对比文件的名称:2004-01-06_US6674396B_发明授权_US06674396B2 System and method for distance measurement by inphase and quadrature signals in a radio system
目标专利的名称:197振荡器和开始振荡的方法CN105577120B
本次调用的模型名称:DeepSeek-R1
根据目标专利说明书,其核心在于一种用于产生振荡信号的装置,其通过向产生振荡信号的第一电路同时提供静态偏置电流(第一电流)和增强偏置电流(第二电流),来减少振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度。该装置特别适用于低占空比脉冲调制通信系统中的本地振荡器(LO),以在脉冲开启期间快速建立稳定的振荡。该装置还包括稳态检测器(用于在检测到稳态后禁用增强偏置电路)和频率校准单元。
对比文件US6674396涉及一种使用同相和正交信号进行距离测量的无线电系统。其核心是通过测量脉冲序列在收发机之间的往返时间来计算距离,并利用相位锁定环(PLL)产生稳定的定时信号(例如10 MHz方波)作为系统的时间基准。该定时信号由电压控制振荡器(VCO)产生。
以下将根据目标专利权利要求划分的技术特征,逐一与对比文件进行比对。
### 特征比对表格
| 技术特征描述以及公开性判断结果 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| **技术特征A**:所述装置包括:第一电路,用以产生振荡信号<br>《隐含公开》 | 图4,说明书第[0040]段:Referring now to FIG. 4, a voltage controlled oscillator 404 generates a base clock signal 406. | 对比文件公开了电压控制振荡器(VCO)404,其产生基时钟信号406,该基时钟信号是一种振荡信号。VCO 404在对比文件中作为PLL的一部分,用于生成系统所需的稳定定时信号。这与目标专利中“用以产生振荡信号”的第一电路(如振荡电路)作用相同,都是生成一个周期性信号。因此,本领域技术人员可以毫无疑义地理解对比文件公开了产生振荡信号的电路。 |
| **技术特征B**:第二电路,用以向所述第一电路提供第一电流<br>《隐含公开》 | 图4,说明书第[0040]段:The error signal 422 is used to adjust the voltage controlled oscillator 404 to thereby provide a stable base clock signal 406. | 对比文件中,VCO 404需要偏置电流才能工作。PLL环路滤波器420输出的误差信号422用于调整VCO 404。误差信号422本质上是电压信号,其控制VCO 404的内部偏置电流,从而稳定输出频率。向VCO提供偏置电流是VCO正常工作的基础。因此,本领域技术人员可以合理推断存在向VCO(第一电路)提供工作所需偏置电流的电路(第二电路)。该偏置电路在对比文件中的作用是为VCO提供工作偏置,这与目标专利中第二电路(静态偏置电路)向第一电路提供第一(静态偏置)电流以启动和维持振荡的作用是相似的。 |
| **技术特征C**:第三电路,用以仅在所述振荡信号的初始期间向所述第一电路提供第二电流,其中,所述第一电流和所述第二电流适于减少所述振荡信号达到规定的稳态状况的时间长度,所述规定的稳态状况包括所述振荡信号的频率稳定性<br>《未公开》 | 未找到相关描述。 | 目标专利的核心发明点之一在于设置了专门的第三电路(增强偏置电路),在振荡初始期间额外提供第二电流(增强偏置电流),与第一电流(静态偏置电流)叠加,以加速振荡信号达到稳态(包括频率稳定)。对比文件仅描述了PLL产生稳定时钟信号,但未提及任何在启动期间采用额外的“增强”或“加速”电流来缩短建立时间的技术手段。对比文件中VCO的启动过程是常规的,没有涉及为减少启动时间而设计的特殊偏置电路。因此,对比文件既未直接公开也未隐含公开“仅在初始期间提供第二电流以减少达到稳态时间”这一技术特征。 |
