DE69737454T2 - Verfahren und vorrichtung zur verminderung des ruhestroms in einer kommunikationseinrichtung - Google Patents
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Description
- Technisches Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kommunikationssysteme. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Stromverringerung in Geräten für mobile Kommunikation während eines Standby-Betriebsmodus.
- Hintergrund der Erfindung
- Zum Verringern des Leistungsverbrauchs in Geräten für die mobile Kommunikation ist es häufig wünschenswert, einen Bereitschafts- oder Leerlauf-Betriebsmodus bereitzustellen. Während des Bereitschaftsmodus ist das Gerät nur während der kurzen Intervalle, wenn es einen Funkruf empfängt, aktiv und wird während der verbleibenden Intervalle ausgeschaltet wird. Es ist wichtig, eine genaue Systemzeitsteuerung aufrecht zu erhalten, um sicherzustellen, dass das Gerät genau zu den richtigen Intervalle aktiv ist. Es ist auch in hohem Maße wünschenswert, den Leistungsverbrauch des Geräts in dem Bereitschafts- oder Leerlaufmodus so weit wie möglich zu verringern.
- Um die Systemzeitsteuerung in einem typischen Gerät für GSM Kommunikation aufrecht zu erhalten, wird eine zu jeder Zeit, einschließlich während der Bereitschaft, aktive Uhr mit einem relativ hohen Grad der Genauigkeit (beispielsweise 1 ppm) bereitgestellt. Derartige Uhren können relativ große Leistungsmengen verbrauchen. Eine beispielhafte Uhr, die in mobilen Telefongeräten eingesetzt wird, ist ein spannungsgesteuerter Kristalloszillator (VCXO, Englisch: Voltage Controlled Oscillator), der beispielsweise auf 13MHz läuft. Zusätzlich kann ein mobiles Telefon auch eine einfache Echtzeituhr (RTC, Englisch: Real Time Clock) mit niedriger Leistung aufweisen, um die Zeit auf einem Anzeigegerät des Kommunikationsgeräts anzuzeigen. Diese Uhr läuft auf einer viel niedrigeren Frequenz (32,768kHz) und ist typischerweise nicht sehr genau (beispielsweise 10–20 ppm, in Abhängigkeit von der Qualität des Uhrenkristalls).
- Es wäre daher wünschenswert, den Leistungsverbrauch von Kommunikationsgeräten, die in einem Bereitschaftsmodus betrieben werden, zu verringern, indem die Uhr mit Hochfrequenz und hohem Stromverbrauch ausgeschaltet wird und doch eine genaue Systemzeitsteuerung aufrecht erhalten wird.
- U.S. Patent 5,493,700 an Hietala et al. (Hietala '700) offenbart eine automatische Frequenzsteuerung (AFC) Vorrichtung für ein Funktelefon. Das Funktelefon umfasst eine Übertragungsvorrichtung, eine Empfangsvorrichtung, eine Benutzerschnittstelle, Steuerungslogik und einen Tongenerator bzw. Synthesizer, der Signale auf einer geeigneten Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der Empfangsvorrichtung bereitstellt, und der ein Uhrensignal an die Benutzerschnittstelle und die Steuerungslogik bereitstellt. Die Steuerungslogik steuert die Frequenz des Synthesizers. Der Synthesizer umfasst zwei Bruchteil-N Synthesizer und eine phasenstarre Schleife (Englisch: Phase-Locked Loop). Das Hietala '700 Patent offenbart kein Verfahren zum Verringern des Stroms in einem Bereitschaftsmodus, während genaue Systemzeitsteuerung aufrecht erhalten wird.
- U.S. Patent 5,055,802 an Hietala et al. (Hietala '802) offenbart einen Sigma-Delta Bruchteil-N Synthesizer bzw. -Tongenerator mit Mehrfach-Akkumulator, der die Frequenz eines spannungsgesteuerten Oszillatorausgangssignals steuert. In den Synthesizer können relativ kleine Frequenzversatz-Inkremente eingegeben werden. Das Hietala '802 Patent offenbart kein Verfahren zum Verringern des Stroms in einem Bereitschaftsmodus, während genaue Systemzeitsteuerung aufrecht erhalten wird.
