CN114830542A - 接收器中的载波频率恢复 - Google Patents

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Abstract

在所描述实例中，一种操作传输器(302)的方法包含产生具有参考频率的频率参考信号，并且将所述频率参考输出到包含压控振荡器(VCO)(324)的锁相环路(PEL)(326)。所述VCO(324)输出被锁定到所述频率参考信号以形成载波信号(327)。所述传输器(302)接收I输入信号(304)、Q输入信号(306)及直流(DC)泄漏载波信号(310)。所述I输入信号(304)或所述Q输入信号(306)被添加到所述泄漏载波信号(310)。使用I‑Q混频器(318)用所述所得两个信号调制所述载波信号(327)以产生包含未调制载波信号分量的经调制信号(319)。接着传输所述经调制信号(319)。

Description

接收器中的载波频率恢复
此申请案大体上涉及经调制信号中的载波恢复，且更特定来说涉及正交振幅调制系统中的载波恢复。
背景技术
图1(现有技术)展示收发器(传输器/接收器)系统100的功能块布局的实例。收发器系统100包括彼此通信的两个收发器102，即第一收发器102a及第二收发器102b。每一收发器102a、102b包含相应频率参考104a、104b(例如体声波谐振器)，所述相应频率参考104a、104b经连接以输出到相应传输器锁相环路106a、106b(Tx PLL 106)及相应接收器锁相环路108a、108b(Rx PLL 108)。(此处，锁相环路缩写为PLL，传输器缩写为Tx，且接收器缩写为Rx。)每一Tx PLL 106a、106b通信地连接到传输器110a、110b(Tx)，且每一Rx PLL108a、108b通信地连接到接收器112a、112b(Rx)。
Tx PLL 106a、106b中的Tx电压控制块114a、114b经连接以将Tx电压控制信号116a、116b(Vctrl)输出到Tx压控振荡器118a、118b(VCO)。频率参考104a、104b及相应Tx电压控制信号116a、116b(Vctrl)控制相应Tx VCO 118a、118b以在指定频率下产生载波信号。因此，Tx VCO 118a、118b输出载波信号，其频率是由频率参考104a、104b产生的频率的整数倍或分数倍，偏移量由相应Tx电压控制信号116a、116b确定。Tx VCO 118a、118b经连接以将相应载波信号输出到Tx混频器120a、120b，所述Tx混频器120a、120b将载波信号与一或多个数据信号(对应于一或多个信道)混合以产生Tx输出信号122a、122b。因此，Tx混频器120a、120b用数据信号调制载波信号以产生Tx输出信号122a、122b。Tx混频器120a、120b经连接以将Tx输出信号122a、122b输出到传输器110a、110b。第一收发器102a上的传输器110a(或第二收发器102b上的传输器110b)将Tx输出信号122a传输到第二收发器102b上的接收器112b(或分别到第一收发器102a上的接收器112a)。
通过实例的方式，从第一收发器102a到第二收发器102b，接收器112b接收已通过传输时间相移的Tx输出信号122a。由于例如传输介质的长度及半径(例如受传输介质的制造公差及温度变化的影响)的影响传输介质(例如空气或线或波导)的透射率的因素，此相移的量通常是不可预测的。Rx PLL 108b中的Rx电压控制块124b经连接以向Rx VCO128b输出Rx电压控制信号126b(Vctrl)。一般来说，相应第一及第二收发器102a、102b的频率参考104a、104b被指定为输出相同频率。频率参考104b及Rx电压控制信号126b(Vctrl)控制RxVCO 128b以产生与载波信号具有大致相同频率的经恢复载波信号。因此，Vctrl 126b改变，调谐经恢复载波信号的频率，直到经恢复载波信号的频率与收发器102a载波信号的频率相匹配，并且Rx PLL 108b相位锁定到通过从传输器110a到接收器112b的传输时间相移的Tx输出信号122a的载波信号分量。因此，Rx VCO 128b以如由接收器120b接收的Tx输出信号122a(经调制载波信号)的相位输出经恢复载波信号。
Rx VCO 128b经连接以将经恢复载波信号输出到Rx混频器130b。Rx混频器130b将经恢复载波信号与如由接收器120b接收的Tx输出信号混合，并且对结果进行滤波以恢复数据信号。
图2(现有技术)展示Costas环路200的功能块布局的实例。如在图2中所展示，信号202由Costas环路200接收，所述信号202包含由输入信号调制的载波信号并且由于传输而相移。输入信号202是到第一乘法器204(乘积检测器，其为混频器)及第二乘法器206中的输入。乘法器204、206用作用于Costas环路200的相位检测器。压控振荡器208(VCO)经连接以输出到第一乘法器204，并且经连接以输出到90°移相器210。90°移相器210经连接以输出到第二乘法器206。第一乘法器204经连接以输出到第一低通滤波器212(LPF)，且第二乘法器206经连接以输出到第二LPF 214。第一及第二LPF 212、214滤除由信号202与VCO 208输出或90度相移VCO 208输出的相乘而引起的高频信号分量。第一LPF 212经连接以输出到第一限制放大器216及第三乘法器218。第二LPF214经连接以输出到第二限制放大器220及第四乘法器222。第一限制放大器216经连接以输出到第四乘法器222。第二限制放大器220经连接以输出到第三乘法器218。第三及第四乘法器218、222各自经连接以输出到加法器224。加法器224经连接以输出到环路滤波器226。环路滤波器226经连接以输出到VCO 208。如下文表达，环路滤波器226的输出调谐(控制)VCO 208，使得由VCO 208输出的波形的频率及相移与载波信号的频率f0及信号202的相移
Figure BDA0003690880240000021
相匹配。
Costas环路200用于恢复载波信号的频率及相位，以实现通过其使用正交振幅调制来调制载波信号的输入信号的恢复。信号202可大体上表达为：
Figure BDA0003690880240000022
在等式1(Eq.1)中，t是时间，r(t)是作为时间t的函数的信号202波形，f0是载波信号的频率，
Figure BDA0003690880240000023
是信号202的相移，dk是第一输入信号(第一数据信号)，且qk是第二输入信号(第二数据信号)。Costas环路200是锁定到载波信号的频率f0及相移
