DE102022207860A1 - DIGITAL HF DAC SIGNAL MODULATION - Google Patents

DIGITAL HF DAC SIGNAL MODULATION Download PDF

Info

Publication number
DE102022207860A1
DE102022207860A1 DE102022207860.8A DE102022207860A DE102022207860A1 DE 102022207860 A1 DE102022207860 A1 DE 102022207860A1 DE 102022207860 A DE102022207860 A DE 102022207860A DE 102022207860 A1 DE102022207860 A1 DE 102022207860A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
digital value
value
digital
signal
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022207860.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Sanaz Hadipour Abkenar
Christoph Wagner
Soumya Krishnapuram Sireesh
Niels Christoffers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US17/397,271 external-priority patent/US20210373145A1/en
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of DE102022207860A1 publication Critical patent/DE102022207860A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35Details of non-pulse systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Ein Taktgenerator kann Taktsignale für ein digitales Front-End erzeugen, das einen digitalen Signalmodulator umfasst, der modulierte digitale Werte erzeugt, die Quadraturdarstellungen eines Radarmodulationssignals umfassen, die von einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler (HF-DAC) kodiert werden. Das analoge HF-DAC-Signal kann auf eine Radarfrequenz aufwärtsgewandelt und übertragen werden. Ein Empfänger kann eine Reflexion der Radarübertragung empfangen, abwärtswandeln und analysieren, z. B. zum Durchführen von Entfernungserfassung auf der Grundlage einer durch die Radarübertragung kodierten Frequenzrampe.

Figure DE102022207860A1_0000
A clock generator may generate clock signals for a digital front-end that includes a digital signal modulator that generates modulated digital values that include quadrature representations of a radar modulation signal that are encoded by a high-frequency digital-to-analog converter (RF-DAC). The analog RF DAC signal can be upconverted to a radar frequency and transmitted. A receiver can receive, down-convert and analyze a reflection of the radar transmission, e.g. B. to perform range finding based on a frequency ramp encoded by the radar transmission.
Figure DE102022207860A1_0000

Description

TECHNISCHES SACHGEBIETTECHNICAL SUBJECT

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Gebiet der Signalverarbeitung und insbesondere auf die Modulation von Radarsignalen.The present disclosure relates to the field of signal processing and more particularly to the modulation of radar signals.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Im Bereich der Signalverarbeitung geht es in vielen Szenarien um die Erzeugung, Übertragung, Erfassung und/oder Analyse von Signalen im Radar-Frequenzbereich, wie etwa 1 Gigahertz bis 100 Gigahertz. Signale in diesem Bereich können erzeugt werden, indem eine Referenzfrequenz unter Verwendung eines Oszillators, wie etwa einem Kristall oder einem digital gesteuerten Oszillator (DCO), erzeugt wird und eine Frequenzaufwärtswandlung erfolgt, z. B. durch Mischen eines Signals mit einer anfänglichen (niedrigen) Frequenz mit einer Mischfrequenz zum Erzeugen eines höherfrequenten Signals bei ungefähr der Summe aus der anfänglichen Frequenz und der Mischfrequenz. Die Anwendung einer Reihe von Frequenzaufwärtswandlungsstufen kann eine Umsetzung des Referenzfrequenzsignals in ein Radarfrequenzsignal ermöglichen, das durch einen Leistungsverstärker verstärkt und über eine Antenne gesendet werden kann. Entsprechend kann ein mit einer Radarfrequenz erfasstes Radarsignal empfangen und durch eine Reihe von Abwärtswandlungsstufen umgesetzt werden, z. B. durch Mischen eines Signals mit einer anfänglichen (hohen) Frequenz und einer Mischfrequenz zum Erzeugen eines Signals mit niedrigerer Frequenz, das ungefähr der Differenz zwischen der anfänglichen Frequenz und der Mischfrequenz entspricht. Durch die Abwärtswandlung kann das empfangene Signal auf eine niedrige, für die Analyse geeignete Frequenz umgerechnet werden.In the field of signal processing, many scenarios involve the generation, transmission, acquisition and/or analysis of signals in the radar frequency range, such as 1 gigahertz to 100 gigahertz. Signals in this range can be generated by generating a reference frequency using an oscillator such as a crystal or digitally controlled oscillator (DCO) and frequency up-converting, e.g. B. by mixing a signal with an initial (low) frequency with a mixing frequency to produce a higher frequency signal at approximately the sum of the initial frequency and the mixing frequency. The application of a series of frequency up-conversion stages can enable the reference frequency signal to be converted into a radar frequency signal that can be amplified by a power amplifier and transmitted via an antenna. Correspondingly, a radar signal detected at a radar frequency can be received and converted through a series of down-conversion stages, e.g. B. by mixing a signal with an initial (high) frequency and a mixed frequency to produce a lower frequency signal approximately equal to the difference between the initial frequency and the mixed frequency. Down-conversion allows the received signal to be down-converted to a low frequency suitable for analysis.

In vielen Szenarien kodiert das erzeugte Signal Informationen durch Modulation, wie etwa Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation und/oder Phasenmodulation. Die Radarübertragung stellt einen Träger für die Informationen in einem Radarfrequenzbereich bereit, und das empfangene Signal kann auf eine niedrigere Frequenz umgesetzt werden, um die Erfassung der durch das Radarträgersignal kodierten Informationen zu ermöglichen. Ein Anwendungsbeispiel: Radarsignale werden häufig zur Entfernungsmessung verwendet, z. B. durch Senden eines Radarsignals, Empfangen einer Reflexion des gesendeten Radarsignals und Multiplizieren der Übertragungslaufzeit mit der Übertragungsgeschwindigkeit durch das Medium. Wenn das Radarsignal kontinuierlich gesendet wird, hängt die Korrelation des gesendeten periodischen Signals mit der empfangenen Reflexion des periodischen Signals von der Signalmodulation ab. Eine dieser Modulationstechniken ist die frequenzmodulierte Dauerstrichradarentfernungsmessung (engl. „Frequency-modulated continuous-wave“, FMCW), bei der die Frequenz des gesendeten Radarsignals über einen Frequenzbereich ansteigt. Die Korrelation der Rampenfrequenz des gesendeten Signals mit der Rampenfrequenz des empfangenen Signals ermöglicht eine genaueLaufzeitbestimmung und eine entsprechend genaue Entfernungsbestimmung.In many scenarios, the generated signal encodes information through modulation, such as amplitude modulation, frequency modulation, and/or phase modulation. The radar transmission provides a carrier for the information in a radar frequency range and the received signal may be converted to a lower frequency to enable detection of the information encoded by the radar carrier signal. An application example: Radar signals are often used to measure distances, e.g. B. by transmitting a radar signal, receiving a reflection of the transmitted radar signal and multiplying the transmission delay by the transmission speed through the medium. When the radar signal is transmitted continuously, the correlation of the transmitted periodic signal with the received reflection of the periodic signal depends on the signal modulation. One such modulation technique is frequency-modulated continuous-wave (FMCW) radar ranging, in which the frequency of the transmitted radar signal increases over a range of frequencies. The correlation of the ramp frequency of the transmitted signal with the ramp frequency of the received signal enables an accurate transit time determination and a correspondingly accurate distance determination.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Durchführen eine Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals, wobei der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen. Das Verfahren umfasst das Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst das Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.In one embodiment, a method for detecting a range at a radar frequency is provided. The method includes performing a conversion of a timing signal to an analog signal by generating, corresponding to the timing signal, a first digital value and a second digital value based on a random phase value and converting the first digital value and the second digital value with a high frequency Digital-to-analog converter for generating the analog signal, wherein the first digital value and/or the second digital value correspond to a quadrature representation of a radar modulation signal. The method includes applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency. The method includes combining the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine the distance.

Das Erzeugen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes kann das Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit einem ersten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes umfassen, wobei der erste digitale Wert auf dem dritten digitalen Wert und dem Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit einem zweiten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines vierten digitalen Wertes basiert, wobei der zweite digitale Wert auf dem vierten digitalen Wert basiert.Generating the first digital value and the second digital value may include combining the random phase value with a first cyclic digital value to generate a third digital value, the first digital value being based on the third digital value and combining the random phase value with a second cyclic digital value for generating a fourth digital value, wherein the second digital value is based on the fourth digital value.

In einigen Beispielen umfasst das Erzeugen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes das Erzeugen des ersten digitalen Wertes als Sinus des dritten digitalen Wertes und das Erzeugen des zweiten digitalen Wertes als Kosinus des vierten digitalen Wertes.In some examples, generating the first digital value and the second digital value includes generating the first digital value as a sine of the third digital value and generating the second digital value as a cosine of the fourth digital value.

In einigen Beispielen umfasst das Erzeugen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes das Erzeugen eines ansteigenden digitalen Wertes, das Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes mit einem ersten Integrator zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes, und das Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes mit einem zweiten Integrator zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes.In some examples, generating the first digital value and the second digital value includes generating an increasing digital value, integrating the increasing digital value with a first integrator to produce the first cyclic digital value, and integrating the increasing digital value with a second Integrator for generating the second cyclic digital value.

In einigen Beispielen umfasst das Radarmodulationssignal eine Frequenzrampe, wobei der zufällige Phasenwert ein zufälliger Anfangsphasenwert ist, und das Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit dem ersten zyklischen digitalen Wert und das Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert zu Beginn der Frequenzrampe durchgeführt werden.In some examples, the radar modulation signal includes a frequency ramp, where the random phase value is an initial random phase value, and combining the random phase value with the first cyclic digital value and combining the random phase value with the second cyclic digital value are performed at the beginning of the frequency ramp.

Gemäß einigen Beispielen umfasst das Radarmodulationssignal eine Frequenzrampe.According to some examples, the radar modulation signal includes a frequency ramp.

In einer Ausführungsform wird eine Rampengeneratorvorrichtung bereitgestellt, die einen Phasenregelkreis umfasst, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umgesetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes erzeugt, wobei der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals entsprechen. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals, das eine Frequenzrampe umfasst, umwandelt.In one embodiment, a ramp generator device is provided that includes a phase-locked loop that provides a timing signal. The ramp generator device includes a clock generator that converts the timing signal into a plurality of clock signals including one or more first clock signals and one or more second clock signals. The ramp generator device comprises a digital ramp generator that generates a first digital value and a second digital value based on a random phase value using the one or more first clock signals, the first digital value and/or the second digital value being a quadrature representation of a ramp modulation signal are equivalent to. The ramp generator device includes a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals.

Gemäß einigen Beispielen umfasst die Rampengeneratorvorrichtung einen Phasenregelkreis, der ein Taktsignal bereitstellt, einen Taktgenerator, der das Taktsignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umgesetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen, einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes erzeugt, wobei mindestens einer vom ersten digitalen Wert oder dem zweiten digitalen Wert einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals entspricht, und einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals umwandelt, das eine Frequenzrampe umfasst.According to some examples, the ramp generator device comprises a phase-locked loop that provides a clock signal, a clock generator that converts the clock signal into a plurality of clock signals that include one or more first clock signals and one or more second clock signals, a digital ramp generator that uses the one or the plurality of first clock signals generates a first digital value and a second digital value based on a random phase value, at least one of the first digital value and the second digital value corresponding to a quadrature representation of a ramp modulation signal, and a high-frequency digital-to-analog converter, converting the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals.

Der digitale Rampengenerator kann ein erstes Kombinationsmodul, das den zufälligen Phasenwert mit einem ersten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes kombiniert, wobei der erste digitale Wert auf dem dritten digitalen Wert basiert, und ein zweites Kombinationsmodul umfassen, das den zufälligen Phasenwert mit einem zweiten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines vierten digitalen Wertes kombiniert, wobei der zweite digitale Wert auf dem vierten digitalen Wert basiert.The digital ramp generator may include a first combination module that combines the random phase value with a first cyclic digital value to generate a third digital value, the first digital value being based on the third digital value, and a second combination module that combines the random phase value with a combining a second cyclic digital value to generate a fourth digital value, the second digital value being based on the fourth digital value.

Gemäß einigen Beispielen umfasst der digitale Rampengenerator: einen ersten digitalen Generator, der den ersten digitalen Wert als Sinus des dritten digitalen Wertes erzeugt, und einen zweiten digitalen Generator, der den zweiten digitalen Wert als Kosinus des vierten digitalen Wertes erzeugt.According to some examples, the digital ramp generator includes: a first digital generator that generates the first digital value as a sine of the third digital value, and a second digital generator that generates the second digital value as a cosine of the fourth digital value.

Gemäß einigen Beispielen umfasst der Rampengenerator einen ersten Integrator, der einen ansteigenden digitalen Wert erzeugt, einen zweiten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes integriert, und einen dritten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes integriert.According to some examples, the ramp generator includes a first integrator that generates an increasing digital value, a second integrator that integrates the increasing digital value to generate the first cyclic digital value, and a third integrator that integrates the increasing digital value to generate the second cyclic digital value integrated.

Gemäß einigen Beispielen ist der zufällige Phasenwert ein zufälliger Anfangsphasenwert und das erste Kombinationsmodul kombiniert den zufälligen Phasenwert mit dem ersten zyklischen digitalen Wert und das zweite Kombinationsmodul kombiniert den zufälligen Phasenwert mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert beim Beginn der Frequenzrampe.According to some examples, the random phase value is an initial random phase value and the first combining module combines the random phase value with the first cyclic digital value and the second combining module combines the random phase value with the second cyclic digital value at the beginning of the frequency ramp.

In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch Erzeugen eines ersten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines ersten Quantisierers, erster Bits, die den ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines ersten digitalen Wertes auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines zweiten Wertes, Kombinieren des ersten digitalen Wertes mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines vierten digitalen Wertes auf der Grundlage des dritten digitalen Wertes, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, von dritten Bits, die den zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines fünften digitalen Wertes auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines sechsten Wertes, Kombinieren des fünften digitalen Wertes mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines siebten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines achten digitalen Wertes auf der Grundlage des siebten digitalen Wertes, und Umsetzen des vierten digitalen Wertes und des achten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals, wobei der vierte digitale Wert und/oder der achte digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen. Das Verfahren umfasst das Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst das Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.In one embodiment, a method for detecting a range at a radar frequency is provided. The method includes performing a conversion of a timing signal to an analog signal by generating a first cyclic digital value, truncating, using a first quantizer, first bits indicative of the first cyclic digital value to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value value, generating a first digital value based on a first quantization error of the first quantizer and a second value, combining the first digital value with the first truncated cyclic digital value to generate a third digital value, generating according to the timing signal a fourth digital value value based on the third digital value, generating a second cyclic digital value, clipping using a second quantizer, generating a second cyclic digital value, clipping using a second quantizer from third bits indicating the second cyclic digital value to fourth bits indicating a second truncated cyclic digital value producing a five th digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a sixth value, combining the fifth digital value with the second truncated cyclic digital value to generate a seventh digital value, generating, corresponding to the timing signal, an eighth digital value based on the seventh digital value, and converting the fourth digital value and the eighth digital value with a high-frequency digital-to-analog converter to generate the analog signal, the fourth digital value and/or the eighth digital value corresponding to a quadrature representation of a radar modulation signal. The method includes applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency. The method includes combining the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine the distance.

In einigen Beispielen umfasst das Verfahren das Erzeugen eines ansteigenden digitalen Wertes, wobei das Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes das Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes unter Verwendung eines ersten Integrators zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes umfasst und das Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes das Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes unter Verwendung eines zweiten Integrators zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes umfasst.In some examples, the method includes generating an increasing digital value, wherein generating the first cyclic digital value includes integrating the increasing digital value using a first integrator to generate the first cyclic digital value, and generating the second cyclic digital value includes integrating of the increasing digital value using a second integrator to generate the second cyclic digital value.

Gemäß einigen Beispielen umfasst das Erzeugen des vierten digitalen Wertes das Erzeugen des vierten digitalen Wertes als eines Sinus des dritten digitalen Wertes, und das Erzeugen des achten digitalen Wertes umfasst das Erzeugen des achten digitalen Wertes als eines Kosinus des siebten digitalen Wertes.According to some examples, generating the fourth digital value includes generating the fourth digital value as a sine of the third digital value, and generating the eighth digital value includes generating the eighth digital value as a cosine of the seventh digital value.

Gemäß einigen Beispielen ist der zweite Wert mindestens eines von einem ersten Zufallswert oder einem ersten rauschgeformten Wert, und der sechste Wert ist mindestens eines von einem zweiten Zufallswert oder einem zweiten rauschgeformten Wert.According to some examples, the second value is at least one of a first random value or a first noise-shaped value and the sixth value is at least one of a second random value or a second noise-shaped value.

In einer Ausführungsform wird eine Rampengeneratorvorrichtung bereitgestellt, die einen Phasenregelkreis umfasst, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umgesetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert erzeugt. Der digitale Rampengenerator umfasst einen ersten Quantisierer, der erste Bits, die einen ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits abschneidet, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, ein erstes Rauschformungsmodul, das einen dritten digitalen Wert auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines vierten Wertes erzeugt, ein erstes Kombinationsmodul, das den dritten digitalen Wert mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines fünften digitalen Wertes kombiniert, einen zweiten Quantisierer, der dritte Bits, die einen zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits abschneidet, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, ein zweites Rauschformungsmodul, das einen sechsten digitalen Wert auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines siebten Wertes erzeugt, und ein zweites Kombinationsmodul, das den sechsten digitalen Wert mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines achten digitalen Wertes kombiniert. Der erste digitale Wert basiert auf dem fünften digitalen Wert. Der zweite digitale Wert basiert auf dem achten digitalen Wert. Der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert entsprechen einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals, das eine Frequenzrampe umfasst, umwandelt.In one embodiment, a ramp generator device is provided that includes a phase-locked loop that provides a timing signal. The ramp generator device includes a clock generator that converts the timing signal into a plurality of clock signals including one or more first clock signals and one or more second clock signals. The ramp generator device includes a digital ramp generator that generates a first digital value and a second digital value using the one or more first clock signals. The digital ramp generator includes a first quantizer that truncates first bits indicative of a first cyclic digital value to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value, a first noise shaping module that calculates a third digital value based on a first quantization error of the a first quantizer and a fourth value, a first combining module combining the third digital value with the first truncated cyclic digital value to produce a fifth digital value, a second quantizer combining third bits indicative of a second cyclic digital value onto fourth truncates bits indicating a second truncated cyclic digital value, a second noise shaping module that generates a sixth digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a seventh value, and a second combining module that generates the combines the sixth digital value with the second truncated cyclic digital value to produce an eighth digital value. The first digital value is based on the fifth digital value. The second digital value is based on the eighth digital value. The first digital value and/or the second digital value correspond to a quadrature representation of a ramp modulation signal. The ramp generator device includes a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals.

Gemäß einigen Beispielen umfasst der digitale Rampengenerator einen ersten Integrator, der einen ansteigenden digitalen Wert erzeugt, und einen zweiten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes integriert, und einen dritten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes integriert.According to some examples, the digital ramp generator includes a first integrator that generates an increasing digital value and a second integrator that integrates the increasing digital value to generate the first cyclic digital value and a third integrator that integrates the increasing digital value to generate the second cyclic digital value integrated.

Gemäß einigen Beispielen umfasst der digitale Rampengenerator einen ersten digitalen Generator, der den ersten digitalen Wert als Sinus des fünften digitalen Wertes erzeugt, und einen zweiten digitalen Generator, der den zweiten digitalen Wert als Kosinus des achten digitalen Wertes erzeugt.According to some examples, the digital ramp generator includes a first digital generator that generates the first digital value as a sine of the fifth digital value and a second digital generator that generates the second digital value as a cosine of the eighth digital value.

Gemäß einigen Beispielen ist der vierte Wert ein erster Zufallswert und der siebte Wert ein zweiter Zufallswert.According to some examples, the fourth value is a first random value and the seventh value is a second random value.

Gemäß einigen Beispielen ist der vierte Wert ein erster rauschgeformter Wert und der siebte Wert ein zweiter rauschgeformter Wert.According to some examples, the fourth value is a first noise-shaped value and the seventh value is a second noise-shaped value.

In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes, die Quadraturdarstellungen eines Radarmodulationssignals sind, und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals. Das Verfahren umfasst ferner das Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst ferner das Vergleichen des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen einer Entfernung.In one embodiment, a method for detecting a range at a radar frequency is provided. The method includes performing a conversion of a timing signal to an analog signal by generating, corresponding to the timing signal, a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a radar modulation signal, and converting the first digital value and the second digital value at a radio frequency -Digital to analog converter to generate the analog signal. The method further includes applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency. The method further includes comparing the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine a distance.

In einer Ausführungsform ist ein Radarmodulationssignalgenerator bereitgestellt, der einen Phasenregelkreis umfasst, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in ein erstes Taktsignal und ein zweites Taktsignal umgesetzt. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen digitalen Signalmodulator, der mit dem ersten Taktsignal einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert erzeugt, die Quadraturdarstellungen eines Modulationssignals mit einer Modulationsfrequenz sind. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des zweiten Taktsignals den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals umwandelt. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen Sender, der auf der Grundlage des Hochfrequenzsignals ein Sendesignal mit der Radarfrequenz erzeugt. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen Empfänger, der eine Reflexion des Sendesignals empfängt. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen Entfernungsbestimmer, der die Reflexion und das Hochfrequenzsignal zum Bestimmen einer Entfernung vergleicht.In one embodiment, a radar modulation signal generator is provided that includes a phase locked loop that provides a timing signal. The radar modulation signal generator further includes a clock generator that converts the timing signal into a first clock signal and a second clock signal. The radar modulation signal generator further includes a digital signal modulator that uses the first clock signal to generate a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a modulation signal having a modulation frequency. The radar modulation signal generator further includes a radio frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a radio frequency signal using the second clock signal. The radar modulation signal generator further includes a transmitter that generates a transmit signal at the radar frequency based on the radio frequency signal. The radar modulation signal generator also includes a receiver that receives a reflection of the transmission signal. The radar modulation signal generator further includes a range finder that compares the reflection and the radio frequency signal to determine a range.

In einer Ausführungsform wird eine Rampengeneratorvorrichtung bereitgestellt, die einen Phasenregelkreis umfasst, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt. Der Rampengeneratorvorrichtung umfasst ferner einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in ein erstes Taktsignal und ein zweites Taktsignal umgesetzt. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst ferner einen digitalen Rampengenerator, der beim ersten Taktsignal einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert erzeugt, die Quadraturdarstellungen eines Rampenmodulationssignals sind. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst ferner einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des zweiten Taktsignals den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzrampensignals umwandelt.In one embodiment, a ramp generator device is provided that includes a phase-locked loop that provides a timing signal. The ramp generator device further includes a clock generator that converts the timing signal into a first clock signal and a second clock signal. The ramp generator device further includes a digital ramp generator that generates, at the first clock signal, a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a ramp modulation signal. The ramp generator device further includes a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog ramp signal using the second clock signal.