- U.S. Patent 5,070,310 an Hietala et al. (Hietala '310) offenbart einen Bruchteil-N Synthesizer mit mehreren verlinkten Akkumulatoren für einen digitalen Funksender/Empfänger, der Daten-"Welligkeit" durch mehrere Akkumulatoren vermeidet und der vorübergehende Störsignale (spurious signals, Ausdruck optimieren) verringert. Das Hietala '310 Patent offenbart kein Verfahren zum Verringern des Stroms in einem Bereitschaftsmodus, während genaue Systemzeitsteuerung aufrecht erhalten wird.
- U.S. Patent 5,331,293 erteilt an Shepherd et al. (Shepherd) offenbart einen digitalen Frequenzsynthesizer, der störende bzw. nicht echte Störsignale kompensiert, indem er die Synthesizerausgabe demoduliert, invertiert und verstärkt, um ein Kompensationssignal zu erzeugen, das einen Referenzoszillator einstellt. Shepherd spricht nicht die Verringerung des Leistungsverbrauchs durch Bereitstellen eines Bereitschaftsmodus an, während genaue Systemzeitsteuerung aufrecht erhalten wird.
- In mobilen Telefongeräten von Pacific Digital Cellular ist es bekannt, einen hochfrequenten Kristalloszillator abzuschalten und einen zweiten Oszillator zu verwenden, der auf einer niedrigeren Frequenz arbeitet und der während eines Leerlaufmodus weniger Leistung verbraucht. In dem PDC System ist jedoch die Symbolrate 21 ks/s, was bedeutend niedriger ist als die 270.833 ks/s im GSM System. Infolge dessen sind die Zeitsteuerungserfordernisse in dem PDC System bedeutend weniger genau als die Zeitsteuerungserfordernisse des GSM und von anderen Systemen, und es besteht in einem PDC System keine Notwendigkeit für einen genauen Niedrigfrequenzoszillator.
- Daher ist das Leistungsverringerungsverfahren in dem PDC System nicht für GSM oder andere Systeme mit relativ hoher Bitrate, die relativ stringente Zeitsteuerungserfordernisse aufweisen, geeignet.
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EP0726508 offenbart die Neukalibrierung einer Schlafuhr, die während eines Bereitschaftsmodus eingesetzt wird, während die Systemuhr deaktiviert ist. Während des Bereitschaftsmodus wird die Echtzeituhr deaktiviert und eine Niedrigfrequenz-Uhr verwendet. Die Schlafuhr kann mittels externer Zeitsteuerungssignale und in dem Ausmaß, wie die Systemzähler außer Phase sind, von einer Basisstation und in jedem Zyklus kontinuierlich aus der Kalibrierung gebracht werden. - WO95/10141 offenbart die Verwendung eines Niedrigfrequenzoszillators während einer Schlafperiode, in der die Schlafperiode in Abhängigkeit von der Zeitsteuerungsgenauigkeit der vorhergehenden Schlafperiode angepasst wird.
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EP0579978 offenbart den intermittierenden Betrieb einer phasenstarren Schleife, um Leistung in einem Frequenz-Synthesizer eines TDMA Systems zu sparen. Ein Steuerungsschaltkreis mit geschlossenem Regelkreis steuert das Ein/Ausschalten der Schleife in Übereinstimmung mit dem intermittierenden Betrieb der phasenstarren Schleife und dem Spannungssteuerungsschaltkreis zum Steuern des Anlegens einer grob gesteuerten Spannung an den spannungsgesteuerten Oszillator zum Um- bzw. Überschalten der Kanäle in einem Kommunikations-Datenrahmen. - Zusammenfassung der Erfindung
- Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Verringern des Leistungsverbrauchs in einem Telekommunikationsgerät, mit den folgenden Schritten: Abschalten einer ersten, in dem Telekommunikationsgerät enthaltenen Systemuhr während einer vorbestimmten Zeitperiode; und Einschalten einer zweiten, in dem Telekommunikationsgerät enthaltenen Systemuhr während der vorbestimmten Zeitperiode, wobei die zweite Systemuhr weniger Strom als die erste Systemuhr zieht und die zweite Systemuhr Synchronisationsmittel zum im wesentlichen Synchronisieren der zweiten Systemuhr mit der ersten Systemuhr während der vorbestimmten Zeitperiode enthält, wobei die Synchronisationsmittel folgendes umfassen: erste bzw. zweite Zähler zum Zählen der ersten bzw. zweiten Systemuhr enthalten, Logikschaltkreise zum im Wesentlichen Synchronisieren der zweiten Systemuhr mit der ersten Systemuhr und eine zwischen einem Ausgang des Logikschaltkreises und einem Eingang in die zweite Systemuhr angeschlossenen Rückkopplungsschleife zum Einstellen einer Frequenz der zweiten Systemuhr.
- Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verringern des Energieverbrauchs in einem Telekommunikationsgerät bereitgestellt mit den folgenden Schritten:
Abschalten einer in dem Telekommunikationsgerät enthaltenen ersten Systemuhr während einer vorbestimmten Zeitperiode; und Einschalten einer in dem Telekommunikationssystem enthaltenen zweiten Systemuhr während der vorbestimmten Zeitperiode, wobei die zweite Systemuhr weniger Strom zieht als die erste Systemuhr und die zweite Systemuhr Synchronisationsmittel zum im Wesentlichen Synchronisieren der zweiten Systemuhr mit der ersten Systemuhr während der vorbestimmten Zeitperiode enthält, wobei die Synchronisationsmittel folgendes umfassen: erste bzw. zweite Zähler zum Zählen der ersten bzw. zweiten Systemuhr und einen Phasendetektor zum Detektieren einer Phasendifferenz zwischen den Ausgängen des ersten und zweiten Zählers, eine Ladungspumpe zum Umwandeln der Phasendifferenz beim Aufladen von Pulsen und Zuführen der Ladungspulse an die zweite Systemuhr, und einen zwischen einem Ausgang des ersten Zählers und einem Eingang des ersten Zählers angeschlossenen Modulator, wobei der Modulator ein Divisionsverhältnis des ersten Zählers digital steuert. - Nach noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Synchronisationsschaltkreis in einem Telekommunikationsgerät bereitgestellt mit einer auf einem ersten Leistungsniveau operierenden, ersten Systemuhr; und einer auf einem zweiten Leistungsniveau niedriger als das erste Leistungsniveau operierenden, zweiten Systemuhr, wobei die zweite Systemuhr Synchronisationsmittel enthält zum im wesentlichen Synchronisieren der zweiten Systemuhr mit der ersten Systemuhr während einer vorbestimmten Zeitperiode, in der die erste Systemuhr abgeschaltet ist, wobei die Synchronisationsmittel folgendes umfassen: erste bzw. zweite Zähler zum Zählen der ersten bzw. zweiten Systemuhren und ferner einen Logikschaltkreis zum im Wesentlichen Synchronisieren der zweiten Systemuhr mit der ersten Systemuhr und eine zwischen einer Ausgabe des Logikschaltkreises und einem Eingang in die zweite Systemuhr angeschlossene Rückkoppelungsschleife zum Einstellen einer Frequenz der zweiten Systemuhr.
- Nach noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Synchronisationsschaltkreis in einem Telekommunikationsgerät bereitgestellt mit einer auf einem ersten Leistungsniveau operierenden, ersten Systemuhr; und einer auf einem zweiten Leistungsniveau niedriger als das erste Leistungsniveau operierenden, zweiten Systemuhr, wobei die zweite Systemuhr Synchronisationsmittel enthält zum im Wesentlichen Synchronisieren der zweiten Systemuhr mit der ersten Systemuhr während einer vorbestimmten Zeitdauer, während der die erste Systemuhr ausgeschaltet ist, wobei die Synchronisationsmittel folgendes umfassen: erste bzw. zweite Zähler zum Zählen der ersten bzw. zweiten Systemuhr und ferner einen Phasendetektor zum Detektieren einer Phasendifferenz zwischen Ausgängen des ersten und zweiten Zählers, eine Ladungspumpe zum Umwandeln der Phasendifferenz zum Aufladen von Pulsen und Zuführen der Ladungspulse an die zweite Systemuhr, und einen zwischen einem Ausgang des ersten Zählers und einem Eingang des ersten Zählers angeschlossenen Modulator, wobei der Modulator ein Teilungsverhältnis des ersten Zählers digital steuert.
