CN105577120A - 振荡器和开始振荡的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于产生振荡信号的装置，包括用以加速振荡信号从冷启动达到规定的稳态状况的时间的电路。所述装置包括：振荡电路，用以产生振荡信号；第一电路，用以向振荡电路提供第一电流；第二电路，用以向振荡电路提供第二电流，其中，第一电流和第二电流适于减少所述振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度。所述装置在使用低占空比脉冲调制以建立一条或多条通信信道的通信系统中是有用的，由此，所述装置大约在脉冲的开头处开始产生振荡信号，并大约在脉冲的结尾处终止振荡信号。

Description

振荡器和开始振荡的方法
本申请是申请日为2007月5月15日、申请号为200780052454.1的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开文件总体上涉及产生振荡信号，更具体的，涉及减少振荡信号达到规定的稳态状况的时间。
背景技术
以前的通信系统使用普遍上功率效率低的技术。这些系统通常使用的发射机和接收机即使在它们没有发送或接收通信的时间期间也需要持续的功率。在保持空闲的同时仍消耗功率的这种系统由功率的角度来说通常效率较低。
在一些应用中，功率效率低的通信设备在它们的持续使用方面存在局限性。例如，依赖于电池功率的便携式通信设备在电池需要更换或充电之前通常提供相对较短的持续操作。在一些情况下，这会导致不利的后果，例如数据丢失、通信延迟、掉话和故障时间。
另一方面，在空闲时间期间消耗的功率充分低的通信系统能够以有限的电源操作较长的时间段。因此，只有在要发送信号的时候才给发射机供电的通信系统通常会比持续通电的发射机消耗更少的功率。类似的，只有在要接收信号的时候才给接收机供电的通信系统通常会比持续通电的接收机消耗更少的功率。
脉冲调制器可以用于控制发射和接收信号的时间。在这一点上，脉冲调制器可以给发射机本地振荡器(LO)通电，以便仅在脉冲持续时间期间发射信号。类似的，脉冲调制器可以给接收机LO通电，以便仅在脉冲持续时间期间接收信号。以此能力，LO在每一个脉冲的持续时间期间产生并维持振荡信号。如果脉冲宽度相对较短，例如在低占空比应用中，LO就应迅速地做出响应以产生足够稳定的振荡信号。
发明内容
以下是公开文件的示例性方案的概述。为了方便，本文中可以将公开文件的一个或多个方案简称为“一些方案”。
公开文件的一些方案涉及一种装置，用于产生振荡信号。所述装置包括：第一电路，用以产生振荡信号；第二电路，用以向第一电路提供第一电流；及第三电路，用以向第一电路提供第二电流，其中，第一电流和第二电流适于减少振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度。
在一些方案中，可以将所述装置配置为压控振荡器(VCO)。在这一点上，第二电路可以被配置为增强偏置电路(boostbiascircuit)，用以加速振荡信号从冷启动达到规定的稳态状况的时间。这在使用低占空比脉冲调制来建立一条或多条通信信道的通信系统和设备中是尤其有用的。在这种应用中，用作本地振荡器(LO)的VCO大约在脉冲的开头处开始产生振荡信号，并大约在脉冲的结尾处终止振荡信号。为了改进通信性能，振荡信号应在与脉冲宽度相比而言相对较短的时间段内达到规定的稳态状况。
在一些方案中，VCO包括：振荡电路，用以产生振荡信号；静态偏置电路，用以向振荡电路提供静态电流；及增强偏置电路，用以向振荡电路提供增强电流，其中，增强电流和静态电流适于减小振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度。
在一些方案中，所述装置的第一电路可以包括耦合到负电阻产生器的谐振电路。谐振电路又可以包括耦合到电容元件的电感元件。电容元件可以包括可编程开关电容器组，用于调谐振荡信号的频率。
在一些方案中，所述装置还可以包括稳态检测器，所述稳态检测器响应于检测到振荡信号的规定的稳态状况，禁止第三电路向第一电路提供第二电流。因此，只能在启动时为了迅速地实现振荡信号的规定的稳态状况而使用第三电路。振荡信号的规定的稳态状况可以指定振荡信号的振幅和/或频率的稳定性要求。
在一些方案中，所述装置还可以包括频率校准单元，所述频率校准单元调谐第一电路，以使得振荡信号在规定的频率范围之内循环。在一些通信系统中，例如能量检测系统，LO的频率不必如此精确。例如，所述规定的频率范围可以达到规定的中心频率的百分之五(5％)。频率校准单元在通电时、检测到高于规定阈值的环境温度变化时、和/或在接收到振荡信号的新的频率技术要求时，校准或调谐第一电路。
在一些方案中，可以将一个或多个装置用作通信系统和设备中的本地振荡器(LO)，以便对信号进行上变频和下变频。例如，所述装置可以用于建立一条或多条超宽带(UMB)信道，以便使用脉分多址(PDMA)、脉分复用(PDM)或者其它类型的脉冲调制技术来与其它设备通信。可以将UMB信道定义为具有在20％或更大数量级上的相对带宽、在500MHz或更大数量级上的带宽、或者二者。相对带宽是与一个设备相关联的特定带宽除以其中心频率。例如，根据本公开文件的设备可以具有中心频率为8.125GHz的1.75GHz带宽，因此，其相对带宽是1.75/8.125或21.5％。