Zur Verwirklichung der vorgenannten und verwandten Zwecke werden in der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen gewisse Aspekte und Ausführungsformen veranschaulicht. Dies sind nur einige Beispiele für die verschiedenen Möglichkeiten, wie ein oder mehrere Aspekte eingesetzt werden können. Weitere Aspekte, Vorteile und neue Merkmale der Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.In order to achieve the foregoing and related purposes, certain aspects and embodiments are illustrated in the following description and accompanying drawings. These are just a few examples of the different ways one or more Aspects can be used. Other aspects, advantages, and novel features of the disclosure will become apparent from the following detailed description when considered in connection with the accompanying drawings.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist eine Darstellung eines Beispielszenarios mit einer Erzeugung und Übertragung eines frequenzmodulierten Radarsignals und der Erfassung eines reflektierten Signals zum Bestimmen der Entfernung zu einem Objekt. 1 Figure 12 is an illustration of an example scenario involving generation and transmission of a frequency modulated radar signal and detection of a reflected signal to determine range to an object.
  • 2 ist eine Darstellung eines Beispielszenarios mit einer Erzeugung und Übertragung eines frequenzmodulierten Radarsignals und der Erfassung eines reflektierten Signals zum Bestimmen der Entfernung zu einem Objekt entsprechend den hier vorgestellten Techniken. 2 12 is an illustration of an example scenario involving generation and transmission of a frequency modulated radar signal and detection of a reflected signal to determine the range to an object according to the techniques presented herein.
  • 3 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zur Entfernungsmessung bei einer Radarfrequenz entsprechend den hier vorgestellten Techniken. 3 Figure 12 shows an example of a method for measuring distances at a radar frequency according to the techniques presented here.
  • 4 ist ein Komponentenblockdiagramm, das einen beispielhaften Radar-Modulationssignalgenerator entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt. 4 12 is a component block diagram showing an example radar modulation signal generator in accordance with the techniques presented herein.
  • 5 ist ein Komponentenblockdiagramm, das eine beispielhafte Radargeneratorvorrichtung entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt. 5 FIG. 14 is a component block diagram depicting an example radar generator apparatus in accordance with the techniques presented herein.
  • 6 ist ein Komponentenblockdiagramm, das ein Beispielszenario für die Erzeugung eines modulierten digitalen Signals entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt. 6 Figure 12 is a component block diagram showing an example scenario for generating a modulated digital signal according to the techniques presented herein.
  • 7A-7C sind Datensätze, die die Erzeugung eines modulierten digitalen Signals unter Verwendung eines Hochfrequenz-Digital-Analog-Kodierers mit digitalen Werten veranschaulichen, die Quadraturdarstellungen eines modulierten Radarsignals mit einer variablen Bitauflösung entsprechend den hier vorgestellten Techniken darstellen. 7A-7C are data sets illustrating the generation of a modulated digital signal using a high frequency digital-to-analog encoder with digital values representing quadrature representations of a modulated radar signal with a variable bit resolution according to the techniques presented herein.
  • 8 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zur Entfernungsmessung bei einer Radarfrequenz entsprechend den hier vorgestellten Techniken. 8th Figure 12 shows an example of a method for measuring distances at a radar frequency according to the techniques presented here.
  • 9A-9B sind Komponentenblockdiagramme, die ein Beispiel für einen digitalen Signalmodulator entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigen. 9A-9B 12 are component block diagrams showing an example of a digital signal modulator according to the techniques presented herein.
  • 1 0A-1 0B zeigen ein Beispiel für ein Verfahren zur Entfernungsmessung bei einer Radarfrequenz entsprechend den hier vorgestellten Techniken. 1 0A-10B show an example of a method for ranging at a radar frequency according to the techniques presented herein.
  • 11 ist ein Komponentenblockdiagramm, das einen beispielhaften digitalen Signalmodulator entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt. 11 Figure 12 is a component block diagram showing an example digital signal modulator in accordance with the techniques presented herein.
  • 12A-12B sind Komponentenblockdiagramme, die Rauschformungsmodule entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigen. 12A-12B 12 are component block diagrams showing noise shaping modules according to the techniques presented herein.
  • 13 ist ein Komponentenblockdiagramm, das einen beispielhaften digitalen Signalmodulator entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt. 13 Figure 12 is a component block diagram showing an example digital signal modulator in accordance with the techniques presented herein.
  • 14 ist ein Datensatz, der Zwischensignale entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt. 14 is a data set showing intermediate signals according to the techniques presented here.
  • 15A-15B sind Spektrogramme, die Rampensignale entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigen. 15A-15B are spectrograms showing ramp signals according to the techniques presented here.
  • 16 ist ein Datensatz, der die Ausgänge von Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandlern (HF-DAC) entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt. 16 is a data set showing the outputs of high-frequency digital-to-analog converters (HF-DAC) according to the techniques presented here.
  • 17 ist ein Datensatz, der Zwischensignale entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt. 17 is a data set showing intermediate signals according to the techniques presented here.
  • 18 ist ein Datensatz, der Zwischensignale entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt. 18 is a data set showing intermediate signals according to the techniques presented here.
  • 19 ist ein Datensatz, der Zwischensignale entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt. 19 is a data set showing intermediate signals according to the techniques presented here.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Der beanspruchte Gegenstand wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen sich gleiche Bezugsnummern durchgehend auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung sind zu Erklärungszwecken zahlreiche spezifische Einzelheiten aufgeführt, um ein gründliches Verständnis des beanspruchten Gegenstands zu ermöglichen. Es sollte jedoch offensichtlich sein, dass der beanspruchte Gegenstand auch ohne diese spezifischen Einzelheiten praktiziert werden kann. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Vorrichtungen in Form eines Blockdiagramms dargestellt, um die Beschreibung des beanspruchten Gegenstands zu erleichtern.The claimed subject matter will now be described with reference to the drawings, in which like reference numbers refer to like elements throughout. In the following description, for the purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the claimed subject matter. However, it should be apparent that the claimed subject matter may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to facilitate the description of the claimed subject matter.

A. EinleitungA. Introduction

Im Bereich der Signalverarbeitung geht es in vielen Szenarien um die Erzeugung, Übertragung, Erfassung und/oder Verarbeitung eines elektromagnetischen Signals in einem Radarbereich von Frequenzen, wie etwa 1 Gigahertz bis 100 Gigahertz. Das Signal kann von einem Oszillator auf einer Referenzfrequenz erzeugt und dann unter Verwendung verschiedener Techniken, wie etwa Mischen, auf eine Radarfrequenz aufwärtsgewandelt werden, die verstärkt und durch eine Antenne gesendet wird. Während des Signalerzeugungsvorgangs kann eine Form von Modulation zum Anpassen des Radarsignals angewendet werden. Dabei wird ein variables Element eingebettet, das als Information dient, die von einem Träger auf der Radarfrequenz übertragen werden soll. In einigen Beispielen kann die Modulation Frequenzmodulation über einen Frequenzbereich; Amplitudenmodulation über einen Amplitudenbereich; und/oder Phasenmodulation über die Phase eines periodischen Signals umfassen. Die Übertragung auf der Radarfrequenz kann von einer Empfangsantenne erfasst, auf eine verarbeitbare Frequenz dezimiert und zum Erfassen der Modulation des Signals, das die übertragenen Informationen übermittelt, ausgewertet werden.In the field of signal processing, many scenarios involve the generation, transmission, detection and/or processing of an electromagnetic signal in a radar range of frequencies, such as 1 gigahertz to 100 gigahertz. The signal can be generated by an oscillator at a reference frequency and then upconverted using various techniques, such as mixing, to a radar frequency that is amplified and transmitted through an antenna. During the signal generation process, some form of modulation can be applied to adjust the radar signal. It embeds a variable element that serves as information to be transmitted by a carrier at the radar frequency. In some examples, the modulation can be frequency modulation over a range of frequencies; amplitude modulation over a range of amplitudes; and/or phase modulation over the phase of a periodic signal. The transmission at the radar frequency can be picked up by a receiving antenna, decimated to a manageable frequency and evaluated to detect the modulation of the signal carrying the transmitted information.

1 ist eine Darstellung eines Beispielszenarios 100, in dem ein Radarsignal verwendet wird, um eine Entfernung 140 zwischen einem Sender 124 und einem Empfänger 132 und einem Objekt 128, das das Radarsignal 126 reflektiert, zu bestimmen, und wobei die Entfernung 140 auf der Grundlage einer Laufzeitmessung und der Geschwindigkeit des Radarsignals 126 in dem Medium zwischen dem Sender 124 und dem Objekt 128 bestimmt wird. In vielen solchen Szenarien ist das Radarsignal 126 kontinuierlich und periodisch, und zusätzlich zum Empfang eines Empfangssignals 130, das eine Reflexion des Radarsignals 126 umfasst, muss ein Entfernungsmesser in der Lage sein, die periodischen Zyklen des Empfangssignals 130 mit den gesendeten periodischen Zyklen zu korrelieren. Eine solche Technik ist die frequenzmodulierte Dauerstrichradarentfernungsmessung (FMCW), bei der ein periodisches Radarsignal 126 kontinuierlich übertragen wird, wobei aber die Frequenz über eine ansteigende Frequenzrampe und eine abnehmende Periodizität stetig erhöht wird. Die Frequenz des Empfangssignals 130 kann dann mit der Frequenz des gesendeten Radarsignals 126 zum Bestimmen der Laufzeit des Radarsignals 126 korreliert werden. Solche Techniken erlauben es, das Radarsignal 126 kontinuierlich zu übertragen, was zu einer hochauflösenden Abtastung der Laufzeit führt, die eine genaue Bestimmung der Entfernung 140 des Objekts 128 und optional anderer Eigenschaften wie etwa Geschwindigkeit, Beschleunigung, Richtung und die Unterscheidung von Reflexionen von Objekten 128 von Falschsignalen und Rauschen ermöglicht. 1 12 is an illustration of an example scenario 100 in which a radar signal is used to determine a distance 140 between a transmitter 124 and a receiver 132 and an object 128 reflecting the radar signal 126, and where the distance 140 is based on a time-of-flight measurement and the speed of the radar signal 126 in the medium between the transmitter 124 and the object 128 is determined. In many such scenarios, the radar signal 126 is continuous and periodic, and in addition to receiving a received signal 130 that includes a reflection of the radar signal 126, a range finder must be able to correlate the periodic cycles of the received signal 130 with the transmitted periodic cycles. One such technique is frequency modulated continuous wave (FMCW) radar ranging, in which a periodic radar signal 126 is continuously transmitted but steadily increasing in frequency via an increasing frequency ramp and decreasing periodicity. The frequency of the received signal 130 can then be correlated with the frequency of the transmitted radar signal 126 to determine the propagation time of the radar signal 126 . Such techniques allow the radar signal 126 to be transmitted continuously, resulting in a high-resolution time-of-flight sample that allows an accurate determination of the range 140 of the object 128 and optionally other properties such as velocity, acceleration, direction, and the Allows reflections from objects 128 to be distinguished from spurious signals and noise.

Wie im Beispielszenario 100 von 1 ferner dargestellt, umfasst die Erzeugung des Radarsignals 126 die Modulation des Signals zum Erzeugen der Frequenzrampe auf folgende Weise. Ein Lokaloszillator 102, wie etwa ein Quarzoszillator oder ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO), erzeugt eine Referenzfrequenz 104, die einem Phasenregelkreis 106 bereitgestellt wird. Ein Frequenzteiler 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung schaltet nach einem ausgewählten Schaltzeitplan zum Ändern der Phase des Referenzsignals (z. B. Invertierung des Signals während des Schaltens), zu dem Zweck, sich einem höherfrequenten Signal anzunähern. Ein Phasenfrequenzdetektor 108 empfängt sowohl die Referenzfrequenz 104 als auch den geschalteten Ausgang des Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung und erfasst eine Phasendifferenz, und eine Ladungspumpe 110 stellt einen Spannungsoffset bereit, der die Referenzfrequenz 104 auf der Grundlage einer Phasendifferenz umsetzt. Das Mischen der Referenzfrequenz 104 mit dem Ausgang des Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung erzeugt Abbilder der Referenzfrequenz 104 bei mehreren Abbildfrequenzen, und ein Schleifenfilter 112 (z. B. ein Bandpassfilter) dämpft die Abbilder bei unerwünschten Frequenzen, zu dem Zweck, ein Ausgangssignal bei der vom Frequenzteiler 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung ausgewählten höheren Frequenz zu erzeugen. Eine oder mehrere Stufen der weiteren Aufwärtswandlung, wie etwa das Mischen mit höherfrequenten Signalen, können die Frequenz des erzeugten Signals weiter auf eine Radarfrequenz 120, wie etwa 1 Gigahertz bis 100 Gigahertz, anheben, die von einem Leistungsverstärker 122 verstärkt und von einem Sender 124, wie etwa einer Antenne, gesendet werden kann.As in the example scenario 100 of 1 Also illustrated, generating the radar signal 126 includes modulating the signal to generate the frequency ramp in the following manner. A local oscillator 102, such as a crystal oscillator or a voltage controlled oscillator (VCO), generates a reference frequency 104 that is provided to a phase-locked loop 106. FIG. A frequency divider 114 with multiple modulus feedback switches on a selected switching schedule to change the phase of the reference signal (e.g., inverting the signal during switching) to approximate a higher frequency signal. A phase frequency detector 108 receives both the reference frequency 104 and the switched output of the frequency divider 114 with multi-module feedback and detects a phase difference, and a charge pump 110 provides a voltage offset translating the reference frequency 104 based on a phase difference. Mixing the reference frequency 104 with the output of the frequency divider 114 with multiple modulus feedback produces images of the reference frequency 104 at multiple image frequencies, and a loop filter 112 (e.g., a bandpass filter) attenuates the images at undesired frequencies, to that end generate an output signal at the higher frequency selected by frequency divider 114 with multi-modulus feedback. One or more stages of further upconversion, such as mixing with higher frequency signals, may further frequency increase the generated signal to a radar frequency 120, such as 1 gigahertz to 100 gigahertz, which is amplified by a power amplifier 122 and transmitted by a transmitter 124, such as an antenna, can be sent.

Die Modulation des Radarsignals in diesem Pfad wird durch die Steuerung des Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung erreicht, der es ermöglicht, dass die Umschaltung mit einem wählbaren Bruchteil der Periode der Referenzfrequenz 104 erfolgt. Die Auswahl erfolgt durch einen Frequenzrampengenerator 116, der einen stetig ansteigenden Wert erzeugt, wie etwa einen digitalen Zähler, und einen Sigma-Delta-Modulator, der dem Frequenzteiler 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung ein Signal gibt, wenn eine Integration des stetig ansteigenden Wertes einen Delta-Schwellenwert relativ zum vorherigen Signal überschreitet. Die Integration des stetig ansteigenden Wertes veranlasst den Sigma-Delta-Modulator, den Frequenzteiler 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung mit steigender Rate zu signalisieren, wodurch der Schaltzeitplan allmählich erhöht und die Frequenz der erzeugten Radarfrequenz 120 um inkrementelle Bruchteile der Referenzfrequenz 104 erhöht wird. Die vom Frequenzrampengenerator 116 erzeugte Frequenzrampe kann über einen Frequenzbereich ansteigen und periodisch zurückgesetzt werden.The modulation of the radar signal in this path is achieved through control of the frequency divider 114 with multi-module feedback, which allows the switching to occur at a selectable fraction of the reference frequency 104 period. The selection is made by a frequency ramp generator 116 that produces a steadily increasing value, such as a digital counter, and a sigma-delta modulator that signals the frequency divider 114 with multiple modulus feedback when integrating the steadily increasing value exceeds a delta threshold relative to the previous signal. The integration of the steadily increasing value causes the sigma-delta modulator to signal the frequency divider 114 with multi-modulus feedback at an increasing rate, gradually increasing the switching schedule and increasing the frequency of the generated radar frequency 120 by incremental fractions of the reference frequency 104. The frequency ramp generated by frequency ramp generator 116 may increase over a range of frequencies and reset periodically.

Die Modulation des Radarsignals mit der Frequenzrampe kann die Auswertung des Empfangssignals 130 und die Bestimmung der Entfernung 140 auf folgende Weise unterstützen. Das Empfangssignal 130 kann von einem Empfänger 132, wie etwa einer Empfangsantenne, empfangen und von der Radarfrequenz 120 auf einen Frequenzbereich abwärtsgewandelt werden, der für eine weitere Auswertung geeignet ist. Das abwärtsgewandelte Signal wird von einem Signalauswerter 134 verarbeitet, der die Frequenz des Empfangssignals 130 mit der Frequenz des Frequenzrampengenerators 116 korreliert. Ein Entfernungsbestimmer 136 kann einen Abstand zu einem von ihm erfassten Objekt und die Geschwindigkeit des Objekts bestimmen. Darüber hinaus können die Komponenten des Senders 124 und die Komponenten des Empfängers 132 mit einer hohen Abtastrate betrieben werden, um eine genaue Reihe von Entfernungsmessungen bereitzustellen, die dazu dienen können, die Entfernung 138 zu verifizieren; die Entfernung 138 mit hoher Genauigkeit zu erfassen; Änderungen in der Entfernung 138 zu erfassen, die die Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder Richtung des Objekts 128 angeben; und/oder die Erfassung des Objekts 128 von einer Falscherfassung zu unterscheiden, wie etwa aufgrund von Rauschen, Störungen und/oder Signalabbilder.The modulation of the radar signal with the frequency ramp can support the evaluation of the received signal 130 and the determination of the distance 140 in the following way. The received signal 130 may be received by a receiver 132, such as a receiving antenna, and down-converted from the radar frequency 120 to a frequency range suitable for further evaluation. The down-converted signal is processed by a signal evaluator 134 which correlates the frequency of the received signal 130 with the frequency of the frequency ramp generator 116 . A range finder 136 can determine a distance to an object it is detecting and the speed of the object. In addition, the transmitter 124 components and receiver 132 components can be operated at a high sampling rate to provide an accurate series of range measurements that can be used to verify range 138; detect range 138 with high accuracy; detect changes in distance 138 indicative of the speed, acceleration, and/or direction of object 128; and/or to distinguish detection of object 128 from false detection, such as due to noise, interference, and/or signal images.

Auf diese Weise ermöglicht das Schalten des Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung durch den Frequenzrampengenerator 116 bei einem schrittweise zunehmenden Bruchteil der Periode der Referenzfrequenz 104 eine Frequenzmodulation des Radarsignals 126, die sich einer idealen Frequenzrampe 140 annähert. Mehrere Eigenschaften dieser Technik können jedoch dazu führen, dass die erzielte Frequenzrampe 142 von der idealen Frequenzrampe 140 abweicht. Ein erstes Beispiel: Die Modulation durch den Phasenfrequenzdetektor 108 und die Ladungspumpe 110 weist eine Verzögerung auf, wenn sich das Modulationssignal durch den Phasenregelkreis ausbreitet; d. h. der Phasenfrequenzdetektor 108 und die Ladungspumpe 110 passen die Referenzfrequenz 104 allmählich an den Momentanwert der idealen Frequenzrampe 140 an. Infolge der dynamischen Eigenschaften des Phasenregelkreises 106 neigt die erzielte Frequenzrampe 142 dazu, zwischen dem Überschreiten der idealen Frequenzrampe 140 und dem Unterschreiten der idealen Frequenzrampe 140 zu wechseln. Die Diskrepanz kann die Genauigkeit der vom Signalauswerter 134 erzielten Korrelation und damit die erreichbare Genauigkeit der vom Laufzeitbestimmer 136 bestimmten Laufzeit und der vom Entfernungsbestimmer 138 bestimmten Entfernung 140 beeinträchtigen. Als zweites Beispiel führt das fraktionierte Schalten des Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung zu Diskontinuitäten, die als Fraktionierungsausschläge im Frequenzspektrum der modulierten Radarfrequenz 120 erscheinen. Die Leistung der Fraktionierungsausschläge kann das Signal-Rausch-Verhältnis des Radarsignals 126 erheblich verringern. Das Auftreten und die Größe von Fraktionierungsausschlägen kann durch den Betrieb des Frequenzrampengenerators 116 mit einer niedrigeren Rampenfrequenz verringert werden; die verringerte Genauigkeit der Frequenzrampe kann jedoch die Diskrepanz zwischen der idealen Frequenzrampe 140 und der erreichten Frequenzrampe 142 erhöhen, wodurch die erreichbare Genauigkeit der Entfernungsbestimmung weiter verringert wird. Als drittes Beispiel, die Entsprechung zwischen der Frequenz des Lokaloszillators 102 und der Frequenz des resultierenden Radarsignals 126 kann die Leistung von Frequenzen um die Frequenz des resultierenden Radarsignals 126 erhöhen. Solche „Nachzieheffekte“ können ein Rauschen darstellen, das das Signal-Rausch-Verhältnis des Radarsignals 126 verringert und aufgrund der Nähe der Frequenz des Nachziehrauschens zur Frequenz des Radarsignals 126 schwer zu dämpfen ist. Diese und andere Nachteile können sich aus der Modulation des Radarsignals 126 als Fraktionierungsanpassung der Referenzfrequenz 104 durch den Frequenzteiler 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung ergeben, wie im Beispielszenario 100 von 1 gezeigt.In this manner, the switching of frequency divider 114 with multi-modulus feedback by frequency ramp generator 116 allows frequency modulation of radar signal 126 at an incrementally increasing fraction of the period of reference frequency 104 that approaches an ideal frequency ramp 140 . However, several characteristics of this technique can cause the frequency ramp 142 achieved to deviate from the ideal frequency ramp 140 . A first example: the modulation by the phase frequency detector 108 and the charge pump 110 exhibits a delay as the modulation signal propagates through the phase-locked loop; ie the phase frequency detector 108 and the charge pump 110 gradually adapt the reference frequency 104 to the instantaneous value of the ideal frequency ramp 140 . As a result of the dynamic properties of the phase-locked loop 106, the frequency ramp 142 achieved tends to alternate between exceeding the ideal frequency ramp 140 and falling below the ideal frequency ramp 140. The discrepancy can affect the accuracy of the correlation achieved by the signal evaluator 134 and thus the achievable accuracy of the transit time determined by the transit time determiner 136 and the affect distance 140 determined by distance determiner 138. As a second example, the fractional switching of the frequency divider 114 with multiple modulus feedback results in discontinuities that appear as fractional excursions in the frequency spectrum of the modulated radar frequency 120 . The power of the fractionation responses can significantly reduce the signal-to-noise ratio of the radar signal 126 . The occurrence and magnitude of fractionation spikes can be reduced by operating the frequency ramp generator 116 at a lower ramp rate; however, the reduced accuracy of the frequency ramp may increase the discrepancy between the ideal frequency ramp 140 and the achieved frequency ramp 142, thereby further reducing the achievable range determination accuracy. As a third example, the correspondence between the local oscillator 102 frequency and the resulting radar signal 126 frequency may increase the power of frequencies around the resulting radar signal 126 frequency. Such "trailing" may represent noise that reduces the signal-to-noise ratio of the radar signal 126 and is difficult to attenuate due to the close proximity of the frequency of the trailing noise to the frequency of the radar signal 126 . These and other disadvantages may result from the modulation of the radar signal 126 as a fractional adjustment of the reference frequency 104 by the frequency divider 114 with multi-module feedback, as in the example scenario 100 of FIG 1 shown.

B. Vorgestellte TechnikenB. Techniques Featured

Die derzeit vorgestellten Techniken stellen eine alternative Form der Modulation des Radarsignals, wie etwa eine Frequenzrampe über einen Frequenzbereich, zur Verfügung. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Phasenregelkreis 106 statt der direkten Erzeugung einer modulierten Radarfrequenz 120 stattdessen eine Reihe von Taktsignalen mit einer festen Frequenz für ein digitales Front-End erzeugen, das eine digitale Signalmodulation, wie etwa eine digitale Frequenzrampe, erzeugt. Der digitale Signalmodulator kann mit einer ersten Taktfrequenz betrieben werden und digitale Darstellungen des Radarmodulationssignals in Quadratur erzeugen, die von einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler (HF-DAC), der mit einer zweiten Taktfrequenz betrieben wird, zum Erzeugen eines analogen Signals 220 umgesetzt werden können, das die vom digitalen Signalmodulator erzeugte Modulation enthält. Das analoge Ausgangssignal des HF-DAC kann auf den Radarfrequenzbereich aufwärtsgewandelt und als Radarfrequenz übertragen werden, die die vom digitalen Signalmodulator und dem HF-DAC erzeugte Modulation aufweist.The techniques currently presented provide an alternative form of modulating the radar signal, such as a frequency ramp over a range of frequencies. In accordance with the present disclosure, instead of directly generating a modulated radar frequency 120, a phase-locked loop 106 may instead generate a series of clock signals at a fixed frequency for a digital front-end that generates digital signal modulation, such as a digital frequency ramp. The digital signal modulator may operate at a first clock frequency and generate quadrature digital representations of the radar modulation signal that are converted by a high frequency digital-to-analog converter (RF DAC) operating at a second clock frequency to generate an analog signal 220 containing the modulation generated by the digital signal modulator. The analog output signal of the RF DAC can be upconverted to the radar frequency range and transmitted as a radar frequency that has the modulation generated by the digital signal modulator and the RF DAC.

