CN101138160A - 宽带调谐电路 - Google Patents

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CN101138160A CNA2006800078993A CN200680007899A CN101138160A CN 101138160 A CN101138160 A CN 101138160A CN A2006800078993 A CNA2006800078993 A CN A2006800078993A CN 200680007899 A CN200680007899 A CN 200680007899A CN 101138160 A CN101138160 A CN 101138160A
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Abstract

一些实施例提供了在调谐器中使用的产生期望的频率的信号的振荡器。该振荡器包括滤波器和包括串联的一个或多个分频器的分频器电路，每个分频器以预定比例降低接收到的频率。振荡器的频率由包括应用于滤波器的微调谐码和应用于分频器电路的粗调谐码的调谐码控制。滤波器被用于根据微调谐码产生初始频率，并且分频器电路根据粗调谐码对初始频率进行分频以产生振荡器的最终频率。一些实施例提供了用于对振荡器进行调谐以产生期望的频率的信号的自动方法和设备，其中粗调谐码在微调谐码之前被确定。

Description

宽带调谐电路
相关申请的交叉引用
本申请要求2005年3月11日提交的标题为“A Wideband TuningCircuit”的美国临时专利申请第60/661,112号的优先权。
技术领域
本发明涉及在调谐电路中使用的振荡器的领域。
背景技术
宽带接收机被设计成处理具有宽输入载波频率范围的输入信号。例如，电视接收机必须能够处理具有从55MHz到880MHz的载波频率范围的输入电视信号。典型地，接收机采用滤波器来调节输入信号和内部生成的参考信号。例如，带通、陷波和低通为在接收机中采用的滤波器类型。滤波器的频率响应是指调节输入到滤波器的信号的滤波器特性。例如，带通滤波器可衰减高于滤波器的中心频率和低于滤波器的中心频率的预定频带内的输入信号。滤波器被设计成基于一个或多个电路参数来展现频率响应。用于定义滤波器的频率响应的一个电路参数是输入信号的载波频率。此外，接收机采用本地振荡器来产生用于与经过调节的输入信号混合的信号以产生中频的载波信号。
如此，由于宽带接收机处理具有宽输入载波频率范围的输入信号，所以宽带接收机需要可调谐滤波器来处理宽输入频带以及需要能够产生具有宽频率范围(宽频带)的混合信号的本地振荡器。本地振荡器典型地包括两个或更多振荡器(例如，压控振荡器)来产生具有这种宽频率范围的混合信号。常规本地振荡器具有两个或更多振荡器，然而，在电路方面需要大面积空间。由于压控振荡器(VCO)典型地包括多个大尺寸的电感器，所以特别会占据较大面积。
因此，需要在电路方面仅需较小的面积空间并且仍能够产生具有宽频带的混合信号的本地振荡器。
发明内容
一些实施例提供了在调谐电路中使用的产生期望的频率的混合信号的本地振荡器。本地振荡器能够产生具有宽频率范围的混合信号。本地振荡器包括可调谐滤波器、滤波振荡器和分频器电路。本地振荡器的频率由包括应用于可调谐滤波器的微调谐码和应用于分频器电路的粗调谐码的调谐码控制。可调谐滤波器和滤波振荡器被用于为本地振荡器产生具有初始频率的信号。可使用微调谐码来对滤波器进行调谐以产生初始频率范围。分频器电路接收具有初始频率的信号并且分频/降低初始频率以为本地振荡器产生具有最终频率的信号。分频器电路将初始频率降低的频率降低量(分频器电路对初始频率进行分频的次数)由粗调谐码确定。
在一些实施例中，分频器电路包括一个或多个串联的分频器，每个分频器以预定比例降低接收到的频率。每个分频器包括选择开关。当信号按顺序通过每个分频器时，信号的频率连续以与每个分频器相关的预定比例被降低，直到信号到达被激活的分频器选择开关为止，由此产生本地振荡器的最终频率。初始频率使用选择特定分频器(并激活特定分频器的选择开关)的粗调谐码而被分频为最终频率。
一些实施例提供了用于调谐本地振荡器以产生期望频率的混合信号的自动方法和设备。自动方法包括：确定(具有预定的比特数的)调谐码，该调谐码包括粗/主调谐码和细/辅调谐码。通过使用调谐码，可在整个频率范围(从最高可能的频率到最低可能的频率)上调谐本地振荡器。(具有一个或多个比特的)粗调谐码通过选择分频器电路的特定分频器来提供本地振荡器的粗调谐。分频器电路的每个分频器具有本地振荡器的整个频率范围内的相关的频率子范围。如此，实际上，粗调谐码选择本地振荡器125的整个频率范围内的特定频率子范围(从两个或更多可能的频率子范围中选择)。
