電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整方法及裝置的製作方法
2023-08-09 07:05:06 1
專利名稱：電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電感電容並聯諧振腔領域，尤其涉及一種電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整方法及裝置。
背景技術：
電感和電容是常見的無源器件，其獨特的電特性使之在各種電路中獲得廣泛應用。電感與電容並聯而成的支路，通常稱為電感電容並聯諧振腔(LC-tank)，LC-tank被廣泛應用於射頻收發機晶片設計中，是很多射頻電路的核心部分，比如電感電容壓控振蕩器(LC-VCO)、低噪聲放大器(LNA)、功率放大器(PA)、射頻緩衝器(RF-Buffer)等。LC-tank在正常工作時，如果輸入信號的頻率為&，而LC-tank的諧振頻率偏離了&，那麼LC-tank則偏離了最佳狀態，以射頻收發機的射頻前端為例，只有在發射和接收模式下，所有使用了 LC-tank的模塊，其LC-tank的諧振頻率總是與該模塊的輸入信號頻率對準，收發機中的每個模塊才是工作在最佳狀態，收發機才能達到最佳的功耗、增益、靈敏度等性能指標。因此，如何使得LC-tank的諧振頻率與輸入信號的頻率對準或近似對準是目前需要解決的技術問題。現有技術中為了避免去解決LC-tank的諧振頻率與輸入信號的頻率對準的問題，提出了一些替代方式:方式一，通過選擇低Q值電感，增大LC-tank的帶寬；方式二，通過使用多個相同電路去共同覆蓋整個輸入頻率範圍。雖然上述兩種方式能夠使得在整個輸入頻率範圍內，電路的增益變化不超過3dB，但是，方式一選擇低Q值電感，將會導致LC-tank的諧振阻抗降低，增加電路的功耗；方式二導致電路的規模和晶片面積大大增加，而且同一時刻只有一個電路工作，其他電路空閒，造成浪費。
發明內容
本發明提供一種更加完善的電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整方法及裝置。為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案:—種電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整方法，其特徵在於，包括，對電感電容壓控振蕩器的第一電感電容並聯諧振腔的諧振頻率進行校準；獲取所述第一電感電容並聯諧振腔在當前諧振頻率下的頻率控制參數；根據所述頻率控制參數將電路模塊的第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率調整至與其輸入信號頻率的差距在預設值之內，所述第二電感電容並聯諧振腔與所述第一電感電容並聯諧振腔具有相同控制規則。根據所述頻率控制參數將所述第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率調整至與其輸入信號頻率的差距在預設值之內具體為:根據所述頻率控制參數和預設變量將所述第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率調整至與其輸入信號頻率的差距在預設值之內。所述頻率控制參數為所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列的開關電容控制字的值。
所述第二電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列與所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列具有相同的頻率調諧範圍、編碼方式和控制位的位數；或者所述第二電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列為按照預設比例對所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列進行縮放得到。所述第二電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列與所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列的固定電容與可變電容的比值相同，以及編碼方式和控制位的位數相同。所述電路模塊為科爾皮茲振蕩器、低噪聲放大器、混頻器、驅動放大器、緩衝器、功率放大器中的一種或多種。一種電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整裝置，其特徵在於，包括具有第一電感電容並聯諧振腔的電感電容壓控振蕩器、具有第二電感電容並聯諧振腔的電路模塊，以及頻率校準模塊，所述第一電感電容並聯諧振腔與所述第二電感電容並聯諧振腔具有相同控制規則，其中，所述頻率校準模塊用於對所述第一電感電容並聯諧振腔的諧振頻率進行校準，並輸出所述第一電感電容並聯諧振腔在當前諧振頻率下的頻率控制參數；所述電路模塊用於根據所述頻率控制參數將所述第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率調整至與輸入信號頻率的差距在預設值之內。所述電路模塊具體用於根據所述頻率控制參數和預設變量將所述第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率校準至與輸入信號頻率的差距在預設值之內。所述第二電感電容並聯諧振腔的的開關電容陣列與所述第一電感電容並聯諧振腔的的開關電容陣列具有相同的頻率調諧範圍、編碼方式和控制位的位數；或者所述第二電感電容並聯諧振腔的的開關電容陣列為按照預設比例對所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列進行縮放得到；所述頻率校準模塊具體用於輸出所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列的開關電容控制字的值作為所述頻率控制參數。