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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Erkennen von Oszillationen eines geregelten Versorgungssignals, wie zum Beispiel zum Erkennen von Oszillationen einer geregelten Versorgungsspannung.
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Hintergrund
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Bei als integrierte Schaltung ausgebildeten Spannungsreglern kann eine Stabilität einer Regelschleife beispielweise durch eine Kompensationskapazität gewährleistet werden, die extern an die integrierte Schaltung (IC) angeschlossen ist. Eine Instabilität des Reglers kann beispielweise aufgrund eines gebrochenen Bonddrahts oder eines fehlenden/abgeschalteten externen Kompensationskondensators auftreten. Die Instabilität des Reglers kann zu ungewollten Oszillationen eines geregelten Versorgungssignals, wie zum Beispiel einer geregelten Gleichspannung, führen.
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Derartige Oszillationen von geregelten DC-Versorgungssignalen (DC = direct current) können beispielsweise mittels Spannungsdetektoren mit Komparatoren an Versorgungsleitungen erkannt werden. Jedoch funktioniert das nicht ohne weiteres zur Erkennung von Schwingungen bzw. Oszillationen mit hohen Frequenzen (z.B. >10 MHz). Dazu würden sehr schnelle Komparatoren benötigt. Die in
US3769596A beschriebene Schwingungserfassungsschaltung arbeitet lediglich in einem vorbestimmten Frequenzband.
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Es besteht daher ein Bedarf an verbesserten Konzepten für Detektionsschaltungen zur Erkennung von Oszillationen eines geregelten Versorgungssignals, insbesondere im Hinblick auf eine Detektionsbandbreite.
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Zusammenfassung
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Diesem Bedarf wird durch Vorrichtungen und Verfahren gemäß der unabhängigen Ansprüche Rechnung getragen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Detektionsschaltung zur Erkennung von Oszillationen eines geregelten Versorgungssignals vorgeschlagen. Die Detektionsschaltung umfasst eine Filterschaltung zum Filtern des geregelten Versorgungssignals, um ein gefiltertes Versorgungssignal zu erhalten. Die Detektionsschaltung umfasst ferner eine Spitzenwertdetektorschaltung, die ausgebildet ist, um einen Extremwert des gefilterten Versorgungssignals zu erfassen. Die Detektionsschaltung umfasst ferner eine Komparator-Schaltung, die ausgebildet ist, um den erfassten Extremwert mit einem Schwellenwert zu vergleichen und ein Über- oder Unterschreiten des Schwellenwerts anzuzeigen.
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Durch den Einsatz von Spitzenwertdetektoren können Oszillationen/Schwingungen mit großer Frequenz und/oder Bandbreite erkannt werden. Gemäß Ausführungsbeispielen sind keine schnellen Komparatoren erforderlich. Eine maximale Oszillationsfrequenz kann durch eine Bandbreite eines Spitzenwertdetektors definiert werden. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist eine Bandbreite eines Spitzenwertdetektors der Spitzenwertdetektorschaltung größer als das Doppelte einer oberen Grenzfrequenz für die Erkennung der Amplitudenschwankung. Ein Spitzenwertdetektor bezeichnet im Allgemeinen eine Schaltung zum Messen eines maximalen Wertes eines zeitlich veränderlichen Signales, die im einfachsten Aufbau aus einer Diode und einem Speicherkondensator besteht. Mit einem Operationsverstärker, bei dem die Diode in den Gegenkopplungszweig einbezogen ist, kann die Durchlassspannung der Diode verkleinert werden. Zusätzlich ist durch den Operationsverstärker ein hoher Eingangswiderstand gegeben. Ein Parallelwiderstand zum Kondensator lässt fortlaufend Spitzenwerte registrieren. Eine Relaxationszeit und damit die Bandbreite des Spitzenwertdetektors (die die minimale Oszillationsfrequenz definiert) kann durch eine Entladungszeitkonstante des Spitzenwertdetektors eingestellt werden.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem geregelten Versorgungssignal um ein geregeltes DC-Versorgungssignal (DC = direct current), wie zum Beispiel eine geregelte Gleichspannung oder einen geregelten Gleichstrom.