减轻注入牵引效应的方法及相关的信号系统技术方案

本发明专利技术提供了一种能够减轻振荡器的注入牵引效应的方法及相关的信号系统，该振荡器在控制信号的控制下产生输出时钟。该方法包括：通过回路滤波器对偏差信号进行滤波，以形成滤波信号；通过自我注入锁定(SIL)控制器形成辅助信号，该辅助信号跟踪偏差信号或跟踪参考时钟与起因于该输出时钟的输出信号之间的相位差；以及，通过对该滤波信号和该辅助信号求和来形成该控制信号。

Method of alleviating injection traction effect and related signal system

【技术实现步骤摘要】
减轻注入牵引效应的方法及相关的信号系统
本专利技术涉及减轻注入牵引效应(injection-pullingeffect)的方法及相关的信号系统，以及更具体地，涉及减少振荡器的注入牵引效应的方法及相关的信号系统。
技术介绍
具有振荡器的信号系统对现代电子设备来说是必不可少的，该振荡器用于产生时钟和/或振荡信号。例如，电子需求无线通信能力需要具有振荡器的信号系统来实现射频(radiofrequency，RF)发射器、接收器和/或收发器。请参考图1，图1示出了常规的信号系统100，例如直接转换架构的RF发射器。系统100包括相位检测电路(phasedetectioncircuitry)110、回路滤波器(loopfilter)140、振荡器160、正交调制器(quadraturemodulator)165和功率放大器(poweramplifier，PA)174。振荡器160在控制信号sf1的控制下进行振荡，以产生(generate)或形成(form)RF时钟CKv1。正交调制器165利用时钟CKv1对基带数据信号I_data和Q_data进行调制，以形成RF信号ss1，以及，功率放大器174对信号ss1进行放大，以产生放大后的RF信号so1。为了产生用以控制振荡器160的信号sf1，相位检测电路110检测参考时钟CKref和时钟CKv1之间的相位差，以形成信号se1，以及，回路滤波器140对信号se1进行滤波，以产生信号sf1。如图1所示，回路滤波器140是具有带宽f0的频率响应的低通滤波器。影响系统100的噪声包括：与相位检测电路110相关的参考噪声，由其固有抖动性能和谐振器设计确定的振荡器噪声，以及注入噪声，该注入噪声与起因于(resultingfrom)注入牵引效应的等效相位干扰相关。例如，放大器174的非线性将造成非期望的谐波，而该谐波将导致时钟CKv1的频率被拉离预期频率，和/或导致时钟CKv1的频谱偏离预期频谱。注入牵引效应对直接转换信号系统来说是至关重要的，因为信号ss1和so1的频率与时钟CKv1的频率基本相同(或非常接近)。回路滤波器140的带宽f0通常被设计成用于该参考噪声和该振荡器噪声之间的折衷，但是这样的带宽f0将受相当大的注入噪声的影响。有几种现有技术可以减轻注入牵引效应。一种现有技术试图通过改善放大器174和振荡器160之间的隔离来减轻注入牵引效应，但是受高硬件成本和布局复杂性的影响。另一种现有技术试图通过扩展回路滤波器140的带宽f0来减轻注入牵引效应，但是会对原始回路设计策略造成不利影响，这意味着设计者不能仅关注如何根据参考噪声和振荡器噪声实现最佳抑制。又一种现有技术试图通过应用自适应干扰消除来减轻注入牵引效应，但是它必须受复杂的数字校准和严格的补偿精度要求的影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种能够减轻注入牵引效应的方法及相关的信号系统，以解决上述问题。第一方面，本专利技术提供了一种减轻振荡器的注入牵引效应的方法，该振荡器在控制信号的控制下产生输出时钟，以及，该方法包括：通过回路滤波器对偏差信号进行滤波，以形成滤波信号；通过自我注入锁定(SIL)控制器形成辅助信号，该辅助信号跟踪该偏差信号(如该偏差信号的瞬时变化)或跟踪参考时钟与起因于该输出时钟的输出信号之间的相位差(如该相位差的瞬时变化)；以及，通过对该滤波信号和该辅助信号求和来形成该控制信号。第二方面，本专利技术提供了一种减轻注入牵引效应的信号系统，该信号系统包括振荡器、回路滤波器、SIL控制器以及第一求和单元。振荡器用于在控制信号的控制下产生输出时钟；回路滤波器用于对偏差信号进行滤波，以形成滤波信号；SIL控制器用于形成辅助信号，该辅助信号跟踪参考时钟(如该偏差信号的瞬时变化)或跟踪参考时钟与起因于该输出时钟的输出信号之间的相位差(如该相位差的瞬时变化)；以及，第一求和单元耦接在该回路滤波器，该SIL控制器和该振荡器之间，用于通过对该滤波信号和该辅助信号求和来形成该控制信号。第三方面，本专利技术提供了一种减轻注入牵引效应的信号系统，该信号系统包括振荡器、回路滤波器、SIL控制器以及第一求和单元。振荡器用于在控制信号的控制下产生输出时钟；回路滤波器用于对偏差信号进行滤波，以形成滤波信号；SIL控制器用于通过对该输出时钟执行频率鉴别来形成辅助信号；以及，第一求和单元耦接在该回路滤波器，该SIL控制器和该振荡器之间，用于通过对该滤波信号和该辅助信号求和来形成该控制信号。本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义地理解本专利技术的这些目的及其它目的。详细的描述将参考附图在下面的实施例中给出。附图说明通过阅读后续的详细描述以及参考附图所给的示例，可以更全面地理解本专利技术。图1示出了常规的信号系统。图2至图5根据本专利技术实施例示出了信号系统。图6根据本专利技术实施例示出了一种自我注入锁定(SIL)控制器。图7示出了图2至图5中所示系统的操作。图8根据本专利技术实施例示出了一种信号系统。在下面的详细描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节，以便本领域技术人员能够更透彻地理解本专利技术实施例。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施一个或多个实施例，不同的实施例可根据需求相结合，而并不应当仅限于附图所列举的实施例。具体实施方式以下描述为本专利技术实施的较佳实施例，其仅用来例举阐释本专利技术的技术特征，而并非用来限制本专利技术的范畴。在通篇说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件，所属领域技术人员应当理解，制造商可能会使用不同的名称来称呼同样的元件。因此，本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区别的基准。本专利技术中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于…”的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。其中，除非另有指示，各附图的不同附图中对应的数字和符号通常涉及相应的部分。所绘制的附图清楚地说明了实施例的相关部分且并不一定是按比例绘制。文中所用术语“基本”或“大致”是指在可接受的范围内，本领域技术人员能够解决所要解决的技术问题，基本达到所要达到的技术效果。举例而言，“大致等于”是指在不影响结果正确性时，技术人员能够接受的与“完全等于”有一定误差的方式。请参考图2，图2根据本专利技术实施例示出了信号系统200。信号系统200包括累加器(accumulator)210，测量电路(measuringcircuit)220(例如，时间至数字转换器(time-to-digitalconverter，TDC))，求和单元(sumblock)230，回路滤波器240和振荡器260；为了减轻注入牵引效应，信号系统200还包括自我注入锁定(self-injectionlocked，SIL)控制器250以及另一求和单元255。振荡器260在控制信号sc2的控制下进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减轻振荡器的注入牵引效应的方法，该振荡器在控制信号的控制下产生输出时钟，以及，该方法包括：通过回路滤波器对偏差信号进行滤波，以形成滤波信号；通过自我注入锁定控制器形成辅助信号，该辅助信号跟踪该偏差信号的瞬时变化或跟踪参考时钟与起因于该输出时钟的输出信号之间的相位差的瞬时变化；以及，通过对该滤波信号和该辅助信号求和来形成该控制信号。

【技术特征摘要】
2017.10.27 US 62/577,748;2018.09.04 US 16/120,5131.一种减轻振荡器的注入牵引效应的方法，该振荡器在控制信号的控制下产生输出时钟，以及，该方法包括：通过回路滤波器对偏差信号进行滤波，以形成滤波信号；通过自我注入锁定控制器形成辅助信号，该辅助信号跟踪该偏差信号的瞬时变化或跟踪参考时钟与起因于该输出时钟的输出信号之间的相位差的瞬时变化；以及，通过对该滤波信号和该辅助信号求和来形成该控制信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：测量该参考时钟和该输出时钟之间的相位差，以形成区别信号；在该参考时钟的每个周期中累加频率控制字，以形成参考信号；以及，依据该参考信号和该区别信号之间的差异形成该偏差信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：利用该输出时钟执行正交调制，以形成调制信号；以及，对该调制信号进行放大，以形成该输出信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：测量该参考时钟和该输出时钟之间的相位差，以形成区别信号；对频率控制字和第一源信号求和，以形成求和字；在该参考时钟的每个周期中累加该求和字，以形成参考信号；以及，依据该参考信号和该区别信号之间的差异形成该偏差信号；其中，该控制信号是通过对该滤波信号、该辅助信号和该第一源信号求和产生的。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：对该输出时钟进行分频，以形成本地振荡信号；混合该本地振荡信号和第二源信号，以形成混频信号；以及，对该混频信号进行放大，以形成该输出信号。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成该辅助信号的步骤包括：将该参考时钟和该输出信号之间的相位差或该偏差信号转换为频率差信号；以及，对该频率差信号进行放大，以形成该辅助信号。7.一种减轻注入牵引效应的信号系统，包括：振荡器，用于在控制信号的控制下产生输出时钟；回路滤波器，用于对偏差信号进行滤波，以形成滤波信号；自我注入锁定SIL控制器，用于形成辅助信号，该辅助信号跟踪参考时钟的瞬时变化或跟踪参考时钟与起因于该输出时钟的输出信号之间的相位差的瞬时变化；以及，第一求和单元，耦接在该回路滤波器，该SIL控制器和该振荡器之间，用于通过对该滤波信号和该辅助信号求和来形成该控制信号。8.根据权利要求7所述的信号系统，其特征在于，该信号系统还包括：第一测量电路，耦接于该振荡器，用于测量该参考时钟和该输出时钟之间的相位差，以形成区别信号；累加器，用于在该参考时钟的每个周期中累加频率控制字，以形成参考信号；以及，第二求和单元，耦接在该测量电路，该累加器和该回路滤波器之间，用于依据该参考信号和该区别信号之间的差异形成该偏差信号。9.根据权利要求8所述的信号系统，其特征在于，该信号系统还包括：正交调制器，耦接于该振荡器，用于利用该输出时钟执行正交调制，以形成调制信号；以及，主放大器，耦接于该正交调制器，用于对该调制信号进行放...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧介勋，沈士琦，王琦学，陈信宏，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71