分量。在另一個(gè)方面，當(dāng)濾波器單元104在校準(zhǔn)模式下操作時(shí)，多時(shí)鐘發(fā)生器204基于在ROM表中存儲的第一控制信號和由自動校準(zhǔn)裝置108提供的第二控制信號提供校準(zhǔn)信號。開關(guān)單元102包括第一簡單轉(zhuǎn)接開關(guān)206，其用于在正常工作期間從混頻器202的輸出端接收基帶頻率信號的同相分量。同樣地，開關(guān)單元102進(jìn)一步包括第二簡單轉(zhuǎn)接開關(guān)208，其用于從混頻器202的輸出端轉(zhuǎn)發(fā)基礎(chǔ)頻率信號的正交分量。在另一個(gè)方面，當(dāng)濾波器單元104在校準(zhǔn)模式下工作時(shí)，配置簡單轉(zhuǎn)接開關(guān)206和208以接收來自多時(shí)鐘發(fā)生器的校準(zhǔn)信號并將校準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)發(fā)到濾波器單元104。濾波器單元104可以包括兩個(gè)模擬基帶濾波器。如圖2中所示出的，同相信號濾波器210從第一簡單轉(zhuǎn)接開關(guān)206接收同相信號分量。同樣地,正交信號濾波器212用于減弱從第二簡單轉(zhuǎn)接開關(guān)208接收的正交信號分量的不想要的頻率。同相信號濾波器210和正交信號濾波器212可以包括可變電容器，該可變電容器的值可以通過改變從自動校準(zhǔn) 裝置108發(fā)送到濾波器單元104的BWC進(jìn)行調(diào)節(jié)。而且，可變電容器被設(shè)計(jì)用于選擇模擬基帶濾波器(例如同相信號濾波器210)的不同的帶寬值。根據(jù)實(shí)施例，模擬基帶濾波器通過選擇不同的BWC值可以具有在IMHz至IOMHz范圍中的帶寬值。在模擬基帶濾波器(例如同相信號濾波器210)的設(shè)計(jì)階段中，特定可變電容器值及其對應(yīng)的二進(jìn)制代碼被設(shè)計(jì)用于設(shè)定模擬基帶濾波器的帶寬值。然而，由于在工藝、電壓和溫度(PVT)方面的變化，模擬基帶濾波器的帶寬可能偏移至其被指定的范圍之外。為了準(zhǔn)確地校準(zhǔn)同相信號濾波器210和正交信號濾波器212的帶寬，應(yīng)用自動校準(zhǔn)裝置108和快速校準(zhǔn)裝置106以產(chǎn)生給定的特征頻率的適當(dāng)?shù)亩M(jìn)制代碼。更具體而言，基于由多時(shí)鐘系統(tǒng)100和模擬基帶濾波器(例如，濾波器210)的輸出端產(chǎn)生的給定信號，自動校準(zhǔn)裝置108產(chǎn)生BWC，應(yīng)用該BWC來調(diào)節(jié)模擬基帶濾波器的可變電容器，以便模擬基帶濾波器的帶寬相應(yīng)地發(fā)生改變。自動校準(zhǔn)裝置108保持產(chǎn)生BWC (遞增或遞減I)直到基帶濾波器的輸出端具有匹配由多時(shí)鐘系統(tǒng)100產(chǎn)生的信號頻率的頻率。結(jié)果，保存最后的BWC作為模擬基帶濾波器的通道設(shè)置。快速校準(zhǔn)裝置106用于加速識別最后的BWC的過程?？焖傩?zhǔn)裝置106的詳細(xì)操作將在下文結(jié)合圖5進(jìn)行描述。圖3示出了根據(jù)實(shí)施例的示例性模擬基帶濾波器快速校準(zhǔn)系統(tǒng)的方框圖。為了校準(zhǔn)模擬基帶濾波器(例如，圖3中所示的同相信號濾波器)的帶寬，由多時(shí)鐘系統(tǒng)100 (未顯示但在圖2中示出)產(chǎn)生特征信號，并將其輸入到同相信號濾波器210以及頻率檢測器302和相位比較器304。頻率檢測器302和相位比較器304形成自動校準(zhǔn)裝置108。頻率檢測器302和相位比較器304接收同相信號濾波器210的輸入信號和輸出信號，并分別在頻率和相位上比較這兩種信號。頻率檢測器302和相位比較器304的詳細(xì)操作將結(jié)合圖4進(jìn)行例證性地說明。作為快速校準(zhǔn)裝置106的主要元件的快速校準(zhǔn)檢測器214接收來自頻率檢測器302和相位比較器304的比較結(jié)果，并產(chǎn)生更新的BWC值。根據(jù)實(shí)施例，BWC為用于調(diào)節(jié)模擬基帶濾波器(例如同相信號濾波器210)的可變電容器的8-位信號。