TW200841582A - Method and apparatus for generating oscillating signals - Google Patents

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200841582 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭示案大體係關於產生振盪信號，且特定言之係關於 減少振盪信號達到已定義之穩態條件所用的時間。 【先前技術】 先妯的通#系統使用功率效率一般較低的技術。此等系 統通常使用發射器及接收器，發射器及接收器可能即使在 發射器不在發射通信或接收器不在接收通信時仍需要持續 的功率。該等保持閒置但仍消耗功率的系統從功率的角2 來說通常效率較低。 在一些應用中，功率效率較低之通信設備可能對其持續 使用呈現出限制性。舉例而言，依賴於電池功率的攜帶型 通信設備通常提供相對較短之持續操作，之後電池便需要 更換或重新充電。在一些情形中，此可能導致諸如資料損 失、通信延遲、會期中斷及停機時間之不利後果。 另一方面，在閒置時間期間消耗實質較低功率的通信系 統能夠在有限電源之情況下操作，歷時較長的週期。因 此，僅在即將發射信號時才使發射器通電的通信系統通常 將比一直通電之發射器消耗的功率少。同樣，僅在即將接 收信號時才使接收器通電的通信系統通常將比一直通電之 發射器消耗的功率少。 可使用脈衝調變器來控制用於發射信號及接收信號之時 間。就此而言’脈衝調變器可使發射器本地振盪器（L〇)通 電以發射信號，僅歷時脈衝之持續時間。同樣，脈衝調變 121102.doc 200841582 器可使接收器LO通電以接收信梦，微薛士〆 丨。观，僅歷時脈衝之持續時 間。以此能力’ LO在每一脈衝之持續時間内產生振盪信 號並使振盪信號持續。若脈衝寬度相對較短（諸如在低工 作週期應用中），則L0應迅速作出回應以產生足夠穩定之 I 振盪信號。 【發明内容】 以下為本揭示案之樣本態樣的概要。為方便起見，可在 本文中將本揭示案之一或多個態樣簡單地稱作” 一些態樣”。 本揭示案之一些態樣係關於一種用於產生振盪信號之裝 置。該裝置包含：一第一電路，其用以產生一振盪信號； 一第二電路，其用以向該第一電路供應第一電流；及一第 二電路’其用以向該第一電路供應第二電流，其中該第一 電流及該第二電流經調適以減少該振盪信號達到已定義之 穩態條件所用的持續時間。 在一些態樣中，可將該裝置組態為壓控振盪器（VCO)。 φ 就此而言，可將第二電路組態為升壓偏壓電路以加快振盪 信號自冷啟動起達到已定義之穩態條件所用的時間。此在 使用低工作週期脈衝調變來建立一或多個通信通道的通信 ‘ 系統及設備中尤為有用。在該等應用中，充當本地振盪器 w (L0)之VC0大約在脈衝開始時開始產生振盪信號且大約在 脈衝結束時終止振盈信號。為改良通信效能，振盪信號應 在與脈衝寬度相比相對較短之時間週期内達到已定義之穩 態條件。 在一些態樣中，VC0包含：一振盪電路，其用以產生振 121102.doc n 200841582 一靜態偏壓電路，甘v A 4 、、古· ，、用以向振盪電路供應靜態電 机，及一升壓偏壓電路，盆 流，其中、亥升严…-用以向振盪電路供應升壓電 達到已〜：及該靜態電流經調適以減少振盈信號 到已又義之穩態條件所用的持續時間。 在一些態樣中，該梦 阻彦4如 、置之弟一電路可包含一耦接至負電 f能電路（tankeireuit)。該儲能電路 元件之電感性元件。該電容性元件可“ ::化切換電容器組，其用於調諸振盡信號之頻率。 二些態樣中，該褒置可進一步包含一穩態仙器，並 絰调適以回應偵測到振 八 f , ^ ^ j娠盈彳°旒之已疋義之穩態條件而停用 路，使其不向第-電路供應第二電流。因此，第三 釋能：：在：動時被使用以迅速達成振盈信號之已定義之 =及:盪信號之已定義之穩態條件可指定對《信 虎之振幅及/或頻率的穩定性要求。 在些悲樣中’該裝置可進一步包含 其經調適以對第一雷玖冶 > 千仅止早凡， 夕相玄- 電路進仃調諧以使得振盪信號在已定義 ^率範圍内猶環。在諸如能量峨統的 = 圍可高達己定義之十心丄=§，已定義之頻率範 、、百刀之五（5)。頻率校正單元 H周適以在通電時、在 環境溫度變化時，及,… 间於已疋義之限值的 ^± 或在接收到關於振盪信號之新的頻 率規叙時^對該第—電路進行校正或霞。 備ΐ一Γ恶樣中’可使用—或多個裝置作為通信系統及設 本地振里器（L0)從而對信號進行增頻轉換及降頻轉 121102.doc 200841582 換。舉例而言，裝置可用以使用分脈多重存取（PDMA)、 分脈多工（PDM)或其他類型之脈衝調變技術來建立一或多 個超寬頻（UWB)通道以用於與其他設備進行通信。可將 UWB通道定義為具有約2〇%或更大之分頻寬比、約5〇〇 MHz 或更大之頻寬、或兩者兼有。分頻寬比係與設備相關聯之 特定頻寬除以設備之中心頻率。舉例而言，根據本揭示案

