用于鎖相回路的組合鎖定/解鎖檢測(cè)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及無(wú)線電頻率(RF)收發(fā)器電路領(lǐng)域。
[0002]發(fā)明背景
[0003]無(wú)線電頻率(RF)收發(fā)器可以見于許多應(yīng)用中，特別地在無(wú)線通信和雷達(dá)傳感器領(lǐng)域中。在汽車行業(yè)中，存在對(duì)在所謂的“自適應(yīng)巡航控制”(ACC)或“雷達(dá)巡航控制”系統(tǒng)中使用的雷達(dá)傳感器的需求增加。這種系統(tǒng)可以用于自動(dòng)地調(diào)整汽車的速度，以便與前面的其他汽車保持安全距離。
[0004]現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)使用高度集成的RF電路，其可以在一個(gè)單個(gè)封裝(單芯片收發(fā)器)中并入雷達(dá)收發(fā)器的RF前端的所有核心功能。這種RF前端可以包括尤其是電壓控制振蕩器(VCO)、功率放大器(PA)、混合器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。然而，不是所有這些部件必須必定在一個(gè)單芯片封裝中。例如，ADC可以集成在單獨(dú)的芯片中。特別地，在調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)系統(tǒng)中，通常在鎖相回路(PLL)中操作VC0。然而，PLL可以在許多其他應(yīng)用中使用。
[0005]汽車中使用的雷達(dá)應(yīng)用受制于關(guān)于道路交通安全的各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)，例如題為“Road vehicles - Funct1nal safety”的功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262。為了確保雷達(dá)傳感器的功能安全，重要的是，知道雷達(dá)傳感器的當(dāng)前狀態(tài)是否允許可靠的距離和速度測(cè)量。特別地，低估到前面車輛的真實(shí)距離和其速度可以造成危險(xiǎn)的交通狀況。
[0006]在雷達(dá)系統(tǒng)中，雷達(dá)收發(fā)器中使用的PLL的操作狀態(tài)是關(guān)鍵參數(shù)。對(duì)于可靠的測(cè)量，PLL應(yīng)該是在鎖定狀態(tài)中。也就是說(shuō)，PLL輸出信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)同相(即鎖定到基準(zhǔn)信號(hào))。如果PLL在“解鎖”狀態(tài)中，任何測(cè)量結(jié)果都是不可靠的，并且因此可能重要的是，知道PLL是在鎖定狀態(tài)中還是在解鎖狀態(tài)中。為了改善功能安全，鎖定/解鎖檢測(cè)器應(yīng)當(dāng)提供對(duì)解鎖狀態(tài)的快速檢測(cè)以及對(duì)鎖定狀態(tài)的精確檢測(cè)，這對(duì)電路設(shè)計(jì)者強(qiáng)加了目標(biāo)的沖突。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]公開了用于檢測(cè)鎖相回路(PLL)的鎖定狀態(tài)和解鎖狀態(tài)的檢測(cè)器。依照本文所描述的實(shí)施例，檢測(cè)器包括接收由PLL使用的基準(zhǔn)信號(hào)和表示PLL振蕩器信號(hào)的輸入信號(hào)的解鎖檢測(cè)器電路。解鎖檢測(cè)器被配置為檢測(cè)PLL的解鎖狀態(tài)，并且生成指示是否檢測(cè)到解鎖狀態(tài)的解鎖信號(hào)。檢測(cè)器進(jìn)一步包括鎖定檢測(cè)器電路，鎖定檢測(cè)器電路接收基準(zhǔn)信號(hào)和輸入信號(hào)，被配置為檢測(cè)PLL的鎖定狀態(tài)，并且生成指示是否檢測(cè)到鎖定狀態(tài)的鎖定信號(hào)。邏輯電路接收解鎖信號(hào)和鎖定信號(hào)兩者，并且被配置為組合兩個(gè)信號(hào)以獲得指示PLL是在鎖定狀態(tài)還是在解鎖狀態(tài)的輸出信號(hào)。
