CN103716044B - 使用dcxo和rf pll的混合afc - Google Patents
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Abstract
本发明公开了使用DCXO和RF PLL的混合AFC，其中，一种技术用于提供混合补偿，以校正从数字控制晶体振荡器（DCXO）中输出的参考频率的漂移。将第一补偿提供给DCXO，以调节通过切换控制参考频率输出的漂移的电容器阵列中的电容器所引起的参考频率的重叠或不连续。在从DCXO中接收参考频率信号的锁相环（PLL）处获得第二补偿。该第二补偿调节PLL，以调节在DCXO中进行补偿之后仍保持的参考频率变化。
Description
相关申请的交叉参考
本发明要求于2012年9月28日向美国专利局提交的美国专利申请US13、631,421的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明的实施方式涉及无线通信，并且更具体而言，涉及用于无线移动装置的时钟和/或振荡器的频率补偿。
背景技术
如今，众所周知，各种无线通信系统用于直接或通过网络在装置之间提供通信链路。这种通信系统的范围包括国家和/或国际蜂窝电话系统、互联网、点对点家用系统以及其他系统。通信系统通常根据一个或多个通信标准或协议进行操作。例如，无线通信系统可使用IEEE802.11、BluetoothTM、高级移动电话服务（AMPS）、数字AMPS、全球移动通信系统（GSM）、码分多址（CDMA）、本地多点分配系统（LMDS）、多通道多点分配系统（MMDS）等协议进行操作。
目前，在移动（例如，蜂窝）电话领域中，基于3GPP（第三代合作伙伴项目）技术的3G（第三代）移动电话使用演进的高速封包存取（HSPA+），获得较高的下载数据速率。HSPA+允许数据速率接近21Mbps，并且在一些类别中，可超过21Mbps。移动装置具有朝着长期演进（LTE）技术和4G（第四代）技术前进的趋势，以获得更高的数据速率。
要参与无线通信的每个无线移动通信装置（例如，移动电话）通常包括内置式无线电收发器（例如，发射器和接收器），或者与相关的无线电收发器耦接。通常，收发器（或无线电）包括基带处理级和射频（RF）级。根据特定的无线通信协议，基带处理将数据转换成用于进行发送的基地信号，并且将基带信号转换成用于进行接收的数据。基带处理级与射频级（发射器部分和接收器部分）耦接，该射频级在基带信号和射频信号之间提供转换。射频级可为在基带和射频之间直接转换的直接转换收发器或者可包括一个或多个中频级。对于手持式装置，在大部分或所有元件存在于该装置中的情况下，该手持式装置通常也包括一个或多个应用处理器，用于为该装置执行各种应用。
手持式装置（例如，移动电话）的无线电部分使用晶体振荡器，以参考频率生成精确的时钟信号。在一个实例中，晶体振荡器生成时钟信号，以进一步生成本地振荡器输出，用于在接收器和/或发射器中进行信号转换。然而，频率漂移在移动（例如，蜂窝）电话中引起大量问题，例如，载波频率同步和时间同步。例如，晶体振荡器的频率漂移可引起取样时间变化，从而在正确的时间，未将数据取样。错误的取样可增大误码率（BER）并且减少系统的吞吐量。对于更高的数据速率应用（例如，HSPA+），这种损害更明显。为了避免输出频率的漂移，移动电话使用一些机构调节由晶体振荡器生成的参考频率。在过去，由电压控制的温度补偿的晶体振荡器（VC-TCXO）提供保持目标振荡频率的功能。现在低成本的更小型电话听筒在时钟接口处使用具有全集成数字控制晶体振荡器（DCXO）的收发器。DCXO使用低成本的晶体和一系列电容器，调节参考频率。
