CN107681988A - 用于衰减器相位补偿的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明描述用于衰减器相位补偿的方法和系统的实施例。在实施例中，一种用于衰减器相位补偿的方法涉及基于衰减器的衰减配置而确定所述衰减器的相位补偿值，以及根据所述相位补偿值而执行相位补偿以维持恒定相位响应。

Description

用于衰减器相位补偿的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于衰减器相位补偿的方法，特别涉及基于衰减器的衰减配置而确定所述衰减器的相位补偿值，以及根据所述相位补偿值而执行相位补偿以维持恒定相位响应。
背景技术
衰减器可用以降低电子信号的振幅。举例来说，射频(RF)衰减器用以降低RF信号的振幅。然而，衰减器的设置可能影响衰减器的相位响应，这样可能不利地影响对应通信装置的性能。举例来说，在某些衰减设置下，基于自动增益控制(AGC)的RF衰减器可展现出不恒定的相位响应。
发明内容
描述用于衰减器相位补偿的方法和系统的实施例。在实施例中，一种用于衰减器相位补偿的方法涉及基于衰减器的衰减配置而确定所述衰减器的相位补偿值，以及根据所述相位补偿值而执行相位补偿以维持恒定相位响应。
在实施例中，确定所述衰减器的所述相位补偿值涉及从不同相位补偿值的预定表和所述衰减器的衰减配置确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，确定所述衰减器的所述相位补偿值涉及基于所述衰减器的所述衰减配置的函数而确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，所述衰减器的所述衰减配置包括所述衰减器的可调节阻抗值。
在实施例中，确定所述衰减器的所述相位补偿值涉及基于所述衰减器的所述可调节阻抗值而从不同相位补偿值的预定表和所述衰减器的可调节阻抗配置确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，所述衰减器的所述衰减配置包括所述衰减器的衰减因数码。
在实施例中，确定所述衰减器的所述相位补偿值涉及从不同相位补偿值的预定表和所述衰减器的衰减因数码确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，确定所述衰减器的所述相位补偿值涉及基于所述衰减器的所述衰减因数码的函数而确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，一种用于衰减器相位补偿的系统包括：相位补偿确定单元，所述相位补偿确定单元被配置成基于衰减器的衰减配置而确定所述衰减器的相位补偿值；以及相位补偿单元，所述相位补偿单元被配置成根据所述相位补偿值而执行相位补偿以维持恒定相位响应。
在实施例中，所述相位补偿确定单元被另外配置成从不同相位补偿值的预定表和所述衰减器的衰减配置确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，所述相位补偿确定单元被另外配置成基于所述衰减器的所述衰减配置的函数而确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，所述衰减器的所述衰减配置包括所述衰减器的可调节阻抗值。
在实施例中，所述相位补偿确定单元被另外配置成基于所述衰减器的所述可调节阻抗值而从不同相位补偿值的预定表和所述衰减器的可调节阻抗配置确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，所述衰减器的所述衰减配置包括所述衰减器的衰减因数码。
在实施例中，所述相位补偿确定单元被另外配置成从不同相位补偿值的预定表和所述衰减器的衰减因数码确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，所述相位补偿确定单元被另外配置成基于所述衰减器的所述衰减因数码的函数而确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，一种用于在经由电感耦合通信的通信装置中进行衰减器相位补偿的方法涉及：基于定位于所述通信装置的接收器路径中的衰减器的衰减配置而确定所述衰减器的相位补偿值；以及根据所述相位补偿值而执行相位补偿以维持所述衰减器的恒定相位响应。
在实施例中，确定所述衰减器的所述相位补偿值涉及从不同相位补偿值的预定表和所述衰减器的衰减配置确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，确定所述衰减器的所述相位补偿值涉及基于所述衰减器的所述衰减配置的函数而确定所述衰减器的所述相位补偿值。
