[发明专利]使用用于改善相位噪声的技术和锁相环的切换的收发器

说明书

技术领域

以下的描述涉及一种采用锁相环的切换和相位噪声改善技术的收发器。

背景技术

一般来讲，在超低功耗(ULP)系统中，射频(RF)收发器消耗最多的功率。具体地讲，在RF收发器中，RF模拟装置的RF块消耗最多的功率。在ULP系统中，放大器因短的信号到达距离而消耗较少的功率，而电压控制振荡器(VCO)和PLL消耗较多的功率。此外，由于在大多数RF收发器中，功率几乎始终施加到PLL和VCO，因此它们消耗由整个系统使用的功率中的大部分功率。

此外，当多个VCO没有被充分地相互隔离时，会通过各种路径产生干扰。当干扰信号的振幅大于接收到的信号的振幅时，接收到的信号可能不会被收发器识别。

发明内容

技术方案

在一总体方面，一种收发器包括：接收(Rx)射频(RF)部，被构造为处理接收信号；发送(Tx)RF部，被构造为处理发送信号；锁相环(PLL)，被构造为将接收频率提供给接收RF部并将发送频率提供给发送RF部，其中，PLL根据接收RF部或发送RF部是否开启而被控制。

PLL可包括：接收电压控制振荡器(VCO Rx)，被构造为产生接收频率；发送VCO(VCO Tx)，被构造为产生发送频率。PLL还可包括连接到VCO Rx和VCO Tx的单个共同控制电路。PLL可被构造为根据Rx RF部或Tx RF部是否开启而开启单个共同控制电路。另外，PLL还可包括连接到VCO Rx和VCO Tx的开关，并且单个共同控制电路通过根据Rx RF部或Tx RF部是否开启而切换的开关连接到VCO Rx和VCO Tx。

单个共同控制电路可包括：主电荷泵(CP)，被构造为对与由相位检测器(PFD)检测到的脉冲宽度相应的预定量的电荷进行泵送；环路滤波器(LF)，被构造为根据所述预定量的电荷而改变用于VCO Rx或VCO Tx的控制电压。

PLL还可包括：失配补偿装置，被构造为独立地控制施加到主CP的拉电流的幅度和施加到主CP的灌电流的幅度，以补偿在主CP中产生的电流失配。所述失配补偿装置可包括：第一调谐装置，被构造为根据从感测电容器检测的结果控制辅助CP的灌电流并针对在主CP中产生的电流失配执行离散调谐；第二调谐装置，包括被构造为基于离散调谐的结果补偿电流失配的失配电流镜。

第一调谐装置可包括：CP控制器，被构造为检测由感测电容器产生的电压并根据检测的电压控制辅助CP的灌电流；时钟产生器，被构造为向CP控制器提供从PLL的外部提供的外部时钟。

第二调谐装置可包括：复制CP，被构造为提供离散调谐的结果；比较器，被构造为比较感测电容器的相反极性的电压并产生结果，其中，失配电流镜被进一步构造为基于比较器的结果补偿电流失配。

PLL可被构造为通过控制主CP的带宽来控制针对接收频率或发送频率的锁定时间。PLL还可被构造为通过增加主CP的带宽来加速锁定时间，并通过减小主CP的带宽来控制在PLL关闭时引起的相位噪声。

PLL可包括泄漏补偿装置，该泄漏补偿装置被构造为补偿在PLL关闭时从VCO Rx或VCO Tx泄漏的电压。泄漏补偿装置可被构造为使用以下控制电压补偿泄漏电压：在发送频率锁定或接收频率锁定时的锁定控制电压；当接收RF部或发送RF部关闭时变化的控制电压。

泄漏补偿装置可包括：模数转换器(ADC)，被构造为基于锁定控制电压和变化的控制电压之差产生数字信号；泄漏电流控制装置，被构造为基于所述数字信号产生控制信号以控制被构造为补偿泄漏电荷的泄漏补偿CP。泄漏补偿装置可进一步被构造为通过控制模数转换器的分辨率来控制VCO Rx或VCO Tx的控制电压。

泄漏补偿装置可包括：比较器，被构造为比较锁定控制电压与变化的控制电压之差；泄漏电流控制装置，被构造为基于比较结果产生控制信号以控制泄漏补偿CP补偿泄漏电荷。

VCO Rx或VCO Tx可使用具有电感器电容器(LC)槽的类C式电压控制振荡器来实现。

在另一总体方面，一种收发器包括：第一射频(RF)部和第二RF部，其中，第一RF部包括：第一电压控制振荡器(VCO)，被构造为以频率操作并产生输出包络；第一抑制波形产生器(QWG)，被构造为产生抑制波形以控制第一VCO输出包络；其中，第二RF部包括：第二VCO，被构造为以与第一VCO相同的频率操作并产生输出包络；第二QWG，被构造为产生与由第一QWG产生的抑制波形在时间上不重叠的抑制波形，以控制第二VCO，其中，VCO的输出包络不重叠，且VCO之间的干扰被避免。