用于减少振荡器的功率消耗的系统和方法技术方案

本发明专利技术揭示一种用于产生振荡信号的设备，其包括负电阻电路、晶体，和修改所述晶体的串联谐振以减少在产生所述振荡信号的过程中所述负电阻电路的功率消耗的组件。所述组件可包括耦合到所述晶体的正电抗电路、一个或一个以上电感元件或一对电感元件。所述设备可进一步包括用于调整所述振荡信号的频率的频率调谐组件，例如耦合到所述晶体的可变电容器。所述负电阻电路可包括数字反相器电路、反相模拟放大器或自调节电路。所述设备可进一步包括：静态电流源，其将稳态电流供应到所述负电阻电路；以及启动电流源，其仅在启动期间将升压电流供应到所述负电阻电路以加速所述振荡信号达到经定义的稳态条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体来说涉及通信系统，且更具体来说涉及一种用于减少振荡器的功能消耗的系统和方法。
技术介绍
在许多通信系统中，使用振荡器产生参考振荡信号，从所述参考振荡信号产生其它信号和/或时钟。举例来说，可使用参考振荡信号产生用于驱动数字和模拟电路的一个或一个以上时钟。另外，可在本机振荡器(LO)中使用参考振荡信号，用于将射频(RF)、中频 (IF)或其它信号降频转换到较低或基带频率，和/或用于将基带信号升频转换到IF、RF或其它较高频率。这些通信系统中的许多系统为便携式系统，例如蜂窝式电话、个人数字助理 (PDA)、手持式装置和其它便携式通信装置。这些便携式通信系统通常依赖于有限电源(例如，电池)来执行各种所希望的操作。有限电源通常具有视便携式装置所汲取的功率量而定的连续使用寿命。通常需要尽可能多地延长所述连续使用寿命。因此，便携式通信系统更频繁地被设计成消耗越来越少的功率。关于振荡器，其功率消耗通常视正在产生的振荡信号的频率调谐范围而定。举例来说，如果使用非常昂贵且精确的晶体(Xtal)设计振荡器，那么频率调谐范围不需要那么大。因此，可将振荡器的功率消耗维持在相对低。另一方面，如果使用便宜且不那么精确的 Xtal设计振荡器，那么频率调谐范围通常需要为较大，以便确保将振荡信号的频率维持在规范内。不幸的是，频率调谐范围较宽时，振荡器的功率消耗通常较大。参考以下实例更好地对此作出解释。图IA说明用于产生振荡信号的常规设备100的框图/示意图。常规设备100通常包含负电阻电路102和按反馈配置与所述负电阻电路耦合的谐振器。在此实例中，所述谐振器包括)(tal 104和一对可变电容器Cp (在相关技术中通常被称作皮耳士(Pierce)电容器)。可变电容器Cp用以提供对设备100所产生的振荡信号的频率的外部调谐。图IB说明常规设备100的谐振器的阻抗与频率的曲线图。举例来说，如果移除常规振荡器100的皮耳士电容器CP，那么振荡信号的频率实质上由Xtal 104确定。在此情况下，如曲线图中所指示，振荡信号的频率实质上遇上)(tal 104的并联谐振。在并联谐振的情况下，因为谐振器的阻抗实质上最大化，所以负电阻电路102所汲取的功率实质上最小化。如果)(tal 104的不同批次均非常精确，那么)Ctal的并联谐振在不同批次间不会显著改变。如果并联谐振的容限在振荡器100的频率偏差规范内，那么不需要皮耳士电容器CP，且可以节省功率的方式来操作振荡器。然而，此种精确的Xtal 104通常非常昂贵。因此，为了降低振荡器100的成本，可使用较不精确且较便宜的Xtal 104。此可能会造成如下不利后果=Xtal 104的并联谐振在不同批次间的变化大于振荡器100的频率偏差规范。在此情况下，可能需要频率调谐，借此强制使用一个或一个以上可变电容器CP。5将电容器Cp添加到振荡器100的谐振器的作用是减小振荡信号的频率。此会造成如下后果使谐振器的阻抗从与)Ctal 104的并联谐振相关联的阻抗朝向与)Ctal的串联谐振相关联的阻抗降低，如曲线图中的振荡器可调谐范围所指示。随着谐振器的阻抗移动为较靠近)(tal 104的串联谐振，负电阻电路102消耗更多功率。功率消耗与Xtal 104的并联谐振与串联谐振之间的可调性(pullability)或频率差有关。针对振荡信号的给定频率，如果可调性较大，那么振荡器100的功率消耗较少。 或者，相反，针对振荡信号的给定频率，如果可调性较小，那么振荡器100的功率消耗较多。 因此，需要增加振荡器100的可调性以便以更节省功率的方式来操作振荡器100。
技术实现思路
本专利技术的一方面涉及一种用于产生振荡信号的设备，其包含负电阻电路、晶体和适于修改所述晶体的串联谐振以减少在产生所述振荡信号的过程中所述负电阻电路的功率消耗的组件。在另一方面中，所述组件包含正电抗电路。在又一方面中，所述组件包含一个或一个以上电感元件。在再一方面中，所述组件包含分别耦合到所述晶体的两侧的一对电感元件。在本专利技术的另一方面中，所述用于产生振荡信号的设备进一步包含用于调整所述振荡信号的频率的频率调谐组件。在又一方面中，所述频率调谐组件适于将所述振荡信号的所述频率调整成在经定义的频率的士百万分之10( 士 IOppm)内。在再一方面中，所述频率调谐组件包含一个或一个以上耦合到所述晶体的可变电容元件。在本专利技术的另一方面中，所述负电阻电路经配置以针对所述一个或一个以上可变电容元件的给定电容消耗较少电流。在又一方面中，所述负电阻电路经配置以针对所述一个或一个以上可变电容元件的给定电容消耗较少功率。在再一方面中，所述负电阻电路包含数字反相器电路、反相模拟放大器或自调节电路。在再一方面中，所述用于产生振荡信号的设备包含静态电流源，其适于将大体上稳态的电流供应到负电阻电路；以及启动电流源，其适于仅在所述振荡信号的起始期间将升压电流供应到所述负电阻电路以加快所述振荡信号从冷启动达到预定义的稳态条件。当结合附图考虑时，本专利技术的其它方面、优点和新颖特征将从本专利技术的以下具体实施方式变得显而易见。附图说明图IA说明用于产生振荡信号的常规设备的框图/示意图。图IB说明用于产生振荡信号的常规设备的谐振器的阻抗与频率的曲线图。图2A说明根据本专利技术的一方面的用于产生振荡信号的示范性设备的框图/示意图。