在一些方案中，所述装置可以实现为或包括：耳机、医学设备、麦克风、生物测定传感器、心率监视器、计步器、EKG设备、用户I/O设备、手表、遥控器、开关、胎压监视器、娱乐设备、计算机、销售点设备、助听器、机顶盒、蜂窝电话，或者具有某些形式的无线信号传输能力的设备。在一些方案中，所述装置可以实现为或包括接入点，例如WiFi节点。例如，接入点可以经由有线或无线通信链路提供到另一个网络(例如互联网之类的广域网)的连通性。
在结合附图加以考虑时，依据本公开文件的以下详细说明，本公开文件的其它方案、优点和创新特点是显而易见的。
附图说明
图1A示出了根据本公开文件的一些方案的用于产生振荡信号的示例性装置的方框图；
图1B示出了根据本公开文件的一些方案的用于产生振荡信号的示例性装置的方框图；
图1C示出了根据本公开文件的一些方案的用于产生振荡信号的示例性方法的流程图；
图2示出了根据本公开文件的一些方案的用来对用于产生振荡信号的装置进行校准的示例性方法的流程图；
图3示出了根据本公开文件的一些方案的用来对用于产生振荡信号的装置进行使能或禁用的示例性方法的流程图；
图4示出了根据本公开文件的一些方案的用于产生振荡信号的示例性装置的示意图；
图5示出了根据本公开文件的一些方案的示例性通信设备的方框示意图；
图6A-D示出了根据本公开文件的一些方案的各种脉冲调制技术的时序图；及
图7示出了根据本公开文件的一些方案的经由多条信道彼此进行通信的多个通信设备的方框图。
具体实施方式
以下说明了本公开文件的各个方案。显然，本文的教导可以体现为各种形式，本文公开的任何具体结构、功能或二者都仅仅是代表性的。根据本文的教导，本领域技术人员应意识到可以独立于任何其它方案来实现本文公开的方案，并且可以以各种方式组合这些方案中的两个或多个。例如，可以用本文阐述的任何数量的方案来实现装置或实施方法。另外，可以用添加到本文阐述的一个或多个方案中的，或者除了本文阐述的一个或多个方案之外的其它结构、功能或结构与功能来实现这种装置或实施这种方法。
作为以上一些概念的示例，在一些方案中，根据本公开文件的创新设备或装置包括：第一电路，用以产生振荡信号；第二电路，用以向第一电路提供第一电流；及第三电路，用以向第一电路提供第二电流，其中，第一电流和第二电流适于减少振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度。在其它方案中，本创新装置可以包括VCO，其又包括单个电路，所述单个电路为振荡电路产生初始较高的电流，以便加速规定的稳态振荡信号的所述产生，并且为振荡电路产生随后的较低的电流，以便维持规定的稳态振荡信号的所述产生。如本文所用的术语“规定的”可以解释为“预定”、“预先规定的”或“动态地规定的”。
图1A示出了根据本公开文件的一些方案的用于产生振荡信号的示例性装置100的方框图。装置100能够产生具有由频率输入指定的频率的振荡信号。在一些方案中，装置100可以被配置为或包括压控振荡器(VCO)。装置100包括集成电路，用于产生第一电流和第二电流，以便加速振荡信号从启动状况达到规定的稳态状况。如以下更详细论述的，这对于使用相对较低占空比的脉冲调制来建立通信信道的通信设备来说是尤其有用的。在这一点上，装置100大约在脉冲的开头处开始产生振荡信号，并大约在脉冲的结尾处停止振荡信号。
更具体的，装置100包括：集成电路(IC)102，用于产生第一电流(例如静态偏置电流)；IC104，用于产生第二电流(例如增强偏置电流)；及IC106，用于产生振荡信号106。尽管在该示例中将IC102、104和106图示为单独的IC，但应理解，可以将任意的这些IC配置到一个或多个IC中。IC106产生以由频率输入指定的频率进行循环的振荡信号(例如，正弦信号)。IC102在启动和稳态状况期间向IC106提供第一电流。IC104在启动期间向IC106提供第二电流，以便加速振荡信号达到规定的稳态状况。所述规定的稳态状况可以指定了振荡信号的频率和/或振幅的稳定性要求。
图1B示出了根据本公开文件的一些方案的用于产生振荡信号的示例性装置150的方框图。装置150可以是先前讨论的装置100的更具体的实现方式。具体的，装置150包括：电路152，用于产生第一电流(例如，静态偏置电流)；电路154，用于产生第二电流(例如，增强偏置电流)；输出稳态检测器156；频率校准单元158；电路160，用于产生振荡信号(“振荡电路”)；及环境温度传感器162。电路160产生以可调谐的频率进行循环的振荡信号，该频率可借助于从频率校准单元158接收的频率调谐字进行调谐。
频率校准单元158接收用于指定振荡信号的频率或频率范围的频率输入字，并根据从振荡电路160的输出接收的样本来测量振荡信号的实际频率。根据频率输入字和测量的频率，频率校准单元158产生频率调谐字，其调谐振荡电路160，以使得振荡信号的频率在由该频率输入字指定的要求之内。频率校准单元158可以在通电时、接收到新的频率输入字时、和/或检测到超过规定阈值的环境温度变化时，校准振荡信号的频率。频率校准单元158从环境温度传感器162接收温度信息。
