參考量生成器的製作方法

2024-01-23 00:03:15 4

專利名稱：參考量生成器的製作方法
技術領域：
本發明的實施例涉及一種參考量生成器，諸如為參考電流生成器、參考電壓生成器或類似的生成器。本發明的一些實施例涉及生成參考量的方法。
背景技術：
許多操作和生成模擬和/或數位訊號的系統需要為這些信號定義偏置點的精確、穩定的電壓和電流參考。在許多情況下，這些電壓參考必須被附加到電路的供電電壓上且獨立於該供電電壓。這些應用中的某一些位於以下領域，諸如傳感放大器、輸入信號電平傳感器、相位鎖定環路、延遲鎖定環路、無線接收器、模數轉換器、數模轉換器及各種其他的電路。

發明內容
本發明的實施例提供了用於生成參考量的參考量生成器。所述參考量生成器包括參考源、數字控制信號源以及數字控制器。所述參考源構造為提供參考源信號。所述數字控制信號源構造為提供數字控制量，並且所述參考量基於所述數字控制量被確定。所述數字控制器構造為提供數字控制信號用於控制所述數字控制信號源以利用反饋來基於所述參考源信號來修改(adapt)所述數字控制量。本發明的其他實施例提供了用於生成參考量的參考量生成器。所述參考量生成器包括參考源和模數控制環路。所述參考源構造為提供參考源信號。所述模數控制環路構造為接收模擬選點信號，所述模擬選點信號是所述參考源信號的函數或者取決於所述參考源信號。所述模擬選點信號可等於所述參考源信號。所述模數控制環路進一步構造為利用反饋和數字控制來提供所述參考量，其中在所述模數控制環路的噪聲量度低於所述參考源的噪聲量度。此外，本發明的實施例提供了用於生成參考量的參考量生成器。所述參考量生成器包括提供參考源信號的裝置、提供數字控制量的裝置、基於所述數字控制量來確定所述參考量的裝置以及為所述提供數字控制量的裝置提供數字控制信號的裝置，以便於利用反饋來基於所述參考源信號修改所述數字控制量。本發明的其他實施例提供了用於生成參考量的方法。所述方法包括提供參考源信號，以及利用反饋基於所述參考源信號確定數字控制信號。所述方法還包括基於所述數字控制信號來確定數字控制量，以及基於所述數字控制量來確定參考量。所述反饋基於所述參考量或者基於關聯量，並且提供所述反饋用以基於所述參考源信號修改數字控制量。 此外，本發明的實施例提供了用於生成參考量的方法。所述方法包括提供參考源信號，以及利用模數控制環路進行閉環控制。進行所述閉環控制的步驟包括接收選點信號，所述選點信號是所述參考源信號的函數或者取決於所述參考源信號，以及利用反饋和數字控制提供所述參考量，其中所述模數控制環路的噪聲量度低於所述參考源信號的噪聲量度。


此處參考附圖描述了本發明的實施例。圖I示出了根據此處所公開的教導的第一實施例的參考量生成器的示意性框圖。圖2示出了根據此處所公開的教導的第二實施例的參考量生成器的示意性框圖。圖3示出了根據此處所公開的教導的第三實施例的參考量生成器的示意性框圖。圖4示出了根據此處所公開的教導的第四實施例的參考量生成器的示意性框圖。圖5示出了根據此處所公開的教導的第五實施例的參考量生成器的簡化示意性電路。圖6示出了根據此處所公開的教導的第六實施例的參考量生成器的簡化示意性 電路。圖7示出了根據此處所公開的教導的第七實施例的參考量生成器的簡化示意性電路。圖8示出了根據此處所公開的教導的實施例的用於生成參考量的方法的示意性流程圖。圖9示出了根據此處所公開的教導的另一實施例的用於生成參考量的方法的示意性流程圖。圖10示出了根據此處所公開的教導的參考量生成器可被用在其中或用於其的用於GSM/E⑶E/UMTS的接收器示意性框圖。圖11示出了根據此處所公開的教導的參考量生成器可被用在其中或用於其的具有基帶無濾波器接收器排列的另一接收器的示意性框圖。圖12示出了 3位數模轉換器的簡化示意性電路，該數模轉換器可被用在如圖10和圖11所示的接收器結構中並且可採用根據此處所公開的教導的一個或多個參考量生成器。圖13示出了數模轉換器單元的簡化示意性電路。在下面的描述中用相等或相似的附圖標記來標註相等或等同的元件或具有相等或等同功能的元件。
