KR20110102399A - 주파수 선택을 갖는 스위칭 전압 조정기 - Google Patents

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Abstract

스위칭 전압 조정기의 스위처 주파수를 지능적으로 변경함으로써 그 스위칭 전압 조정기로부터의 간섭을 완화시키기 위한 기술들이 제공된다. 일양상에 있어서, 스위처 주파수는 프로그래밍가능 클록 분배기로의 주파수 설정 입력을 조정함으로써 설정된다. 다른 양상에 있어서, 프로세서는 스위칭 전압 조정기에 대한 원하는 스위처 주파수를 생성하기 위해서 기준 클록 주파수 신호를 분배하는데 사용되는 분배 계수(dividing factor)를 나타내는 값을 수신하는 프로그래밍가능 클록 분배기를 구동시킨다. 프로그래밍가능 클록 분배기의 값들은 최적의 성능을 달성하기 위해서 또한 정해진 동작 조건 또는 조건들에 대한 스위처 주파수 스퓨리어스 컨텐트의 효과를 완화시키기 위해서 선택적으로 변경된다.

Description

주파수 선택을 갖는 스위칭 전압 조정기{SWITCHING VOLTAGE REGULATOR WITH FREQUENCY SELECTION}
본 발명은 일반적으로 집적 회로에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 무선 통신 장치들에서의 스위칭 전압 조정기들에 관한 것이다.
무선 통신 장치들은 전력 소스를 위한 배터리 또는 외부 DC 전원을 필요로 한다. 무선 통신 장치 내에는 집적 회로들(IC들)이 존재한다. 이러한 IC들은 통상적으로 무선 통신 장치에 부착되는 배터리 또는 외부 DC 전원 중 어느 하나보다 훨씬 낮은 DC 전압으로 동작한다. 낮은 동작 전압에서의 집적 회로들 동작을 용이하게 하기 위해서는, 외부 DC 전원 또는 배터리 전압 중 어느 하나를 집적 회로들의 더 낮은 공급 전압으로 변환하기 위해서 스위칭 전압 조정기가 일반적으로 요구된다.
스위칭 전압 조정기는, 배터리 전압(VBAT) 및 집적 회로들 공급 전압(VDD) 간의 차이가 몇백 밀리볼트들보다 클 때, 가장 높은 전력 효율을 제공한다. 한 특정 예에서, 배터리는 3.6V 공칭 전압을 갖는 리튬-이온 셀로 구성되고, 집적 회로들은 1.8V로 동작한다. 그러므로, 배터리 전압 및 집적 회로들 전압 간의 차이는 3.6V-1.8V 또는 1.8V이다. 이러한 특정 예에서, 스위칭 전압 조정기는 선형 조정기에 비해 매우 바람직하다. 선형 조정기는 배터리 및 부하(load) 간의 최대 1.8V 강하가 발생할 것이다. 선형 조정기에 의해서 소모되는 전력은 1.8V*IDD(집적 회로들의 부하 전류)와 동일하다. 이로써, 스위칭 전압 조정기는 (광범위한 부하 전류를 통해) 집적 회로에 의해 사용되는 에너지의 단지 10%만을 소모할 수 있고, 반면에 선형 조정기는 부하 전류에 상관없이 집적 회로에 의해 사용되는 에너지의 100%를 소모할 것이다. 스위칭 전압 조정기들은 종종 이러한 이유로 무선 통신 장치들에서 사용된다.
스위칭 전압 조정기들은 더 높은 외부 DC 전원 전압과 더 낮은 집적 회로 전압 간에 에너지를 전이시키기 위해서 에너지 저장 장치들(인덕터들 또는 커패시터들)과 함께 하나 이상의 전자 스위치들을 사용하여 더 높은 입력 전압과 더 낮은 출력 전압 사이에서 변환할 수 있다.
배경기술로서, 스위칭 전압 조정기 출력 전압(Vo) 및 스위칭 전압 조정기 입력 전압(Vi) 간의 비율은 스위칭 전압 조정기에 대한 듀티 사이클(D)(D=Vo/Vi)을 설정한다. 스위칭 전압 조정기 주파수는 출력 전압 리플(ripple) 요건, 스위칭 전압 조정기 내에서 직렬 인덕터 및 부하 필터링 커패시터의 크기, 출력 DC 부하 전류, 및 스위칭 전압 조정기의 원하는 전력 효율에 의해서 정해진다(dictated). 스위칭 전압 조정기가 다른 무선 주파수(RF) 트랜시버 회로들에 연결되는 경우, 스위칭 전압 조정기의 스위처 주파수는 무선 통신 장치 내의 다른 이러한 컴포넌트들에 간섭을 야기할 수 있다. 이러한 간섭은 RF 트랜시버 회로의 VDD 및 접지 접속들 상에 전압 리플로서 나타난다. 이러한 전압 리플은 이산적인(discrete) 주파수 컴포넌트들로 구성된다. 각각의 주파수 컴포넌트는 스위칭 전압 조정기의 스위처 주파수의 하모닉(harmonic)이다. 각 하모닉의 전력 레벨은 (i) 스위칭 전압 조정기의 스위처 주파수의 듀티 사이클, (ii) 출력 전압의 용량성 필터링 정도, 및 (iii) 스위칭 전압 조정기 및 RF 트랜시버 회로 간의 연결 타입에 따라 좌우된다.
무선 주파수(RF) 전압-제어 발진기들(VCO들)은 통상적으로 RF 트랜시버 내에 삽입되고, 통신 신호들을 기저대역으로부터 RF로 상향-변환하거나 또는 그 통신 신호들을 RF로부터 기저대역으로 하향-변환하기 위해 국부 발진기(들)(LO들)로서 기능한다. RF VCO에 간접적으로 혹은 직접적으로 연결되는 스위칭 전압 조정기를 갖는 통상적인 구성에 있어서, 스위칭 전압 조정기의 출력에서의 전압 리플은 스위칭 전압 조정기 스위처 주파수의 하모닉들과 동일한 오프셋들로 RF VCO 출력 상에서 주파수 변조(FM)를 생성하기 위해 RF VCO의 주파수 터널링 엘리먼트 전압과 결합될 수 있다. RF VCO 상에서 FM을 야기하는 스위칭 전압 조정기는 RF VCO의 기본 출력 반송파 주파수로부터의 오프셋들에 하모닉 스퓨리어스 컨텐트(harmonic spurious content)가 나타나도록 유발한다.
(직접적으로 또는 RF VCO에 연결되는)스위칭 전압 조정기에 의해 유발되는 이러한 하모닉 스퓨리어스 컨텐트는 특정 동작 조건들 하에서 무선 통신 장치의 성능을 간섭할 수 있다. 예컨대, 약한 수신 신호 세기, 원하는 수신 채널로부터의 특정 주파수 오프셋들에서 외부 잼머들의 존재, 및/또는 풀-듀플렉스 트랜시버에서 수신 경로로의 전송 누설은 모두 스위칭 전압 조정기가 존재하는 경우에, 무선 주파수들로 상향-변환 또는 무선 주파수들로부터 하향-변환될 아날로그 신호 상의 더 큰 간섭에 기여할 수 있다.
무선 통신 장치들에서 스위칭 전압 조정기에 의해 야기되는 스위처 주파수 스퓨리어스 컨텐트의 효과를 감소시키는 공지된 방법들은, (i) 펄스폭 변조, 펄스 밀도 변조, 또는 주파수 호핑을 사용하여 스위칭 전압 조정기의 주파수를 계속해서 조정하는 것; (ii) 무선 통신 트랜시버의 수신 전용 모드들 동안에 스위칭 전압 조정기 및 선형 조정기 사이에서 토글링하는 것; 및 (iii) 민감한 VCO 및 다른 컴포넌트들로부터 멀리 떨어지도록 스위칭 전압 조정기를 이동시키는 것(향상된 분리를 위해 차폐 및 상이한 신호 경로들을 사용)인데, 이들 모두는 회로 보드 또는 집적 회로 영역의 비효율적인 사용 또는 설계 복잡성 레벨을 유도한다.