應(yīng)該注意到雖然應(yīng)用8-位BWC來例證各個(gè)實(shí)施例的創(chuàng)新方面，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到8-位BWC僅僅是BWC信號的一種方式，而且可以應(yīng)用其他BWC信號(諸如應(yīng)用4-位或16-位BWC)。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步注意到濾波器210可以是任何其他適當(dāng)?shù)念愋?，諸如帶通濾波器和高通濾波器。圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的自動校準(zhǔn)裝置的操作。自動校準(zhǔn)裝置108可以包括頻率檢測器302、相位比較器304和BWC更新控制器402。在8-位準(zhǔn)確度校準(zhǔn)工藝期間，例如，校準(zhǔn)工藝可以從8-位BWC的最高值(以十進(jìn)制表示為255)開始。根據(jù)自動校準(zhǔn)裝置的操作，等于255 (以十進(jìn)制表示)的二進(jìn)制代碼可以對應(yīng)于待校準(zhǔn)的最低帶寬。例如，模擬基帶濾波器通過選擇不同的可變電容值能夠具有IMHz至IOMHz的帶寬值。8-位二進(jìn)制代碼的最高值(以十進(jìn)制表示為255)可以對應(yīng)于一個(gè)可變電容器值，通過該值將模擬基帶濾波器設(shè)定為IMHz帶寬。相反，8-位二進(jìn)制代碼的最低值(以十進(jìn)制表示為0)可以對應(yīng)于另一個(gè)可變電容器值，通過該值將模擬基帶濾波器設(shè)定為IOMHz帶寬。當(dāng)校準(zhǔn)4MHz帶寬頻率時(shí)，數(shù)字65(以十進(jìn)制表示)可以對應(yīng)于能夠?qū)V波器設(shè)定為4MHz帶寬的可變電容器。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)校準(zhǔn)5MHz帶寬頻率時(shí)，數(shù)字51 (以十進(jìn)制表示)可以對應(yīng)于能夠?qū)V波器設(shè)定為5MHz帶寬的可變電容器。如圖4中所示，頻率檢測器302和相位比較器304比較由初始值255設(shè)定的濾波器輸出和濾波器的輸入信號。當(dāng)比較結(jié)果不能滿足頻率偏移和相位滯后的預(yù)定閾值時(shí)，BWC更新控制器402將BWC減少1，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)濾波器的帶寬。頻率檢測器302和相位比較 器304保持比較濾波器的輸出和濾波器的輸入信號，直到比較結(jié)果表明濾波器的輸入信號和輸出信號之間的相位滯后和頻率偏移在預(yù)定閾值內(nèi)。結(jié)果，BWC更新控制器402停止更新BWC值并報(bào)告通道設(shè)置代碼。圖5示出根據(jù)實(shí)施例的快速校準(zhǔn)裝置的操作?？焖傩?zhǔn)裝置106可以包括頻率檢測器302、相位比較器304和BWC更新控制器402。再使用上文結(jié)合圖4所述的實(shí)例說明快速校準(zhǔn)裝置106的有利特征。如上文所述的，當(dāng)校準(zhǔn)4MHz帶寬頻率時(shí)，可以使用數(shù)字65 (以十進(jìn)制表示)設(shè)定可變電容器的值以便該濾波器可以達(dá)到4MHz帶寬。如圖5中所示，頻率檢測器302和相位比較器304比較由初始值255設(shè)定的濾波器輸出和濾波器的輸入信號。當(dāng)比較結(jié)果不能滿足頻率偏移和相位滯后的預(yù)定閾值時(shí)，BffC更新控制器402從255直接跳至67，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)濾波器的帶寬。因此，頻率檢測器302和相位比較器304可以在接下來的兩個(gè)周期內(nèi)完成4MHz帶寬的校準(zhǔn)。結(jié)果，快速校準(zhǔn)裝置106可以保存總校準(zhǔn)時(shí)間和資源。例如，根據(jù)實(shí)施例，如果BWC更新遵循下列順序，對于帶寬頻率(例如4MHz)的總校準(zhǔn)時(shí)間為125us 255 — 254 — 25367 — 66 — 65相比之下，基于下列順序使用快速校準(zhǔn)裝置對相同的帶寬頻率的總校準(zhǔn)時(shí)間為約5us 255 — 67 — 66 — 65具有快速校準(zhǔn)裝置的有利特征是可以減少總校準(zhǔn)時(shí)間和資源。圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的BWC更新的工藝。如圖6中所示，在BWC刷新脈沖的每一個(gè)下降邊緣，BWC更新控制器402 (未顯示，但在圖5中示出)檢測BWC的變化。例如，在第一次的情況下，發(fā)生變化。結(jié)果，指示器BWC-更新-停止(BWC-Update-STOP)(在圖6中顯示)根據(jù)BWC更新控制器402的操作保持“O”。同樣地，在如圖6中所示的第二次的情況下，在第二次情況下的BWC值再次發(fā)生變化。結(jié)果，指示器BWC-更新-停止保持“O”。在第
三次的情況下，BWC值與前次情況保持相同。BWC更新控制器將此記錄為第一次無-BWC-更新(N0-BWC-Update)事件(在圖6中顯示)，并且不能改變指示器BWC-更新-停止的狀態(tài)，直到重復(fù)的無-BWC-更新事件到來。在第四次情況下，BWC更新控制器檢測到BWC值再次保持相同。根據(jù)BWC更新控制器402的操作，當(dāng)BWC-更新-停止將其狀態(tài)從“0”改變到“I”時(shí)，這表明已識別了可靠的BWC代碼，可以將最后的BWC保存為特定帶寬頻率的通道設(shè)置。圖7示出通過圖6中所示的BWC更新控制器識別通道設(shè)置的流程圖。在校準(zhǔn)工藝中，可以選擇初始BWC值開始校準(zhǔn)工藝。在8-位準(zhǔn)確度校準(zhǔn)中，初始值可以是如上文結(jié)合圖5所述的以十進(jìn)制表示的255。BffC閂鎖(latch)接收初始值，并在步驟702中相應(yīng)地調(diào)節(jié)模擬基帶濾波器的可變電容器。隨后，在步驟704中，當(dāng)新的刷新脈沖到來時(shí)，相位比較器(未顯示)和頻率檢測器(未顯示)比較模擬基帶濾波器的輸入信號和輸出信號。在步驟706中，狀態(tài)機(jī)(未顯示)接收來自相位比較器和頻率檢測器的比較結(jié)果。當(dāng)相位滯后和頻率偏移不在預(yù)定的閾值內(nèi)時(shí)，狀態(tài)機(jī)將兩種指示器ro和Fe設(shè)定為“1”，并且校準(zhǔn)工藝采取由步驟708和710形成的路徑，其中BWC值發(fā)生變化。在采用快速校準(zhǔn)裝置106 (未顯示)的校準(zhǔn)工藝中，BWC更新控制器402可以繞開步驟710，并將BWC從255直接變更到67或某些其他預(yù)定值。在隨后的迭代工藝中，當(dāng)校準(zhǔn)工藝再次采取由步驟708和710形成的路徑時(shí)，在步驟710中，BWC值降低了 I。
在另一個(gè)方面，當(dāng)相位滯后和頻率偏移可以滿足預(yù)定閾值時(shí)，狀態(tài)機(jī)在步驟712中將兩種指示器和FC設(shè)定為“O”。隨后，在步驟714中，校準(zhǔn)工藝測定指示器BWC-更新-停止是“0”還是“I”。如在上文結(jié)合圖6所述的，當(dāng)指示器BWC-更新-停止仍是“0”時(shí)，校準(zhǔn)工藝返回到步驟702，并再次開始校準(zhǔn)。相比之下，當(dāng)指示器BWC-更新-停止已變更到“I”時(shí)，在步驟720中保存最后的BWC值作為通道設(shè)置。圖8示出了在模擬基帶濾波器校準(zhǔn)中應(yīng)用快速校準(zhǔn)裝置的流程圖。在步驟802中，當(dāng)校準(zhǔn)工藝開始時(shí)，用于設(shè)置模擬基帶濾波器的帶寬的初始二進(jìn)制代碼可以與校正值相差甚遠(yuǎn)。例如，在8-位準(zhǔn)確度校準(zhǔn)工藝中，與校正值65相比，初始值可以是255。在步驟804中，快速校準(zhǔn)裝置通過模擬基帶濾波器的設(shè)計(jì)信息承認(rèn)由設(shè)計(jì)保證的值諸如65。由于各種變化諸如PVT，快速校準(zhǔn)裝置選擇高于由設(shè)計(jì)保證的值的數(shù)字以便可以覆蓋各種變更。在該實(shí)例中，可以在步驟804中給出數(shù)字67以開始校準(zhǔn)工藝。在步驟806中，包括相位比較器和頻率檢測器的快速校準(zhǔn)系統(tǒng)比較模擬基帶濾波器的輸入信號和輸出信號。在步驟808中，狀態(tài)機(jī)決定相位滯后和頻率偏移是否在預(yù)定的閾值內(nèi)。