Figure BDA00036908802400000311
的锁相环路(PLL)。
在正交振幅调制中，用两个输入信号调制载波信号，以产生彼此正交的两个频率分量，其中每一频率分量对应于输入信号中的一者。因此，两个频率分量彼此异相90°。如在等式1中所展示，用第一输入信号dk调制载波信号以产生第一频率分量dkcos(2πf0t)(同相分量)；以及用第二输入信号qk调制载波信号以产生相对于第一频率分量相移90°的第二频率分量qksin(2πf0t)(正交分量)。将两个频率分量相加在一起以产生经传输信号。然后，经传输信号由接收器接收作为信号202(由于例如传输时间，其相对于原始经传输信号相移)。信号202的频率分量的正交性使得在接收到信号202之后能够单独恢复输入信号。为恢复输入信号，接收器确定载波信号f0的频率。
在Costas环路200中，要求两个数据分量具有相同数据速率以实现载波频率恢复。
等式2表示第一低通滤波器212的输出节点228处的信号xI(t)，且等式3表示第二低通滤波器214的输出节点230处的信号xQ(t)：
Figure BDA0003690880240000031
Figure BDA0003690880240000032
在等式2及3，ΔF＝f0-fLO(fLO是本机振荡器的频率，其为VCO 208的频率)且
Figure BDA0003690880240000033
(
Figure BDA0003690880240000034
是本机振荡器的相移，其为VCO 208的相移)。在ΔF＝0及
Figure BDA0003690880240000035
之后，Costas环路200已锁定到载波信号的频率f0及信号202的相移
Figure BDA0003690880240000036
因此，VCO 208输出频率fLO≈f0及相移
Figure BDA0003690880240000037
的波形，使得ΔF≈0及
Figure BDA0003690880240000038
当此为真时，等式2解析为xI(t)≈dk，且等式3解析为xQ(t)≈qk(因为cos(0)＝1且sin(0)＝0)，从而恢复初始输入信号(数据信号)。另一结果是，第一限制放大器216的输出节点232对应于sgn(dk)，且第二限制放大器220的输出节点234对应于sgn(qk)。(Sgn(x)是符号函数，其提取输入的符号。)
限制放大器限制基带信号的振幅，相应地提供sgn(x)功能。第三乘法器218用sgn(xQ(t))乘xI(t)，且第四乘法器222用sgn(xI(t))乘xQ(t)。第三乘法器218的输出可如在等式4中展示那样来表示。第四乘法器222的输出可如在等式5中展示那样来表示。这两个输出在加法器224中相减。当VCO 208靠近Costas环路200或处于Costas环路200的锁定状态时，所得误差信号可简化(考虑x*sgn(x)＝|x|)以产生等式6。
Figure BDA0003690880240000039
Figure BDA00036908802400000310
Figure BDA0003690880240000041
Figure BDA0003690880240000042
误差信号(如在等式6中所展示)由环路滤波器226滤波并且经连接以控制VCO208。
发明内容
在所描述实例中，一种操作传输器的方法包含产生具有参考频率的频率参考信号，并且将所述频率参考输出到包含压控振荡器(VCO)的锁相环路(PEL)。所述VCO输出被锁定到所述频率参考信号以形成载波信号。所述传输器接收I输入信号、Q输入信号及直流(DC)泄漏载波信号。所述I输入信号或Q输入信号被添加到所述泄漏载波信号。使用I-Q混频器用所得两个信号调制所述载波信号以产生包含未调制载波信号分量的经调制信号。接着传输所述经调制信号。
附图说明
图1(现有技术)展示收发器(传输器/接收器)系统的功能块布局的实例。
图2(现有技术)展示Costas环路的功能块布局的实例。
图3展示使用泄漏载波信号的收发器(传输器/接收器)系统的功能块布局的实例。
图4展示针对输入信号、泄漏载波信号及所得经调制载波信号的频率对振幅的实例图表。
图5展示全都来自图3中的接收器的Rx振荡器、Rx I-Q混频器及泄漏载波恢复块的功能块布局的实例。
图6A展示用于从传输器传输经正交振幅调制(QAM)信号的实例过程。
图6B展示当同相及正交信号分量具有不同数据速率时用于从接收器处的QAM信号恢复载波信号的实例过程。
图7A展示收发器(传输器/接收器)系统的功能块布局的实例。
图7B展示用于使用收发器接收信号的实例过程。
图8A展示具有在主控-从动配置中的传输器及接收器的收发器系统的功能块布局的实例。
图8B展示用于使用具有在主控-从动配置中的传输器及接收器的收发器系统接收信号的实例过程810。
具体实施方式
下文在章节I及II中描述可以潜在协同方式组合的多种相关方法，其标题不是限制性的。章节I涉及使用接收器来恢复添加到经传输正交振幅调制(QAM)信号的同相(I)或正交(Q)分量的“泄漏载波”，以在使用不同数据速率输入信号时启用载波恢复。章节II涉及在通信的收发器对的每一收发器中对传输器及接收器两者使用单个相应锁相环路(PLL)；因此，单个PLL既用于产生用于传输的载波信号，又用于恢复所接收信号中的载波信号。
章节I.使用泄漏载波的载波恢复
图3展示使用泄漏载波信号310的收发器(传输器/接收器)系统300的功能块布局的实例。通过介绍的方式，泄漏载波信号310促进系统300传输器302(Tx)与系统300接收器330(Rx)之间的适当频率及相位同步，包含在于传输器302与接收器330之间传输调制载波信号时发生的相移的适应。此外，泄漏载波信号310将支持依不同频率的两个独立数据流的数据通信。
如在图3中所展示，传输器302从I输入信号节点304N接收包含数据信号dk的I输入信号304，并且从Q输入信号节点306N接收包含数据信号qk的Q输入信号306。以相对于I输入信号304(同相输入信号)的90度(90°)相移接收Q输入信号306(正交输入信号)。加法器308接收来自I输入信号节点的I输入信号304及来自泄漏载波信号节点310N的泄漏载波信号310作为输入。(加法器308可替代地接收Q输入信号306及泄漏载波信号310作为输入。)泄漏载波信号310是直流(DC)信号。此DC信号为恒定电流IDC，其也可被描述为恒定电压VDC。泄漏载波信号310之所以如此命名，是因其使Tx I-Q混频器318在经调制载波信号319中保留未调制载波信号分量，所述经调制载波信号319被放大以产生传输器输出信号329。通常，在传输之前减少或消除未调制载波信号分量以改进传输器电力效率。然而，在传输器系统300中，接收器330使用未调制载波信号分量来促进载波信号恢复。