종래 기술들의 단점들이 없이 무선 통신 장치들에서 스위칭 전압 조정기로부터의 간섭 효과를 감소시키기 위한 향상된 방법들이 필요하다.
스위칭 전압 조정기의 스위처 주파수를 지능적으로 변경함으로써 그 스위칭 전압 조정기로부터의 간섭을 완화시키기 위한 기술들이 제공된다. 일양상에 있어서, 스위처 주파수는 프로그래밍가능 클록 분배기로의 주파수 설정 입력을 조정함으로써 설정된다. 다른 양상에 있어서, 프로세서는 스위칭 전압 조정기에 대한 원하는 스위처 주파수를 생성하기 위해서 기준 클록 주파수 신호를 분배하는데 사용되는 분배 계수(dividing factor)를 나타내는 값을 수신하는 프로그래밍가능 클록 분배기를 구동시킨다. 프로그래밍가능 클록 분배기의 값들은 최적의 성능을 달성하기 위해서 또한 정해진 동작 조건 또는 조건들에 대한 스위처 주파수 스퓨리어스 컨텐트의 효과를 완화시키기 위해서 선택적으로 변경된다.
본 발명의 여러 다른 양상들 및 실시예들이 아래에서 더 상세히 설명된다.
본 발명의 내용은 본 발명의 최대 범위 및 범주를 나타내는 것으로서 의도되지도 않고 또한 그렇게 해석되지도 않아야 하며, 이러한 양상들 및 추가적인 양상들은 특히 첨부된 도면들과 함께 이루어질 때 상세한 설명으로부터 더욱 쉽게 자명해질 것이다.
도 1은 무선 통신 장치의 블록도를 나타낸다.
도 2는 무선 주파수(RF) 트랜시버의 블록도를 나타낸다.
도 3은 무선 주파수(RF) 국부 발진기(LO) 생성 블록의 개략도를 나타낸다.
도 4는 무선 주파수 전압-제어 발진기의 개략도를 나타낸다.
도 5는 RF VCO 출력 주파수-대-RF VCO 튜닝 전압(Vt)을 그래프로 나타낸다.
도 6은 바람직한 실시예에 따라 스위칭 전압 조정기의 블록도를 나타낸다.
도 7은 도 2의 수신 신호 처리 블록의 블록도를 나타낸다.
도 8은 (i) RF LO 출력, (ii) 전송 RF 채널 누설, 및 (iii) 잼머들의 존재 시의 수신기 성능에 대한 스위칭 전압 조정기로부터의 간섭의 악영향을 그래프로 나타낸다.
도 9는 바람직한 실시예에 따라 스위칭 전압 조정기 제어기를 활용하여 스위칭 전압 조정기에 대한 스위처 주파수를 선택하는 처리의 동작 흐름도를 나타낸다.
도 10은 바람직한 실시예에 따라 CDMA 모드의 경우에 상이한 동작 주파수 대역들에서 스위칭 전압 조정기에 대한 최적의 스위처 주파수(Fsw)를 선택하는 처리의 동작 흐름도를 나타낸다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 엘리먼트들을 구별하기 위해서 적절할 때에 접미사가 추가될 수 있는 것을 제외하고는 도면들에 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지정하는 것이 가능한 경우에 동일한 참조번호들이 사용되고 있다. 도면들에서의 이미지들은 예시를 위해 간략화되었으며, 반드시 축적에 맞게 도시되지는 않았다.
첨부된 도면들은 본 발명의 예시적인 구성들을 도시하고 있으며, 따라서, 다른 동일하게 유효한 구성들에 허용할 수 있는 본 발명의 범주를 제한하는 것으로서 간주되지 않아야 한다. 그에 따라서, 일부 구성들의 특징들은 추가적인 언급이 없더라도 다른 구성들에 유리하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
여기서 설명되는 장치는 셀룰러, PCS 및 IMT와 같은 여러 무선 통신 주파수 대역들, 및 CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA 및 SC-FDMA와 같은 에어-인터페이스들을 위해 사용될 수 있다. 셀룰러, PCS 또는 IMP 네트워크 표준들 및 주파수 대역들 외에도, 이러한 장치는 로컬-영역 또는 개인-영역 네트워크 표준들, WLAN, Bluetooth, 및 울트라-광대역(UWB)을 위해 사용될 수 있다.
도 1은 도시된 바와 같은 본 실시예에 따른 무선 통신 장치(10)의 블록도를 나타낸다. 무선 통신 장치(10)는 RF 프런트-엔드(14)에 접속되는 무선 주파수(RF) 안테나(12)를 구비한다. RF 프런트-엔드(14)는 전송 및 수신 RF 신호 경로들을 분리하고, 증폭 및 신호 분배를 제공한다. 전송을 위한 RF 신호(TX_RF) 및 수신을 위한 RF 신호(RX_RF)가 트랜시버(20) 및 RF 프런트-엔드(14) 간에 전달된다.
트랜시버(20)는 기저대역 모뎀 등일 수 있는 프로세서(70)에 의해 RX_RF 신호를 RF로부터 기저대역 I/Q 복조를 위한 신호로 하향-변환하도록 구성된다. 트랜시버(20)는 마찬가지로 기저대역 I/Q 변조를 사용하여 프로세서(70)로부터의 신호를 TX_RF 신호로 상향-변환하도록 구성된다. 기저대역 I/Q 변조로부터/로 상향-변환 및 하향-변환될 신호들이 트랜시버(20) 및 프로세서(70) 사이에 접속되는 것으로 도시되어 있다.
메모리(75)는 프로세서 프로그램들 및 데이터를 저장하며, 도시된 바와 같이 단일 집적 회로(IC)로서 구현될 수 있다.
프로세서(70)는 인입 기저대역 수신 I/Q 신호들을 복조하고, 기저대역 전송 I/Q 신호들을 인코딩 및 변조하며, 메모리(75)와 같은 저장부로부터의 애플리케이션들을 실행함으로써, 데이터를 처리하거나 데이터 및 명령들을 전송하여 여러 회로 블록들을 공지된 방식으로 모두 인에이블시키도록 구성된다.
또한, 프로세서(70)는 데이터 버스, 직렬 버스, 또는 신호들의 전용 세트를 통해 트랜시버(20)에 대한 제어 신호들을 생성한다. 이러한 제어 신호들은, 예컨대, 트랜시버(20)를 턴온 및 턴오프시키는 것, 수신되는 신호 세기를 측정하는 것, 전송 RF 신호 전력 또는 수신 신호 경로 이득들을 설정하는 것, RF 채널들을 변경하는 것, 수신기 신호 잼머들을 검출하는 것, 및 고 전력 및 전력 절감 모드들 간에 전송/수신 신호 블록들을 스위칭하는 것을 포함할 수 있다.
프로세서(70)는 또한 트랜시버(20)의 상태를 판독하고, 동시에 또한 트랜시버(20)로부터 하나 이상의 인터럽트 신호들(미도시)을 수신하도록 구성된다. 인터럽트 신호들은 트랜시버(20) 및 프로세서(70) 간의 명령들 및 알고리즘들을 개시하는데 사용된다.
