CN105706173B - 用于校准可调谐部件的系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于调整可调谐部件的调谐设置的系统、设备和方法，能够被配置用于校准可调谐部件，该可调谐部件诸如是可调谐电容器。具体地，所述系统、设备和方法能够针对向可调谐部件的一个或多个输入而测量设备响应，在非易失性存储器内存储表征可调谐部件的设备响应的校准代码，并且基于校准代码调整可调谐部件的调谐设置，以达到可调谐部件的期望响应。

Description

用于校准可调谐部件的系统和方法

优先权声明

本申请要求于2013年11月8日提交的序列号为61/901,911的美国临时专利申请的权益，此处将其公开内容的全部内容通过引证结合与此。

技术领域

此处公开的主题总体上涉及可调谐部件的控制。更具体而言，此处公开的主题涉及调整可调谐部件(诸如，可调谐电容器)的调谐设置。

背景技术

可编程电容器可用于通过改变电容器的电容值，调谐电路的响应，以相应地产生不同的行为。在许多应用中，设定值可能需要严格控制，以满足系统要求和优化总体性能。但是，一般来说，虽然此类电容器通常使用一系列过程制作，所有过程呈现出由于诸如速率、化学成分、温度和时间的因素造成的变化。结果，大体上所有如此制造的可编程电容器具有一系列的值(例如，最大电容值、最小电容值、设定值之间的电容梯级)。这个范围对于一些应用可为可接受的，但当要求更准确的响应时，可期望电容值的变化最小化。

为解决这些问题，已做出减少制造过程的变化的尝试，但提升性能标准一般要求对生产过程施加更加准确的控制或丢弃无法满足更高标准的部件。这些方法都增加生产所述部件的成本。可替换地，电容器可设计为减少设备电容在过程变化上的敏感性，但在所有设备配置和/或应用中这样做是不可能的。结果，将期望的是，在不显著增加制造成本或要求部件设计仅仅被限制在对过程变化性更不敏感的那些配置的情况下，减少设备性能的变化。

发明内容

根据本公开内容，提供了用于调整可调谐部件(诸如，可调谐电容器)的调谐设置的系统、设备和方法。一方面，提供了一种用于校准可调谐部件的方法。该方法可包括：针对向可调谐部件的一个或多个输入而测量设备响应，在非易失性存储器中存储表征可调谐部件的设备响应的校准代码，以及基于校准代码调整可调谐部件的调谐设置，以达到可调谐部件的期望响应。

另一方面，提供了一种可调谐部件，该可调谐部件具有一个或多个可调谐元件和被配置为存储校准代码的非易失性存储器，上述校准代码表征一个或多个可调谐元件的设备响应。

虽然此处公开的主题的一些方面在上文中已陈述，且通过现在公开的主题全部或部分而实现，当结合附图在下文中更详尽地进行描述时，随着继续描述，其他方面将变得显而易见。

附图说明

从应当结合附图(仅仅通过解释性和非限制性示例的方式给出)阅读的以下详细描述中，本主题的特点和优势将更加容易理解，并且在附图中：

图1为示出用于校准根据现在公开的主题的实施方式的可调谐部件的方法的流程图；

图2为根据现在公开的主题的实施方式的可调谐部件的示意图；

图3为示出根据现在公开的主题的实施方式的用于校准图2中表示的可调谐部件的方法的流程图；

图4为根据现在公开的主题的实施方式的可调谐部件的示意图；

图5为示出根据现在公开的主题的实施方式的用于校准图4中表示的可调谐部件的方法的流程图。

具体实施方式

并非依赖于控制可调谐设备的生产以使性能的变化最小化和/或使变化的影响最小化，本主题提供设计为通过适当控制来补偿变化的系统和方法。以这种方法，可得到更加准确的设备响应值，并且对于给定公差可达到更高的产出。

就此而言，一方面，本主题提供了用于校准可调谐部件(例如，可调谐电容器)的方法。如图1所示出，给定可调谐设备的性能可表征在测量步骤10中。具体地，测量步骤10可包括测量对于向可调谐部件的一个或多个输入的设备响应。例如，对于可调谐电容器，测量设备响应可包括在一个或多个调谐阶段测量电容。此类测量可在最终设备测试或应用最终测试(例如，滤波器响应)中获得。基于测量，可注意到从标称响应的偏离。具体而言，表征可调谐部件的设备响应的校准数字字码可在存储步骤20中被写入设备上的非易失性存储器内。

当接收识别期望响应(例如，期望总电容)的输入30时，这个校准数字字码此后可被用于校准步骤40，以修正被应用于控制设备的调谐字码。正如以下将要更加详细地讨论，在一些配置中，此类修正可通过从设备读取校准数字字码和计算任何期望调谐值所需的适当修正控制字码，而从设备外部执行。这个计算可在系统复位时针对整个控制表执行，和/或它可依操作所需，即时执行。可替换地，在一些配置中，该补偿可通过系统使用机载电路/逻辑，通过修正写入设备的控制字码对可调谐设备本身执行。

在任何配置中，所述校准调谐字码可被应用于调谐步骤50中，以基于校准代码调整可调谐部件的调谐设置。以这种方法，可达到可调谐部件的期望响应：补偿制造变化和产出更加准确的调谐值。

在这个一般框架内，本主题可以各种配置中的任一个来实现。例如，在图2表示的一个实施方式中，可调谐部件，一般指示为100，可包括一个或多个可调谐元件，且可配置为补偿它的可调谐元件的性能的任何变化。具体而言，例如，一个或多个可调谐元件可为一个或多个可调谐电容器。可调谐元件的调谐可通过应用存储于调谐字码寄存器110内的调谐字码来达到。但是，如上文所讨论，由于可调谐元件的性能的变化性，可能期望调谐字码的校准，从而可达到给定期望输出。

就此而言，可调谐部件100可进一步包括配置为存储一个或多个校准代码(表征一个或多个可调谐元件的设备响应)的非易失性存储器120。具体地，在一些实施方式中，所述校准代码能包括多个“二进制”识别符中的一个识别符：由于呈现了属于多个离散设备响应范围(例如，小于给定输入的设计响应的70％、小于80％、小于90％等)其中之一的设备响应，因此该识别符表征可调谐元件的一个或多个。藉此，非易失性存储器120可配置为存储与可调谐部件的离散设备响应范围相关联的所述多个二进制识别符的其中之一。在一些实施方式中，可选择单独二进制识别符，以表征可调谐部件的每个可调谐元件的设备响应。可替换地，在一些实施方式中，可选择二进制识别符，以表征可调谐部件的可调谐元件阵列的总体设备响应。

无论二进制识别符如何表征设备性能，可调谐部件100的调谐可包括与不同于可调谐部件100的驱动器200通信(例如，通过串行数据链路的方法)。驱动器200可访问多个调谐字码表(例如，图2中表示的第一、第二、第三和第四调谐字码表210a、210b、210c和210d)。例如，在一些实施方式中，调谐字码的数量可等于二进制识别符的数量的整数倍数(即，对于每个二进制，为一个或多个调谐字码)。

利用对可调谐部件100的这个配置，用于调谐可调谐部件100的方法可如图3所表示实现。具体而言，校准步骤40可包括：在二进制检索步骤41中，从可调谐部件100上的存储体读取二进制数字。随后，对于给定输入30，调谐字码选择步骤42可包括选择与多个二进制识别符的所存储的其中之一相对应的多个调谐字码(例如，从调谐字码表210a、210b、210c和210d中选择)的一个或多个。

就此而言，二进制识别符可有效用作在调谐字码矩阵内过滤的索引。例如，如下文表1所表示，提供一部分调谐字码矩阵，其中通过设备可达到的电容值范围同时与二进制识别符和调谐字码(例如，识别为t-2.000至t-3.000)相关联。以这种方法，一旦矩阵通过所识别的二进制过滤，可选择调谐字码以达到期望输出。例如，如果期望2.000的响应且二进制识别符为80％，会运用t-2.500的调谐字码。注意，调谐字码之间和二进制之间的步长对于产品和/或应用可为具体的。

	120％二进制	100％二进制	80％二进制	70％二进制
					t-3.000	3.600	3.000	2.400	2.100
t-2.875	3.450	2.875	2.300	2.013
					t-2.750	3.300	2.750	2.200	1.925
t-2.625	3.150	2.625	2.100	1.838
					t-2.500	3.000	2.500	2.000	1.750
t-2.375	2.850	2.375	1.900	1.663
					t-2.250	2.700	2.250	1.800	1.575
t-2.125	2.550	2.125	1.700	1.488
					t-2.000	2.400	2.000	1.600	1.400

表1

此外，可将期望响应控制在具有最小离散设备响应范围的二进制识别符的离散设备响应范围内，以使产出最大化。具体地，例如，对于具有为设计响应范围的70％(即，70％二进制)的响应范围规格最小值的设备，可选择期望响应从而为其他二进制提供相似的响应。例如，如图2所示，可撤销对在上限二进制值内操作的设备的设置，以达到在值上尽可能接近由以70％二进制(例如，在可获得的调谐步骤的解析的限制内)操作的参考设备达到的值的总输出。

120％二进制	100％二进制	80％二进制	70％二进制
				3.600→2.100	3.000→2.125	2.400→2.100	2.100
3.450→1.950	2.875→2.000	2.300→2.000	2.013
				3.300→1.950	2.750→1.875	2.200→1.900	1.925
3.150→1.800	2.625→1.875	2.100→1.800	1.838
				3.000→1.800	2.500→1.750	2.000→1.800	1.750
2.850→1.650	2.375→1.625	1.900→1.700	1.663
				2.700→1.650	2.250→1.625	1.800→1.600	1.575
2.550→1.500	2.125→1.500	1.700→1.500	1.488
				2.400→1.350	2.000→1.375	1.600→1.400	1.400

表2

此外，除二进制以外，可基于其他变量选择所使用的具体调谐字码(多个字码)，其可用于计算期望调谐字码、从多维选择矩阵中进行选择或二者的结合。例如，在待使用的调谐字码(或多个字码)的选择中，可考虑诸如频率或操作频率、平台配置、温度、功率级、来自传感器的数据的参数或其他变量，以达到期望输出。

可基于二进制识别符向下选择与二进制相对应的调谐字码全集的子集。这个子集可在通电期间或在相似情况下读取，从而仅仅有用的字码会在用于选择的活性存储器内。以这种方法，在操作期间使用的所述“活性(active)”存储器仅仅需要以在调谐字码矩阵(与那个初始阶段的二进制识别符相对应)的行/列中进行读取。其余可存留于长期存储体中。全局调谐字码矩阵的相关子集的这个预先选择可以节省处理器内存和时间。

可替换地，在图4所表示的另一配置中，可调谐部件100可配置为执行调谐字码的芯片内(on-chip)重新校准，而非使驱动器200作出调谐字码调整。就此而言，可调谐部件100可进一步包括逻辑块130，该逻辑块被配置为生成基于校准代码选择的调谐字码，以产生基本符合期望响应的一个或多个可调谐元件的响应。在一些实施方式中，逻辑块130被包括在可调谐部件100的逻辑内。例如，在其中可调谐元件为可调谐电容器的配置中，逻辑块130可配置为生成调谐字码(选择为产生基本符合期望总电容的可调谐电容器的总电容)。调谐字码选择从驱动器200的这个卸载可允许更简单的驱动器开发和操作。此外，在应用程序开发期间，可更加容易地设计客户工程。

在一些实施方式中，非易失性存储器120可再次配置为存储上文所讨论的多个二进制识别符其中之一。但是，在这个配置中，逻辑块130可用来以如下方式选择多个调谐字码中的一个或多于一个：即对应于多个二进制识别符中的被存储的一个，而非所述驱动器200。可替换地，逻辑块130可配置为接收与期望响应相对应的参考调谐字码，且逻辑块130可配置为生成调谐字码，其经选择以通过基于校准代码修正参考调谐字码，产生基本符合期望响应的一个或多个可调谐元件的响应。

具体地，在一些实施方式中，非易失性存储器120可配置为存储校准调谐函数的一个或多个系数。例如，对于一级多项式函数C＝a·C₁+C₂，其中a为可变调谐输入的要素，校准代码可规定最接近地将函数C映射至可调谐部件100的经测量性能能力的一组系数[C₁,C₂]。此外，本领域的那些技术人员将会意识到，该函数还可为模拟给定组校准系数的设备响应的高阶多项式或更复杂的函数。

利用这个芯片内校准配置，可如图5所表示的方式来执行调整调谐设置。具体地，对于给定输入30，与期望响应相对应的基线调谐字码可在初始选择步骤45通过驱动器200通信至可调谐部件100。随后，可调谐部件100本身可基于校准代码，在计算步骤46(例如，在逻辑块130)生成修正调谐字码，以产生基本符合期望响应的可调谐部件的响应。

进一步，可设计可调谐部件100的操作，从而期望响应具有第一数值解析(numerical resolution，数值求解)，但可调谐部件100的响应具有比第一数值解析更精细的第二数值解析。例如，对于可调谐电容阵列，期望响应可配置为规定最接近0.125皮法的值，而可调谐电容阵列可配置为产生最接近0.0625或0.03125皮法的值。以这种方法，即使设备性能可从设计水平偏离，也可作出细微调整以使得性能十分接近期望值。