在确定并设置粗调谐码(并且因此确定了包含期望的频率的频率范围)之后，确定(具有一个或多个比特的)微调谐码以产生与期望的频率相匹配的本地振荡器的所得频率。微调谐码对可调谐滤波器进行调谐以产生本地振荡器的初始频率，该初始频率随后被分频器电路分频以产生与期望的频率相匹配的最终频率。使用自动调谐方法和设备调整并设置(包括粗和微调谐码的)调谐码，其中自动调谐方法和设备比较并(通过调谐码)调整本地振荡器的所得频率，直到该所得频率与期望的频率相匹配为止。
在一些实施例中，本地振荡器在调谐电路(例如电视调谐器)中被用于处理接收到的RF信号。在一些实施例中，本地振荡器输出具有期望频率的同相信号和正交相位信号。
附图说明
图1是示出其中实现了一些实施例的电视调谐器的框图。
图2是示出一些实施例的图1的本地振荡器和自动调谐电路的框图。
图3是显示出示例性的本地振荡器的详细配置的框图。
图4是示出用于将本地振荡器调谐到期望的频率的逐次逼近处理的流程图。
图5是示出用于将本地振荡器调谐到期望的频率的可选处理500的流程图。
图6是显示出增滤波器(increasing filter)的振荡频率和微调谐码的值之间的关系的一个实例的图。
图7是显示出减滤波器(decreasing filter)的振荡频率和微调谐码的值之间的关系的一个实例的图。
具体实施方式
特此将以下文献的公开通过引用明确地结合在本文中：2005年3月11日提交的标题为“A Wideband Tuning Circuit”的美国临时专利申请第60/661,1 12号，以及2003年5月29日提交的标题为“Methods andApparatus for Tuning Using Successive Approximation”的美国专利申请第10/448,605号。
尽管下面根据具体的示例性实施例对本发明进行描述，但是本领域的技术人员将会认识到，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对下面的实施例做出多种更改和变更。例如，下面将描述电视调谐器的本地振荡器。然而，本领域的技术人员将会认识到，本地振荡器也可以用在其它类型的调谐器中。此外，一些实施例涉及特定类型的滤波器。然而，应该理解的是，这些实施例可涉及随着(用于改变滤波器的频率的)微调谐码的值的增加而展现单调增加或单调减小的振荡频率的任何滤波器。
在下面的讨论中，章节I描述其中实现了一些实施例的一般调谐电路。章节II详细描述在调谐电路中使用的本地振荡器和用于将本地振荡器调谐到期望的频率的自动调谐电路。章节III描述用于将本地振荡器调谐到期望的频率的自动调谐处理。并且章节IV描述可在本地振荡器中使用的不同类型的滤波器。
I.调谐电路
图1是示出其中实现了一些实施例的电视调谐器100的框图。电视调谐器100接收射频(“RF”)电视信号，并生成经过解调的基带电视信号(即，图像和声音信号)。对于该实施例，电视调谐器100包括第一RF滤波器105、自动增益控制电路(AGC)110、第二RF滤波器110和二次降频转换器(quadratic down converter)117。RF滤波器105和115(例如，包括电感和电容组的LC滤波器)被调谐到期望的频率(等于被选择的电视信道的信道频率)并被用于提供电视接收机100的带通滤波器功能。AGC110被连接在第一和第二RF滤波器之间，并放大从第一RF滤波器105输出的信号以输入到第二RF滤波器115。
二次降频转换器117包括I混频器120、Q混频器122、本地振荡器125、自动调谐电路127、镜像抑制滤波器(陷波滤波器)130和中频(IF)滤波器(带通滤波器)135。在一些实施例中，本地振荡器125包括压控振荡器(VCO)。二次降频转换器117将经滤波的RF电视信号的频率转换成由国家标准确定的中频(IF)。通常，降频转换器将输入信号与本地振荡器信号混合以产生IF信号。对于二次降频转换器，本地振荡器125产生同相(“I”)本地振荡器信号和正交相位(“Q”)本地振荡器信号。Q本地振荡器信号是从I本地振荡器信号移相90度而获得的。此外，对于二次降频转换器，二次解调器(通过复制输入信号而)将输入信号一分为二，并且(在I混频器120中)将一个复制的输入信号与同相本地振荡器信号混合，(在Q混频器122中)将另一个复制的输入信号与正交相位本地振荡器信号混合。
