在无线传感器装置中生成本地振荡器信号制造方法及图纸

在一些方面，本地振荡器包括：电压控制振荡器、包括第一级和第二级的多级分频器、以及占空比转换器。所述电压控制振荡器的输出节点连接至所述第一级的输入节点。所述第一级的输出节点连接至所述第二级的输入节点。所述第一级被配置为输出来自第一级的多个信号路径其中之一的第一信号，其中该第一级的多个信号路径中的各信号路径被配置为提供具有不同频率的信号。所述第二级被配置为输出来自第二级的多个信号路径其中之一的第二信号，其中该第二级的多个信号路径中的各信号路径被配置为提供具有不同频率的信号。所述多级分频器的输出节点连接至所述占空比转换器的输入节点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在无线传感器装置中生成本地振荡器信号优先权要求本申请要求2016年3月1日提交的、标题为“GeneratingLocalOscillatorSignalsinaWirelessSensorDevice(在无线传感器装置中生成本地振荡器信号)”的美国申请15/057,921的优先权，其通过引用而并入于此。
技术介绍
以下说明涉及在无线传感器装置中生成本地振荡器信号。许多无线装置检测射频(RF)信号，并将这些射频信号下变频(down-convert)为较低频以供信号处理。许多无线装置还可以将基带信号上变频(up-convert)为较高频以供信号传输。可以通过使用来自本地振荡器的参考信号的混频器来对信号进行上变频或下变频。本地振荡器可以包括用于生成参考信号的电压控制振荡器。附图说明图1是示出示例性无线传感器装置的框图。图2是示例性无线接收器的图。图3是示例性无线发射器的图。图4是示例性本地振荡器的图。图5是示出使用图4的本地振荡器400的示例性接收器电路的一部分的图。图6是示出使用图4的本地振荡器400的示例性发射器电路的一部分的图。图7是示出电压控制振荡器(VCO)以及本地振荡器的多级分频器的第一级的示例性电路实现的图。图8是示出图7中的多级分频器的第二级以及本地振荡器的占空比转换器的示例性电路实现的图。图9是示出使用图7和8所示的本地振荡器的示例性接收器电路的一部分的图。图10是示出使用图7和8所示的本地振荡器的示例性发射器电路的一部分的图。图11是示出占空比转换器的示例性电路实现的图。图12是示出图8的总线上的示例性信号的绘图。图13是示出从图8的占空比转换器输出的示例性信号的绘图。具体实施方式以下说明一般涉及本地振荡器(LO)。例如，可以在无线传感器装置中、或者在其它上下文中使用这里所述的示例性本地振荡器。在一些情况下，在宽带、多标准无线应用的集成电路RF发射器、接收器和收发器中使用这里所述的技术和系统。在一些实现中，本地振荡器包括电压控制振荡器(VCO)、以及可基于VCO信号而改变以产生多个不同频率输出中的任一个的电路。例如，电路可以包括可将VCO信号的频率除以受控制信号控制的整数(例如，2、4、8或其它整数)的分频器电路。在一些情况下，分频器电路具有可提供多个不同频率(例如，fVCO/2、fVCO/4、fVCO/8等，其中fVCO表示VCO信号的频率)的参考信号的单个输出节点。例如，该输出节点可以通信连接至用于基于来自分频器电路的参考信号而生成本地振荡器的输出的占空比转换器。在一些情况下，分频器电路具有用于接收VCO频率(fVCO)的VCO信号的单个输入节点。分频器还可以包括用于接收控制信号的开关、以及用于根据VCO信号来生成参考信号的电路。在一些示例中，分频器电路所产生的参考信号的频率(例如，fVCO/2、fVCO/4、fVCO/8等)是VCO频率与受控制信号控制的除数的商。在一些示例中，分频器电路是用于在一系列级中对VCO信号的频率进行分频的多级分频器。在一些实现中，这里所述的主题例如提供诸如减少硬件需求(例如，需要较少的混频器、较少的占空比转换器)以及允许较宽的硬件范围(例如，对称NOR逻辑门)等的优点。例如，在一些情况下，使用较少的混频器和较少的占空比转换器来进行跨宽频率范围的上变频或下变频，这可以简化金属配线、减少所使用的晶体管的数量、并且减小电路面积。图1是示出示例性无线传感器装置100的框图。如图1所示，无线传感器装置100包括天线系统102、射频(RF)处理器系统104和电源103。无线传感器装置可以包括附加的或不同的特征和组件，并且这些组件可以如图所示或者以其它方式布置。在操作中，无线传感器装置100可以检测和分析无线信号。在一些实现中，尽管无线传感器装置100本身可能不是蜂窝网络的一部分，但是该无线传感器装置100可以检测根据(例如，针对蜂窝网络的)无线通信标准所交换的信号。