DE102016110344A1 - Rf-empfänger mit eingebauter selbsttestfunktion - Google Patents

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Florian STARZER
Oliver Frank
Michael Kropfitsch
Peter Bogner
Rainer Stuhlberger
Günter Erich Haider
Jochen Oliver Schrattenecker
Thomas Sailer
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Abstract

Hierin wird eine RF-Empfangsschaltung beschrieben. Gemäß einer Ausgestaltung weist die RF-Empfangsschaltung einen Mischer auf, der dazu ausgebildet ist, ein RF-Eingangssignal zu empfangen, um das RF-Eingangssignal in ein Basisband- oder Zwischenfrequenz-(IF)-Band herabzuwandeln, einen Analog-Digital-Wandler (ADC), und eine Signalverarbeitungskette, die zwischen den Mischer und den ADC gekoppelt ist. Die Signalverarbeitungskette enthält zumindest zwei Schaltungsknoten. Die RF-Empfangsschaltung enthält ferner eine Oszillatorschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Testsignal zu erzeugen. Die Oszillatorschaltung ist mit der Signalverarbeitungskette gekoppelt und sie ist dazu ausgebildet, das Oszillatorsignal selektiv in einen der zumindest zwei Schaltungsknoten einzuspeisen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft das Gebiet von Radiofrequenz-(RF)-Sendeempfänger- oder -Empfängerschaltungen, insbesondere einen RF-Sendeempfänger- oder -Empfängerchip mit eingebauten Selbsttestfunktionen.
  • HINTERGRUND
  • Radiofrequenz-(RF)-Sendeempfänger und -Empfänger können bei verschiedenen Anwendungen gefunden werden, insbesondere auf dem Gebiet der drahtlosen Übertragungen und bei Radarsensoren. Im Automotive-Sektor gibt es einen ansteigenden Bedarf nach Radarsensoren, die in sogenannten "Adaptive Cruise Control"-(ACC; adaptive Geschwindigkeitsregelung)- oder "Radar Cruise Control"-(RCC; Radar-Abstandregelung)-Systemen eingesetzt werden. Derartige Systeme können beispielsweise dazu verwendet werden, die Geschwindigkeit eines Automobils automatisch einzustellen, um einen sicheren Abstand von anderen Automobilen oder anderen vorausbefindlichen Objekten zu wahren.
  • Moderne Radarsysteme verwenden hochintegrierte RF-Schaltungen, die alle Kernfunktionen eines RF-Frontends eines Radar-Senseempfängers in einem Gehäuse (engl.: "package") (Einchip-Sendeempfänger) enthalten können. Derartige RF-Frontends können unter anderem einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), Verstärker wie beispielsweise Leistungsverstärker und Verstärker mit geringem Rauschen (LLAs), Mischer, und Analog-Digital-Wandler (ADC) enthalten. Weiterhin kann der Einchip-Sendeempfänger zur digitalen Nachverarbeitung des empfangenen Signals einen digitalen Signalprozessor enthalten.
  • Radaranwendungen, die in Automobilen eingesetzt werden, unterliegen verschiedenen Standards im Hinblick auf Straßenverkehrssicherheit, beispielsweise dem zweckmäßigen Sicherheitsstandard ISO 26262 mit dem Titel "Road vehicles – Functional safety". Um die funktionale Sicherheit eines Radarsensors sicherzustellen, ist es wichtig zu wissen, ob der gegenwärtige Status des Radarsensors eine zuverlässige Abstands- und Geschwindigkeitsmessung ermöglicht. Allerdings kann Zuverlässigkeit auch bei anderen Anwendungen als Radar ein Aspekt sein.
  • Daher besteht ein Bedarf nach RF-Sendeempfängern oder -Empfängern, die ein verbessertes Selbsttestvermögen besitzen, um die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems zu erhöhen.
  • ÜBERBLICK
  • Hierin wird eine RF-Empfangsschaltung beschrieben. Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung weist der RF-Sendeempfänger einen Mischer auf, der dazu ausgebildet ist, ein RF-Eingangssignal zu empfangen, um das RF-Eingangssignal in ein Basisband oder Zwischenfrequenz-(IF)-Band herabzuwandeln (engl.: "down-convert"), einen Analog-Digital-Wandler (ADC), und eine Signalverarbeitungskette, die zwischen den Mischer und den ADC gekoppelt ist. Die Signalverarbeitungskette enthält zumindest zwei Schaltungsknoten. Die RF-Empfangsschaltung umfasst ferner eine Oszillatorschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Testsignal zu erzeugen. Die Oszillatorschaltung ist mit der Signalverarbeitungskette gekoppelt und dazu ausgebildet, das Oszillatorsignal selektiv gegen einen der zumindest zwei Schaltungsknoten einzuspeisen.
  • Weiterhin wird ein Verfahren zum Testen einer RF-Empfangsschaltung beschrieben, wobei die RF-Empfangsschaltung eine Signalverarbeitungskette aufweist, die zwischen einen Mischer und einen ADC gekoppelt ist. Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung umfasst das Verfahren das Auswählen eines ersten Schaltungsknotens aus zumindest drei Schaltungsknoten der Signalverarbeitungskette basierend auf einem ersten Auswahlsignal; das Einspeisen eines Testsignals in den ausgewählten ersten Schaltungsknoten; das Auswählen eines zweiten Schaltungsknotens aus den zumindest drei Schaltungsknoten der Signalverarbeitungskette basierend auf einem zweiten Auswahlsignal; und das Verbinden des ausgewählten zweiten Schaltungsknotens mit einem Testpad oder einem Ausgangspin der RF-Empfangsschaltung.
  • Weiterhin wird ein System zum Testen einer RF-Empfangsschaltung beschrieben. Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung umfasst das System eine automatische Testeinrichtung (ATE; engl.: Automatic Test Equipment), sowie eine RF-Empfangsschaltung, die während eines Tests mit der ATE gekoppelt ist. Die RF-Empfangsschaltung weist einen Mischer auf, der dazu ausgebildet ist, ein RF-Eingangssignal zu empfangen und das RF-Eingangssignal in ein Basisband oder Zwischenfrequenz-(IF)-Band herabzuwandeln. Die RF-Empfangsschaltung enthält ferner einen ADC, sowie eine Signalverarbeitungskette, die zwischen den Mischer und den ADC gekoppelt ist. Die Signalverarbeitungskette umfasst zumindest zwei Schaltungsknoten, sowie eine Oszillatorschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Testsignal zu erzeugen, wobei die Oszillatorschaltung mit der Signalverarbeitungskette gekoppelt und dazu ausgebildet ist, das Oszillatorsignal selektiv in einen der zumindest zwei Schaltungsknoten einzuspeisen. Die ATE ist dazu ausgebildet, die Oszillatorschaltung dazu zu veranlassen, das Oszillatorsignal in einen ausgewählten der zumindest zwei Schaltungsknoten einzuspeisen.
