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JP2009508364A - Filter calibration - Google Patents

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JP2009508364A
JP2009508364A JP2008513791A JP2008513791A JP2009508364A JP 2009508364 A JP2009508364 A JP 2009508364A JP 2008513791 A JP2008513791 A JP 2008513791A JP 2008513791 A JP2008513791 A JP 2008513791A JP 2009508364 A JP2009508364 A JP 2009508364A
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Japan
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filter
component
adjusting
calibration
oscillation
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Withdrawn
Application number
JP2008513791A
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Japanese (ja)
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エルドガン、オズアン・イー．
ラデル、ジャックス・シー．
ブロッケンブロウ、ロジャー
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Qualcomm Inc
Original Assignee
Qualcomm Inc
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Publication date
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Application filed by Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
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    • H03J2200/08—Calibration of receivers, in particular of a band pass filter

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  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

フィルタ（１１４、１１６）を較正することが開示される。フィルタ（１１４、１１６）は、較正中に発振器として再構成される。フィルタを再構成するスイッチ（ｓｗ１、ｓｗ２）および／または他の構成が使用されて、正のフィードバックループに対してフィルタの負のフィードバックループを再構成する。フィルタのコンポーネント（ｃ１−ｃ４）を調整して、所望のフィルタ特性に対応する発振を達成するために発振パラメータが次に測定される（１０６、３００）。
【選択図】 図１ＡCalibrating the filters (114, 116) is disclosed. The filters (114, 116) are reconfigured as an oscillator during calibration. Switches (sw1, sw2) and / or other configurations that reconfigure the filter are used to reconfigure the negative feedback loop of the filter relative to the positive feedback loop. The oscillation parameters are then measured (106, 300) to adjust the filter components (c1-c4) to achieve oscillations corresponding to the desired filter characteristics.
[Selection] Figure 1A

Description

背景background

関連出願
この出願は、２００５年、５月２５日に出願された“フィルタ較正”と題する米国仮特許出願第６０／７１４，５３３の利益を主張する。 Related Application This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 60 / 714,533, filed May 25, 2005, entitled “Filter Calibration”.

プロセス変化、動作温度変動、経時変化、および他の環境変化の影響は、通信デバイス中で使用される既存のフィルタの予定された仕様からの性能特性の逸脱に寄与する。オンチップＲＣ時間定数の絶対値は、これらの影響のため、ほぼ１００パーセント変化する。これらの変動に対処するために、フィルタのオンチップ較正を可能にするように多数の方法が提案されている。現在の方法は、直接的および副次的な方法の両方を含む。直接的な方法は、実際のフィルタコンポーネント性能特性を測定してフィルタを較正することを含む。副次的な方法は、フィルタに取り付けられていない、分離したオンチップテスト回路上でコンポーネントの性能特性を測定することを含む。一般に、副次的な方法において、テスト回路コンポーネントの測定値は、チップ全体にわたって均一であると仮定され、フィルタのコンポーネントを含む、チップ上のすべてのコンポーネントを調整するために使用される。しかしながら実際には、同一チップの異なる領域で特性値は著しく変化することがあり、それゆえに、ことによると不正確なフィルタコンポーネントの値近似に至るかもしれない。直接的な方法によりフィルタの実際のフィルタ特性を測定することもできる。チップ上で発生したテスト信号はフィルタを通して送られ、測定および分析される。これらの測定値は次に、フィルタコンポーネントを調整するために使用される。この方法は正確なフィルタ較正を結果として生じるが、実現するためには信号発生および分析メカニズムが、複雑で、高価となることがある。それゆえに、費用対効果が大きく、簡単であり、さらに正確な、フィルタを較正する方法を開発することが望まれる。   The effects of process changes, operating temperature fluctuations, aging, and other environmental changes contribute to deviations in performance characteristics from the scheduled specifications of existing filters used in communication devices. The absolute value of the on-chip RC time constant varies by almost 100 percent due to these effects. To address these variations, a number of methods have been proposed to allow on-chip calibration of the filter. Current methods include both direct and secondary methods. A direct method involves measuring the actual filter component performance characteristics and calibrating the filter. A secondary method involves measuring the performance characteristics of a component on a separate on-chip test circuit that is not attached to the filter. In general, in a secondary manner, test circuit component measurements are assumed to be uniform across the chip and are used to adjust all components on the chip, including the components of the filter. In practice, however, the characteristic values can vary significantly in different areas of the same chip, thus possibly leading to inaccurate filter component value approximation. It is also possible to measure the actual filter characteristics of the filter by a direct method. The test signal generated on the chip is sent through a filter and measured and analyzed. These measurements are then used to adjust the filter component. While this method results in accurate filter calibration, the signal generation and analysis mechanism can be complex and expensive to achieve. Therefore, it is desirable to develop a method for calibrating a filter that is cost effective, simple and more accurate.