所述電路模塊為科爾皮茲振蕩器、低噪聲放大器、混頻器、驅動放大器、緩衝器、功率放大器中的一種或多種。所述校準裝置為射頻收發機，所述射頻收發機包括鎖相環和所述電路模塊；所述鎖相環包括所述頻率校準模塊和所述電感電容壓控振蕩器；所述電路模塊包括輸出緩衝器、低噪聲放大器、接收混頻器、功率放大器或發射混頻器的一種或多種。所述電感電容壓控振蕩器與所述輸出緩衝器相連，所述輸出緩衝器通過第一分頻器與所述接收混頻器相連，所述輸出緩衝器通過第二分頻器與所述發射混頻器相連，所述接收混頻器與所述低噪聲放大器相連，所述發射混頻器與所述功率放大器相連。本發明提供一種電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整方法及裝置，對於LC-VCO而言，不存在頻率對準的問題，因為LC-VCO的振蕩頻率就是其LC-tank的諧振頻率，但是對於LNA、PA、RF-BufTer等電路模塊，將其LC-tank的諧振頻率調到總是與輸入信號頻率對準或近似對準卻較難直接實現，本發明將LC-VCO的LC-tank與其他電路模塊的LC-tank設計成具有相同控制規則，對該LC-VCO的LC-tank的諧振頻率進行校準，獲取校準後的LC-VCO的LC-tank在當前諧振頻率下的頻率控制參數，根據該頻率控制參數對其它電路模塊的LC-tank的諧振頻率進行調整,可實現LNA、PA、RF-Buffer等電路模塊的LC-tank的諧振頻率與輸入信號頻率的對準或近似對準，使得其它電路模塊的LC-tank工作在更好的狀態，同時可避免現有技術中採用上述替代方式所帶來的缺陷。
圖1為本發明實施例一種電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整方法的流程圖；圖2為現有技術中一種電感電容並聯諧振腔的示意圖；圖3為本發明實施例一種電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整裝置的示意圖；圖4為本發明實施例一種射頻收發機的射頻前端的示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
結合附圖對本發明作進一步詳細說明。圖1為本發明實施例一種電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整方法的流程圖，請查考圖1，電感電容壓控振蕩器的電感電容並聯諧振腔為第一電感電容並聯諧振腔，其他電路模塊的電感電容並聯諧振腔為第二電感電容並聯諧振腔，第二電感電容並聯諧振腔與第一電感電容並聯諧振腔具有相同控制規則，該方法包括:S11、對第一電感電容並聯諧振腔的諧振頻率進行校準；S12、獲取第一電感電 容並聯諧振腔在當前諧振頻率下的頻率控制參數；S13、根據該頻率控制參數將與第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率調整至與其對應電路模塊的輸入信號頻率的差距在預設值之內。通過步驟S13將電路模塊的第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率調整至與其輸入信號頻率的差距在預設值之內後，該電路模塊的第二電感電容並聯諧振腔的並聯等效阻抗離最大阻抗差距將不超過3dB ;電路模塊可以為科爾皮茲振蕩器、低噪聲放大器、混頻器、驅動放大器、緩衝器、功率放大器等。將第二電感電容並聯諧振腔設計成與第一電感電容並聯諧振腔具有相同控制規則的方式包括多種，如:將第二電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列與電第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列設計成具有相同的頻率調諧範圍、編碼方式和控制位的位數，或者通過對第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列按照預設比例進行縮放得到第二電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列。編碼方式相同包括均採用二進位編碼方式的開關電容陣列或均採用溫度碼編碼方式的開關電容陣列等，將第二電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列與第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列設計成具有相同的頻率調諧範圍的方式包括:將兩者開關電容陣列的固定電容與可變電容的比值設計成相同。圖2為現有技術中一種電感電容並聯諧振腔的示意圖，請參考圖2:該LC-tank帶有4位開關電容陣列，該開關電容陣列採用了二進位編碼方式，即開關SO控制電容量為C，SI控制電容量為2C，S2控制電容量為4C，S3控制電容量為8C，Cf為固定電容，開關電容陣列形成可調電容，可調電容佔總電容的比值反映了該LC-tank的頻率調諧範圍,該LC-tank的諧振頻率為:2^L-(Cf+S3SC+ S2-4C + S\-2C+ S0-C)^ ^其中S3、S2、S1、S0取值為邏輯O或者邏輯I，邏輯O表示開關斷開，電容與LC-tank脫離；邏輯I表示開關閉合，電容掛在LC-tank上。由於S3.8+S2.4+Si.2+S0就是二進位^S3S2S1S0的值，因此諧振頻率可以簡寫為:
權利要求