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Filterschaltung eine Hoch- oder Bandpassfilterschaltung. Damit können Gleichanteile des geregelten Versorgungssignals herausgefiltert werden und stattdessen lediglich höherfrequente (unerwünschte) Oszillationen des geregelten Versorgungssignals durchgelassen werden. Eine untere Grenzfrequenz der Filterschaltung kann zum Beispiel von den erwartenden Oszillationen des geregelten Versorgungssignals abhängen.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Detektionsschaltung ferner eine Referenzsignalquelle zum Einstellen wenigstens eines Schwellenwertsignals entsprechend dem Schwellenwert für die Komparator-Schaltung. Beispielsweise kann die Referenzsignalquelle eine Bandabstandsreferenz-Schaltung (Band-Gap Schaltung) umfassen. Eine Bandabstandsreferenz ist eine Referenzspannungsquelle, deren Ausgangsspannung (in temperaturkompensiertem Zustand) der Bandabstandsspannung eines Halbleiters entspricht. Je nach Halbleitermaterial variiert somit die erzeugte Spannung. Eine besondere Eigenschaft einer Bandabstandsreferenz ist eine hohe Präzision bei geringem schaltungstechnischem Aufwand. Somit können Detektionsniveaus (z.B. Schwingungsamplitude) durch ein DC-Niveau des Schwellenwertsignals eingestellt werden.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen umfasst die die Spitzenwertdetektorschaltung einen ersten Spitzenwertdetektor zum Erfassen eines Maximums des (hochpass-) gefilterten Versorgungssignals und einen zweiten Spitzenwertdetektor zum Erfassen eines Minimums des (hochpass-) gefilterten Versorgungssignals. Die Komparator-Schaltung umfasst einen ersten Komparator zum Vergleichen des erfassten Maximums (Spitzenwerts) mit einem oberen Schwellenwert und einen zweiten Komparator zum Vergleichen des erfassten Minimums (Spitzenwerts) mit einem unterem Schwellenwert. Schnelle Komparatoren sind hierzu jedoch nicht notwendig.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist die Referenzspannungsquelle ausgebildet, um ein erstes Schwellenwertsignal entsprechend dem oberen Schwellenwert für den ersten Komparator und ein zweites Schwellenwertsignal entsprechend dem unteren Schwellenwert für den zweiten Komparator bereitzustellen. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Spannungsteiler erreicht werden.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist die Komparator-Schaltung ausgebildet, eine Amplitudenschwankung des geregelten Versorgungssignals anzuzeigen, wenn das erfasste Maximum den oberen Schwellenwert überschreitet und das erfasste Minimum den unteren Schwellenwert unterschreitet. Somit kann die Schaltung robust hinsichtlich Unterschwingen oder Überschwingen aufgrund von Laständerungen gemacht werden.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist die Detektionsschaltung als integrierte Detektionsschaltung ausgebildet. Dabei kann die integrierte Detektionsschaltung zusammen mit einer Radar- oder Lidar-Schaltung auf einem gemeinsamen Halbleiter-Chip integriert sein und das geregelte Versorgungssignal eine geregelte Versorgungsspannung für die Radar- oder Lidar-Senderempfängerschaltung sein. In einer Ausführungsform kann der IC Schwingungen auf allen Versorgungsdomänen im Frequenzbereich von beispielsweise 10 kHz bis 25 MHz detektieren, die die jeweiligen Nennspannungsbereiche um beispielsweise +/-20% übersteigen. Dies kann für hoch sicherheitsrelevante Anwendungen, wie zum Beispiel Radar- oder Lidaranwendungen im Zusammenhang mit autonomem Fahren zur Erkennung von Fehlern und damit zu mehr Sicherheit führen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird also auch eine integrierte Schaltung vorgeschlagen, umfassend eine integrierte Radar- oder Lidar-Schaltung, eine integrierte Spannungsregler-Schaltung zum Bereitstellen einer geregelten Versorgungsspannung für die Radar- oder Lidar-Senderempfängerschaltung und eine integrierte Detektionsschaltung zur Erkennung von Oszillationen der geregelten Versorgungsspannung nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird Verfahren zum Erkennen von Oszillationen eines geregelten Versorgungssignals vorgeschlagen, umfassend ein Filtern des geregelten Versorgungssignals, um ein gefiltertes Versorgungssignal zu erhalten, Erfassen eines Extremwerts des gefilterten Versorgungssignals mittels einer Spitzenwertdetektorschaltung, Vergleichen des erfassten Extremwerts mit einem Schwellenwert und Anzeigen eines Über- oder Unterschreitens des Schwellenwerts.