具體實施例方式在以下描述中，陳述了多個細節來提供本發明的實施例的更透徹的解釋。然而，對於本領域技術人員而言顯而易見的是，可以在不具有這些具體細節的情況下實踐本發明的實施例。在其他情況下，以框圖形式而不是詳盡地示出公知的結構和器件，以免混淆本發明的實施例。另外，下文中描述的不同實施例的特徵，除非特意註明，否則都可以互相結合。圖I示出了根據此處所公開的教導的第一實施例的參考量生成器的示意性框圖。參考量生成器包括參考源12、數字控制器14以及數字控制信號源16。在第一實施例的情況下，參考源12構造為直接為數字控制器14提供參考源信號(REF SRC SIG)。數字控制器14生成數字控制信號(DIG CTRL SIG)並且為數字控制信號源16提供該信號。生成數字控制量(DIG CTRLO QTY)並且可以在數字控制信號源16的輸出端得到數字控制量。藉助於信號轉換器(SC) 18，可將數字控制量轉換成參考量，舉例來講諸如為用於電流反射鏡的數字校準超低噪聲參考。注意到數字控制量可能已經是參考量，在這種情況下可不需要信號轉換器18。藉助於反饋結構17將數字控制量從數字控制信號源16的輸出端反饋回數字控制器14。數字控制器14可以利用經由反饋結構17所接收到的數字控制量來根據參考源信號通過數字控制信號調節數字控制量。事實上，即使參考源信號相對精確且相對穩定，數字控制信號源16也可能由於例如，溫度變化、老化、供電電壓變化等等而易受變量的影響。如果未考慮數字控制信號源16的變化的操作條件，數字控制量可能會明顯地變化。數字控制器14構造為調整數字控制信號，以便使數字控制信號源16生成數字控制量的另一值，該值較接近參考源信號的電流值，鑑於數字控制信號源16的振幅解析度，甚至可以儘可能地接近參考源信號的電流值。圖I中示意性描述的參考量生成器可用於將由參考源12提供的參考信號源從第一物理量(例如，電流)轉換為第二物理量(例如，電壓)。作為另一實例，由於物理實體，參考源12可以能夠生成僅具有特定值的參考源信號。在需要一個或多個其他值作為參考
量或多個參考量的情況下，參考量生成器可用於使參考源信號適應於期望參考量。例如，參考源12可以基於特殊物理現象，諸如為被所述物理現象強加的能帶隙電壓、尺寸、結構和/或參考源12的材料。多個參考量生成器可被用於基於由單個參考源12提供的單個參考源信號，生成多個參考量。這樣，多個參考量相對相干。最後，如果參考源12不能為所有由參考源信號供電的消耗裝置提供足夠的功率，則參考量生成器可用於提高或放大參考源信號。圖2示出了根據此處所公開的教導的第二實施例的參考量生成器的示意性框圖。第二實施例與第一實施例的不同之處在於，已在參考源12和數字控制器14之間插入求和點23。在求和點23處，從參考源信號減去由反饋結構27傳送的反饋信號。如反饋結構27的以虛線繪製的部分所示，相減的結果對應於參考源信號與數字控制量或參考量之間的偏差。圖3示出了根據所公開的教導的第三實施例的參考量生成器的示意性框圖。除了反饋結構包括反饋調節元件(FCE) 37之外,第三實施例類似於第二實施例。反饋調節元件37可構造為確定從數字控制量導出或者與數字控制量成比例的量。如果要(間接地)比較參考源信號和數字控制量，反饋調節元件37允許數字控制量較參考源信號具有不同的信號類型。因此，例如，數字控制量可處在不同於參考源信號的另一振幅範圍或顯示出對參考源信號的(有意)偏移(offset)。儘管未在圖3中示出，但如圖2中的虛線所示，反饋調節元件37的輸入端可構造為接收參考量而不是數字控制量或附加至數字控制量的參考量。圖4示出了根據所公開的教導的第四實施例的參考量生成器的示意性框圖，第四實施例與第二實施例大致相似。參考量生成器包括位於參考源12和數字控制器14之間的偏差確定器43。偏差確定器43的第一輸入端與參考源12的輸出端相連,偏差確定器43的第二輸入端經由反饋結構17與數字控制信號源16的輸出端相連。如圖2那樣，反饋結構17可與信號轉換器18的輸出端相連。偏差確定器43包括求和點23和模數轉換器44。求和點23為模數轉換器44的輸入端提供模擬偏差信號。典型地，參考源信號和經由反饋結構17提供給求和點23的數字控制量是模擬信號2。數字控制器14從模數轉換器44接收數字指示器信號。由於數字指示器信號是模擬偏差信號的數字格式的時間離散和/或幅度離散表示，因此數字指示器信號對應於模擬偏差信號。參考量生成器的數字控制器14和數字控制信號源16可充分降低由參考源12產生的噪聲。