本開示のさまざまな実施形態は、以下の詳細な説明および添付図面中で開示される。   Various embodiments of the present disclosure are disclosed in the following detailed description and the accompanying drawings.

詳細な説明Detailed description

プロセス、装置、システム、構成物、コンピュータ読み取り可能記憶媒体のようなコンピュータ読み取り可能媒体、または光または電子通信リンクを通してプログラム命令が送信されるコンピュータネットワークとして含む多数の方法で本開示を実現できる。本明細書において、本開示が取ってもよいこれらの構成、または他の任意の形態を技術として参照してもよい。一般に、開示したプロセスのステップの順序を本開示の範囲内で変更してもよい。   The present disclosure can be implemented in numerous ways, including as a process, apparatus, system, component, computer readable medium such as a computer readable storage medium, or a computer network in which program instructions are transmitted over an optical or electronic communication link. These configurations, or any other form that this disclosure may take, may be referred to herein as techniques. In general, the order of the steps of disclosed processes may be altered within the scope of the disclosure.

本開示の原理を図示する添付図面とともに、本開示の１つ以上の実施形態の詳細な説明を以下で提供する。本開示はそのような実施形態と関連して記述されるが、本開示はいくつかの実施形態に限定されない。本開示の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定され、本開示は多数の変更、修正および均等物を包含する。本開示の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細な説明を以下の記述中で示す。例の目的のためにこれらの詳細な説明を提供しており、いくつかのまたはすべてのこれらの特定の詳細な説明なしに、特許請求の範囲にしたがって、本開示を実施してもよい。明瞭にする目的のため、開示を必要以上に不明瞭にしないように、本開示に関連した技術分野において知られている技術的な材料を詳細に記述していない。   A detailed description of one or more embodiments of the disclosure is provided below along with accompanying figures that illustrate the principles of the disclosure. Although the present disclosure will be described in connection with such embodiments, the present disclosure is not limited to some embodiments. The scope of the disclosure is limited only by the claims and the disclosure encompasses numerous changes, modifications and equivalents. Numerous specific details are set forth in the following description in order to provide a thorough understanding of the present disclosure. These detailed descriptions are provided for purposes of example, and the present disclosure may be practiced according to the claims without some or all of these specific details. For the purpose of clarity, technical material that is known in the technical fields related to the disclosure has not been described in detail so as not to unnecessarily obscure the disclosure.

フィルタ較正を開示する。いくつかの実施形態において、フィルタは、較正モード中に発振器として再構成される。フィルタを再構成するスイッチおよび／または他の構成を使用して、正のフィードバックループに対してフィルタの負のフィードバックループを再構成する。フィルタのコンポーネントを調整して、所望のフィルタ特性に対応する発振を達成するために、発振パラメータが次に測定される。   Disclose filter calibration. In some embodiments, the filter is reconfigured as an oscillator during the calibration mode. A switch and / or other configuration for reconfiguring the filter is used to reconfigure the negative feedback loop of the filter relative to the positive feedback loop. The oscillation parameters are then measured to adjust the filter components to achieve oscillations that correspond to the desired filter characteristics.

図１Ａは、信号送信回路におけるオフセット位相同期ループの１つの実施形態を図示する図である。１つの実施形態において、信号送信回路はセルラ通信デバイス中で使用される。高集積送信回路を要求する、より幅の広いアプリケーションのセット中で信号送信回路を使用できる。ＩおよびＱ局部発振器（ＬＯ）からの対応する信号を使用して、変調器１０２はＩおよびＱベースバンド信号を混合する。変調された信号は、ハーモニックリジェクトフィルタ（ＨＲ）フィルタ１０４を通してフィルタされて、位相同期ループ（ＰＬＬ）１０５に送られる。位相周波数検出器（ＰＦＤ）１０６中で、到来信号はフィードバック信号と比較される。ＰＦＤの出力は、ループフィルタ１０８によりフィルタされて、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０に送り込まれる。電圧制御発振器１１０からのフィードバックパスは、局部発振器からの信号とフィードバック信号を混合する混合器１１４、および信号から不要な高調波をカットするＨＲフィルタ１１６を含む。アンテナ１２０による送信のために、電力増幅器１１８は処理された信号を増幅する。いくつかの実施形態において、電力増幅器１１８により増幅される前に、信号はプリアンプにより増幅される。   FIG. 1A is a diagram illustrating one embodiment of an offset phase locked loop in a signal transmission circuit. In one embodiment, the signal transmission circuit is used in a cellular communication device. Signal transmitter circuits can be used in a wider set of applications that require highly integrated transmitter circuits. Using the corresponding signals from the I and Q local oscillators (LO), the modulator 102 mixes the I and Q baseband signals. The modulated signal is filtered through a harmonic reject filter (HR) filter 104 and sent to a phase locked loop (PLL) 105. In the phase frequency detector (PFD) 106, the incoming signal is compared with the feedback signal. The output of the PFD is filtered by the loop filter 108 and sent to the voltage controlled oscillator (VCO) 110. The feedback path from the voltage controlled oscillator 110 includes a mixer 114 that mixes the signal from the local oscillator and the feedback signal, and an HR filter 116 that cuts unwanted harmonics from the signal. For transmission by antenna 120, power amplifier 118 amplifies the processed signal. In some embodiments, the signal is amplified by a preamplifier before being amplified by power amplifier 118.

図１Ｂは、相互コンダクタンス（Ｇｍ）とコンデンサ素子とにより構成される積分器ステージを含む、典型的な３ステージフィルタを図示する図である。図１ＡのＨＲフィルタ１０４および１１６として示したフィルタを使用してもよい。任意の数のフィルタステージを含むように他の実施形態を構成できる。示した例において、急峻なフィルタロールオフ応答を得るために、さまざまなフィルタステージがカスケード接続されている。フィルタの最初のステージは、単極フィルタ１２２である。他のフィルタは、２つのステージの２次バイカッドフィルタ１２４および１２６である。バイカッドフィルタステージは、それらの高いＱ値、一定の帯域幅値、および外部コンポーネントの変化に対して感度が低いために選ばれている。   FIG. 1B is a diagram illustrating a typical three-stage filter including an integrator stage composed of transconductance (Gm) and a capacitor element. The filters shown as HR filters 104 and 116 of FIG. 1A may be used. Other embodiments can be configured to include any number of filter stages. In the example shown, various filter stages are cascaded to obtain a steep filter roll-off response. The first stage of the filter is a single pole filter 122. The other filters are two stage second order biquad filters 124 and 126. Biquad filter stages are chosen for their high Q value, constant bandwidth value, and low sensitivity to changes in external components.

図２は、フィルタを較正するために、発振器として再構成できるフィルタを図示する図である。フィルタは、枠２０２および２０４中で強調された２つの２次バイカッドモジュールを含む。各バイカッドモジュールは、オペアンプ／相互コンダクタンスステージ２０６、オペアンプ／相互コンダクタンスステージ２０７、オペアンプ／相互コンダクタンスステージ２０８、オペアンプ／相互コンダクタンスステージ２０９、オペアンプ／相互コンダクタンスステージ２１０、オペアンプ／相互コンダクタンスステージ２１１、オペアンプ／相互コンダクタンスステージ２１２、オペアンプ／相互コンダクタンスステージ２１３、調整可能なコンデンサ２１４、調整可能なコンデンサ２１５、調整可能なコンデンサ２１６、調整可能なコンデンサ２１７を含み、限定されないが、（示していない）抵抗、コンデンサ、インダクタ、および電力源を含む他のコンポーネントを含んでいてもよい。フィルタは２つの動作モードを有しており、それらはフィルタリングモードと較正／発振モードである。いくつかの実施形態において、２つより多い動作モードがあってもよい。フィルタリングモードにおいて、スイッチ２２０およびスイッチ２２２が開いている間、スイッチ２１８は閉じており、各バイカッドを負のフィードバック構成に設定する。較正モードにおいて、スイッチ２２０およびスイッチ２２２が閉じている間、スイッチ２１８は開いている。バイカッドは正のフィードバック構成でともに接続され、システムに発振を生じさせる。いくつかの実施形態において、フィルタ発振のための基準は、正のフィードバックパス中で反転を有する（１８０度より大きい位相シフトを増す）任意の３次フィルタまたはより高い次数のフィルタである。いくつかのより高い次数の実施形態において、反転は発振のために要求されない。   FIG. 2 is a diagram illustrating a filter that can be reconfigured as an oscillator to calibrate the filter. The filter includes two secondary biquad modules highlighted in boxes 202 and 204. Each biquad module includes an operational amplifier / transconductance stage 206, an operational amplifier / transconductance stage 207, an operational amplifier / transconductance stage 208, an operational amplifier / transconductance stage 209, an operational amplifier / transconductance stage 210, an operational amplifier / transconductance stage 211, an operational amplifier / Resistor, capacitor (not shown), including but not limited to transconductance stage 212, op amp / transconductance stage 213, adjustable capacitor 214, adjustable capacitor 215, adjustable capacitor 216, adjustable capacitor 217 , Inductors, and other components including power sources. The filter has two modes of operation, a filtering mode and a calibration / oscillation mode. In some embodiments, there may be more than two modes of operation. In filtering mode, switch 218 is closed while switch 220 and switch 222 are open, setting each biquad to a negative feedback configuration. In calibration mode, switch 218 is open while switch 220 and switch 222 are closed. The biquads are connected together in a positive feedback configuration, causing the system to oscillate. In some embodiments, the criteria for filter oscillation is any third order filter or higher order filter that has inversion in the positive feedback path (increases phase shift greater than 180 degrees). In some higher order embodiments, inversion is not required for oscillation.