电路152在启动和稳态状况期间向振荡电路160提供第一电流。增强偏置电路154在启动期间向振荡电路160提供第二电流，以便加速振荡信号从启动状况达到规定的稳态状况。输出稳态检测器156采样振荡电路160的输出，以便在检测器156检测到振荡信号的规定的稳态状况时禁用电路154。因此，在振荡电路160的启动期间使用电路154，以便减小振荡信号达到规定的稳态状况的时间。如前所述，所述规定的稳态状况可以指定了振荡信号的频率和/或振幅的稳定性要求。
图1C示出了根据本公开文件的一些方案的用于产生振荡信号的示例性方法170的流程图。根据方法170，产生第一电流(例如静态偏置电流)(块171)。另外，产生第二电流(例如，增强偏置电流)(块174)。随后，响应于第一电流和第二电流而产生振荡信号(块176)。
图2示出了根据本公开文件的一些方案的用于对装置150进行校准的示例性方法200的流程图。根据方法200，频率校准单元158检测包含装置150的单元(例如通信设备)的通电(块202)。随后，频率校准单元158可以接收频率输入字，其为由振荡电路160产生的振荡信号指定了频率或频率范围(块204)。在具体应用中，如以下更详细论述的，该规定的频率范围可以相对较大。就是说，装置150的输出频率不必是精确的。例如，所指定的频率范围可以达到规定的中心频率的百分之一。
随后，频率校准单元158通过向电路152和154发送振荡器使能信号以便向振荡电路160提供第一电流和第二电流，来使能振荡电路160(块206)。频率校准单元158随后产生输入频率调谐字，以使得振荡电路160产生以初始频率循环的振荡信号(块208)。频率校准单元158根据振荡电路160的采样输出来测量振荡信号的频率(块210)。
频率校准单元158随后确定振荡信号的测量频率是否在规定范围之内(块212)。如果频率校准单元158确定测量的频率高于规定范围，频率校准单元158就递减频率调谐字，以便减小振荡信号的频率(块214)。另一方面，如果频率校准单元158确定测量的频率低于规定范围，频率校准单元158就递增输入频率调谐字，以便增大振荡信号的频率(块216)。在执行了操作214或216后，频率校准单元158分别执行每一个操作210和212的另一次频率测量和比较。
如果在操作212中，频率校准单元158确定振荡信号的测量频率在规定范围之内，频率校准单元158就存储该频率调谐字(块218)。频率校准单元158随后向电路152发送禁用振荡器信号来停止产生第一电流，以便禁用振荡电路(块220)。注意，频率校准单元158不必向电路154发送禁用振荡器信号，因为输出稳态检测器156可以在检测到振荡信号的规定的稳态状况之后已经禁用了电路154。
如前所述，频率校准单元158可以在它检测到超过规定阈值的环境温度变化时，或者它接收到新的频率输入字时执行对振荡电路160的频率校准。在这一点上，频率校准单元158从环境温度传感器162接收环境温度信息(块222)。频率校准单元158随后确定当前环境温度是否已经从与先前频率校准相关的环境温度变化了一规定阈值(块224)。如果频率校准单元确定环境温度中的变化超过了该阈值，频率校准单元158就使能振荡电路160(块228)并执行如操作210到220所指定的另一个校准例程。
另一方面，如果频率校准单元158确定环境温度中的变化没有超过该阈值，频率校准单元158就确定它是否接收到新的频率输入字(块226)。如果频率校准单元158没有接收到新的频率输入字，它就可以返回到操作222，以确定环境温度变化是否超过了该阈值。另一方面，如果频率校准单元158接收到新的频率输入字，频率校准单元158就重新使能振荡电路160(块228)并执行由操作210到220所指定的另一个校准例程。频率校准单元158可以主动提前测试环境温度变化和/或新的频率输入字，或者可以仅仅通过中断操作来对其做出反应。
图3示出了根据本公开文件的一些方案的使能和禁用装置150的示例性方法300的流程图。根据方法300，装置150从外部设备接收振荡器使能信号(块302)。例如，外部设备可以是脉冲调制设备，其用于通过使用PDMA或PDM调制技术来建立通信信道。在这一点上，仅在大约脉冲时间长度期间内开启装置150。因此，脉冲的前沿可以用作振荡器使能信号。
响应于振荡器使能信号，以任意顺序或同时地启动电流产生电路152和154(块304和306)。电路152和154的启动使得振荡电路160开始产生振荡信号。如前所述，电路154帮助减小振荡信号达到规定的稳态状况的时间。所述规定的稳态状况可以是基于振荡信号的振幅和/或频率的稳定性。例如，所述规定的稳态状况可以将振荡信号的振幅稳定性指定为变化不超过15％。所述规定的稳态状况还可以将振荡信号的频率稳定性指定为变化不超过1％。
输出稳态检测器156测量由振荡电路160产生的振荡信号的稳态状况(块308)。输出稳态检测器156随后确定振荡信号的稳态状况是否满足规定的稳态状况的要求(块310)。如果振荡信号的稳态状况不满足该要求，输出稳态检测器156就继续执行操作308和310，直到满足了规定的稳态状况为止。当输出稳态检测器156确定振荡信号的稳态状况满足了技术要求，输出稳态检测器156就禁用电路154(块312)。以此方式，电路154仅被使能用来加速振荡信号达到规定的稳态状况，从而在稳态振荡期间节省能量。