  • Ferner wird hierin ein Radarsensor beschrieben. Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung enthält der Radarsensor zumindest eine Antenne, die ein RF-Antennensignal bereitstellt, eine RF-Empfangsschaltung, die mit der zumindest einen Antenne gekoppelt ist, und einen digitalen Signalprozessor, der ein digitales Ausgangssignal empfängt. Die RF-Empfangsschaltung enthält einen Mischer, der dazu ausgebildet ist, ein RF-Eingangssignal, das das RF-Antennensignal repräsentiert, zu empfangen, und das RF-Eingangssignal in ein Basisband oder Zwischenfrequenz-(IF)-Band herabzuwandeln. Die RF-Empfangsschaltung enthält ferner einen ADC, der das digitale Ausgangssignal bereitstellt, sowie eine Signalverarbeitungskette, die zwischen den Mischer und den ADC gekoppelt ist. Die Signalverarbeitungskette enthält zumindest zwei Schaltungsknoten. Ferner enthält die RF-Empfangsschaltung eine Oszillatorschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Testsignal zu erzeugen, die mit der Signalverarbeitungskette gekoppelt und die dazu ausgebildet ist, das Testsignal selektiv in einen der zumindest zwei Schaltungsknoten einzuspeisen. Während eines Selbsttests des Radarsensors ist der digitale Signalprozessor dazu ausgebildet, aus den zumindest zwei Schaltungsknoten einen Schaltungsknoten auszuwählen und damit zu bewirken, dass die Oszillatorschaltung das Testsignal in den ausgewählten Schaltungsknoten einspeist, und ferner zu bewirken, dass der ADC das digitale Ausgangssignal als Reaktion auf das Testsignal erzeugt. Ferner ist der digitale Signalprozessor dazu ausgebildet, eine Spektralanalyse des Ausgangssignals durchzuführen, um eine digitale spektrale Darstellung des digitalen Ausgangssignals zu erhalten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung lässt sich unter Bezugnahme auf diese folgenden Zeichnungen und Beschreibungen leichter verstehen. Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; vielmehr wird Wert darauf gelegt, die Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen. Ferner bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile. Zu den Abbildungen:
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das die Grundstruktur des Empfangspfads eines RF-Sendeempfängerchips veranschaulicht;
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das den Empfangs-/Übertragungspfad in einem monostatischen Radarsendeempfängerchip veranschaulicht;
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das eine erste beispielhafte Ausgestaltung einer Basisbandsignalverarbeitungskette eines Radarempfängerkanals, die Oszillatoren enthält, veranschaulicht, zur Verwendung während Herstellungstests.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das eine zweite beispielhafte Ausgestaltung einer Oszillatoren enthaltenden Basisbandsignalverarbeitungskette eines Radarempfängerkanals zur Verwendung während Selbsttests, die während des Betriebs regelmäßig durchgeführt werden, veranschaulicht.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das eine dritte beispielhafte Ausgestaltung einer einen Oszillator enthaltenden Basisbandsignalverarbeitungskette eines Radarempfängerkanals zur Verwendung sowohl während Herstellungstests als auch Selbsttests, die während des Betriebs regelmäßig durchgeführt werden, veranschaulicht.
  • 6 ist ein Schaltbild, das eine beispielhafte Implementierung der bei den Beispielen gemäß den 3 bis 5 verwendeten Oszillatoren veranschaulicht.
  • 7 ist ein Zeitverlaufsdiagramm, das eine durch den Oszillator gemäß 6 erzeugte Beispiel-Wellenform veranschaulicht.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren zum Testen der Empfangsstrecke eines RF-Sendeempfängerchips veranschaulicht.
  • Nachfolgend werden Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung im Kontext eines Radar-Sendeempfängers beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch bei anderen Anwendungen als Radar wie beispielsweise bei RF-Sendeempfängern von RF-Kommunikationsvorrichtungen eingesetzt werden kann.
  • Ein sogenannter "Ein-Chip Radar" kann eine Schaltung enthalten, die die zur Entfernungs- und/oder Geschwindigkeitsmessung erforderlichen Kern-RF-Funktionen in einem Chip bereitstellt. Daher kann der Chip unter anderem eine RF-Frontend-Schaltung wie beispielsweise RF-Oszillatoren, Verstärker, und Mischer aufweisen, sowie eine Basisband-(oder Zwischenfrequenz-(IF)-Band)-Schaltung wie beispielsweise Verstärker und Analogfilter. Zusätzlich kann in dem Chip ein Analog-Digital-Wandler enthalten sein, um das Basisband- oder IF-Band-Signal zu digitalisieren. Bei künftigen Sensordesigns kann in dem Chip ein digitaler Signalprozessor zusammen mit dem ADC, der Basisbandschaltung und der RF-Frontend-Schaltung enthalten sein. Allerdings ist ein Signalprozessor bei heutigen Radarsensoren üblicherweise in einem separaten Chíp implementiert.
  • 1 veranschaulicht die Empfangsstrecke (den Empfangskanal) eines RF-Sendeempfängers 1 (oder eines RF-Empfängers), wie er beispielsweise bei Radarabstandsmessungseinrichtungen verwendet werden kann. Gemäß dem vorliegenden Beispiel enthält die Empfangsstrecke 1 einen Mischer 12, der mit einem RF-Eingangssignal SRX und einem RF-Oszillatorsignal SLO (Mischer-Referenzsignal), das verwendet wird, um das RF-Eingangssignal SRX in das Basisband oder ein IF-Band herabzuwandeln. Das RF-Eingangssignal SRX kann durch eine Antenne (in 1 nicht gezeigt) bereitgestellt werden, und es kann, bevor es dem Mischer 12 zugeführt wird, vorverstärkt werden. Bei dem vorliegenden Beispiel wird das verstärkte RF-Eingangssignal SRX' durch den RF-Verstärker 11 bereitgestellt, und das RF-Oszillatorsignal SLO wird durch einen lokalen Oszillator (LO) 10, der beispielsweise einen in eine Phasenregelschleife (PLL; engl.: "phase locked loop") gekoppelten, spannungsgesteuerten Oszillator (VCO; engl.: "voltage controlled oscillator") enthalten kann, erzeugt werden. Allerdings kann das RF-Oszillatorsignal SLO abhängig von der aktuellen Anwendung durch eine andere Schaltung bereitgestellt werden. Wenn das RF-Oszillatorsignal SLO in einer Vorrichtung zur Radarabstandsmessung eingesetzt wird, kann es in einem Bereich zwischen etwa 24 GHz und 81 GHz (üblicherweise etwa 77 GHz) liegen. Allerdings können höhere oder geringere Frequenzen ebenso verwendet werden. Wenn ein sogenannter freqzenzmodulierter Dauerstrichradarsensor (engl.: "frequency-modulated continuous-wave (FMCW) radar") verwendet wird, wird das RF-Oszillatorsignal SLO üblicherweise frequenzmoduliert. Das Arbeitsprinzip eines FMCW-Radars ist jedoch als solches bekannt und wird daher hierin nicht weiter erörtert.
  • Eine oder mehr Antennen und, wie oben erwähnt, digitale Signalprozessorkerne können in demselben Chipgehäuse (engl.: „chip package“) wie das RF-Frontend (die RF-Schaltung und Mischer) und die Basisbandsignalverarbeitungskette enthalten sein. Da praktisch das gesamte Radarabstandsmesssystem in einem Ein-Chip-Gehäuse integriert ist, wird das System auch als "System in einem Gehäuse" (engl.: "systeme-in-a-package"; SIP) bezeichnet. Allerdings können der ADC und der Digitalteil des Systems (das üblicherweise unter Verwendung von CMOS-Technologie hergestellt ist) auch in einem oder mehr separaten Chips angeordnet sein. Ähnlich kann die Antenne in einem separaten Gehäuse angeordnet sein. Bei einigen Ausgestaltungen werden sogenannte "Embedded Wafer Level Ball Grid Arrays"(eWLB)-Gehäuse zum Einhäusen sowohl der RF- und Basisbandschaltung wie auch der Antenne(n) verwendet.