| **技术特征D**:稳态检测器,所述稳态检测器适于响应于检测到所述振荡信号的频率变化不超过1%而禁止所述第三电路向所述第一电路提供所述第二电流<br>《未公开》 | 未找到相关描述。 | 目标专利的另一个核心特征是稳态检测器,其监测振荡信号的频率稳定性(变化不超过1%),并在达到稳态后禁用增强偏置电路(第三电路)以节省功耗。对比文件完全没有提及任何用于检测振荡信号稳态状况(无论是频率还是振幅)的电路,更没有提及根据检测结果(如频率变化不超过1%)去控制一个偏置电路的使能/禁用的功能。因此,该特征未被对比文件公开。 |
| **技术特征E**:及频率校准单元,所述频率校准单元适于调谐所述第一电路,以使得所述振荡信号在频率范围之内循环,<br>《隐含公开》 | 图4,说明书第[0040]段:The function of the PLL circuit is to synchronize a high frequency oscillator to a stable lower frequency signal source to thereby provide a stable timing signal. ... The error signal 422 is used to adjust the voltage controlled oscillator 404 to thereby provide a stable base clock signal 406. | 对比文件中的PLL电路(包括VCO 404、计数器408、相位检测器412、参考信号发生器416和PLL环路滤波器420)构成一个完整的频率控制环路。其功能是将VCO 404的高频输出同步到稳定的低频参考信号源,从而提供稳定的定时信号。这本质上是一个频率校准和调谐系统:相位检测器412比较参考信号414和VCO分频后信号410的相位,产生误差信号422,经滤波后调整VCO 404,使其输出频率锁定在参考频率的N倍上,确保输出信号在预期的频率范围内。这与目标专利中“频率校准单元调谐第一电路,以使得振荡信号在频率范围之内循环”的作用相同,都是通过反馈控制来校准和稳定振荡频率。因此,本领域技术人员能够从对比文件中理解到该频率校准功能。 |
| **技术特征F**:其中,所述第一电流是静态偏置电流,所述第二电流是增强偏置电流,<br>《未公开》 | 未找到相关描述。 | 目标专利明确区分了两种电流:用于维持振荡的“静态偏置电流”和仅在启动时用于加速的“增强偏置电流”。对比文件虽然隐含了VCO需要偏置电流(特征B),但并未对偏置电流进行任何区分,更没有提及“增强偏置电流”这一概念。因此,该具体限定的电流类型未被公开。 |
| **技术特征G**:其中,在所述第二电路中,静态直流偏置电路用以响应于接收到来自外部设备的使能信号,控制由第一可控电流源施加于所述第一电路的所述静态偏置电流,<br>《隐含公开》 | 说明书未明确描述“使能信号”,但图4所示的PLL电路是一个闭环系统,其工作需要被“使能”或启动。通常,VCO的偏置电路(无论是内部还是外部)需要在上电或接收到使能信号后开始工作。 | 对比文件虽然没有明确画出“静态直流偏置电路”和“第一可控电流源”,也没有明确提及“来自外部设备的使能信号”,但VCO 404作为有源电路,必然包含或连接有为其提供静态工作点的偏置电路。在通信系统中,类似LO这样的电路通常由系统控制器(可视为外部设备)根据通信时序(如脉冲)进行使能和禁用控制。本领域技术人员基于对VCO和通信系统常规工作模式的理解,可以合理推断出VCO的偏置电路会响应于某种使能控制信号(例如系统启动或脉冲调制器的使能脉冲)而开始工作。因此,该特征被隐含公开。 |
| **技术特征H**:其中,所述第一可控电流源连接到用以产生所述振荡信号的所述第一电路,<br>《隐含公开》 | 图4示出了VCO 404,其必然包含或连接有为其提供工作电流的偏置电路/电流源。 | VCO 404(第一电路)需要直流偏置才能振荡。因此,为其提供偏置电流的电路(无论是集成在VCO内部还是外部)在物理上和电气上必然是连接到VCO的。这是VCO正常工作的基本前提。因此,本领域技术人员可以毫无疑义地推断出提供偏置电流的电路(可控电流源)连接到VCO。 |
| **技术特征I**:其中,在所述第三电路中,增强偏置电路用以响应于接收到所述使能信号而被使能,以产生所述增强偏置电流,所述增强偏置电流经由可控放大器和第二可控电流源施加于所述第一电路<br>《未公开》 | 未找到相关描述。 | 该特征详细描述了第三电路(增强偏置电路)的具体实现方式,包括可控放大器和第二可控电流源。对比文件完全没有提及任何用于加速启动的“增强偏置电路”,更没有其具体实现结构(如可控放大器等)。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征J**:,并且其中,响应于确定所述振荡信号的频率在所述频率范围之内,所述频率校准单元向所述第二电路发送禁用信号来停止产生所述第一电流而不向所述第三电路发送所述禁用信号。<br>《未公开》 | 未找到相关描述。 | 目标专利描述了频率校准单元在校准完成后,向第二电路(静态偏置电路)发送禁用信号以停止产生第一电流(静态偏置电流),但明确说明不向第三电路(增强偏置电路)发送该信号。对比文件的PLL电路在锁定时持续工作以维持频率稳定,不会在锁定时发送信号去禁用VCO的偏置电流(否则振荡会停止)。因此,对比文件既未公开“发送禁用信号来停止产生第一电流”这一动作,更未公开“不向第三电路发送禁用信号”这一区别对待的控制逻辑。 |
| **技术特征K**:其中,所述第一电路包括:谐振电路<br>《隐含公开》 | VCO 404作为振荡器,其核心部分通常包含一个谐振电路(例如LC谐振回路)来确定振荡频率。这是本领域振荡器的公知常识。 | 虽然对比文件说明书没有明确描述VCO 404的内部结构,但电压控制振荡器(VCO)作为一种本领域公知的振荡器类型,其实现必然包含某种形式的谐振电路(如LC谐振电路、晶体谐振器或RC相移网络等)以建立振荡频率。因此,本领域技术人员可以合理推断VCO 404包含谐振电路。 |
| **技术特征L**:及耦合到所述谐振电路的负电阻产生器。<br>《隐含公开》 | VCO 404作为振荡器,为了维持等幅振荡,除了谐振电路外,还需要有源器件提供能量以补偿损耗,这通常通过负电阻产生器(如交叉耦合的晶体管对)来实现。这是本领域LC振荡器或VCO的常规设计。 | 对比文件未明确提及“负电阻产生器”。然而,要实现并维持振荡,振荡电路(如VCO)中必须包含能够提供增益以补偿谐振电路能量损耗的部分。在集成电路LC VCO中,这通常由负电阻产生器(例如,交叉耦合的MOS管对)来实现。本领域技术人员在知晓VCO 404用于产生基时钟信号的前提下,能够理解其内部必然包含与谐振电路耦合的、用于提供负阻效应的有源电路(即负电阻产生器)。因此,该特征被隐含公开。 |
| **技术特征M**:其中,所述谐振电路包括:电感器件<br>《隐含公开》 | VCO 404作为振荡器,其谐振电路的一种常见实现是LC谐振电路,其中必然包含电感(L)和电容(C)。 | 对比文件未明确描述VCO 404谐振电路的具体构成。但是,LC谐振电路是射频VCO中最常用的拓扑结构之一,其包含电感器件是基本要素。本领域技术人员可以合理推断,用于产生射频定时信号的VCO 404的谐振电路中包含电感器件。 |
| **技术特征N**:及与所述电感器件并联耦合的电容器件。<br>《隐含公开》 | 同上,在LC谐振电路中,电容器件通常与电感器件并联或串联以形成谐振回路。并联谐振是常见形式。 | 对比文件未明确描述电容器的连接方式。然而,在构成LC谐振电路以确定VCO频率时,电容器件与电感器件的并联耦合是一种基本且常见的电路配置。本领域技术人员可以合理推断这种结构的存在。 |
| **技术特征O**:其中,所述电容器件包括可编程开关电容器组。<br>《未公开》 | 未找到相关描述。 | 目标专利明确限定电容器件为“可编程开关电容器组”,用于调谐振荡频率。对比文件虽然公开了通过误差电压控制VCO频率(电压调谐),但并未提及任何通过数字控制(如开关电容器组)来调谐频率的具体手段。因此,该具体结构特征未被公开。 |
| **技术特征P**:其中,所述规定的稳态状况是基于所述振荡信号的振幅稳定性。<br>《未公开》 | 未找到相关描述。 | 目标专利中“规定的稳态状况”可以基于振幅稳定性或频率稳定性。对比文件关注的是通过PLL实现频率锁定和稳定,并未提及对振荡信号振幅稳定性的任何要求或检测。因此,基于振幅稳定性的稳态状况未被公开。 |
| **技术特征Q**:其中,所述规定的稳态状况是基于所述振荡信号的振幅变化不超过15%。<br>《未公开》 | 未找到相关描述。 | 该特征是对特征P的进一步量化限定(振幅变化不超过15%)。对比文件完全没有涉及振幅稳定性的检测或标准,因此该具体数值限定也未被公开。 |
| **技术特征R**:其中,所述频率范围等于规定的中心频率的1%。<br>《未公开》 | 未找到相关描述。 | 目标专利限定了频率校准的目标范围(中心频率的1%)。对比文件虽然公开了频率校准(通过PLL锁定),但并未提及任何具体的频率精度范围或目标(如1%)。因此,该具体的数值范围限定未被公开。 |
| **技术特征S**:其中,所述频率校准单元在所述装置通电时、在检测到高于规定阈值的环境温度变化时、或在接收到用于所述第一电路的新的频率字时,调谐所述第一电路。<br>《未公开》 | 说明书第[0040]段描述了PLL的功能是持续同步VCO到参考源以提供稳定信号,这是一种连续的反馈控制,而不是在特定触发事件(如上电、温度变化、新频率字)下的离散校准动作。 | 目标专利的频率校准单元在特定事件(通电、温度变化、新频率字)触发下执行校准。对比文件的PLL是一个连续工作的闭环控制系统,它始终在调整VCO以维持锁定,而不是在离散的触发事件下才进行“调谐”或“校准”。此外,对比文件未提及温度变化检测或接收新频率字作为触发条件。因此,该具有特定触发条件的校准方式未被公开。 |
| **技术特征T**:还包括收发机,所述收发机响应于所述振荡信号而建立与另一个装置的至少一条超宽带通信信道。<br>《直接公开》 | 说明书第[0004]段:In recent years, various systems for distance measurement systems have been developed. ...<br>说明书第[0048]段:Furthermore, the multipath immunity of the ultra-wideband (UWB) radio system has been demonstrated to provide excellent communications... | 对比文件明确其发明可用于超宽带(UWB)无线电系统(见第[0048]段)。整个系统(如图1中的无线电收发机104,108)利用产生的定时信号(即振荡信号)来生成和接收脉冲序列,以进行距离测量。建立通信信道(即使是用于测距的特定信道)是收发机的基本功能。因此,对比文件公开了包括收发机的装置,该收发机响应于振荡信号(由VCO 404产生)来操作,并且该系统被明确描述为可用于UWB无线电系统,即建立了UWB通信信道。 |
| **技术特征U**:还包括收发机,所述收发机响应于所述振荡信号而建立与另一个装置的至少一条超宽带通信信道。<br>《直接公开》 | 同特征T引用。 | 同特征T论述。对比文件公开了包含收发机的系统,该系统利用振荡信号工作在UWB无线电系统中,从而建立了UWB通信链路(信道)。 |
| **技术特征V**:还包括收发机,所述收发机响应于所述振荡信号而建立与另一个装置的至少一条超宽带通信信道。<br>《直接公开》 | 同特征T引用。 | 同特征T论述。 |
| **技术特征W**:还包括收发机,所述收发机响应于所述振荡信号而建立与另一个装置的至少一条超宽带通信信道。<br>《直接公开》 | 同特征T引用。 | 同特征T论述。 |
| **技术特征X**:其中,每一条超宽带通信信道都具有在20%或更大数量级上的相对带宽、具有在500MHz或更大数量级上的带宽、或者具有在20%或更大数量级上的相对带宽及具有在500MHz或更大数量级上的带宽。<br>《未公开》 | 说明书第[0048]段提到了“ultra-wideband (UWB) radio system”,但未对其带宽或相对带宽进行具体量化定义。 | 对比文件虽然提到了“超宽带(UWB)无线电系统”,但并未给出UWB信道的具体定义,特别是没有公开目标专利中限定的具体数值范围(相对带宽≥20%,和/或绝对带宽≥500MHz)。UWB的定义可以有不同的标准,因此对比文件未公开该具体限定的技术特征。 |
### 公开性判断总结与代码插入
根据上述分析:
- **直接公开**的特征有:T、U、V、W。对比文件明确公开了包含收发机的系统,该系统利用振荡信号工作,并可用于超宽带(UWB)无线电系统,即建立了UWB通信信道。
- **隐含公开**的特征有:A、B、E、G、H、K、L、M、N。这些特征涉及振荡器的基本构成(VCO、偏置、频率校准PLL、谐振电路及基本元件),本领域技术人员可以从对比文件公开的系统中合理推断出其存在或功能。
- **未公开**的特征有:C、D、F、I、J、O、P、Q、R、S、X。这些特征涉及目标专利的核心发明点(加速启动的增强偏置电路及其控制、稳态检测器、具体的稳态标准、具体的频率校准范围与触发条件、可编程开关电容组、UWB的具体定义),对比文件均未提及。
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