之設備可具有1.75 GHz之頻寬以及ms GHz之中心頻 率’且因此其分頻寬比為1.75/8.125或21.5%。 在些恶樣中，裝置可實施於頭戴式耳機、醫療設備、 麥克風、生物測定感應器、心率監視器、步數計、ekg設 備、使用者I/O設備、手錶、遙控器、開_、輪胎氣壓監 視器、娛樂設備、電腦、銷售點設備、助聽器、視訊轉換 為、手機或具有某種形式之無線信號傳輸能力的設備中， :可包含頭戴式耳機、醫療設備、麥克風、生物測定感應 态、心率監視器、步數計、EKG設備、使用者1/〇設備、 手錶、遙控器、開關、輪胎氣壓監視器、娛樂設備、電 腦、銷售點設備、助聽器、視訊轉換器、手機或具有某種 形式之無線信號傳輸能力的設備。在一些態樣中·，裝置可 實施於諸如侧節點之存取財或可包含諸如WiFi節點之 存取點。舉例而言，存取點可經由有線通信鏈路或無線通 信鏈路提供對另一網路（例如，諸如網際網路之廣域網路） 的連接性。 田口 P迎附圖式考慮時，本揭示案之其他態樣、優勢及 新奇特徵將由以下實施方式變得顯而易見。 121102.doc 200841582 【實施方式】 下文中描述本揭示案之各種態樣。應顯而易見，可本文 中之教示可體現為多種形式’且本文中所揭示之任何特定 結構、功能或兩者僅為代表性的。基於本文中之教示，熟 習此項技術者應瞭解，本文巾所揭示之紐可獨立於任何 其他態樣予以實施且可以各種方式結合此等態樣中之兩者 或兩者以上。舉例而言，可使用本文中所提出之任何數目 個態樣來實施裝置或實踐方法。此外，可使用除本文中所 提出之態樣中的一或多者以外或不為本文中所提出之能樣 中的-或多者之其他結才冓、功能性或結才籌與功能性來實施 該裝置或實踐該方法。 作為以上一些概念的一實例，在一些態樣中，根據本 示案之發明性設備或裝置包含：一第一電路，其用以產生 振盪信號；一第二電路，其用以向第一電路供應第一電 流；及一第三電路’其用以向第—電路供應第二電流，其 中第一電流及第二電流經調適以減少振盪信號達到已定義 之穩態條件所用的持續時間。在其他態樣中，發明性裝置 可包含-VCO ,該彻又包含單_電路，該單—電路經調 適以產生·一初始之較高電流以使振盪電路加快產生已定 義之穩態振盪信號，及一後續之較低電流以使振盪電路持 續產生已定義之穩態振盪信號。可將本文中所使用之術技 ”已定義之’’解釋為"預定之"、’’預先定義之，，或"動態定義之，，。 圖1A說明根據本揭示案之一些態樣的用於產生振盪信號 之例示性裝置100的方塊圖。裝置100能夠產生具有由頻率 121102.doc -10- 200841582 輸入所指定之頻率的振里信號。在一些態樣中，裝置_ 可組態成或包含塵控振盡器（VCC))。裝置⑽包含積體電路 以產生第-電流及第二電流從而加快振盪信號自啟動停件 起達到已定義之穩態條件的過程。如在下文中更詳細論 述，此對於使用相對較低工作週期之脈衝調變來建立通； 通道的通信設倩而言尤為有用。就此而言，裝置ι〇〇大約 在脈衝開始時開始產生«信號且大約在脈衝結束時停止 產生振盪信號。

更特定言之’裝置1〇〇包含一用於產生第一電流(例如， 靜態偏壓電流）之積體電路（IC)1〇2、一用於產生第二電流 (例如，升壓偏壓電流）之IC 1〇4及一用於產生振盪信號2 1C 106。雖然在此貫例中將1(： 1〇2、IC 圖示為 早獨之ic，然而應理解，可將此等Ic中之任一者組態於一 或多個1C中。1C 106產生一以頻率輸入所指定之頻率進行 循環的振盪信號（例如，正弦信號）。IC 102在啟動及穩態 條件期間向1C 106提供第一電流。Ic 1〇4在啟動期間向Ic 106提供第二電流以加快振盪信號達到已定義之穩態條件 的k私已疋義之穩態條件可指定對振盪信號之頻率及/ 或振幅的穩定性要求。 圖1B說明根據本揭示案之一些態樣的用於產生振盪信號 之例不性裝置150的方塊圖。裝置15〇可為先前所論述之裝 置100的更為詳細之實施例。特定言之，裝置1 5〇包含：一 用於產生第一電流（例如，靜態偏壓電流）之電路〗52、一用 於產生第二電流（例如，升壓偏壓電流）之電路154、一輸出 121102.doc -11 - 200841582 穩態偵測器1 5 6、一頻率拓不时— 貝旱杈正早疋158、一用於產生振盪作 號之電路16〇("振蘯電路，，)及-環境溫度感應器162。電路 160產生—以—頻率進行循環的《信號，該頻率可藉由 自頻率校正單元！ 5 8接收到之頻率調譜字予以調譜。 頻率校正單元i 5 8接收—指定振盪信號之頻率或 圍的頻率輸入字，且自接收自振盤電路16〇之輸出的樣本 置測振盪信號之實際頻率。基於頻率輸入字及量測到之頻 率，頻率校正單元158產生_頻率調譜字，其對振蓋電路 160進行調譜以使得振盪信號之頻率在頻率輸入字所指定 之要求内。頻率校正單元158可在通電時、在接收到新的 頻率輸入字時，及/或在谓測到環境溫度之超過已定義之 臨：值的變化時’即_信號之頻率加以校正。頻率校 正早το 158接收來自環境溫度感應器162之溫度資訊。 電路152在啟動及穩態條件期間向振盡電路16〇提供第— 電流。升錢塵電路154在啟動期間向振i電路⑽提供第 二電流以加快振盪信號自啟動條件起達到已定義之穩態條. 件的過程。輸出穩態❹對振m電路i6G之輸出進行 取樣以在谓測器156债測到振盪信號之已定義之穩態條件 時停用電路154。由此，在振盪電路⑽之啟動期間使用電 路154伙而減少振i信號達到已定義之穩態所用的時間。 如先則所論述’已定義之穩態條件可指定對振盪信號之頻 率及/或振幅的穩定性要求。 、 一圖1C說明根據本揭示案之一些態樣的產生振盈信號之例 不性方法170的流程圖。根據方法17G，產生第—電流（例 121102.doc • 12 - 200841582 如，靜態偏壓電流）（步驟m)。此外，產生第二電流（例 如，升壓偏壓電流）（步驟174)。接著，回應第一電流及第 一電流而產生振盪信號（步驟176)。 圖2說明根據本揭示案之一些態樣的校正裝置i 5〇之例示 F生方法200的抓私圖。根據方法2〇〇，頻率校正單元Mg偵 測併入有裝置150之單元（例如，通信設備）的通電（步驟 2〇2)。接著，頻率校正單元158可接收指定振盪電路所