由本地振荡器125生成的I和Q信号和来自第二RF滤波器115的RF信号(滤波成信道频率的RF信号)分别由混频器120和122接收。应注意，尽管相位移动了90度，但是I和Q信号具有相同的振荡频率。混频器120和122混合接收到的信号以产生中频的载波信号。在一些实施例中，本地振荡器125将被调谐到的期望频率(即，生成的I和Q信号的期望频率)等于信道频率(即，来自输入RF信号的信号的频率)加上中频。在其它实施例中，本地振荡器125的期望频率等于信道频率减去中频。在另外的实施例中，本地振荡器125的期望频率等于任何其它频率。自动调谐电路127将本地振荡器125自动调谐到期望的频率(如下面关于图2和3讨论的那样)。
镜像抑制陷波滤波器130接收由I混频器120和Q混频器122产生的混合信号。镜像抑制滤波器130被调谐到中频并滤出接收到的信号中的图像。EF带通滤波器135从镜像抑制陷波滤波器130接收信号。IF带通滤波器135被调谐到中频并衰减中频(IF)附近以外的频率的信号。
II.本地振荡器和自动调谐电路
图2是示出一些实施例的图1的本地振荡器125和自动调谐电路127的框图。自动调谐电路127将本地振荡器125自动调谐到期望的频率。自动调谐电路127包括在反馈回路中与本地振荡器125连接在一起的计数器225、比较器230、控制器250和锁存器组255。
图3是显示出示例性的本地振荡器125的详细配置的框图。在一些实施例中，本地振荡器125包括VCO。本地振荡器125产生期望频率的混合信号，本地振荡器能够产生具有宽频率范围的混合信号。本地振荡器125包括可调谐滤波器305、滤波振荡器310和分频器电路315。本地振荡器125的频率由调谐码控制，该调谐码包括应用于滤波器305的微调谐码(CLO码)和应用于分频器电路315的粗调谐码(DSEL码)。通过使用调谐码，可以在整个频率范围(从最高可能的频率到最低可能的频率)上调谐本地振荡器。
使用滤波器305和滤波振荡器310来为本地振荡器产生具有初始频率的信号。通过使用微调谐码，可以对滤波器305进行调谐以产生初始频率范围(从最高可能的初始频率到最低可能的初始频率)。在一些实施例中，微调谐码被应用于滤波器以产生对应的谐振频率。在一些实施例中，微调谐码被应用于包含在滤波器305中的开关以选择或不选择滤波器305中的元件(诸如电阻器或电容器)。特定的微调谐码选择和不选择滤波器305中的特定元件以使滤波器305产生具有处于特定频率的谐振频率的信号。例如，如果滤波器305是RC滤波器，则RC滤波器中的电阻器根据微调谐码通过开关而被选择。如果滤波器305是LC滤波器，则LC滤波器中的电容器根据微调谐码通过开关而被选择。下面关于图6和7来讨论滤波器305的各种实施例。
分频器电路315从滤波器305和滤波振荡器310接收具有初始频率的信号，并分频/降低初始频率以为本地振荡器产生具有最终频率的信号。分频器电路315包括串联连接的一个或多个分频器320，每个分频器以预定比例降低接收到的输入信号的频率(其中，分频器的输出频率＝输入频率*1/N)。分频器对初始频率进行分频的次数(以及因此确定的初始频率的总的频率降低量)由粗调谐码确定。
在图3中所示的实例中，分频器电路315包括四个“二分频”分频器，每个分频器将接收到的频率降低一半(其中N＝2)。如此，分频器电路可将初始频率分频为1/2、1/4、1/8或1/16。在其它实施例中，分频器电路315包括不同数目的分频器和/或以不同比例降低接收到的输入信号的频率的分频器。在其它实施例中，分频器电路的两个分频器以不同的比例降低接收到的频率(例如，一个分频器将接收到的频率分频为1/2，而另一个分频器将接收到的频率分频为1/3)。
每个分频器320包括分频器325和选择开关330。当信号按顺序通过每个分频器320时，信号的频率连续以预定比例被降低，直到信号到达被激活的分频器选择开关为止，由此信号被“上拉”并由产生具有本地振荡器的最终频率的输出信号的被激活的分频器输出。粗调谐码(通过激活特定分频器的选择开关而)在分频器电路315中的所有分频器中选择一个特定的分频器以输出信号。
在一些实施例中，粗调谐码包括两比特调谐码：调谐码的最重要比特(MSB)和第二重要比特。在这些实施例中，粗调谐码的这两个比特被用于从分频器电路315的四个分频器中选择一个分频器来输出信号。例如，如图3的示例性的分频器电路315中所示，等于11的粗调谐码(DSEL码)将选择处于最左边的第一分频器来输出信号，而等于00的粗调谐码将选择处于最右边的第四分频器来输出信号。