いくつかの実施形態において、フィルタ信号パスの一部分だけが発振のために使用される。発振がいったん達成されると、発振性状が測定される。発振性状の測定値は、フィルタを較正するために使用される。スイッチ２２２により発振モードでフィルタに周波数検出器を接続でき、周波数検出器は発振の周波数を測定できる。周波数測定値は、フィルタ遮断周波数のようなフィルタの関連した特性に関連しており、あるケースにおいては、周波数測定値はフィルタ遮断周波数のようなフィルタの関連した特性と相関付けることができる。いったん周波数測定値と所定のフィルタ特性との間の関係が分析的にまたは経験的に導き出されると、周波数測定値を使用してフィルタコンポーネントを調整し、フィルタの所望の特性に対応する発振周波数を達成することができる。いくつかの実施形態において、調整可能なコンデンサ２１４、調整可能なコンデンサ２１５、調整可能なコンデンサ２１６および調整可能なコンデンサ２１７は、フィルタの遮断周波数（ｆｃ）を変更するためにともに調整される。いくつかの実施形態において、調整可能なコンデンサは、フィルタの遮断周波数（ｆｃ）を変更するために個々に調整される。   In some embodiments, only a portion of the filter signal path is used for oscillation. Once oscillation is achieved, the oscillation properties are measured. The oscillation property measurement is used to calibrate the filter. A switch 222 can connect a frequency detector to the filter in oscillation mode, and the frequency detector can measure the frequency of oscillation. The frequency measurement is related to an associated characteristic of the filter, such as the filter cutoff frequency, and in some cases the frequency measurement can be correlated with an associated characteristic of the filter, such as the filter cutoff frequency. Once the relationship between the frequency measurement and a given filter characteristic has been derived analytically or empirically, the frequency measurement can be used to adjust the filter component to adjust the oscillation frequency corresponding to the desired characteristic of the filter. Can be achieved. In some embodiments, tunable capacitor 214, tunable capacitor 215, tunable capacitor 216 and tunable capacitor 217 are adjusted together to change the cutoff frequency (fc) of the filter. In some embodiments, the adjustable capacitors are individually adjusted to change the cutoff frequency (fc) of the filter.

同様に、フィルタの相互コンダクタンスを使用して、フィルタの特性を調整してもよい。相互コンダクタンスと周波数測定値との間の関係が決定され、次に所望の相互コンダクタンスに対応するように発振周波数が調整される。   Similarly, the filter transconductance may be used to adjust the characteristics of the filter. The relationship between the transconductance and the frequency measurement is determined, and then the oscillation frequency is adjusted to correspond to the desired transconductance.

現場測定値はフィルタを較正するために使用されているので、較正トーンまたはマスター−スレーブチューニングアルゴリズムにおいて使用されるもののどちらかを発生させるために位相同期ループのような外部の素子を必要とせず、上述したスイッチングの構成を使用して、フィルタ中で発振信号の発生を安価に実現してもよい。さらに、発振モードにおけるフィルタは、コンマ何マイクロ秒以内に発振を引き起こすだろう。外部ＰＬＬが安定するのを待たずに発振周波数に関して測定を実施してもよい。   Since field measurements are used to calibrate the filter, no external elements such as a phase locked loop are required to generate either calibration tones or those used in the master-slave tuning algorithm, The generation of the oscillation signal in the filter may be realized at a low cost by using the above-described switching configuration. In addition, the filter in oscillation mode will cause oscillation within a few microseconds of the comma. Measurement may be performed on the oscillation frequency without waiting for the external PLL to stabilize.