同時，數字控制量和參考量具有高精確度，當參考源信號在所有時間上取平均值時，該高精確度可向回追蹤到參考源12的高精確度。也就是說，數字控制量和參考量在對比於參考源12的充分改進的噪聲行為上，可從參考源12的相對高的精確度獲益。圖5示出了根據此處所公開的教導的第五實施例的參考量生成器的簡化示意性電路。在這種情況下參考源是參考電流生成器52。參考電流生成器52可具有若干可能構造中的一種，並且參考電流生成器52的某些細節沒有在圖5中描述出來。參考電流源52之後產生大致恆定的參考電流IKEF，該電流流過參考電流源52的電晶體53a。除了控制參考電流Ikef之外，電晶體53a還具有另一功能，該功能如同將在下文中解釋的第一比較電晶體一樣。參考電流Ikef也流過第二比較電晶體53b。第一比較電晶體53a的匯集(sink)(或漏極)終端與第二比較電晶體53b的匯集(或漏極)終端耦接。第二比較電晶體53b的源終端與供電電壓Vdd相連，並且第一比較電晶體53a的源終端與電路的地電位相連。假設第一比較電晶體53a在電性能方面與第二比較電晶體53b大致對稱，並且兩個電晶體53a、 53b都在其各自的控制終端偏置，各自的控制終端具有從電意義上來講關於中心電位Vdd/2彼此對稱的偏置電壓，那麼在第一比較電晶體53a的匯集終端與第二比較電晶體53b的匯集終端之間的節點55處的電壓將大致等於中心電壓Vdd/2。參考電流源52依照其任務控制第一比較電晶體53a的偏置以提供大致恆定的參考值IKEF。第二比較電晶體53b的偏置電壓由下文將解釋的參考量生成器的另一部分產生。第二比較電晶體53b的偏置電壓可以是參考量、與數字控制量成比例的量或與參考量成比例的量。第一和第二比較電晶體53a、53b的偏置電壓的變化對第一和第二比較電晶體53a、53b的匯集終端之間的節點55處的電壓具有反射作用(repercussion)。這些反射作用可用於評價當前參考量追蹤參考源量的優良性。節點55(相對於電路的地電位)處的電壓用作為模數轉換器54的輸入信號。第二比較電晶體53b、位於第一和第二比較電晶體53a、53b的匯集終端之間的節點55以及模數轉換器54都屬於偏差確定器43。從功能的觀點來看，第一比較電晶體53a也可被視為偏差確定器43的一部分。模數轉換器54生成被傳輸至數字控制器14的數字指示器信號。數字控制器14構造為基於數字指示器信號而確定數字控制信號。數字控制器14的輸出端與偏置數摸轉換器(偏置DAC) 56的輸入端相連。偏置DAC 56基於數字控制信號生成電流Idac形式的模擬信號。在圖5中所不的第五實施例中，由偏置DAC 56產生的電流I·對應於數字控制量。此外，偏置DAC 56進而對應於數字控制信號源，或者是數字控制信號源的一部分，或者包括數字控制信號源。由偏置DAC 56輸出的電流Idac流過連接二極體的電晶體58。由於連接二極體的電晶體58的類似二極體特性，電晶體58的電連接的匯集終端和控制終端被拉至相對於取決於偏置DAC輸出電流Idac的供電電壓Vdd而言的電壓。特別地，連接二極體的電晶體58可以是表現出相對低電流消耗和相對低噪聲影響特徵的MOS 二極體。電晶體58的控制終端具有可代表電壓形式的參考量的電壓VKEFQTY。參考量電壓Vkefqty可被提供給包括PMOS電晶體3的消耗裝置2。將參考量電壓Vkefqty供給到PMOS電晶體3的控制終端。注意到在圖5中將電晶體58、53b和3描述為PMOS電晶體。注意到參考量不必為電晶體58、53b和3的控制終端處的電壓Vkefqty,而是可選擇性地為流過PMOS電晶體3的電流。這三個電晶體58、53b和3形成電流反射鏡或者至少是類似電流反射鏡的結構。如上面解釋的那樣，由參考電流源52強加流過第二比較電晶體53b的電流IKEF。因此，第二比較電晶體53b修改其柵-源電壓Ves，而不是改變流過第二比較電晶體53b的電流，以便於保持有效的操作點。如上面解釋的那樣，這會導致位於第一比較電晶體53a的匯集終端和第二比較電晶體53b的匯集終端之間的節點55處的電壓被修改。儘管連接二極體的電晶體或者MOS 二極體58的精確度一般較差，但該差的精確度可用由偏差確定器43、數字控制器14和偏置DAC 56提供的數字校準來補償。