產生之振盪信號之頻率或頻率範圍的頻率輸入字（步驟 204)。在特定應用中，如將在下文中更詳細地論述，已定 義之頻率範圍可相對較大。料，裝置15〇之輸出頻率不 必报精確。舉例而t，所指定之頻率範圍可高達已定義之 中心頻率的百分之一。 接著，頻率杈正單元158藉由向電路152及電路I”發送 振盪器啟用信號以向振盪電路丨6 〇提供第一電流及第二電 流來啟用振盪電路16〇(步驟2〇6)。頻率校正單元US接著產 生一輸入頻率調諧字以使振盪電路16〇產生一以初始頻率 進行循環的振盪信號（步驟208)。頻率校正單元158根據振 盪電路16〇之經取樣輸出來量測振盈信號之頻率（步驟 21〇) 〇 頻率校正單元158接著狀量測到之振盪㈣頻率是否 在已定義之範圍内（步驟2 i 2 )。若頻率校正單元丨5 8判定量 測到之頻率高於已定義之範圍’則頻率校正單元158減少 頻率調諧字從而降低振盪信號之頻率（步驟2丨4)。另一方 面’若頻率校正單元判定量測到之頻率低於已定義之 ⑵ 102.doc 200841582 範圍則頻率杈正單元15 8增加頻率調諧字從而升高振盪 信號2頻率（步驟216)。在執行操作214或操作216後，頻率 杈正早元158分別經由操作21〇及操作212來執行另一頻率 量測及比較。 ^

若在操作2U中，頻率校正單元158判定量測到之振盪信 號頻率*已定義之範圍Μ，則頻率校正單元158儲存頻率 調諧字（步驟218)。頻率校正單元158接著向電路152發送一 停用振盪器信號以致使產生第一電流，從而停用振盪電路 (步驟一220)。注意’由於輸出穩態偵測器156可能已在偵測 到已定義之振盪信號穩態條件後停用電路154，因此頻率 杈正單7G158無需向電路丨54發送停用振盪器信號。 如先前所論述，當頻率校正單元158偵測到超過已定義 之臨限值的環境溫度變化或當其接收到新的頻率輸入字 時，頻率杈正單元158可執行對振盪電路16〇之頻率校正。 就此而言，頻率校正單元158接收來自環境溫度感應器162 j環境溫度資訊（步驟222)0頻率校正單元158接著判定當 前環境溫度是否已相較於與先前頻率校正相關聯的環境: 度變化了已定義之臨限值（步驟224)。若頻率校正判定環境 溫度之變化超過了臨限值，則頻率校正單元158啟用心 電路16〇(步驟228)且執行如操作21〇至操作22〇所指定之另 一校正程序。 另一方面，若頻率校正單元158判定環境溫度之變化未 超過臨限值’則頻率校正單元158判定其是否已接收到新 的頻率輸入字（步驟226)。若頻率校正單元158未接收到新 121102.doc -14- 200841582 則其可返回操作222以判定環境溫度是否

矛序頻率权正單元15 8可前瞻性地測試環境溫度變 化及/或新的頻率輸入字，或可僅僅藉由中斷操作來對其 的頻率輸入字，則戈 已變化超過臨限值。 到新的頻率輸入字， 作出反應。 圖3次明根據本揭示案之一些態樣的啟用及停用裝置1 π 之例示丨生方法3〇〇的流程圖。根據方法3，裝置^ 5〇接收 一來自外部設備之振盪器啟用信號（步驟302)。舉例而言， 外部设備可為用於藉由使用PDMA或變技術來建立 通信通道的脈衝調變設備。就此而言，使裝置15〇通電， 僅大、、々歷日守一脈衝之持縯時間。因此，脈衝之前邊緣可充 當振盪器啟用信號。 回應振盪器啟用信號，以任何次序或同時啟動電流產生 電路152及電流產生電路154(步驟304及步驟306)。電路152 及電路154之啟動致使振盪電路ι60開始產生振盪信號。如 先前所論述，電路154協助減少振盪信號達到已定義之穩 態條件所用的時間。已定義之穩態條件可基於振盪信號之 振幅及/或頻率的穩定性。舉例而言，已定義之穩態條件 可指定振盪信號之振幅穩定性不會變化百分之十五以上。 已定義之穩態條件亦可指定振盪信號之頻率穩定性不會變 化百分之一（1)以上。 輸出穩態偵測器156量測振盪電路160所產生之振盪信號 121102.doc •15· 200841582