DCXO通常包含两个电容器阵列。第一电容器阵列用于提供粗调，以补偿由于工艺变化所引起的统计误差。第二电容器阵列用于提供微细的调谐功能，以补偿任何动态误差（例如，温度漂移），推动或拉动冲击。对于使用低数据速率的移动电话，某种程度的频率漂移可接受。然而，对于数据速率更高的电话（例如，具有HSPA+功能或更高功能的电话），甚至具有几赫兹的参考频率的漂移可具有很大的影响。难以在最大范围的电容器阵列中实现几Hz的分辨率，并且在一些情况下，可由制造工艺的精确度限制这种实现。因此，这些限制和工艺变化可使DCXO的分辨率降低并且在DCXO的调谐曲线中引起较大的频率间隙。如果移动电话以与该间隙交叉的频率进行操作或者试图以该频率进行操作，那么任何频率间隙可引起该电话的信号丢失。
因此，需要一种参考元件，例如，DCXO，以补偿动态和静态误差，以及连续地调节频率，以防止发生频率间隙，同时将总体的参考频率误差分辨率保持在几赫兹的范围内。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，提供了一种设备，包括：数字控制振荡器，用于生成参考频率信号；本地振荡器，被耦接为接收该参考频率信号并且基于该参考频率信号提供输出信号；以及频率校正模块，耦接至该数字控制振荡器和该本地振荡器，用于将第一补偿信号提供给该数字控制振荡器以通过调节该数字控制振荡器来补偿该参考频率信号的漂移，并且将第二补偿信号提供给该本地振荡器，以调节在该数字控制振荡器中执行补偿之后在该参考频率信号中仍保持的参考频率信号变化。
进一步地，该本地振荡器使用锁相环生成该输出信号。
进一步地，该本地振荡器将该输出信号作为本地振荡信号提供给通信装置的射频（RF）级。
进一步地，该本地振荡器将该输出信号作为本地振荡信号提供给移动电话的射频（RF）级。
进一步地，该本地振荡器将用于生成时钟信号的该输出信号提供给通信装置的数字级。
进一步地，该本地振荡器将用于生成时钟信号的该输出信号提供给移动电话的数字级。
进一步地，该第一补偿信号被应用于电容器阵列，以调谐该数字控制振荡器。
进一步地，该第一补偿信号和该第二补偿信号被用于补偿通过切换该电容器阵列所引起的该参考频率信号的重叠或不连续。
根据本发明的又一实施方式，还提供了一种设备，包括：数字控制晶体振荡器（DCXO），用于生成参考频率信号；耦接至该数字控制晶体振荡器的电容器阵列，用于通过接通和断开该电容器阵列的电容器来调节该参考频率信号，以补偿该参考频率信号中的漂移；锁相环（PLL），被耦接为接收该参考频率信号并且基于该参考频率信号提供输出信号；以及耦接至该数字控制晶体振荡器和该锁相环的频率校正模块，用于将第一补偿信号提供给该电容器阵列，以通过选择该电容器阵列的电容器来补偿该参考频率信号的漂移，其中，该第一补偿信号还用于调节通过切换该电容器阵列中的电容器所引起的该参考频率信号的重叠或不连续，该频率校正模块还将第二补偿信号提供给该锁相环，以调节在该电容器阵列中对该数字控制晶体振荡器进行补偿之后在该参考频率信号中仍保持的该参考频率信号变化。
进一步地，该锁相环将该输出信号作为本地振荡信号提供给通信装置的射频（RF）接收器。
进一步地，该本地振荡器将用于生成时钟信号的该输出信号提供给通信装置的数字级。
进一步地，还包括基带模块，用于为该通信装置提供基带处理，其中，该频率校正模块为该基带模块的一部分。
进一步地，来自该锁相环的该输出信号还作为参考输入被耦合至第二锁相环，其中，该第二锁相环用于将传输的本地振荡信号提供给该通信装置的射频发射器。
进一步地，该通信装置为移动电话。
进一步地，该电容器阵列包括用于粗调和细调该数字控制晶体振荡器的粗调电容器阵列和细调电容器阵列。
进一步地，该第一补偿信号调节当在该粗调电容器阵列和该细调电容器阵列之间进行切换时的重叠或不连续。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种方法，包括：将第一补偿信号从频率校正模块提供给电容器阵列，以通过选择该电容器阵列的电容器来补偿由数字控制晶体振荡器（DCXO）生成的参考频率的漂移，其中，该第一补偿信号还用于调节通过切换该电容器阵列中的电容器所引起的该参考频率的重叠或不连续；以及将第二补偿信号从该频率校正模块提供给被耦接为从该数字控制晶体振荡器中接收参考信号的锁相环（PLL），以调节在该电容器阵列中对该数字控制晶体振荡器进行补偿之后在该参考频率中仍保持的参考频率变化。