图2B说明根据本专利技术的另一方面的示范性设备的谐振器的阻抗与频率响应(实线)的曲线图，以及常规设备的阻抗与对应的响应(虚线)的曲线图。图2C说明根据本专利技术的另一方面的示范性设备的谐振器的临界跨导(gmcrit)与皮耳士电容(Cp)响应(实线)的曲线图，以及常规设备的谐振器的临界跨导与对应的响应 (虚线)的曲线图。图2D说明根据本专利技术的一方面的用于产生振荡信号的示范性设备的框图/示意图。图3A说明根据本专利技术的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的框图/示意图。图;3B说明根据本专利技术的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的框图/示意图。图4A说明根据本专利技术的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的示意图。图4B说明根据本专利技术的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的示意图。图4C说明根据本专利技术的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的示意图。图4D说明根据本专利技术的另一方面的用于产生振荡信号的另一示范性设备的框图/示意图。图5说明根据本专利技术的另一方面的示范性通信系统的框图。图6A到图6D说明根据本专利技术的另一方面的各种脉冲调制技术的时序图。图7说明根据本专利技术的另一方面的经由各种信道彼此通信的各种通信装置的框图。具体实施例方式下文描述本专利技术的各种方面。应显而易见，可以广泛的各种各样的形式来体现本文中的教示，且本文中所揭示的任何具体结构、功能或两者仅为代表性的。基于本文中的教示，所属领域的技术人员应了解，本文中揭示的一方面可独立于任何其它方面加以实施，且这些方面中的两者或两者以上可以各种方式加以组合。举例来说，可使用本文中阐明的任何数目个方面来实施一种设备或实践一种方法。此外，可使用除本文中所阐明的方面中的一者或一者以上外的或不同于本文中所阐明的方面中的一者或一者以上的其它结构、功能性或结构和功能性来实施此设备或实践此方法。图2A说明根据本专利技术的另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.18 US 12/467,8941.一种用于产生振荡信号的设备，其包含负电阻电路；晶体；以及适于修改所述晶体的串联谐振以减少在产生所述振荡信号的过程中所述负电阻电路的功率消耗的组件。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述组件包含正电抗电路。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述组件包含一个或一个以上电感元件。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述组件包含分别耦合到所述晶体的两侧上的一对电感元件。5.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含用于调整所述振荡信号的频率的频率调谐组件。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述频率调谐组件适于将所述振荡信号的所述频率调整成在经定义的频率的士 IOppm内。7.根据权利要求5所述的设备，其中所述频率调谐组件包含耦合到所述晶体的一个或一个以上可变电容元件。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述负电阻电路经配置以针对所述一个或一个以上可变电容元件的给定电容消耗较少电流。9.根据权利要求7所述的设备，其中所述负电阻电路经配置以针对所述一个或一个以上可变电容元件的给定电容消耗较少功率。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述负电阻电路包含数字反相器电路、反相模拟放大器或自调节电路。11.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含静态电流源，其适于将稳态电流供应到所述负电阻电路；以及启动升压电流源，其适于仅在所述振荡信号的起始期间将升压电流供应到所述负电阻电路以加快所述振荡信号达到预定义的稳态条件。12.一种用于产生振荡信号的方法，其包含使用负电阻和晶体产生所述振荡信号；以及修改所述晶体的串联谐振以减少在产生所述振荡信号的过程中所使用的功率消耗。13.根据权利要求12所述的方法，其中修改所述晶体的所述串联谐振包含将正电抗添加到所述晶体。14.根据权利要求12所述的方法，其中修改所述晶体的所述串联谐振包含将一个或一个以上电感元件耦合到所述晶体。15.根据权利要求12所述的方法，其中修改所述晶体的所述串联谐振包含将一对电感元件分别耦合在所述晶体的两侧上。16.根据权利要求12所述的方法，其进一步包含调整所述振荡信号的频率。17.根据权利要求16所述的方法，其中调整所述振荡信号的所述频率包含将所述振荡信号的所述频率调整成在经定义的频率的士 IOppm内。18.根据权利要求16所述的方法，其中调整所述振荡信号的所述频率包含调整耦合到所述晶体的一个或一个以上可变电容元件。19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包含将所述负电阻配置成针对所述一个或一个以上可变电容元件的给定电容消耗较少电流。20.根据权利要求18所述的方法，其进一步包含将所述负电阻配置成针对所述一个或一个以上可变电容元件的给定电容消耗较少功率。21.根据权利要求12所述的方法，其中产生所述负电阻包含使用数字反相器...

【专利技术属性】
技术研发人员：豪尔赫·A·加西亚，托德·莫耶，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：