粗调谐码通过选择分频器电路的特定分频器来提供本地振荡器的粗调谐。这实际上为本地振荡器的最终频率选择了(与被选择的分频器相关的)本地振荡器125的整个频率范围内的特定频率子范围。例如，通过使用微调谐码，假定滤波器305和滤波振荡器310可产生从(由微调谐码111111产生的)2048Mhz到(由微调谐码000000产生的)1024 Mhz的初始频率范围。因此，在图3的示例性的分频器电路315中，等于10的粗调谐码将选择具有512 Mhz到256 Mhz的相关频率子范围的第二分频器。这意味着，不管微调谐码被设置成什么，本地振荡器的最终频率都将处于512 Mhz到256 Mhz的频率子范围内。这是正确的，因为由微调谐码的最高值(111111)产生的最高频率为2048 Mhz。当由第一分频器分频为一半，再由第二分频器分频为一半后，所得的本地振荡器的最终频率将为512 Mhz。类似地，由微调谐码的最低值(000000)产生的最低频率为1024 Mhz。当由第一和第二分频器分频后，所得的本地振荡器的最终频率将为256 Mhz。
图3显示出分频器电路315的操作的一个实例。在该实例中，滤波器305和滤波振荡器310产生2GHz的初始频率。如果选择第一分频器(DSEL＝11)，则本地振荡器125的最终频率将为1GHz。如果选择第二分频器(DSEL＝10)，则本地振荡器125的最终频率将为.5GHz。如果选择第三分频器(DSEL＝01)，则本地振荡器125的最终频率将为.25GHz。如果选择第四分频器(DSEL＝00)，则本地振荡器125的最终频率将为.125GHz。
分频器电路315输出具有本地振荡器125的最终频率的I和Q信号。Q信号由移相器340生成，该移相器340产生从I信号移相90度的信号。应注意，尽管移相了90度，但是I和Q信号具有相同的振荡频率，并且任何一个均可被用于由计数器225测量(如下面进一步讨论的那样)。
返回来参照图2，自动调谐电路127将本地振荡器125自动调谐到期望的频率。在反馈回路(包括计数器225、比较器230、控制器250和锁存器组255)的每一次迭代中，控制器250使用调谐算法生成调谐码。调谐码是确定本地振荡器125的频率的数字码(如上面讨论的那样)。在一些实施例中，调谐算法是逐次逼近算法。逐次逼近调谐算法的详细内容被论述在下面的文献中：于2003年5月29日提交的标题为“Methods and Apparatus for Tuning Using Successive Approximation”的美国专利申请第10/448,605号。通过引用将其明确地结合在本文中。
由控制器250产生的调谐码被发送到锁存器组255，并在锁存器组255被存储。调谐码包括应用于滤波器305的微调谐码，和应用于分频器电路315的粗调谐码。在一些实施例中，滤波器305随着微调谐码的值的增加而展现出单调增加的振荡频率(诸如RC滤波器)。在其它实施例中，滤波器305随着微调谐码的值的增加而展现出单调减小的振荡频率(诸如LC滤波器)。
调谐码然后从锁存器组255发送到本地振荡器125。本地振荡器125然后产生具有由调谐码确定的振荡频率的I和Q信号。由本地振荡器125产生的I或Q信号然后被发送到测量I或Q信号的振荡频率(Fosc)的计数器225。I或Q信号的振荡频率(Fosc)被发送到比较器230。比较器230还接收本地振荡器125假定被调谐到的期望频率(FD)并比较两个接收到的频率。
如果滤波器305是随着微调谐码的值的增加而展现单调增加的振荡频率的滤波器(诸如RC滤波器)，则比较器230确定振荡频率(Fosc)是否大于期望的频率(FD)。如果滤波器305是随着微调谐码的值的增加而展现单调减小的振荡频率的滤波器(诸如LC滤波器)，则比较器230确定振荡频率(Fosc)是否小于期望的频率(FD)。比较器230取决于比较的结果来发送肯定信号(例如，值为1的信号)或否定信号(例如，值为0的信号)至控制器250。
控制器250从比较器230接收肯定或否定信号并使用肯定或否定信号和调谐算法来产生更改后的调谐码。在一些实施例中，调谐算法使用逐次逼近来连续更改调谐码，直到调谐码的每个比特被确定为止。回想到调谐码包括应用于可调谐滤波器的微调谐码和应用于分频器电路的粗调谐码。在一些实施例中，粗调谐码包括调谐码的MSB和第二MSB，并且微调谐码包括调谐码的剩余比特。在一些实施例中，调谐算法首先确定并设置粗调谐码。在粗调谐码被确定并设置(以及因此确定了包含期望频率的频率范围)之后，微调谐码的每个比特(从最重要比特到最不重要比特)被确定并设置以产生与期望的频率相匹配的本地振荡器的所得频率。