図３は、発振周波数検出器を図示する図である。周波数検出器３００または他の任意の適切な周波数検出器は、図２中で記述したようなフィルタに接続されていてもよい。測定すべき到来信号３０２はインバータ３０４を通してバッファに入れられて、方形波信号３０６を生成させる。方形波信号３０６はカウンタ３０８に送り込まれる。カウンタ３０８は定められた期間内に方形波信号３０６中のエッジの数を数えて、信号の周波数に対応するカウントを決定する。期間は予め設定されていてもよく、またはダイナミックに設定されてもよい。発振器３１０は、示した例において基準周波数を発生させる。到来信号３０２と同様に、この基準周波数信号はインバータ３１２によりバッファに入れられて、カウンタ３１４において基準カウントを発生させる。カウンタ３０８および３１４により発生したカウントの比率は、フィルタ発振周波数の推定を計算するために使用される。推定される発振周波数は、ＲＡＭルックアップテーブル３１５中に記憶させることができる、ターゲットカウントと比較される。ＲＡＭルックアップテーブル３１５中のターゲットカウントは、カウンタ３０８に対する所望のカウント値と関係付けられており、カウンタ３０８に対する所望のカウント値は最終的に、通常のフィルタ動作中に所望のフィルタ折点周波数にマッピングする。カウンタ３０８に関係付けられたカウントとＲＡＭルックアップテーブル３１５に関係付けられたターゲットカウントとに基づいて、フィルタ素子は調整される。カウンタに関係付けられたカウント値がＲＡＭルックアップテーブル３１５中のデータに関係付けられた値に一致するまで、逐次近似アプローチを使用して、発振周波数推定および比較を多数回実行してもよい。いくつかの実施形態において、図２のスイッチ２１８を閉じている間、スイッチ２２２および２２０を開けることにより、発振器は、通常動作のためにフィルタに再構成される。   FIG. 3 is a diagram illustrating an oscillation frequency detector. The frequency detector 300 or any other suitable frequency detector may be connected to a filter as described in FIG. The incoming signal 302 to be measured is buffered through an inverter 304 to produce a square wave signal 306. Square wave signal 306 is fed into counter 308. Counter 308 counts the number of edges in square wave signal 306 within a defined period to determine a count corresponding to the frequency of the signal. The period may be set in advance or may be set dynamically. The oscillator 310 generates a reference frequency in the example shown. Similar to incoming signal 302, this reference frequency signal is buffered by inverter 312 to generate a reference count in counter 314. The ratio of the counts generated by counters 308 and 314 is used to calculate an estimate of the filter oscillation frequency. The estimated oscillation frequency is compared to a target count that can be stored in the RAM look-up table 315. The target count in RAM look-up table 315 is associated with the desired count value for counter 308, which ultimately results in the desired filter corner frequency during normal filter operation. Map. Based on the count associated with the counter 308 and the target count associated with the RAM look-up table 315, the filter element is adjusted. Oscillation frequency estimation and comparison may be performed multiple times using a successive approximation approach until the count value associated with the counter matches the value associated with the data in RAM look-up table 315. In some embodiments, the oscillator is reconfigured into a filter for normal operation by opening switches 222 and 220 while switch 218 of FIG. 2 is closed.

図４は、フィルタを較正するために使用されるプロセスのフローチャートである。４０２においてフィルタ較正モードに入る。いくつかの実施形態において、フィルタが電源投入されるとき、較正プロセスが呼び出される。いくつかの実施形態において、データの関連するグループのすべてのインスタンスの前に、較正プロセスが呼び出される。いくつかの実施形態において、較正プロセスは周期的に呼び出される。いくつかの実施形態において、較正プロセスは別のコンポーネントにより呼び出される。いくつかの実施形態において、フィルタパラメータが調整されるとき、較正プロセスが呼び出される。フィルタは４０４において発振するように構成される。スイッチ、リレー、および／または任意の適切なハードウェアまたはソフトウェアコンポーネントを設定することにより発振するように、フィルタは構成されていてもよい。再構成されたフィルタが発振した後、フィルタコンポーネントが４０６において調整されて、フィルタの所望の特性に対応する発振周波数が達成される。さまざまな実施形態において、フィルタコンポーネントが調整されて、フィルタの所望の特性に対応する発振に関係付けられた位相、またはフィルタの所望の特性に対応する発振に関係付けられた電流、またはフィルタの所望の特性に対応する発振に関係付けられた電圧、または上記の任意の組み合わせが達成される。他の発振パラメータもまた、所望のフィルタ特性を達成するために使用されてもよい。フィルタコンポーネントが調整された後、４０８においてスイッチがフィルタリングモードに再び設定されて、その結果４１０において較正モードを終了する。   FIG. 4 is a flowchart of the process used to calibrate the filter. At 402, a filter calibration mode is entered. In some embodiments, the calibration process is invoked when the filter is powered on. In some embodiments, the calibration process is invoked before every instance of the relevant group of data. In some embodiments, the calibration process is invoked periodically. In some embodiments, the calibration process is invoked by another component. In some embodiments, the calibration process is invoked when the filter parameters are adjusted. The filter is configured to oscillate at 404. The filter may be configured to oscillate by setting switches, relays, and / or any suitable hardware or software component. After the reconstructed filter oscillates, the filter component is adjusted at 406 to achieve an oscillation frequency that corresponds to the desired characteristics of the filter. In various embodiments, the filter component is adjusted to adjust the phase associated with the oscillation corresponding to the desired characteristic of the filter, or the current associated with the oscillation corresponding to the desired characteristic of the filter, or the desired filter A voltage related to oscillation corresponding to the characteristics of or any combination of the above is achieved. Other oscillation parameters may also be used to achieve the desired filter characteristics. After the filter component has been adjusted, the switch is set back to the filtering mode at 408, thereby exiting the calibration mode at 410.

