CN207399217U - 生成自测试信号的电路和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及一种生成自测试信号的电路和系统。射频接收器包括生成自测试信号的内建自测试(BIST)电路。对本地振荡器信号分频。至少部分地基于分频本地振荡信号来生成自测试振荡信号。基于自测试振荡信号来生成自测试信号。BIST电路包括对自测试振荡信号进行分频的分频器。分频本地振荡信号和分频自测试振荡信号用于执行以下中的一项或多项：生成自测试振荡信号和控制自测试振荡信号的生成。射频接收器可以是车辆雷达接收器。

Description

生成自测试信号的电路和系统
技术领域
本公开涉及生成测试信号，例如射频(RF)测试信号，用于例如在对集成电路(IC)进行内建自测试(BIST)校准和安全监控时使用，诸如在车辆雷达传感器应用中。
背景技术
普通车辆雷达传感器利用调频连续波(FMCW)调制方案进行目标检测。例如在1992年10月的IEE Proceedings-F,Radar and Signal Processing第139卷第343-350页的A.G.Stove的“线性FMCW雷达技术(Linear FMCW radar techniques)”中公开了该类型的示例性解决方案。
可以在传输阶段期间使用不同的调频波形(例如，锯齿波、三角波、正弦波)。所接收的信号是所发射的信号的在频率和时间上的偏移副本。
通过使用例如三角调频波形，雷达传感器能够通过处理基带IF信号来同时确定目标距离(范围)及其相对速度。多输入多输出系统可以包括若干发射器和若干接收器，以生成不同的IF信号，这也使得能够通过三角测量技术来计算角度信息。中频(IF)信号可以例如由雷达系统微控制器来处理。
例如复杂的多目标环境中的目标检测的精度通过集成电路IC的性能随着温度和老化而保持稳定来得到促进，例如在发射功率、接收器转换增益、I/Q相位、IF滤波器频率响应等方面。
因此，例如微控制器或数字信号处理单元在雷达传感器的运行和生命周期期间收集IC性能偏差的能力是期望的特征。
内建自测试(BIST)和校准功能可以促进精确的IC性能。
诸如德国纽伦堡2013年10月9-11日第10届欧洲雷达会议的论文集(Proceedingsof the 10th European Radar Conference,9-11Oct.2013,Nuremberg,Germany)中R.Schnabel等人的“用于77GHz车辆雷达传感器的兼容ISO26262的内建自测试(An ISO26262compliant built-in self-test for 77GHz automotive radar sensors)”等文献是与例如车辆产品的新功能安全标准(标准ISO26262是恰当的示例)相关的示例性活动，该车辆产品可能涉及使用附加电路，或者例如可靠地监控IC中的正确功能和关键故障检测。
特别是在与安全相关的车辆产品中，例如根据ISO 26262标准，硬件故障诊断的集成可能在满足安全要求方面发挥作用。因此，最近开发的车辆雷达传感器IC可以包括用于运行时校准过程和关键硬件故障的可靠监控的附加集成电路。
RF收发器中用于内建自测试(BIST)系统的架构可以基于回送(loop-back)概念。
在这样的方法中，例如在2010年6月的IEEE Transactions on Very Large ScaleIntegration(VLSI)Systems第18卷第6号中Jerzy J.等人的“针对IC RF收发器的内建回送测试(Built-in Loopback Test for IC RF Transceivers)”中所记录的，来自发射器的测试信号通过附加的电路构建块被注入接收器输入中。具体地，该文献中公开的BIST电路包括混频器和衰减器，其中测试信号被下变频为IF信号。被注入接收器输入中的信号是DSB(双边带)信号，DSB信号不适用于校准雷达传感器IC。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种生成自测试信号的电路和系统，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。
在一个实施例中，一种生成用于射频信号的接收器的自测试信号的方法，其中生成本地振荡器信号用于与接收信号混频，该方法包括：向上述本地振荡器信号应用分频以产生分频信号，提供用于生成上述自测试信号的信号发生器，以及利用经由上述分频信号监测或控制的上述信号发生器的操作通过操作上述信号发生器来生成上述自测试信号。在一个实施例中，该方法包括：经由第一振荡器生成上述本地振荡器信号，经由第二振荡器生成另外的振荡信号，以利用经由上述分频信号监测或控制的上述第二振荡器的操作来提供上述自测试信号。在一个实施例中，该方法包括：利用公共粗调谐信号来设置上述第一振荡器和上述第二振荡器的频率，并且利用相应的细调谐信号来细调谐上述第一振荡器和上述第二振荡器的频率。在一个实施例中，上述细调谐信号中的至少一个使用数模转换器来产生。在一个实施例中，该方法包括选择性地调谐上述第二振荡器的频率以产生上述自测试信号的线性调频调制。在一个实施例中，该方法包括：向上述本地振荡器信号和上述另外的振荡信号应用分频以产生相应的分频振荡信号，以及通过比较上述相应的分频振荡信号来监测上述另外的振荡信号的频率。在一个实施例中，该方法包括：提供PLL电路，PLL电路具有用于生成上述自测试信号的输出振荡器、输入比较器和在上述输出振荡器与上述输入比较器之间的环路分频器，并且向PLL电路的上述输入比较器提供上述分频信号。在一个实施例中，该方法包括向PLL电路的上述输入比较器提供上述分频信号的时间延迟版本。在一个实施例中，该方法包括选择性地改变上述环路分频器的分频因子以改变上述自测试信号的频率。
在一个实施例中，一种生成自测试信号的电路包括：生成本地振荡器信号的本地振荡器、将上述本地振荡器信号与接收信号混频的至少一个混频器、向上述本地振荡器信号应用分频以产生分频信号的至少一个分频器、以及至少一个另外的振荡器，其中该电路在操作时利用经由上述分频信号监测或控制的上述信号发生器的操作来生成上述自测试信号。在一个实施例中，该电路包括在印刷电路板上的微波/毫米波单片集成电路，该电路包括用于将上述自测试信号耦合到接收器输入的至少一个耦合器，其中上述至少一个耦合器：在上述微波/毫米波单片集成电路外部被托管在上述印刷电路板上；或者被托管在上述微波/毫米波单片集成电路内部。在一个实施例中，该电路被包括在射频信号的接收器中。根据权利要求10所述的接收器，包括用于机动车辆的雷达接收器，其中接收器的上述接收信号是来自距车辆一定距离的物体的回波信号。
一个或多个实施例可以在各种应用领域中提供改进的操作，诸如例如：
-半导体上的集成电路：例如CMOS、双极、BiCMOS技术；
-射频(RF)应用，例如微波和毫米波应用；
-包括振荡器、功率放大器和/或接收器的电路；
-用于雷达应用的硅IC(例如，车辆领域和其他工业应用中的高级驾驶辅助系统ADAS)。
在一个实施例中，一种方法包括：向射频接收器的本地振荡器信号应用分频，以产生分频信号；以及生成射频接收器的自测试信号，射频接收器的自测试信号的生成包括以下中的一项或多项：基于分频信号来生成自测试信号；以及使用分频信号来监测自测试信号的生成。在一个实施例中，该方法包括：使用第一振荡器来生成上述本地振荡器信号，其中生成自测试信号包括使用第二振荡器来生成第二振荡信号，并且生成第二振荡信号包括以下中的一项或多项：基于分频信号来控制第二振荡器；以及使用分频信号来监测第二振荡信号的生成。在一个实施例中，该方法包括：基于公共粗调谐信号来设置上述第一振荡器和上述第二振荡器的频率；以及基于相应的细调谐信号来细调谐上述第一振荡器和上述第二振荡器的频率。在一个实施例中，相应的细调谐信号中的一个或多个细调谐信号使用数模转换器来产生。在一个实施例中，该方法包括：选择性地调谐上述第二振荡器的频率，以产生上述自测试信号的线性调频调制。在一个实施例中，该方法包括：向上述本地振荡器信号(TX/LO)和上述第二振荡信号应用分频以产生相应的分频振荡信号；以及监测上述第二振荡信号的频率，监测包括比较上述相应的分频振荡信号。在一个实施例中，该方法包括：使用锁相环(PLL)电路来生成自测试信号，PLL电路具有输出振荡器、输入比较器和在上述输出振荡器与上述输入比较器之间的环路分频器；以及向PLL电路的上述输入比较器提供上述分频信号。在一个实施例中，该方法包括延迟被提供给PLL电路的上述输入比较器的分频信号。在一个实施例中，该方法包括选择性地改变上述环路分频器的分频因子，以改变上述自测试信号的频率。在一个实施例中，该方法包括：将本地振荡器信号与由射频接收器接收的接收信号混频。
在一个实施例中，一种生成自测试信号的电路包括：在操作时对第一振荡信号进行分频以生成第一分频信号的第一分频器；以及在操作时生成接收器自测试信号的自测试信号生成电路，接收器自测试信号的生成包括以下中的一项或多项：基于第一分频信号来生成自测试信号；以及使用第一分频信号来监测自测试信号的生成。在一个实施例中，该电路包括：在操作时生成第一振荡信号的第一振荡器，其中自测试信号生成电路包括第二振荡器，第二振荡器在操作时生成第二振荡信号，并且生成第二振荡信号包括以下中的一项或多项：基于第一分频信号来控制第二振荡器；以及使用第一分频信号来监测第二振荡信号的生成。在一个实施例中，第一振荡器的频率基于公共粗调谐信号和第一细调谐信号来设置；并且第二振荡器的频率基于公共粗调谐信号和第二细调谐信号来设置。在一个实施例中，该电路包括：在操作时生成第一细调谐信号和第二细调谐信号中的一个或两个的数模转换器。在一个实施例中，自测试信号生成电路在操作时选择性地调谐第二振荡器的频率，以产生自测试信号的线性调频调制。在一个实施例中，自测试信号生成电路包括第二分频器，第二分频器在操作时对第二振荡信号分频，以产生第二分频信号，并且自测试信号生成电路在操作时监测自测试信号的生成，上述监测包括将第一分频信号与第二分频信号相比较。在一个实施例中，自测试信号生成电路包括锁相环，锁相环具有：输出振荡器；输入比较器以及耦合在输出振荡器与输入比较器之间的环路分频器，其中输入比较器耦合到第一分频器的输出。在一个实施例中，该电路包括耦合在第一分频器的输出与输入比较器的输入之间的延迟电路。在一个实施例中，环路分频器的分频因子是可调节的，并且在操作时，改变环路分频器的分频因子改变了自测试信号的频率。在一个实施例中，该电路包括：在操作时将第一振荡信号与所接收的射频信号进行混频的混频器。
在一个实施例中，一种生成自测试信号的系统包括：在操作时接收分频本地振荡信号的输入节点；在操作时至少部分地基于所接收的分频本地振荡信号来生成自测试振荡信号的自测试振荡器；在操作时对自测试振荡信号进行分频的分频器；以及在操作时基于自测试振荡信号来输出接收器自测试信号的测试信号输出节点。在一个实施例中，自测试振荡器被耦合到以下中的一项或多项：输入节点；以及基于所接收的分频本地振荡信号生成的控制信号。在一个实施例中，该系统包括：在操作时生成本地振荡信号的本地振荡器；以及耦合到本地振荡器的分频器，其在操作时接收本地振荡信号并且生成分频本地振荡信号。在一个实施例中，该系统包括锁相环，锁相环包括自测试振荡器、分频器和比较器，其中比较器耦合到输入节点和分频器的输出，并且自测试振荡器耦合到比较器的输出。在一个实施例中，该系统包括以下中的一项或多项：耦合在比较器与自测试振荡器之间的滤波器；耦合在输入节点与比较器之间的延迟电路；在操作时生成指示锁相环的锁定状态的信号的锁定检测器；耦合在自测试振荡器与测试信号输出节点之间的可变增益放大器；在操作时生成指示接收器自测试信号的功率水平的信号的功率检测器；以及在操作时生成用于控制接收器自测试信号的生成的一个或多个信号的控制电路。在一个实施例中，该系统包括以下中的一项或多项：耦合到输入节点和分频器的输出的频率计数器，其中频率计数器在操作时生成指示接收器自测试信号的频率的信号；耦合在自测试振荡器与测试信号输出节点之间的可变增益放大器；在操作时生成指示接收器自测试信号的功率水平的信号的功率检测器；以及在操作时生成用于控制接收器自测试信号的生成的一个或多个信号的控制电路。在一个实施例中，该系统包括：在印刷电路板(PCB)上的微波/毫米波单片集成电路以及将测试信号输出节点耦合到射频接收器输入节点的至少一个耦合器，其中至少一个耦合器：在上述微波/毫米波单片集成电路外部被托管在上述印刷电路板上；或者被托管在上述微波/毫米波单片集成电路内部。在一个实施例中，该系统包括：射频接收器，其包括本地振荡器和耦合到测试信号输出节点的测试信号输入节点。在一个实施例中，射频接收器是车辆雷达接收器，其在操作时从距车辆一定距离的物体接收回波信号。
在根据本公开的实施例中，RF测试信号可以用于雷达传感器(例如，雷达传感器IC)自动诊断和校准过程，例如关于硬件故障和性能改进。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考附图来描述一个或多个实施例，在附图中：
图1是例如用于车辆用途的雷达传感器的示例性框图；
图2包括分别被指定为2A和2B的两个部分，是图1中例示的框图中的某些信号的可能的时间行为的示例；
图3是一个或多个实施例的示例性框图；
图4是一个或多个实施例的示例性框图；以及
图5和图6是根据实施例的各种电路布置的示例。
具体实施方式
在接下来的描述中，示出了一个或多个具体细节，旨在提供对本说明书的实施例的示例的深入理解。实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下获得，或者使用其他方法、部件、材料等来获得。在其他情况下，没有详细说明或描述已知的结构、材料或操作，使得实施例的某些方面将不会变得模糊。
在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的引用旨在表示关于该实施例描述的特定配置、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，可能存在于本说明书的一个或多个位置的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”等短语不一定指代同一个实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式组合特定构造、结构或特征。
本文中使用的参考仅为了方便而提供，因此不限定保护范围或实施例的范围。
BIST电路架构可以包括I/Q图像抑制混频器。这种架构可以概括地能够生成具有适于校准雷达传感器IC的特性的SSB(单边带)信号。在这样的布置中，图像信号抑制与I/Q相位和幅度精度成比例。
对于高频IC，传统的I和Q信号生成是复杂的，并且对于图像抑制架构通常不够准确。
这种技术缺点限制了回送解决方案用于例如诸如雷达应用等高频应用的使用。校准过程可以提高雷达传感器的性能。在这方面的方法可以涉及测量校准数据，例如使用公知的RF测试信号和调制方案，并且将其在一个温度存储在传感器中，例如在生产线终端测试期间。在传感器操作期间，校准数据可以由目标检测算法使用用于补偿例如硅IC工艺变化。通过IC性能相对于例如频率、温度和老化而尽可能稳定，可以实现传感器的良好性能。因此，用于更新校准数据的运行时过程可能是有帮助的。
图1通过参考例如能够检测在距离(范围)d处的物体O的FMCW雷达传感器10的示例性实例示出了雷达传感器(例如，包括雷达传感器IC)10的(简化的)示例性框图。
这样的传感器可以包括RF频率合成器12，RF频率合成器12生成被馈送到(发射器)可变增益放大器(VGA)14的本地振荡器信号TX/LO。VGA又可以馈送驱动传输(TX)天线20的功率放大器(PA)16。
在接收器(RX)天线22处接收的对应的输入(回波)信号可以经由RF耦合器电路24馈送到低噪声放大器(LNA)26，并且馈送到被馈送有本地振荡器信号TX/LO的混频器电路28以产生下变频中频(IF)信号，IF信号又被馈送到(接收器)可变增益放大器(VGA)30。
RF内建自测试(BIST)块32可以生成RF测试信号(具有已知的特性)，RF测试信号可被馈送到高频级24以再现(模拟)回波雷达信号。
这样的信号可以具有例如以下特性：
-单边带(SSB)信号
-调频
-与本地振荡器(TX/LO)信号的相干性
-可变频率
-在接收器(例如，RF耦合器级24)的输入处的注入。
应用于如图1所示的电路布局的校准过程可以能够修复由RF测试信号揭示的系统误差和随机误差。因此，这样的RF测试信号可以用于雷达传感器(例如，雷达传感器IC)自动诊断和校准过程，例如关于硬件故障和性能改进。
例如，来自图1中的BIST块32的RF测试信号可以用于模拟来自如图2所示的雷达传感器IC的回波信号：例如，在雷达传感器校准期间，可以检测导致不想要的杂散多普勒频移(并且因此杂散范围偏移)的IC故障，例如通过分析通过在接收器输入处(例如，在RF耦合器24处)注入(已知的)RF测试信号RFTEST而生成(例如，在图1中的28处)的基带IF信号的FFT。
图2的部分2A中的图是发射和接收信号TX和RX的频率(纵坐标)随着时间(横坐标)的可能行为的示例，其在时间TS上随着(调制)带宽BW而变化，具有多普勒频移DS和范围偏移RS。
图2的部分2B中的图是频率为fIF＝|fRX-fTX|的对应的IF信号的可能的时间行为的示例。
在一个或多个实施例中，RF测试信号可以通过借助于图3或图4中例示的BIST架构来生成。
在图3和图4中，左侧虚线区域是频率发生器120(例如，用于雷达传感器IC)的示例。
在一个或多个实施例中，这样的发生器120的简单实现可以包括压控振荡器(VCO)122(参见图1中的频率合成器/发生器12)和作用于来自振荡器122的输出以产生分频信号fDIV的分频器(：N)124。
在一个或多个实施例中，振荡器122的输出信号的振荡频率(其可以对应于图1的图的信号TX/LO)可以使用调谐信号(例如，来自调制器122a的电压信号VFINE)来控制。
在一个或多个实施例中，振荡器122的输出信号的频率可以通过使用来自调制器122a的信号VFINE对例如从数模转换器(DAC)122b导出的粗信号VCOARSE进行“细调谐”来控制。
在一个或多个实施例中，调制器122a和DAC 122b可以是IC的外部元件，如本文中例示的。
在一个或多个实施例中，雷达传感器(微)控制器电路MC可以控制例如雷达传感器IC的各种部件/部分，如附图中例示的。为了避免使图形表示不必要地复杂，控制器MC的可能的控制动作在图中被表示为指向某个部件/部分的箭头。例如，控制器MC可以在校准时间期间从分频器124的输出检测(测量)振荡频率，并且产生期望的调制方案——例如线性调频——如在雷达输出信号中。
在一个或多个实施例中，本文中例示的频率发生器120可以包括附加/更复杂的电路，诸如例如：
-集成的调制器；
-集成的DAC，例如以降低VFINE电压灵敏度；
-完全集成的N分数或N整数PLL(见下文)。
一个或多个实施例的操作可以包括上述可能的实现细节，并且可以例如采用两个信号：
-本地振荡器信号TX/LO，其可以使用功率放大器链(参见例如图1中的框14和16)被发射并且被分配用于下变频到IF(参见例如图1的混频器28)；
-例如在分频器124的输出处可用的分频信号fDIV。
在如图3中例示的一个或多个实施例中，分频信号fDIV可以用于监测由(另外的)细调谐振荡器生成的RF测试信号。
在如图4中例示的一个或多个实施例中，分频信号fDIV可以用于驱动PLL电路，该PLL电路包括生成RF测试信号的振荡器。
因此，一个或多个实施例可以涉及：
-向本地振荡器信号(例如，TX/LO)应用分频(例如，在124处)以产生分频信号(例如，fDIV)，
-提供用于生成自测试信号RFTEST的信号发生器，以及
-利用使用分频信号监测(图3)或控制(图4)的上述发生器的操作通过操作信号发生器(图3中的222——图4中的320a)来生成自测试信号RFTEST。
换言之，在更多实施例中，生成自测试信号RFTEST可以包括基于分频信号来监测或控制对应的发生器的操作。
图3示出了根据一个或多个实施例的RF测试信号发生器32的示例性开环架构，其中在分频器124的输出处的分频信号fDIV用于监测由振荡器222生成的RF测试信号。
在如图3中例示的一个或多个实施例中，意图模拟目标检测的IF输出信号可以通过在调谐电压上使用DAC来设置RF测试信号RFTEST与TX/LO信号之间的频移来获得。
在如图3中例示的一个或多个实施例中，第一DAC 122b可以向振荡器122(通过来自调制器122a的VFINE进行细调谐以提供本地振荡器信号TX/LO)和另一振荡器(例如，VCO)222(经由另一DAC222a进行细调谐)提供粗调谐电压VCOARSE。
通过使用公共DAC(也就是122b)控制(数字地)振荡器122和222，可以有助于补偿由于温度和硅工艺变化导致的振荡频移。
在一个或多个实施例中，相应的分频器124、224(例如，通过相同的因子N)可以被耦合到振荡器122、222的输出，其中来自分频器124、224的分频输出fDIV、fDIV_AUX被馈送到频率计数器226(由时钟信号fCLK钟控)，频率计数器226通过线226a向微控制器MC提供测试标志信号。
在一个或多个实施例中，当两个振荡器122、222以预期频率振荡时，可以在校准阶段期间生成这样的测试标志，这是因为微控制器MC经由DAC 222a控制(辅助)振荡器222的细调谐电压VFINE_AUX，而(主)振荡器122的细调谐电压VFINE可以由微控制器MC例如经由调制器122a来管理。
在一个或多个实施例中，频率计数器226的操作可以包括比较分频的频率fDIV和fDIV_AUX，并且确定振荡器122、222以预期频率振荡，例如，当频率fDIV和fDIV_AUX的比率达到一定的值时：在这方面，可以理解，fDIV和fDIV_AUX可以由振荡器122、222以诸如fosc和fosc+fIF等相应频率振荡来生成，和/或分频器124、224不一定具有相同的分频因子(例如，N)。
在一个或多个实施例中，振荡器222可以耦合到可变增益放大器(VGA)228，以向RF测试信号RFTEST提供适于被馈送到级24的电平(可能用功率检测器228a来监测)(参见图1)。
因此，如图3中例示的一个或多个实施例可以表现出以下特征中的一个或多个：
-RF测试信号RFTEST可以使用辅助振荡器(例如，VCO(222))来生成；
-RF测试信号RFTEST与TX/LO信号之间的频移可以使用例如VCO调谐电压上的DAC来适当地设置；
-VCO 122和222两者的粗调谐电压可以使用公共DAC(122b)来数字地控制，以补偿由于硅工艺和温度变化两者而导致的振荡频移；
-辅助振荡器222的细调谐电压VFINE_AUX可以由附加的DAC 222a来数字地控制，而振荡器122的细调谐电压可以由微控制器MC在校准阶段期间管理，例如经由块122a；
-RF测试信号RFTEST可以是具有根据以下等式生成的频率fRX的连续波(CW)信号：fRX＝fTX/LO+fIF，其中fTX/LO和fIF分别是本地振荡器信号TX/LO的频率和中频信号IF的频率；
-振荡器122和振荡器222的振荡频率之间的差可以设置IF信号的频率fIF；
-微控制器MC可以通过利用相关联的(集成的)DAC改变振荡器122、222的细调谐电压来设置期望的IF频率；
-在设置IF频率时的准确度可以根据在控制振荡器122、222的细调谐电压VFINE、VFINE_AUX时的分辨率变化；
-这些细调谐电压可以由微控制器MC来修改，直到期望的IF频率以期望的精度被设置并且由计数器226在线226a上发出的测试标志信号变为真；
-所生成的RF测试信号RFTEST可以是适于被注入到再现回波雷达信号的接收器输入(例如，在图1中的24处)的发射信号的副本；
-用TX/LO信号下变频的RF测试信号RFTEST可以生成可以再现目标检测的IF输出信号；
-可以在124、224处使用可编程分频器(例如，以相同的因子N)以生成分频信号fDIV和fDIV_AUX；应当理解，这些信号可能不相同，只要它们由振荡器122、222以诸如fosc和fosc+fIF等相应频率振荡来生成；
-分频信号fDIV和fDIV_AUX可以由频率计数器(诸如226)使用，以在两个振荡器122、222利用预期的精度以期望的频率振荡时，在线226a上例如向微控制器MC提供测试标志信号(真/假信号)；
-RF测试信号RFTEST的功率水平可以使用可变增益放大器(VGA)(例如，228)来设置，其可以使用功率检测器电路(例如，228a)来检测；
-线226a上的测试标志信号和功率检测器电路228a可以有助于使电路符合ISO26262标准；
-BIST电路32可以在正常操作期间被禁用。
图4示出了根据一个或多个实施例的RF测试信号发生器32的示例性的基于PLL的架构。
在一个或多个实施例中，意图提供要应用于例如图1的级24的RF测试信号的RF测试信号发生器32可以包括PLL(锁相环)电路320，其例如通过使用来自分频器124的分频信号fDIV(可能被(可控)延迟322延迟)作为输入来操作(例如，通过“锁定”辅助振荡器)压控振荡器(VCO)320a，以产生fDIV的延迟版本，即fREF。
根据另外的传统的PLL布局，除了振荡器320a，电路320可以包括经由PLL分频器320c接收fREF和来自振荡器320a的频率的输入比较器320b。输入比较器320b中的(频率)比较的结果经由环路滤波器320d驱动振荡器320a。
已经达到锁定状态的PLL 320可以由锁定检测器326来检测，锁定检测器326可以通过线326a向微控制器MC发出测试标志，从而使得本文中例示的IC布置符合例如ISO26262标准。
在一个或多个实施例中，PLL 320中的振荡器320a之后可以是可变增益放大器(VGA)328，以向接收器提供具有适于被馈送到级24的电平(可能由功率检测器328a监测)的RF测试信号(见图1)。
在一个或多个实施例中，PLL分频器320c可以允许例如通过对PLL分频器320c进行编程来改变RF测试信号频率。
RF测试信号与本地振荡器信号TX/LO之间的频移可以生成模拟目标检测的IF输出信号(例如，在图1的混频器级28的输出处)(参见例如图2)。
在一个或多个实施例中，IF输出信号的幅度、频率和相位可以用于(以本身已知的方式)校准雷达传感器(例如，雷达传感器IC)。
在一个或多个实施例中，可能应用于分频信号fDIV(例如，在322处)以产生fREF的延迟可以允许在RF测试信号与TX/LO信号之间获得良好定义的延迟时间。
在一个或多个实施例中，PLL电路320可以遵循被应用于发射信号的调频。
在一个或多个实施例中，两个振荡器(例如，VCO)122和320a可以被设计为以不同的频率振荡，以减少任何“拉动”效应(例如，VCO 122可以包括以操作频率的一半振荡的芯并且之后是倍频器，而VCO 320a可以包括以操作频率振荡的芯，反之亦然)。
在一个或多个实施例中，被发送到级24的RF测试信号可以与TX/LO信号相干，这可以有助于模拟发射信号，例如，所生成的RF测试信号表现出与雷达回波信号基本上相同的特性。
在一个或多个实施例中，包括PLL块320的BIST电路在雷达传感器的正常操作期间可以被禁用(例如，由控制器MC)。
因此，如图4中例示的一个或多个实施例可以表现出以下特征中的一个或多个：
-生成RF测试信号RFTEST；
-在自测试或校准过程期间，微控制器MC可以起作用(例如，在PLL分频器320c上)以在两个振荡器(122、320a)之间提供期望的IF频率差，以生成频率线性调频(参见例如图2的部分2A中的TX信号)；
-频率发生器120可以向发射器链和接收器下变频器提供TX/LO信号(参见例如图1中的14、16和28)，并且向BIST电路32提供分频信号fDIV(例如，经由分频器124)；
-分频信号fDIV可以由可编程数字延迟电路322来处理，以在RF测试信号与TX/LO信号之间生成良好定义的延迟时间(参见例如图2的部分2A中的范围偏移效应)；PLL电路320可以使用作为分频信号fDIV的延迟副本的信号fREF来锁定辅助振荡器320a；
-PLL电路320可以遵循被应用于TX/LO信号的调频；
-RF测试信号RFTEST与TX/LO信号之间的频移(参见例如图2的部分2A中的多普勒效应)可以经由PLL分频器320c来被编程；
-RF测试信号RFTEST可以与TX/LO信号相干，这有助于模拟发射信号；
-IF输出信号的幅度、频率和相位可以变得准确，从而有助于雷达传感器校准；
-振荡器122和320a可以被设计为以不同的频率振荡以减小拉动效应。
如在图3中例示的一个或多个实施例的情况下，图4中例示的一个或多个实施例可以表现出以下特征中的一个或多个：
-当PLL电路320处于锁定状态时，锁定检测器326可以在线326a上例如向微控制器MC提供测试标志信号(真/假信号)；
-可以使用可变增益放大器(VGA)(例如，328)来设置RF测试信号RFTEST的功率水平，并且可以使用功率检测器电路(例如，328a)来检测功率水平；
-线326a上的测试标志信号和功率检测器电路328a可以有助于使电路符合ISO26262标准；
-在正常操作期间可以禁用BIST电路32。
在如本文中讨论的BIST电路32的一个或多个实施例中，所得到的RF测试信号RFTEST可以具有所示的回波雷达信号的相同特性。
在一个或多个实施例中，RF测试信号的馈送可以有助于各种布置的操作，如本文中例示的。
图5和图6中例示了图1所示的各种块的可能的布置，其中MMIC和PCB示意性地表示微波/毫米波单片集成电路和用于安装MMIC的印刷电路板。
发现，在RF测试信号发生器32的输出与接收器输入之间使用混合耦合器、平衡-不平衡转换器、微带线和电感器会影响接收器的性能。
因此，一个或多个实施例可以利用来自VGA的输出(图3中的228，图4中的328)的RF测试信号与接收器26的输入之间的泄漏，例如通过使用如图5所示的外部的PCB托管的耦合或者如图6所示的MMIC内部耦合。
应当再次理解，在整个描述中参考雷达传感器仅仅是一个或多个实施例的可能的应用领域的示例。事实上，一个或多个实施例可以找到各种各样的应用，例如，如在本说明书的介绍部分中例示的。
因此，一个或多个实施例可以提供一种生成用于射频信号的接收器(例如，雷达传感器10)的自测试信号(例如，RFTEST)的方法，其中生成本地振荡器信号(例如，TX/LO)(例如，在122处)用于与接收信号(例如，22)混频(例如，在28处)，该方法包括：
-向上述本地振荡器信号应用分频(例如，124)以产生分频信号(例如，fDIV)，
-提供用于生成上述自测试信号的信号发生器(例如，图3中的222或图4中的320a)，以及
-利用经由上述分频信号监测(例如，经由图3的计数器226)或控制(例如，经由图4的PLL电路320)的上述信号发生器的操作通过操作上述信号发生器来生成上述自测试信号。
一个或多个实施例可以包括：
-经由第一振荡器(例如，122)生成上述本地振荡器信号，
-经由第二振荡器(例如，222或320a)生成另外的振荡信号，以利用经由上述分频信号监测或控制的上述第二振荡器的操作来提供上述自测试信号。
一个或多个实施例可以包括：
-用公共粗调谐信号(例如，VCOARSE)来设置上述第一振荡器和上述第二振荡器的频率，以及
-用相应的细调谐信号(例如，VFINE、VFINE_AUX)来细调谐上述第一振荡器和上述第二振荡器的频率，上述细调谐信号(VFINE、VFINE_AUX)中的至少一个可选地借助于数模转换转换器(222a)来产生。
一个或多个实施例可以包括选择性地调谐(例如，经由微控制器MC)上述第二振荡器(例如，222)的频率，以产生上述自测试信号的线性调频调制。
一个或多个实施例可以包括：
-向上述本地振荡器信号和上述另外的振荡信号应用分频(例如，在124、224处)，以产生相应的分频振荡信号(例如，fDIV、fDIV_AUX)，以及
-通过比较(例如，经由频率计数器226)上述相应的分频振荡信号来监测上述另外的振荡信号的频率。
一个或多个实施例可以包括：
-提供PLL电路(例如，320)，PLL电路具有用于生成上述自测试信号的输出振荡器(例如，320a)、输出比较器(例如，320b)和在上述输出振荡器与上述输入比较器之间的环路分频器(例如，320c)，
-向PLL电路的上述输入比较器提供上述分频信号。
一个或多个实施例可以包括向PLL电路的上述输入比较器提供上述分频信号的时间延迟(322，fREF)版本。
一个或多个实施例可以包括选择性地改变(例如，经由微控制器MC)上述环路分频器的分频因子，以改变上述自测试信号的频率。
一个或多个实施例可以提供一种电路(例如，120、32)，包括：
-用于生成本地振荡器信号的本地振荡器，
-用于将上述本地振荡器信号与接收信号混频的至少一个混频器，
-用于向上述本地振荡器信号应用分频以产生分频信号的至少一个分频器，
-至少另外一个振荡器，
该电路被配置为利用一个或多个实施例的方法进行操作，并且利用经由上述分频信号监测或控制的上述信号发生器的操作来生成上述自测试信号。
一个或多个实施例可以包括在印刷电路板(PCB)上的微波/毫米波单片集成电路(MMIC)，该电路包括用于将上述自测试信号耦合到接收器输入的至少一个耦合器(例如，24)，其中上述至少一个耦合器：
-在上述微波/毫米波单片集成电路(MMIC)外部被托管在上述印刷电路板(PCB)上；或者
-被托管在上述微波/毫米波单片集成电路(MMIC)内部。
一个或多个实施例可以提供一种射频信号的接收器(例如，雷达传感器，包括雷达传感器IC)，该接收器包括根据一个或多个实施例的用于生成自测试信号的电路。
在一个或多个实施例中，这样的接收器可以包括用于机动车辆的雷达接收器，其中接收器的上述接收信号是来自距车辆一定距离的物体的回波信号(参见例如图1中的O和d)。
在不妨碍基本原理的情况下，在不脱离保护范围的情况下，细节和实施例可以相对于本文中作为示例描述的内容进行甚至是显著的变化。
可以组合上述各种实施例以提供其他实施例。可以根据需要修改实施例的各方面，以使用各种专利、申请和出版物的概念来提供另外的实施例。
一些实施例可以采取计算机程序产品的形式或包括计算机程序产品。例如，根据一个实施例，提供了一种包括适于执行上述方法或功能中的一个或多个功能的计算机程序的计算机可读介质。介质可以是物理存储介质，诸如例如只读存储器(ROM)芯片、或盘、诸如数字通用盘(DVD-ROM)、光盘(CD-ROM)、硬盘、存储器、网络或便携式媒体文章，以由适当的驱动器或经由适当的连接来读取，包括在一个或多个这样的计算机可读介质上存储的一个或多个条形码或其他相关代码中被编码，并且由适当阅读器设备可读取。
此外，在一些实施例中，系统和/或模块和/或电路和/或块中的一些可以以其他方式来实现或提供，诸如至少部分地以固件和/或硬件，包括但不限于一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器、分立电路、逻辑门、标准集成电路、状态机、查找表、控制器(例如，通过执行适当的指令，并且包括微控制器和/或嵌入式控制器)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等、以及采用RFID技术的器件及其各种组合。
可以根据以上详细描述对这些实施例进行这些和其他改变。通常，在所附权利要求中，所使用的术语不应当被解释为将权利要求限制于在说明书和权利要求书中公开的具体实施例，而应当被解释为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所具有的等同物的整个范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (19)

1.一种生成自测试信号的电路，其特征在于，包括：
第一分频器，所述第一分频器在操作时对第一振荡信号进行分频，以生成第一分频信号；以及
自测试信号生成电路，所述自测试信号生成电路在操作时生成接收器自测试信号，所述接收器自测试信号的生成包括以下中的一项或多项：
基于所述第一分频信号来生成所述自测试信号；以及
使用所述第一分频信号来监测所述自测试信号的生成。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，包括：
第一振荡器，所述第一振荡器在操作时生成所述第一振荡信号，其中所述自测试信号生成电路包括第二振荡器，所述第二振荡器在操作时生成第二振荡信号，并且生成所述第二振荡信号包括以下中的一项或多项：
基于所述第一分频信号来控制所述第二振荡器；以及
使用所述第一分频信号来监测所述第二振荡信号的生成。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，
所述第一振荡器的频率基于公共粗调谐信号和第一细调谐信号来设置；以及
所述第二振荡器的频率基于所述公共粗调谐信号和第二细调谐信号来设置。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，包括：