[0008]此外，描述了用于監(jiān)控鎖相回路的方法，其中鎖相回路包括用于基于振蕩器信號(hào)來(lái)提供輸入信號(hào)的分頻器。依照本公開的一個(gè)示例，方法包括確定輸入信號(hào)的脈沖和基準(zhǔn)信號(hào)的對(duì)應(yīng)脈沖是否在給定的容差范圍內(nèi)重合。當(dāng)對(duì)應(yīng)脈沖不重合時(shí)，用信號(hào)通知鎖相回路的解鎖狀態(tài)。方法進(jìn)一步包括在時(shí)間窗口期間對(duì)輸入信號(hào)的脈沖計(jì)數(shù)。當(dāng)脈沖的計(jì)數(shù)數(shù)目在預(yù)定義的間隔內(nèi)時(shí)，用信號(hào)通知鎖相回路的鎖定狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]參照以下附圖和描述可以更好地理解本公開。圖中的部件不必要按比例；代之將重點(diǎn)放置在圖示本公開的原理上。此外，在圖中，同樣的附圖標(biāo)記指定對(duì)應(yīng)的部分。在附圖中:
[0010]圖1是鎖相回路(PLL)的一個(gè)示例性實(shí)施方式的框圖；
[0011]圖2是圖示解鎖檢測(cè)器的一個(gè)示例的框圖；
[0012]圖3包括圖示圖2的解鎖檢測(cè)器的操作的一組定時(shí)圖；
[0013]圖4是圖示鎖定檢測(cè)器的一個(gè)示例的框圖；
[0014]圖5包括圖示圖4的鎖定檢測(cè)器的操作的一組定時(shí)圖；
[0015]圖6圖示了如何組合圖2中的解鎖檢測(cè)器和圖4中的鎖定檢測(cè)器以獲得組合鎖定/解鎖檢測(cè)器；
[0016]圖7包括圖示圖6的組合鎖定/解鎖檢測(cè)器的操作的一組定時(shí)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]作為說(shuō)明性示例，圖1圖示如常用于例如FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的RF收發(fā)器中的鎖相回路(PLL)。然而，本文所描述的PLL和其他電路還可以在其他RF應(yīng)用中采用。PLL包括電壓控制振蕩器VCO (或在數(shù)字實(shí)施方式中，數(shù)控振蕩器，簡(jiǎn)寫:NC0)，VCO生成具有頻率的振蕩輸出信號(hào)Sve。，該頻率用fve。表示并且依照向振蕩器VCO的控制輸入供應(yīng)的控制信號(hào)Sm進(jìn)行設(shè)置。振蕩器輸出信號(hào)Sve。被供應(yīng)到具有可選擇的分割比N的分頻器MMD (所謂的多模分頻器)。也就是說(shuō)，分頻器MMD被配置用于分割供應(yīng)到其輸入的頻率fve。并且生成具有表示為fDIV的頻率的分頻器輸出信號(hào)Sdiv，其中fve。= N.fDIVO分割比可根據(jù)向分頻器MMD的選擇輸入供應(yīng)的選擇信號(hào)來(lái)選擇。依賴于應(yīng)用，可以使用小數(shù)分頻器。在這種情況下，分割比N可以是分?jǐn)?shù)。