프로세서(70), 트랜시버(20), 및 메모리(75)의 일반적인 동작은 널리 공지되어 있고 당업자에 의해 이해된다는 점과 더 적은 수의 집적 회로들(IC들)에 걸쳐서 또는 심지어 단일 IC 내에서 기능들을 제공하거나 결합하는 것을 포함해서 연관된 기능들을 구현하기 위한 여러 방법들이 또한 널리 공지되어 있다는 점을 알아야 한다.
도 1의 프로세서(70), 트랜시버(20), 메모리(75) 및 RF 프런트-엔드(14)는 통상적으로 동작하기 위해서 DC 전원을 필요로 한다. DC 전력이 통상적으로 일반 DC 전력 소스(60)로부터 제공된다. DC 전력 소스(60)는 외부 DC 전원(61a)(VEXT로 라벨링된 출력 전압) 또는 배터리(61b)(VBAT로 라벨링된 출력 전압) 중 어느 하나로 구성될 수 있다. DC 전원(61a)으로부터의 출력 전압(VEXT) 또는 배터리(61b)로부터의 출력 전압(VBAT) 중 어느 하나는 공급 전압을 스위칭 전압 조정기(60)로 유도한다. 스위칭 전압 조정기(40)는 VEXT 또는 VBAT의 공급 전압을, 프로세서(70)(BB_VDD), 트랜시버(20)(TCVR_VDD), 메모리(75)(MEM_VDD), 및 RF 프런트-엔드(14)(PA_VDD 및 VBIAS) 각각에 전력을 공급하기 위한 개별적인 공급 전압들로 변환하도록 구성된다. 스위칭 전압 조정기(40)는 또한 필요시에 다른 블록들에 공급 전압들을 제공할 수 있다(미도시).
스위칭 전압 조정기(40)는 더 높은 입력 전압과 더 낮은 출력 전압 사이에서 에너지를 전환하기 위해서 에너지 저장 장치들과 함께 하나 이상의 스위치들을 스위처 주파수(이후로, "Fsw")에서 온 및 오프로 토글링함으로써 더 높은 입력 전압 및 더 낮은 출력 전압 사이에서 변환하도록 구성된다.
일양상에 있어서, 프로세서(70)는 트랜시버(20)의 하나 이상의 조건들에 따라 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수(Fsw)를 제어한다. 본 발명의 배경기술에서 앞서 설명된 바와 같이, 스위칭 전압 조정기(40)는 트랜시버(20) 동작을 간섭할 수 있다.
트랜시버(20) 조건들은 연관된 수신 신호 대역폭, 동작 주파수 대역(US 셀룰러, US PCS, IMT,...), 및 수신 잼밍 검출 회로(잼머 존재, 잼머 전력 레벨, 및 원하는 수신 신호로부터의 잼머 주파수 오프셋)를 갖는 동작 모드(CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA, GPS,...)를 포함한다.
무선 통신 장치(10) 내에서, 스위칭 전압 조정기(40), 트랜시버(20), 및 프로세서(70)는 기준 클록 발진기(80)를 공유한다. 기준 클록 발진기(80)는 후속하는 도 2, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 기준 클록 주파수 신호(REF_CLK)를 생성한다.
RF 프런트-엔드(14), 트랜시버(20), 스위칭 전압 조정기(40), 프로세서(70), 메모리(75), 및 기준 클록 발진기(80)는 공통 실리콘 상에 상주하거나, 공통 패키지 기판 상의 별도의 실리콘 상에 별도의 패키징된 장치들로서 상주하거나, 기능 또는 회로 설계 측면에서 적절한 경우에는 이들의 결합들로서 상주할 수 있다.
도 2는 도시된 바와 같은 본 실시예에 따른 도 1의 무선 주파수(RF) 트랜시버(트랜시버(20))의 블록도이다. 트랜시버(20)는 전송 신호 처리 블록(22), 수신 신호 처리 블록(24), RF 국부 발진기(RF LO) 생성 블록(28), 및 제어 및 상태 블록(26)을 포함한다. 제어 및 상태 블록(26)은 잼머 검출 신호를 포함하는 디지털 제어 로직을 프로세서(70)로/로부터 제공한다. 기준 클록 발진기(80)로부터의 REF_CLK가 RF LO 생성 블록(28)으로 피드(feed)된다.
트랜시버(20)는, 비록 단지 하나의 전송 및 수신 신호 처리 블록을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다수의 수신 블록들, 다수의 전송 블록들, 또는 임의의 수의 가능한 전송 및 수신 신호 처리 블록 구성들의 임의의 결합을 가지고 존재할 수도 있다. 예컨대, 전송 신호 프로세싱 블록(22) 및 수신 신호 프로세싱 블록(24)은 별도의 기능 블록들로서 도시되어 있지만 하프 듀플렉스 무선 장치 모드에서는 어느 정도까지 결합될 수 있다. 마찬가지로, RF LO 생성 블록(28)이 비록 전송 신호 처리 블록(22) 및 수신 신호 처리 블록(24) 사이에 배치되는 별도의 공통 블록으로서 논리적으로 도시되어 있지만, 다른 구성들이 고려된다. 제어 및 상태 블록(26)도 마찬가지로 여기서 설명되는 바람직한 실시예의 범주로부터 벗어나지 않으면서 재구성될 수 있다.
도 3은 도시된 바와 같은 본 실시예에 따른 도 2의 무선 주파수(RF) 국부 발진기(LO) 생성 블록(28)의 개략도이다. RF LO 생성 블록(28)은 RX LO 생성 블록(29) 및 TX LO 생성 블록(37)을 포함한다. RX LO 생성 블록(29)은 RF PLL 및 루프 필터를 포함하는 채널 선택 튜닝 블록(31)을 포함한다. 채널 선택 튜닝 블록(31)은 RF VCO(33)를 원하는 주파수에 록킹(lock)시키기 위해서 RF VCO(33)로부터의 출력 신호(RX_VCO)에 기준 클록 발진기(80)로부터의 REF_CLK를 비교한다. 채널 선택 튜닝 블록(31)으로부터의 출력(Vt)은 RF VCO(33)의 출력 신호(RX_VCO)의 주파수를 튜닝하기 위한 아날로그 제어 신호이다.
출력 신호(RX_VCO)는 LO 생성 블록(35)에 의해 추가로 처리되고, 원하는 수신 RF 채널 주파수(RX_LO)로 주파수 변환된다. LO 생성 블록(35)은 신호들(RX_VCO 및 RX_LO) 간의 다양한 주파수 곱셈 또는 나눗셈 비율을 생성하기 위해서 주파수 분배기들, 주파수 혼합기들, 스위치들, 또는 모든 세 타입들의 엘리먼트들의 결합을 사용하여 구현될 수 있다. RX_LO 신호 주파수는 특정 동작 주파수 대역(US 셀룰러, US-PCS, IMT, GPS 등)에서 원하는 RX RF 채널 주파수와 동일하다. RX_LO 신호는 도 2의 수신 신호 처리 블록(24)에 접속된다.
TX LO 생성(37)에 대한 등가의 블록은 간략성을 위해 도시되지 않았다. RX LO 생성 블록(29)에 대해 도시된 것과 유사한 블록이 TX LO 생성 블록(37) 및 RX 및 TX 모두 또는 RX 전용의 다수의 신호 처리 블록들을 위해 필요한 만큼 많은 LO 생성 블록들을 위해 활용될 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있다.
도 4는 도시된 바와 같은 본 실시예에 따른 도 3의 무선 주파수 전압-제어 발진기(RF VCO)(33)의 개략도이다. RV VCO(33)는 출력 신호의 주파수(RX_VCO)를 시프트시키기 위해서 두 개의 버랙터 엘리먼트들(41)(VCAP1 및 VCAP2)과 병렬 상태인 고정 인덕터(Lvco)(43)를 포함한다. 이러한 주파수는
Figure pct00001
와 동일하고(라디안/초(radians/sec)에 있어서), 여기서 Cvcap는 두 개의 버랙터 엘리먼트들(41)의 총 커패시턴스(VCAP1 및 VCAP2)이다. VCAP1 및 VCAP2에 걸쳐 입력되는 채널 선택 튜닝 블록(31)으로부터의 출력(Vt)을 조정하여 총 커패시턴스를 변경함으로써 주파수 튜닝이 달성된다. 이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, RF VCO(33)의 출력(RX_VC0)이 채널 튜닝 블록(31)에 다시 입력되고 LO 생성 블록(35)에 입력된다.
도 4에 도시된 회로는 두 RX 및 TX 모두의 다수의 경로들을 위해 필요한 만큼 많은 RF VCO들에 걸쳐 적용될 수 있다. 대안적으로는, 다수의 주파수 대역들에서의 동시적인 동작들이 필요하지 않은 한, 하나의 RF VCO가 다중 모드들 및 동작 대역들을 커버할 수 있다. RF VCO의 출력 주파수를 시프트시키지만 기능적으로는 동일한 다른 회로 토폴로지들이 공지되어 있다.
도 5는 도시된 바와 같은 본 실시예에 따른 도 4의 RF VCO 출력 주파수-대-튜닝 전압(Vt)의 그래프를 나타낸다. 이러한 예시적인 설계에 있어서, RF VCO(33)의 주파수 튜닝 범위는 0 및 0.7V DC 사이의 튜닝 전압(Vt)에 의해서 계속해서 조정된다. Vt 튜닝 기울기(slope)(Kv=MHz/V) 및 절대 주파수 튜닝 범위는 회로 토폴로지 및 엘리먼트 값들을 변경함으로써 바뀔 수 있지만 기능적으로는 동일하다.
도 5에서 명백한 바와 같이, Vt 튜닝 기울기(Kv=MHz/V)는 매우 크다(대략 KV=5,000MHz/V). 큰 Vt 튜닝 기울기의 결과로, RF VCO(33)는 튜닝 전압(Vt) 상에서 잡음에 매우 민감하다. 예컨대, 만약 2MHz(Fsw)에서 사인곡선 리플의 1uV(one millionth of volt)가 0.2V DC 튜닝 전압과 Vt 상에서 연결된다면, RF VCO(33) 출력은 매 2MHz씩 이격된 스펙트럼 컴포넌트들(스퓨리어스 컨텐트)을 갖는 2.57GHz(Vt=0.2V DC에 대해 그래프에 도시된 바와 같이)의 기본 주파수로 구성될 것이다.
그 스퓨리어스 컨텐트의 상대적인 진폭이 RF VCO(33)의 주파수 변조(FM)를 위해서 Bessel function(Jn)(beta)을 사용하여 계산될 수 있는데, 여기서 n은 스위칭 전압 조정기(40)에 대한 스위처 주파수(Fsw)의 하모닉 인덱스(1, 2, 3,...)와 동일하고, beta는 변조 인덱스이다(beta=Kv*리플/Fsw). Kv=5000MHz/V, 전압 리플=1uV, 및 Fsw=2MHz의 값들의 경우, RF VCO 기본 주파수로부터 2MHz 오프셋되는 제 1 스펙트럼 컴포넌트(n=1)는 -58dBc일 것이다.
더 큰 전압 리플이 Vt 상에서 연결되기 때문에, RF VCO(33) 출력 상에서 측정되는 스퓨리어스 컨텐트의 진폭은 또한 상대적인 진폭에 있어 증가할 것이다. 도 7 및 도 8에서 후속하여 제시될 바와 같이, 스퓨리어스 컨텐트는 상이한 동작 조건들 하에서 트랜시버(20) 무선 성능을 떨어뜨릴 수 있다.
도 6은 도 1의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 전압 조정기(40)의 개략도이다. 스위칭 전압 조정기(40)는 도 1의 전력 소스(61b)로부터의 전압 소스 입력(VBAT), 트랜시버(20)에 대한 전압 출력(TCVR_VDD), RF 프런트-엔드(14)에 대한 PA_VDD 및 VBIAS, 프로세서(70)에 대한 BB_VDD, 및 도 1의 메모리(75)에 대한 MEM_VDD를 포함한다. 도 1의 스위처(40) 또는 프로세서(70) 중 어느 하나에 의해 선택될 경우에는 대체 입력 전압(VEXT)이 또한 사용될 수 있다. 만약 상이한 공급 전압들이 필요하다면, PA_VDD, VBIAS, BB_VDD 및 MEM_VDD와 같은 개별적인 출력 전압들이 추가적인 스위칭 전압 조정기들을 통해 개별적으로 생성될 수 있다.
스위칭 전압 조정기(40) 입력 및 출력(VEXT 및 TCVR_VDD(PA_VDD, VBIAS, BB_VDD, 및 MEM_VDD)) 사이에는 각각 스위칭 전압 조정기 제어기(63), 프로그래밍가능 클록 분배기(64), 직렬 인덕터(Lsw)(65), 및 션트(shunt) 필터링 커패시터(Csw)(67)와 함께 스위치들(61a 및 61b)이 존재한다.
스위칭 전압 조정기 제어기(63)는 기준 전압 생성기(62) 출력 전압에 기초하여 출력 전압(TCVR_VDD)(PA_VDD, VBIAS, BB_VDD, 및 MEM_VDD와 함께)을 프로그래밍가능 전압 설정 값에 비교하고, 출력 전압(TCVR_VDD(PA_VDD, VBIAS, BB_VDD, 및 MEM_VDD와 함께)이 프로그래밍된 전압 설정 값에 수렴하도록 S1 및 S2의 듀티 사이클을 조정한다. 그 프로그래밍된 전압 설정 값은 프로세서(70)에 의해서 설정되거나, 스위칭 전압 조정기(40) 내부에 고정된 값으로 구성된 하드웨어일 수 있다. 스위처 주파수(Fsw)는, 스위칭 전압 조정기 제어기(63)에 대해서, 프로그래밍가능 클록 분배기(64)에 대한 스위처 주파수 설정 값에 의해 설정된다.
프로그래밍가능 클록 분배기(64)는 스위치들(61a 및 61b)을 제어하기 위해 사용되는 스위처 주파수(Fsw) 및 REF_CLK(본 예에서는 기준 클록 발진기(80)로부터의) 사이에 있는 정수 주파수 분배기일 수 있다. 일실시예에 있어서, REF_CLK 출력 주파수는 19.2MHz이고, 프로그래밍가능 클록 분배기(64)는 도 9에서 후속하여 제시되는 처리에 따라 3개의 상이한 주파수 설정 값들(6, 7, 또는 8에 의해 나누어짐) 사이에서 설정된다.
스위칭 전압 조정기(40)는 도 1 및 도 6에 제시된 바와 같은 공급 전압(TCVR_VDD)을 통해 직접 트랜시버(20)에 연결된다. 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수(Fsw)는 트랜시버(20)의 성능을 간섭할 수 있다. 그 간섭은 TCVR_VDD 상에 전압 리플로서 나타난다. 그 전압 리플은 이산적인 주파수 컴포넌트들로 구성된다. 각각의 주파수 컴포넌트는 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수(Fsw)의 하모닉이다. 각각의 하모닉의 전력 레벨은 (i) 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수(Fsw)의 듀티 사이클, (ii) 출력 전압(TCVR_VDD)의 용량성 필터링의 정도, 및 (iii) 트랜시버(20) 내에서 민감한 회로와 TCVR_VDD 간의 연결 방법에 따라 좌우된다.