举例来说，10％的可用传输电力可被分配到泄漏载波。图4展示Tx I-Q混频器318的输出处的信号的总频谱内容的实例说明。下文进一步描述图4。由传输器302输出的信号通常将具有三个DC分量，对应于来自泄漏载波信号310、I输入信号304及Q输入信号306的贡献。为了通过接收器330使用由泄漏载波信号310贡献的DC分量来恢复载波信号频率，可将I及Q输入信号304、306的DC贡献视为误差信号。因此，泄漏载波信号310的振幅大于I及Q输入信号304、306的DC分量的振幅(举例来说，大10到20dB)。
加法器308经连接以输出到第一Tx基带放大器312。Q输入信号节点306连接到第二Tx基带放大器314的输入。I-Q微调块316经连接以输出到第一及第二Tx基带放大器312、314。I-Q微调块316校正如由第一及第二Tx基带放大器312、314放大的I输入信号与Q输入信号之间的振幅及相位失配。第一及第二Tx基带放大器312、314经连接以输出到Tx I-Q混频器318。
高度准确的Tx频率参考320，例如使用体声波(BAW)滤波器的振荡器连接到到Tx倍频器322的输出。接收器330(下文进一步讨论)包含在设计及参考输出信号频率上与Tx频率参考320相匹配的Rx频率参考342(接收器频率参考，下文进一步描述)。因此，Tx频率参考320及Rx频率参考342名义上经配置以在足够窄的公差范围内输出其相应参考信号，借此最初以Rx频率参考342的频率操作的Rx PLL 346(接收器锁相环路，下文进一步描述)将最终锁定到Tx频率参考320。(获取时间，即用以锁定的时间通常由载波恢复环路动力学确定。举例来说，更宽环路带宽通常促进更快锁定。)因此，因为Tx频率参考320及Rx频率参考342匹配(在设计上，并且在公差内，在输出频率上)，所以这也可被视为频率参考320、342经配置以输出其相应参考信号，所述参考信号具有针对相应参考频率的足够窄的公差范围，如果(例如)PLL 324或346(Tx PLL 324或Rx PLL 346)以处于公差范围的第一端的第一频率操作，并且在公差范围的第二端处的第二频率被输入PLL 324或346，那么PLL 324或346将锁定到第二频率。举例来说，Tx频率参考320及Rx频率参考342可在几GHz的频率下准确到指定频率的百万分之几百以内。因此，通过针对Tx及Rx频率参考320、342两者使用相同设计，可使Tx频率参考320及Rx频率参考342相同(或几乎等同)(尽管由于例如过程变化及操作条件的差异通常将存在某一差异)。
Tx倍频器322将由Tx频率参考320输出的波形的频率乘以指定因子N，即正实数(通常由PLL环路中的分频器确定，未展示)。举例来说，Tx频率参考320可为2.5GHz参考，Tx频率参考320将其乘以因子N＝50以产生具有频率F＝125GHz的输出信号。Tx倍频器322输出信号连接到Tx锁相环路324(PLL)，所述Tx锁相环路324锁定到Tx倍频器322输出信号的频率。TxPLL 324包含Tx振荡器326(VCO)。Tx PLL 324通过控制其振荡器326来锁定到Tx倍频器322输出信号的相位及频率。Tx振荡器326输出对应于Tx PLL 324锁定的频率及相位的PLL输出信号。Tx振荡器326输出信号由传输器302用作载波信号，并且在本文中被称为载波信号327。Tx振荡器326输出信号连接到Tx I-Q混频器318。Tx I-Q混频器318输出含有可被视为三个分量之物的经调制载波319。对于前两个分量，Tx I-Q混频器318将如从Tx基带放大器312接收的I输入信号304加上泄漏载波信号310与Tx振荡器326输出信号(载波信号327)相乘以产生相应I分量及泄漏载波分量。对于第三分量，Tx I-Q混频器318将Q输入信号306与载波信号相乘，其中将90°相移应用于载波信号，以产生Q分量。Tx I-Q混频器318将I分量、泄漏载波分量及Q分量相加在一起以产生经调制载波信号319(相对于图4进一步描述)。经调制载波信号319可表示为：
Tx(t)＝dkcos(2πf0t)+qksin(2πf0t)+VDCcos(2πf0t) 等式7
在等式7，
t是时间，
Tx(t)是作为时间t的函数的经调制载波信号319波形，
f0是载波信号的频率，
dkcos(2πf0t)是I分量，
qksin(2πf0t)是Q分量，及
VDCcos(2πf0t)是泄漏载波分量。
一般来说，由Tx I-Q混频器318执行的乘法抑制(大体上减少或抵消)载波信号的未调制分量。也就是说，Tx I-Q混频器318将未调制载波信号分量(未对应于由数据信号调制的载波信号的分量)的能量降低到零。举例来说，这样做是为改进传输器302的动态范围，所述传输器302通常具有固定的、有限的电力预算。然而，包含泄漏载波信号310导致I信道(与I输入信号分量同相的传输信道)上的未抑制载波信号分量：泄漏载波分量。经调制载波信号319的同相分量(I分量)可表示为dk cos(2πf0t)+VDCcos(2πf0t)，且经调制载波信号319的正交分量(Q分量)可表示为qksin(2πf0t)。Tx I-Q混频器318将经调制载波信号319输出到功率放大器328。传输器302将功率放大器328的输出作为Tx输出信号329传输到接收器330。一般来说，使用例如天线或缆线的传输结构来执行传输。
图4展示针对输入信号304、306、泄漏载波信号310及所得经调制载波信号319的频率对振幅的实例图表400。泄漏载波信号310是DC电压，意味着零频率(f(VDC)＝0)。I输入信号304及Q输入信号306在零频率404下占据泄漏载波信号310周围的频带。当I及Q输入信号304、306及泄漏载波信号310被Tx I-Q混频器318与载波信号327相乘时，其被频率转换405以便形成分量对应物，所述分量对应物被重新定位到载波信号327的频率处或附近的频率位置，在图4在中展示为频率406(f0，Tx振荡器326频率)。因此，经调制载波信号319被展示为包含频率406下的泄漏载波分量310C，并且在关于泄漏载波分量310C的带宽内包含I分量304C及Q分量306C。
返回到图3，由Tx I-Q混频器318输出的经调制载波信号319由功率放大器328放大且接着作为Tx输出信号329传输到接收器330。由低噪声放大器332在接收器330中接收Tx输出信号329作为Rx输入信号。由于传输器302与接收器330之间的传输时间，Rx输入信号从Tx输出信号329相移。Rx输入信号可表示为：
Figure BDA0003690880240000081
在等式8中，且如也通过将其与等式7中展示的Tx(t)的表达式进行对比所了解，
Figure BDA0003690880240000082
表示从Tx(t)到Rx(t)的相移。低噪声放大器332经连接以将(放大的)Rx输入信号输出到RxI-Q混频器334。Rx I-Q混频器334将经高通滤波I分量335I-HP输出到第一Rx基带放大器338，并将经高通滤波Q分量335Q-HP输出到第二Rx基带放大器338。Rx I-Q混频器334还将经低通滤波I分量335I-LP及经低通滤波Q分量335Q-LP输出到泄漏载波恢复块340。
泄漏载波恢复块340经连接以将电压控制信号输出到可调谐、高度准确的Rx频率参考342，例如使用BAW滤波器的振荡器。泄漏载波恢复块340还经连接以向Rx振荡器348(VCO)输出电压控制信号。举例来说，Rx频率参考342在几GHz的频率下在指定频率的百万分之几内可为准确的。如先前介绍，Rx频率参考342为接收器330提供时序信号，所述时序信号具有足够接近传输器302Tx频率参考320输出信号的频率的频率以使得Rx PLL 346能够锁定。因此，Rx频率参考342输出信号的频率被指定为等于(因此，由于装置公差，接近)用于为传输器302产生载波信号327的Tx频率参考320输出信号的频率。由泄漏载波恢复块340输出的电压控制信号调谐Rx频率参考342或Rx振荡器348，或两者，直到Rx PLL 346的输出与经相移
Figure BDA0003690880240000083
的传输器载波信号327的频率及相位匹配。
Rx频率参考342经连接以将Rx频率参考信号输出到Rx倍频器344。Rx倍频器344将Rx频率参考信号乘以由Tx倍频器322使用的相同因子(N)。Rx倍频器344经连接以输出到包含Rx振荡器348的Rx PLL 346。Rx PLL 346Rx振荡器348锁定到由Rx倍频器344输出的波形的频率及相位，如通过由泄漏载波恢复块340输出的电压控制信号调谐。一旦Rx PLL 346稳定(锁定)，并且相应地，由Rx振荡器348输出的波形稳定，Rx振荡器348便产生具有对应于具有相移
Figure BDA0003690880240000084
的载波信号327的频率f0及相移
Figure BDA0003690880240000085
的信号。Rx振荡器348经连接以输出到Rx I-Q混频器334。
图5展示全都来自图3中的接收器330的Rx振荡器348、Rx I-Q混频器334及泄漏载波恢复块340的功能块布局500的实例。Rx振荡器348经连接以输出到Rx I-Q混频器334。RxI-Q混频器334经连接以从低噪声放大器332(参见图3)接收Rx输入信号502(Rx(t)，参见上文等式8)。并且，如现在所演示，Rx I-Q混频器334使Rx(t)的频域偏移以移除载波信号，基本上使图4中右侧所展示的Tx输出信号329的分量偏移回图4中左侧所展示的原始输入(Q、I及泄漏载波)。
Rx输入信号502作为第一输入连接到第一混频器乘法器504并且作为第一输入连接到第二混频器乘法器506。Rx振荡器348输出作为第二输入连接到第一混频器乘法器504并且作为输入连接到90°移相器508。90°移相器508将Rx振荡器348输出相移90°，并且经连接以将所得信号作为第二输入输出到第二混频器乘法器506。
第一混频器乘法器504将Rx输入信号(Rx(t))乘以Rx振荡器348的输出，且第二混频器乘法器506将Rx(t)乘以Rx振荡器348的输出的经90°相移版本。因此，第一及第二混频器乘法器共同输出代表三个原始传输器信号(即I输入信号304、泄漏载波信号310及Q输入信号306，所有都经相移
Figure BDA0003690880240000092
)的近似的信号。此外，随着Rx振荡器348输出朝向传输器载波信号327收敛，此近似变得更接近。第一混频器乘法器504经连接以输出到第一混频器低通滤波器510，且第二混频器乘法器506经连接以输出到第二混频器低通滤波器512。第一混频器低通滤波器510的输出是经低通滤波I分量335I-LP，且第二混频器低通滤波器512的输出是经低通滤波Q分量335Q-LP。(如在图5中所展示，Rx I-Q混频器334未展示用于产生经高通滤波I及Q分量335I-HP及335Q-HP的高通滤波器。)由低通滤波器510、512输出的信号各自包含泄漏载波信号分量。
第一混频器低通滤波器510输出且第二混频器低通滤波器512输出作为第一及第二输入连接到泄漏载波恢复块340中的相位频率检测器514(PFD)。PFD 514使用第一与第二混频器低通滤波器510、512输出之间的差分来确定Rx振荡器348输出与载波信号327之间的频率差(也对应于相位差)。PFD 514经连接以输出到环路滤波器516，所述环路滤波器516连接到控制输入以调谐Rx频率参考342及Rx振荡器348输出(中的一或两者)。因此，PFD 514及环路滤波器516一起使用经低通滤波I及Q分量335I-LP、335Q-LP作为反馈来产生控制电压以调谐Rx频率参考342及Rx振荡器348输出。当频率(及相位)差为零时，PFD 514及环路滤波器516维持Rx频率参考342及Rx振荡器348输出以便于维持零频率(及相位)差。(可引入小的、刻意的变化量以促进PFD 514及环路滤波器516补偿经锁定频率及相位的漂移。)一旦RxPLL 346锁定，Rx振荡器348的输出对应于经相移
Figure BDA0003690880240000093
的载波信号327。
经恢复载波信号实现I输入信号304(dk)及Q输入信号306(qk)的恢复。所得I分量xI(t)及所得Q分量xQ(t)可表示如下：
Figure BDA0003690880240000091
Figure BDA0003690880240000101
在图3中，xI(t)对应于335I-HP，且xQ(t)对应于335Q-HP。
在等式9及10中，ΔF＝f0-fLO(fLO是本机振荡器的频率，其为Rx振荡器348的频率)及
Figure BDA0003690880240000102
(
Figure BDA0003690880240000103
是本机振荡器的相移，其为Rx振荡器348有关Tx输出信号329的相移)。当ΔF＝0且
Figure BDA0003690880240000104
时，Rx PLL 346已锁定到载波信号的频率f0及Rx输入信号的相移
Figure BDA0003690880240000105
因此，Rx振荡器348输出频率fLO≈f0及相移
Figure BDA0003690880240000106
的波形，使得ΔF≈0及
Figure BDA0003690880240000107
当此为真时，等式9解析为xI(t)≈dk，且等式10解析为xQ(t)≈qk(因为cos(0)＝1及sin(0)＝0)。这意味着，在Rx PLL 346已锁定到频率f0及相移
Figure BDA0003690880240000108
之后，xI(t)及xQ(t)值(在Rx PLL 346中的相应节点(未展示)处可用)分别对应于经相移
Figure BDA0003690880240000109
的经恢复初始I输入信号304(dk)及Q输入信号306(qk)。
因此，当Rx振荡器348产生具有频率f0及相移
Figure BDA00036908802400001010
的信号时，由Rx I-Q混频器334输出的经高通滤波I分量335I-HP包含经恢复I输入信号304(dk)，并且由Rx I-Q混频器334输出的经高通滤波Q分量335Q-HP包含经恢复Q输入信号306(qk)。经恢复I输入信号304由第一Rx基带放大器336放大以产生I输出信号350。经恢复Q输入信号306由第二Rx基带放大器338放大以产生Q输出信号352。I输出信号350及Q输出信号352是接收器330的输出。
泄漏载波信号使传输器输出保留未调制载波信号分量(泄漏载波分量)。未调制载波信号分量使得接收器330能够追踪经传输Tx输出信号329，因此从Tx输出信号329恢复数据，而无需使用外部频率参考。当使用不同编码标准产生I输入信号304及Q输入信号306时，Rx输入信号的泄漏载波分量使得Rx PLL 346能够锁定到载波信号327的频率及相位(如通过从传输器302到接收器330的传输而相移)；举例来说，使用不同数据速率及/或不同信号频率。
图6A展示用于从传输器传输经正交振幅调制(QAM)信号的实例过程600。在步骤602中，加法器将直流(DC)电压添加到I(同相)输入信号，并将结果输出到I-Q混频器。在步骤604中，高度准确的传输器频率参考产生输出到PLL的频率参考信号。在步骤606中，PLL锁定到频率参考信号的频率及相位，并且PLL的VCO将所得信号输出到I-Q混频器。I-Q混频器接收加法器输出、Q(正交)输入信号及VCO输出。在步骤608中，I-Q混频器将加法器输出乘以VCO输出，将Q输入信号乘以经相移90°的VCO输出，将两个乘法结果相加在一起，并将结果输出到功率放大器。在步骤610中，功率放大器放大I-Q混频器输出，并将结果输出(传输)出传输器。
图6B展示当同相及正交信号分量具有不同数据速率时用于从接收器处的QAM信号恢复载波信号的实例过程612。在步骤614中，高度准确的频率参考以参考频率向PLL内的RxVCO输出参考信号，以使Rx VCO及PLL最初以参考频率操作。在步骤616中，接收器在低噪声放大器(LNA)处接收接收器输入信号(从传输器传输的信号)，所述低噪声放大器将接收器输入信号输出到Rx I-Q混频器。在步骤618中，Rx I-Q混频器接收接收器输入信号及Rx VCO输出(Rx VCO是Rx PLL的部分)作为输入，将接收器输入信号乘以Rx VCO输出作为第一混频器输出(对应于接收器输入信号的I分量)，并将接收器输入信号乘以经相移90°的Rx VCO输出作为第二混频器输出(对应于接收器输入信号的Q分量)。在步骤620中，第一及第二混频器输出经低通滤波，并且被输出到PFD的第一及第二输入。在步骤622中，PFD确定接收器输入信号的载波信号的频率与Rx VCO输出的频率之间的频率差分，将此差分输出到环路滤波器，且环路滤波器响应于差分产生控制电压，以调谐频率参考及Rx VCO，使得Rx VCO输出更接近载波信号频率。步骤622反馈到步骤618。在步骤624中，这也取决于步骤618(与步骤620一样)，Rx VCO输出的频率与载波信号频率相匹配，PLL锁定到载波信号(如通过传输相移)的频率及相位，并且I输出信号及Q输出信号与用于产生接收器输入信号的I及Q输入信号相匹配(具有相移)。在取决于步骤622及步骤624两者的步骤626中，第一及第二混频器输出经高通滤波，分别由Rx I-Q混频器输出到第一及第二基带放大器，并且经放大结果分别作为I输出信号及Q输出信号从接收器输出。
章节II.单锁相环路收发器
图7A展示收发器系统702的功能块布局700的实例。图7A左侧的收发器系统702经连接以与图7A右侧的另一收发器系统702通信。收发器系统702包含传输器704及接收器706。传输器704包含收发器频率参考708。收发器频率参考708是高度准确的频率参考，如关于图3的Tx频率参考320及Rx频率参考342描述。收发器频率参考708以参考频率产生频率参考信号。收发器频率参考708经连接以将频率参考信号输出到相位频率检测器/电荷泵710(PFD/CP 710)。PFD/CP 710经连接以输出到环路滤波器712。环路滤波器712经连接以输出到传输器压控振荡器714(Tx VCO 714)及开关716的第一输入。Tx VCO 714经连接以输出到分频器718及Tx I-Q混频器720。分频器718经连接以输出到PFD/CP 710。PFD/CP 710、环路滤波器712、Tx VCO 714及分频器718是锁相环路722(PLL 722)的部分。
PFD/CP 710确定收发器频率参考708的频率与分频器718输出的频率之间的差分，并将差分输出到环路滤波器712。分频器718将Tx VCO 714输出的频率除以因子(数字)N并且通过PFD/CP 710将被除的频率与频率参考进行比较。PFD/CP 710使用此比较的结果来产生控制电压以控制Tx VCO 714。控制电压由环路滤波器712滤波，并且经滤波控制电压连接到Tx VCO 714的控制输入。控制电压调谐Tx VCO 714，借此从Tx VCO714到PFD/CP 710的反馈环路及PFD/CP 710的差分输入最终稳定Tx VCO 714的输出频率以与N倍的频率参考708相匹配。因此，当到PFD/CP 710的差分输入为零时，PLL722将被相位锁定，并且PFD/CP 710维持Tx VCO 714输出频率(产生控制电压以不再使Tx VCO 714改变其输出频率)。在PLL722相位锁定之后，Tx VCO 714输出信号由传输器704用作载波信号，并且由接收器706用于初始化接收器压控振荡器734(Rx VCO 734)。
来自I输入信号节点724N的I输入信号724经连接作为Tx I-Q混频器720的第一输入，并且来自Q输入信号节点726N的Q输入信号726经连接作为Tx I-Q混频器720的第二输入。I-Q混频器720将I输入信号724乘以载波信号，将Q输入信号726乘以经相移90°的载波信号，并将两个乘法结果相加在一起以产生I-Q混频器720的输出。I-Q混频器720输出连接到功率放大器728。功率放大器728连接到从收发器702到另一收发器702的输出(传输)，例如通过物理连接、通过定向RF传输、通过广播RF传输或使用导向电磁波。
开关716经连接以接收环路滤波器712的输出作为第一输入，接收载波恢复块730的输出(控制电压)作为第二输入，以及接收控制逻辑732的输出作为控制输入。开关716输出到Rx VCO 734。因此，Rx VCO 734接收来自环路滤波器712的控制电压或来自载波恢复块730的控制电压作为输入，并使用选定控制电压来产生输出信号。Rx VCO 734输出连接到RxI-Q混频器736，作为Rx I-Q混频器736的第一输入。
接收器706经由低噪声放大器738(LNA 738)接收接收器输入信号。接收器输入信号是经QAM调制载波信号。LNA 738输出连接到Rx I-Q混频器736的第二输入。Rx I-Q混频器736将Rx VCO 734输出乘以接收器输入信号，通过第一高通滤波器744输出乘法结果作为I输出信号740，并通过第一低通滤波器746输出乘法结果作为第一输入到载波恢复块730中。Rx I-Q混频器736将经相移90°的Rx VCO 734输出乘以接收器输入信号，通过第二高通滤波器748将乘法结果输出作为Q输出信号742，并通过低通滤波器750将乘法结果作为第二输入输出到载波恢复块730中。载波恢复块730将所得控制电压输出到开关716的第二输入。载波恢复块730使用其第一与第二输入之间的差分来产生控制电压，所述控制电压可由开关选择以调谐Rx VCO 734以更紧密地对应于接收器输入信号的载波信号(举例来说，如图5中关于载波恢复块340描述)。当Rx VCO 734的输出的频率与接收器输入信号的载波信号频率相匹配时，I输出信号740与接收器输入信号的载波信号用其调制的I分量匹配，并且Q输出信号742与接收器输入信号的载波信号用其调制的Q分量匹配。
控制逻辑732最初使开关716传递由环路滤波器712输出的控制电压，所述环路滤波器712初始化Rx VCO 734；以及不传递由载波恢复块730输出的控制电压。一旦Rx VCO734及载波恢复块730的输出已稳定(举例来说，在预定的时间量之后)，控制逻辑732便使开关716传递由载波恢复块730输出的控制电压，所述载波恢复块730将Rx VCO 734调谐到更接近接收器输入信号的载波信号；以及不传递由环路滤波器712输出的控制电压。控制逻辑732可周期性地使开关716返回到传递由环路滤波器712输出的控制电压，以防止Rx VCO734漂移，或重新初始化Rx VCO 734。
图7B展示用于使用收发器接收信号的实例过程752。在收发器的传输器中执行步骤754到760。在步骤754中，频率参考产生器产生具有参考频率的频率参考信号。在步骤756中，PLL响应于频率参考信号及传输器VCO信号产生第一VCO控制电压。传输器VCO信号是反馈信号，并且在用于产生第一VCO控制电压之前，可除以因子(举例来说，整数因子N)。在步骤757中，响应于第一VCO控制电压，使用传输器的VCO产生传输器VCO信号。传输器VCO信号的频率取决于第一VCO控制电压。在步骤760中，PLL锁定到传输器VCO信号。在步骤760之后，传输器使用传输器VCO信号作为载波，用I及Q数据信号调制传输器VCO信号，并传输所得经调制信号。
在收发器的接收器中执行步骤762到770。在步骤762，接收器接收信号。在步骤764中，接收器VCO响应于第一VCO控制电压或第二VCO控制电压而产生接收器VCO信号。最初，接收器VCO使用第一VCO控制电压(其源于传输器)来产生接收器VCO信号。这使得接收器能够形成与载波信号的频率密切匹配的信号，所述载波信号经调制以产生所接收信号。第二VCO控制电压(如下文描述那样产生)用于调谐所述匹配，且尤其用于将接收器VCO信号的相位匹配到所接收信号的载波信号的相位。这样做是因为所接收信号的载波信号是传输器VCO信号，如由传输所接收信号的收发器恢复(且因此，由于例如传输时间而相移)。
在步骤766中，混频器将接收器VCO信号乘以所接收信号以产生I分量信号。在步骤768中，混频器还将接收器VCO信号乘以经相位偏移90°的所接收信号以产生Q分量信号。在步骤770中，载波恢复块响应于I分量信号与Q分量信号之间的差分来产生第二VCO控制电压。最初，接收器VCO使用第一VCO控制电压来产生接收器VCO信号。在接收器VCO信号及第二控制电压稳定之后，接收器VCO使用第二控制电压来产生接收器VCO信号。
图8A展示具有在主控-从动配置中的传输器804及接收器806的收发器系统802的功能块布局800的实例。收发器系统802向另一收发器系统802传输输出信号，并从另一收发器系统802接收输入信号。收发器系统802中的一者作为主控装置操作，且另一者作为从动装置操作，如下文进一步描述。图8A中的一些功能块及连接与图7A中的类似。因此，图8A中与图7A中的对应功能块具有类似功能的功能块被赋予与图7A中相同的识别号。
图8A不包含图7A的开关716、控制逻辑732或Rx VCO 734。代替地，Tx VCO 714输出作为第一输入连接(除分频器718之外)到延迟锁定环路808。载波恢复块730作为第二输入连接到延迟锁定环路808；在从动配置(由虚线指示)中，载波恢复块730输出还连接为频率参考708的控制电压。延迟锁定环路808输出连接到I-Q混频器736。延迟锁定环路804将TxVCO 714输出信号，即由传输器804产生的载波信号的通信延迟达由载波恢复块730产生的DELAY控制电压确定的量。载波恢复块730响应于由I-Q混频器736输出的经低通滤波I与Q信号之间的差分来产生DELAY控制电压。产生控制电压以减小I-Q混频器736输出差分，且借此使如由延迟锁定环路804延迟的Tx VCO714输出与接收器输入信号的载波信号分量同相。
在从动配置中，REFERENCE控制电压还响应于I-Q混频器736输出差分而产生，并输出到频率参考708，以调谐频率参考708输出的参考频率，使得从动Tx VCO 714的输出的频率与接收器输入信号的载波信号分量的频率相匹配。从动Tx VCO 714的频率与接收器输入信号的载波信号分量的频率相匹配意味着从动Tx VCO 714输出的频率与主控Tx VCO 714输出的频率相同。当传输到主控接收器806时，从动传输器804使用这个相同的从动Tx VCO714输出作为其载波信号。
