CN105681051B - 降低功率消耗的方法、半双工收发器及功率管理电路 - Google Patents
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Abstract
公开用于降低半双工收发器中的功率消耗的电路和方法。在实施例中,半双工收发器的功率管理电路包括直流‑直流(DC‑DC)转换器(206)和睡眠模式控制器(208)。DC‑DC转换器包括切换电路(308)和用于驱动该切换电路的驱动器电路(306)。DC‑DC转换器(206)向该半双工收发器的发送器子系统的至少一个元件提供电源,并且在睡眠控制模式下操作。睡眠模式控制器(208)耦接到DC‑DC转换器(206)并且被构造成基于至少一个收发器操作输入(252)产生控制信号,其中,该控制信号使得该DC‑DC转换器在睡眠控制模式中的一个下操作,该睡眠控制模式对应于睡眠占空比,并且其中,在每个睡眠控制模式中,基于相应的睡眠占空比,切换电路(308)和驱动器电路(306)保持在关状态。
Description
技术领域
本公开总体上涉及降低半双工收发器中的功率消耗的领域。
背景技术
收发器在通信系统中使用来发送和接收信息或数据。收发器总体上具有两种类型,即全双工收发器和半双工收发器。半双工收发器在不需要同时发送和接收数据的应用中使用。半双工收发器包括在不同时间段分别在发送阶段和接收阶段操作的发送器子系统和接收器子系统。例如,在发送阶段期间,发送器子系统处于活动状态而接收器子系统处于不活动状态,并且在接收阶段相反。然而,在接收阶段期间,尽管发送器子系统的元件处于不活动状态,但是仍由直流-直流(DC-DC)转换器提供功率到半双工收发器的发送器子系统的部件,例如,功率放大器(PA)。这种在接收阶段期间向发射器子系统的部件提供功率导致不必要的功率消耗。另外,在发送阶段和接收阶段之间的每一次转换在开状态和关状态之间切换DC-DC转换器是不实际的,因为DC-DC转换器的稳定时间一般比接收器子系统和收发器子系统之间的运转时间(turn-around)或转换时间长。例如,接收器子系统到发送器子系统的运转时间是大约4微秒,其明显比DC-DC转换器的稳定时间(例如,300微秒)短。
在一种技术中,DC-DC转换器能够被构造成在用于发送阶段的脉冲宽度调制(PWM)模式和用于接收阶段的脉冲频率调制(PFM)模式之间触发以节省电池电流。然而,两种模式(PWM和PFM)之间的切换时间仍明显比发送器子系统和接收器子系统之间的运转时间长,并且因此,这种技术限制发送器子系统和接收器子系统之间的转换速度,并且还增加用于PFM模式或用于支持PFM模式的操作的电路元件的数量。
发明内容
本发明内容是为了以简化形式引入一些概念并且在以下具体实施方式中进一步描述。发明内容不旨在确定要求保护的主题的关健特征或者本质特征,也不旨在用作辅助确定要求保护的主题的范围。
公开了用于降低半双工收发器中的功率消耗的各种电路和方法。在实施例中,半双工收发器的功率管理电路包括直流-直流(DC-DC)转换器和睡眠模式控制器。DC-DC转换器包括切换电路和用于驱动该切换电路的驱动器电路。DC-DC转换器被构造成向半双工收发器的发送器子系统的至少一个元件提供电源。DC-DC转换器还被构造成在多个睡眠控制模式下操作。该睡眠模式控制器被耦接到DC-DC转换器并且被构造成基于至少一个收发器操作输入产生控制信号。控制信号使得DC-DC转换器在多个睡眠控制模式中的一个中操作。多个睡眠控制模式对应于多个睡眠占空比。在多个睡眠控制模式中的每个睡眠控制模式下,基于相应的睡眠占空比,切换电路和驱动器电路保持关状态。
在另一个实施例中,公开了一种用于降低半双工收发器中的功率消耗的方法。该方法包括从半双工收发器的物理层(phsical layer,PHY)子系统和介质访问控制层(medium access control layer,MAC)子系统中的至少一个接收至少一个收发器操作输入。该方法包括基于至少一个收发器操作输入来产生控制信号。另外,该方法包括将该控制信号提供到半双工收发器的直流-直流(DC-DC)转换器,以基于该控制信号在多个睡眠控制模式中的一个下操作DC-DC转换器。DC-DC转换器包括切换电路和用于驱动该切换电路的驱动器电路,并且该DC-DC转换器被构造成向半双工收发器的发送器子系统的至少一个元件提供电源。多个睡眠控制模式对应于多个睡眠占空比。在多个睡眠控制模式中的每个睡眠模式下,基于相应的睡眠占空比,切换电路和驱动器电路保持关状态。
在另一个实施例中,公开一种半双工收发器。该半双工收发器包括收发器子系统和功率管理电路。收发器子系统包括发送器子系统和接收器子系统,发送器子系统包括功率放大器。该功率管理电路包括直流-直流(DC-DC)转换器和睡眠模式控制器。该DC-DC转换器包括切换电路和用于驱动该切换电路的驱动器电路。该DC-DC转换器被构造成向半双工收发器的发送器子系统的功率放大器提供电源。DC-DC转换器还被构造成在多个睡眠控制模式下操作。该睡眠模式控制器被耦接到DC-DC转换器并且被构造成基于至少一个收发器操作输入产生控制信号。控制信号使得DC-DC转换器在多个睡眠控制模式中的一个中操作。多个睡眠控制模式对应于多个睡眠占空比。在多个睡眠控制模式中的每个睡眠控制模式下,基于相应的睡眠占空比,切换电路和驱动器电路保持关状态。
在以下的附图和具体实施方式中提供了其它方面和示例实施例。
附图说明
图1是其中能够实现本公开的各个示例性实施例的示例性通信系统的框图;
图2是根据示例性实施例的半双工收发器的框图;
图3是根据示例性实施例的直流-直流(DC-DC)转换器的电路图;
图4A和图4B是例示根据一些示例性实施例的半双工收发器中的 DC-DC转换器的仿真波形的图形表示图;
图5A和图5B是根据一些示例性实施例的睡眠控制模式的图形表示图;
图6A是根据示例性实施例的在信息包(packet)接收期间睡眠控制模式的示例表示图;
图6B是根据另一个示例性实施例的在线路争夺(contention)期间的睡眠控制模式的示例表示图;以及
图7例示根据示例性实施例的一种降低半双工收发器中的功率消耗的示例性方法的流程图。
在本说明书中参照的附图不被理解为按比例绘制,除非特别说明,并且这些附图在本质上仅是示例性的。
具体实施方式
多种通信系统(包括但不限于数字无线通信系统、有线通信系统) 以及相关应用利用半双工收发器用于通信目的。在典型的半双工收发器中,数据在不同时间段发送和接收。在各种已有的半双工收发器中,功率消耗高,因为在半双工收发器中使用的直流-直流(DC-DC)转换器提供功率到半双工收发器的发送器子系统的一个或更多个元件(例如,功率放大器),即使当这些元件在半双工收发器的接收阶段期间被要求处于关状态时,或在其它情况下当这些元件不必须处于开状态时。在本公开的各种示例性实施例中,睡眠模式控制器与DC-DC转换器一起使用来选择性地使DC-DC转换器睡眠以主要在接收阶段以及还在其它情况下降低半双工收发器的功率消耗。在此将参照图1到图7呈现本公开的各个示例性实施例。
