专利名称：自动校准电路的制作方法
技术领域：
本公开的实施例一般涉及电路领域，更具体地涉及自动校准电路。
背景技术：
功率检测器被用于各种应用中，例如，检测天线结构发射的通信信号的功率。功率检测器的操作可能受到温度变化、向功率检测器提供功率的电池单元的充电电平、工艺变化等的影响。因此，可以期望对功率检测器周期性地校准。
在附图的各图中以示例的方式而非限制的方式示出了实施例，其中相同标号表示类似元件。图1示意性地示出了根据本公开的各种实施例的包括校准模块的系统。图2示意性地示出了根据本公开的各种实施例的包括另一校准模块的另一系统。图3示出了根据本公开的各种实施例的用于操作图2的系统的方法。图4示出了根据本公开的各种实施例的用于操作图1和/或2的系统的方法。图5示出了根据本发明的各种实施例的包括用于校准电阻器模块的校准模块的系统。图6示出了根据本公开的各种实施例的用于操作图5的系统的方法。
具体实施例方式将利用本领域技术人员普遍采用的术语来描述示例性的实施例的各种方面，以向本领域的其他技术人员传达其工作的实质。然而，对于本领域技术人员来说明显的是，仅利用一些所描述方面可以实践替换性实施例。为了阐述的目的，给出特定装置和配置以提供对示例性实施例的彻底理解。然而对于本领域技术人员来说明显的是，在没有特定细节的情况下也可以实践替换性实施例。在其他实例中，已知特征被省略或简化以不使示例性实施例模糊。进一步地，接着以最有助于理解本公开的方式将各种操作描述为多个离散操作； 然而不应当将描述的顺序解释为暗示这些操作必须依赖顺序。具体地，不必以呈现的顺序执行这些操作。短语“在一个实施例中”被重复使用。该短语一般不指代同一实施例；然而，它可以指代同一实施例。术语“包括”、“具有”和“包含”是同义词，除非上下文另外表示不是同义词。在为结合各种实施例使用的语言提供一些澄清上下文时，短语“A/B”和“A和/或 B”表示㈧、⑶或(A和B)；以及短语“A、B禾Π /或C”表示(A)、⑶、(C)、(Α和B)、(Α和 C)、(B 和 C)或(A、B 和 C)。如本文中所使用的，“与......耦合”可以表示以下各项中的一项或两项直接耦合或连接，其中没有其他元件被耦合或连接在被说成彼此耦合的元件之间；或间接耦合或连接，其中一个或更多个其他元件被耦合或连接在被说成彼此耦合的元件之间。图1示意性地示出了本公开的各种实施例的包括校准模块130的系统100。在各种实施例中，系统100包括功率放大器104，功率放大器104可以被配置为接收RF信号，放大所接收到的RF信号，并将放大后的信号发射到天线结构108，天线结构108与功率放大器 104可操作地耦合。天线结构108可以通过无线介质发射RF信号。在各种实施例中，天线结构108可以与耦合器112可操作地耦合。耦合器112可以向与耦合器112可操作地耦合的功率检测器120发射导出检测信号，导出检测信号可以从被发射到天线结构108的RF信号导出。在各种实施例中，导出检测信号可以是被发射到天线结构108的RF信号的采样。因此，至少部分地基于从耦合器112接收的信号，功率检测器120可以检测被天线结构108发射的RF信号的功率。在各种实施例中，功率检测器120 能够检测通过天线结构108的任意频带发射的RF信号的功率。尽管在图1中未示出，但是在各种实施例中，耦合器112的输出在被发射到功率检测器120之前，可以被一个或更多个部件(例如，通过谐波抑制器)处理。功率检测器120可以输出电流Idet，其中电流Idet可以代表耦合器112发射的导出信号。因此电流Idet可以代表天线结构108发射的RF信号的功率。系统100还包括电流至电压转换器(CVC) 124，电流至电压转换器124被配置为接收电流Idet，并至少部分地基于电流Idet生成输出电压Vdet。在各种实施例中，输出电压 Vdet可以代表天线结构108发射的RF信号的功率。在各种实施例中，功率检测器120和/或CVC IM可以具有相对高的增益，这可以导致输出电压Vdet对功率检测器120和/或CVC 124的输入敏感。