  • Wie erwähnt wandelt der Mischer 12 das RF-Eingangssignal SRX' (das verstärkte Antennensignal) in das Basisband herab. Das entsprechende Basisbandsignal (das Mischerausgangssignal) ist mit SBB bezeichnet. Die Herabwandlung kann in einer einzigen Stufe (d.h. vom RF-Band in das Basisband) durchgeführt werden, oder in einer oder mehr Zwischenstufen (vom RF-Band in ein IF-Band und nachfolgend in das Basisband). Das Basisbandsignal SBB wird dann einer analogen Basisbandsignalverarbeitung unterworfen, die beispielsweise durch die Signalverarbeitungskette 13 bereitgestellt wird. Die Signalverarbeitungskette 13 umfasst zumindest ein Analogfilter, um unerwünschte Seitenbänder oder Spiegelfrequenzen (engl.: "image frequencies") zu unterdrücken. Die Signalverarbeitungskette 13 kann zumindest einen der folgenden Bestandteile enthalten: Einen Tiefpassfilter, einen Hochpassfilter, und einen Basisbandverstärker. Das gefilterte Basisbandsignal (das Ausgangssignal der Signalverarbeitungskette 13) ist mit SBB' bezeichnet. Empfänger, die einen Mischer verwenden, um das RF-Eingangssignal in das Basisbandsignal herabzuwandeln, sind als solche als Heterodyn-Empfänger bekannt und werden daher nicht weiter ausführlicher erläutert. Das gefilterte Basisbandsignal SBB' wird dann abgetastet und in ein Digitalsignal SRXDIG gewandelt (Analog-Digital-Wandler 14), das dann unter Verwendung beispielsweise eines Signalprozessors 15 in der digitalen Domäne weiter verarbeitet wird. Im Fall einer Herabwandlung in ein IF-Band anstelle in das Basisband kann bei dem vorliegenden Beispiel auch das IF-Signal auf dieselbe Weise wie das Basisbandsignal verarbeitet und nachfolgend für eine digitale Demodulation des IF-Signals und eine weitere digitale Verarbeitung digitalisiert werden. Die digitale Signalverarbeitung kann unter Verwendung z.B. eines digitalen Signalsprozessors (DSP), der geeignete Softwareanweisungen ausführt, durchgeführt werden. Zu diesem Zweck können ein oder mehr Prozessorkerne in demselben Chip wie die analoge Signalverarbeitungskette 13 integriert sein.
  • 1 veranschaulicht die Empfangsstrecke eines RF-Empfängers oder -Sendeempfängers. Bei sogenannten bistatischen oder pseudo-monostatischen Radarsystemen kann der Empfänger von dem Sender getrennt sein, da Empfänger und Sender separate Antennen verwenden. 2 veranschaulicht einen RF-Sendeempfänger (einen kombinierten Empfänger und Sender), der in einem monostatischen Radarsystem, bei dem dieselbe Antenne verwendet wird, um RF-Signale zu senden und zu empfangen, verwendet werden kann. Der Sendeempfänger gemäß 2 enthält einen Richtkoppler 22, der zwischen einem Mischer 10 und eine Antenne 20 gekoppelt und dazu ausgebildet ist, das durch die Antenne 20 empfangene RF-Signal SRX an den Mischer 12 (die Empfangsstrecke) zu leiten. Ferner ist der Richtkoppler 22 dazu ausgebildet, das RF-Oszillatorsignal SLO (was z.B. durch einen in 2 nicht gezeigten, lokalen Oszillator 10 bereitgestellt wird) an die Antenne 20 zu leiten, die ein entsprechendes elektromagnetisches Radarsignal abstrahlt. Abgesehen von dem Richtkoppler 22 ist die dem Richtkoppler 22 nachgeschaltete Empfangsstrecke (Verstärker 11, Mischer 12, analoge Basisbandsignalverarbeitungskette 13, Analog-Digital-Wandler 14, digitaler Signalprozessor 15) dieselbe wie in 1 und wird daher hier nicht wiederholt.
  • Der Richtkoppler 22 kann beispielsweise als durch Streifenleitungen (engl.: "strip lines") gebildeter Ringkoppler (engl.: "rat-race coupler") implementiert sein. Allerdings können andere Arten von Richtkopplern wie beispielsweise ein Zirkulator verwendet werden. Insbesondere wenn ein Ringkoppler verwendet wird, ist ein Port des Kopplers durch eine Abschlussimpedanz 21 abgeschlossen. Der Richtkoppler 22 kann in demselben Chipgehäuse wie die anderen Schaltungskomponenten des Sendeempfängers implementiert sein, um eine Ein-Chip-Lösung bereitzustellen. Die Abschlussimpedanz 21 stimmt mit der charakteristischen Impedanz des Richtkopplers überein, um unerwünschte Reflexionen an dem abgeschlossenen Port zu vermeiden.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielimplementierung der Basisbandsignalverarbeitungskette 13 (siehe 1) sowie von zugehörigen Schaltungen ausführlicher veranschaulicht. Bei dem vorliegenden Beispiel enthält die Basisbandsignalverarbeitungskette 13 ein Hochpassfilter 131, ein Tiefpassfilter 132 und einen Basisbandverstärker 133, die, wie in 3 gezeigt, in Reihe geschaltet sind. Dementsprechend wird das herabgewandelte RF-Signal (das Ausgangssignal des Mischers 12) SBB hochpass-gefiltert, nachfolgend tiefpass-gefiltert und zuletzt verstärkt. Die Reihenschaltung des Hochpassfilters 131 und des Tiefpassfilters 132 bildet im Wesentlichen ein Bandpassfilter. Ein zusätzlicher Verstärker kann zwischen dem Mischer 12 und dem Hochpass 131 angeordnet sein. Die Schaltungskomponenten 131, 132 und 133 in der Basisbandsignalverarbeitungskette 13 können, falls dies für eine spezielle Anwendung notwendig oder wünschenswert ist, in einer anderen Reihenfolge angeordnet werden. Das verarbeitete (gefilterte und verstärkte) Basisbandsignal SBB' wird dem Analog-Digital-Wandler, der dazu ausgebildet ist, das Signal SBB' zu digitalisieren, zugeführt. Das resultierende digitale Basisbandsignal SRXDIG kann dann unter Verwendung eines digitalen Signalprozessors (des DSPs 15) weiterverarbeitet werden.
  • Sind der Schaltungsknoten (Knoten N1) am Eingang des Hochpassfilters 131, der gemeinsame Schaltungsknoten (Knoten N2) zwischen dem Hochpassfilter 131 und dem Tiefpassfilter 132, der gemeinsame Schaltungsknoten (Knoten N3) zwischen dem Tiefpassfilter 132 und dem Verstärker 133 ebenso wie der Schaltungsknoten (Knoten N4) am Ausgang des Verstärkers 133 an den Analog-Multiplexer 16 angeschlossen. Der Analog-Multiplexer 16 empfängt ein Auswahlsignal SEL und ist dazu ausgebildet, das Signal, das an einem ausgewählten der Eingänge des Analog-Multiplexers 16 vorliegt, an den Ausgang des Analog-Multiplexers 16 durchzuleiten. Der Ausgang des Analog-Multiplexers 16 kann mit einem Testpad oder einem Ausgangspin 18 des Halbleiterchips, in den die Basisbandsignalverarbeitungskette 13 integriert ist, angeschlossen sein. Es müssen nicht notwendigerweise sämtliche der Schaltungsknoten N1, N2, N3 und N4 an die Multiplexereingänge angeschlossen werden. Gemäß einigen Beispielen sind lediglich zwei oder drei dieser Schaltungsknoten an den Analog-Multiplexer 16 angeschlossen.
  • Bei dem Auswahlsignal SEL kann es sich um ein durch eine Steuerschaltung (nicht gezeigt) bereitgestelltes Digitalsignal handeln. Gemäß einem konkreten Beispiel kann es sich bei dem Auswahlsignal um ein 2-Bit-Signal handeln, das einen der Werte 00, 01, 10, 11 annehmen kann. Entsprechend kann das Ausgangssignal des Mischers 12 durch den Analog-Multiplexer 16 durchgeführt werden, wenn SEL = 00. Das Ausgangssignal des Hochpassfilters 131 kann durch den Analog-Multiplexer 16 durchgeführt werden, wenn SEL = 01. Das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 132 kann durch den Analog-Multiplexer 16 durchgeführt werden, wenn SEL = 10, und das Ausgangssignal des Verstärkers 133 kann durch den Analog-Multiplexer 16 durchgeführt werden, wenn SEL = 11. Es wird darauf hingewiesen, dass bei mehr als vier in der Basisbandsignalverarbeitungskette 13 angeordneten Komponenten mehr als die vier in Figur 3 gezeigten Schaltungsknoten an den Testpad/ Ausgangspin 18 angeschlossen sein können.