如果相位滯后和頻率偏移不能滿足預(yù)定的閾值，校準(zhǔn)工藝返回到步驟804，并將數(shù)字減少I (諸如從67到66)。校準(zhǔn)工藝重復(fù)該過程直到相位滯后和頻率偏移都在閾值內(nèi)。在步驟810中，校準(zhǔn)工藝停止，并將最終數(shù)字(例如在本實(shí)例中為65)記錄為通道設(shè)置。雖然已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)當(dāng)理解可以在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明主旨和范圍的情況下，進(jìn)行各種不同的改變、替換和更改。而且，本申請的范圍并不僅限于本說明書中描述的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法和步驟的特定實(shí)施例。作為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，通過本發(fā)明，現(xiàn)有的或今后開發(fā)的用于執(zhí)行與根據(jù)本發(fā)明所采用的所述相應(yīng)實(shí)施例基本相同的功能或獲得基本相同結(jié)果的工藝、機(jī)器、制造，材料組分、裝置、方法或步驟根據(jù)本發(fā)明可以被使用。因此，所附權(quán)利要求應(yīng)該包括在這樣的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種快速校準(zhǔn)裝置，包括 相位比較器，被配置用于接收來自濾波器的輸出； 頻率檢測器，被配置用于接收來自所述濾波器的所述輸出；以及快速校準(zhǔn)單元，被配置用于產(chǎn)生開始的二進(jìn)制代碼，從而基于以下內(nèi)容校準(zhǔn)所述濾波器的帶寬頻率 對應(yīng)于所述濾波器的所述帶寬頻率的二進(jìn)制代碼，其中所述二進(jìn)制代碼是由設(shè)計(jì)保證的值；和 對應(yīng)于所述濾波器的所述帶寬頻率的處理和操作變化的裕度數(shù)字。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速校準(zhǔn)裝置，進(jìn)一步包括只讀存儲器(ROM)表，在其中保存所述初始二進(jìn)制代碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速校準(zhǔn)裝置，其中所述相位比較器比較所述濾波器的輸入信號和所述濾波器的輸出信號，并報(bào)告所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的相位滯后。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速校準(zhǔn)裝置，其中所述頻率檢測器比較所述濾波器的輸入信號和所述濾波器的輸出信號，并報(bào)告所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的頻率偏移。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速校準(zhǔn)裝置，其中所述快速校準(zhǔn)單元繼續(xù)發(fā)送更新的二進(jìn)制代碼以調(diào)節(jié)所述濾波器的所述帶寬頻率，直到所述濾波器的輸入信號和所述濾波器的輸出信號之間的相位滯后在預(yù)定的相位滯后閾值內(nèi)，且所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的頻率偏移在預(yù)定的頻率偏移閾值內(nèi)，并且其中當(dāng)基于所述更新的二進(jìn)制代碼的所述濾波器的帶寬頻率滿足下列條件時(shí)，所述快速校準(zhǔn)單元記錄基于所述更新的二進(jìn)制代碼的通道設(shè)置 所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的所述相位滯后在預(yù)定的相位滯后閾值內(nèi)；以及所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的所述頻率偏移在預(yù)定的頻率偏移閾值內(nèi)。
6.—種快速校準(zhǔn)系統(tǒng),包括 多時(shí)鐘發(fā)生器，被配置用于產(chǎn)生基于通道設(shè)置的特征信號； 模擬濾波器，包括可變電容器且被配置用于接收所述特征信號；以及 快速校準(zhǔn)裝置，所述快速校準(zhǔn)裝置包括 相位比較器，被配置用于接收來自所述模擬濾波器的輸出； 頻率檢測器，被配置用于接收來自所述模擬濾波器的所述輸出；以及快速校準(zhǔn)單元，被配置用于產(chǎn)生開始的二進(jìn)制代碼以基于下列內(nèi)容校準(zhǔn)濾波器的帶寬頻率 對應(yīng)于所述濾波器的所述帶寬頻率的二進(jìn)制代碼，其中所述二進(jìn)制代碼是由設(shè)計(jì)保證的值；以及 對應(yīng)于所述濾波器的所述帶寬頻率的處理和操作變化的裕度數(shù)字。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速校準(zhǔn)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括如下配置的開關(guān)單元 當(dāng)所述濾波器在正常模式下工作時(shí)，選擇由混頻器產(chǎn)生的信號并將其轉(zhuǎn)發(fā)至所述模擬濾波器的輸入端；以及當(dāng)所述濾波器在校準(zhǔn)模式下工作時(shí)，選擇由所述多時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生的信號，并將其轉(zhuǎn)發(fā)至所述模擬濾波器的所述輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速校準(zhǔn)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括自動校準(zhǔn)裝置，所述自動校準(zhǔn)裝置包括 在所述相位比較器的輸出端產(chǎn)生相位滯后信號的相位比較器； 在所述頻率檢測器的輸出端產(chǎn)生頻率偏移信號的頻率檢測器；和 狀態(tài)機(jī)，所述狀態(tài)機(jī)包括與所述相位比較器的輸出端和所述頻率檢測器的輸出端連接的兩個(gè)輸入端。
9.一種方法，包括 在濾波器的輸入端接收來自多時(shí)鐘發(fā)生器的特征信號，其中所述特征信號具有與所述濾波器的期望的帶寬頻率相同的頻率； 設(shè)定所述濾波器的初始帶寬頻率； 比較所述濾波器的輸入信號和所述濾波器的輸出信號；以及 設(shè)定所述濾波器的快速校準(zhǔn)帶寬頻率使其略高于所述期望的帶寬頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 比較所述輸入信號和所述輸出信號并找出所述輸入信號和所述輸出信號之間的相位滯后和比較所述輸入信號和所述輸出信號并找出所述輸入信號和所述輸出信號之間的頻率偏移，并且所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)基于更新的二進(jìn)制代碼的所述濾波器的所述帶寬頻率滿足下列條件時(shí)，記錄基于所述更新的二進(jìn)制代碼的通道設(shè)置 所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的所述相位滯后在預(yù)定的相位滯后閾值內(nèi)；以及所述濾波器的所述輸入信號和所述濾波器的所述輸出信號之間的所述頻率偏移在預(yù)定的頻率偏移閾值內(nèi)。
全文摘要
快速濾波器校準(zhǔn)系統(tǒng)包括多時(shí)鐘發(fā)生器、模擬濾波器，該模擬濾波器包括可變電容器和快速校準(zhǔn)裝置。該快速校準(zhǔn)裝置進(jìn)一步包括相位比較器、頻率檢測器和快速校準(zhǔn)單元。該快速校準(zhǔn)單元存儲對應(yīng)于濾波器的帶寬頻率的二進(jìn)制代碼，并通過從二進(jìn)制代碼校準(zhǔn)濾波器開始快速濾波器校準(zhǔn)，該二進(jìn)制代碼接近于待校準(zhǔn)的帶寬頻率的由設(shè)計(jì)保證的二進(jìn)制代碼。本發(fā)明還提供一種快速濾波器校準(zhǔn)裝置。
文檔編號H03L1/00GK102801413SQ201110317948
公開日2012年11月28日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者郭豐維 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司