当天线结构108发射的RF功率相对低时，功率检测器120和/或CVC 124的增益可以尤其高。除了对功率检测器120和/或CVC 124的输入敏感之外，电压Vdet还可能受到各种因素的影响，如操作温度、电源(例如，其可以依赖于向系统100提供功率的电池单元的充电电平)、工艺变化(例如，功率检测器120和/或CVC IM的加工工艺的变化)等。因此，可以期望对功率检测器120和/或CVC 124周期性地校准。系统100还可以包括校准模块130，校准模块130包括校准单元132和校准控制器136。在各种实施例中，校准单元132可以包括电流源模块154以生成电流Itrim，电流 Itrim可以被CVC IM接收。校准控制器136可以被配置为接收输出电压Vdet和参考电压 Vref，并控制校准单元132的操作，例如，控制电流源模块巧4进行的电流Itrim的生成。在一些实施例中，校准模块130可以与功率检测器120、CVC 124和/或系统100 的一个或更多个其他部件被置于单个芯片中。在其他实施例中，校准模块130的一个或更多个部件可以相比于系统100的一个或更多个其他部件而被置于不同芯片中。在各种实施例中，输出电压Vdet可以是电流Idet和Itrim的函数。例如，输出电压Vdet可以等于f (Idet+a. Itrim)，其中α可以是加权因子(例如，α可以等于1)，并且函数f可以是至少部分地基于CVC 124的属性和设置的任意适当函数。在各种实施例中，系统100可以至少以校准模式和可操作模式操作。系统100的可操作模式可以对应于发射RF通信信号的天线结构108。在各种实施例中，天线结构108 可以按一系列突发(burst)发射RF通信信号。
在各种实施例中，当天线结构108不发射RF通信信号时，系统100可以按校准模式操作至少一段时间。在以校准模式操作时，校准模块130可以对功率检测器120和/或 CVC IM进行校准。在各种实施例中，系统100可以周期性地(例如，以规则或不规则的间隔)以校准模式操作。例如，校准模块130可以在天线结构108发射RF通信信号的一个或更多个突发之前和/或在规则间隔处按校准模式进行操作。在另一示例中，除了(或替代)在被天线结构108发射的RF通信信号的一个或更多个突发之间以校准模式操作，校准模块130可以每次在系统100接通、重置和/或初始化时以校准模式进行操作。在各种实施例中，操作的校准模式可以在系统100的操作的可操作模式之前。在各种实施例中，当天线结构108不发射RF通信信号时，功率检测器120的输出电流Idet可以相对小。电流Idet的该小值可以代表功率检测器120的额定输出，例如，具有从耦合器112接收到的非常小或没有输入的功率检测器120。此外，当天线结构108不发射RF通信信号时，电流Itrim可以等于额定值。CVC IM的相应输出Vdet，例如与电流 Idet和Itrim的额定值相对应，也可以相对小。在各种实施例中，在预定操作条件下且当天线结构108不发射RF通信信号时，电流Idet可以等于额定电流Idet_n0m，电流Itrim可以等于另一额定电流Itrim_n0m，以及相应输出电压Vdet可以等于额定电压Vnom。预定操作条件可以对应于例如系统100的预定温度(例如，平均温度)、向系统100提供功率的电池单元的预定充电电平(例如，满充电电平)等。在这种预定操作条件下且在天线结构108不发射RF通信信号时，例如，电流 Idet_nom可以等于约20毫安(mA)，电流Itrim_nom可以等于约8mA，以及相应电压Vnom可以等于约0.2伏。然而，在各种条件下，系统100的实际操作条件可能不同于预定操作条件。例如， 系统100的实际操作温度和操作电池单元充电电平可以不同于各自的预定值。此外，在系统100的一个或更多个部件中可能有工艺变化，例如，在各种加工工艺期间发生的变化。因为这种因素，在天线结构108不发射RF通信信号时，系统100的电流Idet和/或输出电压 Vdet的实际值可能分别不同于额定电流Idet_n0m和/或额定电压Vnom。