用于校准模拟滤波器的方法和系统技术方案

公开了能够解决滤波器响应的设备和方法。例如，公开了一种用于补偿第一低通滤波器和第二低通滤波器的方法。方法包括向第一低通滤波器中注入参考音调fR和截止音调fC，并且测量参考音调fR和截止音调fC的相应滤波器响应，同时改变控制第一低通滤波器的截止频率的电容器代码直到确定最准确地引起第一低通滤波器使用期望的截止频率f0的第一电容器代码ICODE，针对第二低通滤波器执行类似的操作直到确定第二电容器代码QCODE，并且校准第一低通滤波器与第二低通滤波器之间的失配。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年12月4日提交的题为“AnalogFilterCalibration”的美国临时申请第61/911,740号的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术介绍
无线通信设备、诸如手机、某些复杂的集成电子设备用于接收和传输无线数据。不幸的是，这样的集成电子设备的模拟电子设备从一个晶片到另一晶片遭受工艺变化。这可能导致各种部件的特性——例如电阻器值和电容器值——发生变化以至于可能在没有某种形式的个性化的设备补偿的情况下不能使用特定设备。部件变化的问题甚至可能延伸到在单个芯片内部的设备。因此，甚至单个芯片中的两个同样设计的设备能够并且的确呈现出基本上失配。这一问题的严重性随着集成电路的几何形状不断缩小而趋向于增加。
技术实现思路
下面进一步详细地描述本专利技术的各个方面和实施例。在实施例中，公开了一种用于在包括可编程滤波器电路系统的滤波器电路中补偿非期望的性的方法，可编程滤波器电路系统包括具有公共的期望的截止频率f0的第一低通滤波器和第二低通滤波器。方法包括：针对对应于公共的期望的截止频率f0的第一期望的带宽BW0，向第一低通滤波器中注入参考音调fR和截止音调fC，并且测量参考音调fR和截止音调fC的相应滤波器响应，同时改变控制第一低通滤波器的截止频率f0-I的电容器代码直到确定最准确地引起第一低通滤波器使用期望的截止频率f0的第一电容器代码ICODE；针对第一期望的>带宽BW0，向第二低通滤波器中注入参考音调fR和截止音调fC，并且测量参考音调fR和截止音调fC的相应滤波器响应，同时改变控制第二低通滤波器的截止频率f0-Q的电容器代码直到确定最准确地引起第二低通滤波器使用期望的截止频率f0的第二电容器代码QCODE；以及针对大于第一期望的带宽BW0的一个或多个附加的带宽，进一步校准第一低通滤波器与第二低通滤波器之间的失配。在另一实施例中，公开了一种用于在包括可编程滤波器电路系统的滤波器电路中补偿非期望的性的设备，可编程滤波器电路系统包括具有对应于第一期望的带宽BW0的公共的期望的截止频率f0的第一低通滤波器和第二低通滤波器。设备包括：控制第一低通滤波器和第二低通滤波器的代码搜索电路系统；向第一低通滤波器和第二低通滤波器二者中注入参考音调fR和截止音调fC的音调生成电路系统；测量电路系统；以及校准电路系统。测量电路系统：(1)测量参考音调fR和截止音调fC的相应滤波器响应，同时代码搜索电路系统改变控制第一低通滤波器的截止频率f0-I的电容器代码直到确定最准确地引起第一低通滤波器使用期望的截止频率f0的第一电容器代码ICODE；(2)测量参考音调fR和截止音调fC的相应滤波器响应，同时代码搜索电路系统改变控制第二低通滤波器的截止频率f0-Q的电容器代码直到确定最准确地引起第二低通滤波器使用期望的截止频率f0的第二电容器代码QCODE。校准电路系统被配置成针对大于期望的截止频率f0的第一期望的带宽BW0的一个或多个附加的带宽，校准第一低通滤波器与第二低通滤波器之间的失配。附图说明将参考以下附图详细地描述被提出作为示例的本公开的各种实施例，在附图中，相似的附图标记指代相似的元素。图1是能够发送和接收无线信号的示例无线通信设备的框图。图2描绘图1的下变频器的框图。图3描绘被重新配置以便能够自校准的图1的无线通信设备。图4是在图1的无线通信设备中使用的示例低通滤波器的功率响应。图5描绘作为电容器代码的函数的能够在两个相同地设计的低通滤波器之间发生的相位失配的示例。图6A和图6B描绘特定带宽的特定低通滤波器的失配在更高带宽处如何变得更差的示例。图7是给出用于提供对失配的低通滤波器的补偿的示例操作集合的流程图。具体实施方式可以一般地以及在具体示例和/或具体实施例方面描述以下的所公开的方法和系统。对于其中参考详细示例和/或实施例的情况，注意，所描述的潜在原理中的任何原理并非限于单个实施例，而是可以被扩展用于与本文中所描述的其他方法和系统中的任何方法和系统一起使用，这一点本领域普通技术人员应当理解，除非另外具体指出。