2 ist eine Darstellung eines Beispielszenarios 200 mit einer Modulation eines Radarsignals 126 gemäß den hier vorgestellten Techniken. In diesem Beispielszenario 200 stellt ein Lokaloszillator 102 (wie etwa ein Quarzoszillator oder ein spannungsgesteuerter Oszillator) eine Referenzfrequenz 104 für einen Phasenregelkreis 106 bereit, der einen Phasenfrequenzdetektor 108, eine Ladungspumpe 110 und ein Schleifenfilter 112 sowie ein Rückkopplungssignal umfasst, das eine aufwärtswandelnde Frequenzmodulation bereitstellt. Anstelle eines Frequenzteiler 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung, der nach einem Zeitplan bei einem schwankenden Bruchteil der Periode der Referenzfrequenz 104 schaltet, umfasst der Phasenregelkreis 106 im Beispielszenario 200 von 2 jedoch einen Frequenzteiler 202 mit ganzzahliger Rückkopplung, der Umschaltungen mit einer statischen Ganzzahl bereitstellt. Das Ausgangssignal des Phasenregelkreises 106 ist ein Zeitgebungssignal 204 für einen Taktgenerator 206, der das Zeitgebungssignal in ein erstes Taktsignal 208 und ein zweites, höherfrequentes Taktsignal 210 umwandelt. Der Taktgenerator 206 kann mehrere Frequenzteiler zum Bereitstellen des ersten Taktsignals und des zweiten Taktsignals mit niedrigeren Frequenzen als das Taktsignal 204 beinhalten. Ein digitaler Signalmodulator 212 wird mit dem ersten Taktsignal 208 zum Erzeugen eines digitalen Signals als einem ersten digitalen Wert 214 und einem zweiten digitalen Wert 216 betrieben, die Quadraturdarstellungen des zu sendenden Signals umfassen. Darüber hinaus unterwirft der digitale Signalmodulator 212 das Signal einer Modulation. Der digitale Signalmodulator 212 kann beispielsweise einen Frequenzrampengenerator, der einen inkrementell ansteigenden Wert erzeugt, und einen Integrator umfassen, der eine zyklische Ausgabe erzeugt, die die momentane Phase des Signals darstellt, wie etwa eine Ausgabe im Bereich von 0 bis 360 Grad oder 2π Radiant, wobei die Zunahme der zyklischen Ausgabe pro Abtastung durch den Integrator allmählich zunimmt, um eine stetig ansteigende Frequenz des Signals widerzuspiegeln und eine digitale Frequenzrampe zu erzielen. Die zyklische Ausgabe des Integrators kann von einem digitalen Koordinatenrotationsgenerator (einem CORDIC-Generator) verarbeitet werden, der den ersten digitalen Wert als Sinus- und Kosinusdarstellung der zyklischen Ausgabe des Integrators erzeugt, die von einem I-Teil und einem Q-Teil eines HF-DAC 218 verarbeitet werden kann. Wie weiter unten beschrieben wird, kann der DAC 218 einen ersten DAC zur Umwandlung des Eingangssignals in den I-Abschnitt in ein analoges Signal und einen zweiten DAC zur Umwandlung des Eingangssignals in den Q-Abschnitt in ein analoges Signal beinhalten. Der DAC 218 kann ferner einen Kombinierer enthalten, um die vom ersten und dem zweiten DAC bereitgestellten analogen Ausgangssignale zum analogen Signal 220 zu kombinieren (summieren). 2 12 is an illustration of an example scenario 200 involving modulation of a radar signal 126 according to the techniques presented herein. In this example scenario 200, a local oscillator 102 (such as a crystal oscillator or a voltage controlled oscillator) provides a reference frequency 104 for a phase-locked loop 106, which includes a phase-frequency detector 108, a charge pump 110 and a loop filter 112, and a feedback signal that provides up-converting frequency modulation. Instead of a frequency divider 114 with multi-module feedback that switches on a schedule at a varying fraction of the period of the reference frequency 104, the phase-locked loop 106 in the example scenario 200 of FIG 2 however, a frequency divider 202 with integer feedback that provides switching with a static integer. The output of the phase locked loop 106 is a timing signal 204 for a clock generator 206 which converts the timing signal into a first clock signal 208 and a second, higher frequency clock signal 210 . Clock generator 206 may include multiple frequency dividers for providing the first clock signal and the second clock signal at lower frequencies than clock signal 204 . A digital signal modulator 212 operates on the first clock signal 208 to generate a digital signal as a first digital value 214 and a second digital value 216 comprising quadrature representations of the signal to be transmitted. In addition, the digital signal modulator 212 subjects the signal to modulation. The digital signal modulator 212 may include, for example, a frequency ramp generator that produces an incrementally increasing value and an integrator that produces a cyclic output that represents the instantaneous phase of the signal, such as an output in the range of 0 to 360 degrees or 2π radians, wherein the increase in cyclic output per sample by the integrator gradually increases to reflect a steadily increasing frequency of the signal and achieve a digital frequency ramp. The cyclic integrator output may be processed by a digital coordinate rotation generator (a CORDIC generator) which produces the first digital value as a sine and cosine representation of the cyclic integrator output derived from an I part and a Q part of an RF DAC 218 can be processed. As described below, the DAC 218 may include a first DAC for converting the input signal to the I section to an analog signal and a second DAC to converting the input signal to the Q section to an analog signal. The DAC 218 may further include a combiner to combine (sum) the analog output signals provided by the first and second DACs to form the analog signal 220 .

Das vom HF-DAC 218 erzeugte analoge Signal 220 kann durch Mischen (optional durch vom Taktgenerator 206 erzeugte höherfrequente Taktsignale) zum Erzeugen eines Radarsignals 126 aufwärtsgewandelt 222 werden, das im Radarfrequenzbereich liegt, wie zum Beispiel 1 Gigahertz bis 100 Gigahertz. Das Radarsignal 126 wird von einem Sender 124, wie etwa einem Leistungsverstärker und einer Sendeantenne, gesendet und von einem Objekt 128 reflektiert. Die Reflexion des Radarsignals 126 wird von einem Empfänger 132, wie etwa einer Empfangsantenne, erfasst, und das Empfangssignal 130 wird weiter abwärtsgewandelt und verarbeitet (z. B. durch einen Signalauswerter 134, einen Laufzeitbestimmer 136 und einen Entfernungsbestimmer 138), um die vom Radarsignal 126 vom Sender 124 zum Objekt 128 und zurück zum Empfänger 132 zurückgelegte Strecke und damit die Entfernung 140 zwischen dem Sender 124 und dem Empfänger 132 und dem Objekt 128 zu bestimmen. Auf diese Weise ermöglicht das Radarsignal 126, das durch das Zusammenwirken des Phasenregelkreises 106, des Taktgenerators 206, des digitalen Signalmodulators 212 und des HF-DAC 218 mit einer Frequenzrampe moduliert wird, die Radarentfernungsmessung entsprechend den hier vorgestellten Techniken. Sende- und Empfangsantennen können in einigen Ausführungsformen in einer einzigen Antenne implementiert sein.The analog signal 220 generated by the RF DAC 218 may be upconverted 222 by mixing (optionally by higher frequency clock signals generated by the clock generator 206) to generate a radar signal 126 that is in the radar frequency range, such as 1 gigahertz to 100 gigahertz. The radar signal 126 is transmitted from a transmitter 124, such as a power amplifier and a transmitting antenna, and reflected off an object 128. FIG. The reflection of the radar signal 126 is detected by a receiver 132, such as a receiving antenna, and the received signal 130 is further down-converted and processed (e.g., by a signal interpreter 134, a time-of-flight determiner 136, and a range determiner 138) to determine the 126 from the transmitter 124 to the object 128 and back to the receiver 132 route and thus the distance 140 between the transmitter 124 and the receiver 132 and the object 128 to determine. In this way, the radar signal 126, which is frequency ramp modulated by the cooperation of the phase locked loop 106, the clock generator 206, the digital signal modulator 212 and the RF DAC 218, enables radar ranging according to the techniques presented herein. Transmitting and receiving antennas may be implemented in a single antenna in some embodiments.

C. Technische AuswirkungenC. Technical Implications

Einige Ausführungsformen der Modulation eines Radarsignals 126 gemäß den hier vorgestellten Techniken können im Vergleich zu anderen Ausführungsformen, die die hier vorgestellten Techniken nicht verwenden, eine Vielzahl von technischen Merkmalen ermöglichen.Some embodiments of modulating a radar signal 126 according to the techniques presented herein may enable a variety of technical features compared to other embodiments that do not use the techniques presented here.

Eine erste technische Auswirkung, den ein gemäß den hier vorgestellten Techniken moduliertes Radarsignal 126 aufweisen kann, besteht in der Vermeidung von Fraktionierungsausschlägen, die durch den fraktionierten Schaltzeitplan des Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung eingeführt werden. Anstatt die Referenzfrequenz 104 nach einem variablen Schaltzeitplan und mit einem variablen Bruchteil der Periode der Referenzfrequenz 104 zu schalten, wird der Phasenregelkreis 106 im Beispielszenario 200 von 2 mit einer relativ festen Frequenz betrieben, die durch den Frequenzteiler 202 mit ganzzahliger Rückkopplung bereitgestellt wird, der nicht für die Erzeugung einer Modulation wie etwa einer Frequenzrampe, sondern nur für die Aufwärtswandlung der Referenzfrequenz 104 auf die gewünschte Frequenz des Zeitgebungssignals 204 verantwortlich ist. Durch die Wahl des Schaltzeitplans des Frequenzteilers 202 mit ganzzahliger Rückkopplung als Oktave der Referenzfrequenz 104 kann die Entstehung von Fraktionierungsausschlägen vermieden werden.A first technical effect that a radar signal 126 modulated according to the techniques presented herein can have is to avoid fractionation excursions introduced by the fractional switching schedule of the frequency divider 114 with multi-module feedback. Instead of switching the reference frequency 104 on a variable switching schedule and with a variable fraction of the period of the reference frequency 104, the phase-locked loop 106 in the example scenario 200 of FIG 2 operates at a relatively fixed frequency provided by the frequency divider 202 with integer feedback, which is not responsible for generating a modulation such as a frequency ramp, but only for up-converting the reference frequency 104 to the desired frequency of the timing signal 204. By choosing the switching schedule of the frequency divider 202 with integer feedback as an octave of the reference frequency 104, the creation of fractionation excursions can be avoided.

Eine zweite technische Auswirkung, die ein gemäß den hier vorgestellten Techniken moduliertes Radarsignal 126 aufweisen kann, betrifft die Entsprechung der Modulation und einer idealen Modulation, wie etwa die Entsprechung zwischen einer erzielten Frequenzrampe 142 und einer idealen Frequenzrampe 140. Ein digitaler Signalmodulator 212 und ein HF-DAC 218 können dem Signal eine Modulation auferlegen, die nicht der Rückkopplungsverzögerung und den dynamischen Eigenschaften des Phasenregelkreises 106 unterliegt, sondern vielmehr die Phasenverschiebung anwenden, die eine inkrementelle Frequenzerhöhung der Frequenz in den für den HF-DAC 218 erzeugten digitalen Werten darstellt. Die resultierende Modulation, wie etwa eine Frequenzrampe 142, kann daher eine Frequenzrampe 142 mit gedämpftem Über- und Unterschwingen aufweisen. So kann beispielsweise der Näherungsfehler, der sich aus der Betriebsfrequenz und der Abtastrate des digitalen Front-Ends ergibt, deutlich geringer sein als der Näherungsfehler, der sich aus den dynamischen Eigenschaften des Phasenregelkreises 106 ergibt. Darüber hinaus kann der Annäherungsfehler durch eine Erhöhung der Betriebsfrequenz und der Abtastrate des digitalen Signalmodulators 212 und des HF-DAC 218 verringert werden, ohne dass es zu zusätzlichen Fraktionierungsausschlägen kommt, die das Signal-Rausch-Verhältnis des Radarsignals 126 vermindern. Außerdem führen die Modulationstechniken nicht zu einem unerwünschten Kompromiss zwischen der Modulationsgenauigkeit und der Verringerung des Rauschens aufgrund von Fraktionierungsausschlägen.A second technical impact that a radar signal 126 modulated according to the techniques presented herein may have relates to the correspondence of the modulation and an ideal modulation, such as the correspondence between an achieved frequency ramp 142 and an ideal frequency ramp 140. A digital signal modulator 212 and an RF -DAC 218 can impose a modulation on the signal that is not subject to the feedback delay and dynamics of the phase-locked loop 106, but rather apply phase shifting, which is an incremental increase in frequency in the digital values generated for the RF DAC 218. The resulting modulation, such as a frequency ramp 142, may therefore have a frequency ramp 142 with damped overshoot and undershoot. For example, the approximation error that results from the operating frequency and the sampling rate of the digital front end can be significantly lower than the approximation error that results from the dynamic properties of the phase-locked loop 106 . In addition, increasing the operating frequency and sampling rate of the digital signal modulator 212 and the RF DAC 218 can reduce the approximation error without introducing additional fractionation excursions that reduce the signal-to-noise ratio of the radar signal 126 . In addition, the modulation techniques do not result in an undesirable trade-off between modulation accuracy and reduction in noise due to fractionation excursions.

Eine dritte technische Auswirkung, die ein gemäß den hier vorgestellten Techniken moduliertes Radarsignal 126 aufweisen kann, ist die architektonische Flexibilität der Frequenzmodulatorvorrichtung. Ein erstes Beispiel: Im Vergleich zu der im Beispielszenario 100 von 1 dargestellten Frequenzmodulationstechnik kann die Verwendung eines relativ genauen Lokaloszillators 102 eine Referenzfrequenz 104 für einen Phasenregelkreis 106 mit geringer Bandbreite bereitstellen, wodurch der Einfluss des Phasenrauschens auf das Radarsignal 126 verringert wird. Alternativ kann ein rauscharmer Oszillator von einem Phasenregelkreis 106 mit hoher Bandbreite verarbeitet werden, was zu einem breitbandigen Radarsignal 126 mit geringem Phasenrauschen führen kann. Als zweites derartiges Beispiel kann die Modulation des Signals unter Verwendung der Bereitstellung digitaler Werte an einen HF-DAC die Programmierbarkeit der Signalmodulationsvorrichtung fördern; z. B. kann der digitale Modulator eine Vielzahl von Modulationstechniken aufweisen und die Einstellung der Parameter der Modulationstechnik (z. B. den Bereich oder die Rate einer Frequenzrampe), die Auswahl einer spezifischen Modulationstechnik und/oder die Spezifikation einer neuen Modulationstechnik ermöglichen und die ausgewählte Modulation nahezu sofort auf das dadurch erzeugte und gesendete modulierte Signal anwenden. Diese und andere technische Auswirkungen können durch verschiedene Ausführungsformen der hier vorgestellten Techniken erreicht werden.A third technical impact that a radar signal 126 modulated according to the techniques presented herein may have is the architectural flexibility of the frequency modulator device. A first example: Compared to the example scenario 100 of 1 In the frequency modulation technique illustrated, the use of a relatively accurate local oscillator 102 can provide a reference frequency 104 for a narrow bandwidth phase-locked loop 106 , thereby reducing the impact of phase noise on the radar signal 126 . Alternatively, a low-noise oscillator can be processed by a high-bandwidth phase-locked loop 106, which can result in a broad-band radar signal 126 with low phase noise. As a second such example, modulating the signal using the provision of digital values to an RF DAC may enhance the programmability of the signal modulation device; e.g. B. The digital modulator can have a variety of modulation techniques and the adjustment of the parameters of the modulation technique (e.g. the range or the rate of a frequency rampe), enable the selection of a specific modulation technique and/or the specification of a new modulation technique and apply the selected modulation almost instantaneously to the modulated signal generated and transmitted thereby. These and other technical implications can be achieved through various embodiments of the techniques presented herein.

D. Primäre AusführungsformenD. Primary Embodiments

3 ist eine Darstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken, dargestellt als Beispiel für ein Verfahren 300 zum Erzeugen eines modulierten Radarsignals. Entsprechende Teile des Beispielverfahrens 300 können eine Vorrichtung betreffen und z. B. als eine Gruppe diskreter oder integrierter elektrischer und/oder elektronischer Komponenten; als eine programmierbare Logikschaltung, wie etwa ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); und/oder als Anweisungen, die in einem Speicher der Vorrichtung, wie etwa Firmware, Systemspeicher, einem Festplattenlaufwerk, einer Festkörperspeicherkomponente oder einem magnetischen oder optischen Medium, gespeichert sind, implementiert werden, wobei die Ausführung der Anweisungen durch einen Prozessor der Vorrichtung einen Betrieb der Vorrichtung entsprechend den hier vorgestellten Techniken bewirkt. 3 FIG. 3 is an illustration of a first exemplary embodiment of the techniques presented herein, presented as an example of a method 300 for generating a modulated radar signal. Corresponding parts of example method 300 may relate to a device and e.g. B. as a group of discrete or integrated electrical and/or electronic components; as a programmable logic circuit such as a field programmable gate array (FPGA); and/or implemented as instructions stored in a memory of the device, such as firmware, system memory, a hard disk drive, a solid state memory component, or a magnetic or optical medium, wherein execution of the instructions by a processor of the device involves operation of the Device causes according to the techniques presented here.

Das Beispielverfahren 300 beginnt bei 302 und beinhaltet das Durchführen 304 einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals 204 in ein analoges Signal 220 durch Erzeugen 306, entsprechend dem Zeitgebungssignal 204, eines ersten digitalen Wertes 214 und eines zweiten digitalen Wertes 216, die Quadraturdarstellungen eines Radarmodulationssignals sind, und Umsetzen 308 des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler 218 zum Erzeugen des analogen Signals 220. Das Beispielverfahren 300 beinhaltet auch das Anwenden 310 der Umsetzung zum Erzeugen eines Radarsignals 126 mit der Radarfrequenz. Das Beispielverfahren 300 beinhaltet auch das Vergleichen 312 des Radarsignals 126 und eines Empfangssignals 130, das eine Reflexion des Radarsignals 126 umfasst, zum Bestimmen einer Entfernung 140. Gemäß einem Beispiel wird das Vergleichen des Radarsignals 126 und des Empfangssignals 130 durch Mischen oder Demodulieren des gesendeten Radarsignals 126 (oder einer Nachbildung des gesendeten Signals mit dem gleichen Signalverlauf) mit dem Empfangssignal 130 unter Verwendung eines Mischers oder eines IQ-Demodulators durchgeführt. Auf diese Weise ermöglicht das Beispielverfahren 300 die Bestimmung einer Entfernung 140 unter Verwendung eines modulierten Radarsignals, das entsprechend den hier vorgestellten Techniken erzeugt wurde, und endet somit bei 314.The example method 300 begins at 302 and includes performing 304 a conversion of a timing signal 204 to an analog signal 220 by generating 306, corresponding to the timing signal 204, a first digital value 214 and a second digital value 216 that are quadrature representations of a radar modulation signal, and converting 308 the first digital value 214 and the second digital value 216 with a high frequency digital to analog converter 218 to generate the analog signal 220. The example method 300 also includes applying 310 the conversion to generate a radar signal 126 at the radar frequency. The example method 300 also includes comparing 312 the radar signal 126 and a received signal 130 comprising a reflection of the radar signal 126 to determine a range 140. According to one example, comparing the radar signal 126 and the received signal 130 is accomplished by mixing or demodulating the transmitted radar signal 126 (or a replica of the transmitted signal with the same waveform) is performed with the received signal 130 using a mixer or an IQ demodulator. In this manner, the example method 300 enables a range 140 to be determined using a modulated radar signal generated in accordance with the techniques presented herein, and thus ends at 314.

4 ist eine Darstellung eines Beispielszenarios 400 mit einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken, wobei die zweite beispielhafte Ausführungsform einen beispielhaften Radarmodulationssignalgenerator 402 umfasst. Der beispielhafte Radarmodulationssignalgenerator 402 umfasst einen Lokaloszillator 102, der ein Signal mit einer Referenzfrequenz 104 erzeugt, und einen Phasenregelkreis 106, der ein Zeitgebungssignal 204 auf der Grundlage der Referenzfrequenz 104 bereitstellt. Der beispielhafte Radarmodulationssignalgenerator 402 umfasst ferner einen Taktgenerator 206, der das Zeitgebungssignal 204 in ein erstes Taktsignal 208 und ein zweites Taktsignal 210 umsetzt. Der beispielhafte Radarmodulationssignalgenerator 402 umfasst ferner einen digitalen Signalmodulator 212, der mit dem ersten Taktsignal 208 einen ersten digitalen Wert 214 und einen zweiten digitalen Wert 216 erzeugt, die Quadraturdarstellungen eines Modulationssignals mit einer Modulationsfrequenz sind. Der beispielhafte Radarmodulationssignalgenerator 402 umfasst ferner einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler 218, der unter Verwendung des zweiten Taktsignals 210 den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 zum Erzeugen eines analogen Signals 220 umwandelt. Der beispielhafte Radarmodulationssignalgenerator 402 umfasst ferner einen Sender 124, der auf der Grundlage des analogen Signals 220 ein Sendesignal 404 mit einer Radarfrequenz 406 erzeugt. Der beispielhafte Radarmodulationssignalgenerator 402 umfasst ferner einen Empfänger 132, der ein Empfangssignal 130 empfängt, das eine Reflexion des Sendesignals 404 umfasst. Der beispielhafte Radarmodulationssignalgenerator 402 umfasst ferner einen Entfernungsbestimmer 138, der die Reflexion des Sendesignals 404 und das Sendesignal 404 zum Bestimmen einer Entfernung 140 vergleicht. Auf diese Weise erzeugt der Radarmodulationssignalgenerator 402 ein moduliertes Sendesignal 404 mit der Radarfrequenz 406 zum Bestimmen der Entfernung 140 entsprechend den hier vorgestellten Techniken. 4 FIG. 4 is an illustration of an example scenario 400 including a second example embodiment of the techniques presented herein, the second example embodiment including an example radar modulation signal generator 402. FIG. The example radar modulation signal generator 402 includes a local oscillator 102 that generates a signal at a reference frequency 104 and a phase locked loop 106 that provides a timing signal 204 based on the reference frequency 104 . The example radar modulation signal generator 402 further includes a clock generator 206 that converts the timing signal 204 into a first clock signal 208 and a second clock signal 210 . The example radar modulation signal generator 402 further includes a digital signal modulator 212 that uses the first clock signal 208 to generate a first digital value 214 and a second digital value 216 that are quadrature representations of a modulation signal having a modulation frequency. The example radar modulation signal generator 402 further includes a high frequency digital to analog converter 218 that converts the first digital value 214 and the second digital value 216 using the second clock signal 210 to generate an analog signal 220 . The example radar modulation signal generator 402 further includes a transmitter 124 that generates a transmit signal 404 at a radar frequency 406 based on the analog signal 220 . The example radar modulation signal generator 402 further includes a receiver 132 that receives a receive signal 130 that includes a reflection of the transmit signal 404 . The example radar modulation signal generator 402 further includes a range determiner 138 that compares the reflectance of the transmit signal 404 and the transmit signal 404 to determine a range 140 . In this way, the radar modulation signal generator 402 generates a modulated transmit signal 404 at the radar frequency 406 for determining the range 140 according to the techniques presented herein.

5 ist eine Darstellung eines Beispielszenarios 500 mit einer dritten beispielhaften Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken, wobei die dritte beispielhafte Ausführungsform eine beispielhafte Rampengeneratorvorrichtung 502 umfasst. Die beispielhafte Rampengeneratorvorrichtung 504 umfasst einen Lokaloszillator 102, der eine Referenzfrequenz 104 erzeugt. Die beispielhafte Rampengeneratorvorrichtung 504 umfasst ferner einen Phasenregelkreis 106, der ein Zeitgebungssignal 204 auf der Grundlage der Referenzfrequenz 104 bereitstellt. Die beispielhafte Rampengeneratorvorrichtung 504 umfasst ferner einen Taktgenerator 206, der das Zeitgebungssignal 204 in ein erstes Taktsignal 208 und ein zweites Taktsignal 210 umsetzt. Die beispielhafte Rampengeneratorvorrichtung 504 umfasst ferner einen digitalen Rampengenerator 504, der beim ersten Taktsignal 208 einen ersten digitalen Wert 214 und einen zweiten digitalen Wert 216 erzeugt, die Quadraturdarstellungen eines Rampenmodulationssignals 506 sind. Die beispielhafte Rampengeneratorvorrichtung 504 umfasst ferner einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler 218, der unter Verwendung des zweiten Taktsignals 210 den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzrampensignal 508 umwandelt. Auf diese Weise erzeugt die Rampengeneratorvorrichtung 502 ein analoges Hochfrequenzrampensignal 508 entsprechend den hier vorgestellten Techniken. 5 FIG. 5 is an illustration of an example scenario 500 including a third example embodiment of the techniques presented herein, the third example embodiment including an example ramp generator device 502. FIG. The example ramp generator device 504 includes a local oscillator 102 that generates a reference frequency 104 . The example ramp generator device 504 further includes a phase locked loop 106 that provides a timing signal 204 based on the reference frequency 104 . The example ramp generator device 504 further includes a clock generator 206 that converts the timing signal 204 into a first clock signal 208 and a second clock signal 210 . The exemplary ramp generator device Device 504 further includes a digital ramp generator 504 that generates at the first clock signal 208 a first digital value 214 and a second digital value 216 that are quadrature representations of a ramp modulation signal 506 . The example ramp generator device 504 further includes a high frequency digital to analog converter 218 that converts the first digital value 214 and the second digital value 216 using the second clock signal 210 to generate a high frequency analog ramp signal 508 . In this manner, the ramp generator device 502 generates an analog high frequency ramp signal 508 in accordance with the techniques presented herein.

E. VariationenE. Variations

Die hier erörterten Techniken können in vielerlei Hinsicht variiert werden, und einige Varianten können gegenüber anderen Varianten dieser und anderer Techniken zusätzliche Vorteile bieten und/oder Nachteile verringern. Darüber hinaus können einige Varianten kombiniert werden, und einige Kombinationen können durch synergetisches Zusammenwirken zusätzliche Vorteile und/oder geringere Nachteile aufweisen. Die Varianten können in verschiedene Ausführungsformen einbezogen werden, um diesen Ausführungsformen individuelle und/oder synergetische Vorteile zu verleihen.The techniques discussed herein can be varied in many ways, and some variations may provide additional advantages and/or reduce disadvantages over other variations of these and other techniques. Furthermore, some variants can be combined, and some combinations can have additional advantages and/or minor disadvantages by working synergistically together. The variants may be incorporated into different embodiments to confer individual and/or synergistic benefits on those embodiments.