图1是其中能够实现本公开的各个示例性实施例的通信系统100的框图。在图1的广泛级别表示中,通信系统100被示出为收发器,其被设计用于发送和接收信号。通信系统100的示例包括但不限于用户站、无线装置、蜂窝电话、无绳电话、手持双向对讲机、会话初始化协议(SIP) 电话、无线本地环路(WLL)站、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力的手持装置、连接到无线调制解调器固话系统的其它处理装置、具有通信能力的移动计算机或媒体播放器以及其它通信装置。通信系统 100包括直流-直流(DC-DC)转换器102;包括发送器子系统106和接收器子系统108的收发器子系统104;和天线110。DC-DC转换器102 供应有来自电池电压源(未示出)的电池电压。
在示例性实施例中,收发器子系统104是半双工收发器,其包括用于发送数据的发送器子系统106和用于接收数据的接收器子系统108。发送器子系统106和接收器子系统108的一些部件可以是共用部件。发送器子系统106和接收器子系统108被构造成分别在不同时间间隔操作用于发送和接收数据。例如,在收发器子系统104的发送阶段期间,发送器子系统106处于活动状态而接收器子系统108处于不活动状态;并且在收发器子系统104的接收阶段期间,发送器子系统106处于不活动状态而接收器子系统108处于活动状态。
DC-DC转换器102的示例可以包括但不限于降压-升压转换器、升压转换器、降压转换器和回扫(flyback)型转换器。DC-DC转换器102负责至少一个元件例如发送器子系统106的功率放大器(PA)的功率管理。在接收阶段期间,当发送器子系统106处于不活动状态时,DC-DC转换器102被构造成保持在一个或多个睡眠控制模式中。在此,多个睡眠控制模式对应于多个睡眠占空比,并且其中在每个睡眠控制模式中,DC-DC 转换器102的一个或更多个部件保持在关状态以降低功率消耗。例如,在睡眠控制模式中,基于睡眠控制模式的相应的睡眠占空比,DC-DC转换器102的切换电路和驱动器电路保持在关状态。本公开的各个示例性实施例提供对DC-DC转换器102的控制,以当发送器子系统106处于不活动状态时在多个睡眠控制模式下操作DC-DC转换器102。例如,诸如睡眠模式控制器的控制器能够被采用来基于至少一个收发器操作输入来控制DC-DC转换器102的多个睡眠控制模式。在各个示例性实施例中,能够从收发器子系统104的物理层(PHY)子系统和/或介质访问控制层 (MAC)子系统来获得收发器操作输入。参照图2到图7进一步描述在多个睡眠控制模式下操作DC-DC转换器102的各个示例性实施例。
图2是根据示例性实施例的通信系统的半双工收发器200的框图。半双工收发器200包括功率管理电路202和收发器子系统204。应理解,半双工收发器200能够包括不同于功率管理电路202和收发器子系统204 的电路元件,然而这些电路元件在此为了简洁没有呈现。功率管理电路 202包括DC-DC转换器206和睡眠模式控制器208。
收发器子系统204包括发送器子系统和接收器子系统以及其它部件。在本示例性表示中,发送器子系统(图1的发送器子系统106的示例) 包括信息包编码器214、数字基带处理器216、数模转换器(DAC)218、第一混合器220、功率放大器(PA)222、带通滤波器(BPF)224和天线226。接收器子系统(图1的接收器子系统108的示例)包括天线226、带通滤波器BPF 224、低噪声放大器(LNA)228、第二混合器230、模数转换器(ADC)232、信息包检测器234、空闲信道评估(clear channel assessment,CCA)模块236、信息包解码器238和信息包长度估计器240。应理解,发送器子系统和接收器子系统的各个部件为了表示目的而示出;并且在这些示出的部件中,一些部件能够是可选的和/或两个或更多个部件能够被作为单个部件实现,或甚至发送器子系统和接收器子系统能够包括除了图2所示的部件之外的附加部件。在非限制性示例性表示中,收发器子系统204还能够被认为包括物理层(PHY)子系统210和介质访问控制层(MAC)子系统212。PHY子系统210包括信息包编码器214、数字基带处理器216、DAC 218、第一混合器220、功率放大器222、带通滤波器224、天线226、低噪声放大器228、第二混合器230、ADC 232、信息包检测器234、空闲信道评估模块236、信息包解码器238和信息包长度估计器240。MAC子系统212包括数据源模块242、数据汇(sink) 模块244和载波侦听多路访问/冲突避免(Carrier Sense Multiple Access with CollisionAvoidance,CSMA/CA)退避(back-off)计数器控制器246。应注意,MAC子系统212仅出于示例目的而示出,并且能够包括除了图 2所示那些部件之外的附加部件或不同于图2所示出那些部件的部件。例如,CSMA/CA退避计数器控制器246是专用于IEEE 802.11无线LAN 的示例,并且MAC子系统212能够按照其它MAC层协议而包括不同合适的部件。在一个实施例中,MAC子系统212包括CCA模块236。
DC-DC转换器206将接收自电池源248的电池电压(VBAT)转换至工作电压,并且该工作电压被提供以操作发送器子系统的至少一个元件。例如,DC-DC转换器206提供工作电压到功率放大器222以操作功率放大器222。
在示例中,MAC子系统212启动发送阶段并且产生发送阶段信号 (TX)。数据源模块242提供或投送用于发送目的的源数据。在此,“源数据”是指处于能够经由电话线、同轴电缆、光纤、微波、无线电波、电视信号或卫星信号投送的任何适当格式的信息。来自MAC子系统212 的数据源模块242的源数据被PHY子系统210的信息包编码器214接收。信息包编码器214(也称为信息包调制器)被构造成例如通过使用多载波正交频分复用调制(OFDM)符号编码来编码,并且将源数据调制成至少一个信息包。在一些示例中,OFDM符号编码能够包括纠错、编码和交错。数字基带处理器216对至少一个信息包进行基带处理以将编码后的数据转换成基带信号。DAC 218将基带信号从数字转换成模拟。第一混合器220上变频基带信号的频率并且将上变频后的信号提供到功率放大器222。功率放大器222放大上变频后的信号以产生放大后的信号。带通滤波器224拒绝放大后的信号的噪声分量(由于基带信号的上变频而导致)并且仅允许放大后的信号的期望频带以低失真穿过天线226。