当今电信设备的最主要的缺点之一是，集成电路的工艺变化会引起模拟部件不仅在不同晶片之间发生变化，而且甚至对于单个芯片上的不同设备也发生变化。因此，可能期望单个芯片上的两个相同设计的低通滤波器能够具有不同的截止频率。这些差异可能是有问题的。例如，当今正交频分调制(OFDM)系统在其RF到基带以及基带到RF变换电路系统中需要一对匹配的低通滤波器，并且甚至少量的失配可能引起OFDM设备不正确地操作并且超出行业规定的范围。为了解决这些部件变化，设计者通常合并某种形式的校准电路系统，使得能够调节各个滤波器以更好地适合设备规定。模拟低通滤波器例如可以包含电容器组，电容器组可以可编程地放置在电路内部和外部使得能够细调截止频率。不幸的是，因为校准过程由于实际电路限制而不能准确地匹配每对低通滤波器，不仅在发生校准的条件下回出现滤波器适配，对于滤波器必须解决的其他条件滤波器适配很可能严重。例如，假定使用20MHz的带宽来校准两个数字滤波器，则两个滤波器之间的幅度和相位变化针对40MHz的带宽增加，并且针对80MHz的带宽增加更多。这些增加的变化部分是由模拟滤波器内的非期望的部件引起的，并且部分是由于以下事实：模拟滤波器需要重新编程以根据带宽解决不同的截止频率。作为示例，操作带宽为20MHz的OFDM通信系统的模拟低通滤波器需要8.75MHz的截止频率，而对于40MHz的带宽需要18.75HMz的截止频率，并且对于80MHz的地阿卡需要38.75MHz的截止频率。图1是能够发送和接收无线信号的示例无线通信设备100的框图。如图1所示，无线通信设备100包括接收天线102、下变频器104、第一(I通道)模数变换器(I-ADC)112、第二(Q通道)模数变换器(Q-ADC)114、发送天线122、上变频器124、第一(I通道)数模变换器(I-DAC)132、第二(Q通道)数模变换器(Q-DAC)134和处理器150。由于图1的各个部件102-150的操作公知，所以将省略在正常通信下的其操作的详细描述。图2描绘图1的下变频器104的框图。如图2所示，下变频器104包括低噪声放大器(LNA)210、第一混频器220、I基带滤波器230、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在包括可编程滤波器电路系统的滤波器电路中补偿非理想性的方法，所述可编程滤波器电路系统包括具有公共的期望的截止频率f0的第一低通滤波器和第二低通滤波器，所述方法包括：针对对应于所述公共的期望的截止频率f0的第一期望的带宽BW0，向所述第一低通滤波器中注入参考音调fR和截止音调fC，并且测量所述参考音调fR和所述截止音调fC的相应滤波器响应，同时改变控制所述第一低通滤波器的截止频率f0‑I的电容器代码直到确定最准确地引起所述第一低通滤波器使用所述期望的截止频率f0的第一电容器代码ICODE；针对所述第一期望的带宽BW0，向所述第二低通滤波器中注入所述参考音调fR和所述截止音调fC，并且测量所述参考音调fR和所述截止音调fC的相应滤波器响应，同时改变控制所述第二低通滤波器的截止频率f0‑Q的电容器代码直到确定最准确地引起所述第二低通滤波器使用所述期望的截止频率f0的第二电容器代码QCODE；以及针对大于所述第一期望的带宽BW0的一个或多个附加的带宽，进一步校准所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器之间的失配。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.04 US 61/911,7401.一种用于在包括可编程滤波器电路系统的滤波器电路中补偿
非理想性的方法，所述可编程滤波器电路系统包括具有公共的期望
的截止频率f0的第一低通滤波器和第二低通滤波器，所述方法包括：
针对对应于所述公共的期望的截止频率f0的第一期望的带宽
BW0，向所述第一低通滤波器中注入参考音调fR和截止音调fC，并
且测量所述参考音调fR和所述截止音调fC的相应滤波器响应，同时
改变控制所述第一低通滤波器的截止频率f0-I的电容器代码直到确定
最准确地引起所述第一低通滤波器使用所述期望的截止频率f0的第
一电容器代码ICODE；
针对所述第一期望的带宽BW0，向所述第二低通滤波器中注入
所述参考音调fR和所述截止音调fC，并且测量所述参考音调fR和所
述截止音调fC的相应滤波器响应，同时改变控制所述第二低通滤波
器的截止频率f0-Q的电容器代码直到确定最准确地引起所述第二低
通滤波器使用所述期望的截止频率f0的第二电容器代码QCODE；以及