进一步地，该第一补偿信号将控制字提供给切换该电容器阵列的电容器的数模转换器。
进一步地，该第一补偿信号基于用于调节在切换该电容器阵列中的电容器时的偏移的曲线。
进一步地，该第一补偿信号基于用于调节在切换电容器以在该电容器阵列中提供粗调时的偏移的曲线。
附图说明
图1为网络的示图，在该网络中具有多个移动电话，其中，在该网络中的一个或多个电话根据用于实践本发明的一个实施方式进行操作；
图2为示出了包含DCXO的无线通信装置的硬件示意性框图，其中，根据用于实践本发明的一个实施方式进行操作的混合自动频率控制被用于控制参考频率的漂移；
图3A和图3B示出了包含DCXO的无线通信装置的更详细的硬件示意性框图，其中，根据用于实践本发明的一个实施方式进行操作的混合自动频率控制被用于在数字和模拟域中控制参考频率的漂移；
图4示出了用于为电容器阵列提供粗调和细调控制的电路示意图，该电容器阵列根据用于实践本发明的一个实施方式由DCXO确定参考频率；
图5示出了通过电容器阵列的操作在DCXO产生参考频率的正阶梯频率重叠的实例示图；
图6示出了通过电容器阵列的操作在DCXO产生参考频率的负阶梯频率不连续的实例示图；
图7示出了根据用于实践本发明的一个实施方式为参考频率的负阶梯频率重叠提供混合频率补偿的实例示图；
图8示出了根据用于实践本发明的一个实施方式为参考频率的负阶梯频率不连续提供混合频率补偿的实例示图；
图9示出了根据用于实践本发明的一个实施方式在DCXO处为负阶梯频率不连续提供的实例频率补偿；
图10示出了根据用于实践本发明的一个实施方式在RF PLL处为负阶梯频率不连续提供的实例频率补偿；
图11示出了根据用于实践本发明的一个实施方式使在DCXO和RFPLL处提供的频率补偿组合时所获得的实例结果。
具体实施方式
可在各种无线通信装置中实践本发明的实施方式，这些无线通信装置在无线环境或网络中进行操作。在本文中所描述的实例属于作为移动电话进行操作的装置。然而，本发明的实践不需要仅仅限于电话，并且可适合于其他无线通信装置。同样，用于生成参考频率的特定装置为数字控制（或数字补偿）的晶体振荡器（DCXO）。然而，本发明也适用于使用生成参考频率的开关电路或元件的其他振荡器。而且，在本文中补偿和使用射频（RF）锁相环（PLL），以生成本地振荡器信号，该频率基于DCXO的参考频率。然而，本发明的其他实施方式可使用各种其他电路，生成本地振荡，用于进行射频信号转换。
图1示出了无线网络100，该无线网络可为任何类型的无线网络。在一个实施方式中，网络100为移动电话网络，该移动电话网络使用3G或4G LTE进行操作，以与多个装置102-106进行通信。装置102-106为移动电话，通常称为蜂窝电话、智能电话等。然而，装置102-106可为电话以外的装置，例如，使用网络100进行通信的平板电脑或手持式多媒体装置。控制点或节点101与电话102-106进行通信。节点101通常称为NodeB（NB）或演进的NodeB（eNodeB或eNB）。然而，其他节点和控制点可用于其他网络中。在一个实例中，网络100为具有HSPA+功能的3G网络，其中，通过接近21Mbps的更高的数据速率将数据下载到装置102-106中。在其他情况下，网络100可具有高于21Mbps的数据速率。作为一个实例，网络100可为4G LTE网络。一个或多个装置102-106包括本发明的混合补偿技术，用于提供参考频率的最小漂移。要注意的是，虽然在图1中仅仅示出了5个电话，但是其他网络可具有在该网络中操作的更少或更多的电话。
图2为示出包括无线电220和应用模块230的无线通信装置200的一部分的示意性框图。无线电220包括发射器（TX）201、接收器（RX）202、本地振荡器（LO）207以及基带模块205。基带模块205包括处理器，用于提供基带处理操作。在一些实施方式中，基带模块205作为或包括数字信号处理器（DSP）。基带模块205通常与主机单元、应用处理器或由用户为装置和/或界面提供操作处理的其他单元耦接。
