TWI399904B - 用於與射頻操作相容之有效電源供應調節之系統及方法 - Google Patents
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Description
本發明大體而言係關於用於電源供應之調節之方法及系統,且更特定言之係關於用於在一射頻環境中電源供應之有效調節之方法及系統。
在行動裝領域裏兩個趨勢本身已日益明顯:對日益小型化裝置之需求及對更多及更廣程度之功能的需求。不幸地是,此等要求經常彼此對立,且在此等行動裝置之設計及建構中產生許多緊張狀態。此等緊張狀態之一者為必須在此等行動裝置所使用之電源與頻繁地為行動裝置提供通信能力之射頻(RF)收發器之功能之間達成平衡。
由於切換調節器通常比線性調節器消耗較少電源,因此切換調節器一般為考慮電源應用之較佳解決方案。通常,使用切換調節器來調節行動裝置之數位邏輯之電源,而使用線性電源供應來調節該行動裝置之RF電路之電源。
然而,此等切換調節器之切換活動產生RF輻射,其可藉由產生影響該裝置所接收及所傳輸之RF信號之RF雜訊而干擾此等行動裝置之RF電路。
因此,存在對可用以結合行動裝置使用有效電源調節器,而其中電源調節將不會干擾該行動裝置之RF功能之方法及系統的需求。
本發明包括調節供應至一行動裝置之電源以降低併入RF及數位功能兩者之系統中之射頻(RF)干擾。本發明可結合利用一切換電源調節器及一非切換電源調節器以向數位邏輯提供經調節之電源。在RF活動期間可停用該數位邏輯及切換調節器以顯著降低來自該數位電路及該切換調節器之干擾。在此待用期間可藉由使用非切換電源調節器提供所要之洩漏電流至該數位電路以維持狀態來維持該數位電路之狀態。在RF事件(例如發送或接收資料)結束後,可啟動該切換調節器且數位處理繼續使用該數位邏輯而沒有丟失任何連續性。
在一實施例中,數位邏輯可被操作並自一切換電源調節器接收電源。當操作該RF電路時,該數位邏輯及該切換電源調節器不活動。當該數位邏輯不活動時,其自一第二電源調節器接收電源。
在又一實施例中,其中該數位邏輯活動之週期與一信號處理時槽一致且該RF電路活動時之週期與一RF時槽一致。
在一實施例中,用於一射頻(RF)環境中之一積體電路包含數位電路、耦接至該數位電路之RF電路、耦接至該數位電路之一切換電源調節器、耦接至該數位電路之一非切換電源調節器、可操作以啟動或停用數位電路且啟動或停用RF電路之控制邏輯,且其中在一信號處理週期期間,該數位電路自該切換調節器接收電源,而在一RF活動週期期間,該數位電路不活動且該數位電路自該非切換調節器接收電源。
在另一實施例中,該信號處理週期大體上排除一RF時槽而RF活動之週期大體上與一RF時槽一致。
在又一實施例中,該信號處理週期及該RF活動週期大體上與一訊框中之時槽一致,其中該訊框包含一組八個時槽。
在又一實施例中,該等八個時槽包含四個接收時槽、兩個閒置時槽、一個傳輸時槽及一個監視時槽,且第一時間週期大體上與一閒置時槽或一監視時槽一致,而第二時間週期大體上與一接收時槽或一傳輸時槽一致。
在另一實施例中,在一RF時槽之前或期間的某些點處禁用第一電源調節器。
在其它實施例中,一種用於在一使用射頻(RF)電路之系統中進行有效電源調節的方法包含:在一第一時間週期期間操作數位電路,其中該數位電路在該第一時間週期期間自一第一電源調節器接收電源;在一第二時間週期期間操作該RF電路,其中該數位電路在該第二週期期間不活動,該數位電路在該第二時間週期期間自一第二電源調節器接收電源,且該第一電源調節器在該第二時間週期期間不活動。
在一其它實施例中,該RF電路及該數位電路在一單一電路分區上。
在又一其它實施例中,該單一電路分區包含一積體電路(IC)。
在又一其它實施例中,該第一電源調節器包含一切換調節器。
在一實施例中,該系統包含一分時多工存取系統。
在另一實施例中,該第一時間週期大體上排除一RF時槽。
在又一其它實施例中,該第二時間週期大體上與一RF時槽一致。
在又一實施例中,切換發生在數位電路與RF電路之間。
在另一實施例中,該第一時間週期及該第二時間週期大體上與一訊框中之時槽一致,其中該訊框包含一組八個時槽且其中該等八個時槽包含四個接收時槽、兩個閒置時槽、一個傳輸時槽及一個監視時槽,且該第一時間週期大體上與一閒置時槽或一監視時槽一致,且該第二時間週期大體上與一接收時槽或一傳輸時槽一致。
在一實施例中,該第一電源調節器在一RF時槽之前或期間被禁用。
參看說明於附圖中且詳述於以下描述中的非限制性實施例更全面說明本發明及其各種特徵及有利細節。省略熟知之起始材料、處理技術、組件及設備以不在細節上不必要地使本發明之特徵模糊。然而應瞭解,雖然給出本發明之較佳實施例,但詳細描述及特定實例僅作為說明而非作為限制而給出。在閱讀該說明書後,根據此揭示內容的各種替代、修改、添加及重新配置對彼等熟習此項技術者將顯而易見而不會脫離所附申請專利範圍之範疇。