圖6示出了根據所公開的教導的第六實施例的參考量生成器的簡化示意性電路，第六實施例與第五實施例具有相似性。第五實施例與第六實施例之間的不同在於偏差確定器43和數字控制器的結構。在第六實施例中偏差確定器43包括作為模數轉換器的比較器63。比較器63包括兩個輸入端和一個輸出端。比較器63的其中一個輸入端與位於第一比較電晶體53a的匯集終端和第二比較電晶體53b的匯集終端之間的節點55相連。比較器63的另一個輸入端與閾值信號相連,該閾值信號例如為電壓Vdd/2的形式。注意到在該實例中已被選出來的值Vdd/2對應於第一比較電晶體53a和第二比較電晶體53b分別在供電
電壓vdd和地電位之間形成電對稱結構的情況，包括其各自的被施加於第一比較電晶體53a的控制終端和第二比較電晶體53b的控制終端的偏置電壓。儘管如此，閾值信號也可採用不同於Vdd/2的值。由比較器63產生的數字指示器信號是二進位信號，其指示模擬偏差信號，也就是在節點55處的電壓，高於還是低於閾值電壓，也就是電壓Vdd/2。在圖6所描述的實施例中將數字指示器信號提供給作為數字控制器的加/減計數器64。根據數字指示器信號的瞬時值(「高」或「低」)，加減計數器64增加或減小加減計數器64的數字輸出值。一般以數字單位階躍(unit step)的方式來增加和減小數字輸出值。加減計數器64—般被計時並且包括時鐘輸入端(未示出)並且加減計數器64可構造為每時鐘周期進行一次數字輸出值的增加或者減小。因此，加減計數器64構造為基於比較器輸出信號，也就是數字指示器信號，以向上或向下數字單位階躍改變數字輸出值。在固定模式下，加減計數器64通過轉換兩個相鄰的數字值來改變數字輸出值。據此，偏置DAC 56生成稍微振蕩的輸出電流IDA。。在由兩個PMOS電晶體58和53b和NMOS電晶體53a形成的結構的作用下，偏置DAC輸出電流I·的變化也導致位於第一和第二比較電晶體53a、53b的匯集終端之間的節點55處的電壓的變化。在固定模式下，這些變化將導致節點55處的電壓圍繞閾值電壓，例如VDD/2振蕩。此外，加減計數器64的數字輸出值的振蕩一般也會導致參考量，例如Vkefqty的相應振蕩。一般地，振蕩的振幅對應於偏置DAC 56的最低有效位(LSB)。對於一些應用來說，在數模轉換器的最低有效位的量級上的參考量的振蕩是可以接受的。如果振蕩具有相對低的頻率，例如O. 1Hz，這種振蕩也是可以接受的。振蕩的頻率一般相關於數字校準的頻率，也就是每隔多久進行數字校準。對於其他的應用來說和/或在數字校準是以會導致參考量降級的頻率進行的情況下，期望儘可能地抑制這些振蕩。根據可選擇的實施例的一種選擇將是提供具有磁滯的比較器63，或者使用施密特(Schmitt)觸發器代替比較器63。這可導致參考量相對於期望值至多偏置與+/-1/2LSB相對應的偏差。圖7示出了根據此處所公開的教導的第七實施例的參考量生成器的簡化示意性電路，其構造為生成兩個參考量，在這種情況下將第一參考電SVkefqtyp用作低噪聲pMOSDAC偏置,並且將第二參考電壓V_TYn用作低噪聲nMOS DAC偏置。用於生成第一參考電壓Veefqtyp的參考量生成器的結構對應於圖6中所示的根據第六實施例的參考量生成器。另外，根據第七實施例的參考量生成器包括類似的結構來生成第二參考電壓VKEFQTYn，其在圖7的圖不中以圖表表不為對於第一參考電壓Vkefqtyp的參考量生成器之內的內部環路。內部參考量生成環路藉助於類似電流反射鏡或對應於電流反射鏡的電路配置而與參考量生成器的外部參考量生成環路相連。內部參考量生成環路與外部參考量生成環路級聯。作為參考源的參考電流源52通過外部參考量生成環路的中介而作用於內部參考量生成環路。因此，兩個參考量Vkefqtyp和VKEFQTYn互相之間可高度相干。內部參考量生成環路包括第一比較電晶體79a和第二比較電晶體79b。內部參考量生成環路還包括連接二極體的電晶體78，例如MOS 二極體，和調節數模轉換器(調節DAC)77。內部參考量生成環路還包括比較器73和加減計數器74。第二比較電晶體79b與MOS 二極體58、調節DAC的pMOS電晶體77以及外部參考量生成環路的第二比較電晶體53b形成了類似於電流反射鏡的配置。