串扰减小技术制造技术

提供了一种用于消除或减小在集成电路中的受控振荡器之间的串扰信号的技术。所述技术包括一种布置，其适于减小由所述第一受控振荡器对第二受控振荡器产生的串扰信号，所述第一受控振荡器和第二受控振荡器都包括在集成电路中，其中两个受控振荡器都被配置为输出各自的时钟信号。所述布置包括：检测器，适于检测由所述第一受控振荡器对第二受控振荡器产生的所述串扰信号；串扰消除电路，适于产生振幅与所述串扰信号振幅实质上相同而相位与所述串扰信号相位实质上相反的消除信号；以及消除信号注入器，适于将所述消除信号引入到第二受控振荡器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】串扰减小技术
本公开涉及串扰减小，特别是集成电路(IC)中的串扰减小，所述集成电路包括多个受控振荡器(CO)。
技术介绍
时钟信号对无线电通信系统的功能而言很重要。在这种系统中，将时钟信号应用于各种目的，比如同步。如果没有可靠的、精确的时钟信号，则无线电通信系统不能正常工作。在许多无线电通信设备、比如移动终端中，射频(RF)时钟信号通常由某些芯片上组件产生，例如，由锁相环(PLL)产生，该锁相环能够以各种分割因子锁定到外部晶体谐振器作为参考时钟输入。通常情况下，设备的不同组件在不同的频率上运行，在集成电路中需要多个PLL。例如，对于在不同的频率上运行的移动终端的发射器和接收器电路，通常需要至少两个PLL。多功能移动终端已经在最近几年变得流行。随着移动终端变得越来越先进和复杂，针对不同的应用，如无线局域网LAN、蓝牙、GPS、移动通信等，需要多个RF时钟信号。此外，在一些新提出的无线电标准，如3GPPTS36.101v.10.4.0(2011-09)中，为了提高通信数据速率，建议了载波聚合技术，在该技术中，对于接收器和发射器，可能分别需要两个或多个RF时钟信号。但是，使用多个PLL产生RF时钟信号并不是一件容易的事，特别是对芯片上集成的解决方案。除了其它问题，多个PLL之间的串扰也是一个严重的问题。图1以概念的方式示出了PLL之间的串扰问题。如图1所建议的，两个PLL集成到一个芯片上。每一个PLL包括受控振荡器(CO)，以产生各自的时钟信号。如图1所示，受控振荡器可以是基于LC的电压控制振荡器(VCO)，其中包括电感器L和电容器C。这也可以应用到数控振荡器中，其中使用了电感器和电容器。由于电磁辐射，两个相应的VCO(VCO1和VCO2)的电感器(L1和L2)的耦合系数不为零，其中所述耦合系数表示为K12。串扰/泄漏(包括电磁耦合和干扰)可能会在两个PLL之间产生，从而对时钟信号的产生产生不良影响。该干扰可能由，比如较差的电源去耦、无源和有源器件不需要的耦合效果引起，所述无源和有源器件例如封装和ESD保护电路等。关于串扰问题的进一步理解可以从图2中获取，图2中示出在频域中由两个PLL产生的时钟信号、在两个PLL之间存在的串扰信号以及两个PLL的实际输出。具体地，在图2中，C1和C2分别表示由VCO1和VCO2产生的时钟信号，L1表示从VCO1对VCO2的不需要的串扰信号，并且L2表示在相反的方向、即从VCO2对VCO1的不需要的串扰信号。D21和D12是不需要的时钟信号的功率与各自的不需要的串扰信号的功率之间的功率比。当多个PLL集成到单个芯片上时，它们将互相干扰，它们的VCO之间的串扰将成为能够降低PLL性能的关键问题。例如，PLL将遭受增加的相位噪声、频率偏移并且难以锁定带来的影响。在最坏的情况下，PLL可能无法执行锁定。串扰取决于若干因素。讨论的两个PLL间的物理距离和频率差是两个典型的因素。—种用来减小多个PLL之间串扰的方法是将PLL进行物理隔离。例如，参照图1所示的基于LC的PLL，各自的受控振荡器的两个电感器L1和L2可被放置在同一芯片上但彼此远离。图3中显示了用于两个电感器之间耦合的电磁仿真的结果，其中归一化距离为间隔距离除以电感器的直径的比，耦合系数为两个电感器之间的隔离。虽然这种分离的解决方案可以减小在芯片上的多个PLL之间的串扰，但是由于大量硅面积的要求有时是不切实际的。在用于承载PLL的芯片必须较小时尤其如此。因此，该解决方案可能变得昂贵，特别是对于需要深纳米CMOS技术的实现。此外，在两个电感器之间的分离区域中使用金属布线可能会使情况变得更糟。