E1. SzenarienE1 scenarios

Ein erster Aspekt, der je nach Szenario, in dem die Techniken eingesetzt werden können, variieren kann, betrifft die Vorrichtungen, mit denen derartige Techniken eingesetzt werden können.A first aspect, which may vary depending on the scenario in which the techniques can be deployed, concerns the devices with which such techniques can be deployed.

Eine erste Variante dieses ersten Aspekts besteht darin, dass die Techniken eine Vielzahl von modulierten Signalen erzeugen können. Als erstes Beispiel können die modulierten Signale bei einer Vielzahl von Frequenzen erzeugt werden, wie etwa in einem Radarfrequenzbereich (z. B. 1 Gigahertz bis 100 Gigahertz) oder in anderen Frequenzbereichen des elektromagnetischen Spektrums. Ein zweites Beispiel ist, dass die Signale verschiedene periodische Funktionen aufweisen können, wie etwa Sinuswellen, Rechteckwellen und Dreieckswellen und/oder Kombinationen davon. Ein drittes Beispiel ist, dass die modulierten Signale auf verschiedene Weise moduliert werden können, wie etwa durch Frequenzmodulation, Amplitudenmodulation und Phasenmodulation und/oder Kombinationen davon. Als viertes Beispiel können die modulierten Signale in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, wie etwa Entfernungs- und/oder Standortschätzung; Richtungsschätzung; Geschwindigkeitsschätzung; und analoge oder digitale Kommunikation.A first variant of this first aspect is that the techniques can generate a variety of modulated signals. As a first example, the modulated signals may be generated at a variety of frequencies, such as in a radar frequency range (e.g., 1 gigahertz to 100 gigahertz) or in other frequency ranges of the electromagnetic spectrum. A second example is that the signals may have various periodic functions, such as sine waves, square waves, and triangle waves, and/or combinations thereof. A third example is that the modulated signals can be modulated in various ways, such as frequency modulation, amplitude modulation, and phase modulation, and/or combinations thereof. As a fourth example, the modulated signals can be used in a variety of applications, such as range and/or location estimation; direction estimation; speed estimation; and analogue or digital communication.

Als zweite Variante dieses ersten Aspekts können die hier vorgestellten Techniken eine Vielzahl von Technologien zur Implementierung einer oder mehrerer Komponenten verwenden. Als erstes Beispiel kann ein Element einer Vorrichtung, die zumindest einen Teil der hier vorgestellten Techniken verwendet, elektrische oder elektronische aktive oder passive Komponenten umfassen, wie eine Kombination von Widerständen, Kondensatoren, Induktoren, Transformatoren und Transistoren. Solche Komponenten können als eine Kombination von diskreten Komponenten; einem integrierten Schaltkreis, wie etwa einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); oder einer Kombination davon organisiert sein. Als zweites Beispiel kann ein Element einer Vorrichtung, die zumindest einen Teil der hier vorgestellten Techniken verwendet, eine programmierbare Schaltung aufweisen, wie etwa ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA). Als drittes Beispiel kann ein Element einer Vorrichtung, die mindestens einen Teil der hier vorgestellten Techniken verwendet, einen Mikroprozessor aufweisen, der Anweisungen ausführt, die in einem Speicher gespeichert sind (z. B. eine flüchtige oder nichtflüchtige Speicherschaltung; eine Platte eines Festplattenlaufwerks; eine Festkörperspeichervorrichtung; eine Flash-Speichervorrichtung wie ein ROM, ein EPROM oder ein EEPROM; oder eine optische oder magnetische Speichervorrichtung wie eine CD-ROM, DVD-ROM oder BD-ROM), wobei die Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor bewirkt, dass die Vorrichtung mindestens einen Teil der hier vorgestellten Techniken implementiert.As a second variant of this first aspect, the techniques presented here can use a variety of technologies to implement one or more components. As a first example, an element of a device using at least some of the techniques presented herein may include electrical or electronic active or passive components, such as a combination of resistors, capacitors, inductors, transformers, and transistors. Such components can come as a combination of discrete components; an integrated circuit, such as an application specific integrated circuit (ASIC); or a combination thereof. As a second example, an element of a device using at least some of the techniques presented herein may include programmable circuitry, such as a field programmable gate array (FPGA). As a third example, an element of an apparatus employing at least some of the techniques presented herein may include a microprocessor executing instructions stored in memory (e.g., volatile or non-volatile memory circuitry; a platter of a hard disk drive; a a solid-state memory device; a flash memory device such as a ROM, an EPROM, or an EEPROM; or an optical or magnetic memory device such as a CD-ROM, DVD-ROM, or BD-ROM), wherein execution of the instructions by the processor causes the device implements at least some of the techniques presented here.

Als dritte Variante dieses ersten Aspekts können Ausführungsformen der vorgestellten Vorrichtungen eine Vielzahl von Systemarchitekturen aufweisen. Als erstes Beispiel kann eine Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken eine einzelne Vorrichtung umfassen, die eine Anwendung implementiert, wie etwa ein Entfernungsmessvorrichtung, die ein moduliertes Radarsignal zum Bestimmen der Entfernung verwendet, und das optional eine Benutzerschnittstelle beinhaltet, die einem Benutzer die Entfernung meldet. Als zweites Beispiel kann eine Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken eine Komponente einer anderen Vorrichtung umfassen, wie etwa eine Ausführungsform, die eine Entfernungsmessvorrichtung umfasst, das in einem Fahrzeug eingesetzt wird und das eine Entfernung zwischen dem Fahrzeug und einem anderen Fahrzeug bestimmt, z. B. in einer Anwendung wie der autonomen Fahrzeugnavigation oder der benutzerunterstützten Fahrzeugnavigation. Als drittes Beispiel kann eine Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken über eine Gruppe von zusammenwirkenden Vorrichtungen implementiert werden, die über eine drahtgebundene Verbindung (z. B. einen Bus, ein Kabel, eine Gruppe von in eine Fläche integrierten Verbindungsleitungen, eine Netzwerkverbindung wie Ethernet) und/oder Drahtlosverbindungen (z. B. eine Infrarot-, Bluetooth- oder WiFi-Verbindung) kommunizieren können, wobei die jeweiligen Vorrichtungen einen Teil der hier vorgestellten Techniken implementieren und die Gruppe von zusammenwirkenden Vorrichtungen eine Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken implementiert. Es sind viele Szenarien denkbar, in denen eine Ausführungsform der vorgestellten Techniken eingesetzt werden kann.As a third variant of this first aspect, embodiments of the presented devices can have a multiplicity of system architectures. As a first example, an embodiment of the techniques presented herein may include a single device that implements an application, such as a ranging device that uses a modulated radar signal to determine distance, and optionally includes a user interface that notifies a user of the distance. As a second example, an embodiment of the techniques presented herein may include a component of another device, such as an embodiment including a distance measuring device deployed in a vehicle and determining a distance between the vehicle and another vehicle, e.g. B. in an application such as autonomous vehicle navigation or user-assisted vehicle navigation. As a third example, an embodiment of the techniques presented herein may be implemented via a group of cooperating devices connected via a wired connection (e.g., a bus, a cable, a group of interconnects integrated into an area, a network network connection such as Ethernet) and/or wireless connections (e.g. an infrared, Bluetooth or WiFi connection), the respective devices implementing part of the techniques presented here and the group of cooperating devices implementing an embodiment of the techniques presented here implemented. There are many possible scenarios in which an embodiment of the presented techniques can be used.

E2. Modulation des SendesignalsE2. Modulation of the transmission signal

Ein zweiter Aspekt, der bei den hier vorgestellten Techniken variieren kann, betrifft die Modulation des Sendesignals.A second aspect that can vary in the techniques presented here relates to the modulation of the transmission signal.

Als erste Variante dieses zweiten Aspekts können Ausführungsformen der hier vorgestellten Techniken eine Vielzahl von Phasenregelkreisen zum Erzeugen des Zeitgebungssignals 204 einbeziehen. In einigen Ausführungsformen kann der Phasenregelkreis 106 einen Frequenzteiler 202 mit ganzzahliger Rückkopplung umfassen, der die Referenzfrequenz 104 (z. B. den Ausgang des Schleifenfilters 112) nach einem programmierbaren Schaltzeitplan entsprechend einem ganzzahligen Frequenzmultiplikator schaltet. Der Frequenzteiler 202 mit ganzzahliger Rückkopplung kann das Ausgangssignal des Schleifenfilters 112 empfangen und ein Schaltsignal erzeugen, das den Phasenfrequenzdetektor 108 veranlasst, die Referenzfrequenz 104 zu ändern, z. B. durch Invertieren der Referenzfrequenz 104 in ausgewählten Abschnitten der Periode der Referenzfrequenz 104, wodurch die Referenzfrequenz 104 zum Erzeugen eines Zeitgebungssignals 204 aufwärtsgewandelt wird, das einer Betriebs- oder Basisfrequenz der Modulationskomponenten entspricht. In einigen Ausführungsformen stellt der Frequenzteiler 202 mit ganzzahliger Rückkopplung eine feste Frequenzteilung bereit, z. B. einen festen Schaltzeitplan, der während der gesamten Übertragung des analogen Signals 220 beibehalten wird. Alternativ kann der Schaltzeitplan des Frequenzteilers 202 mit ganzzahliger Rückkopplung geändert werden, z. B. um zwischen einem ersten Zeitgebungssignal 204 mit einer ersten Betriebsfrequenz und einem zweiten Zeitgebungssignal 204 mit einer zweiten Betriebsfrequenz zu wechseln. Während variables Schalten Rauschen verursachen kann, kann ein solches Rauschen ephemer sein und/oder gelegentlich auftreten und daher für das Signal-Rausch-Verhältnis des Sendesignals unbedeutend sein, verglichen mit den Fraktionierungsausschlägen, die durch den hochvariablen Schaltzeitplan eines Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung verursacht werden, wie er im Beispielszenario 100 von 1 dargestellt ist.As a first variation of this second aspect, embodiments of the techniques presented herein may involve a plurality of phase-locked loops for generating the timing signal 204 . In some embodiments, the phase-locked loop 106 may include an integer feedback frequency divider 202 that switches the reference frequency 104 (e.g., the output of the loop filter 112) according to a programmable switching schedule according to an integer frequency multiplier. The frequency divider 202 with integer feedback can receive the output of the loop filter 112 and generate a switching signal that causes the phase frequency detector 108 to change the reference frequency 104, e.g. by inverting the reference frequency 104 at selected portions of the period of the reference frequency 104, thereby upconverting the reference frequency 104 to produce a timing signal 204 that corresponds to an operating or base frequency of the modulation components. In some embodiments, integer feedback frequency divider 202 provides a fixed frequency division, e.g. B. a fixed switching schedule that is maintained throughout the transmission of analog signal 220. Alternatively, the switching schedule of the frequency divider 202 can be changed with integer feedback, e.g. B. to alternate between a first timing signal 204 having a first operating frequency and a second timing signal 204 having a second operating frequency. While variable switching may introduce noise, such noise may be ephemeral and/or intermittent and therefore insignificant to the signal-to-noise ratio of the transmit signal compared to the fractionation excursions caused by the highly variable switching schedule of a multi-modulus frequency divider 114. Feedback can be caused, as in the example scenario 100 of 1 is shown.

Als zweite Variante dieses zweiten Aspekts kann der digitale Signalmodulator 212 Modulationssignale unter Verwendung einer Vielzahl von Komponenten erzeugen. Eine digitale Rampe kann beispielsweise erzeugt werden durch eine Kombination aus einem ersten Integrator, der einen ansteigenden digitalen Wert erzeugt, und einem numerisch gesteuerten Oszillator, der Quadraturdarstellungen des Rampenmodulationssignals mit Frequenzen erzeugt, die proportional zu dem ansteigenden digitalen Wert sind. Der numerisch gesteuerte Oszillator kann z. B. einen zweiten Integrator umfassen, der den vom ersten Integrator erzeugten ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen eines zyklischen digitalen Wertes integriert, z. B. digitale Werte, die einem Bereich von 0 bis 360 Grad oder dem Bereich von 0 bis 2π Radiant entsprechen. In einer solchen Ausführungsform umfasst der zweite Integrator außerdem einen Modul-Integrator, der den zyklischen digitalen Wert als modulares Integral des ansteigenden digitalen Wertes erzeugt. Der zweite Integrator kann beispielsweise ein Acht-Bit-Register umfassen, das iterativ den ansteigenden Wert des ersten Integrators addiert, wobei der Wert des Acht-Bit-Registers Gradwerte im Bereich von 0 (dargestellt als 0x00) bis 359 Grad (dargestellt als 0×FF) darstellt. Die Addition von inkrementellen Werten, die den höchsten Wert des Acht-Bit-Registers überschreiten, führt zu einem Überlauf, der einen Modul von 360 auf die addierten Werte anwendet (z. B. ergibt die Addition von 0×04 zu einem Registerwert von 0×FC, der 357 Grad oder 6,23 Radiant entspricht, einen neuen Registerwert von 0x02, der 3 Grad oder 0,05 Radiant entspricht). Auf diese Weise wird der zyklische digitale Wert als modulares Integral des vom ersten Integrator erzeugten ansteigenden Wertes erzeugt.As a second variation of this second aspect, the digital signal modulator 212 can generate modulation signals using a variety of components. For example, a digital ramp can be generated by a combination of a first integrator that produces an increasing digital value and a numerically controlled oscillator that produces quadrature representations of the ramp modulation signal with frequencies proportional to the increasing digital value. The numerically controlled oscillator can e.g. a second integrator which integrates the increasing digital value generated by the first integrator to produce a cyclic digital value, e.g. B. digital values corresponding to a range of 0 to 360 degrees or the range of 0 to 2π radians. In such an embodiment, the second integrator also includes a modulus integrator that produces the cyclic digital value as a modulus integral of the increasing digital value. For example, the second integrator may comprise an eight-bit register that iteratively adds the increasing value of the first integrator, where the value of the eight-bit register has degree values ranging from 0 (represented as 0x00) to 359 degrees (represented as 0× FF) represents. Addition of incremental values that exceed the highest value of the eight-bit register results in an overflow that applies a modulus of 360 to the added values (e.g. adding 0×04 results in a register value of 0 ×FC, which corresponds to 357 degrees or 6.23 radians, a new register value of 0x02, which corresponds to 3 degrees or 0.05 radians). In this way the cyclic digital value is generated as a modular integral of the increasing value produced by the first integrator.

Als dritte Variante dieses zweiten Aspekts können ein digitaler Signalmodulator 212 und der HF-DAC 218 eine Vielzahl von Modulationssignalen aufweisen. Ein erstes Beispiel: Die Erhöhung des vom ersten Integrator erzeugten ansteigenden digitalen Wertes, den der zweite Integrator zum zyklischen digitalen Wert addiert, kann dazu führen, dass die Frequenz des erzeugten Signals über eine Frequenzrampe stetig steigt. In einigen Ausführungsformen kann der erste Integrator den ansteigenden digitalen Wert mit einer ausgewählten Rate erhöhen, wodurch eine lineare Frequenzrampe entsteht. Alternativ kann der erste Integrator den ansteigenden digitalen Wert mit einer variablen Rate erhöhen und so eine nichtlineare Frequenzrampe wie etwa eine exponentielle oder sinusförmige Frequenzrampe erzeugen; kann einen abfallenden digitalen Wert wie eine negative Frequenzrampe erzeugen; kann zwischen einer ansteigenden Frequenzrampe und einer abfallenden Frequenzrampe zyklisch wechseln; usw. In einigen Ausführungsformen kann der ansteigende digitale Wert gelegentlich zurückgesetzt werden, wodurch die Frequenzrampenmodulation eine zyklische oder sägezahnförmige Rampe aufweist. In einigen Ausführungsformen kann der numerisch gesteuerte Oszillator einen digitalen Koordinatenrotationsgenerator (z. B. eine Schaltung, die eine CORDIC-Technik implementiert) umfassen, der einen zyklischen digitalen Wert empfängt und den ersten digitalen Wert 214 als Sinus des zyklischen digitalen Wertes und den zweiten digitalen Wert 216 als Kosinus des zyklischen digitalen Wertes erzeugt. In einigen Ausführungsformen kann der HF-DAC 218 den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 verwenden, um die Frequenz des Sendesignals zu ändern, z. B. als Frequenzrampe. Alternativ kann der HF-DAC den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 verwenden, um andere Eigenschaften des Sendesignals zu modulieren, z. B. Amplitude und/oder Phase. In einigen Ausführungsformen können die digitalen Werte, die vom digitalen Signalmodulator 212 erzeugt und vom HF-DAC 218 verwendet werden, ganze Zahlen mit einer Bitauflösung umfassen, wie z. B. 6-Bit-, 7-Bit-, 8-Bit- oder 9-Bit-Ganzzahlen oder einem beliebigen anderen numerischen Format und einer anderen Bitauflösung.As a third variant of this second aspect, a digital signal modulator 212 and the RF DAC 218 can have a plurality of modulation signals. A first example: Increasing the ramping digital value produced by the first integrator, which the second integrator adds to the cyclic digital value, can cause the frequency of the generated signal to rise steadily via a frequency ramp. In some embodiments, the first integrator can increase the increasing digital value at a selected rate, resulting in a linear frequency ramp. Alternatively, the first integrator can increase the increasing digital value at a variable rate, thus producing a non-linear frequency ramp, such as an exponential or sinusoidal frequency ramp; can produce a falling digital value like a negative frequency ramp; can cycle between an increasing frequency ramp and a decreasing frequency ramp; etc. In some embodiments, the increasing digital value may be reset occasionally, causing the Fre frequency ramp modulation has a cyclic or sawtooth ramp. In some embodiments, the numerically controlled oscillator may include a digital coordinate rotation generator (e.g., a circuit implementing a CORDIC technique) that receives a cyclic digital value and the first digital value 214 as a sine of the cyclic digital value and the second digital value Value 216 generated as the cosine of the cyclic digital value. In some embodiments, the RF DAC 218 may use the first digital value 214 and the second digital value 216 to change the frequency of the transmit signal, e.g. B. as a frequency ramp. Alternatively, the RF DAC can use the first digital value 214 and the second digital value 216 to modulate other properties of the transmit signal, e.g. B. amplitude and / or phase. In some embodiments, the digital values generated by digital signal modulator 212 and used by RF DAC 218 may include bit-resolution integers, such as 6-bit, 7-bit, 8-bit, or 9-bit integers, or any other numeric format and bit resolution.

Als vierte Variante dieses zweiten Aspekts können die Komponenten des digitalen Signalmodulators 212 bei einer Vielzahl von Betriebsfrequenzen betrieben werden. Als erstes Beispiel kann der Taktgenerator 206 das erste Taktsignal 208 mit einer ersten Taktfrequenz erzeugen, die in einem Frequenzbereich von 1 Gigahertz bis 10 Gigahertz gewählt wird, z. B. um die Frequenzen am oberen und unteren Ende einer Frequenzrampe anzupassen. In einem zweiten Beispiel kann der Taktgenerator 206 das zweite Taktsignal 210 mit einer zweiten Taktfrequenz erzeugen, die in einem Frequenzbereich von 6 Gigahertz bis 10 Gigahertz liegt. Eine Frequenzrampe, die sich aus der Auswahl des ersten Taktsignals 208, das eine zweite Taktfrequenz ƒd aufweist (die vom digitalen Signalmodulator 212 verwendet wird), und des zweiten Taktsignals 210, das eine zweite Taktfrequenz ƒs aufweist (die vom HF-DAC 218 verwendet wird), ergibt, kann zu einer Frequenzrampe über den folgenden Frequenzbereich führen: ƒ s ƒ d 2 < ƒ < ƒ s + ƒ d 2

Figure DE102022207860A1_0001
As a fourth variation of this second aspect, the components of the digital signal modulator 212 are operable at a variety of operating frequencies. As a first example, the clock generator 206 may generate the first clock signal 208 at a first clock frequency selected in a frequency range from 1 gigahertz to 10 gigahertz, e.g. B. to adjust the frequencies at the top and bottom of a frequency ramp. In a second example, the clock generator 206 may generate the second clock signal 210 at a second clock frequency that is in a frequency range of 6 gigahertz to 10 gigahertz. A frequency ramp resulting from the selection of the first clock signal 208 having a second clock frequency ƒ d (used by the digital signal modulator 212) and the second clock signal 210 having a second clock frequency ƒ s (used by the RF DAC 218 used), can lead to a frequency ramp over the following frequency range: ƒ s ƒ i.e 2 < ƒ < ƒ s + ƒ i.e 2
Figure DE102022207860A1_0001

Wenn beispielsweise ƒs auf 8 Gigahertz und ƒd auf 4 Gigahertz eingestellt ist, weist das modulierte Signal eine Frequenzrampe zwischen 6 Gigahertz und 10 Gigahertz auf. In einer Ausführungsform wird die zweite Taktfrequenz um mindestens 60 % höher gewählt als die erste Taktfrequenz, was die Bildung von Fraktionierungsausschlägen verringern kann. Als drittes Beispiel kann der numerisch gesteuerte Oszillator mit dem ersten Taktsignal 208 und entsprechend einer ersten Taktfrequenz betrieben werden, und der erste Integrator kann mit einem dritten Taktsignal betrieben werden, das eine niedrigere Frequenz als die erste Taktfrequenz des ersten Taktsignals 208 aufweist. Als viertes Beispiel kann der Phasenregelkreis 202 mit einer vergleichsweise niedrigen Frequenz betrieben werden, wodurch die Nachzieheffekte, die durch den Betrieb des Phasenregelkreises 202 mit einer hohen Frequenz verursacht werden kann, verringert werden. Viele solcher Variationen können bei der Erzeugung des modulierten Signals gemäß den hier vorgestellten Techniken eingeschlossen werden.For example, if ƒ s is set to 8 gigahertz and ƒ d to 4 gigahertz, the modulated signal has a frequency ramp between 6 gigahertz and 10 gigahertz. In one embodiment, the second clock frequency is chosen to be at least 60% higher than the first clock frequency, which may reduce the formation of fractional spikes. As a third example, the numerically controlled oscillator can be operated with the first clock signal 208 and corresponding to a first clock frequency, and the first integrator can be operated with a third clock signal that has a lower frequency than the first clock frequency of the first clock signal 208. As a fourth example, phase-locked loop 202 may be operated at a relatively low frequency, thereby reducing the smearing effects that may be caused by operating phase-locked loop 202 at a high frequency. Many such variations can be incorporated in generating the modulated signal according to the techniques presented herein.

E3. Aufwärtswandlung und Übertragung des SignalsE3. Upconversion and transmission of the signal

Ein dritter Aspekt, der bei den Ausführungsformenen der hier vorgestellten Techniken variieren kann, ist die Aufwärtswandlung und Übertragung des vom HF-DAC 218 erzeugten analogen Signals 220 zum Erzeugen eines Sendesignals 404 mit einer Radarfrequenz 406.A third aspect that may vary in embodiments of the techniques presented herein is the upconversion and transmission of the analog signal 220 generated by the RF DAC 218 to generate a transmit signal 404 at a radar frequency 406.

In einer ersten Variante dieses dritten Aspekts kann der Taktgenerator 206 das Zeitgebungssignal 204 in ein Taktsignal für die Übertragungsaufwärtswandlung umwandeln, das mit dem analogen Signal 220 kombiniert (z. B. gemischt) werden kann, um das analoge Signal 220 von Frequenzen in den Betriebsbereichen des digitalen Signalmodulators 212 und/oder des HF-DAC 218 auf die Radarfrequenz 406 innerhalb des Radarfrequenzbereichs aufwärtszuwandeln. In einigen dieser Ausführungsformen wird durch das Mischen des analogen Signals mit der Aufwärtswandlungsfrequenz das Sendesignal mit einer Sendefrequenz erzeugt, die ein nicht ganzzahliges Vielfaches einer Zeitgebungssignalfrequenz des von der Phasenregelschleife 106 erzeugten Zeitgebungssignals 204 ist, wodurch die Entsprechung der Frequenz des Lokaloszillators 102 und der Frequenz des Sendesignals 404 und die daraus möglicherweise resultierenden rauschbedingten „Nachzieheffekte“ verringert werden. Als weiteres Beispiel kann der Taktgenerator 296 das Zeitgebungssignal 204 in ein Aufwärtswandlungszwischentaktsignal umsetzen, und der Sender 124 kann das Sendesignal 404 durch Mischen des analogen Signals 220 mit einer Aufwärtswandlungszwischenfrequenz ƒ1 entsprechend dem Aufwärtswandlungstaktsignal erzeugen, zu dem Zweck, ein Zwischensignal mit einer Zwischenfrequenz zu erzeugen, und dann das Zwischensignal mit der Sendeaufwärtswandlungsfrequenz entsprechend dem Sendeaufwärtswandlungstaktsignal mischen. Die Zwischenmischung kann zu einem Abbild mit niedrigeren Frequenzen bei ƒ 1 ƒ s + ƒ d 2

Figure DE102022207860A1_0002
und einem Abbild mit höheren Frequenzen bei ƒ 1 + ƒ s ƒ d 2
Figure DE102022207860A1_0003
führen. Das aufwärtsgewandelte Abbild mit höherer Frequenz ist erwünscht, und das abwärtsgewandelte Abbild mit niedrigerer Frequenz ist wünschenswert gedämpft; dementsprechend kann in einigen Ausführungsformen ein Abbildunterdrückungsfilter beinhaltet sein, der das Zwischensignal zum Unterdrücken des niederfrequenten Abbilds filtert. In einer Ausführungsform besteht der Abbildunterdrückungsfilter aus einem Bandpassfilter zweiter Ordnung, wie etwa einem LC-Resonanztankkreis. Beispielsweise kann die Sendeaufwärtswandlungsfrequenz (aus einem Frequenzbereich von 20 Gigahertz bis 60 Gigahertz ausgewählt werden, und die Zwischenaufwärtswandlungsfrequenz wird aus einem Frequenzbereich von 10 Gigahertz bis 20 Gigahertz ausgewählt. Wenn beispielsweise eine analoge Signalrampe zwischen 6 und 10 Gigahertz mit einer Zwischenfrequenz von 10 Gigahertz und einer Sendeaufwärtswandlungsfrequenz von 60 Gigahertz gemischt wird, entsteht ein Sendesignal 404 mit einer Frequenzrampe zwischen 76 Gigahertz und 80 Gigahertz.In a first variation of this third aspect, the clock generator 206 may convert the timing signal 204 into a transmission upconversion clock signal that may be combined (e.g., mixed) with the analog signal 220 to convert the analog signal 220 from frequencies in the operational ranges of the digital signal modulator 212 and/or the RF DAC 218 to the radar frequency 406 within the radar frequency range. In some of these embodiments, mixing the analog signal at the up-conversion frequency produces the transmit signal at a transmit frequency that is a non-integer multiple of a timing signal frequency of timing signal 204 generated by phase locked loop 106, thereby matching the frequency of local oscillator 102 and the frequency of the Transmission signal 404 and the noise-related “triggering effects” that may result from this are reduced. As another example, the clock generator 296 may convert the timing signal 204 into an up-conversion intermediate clock signal, and the transmitter 124 may generate the transmit signal 404 by mixing the analog signal 220 at an up-conversion intermediate frequency ƒ 1 corresponding to the up-conversion clock signal to generate an intermediate signal at an intermediate frequency , and then mix the intermediate signal at the transmission up-conversion frequency according to the transmission up-conversion clock signal. Intermixing can contribute to a lower frequency image ƒ 1 ƒ s + ƒ i.e 2
Figure DE102022207860A1_0002
and an image with higher frequencies ƒ 1 + ƒ s ƒ i.e 2
Figure DE102022207860A1_0003
to lead. The upconverted higher frequency image is desirable, and the downconverted Lower frequency image is desirably muted; accordingly, in some embodiments, an image suppression filter may be included that filters the intermediate signal to suppress the low-frequency image. In one embodiment, the image rejection filter consists of a second-order bandpass filter, such as an LC tank circuit. For example, the transmit upconversion frequency can be selected from a frequency range of 20 gigahertz to 60 gigahertz, and the intermediate upconversion frequency can be selected from a frequency range of 10 gigahertz to 20 gigahertz. For example, if an analog signal ramps between 6 and 10 gigahertz with an intermediate frequency of 10 gigahertz and a When the transmit upconversion frequency of 60 gigahertz is mixed, a transmit signal 404 with a frequency ramp between 76 gigahertz and 80 gigahertz is produced.

6 ist eine Darstellung eines Beispielszenarios mit einer Erzeugung und Übertragung eines frequenzmodulierten Radarsignals und der Erfassung eines reflektierten Signals zum Bestimmen der Entfernung zu einem Objekt entsprechend den hier vorgestellten Techniken. In diesem Beispielszenario 600 erzeugt ein Phasenregelkreis 106 ein Zeitgebungssignal 204 (z. B. umgesetzt von einer Referenzfrequenz 104, die von einem Lokaloszillator 102 bereitgestellt wird) für einen Taktgenerator 206, der vier Taktsignale erzeugt: das erste Taktsignal 208, das vom digitalen Signalmodulator verwendet wird; das zweite Taktsignal 210, das vom HF-DAC 218 verwendet wird, der einen I-Abschnitt 602 und einen Q-Abschnitt 604 umfasst; ein Zwischenaufwärtswandlungstaktsignal 618 mit einer Zwischenaufwärtswandlungsfrequenz 620; und ein Sendeaufwärtswandlungstaktsignal 626 mit einer Sendeaufwärtswandlungsfrequenz 628. Der digitale Signalmodulator 212 umfasst einen ersten Integrator 606, der einen ansteigenden digitalen Wert 608 erzeugt, und einen zweiten Integrator 610, der den ansteigenden digitalen Wert 608 zum Erzeugen eines zyklischen digitalen Wertes 612 integriert. Der zyklische digitale Wert 612 wird einem digitalen Koordinatenrotationsgenerator 614 (z. B. einem CORDIC-Generator) bereitgestellt, der den ersten digitalen Wert 214 (z. B. einen Sinuswert) und den zweiten digitalen Wert 216 (z. B. einen Kosinuswert) erzeugt, die dem I-Abschnitt 602 bzw. dem Q-Abschnitt 604 des HF-DAC bereitgestellt werden. Der Ausgang des I-Abschnitts 602 und des Q-Abschnitts 604 werden addiert 616 (z. B. durch einen Spannungsaddierer), zu dem Zweck, ein Quadratursignal zu erzeugen, das mit der Zwischenaufwärtswandlungsfrequenz 620 zum Erzeugen eines aufwärtsgewandelten Zwischensignals gemischt 622 wird. Das aufwärtsgewandelte Zwischensignal wird durch einen Abbildfilter 624 geleitet, um das niederfrequente Abbild abzuschwächen, und der Ausgang des Abbildfilters 624 wird einer zweiten Mischung 640 mit der Sendeaufwärtswandlungsfrequenz 628 zum Erzeugen des Sendesignals 404 mit einer Radarfrequenz 406 unterzogen. Das Sendesignal 404 kann dann durch einen Leistungsverstärker 632 verstärkt und an einen Sender 124, wie etwa eine Antenne, zur Übertragung weitergeleitet werden. Auf diese Weise kann ein Sendesignal 404 im Radarfrequenzbereich, das eine Modulation in Form einer Frequenzrampe aufweist, entsprechend den hier vorgestellten Techniken erzeugt und übertragen werden. 6 12 is an illustration of an example scenario involving generation and transmission of a frequency modulated radar signal and detection of a reflected signal to determine the range to an object according to the techniques presented herein. In this example scenario 600, a phase-locked loop 106 generates a timing signal 204 (e.g., converted from a reference frequency 104 provided by a local oscillator 102) for a clock generator 206, which generates four clock signals: the first clock signal 208 used by the digital signal modulator becomes; the second clock signal 210 used by the RF DAC 218, which includes an I-section 602 and a Q-section 604; an intermediate upconversion clock signal 618 at an intermediate upconversion frequency 620; and a transmit upconversion clock signal 626 having a transmit upconversion frequency 628. The digital signal modulator 212 includes a first integrator 606 that produces an increasing digital value 608 and a second integrator 610 that integrates the increasing digital value 608 to produce a cyclic digital value 612. The cyclic digital value 612 is provided to a digital coordinate rotation generator 614 (e.g., a CORDIC generator) that generates the first digital value 214 (e.g., a sine value) and the second digital value 216 (e.g., a cosine value). are generated, which are provided to the I-section 602 and the Q-section 604 of the RF DAC, respectively. The output of the I-section 602 and the Q-section 604 are added 616 (e.g., by a voltage adder) for the purpose of generating a quadrature signal that is mixed 622 with the intermediate up-conversion frequency 620 to generate an intermediate up-converted signal. The upconverted intermediate signal is passed through an image filter 624 to attenuate the low frequency image and the output of the image filter 624 undergoes a second mix 640 at the transmit upconvert frequency 628 to produce the transmit signal 404 at a radar frequency 406 . The transmit signal 404 may then be amplified by a power amplifier 632 and forwarded to a transmitter 124, such as an antenna, for transmission. In this way, a transmission signal 404 in the radar frequency range, which has a modulation in the form of a frequency ramp, can be generated and transmitted in accordance with the techniques presented here.

F. Unterstützende DatenF. Supporting Data

7A-7C zeigen Datensätze, die die Auswahl des Signal-Rausch-Verhältnisses des Sendesignals 404 bei verschiedenen Frequenzen in Abhängigkeit von der Bitauflösung des digitalen Signalmodulators 212 und des HF-DAC 218 demonstrieren. Im Beispieldatensatz 700 von 7A führt die Erzeugung von Werten durch einen CORDIC-Generator für einen HF-DAC mit einer 7-Bit-Auflösung zum Erzeugen von Sendesignalen 404 im Radarfrequenzbereich zu einem erheblichen Hintergrundrauschen 706 bei allen ausgewählten Frequenzen. In dem Beispieldatensatz 702 von 7B führt die Erzeugung von Werten durch einen CORDIC-Generator für einen HF-DAC mit einer 8-Bit-Auflösung zu einem reduzierten Hintergrundrauschpegel 706 bei allen ausgewählten Frequenzen; und im Beispieldatensatz 704 von 7C führt die Erzeugung von Werten durch einen CORDIC-Generator für einen HF-DAC mit einer 9-Bit-Auflösung zu einem noch weiter reduzierten Hintergrundrauschpegel 706 bei allen ausgewählten Frequenzen. Das angestrebte Signal-Rausch-Verhältnis einer Anwendung, das durch die verschiedenen Bitauflösungen erreicht werden kann, kann daher zur Auswahl einer Bitauflösung für den digitalen Signalmodulator 212 und den HF-DAC 218 führen, die ein angemessenes Signal-Rausch-Verhältnis für eine ausgewählte Anwendung bereitstellt (z. B. ein durchschnittliches Rauschen unterhalb eines Grundrauschens 708) und gleichzeitig die Kosten und den Stromverbrauch der Komponenten reduziert. 7A-7C 12 shows data sets demonstrating the selection of the signal-to-noise ratio of the transmit signal 404 at different frequencies depending on the bit resolution of the digital signal modulator 212 and the RF DAC 218. In the example record 700 from 7A For example, the generation of values by a CORDIC generator for an RF DAC with a 7-bit resolution for generating transmit signals 404 in the radar frequency range results in a significant background noise 706 at all selected frequencies. In the example record 702 of 7B the generation of values by a CORDIC generator for an HF DAC with an 8-bit resolution results in a reduced background noise level 706 at all selected frequencies; and in example record 704 of 7C the generation of values by a CORDIC generator for an RF DAC with a 9-bit resolution results in an even further reduced background noise level 706 at all selected frequencies. Therefore, an application's target signal-to-noise ratio that can be achieved through the different bit resolutions can lead to the selection of a bit resolution for the digital signal modulator 212 and the RF DAC 218 that provides an adequate signal-to-noise ratio for a selected application (e.g., an average noise below a noise floor 708) while reducing component cost and power consumption.

G. Weitere primäre AusführungsformenG. Other Primary Embodiments

8 ist eine Darstellung einer vierten beispielhaften Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken, dargestellt als ein Beispielverfahren 800 zum Erzeugen eines modulierten Radarsignals und/oder Erfassen einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Entsprechende Teile des Beispielverfahrens 800 können eine Vorrichtung betreffen und z. B. als eine Gruppe diskreter oder integrierter elektrischer und/oder elektronischer Komponenten, als eine programmierbare Logikschaltung; wie etwa ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); und/oder als Anweisungen, die in einem Speicher der Vorrichtung, wie etwa Firmware, Systemspeicher, einem Festplattenlaufwerk, einer Festkörperspeicherkomponente oder einem magnetischen oder optischen Medium, gespeichert sind, implementiert werden, wobei die Ausführung der Anweisungen durch einen Prozessor der Vorrichtung einen Betrieb der Vorrichtung entsprechend den hier vorgestellten Techniken bewirkt. 8th 8 is an illustration of a fourth exemplary embodiment of the techniques presented herein, presented as an example method 800 for generating a modulated radar signal and/or detecting a range at a radar frequency. Corresponding parts of example method 800 may relate to a device and e.g. B. as a group of discrete or integrated electrical and/or electronic components, as a programmable logic circuit; how about a field programmable gate array (FPGA); and/or implemented as instructions stored in a memory of the device, such as firmware, system memory, a hard disk drive, a solid state memory component, or a magnetic or optical medium, wherein execution of the instructions by a processor of the device involves operation of the Device causes according to the techniques presented here.

Das Beispielverfahren 800 beginnt bei 802 und beinhaltet das Durchführen 804 einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals 204 in ein analoges Signal 220 durch Erzeugen 806, entsprechend dem Zeitgebungssignal 204, eines ersten digitalen Wertes 214 und eines zweiten digitalen Wertes 216 auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes (z. B. eines echten zufälligen Phasenwertes oder eines pseudozufälligen Phasenwertes), und Umsetzen 808 des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler 218 zum Erzeugen des analogen Signals 220, wobei der erste digitale Wert 214 und/oder der zweite digitale Wert 216 einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen. Das Beispielverfahren 800 beinhaltet auch die Anwendung 810 der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals (z. B. eines Radarsignals 126 und/oder eines Sendesignals 404) mit der Radarfrequenz. Das Beispielverfahren 800 beinhaltet auch das Kombinieren 812 des Radarsignals 126 und eines Empfangssignals 130, das eine Reflexion des Radarsignals 126 umfasst, zum Bestimmen einer Entfernung 140. Beispielsweise können das Radarsignal 126 und das Empfangssignal 130 zum Bestimmen der Entfernung 140 verglichen werden. Gemäß einem Beispiel wird das Kombinieren (z. B. Vergleichen) des Radarsignals 126 und des Empfangssignals 130 durch Mischen oder Demodulieren des gesendeten Radarsignals 126 (oder einer Nachbildung des gesendeten Signals mit dem gleichen Signalverlauf) mit dem Empfangssignal 130 unter Verwendung eines Mischers oder eines IQ-Demodulators durchgeführt. Auf diese Weise ermöglicht das Beispielverfahren 800 die Bestimmung einer Entfernung 140 unter Verwendung eines modulierten Radarsignals, das entsprechend den hier vorgestellten Techniken erzeugt wurde, und endet somit bei 814.The example method 800 begins at 802 and includes performing 804 a conversion of a timing signal 204 to an analog signal 220 by generating 806, corresponding to the timing signal 204, a first digital value 214 and a second digital value 216 based on a random phase value (e.g., a true random phase value or a pseudo-random phase value), and converting 808 the first digital value 214 and the second digital value 216 with a high-frequency digital-to-analog converter 218 to generate the analog signal 220, the first digital value 214 and /or the second digital value 216 corresponds to a quadrature representation of a radar modulation signal. The example method 800 also includes applying 810 the conversion to generate a transmit signal (e.g., a radar signal 126 and/or a transmit signal 404) at the radar frequency. The example method 800 also includes combining 812 the radar signal 126 and a received signal 130 comprising a reflection of the radar signal 126 to determine a range 140. For example, the radar signal 126 and the received signal 130 to determine the range 140 can be compared. According to one example, combining (e.g., comparing) the radar signal 126 and the received signal 130 is accomplished by mixing or demodulating the transmitted radar signal 126 (or a replica of the transmitted signal with the same waveform) with the received signal 130 using a mixer or a IQ demodulator performed. In this way, the example method 800 enables a range 140 to be determined using a modulated radar signal generated in accordance with the techniques presented herein, and thus ends at 814.

In einigen Beispielen kann der zufällige Phasenwert mit einem Zufallswertgenerator (z. B. einem echten Zufallswertgenerator oder einem Pseudo-Zufallswertgenerator) erzeugt werden. In einem Beispiel kann der Zufallswertgenerator eine Mehrzahl von Phasenwerten speichern, die den zufälligen Phasenwert umfassen (z. B. kann die Mehrzahl von zufälligen Phasenwerten in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden). Der zufällige Phasenwert kann aus der Mehrzahl der zufälligen Phasenwerte entnommen werden.In some examples, the random phase value may be generated with a random number generator (e.g., a true random number generator or a pseudo-random number generator). In one example, the random value generator can store a plurality of phase values that include the random phase value (e.g., the plurality of random phase values can be stored in a look-up table). The random phase value can be taken from the plurality of random phase values.

In einigen Beispielen wird der zufällige Phasenwert mit einem ersten zyklischen digitalen Wert kombiniert (z. B. damit summiert), zu dem Zweck, einen dritten digitalen Wert zu erzeugen (der dritte digitale Wert kann z. B. eine Summe aus dem ersten zyklischen digitalen Wert und dem zufälligen Phasenwert sein). Der erste digitale Wert 214 basiert auf dem dritten digitalen Wert. Beispielsweise kann der erste digitale Wert 214 als Sinus des dritten digitalen Wertes erzeugt werden.In some examples, the random phase value is combined with (e.g., summed with) a first cyclic digital value for the purpose of generating a third digital value (e.g., the third digital value may be a sum of the first cyclic digital value value and the random phase value). The first digital value 214 is based on the third digital value. For example, the first digital value 214 can be generated as a sine of the third digital value.

In einigen Beispielen wird der zufällige Phasenwert mit einem zweiten zyklischen digitalen Wert kombiniert (z. B. damit summiert), zu dem Zweck, einen vierten digitalen Wert zu erzeugen (der vierte digitale Wert kann z. B. eine Summe aus dem zweiten zyklischen digitalen Wert und dem zufälligen Phasenwert sein). Der zweite digitale Wert 216 basiert auf dem vierten digitalen Wert. Beispielsweise kann der zweite digitale Wert 216 als Kosinus des vierten digitalen Wertes erzeugt werden.In some examples, the random phase value is combined with (e.g., summed with) a second cyclic digital value for the purpose of producing a fourth digital value (e.g., the fourth digital value may be a sum of the second cyclic digital value and the random phase value). The second digital value 216 is based on the fourth digital value. For example, the second digital value 216 can be generated as the cosine of the fourth digital value.

In einigen Beispielen wird ein ansteigender digitaler Wert erzeugt. Der ansteigende digitale Wert kann mit einem ersten Integrator zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes integriert werden. Der ansteigende digitale Wert kann mit einem zweiten Integrator zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes integriert werden.In some examples, an increasing digital value is generated. The increasing digital value can be integrated with a first integrator to generate the first cyclic digital value. The increasing digital value can be integrated with a second integrator to generate the second cyclic digital value.

In einigen Beispielen umfasst das Radarmodulationssignal eine Frequenzrampe.In some examples, the radar modulation signal includes a frequency ramp.

In einigen Beispielen kann der zufällige Phasenwert ein zufälliger Anfangsphasenwert sein, der dem Beginn der Frequenzrampe zugeordnet ist. Beispielsweise kann der zufällige Phasenwert mit dem ersten zyklischen digitalen Wert (z. B. zum Erzeugen des dritten digitalen Wertes) und der zufällige Phasenwert mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert (z. B. zum Erzeugen des vierten digitalen Wertes) zu Beginn der Frequenzrampe kombiniert werden. In einigen Beispielen kann für jede Frequenzrampe des Radarmodulationssignals ein zufälliger Phasenwert aus der Mehrzahl der Phasenwerte mit dem ersten zyklischen digitalen Wert und dem zweiten zyklischen digitalen Wert nur einmal kombiniert werden (z. B. zu Beginn der Frequenzrampe). In einigen Beispielen kann ein zufälliger Phasenwert aus der Mehrzahl der Phasenwerte mit dem ersten zyklischen digitalen Wert und dem zweiten zyklischen digitalen Wert zu Beginn jeder Frequenzrampe des Radarmodulationssignals kombiniert werden.In some examples, the random phase value may be a random initial phase value associated with the beginning of the frequency ramp. For example, the random phase value can be combined with the first cyclic digital value (e.g. to generate the third digital value) and the random phase value can be combined with the second cyclic digital value (e.g. to generate the fourth digital value) at the beginning of the frequency ramp become. In some examples, for each frequency ramp of the radar modulation signal, a random phase value from the plurality of phase values may be combined with the first cyclic digital value and the second cyclic digital value only once (e.g., at the beginning of the frequency ramp). In some examples, a random phase value from the plurality of phase values may be combined with the first cyclic digital value and the second cyclic digital value at the beginning of each frequency ramp of the radar modulation signal.

9A ist eine Darstellung eines Beispielszenarios 900 mit einer fünften beispielhaften Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken, wobei die fünfte beispielhafte Ausführungsform einen beispielhaften digitalen Signalmodulator 950 eines Radarmodulationssignalgenerators (z. B. der beispielhafte Radarmodulationssignalgenerator 402) und/oder eine Rampengeneratorvorrichtung (z. B. die beispielhafte Rampengeneratorvorrichtung 502) umfasst. In einem Beispiel kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 dem beispielhaften digitalen Signalmodulator 212 entsprechen (und/oder als solcher verwendet werden) und/oder der beispielhaften Rampengeneratorvorrichtung 504. In einem Beispiel kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen direkten digitalen Frequenzsynthetisierer (DDFS) umfassen, z. B. einen DDFS auf der Grundlage eines numerisch gesteuerten Oszillators (NCO). 9A 9 is an illustration of an example scenario 900 including a fifth example embodiment of the techniques presented herein, wherein the fifth example embodiment includes an example digital signal modulator 950 of a radar modulation signal generator (e.g., example radar modulation signal generator 402) and/or a ramp generator device (e.g., example ramp generator device 502). In one example, example digital signal modulator 950 may correspond to (and/or be used as) example digital signal modulator 212 and/or example ramp generator device 504. In one example, example digital signal modulator 950 may include a direct digital frequency synthesizer (DDFS), e.g. B. a DDFS based on a numerically controlled oscillator (NCO).

Der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 kann mit einem oder mehreren Taktsignalen bereitgestellt werden, die ein erstes Taktsignal CLK 1, ein zweites Taktsignal CLK 2, ein drittes Taktsignal CLK 3 und/oder ein viertes Taktsignal CLK 4 umfassen. Beispielsweise können das eine oder die mehreren Taktsignale von einem Taktgenerator 206 erzeugt werden(z. B. setzt der Taktgenerator 206 ein Zeitgebungssignal 204 in das eine oder die mehreren Taktsignale um). In einigen Beispielen sind eine Phase des ersten Taktsignals CLK 1 und eine Phase des zweiten Taktsignals CLK 2 in Quadratur.The example digital signal modulator 950 may be provided with one or more clock signals including a first clock signal CLK 1, a second clock signal CLK 2, a third clock signal CLK 3, and/or a fourth clock signal CLK 4. For example, the one or more clock signals may be generated by a clock generator 206 (e.g., the clock generator 206 converts a timing signal 204 into the one or more clock signals). In some examples, a phase of the first clock signal CLK 1 and a phase of the second clock signal CLK 2 are in quadrature.

Der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 kann einen ersten digitalen Wert 214 und einen zweiten digitalen Wert 216 erzeugen, wobei der erste digitale Wert 214 und/oder der zweite digitale Wert 216 einer Quadraturdarstellung eines Modulationssignals mit einer Modulationsfrequenz entspricht. In einigen Beispielen kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 unter Verwendung eines oder mehrerer erster Taktsignale erzeugen. Das eine oder die mehreren ersten Taktsignale können das erste Taktsignal CLK 1 und das zweite Taktsignal CLK2 umfassen. In einem Beispiel kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 den ersten digitalen Wert 214 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 erzeugen und/oder den zweiten digitalen Wert 216 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 erzeugen.The example digital signal modulator 950 may generate a first digital value 214 and a second digital value 216, where the first digital value 214 and/or the second digital value 216 corresponds to a quadrature representation of a modulation signal having a modulation frequency. In some examples, the example digital signal modulator 950 may generate the first digital value 214 and the second digital value 216 using one or more first clock signals. The one or more first clock signals may include the first clock signal CLK1 and the second clock signal CLK2. In an example, the example digital signal modulator 950 may generate the first digital value 214 with the first clock signal CLK 1 and/or generate the second digital value 216 with the second clock signal CLK 2 .

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen ersten Integrator 904 (INTEGRATOR 1) (z. B. einen Frequenzakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der einen ansteigenden digitalen Wert 906 erzeugt. Beispielsweise kann der erste Integrator 904 das Delta-Frequenzsteuerwort (ΔFCW) 902 zum Erzeugen des ansteigenden digitalen Wertes 906 integrieren (z. B. kann der ansteigende digitale Wert 906 ein Frequenzsteuerwort (FCW) sein, wie etwa ein sägezahnförmiges FCW). In einigen Beispielen wird der erste Integrator 904 mit dem dritten Taktsignal CLK 3 zum Erzeugen des ansteigenden digitalen Wertes 906 betrieben.In some examples, the example digital signal modulator 950 includes a first integrator 904 (INTEGRATOR 1) (e.g., a frequency accumulator that includes a flip-flop and/or a combination module such as a summer) that generates an increasing digital value 906 . For example, the first integrator 904 may integrate the delta frequency control word (ΔFCW) 902 to generate the increasing digital value 906 (e.g., the increasing digital value 906 may be a frequency control word (FCW), such as a sawtooth shaped FCW). In some examples, the first integrator 904 is operated with the third clock signal CLK 3 to generate the increasing digital value 906 .