在图2的实例中，应用模块230在一个实例中可为应用处理器或者在另一个实例中可为主机单元。例如，在计算装置中，应用模块（或主机）230可表示计算机的计算部分，而无线电220用于提供无线电元件，用于进行射频（RF）发射和接收。同样，对于手持式装置，应用模块230可表示手持式装置的应用部分，而无线电220用于与NodeB或某种其他装置进行射频通信。在移动电话中，应用模块230包括一个或多个处理器，用于为移动电话提供各种应用程序，而无线电220提供射频通信，用于与NodeB进行通信。而且，无线电220以及应用模块230可包含在一个或多个集成电路中。
存储器206被示出为耦接至基带模块205，该存储器206可用于存储数据以及在基带模块205上进行操作的程序指令。各种存储器装置可用作存储器206。在一个实施方式中，存储器206可存储值或与下述混合频率补偿技术相关的表格。要注意的是，存储器206可位于装置200内的任何地方，并且在一个实例中，该存储器也可为基带模块205和/或应用模块230的一部分。
发射器201和接收器202通过发送/接收（T/R）开关模块203与天线（或天线组件）204耦接。发射器201和接收器202可由双工器耦接至天线。要注意的是，T/R开关模块可包括开关、功率组合器、功分器、双工器、数字处理电路以及其他装置。在一些情况下，未使用T/R开关模块。T/R开关模块203根据操作模式在发射器和接收器之间转换天线。在其他实施方式中，单独的天线可分别用于发射器201和接收器202。而且，在其他实施方式中，多个天线或天线阵列可供装置200使用，以提供天线分集或多输入和/或多输出（例如，MIMO）功能。
用于从应用模块230中进行传输的出站数据与基带模块205耦合，被转换成基带信号，然后，与发射器201耦合。发射器201将基带信号转换成出站射频（RF）信号，用于通过天线204进行传输。发射器201可使用各种上转换或调制技术中的一个，将出站基带信号转换成出站射频信号。通常，转换工艺取决于正在使用的特定通信标准或协议，例如，3G或LTE。
入站射频信号通过相似的方式由天线组件204接收并且与接收器202耦合。然后，接收器202将入站射频信号转换成入站基带信号，然后，这些入站基带信号与基带模块205耦合。接收器202可使用各种下转换或解调制技术中的一个，将入站射频信号转换成入站基带信号。入站基带信号由基带模块205处理并且将入站数据从基带模块205中输出到应用模块230。通常，基带模块205通过使用用于发送和接收的一个或多个通信协议（例如，3G或LTE）而进行操作。
LO207提供本地振荡信号，以由发射器201用于进行上转换并且由接收器202用于进行下转换。在一些实施方式中，单独的LO可用于发射器201和接收器202。虽然可使用各种LO电路，但是在一些实施方式中，PLL用于锁定LO，以根据所选择的信道频率输出频率稳定的信号。在用于实践本发明的一个实施方式中，LO207使用PLL。如下所述，在一个实施方式中，使用DCXO以将参考频率提供给LO207。
无线电220还包括DCXO211、粗细电容器控制（CAP控制）模块213以及AFC（自动频率控制或补偿）模块210。在所示出的实施方式中，AFC模块210被示出为基带模块205的一部分，但是在其他实施方式中，AFC校正模块210可位于其他地方。DCXO211通常耦接至晶体（X’TAL）参考源212，该晶体参考源以固定的频率提供稳定的参考信号。如在本文中所描述的，AFC校正模块210为CAP控制模块213提供补偿的控制信号（无论是控制字还是信号）216，以根据DAC值为DCXO211提供控制信号217，用于选择适当的电容器，以调谐DCXO211。在典型的DCXO操作中，在DCXO211内的电容器用于DCXO211的谐振电路中，从而所选择的电容值调节发送给LO207的DCXO参考信号215的频率。