現描述用於在一裝置(例如諸如蜂巢式電話的行動裝置)中提供電源供應調節的高度有效之系統及方法,該裝置併入射頻(RF)與數位電路兩者,該系統及方法將使與此等系統之RF部分之間的干擾最小化。此等系統及方法可結合利用一切換電源調節器及一線性電源調節器來向此等RF及數位部分供應經調節之電源。可在RF活動期間停用該數位邏輯及切換調節器以便顯著降低來自該數位電路及該切換調節器兩者之干擾。在此待用週期期間可藉由使用線性供應來維持數位電路之狀態,該線性供應可向該數位電路供應洩漏電流以維持狀態。在一實施例中,在RF事件結束(或有些重疊)後,可啟動該切換調節器且數位處理繼續使用該數位電路而沒有丟失連續性。
為能夠正確提供電源至行動裝置之數位電路,在大多數情形中,行動裝置之電池所提供的操作供應電壓須經下調,以符合該裝置之數位處理線所要求之操作供應電壓。舉例而言,電池通常可由全充電狀態之5 v變化至全放電狀態之3 v,而在18 μ之數位處理線寬度中,最大供應電壓為1.8 v+10%。此電源供應電壓調節常由線性調節器或切換調節器來執行。
線性調節器藉由施加在電池與傳輸電晶體裝置上之核心電壓間之電壓差來操作。來自該電池之電流與數位核心消耗之電流相同,導致電池之電源耗散(Vbat*Iload)。
切換調節器可藉由切換Vb a t
與接地(GND)之間一電感器來操作。歸因於該電感器之性質,一些供應電流係自GND供應。理想上,自Vb a t
耗散之平均電源等於耗散於負載電路中之電源,意即Vl o a d
*Il o a d
。實務上,切換調節器並不完美,因此其效率η導致自電池耗散的電源等於(Vb a t
*Il o a d
)/η。對於一般實施而言,η可由.85變化至.9。結果,自電池汲取之平均電流為(Vl o a d
*Il o a d
)/(Vb a t
*η)。因此,對於其中Vl o a d
為1.8 v且Vb a t
在3至5 v範圍內的典型應用而言,可看出自電池汲取之電源顯著小於ll o a d
,從而使電池壽命最大化。可想像,此等切換調節器通常為考慮電源之應用的較佳解決方案。
然而,此等切換調節器之切換活動產生RF輻射,此RF輻射可藉由產生影響此等行動裝置接收及傳輸之RF信號的RF雜訊而干擾該等行動裝置之RF電路。
在當前行動裝置應用中,使用多腔設計來提供數位邏輯與RF電路間的隔離。在行動裝置中,如今負責該裝置之數位處理的數位核心位於一基頻積體電路上,該積體電路位於與RF電路隔開的腔內。切換調節器可與該基頻積體電路位於相同腔中,或位於與RF電路隔開的另一腔中。此多腔系統工作以屏蔽敏感的RF電路不受切換調節器之雜訊以及數位基頻電路之雜訊的影響。
然而,對雜訊問題的此多腔解決方案與藉由(例如)將數位基頻功能、類比功能及RF收發器整合於相同單體積體電路上來降低行動裝置之大小及成本之需求不相容。因此,存在對可結合使用其中電源調節將不干擾行動裝置之RF功能的單晶片行動裝置之有效電源調節器之方法及系統的需求。
現轉向圖1,其為描述用於提供能降低對行動裝置之RF部分干擾的電源供應調節之系統的一實施例。行動裝置230可為接收或傳輸RF通信且包括任何數位處理能力之任何行動裝置。為此實例之目的,行動裝置230係一蜂巢式電話。為實施此功能,行動裝置230在電路分區290上含有數位邏輯或電路220、RF電路240、天線242、時脈/控制邏輯210、切換調節器260及非切換(例如線性)調節器270。切換調節器260及線性調節器270平行耦接至電池280且兩者皆可操作以供應電流至數位邏輯220。切換調節器260可為電感或電容DC-DC切換調節器,或此項技術中熟知的適用於行動裝置應用的任一其它類型之切換調節器。非切換調節器270可為一線性調節器,或此項技術中熟知的適用於行動裝置應用的任一其它類型之非切換調節器(注意,雖然在描述之實施例中切換調節器260及線性調節器270位於電路分區290中,但在其它實施例中其可不位於電路分區290中)。在某些情形中,線性調節器270亦將供應電流至RF電路240,但其它配置亦有可能。舉例而言,RF電路240可由另一線性調節器(未圖示)來供應電流,因為RF電路240可具有一不同於線性調節器270之電流輸出的電流要求的電流。
如一般熟習此項技術者所知,電路分區290可構成多種基板、載體或封裝配置。作為說明,電路分區290可為一電路分區且可按需要包含積體電路(IC)、半導體晶粒、薄膜基板、厚膜基板、單一基板上之絕緣部分、電路板部分、模組、多晶片模組(MCM)及其類似者。在一特定實施例中,數位邏輯220及RF電路240可置於單個電路分區290(包括一積體電路)上。
此項技術中已熟知,在行動裝置230運作期間,可自數位邏輯220接收資料並由RF電路240將其經由天線242傳輸。同理,RF電路240可在天線242處接收資料並將其通信傳輸至數位邏輯220用於處理。另外,數位邏輯220可執行與RF電路240所接收或所傳輸之訊息無關的處理任務。時脈/控制邏輯210可控制電路分區290之組件的運作,並向電路分區290的諸如數位邏輯220之使用時脈之組件提供時脈信號。
如上文詳述,由於數位邏輯220及RF電路240兩者位置緊密接近,因此需要數位邏輯220及RF電路240不同時活動,因為數位邏輯220可產生不利於RF電路240之效能的干擾。因此,當RF電路240活動時,數位邏輯220可不活動,而反之亦然。不活動可由部分在RF電路240運作期間斷電(例如關閉)、禁用或阻止與數位邏輯220相關聯的電路組成。然而,數位邏輯部分220內某些電路仍可活動。吾人可根據實際情況或需求來儘量停用、關閉、禁用或阻止數位邏輯220以將干擾降低至一可接受位水平。
為同樣的理由,需要切換調節器260在RF電路240活動時不活動,因為切換調節器260之切換活動亦產生可干擾RF電路240之運作的RF輻射。另一方面,使用切換調節器260來供應盡可能多的電流至數位邏輯220以延長電池280之壽命具有優勢,因為切換調節器260比線性調節器270有效得多。結果,在一實施例中,當數位邏輯220活動時,其係由切換調節器260供應電流。
然而,為維持數位邏輯220處理資料的連續性,應在RF電路240活動期間數位邏輯220不活動時維持數位邏輯之狀態。在數位邏輯220不活動之此等週期期間,電流可由線性調節器270供應至數位邏輯220以保持數位邏輯220之狀態。在一實施例中,當數位邏輯220不活動時,數位邏輯220可僅使用包含數位邏輯220的各個閘極之洩漏電流來維持狀態。此電流要求比之數位邏輯220在活動時的電流消耗相對較小,因此數位邏輯220不活動之週期期間耗散的電源相對較小。
藉由在數位邏輯220活動時使用切換調節器260而在數位邏輯220不活動時使用線性調節器270來交替地供應電流至數位邏輯220,可達成有效供應調節之益處,其與來自線性調節器270之較低RF干擾的益處相當。舉例而言,若數位邏輯220活動時消耗200 mA,而不活動時消耗1 mA洩漏電流,且若假定數位邏輯220在25%之時間內活動,電池280電壓為5.5 v,切換調節器260為85%有效且核心電壓為1.2 v,則自切換調節器260的平均電流消耗可能為來自電池280的.75*1 mA+.25*(1.2*200 mA/5.5)/.85=13.58 mA。自線性調節器來看,相同情形之平均電流消耗可能為電池280的.75*1 mA+.25*200 mA=50.75 mA。
可見,使用上文相對於此實例描述之實施例,自電池280汲取之電流比之其中僅由線性調節器270為數位邏輯220及RF電路240供應電流之情形低73%。甚至在其中電池電壓降至3 v之情形中,切換調節器260自電池280汲取之平均電流為24.28 ma,比使用線性調節器270之比較情形之電流少52.16%。比之僅使用線性調節器270來供應電流至系統,此電源耗用之降低直接轉換成所描述系統之實施例的電池壽命之增加。
返回圖1,可以多種方式達成數位邏輯220之電流源間的轉換。在一實施例中,線性調節器270及切換調節器260可由時脈/控制邏輯210來啟動與停用,時脈/控制邏輯210調節RF電路240及數位邏輯220的活動。因此,當時脈/控制邏輯210開始一RF活動窗口時,停止數位邏輯220之時脈,停用切換調節器260且同時啟動線性調節器270。反之,當關閉RF活動窗口時,啟動切換調節器260,停用線性調節器270,恢復至數位邏輯220之時脈且使用數位邏輯220之數位處理窗口由時脈/控制邏輯210開始。
在另一實施例中,切換調節器260經設定以將負載電壓調節至稍高於線性調節器270可提供的值。結果,時脈/控制邏輯210僅需啟動或停用線性調節器270。當起始一數位活動窗口時,啟動切換調節器260且給數位邏輯220之經調節之電壓被拉至一高於僅由線性調節器270所維持之值,停用線性調節器270。隨後開始數位邏輯220之時脈。同樣,當時脈/控制邏輯210起始一RF活動窗口時,時脈/控制邏輯210停用切換調節器260且至數位邏輯220之時脈停止。數位邏輯220之洩漏電流隨後將逐漸耗散電壓直至線性調節器270可接替。
如具有本發明之描述的益處之一般熟習此項技術者所瞭解,根據本發明之方法及系統可以多種靈活方式加以應用且可應用於眾多通信系統中。一般而言,吾人可將根據本發明之新穎概念用於分時多工(TDM)通信系統中。分時多工存取(TDMA)系統為TDM通信系統的一實例。(GSM及GPRS系統、TDMA系統構成其它TDM通信系統。)此外,吾人可容易地按需要配置根據本發明之通信裝置以根據多種通信協定、頻道及頻帶(例如GSM、PCS及DCS)運作。
特定言之,可結合其中當數位電路不活動時RF電路運作的系統或裝置之時域隔離性質來實施本發明之系統及方法,且反之亦然,如Navdeep S.Sooch及G.Tyson Tuttle 2003年4月29日申請的題為「Highly Integrated Radio-Frequency Apparatus and Associated Methods」的美國專利申請案第10/426,042號中所描述,該申請案為所有目的而以引用的方式整體併入本文中。結果,數位切換雜訊及相關諧波內容或與切換調節器260相關之雜訊均不明顯地干擾RF電路240之效能,且反之亦然。為提供RF電路240及數位電路220包含於相同或單一電路分區290(例如,IC或晶粒)中,根據本發明之說明性實施例可使用一或多個儲存設備來允許資料儲存於時域隔離系統中之數位處理週期與RF週期之間。
圖2說明發生於具有時域隔離之通用通信系統中的一組事件。廣泛言之,兩個交替事件發生於此系統中:RF接收或傳輸,及信號處理。換言之,該系統在時間中排列RF接收或傳輸活動及數位活動以避免或降低RF電路240與數位電路220之間的干擾。
參看圖2,根據本發明之例示性實施例之具有時域隔離的通信系統或裝置使用複數個RF時槽105A、105B、105C等。此等系統或裝置亦使用複數個信號處理時槽110A、110B等(應瞭解,此情形中信號處理通常係指數位電路之任一活動)。在RF時槽105A至105C期間,系統或裝置(例如該系統或裝置中的RF前端)可接收RF信號(自一傳輸器或收發器)或傳輸RF信號(至一接收器或收發器),處理所接收之信號,並將結果儲存於諸如緩衝器226的一或多個儲存設備中。隨後,在信號處理時槽110A至110B期間,該系統或裝置(例如該系統或裝置中之信號處理電路)可對所儲存之結果執行信號處理任務。(然而注意,如下文所描述,該RF電路及該數位電路之操作可重疊一些量。)
或者,在RF時槽105A至105C期間,該系統或裝置可傳輸RF信號(至一接收器或收發器)。在此運作模式中,於信號處理110A至110B期間,該系統或裝置(例如,該系統或裝置中的信號處理電路)對輸入資料(例如語音、資料)執行信號處理任務,且可將結果儲存於一或多個儲存設備中。隨後,在RF時槽105A至105C期間,該系統或裝置(例如,該裝置或系統之RF電路)可處理傳輸信號且對所儲存之結果執行RF操作(例如,增頻變換)並傳輸RF信號。
請注意在信號處理時槽110A至110B期間執行之信號處理任務可構成RF通信裝置中的核心信號處理功能。此等任務之實例包括調變、解調變、編碼、解碼等等。
視特定協定、架構及所用電路而定,系統或裝置可根據需要同時接收並傳輸。然而更常見的是,系統在RF時槽105A至105C之任一者期間既不傳輸信號亦不接收信號,或叢發。舉例而言,諸如符合GSM規格之行動電話之GSM相容的系統或裝置在RF時槽105A至105C期間的一或多個叢發活動中,接收或傳輸RF信號。
請注意,RF時槽105A至105C可根據需要具有相同或不同持續時間。一般而言,RF時槽105A至105C可具有不等之長度,以根據需要容納多種電路、系統、協定及規格。視特定通信協定或所用之技術而定,RF時槽105A至105C之每一者可包括數個其它時槽或一訊框。舉例而言,在GSM應用中,如上文所描述,每一RF時槽可包括一訊框,該訊框又包括各種活動之時槽,諸如RF接收、RF傳輸、監視、閒置時槽等等。
同樣地,信號處理時槽110A至110B可根據需要具有類似或不同之持續時間。一般而言,信號處理時槽可具有不等的長度,以容納多種信號處理裝置、電路、算法及處理技術。視所用之特定通信協定及/或信號處理技術及特定電路及技術而定,信號處理時槽110A至110B之每一者可包括數個其它時槽或時間劃分。舉例而言,一信號處理時槽可包括數個時槽,其在該等一或多個時槽期間,有部分或特定電路是活動的或正在處理信號。
此外,吾人可根據需要以串連或複用方式(例如藉由共用硬體執行多個任務),以並聯方式(例如藉由使用專用於每一信號處理任務的硬體)或以兩種技術之組合來執行信號處理任務。具有本發明描述的益處的一般熟習此項技術者瞭解,信號處理硬體、韌體及軟體的選擇取決於給定所要實施例之設計及效能規格。
具有本發明之描述的益處之一般熟習此項技術者瞭解,為建構根據本發明的具有時域隔離之通信系統或裝置,吾人可以多種方式來啟動、停用或在RF電路及數位(信號處理)電路間切換。舉例而言,在信號處理時槽開始前,吾人可藉由將其斷電、禁用或阻止其操作或其電路來停用RF電路。當信號處理時槽結束時,吾人可根據需要啟動或加電(且適當地固定並校正)RF電路以進行接收及/或傳輸。
作為另一實例,吾人可藉由禁用或阻止信號處理電路中之時脈信號或信號來停用信號處理電路(例如在一RF時槽開始之前)。更具體言之,藉由使用靜態金屬氧化物半導體(MOS)電路,吾人可關閉信號處理電路中之時脈信號或信號而不丟失存在於彼電路中之資料。從而,信號處理電路可在RF電路運作時保存其中之資料。在RF電路已停用(例如一RF時槽已結束)時,吾人隨即可藉由維持時脈信號或信號來啟動信號處理電路以開始或繼續資料處理。
圖3A描述用於一利用GPRS等級12應用之系統中的時域隔離之實施例。圖3A展示在典型GPRS等級12應用中一GPRS資料訊框305的一實例。訊框305包括對應於資料叢發的8個時槽:四個接收時槽302、304、306、308、一個傳輸時槽310及三個閒置時槽312、314、316。可注意到此處所展示之各種時槽之位置係為例示性目的。包含本文中之觀念將等同地應用於接收、傳輸及閒置時槽(具有監視功能)的任一其它配置,且與包括任何高達GPRS等級12之任何GPRS系統之任一TDMA系統及可能定義或使用的任何其它未來TDMA系統相容。
如圖3A中所示,RF時槽105A、105B、105C、105D及105E可分別與例示性GPRS訊框305之傳輸時槽310及接收時槽302、304、306、308一致。信號處理時槽110A、110B及110C發生於閒置時槽312、314及316期間。因此,在RF時槽105A至105E期間,行動裝置230之RF電路240亦可活動,而在信號處理時槽(110A、110B、110C)期間,數位邏輯220可活動。
在圖3A之例示性GPRS訊框305期間的某個點處,可發生監視基地台信號強度之功能。此監視功能係一RF活動,且因此可認為係一種形式之「RF時槽」。此監視功能可發生於閒置時槽312、314及316之任一者期間(例如在彼等時槽之任一者期間或覆蓋彼等時槽之一或多者)的任一時刻,或發生於GPRS或其它適用標準所指定的任一其它時刻。在該RF監視功能期間,停用數位信號處理。
圖3B說明具有例示性監視活動的圖3A之例示性GPRS訊框305的一實施例,該等例示性監視活動可發生於(例如)如圖4B中所示之監視時槽120及122之一者中、兩者中或不發生於其中。與其它RF時槽(在此實施例中為時槽105A至105E)一樣,線性調節器270在發生監視時(例如在監視時槽週期120及/或122期間)活動以提供電流至數位邏輯220。從而,在其間發生監視之時間週期120及/或122期間不發生信號處理,且因此切換電源供應不活動。
圖4說明在用於一行動裝置的本發明之系統及方法一實施例中使用線性調節器及切換調節器,該行動裝置結合如圖3A中所描述之GPRS等級12應用利用時域隔離,包括與線性調節器270相關聯之時序圖1270及與切換調節器260相關聯之時序圖1260。時脈/控制邏輯210可包含負責時槽105A、105B、105C、105D、105E、110A、110B及110C間之轉換的即時事件控制器。在一實施例中,在行動裝置130運作期間,線性調節器270及切換調節器260之運作與時槽105A、105B、105C、105D、105E、110A、110B及110C同步,此在下文進一步描述。
如圖4中所示,在接收時槽105A、105B、105C、105D期間,數位邏輯220不活動,且線性調節器270供應電流至數位邏輯220來維持數位邏輯220之狀態。在此等RF時槽105A、105B、105C、105D期間,隨後,RF電路240在受到數位邏輯220或切換調節器260最小干擾的情況下偵聽或接收傳入信號。在接收時槽105D結束處,時脈/控制邏輯210停用RF電路240、啟動切換調節器260、停用線性調節器270並啟用至數位邏輯220之時脈。因此,在信號處理時槽110A、110B期間,數位邏輯220可活動且由切換調節器260所供應之電流供電。
在信號處理時槽110B結束處,發生相反過程:時脈/控制邏輯210禁用或暫時中止至數位邏輯220之時脈,切換於線性調節器270上並停用切換調節器260。從而,在RF時槽105E期間,RF電路240在受到數位邏輯220或切換調節器260之最小干擾的情況下進行傳輸,而使來用自線性調節器270提供之電流維持數位邏輯220之狀態。
在RF時槽105E結束時,時脈/控制邏輯再次關閉RF電路240,啟動切換調節器260,停用線性調節器270並啟用至數位邏輯220之時脈。在信號處理時槽110C期間,數位邏輯220活動且由自切換調節器260供應之電流供電。同樣地,在信號處理時槽110C結束時,再次發生相反過程:時脈/控制邏輯210禁用或暫時中止至數位邏輯220之時脈,切換於線性調節器270上並停用切換調節器260。
彼等熟習此項技術者易瞭解當監視信號強度發生於圖4中之閒置時槽312、314或316(如相對於圖3A及圖3B所描述)期間時,若需要可發生類似切換活動。信號處理可停止,且在該監視功能持續期間使用線性調節器270來維持數位邏輯260之狀態。
彼等熟習此項技術者在閱讀此揭示內容後亦易瞭解,可使用許多方法在切換調節器260與線性調節器270之間切換數位邏輯220之電流源,且本發明之系統及方法不依賴於此等轉換方法。
舉例而言,圖5說明在用於一行動裝置的本發明之系統及方法之另一實施例中使用線性調節器270及切換調節器260,該裝置結合圖3A中描述之GPRS等級12利用時域隔離。如時序圖1270(與切換調節器260相關聯)及時序圖1260(與線性調節器270相關聯)所展示,在圖5中所說明之實施例中,線性調節器270總是活動。然而,線性調節器270經偏壓以便當切換調節器260活動時切換調節器輸出使得其固有地禁止線性調節器270供應電源至數位邏輯220,確保當切換調節器活動時大體上所有電流耗散均來自該切換調節器。
在接收時槽105A、105B、105C、105D期間,數位邏輯220不活動,且由線性調節器270供應電流至數位邏輯220來維持數位邏輯220之狀態。隨後在此等RF時槽105A、105B、105C、105D期間,RF電路240可在受數位邏輯220或切換調節器260最小干擾的情況下接收傳入信號。在接收時槽105D結束處,時脈/控制邏輯停用RF電路240並啟動切換調節器260。切換調節器260之輸出固有地停用線性調節器270,確保在信號處理時槽110A、110B期間數位邏輯220活動且由切換調節器260所供應之電流來供電。
在信號處理時槽110B結束處,發生相反過程:時脈/控制邏輯210禁用至數位邏輯220之時脈並停用切換調節器260。當切換調節器260被停用時,經調節之電壓將歸因於數位邏輯220中之洩漏及負載而降低直至維持數位邏輯220所需之電流在線性調節器270能夠供應之範圍內。因此,在RF時槽105E期間,RF電路240在受數位邏輯220或切換調節器260之干擾降低的情況下進行傳輸,而使用自線性調節器270提供之電流來維持數位邏輯220之狀態。
在RF時槽105E結束處,時脈/控制邏輯可再次停用RF電路240,啟動切換調節器260並啟用至數位邏輯220之時脈。在信號處理時槽110C期間,數位邏輯220活動且由切換調節器260所供應之電流供電。同樣地,在信號處理時槽110C結束處發生相反過程:時脈/控制邏輯210禁用至數位邏輯220之時脈並停用切換調節器260。
彼等熟習此項技術者易瞭解當圖5中之閒置時槽312、314或316(相對於圖3A及圖3B所描述)期間發生監視信號強度時,若需要則可發生類似切換活動。可停用信號處理且在監視功能持續期間使用線性調節器270來維持數位邏輯220之狀態。
彼等熟習此項技術者在閱讀此揭示內容後亦易瞭解可根據許多標準來改變事件之時序,包括結合行動裝置130一起使用的硬體。
圖6說明在用於一裝置中的本發明之系統及方法的又一實施例中使用線性調節器270及切換調節器260,該裝置結合圖3A中所描述之GPRS等級12應用一起利用時域隔離。在一實施例中,線性調節器270與切換調節器之間的切換時序經設計以給予RF電路240時間在其用於傳輸或接收之前安定。
在接收時槽105A、105B、105C、105D期間,數位邏輯220不活動,且由線性調節器270供應電流至數位邏輯220來維持數位邏輯220之狀態。隨後在此等RF時槽105A、105B、105C、105D期間,RF電路240可在受數位邏輯220或切換調節器260之干擾降低的情況下接收傳入信號。在圖6中描述之實施例中,在接收時槽105D結束處,時脈/控制邏輯210停用RF電路240,啟動切換調節器260,停用線性調節器270並啟用至數位邏輯220之時脈。因此,在信號處理時序110A、110B期間,數位邏輯220可活動且由切換調節器260所供應之電流供電。
然而約至信號處理時槽110B之中途時,可發生相反過程:時脈/控制邏輯210禁用至數位邏輯220之時脈,啟動線性調節器270並停用切換調節器260。由於切換調節器260與線性調節器270之間的轉換發生於信號處理時槽110B之中途,因此RF電路240具有信號處理時槽110B之後一半來在開始RF時槽105E之前安定。從而,RF電路240可在RF時槽105E整個部分期間進行傳輸,且此等傳輸仍在受數位邏輯220或切換調節器260之干擾降低的情況下發生。另外,使用線性調節器270所提供之電流來維持數位邏輯220之狀態。
在RF時槽105E結束處,時脈/控制邏輯210再次停用RF電路240,啟動切換調節器260,停用線性調節器270並啟用至數位邏輯220之時脈。在信號處理時槽110C的前一半期間,數位邏輯220可活動且由切換調節器260所供應之電流供電。同樣地,在信號處理時槽110C的約中途處發生相反過程,時脈/控制邏輯210禁用至數位邏輯220之時脈,啟動線性調節器270並停用切換調節器260。
再次,彼等熟習此項技術者易瞭解當圖6中之閒置時槽312、314或316(如相對於圖3A及圖3B所描述)期間發生監視信號強度時,若需要則可發生類似切換活動。可停用信號處理且在監視功能持續期間使用線性調節器270來維持數位邏輯220之狀態。
在前述說明書中,已參考特定實施例描述了本發明。然而,一般熟習此項技術者瞭解在不脫離下文申請專利範圍中陳述的本發明之範疇的情況下可進行各種修改及改變。因此,該說明書及圖式應認為係說明性而非限制性的意義,且所有此等修改意欲包含於本發明之範疇中。
舉例而言,儘管已描述了與本發明之範疇相當的大量時序選擇,但一般熟習此項技術者易瞭解只要在其間RF電路活動的一時槽之一部分期間停用切換調節器,或只要在其間數位電路活動的一時槽之一部分期間一切換調節器活動,則本發明之益處及優點可自然產生。
此外,吾人可使用多種電路及處理技術及材料來建構根據本發明之通信裝置。此等技術之實例包括金屬氧化物半導體(MOS)、p型MOS(PMOS)、n型MOS(NMOS)、互補MOS(CMOS)、矽鍺(SiGe)、砷化鎵(GaAs)、絕緣物上矽(SOI)、雙極接合電晶體(BJT)、BJT與CMOS之組合(BiCMOS)等。具有本發明之描述的益處之一般熟習此項技術者瞭解技術、電路及材料之選擇取決於諸如設計及效能目標及規格、成本、目標市場分割等之因素。
上文已相對於特定實施例描述了益處、其它優點及問題解決方案。然而,益處、優點、問題解決方案及可引起任何益處、優點或解決方案之任何組合不限制為任何或所有請求項之關鍵、必需或本質特徵或組件。
當結合以下描述及附圖來考慮時,將能更好地理解本發明之此等及其它態樣。雖然下文指示本發明各種實施例及其許多特定細節,但以下描述係作為說明而非限制之方式而給出。在本發明之範疇內可進行許多替代、修改、添加或重新配置,且本發明包括所有此等替代、修改、添加或重新配置。
130、230...行動裝置
210...時脈/控制邏輯
220...數位邏輯
226...緩衝器
240...射頻(RF)電路
242...天線
260...切換調節器
270...非切換調節器/線性調節器
290...電路分區
280...電池
105A、105B、105C、105D、105E...RF時槽
110A、110B、110C...信號處理時槽
120、122...監視時槽
305...GPRS資料訊框
302、304、306、308...接收時槽
310...傳輸時槽
312、314、316...閒置時槽
1260、1270...時序圖
圖1包括一行動裝置之一實施例之方塊圖。
圖2包括一時域隔離通信系統中一組事件之一實施例之表示。
圖3A包括在一使用GPRS等級12應用之系統中使用時域隔離的一實施例之圖。
圖3B包括在一使用GPRS等級12應用之系統中使用時域隔離的另一實施例之圖。
圖4包括說明用於圖3A中所描述的結合一GPRS等級12應用使用時域隔離之裝置的本發明之系統及方法的一實施例的圖。
圖5包括說明用於圖3A中所描述的結合一GPRS等級12應用使用時域隔離之裝置中的本發明之系統及方法的另一實施例的圖。
圖6包括說明用於圖3A中所描述的結合一GPRS等級12應用使用時域隔離之裝置的本發明之系統及方法的又一實施例的圖。
210...時脈/控制邏輯
220...數位邏輯
226...緩衝器
230...行動裝置
240...射頻(RF)電路
242...天線
260...切換調節器
270...非切換調節器/線性調節器
290...電路分區
280...電池
Claims (29)
- 一種在一使用射頻(RF)電路之系統中用於有效電源調節之方法,其包含:在一第一時間週期期間,使用一第一電源調節器來調節至一數位電路之電源,其中該第一時間週期大體上排除至少一個RF時槽;在一第二時間週期期間,停用該數位電路及該第一電源調節器;在一第二時間週期期間,使用一第二電源調節器來維持該數位電路之狀態,其中該第二時間週期大體上與一RF時槽一致;及在該第二時間週期期間,啟動該RF電路。
- 如請求項1之方法,其中該RF電路及該數位電路係在一單個電路分區上。
- 如請求項2之方法,其中該單個電路分區包含一積體電路(IC)。
- 如請求項2之方法,其中該第一電源調節器包含一切換調節器。
- 如請求項4之方法,其中該系統包含一分時多工存取系統。
- 如請求項1之方法,其中該第一時間週期及該第二時間週期大體上與一訊框中之時槽一致,其中該訊框包含一組八個時槽,且其中該等八個時槽包含四個接收時槽、兩個閒置時槽、一個傳輸時槽及一個監視時槽,且該第 一時間週期大體上與一閒置時槽或一監視時槽一致,而該第二時間週期則大體上與一接收時槽或一傳輸時槽一致。
- 如請求項6之方法,其中停用該數位電路及停用該第一電源調節器發生在一RF時槽之前或該RF時槽期間。
- 一種在一射頻(RF)環境中用於電源調節之系統,其包含:數位電路;RF電路,其耦接至該數位電路;一第一電源調節器,其耦接至該數位電路;一第二電源調節器,其耦接至該數位電路;及一單個電路分區,其包括具有於該單個電路分區上之該數位電路及該RF電路之一積體電路;且其中在一第一時間週期期間,該數位電路自該第一電源調節器接收電源,而在一第二時間週期期間,該數位電路不活動,該數位電路自一第二電源調節器接收電源,且該第一電源調節器係停用的,其中該第一時間週期大體上排除一個RF時槽,且該第二時間週期大體上與一RF時槽一致。
- 如請求項8之系統,其中該第一電源調節器包含一切換調節器。
- 如請求項9之系統,其中該系統包含一分時多工存取系統。
- 如請求項8之系統,進一步包含可運作以啟動或停用數位電路以及啟動或停用RF電路之控制邏輯。
- 如請求項11之系統,其中該第一時間週期及該第二時間週期大體上與一訊框中之時槽一致,其中該訊框包含一組八個時槽,且其中該等八個時槽包含四個接收時槽、兩個閒置時槽、一個傳輸時槽及一個監視時槽,且該第一時間週期大體上與一閒置時槽或一監視時槽一致,且該第二時間週期大體上與一接收時槽或一傳輸時槽一致。
- 如請求項12之系統,其中該第一電源調節器在一RF時槽之前或該RF時槽期間被停用。
- 如請求項8之系統,其中該第一時間週期及該第二時間週期之一者大體上排除一個RF時槽,且該第一時間週期及該第二時間週期之另一者大體上與一RF時槽一致。
- 如請求項8之系統,進一步包含可運作以啟動或停用該數位電路以及啟動或停用該RF電路之控制邏輯。
- 如請求項8之系統,其中該第一時間週期及該第二時間週期之一者大體上排除一個RF時槽,且該第一時間週期及該第二時間週期之另一者大體上與一RF時槽一致,且進一步包含可運作以啟動或停用該數位電路以及啟動或停用該RF電路之控制邏輯。
- 一種使用於一射頻(RF)環境中之積體電路,其包含:數位電路;RF電路,其耦接至該數位電路; 一切換電源調節器,其耦接至該數位電路;一非切換電源調節器,其耦接至該數位電路;控制邏輯,其可運作以啟動或停用該數位電路以及啟動或停用該RF電路;且其中在一信號處理週期期間,該數位電路自該切換電源調節器接收電源,而在RF活動之一週期期間,該數位電路不活動,該數位電路自該非切換電源調節器接收電源,其中該信號處理週期大體上排除一個RF時槽,且該RF活動之該週期大體上與一RF時槽一致。
- 如請求項17之積體電路,其中該信號處理週期及該RF活動之週期大體上與一訊框中之時槽一致,其中該訊框包含一組八個時槽。
- 如請求項18之積體電路,其中該等八個時槽包含四個接收時槽、兩個閒置時槽、一個傳輸時槽及一個監視時槽,且該信號處理週期大體上與一閒置時槽或一監視時槽一致,且該RF活動之該週期大體上與一接收時槽或一傳輸時槽一致。
- 如請求項19之積體電路,其中該切換電源調節器在一RF時槽之前或該RF時槽期間被停用。
- 一種在一使用射頻(RF)電路之系統中用於有效電源調節之方法,其包含:在一第一時間週期期間,操作一數位電路,其中在該第一時間週期期間,該數位電路自一第一電源調節器接收電源; 在一第二時間週期期間,操作該RF電路,其中在該第二時間週期期間,該數位電路是不活動的,在該第二時間週期期間,該RF電路自一第二電源調節器接收電源,且在該第二時間週期期間,該第一電源調節器係停用的,其中該第二時間週期大體上與一RF時槽一致。
- 如請求項21之方法,其中該RF電路及該數位電路係在一單個電路分區上。
- 如請求項22之方法,其中該單個電路分區包含一積體電路(IC)。
- 如請求項22之方法,其中該第一電源調節器包含一切換調節器。
- 如請求項24之方法,其中該系統包含一分時多工存取系統。
- 如請求項25之方法,其中該第一時間週期大體上排除一個RF時槽。
- 如請求項21之方法,另包含於該數位電路及該RF電路間進行切換。
- 如請求項27之方法,其中該第一時間週期及該第二時間週期大體上與一訊框中之時槽一致,其中該訊框包含一組八個時槽,且其中該等八個時槽包含四個接收時槽、兩個閒置時槽、一個傳輸時槽及一個監視時槽,且該第一時間週期大體上與一閒置時槽或一監視時槽一致,而該第二時間週期則大體上與一接收時槽或一傳輸時槽一致。
- 如請求項28之方法,其中停用該第一電源調節器發生在一RF時槽之前或該RF時槽期間。
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