III.自动调谐处理
图4是示出用于将本地振荡器调谐到期望的频率的逐次逼近处理400的流程图，本地振荡器具有随着微调谐码的值的增加而展现出单调增加的振荡频率的滤波器(诸如RC滤波器)。在一些实施例中，处理400由配置成将本地振荡器调谐到期望的频率的软件或硬件实现。在一些实施例中，处理400的步骤由控制器250执行。
处理400在比较器(在405)接收到本地振荡器将被调谐到的期望频率(FD)时开始。控制器然后(在410)将调谐码中的所有比特设置为0。调谐码包括应用于分频器电路的(包括一个或更多比特的)粗调谐码和应用于滤波器的(包括一个或更多比特的)微调谐码。在一些实施例中，调谐码包括八比特，其中粗调谐码包括调谐码的MSB和第二MSB，而微调谐码包括调谐码的剩余六个比特。
控制器还(在415)将当前比特号(N)设置成等于调谐码中的比特数(例如，八)。调谐码的比特具有从最不重要比特(例如，具有位置号1)编号到最重要比特(例如，对于8比特调谐码而言，具有位置号8)的调谐码中的位置。控制器然后(在420)将调谐码中的位置号等于当前比特号(N)的比特设置为1以便产生当前调谐码。
例如，对于处理400的第一次迭代，对于8比特调谐码，N等于8。如此，具有位置号8的调谐码中的比特(即，调谐码的MSB)将被设置成等于1。应注意，在一些实施例中，通过首先确定并设置MSB，然后确定并设置第二MSB，然后确定并设置调谐码的剩余比特，而开始处理400。如此，在这些实施例中，处理400首先确定并设置粗调谐码以选择分频器电路的特定分频器和包含期望的频率的特定频率子范围。处理400然后逐比特地继续确定并设置微调谐码，以将本地振荡器的最终频率调谐到与期望的频率相匹配。
控制器然后(在430)发送当前调谐码到锁存器组以便存储。锁存器组然后(在435)发送当前调谐码到本地振荡器。当前调谐码的微调谐码部分(在440)被应用于滤波器以产生具有初始频率的信号，特别地，根据当前微调谐码来选择或不选择滤波器中的元件，其中的当前微调谐码使滤波器以当前初始振荡频率振荡。调谐码的粗调谐码部分(在442)被应用于分频器电路以分频/降低初始频率来产生具有本地振荡器的当前最终振荡频率(Fosc)的信号。
计数器(在445)测量由当前调谐码产生的当前振荡频率(Fosc)并发送当前振荡频率(Fosc)的测量值到比较器。控制器然后(在455)检查当前比特号(N)的值是否等于调谐码的最不重要比特的位置号减1。例如，如果最不重要比特的位置号为1，则控制器(在455)检查当前比特号(N)的值是否等于0。如果是，则处理400结束。
如果当前比特号(N)的值不等于0(在455-NO)，则比较器(在465)确定本地振荡器的当前振荡频率(Fosc)是否大于期望的频率(FP)如果是，则控制器(在470)将调谐码中的位置号等于当前比特号(N)的比特设置为0。控制器然后(在475)将当前比特号(N)减小1，即，将N设置成等于N-1。如果比较器确定当前振荡频率(Fosc)不大于期望的频率(FQ)(在465-NO)，则控制器(在475)将当前比特号(N)减小1。
处理400在步骤420继续，其中在步骤420中，控制器将调谐码中的位置号等于当前比特号(N)的比特设置为1以产生当前调谐码。处理重复步骤420至475，直到当前比特号(N)等于调谐码的最不重要比特的位置号减1。因此，处理400连续使用逐次逼近来确定从MSB到最不重要比特(LSB)的调谐码的每个比特的值。通过这样的操作，处理400收敛于产生本地振荡器中的振荡频率的调谐码的最接近期望频率的值(以1个最不重要比特的最大误差)。
图3的本地振荡器125可用于示出调谐处理400的一个实例。在该实例中，假定下面的情况：
·使用8比特调谐码，MSB和第二MSB包括粗调谐码，并且剩余的6比特包括微调谐码；
·滤波器305和滤波振荡器3 10可被调谐以产生2048Mhz到1024Mhz之间的初始频率，其中滤波器随着微调谐码的值的增加而展现出单调增加的振荡频率，以使最高频率(2048Mhz)由微调谐码的最高值(111111)产生，并且最低频率(1024Mhz)由微调谐码的最低值(000000)产生；
·在分频器电路315对初始频率进行分频之后，本地振荡器125的最终频率具有从1024Mhz到64Mhz的整个频率范围；