的穩態條件（步驟308)。輸出穩態偵測器156接著判定振盪 仏唬之％悲條件是否滿足已定義之穩態條件的要求（步驟 ) '振盪彳5號之穩恶條件不滿足要求，則輸出穩態偵 測器156繼續執行操作3〇8及操作31〇，直至滿足已定義之 L〜备、件§輪出穩態偵測器156判定振盪信號之穩態條 牛足規範時，輸出穩態偵測器156停用電路154(步驟 )^此方式，僅啟用電路154以加快振盪信號達到已 疋義之穩恶條件的過程，由此在穩態振盪期間節省能量。 装置150可接著接收來自外部設備之振盪器停用信號（步 驟3 14)如先則所論述，外部設備可在脈衝結束時停用裝 置 口此，振盪器停用信號可為脈衝之後邊緣。回應 辰厂斋停用信號而停用電路152(步驟316)。停用電路Μ]之 目的在於即省功率。然而，可使用振盪之持續性來及早 關閉電路1 52，由此節省更多功率。 圖4一說明根據本揭示案之一些態樣的用於產生振盡信號 之例不性裝置4()()的示意圖。裝置彻可為先前所論述之態 樣中,任一者的詳細實施例。裝置400包含一振靈電路 412，該振盪電路412包括一與切換電容器組416及負電阻 產生器418並聯耦接的電感器414。裝置400進一步包含一 經調適以校正振盪電路412所產生之振蓋信號之頻率的頻 率校正電路410。更牲佘丄— + 寻疋5之，頻率校正電路41〇產生一數 位頻率字’該數位頻率字選擇切換電容器組416中之哪些 電容器與電感器414及負電阻產生器418並聯㈣，由此控 制振盈信號之頻率。顧座护 千鴻羊杈正電路410可包括一計數器（未 121102.doc 200841582 圖示)以對振蘯信號之週期計數從而為了調諸而量測其頻 率0 裝置400進一步包含：_直流(DC)電源4〇9、—第一可控 電流源404及一靜態DC偏壓電路4〇2。電源4〇9向第一可控 電流源404供應功帛。回應接收到啟用信號’靜態沉偏壓 電路術控制由第—可控電流源綱施加至振盪.電路412的 靜態偏壓f流°靜態偏壓電流被用來啟動並維持產生振盡 信號的振盪電路4 12。 裝置400進一步包含一升壓偏壓電路422、一輸出穩態偵 測器420、-可控放大器424及一第二可每電流源彻。電 源409向第二可控電流源4〇8供應功率。回應接收到啟用信 號，升壓偏壓電路422賦能產生一經由可控放大器424及第 二可控電流源408而施加至振盪電路412的升壓偏壓電流。 如先前所論述，升壓偏壓電路422協助減少振盪信號達到 已定義之穩態條件所用的時間。輸出穩態偵測器42〇耦接 至振盪電路412以判定振盪信號之穩態條件。當輸出穩態 偵測器420判定振盪信號之振幅、頻率或振幅與頻率兩者 滿足已定義之規範時，輸出穩態偵測器420停用可控放大 器424，以使得不再向振盪電路412施加升壓偏壓電流。 圖5說明根據本揭示案之一些態樣的例示性通信設備5〇〇 之方塊圖，該例示性通信設備500使用用於振蘆信號之一 或多個裝置作為本地振盪器（LO)。通信設備5⑽包含一接 收斋部分，該接收器部分包括一低雜訊放大器（LNA)502、 一混頻器504、——接收器本地振盪器（l〇)510、一基頻放大 121102.doc 200841582 器506及一能量偵測器508。通信設備500進一步包含一發 射口!5刀°玄發射器部分包括一基頻放大器5 2 8、一混頻 益526、一發射器LO 522及一功率放大器524。通信設備 500進一步包含一天線512及一開關514以在發射期間選擇 性地將發射器部分與接收器部分隔離。此外，通信設備 500包含一基頻單元520、一通道控制器518及一脈衝調變 器516。基頻單元52〇處理自接收器部分接收到之基頻信號 且處理基頻信號以供發射器部分發射。 脈衝調變器516耦接至揍收器LO 510以在由脈衝定義之 特定情形下啟用接收器LO從而使用分脈多重存取 (PDMA)、分脈多工（ρΕ>Μ)或其他類型之脈衝調變來建立接 收通信通道（例如，超寬頻（UWB)通信通道）。脈衝調變器 516亦麵接至發射器]LO 522以在由脈衝定義之特定情形下 啟用發射器LO從而使用pDMA、PDM或其他類型之脈衝調 變來建立發射通信通道(例如，超寬頻（UWB)通信通道）。 可同時建立發射通道與接收通道，但該等通道可能正交以 便不會相互干擾。可將超寬頻CUWB)通道定義為具有約 20%或更大之分頻寬比、具有約500 MHz或更大之頻寬、 或具有約20%或更大之分頻寬比且具有約5〇〇 mHz或更大 之頻寬的通道。分頻寬比係與設備相關聯之特定頻寬除以 5又備之中心頻率。舉例而言，根據本揭示案之設備可具有 U5 GHz之頻寬以及8.125 GHz之中心頻率，且因此其分 t 頻寬比為 1.75/8.125 或 21.5%。 通道控制器518耦接至脈衝調變器516以藉由下文中更詳 121102.doc -18- 200841582 、田娜述之脈衝㈣技術來建立接收通信通道及發射通信通 道。通=制器518轉接至開關514以將開關設定為接收模 在該模式中開關將天線512搞接至l n a 5 〇 2，或將開關 為土射模式，在该模式中開關將功率放大器524輕接 至天線512。若將通信設備5〇〇組態成諸如與ieee 或 8〇2·15相關之無線設備的無線設備’貝1i天線512充當與盔 線媒體之介面以用於無線地發射且接收來自其他無線設備 的資訊。 使用脈衝調變技術來啟用及停用發射器及接收器，可針 對通k没備5GG達成改良之功率效率。舉例而|，在發射 器不在發射且接收器不在接收期間，可以低功率或零功率 模式操作此等設備從而節省諸如電池所提供之功率的功 率。至於資料發射，舉例而言，在時間間隔内於第一時間 週期期間發射伯用一頻寬的資料，其中在第一時間間隔期 間！X射之i料發生變化以使得該變化與至少兩個時間間隔 1目關聯，且至少在時間間隔内於第二時間週期期間降低通 信設備500中之一些組件的功率消耗。 圖6A說明作為PDMA調變之實例以不同脈衝重複頻率 (PRF)定義之不同通道（通道i及通道2)。特定言之，通道卫 之脈衝具有對應於脈衝至脈衝延遲週期6〇2的脈衝重複頻 率(PRF)。與之相& ’通道2之脈衝具有對應於脈衝至脈衝 延遲週期6G4的脈衝重複頻率（pRF)。可因此使用此技術來 定義在兩個通道之間的具有相對較低之脈衝碰撞可能性的 偽正父L道特疋s之，可藉由對於脈衝使用低工作週期 121102.doc -19- 200841582 來達成較低之脈衝碰撞可能性。舉例而言，藉由恰當選擇 脈衝重複頻率（PRF)，可在不同於任何其他通道之脈衝的 時間發射一給定通道之大體上所有脈衝。通道控制器5 i 8 及脈衝位置調變器516可經組態以建立脈衝重複頻率（pRF) 調變。 對於給定通道定義之脈衝重複頻率（PRF)可視該通道所

支援之資料速率而定。舉例而言，支援極低之資料速率 (例如，約每秒數千位元或約數Kbps)的通道可使用相應之 低脈衝重複頻率（PRF)。與之相比，支援相對較高之資料 速率（例如，約每秒數百萬位元或約數Mbps)的通道可使用 相應較高之脈衝重複頻率（PRF)。 圖6B 5兒明作為pDMA調變之實例的以不同脈衝位置或偏 私疋義之不同通道（通道丨及通道2)。根據第一脈衝偏移（例 如，相對於一給定時間點，未圖示）在線6〇6所表示之時間 姑上產生通道1之脈衝。與之相比，根據第二脈衝偏移在 線_所表示之時間點上產生通道2之脈衝。已知脈衝之間 的脈衝偏移差（如箭頭61G所表示），可使用此技術來降低在 兩個通道之間發生脈衝碰撞的可能性。視對於通道所定義 之任何其他信號傳輸參數（例如，如本文中所論述）及設備 之間的時序精確度（例如，相對時脈漂移）而^，可使用不 =脈衝偏移來提供正交或偽正交的通[通道控制器518 及脈衝位置調變器516可經組態以設立位置或偏移調變。 圖6C說明以不同跳時序列所定義之不同通道（通道】及通 、。舉例而言’可根據一跳時序列在數個時間處產生通 I21102.doc -20- 200841582 道1之脈衝612，而可根據另一跳時序列在數個時間處產生 通道2之脈衝614。視所使用之具體序列及設備之間的時序 精確度而疋，可使用此技術來提供正交或偽正交的通道。 舉例而言，跳時脈衝位置可能並非週期性的從而降低相鄰 通道之重複脈衝碰撞的可能性。通道控制器5 18及脈衝位 置調變器5 16可經組態以設立跳時調變。 圖6 D說明作為P D Μ調變之實例的以不同時槽所定義之不 同通道。在特定時刻產生通道L1之脈衝。類似地，在其他 時刻產生通道L2之脈衝。以相同的方式在另外的其他時刻 處產生通道L3之脈衝。一般而言，與不同通道相關之時刻 不會一致，或可能正交從而減少或消除各種通道之間的干 擾。通道控制器5 1 8及脈衝位置調變器5丨6可經組態以設立 PDM調變。 應瞭解，可根據脈衝調變機制使用其他技術來定義通 道。舉例而言，可基於不同展頻偽隨機數序或某些其他合 適之參數來定義通道。此外，可基於兩個或兩個以上參數 之組合來定義通道。 圖7說明根據本揭示案之一些態樣的經由各種通道而相 互通信之各種超寬頻（UWB)通信設備的方塊圖。舉例而 言，UWB設備1 702正經由兩個並存的uwb通道 通道2而與UWB設備2 704通信。UWB設備7〇2正經由單一 通道3而與UWB設備3 706通信。且UWB設備3 7〇6又正經 由單一通道4而與UWB設備4 708通信。可能採用其他組 態。 121102.doc -21- 200841582 本文中所描述之此等裝詈中的杯 衣置宁的任一者可採用各種形式。 舉例而言，在一些態樣中，梦¥ 在置刁貝％於電話（例如，蜂 桌式電話）、個人貢料助理『m -s此 埋（PDA )、碩戴式耳機（例如，耳 機、聽简等）、麥克風、罄愈执供, 酉療δ又備（例如，生物測定感應 器、心率監視器、步數外 > ^致。t、EKG设備等）、生物測定感應 裔、心率監視裔、步數古十 夕数寸ΕΚ(}设備、使用者I/O設備、 手錶、遙控器、開關、燈具開關、鍵盤、滑鼠、輪胎氣壓 監視器、娛樂設備⑽，音樂或視訊設備）、t腦、銷售 點設備、助聽H、視訊轉換器或具有某種形式之無線信號 傳輸能力的設備中，或可包含電話（例如，蜂巢式電話）、 個人資料助理（”PDA”）、„式耳機（例如，耳機、聽筒、 等)。、麥克風、醫療設備(例&，生物測定感應器、心率監 視器^數口十EKG没備等）、生物測定感應器、心率監 視器、步數計、EKG設備、使用者1/〇設備、手錶、遙控 ^開關垃具開關、鍵盤、滑鼠、輪胎氣壓監視器、娛 桌λ備（例如，音樂或視訊設備）、電腦、銷售點設備、助 lu視$轉換&或具有某種形式之無線信號傳輸能力的 v又備此外，此等裝置可具有不同的功率及資料要求。在 二〜、樣中，本文中所描述之任何裝置可經調適以供低功 率應用中使用（例如’藉由使用基於脈衝之信號傳輸機制 及低工作週期模式），且可支援包括相對較高之資料速率 的夕種資料速率（例如，藉由使用高頻寬脈衝）。在一些態 樣中，本文中所描述之裝置中的任一者可實施於諸如斯_

Fl即點之存取點中或可包含諸如Wi-Fi節點之存取點。舉例 121102.doc -22- 200841582 而。°亥衣置可經由有線通信鏈路或無線通信鏈路提供對 另一網路（例如，諸如網際網路之廣域網路）之連接性。 此等裝置中之任_者可包括基於經由無線通信鏈路所發 射或接收到之信號來執行功能的各種組件。舉例而言，頭 戴式耳機可包括一傳感器，其經調適以基於經由接收器回 應於併人#本文巾所描述之態樣巾之任-者的本地振盈器 而建立之無線通信鏈路所接收到之信號來提供聽覺輸出。 、錶可^ 不a ’其經調適以基於經由接收器回應於 、有本文中所也述之態樣中之任一者的本地振盈器而建 立之無線通信鏈路所接收到之信號來提供視覺輸出。醫療 設傷可包括一感應器’其經調適以至少產生待經由發射器 回應於併入有本文中所描述之態樣中之任一者的本地振盪 =而建立之無線通信鏈路予以發射的感應信號或感應資 料0 上文’已仰述本揭示案之各種態樣。應顯而易見，本文 中之教示可體現為多種形々~ 夕料式，且本文中所揭示之任何特定 、、、口構、功能或兩者僅為代表性 奶 衣性的。基於本文中之教示，孰 白此項技術者應瞭解，本 甘a At 本文中所揭不之態樣可獨立於任何 ., 了以各種方式結合此等態樣中之兩 者或兩者以上。舉例而言， Ώ, 了使用本文中所提出之任何數 目個態樣來實施裝置或實路 略植， 飞只心方法。此外，可使用除本文中 所k出之態樣中的—或多者 樣中的一或多者的盆他^外或不為本文中所提出之態 施…p '4、功能性或結構與功能性來實 苑该裝置或貫踐該方法。作 、 作為以上一些概念的一實例，在 121102.doc -23- 200841582 -：⑽’可基於脈衝重複頻率來建 一些態樣中，可其协祕朱仏取1 ^ 在 土於脈衝位置或偏移來建立並存的通道。 在一些恶樣中，可基於跳時序 此離檨φ w mm建立並存的通道。在一 —樣中，可基於脈衝重複頻率 序列來建立並存的通道。 L 戈偏私及跳時 熟習此項技術者將理解， 去 + 使用夕種不同技術中之任一 者末表不貧訊及信號。舉例而言，可藉由電塵 磁波、磁場或磁粒子、光與 '電 =上描述中可始終引用的資料、指令、命令、ί °佗唬、位兀、符號及碼片。 熟習此項技術者將進一步瞭解，結合本文中 =描=各種說明性邏輯區塊、模組、處㈣、構件: 及决异法步驟可實施為電子硬體(例如，可使用源編 碼或某此盆他姑他工 』使用源編 兩者之二=入:，^ (為方便起見^ ^令的各種形式之程式碼或設計碼 或兩者之人 中可將其稱作”軟體"或"軟體模組”) ^由、'且口。為清晰地說明硬體與軟體之此互換性，上 功：已對各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟就其 力月b性進行大體淑务冲 、八 M ^ ^ 田述。此功能性是實施為硬體還是軟體視 特定應用及強加於整個—丄 疋疋导人體視 技術者可針對每—I 曼計約束而定。熟習此項 性 寺疋應用以不同方式實施所描述之功能 範嘴。旦不應將該等實施決定解釋為會致使偏離本揭示案之 、结 文 φ 一 不之態樣而描述的各種說明性邏輯區 121102.doc -24- 200841582 電路可貫施於積體電路（”ic 電路（"ic”）執衧。ΤΓ7 A人 或可由積體 订1C可包含經設相執 功能的通用虛理哭、 J +又甲所描逑之 、數位^號處理器（DSP)、特殊；δ ffi接 體電路（ASIC)、場可程式 寺殊應用積 ㈣設)或其他可程式化 件、光學、且养. 離散硬體組件、電組 件或其任何組合，且可執行駐留於 為微處理' 兼有的程式碼或指令。通用處理器可 處理：二但在替代實施例中，處理器可為任何習知的 備二Γ、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為 代；理 ，例如’Dsp與微處理器之組合、複數個 Μ處理器之細人、 々β , 、 之、、且口 一或多個微處理器與DSP核心之組合， 或任何其他該組態。 ’任何所揭示之過程中的步驟任何具體次序或階 曰\ 法之一實例。應理解，可基於設計偏好而重新 配置》亥等過程中之步驟的具體次序或階層，而仍保持在本 揭^之㈣内°隨附方法項以樣本次序呈現各種步驟中 之’且不意謂僅限於所呈現之具體次序或階層。 結合本文中所揭示之態樣而描述的方法或演算法之步驟 叮直接體現於硬體中、辦 、 體現於由處理器執行之軟體模組中 或體現於兩者之組合中。軟體模組(例如，包括可執行指 令及相關資料）及其他資料可駐留於諸如遍記憶體、快 門。己隐體、R〇Me憶體、EPR〇]VU6憶體、EEpR〇M記憶 體、暫存器、硬碟、抽取式碟' CD-ROM或此項技術中已 知之任何其他形式之電腦可讀健存媒體的資料記憶體中。 121102.doc -25- 200841582 樣本儲存媒體可輕接至諸如 目备 (例如）電腦/處理器（為方僮耜 :广文中可將其稱作”處理器”)的機器以使處理心 储存媒體讀取資訊（例如，程式瑪）及將 碼:寫入至儲存媒體。樣本儲存媒體可整合於處理器； 理态及儲存媒體可駐留於ASie中。 ^ , ^ ASIC可駐留於使用者 汉備中。在替代實施例中，處 々从 处里。σ及儲存媒體可作為離散 、、且件駐留於使用者設備中。此外， ί 隹些恶樣中，任何合

ι之電腦程式產品可包含電腦可讀媒體，該電腦可讀媒體 包：與本揭示案之態樣中之一或多者相關的程式碼。在一 些態樣中，電腦程式產品可包含封裝材料。 雖然已結合各種態樣描述本發明，然而應理解，能夠對 本發明進行另外的修改。此申請案意欲涵蓋對本發明之任 :改變、使用或調適，該等改變、使用或調適大體遵循本 么月之原理且包括對本揭示案之在本發明所屬技術中之已 知及習慣做法的範圍内的該等偏離。 【圖式簡單說明】 圖1Α说明根據本揭示案之一些態樣的用於產生振盪信號 之例示性裝置的方塊圖； 圖1B說明根據本揭示案之一些態樣的用於產生振盪信號 之例示性裝置的方塊圖； 圖1C說明根據本揭示案之一些態樣的產生振盪信號之例 示性方法的流程圖； 圖2說明根據本揭示案之一些態樣的校正用於產生振盪 k號之裝置之例示性方法的流程圖； 121102.doc ,26- 200841582 圖3說明根據本揭示案之一些態樣的啟用及停用用於產 生振盈信號之裝置之例示性方法的流程圖； 圖4說明根據本揭示案之一些態樣的用於產生振盪信號 之例示性裝置的示意圖； 圖5說明根據本揭示案之一些態樣的例示性通信設備之 方塊不意圖； 圖6A至圖6D說明根據本揭示案之一些態樣的各種脈衝 調變技術之時序圖；且