这种因素还可能导致系统100在可操作模式期间生成不精确代表天线结构108发射的RF功率的电压Vdet。为了克服这种因素，可以在校准模式期间对系统100校准，使得输出电压Vdet基本等于额定电压Vnom。在各种实施例中，在校准模式期间，校准控制器136可以接收输出电压Vdet和参考电压Vref，参考电压Vref可以等于例如额定电压Vnom。校准控制器136可以控制校准单元132，使得输出电压Vdet与参考电压Vref几乎相同。例如，给定功率检测器120的相应输出电流Idet，校准控制器136可以控制电流源模块154以将电流Itrim调整到第一电流值Itriml，其导致相应电压Vdet几乎与参考电压Vref相同。当电流Itrim被调整为第一电流值Itriml并且电压Vdet几乎等于参考电压Vref 时，可以完成校准。当系统100以可操作模式进行操作时，例如，当天线结构108在这种校准模式之后发射RF通信信号时，校准单元132可以继续以第一值Itriml提供电流Itrim。 在各种实施例中，在系统100的可操作模式(多个模式)期间，校准单元132可以继续以第一值Itriml提供电流Itrim，直到功率检测器120和CVC 124在另一校准模式期间被重新校准(例如，被再次校准)。在各种实施例中，通过将电流Itrim调整到第一值Itriml对系统100进行校准， 并在随后的可操作模式期间继续以第一值Itriml提供电流Itrim，可以确保输出电压Vdet 相对精确地反映在可操作模式期间由天线结构108发射的RF通信信号的功率。图2示意性地示出了根据本公开的各种实施例的包括校准模块230的系统200。 在各种实施例中，系统200的一个或更多个部件，例如，功率放大器104、天线结构108、耦合器112、功率检测器120和CVC 124类似于图1的系统100的相应部件。在各种实施例中，系统200还包括校准模块230，校准模块230包括校准控制器 236和校准单元232，相比于系统100的相应部件，所有部件都可以至少部分地以类似方式进行操作。可以被包括在校准单元232中的电流源模块2M包括多个电流源25^、254b和 25如。在各种实施例中，电流源模块2M输出的电流Itrim可以至少部分地基于从校准控制器236接收的信号来调整。校准控制器236可以包括比较器238，比较器238被配置为将CVClM的输出电压 Vdet与参考电压Vref比较并输出可以代表输出电压Vdet和参考电压Vref之间的差的信号Vdif。在各种实施例中，如果Vdet小于Vref，即，如果Vdet < Vref，则Vdif可以为高， 例如，在逻辑高状态中。此外，如果Vdet大于或等于Vref，S卩，如果Vdet彡Vref,则Vdif 可以为低，例如，在逻辑低状态中。校准控制器236还可以包括校准使能模块M2，校准使能模块242被配置为接收 Vdif信号和使能信号。在系统100处于校准模式时，使能信号可以被使能，例如，使能信号为高。校准使能模块242可操作地耦合至时钟生成模块对6。时钟生成模块246被配置为至少部分地基于校准使能模块242的输出来生成时钟信号。例如，如果校准使能模块242的输出为高，则时钟生成模块246被使能并生成时钟信号。另一方面，如果校准使能模块242 的输出为低，则时钟生成模块246被禁止并且不生成时钟信号。在各种实施例中，在使能信号被使能的情况下并且如果Vdif为高，例如，当Vdet 小于Vref时，校准使能模块242的输出为低。如之前讨论的，校准使能模块M2的这种低输出使时钟生成模块246能够生成时钟信号。另一方面，在使能信号被禁止的情况下或者如果Vdif为低，例如，当Vdet等于或大于Vref时，校准使能模块242的输出为高。如之前讨论的，校准使能模块M2的这种高输出禁止时钟生成模块对6。在各种实施例中，校准使能模块242可以是NAND逻辑门。因此，如果使能信号被使能，例如，当系统200处于校准模式中并且Vdif为高时，校准使能模块M2的输出为低。在各种实施例中，时钟生成模块246可操作地耦合至计数器250。