- Nach den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält ein Schaltkreis zum Verringern des Leistungsverbrauchs in einem Kommunikationsgerät einen Echtzeituhr (RTC, Englisch: Real Time Clock) Oszillator mit niedriger Leistung und niedriger Frequenz und Synchronisationsmittel zum Synchronisieren des RTC Oszillators mit einer Master-Uhr mit relativ höherer Leistung und höherer Frequenz. Während eines Bereitschafts- oder Leerlaufmodus wird die Hochfrequenz-Master-Uhr abgeschaltet und die Systemzeitsteuerung wird durch die Niederfrequenz-Uhr aufrecht erhalten. Entsprechend verschiedener Ausführungsformen können die Synchronisationsmittel implementiert werden durch: einen Echtzeitkorrekturschaltkreis mit offener Schleife, einen Echtzeitkorrekturschaltkreis mit digitaler geschlossener Schleife, einen Korrekturschaltkreis mit phasenstarrer Schleife (PLL), einen Bruchteil-N PLL Schaltkreis, oder andere gleichwertige Mittel.
- Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglicht es einem Kommunikationssystem, in einem Bereitschaftsmodus des Betriebs mit niedriger Leistung betrieben zu werden, während immer noch eine genaue Systemzeitsteuerung aufrecht erhalten wird. Die vorliegende Erfindung ist besonders nützlich in dem GSM System oder in anderen mobilen Kommunikationssystemen mit relativ genauen Zeitsteuerungserfordernissen.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen erhalten werden, wobei in den Zeichnungen gleiche Referenzzeichen gleiche Elemente bezeichnen und dafür gilt:
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1 ist ein Blockschaubild eines Leistungsverringerungsschaltkreises nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit digitalen Zeitsteuerungs-Korrekturschaltkreisen mit offener Schleife und mit geschlossener Schleife; -
2 ist ein Blockschaubild eines Leistungsverringerungsschaltkreises nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Zeitsteuerungs-Korrekturschaltkreis mit einer phasenstarren Schleife; -
3 ist ein Blockschaubild eines Leistungsverringerungsschaltkreises nach einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welcher Schaltkreis einen Sigma-Delta Modulator einsetzt; und -
4 ist ein Blockschaubild eines Leistungsverringerungsschaltkreises nach einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welcher Schaltkreis einen mit phasenstarrer Schleife versehenen, Bruchteil-N Zeitsteuerungskorrekturschaltkreis verwendet. - Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
- Nach der vorliegenden Erfindung enthält ein Kommunikationsgerät, das in einem System mit einer relativ hohen Datenrate oder mit relativ strengen Zeitsteuerungserfordernissen (beispielsweise einem mobilen Telekommunikationssystem nach dem GSM Standard), betrieben wird, Schaltkreise, die ermöglichen, dass das Gerät in zwei Modi arbeitet: einem normalen Betriebsmodus und einem Bereitschafts-Betriebsmodus. In dem Bereitschafts- Betriebsmodus ist mindestens ein Teil der Elemente des Geräts nur für bestimmte, angegebene Intervalle eingeschaltet. Eine Bereitschafts- bzw. Standby-Uhr wird getrennt von einer Referenzuhr bereitgestellt, um eine genaue Zeitsteuerung aufrecht zu erhalten und sicherzustellen, dass die entsprechenden Elemente während der richtigen Intervalle eingeschaltet werden. Die Bereitschaftsuhr läuft auf einer niedrigeren Frequenz als die Referenzuhr und zieht weniger Strom als die Referenzuhr. Die vorliegende Erfindung enthält Synchronisationsmittel zum Synchronisieren der Bereitschaftsuhr mit der Referenzuhr, so dass eine relativ hohe Uhren-Genauigkeit (beispielsweise 1 ppm) von einer Uhr mit einer relativen niedrigen Genauigkeit (beispielsweise 10–20 ppm) erzielt wird.
