ES2286863T3 - Receptor de margen dinamico programable. - Google Patents
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Abstract
Un receptor (1200) de margen dinámico programable que comprende: un circuito (1210, 1248) de entrada para recibir una señal RF y producir una señal IF; un ADC (1410) de sigmadelta conectado a dicho procesador (1210) RF para recibir dicha señal IF y producir muestras IF, presentando dicho ADC de sigmadelta un margen dinámico; un detector de potencia conectado a dicho procesador (1210) RF para medir una amplitud de dicha señal IF; y un procesador (1370) de señales digitales conectado a dicho ADC de sigma delta para recibir dichas muestras IF y producir una señal deseada; caracterizado porque dicho margen dinámico de dicho ADC de sigma delta está ajustado basándose en un margen dinámico requerido, dependiendo dicho margen dinámico requerido de dicha amplitud de dicha señal IF.
Description
Receptor de margen dinámico programable.
La presente invención se refiere a las
comunicaciones. Más en particular, la presente invención se refiere
a un receptor de margen dinámico programable novedoso y
mejorado.
El diseño de un receptor de alto rendimiento
supone un reto por diversas limitaciones del diseño. En primer
lugar, se requiere un alto rendimiento para muchas aplicaciones. El
alto rendimiento puede describirse mediante la linealidad de los
dispositivos activos (por ejemplo amplificadores, mezcladores, etc.)
y la cifra de ruido del receptor. En segundo lugar, para algunas
aplicaciones tales como en un sistema de comunicación celular, el
consumo de energía es una consideración importante debido a la
naturaleza portátil del receptor. En general, alto rendimiento y
alta eficacia son consideraciones de diseño conflictivas.
Un dispositivo activo presenta la función de
transferencia siguiente:
en la que x es la señal de entrada,
y(x) es la señal de salida y a_{1}, a_{2} y a_{3} son
coeficientes que definen la linealidad del dispositivo activo. Por
simplicidad, se ignoran los términos de orden superior (por ejemplo
los términos por encima del tercer orden). Para un dispositivo
activo ideal, los coeficientes a_{2} y a_{3} son 0,0 y la señal
de salida es simplemente la señal de entrada cambiada de escala por
a_{1}. Sin embargo, todos los dispositivos activos experimentan
alguna cantidad de no linealidad que se cuantifica por los
coeficientes a_{2} y a_{3}. El coeficiente a_{2} define la
cantidad de no linealidad de segundo orden y el coeficiente a_{3}
define la cantidad de no linealidad de tercer
orden.
La mayoría de los sistemas de comunicación son
sistemas de banda estrecha que funcionan sobre una señal RF de
entrada que presenta un ancho de banda predeterminado y una
frecuencia central. La señal RF de entrada comprende normalmente
otras señales espurias ubicadas en todo el espectro de frecuencia.
La no linealidad en dispositivos activos provoca la intermodulación
de las señales espurias, dando como resultado productos que pueden
estar por debajo de la banda de señal.
El efecto de la no linealidad de segundo orden
(por ejemplo, el provocado por el término x^{2}) puede reducirse
o eliminarse normalmente por una metodología de diseño meticulosa.
La no linealidad de segundo orden produce productos en las
frecuencias de suma y diferencia. Normalmente, las señales espurias
que pueden producir productos de segundo orden en banda se ubican
lejos de la banda de señal y pueden filtrarse fácilmente. Sin
embargo, la no linealidad de tercer orden es más problemática. Para
la no linealidad de tercer orden, las señales espurias x=
g_{1}\cdotcos(w_{1}t) +
g_{2}\cdotcos(w_{2}t) producen productos en las
frecuencias (2w_{1}-w_{2}) y
(2w_{2}-w_{1}). Así, las señales espurias de
banda cercana (que son difíciles de filtrar) pueden producir
productos de intermodulación de tercer orden que disminuyen en
banda, provocando la degradación en la señal recibida. Para agravar
el problema, la amplitud de los productos de tercer orden se cambia
de escala por g_{1}\cdotg_{2}^{2} y
g_{1}\cdot^{2}g_{2}. Así, cada duplicación de la amplitud de
las señales espurias produce un aumento multiplicado por ocho en la
amplitud de los productos de tercer orden. Visto de otra manera,
cada aumento de 1 dB en la seña RF de entrada da como resultado un
aumento de 1 dB en la señal RF de salida pero un aumento de 3 dB en
los productos de tercer orden.
La linealidad de un receptor (o el dispositivo
activo) puede caracterizarse por el punto de intercepción de tercer
orden con respecto a la entrada (IIP3). Normalmente, la señal RF de
salida y los productos de intermodulación de tercer orden se trazan
con respecto a la señal RF de entrada. A medida que la señal RF de
entrada aumenta, el IIP3 es un punto teórico en el que la señal RF
de salida deseada y los productos de tercer orden llegan a ser
iguales en amplitud. El IIP3 es un valor extrapolado ya que el
dispositivo activo entra en compresión antes de alcanzar el punto
IIP3.
Para un receptor que comprende múltiples
dispositivos activos conectados en cascada, el IIP3 del receptor
desde la primera etapa de dispositivo activo hasta la etapa de orden
n puede calcularse como sigue:
en la que IIP3_{n} es el punto de
intercepción de tercer orden con respecto a la entrada desde la
primera etapa del dispositivo activo hasta la etapa de orden n,
IIP3_{n-1} es el punto de intercepción de tercer
orden con respecto a la entrada desde la primera etapa hasta la
etapa de orden n-1, Av_{n} es la ganancia de la
etapa de orden n, IIP3_{dn} es el punto de intercepción de tercer
orden con respecto a la entrada de la etapa de orden n, y todos los
términos se dan en decibelios (dB). El cálculo de la ecuación (2)
puede llevarse a cabo en un orden secuencial para etapas
posteriores en el
receptor.
A partir de la ecuación (2) puede observarse que
una manera de mejorar el IIP3 en cascada del receptor es bajar la
ganancia antes del primer dispositivo activo no lineal. Sin embargo,
cada dispositivo activo también genera ruido térmico que degrada la
calidad de la señal. Debido a que el nivel de ruido se mantiene a un
nivel constante, la degradación aumenta a medida que baja la
ganancia y se disminuye la amplitud de la señal. La cantidad de
degradación puede medirse mediante la cifra de ruido (NF) del
dispositivo activo que se da como sigue:
en la que NF_{d} es la cifra de
ruido del dispositivo activo, SNR_{entrada} es la relación señal a
ruido de la señal RF de entrada al dispositivo activo,
SNR_{salida} es la relación señal a ruido de la señal RF de
salida del dispositivo activo, y NF_{d}, SNR_{entrada} y
SNR_{salida} se dan todas en decibelios (dB). Para un receptor
que comprende múltiple dispositivos activos conectados en cascada,
la cifra de ruido del receptor desde la primera etapa del
dispositivo activo hasta la etapa de orden n puede calcularse como
sigue:
en la que NF_{n} es la cifra de
ruido desde la primera etapa hasta la etapa de orden n,
NF_{n-1} es la cifra de ruido de la primera etapa
hasta la etapa de orden n-1, NF_{dn} es la cifra
de ruido de la etapa de orden n, y G_{n-1} es la
ganancia acumulada de la primera etapa hasta la etapa de orden
n-1 en dB. Tal como se muestra en la ecuación (4),
la ganancia del dispositivo activo puede afectar a la cifra de ruido
de las etapas posteriores. De forma similar al cálculo del IIP3 en
la ecuación (2), el cálculo de la cifra de ruido en la ecuación (4)
puede llevarse a cabo en un orden secuencial para etapas posteriores
del
receptor.
Los receptores se utilizan para muchas
aplicaciones de comunicaciones, tales como sistemas de comunicación
celular y televisión de alta definición (HDTV). Sistemas de
comunicación celular de ejemploes incluyen sistemas de comunicación
de acceso múltiple por división de código (CDMA), sistemas de
comunicación de acceso múltiple por división en el tiempo (TDMA) y
sistemas de comunicación FM analógicos. La utilización de técnicas
CDMA en sistemas de comunicación de acceso múltiple se da a conocer
en la patente estadounidense Nº 4.901.307 titulada "SPREAD
SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR
TERRESTRIAL REPEATERS" y en la patente estadounidense Nº
5.103.459, titulada "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN
A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", ambas transferidas al
cesionario de la presente invención e incorporada a modo de
referencia en el presente documento. Un sistema HDTV de ejemplo se
da conocer en la patente estadounidense Nº 5.452.104, en la patente
estadounidense Nº 5.107.345 y en la patente estadounidense Nº
5.021.891, las tres tituladas "ADAPTIVE BLOCK SIZE IMAGE
COMPRESSION METHOD AND SYSTEM", y la patente estadounidense Nº
5.576.767 titulada "INTERFRAME VIDEO ENCODING AND DECODING
SYSTEM", las cuatro patentes transferidas al cesionario de la
presente invención e incorporadas a modo de referencia en el
presente documento.
En aplicaciones celulares, es común tener más de
un sistema de comunicación funcionando en la misma área de
cobertura geográfica. Además, estos sistemas pueden funcionar a la
misma o casi la misma banda de frecuencia. Cuando esto ocurre, la
transmisión desde un sistema puede provocar la degradación en la
señal recibida de otro sistema. CDMA es un sistema de comunicación
de espectro ensanchado que ensancha la potencia de transmisión a
cada usuario por todo el ancho de banda de la señal de 1,2288 MHz.
La respuesta espectral de una transmisión basada en FM puede ser
más concentrada en la frecuencia central. Por consiguiente, la
transmisión basada en FM puede provocar la aparición de emisiones
perturbadoras en la banda de CDMA asignada y muy cerca de la señal
CDMA recibida. Además, la amplitud de las emisiones perturbadoras
puede ser muchas veces mayor que la de la señal CDMA. Estas
emisiones perturbadoras pueden dar lugar a productos de
intermodulación de tercer orden que pueden degradar el rendimiento
del sistema CDMA.
Normalmente, para minimizar la degradación
debida a los productos de intermodulación producidos por las
emisiones perturbadoras, se diseña el receptor para tener un IIP3
alto. Sin embargo, el diseño de un receptor de IIP3 alto requiere
polarizar los dispositivos activos del receptor con una corriente CC
alta, consumiendo de ese modo grandes cantidades de potencia. Este
enfoque de diseño es especialmente indeseable para una aplicación
celular en la que el receptor es una unidad portátil y la potencia
está limitada.
Se han desarrollado varias técnicas en la
técnica anterior para tratar la necesidad de un IIP3 alto. Una
técnica de este tipo, que también intenta minimizar el consumo de
energía, es implementar la etapa de ganancia con una pluralidad de
amplificadores conectados en paralelo y habilitar selectivamente los
amplificadores a medida que se necesita un IIP3 superior. Esta
técnica se da a conocer en detalle en la solicitud de patente
estadounidense Nº serie 08/843.904 titulada "DUAL MODE AMPLIFIER
WITH HIGH EFFICIENCY AND HIGH LINEARITY", presentada el 17 de
abril de 1997, transferida al cesionario de la presente invención e
incorporada a modo de referencia en el presente documento. Otra
técnica es medir la potencia de la señal RF recibida y ajustar la
ganancia de los amplificadores basándose en la amplitud de la
potencia de señal RF. Esta técnica se da a conocer en detalle en la
solicitud de patente estadounidense Nº de serie 08/723.491 titulada
"METHOD AND APPARATUS FOR INCREASING RECEIVER POWER IMMUNITY TO
INTERFERENCE", presentada el 30 de septiembre de 1996,
transferida al cesionario de la presente invención e incorporada a
modo de referencia en el presente documento. Estas técnicas mejoran
el rendimiento de IIP3 pero no han reducido eficazmente el consumo
de energía ni minimizado la complejidad del circuito.
Un diagrama de bloques de ejemplo de una
arquitectura de receptor de la técnica anterior se muestra en la
figura 1. Dentro del receptor 1100, la antena 1112 recibe la señal
RF transmitida, encaminada a través del duplexor 1114 y
proporcionada al amplificador 1116 de bajo ruido (LNA). El LNA 1116
amplifica la señal RF y proporciona la señal al filtro 1118 paso
banda. El filtro 1118 paso banda filtra la señal para extraer
algunas de las señales espurias que pueden dar lugar a productos de
intermodulación en las etapas posteriores. La señal filtrada se
proporciona al mezclador 1120 que realiza una conversión descendente
de la señal hasta una frecuencia intermedia (IF) con la sinusoidal
del oscilador 1122 local. La señal IF se proporciona a un filtro
1124 paso banda que filtra las señales espurias y productos de
conversión descendente antes de la etapa de conversión descendente
posterior. La señal IF filtrada se proporciona a un amplificador
1126 de control de ganancia automático (AGC) que amplifica la señal
con una ganancia variable para proporcionar una señal IF a la
amplitud requerida. La ganancia se controla mediante una señal de
control del circuito 1128 de control AGC. La señal IF se
proporciona al demodulador 1130 que demodula la señal según el
formato de modulación utilizado en el transmisor. Para la
transmisión digital tal como manipulación por desplazamiento en fase
binaria (BPSK), manipulación por desplazamiento en fase cuaternaria
(QPSK), manipulación por desplazamiento en fase cuaternaria
desfasada (OQPSK) y modulación de amplitud en cuadratura (QAM), se
utiliza un demodulador digital para proporcionar los datos de banda
de base digitalizados. Para la transmisión FM, se utiliza un
demodulador FM para proporcionar la señal analógica.
El receptor 1100 comprende las funcionalidades
básicas requeridas por la mayoría de receptores. Sin embargo, la
ubicación de los amplificadores 1116 y 1126, los filtros 1118 y 1124
paso banda y el mezclador 1120 puede reorganizarse para optimizar
el rendimiento del receptor para una aplicación particular. En esta
arquitectura de receptor, se proporciona el IIP3 alto polarizando
los dispositivos activos con una corriente de polarización CC alta
y/o controlando la ganancia del amplificador 1126.
Esta arquitectura de receptor presenta varios
inconvenientes. En primer lugar, se polarizan los dispositivos
activos normalmente hasta una corriente CC alta para proporcionar el
mayor IIP3 requerido. Esto tiene el efecto de hacer funcionar al
receptor 1100 al punto de funcionamiento IIP3 alto en todo momento,
incluso aunque el IIP3 alto no se requiera la mayor parte del
tiempo. En segundo lugar, puede mejorarse el IIP3 alto ajustando la
ganancia del amplificador 1126 AGC, tal como se dio a conocer en la
patente estadounidense Nº 5.099.204 anteriormente mencionada. Sin
embargo, el bajar la ganancia del amplificador 1126 puede degradar
la cifra de ruido del receptor 1100.
El documento US5619536 da a conocer un receptor
superheterodino digital con precisión mejorada, libre de
desplazamiento y adaptabilidad de manera que sus características
pueden ajustarse según las diferentes necesidades, por ejemplo para
adaptar los diferentes tipos de modulación o diferentes anchos de
banda para eliminar un mezclador, o para aplicar un filtrado previo
o filtrado adaptativo para la ecualización.
La presente invención se define en las
reivindicaciones adjuntas y es un receptor de margen dinámico
programable novedoso y mejorado que proporciona el nivel de
rendimiento requerido con un consumo reducido de energía. En la
realización de ejemplo, el receptor comprende un circuito de
entrada, un ADC de \Sigma\Delta, un procesador de señales
digitales, un detector de potencia y un circuito de control AGC. En
la realización de ejemplo, la señal RF de entrada se condiciona y
convierte de manera descendente en una señal IF mediante el
circuito de entrada. La señal IF se cuantifica por el ADC de
\Sigma\Delta para producir muestras IF que el procesador de
señales digitales procesa para conseguir la señal deseada. El
detector de potencia mide la amplitud de la señal en el ADC de
\Sigma\Delta. En la realización de ejemplo, el margen dinámico
requerido se calcula a partir de la medición de la amplitud de la
señal deseada y la señal en el ADC de \Sigma\Delta. En la
realización alternativa, el margen dinámico requerido se determina
basándose en el modo de funcionamiento del receptor.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar un receptor de margen dinámico programable que minimice
el consumo de energía habilitando o deshabilitando uno o más bucles
dentro del ADC de \Sigma\Delta. En la realización de ejemplo,
el ADC de \Sigma\Delta está implementado con uno o más bucles.
Cada bucle proporciona un rendimiento de margen dinámico
predeterminado. Pueden habilitarse o deshabilitarse uno o más bucles
dentro del ADC de \Sigma\Delta cuando el margen dinámico
requerido excede o está por debajo de un conjunto de umbrales de
margen dinámico. Los umbrales de margen dinámico pueden
seleccionarse basándose en numerosas consideraciones, tales como
las estadísticas de la señal RF de entrada y el rendimiento del ADC
de \Sigma\Delta. Además, los umbrales de margen dinámico pueden
implementarse con histéresis para impedir la basculación de los
bucles entre los estados habilitado y deshabilitado.
Es otro objetivo de la presente invención
proporcionar un receptor de margen dinámico programable que minimiza
el consumo de energía mediante el ajuste de la corriente de
polarización. En la realización de ejemplo, el ADC de
\Sigma\Delta se diseña con una corriente de polarización
ajustable. El margen dinámico del ADC de \Sigma\Delta varía de
forma aproximadamente proporcional a la corriente de polarización.
Al ajustar la corriente de polarización, el margen dinámico
requerido puede proporcionarse por el ADC de \Sigma\Delta con
un consumo mínimo de energía. La corriente de polarización puede
ajustarse en etapas discretas o de manera continua.
Es aún otro objetivo de la presente invención
proporcionar un receptor de margen dinámico programable que
minimice el consumo de energía mediante el ajuste de un voltaje de
referencia en el ADC de \Sigma\Delta. El margen dinámico del
ADC de \Sigma\Delta se determina por la máxima oscilación de la
señal de entrada y el ruido del ACD de \Sigma\Delta que
comprende el ruido de circuito y el ruido de cuantificación. A
medida que disminuye el margen dinámico requerido, puede bajarse el
voltaje de referencia mientras se mantiene aproximadamente el mismo
nivel de ruido. Esto es especialmente cierto cuando se desconecta un
bucle y el ruido de cuantificación aumenta de manera que es mucho
mayor que el ruido de circuito. Al bajar el voltaje de referencia
de manera que el ruido de cuantificación es aproximadamente igual al
ruido de circuito, se proporciona el nivel deseado de rendimiento
mientras se mantiene el nivel de señal a un nivel bajo. Como un
beneficio adicional, el amplificador que activa el ADC de
\Sigma\Delta presenta una oscilación de señal máxima más baja y
puede polarizarse con menos corriente.
Es aún otro objetivo de la presente invención
proporcionar un receptor de margen dinámico programable que
minimice el consumo de energía mediante el ajuste de la frecuencia
de muestreo del ADC de \Sigma\Delta. El margen dinámico del ADC
de \Sigma\Delta es una función de la relación de sobremuestreo
que es proporcional a la frecuencia de muestreo, ya que el ancho de
banda de la señal en el ADC de \Sigma\Delta es constante. Un
margen dinámico alto requiere una relación de sobremuestreo alta. El
consumo de energía de los circuitos utilizados para implementar el
ADC de \Sigma\Delta puede depender de la frecuencia de muestreo.
En la presente invención, cuando no se requiere un margen dinámico
alto, puede bajarse la frecuencia de muestreo para minimizar el
consumo de energía.
Es aún otro objetivo de la presente invención
proporcionar un receptor de margen dinámico programable que
minimice el consumo de energía conectando el ADC de \Sigma\Delta
apropiado basándose en el rendimiento requerido. En esta
realización, el receptor puede estar diseñado con dos o más ADC de
\Sigma\Delta que proporcionan la función de muestreo para dos o
más modos de funcionamiento. Por ejemplo, un receptor puede estar
diseñado con dos ADC de \Sigma\Delta, uno para el modo CDMA y
otro para el modo FM. El ACD de \Sigma\Delta para el modo FM
puede estar diseñado para consumir significativamente menos potencia
debido al ancho de banda de señal más bajo y el margen dinámico
requerido más bajo. El ADC de \Sigma\Delta apropiado puede
conectarse dependiendo de si el receptor está funcionando en el
modo CDMA o FM.
Las características descritas anteriormente
pueden combinarse, de manera apropiada, para proporcionar el nivel
requerido de rendimiento mientras se maximizan los ahorros de
potencia.
Las características, objetivos y ventajas de la
presente invención serán más evidentes a partir de la descripción
detallada expuesta a continuación cuando se toma en conjunción con
los dibujos en los que los mismos caracteres de referencia se
identifican correspondientemente en todos ellos y en los que:
la figura 1 es un diagrama de bloques de un
receptor de ejemplo de la técnica anterior;
la figura 2 es un diagrama de bloques de un
receptor lineal programable de ejemplo de la presente invención;
la figura 3 es un diagrama de bloques de un
receptor de banda dual lineal programable de ejemplo de la presente
invención;
la figura 4 es un diagrama de bloques de un
demodulador QPSK de ejemplo que se utiliza en los receptores de la
presente invención;
las figuras 5A-5B son diagramas
esquemáticos de un diseño discreto de un amplificador de bajo ruido
(LNA) y fuente de corriente que se utilizan en los receptores de la
presente invención, respectivamente;
las figuras 6A-6B son diagramas
del rendimiento de IIP3 con respecto a la corriente de polarización
del transistor utilizado en el LNA y las curvas de rendimiento del
LNA, respectivamente;
las figuras 7A-7B son diagramas
de las especificaciones de las emisiones perturbadoras de dos tonos
y tono único para la señal CDMA tal como se define por la norma
IS-98-A, respectivamente;
las figuras 8A-8B son diagramas
del margen de control AGC para aumentar y disminuir la potencia de
entrada CDMA, respectivamente;
la figura 9 es un diagrama de un mecanismo de
control de polarización de IIP3 de ejemplo de la presente
invención;
la figura 10A-10B son diagramas
del control de polarización de IIP3 para aumentar y disminuir la
potencia de entrada CDMA, respectivamente; y
la figura 11 es un diagrama de bloques de un
conversor analógico-digital de \Sigma\Delta MASH
de paso banda de dos bucles de ejemplo.
El receptor de la presente invención proporciona
el nivel requerido de rendimiento de sistema y minimiza el consumo
de energía controlando la polarización CC de los dispositivos
activos. La presente invención puede ponerse en práctica utilizando
una de las tres realizaciones descritas en detalle a continuación.
En la primera realización, la cantidad de no linealidad en la
salida del receptor se mide y utiliza para establecer el punto de
funcionamiento IIP3 de los dispositivos activos en el receptor,
tales como los amplificadores y el mezclador. En la segunda
realización, el punto de funcionamiento IIP3 de los dispositivos
activos se establecen según el nivel de señal recibida esperada
basándose en el modo de funcionamiento del receptor. Y en la tercera
realización, el punto de funcionamiento IIP3 de los dispositivos
activos se establecen según el nivel de señal medida en varias
etapas en el receptor.
En la presente invención, la función AGC se
proporciona por un circuito de control AGC que funciona en
conjunción con un circuito de control de polarización. El punto de
funcionamiento IIP3 de los dispositivos activos se establecen según
la cantidad medida de no linealidad que depende de la amplitud de la
señal. La amplitud de la señal, a su vez, depende de los
establecimientos de ganancia del receptor. En la presente invención,
el control de polarización y AGC se hacen funcionar de una manera
integrada para proporcionar el nivel requerido de linealidad por un
margen AGC específico mientras se minimiza el consumo de
energía.
En la figura 2 se muestra un diagrama de bloques
de una arquitectura de receptor de ejemplo de la presente
invención. En el receptor 1200, la antena 1212 recibe la señal RF
transmitida, encaminada a través del duplexor 1214 y proporcionada
al atenuador 1216. El atenuador 1216 atenúa la señal RF para
proporcionar una señal a la amplitud requerida y proporciona la
señal atenuada al procesador 1210 RF. En el procesador 1210 RF, la
señal atenuada se proporciona al adaptador 1222a y al amplificador
1220a de bajo ruido (LNA). El LNA 1220a amplifica la señal RF y
proporciona la señal amplificada al filtro 1226 paso banda. El
adaptador 1222a proporciona un nivel predeterminado de atenuación y
se conecta en serie con el conmutador 1224a. El conmutador 1224a
proporciona una ruta de derivación alrededor del LNA 1220a cuando
no se necesita la ganancia del LNA 1220a. El filtro 1226 paso banda
filtra la señal para extraer señales espurias que pueden dar lugar a
productos de intermodulación en las etapas de procesamiento de la
señal posteriores. La señal filtrada se proporciona al adaptador
1222b y al amplificador 1220b de bajo ruido (LNA). El LNA 1220b
amplifica la señal filtrada y proporciona la señal al procesador
1248 RF/IF. El adaptador 1222b proporciona un nivel predeterminado
de atenuación y se conecta en serie con el conmutador 1224b. El
conmutador 1224b proporciona una ruta de derivación alrededor del
LNA 1220b cuando no se necesita la ganancia del LNA 1220b. Dentro
del procesador 1248 RF/IF, el mezclador 1230 realiza una conversión
descendente de la señal hasta una frecuencia intermedia (IF) con la
sinusoidal del oscilador 1228 local (LO). La señal IF se
proporciona al filtro 1232 paso banda que filtra señales espurias y
productos de conversión descendente fuera de banda. En la
realización preferida, la señal IF filtrada se proporciona al
amplificador 1234 de control de voltaje (VGA) que amplifica la señal
con una ganancia variable que se ajusta por una señal de control de
ganancia. El amplificador 1234 también puede implementarse como un
amplificador de ganancia fija, dependiendo de los requisitos del
sistema, y esto también está dentro del alcance de la presente
invención. La señal IF amplificada se proporciona a un demodulador
1250 que demodula la señal según el formato de modulación utilizado
por el transmisor (no mostrado). Al procesador 1210 RF y al
procesador 1248 RF/IF se hace referencia conjuntamente como un
circuito de entrada.
Un diagrama de bloques de un demodulador 1250 de
ejemplo utilizado para la demodulación de señales moduladas en
cuadratura (por ejemplo, QPSK, OQPSK y QAM) se ilustra en la figura
4. En la realización de ejemplo, el demodulador 1250 está
implementando como un demodulador de paso banda de submuestreo. La
señal IF se proporciona a un conversor 1410
analógico-digital de sigma delta de paso banda (ACD
de \Sigma\Delta) que cuantifica la señal a una alta frecuencia
de muestreo determinada por la señal CLK. Un diseño de ejemplo de un
ADC de \Sigma\Delta está descrito en detalle en la solicitud
estadounidense Nº de serie 08/928.874 titulada
"SIGMA-DELTA
ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER",
presentada el 12 de septiembre de 1997 y trasferida al cesionario de
la presente invención. La utilización de un ADC de \Sigma\Delta
en un receptor se da a conocer en la solicitud de patente
estadounidense en tramitación junto con la presente Nº de serie
08/987.306 titulada "RECEIVER WITH SIGMA-DELTA
ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER",
presentada el 9 de diciembre de 1997, transferida al cesionario de
la presente invención e incorporada a modo de referencia en el
presente documento. La señal cuantificada se proporciona al filtro
1412 que filtra y diezma la señal. La señal filtrada se proporciona
a los multiplicadores 1414a y 1414b que realizan una conversión
descendente de la señal a banda base con las sinusoides en
cuadratura y en fase del oscilador 1420 local (LO2) y el
desplazador 1418 de fase, respectivamente. El desplazador 1418 de
fase proporciona 90º de desplazamiento de fase para la sinusoidal en
cuadratura. Las señales I y Q de banda base se proporcionan a los
filtros 1416a y 1416b paso bajo, respectivamente, que filtran la
señal para proporcionar los datos I y Q. Los datos de banda base en
la figura 2 comprenden los datos I y Q en la figura 4. En la
realización de ejemplo, el filtro 1412 y/o los filtros 1416 paso
bajo también proporcionan un escalamiento de la señal para permitir
al demodulador 1250 proporcionar datos de banda base a varias
amplitudes. Pueden diseñarse otras implementaciones del demodulador
1250 para realizar la demodulación de la forma de onda modulada QPSK
y están dentro del alcance de la presente invención.
Haciendo de nuevo referencia a la figura 2, el
receptor 1200 comprende las funcionalidades básicas requeridas por
la mayoría de receptores. Sin embargo, puede reordenarse la
disposición del atenuador 1216, los LNA 1220a y 1220b, los filtros
1226 y 1232 paso banda y el mezclador 1230 para optimizar el
rendimiento del receptor 1200 para aplicaciones específicas. Por
ejemplo, el atenuador 1216 puede interponerse entre el LNA 1220a y
el filtro 1226 paso banda para mejorar el rendimiento de cifra de
ruido. Además, el filtro paso banda puede insertarse antes del LNA
1220a para extraer señales espurias indeseadas antes de la primera
etapa de amplificador. Pueden considerarse las diferentes
disposiciones de las funcionalidades mostradas en el presente
documento y están dentro del alcance de la presente invención.
Además, también pueden considerarse otras disposiciones de las
funcionalidades mostradas en el presente documento en combinación
con otras funcionalidades del receptor que son conocidas en la
técnica y están dentro del alcance de la presente invención.
En la presente invención, el atenuador 1216, los
conmutadores 1224a y 1224b y el demodulador 1250 están controlados
por el circuito 1260 de control AGC de manera que la señal IF del
amplificador 1234 está a la amplitud requerida. La función AGC se
describe en detalle a continuación. En la realización de ejemplo,
los LNA 1220a y 1220b son amplificadores de ganancia fija. Los LNA
1220a y 1220b y el mezclador 1230 están controlados por el circuito
1280 de control de polarización para ajustar la corriente de
polarización CC y/o los voltajes de estos dispositivos activos de
manera que el rendimiento de la linealidad requerida se consigue con
un consumo mínimo de energía. El mecanismo de control de
polarización de IIP3 variable se describe en detalle a
continuación.
La arquitectura del receptor de la presente
invención puede adaptarse para su utilización en varias
aplicaciones, incluyendo aplicaciones de teléfono móvil y HDTV. En
el teléfono móvil, el receptor 1200 puede adaptarse para su
utilización en sistemas de comunicación CDMA que funcionan en la
banda de sistemas de comunicación personal (PCS) o la banda
celular.
En la figura 3 se muestra un diagrama de bloques
de un receptor de ejemplo que soporta banda dual (PCS y celular) y
modo dual (CDMA y AMPS). La banda PCS tiene un ancho de banda de 60
MHz y una frecuencia central de 1900 MHz. La banda celular tiene un
ancho de banda de 25 MHz y una frecuencia central de 900 MHz. Cada
banda requiere un filtro paso banda RF único. Por tanto, se
utilizan dos procesadores RF para las dos bandas.
El receptor 1300 comprende muchos de los mismos
componentes como los del receptor 1200 (véase la figura 2). La
antena 1312, el duplexor 1314 y el atenuador 1316 son idénticos a la
antena 1212, el duplexor 1214 y el atenuador 1216 en el receptor
1200. La señal atenuada del atenuador 1316 se proporciona a los
procesadores 1310a y 1310b RF. El procesador 1310a RF está diseñado
para funcionar en la banda celular y el procesador 1310b RF está
diseñado para funcionar en la banda PCS. El procesador 1310a RF es
idéntico al procesador 1210 RF en el receptor 1200. El procesador
1310a RF comprende dos etapas de los amplificadores 1320a y 1320b de
bajo ruido (LNA) conectados en cascada con el filtro 1326 paso
banda interpuesto entre las etapas. Cada LNA 1320 tiene una
trayectoria de señal paralela que comprende el adaptador 1322 y el
conmutador 1324. El procesador 1310b RF es similar al procesador
1310a RF excepto en que los LNA 1321a y 1321b y el filtro 1327 paso
banda están diseñados para funcionar en la banda PCS. La salida de
los procesadores 1310a y 1310b RF se proporciona a un multiplexor
1346 (MUX) que selecciona la señal deseada según una señal de
control del controlador 1370 (no mostrado en la figura 3 por
simplicidad). La señal RF del MUX 1346 se proporciona al procesador
1348 RF/IF que es idéntico al procesador 1248 RF/IF en la figura 2.
La señal IF del procesador 1348 se proporciona al demodulador 1350
(DEMOD) que demodula la señal según el formato de modulación
utilizado en el transmisor remoto (no mostrado). El demodulador
1350, el circuito 1360 de control AGC, el circuito 1380 de control
de polarización y el circuito 1390 de medición de no linealidad en
la figura 3 son idénticos al demodulador 1250, el circuito 1260 de
control AGC, el circuito 1280 de control de polarización y circuito
1290 de medición de no linealidad en la figura 2,
respectivamente.
El controlador 1370 se conecta al circuito 1360
de control AGC, al circuito 1380 de control de polarización y al
MUX 1346 y controla el funcionamiento de estos circuitos. El
controlador 1370 puede implementarse como un microprocesador, un
microcontrolador o un procesador de señales digitales programado
para realizar las funciones descritas en el presente documento. El
controlador 1370 también comprende un elemento de almacenamiento de
memoria para almacenar los modos de funcionamiento del receptor 1300
y las señales de control asociadas.
Haciendo referencia a la figura 2, un diseño de
ejemplo del receptor 1200 especialmente adaptado para aplicaciones
de teléfono móviles se da en detalle a continuación. En la
realización de ejemplo, el atenuador 1216 tiene un margen de
atenuación de 20 dB y proporciona una atenuación de 0,2 dB a -20 dB.
El atenuador 1216 puede estar diseñado con un par de diodos o
mediante transistores de efecto de campo (FET), cuyas
implementaciones se conocen en la técnica. En la realización de
ejemplo, los LNA 1220a y 1220b presentan ganancias fijas de 13 dB
cada una. Los LNA 1220a y 1220b pueden ser amplificadores RF
monolíticos disponibles inmediatamente o amplificadores diseñados
utilizando componentes discretos. Un diseño discreto de ejemplo del
LNA 1220 se da en detalle posteriormente. En la realización de
ejemplo, los adaptadores 1222a y 1222b proporcionan 5 dB de
atenuación y pueden implementarse con resistencias en la manera
conocida en la técnica. En la realización de ejemplo, el filtro
1226 paso banda es un filtro onda acústica de superficie (SAW) que
presenta un ancho de banda de 25 MHz, todo el ancho de banda de la
banda celular, y se centra en aproximadamente 900 MHz.
En la realización de ejemplo, el filtro 1232
paso banda es también un filtro SAW que presenta un ancho de banda
de 1,2288 MHz, el ancho de banda de un sistema CDMA, y se centra en
aproximadamente 116,5 MHz. El mezclador 1230 es un mezclador activo
que puede ser un mezclador disponible inmediatamente, tal como el
Motorola MC13143 u otro mezclador activo que esté diseñado de la
manera conocida en la técnica. El mezclador 1230 también puede
implementarse con componentes pasivos, tales como un mezclador de
diodos doble balanceado. El amplificador 1234 puede ser un
amplificador monolítico o un amplificador diseñado con componentes
discretos. En la realización de ejemplo, el amplificador 1234 está
diseñado para proporcionar una ganancia de 40 dB.
En la realización de ejemplo, el intervalo de
ganancia total del receptor 1200, excluyendo al demodulador 1250,
es de +51dB a -5 dB. El margen de ganancia supone una pérdida de
inserción de ejemplo de -3 dB para el filtro 1226 paso banda, una
ganancia de +1 dB para el mezclador 1230 y una pérdida de inserción
de -13 dB para el filtro 1232 paso banda. Para aplicaciones CDMA,
se requiere normalmente un margen AGC de 80 dB para manejar
adecuadamente la pérdida de trayectoria, las condiciones de
desvanecimiento y emisiones perturbadoras. En la realización de
ejemplo, el margen AGC proporcionado por el atenuador 1216, los LNA
1220a y 1220b y los adaptadores 1222a y 1222b es de 56 dB. En la
realización de ejemplo, los 24 dB restantes del margen AGC se
proporcionan por el demodulador 1250 y/o el amplificador 1234.
Dentro del demodulador 1250 (véase la figura 4), el ADC 1410
cuantifica la forma de onda analógica y proporciona los valores
digitalizados a los bloques de procesamiento de señales digitales
posteriores. En la realización de ejemplo, la resolución requerida
para el ADC 1410 es de cuatro bits. En la realización de ejemplo,
seis bits adicionales de resolución proporcionan un margen para las
emisiones perturbadoras todavía no filtradas. El ADC 1410 puede
estar diseñado para proporcionar más de diez bits de resolución.
Cada bit adicional por encima de diez puede utilizarse para
proporcionar 6 dB de control de ganancia. Afortunadamente, a altos
niveles de señales CDMA, los niveles de emisiones perturbadoras
fuera de banda no pueden continuar siendo de +72 dB por encima de la
señal CDMA. Por lo tanto, cuando la señal CDMA es intensa, las
emisiones perturbadoras requieren menos de 6 bits de resolución por
margen de emisión perturbadora. En la realización de ejemplo, la
función AGC realizada en el demodulador 1250 está activa sólo
cuando la señal CDMA es intensa, por ejemplo, en el extremo superior
del margen de control CDMA. Así, los bits adicionales de resolución
que se reservan inicialmente para el margen de emisiones
perturbadoras se utilizan ahora para la función AGC como el
resultado de los niveles de señales CDMA intensas. El diseño de un
paso banda ADC de \Sigma\Delta de submuestreo que proporciona
el rendimiento requerido para el receptor 1200 se da a conocer en
la solicitud de patente estadounidense en tramitación junto con la
presente Nº de serie 08/987.306 anteriormente mencionada.
II. Diseño del amplificador
En la figura 5A se muestra un diagrama
esquemático de un diseño de LNA discreto de ejemplo. En el LNA 1220,
la entrada RF se proporciona a un extremo de un condensador 1512 de
acoplamiento a CA. El otro extremo del condensador 1512 se conecta
a un extremo del condensador 1514 y del inductor 1516. El otro
extremo del condensador 1514 se conecta a una toma de tierra
analógica y el otro extremo del inductor 1516 se conecta a un
extremo de las resistencias 1518 y 1520 y a la base del transistor
1540. El otro extremo de la resistencia 1518 se conecta al
suministro de potencia Vcc y el otro extremo de la resistencia 1520
se conecta a una toma de tierra analógica. El condensador 1522 de
derivación se conecta al Vcc y a una toma de tierra analógica. En la
realización de ejemplo, el transistor 1540 es un transistor RF de
bajo ruido, tal como el Siemens BFP420, que se utiliza comúnmente
en la técnica. El emisor del transistor 1540 se conecta a un extremo
del inductor 1542. El otro extremo del inductor 1542 se conecta a
la fuente 1580 de corriente que también se conecta a una toma de
tierra analógica. El colector del transistor 1540 se conecta a un
extremo del inductor 1532, de la resistencia 1534 y del condensador
1536. El otro extremo del inductor 1532 y de la resistencia 1534 se
conecta al Vcc. El otro extremo del condensador 1536 comprende la
salida RF.
En el LNA 1220, los condensadores 1512 y 1536
proporcionan acoplamiento a CA de las señales de entrada y salida
RF, respectivamente. El condensador 1514 y el inductor 1516
proporcionan adaptación de ruido. Los inductores 1516 y 1532
también proporcionan adaptación de la entrada y salida LNA,
respectivamente. El inductor 1532 también proporciona una
trayectoria de CC para la corriente de polarización del transistor
1540. El inductor 1542 proporciona degeneración de la impedancia
del emisor para mejorar la linealidad. Las resistencias 1518 y 1520
establecen el voltaje de polarización de CC en la base del
transistor 1540. La resistencia 1534 determina la ganancia del LNA
1220 y la impedancia de salida. La fuente 1580 de corriente controla
la corriente de polarización del transistor 1540 que determina el
IIP3 del LNA 1220.
En la figura 5B se muestra un diagrama
esquemático de una fuente 1580 de corriente de ejemplo. Las fuentes
de los MOSFET 1582 y 1584 de canal n están conectadas a una toma de
tierra analógica. El drenador del MOSFET 1584 está conectado a un
extremo de la resistencia 1586. El otro extremo de la resistencia
1586 se conecta al drenador del MOSFET 1582 y comprende la salida
de la fuente 1580 de corriente. El condensador 1588 de derivación
se conecta a través de la salida de la fuente 1580 de corriente y la
toma de tierra analógica. La puerta del MOSFET 1582 está conectada
al Vpolarización1 y la puerta del MOSFET 1584 está conectada al
Vpolarización2.
Los MOSFET 1582 y 1584 proporcionan la corriente
Icc de polarización de colector para el transistor 1540 que, a su
vez, determina el punto de funcionamiento IIP3 del LNA 1220. Las
puertas de los MOSFET 1582 y 1584 están conectadas a voltajes de
control Vpolarización1 y Vpolarización2, respectivamente. Cuando el
Vpolarización1 es bajo (por ejemplo 0V), el MOSFET 1582 se apaga y
no proporciona corriente Icc de polarización de colector para el
transistor 1540. Cuando el Vpolarización1 es alto (por ejemplo,
acercándose a Vcc), el MOSFET 1582 se enciende y proporciona la
corriente de polarización de colector máxima para el transistor
1540. Por tanto, el Vpolarización1 determina la cantidad de
corriente Icc de polarización de colector proporcionada por el
MOSFET 1582. De manera similar, el Vpolarización2 determina la
cantidad de corriente de polarización de colector proporcionada por
el MOSFET 1584. Sin embargo, el voltaje en la base del transistor
1540 y el valor de la resistencia 1586 limitan la corriente de
polarización de colector máxima proporcionada por el MOSFET
1584.
La figura 6A ilustra el rendimiento de IIP3 del
LNA 1220 con respecto a la corriente Icc de polarización de
colector. Obsérvese que el IIP3 aumenta aproximadamente 6 dB por
aumento de octava (o duplicación) en la corriente de polarización
de colector. En la figura 6B se ilustra la corriente de polarización
de colector del transistor 1540, la ganancia del LNA 1220 y el IIP3
del LNA 1220 con respecto al Vpolarización1 de voltaje de control.
Obsérvese que la ganancia es aproximadamente constante (por ejemplo,
variación de ganancia de aproximadamente 1dB para todos los
voltajes Vpolarización1). Obsérvese también que el IIP3 varía de
manera similar con la corriente Icc de polarización de colector.
Por tanto, puede disminuirse la corriente de polarización de
colector, si no se requiere un IIP3 alto, con un efecto mínimo en
la ganancia del LNA 1220.
Las figuras 5A y 5B ilustran un diseño de
ejemplo del LNA 1220 y la fuente 1580 de corriente, respectivamente.
El LNA 1220 puede diseñarse utilizando otras topologías para
proporcionar el rendimiento necesario (por ejemplo, ganancia
superior, cifra de ruido mejorada, mejor adaptación). El LNA 1220
puede diseñarse con otros dispositivos activos, tales como
transistores de unión bipolar (BJT), transistores de heterounión
bipolar (HBT), transistor de efecto de campo semiconductor de óxido
metálico (MOSFET), transistor de efecto de campo de arseniuro de
galio (GaAsFET) u otros dispositivos activos. El LNA 1220 también
puede implementarse como un amplificador monolítico de la manera
conocida en la técnica. De forma similar, la fuente 1580 de
corriente puede diseñarse e implementarse de otras maneras
conocidas en la técnica. Las diversas implementaciones del LNA 1220
y la fuente 1580 de corriente están dentro del alcance de la
presente invención.
Como se describió anteriormente, los productos
de intermodulación en banda pueden crearse mediante señales
espurias que pasan a través de dispositivos no lineales. Una
aplicación que tiene un requisito exigente de linealidad es un
sistema de comunicación CDMA que está ubicado junto con otros
sistemas de teléfono celulares, tal como el sistema telefónico
móvil avanzado (AMPS). Los otros sistemas telefónicos celulares
pueden transmitir señales espurias (o emisiones perturbadoras) a
alta potencia cerca de la banda de funcionamiento del sistema CDMA,
necesitando por lo tanto un alto rendimiento de IIP3 en el receptor
CDMA.
El requisito de rechazo de señales espurias para
un sistema CDMA está definido por dos especificaciones, una prueba
de dos tonos y una prueba de tono único, en la norma
"TIA/EIA/IS-98-A
Intermodulation Spurious Response Attenuation", en lo
sucesivo norma IS-98-A. La prueba de
dos tonos se ilustra en la figura 7A. Los dos tonos están ubicados
en f_{1} = +900 KHz y f_{2} = +1700 KHz de la frecuencia central
de la forma de onda CDMA. Los dos tonos son iguales en amplitud y
58 dB superiores a la amplitud de la señal CDMA. Esta prueba simula
una señal modulada FM que está transmitiéndose sobre el canal
adyacente, tal como la señal de un sistema AMPS. La señal modulada
FM contiene la mayor parte de la potencia en la portadora mientras
que la potencia en la forma de onda CDMA se propaga a través del
ancho de banda de 1,2288 MHz. La señal CDMA es más inmune a la
condición del canal y se mantiene a un nivel de potencia bajo
mediante un bucle de control de potencia. De hecho, la señal CDMA
se mantiene al nivel de potencia mínimo necesario para un nivel
requerido de rendimiento para reducir la capacidad de aumento e
interferencia.
La figura 7B ilustra la prueba de tono único. El
tono único está ubicado en f_{1} = +900 KHz de la frecuencia
central de la forma de onda CDMA y presenta una amplitud de +72 dBc
superior a la amplitud de la señal CDMA.
Según la norma
IS-98-A, la linealidad del receptor
está especificada en el nivel de potencia de entrada CDMA de -101
dBm, -90 dBm y -79 dBm. Para la prueba de dos tonos, las emisiones
perturbadoras están a -43 dBm, -32 dBm y -21 dBm (+58 dBc), y la
señal equivalente en banda de los productos de intermodulación están
a -104 dBm, -93 dBm y -82 dBm, para el nivel de potencia de entrada
de -101 dBm, -90 dBm y -79 dBm, respectivamente.
Tal como se ilustra en la figura 7A, los tonos
espurios (o emisiones perturbadoras) a f_{1} = +900 KHz y f_{2}
= +1700 KHz dan lugar a productos de intermodulación de tercer orden
a (2f_{1}-f_{2}) = +100 KHz y
(2f_{2}-f_{1}) = +2500 KHz. El producto a +2500
KHz puede filtrarse fácilmente mediante los filtros 1226 y 1232
paso banda posteriores (véase la figura 2). Sin embargo, el producto
a +100 KHz está en la forma de onda CDMA y degrada la señal
CDMA.
Para minimizar la degradación en el rendimiento
del receptor 1200, el IIP3 de los dispositivos activos dentro del
receptor 1200 se ajusta según la cantidad de no linealidad en la
señal recibida. El receptor 1200 está diseñado para cumplir con la
especificación de intermodulación de dos tonos. Sin embargo, en la
práctica, las emisiones perturbadoras están presentes durante sólo
una fracción del tiempo de funcionamiento del receptor 1200.
Además, la amplitud de las emisiones perturbadoras raramente
alcanzará el nivel de +58 dB como se especificó. Por lo tanto,
diseñar para las emisiones perturbadoras más adversas y hacer
funcionar el receptor 1200 en el modo de IIP3 alto en anticipación
de las emisiones perturbadoras más adversas es una pérdida de
potencia de las baterías.
En la presente invención, el IIP3 de los
dispositivos activos, en particular el LNA 1220b y el mezclador
1230, están ajustados según la no linealidad medida en la señal de
salida del receptor 1200. En la realización de ejemplo, se mide la
no linealidad por el procedimiento de pendiente RSSI. La medición de
la pendiente RSSI se describe en detalle en la patente
estadounidense Nº 5.107.225 titulada "HIGH DYNAMIC RANGE CLOSED
LOOP AUTOMATIC GAIN CONTROL CIRCUIT," publicada el 21 de abril
de 1992, transferida al cesionario de la presente invención e
incorporada por referencia en el presente documento. Haciendo
referencia a la figura 2, el filtro 1232 paso banda tiene un ancho
de banda de 1,2288 MHz y suprime la mayoría de las emisiones
perturbadoras y productos de intermodulación fuera de banda. Los
productos de intermodulación que están en banda no pueden
suprimirse y añadirse a la forma de onda CDMA. La señal IF del
amplificador 1234 se proporciona al demodulador 1250 que procesa la
señal IF y proporciona los datos de banda base digitalizados que
comprenden los datos I y Q. Los datos de banda base se proporcionan
al circuito 1290 de medición de no linealidad. En la realización de
ejemplo, el circuito 1290 de medición de no linealidad calcula la
potencia de la señal según la siguiente ecuación:
en la que P es la potencia de las
señales de banda base, e I y Q son la amplitud de la señales I y Q,
respectivamente. La medición de potencia se proporciona al circuito
1280 de control de
polarización.
La medición de potencia contiene la potencia de
las señales deseadas I y Q de banda base así como la potencia de
los productos de intermodulación. Como se describió anteriormente,
para la no linealidad de segundo orden, los productos de
intermodulación aumentan dos dB para cada aumento de dB en el nivel
de señal de entrada. Para la no linealidad de tercer orden, los
productos de intermodulación aumentan tres dB para cada aumento de
dB en el nivel de señal de entrada. Por tanto, puede estimarse la
cantidad de intermodulación mediante la medición de la pendiente
RSSI que se define como el cambio del nivel de la señal de salida
con respecto al cambio en el nivel de la señal de entrada. El
cambio en el nivel de la señal de entrada puede establecerse en un
aumento predeterminado (por ejemplo de 0,5 dB). Para el receptor
1200 que funciona en el intervalo lineal, el aumento de 0,5 dB en
el nivel de la señal de entrada se corresponde con un aumento de 0,5
dB en el nivel de la señal de salida y una pendiente RSSI de 1,0.
Sin embargo, como uno o más dispositivos activos pasan a la región
de funcionamiento no lineal, la pendiente RSSI aumenta. Una
pendiente RSSI superior se corresponde con un nivel mayor de no
linealidad. Una pendiente RSSI de 3,0 se corresponde con el receptor
1200 que funciona en compresión total (por ejemplo, no aumento en
el nivel deseado de la señal de
salida cuando la entrada se aumenta) y estando dominada la salida por productos de intermodulación de tercer orden.
salida cuando la entrada se aumenta) y estando dominada la salida por productos de intermodulación de tercer orden.
En la presente invención, la pendiente RSSI
puede compararse con un umbral RSSI predeterminado. Si la pendiente
RSSI excede el umbral, el IIP3 del dispositivo activo apropiado se
aumenta. Como alternativa, si la pendiente RSSI está por debajo del
umbral RSSI, el IIP3 se disminuye. El umbral RSSI puede ajustarse
durante el funcionamiento del receptor 1200 basándose en el
rendimiento de la tasa de errores de tramas (FER) o la tasa de
errores de bits (BER) requerida. Un umbral RSSI superior permite un
nivel superior de productos de intermodulación antes de aumentar el
IIP3, minimizando de ese modo el consumo de energía en el gasto de
rendimiento BER o FER. El umbral RSSI también puede ajustarse
mediante un bucle de control que establece el umbral para un nivel
requerido de rendimiento (por ejemplo, del 1% de FER). En la
realización de ejemplo, la pendiente RSSI se selecciona para ser de
1,2. Sin embargo, la utilización de otros umbrales RSSI están dentro
del alcance de la presente invención.
En la presente invención, no es crítico medir la
amplitud las emisiones perturbadoras directamente. Es más
importante medir el efecto no deseado de las emisiones
perturbadoras, en términos de un nivel superior de productos de
intermodulación, en la señal deseada. La pendiente RSSI es un
procedimiento para medir el nivel de no linealidad. El nivel de no
linealidad también puede medirse calculando el cambio en la relación
energía por chip a ruido (Ec/Io) de la señal de salida para un
cambio incremental en la amplitud de la señal de entrada. Los
productos de intermodulación aumentan en un factor de tres a uno
cuando el receptor 1200 está en compresión y la señal de salida
está dominada por productos de intermodulación de tercer orden. Como
con el procedimiento de pendiente RSSI, puede estimarse el nivel de
no linealidad mediante el cambio en Ec/Io con respecto al cambio en
el nivel de la señal de entrada. Pueden considerarse otros
procedimientos para medir el nivel de no linealidad y están dentro
del alcance de la presente invención.
En la realización de ejemplo, para maximizar el
rendimiento, el IIP3 de los dispositivos activos está ajustado
según la cantidad de no linealidad (por ejemplo, a través de la
medición de la pendiente RSSI) experimentada por cada dispositivo
activo. Los LNA 1220a y 1220b proporciona una ganancia fija. Así, el
mezclador 1230 experimenta el mayor nivel de señal, el LNA 1220b
experimenta el siguiente mayor nivel de la señal y el LNA 1220a
experimenta el menor nivel de la señal (esto supone que la ganancia
del LNA 1220a es mayor que la pérdida de inserción del filtro 1226
paso banda). Con estas suposiciones, se aumenta el punto de
funcionamiento IIP3 del mezclador 1230 en primer lugar si se
detecta una emisión perturbadora (por ejemplo, a través de la
medición de la pendiente RSSI alta). Una vez que el IIP3 del
mezclador 1230 está totalmente ajustado (por ejemplo, al punto de
funcionamiento IIP3 más alto), el IIP3 del LNA 1220b se aumenta.
Finalmente, una vez que el IIP3 del LNA 1220b está totalmente
ajustado, el IIP3 del LNA 1220a puede aumentarse. En la realización
de ejemplo, el LNA 1220a se mantiene en un punto de funcionamiento
IIP3 predeterminado para optimizar el rendimiento del receptor 1200.
En la manera complementaria, el IIP3 del LNA 1220b se disminuye
primero si no se detecta ninguna emisión perturbadora. Una vez que
el IIP3 del LNA 1220b está totalmente ajustado (por ejemplo al punto
de funcionamiento IIP3 más bajo), el IIP3 del mezclador 1230 se
disminuye.
El IIP3 del LNA 1220b y el mezclador 1230 pueden
ajustarse de manera continua (por ejemplo proporcionando voltajes
de control Vpolarización1 y Vpolarización2 continuos) o en etapas
discretas. La presente invención está dirigida a la utilización de
etapas discretas, continuas u otros procedimientos para controlar el
IIP3 de los dispositivos activos.
La orden de ajuste de IIP3 anteriormente
descrita supone que el IIP3 es la única consideración. Sin embargo,
diferentes aplicaciones pueden experimentar diferentes condiciones
de entrada y presentar diferentes requisitos de rendimiento. La
orden de ajuste de IIP3 puede reorganizarse para cumplir con estos
requisitos. Además, puede invertirse el ajuste de IIP3 desde la
dirección descrita anteriormente (por ejemplo, disminuyendo el IIP3
para aumentar el nivel de la señal de entrada) para optimizar el
rendimiento del receptor 1200 para una condición de funcionamiento
particular. Una orden diferente de ajuste de IIP3 y una dirección
diferente de ajuste de IIP3 están dentro del alcance de la presente
invención.
La mayoría de los receptores están diseñados
para alojar un amplio margen de niveles de señal de entrada. Para
receptores CDMA, el margen AGC requerido es nominalmente de 80 dB.
En la realización de ejemplo de la presente invención (véase la
figura 2), el margen AGC se proporciona por el atenuador 1216, los
LNA 1220a y 1220b, los adaptadores 1222a y 1222b, el demodulador
1250 y posiblemente el amplificador 1234.En la realización de
ejemplo, el atenuador 1216 proporciona un margen AGC de 20 dB, los
adaptadores 1222a y 1222b proporcionan cada uno un margen AGC de 5
dB, los LNA 1220a y el 1220b proporcionan cada uno un margen AGC de
13 dB, y el amplificador 1234 y/o el demodulador 1250 proporcionan
un margen AGC de 24 dB. El margen AGC de uno o más de estos
componentes puede ajustarse y están dentro del alcance de la
presente invención. Además, el amplificador 1234 puede estar
diseñado para proporcionar un margen AGC para complementar aquellos
de otros componentes. Por ejemplo, el margen AGC de los adaptadores
1222 puede reducirse a 2 dB cada uno y el amplificador 1234 puede
estar diseñado con 6 dB de margen AGC.
En la realización de ejemplo, el demodulador
1250 proporciona los primeros 2 dB de margen AGC. El demodulador
1250 comprende un ADC 1410 de \Sigma\Delta de submuestreo de
paso banda que proporciona bits adicionales de resolución que
pueden utilizarse para el control AGC. El atenuador 1216 y/o el
amplificador 1234 proporcionan los siguientes 20 dB del margen AGC.
Los LNA 1220a y el adaptador 1222a proporcionan los siguientes 18 dB
del margen AGC. Los LNA 1220b y el adaptador 1222b proporcionan los
siguientes 18 dB del margen. Y el amplificador 1234 y/o el
demodulador 1250 proporcionan los 22 dB restantes del margen
AGC.
En la figura 8A se ilustra un diagrama de
ejemplo que ilustra la operación de control AGC del receptor 1200
de la presente invención para subir la potencia de la señal de
entrada CDMA. En este ejemplo, el amplificador 1234 está
implementado como un amplificador de ganancia fija por simplicidad.
El nivel de potencia de entrada CDMA puede variar desde -104 dBm
hasta -24 dBm. Desde -104 dBm hasta -102 dBm, los LNA 1220a y 1220b
están encendidos, los conmutadores 1224a y 1224b están
desconectados, y el demodulador 1250 proporciona el AGC. Desde -102
dBm hasta -85 dBm el atenuador 1216 proporciona el AGC. Desde -84
dBm hasta -62 dBm, el LNA 1220a está apagado, el conmutador 1224a
está conectado, el LNA 1220b permanece encendido, el conmutador
1224b permanece apagado, y el atenuador 1216 proporciona el AGC.
Desde -63 dBm hasta -46 dBm, los LNA 1220a y 1220b están apagados,
los conmutadores1224 y 1224b están conectados y el atenuador 1216
proporciona el AGC. Finalmente, por encima de -46 dBm, el atenuador
1216 está totalmente atenuado, el nivel de la señal IF en el
modulador 1250 aumenta dB a dB con el nivel de señal RF de entrada,
y el demodulador 1250 proporciona el AGC después del ADC 1410.
La figura 8B ilustra un diagrama de ejemplo que
ilustra la operación de control AGC del receptor 1200 para
disminuir la potencia de la señal CDMA. De nuevo, el amplificador
1234 está implementado en este ejemplo como un amplificador de
ganancia fija por simplicidad. Desde -24 dBm hasta -46 dBm, los LNA
1220a y 1220b están apagados, los conmutadores 1224a y 1224b están
conectados, y el demodulador 1250 proporciona el AGC después del
ACD 1410. Desde -46 dBm hasta -66 dBm, el atenuador 1216 proporciona
el AGC. Desde -66 dBm hasta -69 dBm, el atenuador 1216 está en el
estado de atenuación mínima y el demodulador 1250 proporciona el
AGC. A -70 dBm, el LNA 1220b se enciende y el conmutador 1224b se
desconecta. Desde -70 dBm hasta -84 dBm, el atenuador proporciona
el AGC. Desde -84 dBm hasta -90 dBm, el demodulador 1250 proporciona
el AGC. A -91 dBm, el LNA 1220a se enciende y el conmutador 1224a
se desconecta. Desde -91 dBm hasta -102 dBm, el atenuador 1216
proporciona el AGC. Y desde -102 dBm hasta -104 dBm, el demodulador
1250 proporciona el AGC.
Las figuras 8A y 8B ilustran los niveles de la
señal RF de entrada en los que los LNA 1220a y 1220b están
encendidos y apagados. El LNA 1220a se apaga cuando el nivel de la
señal de entrada excede -85 dBm (véase la figura 8A) pero no se
enciende de nuevo hasta que el nivel de la señal disminuya pasados
los -91 dBm. Los 6dB de histéresis impiden al LNA 1220a bascular
entre los estados encendido y apagado. El LNA 1220b también está
dotado de 6 dB de histéresis por la misma razón. Pueden utilizarse
diferentes cantidades de histéresis para optimizar el rendimiento
del sistema y están dentro del alcance de la presente invención.
Lo tratado anteriormente ilustra una
implementación de ejemplo del control AGC requerido. El control AGC
también puede implementarse con amplificadores AGC que presentan
ganancias ajustables. Además, la disposición del atenuador 1216 y
los LNA 1220a y 1220b como se ilustra en la figura 2 es sólo una
implementación que satisface la especificación CDMA. Otras
implementaciones de las funcionalidades AGC que utilizan los
elementos descritos en el presente documento, y otras
implementaciones que utilizan estos elementos en combinación con
otros elementos o circuitos que se conocen en la técnica, están
dentro del alcance de la presente invención.
En la primera realización de la presente
invención, el IIP3 de los dispositivos activos se configura según
el nivel medido de no linealidad producida por el receptor 1200. El
nivel de no linealidad puede estimarse por la pendiente RSSI o por
la medición de Ec/Io. La figura 9 ilustra el cronograma de una
implementación de la medición de pendiente RSSI de ejemplo. En la
realización de ejemplo, el nivel de la señal RF de entrada se
cambia variando la atenuación del atenuador 1216 en pulsos
estrechos. Se hace referencia a cada pulso como una
"ondulación". La pendiente RSSI se mide por cada pulso y se
hace la media de las mediciones sobre un periodo T predeterminado
para mejorar la precisión de la medición de la pendiente RSSI. Al
final del periodo T, la pendiente RSSI medida se compara con el
umbral RSSI y el resultado se utiliza para ajustar el IIP3 de los
dispositivos activos de la manera descrita anteriormente.
Como se muestra en la figura 9, la medición de
la pendiente RSSI en T_{0} es menor que el umbral RSSI, indicando
que el receptor 1200 está funcionando dentro del límite lineal. Así,
el IIP3 del LNA 1220b se disminuye para conservar el consumo de
energía. De manera similar, al final de los periodos T_{1},
T_{2} y T_{3}, la pendiente RSSI medida es menor que el umbral
RSSI y el IIP3 del LNA 1220b continúa disminuyéndose. Al final del
periodo T_{4}, la pendiente RSSI medida es todavía menor que el
umbral RSSI y el IIP3 del mezclador 1230 se disminuye ya que el
IIP3 del LNA 1220b se ha ajustado totalmente al punto de
funcionamiento IIP3 mínimo. Al final del periodo T_{5}, la
pendiente RSSI medida es mayor que el umbral RSSI, indicando que los
productos de intermodulación han aumentado a un nivel inaceptable.
El IIP3 del mezclador 1230 se aumenta para mejorar la linealidad en
respuesta al mismo.
En la realización de ejemplo, cada pulso es de
200 \mus de duración, el periodo T es de 5 ms, y el número de
pulsos dentro de un periodo T es nueve. Utilizando estos valores, el
factor de trabajo es del 36 por ciento. En la realización
preferida, el factor de trabajo de los pulsos debería ser
suficientemente bajo de tal modo que el Ec/Io de la señal deseada
se degrade mínimamente por la perturbación periódica en la amplitud
de la señal. El ancho de los pulsos se selecciona para que sean
cortos de duración para minimizar la alteración al circuito 1280 de
control AGC. Normalmente, el bucle de control AGC es lento y no
puede seguir los cambios en el nivel de la señal provocados por los
pulsos de atenuación corta. Esto es particularmente importante ya
que el cambio en la amplitud de la señal de salida debería reflejar
de manera precisa los cambios en la amplitud de la señal de entrada
y los productos de intermodulación, y no los cambios provocados por
el circuito 1280 de control AGC. Sin embargo, un ancho de pulso
corto da como resultado una medición menos precisa de la potencia
de la señal de salida. La presente invención está dirigida a la
utilización de pulsos de varios anchos y diversos factores de
trabajo para las funciones descritas en el presente documento.
La amplitud de la perturbación en el nivel de la
señal RF de entrada se selecciona para que sea pequeña para
minimizar la degradación en la señal de salida y para minimizar el
efecto sobre el IIP3 de todo el receptor 1200. En la realización de
ejemplo, la etapa de atenuación para la medición de la pendiente
RSSI es de 0,5 dB. Pueden utilizarse otros valores para la etapa de
atenuación y están dentro del alcance de la presente invención.
En la realización de ejemplo, el umbral RSSI se
selecciona para que sea de 1,2. La utilización de un umbral RSSI
puede dar como resultado bascular el punto de funcionamiento IIP3
entre los periodos T sucesivos. Para impedir esto, pueden
utilizarse dos umbrales RSSI para proporcionar histéresis. El IIP3
no se aumenta a no ser que la pendiente RSSI medida exceda el
primer umbral RSSI y el IIP3 no se disminuye a no ser que la
pendiente RSSI medida esté por debajo del segundo umbral RSSI. La
utilización de un único umbral o múltiples umbrales está dentro del
alcance de la presente invención.
La figura 10A muestra un diagrama que ilustra la
operación de control de polarización de IIP3 del receptor 1200 de
la presente invención para subir el nivel de potencia RF de entrada.
La señal RF de entrada comprende una señal CDMA y emisiones
perturbadoras de dos tonos que están +58 dBc por encima de la señal
CDMA. Cuando la potencia de la señal CDMA está entre -104 dBm y
-101 dBm, el IIP3 del mezclador 1320 se establece a +10 dBm y el
IIP3 de los LNA 1220a y 1220b se establecen a 0 dBm. Cuando la señal
CDMA aumenta pasados los -101 dBm, la pendiente RSSI medida excede
el umbral RSSI, y el IIP3 del mezclador 1230 se aumenta a +15 dBm
para minimizar el nivel de no linealidad. El atenuador 1216
proporciona atenuación de la señal RF de entrada entre -104 dBm y
-84 dBm. A -84 dBm, el LNA 1220a se deriva y el atenuador 1216 se
reinicia a su estado de baja atenuación. La figura 10B muestra un
diagrama que ilustra la operación de control de polarización de IIP3
del receptor 1200 para disminuir el nivel de potencia RF de
entrada. De nuevo, la señal RF de entrada comprende una señal CDMA
y dos emisiones perturbadoras de dos tonos que están +58 dBc por
encima de la señal CDMA. Inicialmente, cuando la potencia de la
señal de entrada CDMA está a -60 dBm, los LNA 1220a y 1220b se
derivan. Cuando la potencia de la señal CDMA disminuye a -70 dBm,
el LNA 1220b se enciende para proporcionar la ganancia necesaria. A
aproximadamente -76 dBm, -80 dBm, -84 dBm y -88 dBm, el IIP3 del LNA
1220b se disminuye para minimizar el consumo de energía. A -90 dBm,
el atenuador 1216 alcanza su margen de atenuación superior y el LNA
1220a se apaga. A -100 dBm, el IIP3 del mezclador 1230 se disminuye
para conservar la potencia ya que el nivel de la señal RF de entrada
es pequeña.
Como se trató anteriormente, el nivel de la
potencia RF de entrada en el que el IIP3 del mezclador 1230 y los
LNA 1220a y 1220b se ajustan está determinado por la pendiente RSSI
medida. La medición de la pendiente RSSI puede no dar como
resultado puntos de conmutación de polarización de IIP3 espaciados
linealmente como se muestra en las figuras 10A y 10B. Además, los
puntos de conmutación sucesivos pueden sustituirse con control de
polarización ajustable de manera continua.
En la segunda realización de la presente
invención, el IIP3 de los dispositivos activos se configuran según
el modo de funcionamiento del receptor. Como se expuso
anteriormente, el receptor 1300 (véase la figura 3) puede
utilizarse en un teléfono móvil que se requiere que funcione en o
bien banda celular o bien PCS. Cada banda puede soportar o bien
plataformas digitales y/o analógicas. Cada plataforma puede
comprender adicionalmente una variedad de modos de funcionamiento.
Los diversos modos de funcionamiento se utilizan para mejorar el
rendimiento y conservar la energía de las baterías. Por ejemplo, se
utilizan diferentes modos de funcionamiento para soportar las
siguientes características de un teléfono móvil: (1) radiomensajería
en modo ranurado para tiempos de espera más largos, (2) etapa de
ganancia para mejora del margen dinámico, (3) salida del transmisor
de eliminación selectiva para tiempo de conversación más largo (4)
selección de banda de frecuencia para teléfonos de banda dual (PCS
y celular), (5) basculación de múltiple acceso entre sistemas (CDMA,
AMPS, GSM, etc.) y (6) medios para el control de polarización de
circuito en la presencia de emisiones perturbadoras.
Los modos de funcionamiento del teléfono móvil
pueden presentar diferentes requisitos de rendimiento. En la
realización de ejemplo, cada modo de funcionamiento se asigna a un
único identificador que comprende N bits de modo. Los bits de modo
definen características particulares del modo de funcionamiento. Por
ejemplo, un bit de modo puede utilizarse para seleccionar entre la
banda celular y el PCS y otro bit de modo puede utilizarse para
seleccionar entre modo analógico (FM) o digital (CDMA). Los N bits
de modo se proporcionan a un sistema de circuitos lógico dentro del
controlador 1370 que descodifica los N bits de modo en un bus de
control que comprende hasta 2^{N} bits de control. El bus de
control se encamina a circuitos dentro del receptor 1300 que
requieren control. Por ejemplo, el bus de control puede dirigir lo
siguiente: (1) establecer el IIP3 del mezclador en el procesador
1348 RF/IF y los LNA en los procesadores 1310a y 1310b, (2)
establecer la ganancia del receptor 1300, (3) establecer los
voltajes y/o corriente de polarización CC a otro sistemas de
circuitos RF e IF en el receptor 1300, (4) seleccionar la banda de
señal deseada, y (5) configurar los osciladores a las frecuencias
apropiadas.
Las tablas 1 y 2 ilustran una implementación de
ejemplo del control de IIP3 para el receptor 1300 basándose en el
modo de funcionamiento. El receptor 1300 soporta banda dual (PCS y
celular) y modo dual (CDMA y FM). En la realización de ejemplo, la
banda PCS sólo soporta transmisión CDMA mientras que la banda
celular soporta tanto transmisiones CDMA como FM (la transmisión FM
puede ser a partir del sistema AMPS). En la realización de ejemplo,
se utilizan 4 bits de modo. Los cuatro bits de modo son
SELECCIONAR_BANDA, DESOCUPADO/, FM/ y MARGEN_LNA. El bit
SELECCIONAR_BANDA determina la banda de funcionamiento y se define
como 1 = PCS y 0 = celular. El bit DESOCUPADO/ configura al
receptor en el modo desocupado (por ejemplo, funcionando a IIP3 más
bajo) mientras que el teléfono móvil está inactivo. El bit FM/ (0 =
FM) configura al receptor 1300 para procesar la señal FM. Y el bit
MARGEN_LNA (1 = derivación) establece la ganancia del receptor 1300.
Cuando el bit MARGEN_LNA se establece alto, designando el modo de
derivación, el Vpolarización1 y Vpolarización2 del primer LNA 1320a
ó 1321a se establecen bajos, y el LNA se apaga.
Cuando SELECCIONAR_BANDA se establece a 0 (banda
celular), el receptor 1300 funciona un uno de los modos de
funcionamiento celular enumerados en la tabla 1. La tabla 1 sólo
enumera el punto de funcionamiento IIP3 de los LNA 1320a y 1320b.
Puede generarse una tabla similar para el punto de funcionamiento
IIP3 del mezclador activo en el procesador 1348 RF/IF. Mientras que
se esté en el modo celular, la corriente de polarización CC para
los LNA 1321a y 1321b está apagada para conservar la energía de las
baterías.
\vskip1.000000\baselineskip
Cuando SELECCIONAR_BANDA se establece a 1 (banda
PCS), el teléfono funciona en uno de los modos de funcionamiento
PCS enumerados en la tabla 2. Mientras que se esté en el modo PCS,
la corriente de polarización de los LNA 1320 y 1320b está apagada
para conservar la energía de las baterías.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las tablas 1 y 2 enumeran los puntos de
funcionamiento IIP3 de los LNA utilizados para minimizar el consumo
de energía mientras mantienen el rendimiento requerido. Pueden
generarse tablas adicionales para otros circuitos que requieran
control. Por ejemplo, puede generarse una tabla que configure el AGC
al margen de funcionamiento apropiado basándose en el nivel
esperado de la señal de entrada para el modo de funcionamiento
deseado. Pueden generarse otras tablas para establecer los voltajes
o corriente de polarización CC que requieren varios circuitos en el
receptor 1300.
En la tercera realización de la presente
invención, el IIP3 de los dispositivos activos se establece según
la amplitud medida de la señal en varias etapas de procesamiento de
la señal en el receptor. Haciendo referencia a la figura 2, los
detectores de potencia pueden estar conectados a la salida de los
componentes seleccionados para medir el nivel de potencia de la
señal. En la primera realización de este esquema de configuración
del receptor, los detectores de potencia pueden estar conectados a
la salida del LNA 1220a y 1220b y el mezclador 1230 para medir la
potencia de la señal RF de estos componentes. Las mediciones de
potencia se proporcionan entonces al circuito 1280 de control de
polarización que utiliza la información para ajustar el punto de
funcionamiento IIP3 de cualquier componente que funciona pasado un
nivel predeterminado de no linealidad. En la segunda realización de
este esquema de configuración del receptor, los detectores de
potencia pueden estar conectados a la salida del mezclador 1230 y
del demodulador 1250 para medir la potencia de la señal RF y señal
de banda base, respectivamente, de estos componentes. Las
mediciones de potencia también se proporcionan al circuito 1280 de
control de polarización. La diferencia de potencia entre estas dos
mediciones representa la potencia de las señales fuera de banda,
que puede utilizarse para inferir el rendimiento IIP3 requerido. El
circuito 1280 de control de polarización ajusta el punto de
funcionamiento de los componentes de la manera descrita
anteriormente para mantener el nivel requerido de rendimiento. El
detector de potencia puede implementarse de cualquier manera
conocida en la técnica, tal como un detector de diodos seguido por
un filtro paso bajo.
Como se dio a conocer en la solicitud
estadounidense en tramitación junto con la presente con Nº de serie
08/987.306, el ADC de \Sigma\Delta en el receptor de la presente
invención puede diseñarse para proporcionar el margen dinámico
requerido mientras minimiza el consumo de energía. El consumo de
energía es especialmente importante en sistemas de comunicación
CDMA debido a la naturaleza portátil del teléfono móvil. El ADC de
\Sigma\Delta puede diseñarse para minimizar el consumo de
energía proporcionando secciones del ADC de \Sigma\Delta que se
deshabilitan cuando no se requiere un margen dinámico alto. El ADC
de \Sigma\Delta también puede diseñarse con una corriente de
polarización ajustable que pueda variarse basándose en la amplitud
de la señal en el ADC de \Sigma\Delta y el rendimiento
requerido. El voltaje de referencia del ADC de \Sigma\Delta
también puede ajustarse más bajo cuando se requiera menos margen
dinámico para minimizar el consumo de energía. Finalmente, la
frecuencia de muestreo del ADC de \Sigma\Delta puede también
bajarse cuando no se requiera margen dinámico alto para minimizar
adicionalmente el consumo de energía. Las características descritas
anteriormente pueden combinarse, según sea conveniente, para
proporcionar el nivel requerido de rendimiento mientras se maximiza
el ahorro de energía.
En el sistema de comunicación CDMA de ejemplo,
el receptor está diseñado para funcionar bajo varias condiciones de
funcionamiento como se especifica por la norma
IS-98-A. En la realización de
ejemplo, la señal RF de entrada comprende una señal CDMA que varía
desde -104 dBm hasta -79 dBm. Además,
IS-98-A especifica una condición de
funcionamiento de dos tonos y de tono único. Para la condición de
funcionamiento de dos tonos, la señal RF de entrada comprende la
señal CDMA y dos emisiones perturbadores que están cada una +58 dBc
por encima de la amplitud de la señal CDMA y están ubicadas a +900
kHz y + 1700 kHz de la frecuencia central de la señal CDMA. Para la
condición de funcionamiento de tono único, la señal RF de entrada
comprende la señal CDMA y una emisión perturbadora de señal que
está +72 dBc por encima de la amplitud de la señal CDMA y está
ubicada a +900 kHz de la frecuencia central de la señal CDMA. Estas
especificaciones representan las condiciones de funcionamiento más
adversas del receptor.
En la realización de ejemplo, el ADC de
\Sigma\Delta está diseñado con el margen dinámico necesario para
funcionar bajo las condiciones de funcionamiento más adversas. En
la práctica, estas condiciones más adversas no ocurren de manera
frecuente. Por lo tanto, haciendo funcionar el ADC de
\Sigma\Delta en el modo de margen dinámico alto en todo momento
representa una pérdida de recursos. En el receptor de la presente
invención, el ADC de \Sigma\Delta puede configurarse para
minimizar el consumo de energía cuando no se requiera un margen
dinámico alto.
En la realización de ejemplo, la amplitud de la
señal deseada (por ejemplo, la señal CDMA en banda) en el ACD de
\Sigma\Delta se mantiene a +20 dB por encima del umbral mínimo
de ruido del ADC de \Sigma\Delta. Esto puede conseguirse
midiendo la amplitud de la señal deseada después del procesamiento
de la señal digital y utilizando la amplitud medida para ajustar
las ganancias del circuito de entrada. La condición anterior (por
ejemplo, +18 dB por encima del umbral mínimo de ruido) da como
resultado el nivel requerido de rendimiento para el receptor. Para
satisfacer esta condición el ADC de \Sigma\Delta con cuatro bits
de resolución puede utilizarse para cuantificar la señal
deseada.
Sin embargo, la señal en el ADC de
\Sigma\Delta comprende la señal deseada más emisiones
perturbadoras. La amplitud de las emisiones perturbadoras puede
variar por un amplio margen y pueden constituir una parte
importante de la señal en el ADC de \Sigma\Delta. La señal
deseada y las emisiones perturbadoras necesitan estar dentro del
umbral máximo del ADC de \Sigma\Delta de modo que no ocurra el
recorte de estas señales. Así, las emisiones perturbadoras
necesitan cuantificarse apropiadamente por el ADC de
\Sigma\Delta (aunque el procesamiento posterior de las señales
digitales filtra finalmente las emisiones perturbadoras) ya que el
recorte de las emisiones perturbadoras da como resultado productos
de intermodulación que pueden estar en la banda de señal y degradar
la señal deseada.
En la realización de ejemplo, el ADC de
\Sigma\Delta está diseñado para proporcionar 12 bits de
resolución para cumplir con las condiciones de funcionamiento más
adversas. Los ocho bits de resolución restantes están reservados
para las emisiones perturbadoras y el control AGC. El margen
dinámico del ADC de \Sigma\Delta puede ajustarse de manera que
la señal deseada y las emisiones perturbadoras se cuantifican
apropiadamente, sin recorte, mientras se minimiza el consumo de
energía.
En la realización de ejemplo, el margen dinámico
puede estimarse midiendo la amplitud de la señal deseada y la
amplitud de la señal en el ADC de \Sigma\Delta. La amplitud de
la señal deseada puede medirse calculando el RSSI de la señal
deseada. La medición RSSI se describe en detalle en la anteriormente
mencionada patente estadounidense Nº 5.107.225. En la realización
de ejemplo, la medición RSSI se realiza sobre la señal deseada
después del procesamiento de la señal digital que suprime imágenes
no deseables y señales espurias. La amplitud de la señal en el ADC
de \Sigma\Delta puede medirse por un detector de potencia
conectado a la entrada del ADC de \Sigma\Delta. El detector de
potencia puede implementarse de la manera conocida en la técnica,
tal como un detector de envolvente implementado con un diodo o un
detector de pico. El detector de pico puede detectar si la señal de
entrada en el ADC de \Sigma\Delta está por encima del voltaje de
saturación del ADC de \Sigma\Delta que es la mitad del voltaje
de referencia. Cuando esto ocurre, el ADC de \Sigma\Delta puede
conmutarse a un modo de margen dinámico superior. Como alternativa,
la amplitud de la señal en el ADC de \Sigma\Delta puede
estimarse a partir de la medición de la amplitud de la señal de
varios componentes en el circuito de entrada, tal como la salida
del mezclador 1230 o la salida del filtro 1234 paso banda (véase la
figura 2). De nuevo, puede utilizarse un detector de potencia para
medir la amplitud de la señal. La ganancia de los componentes
interpuestos entre el detector de potencia y el ADC de
\Sigma\Delta se toma en cuenta al calcular de la amplitud de la
señal en el ADC de \Sigma\Delta. Además, el contenido espectral
de la señal medida debería aproximarse al contenido espectral de la
señal en el ADC de \Sigma\Delta para mejorar la precisión de la
estimación. La imprecisión en la estimación da como resultado un
mecanismo de ajuste de margen dinámico no óptimo.
Basándose en la amplitud medida de la señal
deseada y la señal en el ADC de \Sigma\Delta, el margen dinámico
requerido puede calcularse como:
en la que DR_{requerido} es el
margen dinámico requerido en dB, V_{ADC} es la amplitud de la
señal en el ADC de \Sigma\Delta, y V_{deseado} es la amplitud
de la señal deseada en la entrada del ADC de
\Sigma\Delta.
Como alternativa, el margen dinámico requerido
puede determinarse basándose en el modo de funcionamiento del
receptor. Cada modo de funcionamiento puede asociarse con una
condición de funcionamiento diferente. Por ejemplo, el modo CDMA
requiere un margen dinámico alto debido a las posibles emisiones
perturbadoras cercanas a la banda de señal. El modo FM requiere
menos margen dinámico ya que los requisitos de entrada son menos
estrictos.
En la realización de ejemplo, una arquitectura
4-4 MASH de dos bucles proporciona 12 bits de
resolución como se da conocer en la solicitud de patente
estadounidense en tramitación junto con la presente Nº 08/987.306.
Haciendo referencia a la figura 11, el bucle 110a proporciona un
primer margen dinámico y presenta un umbral mínimo de ruido bajo.
El bucle 110b proporciona un segundo margen dinámico pero presenta
un umbral mínimo de ruido ligeramente superior que el bucle 110a.
El umbral mínimo de ruido inferior del bucle 110a es parcialmente
el resultado de polarizar los amplificadores en el bucle 110a con
una corriente de polarización superior y utilizando condensadores
más grandes con el bucle 110a. En la realización de ejemplo, cada
bucle 110 en el ADC 100 MASH puede deshabilitarse de manera
selectiva, basándose en la amplitud de la señal en el ADC de
\Sigma\Delta y el margen dinámico requerido, para minimizar el
consumo de energía. Además, la corriente de polarización de los
amplificadores en cada bucle 110 puede ajustarse para minimizar el
consumo de energía y mantener el rendimiento requerido.
Cuando se requiere un margen dinámico alto, la
señal en el ADC de \Sigma\Delta se proporciona al bucle 110a,
la corriente de polarización de todos los amplificadores se
establece alta, y el ADC 100 MASH funciona de la manera descrita
anteriormente. Esta condición de funcionamiento puede resultar a
partir de una señal RF de entrada que comprende la señal CDMA y dos
emisiones perturbadoras intensas a +58 dBc o una señal RF de
entrada que comprende la señal CDMA y una emisión perturbadora
intensa a +72 dBc. Cuando la amplitud de la señal aumenta o la
amplitud de las emisiones perturbadoras disminuye, se requiere menos
margen dinámico. Cuando esto ocurre, el bucle 110b puede
deshabilitarse y la salida Y1 del bucle 110a comprende la salida del
ADC de \Sigma\Delta. Como alternativa, el bucle 110a puede
deshabilitarse, la señal en el ADC de \Sigma\Delta puede
proporcionarse al bucle 110b, y la salida Y2 del bucle 110b
comprende la salida del ADC de \Sigma\Delta. Así, uno de los
dos bucles puede habilitarse para proporcionar el margen dinámico
requerido.
Los umbrales de margen dinámico en los que los
bucles están deshabilitados pueden seleccionarse basándose en
numerosas consideraciones. Los umbrales pueden seleccionarse
basándose en las estadísticas de la amplitud de la señal RF de
entrada. Por ejemplo, el porcentaje de tiempo de la señal RF de
entrada comprende emisiones perturbadoras de diversas amplitudes
que pueden tabularse. Esta información puede utilizarse para
seleccionar los umbrales de margen dinámico que suministran el
consumo de energía mínimo garantizando que está habilitado el
mínimo número de bucles la mayor parte del tiempo. Los umbrales
también pueden seleccionarse basándose en el rendimiento de diseño
del ADC de \Sigma\Delta. Por ejemplo, si un primer diseño de
bucle que proporciona X dB de margen dinámico requiere
sustancialmente más potencia que un segundo diseño de bucle que
proporciona Y dB de margen dinámico, en el que Y es sólo
ligeramente menor que X, puede preferirse el segundo diseño y el
umbral de margen dinámico puede seleccionarse según el rendimiento
del segundo diseño de bucle. Pueden tenerse en cuenta otras
numerosas consideraciones cuando se seleccionan los umbrales de
margen dinámico y están dentro del alcance de la presente
invención. Además, cada umbral puede implementarse con histéresis
para impedir la basculación de los bucles entre los estados
habilitado y deshabilitado. Una implementación de histéresis de
ejemplo se describe posteriormente.
La corriente de polarización de los
amplificadores en cada bucle 110 puede ajustarse para minimizar el
consumo de energía mientras se proporciona el rendimiento
requerido. En la realización de ejemplo, el bucle 110a está
diseñado para consumir un mínimo de 10 mA de corriente de
polarización y el bucle 110b está diseñado para consumir un máximo
de 6 mA de corriente de polarización. En la realización de ejemplo,
en el bucle 110a, el amplificador en el resonador 130a está
diseñado para consumir 6 mA y el amplificador en el resonador 130b
está diseñado para consumir 4 mA. Cuando se requiere margen dinámico
alto, la corriente de polarización para cada amplificador se
establece alta. Cuando no se requiere margen dinámico alto, la
corriente de polarización puede disminuirse. El margen dinámico
varía aproximadamente proporcional a la corriente de polarización de
manera que una disminución por dos en la corriente de polarización
da como resultado 6 dB menos de margen dinámico. Así, la corriente
de polarización del amplificador en el resonador 130a puede
disminuirse desde 6 mA hasta 3 mA y la corriente de polarización
del amplificador en el resonador 130b puede disminuirse desde 4 mA
hasta 2 mA cuando se requieren 6 dB menos de margen dinámico. De
manera similar, la corriente de polarización para los
amplificadores en el bucle 110b puede disminuirse apropiadamente
cuando no se requiere margen dinámico alto. En la presente
invención, la corriente de polarización puede ajustarse en etapas
discretas o de una manera continua.
Un mecanismo adicional para minimizar el consumo
de energía se realiza a través del ajuste del voltaje de referencia
en el ADC de \Sigma\Delta. El margen dinámico del ADC de
\Sigma\Delta se determina mediante la oscilación de la señal de
entrada máxima y el ruido del ADC de \Sigma\Delta que comprende
el ruido de circuito y el ruido de cuantificación. Cuando el margen
dinámico requerido disminuye, puede bajarse el voltaje de
referencia mientras se mantiene aproximadamente el mismo nivel de
ruido. Esto es especialmente cierto cuando un bucle está
desconectado y el ruido de cuantificación aumenta de manera que es
mucho mayor que el ruido de circuito porque el voltaje de
referencia del ADC de \Sigma\Delta se mantiene constante. Al
bajar el voltaje de referencia de manera que el ruido de
cuantificación es aproximadamente igual al ruido de circuito, se
proporciona el nivel deseado de rendimiento mientras se mantiene el
nivel de la señal a un nivel bajo. Al disminuir el voltaje de
referencia y la oscilación de la señal en el ADC de
\Sigma\Delta, puede disminuirse la corriente de polarización
del amplificador. Como un beneficio adicional, el amplificador que
activa el ADC de \Sigma\Delta presenta una oscilación de señal
máxima inferior y también puede polarizarse con menos corriente.
El ajuste de la corriente de polarización del
amplificador puede realizarse independientemente de la
deshabilitación de los bucles, o puede realizarse en conjunción con
la deshabilitación de los bucles. En la realización de ejemplo, los
bucles están habilitados basándose en un margen grueso del margen
dinámico requerido y la corriente de polarización se utiliza para
un ajuste fino del margen dinámico. Como alternativa, el análisis y
las mediciones pueden realizarse para determinar el margen dinámico
proporcionado por diversas configuraciones del ADC de
\Sigma\Delta. Esta información puede tabularse y almacenarse.
Entonces, basándose en el margen dinámico requerido, el ADC de
\Sigma\Delta puede configurarse en consecuencia, utilizando los
datos tabulados. Los diversos procedimientos utilizados para
configurar el ADC de \Sigma\Delta para proporcionar el margen
dinámico requerido mientras se minimiza el consumo de energía están
dentro del alcance de la presente invención.
En la realización de ejemplo, el ADC de
\Sigma\Delta proporciona 79 dB de margen dinámico (o mayor que
12 bits de resolución) cuando ambos bucles están habilitados y se
utiliza una relación de sobremuestreo (OSR) de 32. Para el ADC de
\Sigma\Delta de paso banda, la relación de sobremuestreo se
define como la frecuencia de muestreo entre dos veces el ancho de
banda bilateral de la señal de entrada, o OSR =
f_{S}/2f_{BW}. El número equivalente de bits puede
calcularse a partir del margen dinámico, y viceversa, según la
ecuación:
en la que M es el número de bits y
DR está en dB. En la realización de ejemplo, el bucle 110a
proporciona 54 dB de margen dinámico, el bucle 110b proporciona 42
dB de margen dinámico y los bucles 110a y 110b proporcionan 79 dB
de margen dinámico cuando se combinan. En la realización de ejemplo,
cuando el margen dinámico requerido es menor que 36 dB se utiliza
el bucle 110b, cuando el margen dinámico requerido está entre 36 dB
y 48 dB se utiliza el bucle 110a, y cuando el margen dinámico
requerido es mayor que 48 dB se utilizan los bucles 110a y 110b. En
la realización de ejemplo, se reserva un margen de 6 dB para tratar
fluctuaciones en la amplitud de la señal RF de
entrada.
Los umbrales de margen dinámico pueden
implementarse con histéresis para impedir la basculación entre los
estados habilitado y deshabilitado. Para la realización de ejemplo
descrita anteriormente, cada intervalo de margen dinámico comprende
un umbral superior y un umbral inferior. El bucle con el margen
dinámico más alto no está habilitado a no ser que el margen
dinámico requerido exceda el umbral superior y el bucle con el
margen dinámico inferior no está habilitado a no ser que el margen
dinámico requerido esté por debajo del umbral inferior. Por
ejemplo, con 6 dB de histéresis, el bucle 110a no está habilitado a
no ser que el margen dinámico requerido exceda 51 dB. Cuando
funciona con sólo el bucle 110a, el bucle 110b está habilitado y el
bucle 110a está deshabilitado sólo si el margen dinámico requerido
está por debajo de 45 dB.
Una aplicación de ejemplo de la presente
invención para un sistema de comunicación CDMA está tabulada en la
tabla 3. Cuando el nivel de la señal deseado es alto, se requiere
margen dinámico bajo y sólo el bucle 110b está habilitado. Cuando
el nivel de la señal deseada es bajo y el nivel de la emisión
perturbadora es alto, se requiere margen dinámico alto para
cuantificar apropiadamente la emisión perturbadora y la señal
deseada. Y cuando el nivel de la señal deseada es bajo y el nivel
de la emisión perturbadora es bajo, las dos opciones están
disponibles. La señal en el ADC de \Sigma\Delta puede
amplificarse, aumentando el nivel bajo de la señal en un nivel alto
de la señal que puede muestrearse mediante el bucle 110b. Como
alternativa, el bucle 110a puede utilizarse para muestrear la señal
pero la corriente de polarización puede disminuirse para conservar
la potencia y el nivel DAC en el bucle 110a puede disminuirse para
adaptar el nivel bajo de la señal.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se describe en la solicitud de patente en
tramitación junto con la presente Nº 08/987.306, el margen dinámico
del ADC de \Sigma\Delta es función de la relación de
sobremuestreo. La frecuencia de muestreo superior se corresponde
con la relación de sobremuestreo superior, ya que el ancho de banda
de la señal de entrada es fijo, y con el margen dinámico superior.
Sin embargo, la frecuencia de muestreo superior puede dar como
resultado un consumo de energía superior por los circuitos que se
utilizan para implementar el ADC de \Sigma\Delta. Por ejemplo,
el consumo de energía de los circuitos CMOS es proporcional a la
frecuencia de los relojes de conmutación de los circuitos CMOS.
Para circuitos bipolares, una frecuencia de funcionamiento superior
requiere circuitos con un ancho de banda más amplio que normalmente
requieren más corriente de polarización. Una frecuencia de
conmutación superior requiere más corriente de polarización en los
conmutadores y más corriente de polarización en los amplificadores
para una estabilización más rápida.
En la presente invención, la frecuencia de
muestreo del ADC de \Sigma\Delta puede disminuirse para
minimizar el consumo de energía cuando no se requiere margen
dinámico alto. El disminuir la frecuencia de muestreo permite a los
circuitos en el ADC de \Sigma\Delta polarizarse con menos
corriente. También, una frecuencia de muestreo inferior da como
resultado una disipación de potencia menor en los circuitos en el
ADC de \Sigma\Delta.
Teóricamente, para un ADC de \Sigma\Delta de
paso banda de cuarto orden, el margen dinámico disminuye 27 dB por
cada disminución de un octavo en la relación de sobremuestreo.
Sin embargo, para una relación de sobremuestreo
menor que 16, el margen dinámico disminuye más rápido que 27
db/octava. En la realización preferida, la relación de sobremuestreo
se mantiene a un mínimo de 16.
Para muchas aplicaciones, el cambio de
frecuencia de muestreo requiere un cuidadoso análisis del plan de
frecuencia del receptor. Para un receptor de \Sigma\Delta de
submuestreo, la frecuencia central de la señal IF (por ejemplo, la
señal en el ADC de \Sigma\Delta) depende de la frecuencia de
muestreo. La primera conversión descendente de frecuencia se ajusta
para producir una señal IF a la nueva frecuencia IF que la nueva
frecuencia de muestreo necesita. Debería tenerse mucho cuidado para
que las señales espurias y los armónicos de amplitud excesiva no
estén en la nueva banda IF.
El receptor también puede estar diseñado con dos
o más ADC de \Sigma\Delta para soportar dos o más modos de
funcionamiento. Esto permite a cada ADC de \Sigma\Delta
optimizarse para proporcionar el rendimiento requerido mientras se
minimiza el consumo de energía. El ADC de \Sigma\Delta apropiado
puede conectarse dependiendo del modo de funcionamiento. Por
ejemplo, un receptor puede estar diseñado con dos ADC de
\Sigma\Delta, uno para el modo CDMA y uno para el modo FM. El
ADC de \Sigma\Delta para el modo FM puede estar diseñado para
consumir significativamente menos energía debido al ancho de banda
inferior de la señal y al margen dinámico inferior requerido. El
ADC de \Sigma\Delta apropiado puede conectarse dependiendo de si
el receptor está funcionando en el modo CDMA o FM.
La descripción anterior de las realizaciones
preferidas se proporciona para permitir a cualquier experto en la
materia construir o utilizar la presente invención.
Las diversas modificaciones a estas
realizaciones serán inmediatamente evidentes para los expertos en la
técnica, y los principios generales definidos en el presente
documento pueden aplicarse a otras realizaciones sin la utilización
de la actividad inventiva.
Por tanto, la presente invención no está
prevista para limitarse a las realizaciones mostradas en el presente
documento.
Claims (22)
1. Un receptor (1200) de margen dinámico
programable que comprende: un circuito (1210, 1248) de entrada para
recibir una señal RF y producir una señal IF;
un ADC (1410) de \Sigma\Delta conectado a
dicho procesador (1210) RF para recibir dicha señal IF y producir
muestras IF, presentando dicho ADC de \Sigma\Delta un margen
dinámico;
un detector de potencia conectado a dicho
procesador (1210) RF para medir una amplitud de dicha señal IF;
y
un procesador (1370) de señales digitales
conectado a dicho ADC de \Sigma\Delta para recibir dichas
muestras IF y producir una señal deseada;
caracterizado porque dicho margen
dinámico de dicho ADC de \Sigma\Delta está ajustado basándose en
un margen dinámico requerido, dependiendo dicho margen dinámico
requerido de dicha amplitud de dicha señal IF.
2. El receptor según la reivindicación 1, en el
que dicho ADC de \Sigma\Delta comprende múltiples bucles (110),
estando cada bucle habilitado o deshabilitado dependiendo de dicho
margen dinámico requerido.
3. El receptor según la reivindicación 2, en el
que dicho ADC de \Sigma\Delta es un ADC MASH
4-4, comprendiendo dicho ADC MASH
4-4 un primer bucle y un segundo bucle.
4. El receptor según la reivindicación 3, en el
que dicho primer bucle del ADC MASH 4-4 se utiliza
cuando el margen dinámico requerido es menor que un primer umbral de
margen dinámico, dicho segundo bucle se utiliza cuando el margen
dinámico requerido está por encima de dicho primer umbral de margen
dinámico y es menor que un segundo umbral de margen dinámico, y
dichos primer bucle y segundo bucle se utilizan cuando el margen
dinámico requerido está por encima de dicho segundo umbral de margen
dinámico.
5. El receptor según la reivindicación 4, en el
que dichos primer y segundo umbral de margen dinámico se implementan
con histéresis.
6. El receptor según la reivindicación 1, en el
que dicho ADC de \Sigma\Delta comprende amplificadores (1220),
presentando dichos amplificadores corriente de polarización.
7. El receptor según la reivindicación 6, en el
que dicha corriente de polarización de dichos amplificadores está
ajustada basándose en dicho margen dinámico requerido.
8. Un procedimiento para proporcionar un margen
dinámico programable en un receptor (1200) que comprende las etapas
de:
recibir una señal RF;
procesar dicha señal RF para producir una señal
IF;
muestrear dicha señal IF con un ADC (1410) de
\Sigma\Delta para producir muestras IF, presentando dicho ADC de
\Sigma\Delta un margen dinámico;
procesar dichas muestras IF para producir una
señal deseada;
caracterizado porque el procedimiento
comprende las etapas adicionales de
medir una amplitud de dicha señal IF;
medir una amplitud de dicha señal deseada;
calcular un margen dinámico requerido según
dicha amplitud medida de dicha señal IF y dicha amplitud medida de
dicha señal deseada; y
ajustar dicho margen dinámico de dicho ADC de
\Sigma\Delta según dicho margen dinámico requerido.
9. El procedimiento según la reivindicación 8,
en el que dicha etapa de ajuste comprende la etapa de:
habilitar un primer bucle en dicho ADC de
\Sigma\Delta cuando dicho margen dinámico requerido está por
debajo de un primer umbral de margen dinámico.
\newpage
10. El procedimiento según la reivindicación 9,
en el que dicha etapa de ajuste comprende además la etapa de:
habilitar un segundo bucle en dicho ADC de
\Sigma\Delta cuando dicho margen dinámico requerido está por
encima de dicho primer umbral de margen dinámico y por debajo de un
segundo umbral de margen dinámico.
11. El procedimiento según la reivindicación 10,
en el que dicha etapa de ajuste comprende además la etapa de:
habilitar dicho primer bucle y dicho segundo
bucle en dicho ADC de \Sigma\Delta cuando dicho margen dinámico
requerido está por encima de dicho segundo umbral de margen
dinámico.
12. El procedimiento según la reivindicación 11,
en el que dichos primer y segundo umbral de margen dinámico se
implementan con histéresis.
13. El procedimiento según la reivindicación 11,
en el que dichos primer y segundo umbral de margen dinámico se
seleccionan basándose en estadísticas de dicha señal RF.
14. El procedimiento según la reivindicación 11,
en el que dichos primer y segundo umbral de margen dinámico se
seleccionan basándose en el rendimiento de dicho ADC de
\Sigma\Delta.
15. El procedimiento según la reivindicación 8,
en el que dicha etapa de ajuste comprende la etapa de:
ajustar una corriente de polarización de dicho
ADC de \Sigma\Delta basándose en dicho margen dinámico
requerido.
16. El procedimiento según la reivindicación 8,
en el que dicha etapa de ajuste comprende la etapa de:
cambiar una frecuencia de muestreo de dicho ADC
de \Sigma\Delta basándose en dicho margen dinámico
requerido.
17. El procedimiento según la reivindicación 16,
en el que dicha etapa de ajuste comprende además la etapa de:
mantener una relación de sobremuestreo de dicho
ADC de \Sigma\Delta en un mínimo de 16.
18. El procedimiento según la reivindicación 8,
en el que dicha señal RF comprende una señal CDMA.
19. El procedimiento según la reivindicación 18,
en el que dicho ADC de \Sigma\Delta presenta más de cuatro bits
de resolución.
20. El procedimiento según la reivindicación 19
que comprende además la etapa de:
mantener dicha señal deseada a 18 dB por encima
de un umbral mínimo de ruido de dicho ADC de \Sigma\Delta.
21. El procedimiento según la reivindicación 20,
en el que dicho margen dinámico requerido se calcula de manera que
dicha señal IF no está recortada por dicho ADC de
\Sigma\Delta.
22. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que dicho margen dinámico requerido depende adicionalmente de
dicha amplitud de dicha señal deseada.
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