1.一種電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整方法，其特徵在於，包括， 對電感電容壓控振蕩器的第一電感電容並聯諧振腔的諧振頻率進行校準； 獲取所述第一電感電容並聯諧振腔在當前諧振頻率下的頻率控制參數； 根據所述頻率控制參數將電路模塊的第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率調整至與其輸入信號頻率的差距在預設值之內，所述第二電感電容並聯諧振腔與所述第一電感電容並聯諧振腔具有相同控制規則。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據所述頻率控制參數將所述第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率調整至與其輸入信號頻率的差距在預設值之內具體為:根據所述頻率控制參數和預設變量將所述第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率調整至與其輸入信號頻率的差距在預設值之內。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述頻率控制參數為所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列的開關電容控制字的值。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述第二電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列與所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列具有相同的頻率調諧範圍、編碼方式和控制位的位數；或者所述第 二電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列為按照預設比例對所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列進行縮放得到。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述第二電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列與所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列的固定電容與可變電容的比值相同，以及編碼方式和控制位的位數相同。
6.如權利要求1至5任一項所述的方法，其特徵在於，所述電路模塊為科爾皮茲振蕩器、低噪聲放大器、混頻器、驅動放大器、緩衝器、功率放大器中的一種或多種。
7.—種電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整裝置，其特徵在於，包括具有第一電感電容並聯諧振腔的電感電容壓控振蕩器、具有第二電感電容並聯諧振腔的電路模塊，以及頻率校準模塊，所述第一電感電容並聯諧振腔與所述第二電感電容並聯諧振腔具有相同控制規則，其中， 所述頻率校準模塊用於對所述第一電感電容並聯諧振腔的諧振頻率進行校準，並輸出所述第一電感電容並聯諧振腔在當前諧振頻率下的頻率控制參數； 所述電路模塊用於根據所述頻率控制參數將所述第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率調整至與輸入信號頻率的差距在預設值之內。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述電路模塊具體用於根據所述頻率控制參數和預設變量將所述第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率校準至與輸入信號頻率的差距在預設值之內。
9.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第二電感電容並聯諧振腔的的開關電容陣列與所述第一電感電容並聯諧振腔的的開關電容陣列具有相同的頻率調諧範圍、編碼方式和控制位的位數；或者所述第二電感電容並聯諧振腔的的開關電容陣列為按照預設比例對所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列進行縮放得到；所述頻率校準模塊具體用於輸出所述第一電感電容並聯諧振腔的開關電容陣列的開關電容控制字的值作為所述頻率控制參數。
10.如權利要求7至9任一項所述的裝置，其特徵在於，所述電路模塊為科爾皮茲振蕩器、低噪聲放大器、混頻器、驅動放大器、緩衝器、功率放大器中的一種或多種。
11.如權利要求7至9任一項所述的裝置，其特徵在於，所述校準裝置為射頻收發機，所述射頻收發機包括鎖相環和所述電路模塊；所述鎖相環包括所述頻率校準模塊和所述電感電容壓控振蕩器；所述電路模塊包括輸出緩衝器、低噪聲放大器、接收混頻器、功率放大器或發射混頻器的一種或多種。
12.如權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述電感電容壓控振蕩器與所述輸出緩衝器相連，所述輸出緩衝器通過第一分頻器與所述接收混頻器相連，所述輸出緩衝器通過第二分頻器與所述發射混頻器相連，所述接收混頻器與所述低噪聲放大器相連，所述發射混頻器與所述功率放大器相連。
全文摘要
本發明公開一種電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整方法及裝置，該方法包括對電感電容壓控振蕩器的第一電感電容並聯諧振腔的諧振頻率進行校準；獲取所述第一電感電容並聯諧振腔在當前諧振頻率下的頻率控制參數；根據所述頻率控制參數將電路模塊的第二電感電容並聯諧振腔的諧振頻率調整至與其輸入信號頻率的差距在預設值之內，所述第二電感電容並聯諧振腔與所述第一電感電容並聯諧振腔具有相同控制規則。本發明通過以上技術方案，提供一種更加完善的電感電容並聯諧振腔諧振頻率的調整方法及裝置。
文檔編號H03L7/099GK103166634SQ201110409468
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者許建超 申請人:國民技術股份有限公司