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen zweiten Integrator 908 (z. B. einen Phasenakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der den ansteigenden digitalen Wert 906 zum Erzeugen eines ersten zyklischen digitalen Wertes 910 integriert. In einigen Beispielen wird der zweite Integrator 908 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes 910 betrieben (z. B. kann der erste zyklische digitale Wert 910 ein Phasenwert sein).In some examples, the example digital signal modulator 950 includes a second integrator 908 (e.g., a phase accumulator that includes a flip-flop and/or a combination module such as a summer) that takes the increasing digital value 906 to generate a first cyclic digital value 910 integrated. In some examples, the second integrator 908 operates on the first clock signal CLK 1 to generate the first cyclic digital value 910 (e.g., the first cyclic digital value 910 may be a phase value).

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen dritten Integrator 928 (z. B. einen Phasenakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der den ansteigenden digitalen Wert 906 zum Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes 930 integriert. In einigen Beispielen wird der dritte Integrator 928 mit dem zweite Taktsignal CLK 2 zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes 930 betrieben (z. B. kann der zweite zyklische digitale Wert 930 ein Phasenwert sein).In some examples, the example digital signal modulator 950 includes a third integrator 928 (e.g., a phase accumulator that includes a flip-flop and/or a combination module such as a summer) that takes the increasing digital value 906 to generate a second cyclic digital value 930 integrated. In some examples, the third integrator 928 operates on the second clock signal CLK 2 to generate the second cyclic digital value 930 (e.g., the second cyclic digital value 930 may be a phase value).

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen Zufallswertgenerator 926 (z. B. einen echten Zufallswertgenerator oder einen Pseudo-Zufallswertgenerator), der einen zufälligen Phasenwert 924 (z. B. einen zufälligen Anfangsphasenwert) erzeugt. In einem Beispiel kann der Zufallswertgenerator 926 eine Mehrzahl von Phasenwerten speichern, die den zufälligen Phasenwert 924 umfassen (z. B. kann die Mehrzahl von zufälligen Phasenwerten in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden). Der zufällige Phasenwert 924 kann aus der Mehrzahl der zufälligen Phasenwerte entnommen werden. In einem Beispiel kann die Mehrzahl der zufälligen Phasenwerte S Phasenwerte (beispielsweise über den Bereich von 0 bis 360 Grad oder über den Bereich von 0 bis 2π Radiant) und/oder die Mehrzahl der Phasenwerte kann durch 360 2 T

Figure DE102022207860A1_0004
Grad oder 2 π 2 T
Figure DE102022207860A1_0005
Radiant normalisiert werden. In einigen Beispielen können S und/oder T gleich einer Anzahl von Bits, N, sein (z. B. kann N der Anzahl von Bits der ersten Bits und/oder der Anzahl von Bits der dritten Bits entsprechen, die unten besprochen werden). Alternativ und/oder zusätzlich können S und/oder T verschieden von N sein. In einigen Beispielen kann S gleich T sein. Alternativ und/oder zusätzlich kann S verschieden von T sein. In einem Beispiel kann S 10, 20 oder eine andere Anzahl von Phasenwerten sein, und T kann gleich der Anzahl von Bits, N, sein. In einigen Beispielen wird der Zufallswertgenerator 926 zum Erzeugen des zufälligen Phasenwertes 924 mit dem vierten Taktsignal CLK 4 betrieben. In einigen Beispielen wird der zufällige Phasenwert 924 vom Zufallswertgenerator 926 erzeugt (und/oder aus der Mehrzahl der zufälligen Phasenwerte entnommen), und zwar zu Beginn einer Frequenzrampe eines Sendesignals (z. B. eines analogen Hochfrequenzsignals, eines Radarsignals 126 und/oder eines Sendesignals 404) und/oder eines Radarmodulationssignals. Beispielsweise kann der zufällige Phasenwert 924 durch den Zufallswertgenerator 926 erzeugt werden (und/oder aus der Mehrzahl der zufälligen Phasenwerte entnommen werden) entsprechend dem vierten Taktsignal CLK 4, wobei eine Periode des vierten Taktsignals CLK 4 einer Periode der Frequenzrampe entsprechen kann.In some examples, the example digital signal modulator 950 includes a random number generator 926 (eg, a true random number generator or a pseudo-random number generator) that generates a random phase value 924 (eg, an initial random phase value). In one example, the random value generator 926 may store a plurality of phase values that include the random phase value 924 (e.g., the plurality of random phase values may be stored in a lookup table). The random phase value 924 can be taken from the plurality of random phase values. In one example, the plurality of random phase values may be S phase values (e.g., over the range of 0 to 360 degrees or over the range of 0 to 2π radians) and/or the plurality of phase values may be defined by 360 2 T
Figure DE102022207860A1_0004
degree or 2 π 2 T
Figure DE102022207860A1_0005
radians are normalized. In some examples, S and/or T may equal a number of bits, N, (e.g., N may correspond to the number of bits of the first bits and/or the number of bits of the third bits discussed below). Alternatively and/or additionally, S and/or T can be different from N. S may equal T in some examples. Alternatively and/or additionally, S may be different from T. In one example, S may be 10, 20, or some other number of phase values, and T may equal the number of bits, N. In some Bei play, the random value generator 926 for generating the random phase value 924 is operated with the fourth clock signal CLK 4 . In some examples, the random phase value 924 is generated by the random value generator 926 (and/or extracted from the plurality of random phase values) at the beginning of a frequency ramp of a transmit signal (e.g., an analog radio frequency signal, a radar signal 126, and/or a transmit signal 404) and/or a radar modulation signal. For example, the random phase value 924 may be generated by the random value generator 926 (and/or taken from the plurality of random phase values) according to the fourth clock signal CLK 4, where a period of the fourth clock signal CLK 4 may correspond to a period of the frequency ramp.

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 ein erstes Kombinationsmodul 912 (z. B. einen Summierer), das den zufälligen Phasenwert 924 mit dem ersten zyklischen digitalen Wert 910 zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes 914 kombiniert (z. B. summiert). In einigen Beispielen kombiniert das erste Kombinationsmodul 912 den zufälligen Phasenwert 924 mit dem ersten zyklischen digitalen Wert 910 zum Erzeugen des dritten digitalen Wertes 914 zu Beginn der Frequenzrampe. Alternativ und/oder zusätzlich kann das erste Kombinationsmodul 912 den zufälligen Phasenwert 924, den ersten zyklischen digitalen Wert 910 und einen Phasenversatzwert 922 zum Erzeugen des dritten digitalen Wertes 914 kombinieren. Der Phasenversatzwert 922 kann von einem Phasenversatzgenerator 920 erzeugt werden. Es sollte ersichtlich sein, dass das Kombinieren des zufälligen Phasenversatzwertes 922 zur Erzeugung des dritten digitalen Wertes 914 ein Abbild, das mit dem zweiten Integrator 902 und dem dritten Integrator 928 verbunden ist, die mit dem ersten Taktsignal CLK 1 bzw. dem zweiten Taktsignal CLK 2 betrieben werden, abschwächen und/oder auslöschen (z. B. filtern) kann. In einem Beispiel kann der Wert des zufälligen Phasenversatzes 922 90 Grad oder π 2

Figure DE102022207860A1_0006
Radiant entsprechen. In einem Beispiel kann der dritte digitale Wert 914 gleich einer Summe des zufälligen Phasenwertes 924 und des ersten zyklischen digitalen Wertes 910, subtrahiert vom Phasenversatzwert 922, sein (und/oder darauf basieren).In some examples, the example digital signal modulator 950 includes a first combining module 912 (e.g., a summer) that combines (e.g., sums) the random phase value 924 with the first cyclic digital value 910 to generate a third digital value 914. In some examples, the first combining module 912 combines the random phase value 924 with the first cyclic digital value 910 to generate the third digital value 914 at the beginning of the frequency ramp. Alternatively and/or additionally, the first combining module 912 may combine the random phase value 924, the first cyclic digital value 910, and a phase offset value 922 to generate the third digital value 914. The phase offset value 922 can be generated by a phase offset generator 920 . It should be apparent that combining the random phase offset value 922 to generate the third digital value 914 is a replica that is coupled to the second integrator 902 and the third integrator 928 that are coupled to the first clock signal CLK 1 and the second clock signal CLK 2, respectively operated, mitigate and/or cancel (e.g. filter). In an example, the value of the random phase offset 922 may be 90 degrees or π 2
Figure DE102022207860A1_0006
equal to radians. In one example, the third digital value 914 may be equal to (and/or based on) a sum of the random phase value 924 and the first cyclic digital value 910 subtracted from the phase offset value 922 .

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 ein zweites Kombinationsmodul 932 (z. B. einen Summierer), das den zufälligen Phasenwert 924 mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert 930 zum Erzeugen eines vierten digitalen Wertes 934 kombiniert (z. B. summiert). In einigen Beispielen kombiniert das zweite Kombinationsmodul 932 den zufälligen Phasenwert 924 mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert 930 zum Erzeugen des vierten digitalen Wertes 934 zu Beginn der Frequenzrampe. In einem Beispiel kann der vierte digitale Wert 934 gleich einer Summe des zufälligen Phasenwertes 924 und des zweiten zyklischen digitalen Wertes 930 sein (und/oder darauf basieren).In some examples, the example digital signal modulator 950 includes a second combining module 932 (e.g., a summer) that combines (e.g., sums) the random phase value 924 with the second cyclic digital value 930 to generate a fourth digital value 934. In some examples, the second combining module 932 combines the random phase value 924 with the second cyclic digital value 930 to generate the fourth digital value 934 at the beginning of the frequency ramp. In one example, the fourth digital value 934 may be equal to (and/or based on) a sum of the random phase value 924 and the second cyclic digital value 930 .

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen ersten digitalen Generator 916 (z. B. einen digitalen Koordinatenrotationsgenerator), der den ersten digitalen Wert 214 als Sinus des dritten digitalen Wertes 914 erzeugt. In einigen Beispielen wird der erste digitale Generator 916 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 zum Erzeugen des ersten digitalen Wertes 214 betrieben. In einigen Beispielen umfasst der erste digitale Generator 916 eine Nachschlagetabelle mit Sinuswerten und/oder erzeugt den ersten digitalen Wert 214 auf der Grundlage der Nachschlagetabelle. Der erste digitale Wert 214 kann dem HF-DAC 218, wie etwa für den I-Abschnitt 602 des HF-DAC 218, bereitgestellt werden.In some examples, the example digital signal modulator 950 includes a first digital generator 916 (eg, a digital coordinate rotation generator) that generates the first digital value 214 as a sine of the third digital value 914 . In some examples, the first digital generator 916 is operated with the first clock signal CLK 1 to generate the first digital value 214 . In some examples, the first digital generator 916 includes a lookup table of sine values and/or generates the first digital value 214 based on the lookup table. The first digital value 214 may be provided to the RF DAC 218, such as for the I portion 602 of the RF DAC 218.

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen zweiten digitalen Generator 936 (z. B. einen digitalen Koordinatenrotationsgenerator), der den zweiten digitalen Wert 216 als Kosinus des vierten digitalen Wertes 934 erzeugt. In einigen Beispielen wird der zweite digitale Generator 936 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 zum Erzeugen des zweiten digitalen Wertes 216 betrieben. In einigen Beispielen umfasst der zweite digitale Generator 936 eine Nachschlagetabelle mit Sinuswerten und/oder erzeugt den zweiten digitalen Wert 216 auf der Grundlage der Nachschlagetabelle. Der zweite digitale Wert 216 kann dem HF-DAC 218, z. B. für den Q-Abschnitt 604 des HF-DAC 218, bereitgestellt werden.In some examples, the example digital signal modulator 950 includes a second digital generator 936 (eg, a digital coordinate rotation generator) that generates the second digital value 216 as the cosine of the fourth digital value 934 . In some examples, the second digital generator 936 operates with the second clock signal CLK 2 to generate the second digital value 216 . In some examples, the second digital generator 936 includes a lookup table of sine values and/or generates the second digital value 216 based on the lookup table. The second digital value 216 can be sent to the RF DAC 218, e.g. for the Q section 604 of the RF DAC 218.

In einigen Beispielen kann der erste digitale Wert 214 gleich dem folgenden Ausdruck sein und/oder darauf basieren: sin ( X + ϕ r a n d )

Figure DE102022207860A1_0007
wobei ϕrand der der zufällige Phasenwert 924(z. B. der zufällige Anfangsphasenwert) ist, X = 2π × FCW × n und/oder n in einem Bereich von 0 bis 2G(und/oder n = 0, ..., 2G und/oder n = F C W Δ F C W
Figure DE102022207860A1_0008
) ist. In einigen Beispielen kann G gleich einer Anzahl von Bits, N, sein (z. B. kann N der Anzahl von Bits der ersten Bits und/oder der Anzahl von Bits der dritten Bits entsprechen, die unten besprochen werden). Alternativ und/oder zusätzlich kann G verschieden von N sein.In some examples, the first digital value 214 may equal and/or be based on the following expression: sin ( X + ϕ right a n i.e )
Figure DE102022207860A1_0007
where ϕ rand is the random phase value 924 (e.g. the initial random phase value), X = 2π × FCW × n and/or n in a range from 0 to 2 G (and/or n = 0, ..., 2G and/or n = f C W Δ f C W
Figure DE102022207860A1_0008
) is. In some examples, G may equal a number of bits, N, (e.g., N may correspond to the number of bits of the first bits and/or the number of bits of the third bits discussed below). Alternatively and/or additionally, G can be different from N.

In einigen Beispielen kann der zweite digitale Wert 216 gleich dem folgenden Ausdruck sein und/oder darauf basieren: cos ( X + ϕ r a n d )

Figure DE102022207860A1_0009
wobei ϕrand der der zufällige Phasenwert 924(z. B. der zufällige Anfangsphasenwert) ist, X = 2π × FCW × n und/oder n in einem Bereich von 0 bis 2G (und/oder n = 0, ..., 2G und/oder n = F C W Δ F C W
Figure DE102022207860A1_0010
) ist. In einigen Beispielen kann G gleich einer Anzahl von Bits, N, sein (z. B. kann N der Anzahl von Bits der ersten Bits und/oder der Anzahl von Bits der dritten Bits entsprechen, die unten besprochen werden). Alternativ und/oder zusätzlich kann G verschieden von N sein.In some examples, the second digital value 216 may equal and/or be based on the following expression: cos ( X + ϕ right a n i.e )
Figure DE102022207860A1_0009
where ϕ rand is the random phase value 924 (e.g. the initial random phase value), X = 2π × FCW × n and/or n in a range from 0 to 2 G (and/or n = 0, ..., 2G and/or n = f C W Δ f C W
Figure DE102022207860A1_0010
) is. In some examples, G may equal a number of bits, N, (e.g., N may correspond to the number of bits of the first bits and/or the number of bits of the third bits discussed below). Alternatively and/or additionally, G can be different from N.

In einigen Beispielen wandelt der HF-DAC 218 unter Verwendung eines oder mehrerer zweiter Taktsignale den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 zum Erzeugen eines Sendesignals (z. B. eines analogen Hochfrequenzsignals, eines Radarsignals 126 und/oder eines Sendesignals 404) um, das eine Frequenzrampe gemäß den hier vorgestellten Techniken umfasst. In einigen Beispielen sind das eine oder die mehreren zweiten Taktsignale verschieden von dem einen oder den mehreren ersten Taktsignalen. Der HF-DAC 218 kann mit einem oder mehreren zweiten Taktsignalen zum Umwandeln des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 zum Erzeugen des Sendesignals betrieben werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann das eine oder die mehreren zweiten Taktsignale das gleiche sein wie das eine oder die mehreren ersten Taktsignale. In einem Beispiel kann der I-Abschnitt 602 des HF-DAC 218 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 und der Q-Abschnitt 604 des HF-DAC 218 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 betrieben werden (um z. B. den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 umzuwandeln und das Sendesignal zu erzeugen).In some examples, the RF DAC 218 converts the first digital value 214 and the second digital value 216 using one or more second clock signals to generate a transmit signal (e.g., an analog radio frequency signal, a radar signal 126, and/or a transmit signal 404) um, which includes a frequency ramp according to the techniques presented here. In some examples, the one or more second clock signals are different than the one or more first clock signals. The RF DAC 218 may operate with one or more second clock signals to convert the first digital value 214 and the second digital value 216 to generate the transmit signal. Alternatively and/or additionally, the one or more second clock signals may be the same as the one or more first clock signals. In one example, the I-section 602 of the RF DAC 218 may be operated with the first clock signal CLK 1 and the Q-section 604 of the RF DAC 218 with the second clock signal CLK 2 (e.g. to convert the first digital value 214 and convert the second digital value 216 and generate the transmit signal).

9B ist eine Darstellung eines Beispielszenarios 901 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, in der der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 eine Trunkierung durchführt, zu dem Zweck, einen oder mehrere digitale Werte auf einen oder mehrere abgeschnittene digitale Werte abzuschneiden. Der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 kann beispielsweise einen ersten Quantisierer Q1 und/oder einen zweiten Quantisierer Q2 umfassen, die Trunkierung durchführen. 9B 9 is an illustration of an example scenario 901 in which the example digital signal modulator 950 performs truncation to truncate one or more digital values to one or more truncated digital values, according to an example embodiment. The example digital signal modulator 950 may include, for example, a first quantizer Q1 and/or a second quantizer Q2 that perform truncation.

In einigen Beispielen schneidet der erste Quantisierer Q1 erste Bits, die den dritten digitalen Wert 914 angeben, auf zweite Bits ab, die einen abgeschnittenen dritten digitalen Wert 914b angeben. Beispielsweise kann eine Anzahl von Bits der ersten Bits N und eine Anzahl von Bits der zweiten Bits P sein (z. B. können die zweiten Bits P höchstwertige Bits der ersten Bits sein), wobei P kleiner als N ist. Der abgeschnittene dritte digitale Wert 914b kann dem ersten digitalen Generator 916 bereitgestellt werden (z. B. kann der erste digitale Generator 916 den ersten digitalen Wert 214 als Sinus des abgeschnittenen dritten digitalen Wertes 914b erzeugen).In some examples, the first quantizer Q1 truncates first bits indicating the third digital value 914 to second bits indicating a truncated third digital value 914b. For example, a number of bits of the first bits may be N and a number of bits of the second bits may be P (e.g., the second bits may be P most significant bits of the first bits), where P is less than N. The truncated third digital value 914b may be provided to the first digital generator 916 (e.g., the first digital generator 916 may generate the first digital value 214 as a sine of the truncated third digital value 914b).

In einigen Beispielen schneidet der zweite Quantisierer Q2 dritte Bits, die den vierten digitalen Wert 934 angeben, zu vierten Bits ab, die einen abgeschnittenen vierten digitalen Wert 934b angeben. Beispielsweise kann eine Anzahl von Bits der dritten Bits N und eine Anzahl von Bits der vierten Bits P sein (z. B. können die vierten Bits P höchstwertige Bits der dritten Bits sein), wobei P kleiner als N ist. Der abgeschnittene vierte digitale Wert 934b kann dem zweiten digitalen Generator 936 bereitgestellt werden (z. B. kann der zweite digitalen Generator 946 den zweiten digitale Wert 216 als Kosinus des abgeschnittenen vierten digitale Wertes 934b erzeugen).In some examples, the second quantizer Q2 truncates third bits indicative of the fourth digital value 934 to fourth bits indicative of a truncated fourth digital value 934b. For example, a number of bits of the third bits may be N and a number of bits of the fourth bits may be P (e.g., the fourth bits may be P most significant bits of the third bits), where P is less than N. The truncated fourth digital value 934b may be provided to the second digital generator 936 (e.g., the second digital generator 946 may generate the second digital value 216 as the cosine of the truncated fourth digital value 934b).

10A-10B ist eine Darstellung einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken, dargestellt als ein Beispielverfahren 1000 zum Erzeugen eines modulierten Radarsignals und/oder Erfassen einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Entsprechende Teile des Beispielverfahrens 1000 können eine Vorrichtung betreffen und z. B. als eine Gruppe diskreter oder integrierter elektrischer und/oder elektronischer Komponenten; als eine programmierbare Logikschaltung, wie etwa ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); und/oder als Anweisungen, die in einem Speicher der Vorrichtung, wie etwa Firmware, Systemspeicher, einem Festplattenlaufwerk, einer Festkörperspeicherkomponente oder einem magnetischen oder optischen Medium, gespeichert sind, implementiert werden, wobei die Ausführung der Anweisungen durch einen Prozessor der Vorrichtung einen Betrieb der Vorrichtung entsprechend den hier vorgestellten Techniken bewirkt. 10A-10B 10 is an illustration of a sixth exemplary embodiment of the techniques presented herein, presented as an example method 1000 for generating a modulated radar signal and/or detecting a range at a radar frequency. Corresponding parts of example method 1000 may relate to an apparatus and e.g. B. as a group of discrete or integrated electrical and/or electronic components; as a programmable logic circuit such as a field programmable gate array (FPGA); and/or implemented as instructions stored in a memory of the device, such as firmware, system memory, a hard disk drive, a solid state memory component, or a magnetic or optical medium, wherein execution of the instructions by a processor of the device involves operation of the Device causes according to the techniques presented here.

