CN111327315A - 时钟频率供应装置和方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种时钟频率供应装置和方法。所述时钟频率供应装置包括:频率调谐器,被配置为接收具有载波频率的输入信号,并且基于载波频率对振荡器的振荡频率进行调谐;注入器,被配置为在振荡频率的调谐被完成之后将输入信号直接注入振荡器;以及振荡器,被配置为基于注入的输入信号产生具有参考时钟频率的参考时钟信号。
Description
本申请要求于2018年12月14日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0162009号韩国专利申请的权益,所述专利申请的全部公开通过引用合并在本申请中以用于全部目的。
技术领域
以下描述涉及具有时钟频率供应的装置和方法。
背景技术
在低功率无线通信(例如,无线传感器节点和遥测技术)中,电池的大小和电荷可能被限制,因此超低功率无线收发器可能是有利的。在低功率无线通信中,频率合成器(例如,锁相环(PLL)或压控振荡器(VCO))可消耗无线传输芯片使用的大部分功率。
发明内容
提供本发明内容用于以简化的形式介绍构思的选择,其中,所述构思在下面的具体实施方式中被进一步描述。本发明内容不意在识别要求权利的主题的关键特征或必要特征,也不意在用于帮助确定要求权利的主题的范围。
在一个总体方面,一种时钟频率供应装置包括:频率调谐器,被配置为接收具有载波频率的输入信号,并且基于载波频率对振荡器的振荡频率进行调谐;注入器,被配置为在振荡频率的调谐被完成之后将输入信号直接注入振荡器;以及振荡器,被配置为基于注入的输入信号产生具有参考时钟频率的参考时钟信号。
所述时钟频率供应装置还可包括:门,被配置为响应于振荡器的振荡频率的调谐被完成而对频率调谐器进行去激活。
对于频率调谐器的去激活,门可被配置为:响应于振荡频率的调谐被完成而限制向频率调谐器供应载波频率。
对于参考时钟信号的产生,振荡器可被配置为:在输入信号的包络的幅度大于阈值时,产生具有被锁定到输入信号的载波频率的参考时钟频率的参考时钟信号。
对于参考时钟信号的产生,振荡器可被配置为:在输入信号的包络的幅度小于或等于阈值时,通过在由频率调谐器调谐的频率配置下自由运行来产生具有自由运行频率的参考时钟信号。
注入器可包括:信号幅度调整器,被配置为调整输入信号的幅度;以及ON/OFF开关,被配置为控制低通滤波的馈送信号到振荡器的馈送。
注入器可被配置为:将馈送信号馈送到振荡器的偏置电流控制节点。
注入器可包括:电阻器,串联连接在天线与振荡器之间;以及电容器,与电阻器并联连接。
注入器可被配置为:在振荡频率的调谐被完成之前限制馈送信号的启用,并且在振荡频率的调谐被完成之后允许馈送信号的启用。
注入器可包括放大器、电容分压器和模式开关。
对于振荡频率的调谐,频率调谐器可被配置为对振荡器的振荡频率进行调谐以使载波频率与振荡频率之间的频率差最小化。
频率调谐器可包括:第一调谐控制器,被配置为基于载波频率和振荡器的振荡频率对振荡频率进行粗略调谐;以及第二调谐控制器,被配置为基于载波频率和振荡器的振荡频率对振荡频率进行精细调谐。
第一调谐控制器可被配置为:基于将在粗略屏蔽时间期间计数的与振荡频率相应的目标振荡计数和与载波频率相应的参考振荡计数进行比较的结果,来确定控制比特之中的第一比特范围内的比特值,以控制振荡频率。
第二调谐控制器可被配置为:基于将在精细屏蔽时间期间计数的与振荡频率相应的目标振荡计数和与载波频率相应的参考振荡计数进行比较的结果,来确定控制比特之中的第二比特范围内的比特值,以控制振荡频率。
对于振荡频率的调谐,频率调谐器可被配置为:通过改变振荡器的电容和振荡器中流动的偏置电流中的至少一个来对振荡频率进行调谐。
对于振荡频率的调谐,频率调谐器可被配置为:在数据信号被接收之前将振荡频率调谐到载波频率。
所述时钟频率供应装置还可包括:时钟调整器,被配置为向通信器提供参考时钟信号或通过将参考时钟信号的参考时钟频率调谐到目标时钟频率而产生的目标时钟信号中的任意一个或者提供两者。
所述时钟频率供应装置还可包括:通信器,被配置为在振荡频率的调谐被完成之后接收数据信号。
通信器可被配置为通过近场通信(NFC)频带发送和接收数据信号。
在另一总体方面,一种时钟频率供应方法包括:接收具有载波频率的输入信号;基于载波频率对振荡器的振荡频率进行调谐;在振荡频率的调谐被完成之后将输入信号直接注入振荡器;以及基于注入的输入信号产生具有参考时钟频率的参考时钟信号。
在另一总体方面,一种时钟频率供应方法包括:接收具有载波频率的输入信号;基于载波频率对振荡器的振荡频率进行调谐;并且响应于振荡频率的调谐被完成将振荡频率注入锁定到载波频率以产生参考时钟信号。
注入锁定可包括:在频率调谐器被去激活时,将输入信号注入振荡器。
参考时钟信号的产生可包括:在不存在输入信号的载波的时间段期间,产生具有被调谐到载波频率的频率的参考时钟信号。
振荡频率的调谐可包括:通过将控制比特序列传输到振荡器而将振荡器调谐到第一目标振荡频率;将与载波频率相应的参考振荡计数与以第一目标振荡频率振荡的振荡器的振荡计数进行比较;基于比较的结果调整控制比特序列;通过将调整的控制比特序列传输到振荡器,将振荡器调谐到第二目标振荡频率。
根据以下具体实施方式、附图和权利要求,其它特征和方面将是清楚的。
附图说明
图1示出时钟频率供应装置的示例。
图2示出时钟频率供应方法的示例。
图3示出时钟频率供应装置的示例。
图4示出时钟频率供应装置的操作的示例。
图5示出时钟频率供应装置的操作的示例。
图6示出注入器和时钟频率供应装置的示例。
图7示出频率调谐器的示例。
图8和图9示出频率调谐器的操作的示例。
图10示出由频率调谐器调谐的振荡频率的示例。
图11示出门的示例。
图12示出振荡器和注入器的示例。
图13示出时钟频率供应装置的稳定频率保持的示例。
在整个附图和具体实施方式中,除非另外被描述或被提供,否则相同的附图参考标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。附图可能未按比例,并且为了清楚、说明和方便,附图中的元件的相对大小、比例和描绘可被夸大。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细地描述一些示例。然而,本公开的范围不受示例的限制。附图中相同的参考标号表示相同的元件。
提供以下详细描述以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而,在理解本申请的公开之后,在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是清楚的。例如,在此描述的操作的顺序仅是示例,并且不限于在此阐述的顺序,而是除了必须以特定顺序发生的操作之外,可如在理解本申请的公开之后清楚地那样被改变。此外,为了更加清楚和简明,可省略对本领域中已知的特征的描述。
在此使用的术语仅用于描述各种示例,而不是用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指示,否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”指定存在叙述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合,但不排除存在或者添加一个或更多个其它特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
除非另外定义,否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域中的普通技术人员通常理解以及在理解本申请的公开之后通常理解的含义相同的含义。还将理解,除非在此明确地定义,否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应被解释为具有与其在相关领域的上下文和本申请的公开中的含义一致的含义,并且将不以理想化或过于正式的意义被解释。
当参照附图描述示例时,相同的参考标号表示相同的组成元件,并且与所述组成元件有关的重复描述将被省略。在示例的描述中,当认为对公知的相关结构或功能的详细描述将导致对本公开的模糊解释时,将省略这样的描述。
在此针对示例或实施例的术语“可”的使用(例如,关于示例或实施例可包括或实现的内容)表示存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例施,然而,所有的示例不限于此。如在此使用的,术语“和/或”包括相关联的列出项的任意一个以及任意两个或更多个的任意组合。
在本公开的一个或多个实施例中,与典型的低功率无线通信相比,通过具有比典型的低功率无线通信的块消耗更少功率的块,降低了低功率无线通信中的总功率。
图1示出时钟频率供应装置的示例。
参照图1,时钟频率供应装置100包括频率调谐器110、注入器120和振荡器140。
频率调谐器110接收具有载波频率的输入信号,并且基于载波频率对振荡器140的振荡频率进行调谐。输入信号可以是通过天线从外部装置接收的信号。载波频率可以是近场通信(NFC)频带的频率,例如,13.56兆赫兹(MHz)。然而,输入信号的载波频率不限于此。下面将参照图7进一步描述频率调谐器110的示例。
在振荡频率的调谐通过频率调谐器110被完成之后,注入器120将输入信号直接注入振荡器140。例如,注入器120可将输入信号注入振荡器140的与偏置相关联的节点。下面将参照图6进一步描述注入器120的示例。
振荡器140产生振荡信号。振荡器140产生具有基于振荡器140的电容和振荡器140中流动的偏置电流确定的振荡频率的振荡信号。振荡信号可被用作用于另一块的操作的时钟信号。例如,振荡器140基于注入的输入信号可产生具有参考时钟频率的参考时钟信号。下面将参照图12进一步描述振荡器140的示例。
时钟频率供应装置100还可包括门。响应于振荡器140的振荡频率的调谐被完成,门可对频率调谐器110进行去激活。例如,在振荡频率正在被调谐时,门可将输入信号传输到频率调谐器110。当振荡频率的调谐被完成时,门可阻止输入信号到频率调谐器110的传输,以对频率调谐器进行去激活。下面将参照图11进一步描述门的示例。
一个或更多个实施例的时钟频率供应装置100可通过在振荡频率的调谐被完成之后对频率调谐器110进行去激活来有利地降低功耗。此外,在频率调谐器110被去激活时,时钟频率供应装置100可通过注入器120将输入信号的载波频率传输到振荡器140,从而将振荡器140的振荡频率保持为与载波频率相同或相似的频率。因此,例如,时钟频率供应装置100可以以低功耗产生精确时钟频率,并将时钟频率用于通信模块。一个或更多个实施例的时钟频率供应装置100可有利地减少校准时间(例如,包括对振荡频率进行调谐的时间)和能量消耗。此外,一个或更多个实施例的时钟频率供应装置100可以以与典型时钟频率装置的结构相比简化的结构实现频率锁定。
在下文中,将参照图2描述由时钟频率供应装置100以低功耗提供时钟频率的方法。
图2示出时钟频率供应方法的示例。
首先,时钟频率供应装置通过天线接收具有载波频率的输入信号。
在操作210,时钟频率供应装置基于载波频率(例如,使用频率调谐器)对振荡器的振荡频率进行调谐。
在操作220,时钟频率供应装置对频率调谐器进行去激活。例如,时钟频率供应装置可响应于振荡器的振荡频率的调谐被完成使用门来限制向频率调谐器传输载波频率以对频率调谐器进行去激活。
在操作230,时钟频率供应装置在振荡频率的调谐被完成之后将输入信号直接注入振荡器。例如,时钟频率供应装置可通过注入器将使用注入器从输入信号产生的馈送信号馈送到振荡器的偏置电流控制节点。
在操作240,时钟频率供应装置基于注入的输入信号(例如,馈送信号)产生具有参考时钟频率的参考时钟信号。在非限制性示例中,时钟频率供应装置可向通信器(诸如,硬件通信模块)提供参考时钟信号,并且通信器可基于参考时钟信号执行与通信相关联的操作。在此,时钟频率供应装置还可以是包括通信器的装置,诸如,移动电话。
图3示出时钟频率供应装置的示例。图4示出时钟频率供应装置的操作的示例。
参照图3,时钟频率供应装置300可包括频率调谐器310、注入器320、门330、振荡器340、通信器350和数字基带(DBB)单元360。
首先,时钟频率供应装置300接收信号(例如,通过天线301从外部装置接收信号)。从外部装置接收到的信号可被称为天线输入420。天线输入420是具有载波频率的信号。接收到的天线输入420因此可存在于示出的天线301的节点302处。在此,输入信号可以是表示天线输入420的信号。然而,示例不限于此。输入信号(具有载波频率的信号)可以是从外部装置接收到的信号。
作为参考,在图4中,校准状态信号410和注入状态信号430是指示当前电路的操作状态的信号。例如,校准状态信号410是指示频率调谐器310是否在激活状态下进行操作的信号。注入状态信号430是指示电路是否被注入锁定的信号。
在振荡器340的振荡频率被调谐之前,时钟频率供应装置300将通过天线301接收到的输入信号传输到频率调谐器310。频率调谐器310对振荡器340的振荡频率进行调谐以使振荡频率与输入信号(例如,天线输入420)的载波频率之间的差最小化。例如,频率调谐器310可在接收到数据信号(例如,包括调制信号的数据信号)之前将振荡频率调谐到载波频率。在该示例中,由时钟频率供应装置300在频率校准模式下接收到的输入信号可以是未调制信号。频率校准模式指示频率调谐器310被激活的状态。
在振荡频率的调谐被完成之后,时钟频率供应装置300将通过天线301接收到的输入信号(例如,天线输入420)传输到注入器320。注入器320通过对具有载波频率的输入信号进行滤波来产生馈送信号。注入器320将馈送信号馈送到振荡器340。在该示例中,由频率供应装置在注入锁定模式下接收到的输入信号可以是调制信号。因此,在存在输入信号的载波的时段期间,振荡器340以输入信号的载波频率被注入锁定(例如,由于馈送到振荡器的馈送信号)。注入锁定模式指示振荡器340被注入锁定或自由运行的状态。在不存在(例如,或者不出现)输入信号的载波的时段期间,振荡器340以在频率校准模式下校准的频率(例如,由频率调谐器调谐的频率)自由运行。
基于注入振荡器340的信号(例如,馈送信号)的幅度来控制振荡器340被锁定到输入信号的载波频率的频率范围。随着注入振荡器340的信号的幅度增加,频率锁定范围变宽。因此,在本申请的一个或更多个实施例的操作210中,可减轻针对频率误差和频率抖动的规范裕度。例如,由于注入振荡器340的馈送信号的增加的幅度导致变宽的频率锁定范围,即使在频率调谐器310由于存在频率误差/抖动和减少的校准时间(例如,减少的频率调谐器310的调谐时间)中的任意一个或两者而在调谐期间没有完全使振荡频率与载波频率之间的差最小化时,振荡器340也可以以载波频率被有利地注入锁定。通过减少的校准时间的注入锁定,时钟频率供应装置100可有利地减少功耗。
在频率调谐器310将振荡器140的振荡频率调谐到接近输入信号的载波频率之后,振荡器340响应于注入锁定路径的馈送信号产生具有最终参考时钟频率的振荡信号。振荡器340可通过时钟调整器345向通信器350提供包括参考时钟频率的参考时钟信号。
时钟调整器345可对由振荡器340产生的参考时钟信号进行旁通,或者可向通信器350提供通过对参考时钟信号的频率进行分频而产生的分频信号。例如,时钟调整器345可向通信器提供参考时钟信号或通过将参考时钟信号的参考时钟频率调谐到目标时钟信号的目标时钟频率而产生的目标时钟信号。目标时钟信号是通过对参考时钟信号进行分频而产生的分频信号。
通信器350可将从DBB单元360接收到的数字信号(例如,数据信号)调制到通信频带的频率(例如,近场频率),或者可将以通信频带的频率接收到的外部信号(例如,数据信号)解调到基带(BB)。例如,通信器可通过NFC频带发送和接收数据信号。通信器350可在振荡频率的调谐被完成之后接收数据信号。
DBB单元360可将用于通信的数字信号传输到通信器350,或者可从通信器350接收数字信号。
图5示出时钟频率供应装置的操作的示例。
如图5所示,天线输入521是具有载波频率的信号。天线输入521包括数据帧之前的未调制信号,并且包括帧开始(SOF)之后的数据帧时段中的调制信号。包括数据帧的信号被称为数据信号。在SOF之前,输入包络520是针对未调制信号的包络,因此仅包括逻辑状态H。在SOF之后,输入包络520是针对调制信号的包络,因此可包括逻辑状态H或L(例如,分别为1或0的逻辑状态)。
作为参考,在图5中,输入包络520指示天线输入521的上包络。包络是描绘信号波形的轮廓的信号。在此,当天线输入521的幅度大于阈值时,与此相应的输入包络520的逻辑状态被指示为H,并且当天线输入521的幅度小于或等于所述阈值时,与此相应的输入包络520的逻辑状态被指示为L。在图5中,具有逻辑状态H的输入包络520具有最大振幅的幅度,并且具有逻辑状态L的输入包络520具有幅度“0”或与“0”相似的幅度。
在天线输入521中,数据帧可包括使用修改的米勒编码调制的数据。例如,在至少两个连续的未调制帧(例如,输入包络的逻辑状态为H的帧)出现之后出现暂停帧指示数据帧的开始。这里,暂停帧之前的帧指示SOF。作为参考,根据修改的米勒编码,在数据序列中的0比特之后出现0比特的帧表示在帧的边缘处切换到逻辑状态L随后切换到逻辑状态H。在1比特之后出现0比特的帧表示在相应的帧期间保持逻辑状态H。出现1比特的帧表示在帧中间切换到逻辑状态L,然后切换到逻辑状态H,而不管前一帧(例如,无论前一比特是0比特还是1比特)。当使用米勒编码时,输入包络的逻辑状态为H的时段以比输入包络的逻辑状态为L的时段更高的频率出现。
作为参考,在图5中,校准状态信号510是指示频率调谐器(例如,频率调谐器110或310)是否在激活状态下进行操作的信号。注入状态信号530是指示电路是否被注入锁定(例如,指示振荡器140或340是否以天线输入521的载波频率被注入锁定)的信号。
时钟频率供应装置通过频率调谐器对振荡器的振荡频率进行调谐。例如,时钟频率供应装置100或300通过相应的频率调谐器110或310对相应的振荡器140或340的振荡频率进行调谐。例如,如图5所示,振荡信号540可指示未校准的振荡信号(未校准的OSC)540。频率调谐器可对振荡信号540进行校准,使得振荡信号540的振荡频率与载波频率匹配。
在注入锁定模式下,注入器(例如,注入器120或320)将天线输入521供应给振荡器。然而,仅在天线输入521的包络的幅度在注入锁定模式下大于阈值的时段期间,注入器可将振荡器的振荡频率锁定到载波频率。例如,注入环路启用状态590指示时钟频率供应装置执行注入锁定操作的时间段。在注入环路启用状态590为ON(开)的时段中,时钟频率供应装置可执行注入锁定。在注入环路启用状态590为OFF(关)的时段中,时钟频率供应装置可执行自由运行频率操作。
例如,在图5中,注入锁定时段(在图5中被表示为IL)是输入信号的包络的幅度大于阈值的时段,例如,输入信号的逻辑状态为H的时段。在注入锁定时段期间,注入器可将天线输入521直接注入振荡器,从而将振荡器的振荡频率锁定到载波频率,这在下文中将被称为注入锁定操作。自由运行时段(在图5中被表示为FR)是输入信号的包络的幅度小于或等于阈值的时段(例如,输入包络的逻辑状态为L的时段)。在自由运行时段期间,振荡器以自由运行频率进行操作,这在下文中将被称为自由运行频率操作。时钟频率供应装置可在输入包络的逻辑状态为H的每个注入锁定时段IL中重复注入锁定操作,并且在输入包络的逻辑状态为L的每个自由运行时段FR中重复自由运行频率操作。如上所述,根据米勒编码,输入包络的逻辑状态为H的时段以比输入包络的逻辑状态为L的时段更高的频率出现,并且不存在输入包络的逻辑状态保持为L的时段。因此,由于自由运行时段FR短于注入锁定时段IL并且自由运行时段FR不连续,因此时钟频率供应装置保持调谐为载波频率的振荡频率。例如,振荡器信号540在图5中的自由运行时段中被调谐到载波频率。此外,在示例中,在执行注入锁定操作的同时仅单个逆变器消耗功率,因此时钟频率供应装置以低功耗(例如,低于1mW的功率)保持调谐的振荡频率。
作为参考,调制深度指示输入包络中逻辑状态L的电压与逻辑状态H的电压的比率。当调制深度为100%时,逻辑状态L的电压为“0”。即使当调制深度为100%时,时钟频率供应装置也可通过重复注入锁定操作和自由运行频率操作来保持振荡器的振荡频率与载波频率相似。
时钟频率供应装置产生(如上所述产生的)振荡信号540作为参考时钟信号,并且可向另一模块(例如,诸如通信器350的通信器)提供产生的参考时钟信号。
图6示出注入器和时钟频率供应装置的示例。
频率调谐器610确定控制振荡器640的振荡频率的控制比特。例如,频率调谐器610确定对振荡频率的粗略频率分量进行调谐的第一控制比特COARSE_CTRL,并且确定对振荡频率的精细频率分量进行调谐的第二控制比特FINE_CTRL。下面将参照图7进一步描述频率调谐器610的操作的示例。
注入器620可包括放大器(例如,信号幅度调整器)、低通滤波器(LPF)621、电容分压器622、注入控制器623和模式开关624(例如,ON/OFF开关)。放大器对输入信号进行放大。LPF 621以低频带对输入信号进行滤波。电容分压器622对低通滤波的输入信号的电压进行分压。注入器620通过LPF621和电容分压器622从输入信号产生馈送信号。模式开关624控制低通滤波的馈送信号针对振荡器的馈送。例如,模式开关624可基于注入控制器623的控制将馈送信号馈送到振荡器640或者限制馈送。注入控制器623在振荡频率的调谐被完成之前限制馈送信号的启用,并且在振荡频率的调谐被完成之后允许馈送信号的启用。
门630可包括时钟门631和振荡门632。时钟门631响应于振荡频率的调谐被完成而限制向频率调谐器610供应载波频率。振荡门632响应于振荡频率的调谐被完成而限制针对频率调谐器610的振荡频率的供应。将参照图11进一步描述时钟门631的示例。振荡门632可被配置为与时钟门631相似。
振荡器640可包括内部振荡器641和振荡控制器642。振荡控制器642可基于从频率调谐器610接收的控制比特和通过注入器620馈送的馈送信号来控制内部振荡器641的电容和偏置电流。内部振荡器641可产生具有由振荡控制器642确定的振荡频率的振荡信号。尽管图6将内部振荡器641和振荡控制器642示出为单独的块,但是示例不限于此。内部振荡器641和振荡控制器642可被实现为根据设计而被集成。下面将参照图11进一步描述振荡器640的示例。
如上所述,时钟调整器645可将由振荡器640产生的参考时钟信号传输到通信器650。例如,时钟调整器645可按原样将参考时钟信号旁通到通信器650,或者对参考时钟信号进行分频,从而将产生的目标时钟信号传输到通信器650。
开关651可对通信器650的发送模式和接收模式进行切换。
通信器650可使用参考时钟信号和/或目标时钟信号执行通信。
DBB单元660可将数字信号传输到通信器650。
匹配器691可匹配天线690与其它模块之间的阻抗。
天线690可从外部装置接收输入信号。此外,天线690可将由通信器650调制的数据信号发送到外部装置。
图7示出频率调谐器的示例。
时钟频率供应装置可从外部终端790接收输入信号。图7示出执行频率调谐操作的操作。
首先,时钟频率供应装置通过缓冲器701将输入信号传输到时钟门731。时钟门731可将输入信号传输到频率调谐器710。在图7中,输入信号被表示为REF_CLK。
频率调谐器710可包括定时发生器711、计数器712、逐次逼近寄存器(SAR)713、第一调谐控制器714、第二调谐控制器715、第一多路复用器(MUX)716和第二MUX 717。
定时发生器711可使用输入信号产生定时信号。定时信号是对计数器712、SAR713、第一调谐控制器714和第二调谐控制器715进行操作的信号。定时信号可包括例如MSK_CLK、CMP_CLK和TUN_CLK。定时发生器711在启用信号(在图7中被表示为EN)被给出时进行操作。例如,定时发生器711基于REF_DIV<14:0>、CTBITS<3:0>和FTBITS<3:0>来对输入信号REF_CLK进行分频。REF_DIV<14:0>是15比特分频参考信号。REF_DIV<14:0>由第一MUX 716从C_REF_DIV<14:0>和F_REF_DIV<14:0>产生。C_REF_DIV<14:0>和F_REF_DIV<14:0>均为15比特信号,其中,所述15比特信号是控制分频参考信号的粗略部分和精细部分的信号。CTBITS<3:0>和FTBITS<3:0>均为4比特信号,其中,所述4比特信号是控制第一调谐控制器714和第二调谐控制器715的信号。此外,定时发生器711可产生CR_EN作为时钟校准信号。CR_EN是启用频率调谐器710的操作的信号。
VDD和VSS表示提供给频率调谐器710的供应电压。
计数器712可在屏蔽时间期间对内部振荡器741的振荡计数进行计数。计数的振荡计数可被用于第一调谐控制器714和第二调谐控制器715以确定控制比特。计数器712可将与计数的振荡计数有关的振荡计数信号(在图7中被表示为15比特OSC_CNT<14:0>)传输到SAR 713。
SAR 713可基于计数的振荡计数和参考振荡计数(在图7中被表示为15比特COMP_REF<14:0>)传输控制第一调谐控制器714和第二调谐控制器715的信号。参考振荡计数可由第二MUX 717产生。例如,SAR 713基于将计数的目标振荡计数与参考振荡计数进行比较的结果来确定是否增大(例如,UP)或减小(例如,DN)电容。当CT_ONLY信号被启用时,SAR 713仅控制第一调谐控制器714。
第一调谐控制器714可基于载波频率和内部振荡器741的振荡频率对振荡频率进行粗略调谐。例如,第一调谐控制器714基于将在粗略屏蔽时间期间计数的与振荡频率相应的目标振荡计数和与载波频率相应的参考振荡计数进行比较的结果,来确定控制比特之中的第一比特范围(例如,粗略比特)内的比特值以控制振荡频率。第一调谐控制器714的输出在图7中被表示为10比特R_CT<9:0>和10比特CT<9:0>。作为参考,第一调谐控制器714控制振荡器740的偏置电流。下面将参照图8进一步描述第一调谐控制器714的操作的示例。
第二调谐控制器715基于载波频率和内部振荡器741的振荡频率对振荡频率进行精细调谐。第二调谐控制器715基于将在精细屏蔽时间期间计数的与振荡频率相应的目标振荡计数和与载波频率相应的参考振荡计数进行比较的结果,来确定控制比特之中的第二比特范围(例如,精细比特)内的比特值以控制振荡频率。第二调谐控制器715的输出在图7中被表示为10比特R_FT<9:0>和10比特FT<9:0>。作为参考,第二调谐控制器715控制振荡器740的电容。下面将参照图9进一步描述第二调谐控制器715的操作的示例。
在此,第一比特范围指示大于参考比特位置的比特位置,并且第二比特范围指示小于或等于参考比特位置的比特位置。例如,在图7中,LSB的第0比特到第9比特位置属于第二比特范围。LSB的第10比特到第19比特位置属于第一比特范围。
第三MUX 742基于由第一调谐控制器714和第二调谐控制器715确定的控制比特来控制内部振荡器741的电容。EXT_CT<9:0>和EXT_FT<9:0>是控制与粗略比特相应的电容和与精细比特相应的电容的外部控制信号。
内部振荡器741可产生具有振荡频率的振荡信号OSC输出。内部振荡器741的振荡频率对应于与由频率调谐器710确定的控制比特相应的电容。
振荡门732在执行频率调谐操作时向频率调谐器710供应振荡信号。
时钟调整器745可从振荡信号产生目标时钟信号,并且可在频率调谐被完成之后将目标时钟信号传输到通信器。
图7示出频率调谐器710的示例性配置,并且信号的类型和信号的比特不限于此并且可根据设计而改变。
频率调谐器710对振荡器的振荡频率进行调谐,以使载波频率与振荡频率之间的频率差最小化。例如,频率调谐器710通过改变振荡器的电容和振荡器中流动的偏置电流中的至少一个来对振荡频率进行调谐。
图8和图9示出频率调谐器的操作的示例。
图8描述了确定控制比特之中的粗略比特位置的比特值以控制振荡器的电容的方法。
首先,在操作810,时钟频率供应装置可设置粗略屏蔽时间。例如,定时发生器可指定粗略屏蔽时间。
在操作820,时钟频率供应装置确定第一比特范围内的目标比特位置。时钟频率供应装置在属于第一比特范围的比特位置之中顺序地改变MSB的目标比特位置的同时确定与每个目标比特位置相应的比特值。
在操作830,计数器对与对应于目标比特位置的比特值被分配时的频率相应的目标振荡计数进行计数。例如,计数器对在粗略屏蔽时间期间从振荡器接收的振荡信号振荡的次数进行计数。
在操作840,SAR将目标振荡计数与参考振荡计数进行比较。
在操作850,响应于目标振荡计数大于或等于参考振荡计数,第一调谐控制器取消针对目标比特位置的比特值。例如,第一调谐控制器将“0”分配给针对目标比特位置的比特值。
在操作860,响应于目标振荡计数小于参考振荡计数,第一调谐控制器分配针对目标比特位置的比特值。例如,第一调谐控制器将“1”分配给针对目标比特位置的比特值。
在操作870,时钟频率供应装置重置计数的振荡计数。
在操作880,时钟频率供应装置确定控制比特之中的第一比特范围内的比特值是否全部被处理。响应于确定第一比特范围内的比特值全部被处理,时钟频率供应装置开始图9的精细调谐。当在第一比特范围内存在尚待处理的比特值时,时钟频率供应装置将低于当前目标比特位置的比特位置确定为目标比特位置并且从操作820开始重复上述处理。
图9描述了确定控制比特之中的精细比特位置的比特值以控制振荡器的电容的方法。
首先,在操作910,时钟频率供应装置设置精细屏蔽时间。例如,定时发生器指定精细屏蔽时间。
在操作920,时钟频率供应装置确定第二比特范围内的目标比特位置。时钟频率供应装置在属于第二比特范围的比特位置之中顺序地改变MSB的目标比特位置的同时确定与每个目标比特位置相应的比特值。
在操作930,计数器对与对应于目标比特位置的比特值被分配时的频率相应的目标振荡计数进行计数。例如,计数器对在精细屏蔽时间期间从振荡器接收到的振荡信号振荡的次数进行计数。
在操作940,SAR将目标振荡计数与参考振荡计数进行比较。
在操作950,第二调谐控制器响应于目标振荡计数大于或等于参考振荡计数取消针对目标比特位置的比特值。例如,第二调谐控制器将“0”分配给针对目标比特位置的比特值。
在操作960,第二调谐控制器响应于目标振荡计数小于参考振荡计数分配针对目标比特位置的比特值。例如,第二调谐控制器将“1”分配给针对目标比特位置的比特值。
在操作970,时钟频率供应装置重置计数的振荡计数。
在操作980,时钟频率供应装置确定控制比特之中的第二比特范围内的比特值是否全部被处理。响应于确定第二比特范围内的比特值全部被处理,时钟频率供应装置确定频率调谐被完成。当在第二比特范围内存在尚待处理的比特值时,时钟频率供应装置将低于当前目标比特位置的比特位置确定为目标比特位置,并且从操作920开始重复上述处理。
在下文中,将参照图10描述图8和图9中描述的振荡频率调谐的示例。
图10示出由频率调谐器调谐的振荡频率的示例。
在图10中,纵轴指示振荡频率和与振荡频率相应的控制代码。横轴指示控制代码的比特位置。图10描述了确定5比特控制代码的处理。
首先,频率调谐器在第一时段1010中将LSB的第四比特位置(作为参考,对应于图10中作为MSB的比特位置)确定为目标比特位置。针对目标比特位置,频率调谐器将控制代码“10000”传输到振荡器。振荡器以与“10000”相应的振荡频率振荡,并且频率调谐器在屏蔽时间期间对与控制代码“10000”相应的目标振荡计数进行计数。频率调谐器将与“10000”相应的目标振荡计数和与载波频率相应的的参考振荡计数进行比较。在图10中,由于与“10000”相应的目标振荡计数小于或等于参考振荡计数,频率调谐器将针对LSB的第四比特位置CT[4]的比特值确定为“1”。例如,频率调谐器可确定与具有CT[4]比特值“0”的控制代码相比,具有CT[4]比特值“1”的控制代码将导致目标振荡计数更接近参考振荡计数的值。
在第二时段1020中,频率调谐器将控制代码“11000”传输到振荡器并且对与“11000”相应的目标振荡计数进行计数。如图10所示,由于与“11000”相应的目标振荡计数大于参考振荡计数,因此频率调谐器将针对第三比特位置CT[3]的比特值确定为“0”。例如,频率调谐器可确定与具有相应的CT[4]、CT[3]比特值“1”、“1”的控制代码相比,具有相应的CT[4]、CT[3]比特值“1”、“0”的控制代码将导致目标振荡计数更接近参考振荡计数的值。。
在第三时段1030中,频率调谐器将控制代码“10100”传输到振荡器并且对与“10100”相应的目标振荡计数进行计数。如图10所示,由于与“10100”相应的目标振荡计数小于或等于参考振荡计数,因此频率调谐器将针对第二比特位置CT[2]的比特值确定为“1”。例如,频率调谐器可确定与具有相应的CT[4]、CT[3]、CT[2]比特值“1”、“0”、“0”的控制代码相比,具有相应的CT[4]、CT[3]、CT[2]比特值“1”、“0”、“1”的控制代码将导致目标振荡计数更接近参考振荡计数的值。
在第四时段1040中,频率调谐器将控制代码“10110”传输到振荡器并且对与“10110”相应的目标振荡计数进行计数。如图10所示,由于与“10110”相应的目标振荡计数大于参考振荡计数,因此频率调谐器将针对第一比特位置CT[1]的比特值确定为“0”。例如,频率调谐器可确定与具有相应的CT[4]、CT[3]、CT[2]、CT[1]比特值“1”、“0”、“0”、“1”的控制代码相比,具有相应的CT[4]、CT[3]、CT[2]、CT[1]比特值“1”、“0”、“1”、“0”的控制代码将导致目标振荡计数更接近参考振荡计数的值。
最后,在第五时段1050中,频率调谐器将控制代码“10101”传输到振荡器并且对与“10101”相应的目标振荡计数进行计数。由于与“10101”的目标振荡计数小于或等于参考振荡计数,因此频率调谐器将针对第零比特位置CT[0]的比特值确定为“1”。例如,频率调谐器可确定与控制代码“10100”相比,控制代码“10101”将导致目标振荡计数更接近参考振荡计数的值。因此,控制代码最终被调整为“10101”。
因此,在图10中,频率调谐器针对载波频率(例如,13.56MHz,属于NFC频带的频率)确定控制比特“10101”,并且将该控制比特传输到振荡器。调谐的振荡频率与载波频率之间的频率误差1090对应于与LSB的控制比特相应的大小。
图11示出门的示例。
时钟门1130可基于由频率调谐器1110输出的时钟启用信号CR_EN来激活或去激活频率调谐器1110。例如,门可在时钟启用信号CR_EN被启用时激活频率调谐器1110,并且可在启用被取消时对频率调谐器1110进行去激活。
首先,频率调谐器1110响应于与由延迟器1101延迟的信号EN相应的信号EN1进行操作。频率调谐器1110基于由时钟门1130提供的信号进行操作。频率调谐器1110在振荡器的频率的调谐被完成时将时钟启用信号CR_EN改变为如图11的框1191中所示的OFF。
时钟门1130的下降沿检测器1131检测时钟启用信号CR_EN中的下降沿。例如,下降沿检测器1131可在下降沿之后产生固定为“1”的信号1192和信号1193。或门1132可将针对在下降沿之后固定为“1”的信号1192和信号1193与输入信号的或运算结果传输到2-1MUX1133。因此,2-1MUX 1133可在下降沿在时钟启用信号CR_EN中出现之前将具有载波频率的REF_CLK传输到频率调谐器1110,并且可在下降沿出现之后将门控时钟(例如,固定为H的信号)传输到频率调谐器1110。
尽管附图中未示出,但是振荡门可被配置为与时钟门1130相似。
图12示出振荡器和注入器的示例。图13示出时钟频率供应装置的稳定频率保持的示例。
振荡器1240以如图12所示的3级环形振荡结构被实现。在传输到振荡器1240的控制比特之中,粗略比特被用于控制偏置电流。在控制比特之中,精细比特被用于控制金属氧化物半导体(MOS)变容二极管的电容。此外,时钟频率供应装置通过偏移控制来控制电容器负载和电流偏置。在图12中,CT[4:0]是用于控制粗略比特的5比特控制代码,FT[7:0]是用于控制精细比特的8比特控制代码。
注入器1220将馈送信号馈送到振荡器1240的偏置电流控制节点1229。偏置电流控制节点1229是与供应给振荡器1240的偏置电流相关联的节点。注入器1220可包括滤波器1222,其中,滤波器1222被配置为通过对输入信号进行低通滤波来产生馈送信号,并且将馈送信号馈送到振荡器1240。滤波器1222可包括串联连接在天线与振荡器1240之间的电阻器以及与电阻器并联连接的电容器。注入器1220还可包括放大器1221、电容分压器1223和模式开关。
如上所述,注入器1220在频率校准模式下不将馈送信号施加到振荡器1240,并且通过模式切换在注入锁定模式下将馈送信号馈送到振荡器1240。此外,在注入锁定模式下,时钟频率供应装置基于输入信号的振幅将振荡频率锁定到载波频率或者以自由运行频率对振荡器1240进行操作。例如,振荡器1240在输入信号的包络的幅度大于阈值时产生具有被锁定到输入信号的载波频率的参考时钟频率的参考时钟信号。此外,振荡器1240在输入信号的包络的幅度小于或等于所述阈值时产生具有自由运行频率的参考时钟信号。例如,在自由运行模式下,振荡器1240通过在由频率调谐器调谐的频率配置下自由运行来产生具有自由运行频率的参考时钟信号。
图13示出输入包络的逻辑状态从L转变为H的情况1310。当输入包络的逻辑状态为H时,振荡频率被锁定到载波频率。当输入包络的逻辑状态为L时,振荡器1240执行自由运行操作。时钟频率供应装置将通过对输入信号进行低通滤波而产生的馈送信号馈送到振荡器1240,从而使在注入锁定操作与自由运行频率操作之间进行切换时发生的频率改变1320最小化(如图13所示)。因此,时钟频率供应装置防止在逻辑状态转变期间发生的毛刺或频移。
因此,时钟频率供应装置将振荡器的相位噪声特性和抖动特性确保在与PLL的相位噪声特性和抖动特性相似的水平。
时钟频率供应装置100和300、频率调谐器110、310、610、710、1110、注入器120、320、620、720、1220、振荡器140、340、640、740以及在此关于图1至图13描述的其它设备、单元、模块、装置和其它组件由硬件组件来实现或由硬件组件表示。可用于执行本申请中描述的操作的硬件组件的示例在适当的情况下包括控制器、传感器、发生器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器以及被配置为执行本申请中描述的操作的任意其它电子组件。在其它示例中,执行本申请中描述的操作的硬件组件中的一个或更多个硬件组件由计算硬件(例如,由一个或更多个处理器或计算机)来实现。处理器或计算机可由一个或更多个处理元件(诸如,逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器、或者被配置为以限定的方式响应指令并且执行指令以实现期望的结果的任何其它装置或装置的组合)来实现。在一个示例中,处理器或计算机包括或被连接到存储由处理器或计算机执行的指令或软件的一个或更多个存储器。由处理器或计算机实现的硬件组件可执行指令或软件(诸如操作系统(OS)和运行在OS上的一个或更多个软件应用),以执行本申请中描述的操作。硬件组件还可响应于指令或软件的执行来访问、操纵、处理、创建和存储数据。为简单起见,单数术语“处理器”或“计算机”可被用于本申请中描述的示例的描述,但是在其它示例中,可使用多个处理器或计算机,或者处理器或计算机可包括多个处理元件或多种类型的处理元件或两者。例如,单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件可由单个处理器、或两个或更多个处理器、或处理器和控制器来实现。一个或更多个硬件组件可由一个或更多个处理器或处理器和控制器来实现,并且一个或更多个其它硬件组件可由一个或更多个其它处理器或另一处理器和另一控制器来实现。一个或更多个处理器或处理器和控制器可实现单个硬件组件、或两个或更多个硬件组件。硬件组件可具有不同的处理配置中的任意一种或更多种,其中,不同的处理配置的示例包括单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理和多指令多数据(MIMD)多处理。
图1至图13中示出的执行本申请中描述的操作的方法由计算硬件(例如,由一个或更多个处理器或计算机)来执行,所述计算硬件被实现为如上所述执行指令或软件以执行本申请中描述的由所述方法执行的操作。例如,单个操作或两个或更多个操作可由单个处理器、或两个或更多个处理器、或处理器和控制器来执行。一个或更多个操作可由一个或更多个处理器或处理器和控制器来执行,并且一个或更多个其它操作可由一个或更多个其它处理器或另一处理器和另一控制器来执行。一个或更多个处理器或处理器和控制器可执行单个操作、或两个或更多个操作。
用于控制计算硬件(例如,一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并且执行如上所述的方法的指令或软件可被写为计算机程序、代码段、指令或它们的任意组合,用于单独地或共同地指示或配置一个或更多个处理器或计算机作为执行由硬件组件和如上所述的方法执行的操作的机器或专用计算机进行操作。在一个示例中,所述指令或软件包括由一个或更多个处理器或计算机直接执行的机器代码,诸如,由编译器产生的机器代码。在另一示例中,所述指令或软件包括由一个或更多个处理器或计算机使用解释器执行的高级代码。可基于附图中示出的框图和流程图以及在此使用的相应的描述,使用任意编程语言来编写所述指令或软件,其中,附图中示出的框图和流程图以及在此使用的相应的描述公开了用于执行由硬件组件和如上所述的方法执行的操作的算法。
用于控制计算硬件(例如,一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并且执行如上所述的方法的指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构可被记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质中,或者被记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取可编程只读存储器(PROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存、非易失性存储器、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、蓝光或光盘存储、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、卡式存储器(诸如,多媒体卡微型卡或卡(例如,安全数字(SD)或极限数字(XD)))、磁带、软光盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘、以及任何其它装置,其中,所述其它装置被配置为以非暂时性方式存储所述指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构,并且向一个或更多个处理器或计算机提供所述指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构,以使一个或更多个处理器或计算机可执行所述指令。在一个示例中,所述指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构被分布在联网的计算机系统上,以使所述指令和软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构由一个或多个处理器或计算机以分布式方式被存储、访问和执行。
尽管本公开包括特定示例,但是在理解本申请的公开之后将清楚的是,在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下,可在这些示例中进行形式和细节上的各种改变。在此描述的示例仅被认为是描述性含义,并不是为了限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述被认为适用于其它示例中的类似特征或方面。如果描述的技术以不同的顺序被执行,并且/或者如果描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式被组合,并且/或者由其它组件或它们的等同物替换或补充,则可实现适当的结果。因此,本公开的范围不是由具体实施方式所限定,而是由权利要求及其等同物所限定,并且权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为被包括在本公开中。
Claims (24)
1.一种时钟频率供应装置,包括:
频率调谐器,被配置为接收具有载波频率的输入信号,并且基于载波频率对振荡器的振荡频率进行调谐;
注入器,被配置为在振荡频率的调谐被完成之后将输入信号直接注入振荡器;以及
振荡器,被配置为基于注入的输入信号产生具有参考时钟频率的参考时钟信号。
2.如权利要求1所述的时钟频率供应装置,还包括:
门,被配置为响应于振荡器的振荡频率的调谐被完成而对频率调谐器进行去激活。
3.如权利要求2所述的时钟频率供应装置,其中,对于频率调谐器的去激活,门被配置为响应于振荡频率的调谐被完成,限制向频率调谐器供应载波频率。
4.如权利要求1所述的时钟频率供应装置,其中,对于参考时钟信号的产生,振荡器被配置为在输入信号的包络的幅度大于阈值时,产生具有被锁定到输入信号的载波频率的参考时钟频率的参考时钟信号。
5.如权利要求1所述的时钟频率供应装置,其中,对于参考时钟信号的产生,振荡器被配置为在输入信号的包络的幅度小于或等于阈值时,通过在由频率调谐器调谐的频率配置下自由运行来产生具有自由运行频率的参考时钟信号。
6.如权利要求1所述的时钟频率供应装置,其中,注入器包括:
信号幅度调整器,被配置为调整输入信号的幅度;以及
模式开关,被配置为控制低通滤波的馈送信号到振荡器的馈送。
7.如权利要求6所述的时钟频率供应装置,其中,注入器被配置为将馈送信号馈送到振荡器的偏置电流控制节点。
8.如权利要求6所述的时钟频率供应装置,其中,注入器包括:
电阻器,串联连接在天线与振荡器之间;以及
电容器,与电阻器并联连接。
9.如权利要求6所述的时钟频率供应装置,其中,注入器被配置为:
在振荡频率的调谐被完成之前限制馈送信号的启用,并且
在振荡频率的调谐被完成之后允许馈送信号的启用。
10.如权利要求6所述的时钟频率供应装置,其中,注入器还包括放大器、电容分压器和模式开关。
11.如权利要求1所述的时钟频率供应装置,其中,对于振荡频率的调谐,频率调谐器被配置为对振荡器的振荡频率进行调谐,以使载波频率与振荡频率之间的频率差最小化。
12.如权利要求1所述的时钟频率供应装置,其中,频率调谐器包括:
第一调谐控制器,被配置为基于载波频率和振荡器的振荡频率对振荡频率进行粗略调谐;以及
第二调谐控制器,被配置为基于载波频率和振荡器的振荡频率对振荡频率进行精细调谐。
13.如权利要求12所述的时钟频率供应装置,其中,第一调谐控制器被配置为:基于将在粗略屏蔽时间期间计数的与振荡频率相应的目标振荡计数和与载波频率相应的参考振荡计数进行比较的结果,来确定控制比特之中的第一比特范围内的比特值,以控制振荡频率。
14.如权利要求12所述的时钟频率供应装置,其中,第二调谐控制器被配置为:基于将在精细屏蔽时间期间计数的与振荡频率相应的目标振荡计数和与载波频率相应的参考振荡计数进行比较的结果,来确定控制比特之中的第二比特范围内的比特值,以控制振荡频率。
15.如权利要求1所述的时钟频率供应装置,其中,对于振荡频率的调谐,频率调谐器被配置为通过改变振荡器的电容和振荡器中流动的偏置电流中的至少一个来对振荡频率进行调谐。
16.如权利要求1所述的时钟频率供应装置,其中,对于振荡频率的调谐,频率调谐器被配置为在数据信号被接收之前将振荡频率调谐到载波频率。
17.如权利要求1所述的时钟频率供应装置,还包括:
时钟调整器,被配置为向通信器提供参考时钟信号和通过将参考时钟信号的参考时钟频率调谐到目标时钟频率而产生的目标时钟信号中的任意一个或两者。
18.如权利要求1所述的时钟频率供应装置,还包括:
通信器,被配置为在振荡频率的调谐被完成之后接收数据信号。
19.如权利要求18所述的时钟频率供应装置,其中,通信器被配置为通过近场通信频带发送和接收数据信号。
20.一种时钟频率供应方法,包括:
接收具有载波频率的输入信号;
基于载波频率对振荡器的振荡频率进行调谐;
在振荡频率的调谐被完成之后,将输入信号直接注入振荡器;并且
基于注入的输入信号产生具有参考时钟频率的参考时钟信号。
21.一种时钟频率供应方法,包括:
接收具有载波频率的输入信号;
基于载波频率对振荡器的振荡频率进行调谐;并且
响应于振荡频率的调谐被完成,将振荡频率注入锁定到载波频率以产生参考时钟信号。
22.如权利要求21所述的时钟频率供应方法,其中,注入锁定的步骤包括:在频率调谐器被去激活时将输入信号注入振荡器。
23.如权利要求21所述的时钟频率供应方法,其中,产生参考时钟信号的步骤包括:在不存在输入信号的载波的时间段期间,产生具有被调谐到载波频率的频率的参考时钟信号。
24.如权利要求21所述的时钟频率供应方法,其中,对振荡频率进行调谐的步骤包括:
通过将控制比特序列传输到振荡器,来将振荡器调谐到第一目标振荡频率;
将与载波频率相应的参考振荡计数与以第一目标振荡频率振荡的振荡器的振荡计数进行比较;
基于比较的结果调整控制比特序列;并且
通过将调整的控制比特序列传输到振荡器,将振荡器调谐到第二目标振荡频率。
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---|---|---|---|---|
KR102459849B1 (ko) * | 2015-03-10 | 2022-10-28 | 삼성전자주식회사 | 바이 페이즈드 온-오프 키잉(ook) 송신기 및 통신 방법 |
KR20210057416A (ko) * | 2019-11-12 | 2021-05-21 | 삼성전자주식회사 | 무선 통신 장치 및 방법 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2395891A1 (en) * | 2002-08-12 | 2004-02-12 | Ralph Dickson Mason | Injection locking using direct digital tuning |
US20080100385A1 (en) * | 2006-11-01 | 2008-05-01 | Eric-Wei Lin | Loop system capable of auto-calibrating oscillating frequency range and related method |
CN105322960A (zh) * | 2014-07-23 | 2016-02-10 | 硅实验室股份有限公司 | 使用自激振荡器的时钟发生器及其方法 |
US20170201281A1 (en) * | 2016-01-07 | 2017-07-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for tuning frequency |
US20180006655A1 (en) * | 2016-07-04 | 2018-01-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Device and method to calibrate frequency |
CN107707254A (zh) * | 2016-08-09 | 2018-02-16 | 三星电子株式会社 | 响应于外部信号校准振荡器的频率的设备和方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6369647B1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-04-09 | Motorola, Inc. | Demodulator circuit and method of tuning |
JP2002208972A (ja) | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非接触データ受信方式 |
US20060239312A1 (en) * | 2005-04-23 | 2006-10-26 | Telaris Inc. | Semiconductor Lasers in Optical Phase-Locked Loops |
JP5023965B2 (ja) | 2007-10-26 | 2012-09-12 | ソニー株式会社 | リーダ/ライタ装置および非接触データキャリアシステム |
JP5323517B2 (ja) | 2009-01-30 | 2013-10-23 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置、携帯通信端末及びマイクロコンピュータ |
BR112012005984A2 (pt) | 2009-09-18 | 2016-03-15 | Procter & Gamble | aparelho para dispensar dose unitária |
JP5717412B2 (ja) | 2010-11-26 | 2015-05-13 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 無線通信用半導体装置 |
US9124413B2 (en) | 2011-10-26 | 2015-09-01 | Qualcomm Incorporated | Clock and data recovery for NFC transceivers |
EP2662800B1 (en) | 2012-05-07 | 2014-11-05 | ST-Ericsson SA | NFC reader with constant magnetic field |
KR102048443B1 (ko) | 2012-09-24 | 2020-01-22 | 삼성전자주식회사 | 근거리 무선 송수신 방법 및 장치 |
US9071283B2 (en) | 2013-04-29 | 2015-06-30 | Mediatek Singapore Pte. Ltd. | Method for controlling a modulation index of a near field communication device with aid of dynamic calibration, and associated apparatus |
US9515750B2 (en) | 2014-11-07 | 2016-12-06 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for self-calibration for wireless communication |
DE102015102600A1 (de) | 2015-02-24 | 2016-08-25 | Infineon Technologies Ag | Kommunikationsvorrichtung und Verfahren zum Kalibrieren eines Oszillators |
US9893716B2 (en) | 2015-10-21 | 2018-02-13 | Texas Instruments Incorporated | Resonant circuit calibration |
FR3054760A1 (fr) | 2016-07-27 | 2018-02-02 | Stmicroelectronics Sa | Procede de communication sans contact entre un objet, par exemple un telephone mobile emule en mode carte, et un lecteur par modulation active de charge |
US9824692B1 (en) | 2016-09-12 | 2017-11-21 | Pindrop Security, Inc. | End-to-end speaker recognition using deep neural network |
KR102589448B1 (ko) * | 2017-02-03 | 2023-10-13 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 인젝션 고정 위상 고정 루프 |
-
2018
- 2018-12-14 KR KR1020180162009A patent/KR102644945B1/ko active IP Right Grant
-
2019
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2395891A1 (en) * | 2002-08-12 | 2004-02-12 | Ralph Dickson Mason | Injection locking using direct digital tuning |
US20080100385A1 (en) * | 2006-11-01 | 2008-05-01 | Eric-Wei Lin | Loop system capable of auto-calibrating oscillating frequency range and related method |
CN105322960A (zh) * | 2014-07-23 | 2016-02-10 | 硅实验室股份有限公司 | 使用自激振荡器的时钟发生器及其方法 |
US20170201281A1 (en) * | 2016-01-07 | 2017-07-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for tuning frequency |
US20180219569A1 (en) * | 2016-01-07 | 2018-08-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for tuning frequency |
US20180006655A1 (en) * | 2016-07-04 | 2018-01-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Device and method to calibrate frequency |
KR20180004572A (ko) * | 2016-07-04 | 2018-01-12 | 삼성전자주식회사 | 주파수 보정 방법 및 장치 |
CN107707254A (zh) * | 2016-08-09 | 2018-02-16 | 三星电子株式会社 | 响应于外部信号校准振荡器的频率的设备和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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