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專利名稱：具有可調(diào)整線性度的sps接收機(jī)的制作方法
具有可調(diào)整線性度的SPS接收機(jī)
本申請(qǐng)要求于2007年2月27日提交的題為"A DYNAMIC LINEARITY ADJUSTABLE GPS RF FRONT-END CIRCUIT BASED ON INTEGRATED TRANSMITTER POWER (基于集成發(fā)射機(jī)功率的動(dòng)態(tài)線性度可調(diào)整GPS RF前端 電路)"的臨時(shí)美國申請(qǐng)S/N. 60/891,873的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請(qǐng)已轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng) 的受讓人并通過引用納入于此。
背景
I. 領(lǐng)域
本公開一般涉及電子電路，尤其涉及接收機(jī)。
II. 背景
接收機(jī)是接收并調(diào)理射頻(RF)輸入信號(hào)的電子單元。接收機(jī)可執(zhí)行各種類 型的信號(hào)調(diào)理，諸如低噪聲放大、濾波、下變頻等。
接收機(jī)的設(shè)計(jì)由于諸如性能、功耗等各種設(shè)計(jì)考慮而極具挑戰(zhàn)性。對(duì)于許多 應(yīng)用而言，需要高性能來滿足系統(tǒng)規(guī)范和/或達(dá)成良好的整體性能。接收機(jī)的性能 可由諸如線性度、動(dòng)態(tài)范圍、和噪聲性能等各種參數(shù)來表征。線性度是指放大信號(hào) 而不產(chǎn)生大量畸變的能力。動(dòng)態(tài)范圍是指接收機(jī)預(yù)期處理的收到信號(hào)電平的范圍。 噪聲性能是指接收機(jī)生成的噪聲量。對(duì)于某些應(yīng)用，低功耗也是高度合需的。例如， 接收機(jī)可用在諸如蜂窩電話等便攜式設(shè)備中，并且低功耗可延長兩次充電之間的電 池壽命，這是高度合需的。
因此，本領(lǐng)域需要能在低功耗下提供良好性能的接收機(jī)。
概述
本文中描述了能在低功耗下提供良好性能的接收機(jī)。接收機(jī)可以是用于調(diào)理 接收自衛(wèi)星的信號(hào)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)。SPS接收機(jī)可與發(fā)射機(jī)共處一 地，發(fā)射機(jī)可在SPS接收機(jī)正工作的同時(shí)進(jìn)行傳送。來自發(fā)射機(jī)的大輸出功率可能降級(jí)SPS接收機(jī)的性能。
SPS接收機(jī)可在多種模式之一下工作，這多種模式可與SPS接收機(jī)的不同偏
置電流設(shè)置相關(guān)聯(lián)。可基于發(fā)射機(jī)的輸出功率電平來選擇這些模式之一。SPS接收 機(jī)可包括具有可調(diào)整偏置電流的至少一個(gè)電路塊，例如低噪聲放大器(LNA)、 混頻器、本機(jī)振蕩器(LO)發(fā)生器等。每個(gè)電路塊的偏置電流可基于所選模式來 設(shè)置。
在一種設(shè)計(jì)中，如果發(fā)射機(jī)輸出功率電平低于切換點(diǎn)則可為SPS接收機(jī)選擇 第一模式(例如，低功率模式)。如果發(fā)射機(jī)輸出功率電平高于切換點(diǎn)則可為SPS 接收機(jī)選擇第二模式(例如，高線性度模式)。第二模式與第一模式相比與SPS 接收機(jī)的更大偏置電流相關(guān)聯(lián)。遲滯可用于在第一與第二模式之間轉(zhuǎn)換。
以下更加詳細(xì)地描述本公開的各種方面和特征。
附圖簡(jiǎn)述


圖1示出傳送和接收信號(hào)的無線設(shè)備。
圖2示出無線設(shè)備的框圖。
圖3示出發(fā)射機(jī)輸出功率的概率密度函數(shù)。
圖4示出無線設(shè)備內(nèi)的SPS接收機(jī)的狀態(tài)圖。
圖5示出中斷產(chǎn)生電路的示意圖。
圖6示出SPS接收機(jī)內(nèi)的LNA的示意圖。
圖7示出SPS接收機(jī)內(nèi)的混頻器的示意圖。
圖8示出SPS接收機(jī)的LO發(fā)生器的示意圖。
圖9示出用于操作SPS接收機(jī)的過程。
圖10示出用于選擇SPS接收機(jī)的模式的過程。
詳細(xì)描述
圖1示出能夠與無線通信系統(tǒng)100通信的無線設(shè)備110。無線設(shè)備110也可被 稱為移動(dòng)站、用戶裝備(UE)、終端、接入終端、訂戶單元、站等。無線設(shè)備IIO 可以是蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、手持設(shè)備、無線調(diào)制解調(diào)器、膝上型計(jì) 算機(jī)、無繩電話等。無線設(shè)備IIO在任何給定時(shí)刻可與系統(tǒng)100中的一個(gè)或多個(gè)基 站120通信。基站是固定站，并且也可被稱為B節(jié)點(diǎn)、接入點(diǎn)等。
一般而言，無線設(shè)備110可能能夠與任何數(shù)目的無線通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信。術(shù)語"網(wǎng)絡(luò)"和"系統(tǒng)"常被可互換地使用。例如，無線設(shè)備110可能能夠與碼分
多址(CDMA)系統(tǒng)、時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)、頻分多址(FDMA)系統(tǒng)、正交 FDMA (OFDMA)系統(tǒng)、單載波FDMA (SC-FDMA)系統(tǒng)等通信。CDMA系統(tǒng) 可實(shí)現(xiàn)諸如通用地面無線電接入(UTRA) 、 cdma2000等無線電技術(shù)。UTRA包 括寬帶-CDMA (W-CDMA)和低碼片率(LCR) 。 cdma2000涵蓋IS-2000、 IS-95 和IS-856標(biāo)準(zhǔn)。IS-2000發(fā)布版本0和A常被稱為CDMA2000 IX或簡(jiǎn)稱為IX。 TDMA系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)諸如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)等無線電技術(shù)。OFDMA系統(tǒng) 可實(shí)現(xiàn)諸如演進(jìn)UTRA (E-UTRA) 、 IEEE 802.16、 IEEE 802.20、 Flash-OFDM 等無線電技術(shù)。UTRA、E-UTRA、以及GSM在來自名為"第三代伙伴項(xiàng)目"(3GPP) 的組織的文獻(xiàn)中進(jìn)行了描述。cdma2000在來自名為"第三代伙伴項(xiàng)目2" (3GPP2) 的組織的文獻(xiàn)中進(jìn)行了描述。這些各種無線電技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)是本領(lǐng)域公知的。無線設(shè) 備IIO還可能能夠與無線局域網(wǎng)(WLAN)、無線私域網(wǎng)(WPAN)等通信。
無線設(shè)備110還能夠接收來自衛(wèi)星130的信號(hào)。衛(wèi)星130可能屬于諸如美國 全球定位系統(tǒng)(GPS)、歐洲Galileo系統(tǒng)、俄羅斯Glonass系統(tǒng)等衛(wèi)星定位系統(tǒng) (SPS) 。 GPS是具有24顆良好地間隔的環(huán)地運(yùn)行的衛(wèi)星的星座。每一顆GPS衛(wèi) 星傳送用信息編碼的GPS信號(hào)，該信息使得地球上的GPS接收機(jī)能測(cè)量收到GPS 信號(hào)相對(duì)于時(shí)間上的任意點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間。該相對(duì)到達(dá)時(shí)間測(cè)量可轉(zhuǎn)換成偽距。基于 對(duì)充分?jǐn)?shù)目的衛(wèi)星的偽距測(cè)量及其己知位置可準(zhǔn)確地估計(jì)無線設(shè)備110的位置。
圖2示出無線設(shè)備110的設(shè)計(jì)的框圖。在該設(shè)計(jì)中，無線設(shè)備110包括具有 一個(gè)發(fā)射機(jī)220以及兩個(gè)接收機(jī)240和260的收發(fā)機(jī)218。發(fā)射機(jī)220和接收機(jī)240 可用于與系統(tǒng)100通信。接收機(jī)260可用于接收來自衛(wèi)星130的信號(hào)并且也可被稱 為SPS接收機(jī)。 一般而言，無線設(shè)備110可包括用于任何數(shù)目的通信系統(tǒng)和頻帶 的任何數(shù)目的發(fā)射機(jī)以及任何數(shù)目的接收機(jī)。在圖2中所示的設(shè)計(jì)中，發(fā)射機(jī)220 和接收機(jī)240被耦合至天線238，而接收機(jī)260被耦合至另一個(gè)天線258。 一般而 言，這些發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可被耦合至任何數(shù)目的天線，例如，發(fā)射機(jī)220以及接收 機(jī)240和260可被耦合至單個(gè)天線。
發(fā)射機(jī)或接收機(jī)可用超外差架構(gòu)或直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。在超外差架構(gòu)中， 在多級(jí)中在RF與基帶之間對(duì)信號(hào)進(jìn)行變頻，例如，在一級(jí)中從RF變頻至中頻(IF)， 并且隨后在接收機(jī)的另一級(jí)中從IF變頻至基帶。在也被稱為零-IF架構(gòu)的直接轉(zhuǎn)換 架構(gòu)中，在一級(jí)中在RF與基帶之間對(duì)信號(hào)進(jìn)行變頻。超外差和直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)可使 用不同的電路塊和/或具有不同的要求。在圖2中所示的設(shè)計(jì)中，發(fā)射機(jī)220和接收機(jī)240用直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，而接收機(jī)260用超外差架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)處理器210處理要傳送的數(shù)據(jù)并向收發(fā)機(jī)218中的發(fā)射 機(jī)220提供模擬輸出信號(hào)。在發(fā)射機(jī)220內(nèi)，該模擬輸出信號(hào)由放大器(Amp) 222 放大、由低通濾波器224濾波以去除數(shù)模轉(zhuǎn)換所引起的鏡像、由可變?cè)鲆娣糯笃?(VGA) 226放大、并由混頻器228從基帶上變頻至RF。經(jīng)上變頻的信號(hào)由帶通 濾波器230濾波以去除上變頻所引起的鏡像、由功率放大器(PA) 232進(jìn)一步放大、 路由通過雙工器234、并從天線238被發(fā)射。
對(duì)于數(shù)據(jù)接收，天線238接收來自基站的下行鏈路信號(hào)并提供第一收到RF信 號(hào)，該第一收到RF信號(hào)被路由通過雙工器234并被提供給接收機(jī)240。在接收機(jī) 240內(nèi)，該第一收到RF信號(hào)由帶通濾波器242濾波、由LNA244放大、并由混頻 器246從RF下變頻至基帶。經(jīng)下變頻的信號(hào)由VGA248放大、由低通濾波器250 濾波、并由放大器252放大以獲得第一模擬輸入信號(hào)，該第一模擬輸入信號(hào)被提供 給數(shù)據(jù)處理器210。
對(duì)于SPS，天線258接收來自衛(wèi)星130的SPS信號(hào)并向SPS接收機(jī)260提供 第二收到RF信號(hào)。在SPS接收機(jī)260內(nèi)，該第二收到RF信號(hào)由帶通濾波器262 濾波、由LNA264放大、并由混頻器266從RF下變頻至IF。該IF信號(hào)由放大器 268放大并由混頻器270從IF下變頻至基帶。經(jīng)下變頻的信號(hào)由放大器272放大、 由低通濾波器274濾波、并由驅(qū)動(dòng)器276緩沖以獲得第二模擬輸入信號(hào)，該第二模 擬輸入信號(hào)被提供給數(shù)據(jù)處理器210。雖然在圖2中未示出，但I(xiàn)F濾波器可被放 置在混頻器266與270之間并用于濾波經(jīng)下變頻的信號(hào)。
鎖相環(huán)(PLL) 282生成合需頻率上的載波信號(hào)。LO發(fā)生器284接收來自PLL 282的一個(gè)或多個(gè)載波信號(hào)并生成供混頻器228進(jìn)行上變頻以及供混頻器246和 270進(jìn)行下變頻的LO信號(hào)。LO發(fā)生器286接收來自PLL 282的載波信號(hào)并生成 共混頻器266進(jìn)行下變頻的LO信號(hào)。偏置控制單元278接收針對(duì)發(fā)射機(jī)220和/ 或SPS接收機(jī)260的信息并生成對(duì)諸如LNA 264、混頻器266、放大器268、 LO 發(fā)生器286等電路塊的偏置控制。單元278可向這些電路塊提供偏置電流或者可提 供用于設(shè)置這些電路塊的偏置電流的控制信號(hào)。單元278可包括寄存器、邏輯、和 /或其他電路系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)處理器210可包括既用于經(jīng)由系統(tǒng)100進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和接收并且還用于 SPS處理的各種處理單元。例如，數(shù)據(jù)處理器210可包括為經(jīng)由發(fā)射機(jī)220發(fā)送的 數(shù)據(jù)提供可選增益的數(shù)字VGA (DVGA) 212。數(shù)據(jù)處理器210可包括執(zhí)行用于數(shù)據(jù)傳送和接收以及其他操作的各種功能的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 213。數(shù)據(jù)處理 器210還可包括對(duì)收到SPS信號(hào)執(zhí)行處理的SPS處理器214以及選擇SPS接收機(jī) 260的工作模式的SPS接收機(jī)(RX)模式控制器216。數(shù)據(jù)處理器210可以是諸 如移動(dòng)站調(diào)制解調(diào)器(MSM)等專用集成電路(ASIC)。控制器/處理器2卯可指 導(dǎo)無線設(shè)備110中各種處理單元的操作。存儲(chǔ)器292可存儲(chǔ)供無線設(shè)備110用的數(shù) 據(jù)和程序代碼。
圖2示出示例收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)。 一般而言，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中對(duì)信號(hào)的調(diào)理可由 一級(jí)或多級(jí)放大器、濾波器、混頻器等來執(zhí)行。這些電路塊可與圖2中所示的配置 不同地安排。此外，圖2中未示出的其他電路塊也可用于在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中調(diào)理信號(hào)。
圖2還示出示例SPS接收機(jī)設(shè)計(jì)。 一般而言，SPS接收機(jī)可實(shí)現(xiàn)超外差架構(gòu) (如圖2中所示)或直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)(圖2中未示出)。圖2中的SPS接收機(jī)設(shè)計(jì) 可提供某些優(yōu)點(diǎn)，諸如(1)用于混頻器270的簡(jiǎn)單LO發(fā)生器，以及(2)用于發(fā) 射機(jī)220、接收機(jī)240、和SPS接收機(jī)260的單獨(dú)PLL。例如，用于混頻器270的 LO發(fā)生器可以用將來自基準(zhǔn)振蕩器(例如TCXO)的基準(zhǔn)時(shí)鐘除以整數(shù)比的分頻 器來實(shí)現(xiàn)。
SPS接收機(jī)260可在發(fā)射機(jī)220正活躍的同時(shí)進(jìn)行操作。例如，發(fā)射機(jī)220 可用于W-CDMA或cdma2000，并且可在整個(gè)呼叫期間活躍。發(fā)射機(jī)220還可用 于GSM并且可在SPS接收機(jī)260正活躍的相同時(shí)間期間活躍。在任一種情形中， 當(dāng)發(fā)射機(jī)220和SPS接收機(jī)260同時(shí)活躍時(shí)，來自發(fā)射機(jī)220的大輸出功率可能 降級(jí)SPS接收機(jī)260的性能。例如，高級(jí)無線服務(wù)(AWS)頻帶上來自發(fā)射機(jī)220 的CDMA信號(hào)和個(gè)人通信服務(wù)(PCS)頻帶上的外部CDMA或GSM信號(hào)可能產(chǎn) 生大的三階互調(diào)畸變(IM3)，其可能落在SPS頻帶內(nèi)并且可能難以與收到SPS 信號(hào)區(qū)別開。IM3的幅值可能取決于SPS接收機(jī)260的線性度。因此，SPS接收 機(jī)260的線性度要求可能因來自發(fā)射機(jī)220的高輸出功率而更加嚴(yán)格。泄漏到SPS 接收機(jī)輸入的大發(fā)射機(jī)功率還可能導(dǎo)致其他非線性，諸如二階互調(diào)(IM2)和增益 壓縮，其可能顯著地降級(jí)SPS接收機(jī)的性能。
SPS接收機(jī)260中的各種電路塊(例如，LNA264、混頻器266、以及放大器 268)可用大電流量來偏置，從而滿足由來自發(fā)射機(jī)220的最大輸出功率所強(qiáng)加的 最差情形線性度要求和/或用以減少來自LO發(fā)生器286的噪聲。更大偏置電流可 用于(i)防止增益壓縮增大SPS接收機(jī)260的噪聲指數(shù)，(ii)降低LO發(fā)生器286的噪聲基底，由于擾亂可相反地將LO噪聲混頻到SPS頻帶中，以及(iii)提高線
性度以減少可能落入帶內(nèi)的IM2和IM3。以大偏置電流量來操作SPS接收機(jī)260 甚至在高發(fā)射機(jī)輸出功率下也能確保良好性能。然而，總是以大偏置電流量來操作 SPS接收機(jī)260可能導(dǎo)致過度電池消耗，因?yàn)榘l(fā)射機(jī)輸出功率可能在大多數(shù)時(shí)間都 遠(yuǎn)小于最大功率。
圖3示出對(duì)應(yīng)3種網(wǎng)絡(luò)測(cè)試場(chǎng)景的來自發(fā)射機(jī)220的CDMA信號(hào)的輸出功率 的3種概率密度函數(shù)(PDF)。橫軸代表發(fā)射機(jī)輸出功率電平，其以dBm為單位 給出。對(duì)于1X，最大輸出功率為+24 dBm。縱軸代表每個(gè)發(fā)射機(jī)輸出功率電平發(fā) 生的概率。如圖3中所示，以最大或高輸出功率發(fā)射的概率可能相對(duì)較小。
在一方面，SPS接收機(jī)260對(duì)于不同的發(fā)射機(jī)輸出功率電平可用不同電流量 來偏置，從而在低功耗下達(dá)成合需線性度。 一般而言，SPS接收機(jī)260可支持任何 數(shù)目的模式。每一種模式可與以下相關(guān)聯(lián)(i) SPS接收機(jī)260內(nèi)的電路塊的不同 偏置電流設(shè)置，以及(ii)其中將選擇該模式的發(fā)射機(jī)輸出功率電平范圍。在以下 詳細(xì)描述的一種設(shè)計(jì)中，支持兩種模式——高線性度(HL)模式和低功率(LP) 模式。HL模式利用較大偏置電流來達(dá)成SPS接收機(jī)260的更好線性度，并且可在 發(fā)射機(jī)輸出功率較高時(shí)選擇。LP模式利用較少偏置電流來降低SPS接收機(jī)260的 功耗，并且可在發(fā)射機(jī)輸出功率不高時(shí)選擇。
切換點(diǎn)或閾值可用于選擇SPS接收機(jī)260的HL或LP模式。切換點(diǎn)可影響選 擇LP模式的可能性以及要對(duì)LP模式使用的偏置電流量。切換點(diǎn)可被定義為(i)足 夠高，從而SPS接收機(jī)260盡可能頻繁地在LP模式下工作，但(ii)足夠低，從 而在LP模式下使用的偏置電流量充分低。切換點(diǎn)可被定義為+3dBm(如圖3中所 示)、+5dbm、 +10dbm、 +15(11)111等。切換點(diǎn)可以是靜態(tài)的并且用于所有布置和所 有頻帶。或者，切換點(diǎn)可對(duì)于不同網(wǎng)絡(luò)布置、不同頻帶、無線設(shè)備110所觀測(cè)到的 不同環(huán)境等動(dòng)態(tài)地變化。例如，可對(duì)無線設(shè)備110所觀測(cè)到的環(huán)境生成PDF并用 來選擇合適的切換點(diǎn)。SPS接收機(jī)260內(nèi)的電路塊的偏置電流可基于切換點(diǎn)來設(shè)置。
狀態(tài)機(jī)可接收關(guān)于SPS接收機(jī)260的當(dāng)前狀態(tài)(例如，開或關(guān))、發(fā)射機(jī)220 的當(dāng)前狀態(tài)、以及當(dāng)前發(fā)射機(jī)輸出功率電平的信息。發(fā)射機(jī)輸出功率電平可基于以 下來確定(i)設(shè)置發(fā)射機(jī)220的增益并且可由圖2中的處理器210或290實(shí)現(xiàn)的 控制單元，(ii)測(cè)量發(fā)射機(jī)輸出功率的功率檢測(cè)器(圖2中未示出)，和/或(iii)其 他某個(gè)單元。例如，發(fā)射機(jī)輸出功率電平可基于DVGA212和VGA226的增益以 及PA 232的增益/范圍/狀態(tài)來確定。狀態(tài)機(jī)可以各種方式來接收關(guān)于發(fā)射機(jī)輸出功率電平的信息。在一種設(shè)計(jì)中， 狀態(tài)機(jī)每當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出功率電平橫越切換點(diǎn)時(shí)就接收中斷并相應(yīng)地更新其狀態(tài)。中
斷可例如由處理器210內(nèi)的DSP213、由處理器290等產(chǎn)生。在另一種設(shè)計(jì)中，狀 態(tài)機(jī)接收當(dāng)前發(fā)射機(jī)輸出功率電平(例如，通過周期性地輪詢DSP213)，確定發(fā) 射機(jī)輸出功率電平是否已橫越切換點(diǎn)，以及相應(yīng)地更新其狀態(tài)。
一般而言，當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出功率電平已超過切換點(diǎn)時(shí)快速地知曉可能是合需的， 從而可快速選擇HL模式以減緩歸因于高發(fā)射機(jī)輸出功率的降級(jí)。從HL模式轉(zhuǎn)換 到LP模式可能不是時(shí)間上靈敏的并且可例如通過周期性地輪詢發(fā)射機(jī)輸出功率來 達(dá)成。
圖4示出用于SPS接收機(jī)260的狀態(tài)機(jī)400的設(shè)計(jì)的框圖。在圖4中所示的 設(shè)計(jì)中，狀態(tài)機(jī)400包括4種狀態(tài)410、 411、 412和413，其還分別被標(biāo)示為狀態(tài) 0、 1、 2和3。狀態(tài)0、 1、 2和3被定義如下
狀態(tài)0—SPS接收機(jī)260關(guān)閉，
狀態(tài)1一發(fā)射機(jī)220關(guān)閉，以及SPS接收機(jī)260處于LP模式，
狀態(tài)2—發(fā)射機(jī)220開啟，以及SPS接收機(jī)260處于LP模式，以及
狀態(tài)3—發(fā)射機(jī)220開啟，以及SPS接收機(jī)260處于HL模式。 狀態(tài)機(jī)400可在狀態(tài)0中開始，并且當(dāng)SPS接收機(jī)260上電時(shí)，如果發(fā)射機(jī)
220關(guān)閉則轉(zhuǎn)換到狀態(tài)1或者如果發(fā)射機(jī)220開啟則轉(zhuǎn)換到狀態(tài)2。狀態(tài)機(jī)400在 發(fā)射機(jī)220上電時(shí)可從狀態(tài)1轉(zhuǎn)換到狀態(tài)2。狀態(tài)機(jī)400可在收到歸因于發(fā)射機(jī)輸 出功率電平超過切換點(diǎn)的中斷之際從狀態(tài)2轉(zhuǎn)換到狀態(tài)3，并且可在發(fā)射機(jī)輸出功 率電平降到切換點(diǎn)以下時(shí)從狀態(tài)3轉(zhuǎn)換回狀態(tài)2。狀態(tài)機(jī)400可在發(fā)射機(jī)220掉電 時(shí)從狀態(tài)2或3轉(zhuǎn)換到狀態(tài)1，并且可在SPS接收機(jī)260掉電時(shí)從狀態(tài)1、 2或3 轉(zhuǎn)換回狀態(tài)0。
圖4示出用于SPS接收機(jī)260的狀態(tài)機(jī)的一種設(shè)計(jì)。 一般而言，可對(duì)SPS接 收機(jī)260使用具有任何數(shù)目的狀態(tài)以及用于在狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的任何觸發(fā)的狀 態(tài)機(jī)。
在圖4的設(shè)計(jì)中，LNA 264和混頻器266 (LNA/混頻器)可在HL與LP模式 之間切換，并且LO發(fā)生器286 (LO Gen)也可在HL與LP模式之間切換。 一般 而言，SPS接收機(jī)260內(nèi)的任何電路塊都可在HL與LP模式之間切換。給定電路 塊還可在所有時(shí)間都在LP模式下工作，而不管發(fā)射機(jī)輸出功率如何。
給定電路塊是否在HL與LP模式之間切換可取決于發(fā)射機(jī)220的頻帶和/或其他因素。切換點(diǎn)也可取決于頻帶。査找表可以為每一個(gè)頻帶存儲(chǔ)針對(duì)該頻帶的切換
點(diǎn)以及SPS接收機(jī)260中針對(duì)該頻帶應(yīng)在HL與LP模式之間切換的電路塊的列表。
當(dāng)從狀態(tài)0或1轉(zhuǎn)換到狀態(tài)2時(shí)可執(zhí)行初始化。對(duì)于初始化而言，可確定發(fā) 射機(jī)220的頻帶，可確認(rèn)將對(duì)該頻帶使用的切換點(diǎn)，并且可標(biāo)識(shí)將在HL與LP模 式之間切換的電路塊的列表并將其提供給偏置控制單元278。可啟用中斷的產(chǎn)生， 從而每當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出功率超過切換點(diǎn)時(shí)就產(chǎn)生中斷。
SPS接收機(jī)260可在因收到指示高發(fā)射機(jī)輸出功率的中斷而從狀態(tài)2轉(zhuǎn)換到 狀態(tài)3時(shí)從LP模式切換至HL模式。對(duì)于LP到HL轉(zhuǎn)換，可禁用中斷產(chǎn)生，可消 隱或禁用SPS處理器214，可消隱或禁用SPS接收機(jī)260(例如，通過關(guān)閉LNA264 和/或其他電路塊)并隨后將其切換至HL模式，并且可開始定時(shí)器。在定時(shí)器期 滿之際，SPS處理器214和SPS接收機(jī)260可重新開始。消隱是指關(guān)閉電路塊或 處理單元。可以執(zhí)行消隱以防止強(qiáng)干擾可能破壞當(dāng)前SPS處理，例如SPS信號(hào)積 分。干擾可能是因?yàn)樵谇袚Q至HL模式時(shí)PLL284被解鎖。定時(shí)器持續(xù)期可被選擇 成充分長以允許PLL284能重新鎖定。消隱若不需要可被跳過，從而處理增益不會(huì) 因緣于消隱的SPS信號(hào)損耗而降級(jí)。
當(dāng)處于HL模式時(shí)，可周期性地檢查發(fā)射機(jī)輸出功率以確定是否可進(jìn)行轉(zhuǎn)換回 LP模式。在一種設(shè)計(jì)中，使用時(shí)間遲滯來避免在HL與LP模式之間不斷翻轉(zhuǎn)。對(duì) 于這種設(shè)計(jì)，從HL模式轉(zhuǎn)換到LP模式可在發(fā)射機(jī)輸出功率低于切換點(diǎn)長達(dá)L個(gè) 連貫區(qū)間或輪詢實(shí)例的情況下發(fā)生。L可設(shè)為3或其他某個(gè)值。時(shí)間遲滯也可用其 他方式來達(dá)成。在另一種設(shè)計(jì)中，使用信號(hào)遲滯來避免在HL與LP模式之間不斷 翻轉(zhuǎn)。對(duì)于這種設(shè)計(jì)，從LP模式轉(zhuǎn)換到HL模式可在發(fā)射機(jī)輸出功率電平超過高 切換點(diǎn)的情況下發(fā)生，而從HL模式轉(zhuǎn)換回LP模式可在發(fā)射機(jī)輸出功率電平降到 低切換點(diǎn)以下的情況下發(fā)生。高低切換點(diǎn)之差為遲滯量。也可使用時(shí)間和信號(hào)遲滯 的組合來避免在HL與LP模式之間不斷翻轉(zhuǎn)。
對(duì)于HL到LP轉(zhuǎn)換，可消隱SPS處理器214，可消隱SPS接收機(jī)260并隨后 切換至LP模式，并且可開始定時(shí)器。在定時(shí)器期滿之際，SPS處理器214和SPS 接收機(jī)260可重新開始，并且可啟用中斷產(chǎn)生以允許在必要的情況下能快速轉(zhuǎn)換到 HL模式。HL到LP轉(zhuǎn)換的步驟(除了啟用中斷產(chǎn)生以外)還可在SPS接收機(jī)260 處于HL模式時(shí)每當(dāng)發(fā)射機(jī)220掉電時(shí)就執(zhí)行。
發(fā)射機(jī)220的頻帶改變可在SPS接收機(jī)260活躍時(shí)發(fā)生。在這種情形中，可 針對(duì)該頻帶改變臨時(shí)禁用發(fā)射機(jī)220，這隨后可導(dǎo)致轉(zhuǎn)換到圖4中的狀態(tài)1。當(dāng)發(fā)射機(jī)220在新頻帶上被啟用時(shí)可執(zhí)行以上描述的初始化。初始化可針對(duì)新頻帶更新
切換點(diǎn)和HL/LP電路配置。
發(fā)射機(jī)220可被啟用但僅在一部分時(shí)間中活躍地傳送。例如，IS-95支持在以 低于最大速率的速率發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)穿孔一些比特。針對(duì)被穿孔的比特發(fā)射機(jī)220可被 消隱(例如，施加O信號(hào)值)。在W-CDMA中，無線設(shè)備110可在壓縮模式下工 作，其中發(fā)射機(jī)220在已知傳輸間隙期間不傳送以供接收機(jī)240作出測(cè)量。在GSM 中，發(fā)射機(jī)220可在一些時(shí)隙中活躍，而接收機(jī)240可按TDM方式在其他一些時(shí) 隙中活躍。在任一種情形中，當(dāng)發(fā)射機(jī)220并非持續(xù)傳送時(shí)，可如發(fā)射機(jī)220正持 續(xù)活躍那樣確定發(fā)射機(jī)輸出功率。這可以通過在發(fā)射機(jī)220正活躍地傳送時(shí)檢査發(fā) 射機(jī)輸出功率并且在發(fā)射機(jī)220并非活躍地傳送時(shí)忽略時(shí)間區(qū)間來達(dá)成。這可以避 免由于在其中發(fā)射機(jī)220短暫地不活躍的時(shí)間瞬間檢査發(fā)射機(jī)輸出功率而簡(jiǎn)單地 將SPS接收機(jī)260切換至LP模式。
發(fā)射機(jī)輸出功率可基于發(fā)射機(jī)增益控制字(TX一增益)和PA 232的范圍 (PA_R)來確定。TX—增益可包括發(fā)射機(jī)220中所有可變?cè)鲆骐娐穳K的增益，例 如DVGA212和VGA 226的增益。PA 232可在多個(gè)PA范圍之一中工作。每個(gè)PA 范圍可與PA 232的特定增益相關(guān)聯(lián)并且可用于發(fā)射機(jī)輸出功率電平的特定范圍。 發(fā)射機(jī)輸出功率電平與TX一增益和PA—R的組合之間的映射可在校準(zhǔn)期間確定并 存儲(chǔ)在査找表中。該映射可取決于頻帶、信道、溫度等。可針對(duì)每個(gè)感興趣的工作 場(chǎng)景—例如針對(duì)發(fā)射機(jī)220所支持的每個(gè)頻帶——將一個(gè)映射存儲(chǔ)在査找表中。
圖5示出可實(shí)現(xiàn)在圖2中的數(shù)據(jù)處理器210或偏置控制單元278內(nèi)的中斷產(chǎn) 生電路500的示意圖。電路500可用于每當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出功率電平超過切換點(diǎn)時(shí)就產(chǎn) 生中斷，其可觸發(fā)從LP模式轉(zhuǎn)換到HL模式。電路500還可用于每當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出 功率電平降到切換點(diǎn)以下時(shí)就產(chǎn)生中斷，其可觸發(fā)從HL模式轉(zhuǎn)換到LP模式。
在圖5中所示的設(shè)計(jì)中，PA232在4個(gè)PA范圍之一中工作。復(fù)用器(Mux) 512接收針對(duì)這4個(gè)PA范圍的4個(gè)閾值TH1、 TH2、 TH3和TH4，并且提供與當(dāng) 前PA范圍相對(duì)應(yīng)的閾值，如PA—R控制所指示的。可選擇這4個(gè)閾值以使得將每 個(gè)PA范圍的TX—增益與相應(yīng)的閾值進(jìn)行比較等效于將發(fā)射機(jī)輸出功率電平與切換 點(diǎn)進(jìn)行比較。比較器514在兩個(gè)輸入處接收來自復(fù)用器512的閾值以及TXjf益， 在TX—增益超過閾值的情況下提供邏輯高，否則提供邏輯低。
邏輯單元516接收比較器514的輸出、TX—EN信號(hào)、INT一EN信號(hào)、以及極 性信號(hào)。當(dāng)發(fā)射機(jī)220被啟用時(shí)TX—EN信號(hào)為邏輯高，否則為邏輯低。當(dāng)發(fā)射機(jī)220被啟用時(shí)，發(fā)射機(jī)220內(nèi)的電路塊上電，并且發(fā)射機(jī)220準(zhǔn)備好進(jìn)行傳送。 INT—EN信號(hào)為邏輯高以啟用電路500，否則為邏輯低。極性信號(hào)指示在TX—增益 高于閾值(例如，如果SPS接收機(jī)260當(dāng)前處于LP模式)或低于閾值(例如，如 果SPS接收機(jī)260當(dāng)前處于HL模式)的情況下是否產(chǎn)生中斷。單元516基于輸 入信號(hào)生成CTR—Ctrl (計(jì)數(shù)器—控制)信號(hào)并將CTR_Ctrl信號(hào)提供給加/減計(jì)數(shù)器 520的UP/麗輸入。當(dāng)TX一EN信號(hào)為邏輯高時(shí)，CTR—Ctrl信號(hào)可被設(shè)置為等于 比較器514的輸出(在極性信號(hào)進(jìn)行任何倒置之后)。TX—EN信號(hào)可用于在發(fā)射 機(jī)220被關(guān)閉且SPS接收機(jī)260處于HL模式的情況下產(chǎn)生中斷，從而可發(fā)生HL 到LP轉(zhuǎn)換。
啟用單元518接收TX—EN信號(hào)、TXJ3N信號(hào)、以及CTR—EN信號(hào)并將輸出 信號(hào)提供給計(jì)數(shù)器520的啟用(EN)輸入。當(dāng)發(fā)射機(jī)220正活躍地傳送時(shí)TXJDN 信號(hào)為邏輯高，否則為邏輯低。CTR一EN信號(hào)為邏輯高以啟用計(jì)數(shù)器520，否則為 邏輯低。單元518在CTR—EN信號(hào)為邏輯高時(shí)啟用計(jì)數(shù)器520。單元518在TX—ON 信號(hào)為邏輯低且TX一EN信號(hào)為邏輯高時(shí)禁用計(jì)數(shù)器520，從而當(dāng)發(fā)射機(jī)220短暫 地不活躍時(shí)——例如，在穿孔時(shí)段或傳輸間隙期間——計(jì)數(shù)器520不被更新。
計(jì)數(shù)器520基于來自單元516的CTR一Ctrl信號(hào)并且在被單元518的輸出啟用 時(shí)遞增或遞減。比較器522在兩個(gè)輸入處接收計(jì)數(shù)器520的輸出以及計(jì)數(shù)器閾值 CTR—TH，并且在計(jì)數(shù)器輸出超過計(jì)數(shù)器閾值的情況下提供中斷SPS—INT。
圖5示出中斷產(chǎn)生電路的一種設(shè)計(jì)。也可使用其他設(shè)計(jì)來生成用于在HL與 LP模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的觸發(fā)。
LP與HL模式之間的轉(zhuǎn)換可能在來自SPS接收機(jī)260中的驅(qū)動(dòng)器276的SPS 基帶信號(hào)的增益、相位、和/或群延遲中引入跳躍或不連續(xù)性。增益跳躍可由為SPS 維護(hù)的自動(dòng)增益控制(AGC)環(huán)路來處理。相位跳躍可被先驗(yàn)表征并用數(shù)據(jù)處理 器210內(nèi)的數(shù)字旋轉(zhuǎn)器來校正，以補(bǔ)償相位不連續(xù)性。群延遲跳躍可由數(shù)據(jù)處理器 內(nèi)的可編程延遲單元來計(jì)及。歸因于增益、相位、和/或群延遲的跳躍的性能降級(jí) 可通過限制在LP與HL模式之間轉(zhuǎn)換的速率來減小。
回到圖2， SPS接收機(jī)260內(nèi)的各種電路塊的偏置電流可基于SPS接收機(jī)的模 式而變化。具有可變偏置電流的每一個(gè)電路塊可用各種設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。以下描述對(duì) LNA264、混頻器266、以及LO發(fā)生器286的示例設(shè)計(jì)。
圖6示出圖2中的SPS接收機(jī)260內(nèi)的LNA264的設(shè)計(jì)的示意圖。在該設(shè)計(jì) 中，LNA 264用具有電感負(fù)回授(degeneration)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的共源共柵(cascode說 式共源極來實(shí)現(xiàn)。此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可提供增益以減緩后續(xù)級(jí)的噪聲，并且還可引入較少
附加噪聲，即使在具有用于動(dòng)態(tài)地調(diào)整LNA的線性度的電路系統(tǒng)的情況下亦然。
在LNA 264內(nèi)，N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(N-FET) 614和616被耦合成共源共柵 配置。N-FET614的柵極接收SPS—In (SPS—輸入)信號(hào)，其源極耦合到電感器612 的一端，而其漏極耦合到N-FET 616的源極。電感器612的另一端耦合到電路接 地。N-FET 616的柵極接收Va電壓，并且其漏極提供SPS—Out (SPS—輸出)信號(hào)。 電感器618和電容器620并行地耦合并且耦合在N-FET616的漏極與電源電壓Vdd 之間。電阻器622和624形成分壓網(wǎng)絡(luò)，并且耦合在電源電壓與電路接地之間，并 且提供Va電壓。電容器626耦合在N-FET 616的柵極與電路接地之間。
N-FET644的源極耦合到電阻器642的一端，其柵極耦合到運(yùn)算放大器(運(yùn)放) 640的輸出，并且其漏極耦合至開關(guān)650的一端。電阻器642的另一端耦合到電路 接地。開關(guān)650在LP模式下將偏置電流源652耦合至N-FET644的漏極，并且在 HL模式下將偏置電流源654耦合至N-FET 644的漏極。偏置電流源652為LP模 式提供偏置電流Ib」氏，而偏置電流源652為HL模式提供偏置電流化_高。
N-FET 646的柵極接收Va電壓，其源極耦合到電流源648的一端，而其漏極 耦合到電源電壓。電流源648的另一端耦合到電路接地。運(yùn)放640的非反相輸入耦 合到N-FET 644的漏極，且其反相輸入耦合到N-FET 646的源極。運(yùn)放640為N-FET 614和644提供偏置電壓V偏置。電阻器632和636串聯(lián)耦合并且耦合在N-FET 644 與614的柵極之間。電容器634耦合在電阻器632和636與電路接地之間。
電感器612為N-FET 614提供源負(fù)回授。電感器618和電容器620形成可被 調(diào)諧到合需頻帶——其對(duì)于GPS為1.57542 GHz——的調(diào)諧負(fù)載。電阻器632和電 容器634形成用于來自運(yùn)放640的V偏置電壓的低通濾波器。電阻器636提供SPS—In 信號(hào)與V，電壓之間的隔離。
N-FET 644形成N-FET 614的電流鏡，其中N-FET 614的偏置電流與N-FET 644的偏置電流成鏡像。電阻器642建模電感器612的電阻性損耗并且允許N-FET 614和644的柵-源電壓Vgs能更好地匹配。N-FET 646與N-FET 616成鏡像，其中 N-FET 646的源極電壓與N-FET 616的源極電壓嚴(yán)密匹配，N-FET 616的源極電壓 也是N-FET 614的漏極電壓。N-FET 646由此提供對(duì)N-FET 614的漏極的訪問， N-FET 614的漏極是靈敏性節(jié)點(diǎn)。運(yùn)放640變化施加到N-FET 614和644的柵極上 的V偏置電壓，以使得N-FET 614的柵-漏電壓Vgd與N-FET 644的Vgd嚴(yán)密匹配。 運(yùn)放640由此確保N-FET 614的工作點(diǎn)與N-FET 644的工作點(diǎn)嚴(yán)密匹配。具有運(yùn)放640的此反饋環(huán)路允許使用N-FET 644的小量偏置電流來準(zhǔn)確地控制N-FET 614 的偏置電流。例如，如果N-FET 614的合需偏置電流為I偏置，則N-FET 644可用I 偏置/X來偏置，其中X可為IO或更大的因子。
圖6中的共源共柵配置可提供某些優(yōu)點(diǎn)，諸如從LNA輸入到LNA輸出的更 好隔離、更高LNA增益、更高輸出阻抗等。具有運(yùn)放640的反饋環(huán)路可提供某些 優(yōu)點(diǎn)，諸如N-FET 614和644的工作點(diǎn)(例如Vgd)的更好匹配，其可允許在N-FET 614與644之間使用更大的電流比。
圖7示出圖2中的SPS接收機(jī)260內(nèi)的混頻器266的設(shè)計(jì)的示意圖。在該設(shè) 計(jì)中，混頻器266包括混頻核心720和電流緩沖器730。混頻器266用具有電流緩 沖器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無源混頻器來實(shí)現(xiàn)，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可改進(jìn)噪聲性能并且提供基于線性 要求的偏置電流可編程性。
變壓器710將來自LNA 264的SPS_Out信號(hào)耦合至混頻器266的輸入。變壓 器710包括磁性地耦合到次級(jí)電感器712的初級(jí)電感器618。電感器618是圖6中 的LNA 264的部分。跨電感器712的差分電壓是混頻器輸入信號(hào)。變壓器710執(zhí) 行單端到差分轉(zhuǎn)換并且可進(jìn)一步取決于次級(jí)電感器712中的線圈數(shù)目與初級(jí)線圈 618中的線圈數(shù)目之比提供信號(hào)電流增益。
在混頻核心720內(nèi)，電容器722a耦合在電感器712的一端與N-FET 726a和 726b的漏極之間。電容器724a耦合在N-FET 726a和726b的漏極與電路接地之間。 類似地，電容器722b耦合在電感器712的另一端與N-FET 726c和726d的漏極之 間。電容器724b耦合在N-FET 726c和726d的漏極與電路接地之間。N-FET 726a 和726c的源極耦合在一起并且耦合到混頻器266的節(jié)點(diǎn)A。 N-FET 726b和726d 的源極耦合在一起并且耦合到混頻器266的節(jié)點(diǎn)B。 N-FET 726a和726d的柵極接 收反相LO信號(hào)L0-。 N-FET 726b和726c的柵極接收非反相LO信號(hào)L0+。
在電流緩沖器730內(nèi)，電阻器732a耦合在節(jié)點(diǎn)A與電路接地之間。N-FET 734a 的源極耦合到節(jié)點(diǎn)A，其柵極接收Vb電壓，并且其漏極耦合到電容器742a的一 端。開關(guān)736a在LP模式下將偏置電流源738a耦合至N-FET 734a的漏極，并且 在HL模式下將偏置電流源740a耦合至N-FET 734a的漏極。類似地，電阻器732b 耦合在節(jié)點(diǎn)B與電路接地之間。N-FET 734b的源極耦合到節(jié)點(diǎn)B，其柵極接收Vb 電壓，并且其漏極耦合到電容器742b的一端。開關(guān)736b在LP模式下將偏置電流 源738b耦合至N-FET 734b的漏極，并且在HL模式下將偏置電流源740b耦合至 N-FET 734b的漏極。偏置電流源738a和738b為LP模式提供偏置電流lb—低，而偏置電流源740a和740b為HL模式提供偏置電流化_高。電容器742a和742b的 另一端向放大器268提供差分IF信號(hào)。
混頻核心720實(shí)現(xiàn)不消耗DC功率的無源混頻器，如對(duì)應(yīng)N-FET 726a到726d 的漏極的無DC路徑所示。無源混頻器可比有源混頻器提供更好的線性度并且可產(chǎn) 生更少的噪聲。電容器722a和722b是AC耦合電容器。電容器724a和724b用于 建模開關(guān)器件N-FET 726a到726d的寄生電容。N-FET 726a到726d將來自變壓器 710的RF信號(hào)與差分LO信號(hào)混頻并且提供差分IF信號(hào)。
電流緩沖器730用共柵電流緩沖器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。電阻器732a和732b、所 選偏置電流源738或740、以及在N-FET 734a和734b的柵極處的電壓Vb設(shè)置電 流緩沖器730的偏置點(diǎn)。N-FET 734a和734b緩沖來自混頻核心720的差分電流信 號(hào)并且將放大器268與混頻核心隔離。電容器742a和742b是AC耦合電容器。
圖8示出圖2中用于SPS接收機(jī)260的LO發(fā)生器286的設(shè)計(jì)的示意圖。在 LO發(fā)生器286內(nèi)，開關(guān)812接收來自PLL282的壓控振蕩器(VCO)信號(hào)，在選 擇了 HL模式時(shí)將VCO信號(hào)傳遞給高線性分頻器/緩沖器814，而在選擇了 LP模 式時(shí)將VCO信號(hào)傳遞給低功率分頻器/緩沖器816。任一分頻器/緩沖器814或816 在任何給定時(shí)刻可取決于SPS接收機(jī)260的模式而上電。開關(guān)818在選擇了 HL 模式時(shí)提供分頻器/緩沖器814的輸出作為混頻器266的LO信號(hào)，而在選擇了 LP 模式時(shí)提供分頻器/緩沖器816的輸出。
圖6、 7和8示出了對(duì)于兩種模式的LNA 264、混頻器266、以及LO發(fā)生器 286的示例設(shè)計(jì)。也可對(duì)這些電路塊使用其他設(shè)計(jì)。此外，每個(gè)電路塊可支持兩種 以上模式。
圖9示出用于操作SPS接收機(jī)(例如GPS接收機(jī))的過程900的設(shè)計(jì)。過程 900可由圖2中的處理器210、控制器216、處理器290、單元278等執(zhí)行。可確定 與SPS接收機(jī)共處一地的發(fā)射機(jī)的輸出功率電平(框912)。發(fā)射機(jī)可以是CDMA 發(fā)射機(jī)或某種其他類型的發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)和SPS接收機(jī)若它們實(shí)現(xiàn)在同一集成電 路(IC)、同一電路板、同一無線設(shè)備等上則可共處一地。發(fā)射機(jī)輸出功率電平可 如上所述地基于發(fā)射機(jī)內(nèi)的PA的范圍和發(fā)射機(jī)的增益或以其他方式來確定。
可基于發(fā)射機(jī)的輸出功率電平來調(diào)整SPS接收機(jī)的偏置電流(框914) 。 SPS 接收機(jī)可包括具有可調(diào)整偏置電流的至少一個(gè)電路塊，例如LNA、混頻器、LO發(fā) 生器等。每個(gè)電路塊的偏置電流可基于發(fā)射機(jī)輸出功率電平來調(diào)整。
可維護(hù)包括多個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)。例如，狀態(tài)機(jī)可包括圖4中所示的狀態(tài)。每一個(gè)狀態(tài)可與SPS接收機(jī)的特定模式和發(fā)射機(jī)的特定模式相關(guān)聯(lián)。SPS接收機(jī)的 偏置電流可基于狀態(tài)機(jī)中的當(dāng)前狀態(tài)來選擇。
SPS接收機(jī)可在多種模式之一下工作，這多種模式可與SPS接收機(jī)的不同偏
置電流設(shè)置相關(guān)聯(lián)。可基于發(fā)射機(jī)輸出功率電平和至少一個(gè)切換點(diǎn)來選擇這些模式
之一。SPS接收機(jī)260的偏置電流可基于所選模式來設(shè)置。
圖10示出框914的設(shè)計(jì)。在該設(shè)計(jì)中，可將發(fā)射機(jī)輸出功率電平與切換點(diǎn)進(jìn) 行比較(框1012)。如果發(fā)射機(jī)輸出功率電平低于切換點(diǎn)則可為SPS接收機(jī)選擇 第一模式(例如，低功率模式)(框1014)。如果發(fā)射機(jī)輸出功率電平高于切換 點(diǎn)則可為SPS接收機(jī)選擇第二模式(例如，高線性度模式)(框1016)。第二模 式與第一模式相比與SPS接收機(jī)的更大偏置電流相關(guān)聯(lián)。
當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出功率電平超過切換點(diǎn)時(shí)可收到中斷。可響應(yīng)于收到中斷而選擇 SPS接收機(jī)的第二模式。當(dāng)SPS接收機(jī)處于第二模式時(shí)，可執(zhí)行輪詢以確定發(fā)射 機(jī)輸出功率電平是否低于切換點(diǎn)。當(dāng)輪詢指示發(fā)射機(jī)輸出功率電平低于切換點(diǎn)時(shí)可
選擇第一模式。發(fā)射機(jī)輸出功率高于還是低于切換點(diǎn)還可用其他發(fā)方式來確定。時(shí) 間遲滯和/或信號(hào)遲滯可用于在第一與第二模式之間轉(zhuǎn)換。
本文中所描述的技術(shù)可以藉由各種手段來實(shí)現(xiàn)。例如，這些技術(shù)可以在硬件、 固件、軟件、或其組合中實(shí)現(xiàn)。對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)，用于確定SPS接收機(jī)的工作模式 以及調(diào)整SPS接收機(jī)的偏置電流的處理單元可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)ASIC、 DSP、 數(shù)字信號(hào)處理器件(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、 處理器、控制器、微控制器、微處理器、電子器件、設(shè)計(jì)成執(zhí)行本文中所描述的功 能的其他電子單元、計(jì)算機(jī)、或其組合內(nèi)。
對(duì)于固件和/或軟件實(shí)現(xiàn)，這些技術(shù)可以用執(zhí)行本文中所描述的功能的模塊(例 如，程序、函數(shù)等)來實(shí)現(xiàn)。固件和/或軟件指令可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(例如，圖2 中的存儲(chǔ)器292)并由處理器(例如，處理器290)來執(zhí)行。存儲(chǔ)器可以實(shí)現(xiàn)在處 理器內(nèi)部或處理器外部。固件和/或軟件指令也可存儲(chǔ)在其他處理器可讀介質(zhì)中， 諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、非易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (NVRAM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、電可擦除PROM (EEPROM)、閃 存、壓密盤(CD)、磁或光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備等等。
本文中所描述的電路塊(例如，圖6中的LNA264、圖7中的混頻器266、圖 8中的LO發(fā)生器286等)可用各種類型的晶體管來實(shí)現(xiàn)，諸如N-FET、 P-FET、 金屬氧化物半導(dǎo)體FET (MOSFET)、雙極結(jié)型晶體管(BJT)、砷化鎵(GaAs)FET等。這些電路塊還可在各種IC工藝中制造并且制造在諸如RFIC (RFIC)、 混合信號(hào)IC等各種類型的IC中。
實(shí)現(xiàn)本文所述技術(shù)或電路塊的裝置可以是獨(dú)立單元或可以是設(shè)備的一部分。 該設(shè)備可以是(i)獨(dú)立IC， (ii)可包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和/或指令的存儲(chǔ)器IC的一組 一個(gè)或以上IC， (iii)諸如MSM等ASIC， (iv)可嵌入在其它設(shè)備內(nèi)的模塊，(v)蜂 窩電話、無線設(shè)備、手持機(jī)、或移動(dòng)單元，(vi)等等。
提供前面對(duì)本公開的描述是為使得本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能夠制作或使用本 公開。對(duì)本公開的各種修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都將是明顯的，且本文中所定義 的普適原理可被應(yīng)用到其他變型而不會(huì)脫離本公開的精神或范圍。由此，本公開并 非旨在被限定于本文中所描述的示例和設(shè)計(jì)，而是應(yīng)被授予與本文中所公開的原理 和新穎性特征相一致的最廣范圍。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括至少一個(gè)處理器，配置成確定與衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)共處一地的發(fā)射機(jī)的輸出功率電平，以及基于所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平來調(diào)整所述SPS接收機(jī)的偏置電流；以及耦合至所述至少一個(gè)處理器的存儲(chǔ)器。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)處理器被配置成基 于所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平為所述SPS接收機(jī)選擇多種模式之一，以及基 于所述所選模式來設(shè)置所述SPS接收機(jī)的偏置電流，其中所述多種模式與所述SPS 接收機(jī)的不同偏置電流設(shè)置相關(guān)聯(lián)。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)處理器被配置成若 所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平低于切換點(diǎn)則選擇所述SPS接收機(jī)的第一模式， 以及若所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平高于所述切換點(diǎn)則選擇所述SPS接收機(jī)的 第二模式，所述第二模式與所述第一模式相比與所述SPS接收機(jī)的更大偏置電流 相關(guān)聯(lián)。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)器被配置成存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)至 少一個(gè)頻帶的至少一個(gè)切換點(diǎn)，并且其中所述至少一個(gè)處理器接收來自所述存儲(chǔ)器 的對(duì)應(yīng)所述發(fā)射機(jī)當(dāng)前所使用的頻帶的切換點(diǎn)。
5. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)處理器被配置成當(dāng) 所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平超過所述切換點(diǎn)時(shí)接收中斷并且響應(yīng)于收到所述 中斷選擇所述SPS接收機(jī)的所述第二模式。
6. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述SPS接收機(jī)處于所述第二 模式時(shí)，所述至少一個(gè)處理器被配置成執(zhí)行輪詢以確定所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率 電平是否低于所述切換點(diǎn)。
7. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)處理器被配置成使 用時(shí)間遲滯來在所述SPS接收機(jī)的所述第一與第二模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
8. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，對(duì)于從所述第一模式轉(zhuǎn)換到所述 第二模式，所述至少一個(gè)處理器被配置成禁用所述SPS接收機(jī)，將所述SPS接收 機(jī)從所述第一模式切換至所述第二模式，啟動(dòng)定時(shí)器，以及在所述定時(shí)器期滿之際 啟用所述SPS接收機(jī)。
9. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)處理器被配置成維 護(hù)包括多個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)，每一個(gè)狀態(tài)與所述SPS接收機(jī)的特定模式以及所述發(fā) 射機(jī)的特定模式相關(guān)聯(lián)。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述狀態(tài)機(jī)包括與所述SPS 接收機(jī)處于第一模式且所述發(fā)射機(jī)關(guān)閉相對(duì)應(yīng)的第一狀態(tài)、與所述SPS接收機(jī)處 于所述第一模式且所述發(fā)射機(jī)開啟相對(duì)應(yīng)的第二狀態(tài)、與所述SPS接收機(jī)處于第 二模式且所述發(fā)射機(jī)開啟相對(duì)應(yīng)的第三狀態(tài)，所述第二模式與所述第一模式相比與 所述SPS接收機(jī)的更大偏置電流相關(guān)聯(lián)。
11. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)射機(jī)包括可在多個(gè)范圍 中工作的功率放大器(PA)，并且所述至少一個(gè)處理器被配置成基于所述PA的 當(dāng)前范圍和所述發(fā)射機(jī)的增益來確定所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平。
12. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)處理器被配置成 基于所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平來調(diào)整所述SPS接收機(jī)內(nèi)的低噪聲放大器(LNA)的偏置電流。
13. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)處理器被配置成 基于所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平來調(diào)整所述SPS接收機(jī)內(nèi)的混頻器或用于所 述SPS接收機(jī)的本機(jī)振蕩器(LO)發(fā)生器的偏置電流。
14. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述SPS接收機(jī)是全球定位 系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)。
15. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)射機(jī)是碼分多址 (CDMA)發(fā)射機(jī)。
16. —種方法，包括確定與衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)共處一地的發(fā)射機(jī)的輸出功率電平；以及 基于所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平來調(diào)整所述SPS接收機(jī)的偏置電流。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述調(diào)整所述SPS接收機(jī)的 所述偏置電流包括基于所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平選擇所述SPS接收機(jī)的多種模式之一， 所述多種模式與所述SPS接收機(jī)的不同偏置電流設(shè)置相關(guān)聯(lián)，以及 基于所述所選模式來設(shè)置所述SPS接收機(jī)的所述偏置電流。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述調(diào)整所述SPS接收機(jī)的 所述偏置電流包括若所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平低于切換點(diǎn)則選擇所述SPS接收機(jī)的第一 模式，以及若所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平高于所述切換點(diǎn)則選擇所述SPS接收機(jī)的 第二模式，所述第二模式與所述第一模式相比與所述SPS接收機(jī)的更大偏置電流 相關(guān)聯(lián)。
19. 一種裝置，包括用于確定與衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)共處一地的發(fā)射機(jī)的輸出功率電平的 裝置；以及用于基于所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平來調(diào)整所述SPS接收機(jī)的偏置電流 的裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述用于調(diào)整所述SPS接收機(jī)的所述偏置電流的裝置包括用于基于所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平選擇所述SPS接收機(jī)的多種模式之 一的裝置，所述多種模式與所述SPS接收機(jī)的不同偏置電流設(shè)置相關(guān)聯(lián)，以及用于基于所述所選模式來設(shè)置所述SPS接收機(jī)的所述偏置電流的裝置。
21. 如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述用于調(diào)整所述SPS接收 機(jī)的所述偏置電流的裝置包括用于若所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平低于切換點(diǎn)則選擇所述SPS接收機(jī)的第一模式的裝置，以及用于若所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平高于所述切換點(diǎn)則選擇所述SPS接收 機(jī)的第二模式的裝置，所述第二模式與所述第一模式相比與所述SPS接收機(jī)的更 大偏置電流相關(guān)聯(lián)。
22. —種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括 計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于使計(jì)算機(jī)確定與衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)共處一地的發(fā)射機(jī)的輸出功率電平的代碼；以及用于使計(jì)算機(jī)基于所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平來調(diào)整所述SPS接收機(jī)的偏置電流的代碼。
23. 如權(quán)利要求22所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述用于使計(jì)算 機(jī)調(diào)整偏置電流的代碼包括用于使計(jì)算機(jī)基于所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平選擇所述SPS接收機(jī)的多 種模式之一的代碼，所述多種模式與所述SPS接收機(jī)的不同偏置電流設(shè)置相關(guān)聯(lián)，以及用于使計(jì)算機(jī)基于所述所選模式來設(shè)置所述SPS接收機(jī)的所述偏置電流的代碼。
24. 如權(quán)利要求22所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述用于使計(jì)算機(jī)調(diào)整偏置電流的代碼包括用于使計(jì)算機(jī)若所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平低于切換點(diǎn)則選擇所述SPS接收機(jī)的第一模式的代碼，以及用于使計(jì)算機(jī)若所述發(fā)射機(jī)的所述輸出功率電平高于所述切換點(diǎn)則選擇所述SPS接收機(jī)的第二模式的代碼，所述第二模式與所述第一模式相比與所述SPS接收機(jī)的更大偏置電流相關(guān)聯(lián)。
25. —種設(shè)備，包括低噪聲放大器(LNA)，配置成接收和放大包括來自衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)衛(wèi) 星的信號(hào)的射頻(RF)輸入信號(hào)，所述LNA具有基于共處一地的發(fā)射機(jī)的輸出功 率電平來調(diào)整的偏置電流；以及至少一個(gè)偏置電流源，配置成為所述LNA提供可調(diào)整偏置電流。
26. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于，所述LNA包括 晶體管，配置成接收所述RF輸入信號(hào)并提供信號(hào)增益，以及電流鏡，配置成接收所述可調(diào)整偏置電流并且為所述晶體管提供偏置電壓。
27. —種包括用于放大輸入信號(hào)的低噪聲放大器(LNA)的設(shè)備，所述LNA 包括第一晶體管，配置成接收所述輸入信號(hào)，第二晶體管，配置成接收偏置電流并且形成所述第一晶體管的電流鏡，以及 運(yùn)算放大器(運(yùn)放)，可操作為所述第一和第二晶體管生成偏置電壓以匹配 所述第一和第二晶體管的工作點(diǎn)。
28. 如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，所述運(yùn)放被配置成分別在反 相和非反相輸入處接收第一和第二電壓，并且基于所述第一和第二電壓生成所述偏 置電壓，所述第一電壓是所述第一晶體管的復(fù)制輸出電壓，而所述第二電壓是所述 第二晶體管的輸出電壓。
29. 如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，所述LNA還包括 第三晶體管，其在共源共柵配置中耦合到所述第一晶體管并且被配置成提供所述LNA的輸出信號(hào)。
30. 如權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其特征在于，所述LNA還包括 第四晶體管，配置成提供所述第一晶體管的復(fù)制輸出電壓，所述第三和第四晶體管的柵極耦合到一起。
31. 如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，所述LNA還包括-源極負(fù)回授電感器，耦合到所述第一晶體管的源極，以及 源極負(fù)回授電阻器，耦合到所述第二晶體管的源極，所述源極負(fù)回授電阻器建模所述源極負(fù)回授電感器的電阻性損耗。
32. 如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一晶體管的偏置電流 為所述第二晶體管的偏置電流的數(shù)倍。
33. 如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一晶體管的偏置電流 為所述第二晶體管的偏置電流的至少10倍。
34. 如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，所述LNA還包括 低通濾波器，配置成接收來自所述運(yùn)放的所述偏置電壓并且向所述第一晶體管提供經(jīng)濾波偏置電壓。
35. 如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，還包括 至少一個(gè)偏置電流源，配置成為所述第二晶體管提供可調(diào)整偏置電流。
36. —種包括用于放大輸入信號(hào)的低噪聲放大器(LNA)的集成電路，所述 LNA包括第一晶體管，配置成接收所述輸入信號(hào)；第二晶體管，配置成接收偏置電流并且形成所述第一晶體管的電流鏡；以及 運(yùn)算放大器(運(yùn)放)，可操作為所述第一和第二晶體管生成偏置電壓以匹配 所述第一和第二晶體管的工作點(diǎn)。
37.如權(quán)利要求36所述的集成電路，其特征在于，所述運(yùn)放被配置成分別在反相和非反相輸入處接收第一和第二電壓，并且基于所述第一和第二電壓生成所述偏置電壓，所述第一電壓是所述第一晶體管的復(fù)制輸出電壓，而所述第二電壓是 所述第二晶體管的輸出電壓。
38.如權(quán)利要求36所述的集成電路，其特征在于，所述LNA還包括 第三晶體管，其在共源共柵配置中耦合到所述第一晶體管并且被配置成提供 所述LNA的輸出信號(hào)；以及第四晶體管，配置成提供所述第一晶體管的復(fù)制輸出電壓，所述第三和第四 晶體管的柵極耦合到一起。
全文摘要
描述了能在低功耗下提供良好性能的衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機(jī)。SPS接收機(jī)可在多種模式之一下工作，這多種模式可與SPS接收機(jī)的不同偏置電流設(shè)置相關(guān)聯(lián)。可基于與SPS接收機(jī)共處一地的發(fā)射機(jī)的輸出功率電平來選擇這些模式之一。SPS接收機(jī)內(nèi)的LNA、混頻器、和/或LO發(fā)生器的偏置電流可基于所選模式來設(shè)置。在一種設(shè)計(jì)中，如果發(fā)射機(jī)輸出功率電平低于切換點(diǎn)則可為SPS接收機(jī)選擇第一(例如，低功率)模式。如果發(fā)射機(jī)輸出功率電平高于切換點(diǎn)則可選擇第二(例如，高線性度)模式。第二模式與第一模式相比與SPS接收機(jī)的更大偏置電流相關(guān)聯(lián)。
文檔編號(hào)G01S1/04GK101627316SQ200880006014
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者K·H·王, T·P·保爾斯, 陽 徐 申請(qǐng)人:高通股份有限公司