计数器250可以是例如纹波计数器，尽管也可以使用任意其他适当类型的计数器。在校准模式期间，计数器 250可以至少部分地基于时钟生成模块246生成时钟信号来递增计数值信号沈0。例如，计数器250可以针对时钟生成模块246生成的每个时钟脉冲使计数值信号260递增一。在各种实施例中，计数值信号260可以是N位信号，例如，包括N位的信号。此外， 电流源模块2M可以包括N个电流源。因此，电流源模块254中包括的电流源的数目可以等于计数值信号260的位数目。在图2中，计数值信号260被示为3位信号，例如，N = 3。因此，电流源模块2M包括3个电流源2Ma、254b和25 。在各种其他实施例中，计数值信号260可以包括任意其他数目的位，并且因此，电流源模块2M可以包括任意其他数目的电流源。在各种实施例中，每个电流源25^、254b和25 可以被配置为分别输出例如电流 ItrimA, ItrimB和ItrimC。电流Itrim可以等于电流源254a、254b和25 的输出的和。在各种实施例中，电流源25 ........25 可以是二进制加权电流源。例如，
ItrimA可以等于约2° ( S卩，1)倍的参考电流ItrimO，ItrimB可以等于21 (BP,2)倍的参考电流ItrimO，以及ItrimC可以等于22( S卩，4)倍的参考电流ItrimO。在各种其他实施例中， 电流源25 ........254c可以按不同方式加权(例如，线性加权)。电流源25^、254b和25 可以被各自的开关256a、256b和256c控制。开关256a、 256b和256c可以被计数值信号沈0的各自位控制。例如，计数值信号沈0的最低有效位 (LSB)可以控制开关256a的开关，计数值信号260的最高有效位(MSB)可以控制开关256c 的开关，以及计数值信号260的中间位可以控制开关256b的开关，如图2中所示。例如，在计数值信号260为001的情况下，开关256a被接通，导致仅电流源25 接通。因此，Itrim可以等于ItrimO。下面的表格1示出了计数值信号沈0的特定值、被接通的相应电流源以及Itrim的相应值。例如，对于011的计数值信号沈0，开关256a和256b 被接通，导致电流源25 和254b接通，以及Itrim等于3倍的参考电流ItrimO。如表格1 中所示，Itrim电流代表(例如，成比例于)计数值信号沈0。例如，随着计数值信号260递增，电流Itrim成比例增大。表格 权利要求
1.一种方法，包括通过电流至电压转换器接收来自功率检测器的第一电流和来自校准单元的第二电流；通过所述电流至电压转换器至少部分地基于所述第一电流和所述第二电流生成第一电压；以及在校准模式期间通过校准控制器至少部分地基于参考电压调整所述第二电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述第二电流进一步包括将所述第二电流调整到第一值，使得对于所述第二电流的所述第一值，所述第一电压约等于所述参考电压。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括在可操作模式的至少一部分期间通过所述校准单元以所述第一值生成所述第二电流， 其中所述可操作模式跟随所述校准模式。
4.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述第二电流进一步包括 在所述校准模式的开始处使计数值信号初始化；在所述校准模式期间生成一个或更多个时钟脉冲，直到所述第一电压约等于所述参考电压为止；响应于生成所述一个或更多个时钟脉冲来使所述计数值信号递增；以及响应于使所述计数值信号递增来增大所述第二电流。
5.根据权利要求4所述的方法，其中使所述计数值信号递增进一步包括 对应于每个时钟脉冲的生成使所述计数值信号递增一。
6.根据权利要求4所述的方法，其中使所述第二电流增大进一步包括 与递增所述计数值信号成比例地增大所述第二电流。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括 在第一时段期间抑制发射射频通信信号；以及在所述第一时段期间以所述校准模式进行操作。
8.一种电路，包括功率检测器，被配置为输出第一电流； 校准单元，被配置为输出第二电流；电流至电压转换器，所述电流至电压转换器与所述功率检测器和所述校准单元可操作地耦合，所述电流至电压转换器被配置为接收所述第一电流和所述第二电流，并至少部分地基于所述第一电流和所述第二电流输出第一电压；以及校准控制器，所述校准控制器与所述校准单元可操作地耦合并被配置为在所述装置处于校准模式时调整所述校准单元，使得所述第一电压基本等于参考电压。
9.根据权利要求8所述的电路，其中所述功率检测器被配置为检测天线结构发射的射频(RF)通信信号的功率；以及其中所述天线结构在处于所述校准模式时不发射射频通信信号。
10.根据权利要求8所述的电路，其中所述校准单元包括电流源模块，所述电流源模块与所述校准控制器耦合并被所述校准控制器控制，并且其中所述电流源模块被配置为输出所述第二电流；以及其中所述校准控制器被配置为控制所述电流源模块以在所述装置处于所述校准模式时将所述第二电流调整到第一值，使得对于所述第二电流的所述第一值，所述第一电压基本等于所述参考电压。
11.根据权利要求10所述的电路，其中所述校准控制器包括时钟生成模块和计数器，其中所述计数器被配置为输出N位计数值信号；以及其中所述电流源模块包括N个二进制加权电流源，所述N个二进制加权电流源中的每个二进制加权电流源均被所述计数值信号的相应位控制。
12.根据权利要求11所述的电路，其中所述校准单元被配置为输出所述第二电流，使得所述第二电流与所述计数值信号成比例。
13.根据权利要求11所述的电路，其中所述时钟生成模块被配置为在所述校准模式期间生成一个或更多个时钟脉冲，直到所述第一电压基本等于所述参考电压；以及其中对应于所述时钟生成模块生成的每个时钟脉冲，所述计数值信号被递增一。
14.根据权利要求13所述的电路，其中所述校准单元被配置为与所述计数值信号的递增成比例地增大所述第二电流。
15.根据权利要求11所述的电路，其中所述计数器被配置为在所述校准模式的开始处使所述计数值信号初始化。
16.根据权利要求10所述的电路，其中所述校准单元被进一步配置为在所述装置处于紧随所述校准模式的可操作模式时以所述第一值输出所述第二电流。
17.一种系统，包括电阻器模块，所述电阻器模块包括N个电阻器，其中N是整数；以及校准模块，被配置为选择性地短接所述N个电阻器中的一个或更多个电阻器，使得所述电阻器模块的输出电压基本等于参考电压，其中所述校准模块包括时钟发生器，用于生成一个或更多个时钟脉冲，直到所述输出电压基本等于所述参考电压；以及计数器，被配置为输出N位计数值信号，使得N位计数值信号的每一位选择性地短接所述N个电阻器中的相应电阻器，其中所述计数器被进一步配置为对应于所述时钟发生器生成的每个时钟脉冲使所述计数值信号递增一。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述校准模块进一步包括比较器，被配置为至少部分地基于所述输出电压和所述参考电压的比较来输出比较信号，其中所述时钟发生器被配置为至少部分地基于所述比较信号来生成所述一个或更多个时钟脉冲。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述N个电阻器是二进制加权电阻器。
20.根据权利要求17所述的系统，其中所述计数器是纹波计数器。
全文摘要
本发明涉及自动校准电路。公开了涉及校准电路的电路、装置和方法的实施例。在各种实施例中，可以使用校准电路来校准功率检测器电路。在各种其他实施例中，可以使用校准电路来校准电阻器模块。还可以描述和要求其他实施例。
文档编号G01R35/00GK102164010SQ20111003640
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月9日 优先权日2010年2月3日
发明者基兰·卡尔尼克 申请人:特里奎恩特半导体公司