  • Gemäß dem vorliegenden Beispiel können an den Schaltungsknoten N1, N2, N3 und N4 Testsignale STEST zum Testen der einzelnen in der Basisbandverarbeitungskette 13 angeordneten Schaltungskomponenten eingespeist werden. Oszillatoren 17a, 17b, 17c und 17d, die in denselben Chip wie die Basisbandsignalverarbeitungskette 13 integriert sind, sind an die Schaltungsknoten N1, N2, N3 bzw. N4 angeschlossen und dazu ausgebildet, die Testsignale STEST zu erzeugen. Bei dem vorliegenden Beispiel sind die durch die Oszillatoren 17a, 17b, 17c und 17d erzeugten Testsignale STEST dieselben. Allerdings ist dies nicht notwendigerweise der Fall, und bei anderen Ausgestaltungen können unterschiedliche Testsignale verwendet werden. Eine Beispielimplementierung eines Oszillators und eine Beispiel-Wellenform eines Testsignals werden weiter unten beschrieben. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorliegenden Beispiel bei den Testsignalen STEST um Breitbandsignale und nicht um Einzelfrequenzsignale (engl.: „single-frequency signals“) handelt. Gemäß einem Beispiel handelt es sich bei den Testsignalen STEST um Rechtecksignale. Die Oszillatoren 17a, 17b, 17c und 17d können so ausgebildet sein, dass sie individuell aktiviert und deaktiviert werden können.
  • Die Schaltungsanordnung, die die Oszillatoren 17a, 17b, 17c, 17d, die Basisbandverarbeitungskette 13 und den Analog-Multiplexer 16 enthält, ermöglicht einen verbesserten Herstellungstest (End-Test; engl.: "end-of-line test", EOL Test), bei dem eine externe automatische Testeinrichtung (ATE) 30 an dem Testpad/Ausgangspin 18 angeschlossen wird, um das an einem bestimmten der Schaltungsknoten N1, N2, N3 und N4 vorliegende Signal zu erhalten. In 3 ist das Signal an den Testpad/ Ausgangspin 18 mit SOUT bezeichnet. Üblicherweise wird der Testpad/Ausgangspin 18 unter Verwendung eines Nadelkontakts 31 oder eines ähnlichen Kontakts wie beispielsweise eines Pogopins (federbelasteter Pin) oder dergleichen an die ATE 30 angeschlossen.
  • Um beispielsweise die Frequenzantwort des Hochpassfilters 131 zu testen, wird der Oszillator 17a aktiviert und erzeugt beispielsweise ein Rechtecksignal, das dem Eingang des Hochpassfilters 131 zugeführt wird. Ferner ist der Analog-Multiplexer 16 dazu ausgebildet, den an den Schaltungsknoten N2 angeschlossenen Eingang auszuwählen. Somit wird das Ausgangssignal des Hochpassfilters 131 durch den Analog-Multiplexer 16 geführt und, als Signal SOUT, an dem Testpad/Ausgangspin 18 bereitgestellt, an dem das Signal durch die ATE 30 abgegriffen werden kann. Die ATE kann dazu ausgebildet sein, eine Spektralanalyse (z.B. eine Spektralabschätzung) des Ausgangssignals des Hochpassfilters 131 durchzuführen und das resultierende Spektrum (z.B. Betrags- und Frequenzwerte) mit einem gespeicherten Referenzspektrum zu vergleichen. Basierend auf diesem Vergleich wird das Hochpassfilter 131 als von ausreichender Qualität oder als defekt beurteilt. Dasselbe kann für das Tiefpassfilter 132 durchgeführt werden. In diesem Fall wird der Oszillator 17b aktiviert, um dem Eingang des Tiefpassfilters 132 ein Testsignal STEST als Stimulus zuzuführen, während der Analog-Multiplexer 16 dazu ausgebildet ist, das an den Schaltungsknoten N3 vorliegende Tiefpass-Ausgangssignal durchzuleiten. Ähnlich kann der Verstärker 133 getestet werden. In diesem Fall wird der Oszillator 17c aktiviert, um dem Eingang des Verstärkers 133 ein Testsignal STEST als Stimulus zuzuführen, während der Analog-Multiplexer 16 dazu ausgebildet ist, das an dem Schaltungsknoten N4 vorliegende Verstärkerausgangssignal SBB' durchzuleiten.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass eine passive Schaltungskomponente (z.B. das Tiefpassfilter 132) unter Verwendung lediglich passiver Schaltungselemente wie beispielsweise Widerstände und Kondensatoren und/oder Spulen implementiert sein kann und getestet werden kann, indem das Testsignal STEST dem Schaltungsknoten am Ausgang der Schaltungskomponente (z.B. dem Knoten N3 am Ausgang des Tiefpassfilters 132) zugeführt wird, während das resultierende Ausgangssignal am Eingang der Schaltungskomponente (z.B. dem Knoten N2 am Eingang des Tiefpassfilters 132) abgegriffen wird. Bei dem vorliegenden Beispiel kann der Oszillator 17c aktiviert werden, um das Testsignal an den Ausgang des Tiefpassfilters 132 (dem Knoten N3) anzulegen, und der Multiplexer 16 kann dazu ausgebildet sein, den Eingang des Tiefpassfilters 132 (Knoten N2) mit dem Testpad/Ausgangspin 18 zu verbinden. Falls mehr als zwei Testpads/Ausgangspins verfügbar sind, könnten zwei Schaltungskomponenten zur selben Zeit getestet werden. Wenn beispielsweise das Testsignal STEST an den Schaltungsknoten N2 angelegt wird, können sowohl das Hochpassfilter 131 als auch das Tiefpassfilter 132 getestet werden, indem das Antwortsignal des Hochpassfilters am Schaltungsknoten N1 und das Antwortsignal des Tiefpassfilters am Schaltungsknoten N3 abgegriffen werden.
  • Um zwei oder mehr Komponenten in einem Schritt testen zu können, können weitere Tests durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Oszillator 17a aktiviert werden, um dem Eingang des Hochpassfilters 131 ein Testsignal STEST als Stimulus zuzuführen, während der Analog-Multiplexer 16 dazu ausgebildet ist, das an dem Schaltungsknoten N3 vorliegende Ausgangssignal des Tiefpassfilters 132 durchzuleiten. In diesem Fall repräsentiert die in der ATE durchgeführte Spektralanalyse die kombinierte Übertragungscharakteristik des Hochpassfilters 131 und des Tiefpassfilters 132.
  • Der hierin vorgeschlagene Ansatz zum Testen von Schaltungskomponenten der Basisbandsignalverarbeitungskette 13 ermöglicht es, jede einzelne Schaltungskomponente separat zu testen. Des weiteren ermöglicht dieser Ansatz zuverlässigere Tests, da in der Praxis die Parameter des Testsignals STEST (welches ein Basisbandsignal und kein RF-Signal ist) besser kontrolliert werden können, wenn das Testsignal in der Frequenzdomäne des Basisbands erzeugt wird, verglichen mit dem Testsignal, das in dem RF-Frequenzbereich erzeugt und nachfolgend durch den Mischer herabgewandelt wird. Es versteht sich, dass, obwohl 3 vier Oszillatoren 17a, 17b, 17c und 17d zeigt, dies nicht notwendigerweise der Fall ist. Beispielsweise kann der Oszillator 17d weggelassen werden, falls dies in einer konkreten Anwendung gewünscht ist. Allerdings ermöglicht der Oszillator 17d das direkte Testen des ADCs 14, was nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 erläutert wird.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere Beispiel-Implementierung der Basisbandverarbeitungskette 13 (siehe 1) und zugehöriger Schaltkreise veranschaulicht, die zum Testen der Basisbandsignalverarbeitungskette 13 und des der Basisbandsignalverarbeitungskette 13 nachgeschalteten ADCs 14 verwendet wird. Die Schaltung gemäß 4 ist im Wesentlichen dieselbe wie bei dem vorherigen Beispiel gemäß 3. Allerdings wurde der Analog-Multiplexer weggelassen, da sich die nachfolgenden Erläuterungen auf einen eingebauten Selbsttestmechanismus konzentrieren, der dazu verwendet werden kann, den RF-Empfänger/-Sendeempfänger während seiner Lebensdauer (anstelle eines EOL-Tests) zu überwachen und zu testen, um die Funktionsfähigkeit der Schaltungen (die ISO 26262-Konformität vorschreibt) zu prüfen. Weiterhin veranschaulicht 4 ausführlicher einige Aspekte der (z.B. in dem DSP 15 durchgeführten) digitalen Signalverarbeitung. Die in der Basisbandsignalverarbeitungskette 13 enthaltenen Schaltungskomponenten und die Oszillatoren 17a bis 17d sind dieselben wie bei dem vorigen Beispiel, und es wird deshalb auf die entsprechende obige Beschreibung verwiesen.
  • Wie erwähnt stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel eine eingebaute Selbsttestfähigkeit zur Verfügung, die es ermöglicht, regelmäßig (d.h. in festen Zeitintervallen, beim Auftreten besonderer Ereignisse, oder von Zeit zu Zeit) den ADC 14 und die Schaltungskomponenten der Basisbandverarbeitungskette 13 im Hinblick auf die Übereinstimmung mit vorgegebenen Spezifikationen zu prüfen. Ein Selbsttest kann beispielsweise zumindest einmal während des Hochfahrens des Radarbauelements initiiert werden. Abweichend von dem vorherigen Beispiel wird die Spektralanalyse nicht in einer externen ATE sondern vielmehr durch den digitalen Signalprozessor 15 innerhalb des Radarbauelements durchgeführt.
  • Um den ADC 14 zu testen, ist der Oszillator 17d aktiviert, während die anderen Oszillatoren (17a, 17b und 17c) deaktiviert sind. Dementsprechend wird das Testsignal STEST in den Schaltungsknoten N4 eingespeist und daher direkt dem Eingang des ADCs zugeführt. Wie oben erwähnt kann es sich bei dem Testsignal STEST um ein Breitbandsignal (z.B. ein Rechtecksignal) handeln, um über den gesamten Frequenzbereich des Basisbands hinweg einen wesentlichen Stimulus bereitzustellen. Der digitale Signalprozessor 15 ist dazu ausgebildet, eine Spektralanalyse durchzuführen (Funktionsblock 151), bei der auf das digitalisierte Signal SRXDIG, welches die digitale Darstellung des Testsignals STEST ist, ein Algorithmus der schnellen Fourier-Transformation-(FFT) angewendet werden kann. Das resultierende Spektrum (z.B. Betrag und Frequenzwerte) wird mit einem Referenzspektrum verglichen, das in einem Speicher 152 gespeichert sein kann, um basierend auf diesem Vergleich zu prüfen (Funktionsblock 153), ob der ADC 14 defekt ist oder wie gewünscht arbeitet. Insbesondere wenn der ADC 14 eine schlechte Linearität aufweist, wird das resultierende Signalspektrum des Testsignals verzerrt.
  • Bei einem weiteren Test sind die Oszillatoren 17a, 17b und 17d deaktiviert, und der Oszillator 17c ist aktiviert, um das Testsignal STEST in den Schaltungsknoten N3 einzuspeisen, d.h. dem Eingang des Verstärkers 133 zuzuführen. In diesem Fall repräsentiert die in dem DSP 15 (Funktionsblock 151) durchgeführte Spektralanalyse die kombinierte Übertragungscharakteristik des Verstärkers 133 und des ADCs 14. Bei einem weiteren Test sind die Oszillatoren 17a, 17c und 17d deaktiviert, und der Oszillator 17b ist aktiviert, um das Testsignal STEST in den Schaltungsknoten N2 einzuspeisen, d.h. dem Eingang des Tiefpassfilters 132 zuzuführen. In diesem Fall repräsentiert die in dem DSP 15 (Funktionsblock 151) durchgeführte Spektralanalyse die kombinierte Übertragungscharakteristik von allen drei, dem Tiefpassfilter 132, dem Verstärker 133 und dem ADC 14. Schließlich kann der Oszillator 17a aktiviert werden, um das Testsignal STEST in den Schaltungsknoten N1 einzuspeisen (d.h. dem Eingang des Hochpassfilters 131 zuzuführen), während die verbleibenden Oszillatoren 17b, 17c und 17d deaktiviert sind. In diesem Fall repräsentiert die in dem DSP 15 (Funktionsblock 151) durchgeführte Spektralanalyse die Gesamt-Übertragungscharakteristik der gesamten Basisbandsignalverarbeitungskette 13. Für jeden konkreten Test können zugehörige Referenzspektren in dem Speicher 152 gespeichert sein. Wenn ein Test ungenügend ist, kann das gesamte Radarbauelement unzuverlässige Messungen erzeugen, und ein Fehler könnte signalisiert oder an eine übergeordnete Controllereinheit weitergeleitet werden. Bei einer Automotive-Anwendung kann das Fehlersignal beispielsweise an eine Dashboard-Controllereinheit weitergeleitet werden, und eine (z.B. optische und/oder akustische) Warnung kann an den Fahrer ausgegeben werden. Zusätzlich oder alternativ können durch ein derartiges Fehlersignal andere Sicherheitsmechanismen ausgelöst werden.
  • Der oben erläuterte Ansatz, bei dem ein Testsignal im Basisbandfrequenzbereich erzeugt wird, kann im Vergleich zu einem Ansatz, bei dem das Testsignal im RF-Frequenzbereich erzeugt und nachfolgend durch den Mischer 12 herabgewandelt wird, bessere Ergebnisse bereitstellen. Bei dem zuletzt genannten Ansatz werden Unzulänglichkeiten des Mischers den Test verschlechtern, und darüber hinaus wäre das Testen nur eines Teils der Basisbandsignalverarbeitungskette 13 nicht möglich. Das Testsignal in dem Basisband kann Frequenzen von einigen wenigen kHz bis zu einigen wenigen MHz (z.B. 1 kHz bis 10 MHz) enthalten, während das RF-Band Frequenzen um 77 GHz enthält. Die exakten Werte können jedoch von der konkreten Implementierung des Radarsensorsystems abhängen. In jedem Fall sind die Basisbandsignalfrequenzen um zumindest drei Größenordnungen (Faktor 103) geringer, als die Frequenzen des RF-Signals.
  • Das Beispiel gemäß 5 stellt im Wesentlichen eine Kombination der vorherigen Beispiele gemäß den 3 und 4 dar. Demgemäß ist ein Analog-Multiplexer 16 an die Schaltungsknoten N1, N2, N3 und N4 der Basisbandsignalverarbeitungskette 13 angeschlossen, um ein ausgewähltes der an diesen Schaltungsknoten vorliegenden Signale an den Ausgang des Analog-Multiplexers 16 durchzuleiten. In dieser Hinsicht wird, um nicht notwendige Wiederholungen zu vermeiden, Bezug genommen auf 3 und die zugehörige Beschreibung. In 5 ist die digitale Signalverarbeitung dieselbe wie bei dem vorherigen Beispiel gemäß 4, und es wird Bezug genommen auf die zugehörige Beschreibung oben. Daher ermöglicht das vorliegende Beispiel sowohl den unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen, eingebauten Selbsttest, als auch den unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen EOL-Test unter Verwendung einer externen ATE.