·整个频率范围具有与(可由粗调谐码11选择的)第一分频器相关的1024Mhz到512Mhz的频率子范围，与(可由粗调谐码10选择的)第二分频器相关的512Mhz到256Mhz的频率子范围，与(可由粗调谐码01选择的)第三分频器相关的256Mhz到128Mhz的频率子范围，以及与分频器电路315的(可由粗调谐码00选择的)第四分频器相关的128Mhz到64Mhz的频率子范围；并且
·期望的频率为210MHz。
因此，当前比特号(N)等于8，调谐码的LSB具有编号为1的位置，并且调谐码的MSB具有编号为8的位置。处理400将所有比特设置为0并将位置号为8的比特设置为1，以产生当前调谐码10000000(其中粗调谐码等于10并且微调谐码等于000000)。微调谐码000000被应用于滤波器305并产生具有1024Mhz的初始频率的信号。粗调谐码10(通过激活第二分频器中的开关而)选择第二分频器。如此，在信号(由于第二分频器的被激活的开关而)被“上拉”并从本地振荡器以256Mhz的最终振荡频率输出之前，信号的初始频率被第一分频器分频为一半，并且再次由第二分频器分频为一半。
由于当前振荡频率256Mhz大于期望的频率210MHz，所以处理400将调谐码中处于位置8处的比特设置为0。处理400然后将当前比特号(N)减小到7并将处于位置7处的比特设置为1，以产生当前调谐码01000000(其中粗调谐码等于01并且微调谐码等于000000)。微调谐码000000被应用于滤波器305并产生具有1024Mhz的初始频率的信号。粗调谐码01选择第三分频器。如此，信号的初始频率在信号被“上拉”并以128Mhz的最终振荡频率从本地振荡器输出之前，被第一、第二和第三分频器中的每个分频为一半。
由于128Mhz的当前振荡器频率小于期望的频率210MHz，所以处理400将当前比特号(N)减小到6。此时，处理400已经确定并设置了粗调谐码的值，并且现在开始确定微调谐码的值。粗调谐码已经被设置为01，这是正确的，因为这选择了(包含期望的频率210Mhz的)具有256Mhz到128Mhz的相关频率范围的第三分频器。
处理400然后将位置号为6的比特(即，微调谐码的MSB)设置为1以产生当前调谐码01100000(其中粗调谐码等于01并且微调谐码等于100000)。微调谐码100000被应用于滤波器305并产生例如具有1400Mhz初始频率的信号。粗调谐码01使初始频率被分频为1/8，以产生175Mhz的最终振荡频率。
由于175Mhz的最终振荡频率小于期望的频率210 MHz，所以处理400将当前比特号减小到5并将位置号为5的比特设置为1，以产生当前调谐码01110000(其中粗调谐码等于01并且微调谐码等于110000)。微调谐码110000被应用于滤波器305并产生例如具有1800Mhz的初始频率的信号。粗调谐码01使初始频率被分频为1/8，以产生225Mhz的最终振荡频率。
处理400继续将最终振荡频率与期望的频率进行比较，并根据比较的结果调整调谐码(如图4所示)，直到处理400确定并设置了调谐码的每个比特为止。由处理确定的最终调谐码使本地振荡器125以调谐码的1个最不重要比特的最大误差产生作为最接近于期望频率的振荡频率的振荡频率。
图5是示出用于将本地振荡器调谐到期望频率的处理500的流程图，其中本地振荡器具有随着调谐码的值的增加而展现单调减小的振荡频率的滤波器(诸如LC滤波器)。在一些实施例中，处理500由配置成将本地振荡器调谐到期望的频率的软件或硬件实现。在一些实施例中，处理500的步骤由控制器250执行。图5中所示的用于调谐本地振荡器的处理500与图4中所示的处理400相类似，并且此处仅详细讨论那些不同的步骤。
处理500在比较器(在505)接收到本地振荡器将被调谐到的期望频率(FD)时开始。控制器(在510)将调谐码中的所有比特设置为0并(在515)将当前比特号(N)设置成等于调谐码中的比特数。控制器然后(在520)将调谐码中的位置号等于当前比特号(N)的比特设置为1，以便产生当前调谐码。控制器(在530)将当前调谐码发送到锁存器组以便存储。
锁存器组然后(在535)将当前调谐码发送到本地振荡器。当前调谐码的微调谐码部分(在540)被应用于滤波器以产生初始频率，并且调谐码的粗调谐码部分(在542)被应用于分频器电路以产生本地振荡器的当前最终振荡频率(Fosc)。计数器(在545)测量当前振荡频率(Fosc)并发送当前振荡频率(Fosc)的值到比较器。