技术实现思路
因此，本方面的目的在于消除、最小化或至少减小布置在集成电路中多个CO之间的串扰。在第一个方面，提供了一种用于减小由第一受控振荡器(CO)对第二CO产生的串扰信号的布置，该第一CO和第二CO都包括在集成电路中。每个CO适于输出各自的时钟信号。该布置包括(第一)检测器，适于检测串扰信号；以及(第一)串扰消除电路，用于产生消除信号。该消除信号具有与串扰信号的振幅实质上相同的振幅，但消除信号的相位与该串扰信号的相位实质上相反。进一步，该布置包括(第一)消除信号注入器，适于将消除信号引入到第二CO。(第一)检测器可包括混频器级，适于通过将由第二CO产生的时钟信号与另一个CO时钟信号相混频来产生混频信号，其中其它时钟信号与由第二CO产生的时钟信号具有(例如，固定的)的关系。该检测器可进一步包括滤波器，适于从混频信号中至少部分移除一个或多个直流(DC)分量和/或一个或多个不期望的混频产物(如第二CC和另一CC之间的频率差的整数倍)。上面提到的“滤波器”可以由一个或多个滤波器级实现。作为移除的结果，产生了滤波后的信号。该检测器可进一步包括信号转换器，适于将滤波后的信号转换或下变频为直流信号，以及输出，用于输出该DC信号作为串扰信号的指示。该布置可进一步包括控制器，适于提供一个控制的信号，以调整消除信号的振幅和/或相位。可以基于串扰信号的指示进行调整。该布置的(第一)串扰消除电路可进一步包括至少一个可变增益放大器和可变相移电路。可变增益放大器可适于调整消除信号的振幅，可变相移电路可适于调整消除信号的相位。该(第一)串扰消除电路可进一步包括调整电路，适于调整消除信号，其中该调整电路可包括正交相位分离器，其适于提供具有第一相移的第一消除信号分量并提供具有第二相移的第二消除信号分量，其中该第一和第二相移之间的差基本上是90度。该调整电路还进一步包括第一可变增益放大器和第二可变增益放大器中的至少一个，该第一可变增益放大器适于调整该第一消除信号分量的振幅，该第二可变增益放大器适于调整第二消除信号分量的振幅，以使得该(第一)串扰消除电路适于产生消除信号，作为具有任何振幅调整的第一和第二消除信号分量的总和。上述信号转换器可包括整流器和包括低通滤波器和放大器的组件的其中之一，该组件布置为例如提取滤波后的信号的幅度。上述的(第一)消除信号注入器可进一步包括缓冲器，适于隔离来自第二CO的消除信号。该(第一)注入器可进一步包括耦合器，用于将该消除信号耦合到第二CO。该耦合器提供电感式或电容式中的任—种耦合。此外可以在第一CO和第二CO之间的布置中提供芯片上的扭绞差分传输线。上述布置可进一步包括第二检测器，用于检测其它串扰信号，该信号由第二CO对第一CO产生。该布置可进一步包括第二串扰消除电路，适于产生另一个消除信号，该另一个消除信号具有与由第二检测器检测到的该串扰信号的振幅实质上相同的振幅，和与该串扰信号的相位实质上相反的相位。此外，该布置可以包括第二消除信号注入器，适于引入其它消除信号到第一CO。根据第二方面，本公开提供包含一个或多个上述布置的无线电通信设备。该无线电通信设备可以由移动电话、智能电话、数据或网络卡等形式来实现。根据第三方面，提供一种方法，用于减小由CO对第二CO产生的串扰信号，该CO和第二CO均包括在集成电路布置内。每个CO可被配置为输出各自的时钟信号。