具有可选择模式的频率合成器

技术领域

本公开涉及无线通信，并且更具体地涉及射频收发器中的频率合成器电路。

背景技术

在诸如移动电话等便携式通信设备中，节能是一个重要考虑因素。在低功率模式下，可以向便携式通信设备中的某些传输器和/或接收器组件提供降低的功率电平。

压控振荡器(VCO)是诸如锁相环(PLL)等电路中常用的频率合成器。RF接收器可以在本地振荡器(LO)信号发生器电路中使用PLL，该LO信号发生器电路是通过将RF信号和LO信号提供给混频器的相应输入而将接收的RF信号下变频到基带频率的电路系统的一部分。在一些接收器架构中，偶尔以低功率模式操作是有利的，例如，以省电并且延长包括接收器的便携式设备可以操作的时间量。

发明内容

在所附权利要求的范围内的系统、方法和装置的各种实现各自具有若干方面，其中没有一个方面单独负责本文中描述的期望属性。在不限制所附权利要求的范围的情况下，本文中描述了一些突出特征。

本说明书中描述的主题的一个或多个实现的细节在附图和下面的描述中阐述。其他特征、方面和优点将从说明书、附图和权利要求中变得很清楚。注意，附图中所示的元素的相对尺寸可以不按比例。

在本公开的一个方面，一种频率合成器系统可以包括第一VCO电路、第二VCO电路和多路复用电路系统。第一VCO电路可以包括电感电容(LC)VCO。第二VCO电路可以包括环形振荡器。多路复用电路系统可以被配置为响应于模式选择信号而选择第一VCO电路的输出或第二VCO电路的输出。

在本公开的另一方面，一种频率合成器系统可以包括第一VCO电路、第二VCO电路、多路复用电路系统和分频器电路。分频器电路的输入可以耦合到第一VCO电路的输出。分频器电路的输出可以耦合到多路复用电路系统的输入。多路复用电路系统可以被配置为响应于模式选择信号而选择分频器电路的输出或第二VCO电路的输出。

在本公开的另一方面，一种用于生成本地振荡器(LO)信号的频率合成器系统可以包括被配置为生成具有第一频率的第一输出信号的第一VCO电路、被配置为生成具有第二频率的第二输出信号的第二VCO电路、以及多路复用电路系统。第一频率可以是第二频率的倍数。多路复用电路系统可以被配置为通过响应于模式选择信号而选择第一输出信号或第二输出信号来产生LO信号。

在本公开的另一方面，一种用于在RF接收器中选择所选择的频率合成器的方法可以包括接收模式选择信号，以及响应于模式选择信号而选择第一VCO电路的输出或第二VCO电路的输出。第一VCO电路可以包括LC VCO，并且第二VCO电路可以包括环形振荡器。

在本公开的另一方面，一种用于在RF接收器中选择频率合成器的装置可以包括用于接收模式选择信号的部件、以及用于响应于模式选择信号而选择第一VCO电路的输出或第二VCO电路的输出的部件。第一VCO电路可以包括LC VCO，并且第二VCO电路可以包括环形振荡器。

在本公开的又一方面，一种RF接收器中的频率合成器系统可以包括第一VCO电路、第二VCO电路和多路复用电路系统。第一VCO电路可以包括LC VCO。第二VCO电路可以包括环形振荡器。多路复用电路系统可以被配置为响应于模式选择信号具有指示RF接收器在较高功率模式下进行操作的状态而选择第一VCO电路的输出，并且响应于模式选择信号具有指示RF接收器在较低功率模式下进行操作的状态而选择第二VCO电路的输出。

附图说明

在附图中，除非另有说明，否则在各个视图中，相似的附图标记指代相似的部分。对于具有字母字符名称(诸如“102A”或“102B”)的附图标记，字母字符名称可以区分同一图中的两个相似部分或元素。当附图标记包括所有图中具有相同附图标记的所有部分时，可以省略附图标记的字母字符名称。

图1是根据本公开的各个方面的无线通信系统的框图。

图2是根据本公开的各个方面的无线设备的收发器相关部分的框图。

图3A是示出根据本公开的各个方面的具有可选择的低功率模式的频率合成器系统的框图。

图3B是示出根据本公开的各个方面的具有可选择的低功率模式的另一频率合成器系统的框图。

图3C是示出根据本公开的各个方面的具有可选择的低功率模式的又一频率合成器系统的框图。

图4是根据本公开的各个方面的本地振荡器信号发生器的框图。

图5是环形振荡器VCO的电路图。

图6是LC VCO的电路图。

图7是示出根据本公开的各个方面的用于基于模式选择信号来选择频率合成器的方法的流程图。

图8是示出根据本公开的各个方面的用于基于模式选择信号来选择频率合成器的另一方法的流程图。

图9是示出根据本公开的各个方面的用于基于模式选择信号来选择频率合成器的又一方法的流程图。

图10是根据本公开的各个方面的用于基于模式选择信号来选择频率合成器的装置的功能框图。

图11是根据本公开的各个方面的用于基于模式选择信号来选择频率合成器的另一装置的功能框图。

图12是根据本公开的各个方面的用于基于模式选择信号来选择频率合成器的又一装置的功能框图。

具体实施方式

“示例性”一词在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何方面不一定被解释为优选的或优于其他方面。

以下描述提供了示例，而不是对权利要求中所述的范围、适用性或示例的限制。在不脱离本公开的范围的情况下，可以对所讨论的元件的功能和布置进行改变。各种示例可以适当地省略、替换或添加各种过程或组件。例如，本文中描述的方法可以以不同于所描述的顺序执行，并且各种步骤可以添加、省略或组合。此外，关于一些示例而描述的特征可以在其他示例中组合。

节能是便携式通信设备中的一个重要考虑因素，诸如下面描述的无线设备110。在某些操作条件下，射频(RF)传输器和/或接收器可以容忍较低信噪比(SNR)，并且无线设备可以被配置为在低功率模式下以较低SNR操作。例如，在低功率模式下，与其中提供较高功率电平以维持较高SNR的模式相比，可以向某些接收器和/或传输器组件提供降低的功率电平。

压控振荡器(VCO)是一种常用于诸如锁相环(PLL)等电路中的频率合成器。RF接收器可以在本地振荡器(LO)信号发生器电路中使用PLL，该LO信号发生器电路是通过将RF信号和LO信号提供给混频器的相应输入而将接收的RF信号下变频到基带频率的电路系统的一部分。类似地，RF传输器可以在本地振荡器(LO)信号发生器电路中使用PLL，该LO信号发生器电路是通过将基带信号和LO信号提供给混频器的相应输入而将基带信号上变频到RF频率以供传输的电路系统的一部分。在一些接收器和/或传输器架构中，分频器电路可以对一个或多个VCO的输出信号进行操作，以产生不同频带和/或产生具有较低频率和多个相位的信号。然后，这些信号可以被提供给混频器。

在其中一个或多个VCO的输出被分频并且以多相形式提供的接收器和/或传输器架构中，在低功率模式下可能很难实现显著的功率降低，因为降低电源电压可能会对VCO启动增益、多相分频器电路功能或其他方面产生不利影响。本文中描述的某些实施例提供了一种可以在低功率模式下操作和/或克服某些上述挑战的VCO。

图1示出了在无线通信系统120中操作的无线设备110的示例。无线通信系统120可以是长期演进(LTE)系统、码分多址(CDMA)系统、全球移动通信系统(GSM)系统、无线局域网(WLAN)系统、5G系统或某种其他无线系统。CDMA系统可以实现宽带CDMA(WCDMA)、CDMA 1X、演进数据优化(EVDO)、时分同步CDMA(TD-SCDMA)或CDMA的某种其他版本。为了清楚起见，图1示出了包括两个基站130和132以及一个系统控制器140的无线通信系统120。更一般地，这样的无线通信系统可以包括任何数目的这样的基站和任何一组网络实体。

无线设备110也可以称为用户设备(UE)、移动站、终端、接入终端、订户单元、站等。无线设备110可以是蜂窝电话、智能手机、平板电脑、无线调制解调器、个人数字助理(PDA)、手持设备、膝上型计算机、智能本、上网本、平板电脑、无绳电话、医疗设备、被配置为连接到一个或多个其他设备(例如，通过物联网)的设备、无线本地环路(WLL)站、蓝牙设备等。无线设备110可以与基站130和132、一个或多个接入点和/或一个或多个其他无线或移动设备进行双向通信。无线设备110可以从广播站(例如，广播站134)接收信号。无线设备100还可以从一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)等中的卫星(例如，卫星150)接收信号。无线设备110可以支持用于无线通信的一种或多种无线电技术，诸如LTE、WCDMA、CDMA 1X、EVDO、TD-SCDMA、GSM、802.11、5G等。

无线设备110可以支持载波聚合，例如，如一个或多个LTE或5G标准中描述的。在一些实施例中，单个数据流使用载波聚合通过多个载波来传输，例如，这与针对相应数据流使用单独载波不同。无线设备110可以能够在宽频率范围之上在各种通信频带中操作，包括例如由LTE、WiFi、5G使用的那些通信频带或其他通信频带。

图2示出了可以在其中体现或实现根据本公开的示例性电路、设备、系统、方法、装置等的无线设备200。无线设备200可以是上述无线设备110(图1)的示例。

无线设备200可以包括具有传输器230和接收器250的收发器220。通常，传输器230和接收器250中的信号的调节可以由放大器、滤波器、上变频器、下变频器或其他电路块的一个或多个级来执行。图2所示的电路块的布置或配置旨在作为示例，并且在其他实施例中，这样的电路系统的布置或配置可以不同。在这样的其他实施例(未示出)中，可以包括附加电路系统以调节传输器230和接收器250中的信号。同样，在这样的其他实施例中，可以省略图2所示的电路块中的一个或多个。此外，除非另有说明，否则图2或附图中的任何其他图中所示的任何信号都可以是单端或差分信号。

在图2所示的示例中，无线设备200通常包括收发器220和数据处理器210。数据处理器210可以包括可操作地耦合到存储器298的处理器296。存储器298可以被配置为存储数据和程序代码，并且通常可以包括模拟和/或数字处理元件。收发器220包括支持双向通信的传输器230和接收器250。通常，无线设备200可以包括用于任何数目的通信系统和频带的任何数目的传输器和/或接收器。收发器220的全部或一部分可以在一个或多个模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上实现。

传输器或接收器可以采用超外差架构或直接变频架构来实现。在超外差架构中，信号分多个级在射频(RF)与基带之间进行频率转换，例如，对于接收器，在一个级中从RF转换为中频(IF)，然后在另一级中从IF转换为基带。在直接变频架构中，信号在一个级中在RF与基带之间进行频率转换。超外差和直接变频架构可以使用不同电路块和/或具有不同要求。在图2所示的示例中，传输器230和接收器250用直接变频架构来实现。

在传输路径中，数据处理器210处理要传输的数据，并且向传输器230提供同相(I)和正交(Q)模拟输出信号。在示例性实施例中，数据处理器210包括数模转换器(DAC)214a和214b，以将由数据处理器210生成的数字信号转换为I和Q模拟输出信号，例如I和Q输出电流，以用于进一步处理。在其他实施例(未示出)中，DAC 214a和214b可以被包括在收发器220中，并且数据处理器210可以以数字方式向收发器220提供数据(例如，用于I和Q)。

在传输器230内，低通滤波器232a和232b分别对I和Q模拟传输(通信)信号进行滤波，以移除由先前的数模转换引起的不期望的图像。放大器(Amp)234a和234b分别放大来自低通滤波器232a和232b的信号，并且提供I和Q基带信号。上变频器240用来自传输(TX)本地振荡器(LO)信号发生器290的I和Q TX LO信号对I和Q基带信号进行上变频，并且提供上变频信号。滤波器242对上变频信号进行滤波，以移除由上变频引起的不期望的图像、以及接收频带中的噪声。功率放大器(PA)244放大来自滤波器242的信号以获取期望的输出功率电平，并且提供传输RF信号。根据各种因素，功率放大器244可以被配置为使用一个或多个驱动器级、一个或多个功率放大器级、一个或多个阻抗匹配网络来操作，并且可以被配置为提供线性、效率、或线性和效率的组合。传输RF信号被路由通过双工器或开关246，并且经由天线248进行传输。虽然本文中讨论的示例利用I和Q信号，但本领域技术人员将理解，收发器的元件可以被配置为利用极性调制。

在接收路径中，天线248接收通信信号并且提供所接收的RF信号，该RF信号被路由通过双工器或开关246，并且被提供给低噪声放大器(LNA)252。双工器246被设计为以特定的RX到TX双工器频率间隔进行操作，使得RX信号与TX信号隔离。所接收的RF信号由LNA 252放大并且由滤波器254滤波，以获取期望的RF输入信号。下变频器260中的下变频混频器261a和261b将滤波器254的输出与来自接收(RX)LO信号发生器280的I和Q RX LO信号(即，LO_I和LO_Q)混频，以生成I和Q基带信号。I和Q基带信号由放大器262a和262b放大，并且进一步由低通滤波器264a和264b滤波，以获取I和Q模拟输入信号，这些信号被提供给数据处理器210。在所示的示例性实施例中，数据处理器210包括模数转换器(ADC)216a和216b，以将模拟输入信号转换为数字信号，以由数据处理器210进一步处理。在其他实施例(未示出)中，ADC 216a和216b可以被包括在收发器220中，并且以数字方式向数据处理器210提供数据。

TX LO信号发生器290生成用于上变频的I和Q TX LO信号，而RX LO信号发生器280生成用于下变频的I和Q RX LO信号。每个LO信号是具有特定基频的周期性信号。尽管在图2所示的实施例中，TX LO信号发生器290的电路系统不同于RX LO信号发生器280的电路系统，但是在其他实施例(未示出)中，RX LO信号发生器280和TX LO信号发生器290两者公共的电路系统可以设置在组合LO发生器电路系统中，并且RX LO信号发生器280和TX LO信号发生器290的其余电路系统可以共享该公共电路系统。

图2中功能性地示出了收发器220的某些元件，并且其中所示的配置可以表示或不表示某些实现中的物理设备配置。例如，如上所述，收发器220可以在各种集成电路(IC)、RFIC(RFIC)、混合信号IC等中实现。在一些实施例中，收发器220在诸如具有各种模块的印刷电路板(PCB)等基板或板上实现。例如，功率放大器244、滤波器242和双工器246可以在单独的模块中或者作为分立组件来实现，而收发器220中所示的其余元件可以在单个收发器芯片中实现。

图3A示出了包括第一压控振荡器(VCO)电路306A、第二VCO电路308A和多路复用电路系统304A的频率合成器系统302A。多路复用电路系统304A被配置为响应于模式选择信号310A而选择第一VCO电路306A的输出或第二VCO电路308A的输出。模式选择信号310A可以由例如上面关于图2描述的数据处理器210来提供。模式选择信号310A例如可以是如下所述的功率模式选择信号。在一些实施例中，VCO电路306A、308A中的一个或两个被包括在PLL中。

图3B示出了包括第一VCO电路306B、第二VCO电路308B、多路复用电路系统304B和分频器电路311的频率合成器系统302B。频率合成器系统302B可以被配置为产生具有LO频率的LO信号。第一VCO电路306B可以被配置为产生具有作为由第二VCO电路308B产生的输出信号的频率的倍数(M)的频率的输出信号。由第二VCO电路308B产生的输出信号的频率可以是LO频率。第一VCO电路306B的输出耦合到分频器电路311的输入。分频器电路311可以被配置为进行M分频。替代地，分频器电路311可以被配置为进行另一数目分频。分频器电路311的输出耦合到多路复用电路系统304B的一个输入。第二VCO电路308B的输出耦合到多路复用电路系统304B的另一输入，而没有中间分频器。多路复用电路系统304B被配置为响应于模式选择信号310B而选择分频器电路311的输出或第二VCO电路308B的输出。多路复用电路系统304B因此输出LO信号，在其中分频器电路311被配置为进行M分频的实施例中，不管是第一VCO电路306B被选择还是第二VCO电路308B被选择，该LO信号都具有相同的LO频率。模式选择信号310B可以由例如上面关于图2描述的数据处理器210来提供。模式选择信号310B例如可以是如下所述的功率模式选择信号。在一些实施例中，VCO电路306B、308B中的一个或两个被包括在PLL中。尽管分频器电路311被示出为不同于VCO电路306B，但是在一些实施例中，分频器电路311被集成在VCO电路306B中。在其他实施例中，分频器电路311被包括在其中实现有VCO电路306的PLL内。此外，尽管分频器电路311被示出为串联在VCO电路306的输出与多路复用电路系统304B之间，但是在一些实施例中，所生成的信号的频率以其他方式在VCO电路306B内或者在其中实现有VCO电路306B的PLL内被分频。

图3C示出了耦合到混频器312的频率合成器系统302C。在所示实施例中，频率合成器系统302C和混频器312可以分别是上面关于图2描述的RX LO信号发生器280和下变频器260的示例。然而，在其他实施例(未示出)中，这样的频率合成器系统和混频器可以是TX LO信号发生器和上变频器的示例。频率合成器系统302C包括第一VCO电路306C、第二VCO电路308C和多路复用电路系统304C。第一VCO电路306C包括或基于电感电容(LC)VCO(在图3C中未单独示出)。第二VCO电路308C包括或基于环形振荡器(在图3C中未单独示出)，而不是LCVCO或其他电感或电容振荡器电路系统。如下面进一步详细描述的，虽然LC VCO通常是高性能低噪声类型的VCO，但环形振荡器VCO通常比LC VCO更能容忍噪声，并且可以在比LC VCO更低的功率电平下操作。在一些实施例中，VCO电路306C、308C中的一个或两个被包括在PLL中。此外，分频器电路可以在VCO电路306C的输出与多路复用电路系统304C之间的信号路径中实现，或者用于对信号频率进行分频的另一部件可以在VCO 306C内或者在其中实现有VCO 306C的PLL内实现。

频率合成器系统302C具有可选择的低功率模式特征。多路复用电路系统304C被配置为响应于模式选择信号310C而选择第一VCO电路306C的输出或第二VCO电路308C的输出。多路复用电路系统304C将所选择的电路输出提供给混频器312的输入。所选择的VCO电路输出可以包括不同相位的两个或更多个信号。模式选择信号310C可以由例如上面关于图2描述的数据处理器210来提供。

在本公开中，术语“低功率模式”或“较低功率模式”是指一种操作模式，在该操作模式下，RF接收器(例如，图2的接收器250)的一个或多个元件被提供的功率电平低于其在另一操作模式下被提供的功率电平。该另一操作模式可以称为高功率模式、较高功率模式、正常操作模式、任务模式等。为了方便起见，这些不同术语仅用于相对于彼此来区分至少两个功率电平，而不是将功率电平与任何其他方面相关联或描述其他方面。也就是说，无论可以使用哪个或哪些术语，该术语仅表示在一种模式下向RF接收器提供比在另一模式下更低的功率电平。

类似地，在本公开中，模式选择信号310也可以称为低功率模式选择信号、较低功率模式选择信号等。无论使用哪个术语，应当理解，模式选择信号310具有至少两种状态：第一状态指示RF接收器在第一模式下操作，在该第一模式下，RF接收器的一个或多个元件被提供有比其在第二操作模式下被提供的功率电平更低的功率电平；以及第二状态指示RF接收器在第二模式下操作，在该第二模式下，RF接收器的一个或多个元件被提供比其在第一操作模式下被提供的功率电平更高的功率电平。如本领域普通技术人员所理解的，无线设备200的数据处理器210(图2)或功率控制器(未示出)可以响应于各种操作条件而控制提供给RF接收器的部分的功率电平。在一些实施例中，实现了具有不同功率、频率输出和/或其他操作特性的多于两个VCO。例如，高功率(和/或低SNR)的VCO、降低功率(和/或降低SNR)的VCO、以及低功率(和/或甚至进一步降低SNR)的VCO都可以被实现并且被输出到多路复用电路系统304。模式选择信号310可以用于控制多路复用电路系统304来选择性地将VCO中的一个的输出传递到混频器，例如混频器312。

图4示出了具有可选择的低功率模式的频率合成器402以及其他元件。在所示实施例中，频率合成器402可以被包括在RX LO信号发生器400中。然而，在其他实施例(未示出)中，这样的频率合成器可以被包括在TX LO信号发生器或其他电路系统中。频率合成器402可以是上述频率合成器系统302A(图3A)、302B(图3B)、302C(图3C)等中的任何一个的示例。RX LO信号发生器400可以是上述RX LO信号发生器280(图2)的示例。

除其他元件外，频率合成器402包括多路复用器404、LC VCO 406和环形振荡器VCO408(也称为环形VCO)。多路复用器404被配置为响应于模式选择信号410而选择性地将LCVCO 406的输出或环形振荡器VCO 408的输出耦合到多路复用器输出。LC VCO 406被包括在第一锁相环(PLL)电路412中。环形振荡器VCO 408被包括在第二PLL电路414中。因此，多路复用器404被配置为响应于模式选择信号410而选择性地将第一PLL电路412的输出或第二PLL电路414的输出耦合到多路复用器输出。模式选择信号410可以类似于上面关于图3C描述的模式选择信号310C。

在图4所示的示例中，第一PLL电路412可以包括相位/频率检测器(PFD)416、电荷泵(CHP)418、环路滤波器420、上述LC VCO 406和反馈电路，反馈电路可以包括可编程分频器或N分频电路(NDIV)422。可编程分频器422可以是整数N分频器或分数N分频器。N的值可以由例如数据处理器210(图2)来编程。环路滤波器420可以是低通滤波器(LPF)。

PFD 416可以从例如数据处理器210中的参考信号发生器294(图2)接收参考(时钟)信号424。在其他实施例中，参考信号元件294与数据处理器210分离地实现，和/或被配置为基于来自振荡器(例如，晶体振荡器)的信号来生成参考信号。PFD 416例如可以包括比较器或其他电路系统，其被配置为将参考时钟信号424的相位和频率与反馈信号426进行比较，反馈信号426表示在由可编程分频器422处理之后的PLL输出(电压)信号428。基于该比较，PFD 416产生两个信号，其上升沿之间的时间差表示定时误差。电荷泵418从PFD 416接收这两个信号。

电荷泵418可以作为时间到电压转换器进行操作，因此将定时误差转换为控制电压。电荷泵418可以基于定时误差是增加还是减少来升高或降低其输出信号DC电压。如果定时误差为零，则电荷泵418的输出是恒定的。电荷泵418的输出耦合到环路滤波器420的输入。在其中环路滤波器420是低通滤波器的示例中，环路滤波器420从电荷泵418的输出信号中移除高频噪声，并且向LC VCO 406的调谐输入提供稳定的DC电平VCO调谐电压。应当理解，基于PFD 416、CHP 418、环路滤波器420等的上述PLL架构仅仅是示例，并且其他实施例可以具有不同PLL架构，诸如数字PLL架构。

LC VCO 406产生具有与调谐电压成正比的频率的VCO输出信号。VCO输出信号可以穿过缓冲器430以提供PLL输出信号428。上述基于反馈回路的比较和调节继续进行，直到PLL输出信号428的频率等于参考时钟信号424的频率。

LC VCO 406的输出耦合到LO分频器411的输入。LO分频器411可以是上述分频器电路311(图3B)的示例。例如，LO分频器411可以是被配置为将PLL输出信号428的频率降低2倍的二分频(DIV/2)电路，或者可以是被配置为将PLL输出信号428的频率降低另一倍数的分频器。此外，LO分频器411可以被配置为以相位不同的多个信号的形式提供分频的PLL输出信号(即，第一PLL电路412的输出)。例如，LO分频器411的输出可以包括相隔90度的同相LO信号和正交LO信号。替代地或另外地，LO分频器411的输出可以包括相隔其他量(诸如45度)的信号。混频器312(图3C)的一些示例可能需要这样的多相LO信号(例如，相隔45度)来执行谐波抑制混频(HRM)。LO分频器411的输出(即，第一PLL电路412的输出)耦合到多路复用器404的两个可选择的多相输入中的一个。

在图4所示的示例中，第二PLL电路414可以包括PFD 434、电荷泵436和环路滤波器438，它们可以分别类似于上述第一PLL电路412的PFD 416、电荷泵418和环路滤波器420。第二PLL电路414还可以包括上述环形振荡器VCO 408和反馈电路，该反馈电路包括可编程分频器440。提供给第一PLL电路412的PFD 416的相同参考时钟信号424可以通过缓冲器442被提供给第二PLL电路414的PFD 434。

除非本公开中另有说明，否则第二PLL电路414可以如上关于第一PLL电路412所述进行配置和操作。然而，一个显著区别是，虽然第一PLL电路412包括将LC VCO 406的高频输出向下分频到目标LO频率的LO分频器432，但是第二PLL电路414不包括这样的LO分频器。

而是，如本领域普通技术人员所理解的，环形振荡器VCO 408能够以较低的目标LO频率进行操作。为了减少LO信号发生器的电感元件与诸如低噪声放大器等敏感RF组件之间的电磁耦合，LO信号发生器的LC VCO可能以比接收的RF频率更高的频率进行操作，然后其输出信号被分频。以目标LO频率来操作环形振荡器VCO 408而不是以较高频率进行操作(或以较高频率操作LC VCO)可以省电。

在一些实施例(未明确示出)中，然而，电路411被配置为将缓冲器430的输出转换为相位不同的多个信号的形式，但未被配置为对缓冲器430的输出的频率进行分频。例如，相位不同的多个信号可以具有与缓冲器430的输出相同的频率。在这样的实施例中，可编程分频器422的输入可以耦合到电路411的输出中的一个。在这些实施例中，在一些实现中，可编程分频器440可以省略。

在一些实施例中，第二PLL电路414中的环形振荡器VCO 408可以在不降低其功能的情况下从显著降低的电源电压(例如，在低功率模式下)进行操作。相反，在一些实施例中，低电源电压可能损害LC VCO 406的启动增益和/或损害LO分频器432的功能。为了避免这种潜在的不利影响，本文中描述的示例性实施例被配置为以较高功率电平操作第一PLL电路412，并且以与低功率模式相关联的较低功率电平仅操作第二PLL电路。此外，第二PLL电路414可以占据比第一PLL电路412小得多的芯片面积(未示出)。

如图5所示，环形振荡器VCO 500能够直接提供相位不同的多个信号502的形式的输出，因为这样的输出信号可以由环形拓扑的对应级504、506、508等提供。环形振荡器VCO500的每个级504、506、508等可以包括反相器电路。为了清楚起见，级504、506、508等未在晶体管级被示出，但如本领域普通技术人员所理解的，每个级可以包括一对晶体管。尽管在图5所示的示例中，环形振荡器VCO 500具有三个级，但这样的环形振荡器VCO可以具有更多级(通常为奇数)、更复杂的环形拓扑，或者以其他方式不同于所示示例，如本领域普通技术人员所理解的。输出信号502的频率可以根据拓扑以各种方式调节或调谐。一种方式是利用由控制信号(V_TUNE)控制的可变电压来驱动每个级504、506、508等。可变电压可以基于电源电压，当在低功率模式下操作时，该电源电压可以降低。

如图6所示，LC VCO 600可以包括一个或多个电感器602和可变电容604、606等。第一对交叉耦合晶体管608和610、和/或第二对交叉耦合晶体管612和614被配置为维持输出信号的振荡，如图5所示，输出信号为差分信号(V_OUT_P和V_OUT_M)。输出信号的频率可以通过改变控制信号(V_TUNE)来调节或调谐。VCO 600(例如，晶体管608、610的源极)可以耦合到电源电压(VDD)。

再次参考图4，第二PLL电路414的环形振荡器VCO 408可以被配置为直接提供与由第一PLL电路412的LO分频器432提供的集合相对应的一组LO信号，包括相隔90度的同相和正交LO信号、相隔其他量(诸如45度)的信号等。缓冲器444可以耦合在环形振荡器VCO 408的输出与多路复用器404的另一可选择的多相输入之间以缓冲多相分频PLL输出信号。

如上所述，多路复用器404被配置为响应于模式选择信号410而选择其两个多相输入中的一个。因此，当模式选择信号410的状态指示在正常或较高功率模式下的操作时，第一PLL电路412的多相输出在多路复用器404的多相输出处提供，而当模式选择信号410的状态指示在较低功率模式下的操作时，第二PLL电路414的多相输出在多路复用器404的多相输出处被提供。占空比发生器446可以耦合到多路复用器404的输出以提供具有均匀占空比(例如，25％)的多相LO信号。占空比发生器446的多相输出可以通过缓冲器448耦合到混频器304(图3)的多相输入。

图7示出了用于选择频率合成器的示例性方法700。如框702所示，方法700可以包括接收指示较低功率接收器模式或较高功率接收器模式的模式选择信号。如框704所示，方法500还可以包括响应于模式选择信号而选择第一VCO电路的输出或第二VCO电路的输出。

图8示出了用于选择频率合成器信号的示例性方法800。如框802所示，方法800可以包括接收指示较低功率接收器模式或较高功率接收器模式的模式选择信号。如框804所示，方法800还可以包括对第一VCO电路的输出进行分频以产生分频信号。如框806所示，方法800还可以包括响应于模式选择信号而选择分频信号或未分频的第二VCO电路的输出。第一VCO电路的输出的频率可以是第二VCO电路的输出的频率的倍数。

图9示出了用于将所选择的LO频率合成器耦合到例如RF接收器中的混频器输入的示例性方法900。如框902所示，方法900可以包括接收指示较低功率接收器模式或较高功率接收器模式的模式选择信号。如框904所示，方法900还可以包括响应于模式选择信号而选择基于LC的VCO电路的输出或基于环形振荡器的VCO电路的输出。

方法700(图7)、800(图8)或900(图9)中的任何一个都可以由上述无线设备200(图2)或其部分来执行或控制。例如，接收器250(图2)、RX LO信号发生器280(图2)、多路复用器304A(图3A)、304B(图3B)、304C(图3C)或404(图4)中的任何一个可以从例如数据处理器210(图2)接收模式选择信号。多路复用器304A(图3A)、304B(图3B)、304C(图3C)或404(图4)中的任何一个可以选择第一VCO电路306A、306B、306C的输出、或者第二VCO电路308A、308B或308C的输出，或者选择第一PLL电路412的输出或第二PLL电路414的输出。

体现方法700、800或900中的任何一个的部分的指令或代码可以以计算机可读的形式(即，固件或软件)存储在存储器中，例如存储器298(图2)，以供例如数据处理器210的处理器296执行。具有以计算机可读形式存储在其中以供处理器执行的固件或软件的任何这样的存储器可以是“计算机程序产品”、“计算机可读介质”等的示例，因为这样的术语是在专利词典中进行理解的。

图10示出了用于选择频率合成器的装置1000。如框1002所示，装置1000可以包括用于接收指示较低功率接收器模式或较高功率接收器模式的模式选择信号的部件。如框1004所示，装置1000还可以包括用于响应于模式选择信号而选择第一VCO电路的输出或第二VCO电路的输出的部件。

图11示出了用于选择频率合成器信号的示例性装置1100。如框1102所示，装置1100可以包括用于接收指示较低功率接收器模式或较高功率接收器模式的模式选择信号的部件。如框1104所示，装置1100还可以包括用于对第一VCO电路的输出进行分频以产生分频信号的部件。如框1106所示，装置1100还可以包括用于响应于模式选择信号而选择分频信号或未分频的第二VCO电路的输出的部件。第一VCO电路的输出的频率可以是第二VCO电路的输出的频率的倍数。

图12示出了用于将所选择的LO频率合成器耦合到例如RF接收器中的混频器输入的装置1200。如框1202所示，装置1200可以包括用于接收指示较低功率接收器模式或较高功率接收器模式的模式选择信号的部件。如框1204所示，装置1200还可以包括用于响应于模式选择信号而选择基于LC的VCO电路的输出或基于环形振荡器的VCO电路的输出的部件。

以上述方式，根据本公开的频率合成器系统、用于耦合所选择的频率合成器的方法等可以提供各种益处，包括显著的功率节省以及因此延长的电池寿命。例如，基于环形振荡器的VCO电路可以在低于可能降低基于LC的VCO电路的性能的电平的电源电压下操作。尽管本文中描述的实施例中的某些实施例可以提供关于RF接收器的特定优点，但实现不限于这样的实施例。本文中描述的配置可以用于在其他上下文中实现频率合成器系统并且具有其他益处。

尽管本申请中通过说明某些示例来描述各方面和实施例，但本领域技术人员将理解，在很多不同布置和场景中可以出现附加实现和用例。本文中描述的创新可以在很多不同平台类型、设备、系统、形状、尺寸、封装布置上实现。例如，实施例和/或用途可以经由集成芯片实施例和其他基于非模块组件的设备(例如，最终用户设备、车辆、通信设备、计算设备、工业设备、零售/采购设备、医疗设备、AI实现的设备等)来实现。虽然一些示例可能专门针对用例或应用，也可能不专门针对用例和应用，但可能会出现所描述的创新的各种各样的适用性。实现可以在从芯片级或模块化组件到非模块化的非芯片级实现并且进一步到结合有所描述的创新的一个或多个方面的聚合、分布式或OEM设备或系统的范围内。在一些实际设置中，结合有所描述的方面和特征的设备也可以必然包括用于实现和实践所要求保护和所描述的实施例的附加组件和特征。例如，无线信号的传输和接收必然包括用于模拟和数字目的的很多组件(例如，硬件组件，包括天线、RF链、功率放大器、调制器、缓冲器、(多个)处理器、交织器、加法器/加法器等)。意图在于，本文中描述的创新可以在各种不同尺寸、形状和构造的各种设备、芯片级组件、系统、分布式布置、最终用户设备等中实践。

以上结合附图提出的详细描述描述了示例，而不是表示可以实现的或在权利要求的范围内的唯一示例。在本说明书中使用的术语“示例”和“示例性”是指“用作示例、实例或说明”，而不是指“优选的”或“优于其他示例”。详细描述包括用于提供对所描述的技术的理解的目的的具体细节。然而，这些技术可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些情况下，公知的结构和装置以框图形式示出，以避免混淆所描述的示例的概念。

信息和信号可以使用各种不同科技和技术中的任何一种来表示。例如，可以在整个以上描述中引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和芯片可以通过电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或其任何组合来表示。

结合本文中的公开内容而描述的各种说明性框和组件可以用被设计为执行本文中描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、FPGA或其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP核相结合、或者任何其他这样的配置。

本文中描述的功能可以在硬件、由处理器执行的软件、固件、或其任何组合中实现。如果在由处理器执行的软件中实现，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传输。其他示例和实现在本公开和所附权利要求的范围和精神内。例如，由于软件的性质，上述功能可以使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬布线、或这些的任何组合来实现。实现功能的特征也可以物理地位于各种位置，包括被分布以使得功能的部分在不同物理位置处实现。如本文中使用的，包括在权利要求中，当在两个或更多个项目的列表中使用时，术语“和/或”是指所列出的项目中的任何一个可以单独使用，或者可以使用所列出的项目中的两个或更多个项目的任何组合。例如，如果组合被描述为包含组件A、B和/或C，则该组合可以包含单独的A；单独的B；单独的C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或A、B和C的组合。此外，如本文中使用的，包括在权利要求书中，在项目列表(例如，以诸如“……中的至少一个”或“……中的一个或多个”等短语开头的项目列表)中使用的“或”表示析取列表，使得例如，列表“A、B或C中的至少一个”表示A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A和B和C)。

非暂态计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，包括促进将计算机程序从一个地方转移到另一地方的任何非暂态介质。存储介质可以是可以由通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、闪存、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或者可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望程序代码装置并且可以由通用或专用计算机或通用或专用处理器访问的任何其他介质。本文中使用的“磁盘”和“光盘”包括激光唱片(CD)、激光光盘、光碟、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘则用激光以光学方式再现数据。以上各项的组合也包括在非暂态计算机可读介质的范围内。

提供上述内容是为了使得本领域技术人员能够做出或使用本公开。对本领域技术人员来说，对本公开的各种修改将是很清楚的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本文中定义的一般原理可以应用于其他变型。因此，本公开不限于本文中描述的示例和设计，而是应当符合与本文中公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

因此，尽管已经详细说明和描述了所选择的方面，但应当理解，在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种替换和更改。