因此，在基带模块205确定用于在网络（例如，图1的网络100）内进行通信的信道频率时，基带模块205选择操作的信道频率。如下面所描述的，通过将补偿信号216发送给CAP控制模块213并且将补偿信号218发送给LO207，AFC校正模块210提供以稳定的参考频率操作无线电的补偿。在一些实施方式中，这两个补偿信号216、218可为相同的信号。在其他实施方式中，这两个信号216、218可为不同的信号。混合AFC技术应用这两个补偿，在DCXO处以及在RF PLL处各应用一个，以根据用于实践本发明的一个实施方式补偿参考信号漂移。
图3A和图3B（在后文中简称为图3）示出了图2的用于无线电220的更详细的等效电路，其中，在图3B中示出了基带模块205，并且在图3A中示出了射频部分（通常称为收发器或射频前端）。在图3中，接收器202的接收链路由低噪音放大器（LNA）301、混合器302、可变增益放大器303、滤波器304、模数转换器（ADC）305以及数字滤波器306表示，在该输出处，RX数据与基带模块（或基带处理器）205耦合。发射器201的发送链路由数字滤波器310（其从基带模块205中接收数据）、数模转换器（DAC）312、滤波器313、混合器314、可变增益放大器315以及功率放大器（PA）316表示。PA316的输出通过用于2G的低通滤波器或者在3G和LTE的情况下通过双工器与开关203耦合。
LO207由两个PLL环路组成，一个环路用于接收器，一个环路用于发射器。接收器PLL由在接收器PLL电路的反馈环路中的鉴频鉴相器（PFD）322、环路滤波器321、振荡器320（其作为接收器本地振荡器进行操作）以及1/N分隔器323组成。DCXO参考信号215与PFD322耦合。除了使输出作为反馈与分隔器323耦合以外，振荡器320的输出还与混合器320耦合，用于以所选择的信道频率进行射频转换。振荡器323的输出还与倍增器/分隔器（MMD）单元324耦合。
发射器PLL由在其反馈环路中的PFD325、环路滤波器326、振荡器327（其作为发射器本地振荡器进行操作）以及1/N分隔器328组成。在该实施方式中，振荡器320的输出与MMD单元324耦接，以将接收器的LO信号作为到PFD325的输入进行频率分割。振荡器327的输出与发射器混合器314耦接，并且回馈到分隔器328中。
要注意的是，发射器PLL频率的参考由接收器振荡器320的输出确定。在其他实施方式中，发射器PLL可为单独的电路或者其参考由DCXO参考信号215设置。然而，这需要单独补偿RX和TX PLL。图3的所示出的实施方式允许DCXO参考信号215在RX PLL上进行操作，并且RXPLL的经补偿的输出用作TX PLL的参考。因此，在RF PLL级中，RX和TX PLL仅仅需要一个补偿。
为DCXO211提供的补偿以及为RF PLL提供的补偿在图3中由粗线（补偿信号216、218）示出并且根据以下示图进行描述。要理解的是，在本技术领域中，众所周知典型的PLL电路的操作。
基带模块205也使用PLL级，控制数字时钟。数字PLL由在反馈环路中的PFD342（其也接收DCXO参考信号）、环路滤波器341、振荡器340以及1/N分隔器343组成。振荡器340的输出与分频器（或分隔器/倍增器）344耦合，以生成用于基带数字模块（例如，电路）345的数字时钟，并且生成用于无线电数字模块330的数字时钟。AFC校正模块210（在该实施方式中，示出为作为基带模块205的一部分而存在）为数字PLL提供补偿信号346（粗线）。
图4示出了用于CAP控制模块213和DCXO211的更详细的示图。如图所示，DCXO211包括用于提供DCXO211的粗调的电容器阵列（示出为可变电容器）252以及用于提供DCXO211的细调的电容器阵列253（也示出为可变电容器）。粗电容器控制电路250控制用于阵列252的电容值的选择，并且细电容器控制电路251控制用于阵列253的电容值的选择。在一个实施方式中，从AFC校正模块210中发送AFC校正控制字，作为补偿信号216。通过选择调节DCXO211的输出频率的电容值，电容器控制电路控制DCXO211的频率输出。在一个实施方式中，接通和断开在粗阵列252中的电容器和在细阵列253中的电容器，以调节DCXO211的频率。