図５は、フィルタコンポーネントを調整して所望の発振周波数を達成するプロセスのフローチャートである。いくつかの実施形態において、図５のプロセスは、図４の４０６を実現するために使用される。フィルタの発振周波数は、５０２において測定される。発振周波数は５０４において分析される。発振周波数の分析は、上述したような、発振周波数を測定するカウンタを使用することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、発振周波数の分析は、発振周波数と、基準周波数とを比較することを含む。発振周波数が、所望のフィルタ特性に対応する周波数の範囲内であることが５０６において決定される場合、５０８において“フィルタが較正された”という結論に到達する。しきい値が設定可能であってもよい。いくつかの実施形態において、しきい値は別のデバイスにより設定される。発振周波数が所望の範囲内でない場合、フィルタコンポーネントは所望の周波数を達成するように５１０において調整される。いくつかの実施形態において、フィルタコンポーネントを調整して所望の発振周波数を達成するために、逐次近似法が使用される。いくつかの実施形態において、現在のフィルタ特性に基づいた数式を使用して、フィルタコンポーネントの調整を所望の発振周波数に整合させる。１つのそのような数式は、

Figure 2009508364
FIG. 5 is a flowchart of a process for adjusting the filter components to achieve a desired oscillation frequency. In some embodiments, the process of FIG. 5 is used to implement 406 of FIG. The oscillation frequency of the filter is measured at 502. The oscillation frequency is analyzed at 504. The analysis of the oscillation frequency may include using a counter that measures the oscillation frequency as described above. In some embodiments, the analysis of the oscillation frequency includes comparing the oscillation frequency with a reference frequency. If it is determined at 506 that the oscillation frequency is within the frequency range corresponding to the desired filter characteristic, then a conclusion is reached at 508 that the filter has been calibrated. The threshold may be settable. In some embodiments, the threshold is set by another device. If the oscillation frequency is not within the desired range, the filter component is adjusted at 510 to achieve the desired frequency. In some embodiments, a successive approximation method is used to adjust the filter components to achieve the desired oscillation frequency. In some embodiments, a formula based on current filter characteristics is used to match the adjustment of the filter component to the desired oscillation frequency. One such formula is
Figure 2009508364

であり、ここでωoscは発振周波数であり、ｇmは相互コンダクタンス値であり、Ｃは図２中で示したフィルタのキャパシタンス値である。いくつかの実施形態において、ループ利得が線形であり、フィルタ折点周波数と発振周波数との間の比率が一定であることを上の数式は仮定している。他のサーチ方法を使用して、所望のフィルタ特性に対応する発振周波数を達成するフィルタコンポーネントを決定してもよい。 Where ω osc is the oscillation frequency, g m is the mutual conductance value, and C is the capacitance value of the filter shown in FIG. In some embodiments, the above formula assumes that the loop gain is linear and the ratio between the filter corner frequency and the oscillation frequency is constant. Other search methods may be used to determine the filter component that achieves the oscillation frequency corresponding to the desired filter characteristic.

理解を明瞭にするために、いくつかの詳細な説明において上述の実施形態を記述してきたが、開示は、提供した詳細な説明に限定されない。開示を実現する多くの代替の方法がある。開示した実施形態は例示的であり、限定的ではない。   For clarity of understanding, the above-described embodiments have been described in several detailed descriptions, but the disclosure is not limited to the detailed descriptions provided. There are many alternative ways of realizing the disclosure. The disclosed embodiments are illustrative and not restrictive.

