用于提供参考时钟的方法和装置与流程

1.与本公开一致的装置和方法涉及提供时钟信号。


背景技术：

2.诸如射频(rf)收发器的电子设备可以被设计为在一个或多个特定的工作频率下工作。然而，在电子设备中信号可能以其他频率出现是常见的情况。在一些情况下，这些信号可能是干扰信号或杂散信号(spurious signal)，这可能对设备的正常操作有害。如本文所使用的，杂散信号可以是对rf收发器的操作有害的信号。例如，具有作为工作频率的谐波的频率的信号可以是杂散信号。
3.杂散信号的源可以变化。杂散信号可以源自设备外部或由设备的一个或更多个部件产生。在一些情况下，杂散信号可能由设备的不同部件之间的相互作用产生。当设计或制造单个部件时，不可能预测与其他部件的所有可能的相互作用，因此在将所有部件集成到电子设备中之前，杂散信号产生是不可预见的。
4.消除杂散信号的现有方法涉及在发现杂散信号之后重新设计设备的部件，该过程可能是重新设计和测试的迭代过程，这可能是耗时且昂贵的。


技术实现要素：

5.根据本公开，提供了一种用于生成参考时钟信号的方法，所述方法包括以下步骤：由振荡器生成具有第一频率的第一时钟信号，所述第一时钟信号耦合到频率合成器；由所述频率合成器基于所述第一时钟信号生成第二时钟信号，所述第二时钟信号具有与所述第一频率不同的第二频率；向电子设备的一个或更多个部件输出参考时钟信号，所述参考时钟信号是所述第一时钟信号或所述第二时钟信号中的一者；识别一个或更多个杂散频率分量；针对所述一个或更多个杂散频率分量的存在来监视所述参考时钟信号，其中，当基于所述监视所述参考时钟信号包括所述一个或更多个杂散频率分量中的至少一者时，选择所述第一时钟信号或所述第二时钟信号中的另一者作为所述参考时钟信号。
6.根据本公开的另一实施方式，还提供了一种无线电收发器，所述无线电收发器包括：振荡器，所述振荡器被配置为生成具有第一频率的第一时钟信号；频率合成器，所述频率合成器被耦合成接收所述第一时钟信号并基于所述第一时钟信号生成具有第二频率的第二时钟信号；一个或更多个多路复用器，所述一个或更多个多路复用器被耦合成接收第一时钟信号和第二时钟信号；一个或更多个部件，所述一个或更多个部件被耦合成接收所述一个或更多个多路复用器的相应输出；以及一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被配置为执行以下步骤：识别所述参考时钟信号中的一个或更多个杂散频率分量；使所述一个或更多个多路复用器选择所述第一时钟信号或所述第二时钟信号中的一者作为参考时钟信号以供输出；针对所述一个或更多个杂散频率分量的存在来监视所述参考时钟信号，其中，当基于所述监视所述参考时钟信号包括所述一个或更多个杂散频率分量中的至少一者时，使所述一个或更多个多路复用器选择所述第一时钟信号或所述第二时钟信号
中的另一者作为所述参考时钟信号。
附图说明
7.图1描绘了与所公开的实施方式一致的收发器设备的示例性电路的示意图。
8.图2描绘了与所公开的实施方式一致的用于选择和切换参考时钟信号的示例性过程的流程图。
9.图3描绘了与所公开的实施方式一致的用于选择和切换参考时钟信号的示例性过程的流程图。
具体实施方式
10.现在将详细参考示例性实施方式，示例性实施方式的示例在附图中示出。以下描述参考附图，其中，不同附图中的相同数字表示相同或相似的元件，除非另有说明。在以下公开中阐述的实现方式与在所附权利要求中阐述的与本发明相关的方面一致。
11.图1描绘了与所公开的实施方式一致的收发器设备的示例性电路的示意图。图1描绘了收发器100，该收发器100摆阔温度补偿晶体振荡器(tcxo)102、合成器104、多路复用器106、处理器108、rf接收(rxrf)部件110、rf发送(txrf)部件112和基带(bb)部件114。收发器100可以是无线电收发器，或适于在不同频带中发送和/或接收信号的任何其他这种收发器。在一些实施方式中，可以不存在rf接收部件110或rf发送部件112。换言之，在一些实施方式中，收发器100可以充当rf接收器(即，不执行发送功能)，或者充当rf发送器(即，不执行接收功能)。
12.在收发器100中提供振荡器，例如，晶体振荡器。tcxo 102可以是具有不随不同温度显著变化的特性的晶体振荡器。例如，tcxo 102可以在温度变化或波动的范围内保持相对恒定的输出(例如，振荡频率)。温度变化或波动的示例可以包括由于设备工作引起的加热而导致的温度升高，或外部环境的温度变化。在一些实施方式中，tcxo 102可以在其振荡回路中包括一个或更多个电路，以补偿其晶体部件的频率－温度特性。tcxo 102生成时钟信号101作为具有第一频率的第一时钟信号。在数字电路的背景下，时钟信号是指在高和低状态的两个状态(例如，能量、电压或功率电平)之间振荡的电信号，其被配置为协调数字电路的动作和功能。例如，时钟信号可以是具有50％占空比、具有固定的恒定频率的方波。时钟信号101被耦合到合成器104和多路复用器106。
13.可以提供合成器104作为频率合成器的一部分。频率合成器是能够从一个或更多个单个输入频率生成输出频率范围的电子电路。合成器104被耦合城接收时钟信号101作为输入，并向多路复用器106提供具有第二频率的第二时钟信号103作为输出。在一些实施方式中，合成器104可以基于时钟信号101通过倍频、分频、直接数字合成、混频、一个或更多个锁相环和/或本领域已知的其他信号处理方法来生成时钟信号103。另外地或另选地，时钟信号103可以包括多个信号，每个信号具有不同的频率。例如，合成器104可以生成多于一个的信号，每个信号具有不同的频率。频率合成器104的示例可以包括但不限于锁相环(pll)或全数字锁相环(adpll)。
14.多路复用器106被耦合成接收时钟信号101和时钟信号103，并被配置为选择时钟信号101和时钟信号103中的一者作为时钟信号105输出。时钟信号105可以是参考时钟信号
的示例。多路复用器106被耦合成向收发器100的需要时钟信号的各种部件(例如，rxrf部件110、txrf部件112和/或bb部件114)输出时钟信号105。在一些实施方式中，多路复用器106基于从处理器108接收的选择信号来执行选择。如上所述，时钟信号103可以包括多个信号，并且多路复用器106可以选择多于一个时钟信号103作为时钟信号105，时钟信号105也可以包括多于一个时钟信号。例如，时钟信号105可以包括耦合到rxrf部件110的具有第一参考时钟频率的第一参考时钟信号、耦合到txrf部件112的具有第二参考时钟频率的第二参考时钟信号以及耦合到bb部件114的具有第三参考时钟频率的第三参考时钟信号。在一些实施方式中，多路复用器106可以包括多个多路复用器。
15.rxrf部件110和txrf部件112可以各自包括各种部件，例如，天线、滤波器、变换器、混频器、放大器和用于接收和发送rf频率的信号的其他rf电路。基带(bb)部件114是指用于处理基带频率下的信号的各种部件，例如，滤波器、变换器、混频器、放大器、解码器/编码器、调制器、均衡器和rf电路。
16.处理器108可以是能够执行命令或指令以执行所需功能的任何电路，例如，处理器、微控制器、逻辑阵列或其他控制电路。虽然在图1中未示出，但是处理器108可以向收发器100的其他部件提供控制和/或命令信号，并且被配置为基于编程来执行计算或处理。在一些实施方式中，处理器108向多路复用器106生成选择信号以用于选择和/或切换参考时钟信号。在一些实施方式中，处理器108从收发机100的各个部件(未示出)接收输入，并基于所接收的输入生成选择信号。例如，处理器108可以从收发器100的一个或更多个存储单元(未示出)接收诸如编程指令或存储数据的输入。另外，处理器108可以接收收发器100的各种参数作为输入，例如，收发器100的不同部件的样本输出。下面参考图2讨论用于生成选择信号的处理器108的操作。
17.图2描绘了与所公开的实施方式一致的用于选择和切换参考时钟信号的示例性过程200的流程图。在一些实施方式中，过程200可以由收发器100的处理器108执行。例如，处理器108可以在收发器100的正常工作期间执行过程200。
18.在步骤202中，诸如收发器100的tcxo 102的振荡器生成第一时钟信号，例如，时钟信号101，该第一时钟信号具有第一频率。
19.在步骤204中，合成器(例如，合成器104)生成第二时钟信号(例如，时钟信号103)，所述第二时钟信号具有第二频率。
20.在步骤206中，多路复用器106输出参考时钟信号。在一些实施方式中，多路复用器106被耦合成接收时钟信号101和时钟信号103，并被配置成选择时钟信号101和时钟信号103中的一者作为参考时钟信号105以输出。多路复用器106基于从一个或更多个处理器或微控制电路(例如，处理器108)接收的信号来执行选择。例如，处理器108可以执行一个或更多个算法或代码以确定时钟信号101或时钟信号103中的哪一者将被选择为参考时钟信号105，并且控制多路复用器106以作出所确定的选择。在一些实施方式中，处理器108可以使多路复用器106默认地选择时钟信号101作为参考时钟信号105。由于时钟信号101是由振荡器(例如，tcxo 102)生成的，所以时钟信号101可以包含比由合成器(例如，合成器104)产生的信号更少的噪声分量，因此在不存在特定环境(诸如，存在特定的杂散或干扰信号)的情况下，选择时钟信号101作为参考时钟信号105可能优于选择时钟信号103。
21.在步骤208中，处理器108识别一个或更多个杂散信号。如前所述，杂散信号是来自
电子设备(诸如，收发器100)内和电子设备外的(例如，从其他源接收的)信号或信号分量。处理器108被编程为识别这样的杂散信号，以便减轻这样的信号对收发器100的操作的负面影响。例如，处理器108可以被编程为基于接收到的信号或检测到的样本信号中的一个或更多个杂散频率分量来识别杂散信号的存在。
22.在一些实施方式中，处理器108基于存储在一个或更多个存储单元中的信息来识别杂散信号。杂散信号可以通过先前的测试来识别并被存储在一个或更多个存储单元中的表或列表中。例如，设计者或操作者可以基于收发器100的电路设计(诸如，频率tcxo 102或合成器104)来确定具有某些频率的信号具有成为杂散信号的高概率。这些频率可以是杂散频率分量的示例。在一些非限制性示例中，具有作为时钟频率(例如，时钟信号101或时钟信号103的频率)的谐波的频率的信号可以是杂散信号。换句话说，处于时钟信号101或时钟信号103的频率的两倍、三倍或某一其他倍数的频率的信号可视为杂散信号。因此，在步骤208中，处理器108可以检索所存储的关于杂散信号的数据以识别杂散信号。
23.在一些实施方式中，处理器108可以另选地或另外地基于收发器100的操作来识别杂散信号。在一些情况下，具有为所接收的rf信号或所发送的rf信号的频率的谐波的频率的信号也可以是杂散信号。例如，处理器108可以具有tcxo 102的标称频率和合成器104的工作频率的先验知识。先前知识数据可以被存储在收发器100的一个或更多个存储单元中并由处理器108访问。因此，处理器108可以将为所接收的rf信号或所发送的rf信号的谐波的信号识别为杂散信号。此外，因为时钟信号101的频率可以是与时钟信号103的频率不同的频率，所以当选择时钟信号101作为参考时钟信号时，处理器108可以将具有频率时钟信号101的谐波的信号识别为杂散信号，并且当选择时钟信号103作为参考时钟信号时，处理器108可以将具有频率时钟信号103的谐波的信号识别为杂散信号。
24.在步骤210中，处理器108监视一个或更多个杂散信号。在一些实施方式中，处理器108主动地监视收发器100的操作以寻找在步骤208中识别的一个或更多个杂散信号的存在。在一些实施方式中，处理器108可以对收发器100的不同部件处的输出进行采样，并将样本的频率分量与杂散信号的频率分量进行比较。例如，一个或更多个检测器可以被配置为检测由收发器100的不同部件输出的信号，并将这些检测到的采样信号的频率分量作为输入提供给处理器108，以与在步骤208中识别的杂散信号的频率分量进行比较。
25.在步骤212中，如果处理器108检测到一个或更多个杂散信号中的至少一者的存在(即，步骤212－是)，则处理器108使多路复用器106切换参考时钟信号的选择(步骤220)。例如，如果多路复用器106先前选择时钟信号101作为参考时钟信号105，则处理器108使多路复用器106经由选择信号改变选择以将时钟信号103作为新的参考时钟信号105。如果处理器108没有检测到杂散信号的存在(即，步骤212－否)，则过程200进行到步骤214。换句话说，如果不存在杂散信号，则收发器100进行到如以前一样的操作，即，没有所选择的时钟信号作为参考时钟信号105的任何改变。
26.在步骤214中，处理器108监视一个或更多个信号参数。如本文所使用的，信号参数是指信号的特性或属性，诸如，接收或发送的rf信号。信号参数的示例包括电子设备中信号的幅度、功率、频率、带宽、相位、锁定状态、误比特率、以及其他类似特性或属性。在一些实施方式中，处理器108可以对收发器100的一个或更多个部件的输出进行采样，并将采样的输出的一个或更多个参数的值与参考值进行比较。例如，一个或更多个检测器可以被配置
为检测由收发器100的不同部件输出的信号，或者可以被配置为计算所检测的信号的一个或更多个参数的值。每个参考值可以是存储在收发器100的一个或更多个存储单元中的值。例如，处理器108可以对bb114的输出进行采样，以监视误比特率是否偏离参考值。如果误比特率不希望地偏离参考值一阈值，则可能出现干扰引起不希望的偏离的情况。
27.在步骤216中，处理器108基于步骤214的监视确定是否需要补偿或减轻动作。在一些实施方式中，如果所监视的参数偏离参考值一阈值量(即，步骤216－是)，则在步骤220中处理器108可以使多路复用器106改变参考时钟信号105的选择。如果所监视的参数没有偏离参考值一阈值量(即，步骤216－否)，则收发器100继续如之前那样操作(步骤218)。
28.图3描绘了与所公开的实施方式的用于选择和切换参考时钟信号105的示例性过程300的流程图。在一些实施方式中，过程300可以在收发器100的启动过程期间执行。例如，当收发器100加电时，处理器108可以执行过程300。本文使用的启动过程可以指对电子设备加电的过程。
29.在步骤302中，启动振荡器(例如，tcxo 102)。例如，收发器100的专用通电电路(未示出)可以通过使收发器100向tcxo 102供电来从off模式启动tcxo102。在一些实施方式中，当从休眠模式出现时，处理器108可以通过在进入休眠模式之前例如通过激活定时器(计数器)来设置唤醒条件来间接地启动tcxo 102。
30.在步骤304中，启动合成器(诸如，合成器104)。例如，收发器100的专用通电电路可以通过使收发器100向合成器104供电来从off模式启动合成器104。在一些实施方式中，当从休眠模式出现时，处理器108可以通过在进入休眠模式之前例如通过激活定时器(计数器)来设置唤醒条件来间接地启动合成器104。在一些实施方式中，tcxo 102可以基本上与合成器104同时、在合成器104之前或在合成器104之后加电。
31.在步骤306中，处理器108禁用合成器104的输出。如前所述，在某些情况下，时钟信号101比时钟信号103优选作为参考时钟。
32.在步骤308中，处理器108使多路复用器106选择tcxo 102的输出作为参考时钟信号。例如，处理器108可以最初将来自tcxo 102的时钟信号101选择为参考时钟信号105。
33.在步骤310中，处理器108启用收发器100的一个或更多个其他部件，例如，rxrf部件110、txrf部件112和bb部件114。例如，处理器108可以初始化收发机100的各个部件。
34.在步骤312中，处理器108识别一个或更多个杂散信号。在一些实施方式中，处理器108可以执行类似于先前参考图2中的步骤208描述的操作。例如，处理器108基于存储在收发器100的一个或更多个存储单元中的信息(诸如，关于具有高概率成为杂散信号的某些频率的信号的信息)来识别杂散信号。在一些实施方式中，由于在步骤308中时钟信号101最初被选择为参考时钟信号105，所以处理器108将具有作为时钟信号101的谐波的频率的一个或更多个信号识别为杂散信号。
35.在步骤314中，如果处理器108检测到在步骤312中识别的杂散信号的存在(即，步骤314－是)，则过程300进行到步骤318。如果处理器108没有检测到在步骤312中标识的杂散信号(即，步骤314－否)，则过程300进行到步骤316。
36.在步骤316中，收发器100在加电之后继续操作，使用在步骤308中选择的参考时钟105作为其时钟信号。
37.在步骤318中，处理器108启用合成器104的输出。在一些实施方式中，一旦在步骤
314中确定存在杂散信号，收发器100就可以使用另一时钟信号在更好的条件下操作。因此，处理器108然后可以使合成器104输出时钟信号103。
38.在步骤320中，处理器108使多路复用器106切换步骤308中的参考时钟信号105的选择。例如，处理器108使多路复用器106选择时钟信号103作为参考时钟信号105。过程300然后进行到步骤316，使用时钟信号103作为参考时钟信号105来操作收发机100的各个部件。
39.本发明的一个或更多个存储单元可以是有形设备，其可以存储供指令执行设备(例如，上文所描述的处理器)使用的指令。一个或更多个存储单元可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光学存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备、或前述的任何合适的组合。存储器的更具体示例的非穷尽列表包括以下内容：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、静态随机存取存储器(sram)、便携式光盘只读存储器(cd－rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码的设备(诸如，其上记录有指令的槽中的穿孔卡片或凸起结构)以及前述的任何合适的组合。
40.本公开的计算机可读程序指令(诸如，可由处理器执行的任何软件模块或算法)可以是汇编指令、指令集体架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据或以一种或更多种编程语言的任何组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言和常规的过程编程语言。计算机可读程序指令可以作为独立软件包完全在计算设备上执行，或者部分在第一计算设备上执行，而部分在远离第一计算设备的第二计算设备上执行。在后一种情况下，第二远程计算设备可以通过任何类型的网络(包括局域网(lan)或广域网(wan))连接到第一计算设备。
41.附图中的流程图和框图例示了根据各个实施方式的系统、方法和设备的可能实现的架构、功能和操作的示例。应当注意的是，在一些可替换的实现方式中，以方框表示的功能可以不按照图中所示的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行。
42.应当理解，所描述的实施方式不是相互排斥的，并且结合一个示例实施方式描述的元件、部件、材料或步骤可以以适当的方式与其他实施方式组合或从其他实施方式中消除，以实现期望的设计目标。
43.本文提到的“一些实施方式”或“一些示例性实施方式”意味着结合该实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包括在至少一个实施方式中。在本公开中的各个位置出现的短语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“另一实施方式”或“另选的实施方式”不一定都指同一实施方式，也不一定是与其他实施方式相互排斥的单独的或另选的实施方式。
44.应当理解，在此阐述的示例方法的步骤不一定需要以所描述的顺序执行，并且这些方法的步骤的顺序应当理解为仅仅是示例。
45.如本公开中所使用的，词语“示例性”在本文中用于表示用作示例、实例或说明。本文中描述为“示例性”的任何方面或设计未必解释为比其他方面或设计优选或有利。相反，词语的使用旨在以具体方式呈现概念。
46.如本公开中所使用的，除非另外特别说明，术语“或”包括所有可能的组合，除非不可行。例如，如果声明数据库可以包括a或b，则除非特别声明或不可行，数据库可以包括a、
或b，或a和b。作为第二示例，如果声明数据库可以包括a、b或c，那么除非特别声明或不可行，数据库可以包括a、或b、或c、或a和b、或a和c、或b和c或a和b和c。
47.另外，在本公开和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”通常应被解释为意指“一个或更多个”，除非指定或从上下文中清楚地指示单数形式。
48.除非另外明确说明，否则每个数值和范围应解释为近似的，如同词语“约”或“近似”在值或范围的值之前。
49.尽管以下方法权利要求中的要素(如果有的话)以特定的顺序叙述，但是除非权利要求叙述另外暗示用于实现这些要素中的一些或全部的特定顺序，否则这些要素不一定旨在限于以该特定顺序实现。
50.应当理解，为了清楚起见，在单独的实施方式的背景下描述的本公开的某些特征也可以在单个实施方式中组合提供。相反地，为了简洁起见，在单个实施方式的背景下描述的本说明书的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合或如在本说明书的任何其他描述的实施方式中合适地提供。在各种实施方式的背景下描述的某些特征不是那些实施方式的必要特征，除非如此指出。
51.还应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对为了解释所描述的实施方式的性质而描述和例示的部件的细节、材料和布置进行各种修改、替换和变化。因此，下面的权利要求包含落入权利要求的条款内的所有这样的替换、修改和变化。