通常，通过首先设置粗值，这两个电容器阵列252、253做出回应，并且接通（或断开）细阵列的电容器，用于增大细微的变化。然而，在细调调整自然地进行时，重新设置细调电容器，并且进行下一个粗调。这与通过最低有效位等级（细调）使位变化增大具有相同的意义，直到重新设置位，并且最高有效位（粗调）增大，用于开始进行该序列最低有效位（lsb）调节。实际上，在一个实施方式中，AFC校正模块210的控制字用于在粗电容器控制250和细电容器控制251中为DAC设置DAC值。DAC用于在这两个阵列252、253中接通和断开多个电容器。
图5示出了在切换DCXO211的电容器期间发生这种粗调时的情况。示图400示出了设置频率的参考时钟对DCXO DAC值的一部分。将这个参考频率示出为方差（用百万分率（或ppm）表示，远离参考系统时钟）。例如，在一个实施方式中，晶体参考频率（SYSCLK）为26MHz，并且由于静态和/或动态条件的变化，从而DCXO参考频率偏离26MHz时，电容器阵列252、253改变频率。在进行粗调的交叉点401（记为0x00lsb交叉）处，频率输出发生明显变化。这通常是因为在结束一系列细调并且接通下一个粗调的接合点处，未进行理想的配合。这种突然转变可采取正阶梯（如图5中所示）或者可采取负阶梯，如在图6中的示图410的转变点411处所示。
尽管示图400的转变很突然，但是正阶梯为频率重叠，这表示穿过点401的曲线部分重复在点401之前实现的某个频率。因此，由于不止一个DAC值可表示相同的频率，所以一些频率重复，并且可引起难以进行参考频率调节。然而，由于在点411处具有频率不连续，所以示图410的负阶梯可引起频率丢失。如果所选择的参考频率调节位于转变点411处或附近，则在点411处的这种频率不连续可促使电话增大其误码率（BER）或块错误率（BLER），缺少一些信道或者在操作期间丢失这些信道。重叠和不连续状态也可影响取样，如在背景技术部分中所述。
要注意的是，可为DCXO确定在DAC值和参考频率的调节之间的关系。在包含DCXO的集成电路上进行诊断时，这可在制造的层面上进行。随后也可进行测试或评估。无论如何，通过测试和分析，可为特定的DCXO研究频率响应曲线。因此，可获得响应曲线，例如，在图5和6中所示的响应曲线，以确定穿过不同的DAC值的参考频率变化。
为了解释上述电容器切换所引起的频率重叠和不连续，本发明的一个实施方式补偿发送给DCXO211并且由DCXO211使用的DAC值。图7示出了用于为重叠情况提供DCXO补偿的示图420，并且图8示出了用于为不连续情况提供PLL补偿的示图430。频率调节与在图7和图8中的AFC调谐代码相关，该调谐代码与上述DAC值对应。即，提供编码的控制字由AFC校正模块210生成。
在图7中，示图420示出了在0x00lsb交叉处的两个转变点421和422。要注意的是，根据所使用的电容器阵列的性质，DCXO响应曲线可具有更多的这种转变点。在具有重叠的每个转变点（例如，点421、422）处，选择大约位于重叠部分上的中间的位置。这在每个转变中进行。绘制连接中间位置的线，由线423、424、425例证。通常，这些线与响应曲线相交，从而在每个线段中（在转变点之间）具有负偏移部分和正偏移部分。与原始DCXO曲线相比，所产生的这序列线路423、424、425提供穿过DAC值的更具线性的转变。因此，然后，DAC值与DCXO频率相关，从而如果DCXO示出了重叠状态，那么DCXO响应曲线现在循着分割线423、424、425。
同样，示图430示出了在0x00lsb交叉处的两个转变点431和432。要注意的是，根据所使用的电容器阵列的性质，DCXO响应曲线可具有更多的这种转变点。在具有不连续的每个转变点（例如，点431、432）处，选择大约位于不连续部分上的中间的位置。这在每个转变中进行。绘制连接中间位置的线路，由线路433、434、435例证。通常，这些线路与响应曲线相交，从而在每个线段中（在转变点之间）具有负偏移部分和正偏移部分。与原始DCXO曲线相比，所产生的这序列线路433、434、435提供穿过DAC值的更具线性的转变。因此，然后，DAC值与DCXO频率相关，从而如果DCXO示出了不连续状态，那么DCXO响应曲线现在循着分割线433、434、435。
要注意的是，在测试期间，可分析在其上具有DCXO的特定集成电路，以确定该集成电路是否示出了重叠状态、不连续状态还是这两者的组合。然后，通过确定在重叠和/或不连续位置之间的曲线线段具有偏移，可确定更平滑的曲线。然后，可通过相应的偏移值调节原始DAC值，并且将其存储，作为经补偿的值，用于选择电容器，以调节DCXO参考信号输出。
因此，图9示出了经补偿的DCXO频率响应，该响应比没有补偿的响应更平滑（例如，图5和图6）。然而，由于通常不能在这种精细的程度上控制电容器，以在转变点处移除所有偏移，所以依然具有一些重叠或不连续。曲线图500示出了经补偿的DCXO的残余不连续。
为了进一步补偿这种残余重叠或不连续，应用第二补偿，但是这次，该补偿用于RF PLL中。如图3中所示，将该第二补偿提供给在RX PLL环路中的分隔器323。调节被应用为在PLL反馈环路中改变分隔器值，从而提供PLL补偿。一旦如在图9的实例中所示，确定DCXO补偿的响应（例如，再次通过测试），那么就为曲线500的转变点，调节PLL反馈。该PLL补偿在图10中示出为曲线510。在这两个曲线500、510相结合时，最终结果在图11中示出为曲线520。要注意的是，基本上移除或者至少明显地减少任何重叠或不连续。现在，在DAC值和DCXO频率之间具有更平稳的一对一关系。
这个经补偿的相关性存储在例如存储器206内，并且由AFC校正模块210提供，以随着条件的变化，补偿参考频率的漂移。由于在相同的源极（例如，AFC校正模块）处生成这两个补偿信号，所以在这两个补偿信号之间没有误差。而且，相同的技术可适用于数字PLL，其中，DCXO补偿的信号与PFD342耦合，并且由信号340提供数字PLL补偿。
因此，描述了补偿DCXO和PLL（射频和/或数字）的混合技术，其中，可在未补偿的DCXO上更可靠平稳地进行参考频率的调节，以调节参考频率的漂移。该技术为混合式，这是因为一种补偿用于调谐DCXO，而第二补偿调节使用DCXO的参考频率的PLL。通过所描述的混合设置，对基带或RF PLL的要求非常宽松，这是因为所覆盖的频率范围可由最大可能的正/负重叠或不连续限制。因此，在某些情况下，与可固定DCXO的自由运行的晶体振荡器相比，混合设置的实现可简单地多，同时提供低至几赫兹或者甚至低至1赫兹的分辨率。
而且，尽管根据移动电话了描述本公开，但是本发明的实施方式可容易地在其他装置（包括其他无线通信装置）中实现。
上面已经借助于阐述某些功能的性能的功能性构件，描述了本发明的实施方式。为了便于描述，已经任意地限定了这些功能性构件的界限。只要适当地执行所述某些功能，就可限定可选的界限。本领域的技术人员也会认识到，如图所示，或通过离散元件、专用集成电路、执行适当的软件的处理器等或其任意组合，可实现功能性构件以及在本文中的其他阐述性方块、模块和元件。
本文中也可使用的术语“处理模块”、“处理电路”、和/或“处理单元”，可为一个处理装置或多个处理装置。这种处理装置可为微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑装置、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路、和/或根据电路的硬编码和/或操作指令操纵（模拟或数字）信号的任何装置。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可为或可进一步包括存储器和/或集成存储器部件，其可为单个存储器装置、多个存储器装置、和/或另一个处理模块、模块、处理电路和/或处理单元的嵌入式电路。这种存储器装置可为只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪速存储器、高速存储器、和/或存储数字信息的任何装置。
Claims (10)
1.一种频率信号处理设备，包括：
数字控制振荡器，用于生成参考频率信号；
本地振荡器，被耦接为接收所述参考频率信号并且基于所述参考频率信号提供输出信号；以及
频率校正模块，耦接至所述数字控制振荡器和所述本地振荡器，用于将第一补偿信号提供给所述数字控制振荡器以通过调节所述数字控制振荡器来补偿所述参考频率信号的漂移，并且将第二补偿信号提供给所述本地振荡器，以调节在所述数字控制振荡器中执行补偿之后在所述参考频率信号中仍保持的参考频率信号变化。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述本地振荡器使用锁相环生成所述输出信号。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述本地振荡器将所述输出信号作为本地振荡信号提供给通信装置的射频(RF)级。
4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述本地振荡器将所述输出信号作为本地振荡信号提供给移动电话的射频(RF)级。
5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述本地振荡器将用于生成时钟信号的所述输出信号提供给通信装置的数字级。
6.根据权利要求2所述的设备，其中，所述本地振荡器将用于生成时钟信号的所述输出信号提供给移动电话的数字级。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一补偿信号被应用于电容器阵列，以调谐所述数字控制振荡器。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第一补偿信号和所述第二补偿信号被用于补偿通过切换所述电容器阵列所引起的所述参考频率信号的重叠或不连续。
9.一种频率信号处理设备，包括：
数字控制晶体振荡器(DCXO)，用于生成参考频率信号；
耦接至所述数字控制晶体振荡器的电容器阵列，用于通过接通和断开所述电容器阵列的电容器来调节所述参考频率信号，以补偿所述参考频率信号中的漂移；
锁相环(PLL)，被耦接为接收所述参考频率信号并且基于所述参考频率信号提供输出信号；以及
耦接至所述数字控制晶体振荡器和所述锁相环的频率校正模块，用于将第一补偿信号提供给所述电容器阵列，以通过选择所述电容器阵列的电容器来补偿所述参考频率信号的漂移，其中，所述第一补偿信号还用于调节通过切换所述电容器阵列中的电容器所引起的所述参考频率信号的重叠或不连续，所述频率校正模块还将第二补偿信号提供给所述锁相环，以调节在所述电容器阵列中对所述数字控制晶体振荡器进行补偿之后在所述参考频率信号中仍保持的所述参考频率信号变化。
10.一种频率信号处理方法，包括：
将第一补偿信号从频率校正模块提供给电容器阵列，以通过选择所述电容器阵列的电容器来补偿由数字控制晶体振荡器(DCXO)生成的参考频率的漂移，其中，所述第一补偿信号还用于调节通过切换所述电容器阵列中的电容器所引起的所述参考频率的重叠或不连续；以及
将第二补偿信号从所述频率校正模块提供给被耦接为从所述数字控制晶体振荡器中接收参考信号的锁相环(PLL)，以调节在所述电容器阵列中对所述数字控制晶体振荡器进行补偿之后在所述参考频率中仍保持的参考频率变化。
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