数模转换器，所述数模转换器在操作时生成所述第一细调谐信号和所述第二细调谐信号中的一个或两个。
5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述自测试信号生成电路在操作时选择性地调谐所述第二振荡器的频率，以产生所述自测试信号的线性调频调制。
6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述自测试信号生成电路包括第二分频器，所述第二分频器在操作时对所述第二振荡信号分频，以产生第二分频信号，并且所述自测试信号生成电路在操作时监测所述自测试信号的生成，所述监测包括将所述第一分频信号与所述第二分频信号相比较。
7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述自测试信号生成电路包括锁相环，所述锁相环具有：
输出振荡器；
输入比较器；以及
耦合在所述输出振荡器与所述输入比较器之间的环路分频器，其中所述输入比较器耦合到所述第一分频器的输出。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，包括：
耦合在所述第一分频器的输出与所述输入比较器的输入之间的延迟电路。
9.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述环路分频器的分频因子是可调节的，并且在操作时，改变所述环路分频器的分频因子改变了所述自测试信号的频率。
10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，包括：
混频器，所述混频器在操作时将所述第一振荡信号与所接收的射频信号进行混频。
11.一种生成自测试信号的系统，其特征在于，包括：
输入节点，所述输入节点在操作时接收分频本地振荡信号；
自测试振荡器，所述自测试振荡器在操作时至少部分地基于所接收的分频本地振荡信号来生成自测试振荡信号；
分频器，所述分频器在操作时对所述自测试振荡信号进行分频；以及
测试信号输出节点，所述测试信号输出节点在操作时基于所述自测试振荡信号来输出接收器自测试信号。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述自测试振荡器被耦合到以下中的一项或多项：
所述输入节点；和
基于所接收的分频本地振荡信号生成的控制信号。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，包括：
本地振荡器，所述本地振荡器在操作时生成本地振荡信号；以及
耦合到所述本地振荡器的分频器，所述分频器在操作时接收所述本地振荡信号并且生成所述分频本地振荡信号。
14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，包括：
锁相环，所述锁相环包括所述自测试振荡器、所述分频器和比较器，其中所述比较器耦合到所述输入节点和所述分频器的输出，并且所述自测试振荡器耦合到所述比较器的输出。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，包括以下中的一项或多项：
滤波器，耦合在所述比较器与所述自测试振荡器之间；
延迟电路，耦合在所述输入节点与所述比较器之间；
锁定检测器，所述锁定检测器在操作时生成指示所述锁相环的锁定状态的信号；
可变增益放大器，耦合在所述自测试振荡器与所述测试信号输出节点之间；
功率检测器，所述功率检测器在操作时生成指示所述接收器自测试信号的功率水平的信号；以及
控制电路，所述控制电路在操作时生成用于控制所述接收器自测试信号的生成的一个或多个信号。
16.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，包括以下中的一项或多项：
频率计数器，耦合到所述输入节点和所述分频器的输出，其中所述频率计数器在操作时生成指示所述接收器自测试信号的频率的信号；
可变增益放大器，耦合在所述自测试振荡器与所述测试信号输出节点之间；
功率检测器，所述功率检测器在操作时生成指示所述接收器自测试信号的功率水平的信号；以及
控制电路，所述控制电路在操作时生成用于控制所述接收器自测试信号的生成的一个或多个信号。
17.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，包括：
在印刷电路板(PCB)上的微波/毫米波单片集成电路，以及将所述测试信号输出节点耦合到射频接收器输入节点的至少一个耦合器，其中所述至少一个耦合器：
在所述微波/毫米波单片集成电路外部被托管在所述印刷电路板上；或者
被托管在所述微波/毫米波单片集成电路内部。
18.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，包括：
射频接收器，所述射频接收器包括所述本地振荡器和耦合到所述测试信号输出节点的测试信号输入节点。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述射频接收器是车辆雷达接收器，所述车辆雷达接收器在操作时从距车辆一定距离的物体接收回波信号。
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