针对大于所述第一期望的带宽BW0的一个或多个附加的带宽，
进一步校准所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器之间的失
配。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个附加的带
宽包括第二期望的带宽BW1，其中BW1＝NxBW0，其中N是大于1的
正整数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中校准所述第一低通滤波器
与所述第二低通滤波器之间的失配包括：
针对相应第二截止频率f1，其中f1＝(Nxf0)+Δf，其中Δf是所述第
二期望的带宽BW1的截止频率偏移：
确定电容器代码偏移ΔIOFFSET和ΔQOFFSET；
向所述第一电容器代码ICODE添加所述电容器代码偏移
ΔIOFFSET以产生第一补偿后电容器代码IC-CODE；以及
向所述第二电容器代码QCODE添加所述电容器代码偏移
ΔQOFFSET以产生第二补偿后电容器代码QC-CODE，其中所述第二截止
频率f1＝(N×f0)+Δf，其中Δf是所述第二期望的带宽BW1的截止
频率偏移。
4.根据权利要求3所述的方法，其中
BW0＝20MHz、BW1＝40MHz、f0＝8.75MHz、f1＝18.75MHz、并且
Δf＝1.25MHz；或者其中
BW0＝20MHz、BW1＝80MHz、f0＝8.75MHz、f1＝38.75MHz、并且
Δf＝3.75MHz。
5.根据权利要求3所述的方法，其中校准所述第一低通滤波器
与所述第二低通滤波器之间的失配还包括：
确定对应于所述第一期望的带宽BW0的分数电容器代码CIFRAC，
所述分数电容器代码CIFRAC是位于两个连续的电容器代码[ICODE，ICODE+1]
之间的值，并且理想地对应于所述第一低通滤波器与所述第二低通
滤波器之间的零相位差和零功率差二者；以及
使用所述分数电容器代码CIFRAC确定所述电容器代码偏移ΔIOFFSET和ΔQOFFSET。
6.根据权利要求5所述的方法，其中确定所述分数电容器代码
CIFRAC包括：
使用多个点对线进行插值，所述多个点中的每个点具有第一尺
寸和第二尺寸，所述第一尺寸是组合I-Q电容器代码[ICODE，QCODE]，所
述第二尺寸是使用相应组合I-Q电容器代码的所述第一低通滤波器
与所述第二低通滤波器之间的相应测量相位偏移；以及
选择对应于所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器之间的
基本零相位差的组合I-Q电容器代码值。
7.根据权利要求5所述的方法，其中使用所述分数电容器代码
CFRAC确定所述电容器代码偏移ΔIOFFSET和ΔQOFFSET包括：
将所述分数电容器代码CIFRAC取舍为最近的整数以产生所述电容
器代码偏移ΔIOFFSET和ΔQOFFSET；
向所述第一电容器代码ICODE添加所述电容器代码偏移ΔIOFFSET以
产生所述第一补偿后电容器代码IC-CODE；以及
向所述第二电容器代码QCODE添加所述电容器代码偏移ΔQOFFSET以
产生所述第二补偿后电容器代码QC-CODE。
8.一种无线操作设备，根据权利要求1所述的方法来操作。
9.根据权利要求7所述的方法，其中使用所述分数电容器代码
CIFRAC确定所述电容器代码偏移ΔIOFFSET和ΔQOFFSET包括：
将已缩放值＝[(1+αΔfc)*ΔCFRAC]取舍为所述最近的整数以产生所述
电容器代码偏移ΔIOFFSET和ΔQOFFSET，其中ΔCFRAC是所述第一电容器代码
CIFRAC与所述第二电容器代码QCODE之间的差异，α是根据经验数据得
到的缩放因子，并且Δfc是对应于所述截止频率偏移Δf的电容器代码
差异；
向所述第一电容器代码ICODE添加所述电容器代码偏移ΔIOFFSET以
产生所述第一补偿后电容器代码IC-CODE；以及
向所述第二电容器代码QCODE添加所述电容器代码偏移ΔQOFFSET以
产生所述第二补偿后电容器代码QC-CODE。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
向所述第一低通滤波器应...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·皮纳加帕尼，S·蒂莫非夫，A·萨尔霍特拉，
申请(专利权)人：马维尔国际贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：巴巴多斯;BB