控制器然后(在555)检查当前比特号(N)的值是否等于0。如果是，则处理500结束。如果不是，则比较器(在565)确定本地振荡器的当前振荡频率(Fosc)是否小于期望的频率(FD)。如果是，则控制器(在570)将调谐码中的位置号等于当前比特号(N)的比特设置为0。控制器然后(在575)将当前比特号(N)减小1。如果比较器确定当前振荡频率(Fosc)不小于期望的频率(FD)(在565-NO)，则控制器(在575)将当前比特号(N)减小1。处理500在步骤520继续，并且处理重复步骤520至575，直到当前比特号(N)等于0为止。
应注意，在图4的调谐处理400中，比较器(在465)确定本地振荡器的当前振荡频率(Fosc)是否大于期望的频率(FD)。这与图5的调谐处理500相反，其中在图5的调谐处理500中，比较器(在565)确定本地振荡器的当前振荡频率(Fosc)是否小于期望的频率(FQ)。通过简单地改变振荡频率和期望的频率之间的比较的基础，用于调谐具有随着调谐码的增加而产生增加的振荡频率的滤波器的本地振荡器的图4的处理400，可以很容易适于调谐具有随着调谐码的增加而产生减小的振荡频率的滤波器的本地振荡器。
在可选实施例中，图4的处理400通过简单地在步骤420之后执行比特反转(bit-inversion)步骤，可适于调谐具有随着调谐码的增加而产生减小的振荡频率的滤波器的本地振荡器。在可选实施例中，控制器(在420)产生当前调谐码，然后反转调谐码的比特。如下所述，通过使用反转的调谐码比特来选择或不选择本地振荡器的滤波器(诸如LC滤波器)中的元件，可使滤波器的振荡频率随着调谐码的增加而增加，而不是随着调谐码的增加而减小。
IV.本地振荡器中使用的滤波器的类型
本地振荡器125中使用的滤波器305可以是随着应用于滤波器的微调谐码的值的增加而展现出单调增加的振荡频率的任何滤波器(该滤波器被称为“增滤波器”)。本地振荡器125中使用的滤波器305也可以是随着应用于滤波器的微调谐码的值的增加而展现出单调减小的振荡频率的任何滤波器(该滤波器被称为“减滤波器”)。
图6是显示出增滤波器的振荡频率和微调谐码的值之间的关系的一个实例的图。随着微调谐码的值的增加，增滤波器的振荡频率沿着振荡曲线605增加。应注意，随着微调谐码的增加，增滤波器的振荡频率单调地增加，即，振荡频率遵循始终具有正的斜率的振荡曲线605。根据本发明，具有随着微调谐码的值的增加而单调增加的振荡频率的任何类型的滤波器，可以以与增滤波器相同的方式进行调谐。
增滤波器的一个实例是电阻-电容(RC)滤波器，其包括根据微调谐码确定其谐振频率的电阻和电容元件。当微调谐码被应用于RC滤波器时，通过相应的开关(例如，金属氧化物半导体晶体管)从电阻组中选择(即，添加)或不选择(即，去除)电阻。微调谐码产生使RC滤波器展现特定振荡频率的电阻组中的被选择和不被选择的电阻的特定的组合。
图7是显示出减滤波器的振荡频率和微调谐码的值之间的关系的一个实例的图。随着微调谐码的值的增加，减滤波器的振荡频率沿着振荡曲线705减小。应注意，随着微调谐码的增加，减滤波器的振荡频率单调地减小，即，振荡频率遵循始终具有负的斜率的振荡曲线705。根据本发明，具有随着微调谐码的值的增加而单调减小的振荡频率的任何类型的滤波器，可以以与减滤波器相同的方式进行调谐。
本发明的方法可容易地适于使用增滤波器或减滤波器。在一些实施例中，用于自动地调谐具有增滤波器的本地振荡器的方法，通过简单地反转微调谐码的比特并使用反转的微调谐码比特来选择或不选择减滤波器中的元件，可适于使用减滤波器。通过反转微调谐码的比特，减滤波器的振荡频率随着微调谐码的值的增加而沿着反转的振荡曲线710增加。
增滤波器的一个实例是电感-电容(LC)滤波器，其包括根据微调谐码确定其谐振频率的电感和电容元件。当微调谐码被应用于LC滤波器时，通过相应的开关(例如，金属氧化物半导体晶体管)从电容器组中选择(即，添加)或不选择(即，去除)电容器。微调谐码产生使LC滤波器展现特定振荡频率的电容器组中的被选择和不被选择的电容器的特定的组合。
尽管已经参照许多具体的细节描述了本发明，但是普通技术人员仍将认识到，本发明可以以其它具体的形式实现而不会脱离本发明的精神。考虑到前述内容，本领域的普通技术人员应该理解本发明不由前述的示例性细节限制，而是由所附权利要求限定的。

Claims (20)

1.一种用于接收并处理射频(RF)信号的调谐器电路，所述调谐器电路包括：
本地振荡器，其包括：
滤波器，用于产生具有初始频率的初始信号；和
分频器电路，用于接收所述初始信号并对所述初始信号的所
述初始频率进行分频以产生具有最终频率的最终信号；以及
第一混频器，用于接收并混合所述最终信号和所述RF信号以产生具有中频的输出信号。
2.如权利要求1所述的调谐器电路，其中：
包括微调谐码和粗调谐码的振荡器调谐码被应用于所述本地振荡器；
所述微调谐码包括所述振荡器调谐码的一个或多个比特，并且被应用于产生具有所述初始频率的所述初始信号的所述滤波器；并且
所述粗调谐码包括所述振荡器调谐码的一个或多个比特，并且被应用于产生具有所述最终频率的所述最终信号的所述分频器电路。
3.如权利要求2所述的调谐器电路，其中：
所述滤波器随着所述微调谐码的值的增加而展现出单调增加或单调减小的频率。
4.如权利要求2所述的调谐器电路，其中：
所述滤波器包括多个可选择元件；并且
不同的微调谐码产生所述滤波器中的被选择元件的不同的组合，以产生所述初始信号的不同的初始频率。
5.如权利要求2所述的调谐器电路，其中：
所述分频器电路包括串联的多个分频器，每个分频器用于以预定比例对输入信号的频率进行分频。
6.如权利要求5所述的调谐器电路，其中：
所述粗调谐码选择所述分频器电路中的特定分频器以用于输出具有所述最终频率的所述最终信号。
7.如权利要求6所述的调谐器电路，其中：
每个分频器包括开关；
所述粗调谐码通过激活所述分频器电路中的特定分频器的开关来选择所述特定分频器；并且
所述分频器电路中的所述分频器连续对所述初始信号的所述初始频率进行分频，直到所述初始信号到达被激活的开关并作为具有所述最终频率的所述最终信号而被输出。
8.如权利要求1所述的调谐器电路，其中所述本地振荡器产生同相(“I”)信号和正交(“Q”)相位信号，所述同相信号和所述正交相位信号均具有所述最终频率。
9.如权利要求8所述的调谐器电路，其中所述第一混频器被配置成接收和混合所述I信号和所述RF信号以产生具有所述中频的输出的I信号，所述调谐器电路进一步包括：
第二混频器，用于接收并混合所述Q信号和所述RF信号以产生具有所述中频的输出的Q信号。
10.如权利要求2所述的调谐器电路，进一步包括：
调谐电路，用于自动地调谐所述本地振荡器以产生期望的频率的所述最终信号。
11.如权利要求10所述的调谐器电路，其中：
所述调谐电路通过逐比特地确定所述振荡器调谐码的值，直到产生所述期望的频率为止，来将所述本地振荡器调谐到所述期望的频率，所述振荡器调谐码的所述粗调谐码部分在所述振荡器调谐码的所述微调谐码部分之前被确定。
12.如权利要求11所述的调谐器电路，其中：
所述本地振荡器可在从最高可能的频率到最低可能的频率的整个频率范围上被调谐，所述整个频率范围包括多个频率子范围；并且所述粗调谐码选择所述整个频率范围中的特定频率子范围，所述特定频率子范围包括所述期望的频率。
13.如权利要求12所述的调谐器电路，其中：
所述微调谐码以所述微调谐码的一个最不重要比特的最大误差，将所述本地振荡器调谐到所述期望的频率。
14.如权利要求10所述的调谐器电路，其中：
所述调谐电路使用基于逐次逼近的算法，将所述本地振荡器自动地调谐到所述期望的频率。
15.一种用于处理接收到的射频(RF)信号的方法，所述方法包括：
产生具有初始频率的初始信号；
对所述初始信号的所述初始频率进行分频以产生具有最终频率的最终信号；和
混合所述最终信号和所述RF信号以产生具有中频的输出信号。
16.如权利要求15所述的方法，其中：
振荡器调谐码包括微调谐码和粗调谐码；
使用所述振荡器调谐码的所述微调谐码部分产生具有所述初始频率的所述初始信号；并且
使用所述振荡器调谐码的所述粗调谐码部分产生具有所述最终频率的所述最终信号。
17.如权利要求16所述的方法，进一步包括：
自动地确定产生期望的频率的最终信号的所述振荡器调谐码。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述自动地确定所述振荡器调谐码的步骤包括：
逐比特地确定所述振荡器调谐码的值直到产生所述期望的频率为止，其中所述振荡器调谐码的所述粗调谐码部分在所述振荡器调谐码的所述微调谐码部分之前被确定。
19.如权利要求18所述的方法，其中：
所述振荡器调谐码产生从最高可能的频率到最低可能的频率的整个频率范围，所述整个频率范围包括多个频率子范围；并且
所述粗调谐码选择所述整个频率范围中的特定频率子范围，所述特定频率子范围包括所述期望的频率。
20.如权利要求19所述的方法，其中：
使用基于逐次逼近的算法来确定所述振荡器调谐码；并且
所述振荡器调谐码以所述振荡器调谐码的一个最不重要比特的最大误差，来将所述最终频率调整到所述期望的频率。
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