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Mit Ausführungsbeispielen der vorgeschlagenen Detektionsschaltung kann eine hohe Bandbreite der Schwingungen erkannt werden (z.B. 10 kHz bis 100 MHz). Es sind keine schnellen Komparatoren erforderlich (die maximale Frequenz wird durch die Bandbreite des Spitzenwertdetektors definiert). Die Detektionsniveaus (Schwingungsamplitude) können leicht durch das DC-Niveau der Grenzwerte eingestellt werden. Die Relaxationszeit des Spitzenwertdetektors (die die minimale Oszillationsfrequenz definiert) kann leicht durch die Entladungszeitkonstante des Spitzenwertdetektors eingestellt werden. Ferner kann die Detektionsschaltung unempfindlich im Hinblick auf Unterschwingen oder Überschwingen aufgrund von Laständerungen ausgebildet werden.
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Figurenliste
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Einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Wirkprinzip einer Detektionsschaltung zur Erkennung von Oszillationen eines geregelten Versorgungssignals gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ein Blockschaltbild einer Detektionsschaltung zur Erkennung von Oszillationen eines geregelten Versorgungssignals gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 3 ein Blockschaltbild einer Detektionsschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 4 unterschiedliche Störungen eines geregelten Versorgungssignals und Reaktionen der Detektionsschaltung darauf; und
- 5 ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zur Erkennung von Oszillationen eines geregelten Versorgungssignals gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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Beschreibung
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Einige Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Weitere mögliche Beispiele sind jedoch nicht auf die Merkmale dieser detailliert beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Diese können Modifikationen der Merkmale sowie Entsprechungen und Alternativen zu den Merkmalen aufweisen. Ferner soll die Terminologie, die hierin zum Beschreiben bestimmter Beispiele verwendet wird, nicht einschränkend für weitere mögliche Beispiele sein.
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Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente beziehungsweise Merkmale, die j eweils identisch oder auch in abgewandelter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen. In den Figuren können ferner die Stärken von Linien, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung übertrieben sein.
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Wenn zwei Elemente A und B unter Verwendung eines „oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle möglichen Kombinationen offenbart sind, d. h. nur A, nur B sowie A und B, sofern nicht im Einzelfall ausdrücklich anders definiert. Als alternative Formulierung für die gleichen Kombinationen kann „zumindest eines von A und B“ oder „A und/oder B“ verwendet werden. Das gilt Äquivalent für Kombinationen von mehr als zwei Elementen.
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Wenn eine Singularform, z. B. „ein, eine“ und „der, die, das“ verwendet wird und die Verwendung nur eines einzelnen Elements weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch mehrere Elemente verwenden, um die gleiche Funktion zu implementieren. Wenn eine Funktion im Folgenden als unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert beschrieben ist, können weitere Beispiele die gleiche Funktion unter Verwendung eines einzelnen Elements oder einer einzelnen Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweist“ und/oder „aufweisend“ bei deren Gebrauch das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/oder einer Gruppe derselben beschreiben, dabei aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/einer Gruppe derselben ausschließen.
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1 zeigt das Wirkprinzip einer Detektionsschaltung zur Erkennung von Oszillationen eines geregelten Versorgungssignals gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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Bezugszeichen 110 bedeutet ein oszillierendes Versorgungssignal. Bei dem Versorgungssignal 110 kann es sich beispielsweise um ein geregeltes Gleichspannungssignal mit Oszillationen aufgrund von Spannungsregler-Instabilitäten handeln. Das geregelte Gleichspannungssignal schwankt unerwünschter Weise, wie zum Beispiel durch einen Defekt (z.B. gebrochener Bonddraht), um einen DC-Mittelwert. Die 1 zeigt lediglich beispielhaft eine Schwingung mit einer Frequenz von 5 MHz. Über die Zeit nimmt eine Amplitude der (ungewollten) Schwingung zu. Bei dem Versorgungssignal kann es sich beispielsweise um ein Spannungsversorgungssignal für einen Halbleiterchip handeln.