装置150随后可以从外部设备接收振荡器禁用信号(块314)。如前所述，外部设备可以在脉冲结尾处禁用装置150。因此，振荡器禁用信号可以是脉冲的后沿。响应于振荡器禁用信号，禁用电路152(块316)。禁用电路152的一个目的是省电。然而，可以使用振荡的持续性来更早地关闭电路152，从而更省电。
图4示出了根据本公开文件的一些方案的用于产生振荡信号的示例性装置400的示意图。装置400可以是前述任何方案的具体实现方式。装置400包括振荡电路412，其包括与开关电容器组(switchedcapacitorbank)416和负电阻产生器418并行耦合的电感器414。装置400还包括频率校准电路410，其校准由振荡电路412产生的振荡信号的频率。更具体的，频率校准电路410产生数字频率字，其选择将开关电容器组416的哪些电容器与电感器414和负电阻产生器418并行耦合，从而控制振荡信号的频率。频率校准电路410可以包括计数器(未示出)，用以计数振荡信号的周期，以便为了调谐目的而测量其频率。
装置400还包括直流(DC)电源409、第一可控电流源404和静态DC偏置电路402。电源409向第一可控电流源404供电。响应于接收到使能信号，静态DC偏置电路402控制由第一可控电流源404施加到振荡电路412的静态偏置电流。静态偏置电流用于启动并维持振荡电路412产生振荡信号。
装置400还包括增强偏置电路422、输出稳态检测器420、可控放大器424和第二可控电流源408。电源409向第二可控电流源408供电。响应于接收到使能信号，增强偏置电路422被使能以产生增强偏置电流，将其通过可控放大器424和第二可控电流源408施加到振荡电路412。如前所述，增强偏置电路422帮助减小振荡信号达到规定的稳态状况的时间。输出稳态检测器420耦合到振荡电路412，用以确定振荡信号的稳态状况。当输出稳态检测器420确定振荡信号的振幅、频率或振幅与频率两者满足了规定的技术要求时，输出稳态检测器420就禁用可控放大器424，以使得不再将增强偏置电流施加到振荡电路412。
图5示出了根据本公开文件的一些方案的将用于振荡信号的一个或多个装置用作本地振荡器(LO)的示例性通信设备500的方框图。通信设备500包括接收机部，其包括低噪声放大器(LNA)502、混频器504、接收机本地振荡器(LO)510、基带放大器506和能量检测器508。通信设备500还包括发射机部，其包括基带放大器528、混频器526、发射机LO522和功率放大器524。通信设备500还包括天线512和开关514，开关514选择性地在发射期间将发射机部与接收机部隔离。另外，通信设备500包括基带单元520、信道控制器518和脉冲调制器516。基带单元520处理从接收机部接收的基带信号，并处理由发射机部发送的基带信号。
脉冲调制器516耦合到接收机LO510，以在由脉冲规定的特定时刻使能接收机LO，以便使用脉分多址(PDMA)、脉分复用(PDM)或其它类型的脉冲调制技术来建立接收通信信道(例如，超宽带(UWB)通信信道)。脉冲调制器516还耦合到发射机LO512，以在由脉冲规定的特定时刻使能发射机LO，以便使用PDMA、PDM或其它类型的脉冲调制技术来建立发射通信信道(例如，超宽带(UWB)通信信道)。可以同时建立发射信道和接收信道，尽管这些信道可能是正交的以便彼此不干扰。可以将超宽带(UWB)信道定义为具有在20％或更大数量级上的相对带宽、具有在500MHz或更大数量级上的带宽、或者具有在20％或更大数量级上的相对带宽及在500MHz或更大数量级上的带宽的信道。相对带宽是与一个设备相关联的特定带宽除以其中心频率。例如，根据本公开文件的设备可以具有中心频率8.125GHz的1.75GHz带宽，因此，其相对带宽是1.75/8.125或21.5％。
信道控制器518耦合到脉冲调制器516，以便借助于以下更详细描述的脉冲调制技术来建立接收通信信道和发射通信信道。信道控制器518耦合到开关514，以便将开关设定为接收模式，其中它将天线514耦合到LNA502，或者将开关设定为发射模式，其中它将功率放大器524耦合到天线512。如果将通信设备500配置为无线设备，例如与IEEE802.11或802.15相关的无线设备，天线504就用作到无线介质的接口，以便以无线方式向和从其它无线设备发送并接收信息。
使用脉冲调制技术来使能或禁用发射机和接收机，可以为通信设备500实现改进的功率效率。例如，在发射机不发送并且接收机不接收的时间期间，这些设备可以以低功率模式或无功率模式操作，以便省电，例如节省由电池提供的电力。例如，对于数据的发送，可以在时间区间内的第一时间段内发送占用频率带宽的数据，其中，在第一时间区间内发送数据的时间发生变化以使得这个变化与至少两个时间区间相关联，并且在该间隔内的至少第二时间段内减小通信设备500的一些组件的功耗。
图6A示出了作为PDMA调制的一个示例，以不同脉冲重复频率(PRF)定义的不同信道(信道1和2)。具体的，用于信道1的脉冲具有对应于脉冲到脉冲延迟周期602的脉冲重复频率(PRF)。相反，用于信道2的脉冲具有对应于脉冲到脉冲延迟周期604的脉冲重复频率(PRF)。这个技术因此可以用于定义在两个信道之间的脉冲冲突具有相对较低可能性的伪正交信道。具体的，可以通过使用脉冲的低占空比来实现脉冲冲突的低可能性。例如，通过对脉冲重复频率(PRF)的适当选择，一个给定信道的基本上所有的脉冲可以在与任何其它信道的脉冲都不同的时间发送。可以将信道控制器518和脉冲位置调制器516配置为建立脉冲重复频率(PRF)调制。
为一个给定信道定义的脉冲重复频率(PRF)可以取决于由该信道支持的一个或多个数据速率。例如，支持非常低的数据速率(例如，在每秒几千比特或Kbps数量级)的信道可以使用相应的低脉冲重复频率(PRF)。相反，支持相对较高数据速率(例如，在每秒几兆比特或Mbps数量级)的信道可以使用相应较高的脉冲重复频率(PRF)。
图6B示出了作为PDMA调制的一个示例，以不同脉冲位置或偏移定义的不同信道(信道1和2)。根据第一脉冲偏移(例如，相对于给定时间点，未示出)，在由线606表示的时间点处产生用于信道1的脉冲。相反，根据第二脉冲偏移，在由线608表示的时间点处产生用于信道2的脉冲。给定了在脉冲之间的脉冲偏移差(如由箭头610表示)，可以将这个技术用于减小在这两条信道之间的脉冲冲突的可能性。根据为这些信道定义的任何其它信号传输参数(例如，如本文所论述的)和在设备之间的时序精度(例如，相对时钟漂移)，可以使用不同的脉冲偏移来提供正交的或伪正交的信道。可以将信道控制器518和脉冲位置调制器516配置为建立位置或偏移调制。
图6C示出了以不同跳时序列定义的不同信道(信道1和2)。例如，可以在根据一个跳时序列的时间处产生用于信道1的脉冲612，而在根据另一个跳时序列的时间处产生用于信道2的脉冲614。根据所使用的具体序列和在设备之间的时序精度，可以将这个技术用于提供正交的或伪正交的信道。例如，跳时的脉冲位置可以不是周期性的，以便减小来自相邻信道的重复脉冲冲突的可能性。可以将信道控制器518和脉冲位置调制器516配置为建立跳时调制。
图6D示出了作为PDM调制的一个示例，以不同时隙定义的不同信道。在一些特定时刻产生用于信道L1的脉冲。类似的，在一些其它时刻产生用于信道L2的脉冲。以相同的方式，在一些再其它的时刻产生用于信道L3的脉冲。通常，属于不同信道的时刻不重合或者可以是正交的，以减小或消除在不同信道之间的干扰。可以将信道控制器518和脉冲位置调制器516配置为建立PDM调制。
应意识到，其它技术也可以用于根据脉冲调制方案来定义信道。例如，可以根据不同的扩展伪随机数序列或者一个或多个其它适合的参数来定义信道。此外，可以根据两个或更多个参数的组合来定义信道。
图7示出了根据本公开文件的一些方案，不同超宽带(UWB)通信设备通过多条信道进行通信的方框图。例如，UWB设备1702通过两条并行UWB信道1和2与UWB设备2704进行通信。UWB设备702通过单一信道3与UWB设备3706进行通信。并且，UWB设备3706又通过单一信道4与UWB设备4708进行通信。其它结构也是可能的。
本文描述的任意这些装置都可以采取不同的形式。例如，在一些方案中，装置可以实现为或包括：电话(例如，蜂窝电话)、个人数字助理(“PDA”)、耳机(例如，头戴式耳机、耳塞式耳机等)、麦克风、医学设备(例如，生物测定传感器、心率监视器、计步器、EKG设备等)、生物测定传感器、心率监视器、计步器、EKG设备、用户I/O设备、手表、遥控器、开关、电灯开关、键盘、鼠标、胎压监视器、娱乐设备(音乐或视频设备)、计算机、销售点(POS)设备、助听器、机顶盒，或者具有某些形式的无线信号传输能力的设备。此外，这些装置可以具有不同的功率和数据要求。在一些方案中，本文描述的任何装置都可以在低功率应用中使用(例如，通过使用基于脉冲的信号传输方案和低占空比模式)，并可以支持包括相对较高的数据速率在内的各种数据速率(例如，通过使用高带宽脉冲)。在一些方案中，本文描述的任意装置都可以实现为或包括接入点，例如WiFi节点。例如，这种装置可以经由有线或无线通信链路提供到另一个网络(例如，诸如互联网之类的广域网)的连通性。
任何这些装置都可以包括多个组件，其根据经由无线通信链路发送或接收的信号来执行功能。例如，耳机可以包括换能器，其基于通过无线通信链路接收的信号来提供可听见的输出，其中所述无线通信链路是由响应于包含本文所述的任何方案的本地振荡器的接收机建立的。手表可以包括显示器，其根据由响应于包含本文所述的任何方案的本地振荡器的接收机通过无线通信链路接收的信号提供可视的输出。医学设备可以包括传感器，其至少产生感测信号或感测数据，所述感测信号或感测数据将由响应于包含本文所述的任何方案的本地振荡器的发射机通过无线通信链路发送。
以上描述了本公开文件的各种方案。显然，本文的教导可以体现为各种形式，并且本文公开的任何具体结构、功能或二者都仅仅是代表性的。根据本文的教导，本领域技术人员应意识到可以独立于任何其它方案来实现本文公开的方案，并且可以以各种方式组合这些方案中的两个或更多个。例如，可以用本文阐述的任何数量的方案来实现装置或实施方法。另外，可以用添加到本文阐述的一个或多个方案中的，或者除了本文阐述的一个或多个方案之外的其它结构、功能或结构与功能来实现这种装置或实施这种方法。作为以上一些概念的示例，在一些方案中，可以根据脉冲重复频率建立并行信道。在一些方案中，可以根据脉冲位置或偏移建立并行信道。在一些方案中，可以根据跳时序列建立并行信道。在一些方案中，可以根据脉冲重复频率、脉冲位置或偏移以及跳时序列建立并行信道。
本领域技术人员会理解，可以用多种不同工艺和技术中的任意一种来表示信息和信号。例如，以上描述中通篇提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子，或者其任意组合来表示。
本领域技术人员还会意识到，结合本文所公开的各个方案描述的各种示例性逻辑块、模块、处理器、装置、电路和算法步骤可以实现为电子硬件(例如，数字实现方式、模拟实现方式或二者的组合，其可以用源代码或一些其他的技术来设计)、包含指令的各种形式的程序或设计代码(为了方便，本文中可以将其称为“软件”或“软件模块”)，或二者的组合。为了明确地示出硬件和软件的这种可互换性，以上各种示例性组件、块、模块、电路和步骤通常是按照它们的功能进行描述的。这种功能是实现为硬件还是实现为软件取决于具体应用和施加在总体系统上的设计约束。技术人员可以针对每一种具体应用以变化的方式来实现所述的功能，但这种实现决策不应解释为导致背离本发明的范围。
结合本文所公开的各个方案描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以在集成电路(“IC”)内实现，或者可以由集成电路来执行。IC可以包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、电子组件、光学组件、机械组件或者被设计为执行本文所述功能的它们的任何组合，并可以执行位于IC内、IC外或二者的代码或指令。通用处理器可以是微处理器，但可替换地，该处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器还可以实现为计算器件的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP内核，或者任何其它这种结构。
应该理解，在任何公开的处理中的步骤的任何具体顺序或层次都是示例性方案的示例。根据设计偏好，会理解可以在本公开文件的范围内重新安排在处理中的步骤的具体顺序或层次。所附方法权利要求以示例性顺序呈现了各个步骤的要素，并不旨在局限于所呈现的具体顺序或层次。
结合本文所公开的各个方案描述的方法和算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中，或者二者的组合中。软件模块(例如，包括可执行指令及相关数据)和其他数据可以位于数据存储器中，例如RAM存储器、闪存存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM，或者本领域已知的任何其他形式的计算机可读存储介质中。一种示例性存储介质可以耦合到机器，例如计算机/处理器(为了方便，本文中可以将其称为“处理器”)，使得处理器可以从存储介质读取信息(例如，代码)，并向该存储介质写入信息。示例性存储介质可以集成到处理器中。处理器和存储介质可以位于ASIC中。ASIC可以位于用户装置中。可替换的，处理器和存储介质可以作为分立组件位于用户装置中。此外，在一些方案中，任何适合的计算机程序产品都可以包括计算机可读介质，其包括与一个或多个本公开文件的方案有关的代码。在一些方案中，计算机程序产品可以包括封装材料。
尽管结合各种方案描述了本发明，但会理解，本发明能够进行进一步的修改。本申请旨在包含本发明的任何变化、使用或修改，其总体上依据本发明的原理并包括在本发明所属技术领域中的通常实践内造成的与本公开文件的偏离。

Claims (36)

1.一种装置，用于产生振荡信号，所述装置包括：
第一电路，用以产生振荡信号；
第二电路，用以向所述第一电路提供第一电流；及
第三电路，用以仅在所述振荡信号的初始期间向所述第一电路提供第二电流，其中，所述第一电流和所述第二电流适于减少所述振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度，所述规定的稳态状况包括所述振荡信号的频率稳定性，
稳态检测器，所述稳态检测器响应于检测到所述振荡信号的频率变化不超过1％而禁止所述第三电路向所述第一电路提供所述第二电流；
其中，所述第一电流是静态偏置电流，所述第二电流是增强偏置电流，并且
其中，在所述第二电路中，静态直流偏置电路用以响应于接收到来自外部设备的使能信号，控制由第一可控电流源施加于所述第一电路的所述静态偏置电流，其中，所述第一可控电流源连接到用以产生所述振荡信号的所述第一电路，并且
其中，在所述第三电路中，增强偏置电路用以响应于接收到所述使能信号而被使能，以产生所述增强偏置电流，所述增强偏置电流经由可控放大器和第二可控电流源施加于所述第一电路。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一电路包括：
谐振电路；及
耦合到所述谐振电路的负电阻产生器。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述谐振电路包括：
电感器件；及
与所述电感器件并联耦合的电容器件。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述电容器件包括可编程开关电容器组。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述规定的稳态状况是基于所述振荡信号的振幅稳定性。
6.如权利要求5所述的装置，其中，所述规定的稳态状况是基于所述振荡信号的振幅变化不超过15％。
7.如权利要求1所述的装置，还包括频率校准单元，所述频率校准单元调谐所述第一电路，以使得所述振荡信号在规定的频率范围之内循环。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述规定的频率范围等于规定的中心频率的1％。
9.如权利要求7所述的装置，其中，所述频率校准单元在所述装置通电时、在检测到高于规定阈值的环境温度变化时、或在接收到用于所述第一电路的新的频率字时，调谐所述第一电路。
10.如权利要求1所述的装置，还包括收发机，所述收发机响应于所述振荡信号而建立与另一个装置的至少一条超宽带通信信道。
11.如权利要求10所述的装置，其中，每一条超宽带通信信道都具有在20％或更大数量级上的相对带宽、具有在500MHz或更大数量级上的带宽、或者具有在20％或更大数量级上的相对带宽及具有在500MHz或更大数量级上的带宽。
12.一种用于产生振荡信号的方法，包括以下步骤：
产生第一电流；
仅在所述振荡信号的初始期间产生第二电流；及
响应于所述第一电流和所述第二电流而产生所述振荡信号，其中，所述第二电流减少所述振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度，所述规定的稳态状况包括所述振荡信号的频率稳定性，
其中，响应于检测到所述振荡信号的频率变化不超过1％而不提供所述第二电流，
其中，所述第一电流是静态偏置电流，所述第二电流是增强偏置电流，并且
其中，在产生所述第一电流时，静态直流偏置电路响应于接收到来自外部设备的使能信号，控制由第一可控电流源施加于振荡电路用来产生所述振荡信号的所述静态偏置电流，其中，所述第一可控电流源连接到用以产生所述振荡信号的振荡电路，并且
其中，在产生所述第二电流时，响应于接收到所述使能信号，增强偏置电路被使能以产生所述增强偏置电流，所述增强偏置电流经由可控放大器和第二可控电流源而施加于所述振荡电路来产生所述振荡信号。
13.如权利要求12所述的方法，其中，产生所述振荡信号的步骤是由以下设备实现的：
谐振电路；及
耦合到所述谐振电路的负电阻产生器。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述谐振电路包括：
电感器件；及
与所述电感器件并联耦合的电容器件。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述电容器件包括可编程开关电容器组。
16.如权利要求12所述的方法，其中，所述规定的稳态状况是基于所述振荡信号的振幅稳定性。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述规定的稳态状况是基于所述振荡信号的振幅变化不超过15％。
18.如权利要求12所述的方法，还包括以下步骤：校准所述振荡信号，以使得所述振荡信号在规定的频率范围之内循环。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述规定的频率范围等于规定的中心频率的1％。
20.如权利要求18所述的方法，其中，响应于检测到通电、检测到高于规定阈值的环境温度变化或接收到新的频率字而执行校准所述振荡信号的步骤。
21.如权利要求12所述的方法，还包括以下步骤：使用所述振荡信号建立至少一条超宽带通信信道。
22.如权利要求21所述的方法，其中，每一条超宽带通信信道都具有在20％或更大数量级上的相对带宽、具有在500MHz或更大数量级上的带宽、或者具有在20％或更大数量级上的相对带宽及具有在500MHz或更大数量级上的带宽。
23.一种用于产生振荡信号的装置，包括：
振荡信号产生模块，用于产生振荡信号；
第一电流提供模块，用于向所述振荡信号产生模块提供第一电流；及
第二电流提供模块，用于仅在所述振荡信号的初始期间向所述振荡信号产生模块提供第二电流，其中，所述第一电流和所述第二电流减少所述振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度，所述规定的稳态状况包括所述振荡信号的频率稳定性，
其中，响应于检测到所述振荡信号的频率变化不超过1％而不提供所述第二电流，
其中，所述第一电流是静态偏置电流，所述第二电流是增强偏置电流，并且
其中，在所述第一电流提供模块中，静态直流偏置电路响应于接收到来自外部设备的使能信号，控制由第一可控电流源施加于所述振荡信号产生模块的所述静态偏置电流，其中，所述第一可控电流源连接到所述振荡信号产生模块，并且
其中，在所述第二电流提供模块中，增强偏置电路响应于接收到所述使能信号而被使能，以产生所述增强偏置电流，所述增强偏置电流经由可控放大器和第二可控电流源施加于所述振荡信号产生模块。
24.如权利要求23所述的装置，其中，所述振荡信号产生模块包括：
谐振电路；及