在一些实例中，无线传感器装置100通过在宽频率范围上“监听”或“观察”RF信号并处理检测到的RF信号来监测RF信号。可能存在没有检测到RF信号的时间，并且在无线传感器装置100的本地环境中检测到RF信号时，无线传感器装置100可以(例如，间或地或连续地)处理这些RF信号。示例性天线系统102例如通过电线、导线、触点或者使得天线系统102和RF处理器系统104能够交换RF信号的其它类型的连接，来与RF处理器系统104相连接。在一些实例中，天线系统102无线地接收来自无线传感器装置100的电磁环境的RF信号，并将这些RF信号传送至RF处理器系统104以待处理(例如，数字化、分析、存储、再发射等)。在一些实例中，天线系统102接收来自RF处理器系统104的RF信号，并无线地发射来自无线传感器装置100的RF信号。示例性RF处理器系统104可以包括用于将基带信号上变频为RF信号、将RF信号下变频为基带信号、或者进行这两者的电路。这样的电路可以包括利用本地振荡器所提供的参考信号的混频器，其中该本地振荡器可以包括电压控制振荡器(VCO)。例如，在一些实现中，RF处理器系统104包括图4所示的示例性本地振荡器400、图7和8所示的示例性本地振荡器、或者其它类型的本地振荡器。在一些示例中，基带信号可被输入至还接收来自本地振荡器的RF参考信号的混频器。该混频器可以将基带信号上变频为RF信号。在一些示例中，RF信号可被输入至还接收来自本地振荡器的RF参考信号的混频器。该混频器可以将RF信号下变频为基带信号。上变频和/或下变频可以利用零中频(IF)架构、直接转换架构或低IF架构等来进行。示例性RF处理器系统104可以包括被配置为处理RF信号的一个或多个芯片、芯片组、或其它类型的装置。例如，RF处理器系统104可以包括一个或多个处理器装置，其中该一个或多个处理器装置被配置为通过对根据各种无线通信标准发射的RF信号进行解调和解码来识别和分析编码在RF信号中的数据。在一些情况下，RF处理器系统104可以包括一个或多个数字信号处理器(DSP)装置、前向纠错(FEC)装置、以及可能的其它类型的处理器装置。在一些实现中，RF处理器系统104被配置为监测并分析根据例如如下的一个或多个通信标准或协议格式化的信号：诸如全球移动系统(GSM)和增强型数据速率GSM演进(EDGE)或EGPRS等的2G标准；诸如码分多址(CDMA)、通用移动电信系统(UMTS)和时分同步码分多址(TD-SCDMA)等的3G标准；诸如长期演进(LTE)和高级LTE(LTE-A)等的4G标准；诸如IEEE802.11、蓝牙、近场通信(NFC)和毫米通信等的无线局域网(WLAN)或WiFi标准；以及这些无线通信标准中的多个或其它类型的无线通信标准。在一些情况下，RF处理器系统104能够提取所有的可用特征、同步信息、小区和服务标识符、RF的质量度量、无线通信标准的物理层、以及其它信息。在一些实现中，RF处理器系统104被配置为处理其它类型的无线通信(例如，非标准化的信号和通信协议)。在一些实现中，RF处理器系统104可以在频域、时域或两者中进行各种类型的分析。在一些情况下，RF处理器系统104被配置为确定所检测到的信号的带宽、功率谱密度或其它频率属性。在一些情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线传感器装置，包括：天线，其被配置为无线地进行无线信号的通信；混频器，其通信连接至所述天线；以及本地振荡器，其包括：电压控制振荡器；多级分频器，其中，所述电压控制振荡器的输出节点通信连接至所述多级分频器的第一级的输入节点，所述多级分频器的所述第一级的输出节点通信连接至所述多级分频器的第二级的输入节点，所述多级分频器的所述第一级被配置为选择性地向所述多级分频器的所述第一级的输出节点输出来自第一级的多个信号路径至少之一的第一信号，所述第一级的多个信号路径中的各信号路径被配置为提供具有不同频率的信号，所述多级分频器的所述第二级被配置为选择性地向所述多级分频器的所述第二级的输出节点输出来自第二级的多个信号路径至少之一的第二信号，所述第二级的多个信号路径中的各信号路径被配置为提供具有不同频率的信号；以及占空比转换器，其中，所述多级分频器的输出节点通信连接至所述占空比转换器的输入节点，所述占空比转换器的输出节点通信连接至所述混频器的输入节点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.01 US 15/057,9211.