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Es kann nun wünschenswert sein, solche ungewollten Schwingungen von geregelten Versorgungssignalen ab einer bestimmten Schwingungsamplitude zu detektieren und dann gegebenenfalls Maßnahmen, wie zum Beispiel eine Fehlermeldung oder eine Abschaltung, vorzunehmen. Die 1 zeigt einen oberen Grenzwert 120-1 und einen unteren Grenzwert 120-2. Die beiden Grenzwerte 120-1 und 120-2 können beispielsweise symmetrisch um einen Mittelwert des oszillierenden Versorgungssignals 110 angeordnet liegen. Aufgrund des Aufklingens der ungewollten Schwingung des Versorgungssignals 110 erreicht dessen Signalamplitude irgendwann ein Ausmaß, so dass das oszillierende Versorgungssignal 110 sowohl den oberen als auch den unteren Grenzwert 120-1 und 120-2 über- bzw. unterschreitet. Das Überschreiten des oberen Grenzwerts 120-1 ist in der 1 mit dem Bezugszeichen 130-1 gekennzeichnet. Gleichermaßen ist das Unterschreiten des unteren Grenzwerts 120-2 mit dem Bezugszeichen 130-2 markiert. Aufgrund der relativ hohen Schwingungsfrequenz von hier beispielhaft 5 MHz findet das Überschreiten 130-1 und das Unterschreiten 130-2 nahezu zeitgleich statt. Der Zeitpunkt, zu dem die Grenzwerte 130-1 und 130-2 über- bzw. unterschritten werden, ist in der 1 mit dem Bezugszeichen 140 markiert. Zum Zeitpunkt 140 springen zwei Detektionssignale 150-1 und 150-2 von „low“ auf „high“. Das Detektionssignal 150-1 ist dabei dem Überschreiten des oberen Grenzwerts 120-1 zugeordnet, dass Detektionssignal 105-2 ist dem Unterschreiten des unteren Grenzwerts 120-2 zugeordnet solange sich das oszillierende Versorgungssignal 110 innerhalb der beiden Grenzwerte 120-1 und 120-2 bewegt, sind beide Detektionssignale 150-1 und 150-2 jeweils auf „low“. Verlässt das oszillierende Versorgungssignal 110 den Bereich innerhalb der Grenzwerte 120-1 und 120-2, so springen die Detektionssignale 150-1 und 105-2 jeweils auf „high“.
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Die zu überwachende Versorgungsspannung 110 kann beispielsweise hochpassgefiltert werden. Am Ausgang eines Hochpassfilters können zum Beispiel zwei Spitzenwertdetektoren die oberen und unteren Spitzen der gefilterten Versorgungsspannung verfolgen. Die Spitzenpegel können mit einem oberen und einem unteren Grenzwert 120-1, 120-2 verglichen werden. Wenn die Spitzenpegel sowohl den oberen als auch den unteren Grenzwert 120-1, 120-2 überschreiten, kann eine Versorgungsoszillation erkannt werden.
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Ein schematisches Blockschaltbild einer Detektionsschaltung 200, mit den Schwingungsamplituden eines geregelten Versorgungssignals oberhalb bestimmter Grenzwerte detektiert werden können, ist schematisch in 2 gezeigt.
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Die Detektionsschaltung 200 umfasst eine Filterschaltung 210 zum Filtern des geregelten (und ungewollt oszillierenden) Versorgungssignals 110, um ein gefiltertes Versorgungssignal 212 zu erhalten. Bei der Filterschaltung 210 kann es sich beispielsweise um eine Bandpassfilterschaltung oder eine Hochpassfilterschaltung handeln. Die Detektionsschaltung 200 umfasst ferner eine Spitzenwertdetektorschaltung 220, die ausgebildet ist, um einen Extremwert (Minimum und/oder Maximum) des gefilterten Versorgungssignals 212 zu erfassen. Die Detektionsschaltung 200 umfasst ferner eine Komparator-Schaltung 230, die ausgebildet ist, um den erfassten Extremwert 222 mit einem vordefinierten Grenz- bzw. Schwellenwert 232 zu vergleichen und an deren Ausgang 234 ein Über- oder Unterschreiten des Schwellenwerts anzuzeigen.