在示例中,MAC子系统212启动接收阶段并且产生接收阶段信号 (RX)。在PHY子系统210中的天线226接收射频(RF)信号。RF信号以低失真穿过允许RF信号的期望频带的带通滤波器224。LNA 228放大接收自带通滤波器224的RF信号。第二混合器230被构造成下变频RF信号的频率,以产生基带信号。基带信号被ADC 232从模拟转换成数字。数字基带信号被提供到信息包检测器234和CCA模块236二者。信息包检测器234连续监测RF信号来检查指示信息包要被接收的代码(例如,巴克码)。PHY子系统210的CCA模块236检查信道的状态并且将该状态提供到MAC子系统212。信息包解码器238(也称为信息包解调器)用于对信息包解码。在示例中,信息包长度估计器240基于信息包的信息包报头信息确定信息包的长度。数据汇模块244收集信息包。在示例中,“数据汇”可以表示基于长期演进(LTE)标准配备有收发器或接收器的装置。数据汇的示例包括但不限于计算机、控制系统、家用电器等。CSMA/CA退避计数器控制器246设置退避计数器,如果根据CCA 模块236确定信道闲置,则该计数器针对随机时间段(还称为退避因子) 从预定数字倒数计数到0。如果当退避计数器到达0时信道被确定为仍闲置,则另一个发送阶段开始,否则退避计数器被再次设置并且过程被重复。
睡眠模式控制器208被耦接到DC-DC转换器206并且被构造成基于半双工收发器200的至少一个收发器操作输入252产生控制信号250。在一些实施例中,该至少一个收发器操作输入252包括但不限于来自半双工收发器100的PHY子系统210的至少一个PHY输入、来自半双工收发器100的MAC子系统212的至少一个MAC输入、和来自DC-DC转换器206的电压误差信号。至少一个PHY输入包括来自信息包检测器234 的信息包检测信号、来自信息包长度估计器240的信息包长度信号和来自CCA模块236的CCA指示符信号中的至少一个。在示例中,如果信息包被接收器子系统检测到,则信息包检测信号提供高状态(或逻辑高),并且如果信息包不被检测到,则提供低状态(或逻辑低)。在示例性实施例中,信息包长度信号能够表示指示信息包的长度的数字,例如,以微秒为单位。在示例性实施例中,睡眠模式控制器208被构造成基于该信息包长度信号产生控制信号250。在示例中,如果用于发送的信道空闲 (闲置),则CCA指示符信号提供高状态,并且如果信道忙,则提供低状态。至少一个MAC输入包括来自CSMA/CA退避计数器控制器246 的退避计数器状态信号和来自MAC子系统212的发送阶段信号或接收阶段信号中的至少一个。在示例中,退避计数器状态信号提供退避计数器的当前值,并且睡眠模式控制器208被构造成使用退避计数器的当前值来产生控制信号250。在一个实施例中,如果CCA模块236是在MAC 子系统212中,则至少一个MAC输入包括来自CCA模块236的CCA 指示符信号。在示例中,发送阶段信号被提供以指示发送阶段被启动,并且接收阶段信号被提供以指示接收阶段被启动。
控制信号250使得DC-DC转换器206在多个睡眠控制模式中的一个中操作。睡眠控制模式对应于多个睡眠占空比。控制信号250可以是具有按照相应的睡眠控制模式而构造的预定占空比的脉冲。例如,一个睡眠控制模式对应于50%睡眠占空比,并且另一个睡眠控制模式对应于 75%睡眠占空比。在每个睡眠控制模式中,基于相应的睡眠占空比, DC-DC转换器206的切换电路和驱动器电路保持在关状态。例如,如果根据信息包检测信号(收发器操作输入252的示例)确定信息包被检测并且根据信息包长度信号(收发器操作输入252的另一个示例)确定信息包是长信息包,则控制信号250使得DC-DC转换器206在对应于75%睡眠占空比的睡眠控制模式(在下文称为“75%睡眠控制模式”)下操作,当被要求用较小的运转时间随后切换到发送阶段时,其最终改变为对应于50%睡眠占空比的睡眠控制模式(在下文称为“50%睡眠控制模式”)。例如,如果根据退避计数器状态信号(收发器操作输入252的示例)确定退避计数器接近0,则控制信号250使得DC-DC转换器206在50%睡眠控制模式下操作以用较小的运转时间随后切换到发送阶段。睡眠控制模式的一些示例参照图4A-图6B进一步描述。参照图3描述包括切换电路和驱动器电路的DC-DC转换器206的示例构造。
现在参照图3,其根据本公开的示例性实施例示出了DC-DC转换器 (例如,DC-DC转换器206)的电路图。DC-DC转换器206是降压-升压转换器的示例。在此,术语“降压-升压转换器”是指DC-DC转换器206 的输出电压能够被构造成高于或低于向DC-DC转换器206提供的输入电压(例如,VBAT)的一类DC-DC转换器。在此DC-DC转换器206的示例表示中,示出为包括脉冲宽度调制(PWM)控制器302、比较器304、驱动器电路306、切换电路308、电感器310和电容器312。
在这个非限制性示例中,切换电路308包括开关,例如,晶体管314、 316、318和320。在本示例中,晶体管314和318是p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管,而晶体管316和320是n型金属氧化物半导体 (NMOS)晶体管。每个晶体管314、316、318和320由驱动器电路306 驱动,该驱动器电路306包括驱动器322、324、326和328。例如,驱动器322驱动晶体管314的栅极,驱动器324驱动晶体管316的栅极,驱动器326驱动晶体管318的栅极,并且驱动器328驱动晶体管320的栅极。晶体管314的源极耦接到电池源248,而晶体管314的漏极耦接到晶体管316的漏极并且耦接到电感器310的一个端子。晶体管316的源极耦接到晶体管320的源极。晶体管318的漏极和晶体管320的漏极耦接到电感器310的另一个端子。DC-DC转换器206的输出(Vout)源自耦接到电容器312的晶体管318的源极。
PWM控制器302由时钟信号(CLK)控制并且被构造成接收基准信号(Vref)和输出反馈信号(Vfb)。输出反馈信号Vfb响应于DC-DC 转换器206的输出电压(Vout)而产生。在比较基准信号Vref和输出反馈信号Vfb之后,误差信号(Verr)被确定。该误差信号(Verr)通过比较器304进一步与斜坡信号(Vramp)比较以产生用于驱动器电路306 的驱动器322、324、326和328的切换信号。在示例性实施例中,斜坡信号能够使用时钟信号CLK产生。切换信号是为了控制晶体管314、316、 318和320的开/关响应于误差信号Verr的变化产生的,用于调节Vout。因此,由比较器312、PWM控制器302和比较器304以及其他部件形成的控制环被用于控制DC-DC转换器206的操作,以产生调整后的Vout 信号。