  • Abweichend von den vorherigen Beispielen werden die mehreren Oszillatoren 17a, 17b, 17c, 17d (siehe 3) durch einen einzelnen Oszillator 17 und einen analogen Demultiplexer 16' ersetzt. Der Oszillator erzeugt ein Testsignal STEST, das dem Eingang des Analog-Demultiplexers 16' zugeführt wird, der das Testsignal an einen ausgewählten der Ausgänge des Demultiplexers leitet. Die Auswahl des Ausgangs erfolgt basierend auf dem Auswahlsignal SEL' und wird ähnlich erreicht, wie die in dem Analog-Multiplexer 16 gemachte Auswahl des Eingangs. Ebenso wie das oben unter Bezugnahme auf 3 erläuterte Auswahlsignal SEL kann es sich bei dem Auswahlsignal SEL' um ein 2-Bit-Binärsignal handeln. Bei dem vorliegenden Beispiel weist der Analog-Demultiplexer 16' vier Ausgänge auf, die an die Schaltungsknoten N1, N2, N3 bzw. N4 angeschlossen sind. Dementsprechend wird das durch den Oszillator 17 erzeugte Testsignal STEST abhängig von dem Auswahlsignal SEL' an einen der Schaltungsknoten N1, N2, N3 bzw. N4 geleitet.
  • 6 stellt ein Schaltbild dar, das eine konkrete Implementierung des Oszillators (siehe 5) oder der Oszillatoren 17a–d (siehe die 3 und 4) veranschaulicht. Entsprechend sind eine erste Reihenschaltung von Widerständen R1, R2 und R3 und eine zweite Reihenschaltung von Widerständen R4, R5 und R6 zwischen Masse und eine Stromquelle Q2 bzw. eine Stromquelle Q4 geschaltet. Eine Stromquelle Q1 (die einen Strom iQ1 erzeugt) kann über einen ersten Schalter S1 zu der Stromquelle Q2 (die einen Strom iQ2 erzeugt) parallel geschaltet werden (eine Parallelschaltung liegt vor, wenn der Schalter S1 geschlossen ist). Eine Stromquelle Q3 (die einen Strom iQ3 erzeugt) kann über einen zweiten Schalter S2 zu der Stromquelle Q4 (die einen Strom iQ4 erzeugt) parallel geschaltet werden (eine Parallelschaltung liegt vor, wenn der Schalter S2 geschlossen ist). Die Schalter S1 und S2 sind elektronische Schalter und beispielsweise als MOS-Transistoren implementiert. Der Schalter S1 wird entsprechend dem Schaltsignal SW ein- und ausgeschaltet, und der Schalter S2 wird gemäß einer invertierten Version des Schaltsignals SW, das durch einen Inverter X1 erzeugt wird, ein- und ausgeschaltet. Der durch Widerstände R1, R2 und R3 fließende Strom ist mit i1 bezeichnet, und der durch die Widerstände R4, R5 und R6 fließende Strom ist mit i4 bezeichnet. Der Strom i1 ist gleich iQ2 + p·iQ1, wobei p entsprechend dem Schaltsignal SW 0 oder 1 ist. Der Strom i4 ist gleich iQ4 + q·iQ3, wobei q das Inverse von p (q = nicht p) ist. Das Schaltsignal kann beispielsweise durch einen einfachen Relaxationsoszillator (RC Oszillator) bereitgestellt werden. Wenn bei einem EOL-Test (siehe 3) eine ATE verwendet wird, kann das Schaltsignal SW von einem externen Taktsignal, das einem Chip-Pin zugeführt und durch die ATE bereitgestellt wird, abgeleitet werden.
  • Die Spannung V3 über dem Widerstand R3 ist gleich R3·(iQ2 + p·iQ1), und die Spannung V5 über der Reihenschaltung des Widerstands R5 und des Widerstands R6 ist gleich (R5 + R6)·(iQ4 + q·iQ3). Diese Spannungen V3 und V5 werden dem Verstärker A1 zugeführt, der dazu ausgebildet ist, als Testsignal STEST eine Ausgangsspannung VTEST zu erzeugen, die gleich ist V5 – V3. 7 veranschaulicht eine Beispiel-Wellenform des Oszillators gemäß 3. Das Rechtecksignal weist aufgrund in der Schaltung vorhandener parasitärer Kapazitäten keine scharfen Kanten auf. Die Schaltfrequenz ist asynchron zu der Abtastfrequenz des ADC 14, um sicherzustellen, dass die Fundamentalfrequenz des Rechtecksignals nicht aufgrund einer durch die Abtastung bewirkten Faltung wegfällt. Die veränderliche Frequenz des Testsignals kann dadurch erreicht werden, dass die Kapazität des Kondensators, der in dem das Schaltsignal erzeugenden Kipposzillator enthalten ist, verändert wird. Eine veränderliche Kapazität kann dadurch erzielt werden, dass einzelne Kondensatoren an den Kipposzillator angeschlossen oder von diesem abgekoppelt werden.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren zum Testen der Empfangsstrecke eines RF-Sendeempfängers, wie er beispielsweise in einer der 3 bis 5 dargestellt ist, veranschaulicht. Dementsprechend umfasst das Verfahren das Auswählen eines ersten Schaltungsknotens aus zumindest drei Schaltungsknoten (z.B. den Knoten N1, N2, N3) der Signalverarbeitungskette 13 (vgl. die 3 bis 5). Die Auswahl erfolgt basierend auf einem ersten Auswahlsignal (siehe 8, Schritt S61), das bei dem Beispiel gemäß 5 als SEL' bezeichnet ist. Das Verfahren umfasst außerdem das Einspeisen eines Testsignals in einen ausgewählten ersten Schaltungsknoten (siehe 8, Schritt S62). Ein zweiter Schaltungsknoten der zumindest drei Schaltungsknoten der Signalverarbeitungskette wird ausgewählt (siehe 8, Schritt S63). Die Auswahl kann basierend auf einem zweiten Auswahlsignal, das bei dem Beispiel gemäß 5 als SEL bezeichnet ist, erfolgen. Der ausgewählte zweite Schaltungsknoten wird mit einem Testpad oder einem Ausgangspin (vgl. 5, Ausgangspin 18) der RF-Empfangsschaltung verbunden (siehe 8, Schritt S64). Ein jeder der zumindest drei Schaltungsknoten (z.B. die Knoten N1, N2, N3) kann einem entsprechenden Oszillator zugeordnet sein (siehe 4, die Oszillatoren 17a, 17b, 17c), wobei der Oszillator, der dem ersten Schaltungsknoten zugeordnet ist, aktiviert wird, um das Testsignal in den ausgewählten ersten Schaltungsknoten einzuspeisen. Die verbleibenden Oszillatoren, die nicht zu den ausgewählten ersten Schaltungsknoten gehören, werden deaktiviert oder inaktiv gelassen.
  • Bei einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung enthält das Verfahren die Konfiguration eines Demultiplexers derart, dass ein Oszillator (z.B. der Demultiplexer 16' und der Oszillator 15 gemäß 5) mit dem ausgewählten ersten Schaltungsknoten verbunden wird. Die Konfiguration erfolgt basierend auf dem ersten Auswahlsignal (siehe 5, Auswahlsignal SEL'). Bei verschiedenen Ausgestaltungen umfasst das Verfahren die Konfiguration eines Multiplexers derart, dass der ausgewählte zweite Schaltungsknoten mit dem Testpad oder Ausgangspin verbunden wird. Die Konfiguration erfolgt basierend auf dem zweiten Auswahlsignal (siehe die 3 und 5, Multiplexer 16, Auswahlsignal SEL).
  • Bei einigen Ausgestaltungen kann das Ausgangssignal an dem erwähnten Testpad oder Ausgangspin abgegriffen werden, und eine Spektralanalyse des ausgegebenen Signals kann durchgeführt werden, um eine spektrale Darstellung des Ausgangssignals zu erhalten. Bei einer Ausgestaltung kann die spektrale Darstellung des Ausgangssignals mit einer gespeicherten Referenz verglichen werden (siehe 5, Speicher 152, Funktionsblock 153). Die Spektralanalyse und der Vergleich können durch den digitalen Signalprozessor (siehe 5, DSP 15) intern erfolgen, oder extern unter Verwendung einer automatischen Testeinrichtung (ATE). Für letzteres ist ein Beispiel in 3 dargestellt, bei der die ATE 30 über eine Nadelsonde 31 an den Testpad/ Ausgangspin 18 der Schaltung angeschlossen ist.