- Nun auf die
1 Bezug nehmend, wird eine erste Ausführungsform der Erfindung gezeigt, in der ein Zeitsteuerungskorrekturschaltkreis mit offener Schleife eingesetzt wird, verwendet, um die Bereitschafts(RTC)-Uhr10 mit der Referenzuhr12 zu synchronisieren. Nach dieser Ausführungsform wird die Frequenz des RTC Oszillators10 genau gemessen und dann wird die Systemzeitsteuerung korrigiert oder entsprechend eingestellt. Weil die genaue Frequenz der RTC Uhr10 bekannt ist, ist es möglich, das RTC Signal zu benutzen, während die Systemuhr in ihrer Leerlauf-Bereitschaftszeit ist, wodurch die Systemsynchronisation aufrecht erhalten wird, während der genaue VCXO12 ausgeschaltet ist. Wie in1 gezeigt, sind erste und zweite Zähler14 bzw.16 verbunden, um die Ausgänge des RTC10 bzw. VCXO12 zu empfangen. Ein Logikschaltkreis18 empfängt die Ausgänge der Zähler und erzeugt ein verfeinertes RTC Signal auf der Grundlage der Zählerausgaben für ein vorbestimmtes Intervall. Das vorbestimmte Intervall wird auf der Grundlage der Frequenz des VXCO12 ausgewählt und ist vorzugsweise lang genug, um ein gewünschtes Genauigkeitsniveau zu erzielen. - Alternativ kann die RTC Frequenz eingestellt werden, um den RTC mit der Referenzuhr
12 zu synchronisieren. Diese Einstellung kann von einem digitalen Frequenzverriegelung (Englisch: Frequency Locking) mit geschlossener Schleife des RTC10 an den genaueren VXCO12 , wie durch die gestrichelte Linie in1 gezeigt, ausgeführt werden. - Der Schaltkreis mit geschlossener Schleife enthält den RTC
10 , VCXO12 , Zähler14 und16 , den Logikschaltkreis18 und Mittel zum Steuern der Frequenz des RTC10 , die vermittels eines D/A Wandlers20 , der in einer Rückführungsschleife zwischen einem Ausgang des Logikschaltkreises18 und einem Eingang der RTC Uhr10 verbunden ist, implementiert werden. - Das Verfahren mit der geschlossenen Schleife erfordert eine relativ lange Korrekturzeit, um das gewünschte Genauigkeitsniveau zu erzielen. Wegen der Selbstaufheizung des Geräts beim Einschalten wird der Kompensationswert vorzugsweise häufig aktualisiert, wenn das Kommunikationsgerät zuerst eingeschaltet wird. Nach einer kurzen Periode durchgängigen Betriebs kann die Aktualisierung des Kompensationswerts weniger häufig ausgeführt werden.
- Das Verfahren mit der geschlossenen Schleife erzielt in vorteilhafter Weise eine sehr genaue RTC Uhr (idealerweise mit der gleichen Genauigkeit, wie der VCXO). Für die Oszillatoren können relativ preiswerte Kristalle (die beispielsweise eine Genauigkeit von 20 ppm bei 32,768kHz aufweisen) eingesetzt werden. Die Betriebstemperatur-Kennlinie des RTC Kristalls braucht nur innerhalb des Abstimmungsbereichs der RTC Frequenzsteuerung zu sein.
- Eine alternative Ausführungsform, die die RTC Frequenzkorrekturzeit verringert, umfasst die Verwendung einer phasenstarren Schleife (PLL). Während die Benutzung einer PLL in den mobilen Telefonen zum Verriegeln von Oszillatoren mit hohen Frequenzen (1GHz) an einen VCXO mit einer genauen niedrigeren Frequenz (13MHz) wohlbekannt ist, verwendet die vorliegende Erfindung einen PLL zum Verriegeln eines Oszillators
10 mit einer relativ niedrigen Frequenz mit einem VCXO12 mit einer genauen höheren Frequenz. Es wird gewertschätzt, dass die Verriegelungszeit in einem PLL eine Funktion der Abschneidefrequenz des Schleifenfilters ist (unter der Annahme, dass die Vergleichsfrequenz hoch genug ist), wie unten besprochen wird. Obwohl eine höhere Abschneidefrequenz mehr Rauschen einführt, beeinträchtigt das erhöhte Rauschen den RTC10 in dieser Implementierung nicht wesentlich. - Der PLL verriegelt den RTC
10 mit dem genauen VCXO12 , wenn der VCXO eingeschaltet ist, und hält diesen Wert in dem RTC10 , wenn der VCXO12 abgeschaltet wird. - Eine beispielhafte Implementierung dieser Ausführungsform wird in
2 gezeigt. Der Schaltkreis der2 umfasst einen Phasendetektor22 , der einen digitalen Ausgang an eine Ladungspumpe24 bereitstellt. Die Ladungspumpe24 stellt einen Ausgang mit hoher Impedanz von Ladungspulsen aufwärts oder abwärts an den Schleifenfilter26 bereit. Die Genauigkeit der Ladungspulse ist in dieser Implementierung nicht wichtig, weil es keine strengen Erfordernisse an das Rauschen oder an die Verriegelungszeit gibt. Der Ausgang der Ladungspumpe24 wird in einem Tiefpassfilter26 gefiltert und an den RTC10 zurückgekoppelt, um die Frequenz der Uhr mit niedrigerer Leistung zu steuern. -
- Die RTC Frequenz ist normalerweise 32,768 kHz und in einem GSM ist die VCXO Frequenz typischerweise 13 MHz. Dies führt zu einer maximalen Vergleichsfrequenz von 64 Hz. Typischerweise muss die Schleifenbandbreite des PLL
10 mal niedriger sein, was eine Schleifenbandbreite von 6Hz und eine Verriegelungszeit von ungefähr einer halben Sekunde bedeutet. Dies ist nicht ausreichend, wenn es in einem GSM gewünscht ist, eine Verriegelungszeit von < 20 ms zu haben und den VCXO für 2 Sekunden abzuschalten, um den Leistungsverbrauch zu verringern. - Um eine höhere Vergleichsfrequenz (in der Größenordnung von kHz) zu erhalten, ist es wünschenswert, die RCC Frequenz zu verändern, insbesondere da, wo die VCXO Frequenz vorbestimmt ist, wie in dem GSM System. Eine RTC Frequenz von beispielsweise 40625 Hz wird ermöglichen, dass ein PLL leicht implementiert werden kann. Der Nachteil einer solchen Implementierung ist, dass der Kristall für diese Frequenz kein "Standard" Kristall ist und daher teurer als der 32768 Hz Standardkristall ist.
- Nach noch einer anderen Ausführungsform kann eine höhere Vergleichsfrequenz durch Einsatz eines Bruchteil-N PLL erzielt werden. Die Bruchteil-N PLL funktioniert, indem die Zählerwerte für eine der Frequenzen zwischen N und N + 1 verändert werden, wobei eine neue Frequenz erzeugt wird, die ein Bruchteil der anderen, ursprünglichen Frequenz ist.
-
- Dies bedeutet, dass zum Verriegeln des PLL ein Teilungsverhältnis N (6347) für 11 Perioden verwendet wird und dann ein Teilungsverhältnis N + 1 (6348), während 21 Perioden verwendet werden. Daher gibt es eine andere lange Periode, um den Bruchteil-N PLL vollständig zu verriegeln. Diese Periode ist 2048Hz/32 = 64Hz, was dieselbe Periode ist wie vorher. Es wird gewertschätzt, dass eine 64 Hz Modulation des RTC in alternativen Ausführungsformen vermieden werden kann.
- Die einfachste Lösung ist, eine relativ niedrige Schleifenbandbreite (beispielsweise 6 Hz) bereitzustellen, so dass der RTC der 64 Hz Modulation nicht folgen kann. Dies wird jedoch den Geschwindigkeitsvorteil über die höhere Vergleichsfrequenz in dem Bruchteil-N PLL zu beseitigen.
- Eine andere Lösung ist, einen Kompensationsstrom in die Schleife einzuspeisen, der den Fehler des Phasendetektors kompensiert. Eine solche Lösung kann implementiert werden, indem ein zusätzlicher analoger Ladungspumpen-Schaltkreis, der an die Ladungspumpe des Phasendetektors angepasst ist, bereitgestellt wird.
- Eine andere Lösung wird in
3 gezeigt und enthält einen digitalen Sigma-Delta Modulator28 , um das Teilungsverhältnis des Zählers digital zu steuern und das 21/32 Verhältnis zu erzeugen. Dies erfordert keinen zusätzlichen analogen Schaltkreis und vergrößert die Modulationsrauschfrequenz. -
- Auf diese Weise wird die RTC Frequenz nicht genau 32768 Hz sein, sondern ein wenig niedriger (1.6 ppm niedriger). Diese kleine Differenz ist für die Echtzeituhr
10 nicht merklich und ist so klein, dass die Systemsynchronisation ohne Schwierigkeit aufrecht erhalten werden kann. Diese Implementierung erzielt einen bedeutenden Vorteil, weil die Bruchteil-N Periode 2048/3 = 683 Hz ist und außerhalb der Schleifenbandbreite liegt. Die Ausführungsform der4 stellt einen sehr einfachen PLL mit einer schnellen Verriegelungszeit (< 20 ms) bereit. Die gesamte Bruchteil-N Periodenmodulation kann außerhalb der Schleife ausgeführt werden, und es wird innerhalb der Schleife keine normale Bruchteil-N Kompensation benötigt. - Die vorliegende Erfindung macht es möglich, den relativ genauen, jedoch Leistung verbrauchenden VCXO abzuschalten, wenn er nicht benötigt wird, und dennoch eine Systemsynchronisation aufrecht zu erhalten, die eine Uhr mit niedriger Leistung und niedriger Frequenz einsetzt, mit einem Synchronisationsmittel zum Vergrößern der Genauigkeit der Uhr mit niedriger Leistung.
- Während die vorhergehende Beschreibung viele Einzelheiten und Spezifikationen enthalten hat, so sollte verstanden werden, dass diese nur veranschaulichend sind und nicht als Begrenzungen der Erfindung herangezogen werden sollen. Vielfältige Abänderungen in Bezug auf die offenbarten Beispiele, die nicht vom Schutzumfang der Erfindung, so wie er durch die folgenden Patentansprüche definiert ist, abweichen, sind dem normalen Fachmann leicht offensichtlich.
Claims (12)
- Ein Verfahren zum Verringern des Energieverbrauchs in einem Telekommunikationsgerät, mit den folgenden Schritten: Abschalten einer ersten, in dem Telekommunikationsgerät enthaltenen Systemuhr (
12 ) während einer vorbestimmten Zeitperiode; und Einschalten einer zweiten, in dem Telekommunikationsgerät enthaltenen Systemuhr (10 ) während der vorbestimmten Zeitperiode, wobei die zweite Systemuhr (10 ) weniger Strom als die erste Systemuhr (12 ) zieht und die zweite Systemuhr (10 ) Synchronisationsmittel zum im wesentlichen Synchronisieren der zweiten Systemuhr (10 ) mit der ersten Systemuhr (12 ) während der vorbestimmten Zeitperiode enthält, wobei die Synchronisationsmittel erste bzw. zweite Zähler (16 ,14 ) zum Zählen der ersten bzw. zweiten Systemuhr (12 ,10 ) enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationsmittel ferner Logikschaltkreise (18 ) enthalten zum im wesentlich Synchronisieren der zweiten Systemuhr (10 ) mit der ersten Systemuhr (12 ) und eine zwischen einem Ausgang des Logikschaltkreises (18 ) und einem Eingang in die zweite Systemuhr (10 ) angeschlossene Rückkopplungsschleife zum Einstellen einer Frequenz der zweiten Systemuhr (10 ). - Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rückkopplungsschleife einen Digital-Analog-Wandler (
20 ) enthalten. - Ein Verfahren zum Verringern des Energieverbrauchs in einem Telekommunikationsgerät, mit den folgenden Schritten: Abschalten einer in dem Telekommunikationsgerät enthaltenen ersten Systemuhr (
12 ) während einer vorbestimmten Zeitperiode; und Einschalten einer in dem Telekommunikationssystem enthaltenen zweiten Systemuhr (10 ) während der vorbestimmten Zeitperiode, wobei die zweite Systemuhr (10 ) weniger Strom zieht als die erste Systemuhr (12 ) und die zweite Systemuhr (10 ) Synchronisationsmittel zum im wesentlichen Synchronisieren der zweiten Systemuhr (10 ) mit der ersten Systemuhr (12 ) während der vorbestimmten Zeitperiode enthält, wobei die Synchronisationsmittel erste bzw. zweite Zähler (16 ,14 ) zum Zählen der ersten bzw. zweiten Systemuhr (12 ,10 ) enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronisationsmodus ferner einen Phasendetektor (22 ) enthält zum Detektieren einer Phasendifferenz zwischen den Ausgängen des ersten und zweiten Zählers (16 ,14 ), eine Ladungspumpe (24 ) zum Umwandeln der Phasendifferenz beim Aufladen von Pulsen und Zuführen der Ladungspulse an die zweite Systemuhr (10 ), und einen zwischen einem Ausgang des ersten Zählers (16 ) und einem Eingang des ersten Zählers (16 ) angeschlossenen Modulator (28 ), wobei der Modulator (28 ) ein Divisionsverhältnis des ersten Zählers (16 ) digital steuert. - Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Synchronisationsmittel ferner ein Tiefpassfilter (
26 ) zum Filtern der Ladungspulse, bevor diese der zweiten Systemuhr (10 ) zugeführt werden, umfasst. - Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Modulator (
28 ) ein Sigma-Delta-Modulator ist, der Steuerungsinformation von einer externen Quelle empfängt. - Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Modulator (
28 ) keine externe Steuerungsinformation empfängt. - Ein Synchronisationsschaltkreis in einem Telekommunikationsgerät, umfassend: eine auf einem ersten Leistungsniveau operierende, erste Systemuhr (
12 ); und eine auf einem zweiten Leistungsniveau niedriger als das erste Leistungsniveau operierende zweite Systemuhr (10 ), wobei die zweite Systemuhr (10 ) Synchronisationsmittel enthält zum im wesentlichen Synchronisieren der zweiten Systemuhr (10 ) mit der ersten Systemuhr (12 ) während einer vorbestimmten Zeitperiode, in der die erste Systemuhr (12 ) abgeschaltet ist, wobei die Synchronisationsmittel erste bzw. zweite Zähler (16 ,14 ) zum Zählen der ersten bzw. zweiten Systemuhren (12 ,10 ) enthalten, dadurch gekennzeichnet sind, dass die Synchronisationsmittel enthalten: einen Logikschaltkreis (18 ) zum im wesentlichen Synchronisieren der zweiten Systemuhr (10 ) mit der ersten Systemuhr (12 ) und eine zwischen einer Ausgabe des Logikschaltkreises (18 ) und einem Eingang in die zweite Systemuhr (10 ) angeschlossene Rückkopplungsschleife zum Einstellen einer Frequenz der zweiten Systemuhr (10 ). - Der Schaltkreis nach Anspruch 7, wobei die Rückkopplungsschleife einen Digital-Analog-Wandler (
20 ) enthält. - Ein Synchronisationsschaltkreis in einem Telekommunikationsgerät, umfassend: eine auf einem ersten Leistungsniveau operierende erste Systemuhr (
12 ); und eine auf einem zweiten Leistungsniveau niedriger als das erste Leistungsniveau operierende zweite Systemuhr (10 ), wobei die zweite Systemuhr (10 ) Synchronisationsmittel enthält zum im wesentlichen Synchronisieren der zweiten Systemuhr (10 ) mit der ersten Systemuhr (12 ) während einer vorbestimmten Zeitdauer, während der die erste Systemuhr (12 ) ausgeschaltet ist, wobei die Synchronisationsmittel erste bzw. zweite Zähler (16 ,14 ) enthalten zum Zählen der ersten bzw. zweiten Systemuhr (12 ,10 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationsmittel einen Phasendetektor (22 ) enthalten zum Detektieren einer Phasendifferenz zwischen Ausgängen des ersten und zweiten Zählers (16 ,14 ), eine Ladungspumpe (24 ) zum Umwandeln der Phasendifferenz zum Aufladen von Pulsen und Zuführen der Ladungspulse an die zweite Systemuhr (10 ), und einen zwischen einem Ausgang des ersten Zählers (16 ) und einem Eingang des ersten Zählers (16 ) angeschlossenen Modulator (28 ), wobei der Modulator (28 ) ein Teilungsverhältnis des ersten Zählers (16 ) digital steuert. - Der Schaltkreis nach Anspruch 9, wobei die Synchronisationsmittel ferner einen Tiefpassfilter (
26 ) enthalten zum Filtern der Ladungspulse, bevor sie der zweiten Systemuhr (10 ) zugeführt werden. - Der Schaltkreis nach Anspruch 19, wobei der Modulator (
28 ) ein Sigma-Delta-Modulator ist, der Steuerungsinformationen von einer externen Quelle empfängt. - Der Schaltkreis nach Anspruch 9, wobei der Modulator (
28 ) keine externe Steuerungsinformation empfängt.
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