睡眠模式控制器208被构造成提供控制信号250到驱动器电路306 以基于(一个或更多个)收发器操作输入252在多个睡眠控制模式中的一个下操作DC-DC转换器206。每个睡眠控制模式对应于睡眠占空比。例如,一个睡眠控制模式对应于50%睡眠占空比,并且可以被称为50%睡眠控制模式。在示例中,在50%睡眠控制模式下,控制信号250是具有50%占空比的脉冲,并且驱动器322、324、326和328能够被选通到具有50%占空比的控制信号250。因此,驱动器322、324、326和328 针对控制信号250的每个脉冲的50%保持在关状态,并且针对控制信号 250的每个脉冲的剩余50%保持在开状态。类似地,在对应于85%睡眠占空比的另一个睡眠控制模式下,驱动器322、324、326和328能够被选通到具有85%睡眠占空比的控制信号。在此示例中,驱动器322、324、 326和328针对控制信号的每个脉冲的85%保持在关状态,并且针对控制信号的每个脉冲的剩余15%保持在开状态。
多个睡眠控制模式的选择依赖于收发器操作输入252。如关于图2描述的,至少一个收发器操作输入252包括至少一个PHY输入(例如,来自信息包检测器234的信息包检测信号、来自信息包长度估计器240的信息包长度信号和来自CCA模块236的CCA指示符信号中的至少一个)、至少一个MAC输入(例如,来自CSMA/CA退避计数器控制器246的退避计数器状态信号和来自MAC子系统212的发送阶段信号或接收阶段信号中的至少一个)和从DC-DC转换器206接收的误差信号Verr。
在每个睡眠控制模式的示例实施例中,尽管从睡眠模式控制器208 产生的控制信号250被构造成基于睡眠控制模式将驱动器电路306和切换电路308保持在开/关状态,但是该控制信号250可以对DC-DC转换器206的控制环不具有任何影响。例如,DC-DC转换器206的控制环保持在开状态。在示例性实施例中,通过将控制环保持在开状态,控制环在控制信号250的单个脉冲内从睡眠到开状态的转换期间或在从接收阶段到发送阶段的运转期间立即反应。应进一步注意,在每个睡眠控制模式期间,电容器312慢慢放电并且从电池源248消耗的电池电流(Ibat) 低。
本公开的各个示例实施例提供基于收发器操作输入252从多个睡眠控制模式中选择睡眠控制模式。在一个示例实施例中,睡眠控制模式能够基于DC-DC转换器206的误差信号(Verr)的大小由睡眠模式控制器 208来选择。例如,如果在睡眠控制模式中睡眠时段是短持续时间(例如,低睡眠占空比),则输出电压Vout的误差小;而如果在睡眠控制模式中睡眠时段是长持续时间(例如,高睡眠占空比),则输出电压Vout的误差趋向于变高,并且在出现睡眠控制模式之后,DC-DC转换器206将花费较长时间来稳定到输出电压Vout的最终值。参照图4A和图4B解释针对不同的睡眠控制模式,DC-DC转换器206的输出电压(Vout)的变化的一些示例性表示;并且在示例性实施例中,这些因素被考虑在内来从多个睡眠控制模式中选择睡眠控制模式用于操作DC-DC转换器206。
图4A和图4B是例示DC-DC转换器206的仿真波形的图形表示图 400和450。在表示图400中,波形402表示误差信号(Verr)并且波形 404表示斜坡信号(Vramp)。在表示图450中,波形452表示另一个误差信号(Verr)并且波形454表示斜坡信号(Vramp)。波形406表示在表示图400中的第一睡眠模式下的DC-DC驱动器控制信号,并且波形456 表示在表示图450中的在第二睡眠模式下的DC-DC驱动器控制信号。波形406中的睡眠持续时间(ST1)小于波形456中的睡眠持续时间(ST2)。因此,误差信号Verr(Vfb和Vref之间的差)与第一睡眠模式相比在第二睡眠模式下较大,因为ST2大于ST1。在第一睡眠模式下,Verr小于 Vramp的最优大小(见404),而Verr几乎等于Vramp的最优大小(见 454)。Vout和Vref的差也在第一睡眠模式和第二睡眠模式下描绘。例如,曲线408和410分别表示在第一睡眠模式下的Vout和Vref;并且曲线458和460分别表示在第二睡眠模式下的Vout和Vref。如图4A和图 4B所示,Vout_err1也小于Vout_err2。在本公开的一些示例性实施例中,睡眠时间的持续时间(即,合适的睡眠控制模式)可以通过考虑针对控制信号250中不同睡眠持续时间的DC-DC转换器206中的Vout_err和 Verr值来确定。
图5A是例示根据示例性实施例的对应于睡眠占空比的睡眠控制模式的图形表示图500。波形502是表示DC-DC转换器206(参见图2)的输出(Vout)在睡眠控制模式下准备好可用的示例的时序图。例如,波形502表示在参照图2解释的半双工收发器200的接收阶段期间在对应于50%睡眠占空比的睡眠控制模式中的Vout的就绪情况。波形504对应于表示提供到切换电路308(参见图3)的电池电流(Ibat)的信号。如在表示50%睡眠占空比的控制信号的波形502中所示,在睡眠时间段期间(例如,T1,T3,T5,..),DC-DC转换器206的驱动器电路306(参见图3)被选通以被切换成关(或切断电力),并且在开时间段(例如,T2, T4,T6…),驱动器电路306被选通以被切换成开(或接通电力)。例如,波形502表示500微秒(μs)的时间段的50%睡眠占空比,其中对于250 μs,驱动器电路306被切换成关并且对于下一250μs,驱动器电路306 被切换成开,并且这个顺序重复除非在由睡眠模式控制器208(参见图2) 确定的睡眠控制模式中有变化。在此示例中,在睡眠时间段(T1,T3,T5…) 期间,Ibat明显较小(例如,约等于100μA),而在开时间段(T2,T4,T6…) 期间,Ibat约等于5mA。
根据波形502和504,应明显的是50%睡眠占空比提供4μs的最差情况延迟(Vout的稳定时间),其能够被设计以满足PHY子系统210从接收阶段到发送阶段的运转时间。例如,考虑PHY子系统210从接收阶段到发送阶段的运转时间约为4μs的示例。在此示例中,由于在任意时间点处从接收阶段到发送阶段的运转,驱动器电路306能够开始在正常模式(例如,在非睡眠控制模式或具有0%占空比的睡眠控制模式)下操作而没有任何附加延迟。如在波形502的睡眠时间段(T1,T3,T5...)期间,电池电流Ibat接近为零,针对对应于50%睡眠占空比的睡眠控制模式,节省的Ibat是约2.45mA。然而,应注意,随着睡眠占空比增加,Vout稳定的最差情况延迟也增加,并且这种现象在图5B中示出。
图5B是例示根据示例性实施例的对应于睡眠占空比的睡眠控制模式的图形表示图550。波形552是表示在另一个睡眠控制模式下DC-DC 转换器206的输出(Vout)准备好可用的示例的时序图。例如,波形552 表示在半双工收发器200的接收阶段期间在对应于75%睡眠占空比的睡眠控制模式中的Vout的就绪情况。波形554对应于表示提供到切换电路308的电池电流(Ibat)的信号。如在表示75%睡眠占空比的波形552中所示,在睡眠时间段(例如,T1,T3,..)期间,DC-DC转换器206的驱动器电路306被选通以被切换成关,并且在开时间段(例如,T2,T4…) 期间,驱动器电路306被选通以被切换成开。例如,波形552表示1000 微秒(μs)的时间段的75%睡眠占空比,其中对于750μs,驱动器电路 306被切换成关,并且对于下一250μs,驱动器电路306被切换成开,并且这个顺序重复除非在由睡眠模式控制器208确定的睡眠控制模式中有变化。在此示例中,在睡眠时间段(T1,T3…)期间,Ibat明显较小(例如,约等于100μA),并且在开时间段(T2,T4…)期间,Ibat约等于5 mA。
根据波形552和554,明显的是75%睡眠占空比提供10μs的最差情况延迟(Vout的稳定时间),其高于在50%睡眠占空比中提供的最差情况延迟(参见图5A),然而,节省的平均Ibat是大约3.675mA,其大于在50%睡眠占空比的情况下节省了2.45mA。仅为了示例目的,仅表示了 50%和75%这两个睡眠占空比,并且不应被解释为限制,并且各种其它睡眠占空比能够被用来选通驱动器电路306。在各个示例实施例中,来自多个睡眠控制模式的睡眠控制模式能够由睡眠模式控制器208依赖于收发器操作输入252进行选择。在一些示例性实施例中,睡眠控制模式能够在多个睡眠控制模式之间依赖于收发器操作输入252的变化动态地改变。例如,如果接收阶段长,则DC-DC转换器206能够在75%睡眠控制模式下操作以降低功率消耗,并且如果发送阶段要开始,则DC-DC转换器206能够在50%睡眠控制模式下操作以增强性能。参照图6A和图6B 描述这些实施例的一些示例。
图6A是根据一个示例性实施例在接收阶段中多个睡眠控制模式的示例表示图。在接收阶段期间,包括信息包报头和信息包数据的信息包被接收,如图6A例示。在本示例表示图中(IEEE 802.11a/g WLAN标准的示例),信息包报头包括短序列(SS)字段、长序列(LS)字段和信号(SIG)字段。短序列字段被接收器子系统在8μs的时间段T1接收,长序列字段在8μs的时间段T2接收,并且信号字段在4μs的时间段T3 接收。信号字段包括提供要在信息包报头之后接收的OFDM符号数量的信息包的长度(L)。在图6A的此示例表示图中,在信息包的接收阶段的开始处,DC-DC转换器206处于默认睡眠控制模式,例如,对应于50%睡眠占空比的睡眠控制模式。DC-DC转换器206保持在对应于50%睡眠占空比的睡眠控制模式下直至时间段T3。
在本示例性表示图中,在时间段T4期间,由于依赖于信息包的长度 (L),DC-DC转换器206从对应于50%睡眠占空比的睡眠控制模式切换到对应于75%睡眠占空比的睡眠控制模式。应注意,在时间段T4期间,长度L的信息包的第一个OFDM符号S(1)被接收,并且控制信号使得在DC-DC转换器206中从50%睡眠占空比到75%睡眠占空比的瞬时改变。应理解,睡眠控制模式改变(从50%睡眠占空比到75%睡眠占空比),因为根据时间段T3中的信号字段中的长度信息确定信息包是长信息包并且长度信息被利用以由睡眠模式控制器208增加睡眠占空比以降低电池电流(Ibat)的消耗。对应于75%睡眠占空比的睡眠控制模式被维持直至正好在最后一个OFDM符号被接收到之前或接近信息包的结束边界,例如,在时间段T5期间,对应于75%睡眠占空比的睡眠控制模式被维持。此外,在时间段T6期间,在接收OFDM符号S(L-1)之前,睡眠模式控制器208使得睡眠控制模式改变,例如,从75%睡眠占空比到59%睡眠占空比,以便能够及时确认信息包。睡眠控制模式的改变可以在约6μs的最差情况过渡时间发生并且在时间段T6中描绘。如在时间段T6中所示的,睡眠控制模式从对应于75%睡眠占空比的睡眠控制模式改变到对应于50%睡眠占空比的睡眠控制模式,以为PHY子系统210准备从而从接收阶段改变到发送阶段。例如,随着DC-DC转换器206在50%睡眠占空比下操作(如在时间段T7中所示,其中在该时间段期间OFDM符号S(L-1) 和最后一个OFDM符号S(L)被接收),DC-DC转换器206能够在短时间内例如在4μs中(如在时间段T8中所示)出现睡眠模式,以使得发送器子系统能够发送接收信息包的确认。在此示例表示图中,在DC-DC 转换器206中睡眠控制模式的改变和睡眠控制模式的出现能够在数据帧和对数据帧的确认之间的时间间隔(称为“短帧间空间”(SIFS))期间完成。例如,对于IEEE 802.11a/g/n模式SIFS能够等于16μs,并且对于IEEE 802.11b模式能够等于10μs。此外,在时间段T9期间,发送器子系统发送确认(ACK),并且如果接收阶段继续则在用于接收下一信息包的随后时间段DC-DC转换器206回到对应于50%睡眠占空比的睡眠控制模式。
图6B是根据一个实施例在线路争夺期间多个睡眠控制模式的示例表示图。“线路争夺”能够发生在MAC方法中,在该方法中信道或广播介质需要被共享用于发送并且以先到先得为基础而操作。如果MAC子系统212的CSMA/CA退避计数器控制器246确定信道闲置,则退避计数器开始从N计数到0,例如,从20到0。如图6B所示,在线路争夺时段的开始处,DC-DC转换器206处于默认睡眠控制模式,例如,在50%睡眠控制模式(对应于50%睡眠占空比的睡眠控制模式)。DC-DC转换器206保持在50%睡眠控制模式直至时间段T1的结束。在时间段T1的结束处,确定退避计数器仍大于第二阈值N2(例如,N2等于18),意味着有更多时间来倒数计数到0。基于这种确定,在时间段T2期间,睡眠模式控制器208将50%睡眠控制模式改变为75%睡眠控制模式。应注意,50%睡眠控制模式改变为75%睡眠控制模式可以瞬时进行。75%睡眠控制模式被维持直至时间段T2的结束。在示例性实施例中,时间段T2 能够与退避计数器大于第一阈值N1一样长(例如,N1能够等于2)。如在时间段T3中所示,当确定退避计数器已经到达了等于或低于N1时,睡眠模式控制器208产生控制信号以将DC-DC转换器206中的75%睡眠控制模式改变为50%睡眠控制模式,以便如果信道仍闲置时则更好地配备用于发送阶段。在此示例性表示图中,睡眠控制模式的变化能够发生在6μs的最差情况过渡时间。此外,如在时间段T4中所示,DC-DC转换器206保持在50%睡眠控制模式。在示例中,在开始发送阶段之前,睡眠模式控制器208使得DC-DC转换器206出现50%睡眠控制模式以在正常模式下(例如,没有睡眠)操作。例如,如在时间段T5中所示,如果信道闲置,则使DC-DC转换器206尽可能快地出现睡眠,例如,在4 μs中,以通过该信道开始发送。在时间段T6期间,当信道闲置并且不存在针对该信道的线路争夺时,发送器子系统被切换到开状态并且在可用的时隙中发送信息。应注意,如果在发送阶段之后再次检测到线路争夺,则睡眠模式控制器208再次使得DC-DC周期206在适当的睡眠控制模式(例如,50%睡眠控制模式)下操作。