  • Wenn eine ATE verwendet wird, enthält das System zum Testen RF-Empfangsschaltung, die ATE und das zu testende Bauelement (engl.: "device under test"; DUT), d.h. den Chip, der die RF-Empfangsschaltung enthält. Während des Tests ist die ATE mit der DUT gekoppelt und steuert dessen Betrieb. Dementsprechend kann die ATE dazu ausgebildet sein, die in der DUT enthaltene Oszillatorschaltung dazu zu veranlassen, das Oszillatorsignal in einen ausgewählten der Schaltungsknoten (siehe die 3 bis 5, Schaltungsknoten N1, N2, N3, N4, Auswahlsignal SEL') der Signalverarbeitungskette einzuspeisen. Gemäß einer Ausgestaltung kann die ATE dazu ausgebildet sein, den in der DUT enthaltenen Multiplexer dazu zu veranlassen, einen ausgewählten der Schaltungsknoten (siehe die 3 bis 5, Schaltungsknoten N1, N2, N3, N4, Auswahlsignal SEL) mit dem Testpad oder dem Ausgangspin zu verbinden.
  • Des Weiteren wird hierin ein Radarsensor beschrieben, der gemäß einer Ausgestaltung zumindest eine ein RF-Antennensignal bereitstellende Antenne (siehe z.B. 2, Antenne 20), eine mit der zumindest einen Antenne gekoppelte RF-Empfangsschaltung, und einen ein digitales Ausgangssignal (z.B. 5, Signal SRXDIG) empfangenden, digitalen Signalprozessor (z.B. 5, DSP 15) enthalten kann. Die RF-Empfangsschaltung kann gemäß einem der hierin beschriebenen Beispiele implementiert sein. Dementsprechend kann sie einen Mischer enthalten, der dazu ausgebildet ist, ein RF-Eingangssignal SRX', das das RF-Antennensignal repräsentiert, zu empfangen, und der dazu ausgebildet ist, das RF-Eingangssignal in ein Basisband oder ein Zwischenfrequenz-(IF)-Band (z.B. das Basisbandsignal SBB) herunterzuwandeln. Die RF-Empfangsschaltung kann ferner einen ADC 14 enthalten, der ein digitales Ausgangssignal SRXDIG bereitstellt, und eine Signalverarbeitungskette 13, die zwischen den Mischer 12 und den ADC 14 gekoppelt ist. Die Signalverarbeitungskette 13 kann zumindest zwei Schaltungsknoten (z.B. Knoten N2 und N3) enthalten. Ferner enthält die RF-Empfangsschaltung eine Oszillatorschaltung (die z.B. einen oder mehr Oszillatoren enthält), die dazu ausgebildet ist, ein Testsignal STEST zu erzeugen, die mit der Signalverarbeitungskette 13 gekoppelt ist, und die dazu ausgebildet ist, das Testsignal STEST selektiv in einen der zumindest zwei Schaltungsknoten einzuspeisen. Während eines Selbsttests des Radarsensors ist der DSP 15 dazu ausgebildet, einen Schaltungsknoten (z.B. den Schaltungsknoten N2) der zumindest zwei Schaltungsknoten auszuwählen und dadurch zu bewirken, dass die Oszillatorschaltung das Testsignal in den ausgewählten Schaltungsknoten (z.B. den Schaltungsknoten N2) einspeist, und ferner zu bewirken, dass der ADC 14 das digitale Ausgangssignal SRXDIG als Reaktion auf das Testsignal STEST erzeugt. Ferner ist der DSP dazu ausgebildet, eine Spektralanalyse des digitalen Ausgangssignals SRXDIG durchzuführen, um eine digitale spektrale Darstellung des digitalen Ausgangssignals zu erhalten. Die digitale spektrale Darstellung kann mit einer Referenz verglichen werden, um zu bewerten, ob der Radarsensor ordnungsgemäß funktioniert. Anderenfalls kann ein Fehlersignal erzeugt und einer übergeordneten Steuereinheit mitgeteilt werden.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen dargestellt und beschrieben wurde, können Abänderungen und/oder Modifikationen an den dargestellten Beispielen vorgenommen werden, ohne von dem Gedanken und Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Insbesondere sollen hinsichtlich der verschiedenen durch die oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Einheiten, Baugruppen, Einrichtungen, Schaltungen, Systeme usw.) ausgeführten Funktionen die zur Beschreibung solcher Komponenten verwendeten Ausdrücke (einschließlich eines Verweises auf ein ”Mittel”), sofern es nicht anders angegeben wird, einer beliebigen Komponente oder Struktur entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (die z. B. funktional äquivalent ist), obwohl sie strukturell nicht der offenbarten Struktur äquivalent ist, die die Funktion in den hier dargestellten beispielhaften Implementierungen der Erfindung ausführt.
  • Darüber hinaus gilt, dass ein bestimmtes Merkmal der Erfindung, wenn es möglicherweise nur in Bezug auf eine von mehreren Implementierungen offenbart wurde, nach Wunsch und wenn es gegebenenfalls vorteilhaft für irgendeine oder eine bestimmte Anwendung ist, mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden kann. Weiterhin gilt, dass in dem Maße, in dem die Begriffe „einschließlich“, „weist auf“, „hat“, „mit“ oder deren Abwandlungen entweder in der ausführlichen Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, diese Begriffe in ähnlicher Weise als einbeziehend zu verstehen sind wie der Begriff „aufweisend“.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ISO 26262 [0004]
    • ISO 26262 [0035]

Claims (22)

  1. RF-Empfangsschaltung, die aufweist: einen Mischer, der dazu ausgebildet ist, ein RF-Eingangssignal zu empfangen, um das RF-Eingangssignal in ein Basisband- oder Zwischenfrequenz-(IF)-Band herabzuwandeln, einen Analog-Digital-Wandler (ADC), und eine Signalverarbeitungskette, die zwischen den Mischer und den ADC gekoppelt ist, wobei die Signalverarbeitungskette zumindest zwei Schaltungsknoten enthält, eine Oszillatorschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Testsignal zu erzeugen, wobei die Oszillatorschaltung mit der Signalverarbeitungskette gekoppelt und dazu ausgebildet ist, das Testsignal selektiv in einen der zumindest zwei Schaltungsknoten einzuspeisen.
  2. RF-Empfangsschaltung gemäß Anspruch 1, wobei die Signalverarbeitungskette eine erste Schaltungskomponente und zumindest eine zweite Schaltungskomponente enthält; wobei die zumindest zwei Schaltungsknoten der Signalverarbeitungskette einen Zwischenschaltungsknoten enthalten, der die erste Schaltungskomponente und die zweite Schaltungskomponente verbindet, und wobei die Oszillatorschaltung dazu ausgebildet ist, das Testsignal abhängig von einem ersten Auswahlsignal in einen ausgewählten der zumindest zwei Schaltungsknoten einzuspeisen.
  3. RF-Empfangsschaltung gemäß Anspruch 2, wobei die Oszillatorschaltung einen ersten und einen zweiten Oszillator enthält, die mit zwei unterschiedlichen Schaltungsknoten der zumindest zwei Schaltungsknoten gekoppelt sind und die so ausgebildet sind, dass sie entsprechend dem ersten Auswahlsignal aktiviert und deaktiviert werden können.
  4. RF-Empfangsschaltung gemäß Anspruch 2, wobei die Oszillatorschaltung einen Oszillator enthält, der dazu ausgebildet ist, das Testsignal zu erzeugen, sowie einen Demultiplexer, der dazu ausgebildet ist, das Testsignal abhängig von dem ersten Auswahlsignal selektiv einem der zumindest zwei Schaltungsknoten der Signalverarbeitungskette zuzuführen.