[0018]分頻器輸出信號(hào)Sdiv以及基準(zhǔn)信號(hào)S REF(其具有頻率fREF)被供應(yīng)到相位檢測(cè)器PD(還稱為相位比較器)。依賴于實(shí)施方式，代之可以采用相位頻率檢測(cè)器PFD。相位檢測(cè)器以及相位頻率檢測(cè)器常用在PLL領(lǐng)域中?；鶞?zhǔn)信號(hào)Sref可以由基準(zhǔn)振蕩器提供，基準(zhǔn)振蕩器通常是(但不一定必須是)晶體振蕩器，本文中表示為XTAL。也就是說(shuō)，頻率fREF可以由石英晶體振蕩器的共振頻率所確定。
[0019]相位(頻率)檢測(cè)器P(F)D通常包括在其輸出處的電荷栗，其生成(作為輸出信號(hào))誤差信號(hào)，誤差信號(hào)表示為Serr并且通過(guò)回路濾波器LF濾波，LF確定控制回路的帶寬?；芈窞V波器的輸出被用作控制信號(hào)Sm，以調(diào)整振蕩器輸出信號(hào)Svro的頻率f να]和相位，從而使控制回路閉合。閉合回路確保頻率fve。被調(diào)諧為如下值，使得分頻器輸出信號(hào)S DIV和基準(zhǔn)信號(hào)Sref的相位匹配(即，相互成限定和固定的關(guān)系)ο也就是說(shuō)，分頻器輸出信號(hào)Sdiv (并且因此還有振蕩器信號(hào)SvJ被“鎖定”至基準(zhǔn)信號(hào)Sref，并且PLL在“鎖定狀態(tài)”中。振蕩器信號(hào)Svra還是PLL的輸出信號(hào)。包括電荷栗的相位(頻率)檢測(cè)器P (F)D的各種各樣的實(shí)施方式因此是本領(lǐng)域已知的，并且因此本文中沒(méi)有進(jìn)一步更詳細(xì)地討論。
[0020]如上所述，由于諸如例如噪音、抖動(dòng)和其他干擾之類的各種原因，操作在鎖定狀態(tài)的PLL可以變成“解鎖”(即，進(jìn)入未鎖定狀態(tài))。如上所述，PLL的操作狀態(tài)是許多應(yīng)用中的關(guān)鍵參數(shù)，諸如例如在用于測(cè)量距離和速度的雷達(dá)收發(fā)器中。對(duì)于可靠測(cè)量，PLL應(yīng)該在鎖定狀態(tài)中。也就是說(shuō)，PLL輸出信號(hào)Sve。與基準(zhǔn)信號(hào)Sref同相(即鎖定到基準(zhǔn)信號(hào))。如果PLL是在“解鎖”狀態(tài)，任何測(cè)量結(jié)果是不可靠的并且很可能不得不被丟棄。為改善整體系統(tǒng)的功能安全，可能重要的是，知道PLL是在鎖定狀態(tài)還是在解鎖狀態(tài)。為了這個(gè)目的，PLL可以包括鎖定/解鎖檢測(cè)器，其指示(通過(guò)生成合適的輸出信號(hào))PLL是否在鎖定狀態(tài)中。通常，這樣的鎖定/解鎖檢測(cè)器可以被看作相位檢測(cè)器H)的一部分。依照本文描述的實(shí)施例，鎖定檢測(cè)器和解鎖檢測(cè)器被分開，以允許快速的解鎖檢測(cè)和精確的鎖定檢測(cè)。分開的鎖定和解鎖檢測(cè)器的輸出然后可以被組合以形成指示PLL的操作狀態(tài)(鎖定或解鎖)的一個(gè)信號(hào)。
[0021]圖2圖示了解鎖檢測(cè)器2的一個(gè)示例，其允許非?？焖俚臋z測(cè)解鎖狀態(tài)。在PLL變成解鎖時(shí)，這允許非?？焖俚姆磻?yīng)。如上所述，解鎖檢測(cè)器可以被看作相位檢測(cè)器ro的一部分。然而，它也可以與相位檢測(cè)器分開實(shí)現(xiàn)。解鎖檢測(cè)器電路2接收來(lái)自晶體振蕩器XTAL的基準(zhǔn)信號(hào)Sref和分頻器輸出信號(hào)S DIV作為輸入信號(hào)。解鎖檢測(cè)器電路2被配置用于生成信號(hào)SeMp，其可以是兩個(gè)輸入信號(hào)Sref和Sdiv的邏輯接合。備選地，信號(hào)SeMp可以是輸入信號(hào)Sref和S DIV的電平比較的結(jié)果。在當(dāng)前的示例中，輸入信號(hào)S RE