一种无线传感器装置，包括：天线，其被配置为无线地进行无线信号的通信；混频器，其通信连接至所述天线；以及本地振荡器，其包括：电压控制振荡器；多级分频器，其中，所述电压控制振荡器的输出节点通信连接至所述多级分频器的第一级的输入节点，所述多级分频器的所述第一级的输出节点通信连接至所述多级分频器的第二级的输入节点，所述多级分频器的所述第一级被配置为选择性地向所述多级分频器的所述第一级的输出节点输出来自第一级的多个信号路径至少之一的第一信号，所述第一级的多个信号路径中的各信号路径被配置为提供具有不同频率的信号，所述多级分频器的所述第二级被配置为选择性地向所述多级分频器的所述第二级的输出节点输出来自第二级的多个信号路径至少之一的第二信号，所述第二级的多个信号路径中的各信号路径被配置为提供具有不同频率的信号；以及占空比转换器，其中，所述多级分频器的输出节点通信连接至所述占空比转换器的输入节点，所述占空比转换器的输出节点通信连接至所述混频器的输入节点。2.根据权利要求1所述的无线传感器装置，其中，所述天线被配置为接收所述无线信号并通过射频节点向所述混频器发送射频信号，所述混频器被配置为对所述射频信号进行下变频。3.根据权利要求1所述的无线传感器装置，其中，所述天线被配置为发射所述无线信号并通过射频节点从所述混频器接收射频信号，所述混频器被配置为将信号上变频为所述射频信号。4.根据权利要求1至3中任一项所述的无线传感器装置，其中，所述占空比转换器被配置为输出具有25％的占空比的参考信号。5.根据权利要求1至3中任一项所述的无线传感器装置，其中，所述占空比转换器包括具有第一输入节点的第一逆变器以及具有第二输入节点的第二逆变器，所述第一逆变器的第一输出节点通信连接至所述第二逆变器的第二输出节点以形成所述占空比转换器的输出节点。6.根据权利要求1至3中任一项所述的无线传感器装置，其中，所述电压控制振荡器被配置为输出差分原始参考信号，所述多级分频器被配置为输出差分分频参考信号，以及所述占空比转换器被配置为输出差分占空比转换信号。7.根据权利要求1至3中任一项所述的无线传感器装置，其中，所述多级分频器的所述第一级包括：所述第一级的多个信号路径中的具有第一开关的第一信号路径；以及所述第一级的多个信号路径中的具有第二开关的第二信号路径，所述第二信号路径被配置为将所述第一级的输入节点上所输入的输入信号的频率除以第二除数以形成第二分频信号，所述第一开关和所述第二开关被配置成：在所述第一开关和所述第二开关中的一个开关闭合的情况下，另一个开关断开，以选择性地输出第一分频信号或所述第二分频信号作为所述第一信号；以及所述多级分频器的所述第二级包括：所述第二级的多个信号路径中的具有第三开关的第三信号路径，所述第三信号路径被配置为将所述第二级的输入节点上所输入的输入信号的频率除以第三除数以形成第三分频信号；以及所述第二级的多个信号路径中的具有第四开关的第四信号路径，所述第四信号路径被配置为将所述第二级的输入节点上所输入的输入信号的频率除以第四除数以形成第四分频信号，所述第三除数与所述第四除数不同，所述第三开关和所述第四开关被配置成：在所述第三开关和所述第四开关中的一个开关闭合的情况下，另一个开关断开，以选择性地输出所述第三分频信号或所述第四分频信号作为所述第二信号。8.一种本地振荡器，包括：电压控制振荡器；多级分频器，其包括第一级，其包括：第一输入节点，其被配置为从所述电压控制振荡器接收第一参考信号，所述第一参考信号具有第一频率；第一级的一个或多个开关，其被配置为接收第一控制信号；以及第一级电路，其被配置为根据所述第一参考信号来生成第二参考信号，所述第二参考信号具有作为所述第一频率与受所述第一控制信号控制的第一除数的商的第二频率；以及第二级，其包括：第二输入节点，其被配置为从所述第一级接收所述第二参考信号；第二级的一个或多个开关，其被配置为接收第二控制信号；以及第二级电路，其被配置为根据所述第二参考信号来生成第三参考信号，所述第三参考信号具有作为所述第二频率与受所述第二控制信号控制的第二除数的商的第三频率；以及占空比转换器，其被配置为接收所述多级分频器的输出。9.根据权利要求8所述的本地振荡器，其中，所述占空比转换器被配置为输出具有25％的占空比的参考信号。10.根据权利要求8所述的本地振荡器，其中，所述占空比转换器被配置为接收所述多级分频器的差分输出，所述占空比转换器包括具有被配置为接收所述差分输出的正信号的第三输入节点的第一逆变器，并且所述占空比转换器还包括具有被配置为接收所述差分输出的负信号的第四输入节点的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·辛格，T·佩斯，T·曼库，
申请(专利权)人：认知系统公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA