JP2011504306A - 無線装置の単一のマルチモードクロック供給源 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般には無線装置に関し、特に無線装置のクロック信号の生成に関する。
本発明は、単一の水晶発振器を使用して、無線装置が必要とするクロック信号を生成する。例示的なクロックユニットは、第1の電力モード(例えば、通常電力モード)及び第2の電力モード(例えば、電力減モード)で動作可能な水晶発振器と、現在のクロック信号品質要件に基づいて第1の電力モードと第2の電力モードとの間で水晶発振器を選択的に切り替える制御ユニットとを備える。制御ユニットは、水晶発振器の消費電流を変更することにより、第1の電力モードと第2の電力モードとの間で選択的に切り替えることができる。水晶発振器の消費電流は、バッファ回路内のアクティブなドライバの数を変更し、容量負荷を変更し、および/または水晶発振器の駆動信号を変更することにより変更することができる。例えば、無線装置が高品質クロック信号を必要とする場合、例えば、無線装置内の無線ユニットがアクティブである場合、制御ユニットは、第1の電力モードを選択して、高消費電力を代償として、高品質クロック信号を提供することができる。しかし、無線装置が高品質クロック信号を必要としない場合、例えば、無線ユニットが非アクティブである場合、制御ユニットは、第2の電力モードを選択して、低消費電力で低品質クロック信号を提供することができる。
図1は、例示的な一実施形態による無線装置10を示す。無線装置10は、セルラ電話、ラップトップコンピュータ、個人情報端末、及びハンドヘルドコンピュータを含むが、これらに限定されない任意の無線装置を含み得る。無線装置10は、無線ユニット20と、処理ユニット30と、ユーザインタフェース32と、リアルタイムクロック(RTC)34と、周波数変調(FM)無線ユニット36等の1つまたは複数のオプションの周辺ユニットと、クロックユニット100とを備える。無線ユニット20は、任意の既知の無線プロトコルに従って無線信号を送受信する1つまたは複数の無線送受信器を備える。例示的な無線ユニット20は、それぞれの無線プロトコルに従って無線信号を送受信するセルラ送受信器22、Bluetooth(登録商標)送受信器24、および無線LAN(WLAN)送受信器26を含み得る。処理ユニット30は、通信信号を処理し、無線装置10の全体的なコントローラとして機能する。ユーザインタフェース32は、ユーザと無線装置10とをインタフェースし、ディスプレイ、制御ボタン、スピーカ、マイクロホン等を含み得る。RTC34は、連続低周波クロック信号を使用して、無線装置10の時間を追跡する。FM無線36は、FM無線信号を受信し、任意の既知の手段に従ってユーザインタフェース32に出力するために、処理ユニットにFM無線信号を提供する。クロックユニット100は、無線ユニット20、処理ユニット30、RTC34、およびFM無線36の機能を実施するために必要なクロック信号を提供する。図1に明示的に示されていないが、クロックユニット100により提供されるクロック信号のさらなる周波数操作が必要な場合、1つまたは複数の周波数逓倍器および/または分周器がクロックユニット100、無線ユニット20、処理ユニット30、RTC34、および周辺ユニット36内に存在し得ることが理解されるであろう。
が、
により与えられると仮定する。式中、Fは通常(高)電力モードでの発振器周波数を表し、F+ΔFは、電力減モードでの発振器周波数を表し、Fよりも1000ppm未満だけ大きいと予期される。全期間T中の実際の周波数がFの場合、秒単位での全期間T中のタイミングエラーEは、
により与えられる。
により与えられる。式(2)および式(3)に基づいて、秒単位における最悪な場合の妥当なエラー推定Eは式(2)により与えられる。GSMは1300万/48シンボル/秒を有するため、シンボル単位のエラーEsymbは、
により与えられる。式中、F=26MHzであり、ΔF=0.001F(例えば、1000ppm)の場合、式(4)から得られるシンボル単位のエラーEsymbは、135.4Tである。T=4msの場合、これはおおよそ0.54シンボルであり、十分に所望のタイミング窓内にある。さらなる研究により、さらなるエラー低減が可能であり得る。例えば、遷移期間中は発振器周波数の変化が指数波形であると仮定すると、ΔF/2よりも正確な平均周波数推定が可能であり得る。
により与えられる。
・中間無線装置の低電力低周波発振器、
・±20ppmの範囲内の精度を有する低ジッタクロックを必要とする中間無線装置内の低電力高周波発振器、
・セルラ送受信器の動作から独立することができる、周波数調整をスケジュールで行うことができる、高電力高周波「クリーン出力」発振器、
として使用することができる。
Claims (25)
- 無線装置においてクロック信号を生成する方法であって、
前記クロック信号を生成する現在のクロック信号品質要件に基づいて、単一の水晶発振器を第1の電力モードと第2の電力モードとの間で選択的に切り替えるステップを含む、方法。 - 前記水晶発振器を第1の電力モードと第2の電力モードとの間で切り替えるステップが、前記水晶発振器の消費電流を選択的に変更するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記消費電流を選択的に変更するステップが、前記水晶発振器の容量負荷を変更するステップを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記消費電流を選択的に変更するステップが、水晶発振器駆動信号を変更するステップを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記消費電流を選択的に変更するステップが、
前記水晶発振器の容量負荷を変更するステップと、
水晶発振器駆動信号を変更するステップと、
を含む、請求項2に記載の方法。 - 前記現在のクロック信号品質要件に基づいて、前記単一の水晶発振器を前記第1の電力モード、前記第2の電力モード、および第3の電力モードとの間で切り替えるステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記クロック信号品質要件は、無線送受信器通信のための第1のクロック信号品質要件と、処理機能、リアルタイムクロック機能、および周波数変調無線受信機能のうちの1つのための第2のクロック信号品質要件とを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記クロック信号の周波数を低減して、低周波クロック信号を生成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記クロック信号の周波数を低減するステップが、
第1の分周器および第2の分周器のうちの一方を選択するステップであって、前記第2の分周器が、前記第1の分周器よりも少ない雑音を前記入力クロック信号に追加する、ステップと、
前記選択された分周器を使用して前記クロック信号の周波数を分周するステップと、
を含む、請求項8に記載の方法。 - 無線装置においてクロック信号を生成するように構成されたクロックユニットであって、
第1の電力モードおよび第2の電力モードで動作可能な水晶発振器と、
現在のクロック信号品質要件に基づいて、前記水晶発振器を前記第1の電力モードと前記第2の電力モードとの間で選択的に切り替える制御ユニットと、
を備える、クロックユニット。 - 前記制御ユニットは、前記水晶発振器の消費電流を選択的に変更することにより、前記水晶発振器を前記第1の電力モードと前記第2の電力モードとの間で選択的に切り替える、請求項10に記載のクロックユニット。
- 前記水晶発振器に動作可能に関連する容量負荷をさらに備え、前記制御ユニットは、前記容量負荷を選択的に変更することにより、前記消費電流を選択的に変更する、請求項11に記載のクロックユニット。
- 前記制御ユニットは、水晶発振器駆動信号を選択的に変更することにより、前記消費電流を選択的に変更する、請求項11に記載のクロックユニット。
- 前記水晶発振器に動作可能に関連する容量負荷をさらに備え、前記制御ユニットは、前記容量負荷を選択的に変更すると共に、水晶発振器駆動信号を選択的に変更することにより、前記消費電流を選択的に変更する、請求項11に記載のクロックユニット。
- 前記水晶発振器を所望の消費電流に維持するように構成される振幅制御ループをさらに備える、請求項11に記載のクロックユニット。
- 前記水晶発振器は、前記第1の電力モード、前記第2の電力モード、および第3の電力モードの間でさらに動作可能であり、前記制御ユニットは、前記現在のクロック信号品質要件に基づいて、前記水晶発振器を前記第1の電力モード、前記第2の電力モード、および前記第3の電力モードの間で選択的に切り替える、請求項10に記載のクロックユニット。
- 前記クロック信号品質要件は、無線送受信器通信のための第1のクロック信号品質要件と、処理機能、リアルタイムクロック機能、および周波数変調無線受信機能のうちの1つのための第2のクロック信号品質要件とを含む、請求項10に記載のクロックユニット。
- 前記クロック信号の周波数を低減して、低周波クロック信号を生成するように構成される周波数低減ユニットをさらに備える、請求項10に記載のクロックユニット。
- 前記周波数低減ユニットは、第1の分周器および第2の分周器のうちの少なくとも一方を含み、前記第2の分周器は、より少ない雑音を前記入力クロック信号に追加し、前記周波数低減ユニットは、前記第1および第2の分周器のうちの一方を選択し、前記選択された分周器を使用して前記クロック信号の周波数を分周することにより、前記クロック信号の周波数を低減する、請求項18に記載のクロックユニット。
- 無線通信装置であって、
所定の無線プロトコルに従って無線通信信号を送受信する無線ユニットと、
前記無線通信信号を処理する処理ユニットと、
クロックユニットと、
を備え、
前記クロックユニットは、
第1の電力モードおよび第2の電力モードで動作可能な水晶発振器と、
前記無線ユニットがアクティブである場合、前記水晶発振器を前記第1の電力モードに選択的に切り替え、前記無線ユニットが非アクティブである場合、前記水晶発振器を前記第2の電力モードに選択的に切り替える制御ユニットと、
を備える、無線通信装置。 - 前記制御ユニットは、前記水晶発振器の消費電流を選択的に変更することにより、前記水晶発振器を前記第1の電力モードと前記第2の電力モードとの間で選択的に切り替える、請求項20に記載の無線通信装置。
- 前記水晶発振器は、前記第1の電力モード、前記第2の電力モード、および第3の電力モードの間でさらに動作可能であり、前記制御ユニットは、前記無線ユニットがアクティブである場合には前記第1の電力モードを選択し、前記無線ユニットが非アクティブの場合には前記第2の電力モードまたは前記第3の電力モードを選択することにより、前記水晶発振器を前記第1の電力モード、前記第2の電力モード、および前記第3の電力モードの間で選択的に切り替える、請求項20に記載の無線通信装置。
- 前記制御ユニットは、現在のクロック信号品質要件に基づいて前記第2または第3の電力モードを選択する、請求項22に記載の無線通信装置。
- 前記クロック信号の周波数を低減して、低周波クロック信号を生成するように構成される周波数低減ユニットをさらに備える、請求項20に記載の無線通信装置。
- 前記周波数低減ユニットは第1の分周器および第2の分周器のうちの少なくとも一方を含み、前記第2の分周器は、より少ない雑音を前記入力クロック信号に追加し、前記周波数低減ユニットは、前記第1および第2の分周器のうちの一方を選択し、前記選択された分周器を使用して前記クロック信号の周波数を分周することにより、前記クロック信号の周波数を低減する、請求項24に記載の無線通信装置。
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JP2012199631A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Seiko Epson Corp | 回路装置及び電子機器 |
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