JP6000694B2

JP6000694B2 - 水晶発振器回路の温度依存性及び処理依存性周波数変動を低減させるシステム及び方法

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Publication number: JP6000694B2
Application number: JP2012149427A
Authority: JP
Inventors: デイヴィッド・ハーニッシュフェガー
Original assignee: インテルアイピーコーポレイション
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2016-10-05
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Description

本開示は、一般に無線通信に関し、特に、水晶発振器回路の温度依存性周波数変動を低減させる工程に関する。

無線通信システムは、無線送信器及び無線受信器を使用して遠隔点間で情報を伝達するために種々の電気通信システム、テレビジョン、ラジオ、及び他のメディア・システム、データ通信ネットワーク、並びに他のシステムにおいて使用される。送信器は、ラジオ、テレビジョン、又は他の電気通信などの電磁気信号を、通常、アンテナの助けを借りて伝搬する電子装置である。送信器は、多くの場合、無線周波数信号又は他の信号を受信し、所定の利得で上記信号を増幅し、増幅された信号を通信する信号増幅器を含む。他方で、受信器は、やはり、通常は、アンテナの助けを借りて、無線電磁気信号を受信し、処理する電子装置である。一部の場合には、送信器及び受信器は、トランシーバと呼ばれる単一の装置に合体し得る。

送信器、受信器、及びトランシーバは多くの場合、発振器として知られている構成部分を含む。発振器は、ベースバンド信号を無線周波数（ＲＦ）キャリアにアップコーバートし、信号の送信のために変調を行い、かつ／又は、ＲＦ信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、受信信号の復調を行うために（通常、無線周波数範囲において）局所発振器信号を生成する機能を含む、送信器、受信器、及び／又はトランシーバにおける多くの機能を担い得る。

所望の機能を達成するためには、前述の発振器は、多くの場合、正確な動作特性をもたらす設計を有していなければならない。例えば、発振器回路が、発振器回路の温度と無関係に動作するということは多くの場合、重要である。しかし、多くの既存の発振器回路では、温度の変動は、発振器回路の発振の周波数における望ましくない変動につながり得る。
温度にわたる前述の変動は、発振周波数を生成するために使用される共振器の温度依存性を含む種々の要因によって生じ得る。

当該技術分野において知られているように、温度の関数としての水晶共振器の周波数応答は
ｆ（Ｔ）＝ｆ_０＋ａ_１（Ｔ−Ｔ_０）＋ａ_２（Ｔ−Ｔ_０）^２＋ａ_３（Ｔ−Ｔ_０）^３
という式によって近似し得る。ここで、
Ｔは温度であり、
ｆ（Ｔ）は、温度Ｔにおける共振器の共振周波数であり、
ｆ_０は温度Ｔ_０における水晶の共振周波数Ｔ_０である。更によく知られているように、上記式の係数ａ_１、ａ_２、ａ_３は、各発振器を、その周波数対温度応答を求めるよう別個に特徴付けなければならないように変動し得る。

上記多項式に加えて、水晶発振器ロットは、それらの周波数対温度応答を求めるために一連の温度にわたって特徴付け得、前述のデータはルックアップ・テーブル又は他のデータ構造に記憶し得る。その結果、通常の周波数対温度応答は、ルックアップ・テーブルに対する参照によって求め得る。

発振器回路の設計者は、多くの場合、特定の温度範囲にわたってほぼ一定の出力周波数を維持するために共振器の温度依存性を最小にするために補償回路を含む。当初、製造中、補償回路は、共振器のグレーディング又は特徴付けに基づいて手作業で調節される。前述の手法は、人間のエラーを被りがちであり、時間がかかるものであった。グレーディングに基づいた補償回路の手作業の調節の実施の欠点を解消するために、発振器の温度検知回路が温度を求め、前述の温度に基づいて、発振器の補償回路が、共振器に結合された可変コンデンサの静電容量を変え、これが、温度による共振器の周波数変動を補償する、発振器回路における周波数変動を誘起する手法が策定された。前述の温度ベースの補償は多くの場合、水晶のロットの一般的な、又は平均的な温度依存特性を求めるために共振器のランダムなサンプルを特徴付けることにより、求められた。

しかし、前述の手法は、共振器間での処理の変動を十分に補償するものでなかった。例えば、当該技術分野において知られているように、共振器は、図５に示すように、抵抗、インダクタ、及び２つのコンデンサとして統計モデリングし得る。製造中の処理変動により、前述のモデリングされた電気素子の特性（例えば、抵抗、インダクタンス、及び静電容量）は、一つの共振器と次の共振器との間で変わり得る。前述の変動により、ロットにおける各共振器の温度依存性関数は互いに変わり、よって、温度補償の手段として平均化温度特性を施すことの効果性を低減させ得る。よって、上記式を参照するに、各共振器は、ｆ_０、Ｔ_０、ａ_１、ａ_２、及び／又はａ_３の変動する値を有し得るか、又は、共振器ロットの期待周波数対温度特性を特徴付けるルックアップ・テーブル・エントリから逸脱し得る。よって、伝統的な手法を使用して、共振器における前述の処理の変動を十分に補償するためには、水晶の、時間がかかり、かつ、エラーを被りがちなグレーディングが必要であり得る。

本開示の一部の実施例によれば、発振器は、共振器、温度センサ、温度補償算出器、周波数推定器、処理補償算出器、制御モジュール、及び可変コンデンサを含み得る。温度センサは、発振器の周囲温度を示す温度信号を出力するよう構成し得る。温度補償算出器は、温度信号に基づいて、温度ベースの周波数補償信号を出力するよう構成し得る。周波数推定器は、発振器の動作の検出された近似周波数に基づいて、周波数推定信号を出力するよう構成し得る。処理補償算出器は、周波数推定信号に基づいて、処理ベースの補償信号を出力するよう構成し得る。制御モジュールは、温度ベースの周波数補償信号及び処理ベースの補償信号に基づいて、制御信号を出力するよう構成し得る。可変コンデンサは共振器に結合され、可変コンデンサの静電容量は制御信号に基づいて確立される。

本開示の特定の実施例による、例示的な無線通信システムを示すブロック図である。本開示の特定の実施例による、例示的な送信及び／又は受信エレメントの選択された構成部分を示すブロック図である。本開示の特定の実施例による、例示的な発振器を示すブロック図である。本開示の特定の実施例による、共振器ロットの平均周波数変動対温度を示す例示的なグラフである。本開示の特定の実施例による、共振器の例示的な統計モデルを示すブロック図である。本開示の特定の実施例による、別々の３つの例示的な発振器の発振器内の可変コンデンサの負荷容量に対する、発振器の線形化周波数変動を示す図である。

本開示の１つ又は複数の実施例の技術上の利点は、発振器に配置されたロットの各共振器を特徴付ける必要性を減らす一方で、公称周波数からの発振器の温度依存性変動及び処理依存性変動を低減させるか、又はなくし得る手法を含み得る。

本開示の種々の実施例は、列挙された技術上の利点の一部又は全部を含んでいてもよく、前述の利点を何ら含んでいなくてもよい。更に、本開示の他の技術上の利点は、本開示に含まれる図面、明細書、及び特許請求の範囲から、当業者に容易に分かり得る。

本開示並びにその構成及び効果の更に詳細な理解のために、次に、添付図面とともに以下の説明を参照する。

図１は、本開示の特定の実施例による、例示的な無線通信システム１００のブロック図を示す。話を単純にするために、図１には、２つの端末１１０及び２つの基地局１２０のみを示す。端末１１０は、遠隔局、移動局、アクセス端末、ユーザ機器（ＵＥ）、無線通信装置、セルラ電話機、又は特定の他の用語としても表し得る。基地局１２０は固定局であり得、アクセス・ポイント、ノードＢ、又は特定の他の用語としても表し得る。移動通信制御局（ＭＳＣ）１４０は、基地局１２０に結合し得、基地局１２０の調整及び制御を提供し得る。

端末１１０は、衛星１３０からの信号を受信することができてもできなくてもよい。衛星１３０は、周知の全地球測位システム（ＧＰＳ）などの衛星測位システムに属し得る。各ＧＰＳ衛星は、地球上のＧＰＳ受信器がＧＰＳ信号の到着の時間を測定することを可能にする情報で符号化されたＧＰＳ信号を送信し得る。ＧＰＳ受信器の３次元位置を正確に推定するために、十分な数のＧＰＳ衛星の測定を使用し得る。端末１１０は、ブルートゥース（登録商標）送信器、無線フィデリティ（Ｗｉ-Ｆｉ）送信器、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）送信器、ＩＥＥＥ８０２．１１送信器、及び何れかの他の適切な送信器などの他のタイプの送信源からの信号を受信することもできる。

図１では、複数の送信源からの信号を同時に受信しているとして各端末１１０を示しており、送信源は基地局１２０又は衛星１３０であり得る。特定の実施例では、端末１１０は送信源でもあり得る。一般に、端末１１０は、何れかの特定の時点で１つ又は複数の送信源からの信号を受信してもよく、どの送信源からの信号も受信しなくてもよい。

システム１００は符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）システム、時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ）システム、又は特定の他の無線通信システムであり得る。ＣＤＭＡシステムは、（一般に「１ｘ」としても知られている）ＩＳ−２０００、ＩＳ−９５、（一般に「１ｘＥＶ―ＤＯ」としても知られている）ＩＳ−８５６、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）等などの１つ又は複数のＣＤＭＡ技術標準を実現し得る。ＴＤＭＡシステムは、ジーエスエム（ＧＳＭ(登録商標)）などの１つ又は複数のＴＤＭＡ技術標準を実現し得る。Ｗ−ＣＤＭＡ技術標準は３ＧＰＰとして知られているコンソーシアムによって規定され、ＩＳ−２０００及びＩＳ−８５６技術標準は３ＧＰＰ２として知られているコンソーシアムによって規定される。

図２は、本開示の特定の実施例による、例示的な送信及び／又は受信エレメント２００（例えば、端末１１０、基地局１２０、又は衛星１３０）の選択された構成部分のブロック図を示す。エレメント２００は、送信経路２０１及び／又は受信経路２２１を含み得る。
エレメント２００の機能に応じて、エレメント２００は、送信器、受信器、又はトランシーバとみなし得る。

図２に表すように、エレメント２００はディジタル回路２０２を含み得る。ディジタル回路２０２は、受信経路２２１を介して受信されたディジタル信号及び情報を処理するよう構成され、送信経路２０１を介した送信のために情報及び信号を処理するよう構成された何れかのシステム、デバイス、又は装置を含み得る。前述のディジタル回路２０２は、１つ又は複数のマイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ、及び／又は他の適切なデバイスを含み得る。

送信経路２０１は、ディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）２０４を含み得る。ＤＡＣ２０４は、ディジタル回路２０２からディジタル信号を受信し、前述のディジタル信号をアナログ信号に変換するよう構成し得る。前述のアナログ信号は次いで、アップコンバータ２０８を含む、送信経路２０１の１つ又は複数の他の構成部分に転送し得る。

アップコンバータ２０８は、発振器２１０によって供給される発振器信号に基づいて、無線周波数での無線通信信号に、ＤＡＣ２０４から受信されたアナログ信号を周波数アップコンバートするよう構成し得る。発振器２１０は、無線通信信号にアナログ信号を変調又はアップコンバートするために、又はアナログ信号に無線通信信号を復調又はダウンコンバートするために特定の周波数のアナログ波形を生成するよう構成された何れかの適切なデバイス、システム、又は装置であり得る。一部の実施例では、発振器２１０は、ディジタル制御された水晶発振器であり得る。発振器２１０は、図３を参照して以下に更に詳細に説明し得る。

送信経路２０１は、送信するために、アップコンバートされた信号を増幅するための可変利得増幅器（ＶＧＡ）２１４、及び増幅された信号ＶＧＡ２１４を受信し、関心の帯域における信号成分を通過させ、帯域外雑音及び不要な信号を除去するよう構成された帯域通過フィルタ２１６を含み得る。帯域通過フィルタリングされた信号は、電力増幅器２２０によって受信され得、電力増幅器２２０では、アンテナ２１８を介して送信されるために増幅される。アンテナ２１８は、増幅された信号を受信し、（例えば、端末１１０、基地局１２０、及び／又は衛星１３０のうちの１つ若しくは複数に）前述の信号を送信し得る。

受信経路２２１は、アンテナ２１８を介して（例えば、端末１１０、基地局１２０、及び／又は衛星１３０から）無線通信信号を受信するよう構成された帯域通過フィルタ２３６を含み得る。帯域通過フィルタ２３６は、関心帯域における信号成分を通過させ、帯域外雑音及び不要な信号を除去し得る。更に、受信経路２２１は、帯域通過フィルタ２３６から受信された信号を増幅するための低雑音増幅器（ＬＮＡ）２２４を含み得る。

受信経路２２１はダウンコンバータ２２８も含み得る。ダウンコンバータ２２８は、アンテナ２１８を介して受信され、（例えば、ベースバンド信号にダウンコンバートする）発振器２１０によって供給される発振器信号で、ＬＮＡ２３４によって増幅された無線通信信号を周波数ダウンコンバートするよう構成し得る。受信経路２２１は、関心の無線周波数チャネル内の信号成分を通過させ、かつ／又は、ダウンコンバージョン処理によって生成され得る雑音及び不要な信号を除去するために、ダウンコンバートされた無線通信信号をフィルタリングするよう構成し得るフィルタ２３８を更に含み得る。更に、受信経路２２１は、フィルタ２３８からアナログ信号を受信し、前述のアナログ信号をディジタル信号に変換するよう構成されたアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）２２４を含み得る。
前述のディジタル信号は次いで、処理するためにディジタル回路２０２に転送し得る。

図３は、本開示の特定の実施例による、発振器２１０の特定の実施例のブロック図を示す。図３に示すように、発振器２１０は、アクティブ・エレメント３１２と並列に共振器３１０を含み得る。共振器３１０は、非常に正確な周波数を有する電気信号を、発振器２１０の他の構成部分とともに生成し得る機械的共振を備えた何れかの圧電材料（例えば、水晶）を含み得る。

アクティブ・エレメント３１２は、その入力からのほぼ１８０度の位相シフトを有する波形をその出力で生成するよう構成された何れかのシステム、デバイス、又は装置を含み得る。一部の実施例では、アクティブ・エレメント３１２は、図３に表すようにインバータを含み得る。前述の実施例では、アクティブ・エレメント３１２は、その入力で駆動された低電圧（例えば、論理０）を受け取った場合、その出力で高電圧（例えば、論理１）を駆動し得る。あるいは、アクティブ・エレメント３１２は、その入力で駆動された高電圧（例えば、論理１）を受け取った場合、その出力で低電圧（例えば、論理０）を駆動し得る。アクティブ・エレメント３１２は、ＰＭＯＳインバータ、ＮＭＯＳインバータ、スタティックＣＭＯＳインバータ、飽和負荷ディジタル・インバータ、又は何れかの他の適切な実現形態として実現し得る。しかし、動作中、インバータとして実現された場合、アクティブ・エレメント３１２は、帰還抵抗３１６により、その線形領域においてバイアスされ、よって、高利得反転増幅器として動作することを可能にし得る。抵抗３１６は、アクティブ・エレメント３１２の入力及び出力間のフィードバック経路を提供する自己バイアス抵抗としての役目を担い得る。

共振器３１０の各端子は、１つ又は複数の可変コンデンサ３１４にも結合し得る。その名称によって示唆されるように、可変コンデンサ３１４は可変静電容量を有し、よって、発振器２１０の出力周波数の同調を可能にし得る。可変コンデンサ３１４の可変静電容量は、以下に更に詳細に説明するように、制御モジュール３３２によって制御し得る。

図３において表すように、発振器２１０は、所定の温度補償算出器３２４の入力にその出力で結合された温度センサ３２２も含み得る。温度センサ３２２は、温度を示す電気又は電子信号（例えば、電圧又は電流）を生成するよう構成された何れかのシステム、デバイス、又は装置を含み得る。例えば、一部の実施例では、温度センサ３２２は、抵抗と直列にサーミスタを含み得る。サーミスタは、抵抗が有意に温度とともに変動する抵抗性デバイスを含み得る。よって、サーミスタ及び抵抗は、サーミスタ及び抵抗に共通のノードにおける電圧がサーミスタの温度の関数であり得る分圧器をもたらし得る。動作中、温度センサ３２２又はその構成部分は、（共振器３１０などの）温度測定が必要な発振器２１０の構成部分の近くに配置し得る。

所定の温度補償算出器３２４は、近似の温度ベースの周波数補償信号を、温度を示す温度センサ３２２から受け取られた温度信号（例えば、電圧）に基づいて生成するよう構成された何れかのシステム、デバイス、又は装置を含み得る。近似温度ベースの周波数補償信号は、共振器３１０を得ることができた共振器のロットに対して行われる特徴付けに基づき得る。前述の特徴付けは、共振器のロットについて、共振器の周波数に対する共振器の平均的であるか、予期されるか、又は一般的な温度依存性を判定し得る。例えば、特徴付けは、共振器のロットについて、図４に表す周波数対温度特性を前述の共振器が平均的に有すると判定し得る。図４では、垂直軸は、水平軸が周囲温度を表す一方で、公称周波数ｆ_０の百万分率（ｐｐｍ）で表す特定の公称周波数ｆ_０からの周波数での変動を表す。よって、図４に表す特徴付けなどの特徴に基づいて、温度依存性周波数変動の補償に必要な量の補償を、水晶発振器ロットのうちの一般的な水晶発振器について判定し得る。前述の特徴付けデータは、無線通信装置２００の別の構成部分、又は所定の温度補償算出器３２４内のリードオンリ・メモリ及び／又は他のコンピュータ読み取り可能な媒体に（例えば、データベース、データ・ファイル、テーブル、マップ、及び／又は、他の構造化データとして）記憶し得る。よって、温度センサ３２２から受け取られた温度信号に基づいて、所定の温度補償算出器３２４は、前述の特徴付けデータを参照して、関連付けられた温度の近似の周波数補償を求め、前述の周波数補償を示す温度ベースの周波数補償信号を出力し得る。

図３において表すように、発振器２１０は、周波数推定器３２６を含み得る。周波数推定器３２６は、受け取られた１つ又は複数の入力に基づいて、無線通信装置２００の受信経路又は送信経路が動作している周波数を推定し、前述の動作周波数を示す周波数推定信号を出力するよう構成された何れかのシステム、デバイス、又は装置を含み得る。例えば、周波数推定器３２６は、ＡＤＣ２２４の出力から１つ又は複数の信号を受け取り、前述の信号に基づいて、前述の信号の近似周波数を求め得る。前述の周波数推定は、周波数領域で高速フーリエ変換を用いてか、時間領域でパルス・カウンタを用いてか、又は、当業者によって知られている何れかの別の方法によって行い得る。

更に、発振器２１０は、処理補償算出器３２８も含み得る。処理補償算出器３２８は、周波数推定器３２６から受け取られた周波数推定信号に基づいて、共振器３１０の処理依存性補償を算出し、前述の算出された処理依存性補償を示す処理ベースの補償信号を出力するよう構成された何れかのシステム、デバイス、又は装置を含み得る。一部の実施例では、処理依存性補償は、乗数的因子を示しても示さなくてもよい。処理補償算出器３２８の機能を示すために、図５及び図６、並びに図５及び図６の以下の説明を参照する。

図５は、本開示の特定の実施例による、共振器の例示的な統計モデル５００のブロック図を示す。図５に示すように、統計モデル５００は、インダクタＬ_１、コンデンサＣ_１、及び抵抗Ｒ_１の直列の組み合わせと並列にコンデンサＣ_２を含み得る。動作中、共振器は、統計モデルのものを近似する挙動を表し得る。しかし、共振器の製造中の処理変動により、統計モデルの静電容量、インダクタンス、及び抵抗の値は、「同一」であると意図された共振器間で変わり得る。この現象の例示的な図示として、図６は、別々の３つの共振器の前述の発振器内の共振器（例えば、共振器３１０）に結合された可変コンデンサ（例えば、可変コンデンサ３１４）の負荷容量に対する発振器の線形化周波数変動（単位：ｐｐｍ）を表す。曲線６０２は、ロットの共振器の平均的であるか、期待されているか、又は一般的な特性を有するロットの平均的な共振器の可変コンデンサ静電容量に対する発振器周波数変動を表す。曲線６０４は、曲線６０２によって表される平均共振器と比較して可変静電容量に対する大きな周波数感応性を有するロットの共振器の可変コンデンサ静電容量に対する発振器周波数変動を表す。曲線６０６は、曲線６０２によって表される平均的な共振器と比較して、可変静電容量に対する周波数感応性が低いロットの共振器の可変コンデンサ静電容量に対する発振器周波数変動を表す。特定の場合、曲線６０２、６０４、及び６０６それぞれ、又はそれらの部分は、勾配で線形曲線を近似するよう企図し得る。各曲線は、各曲線が公称周波数ｆ_０で周波数を有し得る校正静電容量Ｃ_０で交わり得る。一部の場合には、公称周波数ｆ_０は、温度ベースの変動及び処理ベースの変動がない状態での共振器の周波数であり得る。説明を簡単にするために、図６は、線形化周波数変動のみを表す。しかし、本開示のシステム及び方法は、非線形曲線にも適用し得る。

平均的な共振器（例えば、曲線６０２に示す）の勾配に対する「平均的でない」共振器（例えば、曲線６０４又は６０６に示す）勾配の比は、（例えば、所定の温度補償算出器によって算出されるような）特定の温度での周波数変動を補償する近似の周波数補償で乗算すると、特定の温度における周波数変動に対する処理ベースの補償修正をもたらし得る。よって、前述の処理依存性の比を算出するために、処理補償算出器３２８は、以下に更に詳細に説明するように、（例えば、曲線６０４によって表す線形周波数対負荷容量曲線を有する）共振器３１０を有する発振器２１０の可変静電容量に対する周波数変動の勾配と、（例えば、曲線６０２によって表す線形化周波数対負荷容量曲線を有する）共振器３１０を得ることができる共振器ロットの平均特性を近似する特性を備えた共振器を有する発振器２１０の可変静電容量に対する周波数変動の期待勾配との間の比を近似する補償因子を求めることができる。当業者は、校正静電容量Ｃ_０に等しくない可変静電容量値Ｃ_ｉの場合、（例えば、曲線６０４上の点６１０である）共振器３１０を有する発振器２１０のＣ_ｉにおける周波数変動の、（例えば、曲線６０２上の点６１２である）共振器３１０を得ることができる共振器ロットの平均特性を近似する特性を備えた共振器を有する発振器２１０のＣ_ｉにおける期待周波数変動に対する比を認識し得、期待周波数変動は共振器ロットの特徴付けに基づく。処理補償算出器３２８は、前述の算出比を示す処理ベースの補償信号も出力し得る。

乗算器３３０は、温度ベースの周波数補償信号及び処理ベースの補償信号に基づいて、乗算器出力信号を出力するよう構成された何れかのシステム、デバイス、又は装置であり得る。乗算器出力信号は、処理補償算出器３２８によって算出された近似処理補償比で乗算された所定の温度補償算出器３２４によって算出された近似温度ベースの周波数補償を示し得る。

制御モジュール３３２は、乗算器出力信号に基づいて、制御信号を可変コンデンサ３１４に通信して、共振器３１０の温度又は製造処理における変動にかかわらず、所望の周波数で発振信号を発振器２１０が供給するように共振器３１０における温度及び／又は処理ベースの変動を補償するために可変静電容量を選択し得る。

動作中、発振器２１０の構成部分は、意図されたエンド・ユーザに対する配信前の発振器２１０及び／又は無線通信装置２００のフェージング中の処理ベースの補償信号、及び近似処理補償比を算出するよう動作可能であり得る。前述のフェージング処理では、制御モジュール３３２は、フェージング中に、校正静電容量Ｃ_０に有意に等しくない可変コンデンサ３１４の可変静電容量を選択するように構成し得る。校正静電容量Ｃ_０は、共振器３１０の温度がほぼＴ_０（温度依存性周波数変動がほぼない状態で、公称周波数ｆ_０で発振器２１０が動作する校正温度）である前提で、周波数変動がほぼ存在していない状態、公称周波数ｆ_０で発振器２１０が動作する静電容量である。選択された可変静電容量は、ｆ_０以外の周波数で発振器を動作させる。周波数推定器３２６は、前述の動作周波数を推定し、周波数推定信号を処理補償算出器３２８に通信し得る。動作周波数に基づいて、処理補償算出器３２８は、ｆ_０から実際の周波数変動を（例えば、ｐｐｍで）求め、（「平均的な」共振器を備えた発振器の期待周波数変動などの）処理変動がない状態での期待周波数変動に対する実際の周波数変動の比として処理ベースの補償を算出し得る。前述の期待された周波数変動は、共振器３１０が得られる共振器ロットの特徴付けに基づき得る。一部の実施例では、前述の期待周波数変動は、無線通信装置２００に（例えば、ＲＯＭ上に）記憶された特徴付けデータに基づいて温度補償算出器３２４によって求め得る。処理ベースの補償を算出した後、処理補償算出器３２８は、処理ベースの補償を示すデータを記憶し得る。無線通信装置２００及び発振器２１０の後続動作中、処理ベースの補償を示す前述の記憶されたデータは、処理補償算出器３２８又は無線通信装置２００の別の構成部分によって乗算器３３０に、処理ベースの補償信号の形態で、処理ベースの補償比を温度ベースの補償（例えば、所定の温度補償算出器３２４によって生成される）で乗算して、合計補償信号を生成し得るように通信し得、合計補償信号は次いで、制御モジュール３３２によって使用して、可変コンデンサ３１４に適切な静電容量を選択して、共振器３１０の動作周波数における温度依存性及び処理依存性の変動を補償し得る。

発振器２１０の特定の構成部分（例えば、所定の温度補償算出器、周波数推定器３２６、処理補償算出器３２８、乗算器３３０、及び／又は制御モジュール３３２）は、全体又は一部を、１つ又は複数のマイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ、及び／又は他の適切な装置の一部として実現し得る。

ネットワーク無線通信装置２００の構成部分は、インタフェース、ロジック、メモリ、及び／又は他の適切なエレメントを含み得る。インタフェースは、入力を受け取り、出力を送出し、入力及び／又は出力を処理し、かつ／又は他の適切な動作を行う。インタフェースはハードウェア及び／又はソフトウェアを含み得る。

ロジックは構成部分の動作を行う、例えば、入力から出力を生成する旨の命令を実行する。ロジックはハードウェア、ソフトウェア、及び／又は他のロジックを含み得る。ロジックは、１つ又は複数の有形のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体で符号化され得、コンピュータで実行されると動作を実行し得る。プロセッサなどの特定のロジックは構成部分の動作を管理し得る。プロセッサの例には、１つ又は複数のコンピュータ、１つ又は複数のマイクロプロセッサ、１つ又は複数のアプリケーション、及び／又は他のロジックが含まれる。

メモリは情報を記憶する。メモリは、１つ又は複数の有形であり、コンピュータ読み取り可能であり、かつ／又は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含み得る。メモリの例には、コンピュータ・メモリ（例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）又はリードオンリ・メモリ（ＲＯＭ））、大容量記憶媒体（例えば、ハード・ディスク）、着脱可能な記憶媒体（例えば、コンパクト・ディスク（ＣＤ）又はディジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ））、データベース及び／又はネットワーク記憶装置（例えば、サーバ）、及び／又は他のコンピュータ読み取り可能な媒体が含まれる。

本開示の範囲に対する修正、追加、又は割愛を無線通信装置２００に対して行うことができる。無線通信装置２００の構成部分は一体化するか、又は別個にし得る。更に、無線通信装置の動作は、より多くの、又はより少ない他の構成部分によって行い得る。本明細書及び特許請求の範囲記載の「それぞれ」は、集合の各メンバ、又は集合の部分集合の各メンバを表す。

本開示はいくつかの実施例で説明してきたが、当業者には種々の変更及び修正を示唆し得る。特許請求の範囲内に収まる限り、本開示は前述の変更及び修正を包含する。
（付記１）
無線通信エレメントであって、
第１の無線通信信号を受信し、前記第１の無線通信信号を第１のディジタル信号に少なくとも発振器信号に基づいて変換するよう構成された受信経路と、
第２のディジタル信号を第２の無線通信信号に、少なくとも前記発振器信号に基づいて変換し、前記第２の無線通信信号を送信するよう構成された送信経路と、
前記発振器信号を前記受信経路及び前記送信経路の少なくとも一方に出力するよう構成された発振器と
を備え、前記発振器は、
共振器と、
前記発振器の周囲温度を示す温度信号を出力するよう構成された温度センサと、前記温度信号に基づいて温度ベースの周波数補償信号を出力するよう構成された温度補償算出器と、
前記発振器の動作の検出された近似周波数に基づいて、周波数推定信号を出力するよう構成された周波数推定器と、
前記周波数推定信号に基づいて、処理ベースの補償信号を出力するよう構成された処理補償算出器と、
前記温度ベースの周波数補償信号及び前記処理ベースの補償信号に基づいて制御信号を出力するよう構成された制御モジュールと、
前記共振器に結合された可変コンデンサと
を備え、前記可変コンデンサの静電容量は前記制御信号に基づいて確立される無線通信エレメント。
（付記２）
付記１記載の無線通信エレメントであって、前記温度補償信号は更に、温度の関数として前記共振器の期待周波数変動を特徴付ける特徴付けデータに基づいて前記温度ベースの周波数補償信号を出力するよう更に構成される無線通信エレメント。
（付記３）
付記２記載の無線通信エレメントであって、前記特徴付けデータは、前記共振器が得られる共振器ロットの特徴付けによって求められる無線通信エレメント。
（付記４）
付記１記載の無線通信エレメントであって、
前記周波数推定器は、前記可変コンデンサの前記静電容量が処理校正静電容量に設定される前記無線通信エレメントのフェージング中に前記周波数推定信号を出力するよう構成され、前記処理補償算出器は更に、
前記周波数推定信号に基づいて、温度依存性及び処理依存性の周波数変動がない状態で期待される公称周波数から実際の周波数変動を求め、
実際の周波数変動の、前記公称周波数からの期待周波数変動に対する比を算出し、前記期待周波数変動は、前記処理校正静電容量における処理依存性周波数変動がない状態で期待され、
前記比に基づいて、前記処理ベースの補償信号を出力するよう更に構成される無線通信エレメント。
（付記５）
付記４記載の無線通信エレメントであって、前記制御モジュールは、前記フェージング中に、前記可変コンデンサを前記処理校正静電容量に設定するよう更に構成される無線通信エレメント。
（付記６）
付記５記載の無線通信エレメントであって、前記処理校正静電容量は、温度依存性及び処理依存性の周波数変動がない状態で前記校正静電容量に前記可変静電容量が設定される場合に前記発振器が前記公称周波数で動作することが期待される校正静電容量に、有意に等しくない静電容量に等しい無線通信エレメント。
（付記７）
付記１記載の無線通信エレメントであって、
前記発振器は、前記温度ベースの周波数補償信号及び前記処理ベースの補償信号に基づいて乗算器出力信号を更に算出するための乗算器を更に備え、前記制御モジュールは、前記乗算器出力信号に基づいて前記制御信号を出力するよう構成される無線通信エレメント。
（付記８）
発振器であって、
共振器と、
前記発振器の周囲温度を示す温度信号を出力するよう構成された温度センサと、
温度ベースの周波数補償信号を前記温度信号に基づいて出力するよう構成された温度補償算出器と、
周波数推定信号を前記発振器の動作の検出された近似周波数に基づいて出力するよう構成された周波数推定器と、
処理ベースの補償信号を前記周波数推定信号に基づいて出力するよう構成された処理補償算出器と、
制御信号を前記温度ベースの周波数補償信号及び前記処理ベースの補償信号に基づいて出力するよう構成された制御モジュールと、
前記共振器に結合された可変コンデンサと
を備え、前記可変コンデンサの静電容量は前記制御信号に基づいて確立される発振器。
（付記９）
付記８記載の発振器であって、前記温度補償信号は更に、温度の関数として前記共振器の期待周波数変動を特徴付ける特徴付けデータに基づいて前記温度ベースの周波数補償信号を出力するよう更に構成された発振器。
（付記１０）
付記９記載の発振器であって、前記特徴付けデータは、前記共振器が得られる共振器ロットの特徴付けによって求められる発振器。
（付記１１）
付記８記載の発振器であって、
前記周波数推定器は、前記可変コンデンサの前記静電容量が処理校正静電容量に設定される前記発振器のフェージング中に前記周波数推定信号を出力するよう構成され、
前記処理補償算出器は更に、
温度依存性及び処理依存性の周波数変動がない状態において期待される公称周波数からの実際の周波数変動を求め、
前記実際の周波数変動の、前記公称周波数からの期待周波数変動に対する比を算出し、前記期待周波数変動は、前記処理校正静電容量における処理依存性周波数変動がない状態において期待され、
前記比に基づいて前記処理ベースの補償信号を出力するよう更に構成された発振器。
（付記１２）
付記１１記載の発振器であって、前記制御モジュールは更に、前記フェージング中に前記可変コンデンサを前記処理校正静電容量に設定するよう更に構成された発振器。
（付記１３）
付記１２記載の発振器であって、前記処理校正静電容量は、温度依存性及び処理依存性の周波数変動がない状態での前記校正静電容量に前記可変静電容量が設定される場合の前記公称周波数で前記発振器が動作することが期待される校正静電容量に有意に等しくない静電容量に等しい発振器。
（付記１４）
付記８記載の発振器であって、前記温度ベースの周波数補償信号及び前記処理ベースの補償信号に基づいて乗算器出力信号を更に算出するための乗算器を更に備え、
前記制御モジュールは、前記乗算器出力信号に基づいて前記制御信号を出力するよう構成された発振器。
（付記１５）
方法であって、
発振器の周囲温度を求める工程と、
前記周囲温度に基づいて、前記発振器の共振器に施す対象の温度ベースの補償を求める工程と、
前記発振器の動作の近似周波数を推定する工程と、
前記発振器の共振器に施す対象の処理ベースの補償を、前記近似周波数に基づいて求める工程と、
前記発振器の温度依存性及び処理依存性の周波数変動を補償するために前記共振器に結合された可変コンデンサの静電容量を、前記温度ベースの補償及び前記処理ベースの補償に基づいて設定する工程と
を含む方法。
（付記１６）
付記１５記載の方法であって、前記発振器の共振器に施す対象の温度ベースの補償を求める工程は、温度の関数として前記共振器の期待された周波数変動を特徴付ける特徴付けデータに基づいて前記温度ベースの補償を求める工程を含む方法。
（付記１７）
付記１６記載の方法であって、前記特徴付けデータは、前記共振器が得られる共振器ロットの特徴付けによって求められる方法。
（付記１８）
付記１６記載の方法であって、
前記発振器の動作の近似周波数を推定する工程は、前記可変コンデンサの前記静電容量が処理校正静電容量に設定される前記発信器のフェージング中に行われ、前記方法は、
前記動作の近似周波数に基づいて、温度依存性及び処理依存性の周波数変動がない状態で期待される公称周波数からの前記発信器の実際の周波数変動を求める工程と、
実際の周波数変動の、前記公称周波数からの期待周波数変動に対する比を算出する工程であって、前記期待周波数変動は、前記処理校正静電容量における処理依存性周波数変動がない状態で期待される工程と、
前記比に基づいて、前記処理ベースの補償を求める工程とを更に含む方法。
（付記１９）
付記１８記載の方法であって、前記フェージング中に、前記可変コンデンサを前記処理校正静電容量に設定する工程を更に含む方法。
（付記２０）
付記１９記載の方法であって、前記処理校正静電容量は、温度依存性及び処理依存性の周波数変動がない状態で前記校正静電容量に前記可変静電容量が設定される場合に前記発振器が前記公称周波数で動作することが期待される校正静電容量に、有意に等しくない静電容量に等しい方法。

２００エレメント
２０１送信経路
２１０発振器
２２１受信経路

Claims

無線通信エレメントであって、
第１の無線通信信号を受信し、前記第１の無線通信信号を第１のディジタル信号に少なくとも発振器信号に基づいて変換するよう構成された受信経路と、
第２のディジタル信号を第２の無線通信信号に、少なくとも前記発振器信号に基づいて変換し、前記第２の無線通信信号を送信するよう構成された送信経路と、
前記発振器信号を前記受信経路及び前記送信経路の少なくとも一方に出力するよう構成された発振器と
を備え、前記発振器は、
共振器と、
前記発振器の周囲温度を示す温度信号を出力するよう構成された温度センサと、
前記温度信号に基づいて、温度ベースの周波数補償信号を出力するよう構成された温度補償算出器と、
検出された、前記発振器の動作の近似周波数に基づいて、周波数推定信号を出力するよう構成された周波数推定器と、
前記周波数推定信号に基づいて、処理依存性周波数変動がない状態における期待周波数変動に対する、前記周波数推定信号により示される実際の周波数変動の比に基づいている処理ベースの補償信号を出力するよう構成された処理補償算出器と、
前記温度ベースの周波数補償信号及び前記処理ベースの補償信号に基づいて制御信号を出力するよう構成された制御モジュールと、
前記共振器に結合された可変コンデンサと
を備え、前記可変コンデンサの静電容量は前記制御信号に基づいて確立される無線通信エレメント。
請求項１記載の無線通信エレメントであって、前記温度補償算出器は、温度の関数として前記共振器の期待周波数変動を特徴付ける特徴付けデータに基づいて前記温度ベースの周波数補償信号を出力するよう更に構成される無線通信エレメント。
請求項１記載の無線通信エレメントであって、
前記周波数推定器は、前記可変コンデンサの前記静電容量が処理校正静電容量に設定される前記無線通信エレメントのフェージング中に前記周波数推定信号を出力するよう構成され、前記処理補償算出器は更に、
前記周波数推定信号に基づいて、温度依存性及び処理依存性の周波数変動がない状態で期待される公称周波数から前記実際の周波数変動を求め、
前記実際の周波数変動の、前記公称周波数からの前記期待周波数変動に対する前記比を算出し、前記期待周波数変動は、前記処理校正静電容量における処理依存性周波数変動がない状態で期待され、
前記比に基づいて、前記処理ベースの補償信号を出力するよう更に構成される無線通信エレメント。
請求項３記載の無線通信エレメントであって、前記制御モジュールは、前記フェージング中に、前記可変コンデンサを前記処理校正静電容量に設定するよう更に構成される無線通信エレメント。
発振器であって、
共振器と、
前記発振器の周囲温度を示す温度信号を出力するよう構成された温度センサと、
前記温度信号に基づいて、温度ベースの周波数補償信号を出力するよう構成された温度補償算出器と、
検出された、前記発振器の動作の近似周波数に基づいて、周波数推定信号を出力するよう構成された周波数推定器と、
前記周波数推定信号に基づいて、処理依存性周波数変動がない状態における期待周波数変動に対する、前記周波数推定信号により示される実際の周波数変動の比に基づいている処理ベースの補償信号を出力するよう構成された処理補償算出器と、
前記温度ベースの周波数補償信号及び前記処理ベースの補償信号に基づいて制御信号を出力するよう構成された制御モジュールと、
前記共振器に結合された可変コンデンサと
を備え、前記可変コンデンサの静電容量は前記制御信号に基づいて確立される発振器。
方法であって、
発振器の周囲温度を求める工程と、
前記周囲温度に基づいて、前記発振器の共振器に適用されるべき温度ベースの補償を求める工程と、
前記発振器の動作の近似周波数を推定し、前記近似周波数に基づいて周波数推定信号を求める工程と、
前記発振器の共振器に適用されるべき処理ベースの補償を、前記近似周波数に基づいて求める工程であって、前記処理ベースの補償が、処理依存性周波数変動がない状態における期待周波数変動に対する、前記周波数推定信号により示される実際の周波数変動の比に基づいている、工程と、
前記発振器の温度依存性及び処理依存性の周波数変動を補償するために前記共振器に結合された可変コンデンサの静電容量を、前記温度ベースの補償及び前記処理ベースの補償に基づいて設定する工程と
を含む方法。