在示例性实施例中,不同的占空比模式之间,例如在50%睡眠控制模式和75%睡眠控制模式之间的切换能够使用各种适当技术实现。在示例性实施例中,睡眠模式控制器208能够包括两个计数器,例如计数器_ 开和计数器_关。计数器_开被构造成计数对应于具体睡眠控制模式下的每个切换脉冲的开持续时间(Ton时间)的状态,并且计数器_关被构造成计数对应于该具体睡眠控制模式下的每个切换脉冲的关持续时间(Toff 时间)的状态。例如,在50%睡眠控制模式(与50%占空比关联)下,计数器_开和计数器_关(分别由“Son”和“Soff”表示)两者的状态能够从0改变到250以分别计数Ton时间和Toff时间,其中每个计数状态随着1μs的步长递增。在此示例中,在切换脉冲的Ton时间段期间,计数器_开(“Son”)的状态从0递增到250,并且计数器_关(“Soff”) 的状态不变(例如,保持为0);并且当“Son”递增到计数状态250时,切换脉冲的Ton时间段结束。此外,在切换脉冲的Toff时间段,计数器 _OFF(“Soff”)开始从0递增到250,并且“Son”被复位为0并且保持恒定在0。当“Soff”递增到计数状态250时,切换脉冲的Toff时间段结束。此外,计数器_开和计数器_关(“Son”和“Soff”)的状态变化的相同序列被执行以实现对应于50%睡眠控制模式的切换脉冲。
类似地,计数器_ON(“Son”)的状态能够从0递增到250,并且计数器_OFF(“Soff”)的状态能够从0递增到750,以在针对75%睡眠控制模式在切换脉冲中实现Ton时间和Toff时间。在表示图中,计数器_开和计数器_关的目标计数状态能够分别由“Con”和“Coff”表示(例如,“Con”是“Son”的最大计数,并且“Coff”是“Soff”的最大计数);并且“Con”和“Coff”的任何适当组合能够被选择以实现各种占空比的睡眠控制模式。在示例性实施例中,基于至少一个收发器输入,计数器_ 开和计数器_关的目标计数“Con”和“Coff”分别能够被在运行中改变,以实现不同睡眠控制模式之间的转换。例如,“Con1,Coff1”的组合能够被改变为“Con2,Coff2”,其中“Con1”和“Con2”表示计数器_开的最大(或目标)计数状态,并且“Coff1”和“Coff2”表示计数器_关的最大(或目标)计数状态。例如,为了进行从50%睡眠控制模式到75%睡眠控制模式的转换,“Con,Coff”能够从(250,250)改变到(250,750)或者可以从(500,500)改变到(250,750)。在一些示例中,“Coff”可以是固定的并且“Con”能够改变以在两个睡眠控制模式之间转换。例如,针对从50%睡眠控制模式到75%睡眠控制模式的转换,“Con,Coff”能够从 (300,300)改变到(100,300)。
在一个睡眠控制模式到另一个睡眠控制模式之间的“转换时间”依赖于收发器输入的接收的时间。例如,转换时间依赖于收发器输入的接收的时间和在收发器输入的接收的时间时的计数器_开和计数器_关的当前状态。以下利用一些情形解释在睡眠控制模式例如50%睡眠控制模式和75%睡眠控制模式之间的转换时间。
在情形1中,收发器输入(触发)被接收以产生用于从50%睡眠控制模式到75%睡眠控制模式的改变睡眠控制模式的控制信号。在情形1 中,从50%睡眠控制模式到75%睡眠控制模式的转换能够瞬时执行,不管收发器输入的接收的定时,因为与50%睡眠控制模式关联的最差情况延迟(例如,4μs)小于与75%睡眠控制模式相关联的最差情况延迟(例如,10μs)。因此,在此情形下,在示例性实现方式中,“Con”能够被固定为250,并且仅“Coff”能够从250改变到750以执行从50%睡眠控制模式到75%睡眠控制模式的转换。
在情形2中,收发器输入被接收以产生用于从75%睡眠控制模式到 50%睡眠控制模式的改变睡眠控制模式的控制信号。在情形2中,在切换脉冲的Ton时间段期间或在切换脉冲的Toff时间段期间收发器输入被接收(触发被应用),使得计数器_关(“Soff”)的当前计数状态小于250,通过将计数器_关目标(“Coff”)从750改变到250,转换是瞬时的。例如,如果触发在计时器_关已经计数250之前(“Soff”<250)被接收,则通过将“Coff”从750改变到250,转换是瞬时的。
在情形3中,收发器输入被接收以产生用于从75%睡眠控制模式到 50%睡眠控制模式的改变睡眠控制模式的控制信号。在情形3中,假定在切换脉冲的Toff时间段期间收发器输入被接收(触发被应用),使得“Soff”等于或大于250。在此情形下,通过使得在切换脉冲中从低状态到高状态的立即转换,控制信号使得从切换脉冲的Toff时间段到Ton时间段的立即改变;并且计数器_关被复位到0,并且计数器_开开始从0计数。因此,计数器_开阶段开始,并且计数器_关的目标计数状态(“Coff”)从750 改变到250。在此示例情形下,从75%睡眠控制模式到50%睡眠控制模式的转换时间能够占用6μs。例如,在此情形下,转换能够被认为在恢复时间等于或小于4μs(对应于50%睡眠控制模式)的点处完成,并且因此6μs的最差情况转换时间将对于从75%睡眠控制模式到50%睡眠控制模式的转换是充足的。
应注意,图2到图6B仅是为了表示示例实施例而提供,并且不应被认为限制示例实施例的范围。参照图7进一步解释一种降低半双工收发器中的功率消耗的示例性方法。应注意,针对图7中的方法的描述,将对图2-图6B进行各种引用用于解释用于降低半双工收发器中的功率消耗的方法的一个或更多个实施例。
图7例示根据示例性实施例的一种降低半双工收发器(例如图2的半双工收发器200)中的功率消耗的示例性方法700的流程图。半双工收发器包括直流-直流(DC-DC)转换器(例如,DC-DC转换器206),其耦接到睡眠模式控制器(例如,睡眠模式控制器208)。半双工收发器使得能够进行通信,其中发送器子系统(例如,图2的发送器子系统)和接收器子系统(例如,图2的接收器子系统)在不同时刻分别进行数据发送和接收。