  5. RF-Empfangsschaltung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, die ferner aufweist: einen Analog-Multiplexer, der mit der Signalverarbeitungskette gekoppelt und dazu ausgebildet ist, einen der zumindest zwei Schaltungsknoten abhängig von einem zweiten Auswahlsignal selektiv mit einem Testpad oder einem Ausgangspin der RF-Empfangsschaltung zu koppeln.
  6. RF-Empfangsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der ADC dazu ausgebildet ist, durch Digitalisieren eines Ausgangssignals der Signalverarbeitungskette ein Digitalsignal zu erzeugen; wobei die RF-Empfangsschaltung ferner eine digitale Signalverarbeitungsschaltung aufweist, die mit dem ADC verbunden und diesem nachgeschaltet ist, und wobei die digitale Signalverarbeitungsschaltung dazu ausgebildet ist, eine Spektralanalyse des Digitalsignals durchzuführen.
  7. RF-Empfangsschaltung gemäß Anspruch 6, wobei die digitale Signalverarbeitungsschaltung dazu ausgebildet ist, eine spektrale Darstellung des Digitalsignals bereitzustellen und die spektrale Darstellung mit einer gespeicherten Referenz zu vergleichen.
  8. RF-Empfangsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Mischer, die Signalverarbeitungskette, der ADC und die Oszillatorschaltung in einem Chipgehäuse integriert sind.
  9. RF-Empfangsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Oszillatorschaltung dazu ausgebildet ist, eine Fundamentalfrequenz des Testsignals zu verändern.
  10. Verfahren zum Testen einer RF-Empfangsschaltung, die eine zwischen einen Mischer und einen Analog-Digital-Wandler (ADC) gekoppelte Signalverarbeitungskette aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Auswählen eines ersten Schaltungsknotens aus zumindest drei Schaltungsknoten der Signalverarbeitungskette basierend auf einem ersten Auswahlsignal; Einspeisen eines Testsignals in den ausgewählten ersten Schaltungsknoten; Auswählen eines zweiten Schaltungsknotens der zumindest drei Schaltungsknoten der Signalverarbeitungskette basierend auf einem zweiten Auswahlsignal; Verbinden des ausgewählten zweiten Schaltungsknotens mit einem Testpad oder einem Ausgangspin der RF-Empfangsschaltung.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei ein jeder der zumindest drei Schaltungsknoten einem zugehörigen Oszillator zugeordnet ist; und wobei das Einspeisen eines Testsignals in den ausgewählten ersten Schaltungsknoten das Aktivieren des zu dem ersten Schaltungsknoten gehörigen Oszillators umfasst.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Einspeisen eines Testsignals in den ausgewählten ersten Schaltungsknoten ferner umfasst: Deaktivieren oder deaktiviert-lassen der Oszillatoren, die nicht dem ausgewählten ersten Schaltungsknoten zugeordnet sind.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Auswählen des ersten Schaltungsknotens umfasst: Konfigurieren eines Demultiplexers basierend auf dem ersten Auswahlsignal derart, dass ein Oszillator mit dem ausgewählten ersten Schaltungsknoten verbunden wird.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Auswählen des zweiten Schaltungsknotens umfasst: Konfigurieren eines Multiplexers basierend auf dem zweiten Auswahlsignal derart, dass der ausgewählte zweite Schaltungsknoten mit dem Testpad oder dem Ausgangspin verbunden wird.
  15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, das ferner aufweist: Abgreifen eines Ausgangssignals an dem Testpad oder dem Ausgangspin; Durchführen einer Spektralanalyse des Ausgangssignals, um eine spektrale Darstellung des Ausgangssignals zu erhalten.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 15, das ferner aufweist: Vergleichen der spektralen Darstellung des Ausgangssignals mit einer gespeicherten Referenz.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei das Ausgangssignal an dem Testpad oder dem Ausgangspin durch eine bezüglich der RF-Empfangsschaltung externen und von dieser getrennten automatischen Testeinrichtung (ATE) abgegriffen wird.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei die RF-Empfangsschaltung in dem Radarsensorbauelement enthalten ist, wobei das Ausgangssignal durch einen in dem Radarsensorbauelement enthaltenen Analog-Digital-Wandler (ADC) digitalisiert wird, und wobei die Spektralanalyse durch einen in dem Radarsensorbauelement enthaltenen digitalen Signalprozessor durchgeführt wird.
  19. System zum Testen einer RF-Empfangsschaltung, wobei das System aufweist: eine automatische Testeinrichtung (ATE) und eine mit der ATE während eines Tests gekoppelte RF-Empfangsschaltung; wobei die RF-Empfangsschaltung aufweist: einen Mischer, der dazu ausgebildet ist, ein RF-Eingangssignal zu empfangen, um das RF-Eingangssignal in ein Basisband- oder Zwischenfrequenz-(IF)-Band herabzuwandeln, einen Analog-Digital-Wandler (ADC), und eine Signalverarbeitungskette, die zwischen den Mischer und den ADC gekoppelt ist, wobei die Signalverarbeitungskette zumindest zwei Schaltungsknoten enthält, und eine Oszillatorschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Testsignal zu erzeugen, wobei die Oszillatorschaltung mit der Signalverarbeitungskette gekoppelt und dazu ausgebildet ist, das Oszillatorsignal selektiv in einen der zumindest zwei Schaltungsknoten einzuspeisen; wobei die ATE dazu ausgebildet ist, die Oszillatorschaltung dazu zu veranlassen, das Oszillatorsignal in einen ausgewählten der zumindest zwei Schaltungsknoten einzuspeisen.
  20. System gemäß Anspruch 19, wobei die RF-Empfangsschaltung ferner einen Analog-Multiplexer aufweist, der mit der Signalverarbeitungskette gekoppelt und dazu ausgebildet ist, einen der zumindest zwei Schaltungsknoten selektiv mit einem Testpad oder einem Ausgangspin der RF-Empfangsschaltung zu verbinden; und wobei die ATE dazu ausgebildet ist, den Multiplexer dazu zu veranlassen, einen ausgewählten der zumindest zwei Schaltungsknoten mit dem Testpad oder dem Ausgangspin zu verbinden.
  21. System gemäß Anspruch 20, wobei die ATE dazu ausgebildet ist, eine Spektralanalyse eines von dem Testpad oder dem Ausgangspin abgegriffenen Ausgangssignals durchzuführen.
  22. Radarsensor, der aufweist: zumindest eine Antenne, die ein RF-Antennensignal bereitstellt; eine RF-Empfangsschaltung, die mit der zumindest einen Antenne gekoppelt ist; und einen digitalen Signalprozessor, der ein digitales Ausgangssignal empfängt; wobei die RF-Empfangsschaltung aufweist: einen Mischer, der dazu ausgebildet ist, ein RF-Eingangssignal zu empfangen, das das RF-Antennensignal repräsentiert, und das RF-Eingangssignal in ein Basisband- oder ein Zwischenfrequenz-(IF)-Band herabzuwandeln, einen Analog-Digital-Wandler (ADC), der das digitale Ausgangssignal bereitstellt, und eine Signalverarbeitungskette, die zwischen den Mischer und den ADC gekoppelt ist, wobei die Signalverarbeitungskette zumindest zwei Schaltungsknoten enthält, und eine Oszillatorschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Testsignal zu erzeugen, die mit der Signalverarbeitungskette gekoppelt ist, und die dazu ausgebildet ist, das Testsignal in einen der zumindest zwei Schaltungsknoten einzuspeisen; wobei der digitale Signalprozessor während eines Selbsttests dazu ausgebildet ist: einen Schaltungsknoten der zumindest zwei Schaltungsknoten auszuwählen und dadurch die Oszillatorschaltung zu veranlassen, das Testsignal in den ausgewählten Schaltungsknoten einzuspeisen, und ferner den ADC dazu zu veranlassen, das digitale Ausgangssignal als Reaktion auf das Testsignal zu erzeugen; und eine Spektralanalyse des Ausgangssignals durchzuführen, um eine digitale spektrale Darstellung des digitalen Ausgangssignals zu erhalten.
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