図１Ａは、信号送信機におけるオフセット位相同期ループの１つの実施形態を図示する図である。FIG. 1A is a diagram illustrating one embodiment of an offset phase locked loop in a signal transmitter. 図１Ｂは、相互コンダクタンス（Ｇｍ）とコンデンサ素子とにより構成される積分器ステージを含む典型的な３ステージフィルタを図示する図である。FIG. 1B is a diagram illustrating a typical three-stage filter including an integrator stage composed of transconductance (Gm) and a capacitor element. 図２は、フィルタを較正するために発振器として再構成できるフィルタを図示する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a filter that can be reconfigured as an oscillator to calibrate the filter. 図３は、発振周波数検出器を図示する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an oscillation frequency detector. 図４は、フィルタを較正するために使用されるプロセスのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of the process used to calibrate the filter. 図５は、フィルタコンポーネントを調整して所望の発振周波数を達成するプロセスのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of a process for adjusting the filter components to achieve a desired oscillation frequency.

Claims (52)

フィルタコンポーネントを有するフィルタを較正する方法において、
フィルタコンポーネントが発振性状を有する発振器として構成されるように、前記フィルタを再構成することと、
前記フィルタコンポーネントを調整して、所望のフィルタ特性に対応する発振性状を達成することとを含む方法。 In a method of calibrating a filter having a filter component,
Reconfiguring the filter such that the filter component is configured as an oscillator having oscillating properties;
Adjusting the filter component to achieve an oscillating property corresponding to a desired filter characteristic. 前記フィルタを再構成することは、前記フィルタ中で正のフィードバックループを生成することを含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein reconfiguring the filter includes generating a positive feedback loop in the filter. 前記フィルタを再構成することは、前記フィルタ中で負のフィードバックループを変更することを含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein reconfiguring the filter includes changing a negative feedback loop in the filter. 前記フィルタ再構成することは、スイッチを設定することを含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein reconfiguring the filter includes setting a switch. 前記発振性状は、発振周波数を含む請求項１記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the oscillation property includes an oscillation frequency. 前記発振性状は、発振位相を含む請求項１記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the oscillation property includes an oscillation phase. 前記フィルタ特性は、遮断周波数を含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein the filter characteristic includes a cutoff frequency. 前記フィルタ特性は、信号位相を含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein the filter characteristic includes a signal phase. 前記フィルタコンポーネントを調整することは、キャパシタンス値を調整することを含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein adjusting the filter component includes adjusting a capacitance value. 前記フィルタコンポーネントを調整することは、インダクタンス値を調整することを含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein adjusting the filter component includes adjusting an inductance value. 前記フィルタコンポーネントを調整することは、抵抗値を調整することを含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein adjusting the filter component includes adjusting a resistance value. 前記フィルタコンポーネントを調整することは、相互コンダクタンス値を調整することを含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein adjusting the filter component includes adjusting a transconductance value. 複数の調整可能なフィルタコンポーネントを調整することをさらに含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, further comprising adjusting a plurality of adjustable filter components. 前記フィルタの現場測定を行うことをさらに含む請求項1記載の方法。   The method of claim 1, further comprising performing an in-situ measurement of the filter. 発振周波数を測定することをさらに含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, further comprising measuring an oscillation frequency. 前記測定された発振周波数と、基準信号周波数とを比較することをさらに含む請求項１５記載の方法。   The method of claim 15, further comprising comparing the measured oscillation frequency to a reference signal frequency. フィルタコンポーネントを調整することは、逐次近似アプローチを使用することを含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein adjusting the filter component includes using a successive approximation approach. 前記フィルタコンポーネントを調整することは、現在のフィルタ特性を包含する数式を使用することを含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein adjusting the filter component includes using a mathematical formula that encompasses a current filter characteristic. 前記フィルタコンポーネントを調整することは、前記発振性状を包含する数式を使用することを含む請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein adjusting the filter component comprises using a mathematical formula that encompasses the oscillatory property. 前記フィルタは、動作の複数の機能モードを有する請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein the filter has a plurality of functional modes of operation. 前記動作の機能モードは、フィルタリングモードおよび較正モードを含む請求項２０記載の方法。   The method of claim 20, wherein the functional modes of operation include a filtering mode and a calibration mode. 前記フィルタが電源投入されるときに、較正が実行される請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein calibration is performed when the filter is powered on. データの関連するグループのそれぞれのインスタンスの前に、フィルタ較正が実行される請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein filter calibration is performed before each instance of the associated group of data. 前記フィルタに対して外部にあるコンポーネントにより呼び出されるとき、フィルタ較正が実行される請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein filter calibration is performed when invoked by a component external to the filter. 前記フィルタのパラメータが調整されるとき、フィルタ較正が実行される請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein filter calibration is performed when the filter parameters are adjusted. フィルタ較正は、規定された周期ベースで実行される請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the filter calibration is performed on a defined periodic basis. 前記フィルタは、バイカッド構成である請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein the filter is a biquad configuration. 前記フィルタコンポーネントは、規定されたしきい値内で発振性状を達成するように調整される請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein the filter component is adjusted to achieve oscillating properties within a defined threshold. フィルタを較正するシステムにおいて、