在705,从半双工收发器的物理层(PHY)子系统(例如,图2的 PHY子系统210)和介质访问控制层(MAC)子系统(例如,图2的 MAC子系统)中的至少一个接收至少一个发送器操作输入。至少一个收发器操作输入是通过睡眠模式控制器接收,该睡眠模式控制器被构造成控制DC-DC转换器的多个睡眠控制模式。至少一个收发器操作输入的示例包括但不限于来自半双工收发器的PHY子系统的至少一个PHY输入、来自半双工收发器的MAC子系统的至少一个MAC输入和来自DC-DC 转换器的电压误差信号。该至少一个PHY输入的示例包括但不限于信息包检测信号、信息包长度信号和空闲信道评估指示符信号中的至少一个。至少一个MAC输入的示例包括但不限于退避计数器状态信号和发送阶段信号或接收阶段信号中的至少一个。在一个实施例中,CCA指示符信号也能够是MAC输入的一部分。基于DC-DC转换器的输出反馈信号与基准电压信号的比较产生电压误差信号(参见图3)。参照图2解释PHY 输入和MAC输入的各个示例。
在710,基于至少一个收发器操作输入来产生控制信号。该控制信号由睡眠模式控制器将至少一个收发器操作输入的状态考虑在内来生成。在示例性实施例中,控制信号可以是具有具体占空比的脉冲,并且该脉冲的占空比依赖于至少一个收发器操作输入。在715,将该控制信号提供到半双工收发器的DC-DC转换器,以基于该控制信号在多个睡眠控制模式中的一个下操作DC-DC转换器。多个睡眠控制模式对应于多个睡眠占空比。在每个睡眠控制模式中,基于睡眠控制模式的相应的睡眠占空比, DC-DC转换器的切换电路和驱动器电路处于关状态。例如,睡眠控制模式能够是40%睡眠控制模式、50%睡眠控制模式、60%睡眠控制模式、75%睡眠控制模式等。在正常发送阶段中或在当发送器子系统需要活动的情况下,DC-DC转换器可以在0%睡眠控制模式下操作,诸如其中DC-DC 转换器在正常模式下操作,并且电池电流(Ibat)连续提供到DC-DC转换器的切换电路。此外,在各个睡眠控制模式下,DC-DC转换器的控制环(包括由电容器(例如,电容器312)、脉冲宽度调制(PWM)控制器(例如,PWM控制器302)和比较器(例如,比较器304)形成的环) 总是被通电。
应理解,方法700的操作705、710和715是可重复的,并且能够依赖于收发器输入的接收而通知任意次数。例如,在某时刻,如果收发器输入(T11)例如信息包数据长度被接收,并且确定长信息包将要在接收阶段接收,则方法700能够在适当的睡眠控制模式例如,75%睡眠控制模式操作DC-DC转换器。此外,在另一个时刻,如果另一个收发器输入 (T12)例如表示退避计数器接近0的退避计数器状态信号被接收,则方法700通过从75%睡眠控制模式切换到50%睡眠控制模式在适当的睡眠控制模式例如在50%睡眠控制模式下操作DC-DC转换器。因此,依赖于各个收发器输入的接收,控制信号以动态方式产生,并且通过从已有睡眠控制模式转换到适当的睡眠控制模式,方法700能够在适当的睡眠控制模式下操作DC-DC转换器。
不以任何方式限制以下出现的权利要求的范围、解释或应用,此处公开的一个或更多个示例性实施例的优点包括当发送器子系统的元件不要求活动时在接收阶段或任何其它阶段期间降低半双工收发器的功率消耗。通过由睡眠模式控制器在半双工收发器的DC-DC转换器中实现不同睡眠控制模式,各个示例性实施例能够降低功率消耗。睡眠模式控制器从PHY子系统、MAC子系统接收至少一个收发器操作输入或从DC-DC 转换器并且基于该至少一个收发器操作输入接收电压误差信号,睡眠模式控制器产生控制信号。控制信号依赖于从多个睡眠控制模式选择的睡眠控制模式还被用于使DC-DC转换器睡眠。各个示例性实施例依赖于收发器操作输入能够从一个睡眠控制模式动态地切换到另一个睡眠控制模式。
尽管参照具体示例性实施例已经描述了本公开,应注意,在不背离本公开的宽泛精神和范围的情况下能够对这些实施例做出各种修改和变化。例如,此处描述的各个电路等能够使用硬件电路(例如,基于互补型金属氧化物半导体(COMS)的逻辑电路)、固件、软件和/或硬件、固件和/或软件(例如,嵌入在机器可读介质中)的任何组合被使能和操作。例如,各个电气结构和方法能够使用晶体管、逻辑门和电路(例如,专用集成电路(ASIC)电路和/或数字信号处理器(DSP)电路)来实现。
并且,在各个实施例中描述和例示为分立或单独的技术、装置、子系统和方法在不背离本公开的范围的情况下能够与其它系统、模块、技术或方法组合或集成。示出或讨论为与彼此直接耦接或通信的其它项目能够通过一些接口或装置耦接,使得项目能够不再被认为直接耦接彼此但是仍能够电气地、机械地或以其它方式间接耦接彼此并且通信。在不背离本公开的精神和范围的情况下,本领域技术人员能够在研究此处公开的示例性实施例之后或随后做出可确定的变化、替换和更改的其它示例。
应注意,术语“耦接到”不必须指示直接物理关系。例如,当两个部件被描述为“耦接到”另一个时,可以存在耦接在、附接在、集成在等两个部件之间的一个或更多个其它装置、材料等。因此,术语“耦接到”应该被给予可能的最宽泛的含义,除非另外指示。
应注意,整个说明书对特征、优点或类似语言的引用不暗含全部特征和优点应在或者在任意单个实施例中。相反,涉及特征和优点的语言能够被理解为意思是结合实施例描述的特定特征、优点或特性能够被包括在本公开的至少一个实施例中。因而,整个说明书中对特征和优点以及类似语言的讨论能够但是不必须涉及同一个实施例。
如以上讨论的本公开的各个实施例能够利用不同顺序的步骤和/或操作、和/或利用处于不同于所公开构造的构造中的硬件元件来实践。因此,尽管基于这些示例性实施例已经描述了本公开,但是应注意,某些修改、变化和替选构造能够是明显的并且正好在本公开的精神和范围内。尽管在此以专用于结构特征和/或方法动作的语言描述了本公开的各个示例性实施例,但是在所附的权利要求中限定的主题不必须限制于以上描述的特定特征或动作。相反地,以上描述的特定特征和动作被公开为实现权利要求的示例形式。
Claims (20)
1.一种半双工收发器的功率管理电路,该半双工收发器包括具有功率输入以及控制输出的发送器子系统,该功率管理电路包括:
直流-直流转换器即DC-DC转换器,其包括切换电路和用于驱动该切换电路的驱动器电路,该驱动器电路具有驱动器控制输入并且该切换电路具有耦合到该发送器子系统的功率输入的功率输出;以及
睡眠模式控制器,其具有耦接到该发送器子系统的控制输出的控制输入并且具有耦接到该驱动器控制输入的驱动器控制输出,该驱动器控制输出提供导致该驱动器电路在睡眠控制模式的睡眠控制占空比下操作的驱动器控制信号,其中该驱动器电路在相应睡眠控制占空比中保持关状态。
2.根据权利要求1所述的功率管理电路,其中该发送器子系统包括具有耦接到该睡眠模式控制器的控制输入的PHY控制输出的PHY子系统。
3.根据权利要求2所述的功率管理电路,其中该PHY控制输出包括信息包检测信号输出、信息包长度信号输出和空闲信道评估指示符信号输出中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的功率管理电路,其中该发送器子系统包括具有耦接到该睡眠模式控制器的控制输入的MAC控制输出的MAC子系统。