在实施例中，所述衰减器的所述衰减配置包括所述衰减器的衰减因数码。
通过以下结合附图的详细描述，本发明的实施例的其它方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的衰减器系统的功能框图。
图2描绘可以与对应读取器一起使用以形成通信系统的通信装置的实施例。
图3描绘图2中所描绘的实施为基于AGC的RF衰减器的RF衰减器系统的实施例。
图4是根据本发明的实施例的用于衰减器相位补偿的方法的过程流程图。
图5是根据本发明的实施例的用于基于AGC的衰减器相位补偿的方法的过程流程图。
在整个描述中，类似的附图标记可用以标明类似的元件。
具体实施方式
将容易理解，如本文中一般描述且在附图中示出的实施例的组件可以用各种各样不同的配置来布置并设计。因此，以下如图中所表示的各种实施例的更详细描述并不意图限制本公开内容的范围，而仅仅是表示各种实施例。虽然在附图中呈现了实施例的各个方面，但是除非特别说明，否则附图未必按比例绘制。
在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，可以其它特定形式体现本发明。所描述的实施例应被视为在所有方面均仅是说明性而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求书而不是由此详细描述指示。在权利要求书等效物的含义和范围内的所有变化均涵盖在权利要求书的范围内。
贯穿本说明书提及特征、优点或类似语言并不暗示可借助本发明实现的所有特征和优点应在或确实在本发明的任何单个实施例中。实际上，提及特性和优点的语言应理解成意味着结合实施例描述的特定特性、优点或特征包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书对特征和优点的论述以及类似语言可以是(但未必是)指同一实施例。
此外，本发明的所描述特性、优点和特征可以任何合适的方式在一个或多个实施例中加以组合。相关领域的技术人员应认识到，鉴于本文的描述，可以在没有特定实施例的具体特性或优点中的一个或多个的情况下实践本发明。在其它情况下，可能在某些实施例中辨识可能不存在于本发明的所有实施例中的另外的特性和优点。
贯穿本说明书对“一个实施例”、“一实施例”或类似语言的参考意味着结合所指示实施例描述的特定特性、结构或特征包括于本发明的至少一个实施例中。因此，本说明书通篇的短语“在一个实施例中”、“在一实施例中”和类似语言可以(但未必)全部指同一个实施例。
图1是根据本发明的实施例的具有相位补偿的衰减器系统100的功能框图。在图1中所描绘的实施例中，衰减器系统包括衰减器或信号衰减模块102和相位补偿模块104。衰减器系统可以是集成电路(IC)装置或包括另外组件的IC装置的部分。衰减器与相位补偿模块可定位于相同IC芯片上或单独IC芯片上。虽然示出的衰减器系统在本文中被示出为具有某些组件且被描述为具有某些功能性，但是衰减器系统的其它实施例可包括用以实施相同、更少或更多功能性的更少或更多组件。
在图1中所描绘的实施例中，衰减器102被配置成处理输入信号以产生处理后的信号。衰减器执行信号衰减操作，其中使输入信号衰减以产生具有低于输入信号的振幅的振幅的衰减信号；和/或信号旁路操作，其中不使输入信号衰减。举例来说，衰减器是用以降低RF输入信号的振幅的RF衰减器。衰减器可实施为可编程电阻性分压器和/或可编程电容性分压器。衰减器的其它实施方案是可能的。
衰减器102的设置可能影响衰减器的相位响应，这样可能不利地影响衰减器系统和含有衰减器系统的对应通信装置的性能。举例来说，衰减器可定位于通信装置的接收器(RX)路径处。在这种状况下，取决于衰减器设置，衰减器和因此通信装置的RX路径可具有不恒定的相位响应。在图1中所描绘的实施例中，相位补偿模块104被配置成执行相位补偿。举例来说，相位补偿模块可调节与衰减器系统相关联的至少一个参数以便维持衰减器系统的恒定相位响应。与衰减器系统相关联的参数的例子包括(但不限于)衰减器系统的组件、衰减器系统的设置和输入到衰减器系统中或从衰减器系统输出的信号。衰减器的相位响应是输入到衰减器的信号(输入信号)的相位与从衰减器输出的信号(输出信号)的相位之间的关系。衰减器的相位响应可在调节衰减器的衰减配置(例如，衰减因数)时改变。在图1中所描绘的实施例中，相位补偿模块基于衰减器的衰减配置(例如，衰减因数)而获得相位偏移/补偿值。因此，可通过补偿衰减器的相位响应来在衰减器系统中维持恒定/线性相位响应，即使输入信号的振幅改变也是如此。通过调节与衰减器系统相关联的参数，可补偿衰减器的相位响应的改变以维持衰减器系统的恒定相位响应。因此，可改善对应通信装置的性能。