도 5를 참조하여 앞서 언급된 바와 같이, 트랜시버(20) 내의 가장 민감한 회로들 중 하나는 RF VCO(33)이다. 스위칭 전압 조정기(40)의 출력에서의 전압 리플은 그 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수(Fsw)의 하모닉과 동일한 주파수 오프셋들에서 RF VCO(33) 출력(RV_VCO)의 주파수 변조(FM)를 생성하기 위해 RF VCO(33)의 튜닝 전압(Vt)과 결합할 수 있다.
(직접적으로 또는 RV VCO(33)에 연결되는)스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수(Fsw)는 일부 동작 조건들 하에서 무선 통신 장치(10)의 성능을 간섭할 수 있다. 본 바람직한 실시예들에 따른 도 1 및 도 6에 도시된 스위칭 전압 조정기(40)에 대한 동작 스위처 주파수를 조정가능하게 선택하기 위한 기술들이 이제 상이한 동작 조건들에 대해 설명될 것이다.
스위칭 전압 조정기(40)가 도 1의 무선 통신 장치의 일부인 경우, 제 1 동작 조건은 현재 동작 기술 모드(GSM, CDMA, WCDMA 등)에 기초한다. 각각의 기술 모드는 이전에 결정된 RF 채널 대역폭(Fch)을 그와 연관시킨다. GSM의 경우, RF 채널 대역폭(Fch_gsm)은 200kHz이다. CDMA의 경우, RF 채널 대역폭(Fch_cdma)은 1.23MHz이다. WCDMA의 경우, RF 채널 대역폭(Fch_wcdma)은 3.84MHz이다.
여기서의 양상에 있어서, 정해진 기술 모드와 연관된 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수(Fsw)는 그것이 RF 채널 대역폭의 절반보다 크도록(Fsw>Fch/2) 조정된다. 이러한 스위처 주파수 조정은 기저대역 아날로그 수신 신호들(도 2의 RX_I_FILT 및 RX_Q_FILT) 및 전송 신호들(도 2의 TX_I, TX_Q) 상에 나타나는 것으로부터 트랜시버(20) 상에서의 스위처 전압 조정기(40) 간섭을 감소 또는 완화시킨다.
풀 듀플렉스 모드에서 동작하는 무선 통신 장치(10)의 경우, RF 채널 대역폭의 절반보다 높게 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수를 설정하는 것은 간섭을 완화시키는데 있어서 특히 유용하다. 풀-듀플렉스 모드의 일예는 전송 RF 채널(Ftx에서) 및 수신 RF 채널(Frx에서) 간의 주파수 분리가 D(D=Frx-Ftx)와 동일하고 전송 및 수신 RF 채널들이 모두 동일한 순간에 활성 상태인 경우이다. D는 무선 통신 장치(10)와 연관된 동작 주파수 대역에 기초하여 설정된다. 단일 주파수 대역 무선 통신 장치(10)에서, RF 동작 대역은 그 기술 모드(US 셀룰러, US PCS, IMT 대역에서의 CDMA 등)를 위해 중요한 단지 하나의 주파수 대역만을 포함한다. 다중-주파수 대역 무선 통신 장치(10)(예컨대, US 셀룰러, US PCS 및 CDMA(IMT) 성능)의 경우에, 동작 주파수 대역은 몇몇 가능한 주파수 대역들 중 하나이다. US 셀룰러의 경우, D=45MHz이다. US PCS의 경우, D=80MHz이다. IMT 대역에서의 CDMA의 경우, D=190MHz이다.
이상적인 상황에서, 전송 RF 채널(Ftx에서)은 스퓨리어스 컨텐트(스위칭 전압 조정기(40)로부터의)와 혼합하지 않아야 하는데, 그 이유는 그것이 수신 RF 채널 주파수(Frx에서)에서 간섭을 생성할 수 있기 때문이다. 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수(Fsw)는, 실제로, D-Fch<N*Fsw<D+Fch가 되도록 하는 주파수들의 범위 내에 있지 않은데, 여기서 N*Fsw은 D에 대해 가장 근접한 정수 스위처 주파수 하모닉이다. 여기서의 양상에 따라 스위처 주파수를 선택함으로써, 전송 RF 채널 및 수신 RF 채널 상에서의 스위칭 전압 조정기(40)로부터의 간섭이 완화된다.
도 7은 제시된 바와 같은 본 실시예에 따른 도 2의 수신 신호 처리 블록(24)의 블록도이다. 수신 신호 처리 블록(24)은 RX RF I/Q 하향-변환기(55), 한 쌍의 기저대역 아날로그 저역통과 필터들(577a 및 577b), 및 잼밍 검출 블록(59)을 포함한다. 대안적인 실시예들은 저-잡음 증폭기, RF 필터링, 다중 RF 대역들, 및 여러 형태들의 이득 제어 회로를 포함할 수 있다.
RF 프런트-엔드 블록(14)(도 1의)으로부터의 RX_RF 신호뿐만 아니라, I/Q 하향-변환기(55) 내의 직접-변환(RF-기저대역) I/Q 혼합기들을 사용하여 수신 RF 신호로 하향-변환하기 이전에 RX 대역외 간섭이 I/Q 하향-변환기(55)에 피드된다. I/Q 하향-변환기(55)의 출력들(RX_I 및 RX_Q)은 아날로그 도메인(트랜시버(20) 또는 프로세서(70) 중 어느 하나 상에서) 또는 디지털 도메인(트랜시버(20) 또는 프로세서(70) 중 어느 하나 상에서 아날로그-디지털 변환기들을 통한 변환 이후에) 중 어느 하나의 도메인에서의 추가 처리에 앞서 저역통과 필터들(57a 및 57b)에 의해 필터링된다. 비록 도 7에는 도시되지 않았지만, 저역통과 필터들(57a 및 57b)은 프로세서(70)에서의 아날로그-디지털 변환 이전에 RX_I_FILT 및 RX_Q_FILT 진폭을 조정하기 위해서 고정 또는 가변 이득을 포함할 수 있다.
잼밍 검출 회로(59)는 잼머 검출 신호를 전송하는데, 그 값은 선택된 수신 채널로부터의 주파수 오프셋되는 잼머들이 존재할 때 프로세서(70)에 통신된다. 잼밍 검출 회로(59)는 주파수에 있어 RX_I 및 RX_Q 신호들로부터 오프셋된 잼머들의 존재를 검출하기 위해서 아날로그 저역통과 필터들(57a 및/또는 57b) 이전 또는 이후에 기저대역 아날로그 도메인에서 측정들을 수행할 수 있다. 대안적으로, 잼밍 검출 블록(59)은 프로세서(70)에서 디지털 도메인으로 구현될 수 있거나, 트랜시버(20) 및 프로세서(70) 간을 분할할 수 있다.
하나 또는 두 개의 잼머들의 존재는, 원하는 수신 RF 채널로부터 하나 또는 두 개의 상이한 주파수 오프셋들에서의 RX_RF 신호 경로에서, RX_VCO 및 RF_LO 신호들(도 2 내지 도 4의) 상에 존재하는 스퓨리어스 컨텐트와 혼합될 때 원하는 RF 채널을 간섭할 수 있다. 이러한 불필요한 혼합 결과는 기저대역 수신 신호 경로(도 7의 RX_I, RX_Q, RX_I_FILT, 및 RX_Q_FILT)에서 측정되는 수신 신호 대역폭 내에 있을 수 있다.
여기서의 다른 양상에 있어서, 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수는, 하나 이상의 잼머들이 기저대역 수신 신호 경로에서 미리 정의되고 검출가능한 임계치보다 위에 존재할 때, 그 기저대역 신호 경로에서의 이러한 간섭을 완화시키도록 설정된다. 도 2 및 도 7과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 수신 신호 처리 블록(24) 상에서 작용하는 스퓨리어스 컨텐트 문제가 그래프로 도시될 수 있다.
도 8은 제시된 바와 같은 본 실시예에 따른 도 1 내지 도 7의 경우에 (i) RF_LO 출력, (ii) 전송 RF 채널 누설, 및 (iii) 잼머들 존재시의 수신기 성능에 대해서 스위칭 전압 조정기로부터의 간섭의 악영향을 나타내는 그래프이다. 도면(90)은 Frx에서의 수신 신호, Ftx에서의 전송 신호 누설, 및 (도 7의 블록(53)으로부터의) 잼머 신호를 갖는 증폭된/필터링된 RF_RF 신호 입력을 (도 7의) I/Q 하향-변환기(55)로의 입력으로서 포함한다. 도면(90)은 또한 N*Fsw(여기서, N=-2, -1, +1, +2, +3, 및 +4)에 상응하는 주파수 오프셋들에서의 스위처 주파수 스퓨리어스 컨텐트를 갖는 (도 3의 블록(35)으로부터의) RX_LO 신호를 (도 7의) I/Q 하향-변환기(55)의 제 2 입력으로서 포함한다. 도면(90)은 또한 도 7의 I/Q 하향-변환기(55)의 동위상 즉 I 하향-변환기로부터의 RX_I 신호를 포함한다.
도시된 RX_I 신호는 I/Q 하향-변환기(55) 기저대역 출력에서 RX_RF 및 RX_LO 입력 신호들의 혼합 결과들을 나타낸다. RX_I 신호 경로에서의 원하는 수신 기저대역 채널(RX_BB)은 DC에 중심을 둔다. RX_BB 신호 대역폭 위의 주파수들에서는, J1 주파수에서의 잼머 및 Dtx 주파수에서의 TX 신호 누설에 대한 오프셋들에서 스펙트럼 컴포넌트들이 존재한다. 추가적으로, 수신 채널(RX_BB), 특히 J1-3*Fsw 및 Dtx-N*Fsw 내에 있는 스퓨리어스 컨텐트가 존재한다(여기서, N은 정수이고, N*Fsw은 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수의 하모닉임). 수신 채널 대역폭 내의 스퓨리어스 컨텐트는 RX_BB 신호를 복조하기 이전에 필터링 또는 제거될 수 없고, 프로세서(70)에 의한 적절한 RX_BB 복조를 간섭한다.
TX 및 RX 주파수들(D) 간의 주파수 대역 오프셋, 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수(Fsw), 및 오프셋 잼머 주파수들(이 경우에는 J1)에 따라, I/Q 하향-변환기(55)의 기저대역 출력(RX_I 또는 RX_Q)에서 측정될 때 수신 신호 처리 간섭들의 다중 소스들이 존재할 수 있다. 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수(Fsw)를 조정함으로써, 수신 신호 처리 간섭은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 상이한 동작 조건들에 대해서 최소화될 수 있다.
도 9는 바람직한 실시예에 따라 스위칭 전압 조정기 제어기를 활용하여 스위칭 전압 조정기를 위한 스위처 주파수를 선택하는 처리의 동작 흐름도이다. 동작 흐름도(100)는 프로세서(70)가 현재 동작 조건(예컨대, 현재 동작 대역, 동작 모드, 및/또는 잼머 검출 값)을 식별(블록 101)하는 것으로 시작한다. 이어서, 프로세서(70)는 현재 동작 조건에 기초하여 스위처 주파수 설정 값을 생성한다(블록 103). 프로그래밍가능 클록 분배기(64)가 기준 주파수 클록 신호와 함께 스위처 주파수 설정 값을 수신하여 처리하고, 원하는 스위칭 주파수를 생성한다(블록 105). 스위칭 전압 조정기 제어기(63)는 스위치 신호들을 생성하기 위해서 프로그래밍가능 클록 분배기(64)로부터의 스위칭 주파수, 예컨대 프로세서(70)로부터의 전압 설정 값, 및 기준 전압 조정기(62)로부터의 신호를 수신한다(블록 107). 그 스위치 신호들은 스위칭 전압 조정기(40)의 출력 전압을 조절하는 효과를 갖는 스위치들(61a, 61b)을 토글시키기 위해 사용된다(블록 109). 언제나, 그 동작 흐름도(100)는 현재 동작 조건이 바뀌는 경우에는 재시작할 수 있다(블록 101로 돌아감). 다중-대역 WCDMA 무선 통신 장치에 대한 더 세부적인 동작 흐름도가 아래에서 더 설명된다.
도 10은 바람직한 실시예에 따라 CDMA 모드에 대한 상이한 동작 주파수 대역들에서 스위칭 전압 조정기를 위한 최적의 스위처 주파수(Fsw)를 선택하는 처리를 동작 흐름도로 나타낸다. 동작 흐름도(200)는 시작 블록(블록 201)에서 시작하고, 이어서 사용될 특정 동작을 위해 트랜시버(20) 내의 하나 이상의 레지스터들을 프로그래밍한다(블록 203). 일단 동작 대역이 결정되면, 프로그래밍가능 클록 분배기(64)는, 스위칭 전압 조정기(40) 내에서, 스위칭 전압 조정기(40)의 스위처 주파수(Fsw)가 19.2MHz의 기준 클록 주파수 신호(REF_CLK)에 기초하여 2.4MHz(CDMA PCS 대역), 2.74MHz(CDMA450/800 대역), 또는 3.2MHz(CDMA IMT 대역) 중 어느 하나와 동일하게 되도록 하기 위해 3개의 상이한 값들(6, 7, 또는 8) 중 하나로 설정된다(블록 205).
스위처 주파수(Fsw)는 다수의 파라미터들에 기초하여 계산된다. 제 1 기준은 원하는 채널 대역폭(CDMA의 경우에 Fch=1.23MHz)이다. Fsw은 스위칭 잡음이 도 1, 도 2, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 기저대역 I/Q 아날로그 신호들에 직접 연결되지 않도록 보장하기 위해서 Fch의 절반보다 커야 한다. 아래의 표 1은 상이한 동작 모드들에 대한 Fch를 나타낸다. 추가적인 동작 모드들이 포함될 수 있다. 동작 흐름도(200)는 하나의 동작 모드, 즉, CDMA로 간략화된다. 추가적인 기준은 수신기 입력에 존재하는 전송 신호 누설 및/또는 잼밍 톤들(tones)이 있을 때 스위처 주파수(Fsw)가 더 높은 값들로 조정되는 것을 필요로 할 것이다.
동작 모드 채널 대역폭 Fch
GSM/EDGE 200 kHz
CDMA 1.23 MHz
UMTS 3.92 MHz
표 1. 예시적인 동작 모드들 및 채널 대역폭(Fch)
제 2 기준은 전송 RF 채널 누설(CDMA와 같은 풀 듀플렉스 시스템에서)이 수신 RF 채널을 손상시키지 않는 것이다. 앞서 설명된 바와 같이, RF LO 생성 블록(28)은 스위칭 전압 조정기(40)로부터의 스위처 주파수 전압 리플 및 상응하는 하모닉 주파수들로 인해 오염될 것이다. 만약 스위처 주파수 하모닉이 전송 RF 및 수신 RF 채널들 간의 주파수 간격에 근접한 주파수 오프셋에 있다면, 특정 스위처 하모닉이 I/Q 하향-변환기(55)에서 전송 RF 채널 누설과 혼합할 것이고(스위처 주파수 전압 리플이 RF VCO(33)(RX_VCO 및 RX_LO 신호들에 연결된 이후에), 수신 신호 처리 간섭을 생성한다. 마찬가지로, 스위처 주파수 전압 리플 및 상응하는 하모닉 주파수들이 TX LO 생성 블록(37) 내의 RF VCO에 연결되고, 트랜시버(20)의 전송 신호 처리 블록(22)의 출력에서 스퓨리어스 컨텐트를 생성한다. 이러한 전송 스퓨리어스 컨텐트는 수신 RF 채널 내에 있을 수 있고, 수신 RF 채널 간섭을 생성할 수 있다.
상이한 동작 대역들에 대한 수신 RF 채널-전송 RF 채널 분리가 아래의 표 2에 제시되어 있다. Fsw이 수학식
Figure pct00002
을 충족시키도록 보장함으로써(여기서, N은 정수임), 스위처 주파수 하모닉들은 도 7 및 도 8에서 제시된 바와 같이 수신 기저대역 I/Q 아날로그 신호들(RX_I 및 RX_Q)에 직접 결합하지 않아야 한다. 위의 수학식을 충족시키기 위해서, Fsw은 또한 Fch보다 커야 한다(Fch/2는 아님).
동작 대역 RX-TX 분리 D
CDMA450 10 MHz
US 셀룰러 45 MHz
US PCS 80 MHz
IMT 190 MHz
표 2. 예시적인 동작 대역들 및 RX-TX 채널 분리(D)
제 3 기준은 원하는 수신 RF 채널에 주파수에 있어 근접하는 잼밍 간섭의 존재에 기초한다. 기본 스위처 주파수(RF VCO(33) 상에서 연결됨)는 필터링 아웃 또는 제거될 수 없는 수신 기저대역 채널 대역폭(도 8의 RX_BB) 내에서 간섭을 생성하기 위해 오프셋 잼밍 톤들과 혼합할 수 있다(RF에서의 FJ1, 도 8의 기저대역에서 J1). 상이한 동작 대역들 및 모드들에 대한 수신 신호 처리 블록(24) 잼밍 규격들은 무선 장치가 공개된 최소 성능 표준들을 따르도록 적용될 수 있다. CDMA의 경우에, 원하는 RX RF 채널로부터의 잼머 주파수 오프셋들(단일-톤 테스트들을 위한 J1 오프셋 또는 2-톤들 테스트들을 위한 J1+J2 오프셋들)이 표 3의 다음과 같이 후속 동작 대역들마다 규정된다.
CDMA 대역 J1 주파수 오프셋 J2 주파수 오프셋
CDMA450 900kHz 1.7MHz
US 셀룰러 900kHz 1.7MHz
US PCS 1.25MHz 2.05MHz
IMT 2.5MHz 4.9MHz
표 3. 상이한 CDMA 동작 대역들(J1 또는 J1+J2)에 대한 잼밍 오프셋들
수신 신호 처리 블록(24)이 (도 7의)잼밍 검출 회로(59)를 갖는다고 가정하면, 스위처 주파수는 Fsw > (J1 또는 J2)+Fch/2이도록 조정될 수 있다. 허용되는 최대 스위처 주파수에 따라, J1 또는 J2 주파수 오프셋들이 위의 Fsw 공식에 대한 표 3으로부터 선택될 수 있다. 잼밍 간섭의 존재는, 만약 제 2 또는 제 3 기준 모두를 충족시키는 어떠한 스위처 주파수도 존재하지 않는다면, TX 신호 누설(제 2 기준)에 비해 우선권을 취한다.
3가지의 제약들을 적용하는 동시에 19.2MHz 클록 주파수 신호(REF_CLK)가 (도 6의)프로그래밍가능 클록 분배기(64)에 입력된다고 가정하면, 아래의 표 4에서 제시된 바와 같이 최적의 스위처 주파수들(Fsw)이 CDMA 모드에서 다수의 동작 조건들에 대해 계산되어 저장될 수 있다. 19.2MHz를 8로 나눔으로써 2.4MHz가 생성되고, 19.2MHz를 7로 나눔으로써 2.74MHz가 생성되며, 19.2MHz를 6으로 나눔으로써 3.2MHz가 생성된다. 일실시예에서, 6, 7 및 8의 스위처 주파수 값들이 잼머들이 있거나 혹은 없는 상이한 CDMA 주파수 대역들에 대해 선택된다.
CDMA 대역 잼머들 없음 잼머들 있음 스위처 주파수 값
CDMA450 2.74MHz 2.74MHz 7
US 셀룰러 2.74MHz 2.74MHz 7
US PCS 2.4MHz 2.74MHz 8(잼머없음)
7(잼머있음)
IMT 3.2MHz 3.2MHz 6
표 4. 잼머 간섭이 있거나 혹은 없는 상이한 CDMA 동작 대역들에 대한 스위 칭 주파수들(Fsw)
일단 Fsw이 프로그래밍되면, 잼밍 검출 회로(59)는 폴링(polled)되거나 또는 인터럽트로서 사용된다(블록 107). 잼머 검출 신호가 (표 4에 따른)CDMA-PCS 모드에서 활성된다면(하이 논리 레벨), 스위처 주파수(Fsw)는 스위처 주파수 값을 8에서 7로 변경함으로써 2.4MHz로부터 2.74MHz로 변경된다(블록 109). 일단 잼머가 더 이상 존재하지 않으면, 잼머 검출은 로우 논리 레벨로 전환하고, 스위처 주파수(Fsw)는 스위처 주파수 값을 8로 변경함으로써 2.4MHz로 다시 변경될 것이며(블록 105 반복), 잼밍 검출 회로(59)는 계속 모니터링할 것이다(블록 107 등). 3가지 기준들이 최적으로 충족되도록 하기 위해서 프로그래밍가능 클록 분배기(64)에 대한 분배기 비율과 이용가능한 간섭 클록 주파수 신호(REF_CLK)에 따라, 다른 스위처 주파수들이 사용될 수 있다.
당업자들이라면 신호들이 여러 상이한 기술들 중 임의의 기술을 사용하여 표현될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 위의 설명 전반에 걸쳐 참조될 수 있는 데이터, 명령들 및 신호들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기 필드들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합으로 표현될 수 있다.
당업자들이라면 본 발명과 관련하여 설명되어진 다양한 예시적인 무선 주파수 또는 아날로그 회로 블록들이 여러 상이한 회로 토폴로지들, 즉, 논리 회로들 및 시스템으로부터 분리되거나 혹은 그와 결합하는 동시에 본 발명에 설명된 동일한 기능들을 수행하는 하나 이상의 집적 회로들로 구현될 수 있다.
당업자들이라면 본 발명과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로서 구현될 수 있음을 잘 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환가능성을 명확히 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능적 관점에서 위에서 기술되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 전체 시스템에 부가되는 특정 애플리케이션 및 설계 제한들에 의존한다. 당업자들은 설명된 기능들을 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식으로 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정들이 본 발명의 범주를 벗어나는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본 발명과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들이 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 논리 장치, 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 여기서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 결합을 통해 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서일 수 있지만, 대안적으로는 이러한 프로세서는 임의의 종래 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 결합과 같은 컴퓨팅 장치들의 결합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로 프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다.
본 발명과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈, 또는 그 둘의 조합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드디스크, 제거가능 디스크, CD-ROM, 또는 해당 분야에 공지되어 있는 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주한다. 예시적인 저장 매체는 프로세서와 결합되고, 그로 인해서 그 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독하고 그 저장 매체에 정보를 기록할 수 있다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서의 구성요소일 수 있다. 이러한 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수 있다. ASIC는 사용자 단말기에 상주할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기에서 이산 컴포넌트들로서 상주할 수 있다.
본 발명에 대한 이전 설명은 당업자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 본 발명에 대한 다양한 변형들이 당업자들에게 쉽게 자명할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다른 변경들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기서 설명된 예들 및 설계들로 한정되도록 의도되지 않고, 여기서 설명된 원리들 및 신규한 특징들에 따른 최광의 범위로 해석되어야 할 것이다.

Claims (27)

  1. 출력 전압을 생성하기 위한 스위칭 전압 조정기를 포함하는 장치로서,
    적어도 전류 동작 조건을 나타내는 스위처(switcher) 주파수 설정 값 및 기준 클록 주파수 신호에 응하여, 스위처 주파수를 생성하기 위한 프로그래밍가능 클록 분배기; 및
    상기 스위처 주파수 및 기준 전압에 응하여, 상기 출력 전압을 조정하기 위한 스위칭 전압 조정기 제어기를 포함하는,
    장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 스위처 주파수 설정 값은 수신 채널 대역폭에 부분적으로 기초하는,
    장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 스위처 주파수 설정 값은 풀-듀플렉스 동작 모드 동안에 채널 주파수 분리(separation)를 수신하기 위해서 전송 채널에 부분적으로 기초하는,
    장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    잼머(jammer) 검출 값을 생성하기 위해 잼밍 검출 회로를 더 포함하고,
    상기 스위처 주파수 설정 값은 상기 잼머 검출 값에 또한 부분적으로 기초하는,
    장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 잼머 검출 값은 수신 채널 주파수로부터 오프셋되는 잼머들의 존재를 나타내는,
    장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 잼머 검출 값에 응하여 상기 스위처 주파수 설정 값을 생성하기 위한 프로세서를 더 포함하는,
    장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 장치는 집적 회로인,
    장치.
  8. 스위칭 전압 조정기의 출력 전압을 생성하기 위한 집적 회로(IC)로서,
    적어도 전류 동작 조건을 나타내는 스위처 주파수 설정 값 및 기준 클록 주파수 신호에 응하여, 스위처 주파수를 생성하기 위한 프로그래밍가능 클록 분배기; 및
    상기 스위처 주파수 및 기준 전압에 응하여, 상기 출력 전압을 조정하기 위한 스위칭 전압 조정기 제어기를 포함하는,
    집적 회로(IC).
  9. 제 8항에 있어서, 상기 스위처 주파수 설정 값은 수신 채널 대역폭에 부분적으로 기초하는,
    집적 회로(IC).
  10. 제 8항에 있어서, 상기 스위처 주파수 설정 값은 풀-듀플렉스 동작 모드 동안에 채널 주파수 분리를 수신하기 위해서 전송 채널에 부분적으로 기초하는,
    집적 회로(IC).
  11. 제 8항에 있어서,
    잼머(jammer) 검출 값을 생성하기 위해 잼밍 검출 회로를 더 포함하고,
    상기 스위처 주파수 설정 값은 상기 잼머 검출 값에 또한 부분적으로 기초하는,
    집적 회로(IC).
  12. 제 11항에 있어서, 상기 잼머 검출 값은 수신 채널 주파수로부터 오프셋되는 잼머들의 존재를 나타내는,
    집적 회로(IC).
  13. 제 12항에 있어서, 상기 잼머 검출 값에 응하여 상기 스위처 주파수 설정 값을 생성하기 위한 프로세서를 더 포함하는,
    집적 회로(IC).
  14. 스위칭 전압 조정기의 출력 전압을 생성하기 위한 장치로서,
    적어도 전류 동작 조건을 나타내는 스위처 주파수 설정 값 및 기준 클록 주파수 신호에 응하여, 스위처 주파수를 생성하기 위한 수단; 및
    상기 스위처 주파수 및 기준 전압에 응하여, 상기 출력 전압을 조정하기 위한 수단을 포함하는,
    출력 전압 생성 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 스위처 주파수 설정 값은 수신 채널 대역폭에 부분적으로 기초하는,
    출력 전압 생성 장치.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 스위처 주파수 설정 값은 풀-듀플렉스 동작 모드 동안에 채널 주파수 분리를 수신하기 위해서 전송 채널에 부분적으로 기초하는,
    출력 전압 생성 장치.
  17. 제 14항에 있어서,
    잼머(jammer) 검출 값을 생성하기 위해 수단을 더 포함하고,
    상기 스위처 주파수 설정 값은 상기 잼머 검출 값에 또한 부분적으로 기초하는,
    출력 전압 생성 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 잼머 검출 값은 수신 채널 주파수로부터 오프셋되는 잼머들의 존재를 나타내는,
    출력 전압 생성 장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 잼머 검출 값에 응하여 상기 스위처 주파수 설정 값을 생성하기 위한 수단을 더 포함하는,
    출력 전압 생성 장치.
  20. 스위칭 전압 조정기의 출력 전압을 조정하는 방법으로서,
    전류 동작 조건을 식별하는 단계;
    상기 전류 동작 조건에 기초하여 스위처 주파수 설정 값을 생성하는 단계;
    프로그래밍가능 클록 분배기를 사용해서, 상기 스위처 주파수 설정 값 및 기준 주파수 클록 신호를 사용하여 스위처 주파수를 생성하는 단계;
    스위칭 전압 조정기 제어기를 사용해서, 적어도 상기 스위처 주파수에 기초하여 스위치 신호들을 생성하는 단계; 및
    상기 출력 전압을 조정하기 위해서 상기 스위칭 전압 조정기 제어기의 출력에 연결된 스위치들을 토글(toggle)시키는 단계를 포함하는,
    출력 전압 조정 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 스위처 주파수 설정 값은 수신 채널 대역폭에 부분적으로 기초하는,
    출력 전압 조정 방법.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 스위처 주파수 설정 값은 풀-듀플렉스 동작 모드 동안에 채널 주파수 분리를 수신하기 위해서 전송 채널에 부분적으로 기초하는,
    출력 전압 조정 방법.
  23. 제 20항에 있어서,
    잼머(jammer) 검출 값을 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 스위처 주파수 설정 값은 상기 잼머 검출 값에 또한 부분적으로 기초하는,
    출력 전압 조정 방법.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 잼머 검출 값은 수신 채널 주파수로부터 오프셋되는 잼머들의 존재를 나타내는,
    출력 전압 조정 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 잼머 검출 값에 응하여 상기 스위처 주파수 설정 값을 생성하는 단계를 더 포함하는,
    출력 전압 조정 방법.
  26. 잼밍 검출 회로 및 스위칭 전압 조정기와의 동작을 위해 구성된 프로세서로서,
    상기 잼밍 검출 회로로부터 잼머 검출 값을 수신하기 위한 수단; 및
    상기 잼머 검출 값에 응하여, 상기 스위칭 전압 조정기에 대한 동작 스위칭 주파수와 연관된 스위처 주파수 설정 값을 생성하기 위한 수단을 포함하는,
    프로세서.
  27. 잼밍 검출 회로 및 스위칭 전압 조정기와의 동작을 위해 구성된 프로세서로 하여금 아래의 동작들을 수행하도록 하기 위한 명령들을 갖는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 물건으로서, 상기 수행되는 동작들은,
    상기 잼밍 검출 회로로부터 잼머 검출 값을 수신하기 위한 동작; 및
    상기 잼머 검출 값 및 현재 동작 조건에 응하여, 상기 스위칭 전압 조정기와 연관된 출력 전압을 조정하기 위해서 상기 스위칭 전압 조정기에 의해 사용할 스위처 주파수 설정 값을 생성하기 위한 동작을 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
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