5.根据权利要求4所述的功率管理电路,其中该MAC控制输出包括退避计数器状态信号输出和发送阶段信号输出或接收阶段信号输出中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的功率管理电路,其中该直流-直流转换器包括电压误差信号输出并且该睡眠模式控制器包括耦接到该电压误差信号输出的电压误差信号输入,电压误差信号是基于该DC-DC转换器的输出反馈信号与基准电压信号的比较而产生的。
7.根据权利要求1所述的功率管理电路,其中该DC-DC转换器的控制环在睡眠控制模式期间保持在开状态。
8.根据权利要求7所述的功率管理电路,其中该睡眠模式控制器提供该驱动器控制信号以使得该DC-DC转换器基于在该睡眠模式控制器的控制输入上的信号变化从一个睡眠控制模式切换到另一个睡眠控制模式。
9.一种降低半双工收发器中的功率消耗的方法,该方法包括:
在睡眠模式控制器中从该半双工收发器的物理层子系统即PHY子系统和介质访问控制层子系统即MAC子系统中的至少一个接收收发器操作信号输出;
在该睡眠模式控制器中基于该收发器操作信号输出来产生驱动器控制信号;以及
将该驱动器控制信号提供到该半双工收发器的直流-直流转换器即DC-DC转换器,以基于该控制信号在睡眠控制模式下操作该DC-DC转换器,该DC-DC转换器包括切换电路和用于驱动该切换电路的驱动器电路,该DC-DC转换器被构造成向该半双工收发器的发送器子系统的至少一个元件供应电力,
该睡眠控制模式对应于睡眠占空比,并且
在该睡眠控制模式下,基于相应的睡眠占空比,该切换电路和该驱动器电路保持关状态。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,
该驱动器控制信号使得该驱动器电路和该切换电路在发送阶段处于开状态。
11.根据权利要求9所述的方法,其中,
来自该PHY子系统的该收发器操作信号输出包括信息包检测信号输出、信息包长度信号输出和空闲信道评估指示符信号输出中的至少一个。
12.根据权利要求9所述的方法,其中,
来自该MAC子系统的该收发器操作信号输出包括退避计数器状态信号输出和发送阶段信号输出或接收阶段信号输出中的至少一个。
13.根据权利要求9所述的方法,其中,
该直流-直流转换器包括电压误差信号输出并且该睡眠模式控制器包括耦接到该电压误差信号输出的电压误差信号输入,电压误差信号是基于该DC-DC转换器的输出反馈信号与基准电压信号的比较而产生的。
14.根据权利要求9所述的方法,包括在所述睡眠控制模式中,保持该DC-DC转换器的控制环在开状态。
15.根据权利要求14所述的方法,该方法还包括:
基于该收发器操作输出的变化,更新该驱动器控制信号以切换睡眠控制模式。
16.一种半双工收发器,该半双工收发器包括:
具有功率输入以及控制输出的发送器子系统和接收器子系统;以及
功率管理电路,该功率管理电路包括:
直流-直流转换器即DC-DC转换器,其包括切换电路和用于驱动该切换电路的驱动器电路,该驱动器电路具有驱动器控制输入并且该切换电路具有耦合到该发送器子系统的功率输入的功率输出;以及
睡眠模式控制器,其具有耦接到该发送器子系统的控制输出的控制输入并且具有耦接到该驱动器控制输入的驱动器控制输出,该驱动器控制输出提供导致该驱动器电路在睡眠控制模式的睡眠控制占空比下操作的驱动器控制信号,其中该驱动器电路在相应睡眠控制占空比中保持关状态。
17.根据权利要求16所述的半双工收发器,其包括物理层子系统即PHY子系统,并且该控制输出包括来自该PHY子系统的至少一个PHY输出。
18.根据权利要求17所述的半双工收发器,其中,
该至少一个PHY输出包括信息包检测信号、信息包长度信号和空闲信道评估指示符信号中的至少一个。
19.根据权利要求17所述的半双工收发器,其包括介质访问控制层子系统即MAC子系统,并且该控制输出包括来自该MAC子系统的至少一个MAC输入。
20.根据权利要求19所述的半双工收发器,其中,
该DC-DC转换器的控制环在睡眠控制模式期间保持在开状态。
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102111071A (zh) * | 2009-12-28 | 2011-06-29 | 乐金显示有限公司 | Dc-dc转换器及其控制方法以及使用它们的显示装置 |
Family Cites Families (9)
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---|---|---|---|---|
US7564220B2 (en) * | 2000-09-21 | 2009-07-21 | O2Micro International Ltd. | Method and electronic circuit for efficient battery wake up charging |
US6958596B1 (en) * | 2002-12-20 | 2005-10-25 | Intersil Americas Inc. | Compensation sample and hold for voltage regulator amplifier |
US7813451B2 (en) * | 2006-01-11 | 2010-10-12 | Mobileaccess Networks Ltd. | Apparatus and method for frequency shifting of a wireless signal and systems using frequency shifting |
CN101630911B (zh) * | 2009-08-13 | 2011-09-21 | 艾默生网络能源有限公司 | 一种直流/直流变换器及其预偏置开关机电路 |
US8538355B2 (en) * | 2010-04-19 | 2013-09-17 | Rf Micro Devices, Inc. | Quadrature power amplifier architecture |
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Patent Citations (1)
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---|---|---|---|---|
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