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Das Blockdiagramm der 2 stellt dabei nur eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der grundlegenden Prinzipien der vorliegenden Offenbarung dar. Die einzelnen Blöcke 210, 220, 230 können schaltungstechnisch auf zahlreich verschiedene Arten und Weisen implementiert werden. Eine mögliche Implementierung wird nachfolgend nehmend auf die 3 näher erläutert.
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Die in 3 dargestellte Detektionsschaltung 300 zur Erkennung von Oszillationen eines geregelten Versorgungssignals umfasst einen Eingang 301 für das geregelte Versorgungssignal 110. Die Detektionsschaltung 300 umfasst eingangsseitig eine Hochpassfilterschaltung, welche eine Kapazität 302 und einen Widerstand 304 umfasst. Ausgangsseitig an die Hochpassfilterschaltung ist eine Spitzenwertdetektorschaltung 220 gekoppelt. Die Spitzenwertdetektorschaltung 220 umfasst einen ersten Spitzenwertdetektor 220-hi sowie einen zweiten Spitzenwertdetektor 220-low. Ausgangsseitig ist die Spitzenwertdetektorschaltung 220 mit einer Komparator-Schaltung 230 gekoppelt. Die Komparator-Schaltung 230 umfasst einen mit dem Ausgang des ersten Spitzenwertdetektors 220-hi gekoppelten ersten Komparator 230-hi, sowie einen mit dem Ausgang des zweiten Spitzenwertdetektors 220-low gekoppelten zweiten Komparator 230-low. An den Ausgängen der Komparatoren 230-hi und 230-low können Grenzwertüberschreitungen des oszillierenden Versorgungssignals 110 mit entsprechenden Detektionssignalen angezeigt werden. Die Ausgänge der Komparatoren 230-hi und 230-low sind über ein UND-Gatter 336 logisch verknüpft. Am Ausgang des UND-Gatters 336 kann eine Oszillation des geregelten Versorgungssignal angezeigt werden.
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Ein Eingangsanschluss 301 der Detektionsschaltung 300 kann beispielsweise mit einem Spannungsregler gekoppelt sein, der im Normalfall eine geregelte Gleichspannung zur Verfügung stellt. Unter gewissen Umständen kann es dazu kommen, dass ungewünschte Oszillationen der geregelten Gleichspannung auftreten. Diese Oszillationen bzw. Überschreitungen von Schwingungsamplituden in Bezug auf bestimmte Grenzwerte können mit der Detektionsschaltung 300 festgestellt werden. Um Gleichanteile des oszillierenden Versorgungssignals 110 herauszufiltern, ist der Eingang 301 der Detektionsschaltung 300 in dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem Hochpassfilter umfassend die Kapazität 302 und den Widerstand 304 gekoppelt. Alternativ zur der Hochpassfilterschaltung könnte auch eine Bandpassfilterschaltung vorgesehen sein.
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Der Eingangsanschluss 301 der Detektionsschaltung 300 ist mit einer ersten Elektrode der Kapazität 302 gekoppelt. Eine zweite Elektrode der Kapazität 302 ist mit einem ersten Anschluss des Widerstands 304 gekoppelt. Ein zweiter Anschluss des Widerstands 304 ist mit Masse gekoppelt. An einem Knoten „vcmp“ zwischen Kapazität 302 und Widerstand 304 kann das hochpassgefilterte Versorgungssignal 212 abgegriffen werden. Der Knoten „vcmp“ ist sowohl mit einem Eingang des ersten Spitzenwertdetektors 220-hi als auch mit einem Eingang des zweiten Spitzenwertdetektors 220-low gekoppelt. Der erste Spitzenwertdetektor 220-hi dient zur Erfassung von oberen Spitzenwerten des oszillierenden Versorgungssignals, der zweite Spitzenwertdetektor 220-low dient zur Erfassung von unteren Spitzenwerten des oszillierenden Versorgungssignals. Der erfasste obere Spitzenwert 222-hi wird einem ersten Eingang des ersten Komparators 230-hi zugeführt. Dem zweiten Eingang des ersten Komparators 230-hi wird ein erstes (oberes) Schwellenwertsignal 232-hi zugeführt, welches mittels einer Referenzsignalquelle 340 bereitgestellt wird. Der erfasste untere Spitzenwert 222-low wird einem ersten Eingang des zweiten Komparators 230-low zugeführt. Dem zweiten Eingang des zweiten Komparators 230-low wird ein zweites (unteres) Schwellenwertsignal 232-low zugeführt, welches ebenfalls mittels der Referenzsignalquelle 340 bereitgestellt wird.