只要不背离本主题的精神和本质特征，本主题可以其他形式实施。因此所描述的实施方式在所有方面被认作是解释性的，而非限制性的。虽然本主题已经就某些优选实施方式而言进行了描述，但是对于本领域的那些普通技术人员显而易见的是，其他实施方式也落入本主题的范围内。

Claims (19)

1.一种用于校准可调谐部件的方法，所述方法包括：

针对向可调谐部件的一个或多个输入，测量设备响应；

在所述可调谐部件上所设置的非易失性存储器内存储校准代码，所述校准代码表征所述可调谐部件的所述设备响应；以及

基于所述校准代码对所述可调谐部件调整调谐设置，以达到所述可调谐部件的期望响应；

其中调整调谐设置包括：

接收与所述期望响应相对应的调谐字码；以及

基于所述校准代码进行选择或计算，生成修正调谐字码，以产生基本符合所述期望响应的所述调谐部件的响应。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可调谐部件包括一个或多个可调谐电容器；并且,

其中，测量设备响应包括在一个或多个调谐阶段测量所述一个或多个可调谐电容器的电容。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，存储校准代码包括存储均与所述可调谐部件的离散设备响应范围相关联的多个二进制识别符中的一个二进制识别符。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述期望响应选择为处于所述多个二进制识别符中的所述一个二进制识别符的离散设备响应范围内，所述多个二进制识别符中的所述一个二进制识别符具有最小离散设备响应范围。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述多个二进制识别符中的所述一个二进制识别符选择为表征所述可调谐部件的单个可调谐元件的设备响应。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述多个二进制识别符的中的所述一个二进制识别符选择为表征所述可调谐部件的可调谐元件陈列的总体设备响应。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，调整调谐设置包括：

从所述非易失性存储器检索所述多个二进制识别符中的所述一个二进制识别符；

选择与所述多个二进制识别符中的被存储的所述一个二进制识别符相对应的多个调谐字码中的一个或多个；以及

将多个所述调谐字码中所选择的一个或多个应用至所述可调谐部件。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述调谐字码的数量等于二进制识别符的数量的整数倍。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，存储校准代码包括存储校准调谐函数的一个或多个系数。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述期望响应具有第一数值解析；并且，

其中，所述可调谐部件的响应具有比所述第一数值解析更精细的第二数值解析。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，生成修正调谐字码是由不同于所述可调谐部件的软件驱动器执行。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，生成修正调谐字码是由与所述可调谐部件相关联的逻辑块执行。

13.一种可调谐部件，包括：

一个或多个可调谐元件；以及

非易失性存储器，所述非易失性存储器被配置为存储表征所述一个或多个可调谐元件的设备响应的校准代码，以及

逻辑块，所述逻辑块被配置为接收电调谐输入作为与所述一个或多个可调谐元件的期望响应相对应的调谐字码，以基于所述校准代码生成修正调谐字码；并且将所述修正调谐字码应用至所述一个或多个可调谐元件以产生基本符合所述期望响应的所述一个或多个可调谐元件的调谐响应。

14.根据权利要求13所述的可调谐部件，其中，所述一个或多个可调谐元件包括一个或多个可调谐电容器。

15.根据权利要求13所述的可调谐部件，其中，所述非易失性存储器被配置为存储均与所述一个或多个可调谐元件的离散设备响应范围相关联的多个二进制识别符中的一个二进制识别符。

16.根据权利要求13所述的可调谐部件，其中，所述非易失性存储器被配置为存储校准调谐函数的一个或多个系数。

17.根据权利要求13所述的可调谐部件，其中所述一个或多个可调谐元件包括一个或多个可调谐电容器；并且

其中，所述逻辑块被配置为生成修正调谐字码，该调谐字码被选择为产生基本符合期望电容的所述一个或多个可调谐电容器的总电容。

18.根据权利要求13所述的可调谐部件，其中，所述非易失性存储器被配置为存储均与所述一个或多个可调谐元件的离散设备响应相关联的多个二进制识别符中的一个二进制识别符；并且，

其中，所述逻辑块被配置为选择与所述多个二进制识别符中的被存储的所述一个二进制识别符相对应的多个调谐字码中的一个或多个。

19.根据权利要求13所述的可调谐部件，其中所述期望响应具有第一数值解析；并且

其中，所述一个或多个可调谐元件被配置为生成具有比所述第一数值解析更加精细的第二数值解析的响应值。