圖7说明根據本揭示案之一些態樣的經由各種通道而相 互通信之各種通信設備的方塊圖。 【主要元件符號說明】 裝置 用於產生第一電流之積體電路（IC) 用於產生第二電流之積體電路（IC) 用於產生振盪信號之積體電路（JC) 裝置 電流產生電路/用於產生第一電流之電路 電流產生電路/用於產生第二電流之電路 輸出穩態偵測器 頻率校正單元 振盪電路 環境溫度感應器 方法 步驟 100 102 104 106 150 152 154 156 158 160 162 170 172 121102.doc -27- 200841582 174 步驟 176 步驟 200 方法 202 步驟 204 步驟 206 步驟 208 步驟 210 步驟/操作 212 步驟/操作 214 步驟/操作 216 步驟/操作 218 步驟 220 步驟/操作 222 步驟/操作 224 步驟 226 步驟 228 步驟 300 方法 302 步驟 304 步驟 306 步驟 308 步驟/操作 310 步驟/操作 312 步驟 121102.doc -28- 200841582 314 步驟 316 步驟 400 裝置 402 靜悲直流偏壓電路 404 第一可控電流源 408 第二可控電流源 409 電源 410 頻率校正電路 412 振盪電路 414 電感器 416 切換電容器組 418 負電阻產生器 420 輸出穩態偵測器 422 升壓偏壓電路. 424 可控放大器 500 通信設備 502 低雜訊放大器（LNA) 504 混頻器 506 基頻放大器 508 能量偵測器 510 接收器本地振盪器（LO) 512 天線 514 開關 516 脈衝調變器/脈衝位置調變器 12I102.doc 29- 200841582

518 520 522 524 526 528 602 604 606 608 610 612 614 702 704 706 708 LI L2 L3 通道控制器 基頻單元 發射器本地振盪器 功率放大器 混頻器 基頻放大器 脈衝至脈衝延遲週期 脈衝至脈衝延遲週期 線 線 箭頭 脈衝 脈衝 超寬頻設備1 超寬頻設備2 超寬頻設備3 超寬頻設備4 通道 通道 通道 121102.doc -30-

Claims (1)

1. 200841582 十、申請專利範圍： 1 · 一種用於產生一振盪信號之裝置，其包含： 一第一電路，其用以產生一振盪信號； 一第二電路，其用以向該第一電路供應一第一電流；及 一第三電路，其用以向該第一電路供應一第二電流， 其中該第一電流及該第二電流經調適以減少該振盪信號 達到一已定義之穩態條件所用的一持續時間。

   2.如請求項丨之裝置，其中該第一電路包含： 一儲能電路；及 一耦接至該儲能電路之負電阻產生器。 3 ·如明求項2之裝置，其中該儲能電路包含： 一電感性設備；及 耦接之電容性設備。 該電容性設備包含一 可程式化 與该電感性設備並聯 4·如請求項3之裝置，其中 切換電容器組。 5.::求項1之裝置，其進-步包含-穩態備測器，言 =器經調適以回應侦測到該振盈信號之該已定4 恶條件而停用該第 ^路，使其不向该第一電路$ 4弟一電流。 6·如請求項1之裝置，苴Φ兮口 —產 《处 八中忒已疋義之穩悲條件係基方 、；σ號之一振幅穩定性。 7.如請求項6之梦眘， 振蘯信味/該已定義之穩態條件係基方 a 。〜之叆振幅不會變化百分之十五以上。 8 ·如請求項1 f | # ^ 八中該已定義之穩態條件係基龙 121102.doc 振盡^號之-頻率穩定性。 9.如請求項8之裝置，其中續已* 振逢信號之該^之穩態條件係基於該 次用手不會變化百分 — 1〇·如請求項丨之步 （）以上。 π 1之裝置，其進一步 一 頻率校正單元你1 $ 5頻率校正單元，該 早兀經_適以對該筮_ 振盪信號在一已定羞夕J。、路進行調諧以使得該 主 義之頻率範圍内循環。 11·如㉟求項10之裝置，苴 、 定義之中、、％ i ’、 k已定義之頻率範圍等於一已 疋我之中心頻率的百分之一⑴。 12·如請求項10之裝置，其中該㈣ 一 裝置通雷β士 ^ ^、…杈正單凡經調適以在該 表置通電日守、在偵測到 溫度變化時，或在接收到用;^義之"限值的環境 字時，即對”： 一電路之一新的頻率 Ρ對該弟一電路進行調諧。 13·如請求項〗之裝置， m 步包含一收發器，該收發哭 回應於該振盪信號而建立愈 ^ 信通道。 /、另一裝置之至少一超寬頻通 如請求項13之裝置， 更大之一分頻寬比、 或具有約20%或更大 更大之一頻寬。

   其中每一超寬頻通道具有約2〇%或 具有約500 MHz或更大之一頻寬、 之分頻寬比且具有約500 MHz或 15, —種產生一振盪信號之方法，其包含： 產生一第一電流； 產生一第二電流；及 回：4第一電流及該第二電流而產生一振盪信號，其 中该弟二電流減少該振盡信號達到—已定義之穩態條件 121102.doc 200841582 所用的一持續時間。 16 ·如請求項15之士 ^ , )之方法，其中由以下各物來完成該振盪信號 之產生： ~ 一儲能電路；及 寿禺接至該儲能電路之負電阻產生器。 17. 如明求項16之方法，其中該儲能電路包含： 一電感性設備；及

   一與該電感性設備並聯耦接之電容性設備。 18. 如請求項17之士、+ ^ Λ 之方法，其中該電容性設備包含一可程式化 切換電容器組。 19 ·如晴求項15之方法盆淮 > ^ ^ 万去其進一步包含回應偵測到該振盪信 號之遠已疋義之穩態條件而停用該第二電流之該產生。 20.如请求項15之方法，盆中兮 ^ 凌，、中忒已疋義之穩態條件係基於該 振I“號之一振幅穩定性。 21·如請求項20之方法，苴中兮… ^ ，、中忒已疋義之穩態條件係基於該 振盪信號之該振幅不會變化百分之十五以上。 22_如請求項15之方法，直 /、甲Θ已疋義之穩態條件係基於該 振盪信號之一頻率穩定性。 23·如請求項22之方法，苴中誃 ’、μ 疋義之穩態條件係基於該 振盪信號之該頻率不會變化百分之一（！）以上。 24·如請求項15之方法，並進一 ^ 。 ^ ^ ^法 八 V包含校正該振盪信號以使 其在一已疋義之頻率範圍内循環。 25·如請求項24之方法，1中兮八 ^ ’、 μ匕疋義之頻率範圍等於一已 疋義之中心頻率的百分之一（ I21102.doc 200841582 26·如請求項24之方法，盆由 一 其中回應偵測到通電、回應偵測到 -高於-已定義之臨限值的環境溫度變化或回應接收到 -新的頻率字而執行對該振盪信號之校正。 27·如請求項15之方法， /、 乂 ^含使用該振盪信號來建 立至少一超寬頻通信通道。 28.如請求項27之方法，甘士 > 法/、中母一超寬頻通道具有約2〇〇/〇或 更大之一分頻寬比、具有約500 MHz或更大之一頻寬、

   或具有約鳩或更大之—分頻寬比且具有約500 MHz或 更大之一頻寬。 29· —種用於產生一振盪信號之裝置，其包含： 用於產生一振盪信號之構件； 用於向該振盪信號產生構件供應一第一電流之構件；及 用於向該振盪信號產生構件供應一第二電流之構件， 其中該第一電流及該第二電流經調適以減少該振盪信號 達到一已定義之穩態條件所用的一持續時間。 30·如請求項29之裝置，其中該振盪信號產生構件包含： 一儲能電路；及 一耦接至該儲能電路之負電阻產生器。 31·如請求項30之裝置，其中該儲能電路包含： 一電感性設備；及 一與該電感性設備並聯耦接之電容性設備。 32·如請求項31之裝置，其中該電容性設備包含—可程式化 切換電容器組。 33·如請求項29之裝置，其進一步包含用於回應偵測到該振 121102.doc 200841582 δ亥弟^一電流供應構 穩態條件係基於該 盪信號之該已定義之穩態條件而停用 件使其不供應該第二電流的構件。 34·如請求項μ之裝置，其中該已定義之 振盈k號之一振幅穩定性。 月：項34之裝置，其中該已定義之穩態條件係基於該 振盪信號之該振幅不會變化百分之十五以上。 36·如。月求項29之裝置，盆中讀ρ令 衣直，、τ β已疋義之穩態條件係基於該

   振盡信號之一頻率穩定性。 37·如請項36之裝置，其中該已定義之穩態條件係基於該 振盪信號之該頻率不會變化百分之一以上。 38·如明求項29之裝置，其進一步包含用於對該振盪信號產 生構件進行校正以使該振盪信號在一已定義之頻率範圍 内循環的構件。 如明求項3 8之裝置，其中該已定義之頻率範圍等於一已 又義之中心頻率的百分之一。 40·如睛求項38之裝置，其中該校正構件經調適以在該裝置 通電時、在债測到一高於一已定義之臨限值的環境溫度 變化時，或在接收到用於該振盪信號產生構件之一新的 頻率字時’即對該振盪信號產生構件進行校正。 明求項29之裝置，其進一步包含用於使用該振盪信號 來建立與另一裝置之至少一超寬頻通信通道的構件。 明求項4 1之裝置’其中每一超寬頻通道具有約20%或 更大之一分頻寬比、具有約500 MHz或更大之一頻寬、 或具有約20%或更大之一分頻寬比且具有約500 MHz或 121102.doc 200841582 更大之一頻寬。 43· —種用於產生一振盪信號之電腦程式產品，其包含·· 一包含程式碼之電腦可讀媒體，該等程式碼可由至少 一電腦執行以： 產生一振盪信號； 供應一第一電流以製造該振盪信號之該產生；及 供應一第二電流以減少該振盪信號達到一已定義之

   穩態條件所用的一持續時間。 44· 一種基於距離執行一操作的頭戴式耳機，其包含： 一第一電路，其用以產生一振盪信號； 一第二電路，其用以向該第一電路供應一第一電流； 一第三電路，其用以向該第一電路供應一第二電流， 其中忒第一電流及該第二電流經調適以減少該振盪信號 達到一已定義之穩態條件所用的一持續時間； 一傳感器，其經調適以產生至少一音訊信號；及 一發射器，錢調適以將該至少_音訊信號與該振盪 信號相結合且發射該經結合之信號。 45· —種基於距離執行一操作的手錶，其包含 一第一電路，其用以產生一振盪信號； 一=二電路，其用以向該第—電路供應一第一電流； 一第三電路，其用以向該第—電路供應一第二電流， 其中該第-電流及該第二電流經調適以減少該振盪信號 達到-已^義之穩態條件所用的—持續時間； 一接收器，其經調適以將一 傳入信號與該振盪信號相 121!02.doc • 6 - 200841582 結合；及 一顯不器，其經調適以基於該經結 視覺輸出。 之4旎而提供一 46. -種基於距離執行一操作的醫療設備，其包含. 第一電路’其用以產生-振盪信號； 二電路，其用以向該第一電路供應1 . 一弟，電路’其用以向該第-電路供應—第二電：’ 中，弟—電流及該第二電流經調適以減少該振盪，號 達到=已定義之穩態條件所用的一持續時間； 感應器’其經調適以產生至少一感應信號；及 發射器，其經調適以將該至少一感應信號與該振盪 仏遽相結合且在一無線通信鏈路上發射該經結合之仏 號0

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