在一些实施例中，相位补偿模块104包括相位补偿确定单元106和相位补偿单元108。相位补偿确定单元被配置成基于衰减器102的衰减配置而确定相位补偿值。在实施例中，衰减器的衰减配置由衰减器供应到相位补偿确定单元。衰减配置的例子包括(但不限于)衰减器的电阻值、衰减器的电容值和衰减器的衰减因数码。相位补偿确定单元可将衰减器的衰减配置用作表(例如，查找表)或函数的索引或变量来确定相位补偿值。相位补偿单元被配置成根据相位补偿值而执行对衰减器的相位响应的相位补偿以维持衰减器的恒定相位响应。
相位补偿单元108可使用各种技术来补偿衰减器102的相位响应。在实施例中，相位补偿单元根据相位补偿值而调节衰减器系统的数字锁相环(DPLL)设置以维持衰减器系统100的恒定相位响应。在另一实施例中，相位补偿单元根据相位补偿值而调节衰减器系统的时钟管理设置以维持衰减器系统的恒定相位响应。在又一实施例中，相位补偿单元根据相位补偿值而实施延迟元件(例如，衰减器系统的时钟路径中的延迟线)以维持衰减器系统的恒定相位响应。
图2描绘可以与对应读取器230一起使用以形成通信系统250的通信装置220的实施例。对应读取器可以是专用读取器装置或读取器模式下的通信装置。在图2中所描绘的实施例中，通信装置包括RF衰减器系统200、耦合到天线212的匹配网络210、模拟接收器“RX”214和模拟发射器“TX”218。RF衰减器系统和模拟接收器定位于通信装置的接收器路径中，而模拟发射器定位于通信装置的发射器路径中。在一些实施例中，通信装置实施于手持型计算系统或移动计算系统(例如移动电话)中。通信装置可以是利用电感耦合进行通信的近场通信(NFC)装置。在一些实施例中，通信装置被实施为与国际标准化组织(ISO)/国际电工委员会(IEC)14443标准兼容的RF应答器。虽然示出的通信装置在本文中被示出为具有某些组件并且被描述为具有某些功能性，但是通信装置的其它实施例可包括用以实施相同、更少或更多功能性的更少或更多组件。另外，图2中所描绘的RF衰减器系统是图1中所描绘的衰减器系统100的一个可能实施例。然而，图1中所描绘的衰减器系统不限于图2中所示出的实施例。
在一些实施例中，通信系统250是以电感方式耦合的通信系统。在这些实施例中，通信装置220和读取器的天线是感应型天线，例如环形天线或线圈型天线。在通信装置的示例操作中，由天线212经由电感耦合从对应读取器的天线232接收RF信号，且通过RF衰减器系统200使RF信号衰减。将衰减的RF信号传递到模拟接收器214以将衰减的RF信号转换成数字信号。在模拟发射器218处产生传出的RF信号，使用天线经由电感耦合发射所述传出的RF信号。在一些实施例中，通信装置是有源负载调制(ALM)装置。在此类实施例中，通信装置可被配置成产生其自身的磁场用于使用电流源发射传出的RF，这样会产生更大的通信距离。
RF衰减器系统200被配置成执行使RF信号信号衰减的衰减操作和/或不使RF信号衰减的信号旁路操作。在一些实施例中，RF衰减器系统用以在RF信号大于供应范围(例如，来维持恒定输出信号振幅)的情况下自动地或在装置/人为控制下使传入的RF信号衰减，且用以产生具有M个位(其中M是正整数)的衰减因数码。衰减因数码可由其它电路使用。举例来说，衰减因数码可由所接收信号强度指示符(RSSI)装置使用以产生RSSI值。在一些实施例中，RF衰减器系统被实施为阻抗分压器、可编程电阻性分压器、可编程电容性分压器，或可编程电阻性分压器与可编程电容性分压器的组合。
在通信装置200的示例操作中，由天线从对应读取器230的天线232接收RF信号，且通过RF衰减器系统使RF信号衰减。将衰减的RF信号传递到模拟接收器214以将衰减的RF信号转换成数字信号。在模拟发射器218处产生传出的RF信号，经由天线212将所述传出的RF信号发射到读取器。
图3描绘图2中所描绘的实施为基于AGC的RF衰减器系统300的RF衰减器系统的实施例。在图3中所描绘的实施例中，基于AGC的RF衰减器系统300是可编程电阻性分压器，包括具有固定外部电阻Rext的电阻器340、具有可编程电阻Ragc的可调谐电阻器350和相位补偿模块304。电阻器340和可调谐电阻器350形成基于AGC的RF衰减器或信号衰减模块302。图3中所描绘的基于AGC的RF衰减器系统300是图2中所描绘的RF衰减器系统200的一个可能实施例。然而，图2中所描绘的RF衰减器系统不限于图3中所示出的实施例。举例来说，在一些实施例中，电阻器340可具有可编程电阻。在其它实施例中，可使用具有可编程阻抗的装置替代电阻器。
基于AGC的RF衰减器系统300用以使输入信号衰减成具有更低振幅的输出信号(例如，以提供恒定输出信号振幅或介于阈值内(例如，预定输出信号振幅的±10％、20％或其它百分比内)的相对恒定输出信号振幅)。举例来说，基于AGC的RF衰减器系统可用以使输入电压衰减以产生参考电平和/或调节输入电压以具有更低动态范围。然而，基于AGC的衰减器系统可具有不恒定或非线性相位响应，这取决于基于AGC的衰减器302的组件和设置。举例来说，电阻器340或350的不同电阻值可影响基于AGC的衰减器系统的相位行为。
在图3中所描绘的实施例中，基于AGC的RF衰减器系统300通过分压将输入电压“Vin”衰减成衰减电压“Vrx”。可以是(例如)芯片插脚电容或衬底寄生电容的电容Cpar是耦合于可调谐电阻器350与衰减电压Vrx之间的电容。可通过控制可调谐电阻器350的电阻值来调节分压比。在图3中所描绘的基于AGC的RF衰减器系统中，电阻器340连接到从中接收到输入电压Vin的输入端，且可调谐电阻器350连接到接地。可替换的是，可调谐电阻器350可连接到从中接收到输入电压Vin的输入端，且电阻器340连接到接地。通过改变可调谐电阻器350的电阻来调节基于AGC的RF衰减器系统的分压比。
在一些实施例中，可调谐电阻器350的电阻Ragc由衰减因数码控制。可调谐电阻器350可包括数个电阻器，且电阻器中的每一个可由衰减因数码启用或停用(例如，绕过)以产生特定电阻值。在实施例中，相位补偿模块304使用表(例如，查找表(LUT))、函数，表与函数的组合将基于AGC的RF衰减器系统300的衰减因数码映射到相位补偿值。
在一些实施例中，相位补偿模块304从不同相位补偿值的预定表和基于AGC的RF衰减器系统300的衰减因数码确定相位补偿值。表1A将基于AGC的RF衰减器系统的衰减因数码与相位补偿值之间的映射的例子提供为LUT，而表1B提供一些示例值。可估算、舍入或内插表1A和表1B中提供的衰减因数码值。在实施例中，可调谐电阻器350的电阻值Ragc相对于衰减因数码是单调的。可调谐电阻器350的电阻值Ragc相对于衰减因数码可以是线性或非线性的。相位补偿模块可使用各种技术来补偿基于AGC的RF衰减器系统的相位响应。在实施例中，相位补偿单元根据相位补偿值而调节基于AGC的RF衰减器系统的DPLL设置以维持基于AGC的RF衰减器系统的恒定相位响应。在另一实施例中，相位补偿单元根据相位补偿值而调节基于AGC的RF衰减器系统的时钟管理设置以维持基于AGC的RF衰减器系统的恒定相位响应。在又一实施例中，相位补偿单元根据相位补偿值而实施或调节延迟元件以维持基于AGC的RF衰减器系统的恒定相位响应。举例来说，对于27度的相位补偿值，相位补偿单元为与基于AGC的RF衰减器302串联连接的延迟元件设置第一延迟持续时间。对于10度的相位补偿值，相位补偿单元为延迟元件设置小于第一延迟持续时间的第二延迟持续时间。
衰减因数码 电阻(欧姆) 相位补偿(度)
AGC_0 R_0 Phase_0
AGC_1 R_1 Phase_1
AGC_2 R_2 Phase_2
AGC_3 R_3 Phase_3
AGC_4 R_4 Phase_4
… … …
AGC_N R_N Phase_N
表1A
衰减因数码 电阻(欧姆) 相位补偿(度)
0 100,00 27
50 5,000 23
100 2,000 17
150 1,000 12
200 500 10
… … …
1023 40 0
表1B
在一些实施例中，相位补偿模块304基于基于AGC的RF衰减器302的衰减因数码的函数而确定基于AGC的RF衰减器系统300的相位补偿值。举例来说，输出电压Vrx的节点360处的阻抗可表达为：
其中Zagc表示节点360处的阻抗Z，Ragc表示可调谐电阻器350的电阻值，Cagc表示从Vrx到接地的所有电容，包括(例如)耦合于可调谐电阻器350与衰减电压Vrx之间的寄生电容Cpar和可调谐电阻器350内的开关的电容。基于AGC的RF衰减器302的传递函数可表达为：
其中Hagc表示基于AGC的RF衰减器302的传递函数，且Rext表示电阻器340的电阻值。因此，基于AGC的RF衰减器302的传递函数的相位可表达为：
其中φagc表示基于AGC的RF衰减器302的传递函数的相位。基于以上方程式(3)，可获得不同衰减因数码下的基于AGC的RF衰减器302的传递函数的相位，且可通过相位补偿模块计算不同衰减因数码下的基于AGC的RF衰减器302的传递函数的相位之间的差。相位补偿模块可调节基于AGC的RF衰减器系统300的DPLL设置或时钟管理设置，和/或实施或调节延迟元件以补偿不同衰减因数码下的基于AGC的RF衰减器302的传递函数的相位差。因此，可维持基于AGC的RF衰减器系统300的恒定相位响应。
图4是根据本发明的实施例的用于衰减器相位补偿的方法的过程流程图。在框402处，基于衰减器的衰减配置而确定衰减器的相位补偿值。在框404处，根据相位补偿值而执行相位补偿以维持恒定相位响应。衰减器可与图1中所描绘的衰减器102和/或图3中所描绘的基于AGC的RF衰减器302相同或类似。
图5是根据本发明的另一实施例的用于在经由电感耦合通信的通信装置中进行衰减器相位补偿的方法的过程流程图。在框502处，基于衰减器的衰减配置而确定定位于通信装置的接收器路径中的衰减器的相位补偿值。在框504处，根据相位补偿值而执行相位补偿以维持衰减器的恒定相位响应。衰减器可与图1中所描绘的衰减器102和/或图3中所描绘的基于AGC的RF衰减器302相同或类似。通信装置可与图2中所描绘的通信装置220相同或类似。
虽然以特定次序示出并描述本文中的方法的操作，但是可改变每一方法的操作的次序，以使得可以逆序执行某些操作，或使得可至少部分地执行某些操作同时执行其它操作。在另一个实施例中，可以间断和/或交替的方式实施不同操作的指令或子操作。
还应注意，可以使用存储在计算机可用存储媒体上以供由计算机执行的软件指令实施方法的操作中的至少一些操作。举例来说，计算机程序产品的实施例包括用以存储计算机可读程序的计算机可用存储媒体，所述计算机可读程序在计算机上执行时致使计算机执行如本文中所描述的操作。
计算机可用或计算机可读媒体可以是电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统(或设备或装置)，或传播媒体。计算机可读媒体的例子包括半导体或固态存储器、磁带、移除式计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘的当前例子包括具有只读存储器的压缩光盘(CD-ROM)、具有读/写的压缩光盘(CD-R/W)、数字视频光盘(DVD)，以及蓝光光盘。
在以上描述中，提供各种实施例的具体细节。然而，可以在并没有这些具体细节的全部细节的情况下实施一些实施例。在其它情况下，为了简洁和清晰起见，详细描述某些方法、操作步骤、组件、结构和/或功能仅仅为了能够实现本发明的各种实施例。
虽然已经描述并示出了本发明的具体实施例，但是本发明不限于如此描述并示出的部分的具体形式或布置。本发明的范围将由在此所附的权利要求书和其等效物限定。

Claims (10)

1.一种用于衰减器相位补偿的方法，其特征在于，所述方法包括：
基于衰减器的衰减配置而确定所述衰减器的相位补偿值；以及
根据所述相位补偿值而执行相位补偿以维持恒定相位响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述衰减器的所述相位补偿值包括从不同相位补偿值的预定表和所述衰减器的衰减配置确定所述衰减器的所述相位补偿值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述衰减器的所述相位补偿值包括基于所述衰减器的所述衰减配置的函数而确定所述衰减器的所述相位补偿值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衰减器的所述衰减配置包括所述衰减器的可调节阻抗值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述衰减器的所述相位补偿值包括基于所述衰减器的所述可调节阻抗值而从不同相位补偿值的预定表和所述衰减器的可调节阻抗配置确定所述衰减器的所述相位补偿值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衰减器的所述衰减配置包括所述衰减器的衰减因数码。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定所述衰减器的所述相位补偿值包括从不同相位补偿值的预定表和所述衰减器的衰减因数码确定所述衰减器的所述相位补偿值。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定所述衰减器的所述相位补偿值包括基于所述衰减器的所述衰减因数码的函数而确定所述衰减器的所述相位补偿值。
9.一种用于衰减器相位补偿的系统，其特征在于，所述系统包括：
相位补偿确定单元，所述相位补偿确定单元被配置成基于衰减器的衰减配置而确定所述衰减器的相位补偿值；以及
相位补偿单元，所述相位补偿单元被配置成根据所述相位补偿值而执行相位补偿以维持恒定相位响应。
10.一种用于在经由电感耦合通信的通信装置中进行衰减器相位补偿的方法，其特征在于，所述方法包括：
基于定位于所述通信装置的接收器路径中的衰减器的衰减配置而确定所述衰减器的相位补偿值；以及
根据所述相位补偿值而执行相位补偿以维持所述衰减器的恒定相位响应。
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