(57)【要約】  発振ループ（６６）の発振周波数を制御するための回路は、特に、―選択可能な容量のキャパシタンスを、記憶された設定に従って発振ループに供給し、発振ループの発振周波数を制御するための第１の可変キャパシタユニット（８０）と、―可変キャパシタユニットの設定を記憶するように構成された揮発性記憶ユニット（８４）と、の構成要素を有する。回路は、揮発性記憶ユニットへの供給ライン（５２）と、前記回路の他の構成要素への少なくとも１つの他の供給ライン（４４）と、をさらに備える。揮発性記憶ユニットへの供給ラインは、前記少なくとも１つの他の供給ラインから独立しており、よって、揮発性記憶ユニットに、前記回路の他の構成要素から独立して電力を供給することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振ループの発振周波数を制御するための回路であって、特に、
―選択可能な容量のキャパシタンスを、記憶された設定に従って前記発振ループに供給し、前記発振ループの発振周波数を制御するための第１の可変キャパシタユニットと、
―前記可変キャパシタユニットの設定を記憶するように構成された揮発性記憶ユニットと、
の構成要素を備え、
当該回路は、前記揮発性記憶ユニットへの供給ラインと、当該回路の他の構成要素への少なくとも１つの他の供給ラインと、を備え、
前記揮発性記憶ユニットへの前記供給ラインは、前記少なくとも１つの他の供給ラインから独立しており、このため、前記揮発性記憶ユニットに、前記回路の他の構成要素から独立して電力を供給することができる、
ことを特徴とする回路。
【請求項２】
前記揮発性記憶ユニットの前記電源ラインは、前記揮発性記憶ユニットにのみ電力を供給する、ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項３】
当該回路は、前記発振ループの発振周波数における、温度変動から生じる変化を、自動的に減少させる温度検知素子を有する、第２の可変キャパシタユニットを備える、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路。
【請求項４】
当該回路は、
―受信された無線信号の周波数に従って前記発振ループの発振周波数を調整するように構成された自動周波数制御モジュールと、
―前記自動周波数制御モジュールの制御下で、選択可能な容量のキャパシタンスを、前記発振ループに供給するように構成された、第３の可変キャパシタユニットと、を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回路。
【請求項５】
―発振ループと、
―電源ユニットと、
を備えるクロック回路であって、
―当該クロック回路は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の前記発振ループの発振周波数を制御するための回路をさらに備え、
―前記電源ユニットは、少なくとも２つの電力出力を備え、前記電力出力の一方は、前記揮発性記憶ユニットへの前記供給ラインに接続されており、前記電力出力の他方は、前記回路の他の構成要素への前記供給ラインに接続されている、
ことを特徴とするクロック回路。
【請求項６】
前記電源ユニットは、バッテリーと、前記揮発性記憶ユニットへの供給ラインに接続された出力に定電圧を供給する電圧レギュレータと、を備える、ことを特徴とする請求項５に記載のクロック回路。
【請求項７】
前記発振ループは、水晶共振器を備える、ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のクロック回路。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれかに記載のクロック回路を備える、ことを特徴とする携帯電話。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の回路に用いられるように構成された無線トランシーバチップであって、
前記無線トランシーバチップは、無線信号のベースバンド信号への変換、およびその逆を行なうように構成されており、
前記無線トランシーバチップは、前記回路の前記第１の可変キャパシタユニットと前記揮発性記憶ユニットと、を備える、ことを特徴とする無線トランシーバチップ。
【請求項１０】
発振ループの発振周波数を制御する方法であって、
―可変キャパシタユニットを調整して、選択可能な容量のキャパシタンスを、記憶された設定に従って前記発振ループに供給し、前記発振ループの発振周波数を制御するステップと、
―前記可変キャパシタユニットの設定を、揮発性記憶ユニットにロードするステップと、を備え、
当該方法は、前記発振ループの発振周波数の制御に必要な他の構成要素への供給ラインを遮断するステップと、同時に、前記揮発性記憶ユニットへの電力の供給を継続するステップと、をさらに備える、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振ループを制御するための回路、方法および無線トランシーバ、ならびにクロック回路およびこの回路を内蔵する携帯電話に関する。
【０００２】
より正確には、本発明は、発振ループの発振周波数を制御するための回路、特に、
―選択可能な容量のキャパシタンスを、記憶された設定に従って発振ループに供給し、発振ループの発振周波数を制御するための第１の可変キャパシタユニットと、
―可変キャパシタユニットの設定を記憶するように構成された揮発性記憶ユニットと、
の構成要素を有する回路に関する。
【背景技術】
【０００３】
米国特許出願第２００３／０１３２８０９号は、コンピュータのリアルタイムクロックのための回路を開示している。一般的に、既知の回路においては、全ての構成要素および特に揮発性記憶ユニットに、共通の供給ラインを介して電力が供給される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力消費を可能な限り低く保つ必要がある状況では、回路の電源ラインは、スリープモードの間にエネルギーを節約するために遮断される。しかしながら、既知の回路において、揮発性の記憶ユニットに記憶された設定は、供給ラインが遮断されると失われる。その結果、電力が復活された際に、揮発性記憶ユニットに設定を再ロードする必要がある。電源が復活されるたびに設定を揮発性記憶ユニットに再ロードすることは、非効率なプロセスである。
【０００５】
従って、本発明の目的は、電源の遮断後の揮発性記憶ユニットへの設定の再ロードを容易にする発振ループの発振周波数を制御するための回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発振ループの発振周波数を制御するための回路を提供し、回路は、揮発性記憶ユニットへの供給ラインと、前記回路の他の構成要素への少なくとも１つの他の供給ラインと、を備え、揮発性記憶ユニットへの供給ラインは、前記少なくとも１つの他の供給ラインから独立しており、このため、揮発性記憶ユニットに、前記回路の他の構成要素から独立して電力を供給することができる。
【０００７】
上述の回路では、揮発性記憶ユニットへの電力供給を維持しながら、回路のエネルギーを消費する構成要素への供給ラインを遮断することが可能である。その結果、揮発性記憶ユニット内に記憶された設定を保ちつつ、回路の電力消費を減少させることが可能である。その後、回路の全ての構成要素への電力供給が復活された際に、揮発性記憶ユニットに設定を再ロードする必要がない。これは、スリープモードの後に、電力遮断後の設定の再ロードを不要にする。
【０００８】
さらに、電力供給の復活の間に揮発性記憶ユニットに設定を再ロードする必要がないので、プロセスが速くなる。
【０００９】
揮発性記憶ユニットへの供給ラインが、揮発性記憶ユニットにのみ電力を供給する回路は、電力消費の節約を最大にする利点を有する。
【００１０】
発振ループの発振周波数における、温度変動から生じる変化を、自動的に減少させる温度検知素子を有する、第２の可変キャパシタユニットを備える回路は、発振ループの発振周波数の、温度変動に対する感度を減少させる、という利点を有する。
【００１１】
―受信された無線信号の周波数に従って発振ループの発振周波数を調整するように構成された自動周波数制御モジュールと、
―自動周波数制御モジュールの制御下で、選択可能な容量のキャパシタンスを、発振ループに供給するように構成された、第３の可変キャパシタユニットと、
を備える回路は、特許請求される回路を無線トランシーバで用いるのに適したものにする、という利点を有する。
【００１２】
また、本発明は、
―発振ループと、
―電源ユニットと、
を備え、
―クロック回路は、本発明に係る発振ループの発振周波数を制御するための回路をさらに備え、
―電源ユニットは、少なくとも２つの電力出力を備え、電力出力の一方は、揮発性記憶ユニットへの供給ラインに接続されており、電力出力の他方は、回路の他の構成要素への供給ラインに接続されている、携帯電話向けのクロック回路に関する。
【００１３】
電源ユニットが、バッテリーと、揮発性記憶ユニットへの供給ラインに接続された出力に定電圧を供給する電圧レギュレータと、を備える回路は、蓄電キャパシタに基づく他の解決策よりもクロック回路の信頼性をより高くするという利点を有する。
【００１４】
発振ループが水晶共振器を備える回路は、クロック回路を、実施における費用対効果がより高いものにするという利点を有する。
【００１５】
本発明は、また、上述の回路が用いられるように構成された無線トランシーバチップ、および、このようなクロック回路を備える携帯電話に関する。
【００１６】
また、本発明は、発振ループの発振周波数を制御する方法に関し、方法は、
―可変キャパシタユニットを調整して、選択可能な容量のキャパシタンスを、記憶された設定に従って発振ループに供給し、発振ループの発振周波数を制御するステップと、
―可変キャパシタユニットの設定を、揮発性記憶ユニットにロードするステップと、を備え、
方法は、発振ループの発振周波数の制御に必要な他の構成要素への供給ラインを遮断するステップと、同時に、揮発性記憶ユニットへの電力の供給を継続するステップと、をさらに備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のこれらおよび他の態様は、以下の説明、および特許請求の範囲より明らかとなる。
【００１８】
図１は、無線電話装置４の一部分を示している。例として、無線電話装置は、ＧＳＭ無線セルラー携帯電話４である。電話４は、無線信号８を用いて無線携帯電話ネットワークの基地局６と通信することができる。そうするために、電話４は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）技術を実施する。
【００１９】
基地局６は、電話４から無線信号８を送信および受信するための送信器および受信器を備える。無線信号８は、情報の１２５０ビットのフレームに編成されている。無線信号を送信または受信するために、基地局６は、基準周波数を使用する。
【００２０】
図１は、本発明の理解に必要な細部のみを示している。
【００２１】
このような無線信号を受信または送信するために、電話４は、調整可能な無線トランシーバ１４と、制御可能な電源ユニット１６と、ベースバンドプロセッサ１８とを備える。
【００２２】
トランシーバ１４は、無線信号を送信および受信するアンテナ２０に接続されている。
【００２３】
トランシーバ１４は、受信した無線信号のベースバンド信号への変換、およびその逆を行なうことができる。換言すると、トランシーバ１４の主なタスクは、無線信号から搬送波を除去すること、またはそのような搬送波をベースバンド信号に加えることである。このような変換を実現するために、トランシーバ１４も、基地局６の基準周波数に可能な限り近い基準周波数を用いる。
【００２４】
ベースバンド信号は、トランシーバ１４をプロセッサ１８に接続するライン２２を介してプロセッサ１８とトランシーバ１４の間で交換される。
【００２５】
トランシーバ１４を設定または調整するために、プロセッサ１８は、制御バス２４を介してトランシーバ１４に接続される。例えば、バス２４は、“テレグラフ”と呼ばれる制御メッセージの送信に用いられる３線バスである。このようなテレグラフは、トランシーバ１４の周波数チャンネルの変更に使用することができる。
【００２６】
制御メッセージをバス２４で送信するために、プロセッサ１８は、従来のトランシーバ制御モジュール２６を備える。
【００２７】
プロセッサ１８は、また、電源ユニット１６を制御する電力監視モジュール２８を備える。より詳しくは、モジュール２８は、電話４がオンでありかつ使用されていない際に、電話４を自動的にアイドルモードへとスイッチするように設計されている。アイドルモードは、以下、電話４の電力消費が可能な限り減少される動作モードを意味する。典型的には、アイドルモードの間に、電話４は、周期的に監視モードからスリープモードへシフトされ、そして監視モードへと戻される。監視モードの間に、トランシーバ１４がオンにされ、基地局６から送られた新たなメッセージが電話４によって受信され、処理されるかどうかをチェックする。スリープモードの間、トランシーバ１４は、節電のためにオフにされる。例えば、電話４は、スリープモードから監視モードへ、４７０ｍｓごとに、最大で３６．９ｍｓの監視期間でシフトされる。
【００２８】
電話４は、電話４のユーザによりキーが押されることによって、アイドルモードから手動で再アクティブ化すなわち起こすこともできる。
【００２９】
電源ユニット１６は、トランシーバ１４およびプロセッサ１８などの、電話４の電子構成要素ごとに電力を供給するように構成されている。典型的には、携帯電話では、電源ユニット１６は、電圧レギュレータ４２に接続された充電式のバッテリー４０を備える。レギュレータ４２は、バッテリーの出力電圧を調整して、例えば２．８ボルトの定電圧を生成する。電源ユニット１６は、制御可能なスイッチ４６を介してレギュレータ４２に接続された第１の電力出力４３を有する。スイッチ４６は、モジュール２８の制御下にあり、よって、２．８ボルトの電源を、スイッチオンまたはオフできる。第１の電力出力は、外部電源ライン４４に接続されている。
【００３０】
電源ユニット１６は、また、他の電圧レギュレータ５０と、制御可能なスイッチ５４を介してレギュレータ５０に接続された第２の電力出力５１とを備える。レギュレータ５０は、例えば１．８ボルトの、より低い定電圧を生成する。スイッチ５４は、モジュール２８の制御下にあり、１．８ボルト電源をオンまたはオフにスイッチする。第２の電力出力５１は、外部供給ライン５２に接続されている。
【００３１】
図１は、本発明の理解に必要な供給ラインのみを示している。
【００３２】
電源ユニット１６は、オン／オフボタン６０を使用して手動でオンまたはオフにすることもできる。
【００３３】
トランシーバ１４の基準周波数を、基地局６の基準周波数に可能な限り近く保つために、電話４は、調整可能なクロック回路６４を備える。回路６４は、発振信号を生成するための発振ループ６６と、発振ループの発振周波数を制御するための回路６８とを備える。
【００３４】
発振ループ６６は、２６ＭＨｚの水晶共振器７０と、反転増幅器７２とを備える。共振器７０および増幅器７２は、直列に接続されてループを形成する。
【００３５】
より正確には、共振器７０の端子７４が、反転増幅器７２の入力に接続され、一方で、共振器７０の他の端子７６が、反転増幅器７２の出力に接続される。
【００３６】
共振器７０は、トランシーバ１４のパッケージングの外に配置された独立型の構成要素である。
【００３７】
回路６８は、デジタル可変キャパシタユニット８０と、ループ６６の発振周波数を調整するためにユニット８０の設定を記憶する揮発性記憶ユニット８２とを備える。
【００３８】
ユニット８０は、例えば、米国特許出願第２００３／０１３２８０９号に記載されたものなどのデジタル可変キャパシタバンクである。ユニット８０の一方の端子は、グランドに接続され、ユニット８０の他方の端子は、選択可能な容量のキャパシタンスを発振ループ６６に提供するために、反転増幅器７２の出力に直接接続される。
【００３９】
ユニット８０は、供給ライン４４を通じて電力供給される。
【００４０】
揮発性記憶ユニット８２は、キャパシタユニット８０の設定を記憶する。より正確には、記憶ユニット８２は、１組の制御信号を、ユニット８０のデジタル制御入力に接続されたバス８４にラッチする。
【００４１】
例えば、記憶ユニット８２は、米国特許出願第２００３／０１３２８０９号に記載されたもののような１組のラッチである。
【００４２】
記憶ユニット８２には、供給ライン５２を通して電力が供給され、供給ライン５２は、この機能に専用のものである。
【００４３】
ユニット８０および８２は、トランシーバ１４のチップと同一のチップ内に作製されたオンチップのユニットである。用語“オンチップ”は、これらの構成要素が、１つの半導体チップ上に作製されることを意味する。
【００４４】
プロセッサ１８は、記憶ユニット８２内の設定を初期化または復活する設定モジュール８６を備える。設定モジュール８６は、ライン５２上の電源が復活されるたびに、記憶ユニット８２内の新たな設定をロードすることが可能である。
【００４５】
回路６８は、自動周波数制御モジュール９２に関連付けられた、電話４の基準周波数と基地局６の基準周波数の差を可能な限り小さく保つための、従来の可変キャパシタユニット９０を備える。
【００４６】
キャパシタユニット９０は、端子７４とグランドの間に接続され、発振器ループ６６のための電圧制御されたキャパシタンスを提供する。ユニット９０は、例えば、トランシーバのパッケージングから独立した、独立型の構成要素である。
【００４７】
モジュール９２は、受信された無線信号８上の情報、およびループ６６の現在の発振周波数に従ってキャパシタ９０を調整するように設計されている。ループ６６の発振周波数上の情報を受信するために、モジュール９２の一方の入力は、バッファ増幅器９４を介して増幅器７２の出力に接続されている。増幅器９４は、トランシーバ１４のチップ上に作製されている。
【００４８】
モジュール９２内で実施されるアルゴリズムは、従来のものである。例えば、このようなアルゴリズムは、１９８４年８月の通信に関するＩＥＥＥ会報（IEEE Transactions on Communications）、Vol.Com-32、No.8の９３５〜９４７頁におけるフランシスＤ．ナタリの“ＡＦＣ追跡アルゴリズム（AFC Tracking Algorithms）”に記載されている。
【００４９】
モジュール９２は、プロセッサ１８内で実施される。
【００５０】
最後に、温度変動による発振周波数の変動を除去するために、回路６８は、温度検知素子１０２が組み込まれた温度調整可能なキャパシタユニット１００を備える。キャパシタユニット１００は、増幅器７２の出力と端子７６との間のループ６６内で直列に接続される。
【００５１】
温度検知素子１０２を用いて、温度変動による発振周波数の変動が、自動的に補償される。例えば、温度検知素子１０２は、１組の熱抵抗器である。
【００５２】
ユニット１００は、独立型の構成要素である。
【００５３】
電話４の動作を、これより、図２を参照して説明する。
【００５４】
最初に、電話４はオフであり、電話４の構成要素はいずれも、電力が供給されていない。よって、記憶ユニット８２に記憶された設定は、失われている。
【００５５】
その後、ユーザが、ボタン６０を用いて、電話４のスイッチを手動でオンにする。プロセッサ１８が、初期化ステージ１１０によって起動し、このステージの間に、モジュール８６が、新たな設定を記憶ユニット８２にロードする。
【００５６】
続いて、プロセッサ１８が、アクティブモード１１２にシフトし、このモードの間に、各コンポーネントに電力が供給され、使用の準備が整う。より正確には、アクティブモード１１２の間に、スイッチ４６および５４が閉じられ、よってループ６６と回路６８に電力が供給される。
【００５７】
ステップ１１４において、回路６８に電力が供給され、ユニット８０のキャパシタンスが、初期化ステップの間に、記憶ユニット８２において記憶された設定に従って選択される。従って、発振ループ６６は、選択されたキャパシタンスに応じた発振信号を生成する。
【００５８】
ステップ１１６において、まだアクティブモード１１２中であり、モジュール９２は、キャパシタユニット９０を調整して、電話４と基地局６の間の基準周波数の差を、可能な限り小さく保つ。
【００５９】
平行して、ステップ１１８において、ループ６６の発振周波数の変動が、キャパシタユニット１００とその関連する温度検知素子１０２とによって、自動的に補償される。
【００６０】
アクティブモード１１２において、ユーザは、電話４を使用して、例えば、電話をかけ、遊び、または電話構成を手動で更新する。アクティブモードの間は、全ての構成要素に電力が供給されているため、クロック回路６４の電力消費は最大である。
【００６１】
電力消費を削減するために、プロセッサ１８は、ユーザが電話４を所定の時間にわたって使用しない場合、自動的にアイドルモード１２０へとスイッチする。アイドルモード１２０の間に、プロセッサ１８は、監視モード１２２とスリープモード１２４の間で周期的に交互に切り替わる。
【００６２】
監視モード１２２の間に、ステップ１２６において、モジュール２８は、電話４の構成要素ごとに対する電力供給を、新たな無線信号が受信されるかどうかをチェックする必要があるものを除いて、スイッチオフするか、または維持する。より詳しくは、ステップ１２６の間に、モジュール２８は、スイッチ４６を閉じ、かつスイッチ５４を閉じたままにし、よって、クロック回路６４に、最大に電力が供給され、無線信号の受信に必要な基準周波数の生成を可能とさせる。
【００６３】
ステップ１２８において、通話中でのように、新たな無線信号が受信される場合、プロセッサ１８は、自動的にアクティブモード１１２に戻る。そうでなければ、モジュール２８は、スリープモード１２４に進む。
【００６４】
スリープモードでは、ステップ１３０において、モジュール２８が、スイッチ４６を開き、クロック回路６４の電力消費を削減する。
【００６５】
しかしながら、平行して、ステップ１３２において、モジュール２８が、スイッチ５４を閉じたままにして、記憶ユニット８２を、電力が供給され続けるクロック回路６４の唯一の構成要素となるようにする。その結果、クロック回路６４の電力消費が、著しく削減される一方で、記憶ユニット８２に記憶された設定が保存される。
【００６６】
記憶ユニット８２における設定が、スリープモードにおいても失われていないため、監視モードまたはアクティブモードに戻る際に、記憶ユニット８２に設定を再ロードする必要がない。従って、スリープモードから監視モードへの遷移、またはスリープモードからアクティブモードへの遷移が、より高速となる。
【００６７】
より低い電圧を用いて記憶ユニット８２に電力を供給することで、電力消費を削減する。
【００６８】
さらに、定電圧を用いて記憶ユニット８２に電力を供給することで、回路６８の信頼性をより高くする。他の実施形態において、上記または１つの記憶ユニットに、キャパシタによって電力が供給され、キャパシタは、監視モードの間に充電され、スリープモードの間に放電される。この実施形態において、レギュレータ５０は、必要ではなくなる。しかしながら、キャパシタを充電するために、補足的な供給ラインが必要である。
【００６９】
回路６８を、携帯電話用のクロック回路の特定の場合について説明した。しかしながら、回路６８は、電力消費の節約が重要である他のデバイスおよび装置の構成部品と共に使用することもできる。例えば、回路６８は、コンピュータにおいて使用することができる。このような適用において、キャパシタユニット９０およびモジュール９２は、必要ではない。
【００７０】
最後に、温度補償が必要でない場合は、キャパシタユニット１００を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、本発明に係る発振ループの発振周波数を制御するための回路を備える携帯電話の概略図である。
【図２】図２は、本発明に係る発振ループの発振周波数を制御する方法のフローチャートである。
【図１】
2007533234.tif 000003
【図２】
2007533234.tif 000004
【国際調査報告】
2007533234.tif 000005
2007533234.tif 000006
2007533234.tif 000007