因为从动传输器804对其载波信号使用与主控传输器相同的频率，所以使用延迟锁定环路804而不是第二VCO来恢复接收器输入信号的载波信号分量是足够的。重申：主控Tx VCO 714输出的频率与从动Tx VCO 714输出的频率相同。因此，仅需要补偿由主控接收器806接收的接收器输入信号的载波信号分量的相移，因为主控Tx VCO 714已提供正确频率。延迟锁定环路804的目的是补偿此相移。
图8B展示用于使用具有在主控-从动配置中的传输器及接收器的收发器系统接收信号的实例过程810。在收发器的传输器中执行步骤812到818。在步骤812中，频率参考产生器产生具有参考频率的频率参考信号。在步骤814中，PLL响应于频率参考信号及VCO信号产生VCO控制电压。VCO信号是反馈信号，并且在用于产生VCO控制电压之前，可除以因子(举例来说，整数因子N)。在步骤816中，使用传输器的VCO响应于VCO控制电压产生VCO信号。VCO信号的频率取决于VCO控制电压。在步骤818中，PLL锁定到VCO信号。在步骤818之后，传输器使用VCO信号作为载波，用I及Q数据信号调制VCO信号，并传输所得经调制信号。
在收发器的接收器中执行步骤820到828。在步骤820，接收器接收信号。在步骤822中，延迟锁定环路响应于延迟控制电压(如下文描述那样产生的)对VCO信号进行相移以产生经延迟VCO信号。类似于关于图7B描述的实例过程752，用于调制所接收信号的载波是VCO信号，如由发送所接收信号的收发器从步骤818之后发送的经调制信号所恢复。因此，通过向VCO信号引入正确的延迟量，可使VCO信号与所接收信号的载波信号相匹配。
在步骤824中，经延迟VCO信号乘以所接收信号以产生I分量信号。在步骤826中，经延迟VCO信号还乘以经相移90°的所接收信号以产生Q分量信号。在步骤828中，载波恢复块响应于I分量信号与Q分量信号之间的差分来产生延迟控制电压。
在权利要求书的范围内，修改在所描述实施例中是可能的，且其它实施例是可能的。
在一些实施例中，在由Tx I-Q混频器将I分量、Q分量及载波信号混合在一起之前，泄漏载波被添加到Q分量而不添加到I分量。在一些实施例中，泄漏载波信号被添加到I及Q分量两者。
在使用泄漏载波的一些实施例中，I输入信号使用PCIe 4.0 16Gbps标准进行编码，且Q输入信号使用10G以太网标准进行编码。还可使用其它编码标准，使得I输入信号及Q输入信号的数据速率相同或不同。
在使用16QAM的一些实施例中，在PLL被锁定到泄漏载波之后，使用泄漏载波实现小于1.5度的rms相位误差，对应于在1e-12的位误差率下小于1.5dB的损耗。
在一些实施例中，泄漏载波可添加到Q输入信号，而不是I输入信号。在一些实施例中，泄漏载波可被添加到I输入信号及Q输入信号两者。
在一些实施例中，泄漏载波恢复块仅向Rx振荡器输出电压控制信号。在一些实施例中，泄漏载波恢复块仅向Rx频率参考输出电压控制信号。
在一些实施例中，I-Q混频器将经混合Rx输入信号传输到基带放大器及泄漏载波恢复块，基带放大器在放大之前对经混合Rx输入信号进行高通滤波，且泄漏恢复块在将经混合Rx输入信号输入PFD之前对经混合Rx输入信号进行低通滤波。
在一些实施例中，泄漏载波恢复块输出电压控制信号，所述电压控制信号经连接以控制(调谐)频率参考或VCO输出或两者。虽然图3展示经连接以控制Rx频率参考及Rx振荡器的泄漏载波恢复块，但在一些实施例中，泄漏载波恢复块可(仅)连接到一者或另一者。
如在章节II中描述的不使用泄漏载波恢复信号的一些实施例中，混频器输出未经低通滤波并且用于载波信号恢复。

Claims (21)

1.一种传输器，其包括：
加法器，其具有加法器输出以及第一及第二加法器输入；
第一端子，其经配置以接收第一输入信号，并且耦合到所述第一加法器输入；
第二端子，其经配置以接收恒定直流(DC)信号，并且耦合到所述第二加法器输入；
第三端子，其经配置以接收第二输入信号；
传输器频率参考电路系统，其经配置以产生具有参考频率的参考信号；
锁相环路(PLL)，其经配置以从所述传输器频率参考电路系统接收所述参考信号，并且经配置以响应于所述参考信号而产生载波信号；
传输器混频器，其具有第一混频器输入、第二混频器输入、第三混频器输入及传输器混频器输出，所述第一混频器输入耦合到所述加法器输出，所述第二混频器输入耦合到所述第三端子，且所述第三混频器输入经配置以从所述PLL接收所述载波信号，所述传输器混频器经配置以响应于所述第一混频器输入及所述第二混频器输入而产生数据信号，并且用所述数据信号调制所述载波信号以产生所述传输器混频器输出；及
传输器输出端子，其耦合到所述传输器混频器输出，
其中所述第一输入信号及所述第二输入信号中的一者是同相(I)输入信号，且所述第一输入信号及所述第二输入信号中的另一者是正交(Q)输入信号。
2.根据权利要求1所述的传输器，其中所述传输器输出端子经配置以通过导电线、或使用广播或定向电磁辐射、或使用导向电磁波来传输所述传输器输出信号。
3.根据权利要求1所述的传输器，其中所述传输器混频器经配置以产生对应于所述恒定DC信号的泄漏载波信号分量，并且从所述传输器混频器输出消除其它载波信号分量。
4.根据权利要求1所述的传输器，其中所述传输器频率参考包括体声波谐振器及倍频器。
5.根据权利要求1所述的传输器，其进一步包括：
第一基带放大器，其具有第一放大器输入及第一放大器输出，所述第一放大器输入耦合到所述加法器输出，所述第一放大器输出耦合到所述第一混频器输入；及
第二基带放大器，其具有第二放大器输入及第二放大器输出，所述第二放大器输入耦合到所述第三端子，所述第二放大器输出耦合到所述第二混频器输入。
6.根据权利要求5所述的传输器，其进一步包括耦合到所述第一基带放大器的控制输入及所述第二基带放大器的控制输入的I-Q微调块，所述I-Q微调块经配置以控制所述第一基带放大器及所述第二基带放大器，使得所述第一放大器输出的振幅及相位与所述第二放大器输出的振幅及相位相匹配。
7.根据权利要求1所述的传输器，其中所述传输器频率参考经配置以输出所述参考信号，所述参考信号具有针对所述参考频率的足够窄的公差范围，使得如果所述PLL以处于所述公差范围的第一端的第一频率操作，并且具有处于所述公差范围的第二端的第二频率的信号被输入所述PLL，那么所述PLL将锁定到所述第二频率。
8.一种接收器，其包括：
输入端子，其适于接收接收器输入信号；
第一低通滤波器，其具有第一低通滤波器输入及第一低通滤波器输出；及第二低通滤波器，其具有第二低通滤波器输入及第二低通滤波器输出；