フィルタコンポーネントと、
前記フィルタコンポーネントが発振性状を有する発振器として構成されるように、前記フィルタを再構成するように構成された再構成コンポーネントとを具備し、
前記フィルタコンポーネントは、所望のフィルタ特性に対応する発振性状を達成するために調整できるように構成されているシステム。 In a system for calibrating a filter,
A filter component;
A reconfigurable component configured to reconfigure the filter such that the filter component is configured as an oscillator having oscillating properties;
The system wherein the filter component is configured to be adjustable to achieve an oscillation characteristic corresponding to a desired filter characteristic. 前記再構成コンポーネントは、前記フィルタ中で正のフィードバックループを生成するように構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the reconstruction component is configured to generate a positive feedback loop in the filter. 前記再構成コンポーネントは、前記フィルタ中で負のフィードバックループを変更するように構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the reconstruction component is configured to change a negative feedback loop in the filter. 前記再構成コンポーネントは、スイッチを含む請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the reconfiguration component includes a switch. 前記発振性状は、発振周波数を含む請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the oscillation property includes an oscillation frequency. 前記発振性状は、発振位相を含む請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the oscillation property includes an oscillation phase. 前記フィルタ特性は、遮断周波数を含む請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter characteristic includes a cutoff frequency. 前記フィルタ特性は、信号位相を含む請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter characteristic includes a signal phase. 前記フィルタコンポーネントは、キャパシタンス値を調整することにより調整できるように構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter component is configured to be adjustable by adjusting a capacitance value. 前記フィルタコンポーネントは、インダクタンス値を調整することにより調整できるように構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter component is configured to be adjustable by adjusting an inductance value. 前記フィルタコンポーネントは、抵抗値を調整することにより調整できるように構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter component is configured to be adjustable by adjusting a resistance value. 前記フィルタコンポーネントは、相互コンダクタンス値を調整することにより調整できるように構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter component is configured to be adjustable by adjusting a transconductance value. 前記フィルタコンポーネントは、複数の調整可能なフィルタコンポーネントを調整することにより調整できるように構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter component is configured to be adjustable by adjusting a plurality of adjustable filter components. 前記フィルタコンポーネントは、前記フィルタの現場測定を行うように構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter component is configured to perform field measurements of the filter. 前記フィルタコンポーネントは、発振周波数を測定するように構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter component is configured to measure an oscillation frequency. 前記フィルタは、動作の複数の機能モードを有する請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter has multiple functional modes of operation. 前記動作の機能モードは、フィルタリングモードおよび較正モードを含む請求項４４記載のシステム。   45. The system of claim 44, wherein the functional modes of operation include a filtering mode and a calibration mode. 前記フィルタが電源投入されるときに、フィルタ較正が実行される請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein filter calibration is performed when the filter is powered up. データの関連するグループのすべてのインスタンスの前に、フィルタ較正が実行されるように前記システムが構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the system is configured such that a filter calibration is performed before every instance of an associated group of data. 前記フィルタに対して外部にあるコンポーネントにより呼び出されるとき、フィルタ較正が実行されるように前記システムが構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the system is configured to perform filter calibration when invoked by a component external to the filter. 前記フィルタのパラメータが調整されるとき、フィルタ較正が実行されるように前記システムが構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the system is configured to perform filter calibration when the filter parameters are adjusted. フィルタ較正は、規定された周期ベースで実行されるように前記システムが構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the system is configured to perform filter calibration on a defined periodic basis. 前記フィルタは、バイカッド構成である請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter is a biquad configuration. 前記フィルタコンポーネントは、規定されたしきい値内で発振性状を達成するために調整できるように構成されている請求項２９記載のシステム。   30. The system of claim 29, wherein the filter component is configured to be tunable to achieve oscillating properties within a defined threshold.
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