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Die Referenzsignalquelle 340 umfasst einen Differenzverstärker 341 und an dessen Ausgang zwischen ein Versorgungspotenzial vdd und Masse parallel geschaltete Transistoren 342, 343, 344. Eine Ausgangsspannung vref des Differenzverstärkers 341 stabilisiert sich an einem Punkt, an dem sich die Kennlinien der Transistoren 342, 343, 344 schneiden. Die Gate-Anschlüsse der Transistoren 342, 343, 344 sind jeweils mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 341 verbunden. Zwischen den Drain-Anschluss des Transistors 342 und Masse ist ein Widerstand 347 geschaltet. Zwischen den Drain-Anschluss des Transistors 343 und Masse sind zwei Widerstände 345, 346 in Reihe geschaltet. Zwischen den Drain-Anschluss des Transistors 343 und dem Widerstand 345 kann das erste Schwellenwertsignal 232-hi abgegriffen werden. Zwischen den beiden Widerständen 345 und 346 kann das zweite Schwellenwertsignal 232-low abgegriffen werden.
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Einzelne Schaltungsblöcke können in Ausführungsbeispielen auch anders als dargestellt realisiert werden.
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Das von der Detektionsschaltung 300 überwachte Versorgungssignal wird also hochpassgefiltert (vcmp). Ein Gleichspannungspegel des gefilterten Signals vcmp liegt zwischen den zwei Grenzwerten 232-hi, 232-low (lim_hi und lim_lo). Zwei Spitzenwertdetektoren 220-hi, 220-low sind an das gefilterte Versorgungssignal vcmp angeschlossen. Die Ausgangssignale 222-hi, 222-low der Spitzenwertdetektoren (peak_hi, peak_lo) werden mit dem oberen und unteren Grenzwert 232-hi, 232-low (lim_hi, lim_lo) verglichen, die einen über die Widerstände 345, 346, 347 einstellbaren Gleichspannungsabstand zum Gleichspannungspegel des hochpassgefilterten Versorgungssignals haben können. Mit einer entsprechenden Oszillation am Versorgungseingang 301 überschreiten beide Ausgangssignale 222-hi, 222-low der Spitzenwertdetektoren 220-hi, 220-low ihre Grenzen. Dies kann durch den Ausgang osc_detect des UND-Gatters 336 angezeigt werden.
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Der DC-Pegelabstand von lim_hi/lo zu vcmp kann einstellbar sein. Langsame hohe oder niedrige Spitzen (z.B. verursacht durch Laständerung am Regler) können als „peak_hi“ / „peak_lo“ erkannt werden, aber nicht als Oszillation. Eine obere Frequenzgrenze der Detektion ist durch die Bandbreite der Spitzenwertdetektoren 220-hi, 220-low gegeben, die sehr hoch (z.B. ~100MHz oder auch höher) ausgeführt werden können. Eine untere Frequenzgrenze kann durch die Entladezeit der Spitzenwertdetektoren 220-hi, 220-low definiert werden. Mit zusätzlicher Logik (z.B. digitale Zähler) können noch niedrigere Frequenzen erkannt werden, wenn lange Entladezeiten nicht erwünscht/möglich sind. Diese Zusammenhänge sind grafisch in 4 dargestellt.
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Die Detektionsschaltung 200, 300 kann beispielsweise als integrierte Schaltung ausgebildet sein und zusammen mit einer integrierten Radar- oder Lidarschaltung auf einem gemeinsamen Halbleiter-Chip integriert sein. Das geregelte Versorgungssignal 110 kann eine geregelte Versorgungsspannung für die integrierte Radar- oder Lidarschaltung sein und von einem integrierten Spannungsregler bereitgestellt werden.