接收器频率参考电路系统，其具有频率参考输出，所述接收器频率参考电路系统经配置以在所述频率参考输出处产生具有参考频率的参考信号；
锁相环路(PLL)，其包含压控振荡器(VCO)，所述VCO具有VCO参考输入及VCO输出，所述VCO参考输入耦合到所述频率参考输出；
I-Q混频器，其具有第一I-Q混频器输入、第二I-Q混频器输入、第一I-Q混频器输出及第二I-Q混频器输出，所述第一I-Q混频器输入耦合到所述输入端子，所述第二I-Q混频器输入耦合到所述VCO输出，所述I-Q混频器经配置以将所述第一I-Q混频器输入乘以所述第二I-Q混频器输入以产生I分量，所述I-Q混频器经配置以将所述第一I-Q混频器输入乘以经相移90°的所述第二I-Q混频器输入以产生Q分量，所述I-Q混频器经耦合以将所述I分量输出到所述第一低通滤波器输入，并将所述Q分量输出到所述第二低通滤波器输入；及
载波恢复(CR)块，其具有第一CR输入、第二CR输入、第三CR输入及CR输出，所述第一CR输入耦合到所述第一低通滤波器输出，所述第二CR输入耦合到所述第二低通滤波器输出，且所述第三CR输入耦合到所述VCO输出，其中所述CR块经配置以产生控制电压并向所述CR输出提供所述控制电压以响应于所述第一CR输入、所述第二CR输入及所述第三CR输入而调谐所述VCO或所述接收器频率参考电路系统中的至少一者；
其中以下中的至少一者：
所述VCO具有耦合到所述CR输出的VCO控制输入，所述CR块经配置以产生所述控制电压，使得所述VCO响应于所述控制电压而改变所述VCO输出的频率，以更接近所述接收器输入信号的未调制载波信号分量的频率；或
所述接收器频率参考具有耦合到所述CR输出的频率参考输入，所述CR块经配置以产生所述控制电压，使得所述接收器频率参考电路系统响应于所述控制电压而改变所述参考频率，并且所述VCO响应于所述参考频率而改变所述VCO输出的所述频率，使得所述VCO输出的所述频率更接近所述接收器输入信号的所述未调制载波信号分量的所述频率。
9.根据权利要求8所述的接收器，
其中所述CR块经配置以响应于第一低通滤波结果与第二低通滤波结果之间的差分而产生所述控制电压。
10.根据权利要求9所述的接收器，其中所述CR块经配置以产生所述控制电压以减小所述差分。
11.根据权利要求8所述的接收器，所述接收器频率参考经配置以产生所述参考信号，所述参考信号在针对所述参考频率的足够窄的公差范围内，使得如果所述PLL以处于所述公差范围的第一端的第一频率操作，并且具有处于所述公差范围的第二端的第二频率的信号被输入所述PLL，那么所述PLL将锁定到所述第二频率。
12.根据权利要求8所述的接收器，其进一步包括：
具有输入及输出的第一高通滤波器及具有输入及输出的第二高通滤波器；
其中所述I-Q混频器经配置以将所述I分量输出到所述第一高通滤波器输入，并将所述Q分量输出到所述第二高通滤波器输入，且
其中所述第一高通滤波器输出耦合到I分量输出端子，且所述第二高通滤波器耦合到Q分量输出端子。
13.一种传输信号的方法，其包括：
产生具有参考频率的频率参考信号并将所述频率参考输出到锁相环路(PLL)；
使用所述PLL的压控振荡器(VCO)响应于所述频率参考信号而产生VCO输出，使得所述VCO输出形成载波信号；
接收I输入信号、Q输入信号及直流(DC)泄漏载波信号；
将所述泄漏载波信号添加到所述I输入信号或所述Q输入信号，其中添加到所述泄漏载波信号的所述I输入信号及所述Q输入信号中的一者加上所述载波信号是第一输入信号，并且所述I输入信号及所述Q输入信号中的另一者是第二输入信号；
使用I-Q混频器用所述第一输入信号及所述第二输入信号调制所述载波信号以产生经调制信号；及
传输所述经调制信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述调制包含产生对应于所述泄漏载波信号的所述经调制信号的未调制载波信号分量，并且从所述经调制信号消除其它未调制载波信号分量。
15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括在所述调制之前，使用第一基带放大器放大所述第一输入信号，并且使用第二基带放大器放大所述第二输入信号。
16.根据权利要求15所述的传输器，其进一步包括控制所述第一基带放大器及所述第二基带放大器，使得经放大第一输入信号的振幅及相位与经放大第二输入信号的振幅及相位相匹配。
17.根据权利要求13所述的传输器，其中所述产生产生所述频率参考信号，所述频率参考信号具有针对所述参考频率的足够窄的公差范围，使得如果所述PLL以处于所述公差范围的第一端的第一频率操作，并且具有处于所述公差范围的第二端的第二频率的信号被输入所述PLL，那么所述PLL将锁定到所述第二频率。
18.一种方法，其包括：
a)接收输入信号；
b)使用频率参考产生器产生具有参考频率的频率参考；
c)使用压控振荡器(VCO)响应于所述频率参考而产生VCO输出；
d)使用I-Q混频器将所述输入信号乘以锁相环路(PLL)的压控振荡器(VCO)的输出以产生第一混频器输出，并将经相移90°的所述输入信号乘以所述VCO输出以产生第二混频器输出；
e)对所述第一混频器输出及所述第二混频器输出进行低通滤波，并使用所述经低通滤波第一混频器输出及经低通滤波第二混频器输出作为相位频率检测器输入；
f)使用所述相位频率检测器响应于所述相位频率检测器输入而产生控制电压；
g)在使用所述控制电压控制所述VCO或所述频率参考产生器中的至少一者的同时，重复步骤b)到f)，其中所述重复被执行直到所述VCO输出稳定；及
h)在所述VCO输出稳定之后，对所述第一混频器输出进行高通滤波以产生第一接收器输出，并且对所述第二混频器输出进行高通滤波以产生第二接收器输出。
19.根据权利要求18所述的方法，
其中响应于所述相位频率检测器输入之间的差分而执行所述步骤f)，及
其中执行所述步骤f)以产生所述控制电压以减小所述差分。
20.根据权利要求18所述的方法，执行所述步骤b)以产生所述频率参考，使得所述参考频率在足够窄的公差范围内，使得如果所述PLL以处于所述公差范围的第一端的第一频率操作，并且具有处于所述公差范围的第二端的第二频率的信号被输入所述PLL，那么所述PLL将锁定到所述第二频率。
21.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括：
对所述第一混频器输出进行高通滤波以产生I输出信号，且对所述第二混频器输出进行高通滤波以产生Q输出信号。
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