Das Beispielverfahren 1000 beginnt bei 1002 und umfasst das Durchführen 1004 einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals 204 in ein analoges Signal 220, indem eine oder mehrere der in 10B gezeigten Vorgänge durchgeführt werden. Zumindest einige der einen oder mehreren Vorgänge können zu dem Zweck durchgeführt werden, entsprechend dem Zeitgebungssignal 204 einen ersten digitalen Wert 214 und einen zweiten digitalen Wert 216 zu erzeugen. Der eine oder die mehreren Vorgänge von 1004 umfassen das Erzeugen 1016 eines ersten zyklischen digitalen Wertes. Alternativ und/oder zusätzlich umfassen der eine oder die mehreren Vorgänge von 1004 das Abschneiden 1018, unter Verwendung eines ersten Quantisierers, von ersten Bits, die den ersten zyklischen digitalen Wert angeben, zu zweiten Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben. Zum Beispiel kann eine Anzahl von Bits der ersten Bits N und eine Anzahl von Bits der zweiten Bits P sein (z. B. können die zweiten Bits P höchstwertige Bits der ersten Bits sein), wobei P kleiner als N ist. Alternativ und/oder zusätzlich umfassen der eine oder die mehreren Vorgänge von 1004 das Erzeugen 1020 eines dritten digitalen Wertes auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines vierten Wertes. Zum Beispiel kann der erste Quantisierungsfehler E niedrigstwertige Bits der ersten Bits sein, wobei E eine Differenz zwischen N und P sein kann (z. B. kann eine Anzahl von Bits des ersten Quantisierungsfehlers E sein, wobei E = N - P). Der vierte Wert kann ein Zufallswert (z. B. ein echter Zufallswert oder ein Pseudo-Zufallswert) und/oder ein rauschgeformter Wert sein. Alternativ und/oder zusätzlich kann der eine oder die mehreren Vorgänge von 1004 das Kombinieren 1022 (z. B. Summieren) des dritten digitalen Wertes mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines fünften digitalen Wertes umfassen (z. B. kann der fünfte digitale Wert eine Summe des ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wertes und des dritten digitalen Wertes sein). Alternativ und/oder zusätzlich kann der eine oder die mehreren Vorgänge von 1004 das Erzeugen 1024, entsprechend dem Zeitgebungssignal 204, des ersten digitalen Wertes 214 auf der Grundlage des fünften digitalen Wertes umfassen. Alternativ und/oder zusätzlich kann der eine oder die mehreren Vorgänge von 1004 das Erzeugen 1026 eines zweiten zyklischen digitalen Wertes umfassen. Alternativ und/oder zusätzlich kann der eine oder die mehreren Vorgänge von 1004 das Abschneiden 1028, unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, von dritten Bits, die den zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, umfassen. Zum Beispiel kann eine Anzahl von Bits der dritten Bits N und eine Anzahl von Bits der vierten Bits P sein (z. B. können die vierten Bits P höchstwertige Bits der dritten Bits sein), wobei P kleiner als N ist. Alternativ und/oder zusätzlich kann der eine oder die mehreren Vorgänge von 1004 das Erzeugen 1030 eines sechsten digitalen Wertes auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines siebten Wertes umfassen. Zum Beispiel kann der zweite Quantisierungsfehler E niedrigstwertige Bits der dritten Bits sein, wobei E eine Differenz zwischen N und P sein kann (z. B. kann eine Anzahl von Bits des zweiten Quantisierungsfehlers E sein, wobei E = N - P). Der siebte Wert kann ein Zufallswert (z. B. ein echter Zufallswert oder ein Pseudo-Zufallswert) und/oder ein rauschgeformter Wert sein. Alternativ und/oder zusätzlich kann der eine oder die mehreren Vorgänge von 1004 das Kombinieren 1032 (z. B. Summieren) des sechsten digitalen Wertes mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines achten digitalen Wertes umfassen (z. B. kann der achte digitale Wert eine Summe des zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wertes und des sechsten digitalen Wertes sein). Alternativ und/oder zusätzlich kann der eine oder die mehreren Vorgänge von 1004 das Erzeugen 1034, entsprechend dem Zeitgebungssignal 204, des zweiten digitalen Wertes 216 auf der Grundlage des achten digitalen Wertes umfassen. Alternativ und/oder zusätzlich kann der eine oder die mehreren Vorgänge von 1004 das Umsetzen 1036 des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler 218 zum Erzeugen des analogen Signals 220 umfassen. Das Beispielverfahren 1000 beinhaltet auch das Anwenden 1006 der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals (z. B. eines Radarsignals 126 und/oder eines Sendesignals 404) mit der Radarfrequenz. Das Beispielverfahren 1000 beinhaltet auch das Kombinieren 1006 des Radarsignals 126 und eines Empfangssignals 130, das eine Reflexion des Radarsignals 126 umfasst, zum Bestimmen einer Entfernung 140. Beispielsweise können das Radarsignal 126 und das Empfangssignal 130 zum Bestimmen der Entfernung 140 verglichen werden. Gemäß einem Beispiel wird das Kombinieren (z. B. Vergleichen) des Radarsignals 126 und des Empfangssignals 130 durch Mischen oder Demodulieren des gesendeten Radarsignals 126 (oder einer Nachbildung des gesendeten Signals mit dem gleichen Signalverlauf) mit dem Empfangssignal 130 unter Verwendung eines Mischers oder eines IQ-Demodulators durchgeführt. Auf diese Weise ermöglicht das Beispielverfahren 1000 die Bestimmung einer Entfernung 140 unter Verwendung eines modulierten Radarsignals, das entsprechend den hier vorgestellten Techniken erzeugt wurde, und endet somit bei 1014.The example method 1000 begins at 1002 and includes performing 1004 a conversion of a timing signal 204 to an analog signal 220 by using one or more of the 10B operations shown are performed. At least some of the one or more operations may be performed to generate a first digital value 214 and a second digital value 216 according to the timing signal 204 . The one or more acts of 1004 include generating 1016 a first cyclic digital value. Alternatively and/or additionally, the one or more acts of 1004 include truncating 1018, using a first quantizer, first bits indicative of the first cyclic digital value to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value. For example, a number of bits of the first bits may be N and a number of bits of the second bits may be P (e.g., the second bits may be P most significant bits of the first bits), where P is less than N. Alternatively and/or additionally, the one or more acts of 1004 include generating 1020 a third digital value based on a first quantization error of the first quantizer and a fourth value. For example, the first quantization error E can be least significant bits of the first bits, where E can be a difference between N and P (e.g., a number of bits of the first quantization error can be E, where E = N - P). The fourth value can be a random value (e.g. a true random value or a pseudo-random value) and/or a noise-shaped value. Alternatively and/or additionally, the one or more acts of 1004 may include combining 1022 (e.g., summing) the third digital value with the first truncated cyclic digital value to produce a fifth digital value (e.g., the fifth digital value will be a sum of the first truncated cyclic digital value and the third digital value). Alternatively and/or additionally, the one or more acts of 1004 may include generating 1024, corresponding to the timing signal 204, the first digital value 214 based on the fifth digital value. Alternatively and/or additionally, the one or more acts of 1004 may include generating 1026 a second cyclic digital value. Alternatively and/or additionally, the one or more acts of 1004 may include truncating 1028, using a second quantizer, third bits indicative of the second cyclic digital value to fourth bits indicative of a second truncated cyclic digital value . For example, a number of bits of the third bits may be N and a number of bits of the fourth bits may be P (e.g., the fourth bits may be P most significant bits of the third bits), where P is less than N. Alternatively and/or additionally, the one or more acts of 1004 may include generating 1030 a sixth digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a seventh value. For example, the second quantization error E can be least significant bits of the third bits, where E can be a difference between N and P (e.g., a number of bits of the second quantization error can be E, where E = N - P). The seventh value can be a random value (e.g. a true random value or a pseudo-random value) and/or a noise-shaped value. Alternatively and/or additionally, the one or more acts of 1004 may include combining 1032 (e.g., summing) the sixth digital value with the second truncated cyclic digital value to produce an eighth digital value (e.g., the eighth digital value will be a sum of the second truncated cyclic digital value and the sixth digital value). Alternatively and/or additionally, the one or more acts of 1004 may include generating 1034, corresponding to the timing signal 204, the second digital value 216 based on the eighth digital value. Alternatively and/or additionally, the one or more acts of 1004 may include converting 1036 the first digital value 214 and the second digital value 216 with a high frequency digital to analog converter 218 to generate the analog signal 220 . The example method 1000 also includes applying 1006 the conversion to generate a transmit signal (e.g., a radar signal 126 and/or a transmit signal 404) at the radar frequency. The example method 1000 also includes combining 1006 the radar signal 126 and a received signal 130 comprising a reflection of the radar signal 126 to determine a range 140. For example, the radar signal 126 and the received signal 130 to determine the range 140 can be compared. According to one example, combining (e.g., comparing) the radar signal 126 and the received signal 130 is accomplished by mixing or demodulating the transmitted radar signal 126 (or a replica of the transmitted signal with the same waveform) with the received signal 130 using a mixer or a IQ demodulator performed. In this way, the example method 1000 enables a range 140 to be determined using a modulated radar signal generated in accordance with the techniques presented herein, and thus ends at 1014.

In einigen Beispielen wird ein ansteigender digitaler Wert erzeugt. Der ansteigende digitale Wert kann mit einem ersten Integrator zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes integriert werden. Der ansteigende digitale Wert kann mit einem zweiten Integrator zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes integriert werden.In some examples, an increasing digital value is generated. The increasing digital value can be integrated with a first integrator to generate the first cyclic digital value. The increasing digital value can be integrated with a second integrator to generate the second cyclic digital value.

In einigen Beispielen wird der erste digitale Wert 214 als Sinus des fünften digitalen Wertes erzeugt.In some examples, the first digital value 214 is generated as the sine of the fifth digital value.

In einigen Beispielen wird der zweite digitale Wert 216 als Kosinus des achten digitalen Wertes erzeugt.In some examples, the second digital value 216 is generated as the cosine of the eighth digital value.

11 ist eine Darstellung eines Beispielszenarios 1100 mit einer siebten beispielhaften Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken, wobei die siebte beispielhafte Ausführungsform einen beispielhaften digitalen Signalmodulator 1150 eines Radarmodulationssignalgenerators (z. B. der beispielhafte Radarmodulationssignalgenerator 402) und/oder eine Rampengeneratorvorrichtung (z. B. die beispielhafte Rampengeneratorvorrichtung 502) umfasst. In einem Beispiel kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 dem beispielhaften digitalen Signalmodulator 212 entsprechen (und/oder als solcher verwendet werden) und/oder der beispielhaften Rampengeneratorvorrichtung 504. In einem Beispiel kann der digitale Signalmodulator 1150 einen DDFS, wie etwa einen NCO-basierten DDFS, umfassen. 11 11 is an illustration of an example scenario 1100 involving a seventh example embodiment of the techniques presented herein, the seventh example embodiment using an example digital signal modulator 1150 of a radar modulation signal generator (e.g., the example radar modulation signal generator 402) and/or a ramp generator device (e.g., example ramp generator device 502). In one example, example digital signal modulator 1150 may correspond to (and/or be used as) example digital signal modulator 212 and/or example ramp generator device 504. In one example, digital signal modulator 1150 may be a DDFS, such as an NCO-based DDFS , include.

Der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 kann mit einem oder mehreren Taktsignalen bereitgestellt werden, die ein erstes Taktsignal CLK 1, ein zweites Taktsignal CLK 2, und/oder ein drittes Taktsignal CLK 3 umfassen. Beispielsweise können das eine oder die mehreren Taktsignale von einem Taktgenerator 206 erzeugt werden(z. B. setzt der Taktgenerator 206 ein Zeitgebungssignal 204 in das eine oder die mehreren Taktsignale um). In einigen Beispielen sind eine Phase des ersten Taktsignals CLK 1 und eine Phase des zweiten Taktsignals CLK 2 in Quadratur.The example digital signal modulator 1150 may be provided with one or more clock signals including a first clock signal CLK 1 , a second clock signal CLK 2 , and/or a third clock signal CLK 3 . For example, the one or more clock signals may be generated by a clock generator 206 (e.g., the clock generator 206 converts a timing signal 204 into the one or more clock signals). In some examples, a phase of the first clock signal CLK 1 and a phase of the second clock signal CLK 2 are in quadrature.

Der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 kann einen ersten digitalen Wert 214 und einen zweiten digitalen Wert 216 erzeugen, wobei der erste digitale Wert 214 und/oder der zweite digitale Wert 216 einer Quadraturdarstellung eines Modulationssignals mit einer Modulationsfrequenz entspricht. In einigen Beispielen kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 unter Verwendung eines oder mehrerer erster Taktsignale erzeugen. Das eine oder die mehreren ersten Taktsignale können das erste Taktsignal CLK 1 und das zweite Taktsignal CLK2 umfassen. In einem Beispiel kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 den ersten digitalen Wert 214 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 erzeugen und/oder den zweiten digitalen Wert 216 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 erzeugen.The example digital signal modulator 1150 may generate a first digital value 214 and a second digital value 216, where the first digital value 214 and/or the second digital value 216 corresponds to a quadrature representation of a modulation signal having a modulation frequency. In some examples, the example digital signal modulator 1150 may generate the first digital value 214 and the second digital value 216 using one or more first clock signals. The one or more first clock signals may include the first clock signal CLK1 and the second clock signal CLK2. In an example, the example digital signal modulator 1150 may generate the first digital value 214 with the first clock signal CLK 1 and/or generate the second digital value 216 with the second clock signal CLK 2 .

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen ersten Integrator 904 (INTEGRATOR 1) (z. B. einen Frequenzakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der einen ansteigenden digitalen Wert 906 erzeugt. Beispielsweise kann der erste Integrator 904 das Delta-Frequenzsteuerwort (ΔFCW) 902 zum Erzeugen des ansteigenden digitalen Wertes 906 integrieren (z. B. kann der ansteigende digitale Wert 906 ein Frequenzsteuerwort (FCW) sein, wie etwa ein sägezahnförmiges FCW). In einigen Beispielen wird der erste Integrator 904 mit dem dritten Taktsignal CLK 3 zum Erzeugen des ansteigenden digitalen Wertes 906 betrieben.In some examples, the example digital signal modulator 1150 includes a first integrator 904 (INTEGRATOR 1) (e.g., a frequency accumulator that includes a flip-flop and/or a combination module such as a summer) that generates an increasing digital value 906 . For example, the first integrator 904 may integrate the delta frequency control word (ΔFCW) 902 to generate the increasing digital value 906 (e.g., the increasing digital value 906 may be a frequency control word (FCW), such as a sawtooth shaped FCW). In some examples, the first integrator 904 is operated with the third clock signal CLK 3 to generate the increasing digital value 906 .

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen zweiten Integrator 908 (z. B. einen Phasenakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der den ansteigenden digitalen Wert 906 zum Erzeugen eines ersten zyklischen digitalen Wertes 910 integriert. In einigen Beispielen wird der zweite Integrator 908 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes 910 betrieben (z. B. kann der erste zyklische digitale Wert 910 ein Phasenwert sein).In some examples, the example digital signal modulator 1150 includes a second integrator 908 (e.g., a phase accumulator that includes a flip-flop and/or a combination module such as a summer) that takes the increasing digital value 906 to generate a first cyclic digital value 910 integrated. In some examples, the second integrator 908 operates on the first clock signal CLK 1 to generate the first cyclic digital value 910 (e.g., the first cyclic digital value 910 may be a phase value).

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen ersten Quantisierer Q1, der erste Bits, die den ersten zyklischen digitalen Wert 910 angeben, zu zweiten Bits abschneidet, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1102 angeben. Zum Beispiel kann eine Anzahl von Bits der ersten Bits N und eine Anzahl von Bits der zweiten Bits P sein (z. B. können die zweiten Bits P höchstwertige Bits der ersten Bits sein), wobei P kleiner als N ist.In some examples, the example digital signal modulator 1150 includes a first quantizer Q1 that truncates first bits indicative of the first cyclic digital value 910 to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value 1102 . For example, a number of bits of the first bits may be N and a number of bits of the second bits may be P (e.g., the second bits may be P most significant bits of the first bits), where P is less than N.

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 ein erstes Rauschformungsmodul 1112, das einen dritten digitalen Wert 1114 auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers 1110 des ersten Quantisierers Q1 und eines vierten Wertes erzeugt. Zum Beispiel kann der erste Quantisierungsfehler 1110 E niedrigstwertige Bits der ersten Bits sein, wobei E eine Differenz zwischen N und P sein kann (z. B. kann eine Anzahl von Bits des ersten Quantisierungsfehlers 1110 E sein, wobei E = N - P). Der vierte Wert kann ein Zufallswert (z. B. ein echter Zufallswert oder ein Pseudo-Zufallswert) und/oder ein rauschgeformter Wert sein.In some examples, the example digital signal modulator 1150 includes a first noise shaping module 1112 that generates a third digital value 1114 based on a first quantization error 1110 of the first quantizer Q1 and a fourth value. For example, the first quantization error 1110 may be E least significant bits of the first bits, where E may be a difference between N and P (e.g., a number of bits of the first quantization error 1110 may be E, where E = N - P). The fourth value can be a random value (e.g. a true random value or a pseudo-random value) and/or a noise-shaped value.

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 ein erstes Kombinationsmodul 1104(z. B. einen Summierer) umfasst, das den dritten digitalen Wert 1114 mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1102 zum Erzeugen eines fünften digitalen Wertes 1106 kombiniert (z. B. summiert). In einem Beispiel kann der fünfte digitale Wert 1106 gleich einer Summe des dritten digitalen Wertes 1114 und des ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wertes 1102 sein (und/oder darauf basieren).In some examples, the example digital signal modulator 1150 includes a first combining module 1104 (e.g., a summer) that combines the third digital value 1114 with the first truncated cyclic digital value 1102 to generate a fifth digital value 1106 (e.g., summed up). In one example, the fifth digital value 1106 may be equal to (and/or based on) a sum of the third digital value 1114 and the first truncated cyclic digital value 1102 .

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen ersten digitalen Generator 916 (z. B. einen digitalen Koordinatenrotationsgenerator), der den ersten digitalen Wert 214 als Sinus des fünften digitalen Wertes 1106 erzeugt. In einigen Beispielen wird der erste digitale Generator 916 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 zum Erzeugen des ersten digitalen Wertes 214 betrieben. In einigen Beispielen umfasst der erste digitale Generator 916 eine Nachschlagetabelle mit Sinuswerten und/oder erzeugt den ersten digitalen Wert 214 auf der Grundlage der Nachschlagetabelle. Der erste digitale Wert 214 kann dem HF-DAC 218, z. B. für den I-Abschnitt 602 des HF-DAC 218, bereitgestellt werden.In some examples, the example digital signal modulator 1150 includes a first digital generator 916 (eg, a digital coordinate rotation generator) that generates the first digital value 214 as a sine of the fifth digital value 1106 . In some examples, the first digital generator 916 is operated with the first clock signal CLK 1 to generate the first digital value 214 . In some examples, the first includes digital Generator 916 a lookup table of sine values and/or generates the first digital value 214 based on the lookup table. The first digital value 214 can be sent to the RF DAC 218, e.g. for the I section 602 of the RF DAC 218.

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen dritten Integrator 928 (z. B. einen Phasenakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der den ansteigenden digitalen Wert 906 zum Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes 930 integriert. In einigen Beispielen wird der dritte Integrator 928 mit dem zweite Taktsignal CLK 2 zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes 930 betrieben (z. B. kann der zweite zyklische digitale Wert 930 ein Phasenwert sein).In some examples, the example digital signal modulator 1150 includes a third integrator 928 (e.g., a phase accumulator that includes a flip-flop and/or a combination module such as a summer) that takes the increasing digital value 906 to generate a second cyclic digital value 930 integrated. In some examples, the third integrator 928 operates on the second clock signal CLK 2 to generate the second cyclic digital value 930 (e.g., the second cyclic digital value 930 may be a phase value).

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen zweiten Quantisierer Q2, der dritte Bits, die den zweiten zyklischen digitalen Wert 930 angeben, zu vierten Bits abschneidet, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1124 angeben. Zum Beispiel kann eine Anzahl von Bits der dritten Bits N und eine Anzahl von Bits der vierte Bits P sein (z. B. können die vierten Bits P höchstwertige Bits der dritten Bits sein), wobei P kleiner als N ist.In some examples, the example digital signal modulator 1150 includes a second quantizer Q2 that truncates third bits indicative of the second cyclic digital value 930 to fourth bits indicative of a second truncated cyclic digital value 1124 . For example, a number of bits of the third bits may be N and a number of bits of the fourth bits may be P (e.g., the fourth bits may be P most significant bits of the third bits), where P is less than N.

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 ein zweites Rauschformungsmodul 1116, das einen sechsten digitalen Wert 1120 auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers 1118 des zweiten Quantisierers Q2 und eines siebten Wertes erzeugt. Zum Beispiel kann der zweite Quantisierungsfehler 1118 E niedrigstwertige Bits der dritten Bits sein, wobei E eine Differenz zwischen N und P sein kann (z. B. kann eine Anzahl von Bits des zweiten Quantisierungsfehlers 1118 E sein, wobei E = N - P). Der siebte Wert kann ein Zufallswert (z. B. ein echter Zufallswert oder ein Pseudo-Zufallswert) und/oder ein rauschgeformter Wert sein.In some examples, the example digital signal modulator 1150 includes a second noise shaping module 1116 that generates a sixth digital value 1120 based on a second quantization error 1118 of the second quantizer Q2 and a seventh value. For example, the second quantization error 1118 can be E least significant bits of the third bits, where E can be a difference between N and P (e.g., a number of bits of the second quantization error 1118 can be E, where E = N - P). The seventh value can be a random value (e.g. a true random value or a pseudo-random value) and/or a noise-shaped value.

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 ein zweites Kombinationsmodul 1122 (z. B. einen Summierer), das den sechsten digitalen Wert 1120 mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1124 zum Erzeugen eines achten digitalen Wertes 1126 kombiniert (z. B. summiert). In einem Beispiel kann der achte digitale Wert 1126 gleich einer Summe des sechsten digitalen Wertes 1120 und des zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wertes 1124 sein (und/oder darauf basieren).In some examples, the example digital signal modulator 1150 includes a second combining module 1122 (e.g., a summer) that combines (e.g., sums) the sixth digital value 1120 with the second truncated cyclic digital value 1124 to generate an eighth digital value 1126 ). In one example, the eighth digital value 1126 may be equal to (and/or based on) a sum of the sixth digital value 1120 and the second truncated cyclic digital value 1124 .

In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen zweiten digitalen Generator 936 (z. B. einen digitalen Koordinatenrotationsgenerator), der den zweiten digitalen Wert 216 als Kosinus des achten digitalen Wertes 1126 erzeugt. In einigen Beispielen wird der zweite digitale Generator 936 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 zum Erzeugen des zweiten digitalen Wertes 216 betrieben. In einigen Beispielen umfasst der zweite digitale Generator 936 eine Nachschlagetabelle mit Sinuswerten und/oder erzeugt den zweiten digitalen Wert 216 auf der Grundlage der Nachschlagetabelle. Der zweite digitale Wert 216 kann dem HF-DAC 218, z. B. für den Q-Abschnitt 604 des HF-DAC 218, bereitgestellt werden.In some examples, the example digital signal modulator 1150 includes a second digital generator 936 (eg, a digital coordinate rotation generator) that generates the second digital value 216 as the cosine of the eighth digital value 1126 . In some examples, the second digital generator 936 operates with the second clock signal CLK 2 to generate the second digital value 216 . In some examples, the second digital generator 936 includes a lookup table of sine values and/or generates the second digital value 216 based on the lookup table. The second digital value 216 can be sent to the RF DAC 218, e.g. for the Q section 604 of the RF DAC 218.

In einigen Beispielen wandelt der HF-DAC 218 unter Verwendung eines oder mehrerer zweiter Taktsignale den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 zum Erzeugen eines Sendesignals (z. B. eines analogen Hochfrequenzsignals, eines Radarsignals 126 und/oder eines Sendesignals 404) um, das eine Frequenzrampe gemäß den hier vorgestellten Techniken umfasst. In einigen Beispielen sind das eine oder die mehreren zweiten Taktsignale verschieden von dem einen oder den mehreren ersten Taktsignalen. Der HF-DAC 218 kann mit einem oder mehreren zweiten Taktsignalen zum Umwandeln des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 zum Erzeugen des Sendesignals betrieben werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann das eine oder die mehreren zweiten Taktsignale das gleiche sein wie das eine oder die mehreren ersten Taktsignale. In einem Beispiel kann der I-Abschnitt 602 des HF-DAC 218 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 und der Q-Abschnitt 604 des HF-DAC 218 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 betrieben werden (um z. B. den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 umzuwandeln und das Sendesignal zu erzeugen).In some examples, the RF DAC 218 converts the first digital value 214 and the second digital value 216 using one or more second clock signals to generate a transmit signal (e.g., an analog radio frequency signal, a radar signal 126, and/or a transmit signal 404) um, which includes a frequency ramp according to the techniques presented here. In some examples, the one or more second clock signals are different than the one or more first clock signals. The RF DAC 218 may operate with one or more second clock signals to convert the first digital value 214 and the second digital value 216 to generate the transmit signal. Alternatively and/or additionally, the one or more second clock signals may be the same as the one or more first clock signals. In one example, the I-section 602 of the RF DAC 218 may be operated with the first clock signal CLK 1 and the Q-section 604 of the RF DAC 218 with the second clock signal CLK 2 (e.g. to convert the first digital value 214 and convert the second digital value 216 and generate the transmit signal).