這四個PMOS電晶體58、77、79b和53b的控制終端連接在一起，並且其相對於電路地電位的電壓是第一參考電壓Vkefqtyp。穿過內部參考量生成環路 的第二比較電晶體79b的鏡像電流Imii 是第二比較電晶體79b的柵-源電壓的函數。鏡像電流Imikk也流過第一比較電晶體79a，第一比較電晶體79a與連接二極體的電晶體或者MOS二極體78形成了類似電流反射鏡的配置。流過連接二極體的電晶體78的電流Iadac在很大程度上由調節DAC 76的pMOS電晶體77強加。藉助於連接二極體的電晶體78，依據連接二極體的電晶體78的類似二極體特性將調節DAC電流I·。轉換成柵源電壓。在連接二極體的電晶體78的控制終端或柵極與電路地Vss接地之間的電壓也是第二參考電壓VKEFQTYn。與外部參考量生成環路的第一比較電晶體53a和第二比較電晶體53b的方式相似，內部參考量生成環路的第一比較電晶體79a和第二比較電晶體79b可找到一個公共操作點，其導致位於第一比較電晶體79a的匯集終端和第二比較電晶體79b的匯集終端，也就是pMOS電晶體79b的源極和nMOS電晶體79a的漏極之間的節點75的特定電壓。節點75處的電壓由比較器73感測並且與閾值電壓Vdd/2比較。由比較器73輸出的數字指示器信號取決於與節點75處的電壓相對應的模擬偏差信號是否高於閾值電壓Vdd/2。加減計數器74構造為從比較器73接收二進位指示器信號，並且根據二進位指示信號當前是為「高」還是為「低」來增加或減小加減計數器74的數字輸出值。利用加減計數器74的數字輸出值控制調節DAC76。改變調節DAC 76的輸入值導致調節DAC電流I·的變化，其進一步導致第二參考電壓VEEFQTYn的變化，並且經由第一比較電晶體79a和第二比較電晶體79b而使節點75處的電壓生成變化。用這種方式，內部參考量生成環路追蹤第一參考電壓Vkefqtyp並且也追蹤由於溫度變化、老化影響等的導致例如由調節DAC 76引起的變化。現在呈現根據圖7所示的第七實施例的參考量生成器的另一解釋。圖7中所描繪的參考量生成器(數字校準器參考生成)包括由加減計數器64數字控制的偏置DAC 56。偏置DAC 56與pMOS 二極體58相連。pMOS 二極體58為例如可包括pMOS DAC的消耗裝置(未示出)生成偏置電壓。pMOS 二極體58也為調節DAC 76提供偏置電壓。調節DAC 76與nMOS 二極體78相連。nMOS 二極體78和nMOS 二極體79a形成電流反射鏡。nMOS電晶體79a的電流經由調節DAC的76校準，直到其與pMOS 二極體79b的電流相匹配為止。比較器73被計時並且比較pMOS電晶體79b和nMOS電晶體79a的輸出電流。如果pMOS電晶體79b的電流比nMOS電晶體79a的電流大，則比較器73在其輸出端提供I或「高」。在比較器輸出信號具有數值I或「高」的情況下，加減計數器74向上計數，也就是增加數字輸出值。在當pMOS電晶體79b的電流比nMOS電晶體79a的電流小時的情況下，加減計數器74向下計數，也就是減小數字輸出值。計數器74以單位階躍的方式對應於比較器輸出而計數。應用同樣的方案來校準PMOS電晶體53b，使之與噪聲參考電流Ikef匹配，該電流經由比較器63、加減計數器64和偏置DAC 56而由噪聲參考電流源52提供。圖8示出了根據此處所公開的教導的第一實施例的用於生成參考量的方法的示意性流程圖。如用附圖標記802標註的框所示，該方法起始於提供參考源信號。在804中，基於參考源信號確定數字控制信號。數字控制信號的確定在一個實施例中包括利用反饋。示意性流程圖的框806示出了基於數字控制信號確定數字控制量。這樣做是為了基於參考源信號修改數字控制量。在808中，基於數字控制量來確定參考量。參考量在一個實施例中可與數字控制量完全一致，在這種情況下將數字控制量輸出為參考量。在這種情況下，基於數字控制量確定參考量單純為恆等運算。在其他情況下，參考量的確定可包括數字控制量的轉換，諸如電流-電壓轉換、電壓-電流轉換、放大、偏移的附加等等。生成參考量的方法的進一步動作由圖8中所示的示意性流程圖的框810示出，並且涉及確定用在確定數字 控制信號的動作804的情況中的反饋。基於參考量或者與參考量相關聯的量來確定反饋。數字控制信號可以表示相對於參考源信號的參考量的生成的數字校準。數字校準可以補償例如在基於數字控制量確定參考量的動作808的情況中或者在生成參考量的方法的其他動作的情況中所用的組成部分的低精確度。該方法還可包括確定數字控制量或相對於參考源信號的參考量的偏差。確定數字控制信號的反饋可以基於偏差來提供。確定偏差可包括模擬偏差信號的模數轉換，該模擬偏差信號指示偏差以得到被供給到數字控制器的數字指示器信號。 數字控制信號的確定可包括比較器輸入信號與閾值信號的比較，來提供比較結果。比較器輸入信號可指示參考源信號與數字控制量、參考量中的至少一個之間的偏差。加減計數器的數字輸出值可基於比較結果而增加或減小。隨後，數字輸出值的數模轉換可藉助於偏置DAC 56或調解DAC76來進行，以提供數字控制量。數字控制量可具有比參考源信號更低的噪聲量度。當在所有時間上取平均值時，參考源信號生成的焦點可在於提供參考源信號的良好的或優良的精確度。參考源信號的良好的或優良的精確度可能以更高的噪聲量度為代價。對於多數應用來說，需要恆定的參考源信號。一般可將參考源信號關於恆定值的變化視為噪聲。噪聲量度可以是這些在恆定參考源信號值周圍的變化的均方根(RMS)值，或者是變化的乘方，特別地是一定時間間隔內的平均乘方。尤其是基於能帶隙參考源的參考源可易於產生顯著的噪聲，並且因此具有相對高的噪聲量度，也就是差的噪聲性能。在其他實施例中，該方法可提供除了上面提到過的參考量之外的其他參考量。可通過提供其他的數字控制量作為確定其他參考量的基礎。還可提供用於控制基於參考源信號的其他數字控制量的提供的其他數字控制信號。其他反饋可用於提供其他數字控制信號。(第一)參考量和其他參考量都由同一參考源信號得來。參考源信號可以是電壓信號和電流信號中的一個，並且參考量可能是電壓和電流中的一個。圖9示出了根據此處所公開的教導的第二實施例的用於生成參考量的方法的示意性流程圖。該方法起始於動作902的提供參考源信號。然後進行利用模數控制環路的閉環控制904。閉環控制904包括在動作906中接收選點信號和在動作908的情況中提供參考量。選點信號是參考源信號的函數並且可能是藉助於反饋而獲得的另一信號。利用反饋和數字控制提供參考量。模數控制環路的噪聲量度比參考源信號的噪聲量度低。這樣，參考源信號的良好乃至優良的精確度可與模數控制環路所固有的低噪聲量度相結合。該發現也同樣適用於根據第一實施例的生成參考量的方法和根據此處所公開的各種實施例的參考量生成器。圖10至圖13示出了根據此處所公開的教導的參考量生成器的可能應用。可能應用涉及可在大量器件中都能找到的無線信號接收器。圖10中以示意性框圖形式示出了無線接收器的結構。接收器包括電感衰退低噪聲放大器(LNA) 102，其包括有源級1022和作為負載的LC震蕩迴路1024。低噪聲放大器102是為大約5mA、l. 3伏的電流消耗而設計的。LC振蕩迴路1024與作為解調器104 —部分的LNA跨導級1042微分相連。LNA跨導級1042的輸出端與由基帶濾波器106終止的I/
Q混合器1044相連。在接收器用於接收UMTS(通用移動通信系統)的情況下，可編程增益控制(PGC) 108用於信號矯正。在類似於GSM/EDGE (全球移動通信系統/GSM演變增強型數據速率)或者CDMA 2000(碼分多址接入2000)的窄帶系統中，基帶濾波器用於張弛接收器的模數轉換器相對於信噪比(SNR)和/或信號噪聲失真比(SNDR)而言將要達到的要求。在這些標準中，定義了大量測試場景。根據兩類測試場景，測試接收器的參考靈敏度和互調(inter-modulation)行為。在圖10所描述的GSM/EDGE系統中，在3MHz互調測試情況中，基帶濾波器106提供27dB的抑制，這對於參考靈敏度和互調情況而言直接導致將由模數轉換器滿足的SNR/SNDR的27dB的張弛(relaxation)。對於圖10 (有基帶濾波器)和圖11 (無基帶濾波器並且沒有信號傳遞函數(STF)的濾波)的排列而言，在下表中示出了SNR/SNDR對模數轉換器的要求。圖11中所示的接收器排列與圖10所示的接收器的不同之處在於，位於可編程增益控制108和模數轉換器109之間的電壓交界(voltage interface)被電流交界(currentinterface)取代。可編程增益控制將通過可編程反饋DAC偏置而被併入到模數轉換器118中。
權利要求
1.一種構造為生成參考量的參考量生成器，所述參考量生成器包括 參考源，其構造為提供參考源信號； 數字控制信號源，其構造為提供數字控制量，其中所述參考量基於所述數字控制量；以及 數字控制器，其構造為提供數字控制信號來控制所述數字控制信號源以利用反饋基於所述參考源信號修改所述數字控制量。
2.根據權利要求I所述的參考量生成器，其中，所述數字控制器構造為提供所述數字 控制信號以便相對於所述參考源信號數字校準所述參考量生成器。
3.根據權利要求I所述的參考量生成器，還包括偏差確定器，其構造為確定所述數字控制量或所述參考量或與所述數字控制量成比例的量相對於所述參考源信號的偏差，並且基於所述偏差對所述數字控制器提供反饋。
4.根據權利要求3所述的參考量生成器，其中，所述偏差確定器包括模數轉換器，所述模數轉換器構造為將表示所述偏差的模擬偏差信號轉換為被供給至所述數字控制器的數字反饋信號。
5.根據權利要求I所述的參考量生成器，其中，所述參考源是具有作為第一比較電晶體的電流源電晶體的電流源並且其中所述參考量生成器包括第二比較電晶體，其中所述第二比較電晶體的控制終端耦接於所述數字控制信號源的輸出端以便通過所述數字控制量來確定所述第二比較電晶體的控制電壓，其中，所述第一比較電晶體的匯集終端耦接於所述第二比較電晶體的匯集終端，並且其中，所述參考量生成器構造為基於所述第一比較電晶體的匯集終端與所述第二比較電晶體的匯集終端之間的節點處的電壓來增加或減小所述數字控制信號。
6.根據權利要求I所述的參考量生成器， 其中，所述參考源是參考電流源； 其中，所述參考源信號是參考電流信號； 其中，所述數字控制信號源是數字控制電流源； 其中，所述數字控制量是控制電流； 其中，所述參考量是參考電壓；並且 其中，所述參考量生成器還包括 第一電流-電壓轉換器，其構造為將所述控制電流轉換為所述參考電壓； 第一電流-電壓轉換器，其構造為利用所述參考電壓作為與所述控制電流相對應的量基於所述參考電流與所述控制電流之間的定量關係來提供指示器電壓，使得所述指示器電壓代表所述參考電流信號與所述控制電流之間的比較結果或所述參考電流信號與所述控制電流的換算後形式之間的比較結果；以及 模數轉換器，其構造為將所述指示器電壓轉換為供所述數字控制器使用的數字指示器。
7.根據權利要求6所述的參考量生成器，其中，所述第一電流-電壓轉換器和所述第二電流-電壓轉換器中的至少之一包括MOS 二極體。
8.根據權利要求I所述的參考量生成器，還包括 比較器，其構造為對比較器輸入信號與閾值信號進行比較，所述比較器輸入信號表示所述參考源信號與所述數字控制量和所述參考量中至少之一之間的定量關係；以及 加減計數器，其構造為從所述比較器接收比較器輸出信號並且生成數字輸出值，其中所述加減計數器構造為基於所述比較器輸出信號以向上或向下的數字單位階躍變更所述數字輸出值；並且 其中，所述數字控制信號源包括數模轉換器，所述數模轉換器構造為從所述加減計數器接收所述數字輸出值並且基於所述數字輸出值生成所述數字控制量。
9.根據權利要求I所述的參考量生成器，其中，所述數字控制信號源具有比所述參考源低的噪聲量度。
10.根據權利要求I所述的參考量生成器，還包括 另外的數字控制信號源，其構造為提供另外的數字控制量作為用於確定由所述參考量生成器提供的另外的參考量的基礎；以及 另外的數字控制器，其構造為提供另外的數字控制信號，所述另外的數字控制信號用於控制所述另外的數字控制信號源以利用另外的反饋適應基於所述參考源信號的所述另外的數字控制量。
11.根據權利要求10所述的參考量生成器，其中，所述另外的數字控制器構造為接收代表所述另外的數字控制量與從所述數字控制量導出的參考信號之間的定量關係的反饋信號並且基於所述反饋信號調節所述另外的數字控制信號，使得包括所述另外的數字控制器和所述另外的數字控制信號源的相關控制環路構造為基於由所述數字控制器提供的數字控制量來控制所述另外的數字控制量。
12.根據權利要求11所述的參考量生成器，還包括多重電流反射鏡，其構造為反射所述數字控制量或與所述數字控制量成比例的量，以提供第一鏡像信號和另外的鏡像信號，其中，所述數字控制器構造為接收取決於所述第一鏡像信號的所述反饋信號，並且其中，所述另外的數字控制器構造為接收取決於所述另外的鏡像信號的所述另外的反饋信號。
13.根據權利要求I所述的參考量生成器，還包括電流反射鏡，其形成反饋結構的一部分以將反饋提供給所述數字控制器。
14.根據權利要求I所述的參考量生成器，其中，所述參考源信號是參考源電壓信號和參考源電流信號中之一，並且其中，所述參考量是參考電壓和參考電流中之一。
15.一種構造為生成參考量的參考量生成器，所述參考量生成器包括 參考源，其構造為提供參考源信號；以及 模數控制環路，其構造為接收模擬選點信號並且利用反饋和數字控制來提供所述參考量，所述模擬選點信號是所述參考源信號的函數或等於所述參考源信號，其中，所述模數控制環路的噪聲量度低於所述參考源的噪聲量度。
16.根據權利要求15所述的參考量生成器，其中，所述模數控制環路包括 模數轉換器、數字控制器、數模轉換器以及模擬信號處理鏈。
17.根據權利要求15所述的參考量生成器，其中，所述模數控制環路是主控制環路，並且其中所述參考量生成器包括另外的模數控制環路，所述另外的模數控制環路構造為提供另外的參考量並且接收從所述主控制環路導出的另外的選點信號，從而使得所述另外的模數控制環路追隨所述模數控制環路。
18.—種構造為生成參考量的參考量生成器，所述參考量生成器包括提供參考源信號的裝置； 提供數字控制量的裝置； 基於所述數字控制量確定所述參考量的裝置；以及 為所述提供數字控制量的裝置提供數字控制信號以利用反饋基於所述參考源信號修改所述數字控制量的裝置。
19.一種用於生成參考量的方法，所述方法包括 提供參考源信號； 利用反饋基於所述參考源信號確定數字控制信號； 基於所述數字控制信號確定數字控制量；以及 基於所述數字控制量確定所述參考量； 其中所述反饋基於所述參考量或關聯量並且提供所述反饋以基於所述參考源信號修改所述數字控制量。
20.根據權利要求19所述的方法，其中，提供所述數字控制信號的步驟代表相對於所述參考源信號對所述參考量的生成的數字校準。
21.根據權利要求20所述的方法，還包括 確定所述數字控制量或所述參考量相對於所述參考源信號的偏差；以及 提供反饋用於基於所述偏差確定所述數字控制信號。
22.根據權利要求21所述的方法，其中，確定所述偏差的步驟包括進行表示所述偏差的模擬偏差信號的模數轉換以獲得被供給到所述數字控制器的數字反饋信號。
23.根據權利要求19所述的方法，其中，確定所述數字控制信號的步驟包括 對比較器輸入信號與閾值信號進行比較以提供比較結果，所述比較器輸入信號表示所述參考源信號與所述數字控制量和所述參考量中至少之一之間的偏差； 基於所述比較結果增加或減小加減計數器的數字輸出值；以及 進行所述數字輸出值的數模轉換以提供所述數字控制量。
24.根據權利要求19所述的方法，其中，所述數字控制量具有比所述參考源信號低的噪聲量度。
25.根據權利要求19所述的方法，還包括 提供另外的數字控制量作為用於確定另外的參考量的基礎；以及提供另外的數字控制信號，所述另外的數字控制信號用於利用另外的反饋基於所述參考源信號控制所述另外的數字控制量的提供。
26.根據權利要求19所述的方法，其中，所述參考源信號是電壓信號和電流信號中之一，並且其中，所述參考量是電壓和電流中之一。
27.一種用於生成參考量的方法，所述方法包括 提供參考源信號； 利用模數控制環路進行閉環控制，所述進行閉環控制的步驟包括 接收作為所述參考源信號的函數的選點信號，以及 利用反饋和數字控制來提供所述參考量，其中所述模數控制環路的噪聲量度低於所述參考源信號的噪聲量度。
全文摘要
一種用於生成參考量的參考量生成器包括構造為提供參考源信號的參考源、數字控制信號源以及數字控制器。所述數字控制信號源構造為提供數字控制量。基於所述數字控制量確定所述參考量。所述數字控制器構造為提供數字控制信號來控制所述數字控制信號源以利用反饋基於所述參考源信號修改所述數字控制量。
文檔編號G05F1/10GK102866719SQ20121023496
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月25日 優先權日2011年6月24日
發明者M·申佩爾 申請人:英特爾移動通信有限責任公司