该方法包括以下步骤：检测由第一CO对第二CO产生的串扰信号，产生具有与串扰信号的振幅实质上相同的振幅和与串扰信号的相位实质上相反的相位的消除信号，并将消除信号注入该第二CO以减小串扰信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减小由第一受控振荡器或CO(12，32)对第二CO(14，34)产生的串扰信号的布置(10，30，50)，所述第一CO和第二CO都包括在集成电路(16，36)中，每个CO(12，14；32，34)适于输出各自的时钟信号，所述布置(10，30，50)包括：‑第一检测器(20，40)，适于检测由所述第一CO(12，32)对所述第二CO(14，34)产生的所述串扰信号；‑第一串扰消除电路(20)，适于产生具有与所述串扰信号的振幅实质上相同的振幅和与所述串扰信号的相位实质上相反的相位的消除信号；以及‑第一消除信号注入器(24，44)，适于将所述消除信号引入到所述第二CO(14，34)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.30 EP 11009463.8;2011.12.12 US 61/5695211.一种用于减小由第一受控振荡器或CO（12，32）对第二CO（14，34）产生的串扰信号的集成电路（16，36），所述第一CO和第二CO都包括在所述集成电路（16，36）中，每个CO（12，14；32，34）适于输出各自的时钟信号，所述集成电路包括：-第一检测器（20，40），适于检测由所述第一CO（12，32）对所述第二CO（14，34）产生的所述串扰信号；-第一串扰消除电路，适于产生具有与所述串扰信号的振幅实质上相同的振幅和与所述串扰信号的相位实质上相反的相位的消除信号；以及-第一消除信号注入器（24，44），适于将所述消除信号引入到所述第二CO（14，34），其中所述第一检测器（20，40）包括：-混频器级，适于通过将所述第二CO（14，34）产生的所述时钟信号（s1(t)）与具有与所述第二CO（14，34）产生的所述时钟信号（s1(t)）的固定关系的CO时钟信号混频以产生混频信号（m1(t)）；-滤波器，适于至少部分地移除一个或多个DC分量和/或一个或多个来自所述混频信号（m1(t)）的不期望的混频产物，以产生滤波后的信号；-信号转换器，适于将所述滤波后的信号下变频为DC信号（m2(t)）；以及-输出，用于输出所述DC信号以作为所述串扰信号的指示。2.根据权利要求1所述的集成电路，还包括：-控制器（46），适于提供控制信号以基于所述串扰信号的所述指示调整所述消除信号的所述振幅和/或所述相位。3.根据前述任一权利要求所述的集成电路，其中所述第一串扰消除电路（32，42）还包括以下中的至少一个：-可变增益放大器（VGA，64），适于调整所述消除信号的所述振幅；以及-可变相移电路（VPS，62），适于调整所述消除信号的所述相位。4.根据权利要求1-2中的任一项所述的集成电路，其中所述第一串扰消除电路（20，42，70）还包括调整电路，其适于调整所述消除信号，所述调整电路包括正交相位分离器，其布置为提供具有第一相移的第一消除信号分量和具有第二相移的第二消除信号分量，其中所述第二和所述第一相移之间的差基本上是90度；以及其中，所述调整电路进一步包括以下中的至少一个：-第一可变增益放大器（72），适于调整所述第一消除信号分量的振幅；以及-第二可变增益放大器（74），适于调整所述第二消除信号分量的振幅，其中所述第一串扰消除电路（70）适于产生所述消除信号以作为具有任何振幅调整的所述第一和第二消除信号分量的总和。5.根据权利要求1至2中任一项所述的集成电路，其中所述信号转换器包括整流器和包括低通滤波器（LPF）和放大器（Ampb）的组件的其中之一，所述组件适于提取所述滤波后的信号的幅度。6.根据权利要求1-2中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：慕丰浩，L·森德斯特雷姆，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE