導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的時(shí)鐘漂移曲線確定的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了導(dǎo)航系統(tǒng)接收器以及用于確定該導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的接收器時(shí)鐘的漂移曲線的測(cè)試電路和方法。在實(shí)施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)接收器(100)包括時(shí)鐘源(130)，該時(shí)鐘源被配置為產(chǎn)生用于導(dǎo)航系統(tǒng)接收器以及測(cè)試電路(170)的接收器時(shí)鐘。測(cè)試電路被配置為基于該測(cè)試電路接收到的測(cè)試信號(hào)的檢測(cè)和跟蹤幫助確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線，其中測(cè)試信號(hào)包括至少一個(gè)連續(xù)波(CW)信號(hào)。
【專利說(shuō)明】導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的時(shí)鐘漂移曲線確定
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)總體上涉及導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的時(shí)鐘漂移曲線確定。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器、格洛納斯(GL0NASS)接收器和GalileoTM接收器的操作是獲取并且跟蹤導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，使得能夠在若干個(gè)衛(wèi)星和這些接收器之間進(jìn)行距離測(cè)量，從而計(jì)算接收器的位置。這些導(dǎo)航系統(tǒng)接收器對(duì)時(shí)鐘漂移非常敏感，并且因此，在導(dǎo)航系統(tǒng)接收器集成到電子裝置平臺(tái)期間或者之后，與導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的時(shí)鐘漂移的表征是重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]公開(kāi)了用于確定導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的接收器時(shí)鐘的漂移曲線的測(cè)試電路和方法。在實(shí)施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)接收器包括時(shí)鐘源和測(cè)試電路。時(shí)鐘源被配置來(lái)為導(dǎo)航系統(tǒng)接收器產(chǎn)生接收器時(shí)鐘。測(cè)試電路被配置為基于由該測(cè)試電路接收到的測(cè)試信號(hào)的檢測(cè)和跟蹤幫助確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線(即，時(shí)鐘頻率隨著時(shí)間如何變化的曲線)，其中測(cè)試信號(hào)包括至少一個(gè)連續(xù)波(CW)信號(hào)。
[0004]在一些實(shí)施例中，測(cè)試電路包括頻率檢測(cè)模塊，該頻率檢測(cè)模塊可對(duì)接收到的測(cè)試信號(hào)的樣本操作并且被配置為提供測(cè)試信號(hào)的頻域表示以便計(jì)算與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的初始頻率偏移量。測(cè)試電路還包括跟蹤單元，該跟蹤單元用于使用與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的初始頻率偏移量跟蹤測(cè)試信號(hào)的關(guān)于時(shí)間的頻率或者相位參數(shù)。利用跟蹤到的參數(shù)來(lái)幫助確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1是根據(jù)實(shí)施例的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器的框圖；
[0006]圖2是根據(jù)實(shí)施例的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中使用的漂移曲線確定測(cè)試電路的框圖；
[0007]圖3是典型的漂移曲線跨時(shí)間的示例圖；以及
[0008]圖4是根據(jù)實(shí)施例的用于幫助確定導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的接收器時(shí)鐘漂移的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]根據(jù)示例情形，諸如GPS接收器這樣的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器對(duì)時(shí)鐘漂移非常敏感，并且因此，在GPS接收器集成到電子裝置平臺(tái)期間，接收器時(shí)鐘漂移的表征和/或確定是重要的。甚至小至每秒十億分之10?20 (10?20ppb/s)的漂移都能夠造成高靈敏度GPS接收器的明顯的性能退化(例如，靈敏度損失)。接收到的GPS信號(hào)強(qiáng)度非常弱，并且接收器需要通過(guò)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)毫秒或數(shù)秒的關(guān)聯(lián)和累積過(guò)程來(lái)處理該信號(hào)，以恢復(fù)信息。由于該原因，接收器時(shí)鐘中的甚至很小的漂移都能夠造成性能退化。因此，表征/確定漂移曲線并且優(yōu)化電子裝置平臺(tái)中的GPS接收器的板布局或者采取其它行動(dòng)是重要的。
[0010]另外，在一個(gè)示例情形中，導(dǎo)航系統(tǒng)接收器被配置為使用溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)作為時(shí)鐘源，并且導(dǎo)航系統(tǒng)接收器的性能遭受依賴溫度的殘留誤差。因此，在將GPS接收器集成到諸如電話平臺(tái)這樣的電子裝置平臺(tái)時(shí)，考慮諸如TCXO時(shí)鐘漂移的表征、TXCO選擇、放置和路由變得重要。通過(guò)使用外部設(shè)備諸如調(diào)制分析器或者頻譜分析器來(lái)表征這種TCXO漂移。這些設(shè)備連接到導(dǎo)航系統(tǒng)接收器以分析接收器時(shí)鐘漂移。然而，在通常尺寸很小的最終形成因子(form-factor)電話平臺(tái)上難以使用這些設(shè)備，并且接收器時(shí)鐘漂移的這種表征費(fèi)時(shí)間和精力。此外，在導(dǎo)航系統(tǒng)接收器的工廠生產(chǎn)階段，或者在諸如工作臺(tái)表征(bench characterization)的階段期間，難以實(shí)現(xiàn)這種表征。
[0011]在一些實(shí)施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)接收器極為接近同一電子平臺(tái)中的其它收發(fā)器，例如，無(wú)線LAN、藍(lán)牙等。這些其它收發(fā)器的操作會(huì)由于熱效應(yīng)導(dǎo)致電子平臺(tái)中的溫度迅速變化，這會(huì)導(dǎo)致能夠影響導(dǎo)航系統(tǒng)接收器性能的時(shí)鐘漂移。因此，在導(dǎo)航系統(tǒng)接收器與其它收發(fā)器的各種同時(shí)操作情形下表征/確定時(shí)鐘漂移曲線是重要的。
[0012]這種技術(shù)的各種實(shí)施例提供用于在導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中集成測(cè)試電路的方案，除了能夠提供目前得不到的益處外，該測(cè)試電路能夠表征/確定與接收器時(shí)鐘相關(guān)聯(lián)的漂移以克服以上和其它限制。例如，各種實(shí)施例提供包含測(cè)試電路的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，該測(cè)試電路能夠被啟用以確定與導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。在此結(jié)合圖1到圖4公開(kāi)這種技術(shù)的各種實(shí)施例。
[0013]圖1是根據(jù)實(shí)施例的能夠幫助確定接收器時(shí)鐘的漂移曲線的示例導(dǎo)航系統(tǒng)接收器100的框圖。導(dǎo)航系統(tǒng)接收器100能夠接收來(lái)自諸如全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)這樣的導(dǎo)航衛(wèi)星的位置、定時(shí)和其它導(dǎo)航信息。導(dǎo)航系統(tǒng)接收器100的示例包括但不限于全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器、格洛納斯(GL0NASS)接收器、GalileoTM接收器以及其它導(dǎo)航系統(tǒng)接收器。應(yīng)注意的是，僅僅通過(guò)說(shuō)明提供接收器100的圖示的細(xì)節(jié)，并且其它實(shí)施例可以包含更少或更多的組件以及對(duì)應(yīng)的互連。
[0014]在諸如GPS、GL0NASS、Galileo等的一個(gè)或者更多個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)中，天線105被配置為接收來(lái)自GNSS衛(wèi)星的多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)。在示例實(shí)施例中，前端處理塊110可以被設(shè)計(jì)成以碼分多址(CDMA)操作(例如GPS或者伽利略)，以及以頻分復(fù)用(FDM)操作(例如GL0NASS、GNSS衛(wèi)星信號(hào)的類型)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，全部衛(wèi)星信號(hào)的組合被稱為“接收信號(hào)”或者“射頻(RF)信號(hào)”。天線105被配置為向前端處理塊110提供RF信號(hào)。前端處理塊110以多種方式被配置，并且前端處理塊110作為示例被示出，并且可包括比圖1所示的部件更多的部件及其其它互連。在本實(shí)施例中，前端處理塊110包括放大RF信號(hào)的RF放大器115，該放大器被配置為訪問(wèn)來(lái)自天線105的信號(hào)。在一個(gè)示例中，RF放大器115可以是低噪聲放大器。在一些實(shí)施例中，RF放大器115通過(guò)高性能濾波器諸如表面聲波(SAW)濾波器以及匹配網(wǎng)絡(luò)塊(未示出)從天線105接收信號(hào)。
[0015]前端處理塊110被配置為執(zhí)行一個(gè)或者更多個(gè)級(jí)別的下轉(zhuǎn)換以將RF信號(hào)的載波頻率降低為更低的頻率(例如，中頻(IF))。例如，接收器100包括混合器120，其被配置為將RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)?；旌掀?20使用來(lái)自本地振蕩器(LO)/鎖相環(huán)(PLL) 125的信號(hào)來(lái)將RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)。L0/PLL125通常從時(shí)鐘源130接收時(shí)鐘信號(hào)并且產(chǎn)生本地振蕩器信號(hào)，該本地振蕩器信號(hào)被提供給混合器120。時(shí)鐘源130的示例包括但不限于:溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)、晶體振蕩器、或者耦合到導(dǎo)航系統(tǒng)接收器100內(nèi)部的振蕩器的晶體。濾波器135對(duì)由IF放大器140進(jìn)一步放大的IF信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾。在實(shí)施例中，IF放大器140的輸出被提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 145。ADC145被配置為將接收到的IF信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字樣本。
[0016]接收器100還包括位置信號(hào)處理邏輯150和處理器160，它們被配置為處理數(shù)字化的基帶信號(hào)以提取RF信號(hào)中傳達(dá)的信息和數(shù)據(jù)比特。在一個(gè)實(shí)施例中，位置信號(hào)處理邏輯150可被實(shí)現(xiàn)成處理器160或者可被集成在處理器160內(nèi)。處理器160可以具有內(nèi)部或者外部存儲(chǔ)器諸如用于提高處理效率的高速緩沖存儲(chǔ)器。處理器160可以被接口到若干個(gè)其它部件，諸如多個(gè)存儲(chǔ)器單元(例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)或者其它類型的存儲(chǔ)器)以及輸入/輸出子系統(tǒng)，然而為了描述的簡(jiǎn)潔，這些部件沒(méi)有被示出。這些存儲(chǔ)器由處理器160使用以存儲(chǔ)位置有關(guān)的信息，諸如星歷表數(shù)據(jù)、天文年歷數(shù)據(jù)、最后已知位置等。存儲(chǔ)器也可以被配置為存儲(chǔ)由處理器160執(zhí)行的程序指令。處理器160也可操作地連接到輸入/輸出子系統(tǒng)或者與其耦合，以便與外部裝置通信。
[0017]在這種技術(shù)的該實(shí)施例中，接收器100包括測(cè)試電路170。在實(shí)施例中，測(cè)試電路170被實(shí)現(xiàn)為板載設(shè)計(jì)或者被內(nèi)置到導(dǎo)航系統(tǒng)接收器100。替換地，測(cè)試電路170可以替代地與導(dǎo)航系統(tǒng)接收器100耦合或連接到導(dǎo)航系統(tǒng)接收器100。
[0018]測(cè)試電路170被配置為接收測(cè)試信號(hào)，并且基于測(cè)試信號(hào)的檢測(cè)和跟蹤幫助確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移。在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)試信號(hào)包括至少一個(gè)連續(xù)波(CW)信號(hào)，諸如正弦波信號(hào)。CW信號(hào)是從與接收器100可通信地耦合的外部信號(hào)源接收的。在一些實(shí)施例中，測(cè)試信號(hào)是從信號(hào)源輻射到導(dǎo)航系統(tǒng)接收器100的，從而該信號(hào)被天線105拾取。在另一實(shí)施方式中，測(cè)試信號(hào)通過(guò)有線連接直接連接到前端處理塊110。
[0019]在一些實(shí)施例中，測(cè)試電路170從前端處理塊110的輸出端接收測(cè)試信號(hào)的樣本。例如，測(cè)試電路170與ADC145的輸出端耦合或者連接到ADC145的輸出端。測(cè)試電路170被配置為接收包含CW信號(hào)的測(cè)試信號(hào)的樣本。測(cè)試電路170進(jìn)一步被配置為基于接收到的測(cè)試信號(hào)的樣本確定與接收器時(shí)鐘相關(guān)聯(lián)的初始頻率偏移量。在一個(gè)這種實(shí)施例中，測(cè)試電路170包括頻率檢測(cè)模塊，該模塊被配置為確定初始頻率偏移量。在實(shí)施例中，頻率檢測(cè)模塊進(jìn)行測(cè)試信號(hào)的樣本的快速傅里葉變換(FFT)以獲得測(cè)試信號(hào)的頻域表示。然后，檢測(cè)與測(cè)試信號(hào)的頻域表示中的CW信號(hào)關(guān)聯(lián)的峰值。測(cè)試電路170進(jìn)一步被配置為使用初始頻率偏移量跟蹤C(jī)W信號(hào)的參數(shù)。例如，測(cè)試電路170被配置為使用適當(dāng)部件或者電路系統(tǒng)(其包括但不限于鎖頻環(huán)(FLL)和/或鎖相環(huán)(PLL))來(lái)跟蹤C(jī)W信號(hào)的頻率和相位中的至少一個(gè)。測(cè)試電路170被進(jìn)一步被配置為向外部主機(jī)提供跟蹤到的參數(shù)的信息以確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。例如，CW信號(hào)的頻率被周期性地報(bào)告達(dá)指定的持續(xù)時(shí)間，并且這種跨時(shí)間的頻率的報(bào)告表示與接收器時(shí)鐘(例如TCXO時(shí)鐘)關(guān)聯(lián)的漂移曲線。在另一個(gè)實(shí)施例中，該跨時(shí)間報(bào)告的頻率被提供到外部主機(jī)以便確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。
[0020]測(cè)試電路170可被實(shí)現(xiàn)成電子元件和電路以及諸如專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理器單元、專用芯片等模塊的互連。結(jié)合圖2進(jìn)一步描述測(cè)試電路170的示例實(shí)施例。
[0021]現(xiàn)在參照?qǐng)D2，其示出根據(jù)實(shí)施例的漂移曲線確定測(cè)試電路200。漂移曲線確定測(cè)試電路200(在下文稱為“測(cè)試電路200”)是根據(jù)實(shí)施例的測(cè)試電路170的示例。根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方式，測(cè)試電路200將是導(dǎo)航系統(tǒng)接收器(例如，GPS接收器)的內(nèi)置部件。在一些示例實(shí)施例中，測(cè)試電路200可以是單獨(dú)的實(shí)體并且能夠被耦合到導(dǎo)航系統(tǒng)接收器以幫助確定與該導(dǎo)航系統(tǒng)接收器的接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。在測(cè)試電路200中示出的部件中的一些可以是可選的，并且其功能可以由其它部件例如單獨(dú)或者聯(lián)合地執(zhí)行。
[0022]測(cè)試電路200可與被配置為向測(cè)試電路200提供測(cè)試信號(hào)245 (包括至少一個(gè)CW信號(hào)，諸如正弦波信號(hào))的信號(hào)源240可通信地耦合或關(guān)聯(lián)。在一種形式中，信號(hào)源240使用有線連接向測(cè)試電路200提供測(cè)試信號(hào)。在其它形式中，信號(hào)源240輻射測(cè)試信號(hào)，而天線如天線105能夠接收該測(cè)試信號(hào)，在由前端處理塊(參見(jiàn)前端處理塊110)處理之后，該測(cè)試信號(hào)被饋送到測(cè)試電路200。
[0023]測(cè)試電路200包括緩沖器205，該緩沖器被配置為收集接收到的測(cè)試信號(hào)的樣本。緩沖器205可以用任何存儲(chǔ)器或者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，可以利用能夠存儲(chǔ)測(cè)試信號(hào)的樣本的一系列寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)樣本緩沖器205。在圖2所不的實(shí)施例中,測(cè)試電路200包括頻率檢測(cè)模塊210，該模塊與緩沖器205可通信地耦合或者可通信地連接到緩沖器205。在一個(gè)實(shí)施例中，頻率檢測(cè)模塊210包括FFT模塊。FFT模塊被配置為從緩沖器205接收測(cè)試信號(hào)的樣本。在一些實(shí)施例中，緩沖器205可以是可選的，并且測(cè)試信號(hào)的樣本被直接饋送到頻率檢測(cè)模塊210。
[0024]頻率檢測(cè)模塊210 (具體地，存在于頻率檢測(cè)模塊210中的FFT模塊)被配置為執(zhí)行FFT以便產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于時(shí)域中的接收信號(hào)(例如，包括CW信號(hào)的測(cè)試信號(hào))的頻率表示(例如，頻域信號(hào))。FFT是執(zhí)行離散傅里葉變換(DFT)或者逆變換的有效算法。在信號(hào)分析中，時(shí)域被用來(lái)描述物理信號(hào)關(guān)于時(shí)間的變化，而頻域被來(lái)描述物理信號(hào)關(guān)于頻率的變化。頻率檢測(cè)模塊210執(zhí)行測(cè)試信號(hào)的FFT以提供其輸出作為測(cè)試信號(hào)的頻域數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，頻率檢測(cè)模塊210檢測(cè)測(cè)試信號(hào)(例如，CW信號(hào))中的注入音調(diào)。在實(shí)施例中，基于FFT模塊210的輸出中的峰值來(lái)檢測(cè)CW信號(hào)的注入音調(diào)。在實(shí)施例中，在FFT模塊210的輸出中檢測(cè)到的峰值的中心頻率提供CW信號(hào)的頻率。
[0025]頻率檢測(cè)模塊210被配置為針對(duì)CW信號(hào)計(jì)算與接收器時(shí)鐘相關(guān)聯(lián)的初始頻率偏移量。在一種形式中，基于檢測(cè)到的CW信號(hào)的峰值和CW音調(diào)的峰值的預(yù)期位置來(lái)計(jì)算初始頻率偏移量。例如，測(cè)試信號(hào)中的CW信號(hào)的頻率是已知的，并且可以確定峰值的預(yù)期位置。在實(shí)施例中，頻率檢測(cè)模塊210被配置為計(jì)算CW信號(hào)的峰值的預(yù)期位置和CW音調(diào)的峰值的檢測(cè)位置之間的差值，并且計(jì)算出的差值是初始頻率偏移量。在圖2所示的實(shí)施例中，測(cè)試電路200包括控制邏輯215，控制邏輯215被配置為接收頻率檢測(cè)模塊210的輸出。
[0026]在替換實(shí)施例中，頻率檢測(cè)模塊210通過(guò)其它方式(不使用FFT)如通過(guò)查看接收到的CW信號(hào)的連續(xù)樣本之間的相位差值來(lái)計(jì)算初始頻率偏移量。
[0027]測(cè)試電路200包括用于跟蹤諸如CW信號(hào)的頻率和相位中的至少一個(gè)的參數(shù)的跟蹤單元220，該參數(shù)被用來(lái)確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。跟蹤單元220的示例是FLL或者PLL。跟蹤單元220如FLL與頻率檢測(cè)模塊210和控制邏輯215耦合或者連接到頻率檢測(cè)模塊210和控制邏輯215。
[0028]在實(shí)施例中，控制邏輯215被配置為利用計(jì)算出的初始頻率偏移量來(lái)初始化跟蹤單元220如FLL，并且使FLL在CW信號(hào)上運(yùn)行跟蹤環(huán)以跟蹤C(jī)W信號(hào)的頻率。類似地，在跟蹤單元220是PLL的實(shí)施例中，控制邏輯215使PLL在CW信號(hào)上運(yùn)行跟蹤環(huán)以跟蹤C(jī)W信號(hào)的相位。在一個(gè)實(shí)施例中，控制邏輯215使FLL/PLL跟蹤C(jī)W信號(hào)達(dá)預(yù)定義的時(shí)間間隔。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制邏輯215周期性地報(bào)告CW信號(hào)的頻率/相位以便接收器時(shí)鐘(例如，TCXO時(shí)鐘)的確定。頻率和/或相位跨時(shí)間的報(bào)告表示TCXO時(shí)鐘的漂移曲線。在又一實(shí)施例中，以百萬(wàn)分之幾(ppm)或者十億分之幾(ppb)來(lái)測(cè)量與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。在本文中，百萬(wàn)分之一表示標(biāo)稱頻率為I兆赫茲(MHz)的TCXO時(shí)鐘的頻率中的I赫茲(Hz)的頻率漂移，而十億分之一表示具有IMHz的標(biāo)稱頻率的TCXO時(shí)鐘的ImHZ (毫赫茲)的漂移。
[0029]在一些實(shí)施例中，控制邏輯215被配置為與主機(jī)處理器250可通信地耦合或關(guān)聯(lián)，主機(jī)處理器250能夠接收跟蹤到的參數(shù)的關(guān)于時(shí)間的信息。在這樣的實(shí)施例中，主機(jī)處理器250被配置為基于跟蹤到的參數(shù)確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。在一些實(shí)施例中，控制邏輯215不位于測(cè)試電路200中，并且控制邏輯215的功能由主機(jī)處理器250來(lái)執(zhí)行。在這些實(shí)施例中，主機(jī)處理器250與頻率檢測(cè)模塊210和跟蹤單元215直接耦合或者直接連接到頻率檢測(cè)模塊210和跟蹤單元215。在一些實(shí)施例中，通過(guò)來(lái)自主機(jī)處理器250的軟件消息命令測(cè)試模式，該測(cè)試模式進(jìn)而啟用導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的測(cè)試電路200來(lái)跟蹤C(jī)W信號(hào)，并且跟蹤到的信息由主機(jī)處理器250接收以確定與接收器時(shí)鐘(例如，TCXO時(shí)鐘)關(guān)聯(lián)的漂移曲線。圖3示出跨時(shí)間的典型的漂移曲線的例示圖?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，其示出10秒持續(xù)時(shí)間內(nèi)以PPb為單位的時(shí)鐘的頻率漂移的示例。曲線302表示沿著時(shí)間(X軸)和以PPb為單位的頻率漂移(Y軸)的漂移曲線。
[0030]再次參照?qǐng)D2，應(yīng)當(dāng)注意的是，通過(guò)FLL和PLL的示例說(shuō)明跟蹤單元220。然而，這種描述作為示例呈現(xiàn)。實(shí)際上，跟蹤單元不限于FLL和PLL，并且可實(shí)現(xiàn)跟蹤單元的各種可能的配置。此外，跟蹤單元220、頻率檢測(cè)模塊210和控制邏輯215可以使用帶有或不帶有計(jì)算機(jī)程序指令的ASIC、FPGA、數(shù)字信號(hào)處理器單元、專用芯片等中的任何一個(gè)或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0031]圖4是描述這種技術(shù)的實(shí)施例中的幫助確定導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的接收器時(shí)鐘的漂移曲線的方式的流程圖。為了說(shuō)明，關(guān)于圖1和圖2的裝置和組件并且相對(duì)于包括測(cè)試電路的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器描述流程圖，其中測(cè)試電路用于幫助確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。然而，在本文中描述的各種特征可以在其它環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，以及使用其它組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，為了例示，按照具體順序描述流程圖中的步驟。使用不同的步驟順序的替換實(shí)施例也可以被實(shí)現(xiàn)，并不脫離本技術(shù)的多個(gè)方面的范圍和精神。
[0032]在402處，方法400包括在導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中接收測(cè)試信號(hào)的樣本。在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)試信號(hào)包括至少一個(gè)CW信號(hào)。如結(jié)合圖2所描述的，測(cè)試信號(hào)是通過(guò)直接有線連接從外部信號(hào)源接收的，或者是作為輻射接收的。在另一實(shí)施例中，測(cè)試信號(hào)通過(guò)與導(dǎo)航系統(tǒng)接收器(例如，GPS接收器)耦合或關(guān)聯(lián)的RF天線或有線連接被接收。在實(shí)施例中，Cff信號(hào)是正弦波信號(hào)，并且具有中心頻率。
[0033]在404處，方法400包括基于接收到的測(cè)試信號(hào)的樣本確定接收器時(shí)鐘的初始頻率偏移量。在一個(gè)實(shí)施例中，由塊406、408和410確定初始頻率偏移量。在406處，方法400包括訪問(wèn)對(duì)應(yīng)于測(cè)試信號(hào)的包含可檢測(cè)頻率峰值的頻域表示。通過(guò)執(zhí)行測(cè)試信號(hào)的FFT獲得頻域表示。在408處，方法400包括訪問(wèn)分別反映峰值的預(yù)期位置和檢測(cè)位置的第一值和第二值。第一值對(duì)應(yīng)于與CW信號(hào)相對(duì)應(yīng)的峰值的預(yù)期位置。由于CW信號(hào)的頻率是已知的，因此峰值的預(yù)期位置已經(jīng)知道并且被訪問(wèn)。第二值對(duì)應(yīng)于與在頻域表示中的CW信號(hào)相對(duì)應(yīng)的峰值的檢測(cè)位置。在410處，方法400包括針對(duì)CW信號(hào)確定與接收器時(shí)鐘相關(guān)聯(lián)的初始頻率偏移量?；诘谝恢岛偷诙抵g的差值確定初始頻率偏移量。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，初始頻率偏移量作為CW信號(hào)的峰值的預(yù)期位置和CW信號(hào)的峰值的檢測(cè)位置之間的差值來(lái)計(jì)算。
[0034]在412處，方法400包括使用初始頻率偏移量來(lái)跟蹤C(jī)W信號(hào)的參數(shù)。該參數(shù)是CW信號(hào)的頻率和相位中的至少一個(gè)。例如，如結(jié)合圖2所描述的，由FLL和/或PLL跟蹤C(jī)W信號(hào)的頻率和/或相位。在實(shí)施例中，初始頻率偏移量也是參數(shù)并且也被跟蹤。在此，初始頻率偏移量的跟蹤是指根據(jù)接收到的CW信號(hào)周期性地確定頻率偏移量。在一些實(shí)施例中，還以預(yù)定義或者訂制的非周期間隔確定頻率偏移量。
[0035]此外，在414處，方法400包括基于CW信號(hào)的參數(shù)的跟蹤幫助確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。例如，關(guān)于時(shí)間跟蹤C(jī)W信號(hào)的頻率，例如，針對(duì)預(yù)定義的間隔。關(guān)于時(shí)間報(bào)告跟蹤到的CW信號(hào)的頻率，以確定/表征與接收器時(shí)鐘(例如，TCXO時(shí)鐘)關(guān)聯(lián)的漂移曲線。在一些實(shí)施例中，跟蹤到的參數(shù)諸如頻率和相位的值被提供給諸如主機(jī)處理器110這樣的外部處理/計(jì)算裝置。在這些實(shí)施例中，主機(jī)處理器110利用跟蹤到的關(guān)于時(shí)間的參數(shù)的值來(lái)確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。
[0036]在414處，方法400基于初始頻率偏移值的跟蹤來(lái)幫助確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。通過(guò)根據(jù)接收到的CW信號(hào)周期性地確定頻率偏移值來(lái)隨著時(shí)間跟蹤初始頻率偏移量，并且通過(guò)跟蹤到的頻率偏移量值確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。跟蹤到的頻率偏移量的值被提供到諸如主機(jī)處理器110這樣的外部處理/計(jì)算裝置，該外部處理/計(jì)算裝置利用這些值來(lái)確定與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。
[0037]不以任何方式限制以下出現(xiàn)的權(quán)利要求的范圍、解釋或者應(yīng)用，在本文中公開(kāi)的一個(gè)或者更多個(gè)示例性實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是提供可集成在導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的測(cè)試電路。各種實(shí)施例以簡(jiǎn)單并且容易使用的方式提供幫助確定諸如TCXO時(shí)鐘的接收器時(shí)鐘的漂移曲線，因?yàn)闇y(cè)試電路已經(jīng)集成在裝置平臺(tái)中。各種實(shí)施例不涉及昂貴和笨重的外部設(shè)備，因此不具有與緊湊外形電話平臺(tái)關(guān)聯(lián)的困難。這種技術(shù)的各種實(shí)施例使得能夠在諸如工廠生產(chǎn)測(cè)試和工作臺(tái)表征這樣的階段確定漂移曲線。通過(guò)來(lái)自主機(jī)處理器的軟件消息命令測(cè)試模式，該測(cè)試模式進(jìn)而啟用導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的測(cè)試電路以便報(bào)告與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。這種處理可縮放用于工廠生產(chǎn)階段期間導(dǎo)航系統(tǒng)接收器的大規(guī)模測(cè)試。這種技術(shù)的各種實(shí)施例在導(dǎo)航系統(tǒng)接收器的設(shè)計(jì)階段有幫助，例如，如果所確定的與接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移超過(guò)可能影響對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器的性能的某一限制，則可以采取減輕動(dòng)作。這種減輕動(dòng)作包括但不限于板設(shè)計(jì)優(yōu)化、TCXO放置變化和熱屏蔽。結(jié)合這種技術(shù)提供的測(cè)試電路和方法幫助時(shí)鐘漂移的這種確定。
[0038]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以對(duì)所描述的示例進(jìn)行修改，并且很多其它實(shí)施例是可能的。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，其包括: 時(shí)鐘源，其被配置為產(chǎn)生用于所述導(dǎo)航系統(tǒng)接收器的接收器時(shí)鐘；以及 與所述時(shí)鐘源耦合的測(cè)試電路，所述測(cè)試電路被配置為基于由所述測(cè)試電路接收到的測(cè)試信號(hào)的檢測(cè)和跟蹤幫助確定與所述接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線，其中所述測(cè)試信號(hào)包括至少一個(gè)連續(xù)波信號(hào)即CW信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，其中所述測(cè)試電路包括: 緩沖器，其被配置為接收所述測(cè)試信號(hào)的樣本； 頻率檢測(cè)模塊，其與所述緩沖器耦合并且可對(duì)接收到的所述測(cè)試信號(hào)的樣本操作，所述頻率檢測(cè)模塊被配置為針對(duì)所述至少一個(gè)CW信號(hào)計(jì)算與所述接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的初始頻率偏移量；以及 跟蹤單元，其用于跟蹤所述至少一個(gè)CW信號(hào)的頻率和相位中的至少一個(gè)，以幫助確定與所述接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的所述漂移曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，其中，所述跟蹤單元是鎖頻環(huán)和鎖相環(huán)中的一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，其中，所述頻率檢測(cè)模塊被配置為: 計(jì)算所述接收到的所述測(cè)試信號(hào)的樣本的頻域表示，以在所述頻域表示中檢測(cè)所述與所述至少一個(gè)CW信號(hào)關(guān)聯(lián)的峰值；以及 基于與所述至少一個(gè)CW信號(hào)關(guān)聯(lián)的檢測(cè)到的峰值和所述至少一個(gè)CW信號(hào)的預(yù)期峰值確定所述初始頻率偏移量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，其進(jìn)一步包括控制邏輯，所述控制邏輯與所述頻率檢測(cè)模塊和所述跟蹤單元耦合，所述控制邏輯被配置為: 控制所述頻率檢測(cè)模塊以便獲得所述初始頻率偏移量；以及 相對(duì)于時(shí)間控制用于跟蹤所述至少一個(gè)CW信號(hào)的所述頻率和所述相位中的至少一個(gè)的所述跟蹤單元，以確定與所述接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的所述漂移曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，其中，所述跟蹤單元被配置為跟蹤所述頻率和所述相位中的至少一個(gè)達(dá)預(yù)定義的時(shí)間間隔，并且向外部主機(jī)處理器輸出所述跟蹤的頻率和所述跟蹤的相位中的至少一個(gè)，以確定與所述接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的所述漂移曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，其中，所述時(shí)鐘源包括溫度補(bǔ)償晶體振蕩器即TCXO和晶體振蕩器中的一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，其中，使用快速傅里葉變換即FFT操作獲得所述接收到的所述測(cè)試信號(hào)的樣本的所述頻域表示。
9.一種漂移曲線確定的方法，所述方法包括: 在導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中接收測(cè)試信號(hào)的樣本，其中所述測(cè)試信號(hào)包括至少一個(gè)連續(xù)波信號(hào)即CW信號(hào)； 基于所述接收到的所述測(cè)試信號(hào)的樣本確定與所述接收器時(shí)鐘相關(guān)聯(lián)的初始頻率偏移量; 使用所述初始頻率偏移量跟蹤所述至少一個(gè)CW信號(hào)的參數(shù)；以及 基于所述至少一個(gè)CW信號(hào)的所述參數(shù)的跟蹤幫助確定與所述接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的漂移曲線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述初始頻率偏移量的確定包括: 訪問(wèn)對(duì)應(yīng)于所述測(cè)試信號(hào)并且包括可檢測(cè)的頻率峰值的頻域表示； 訪問(wèn)分別反映所述峰值的預(yù)期位置和檢測(cè)位置的第一值和第二值。以及 基于所述第一值和所述第二值之間的差值確定與所述接收器時(shí)鐘相關(guān)聯(lián)的初始頻率偏移量。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中訪問(wèn)所述頻域表示包括執(zhí)行所述測(cè)試信號(hào)的快速傅里葉變換即FFT以獲得所述測(cè)試信號(hào)的頻域表示，并且其中所述可檢測(cè)的峰值與所述頻域表示中的所述至少一個(gè)CW信號(hào)關(guān)聯(lián)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述參數(shù)是所述至少一個(gè)CW信號(hào)的頻率和相位中的至少一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中跟蹤所述參數(shù)包括跟蹤所述至少一個(gè)CW信號(hào)的頻率達(dá)預(yù)定義的時(shí)間間隔以幫助確定與所述接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的所述漂移曲線。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述接收器時(shí)鐘是溫度補(bǔ)償晶體振蕩器即TCXO時(shí)鐘和由晶體振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘中的一個(gè)。
15.一種能夠被集成在導(dǎo)航系統(tǒng)接收器中的漂移曲線確定測(cè)試電路，所述測(cè)試電路包括: 頻率檢測(cè)模塊，其可對(duì)接收到的測(cè)試信號(hào)的樣本操作，所述頻率監(jiān)測(cè)模塊被配置為針對(duì)至少一個(gè)CW信號(hào)提供與所述接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的初始頻率偏移量；以及 跟蹤單元，其與所述頻率檢測(cè)模塊耦合并被配置為使用與所述接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的所述初始頻率偏移量關(guān)于時(shí)間跟蹤所述測(cè)試信號(hào)的參數(shù)，所述參數(shù)與對(duì)應(yīng)于所述接收器時(shí)鐘的漂移曲線關(guān)聯(lián)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的漂移曲線確定測(cè)試電路，其中所述頻率檢測(cè)模塊進(jìn)一步包括FFT模塊，所述FFT模塊被配置為接收所述測(cè)試信號(hào)的樣本并且計(jì)算所述測(cè)試信號(hào)的頻域表示。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的漂移曲線確定測(cè)試電路，其中所述參數(shù)是所述至少一個(gè)CW信號(hào)的頻率和相位中的至少一個(gè)，并且所述跟蹤單元是鎖頻環(huán)和鎖相環(huán)中的一個(gè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的漂移曲線確定測(cè)試電路，其中所述頻率檢測(cè)模塊被配置為檢測(cè)所述頻率域表示中與所述至少一個(gè)CW信號(hào)關(guān)聯(lián)的峰值，其中基于檢測(cè)到的與所述至少一個(gè)CW信號(hào)關(guān)聯(lián)的峰值和所述至少一個(gè)CW信號(hào)的預(yù)期峰值計(jì)算所述初始頻率偏移量。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的漂移曲線確定測(cè)試電路，其進(jìn)一步包括控制邏輯，所述控制邏輯與所述頻率檢測(cè)模塊和所述跟蹤單元耦合，所述控制邏輯被配置為: 控制所述頻率檢測(cè)模塊以便計(jì)算所述初始頻率偏移量；以及 關(guān)于時(shí)間控制用于跟蹤所述至少一個(gè)CW信號(hào)的頻率和相位中的至少一個(gè)的所述跟蹤單元，以幫助確定與所述接收器時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的所述漂移曲線，其中所述跟蹤單元被配置為跟蹤所述頻率和相位中的至少一個(gè)達(dá)預(yù)定義的時(shí)間間隔以確定所述漂移曲線。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的漂移曲線確定測(cè)試電路，其中所述接收器時(shí)鐘源是溫度補(bǔ)償晶體振蕩器即TCXO時(shí)鐘和晶體振蕩器中的一個(gè)。
【文檔編號(hào)】G01S19/13GK103917893SQ201280052733
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月25日
【發(fā)明者】K·然瑪蘇巴曼, J·譚古都 申請(qǐng)人:德克薩斯儀器股份有限公司