耦合到所述谐振电路的负电阻产生器。
25.如权利要求24所述的装置，其中，所述谐振电路包括：
电感器件；及
与所述电感器件并联耦合的电容器件。
26.如权利要求25所述的装置，其中，所述电容器件包括可编程开关电容器组。
27.如权利要求23所述的装置，其中，所述规定的稳态状况是基于所述振荡信号的振幅稳定性。
28.如权利要求27所述的装置，其中，所述规定的稳态状况是基于所述振荡信号的振幅变化不超过15％。
29.如权利要求23所述的装置，还包括：校准模块，所述校准模块用于校准所述振荡信号产生模块，以使得所述振荡信号在规定的频率范围之内循环。
30.如权利要求29所述的装置，其中，所述规定的频率范围等于规定的中心频率的1％。
31.如权利要求29所述的装置，其中，所述校准模块在所述装置通电时、在检测到高于规定阈值的环境温度变化时、或在接收到用于所述振荡信号产生模块的新的频率字时，校准所述振荡信号产生模块。
32.如权利要求23所述的装置，还包括：超宽带通信信道建立模块，用于使用所述振荡信号建立与另一个装置的至少一条超宽带通信信道。
33.如权利要求32所述的装置，其中，每一条超宽带通信信道都具有在20％或更大数量级上的相对带宽、具有在500MHz或更大数量级上的带宽、或者具有在20％或更大数量级上的相对带宽及具有在500MHz或更大数量级上的带宽。
34.一种耳机，用于根据距离执行操作，包括：
第一电路，用以产生振荡信号；
第二电路，用以向所述第一电路提供第一电流；
第三电路，用以仅在所述振荡信号的初始期间向所述第一电路提供第二电流，其中，所述第一电流和所述第二电流减少所述振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度，所述规定的稳态状况包括所述振荡信号的频率稳定性；
稳态检测器，所述稳态检测器响应于检测到所述振荡信号的频率变化不超过1％而禁止所述第三电路向所述第一电路提供所述第二电流；
换能器，用以产生至少一个音频信号；及
发射机，用以组合所述至少一个音频信号与所述振荡信号，并发送组合后的信号，
其中，所述第一电流是静态偏置电流，所述第二电流是增强偏置电流，并且
其中，在所述第二电路中，静态直流偏置电路用以响应于接收到来自外部设备的使能信号，控制由第一可控电流源施加于所述第一电路的所述静态偏置电流，其中，所述第一可控电流源连接到用以产生所述振荡信号的所述第一电路，并且
其中，在所述第三电路中，增强偏置电路用以响应于接收到所述使能信号而被使能，以产生所述增强偏置电流，所述增强偏置电流经由可控放大器和第二可控电流源施加于所述第一电路。
35.一种手表，用于根据距离执行操作，包括：
第一电路，用以产生振荡信号；
第二电路，用以向所述第一电路提供第一电流；
第三电路，用以仅在所述振荡信号的初始期间向所述第一电路提供第二电流，其中，所述第一电流和所述第二电流减少所述振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度，所述规定的稳态状况包括所述振荡信号的频率稳定性；
稳态检测器，所述稳态检测器响应于检测到所述振荡信号的频率变化不超过1％而禁止所述第三电路向所述第一电路提供所述第二电流；
接收机，用以组合输入信号与所述振荡信号；及
显示器，用以根据组合后的信号来提供可视的输出，
其中，所述第一电流是静态偏置电流，所述第二电流是增强偏置电流，并且
其中，在所述第二电路中，静态直流偏置电路用以响应于接收到来自外部设备的使能信号，控制由第一可控电流源施加于所述第一电路的所述静态偏置电流，其中，所述第一可控电流源连接到用以产生所述振荡信号的所述第一电路，并且
其中，在所述第三电路中，增强偏置电路用以响应于接收到所述使能信号而被使能，以产生所述增强偏置电流，所述增强偏置电流经由可控放大器和第二可控电流源施加于所述第一电路。
36.一种医学设备，用于根据距离执行操作，包括：
第一电路，用以产生振荡信号；
第二电路，用以向所述第一电路提供第一电流；
第三电路，用以仅在所述振荡信号的初始期间向所述第一电路提供第二电流，其中，所述第一电流和所述第二电流减少所述振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度，所述规定的稳态状况包括所述振荡信号的频率稳定性；
稳态检测器，所述稳态检测器响应于检测到所述振荡信号的频率变化不超过1％而禁止所述第三电路向所述第一电路提供所述第二电流；
传感器，用以产生至少一个感测信号；及
发射机，用以组合所述至少一个感测信号与所述振荡信号，并通过无线通信链路发送组合后的信号，
其中，所述第一电流是静态偏置电流，所述第二电流是增强偏置电流，并且
其中，在所述第二电路中，静态直流偏置电路用以响应于接收到来自外部设备的使能信号，控制由第一可控电流源施加于所述第一电路的所述静态偏置电流，其中，所述第一可控电流源连接到用以产生所述振荡信号的所述第一电路，并且
其中，在所述第三电路中，增强偏置电路用以响应于接收到所述使能信号而被使能，以产生所述增强偏置电流，所述增强偏置电流经由可控放大器和第二可控电流源施加于所述第一电路。
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