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Zusammenfassend zeigt die 5 noch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Erkennen von Oszillationen eines geregelten Versorgungssignals.
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Das Verfahren 500 umfasst ein Filtern 510 des geregelten Versorgungssignals, um ein gefiltertes Versorgungssignal zu erhalten, ein Erfassen 520 eines Extremwerts des gefilterten Versorgungssignals mittels einer Spitzenwertdetektorschaltung, ein Vergleichen 530 des erfassten Extremwerts mit einem Schwellenwert und ein Anzeigen 540 eines Über- oder Unterschreitens des Schwellenwerts.
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Die Aspekte und Merkmale, die im Zusammenhang mit einem bestimmten der vorherigen Beispiele beschrieben sind, können auch mit einem oder mehreren der weiteren Beispiele kombiniert werden, um ein identisches oder ähnliches Merkmal dieses weiteren Beispiels zu ersetzen oder um das Merkmal in das weitere Beispiel zusätzlich einzuführen.
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Beispiele können weiterhin ein (Computer-)Programm mit einem Programmcode zum Ausführen eines oder mehrerer der obigen Verfahren sein oder sich darauf beziehen, wenn das Programm auf einem Computer, einem Prozessor oder einer sonstigen programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird. Schritte, Operationen oder Prozesse von verschiedenen der oben beschriebenen Verfahren können also auch durch programmierte Computer, Prozessoren oder sonstige programmierbare Hardwarekomponenten ausgeführt werden. Beispiele können auch Programmspeichervorrichtungen, z. B. Digitaldatenspeichermedien, abdecken, die maschinen-, prozessor- oder computerlesbar sind und maschinenausführbare, prozessorausführbare oder computerausführbare Programme und Anweisungen codieren beziehungsweise enthalten. Die Programmspeichervorrichtungen können z. B. Digitalspeicher, magnetische Speichermedien wie beispielsweise Magnetplatten und Magnetbänder, Festplattenlaufwerke oder optisch lesbare Digitaldatenspeichermedien umfassen oder sein. Weitere Beispiele können auch Computer, Prozessoren, Steuereinheiten, (feld-)programmierbare Logik-Arrays ((F)PLAs = (Field) Programmable Logic Arrays),(feld-)programmierbare Gate-Arrays ((F)PGA = (Field) Programmable Gate Arrays), Grafikprozessoren (GPU = Graphics Processor Unit), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC = application-specific integrated circuit), integrierte Schaltungen (IC= Integrated Circuit) oder Ein-Chip-Systeme (SoC = System-on-a-Chip) abdecken, die zum Ausführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren programmiert sind.
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Es versteht sich ferner, dass die Offenbarung mehrerer, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen oder Funktionen nicht als zwingend in der beschriebenen Reihenfolge befindlich ausgelegt werden soll, sofern dies nicht im Einzelfall explizit angegeben oder aus technischen Gründen zwingend erforderlich ist. Daher wird durch die vorhergehende Beschreibung die Durchführung von mehreren Schritten oder Funktionen nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt. Ferner kann bei weiteren Beispielen ein einzelner Schritt, eine einzelne Funktion, ein einzelner Prozess oder eine einzelne Operation mehrere Teilschritte, -funktionen, -prozesse oder -operationen einschließen und/oder in dieselben aufgebrochen werden.
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Wenn einige Aspekte in den vorhergehenden Abschnitten im Zusammenhang mit einer Vorrichtung oder einem System beschrieben wurden, sind diese Aspekte auch als eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens zu verstehen. Dabei kann beispielsweise ein Block, eine Vorrichtung oder ein funktionaler Aspekt der Vorrichtung oder des Systems einem Merkmal, etwa einem Verfahrensschritt, des entsprechenden Verfahrens entsprechen. Entsprechend dazu sind Aspekte, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben werden, auch als eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks, eines entsprechenden Elements, einer Eigenschaft oder eines funktionalen Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung oder eines entsprechenden Systems zu verstehen.
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Die folgenden Ansprüche werden hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Ferner ist zu beachten, dass - obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen bezieht - andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hiermit explizit vorgeschlagen, sofern nicht im Einzelfall angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt als abhängig von diesem anderen unabhängigen Anspruch definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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