In den 12A-12B sind Beispiele für das erste Rauschformungsmodul 1112 und das zweite Rauschformungsmodul 1116 dargestellt. Das erste in 12A gezeigte Rauschformungsmodul 1112 ist ein Sigma-Delta-Rauschformungsmodul erster Ordnung. Es sind Ausführungsformen denkbar, bei denen das erste Rauschformungsmodul 1112 ein anderes als ein Rauschformungsmodul erster Ordnung ist (z. B. kann das erste Rauschformungsmodul 1112 ein Rauschformungsmodul zweiter, dritter usw. Ordnung sein). Es sind Ausführungsformen denkbar, bei denen das erste Rauschformungsmodul 1112 eine andere Art von Rauschformungsmodul ist (ein anderes als ein Sigma-Delta-Rauschformungsmodul). In einem Beispiel, in dem das erste Rauschformungsmodul 1112 ein Rauschformungsmodul erster Ordnung ist, kann der dritte digitale Wert 1114, der vom ersten Rauschformungsmodul 1112 erzeugt wird, ein Ein-Bit-Wert sein. Das erste Rauschformungsmodul 1112 kann ein drittes Kombinationsmodul 1202 (z. B. einen Summierer) umfassen, das den ersten Quantisierungsfehler 1110 mit dem vierten Wert (dargestellt mit der Bezugsnummer 1220) zum Erzeugen eines neunten Wertes 1204 kombiniert. In einem Beispiel kann der neunte Wert 1204 gleich dem ersten Quantisierungsfehler 1110, subtrahiert vom vierten Wert 1220, sein (und/oder darauf basieren). Der vierte Wert 1220 (z. B. ein rauschgeformter Wert und/oder ein Zufallswert wie etwa ein echter Zufallswert oder ein Pseudo-Zufallswert) kann von einem ersten DAC 1218 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der erste DAC 1218 den vierten Wert 1220 auf der Grundlage einer Ausgabe des ersten Rauschformungsmoduls 1112 erzeugen (z. B. kann die Ausgabe dem dritten digitalen Wert 1114 entsprechen). In einigen Beispielen kann das erste Rauschformungsmodul 1112 ein erstes Flip-Flop 1212 umfassen. Das erste Flip-Flop 1212 kann mit dem ersten Taktsignal CLK 1 betrieben werden. In einigen Beispielen kann das erste Flip-Flop 1212 einen ersten Flip-Flop-Ausgangswert 1214 für einen dritten Quantisierer 1216 bereitstellen. Zum Beispiel kann das erste Flip-Flop 1212 den ersten Flip-Flop-Ausgangswert 1214 auf der Grundlage eines zehnten Wertes 1208 erzeugen, der von einem vierten Kombinationsmodul 1206 erzeugt wird (z. B. kann der zehnte Wert 1208 einer Kombination aus dem neunten Wert 1204 und einem Ausgang des ersten Flip-Flops 1212 entsprechen). In einigen Beispielen bilden das vierte Kombinationsmodul 1206 und das erste Flip-Flop 1212 einen Integrator. In einigen Beispielen kann der dritte Quantisierer 1216 den dritten digitalen Wert 1114 auf der Grundlage des ersten Flip-Flop-Ausgangswertes 1214 erzeugen. In einem Beispiel, in dem der dritte digitale Wert 1114 ein Ein-Bit-Wert ist, kann der dritte Quantisierer 1216 den dritten digitalen Wert 1114 als 1 (oder 0) auf der Grundlage des ersten Flip-Flop-Ausgangswertes 1214 erzeugen, der kleiner als ein Schwellenwert ist, und/oder der dritte Quantisierer 1216 kann den dritten digitalen Wert 1114 als 1 (oder 0) auf der Grundlage des ersten Flip-Flop-Ausgangswertes 1214 erzeugen, der den Schwellenwert erreicht. In einigen Beispielen kann der dritte digitale Wert 1114 ein Zufallswert (z. B. ein echter Zufallswert oder ein Pseudo-Zufallswert) und/oder ein rauschgeformter Wert sein.In the 12A-12B Examples of the first noise shaping module 1112 and the second noise shaping module 1116 are shown. The first in 12A The noise shaping module 1112 shown is a first order sigma-delta noise shaping module. Embodiments are contemplated where the first noise shaper 1112 is other than a first order noise shaper (e.g., the first noise shaper 1112 may be a second, third, etc. order noise shaper). Embodiments are conceivable in which the first noise shaping module 1112 is a different type of noise shaping module (other than a sigma-delta noise shaping module). In an example where the first noise shaper 1112 is a first order noise shaper, the third digital value 1114 generated by the first noise shaper 1112 may be a one-bit value. The first noise shaping module 1112 may include a third combining module 1202 (e.g., a summer) that includes the combines the first quantization error 1110 with the fourth value (shown with reference numeral 1220) to produce a ninth value 1204. In one example, the ninth value 1204 may be equal to (and/or based on) the first quantization error 1110 subtracted from the fourth value 1220 . The fourth value 1220 (e.g., a noise-shaped value and/or a random value, such as a true random value or a pseudo-random value) may be provided by a first DAC 1218 . For example, the first DAC 1218 may generate the fourth value 1220 based on an output of the first noise shaping module 1112 (e.g., the output may correspond to the third digital value 1114). In some examples, the first noise shaping module 1112 may include a first flip-flop 1212 . The first flip-flop 1212 can be operated with the first clock signal CLK 1 . In some examples, the first flip-flop 1212 may provide a first flip-flop output value 1214 to a third quantizer 1216 . For example, the first flip-flop 1212 may generate the first flip-flop output value 1214 based on a tenth value 1208 generated by a fourth combination module 1206 (eg, the tenth value 1208 may be a combination of the ninth value 1204 and an output of the first flip-flop 1212). In some examples, the fourth combinational module 1206 and the first flip-flop 1212 form an integrator. In some examples, the third quantizer 1216 may generate the third digital value 1114 based on the first flip-flop output value 1214 . In an example where the third digital value 1114 is a one-bit value, the third quantizer 1216 may generate the third digital value 1114 as 1 (or 0) based on the first flip-flop output value 1214 being smaller than a threshold, and/or the third quantizer 1216 may generate the third digital value 1114 as 1 (or 0) based on the first flip-flop output value 1214 meeting the threshold. In some examples, the third digital value 1114 may be a random value (e.g., a true random value or a pseudo-random value) and/or a noise-shaped value.

Das zweite in 12B gezeigte Rauschformungsmodul 1116 ist ein Sigma-Delta-Rauschformungsmodul erster Ordnung. Es sind Ausführungsformen denkbar, bei denen das zweite Rauschformungsmodul 1116 ein anderes als ein Rauschformungsmodul erster Ordnung ist (z. B. kann das zweite Rauschformungsmodul 1116 ein Rauschformungsmodul zweiter, dritter usw. Ordnung sein). Es sind Ausführungsformen denkbar, bei denen das zweite Rauschformungsmodul 1116 eine andere Art von Rauschformungsmodul ist (ein anderes als ein Sigma-Delta-Rauschformungsmodul). In einem Beispiel, in dem das zweite Rauschformungsmodul 1116 ein Rauschformungsmodul erster Ordnung ist, kann der sechste digitale Wert 1120, der vom zweiten Rauschformungsmodul 1116 erzeugt wird, ein Ein-Bit-Wert sein. Das zweite Rauschformungsmodul 1116 kann ein fünftes Kombinationsmodul 1224 (z. B. einen Summierer) umfassen, das den zweiten Quantisierungsfehler 1118 mit dem siebten Wert (dargestellt mit der Bezugsnummer 1242) zum Erzeugen eines elften Wertes 1226 kombiniert (z. B. summiert). In einem Beispiel kann der elfte Wert 1226 gleich dem zweiten Quantisierungsfehler 1118, subtrahiert vom siebten Wert 1242, sein (und/oder darauf basieren). Der siebte Wert 1242 (z. B. ein rauschgeformter Wert und/oder ein Zufallswert wie etwa ein echter Zufallswert oder ein Pseudo-Zufallswert) kann von einem zweiten DAC 1240 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der zweite DAC 1240 den siebten Wert 1242 auf der Grundlage einer Ausgabe des zweiten Rauschformungsmoduls 1116 erzeugen (z. B. kann die Ausgabe dem sechsten digitalen Wert 1120 entsprechen). In einigen Beispielen kann das zweite Rauschformungsmodul 1116 ein zweites Flip-Flop 1234 umfassen. Das zweite Flip-Flop 1234 kann mit dem zweiten Taktsignal CLK2 betrieben werden. In einigen Beispielen kann das zweite Flip-Flop 1234 einen zweiten Flip-Flop-Ausgangswert 1236 für einen vierten Quantisierer 1238 bereitstellen. Zum Beispiel kann das zweite Flip-Flop 1234 den zweiten Flip-Flop-Ausgangswert 1236 auf der Grundlage eines zwölften Wertes 1230 erzeugen, der von einem sechsten Kombinationsmodul 1228 erzeugt wird (z. B. kann der zwölfte Wert 1230 einer Kombination aus dem elften Wert 1226 und einem Ausgang des zweiten Flip-Flops 1234 entsprechen). In einigen Beispielen bilden das sechste Kombinationsmodul 1228 und das zweite Flip-Flop 1234 einen Integrator. In einigen Beispielen kann der vierte Quantisierer 1238 den sechsten digitalen Wert 1120 auf der Grundlage des zweiten Flip-Flop-Ausgangswertes 1236 erzeugen. In einem Beispiel, in dem der sechste digitale Wert 1120 ein Ein-Bit-Wert ist, kann der vierte Quantisierer 1238 den sechsten digitalen Wert 1120 als 1 (oder 0) auf der Grundlage des zweiten Flip-Flop-Ausgangswertes 1236 erzeugen, der kleiner als ein Schwellenwert ist, und/oder der vierte Quantisierer 1238 kann den sechsten digitalen Wert 1120 als 1 (oder 0) auf der Grundlage des zweiten Flip-Flop-Ausgangswertes 1236 erzeugen, der den Schwellenwert erreicht. In einigen Beispielen kann der sechste digitale Wert 1120 ein Zufallswert (z. B. ein echter Zufallswert oder ein Pseudo-Zufallswert) und/oder ein rauschgeformter Wert sein.The second in 12B The noise shaping module 1116 shown is a first order sigma-delta noise shaping module. Embodiments are contemplated where the second noise shaper 1116 is other than a first order noise shaper (e.g., the second noise shaper 1116 may be a second, third, etc. order noise shaper). Embodiments are conceivable in which the second noise shaping module 1116 is a different type of noise shaping module (other than a sigma-delta noise shaping module). In an example where the second noise shaper 1116 is a first order noise shaper, the sixth digital value 1120 generated by the second noise shaper 1116 may be a one-bit value. The second noise shaping module 1116 may include a fifth combining module 1224 (e.g., a summer) that combines (e.g., sums) the second quantization error 1118 with the seventh value (shown with reference numeral 1242) to produce an eleventh value 1226. In one example, the eleventh value 1226 may be equal to (and/or based on) the second quantization error 1118 subtracted from the seventh value 1242. The seventh value 1242 (e.g., a noise-shaped value and/or a random value such as a true random value or a pseudo-random value) may be provided by a second DAC 1240 . For example, the second DAC 1240 may generate the seventh value 1242 based on an output of the second noise shaping module 1116 (e.g., the output may correspond to the sixth digital value 1120). In some examples, the second noise shaping module 1116 may include a second flip-flop 1234 . The second flip-flop 1234 can be operated with the second clock signal CLK2. In some examples, the second flip-flop 1234 can provide a second flip-flop output value 1236 to a fourth quantizer 1238 . For example, the second flip-flop 1234 may generate the second flip-flop output value 1236 based on a twelfth value 1230 generated by a sixth combination module 1228 (eg, the twelfth value 1230 may be a combination of the eleventh value 1226 and an output of the second flip-flop 1234). In some examples, the sixth combinational module 1228 and the second flip-flop 1234 form an integrator. In some examples, the fourth quantizer 1238 can generate the sixth digital value 1120 based on the second flip-flop output value 1236 . In an example where the sixth digital value 1120 is a one-bit value, the fourth quantizer 1238 may generate the sixth digital value 1120 as 1 (or 0) based on the second flip-flop output value 1236, which is smaller as a threshold, and/or the fourth quantizer 1238 may generate the sixth digital value 1120 as 1 (or 0) based on the second flip-flop output value 1236 meeting the threshold. In some examples, the sixth digital value 1120 may be a random value (e.g., a true random value or a pseudo-random value) and/or a noise-shaped value.

In einigen Ausführungsformen können Aspekte des beispielhafte digitale Signalmodulators 950 der 9A-9B und des beispielhafte digitale Signalmodulators 1150 der 11 kombiniert werden. Zum Beispiel ist 13 eine Darstellung eines Beispielszenarios 1300 mit einer achten beispielhaften Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken, wobei die achte beispielhafte Ausführungsform einen beispielhaften digitalen Signalmodulator 1350 eines Radarmodulationssignalgenerators (z. B. der beispielhafte Radarmodulationssignalgenerator 402) und/oder eine Rampengeneratorvorrichtung (z. B. die beispielhafte Rampengeneratorvorrichtung 502) umfasst. In einem Beispiel kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 1350 dem beispielhaften digitalen Signalmodulator 212 entsprechen (und/oder als solcher verwendet werden) und/oder der beispielhaften Rampengeneratorvorrichtung 504. In einem Beispiel kann der digitale Signalmodulator 1150 einen DDFS, wie etwa einen NCO-basierten DDFS, umfassen. Der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 kann eine oder mehrere Komponenten (z. B. mindestens eines vom Phasenversatzgenerator 920, dem Zufallswertgenerator 926, dem ersten Quantisierer Q1, dem zweiten Quantisierer Q2, dem ersten Rauschformungsmodul 1112, dem zweiten Rauschformungsmodul 1116 usw.) des beispielhaften digitalen Signalmodulators 950 und des beispielhaften digitalen Signalmodulators 1150 umfassen. In einem in 13 gezeigten Beispiel kann das erste Kombinationsmodul 912 den dritten digitalen Wert 914 als Eingang für den ersten Quantisierer Q1 bereitstellen und/oder das zweite Kombinationsmodul 932 kann den vierten digitalen Wert 934 als Eingang für den zweiten Quantisierer Q2 bereitstellen.In some embodiments, aspects of the example digital signal modulator 950 of FIG 9A-9B and the exemplary digital signal modulator 1150 of FIG 11 be combined. For example is 13 an illustration of an example scenario 1300 with an eighth example A tenth embodiment of the techniques presented herein, the eighth example embodiment comprising an example digital signal modulator 1350 of a radar modulation signal generator (e.g. example radar modulation signal generator 402) and/or a ramp generator device (e.g. example ramp generator device 502). In one example, example digital signal modulator 1350 may correspond to (and/or be used as) example digital signal modulator 212 and/or example ramp generator device 504. In one example, digital signal modulator 1150 may be a DDFS, such as an NCO-based DDFS , include. The example digital signal modulator 1150 may include one or more components (e.g., at least one of the phase offset generator 920, the random number generator 926, the first quantizer Q1, the second quantizer Q2, the first noise shaping module 1112, the second noise shaping module 1116, etc.) of the example digital signal modulator 950 and the exemplary digital signal modulator 1150. in a 13 In the example shown, the first combination module 912 can provide the third digital value 914 as an input to the first quantizer Q1 and/or the second combination module 932 can provide the fourth digital value 934 as an input to the second quantizer Q2.

H. Weitere technische AuswirkungenH. Other Technical Implications

Einige Ausführungsformen des Erzeugens eines ersten digitalen Wertes 212 und eines zweiten digitalen Wertes 214 entsprechend den hier vorgestellten Techniken können eine Vielzahl von technischen Merkmalen im Vergleich zu anderen Ausführungsformen ermöglichen, die die hier vorgestellten Techniken nicht verwenden.Some embodiments of generating a first digital value 212 and a second digital value 214 according to the techniques presented here may enable a variety of technical features compared to other embodiments that do not use the techniques presented here.

Die Trunkierung (z. B. Quantisierung unter Verwendung des ersten Quantisierers Q1 und/oder des zweiten Quantisierers Q2) digitaler Werte (z. B. zyklischer digitaler Werte wie Phasenwerte) sorgt für geringere Kosten, geringeren Stromverbrauch, geringere Hardwaregröße und/oder geringere Hardwarekomplexität (z. B. durch Verringerung der Anzahl von Bits der digitalen Werte von N auf P). In einem Beispiel, um eine Anzahl von Bits digitaler Werte von N auf P zu reduzieren (z. B. um eine oder mehrere Einschränkungen zu erfüllen, wie eine Einschränkung der Hardwarekomplexität des digitalen Signalmodulators und/oder eine Einschränkung der Hardwaregröße des digitalen Signalmodulators), kann es notwendig und/oder zwingend sein, dass ein digitaler Signalmodulator (z. B. ein DDFS) eine Quantisierung durchführt. Die Quantisierung kann jedoch einen periodischen Trunkierungsfehler einführen, der auf einem Quantisierungsfehler der Quantisierung und/oder einer Anzahl abgeschnittener Bits der Quantisierung basiert (z. B. in einem Beispiel, in dem die Quantisierung durchgeführt wird, um N Bits auf P Bits abzuschneiden, kann die Menge der abgeschnittenen Bits eine Differenz zwischen N und P sein), wobei der periodische Trunkierungsfehler zu Rauschen und/oder Störausschlägen führen kann.Truncation (e.g., quantization using the first quantizer Q1 and/or the second quantizer Q2) of digital values (e.g., cyclic digital values such as phase values) provides lower cost, lower power consumption, lower hardware size, and/or lower hardware complexity (e.g. by reducing the number of bits of the digital values from N to P). In one example, to reduce a number of bits of digital values from N to P (e.g., to satisfy one or more constraints, such as a hardware complexity constraint of the digital signal modulator and/or a hardware size constraint of the digital signal modulator), it may be necessary and/or mandatory for a digital signal modulator (e.g. a DDFS) to perform quantization. However, the quantization may introduce a periodic truncation error based on a quantization error of the quantization and/or a number of truncated bits of the quantization (e.g. in an example where the quantization is performed to truncate N bits to P bits, the amount of truncated bits may be a difference between N and P) where the periodic truncation error may introduce noise and/or spikes.

Eine vierte technische Auswirkung, die ein Sendesignal (z. B. ein analoges Hochfrequenzsignal, ein Radarsignal 126 und/oder ein Sendesignal 404), das gemäß den hier vorgestellten Techniken moduliert wurde, aufweisen kann, beinhaltet die Abschwächung und/oder Vermeidung von Rauschen und/oder Störausschlägen, die durch die Quantisierung digitaler Werte (z. B. Phasenwerte) eingeführt werden. Dementsprechend kann die Quantisierung unter Verwendung einer oder mehrerer der hierin beschriebenen Techniken verwendet werden, um Kosten, Stromverbrauch und/oder Hardware zu reduzieren und gleichzeitig mit der Quantisierung verbundenes Rauschen und/oder Störausschläge zu vermeiden und/oder abzuschwächen.A fourth technical effect that a transmit signal (e.g., an analog radio frequency signal, a radar signal 126, and/or a transmit signal 404) modulated according to the techniques presented herein may have involves mitigating and/or avoiding noise and /or spurs introduced by quantization of digital values (e.g. phase values). Accordingly, quantization using one or more of the techniques described herein may be used to reduce cost, power consumption, and/or hardware while avoiding and/or mitigating noise and/or spikes associated with quantization.

Die Abschwächung und/oder Vermeidung von Rauschen und/oder Störausschlägen kann ein Ergebnis des Erzeugens des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes (z. B. eines zufälligen Anfangsphasenwertes) sein, wie etwa des zufälligen Phasenwertes 924 (z. B. Kombination eines Phasenwertes, wie etwa des ersten zyklischen digitalen Wertes 910, mit dem zufälligen Phasenwert), wie etwa durch Hinzufügen eines zufälligen Phasenwertes (z. B. eines zufälligen Anfangsphasenwertes) am Beginn jeder Frequenzrampe, die unter Verwendung des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 erzeugt wird. 14 zeigt einen Beispieldatensatz 1400, der die Auswirkung des Hinzufügens zufälliger Phasenwerte am Anfang von Frequenzrampen unter Verwendung einer oder mehrerer der hier beschriebenen Techniken auf die Störausschlagpegel demonstriert. Im Beispieldatensatz 1400 von 14 stellt die durchgezogene Kurve ein erstes Zwischensignal (bei Zwischenfrequenzen) dar, das unter Verwendung des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes entsprechend einer oder mehrerer der hier beschriebenen Techniken erzeugt wird. Die gepunktete Kurve stellt ein zweites Zwischensignal (mit Zwischenfrequenzen) dar, das ohne Verwendung eines zufälligen Phasenwertes entsprechend einer oder mehrerer der hier beschriebenen Techniken erzeugt wird. Eine vertikale Achse des Beispieldatensatzes 1400 kann den Störausschlagpegeln entsprechen (in Einheiten von Dezibel relativ zum Träger (dBc)). Eine horizontale Achse des Beispieldatensatzes 1400 kann der Frequenz entsprechen (in Einheiten von 107 Hertz). Das erste Zwischensignal und das zweite Zwischensignal können B = 16, P = 6 und R = 4 zugeordnet werden, wobei B einer Anzahl von Bits für die Phasenauflösung entspricht (z. B. einer Anzahl von Bits erster Bits, die einen ersten zyklischen digitalen Wert 910 angeben, und/oder einer Anzahl von Bits dritter Bits, die einen zweiten zyklischen digitalen Wert 930 angeben), P einer Anzahl von Bits für die quantisierte Phasenauflösung entspricht (z. B. einer Anzahl von Bits zweiter Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1102 angeben, und/oder einer Anzahl von Bits vierter Bits, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1124 angeben) und/oder R einer Anzahl von Bits entspricht, die für die HF-DAC-Amplitudenauflösung verwendet werden. Das erste Zwischensignal wird aus 10 Rampen (z. B. Rampensignale mit 10 Frequenzrampen) verarbeitet, die mit 10 zufälligen Anfangsphasen übertragen werden (z. B. wird jede Frequenzrampe der 10 Frequenzrampen mit einer zufälligen Anfangsphase der 10 zufälligen Anfangsphasen übertragen). Das zweite Zwischensignal wird aus einem einzigen Rampensignal verarbeitet. Das erste Zwischensignal zeigt eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses um 5 bis 15 Dezibel (z. B. etwa 10 Dezibel) im Vergleich zum zweiten Zwischensignal.The mitigation and/or prevention of noise and/or glitches may be a result of generating the first digital value 214 and the second digital value 216 based on a random phase value (e.g., a random initial phase value), such as the random phase value 924 (e.g. combining a phase value, such as the first cyclic digital value 910, with the random phase value), such as by adding a random phase value (e.g. a random initial phase value) at the beginning of each frequency ramp calculated using the first digital value 214 and the second digital value 216 is generated. 14 14 shows an example data set 1400 that demonstrates the effect of adding random phase values at the beginning of frequency ramps using one or more of the techniques described herein on noise swing levels. In the example record 1400 from 14 the solid curve represents a first intermediate signal (at intermediate frequencies) generated using the first digital value 214 and the second digital value 216 based on a random phase value according to one or more of the techniques described herein. The dotted curve represents a second intermediate signal (at intermediate frequencies) generated without using a random phase value according to one or more of the techniques described herein. A vertical axis of the example data set 1400 may correspond to the clutter levels (in units of decibels relative to the carrier (dBc)). A horizontal axis of example data set 1400 may be Fri frequency (in units of 10 7 hertz). The first intermediate signal and the second intermediate signal can be mapped to B=16, P=6, and R=4, where B corresponds to a number of bits for phase resolution (e.g., a number of bits of first bits representing a first cyclic digital value 910 indicate, and/or a number of bits of third bits indicating a second cyclic digital value 930), P corresponds to a number of bits for the quantized phase resolution (e.g. a number of bits of second bits indicating a first truncated cyclic indicating digital value 1102, and/or a number of bits fourth bits indicating a second truncated cyclic digital value 1124) and/or R corresponds to a number of bits used for RF DAC amplitude resolution. The first intermediate signal is processed from 10 ramps (e.g. ramp signals with 10 frequency ramps) transmitted with 10 random initial phases (e.g. each frequency ramp of the 10 frequency ramps is transmitted with a random initial phase of the 10 random initial phases). The second intermediate signal is processed from a single ramp signal. The first intermediate signal shows an improvement in signal-to-noise ratio of 5 to 15 decibels (e.g., about 10 decibels) compared to the second intermediate signal.

Alternativ und/oder zusätzlich kann die Abschwächung und/oder Vermeidung von Rauschen und/oder Störausschlägen ein Ergebnis der Erzeugung des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 durch Rauschformung sein (z. B. mit dem ersten Rauschformungsmodul 1112 und/oder dem zweiten Rauschformungsmodul 1116).Alternatively and/or additionally, the mitigation and/or avoidance of noise and/or glitches may be a result of generating the first digital value 214 and the second digital value 216 by noise shaping (e.g. with the first noise shaping module 1112 and/or the second noise shaping module 1116).

In den 15A-15B sind Beispielspektrogramme dargestellt, die die Auswirkung der Erzeugung von Signalrampen auf der Grundlage digitaler Werte (z. B. des ersten digitalen Wertes 214 und/oder des zweiten digitalen Wertes 216), die durch Rauschformung unter Verwendung einer oder mehrerer der hier beschriebenen Techniken erzeugt werden, auf die Störausschlagspegel zeigen. Die vertikalen Achsen der Beispielspektrogramme können der Zeit entsprechen (in Einheiten von Mikrosekunden). Die horizontalen Achsen der Beispielspektrogramme können der Frequenz entsprechen (in Einheiten von Gigahertz). Die Farbintensität der Beispielspektrogramme ändert sich mit der Leistung. Das erste Beispielspektrogramm 1500 von 15A und das zweite Beispielsspektrogramm 1550 von 15B zeigen eine gewünschte Rampe 1502 von 7 Gigahertz auf 9 Gigahertz in einer Dauer von 10 Mikrosekunden. Das erste Beispielspektrogramm 1500 ist repräsentativ für ein erstes Rampensignal (z. B. ein Sendesignal, wie etwa ein analoges Hochfrequenzsignal, ein Radarsignal 126 und/oder ein Sendesignal 404), das ohne die hier vorgestellten Techniken zum Durchführen von Rauschformung erzeugt wird. Das zweite Beispielspektrogramm 1550 ist repräsentativ für ein zweites Rampensignal (z. B. ein Sendesignal, wie ein analoges Hochfrequenzsignal, ein Radarsignal 126 und/oder ein Sendesignal 404), das mit Rauschformung gemäß einer oder mehrerer der hier beschriebenen Techniken erzeugt wird (z. B. unter Verwendung des ersten Rauschformungsmoduls 1112 und/oder des zweiten Rauschformungsmoduls 1116). Das erste Rampensignal und das zweite Rampensignal können N = 16, P = 6 und R = 4 zugeordnet werden, wobei N einer Anzahl von Bits für die Phasenauflösung entspricht (z. B. einer Anzahl von Bits erster Bits, die einen ersten zyklischen digitalen Wert 910 angeben, und/oder einer Anzahl von Bits dritter Bits, die einen zweiten zyklischen digitalen Wert 930 angeben), P einer Anzahl von Bits für die quantisierte Phasenauflösung entspricht (z. B. einer Anzahl von Bits zweiter Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1102 angeben, und/oder einer Anzahl von Bits vierter Bits, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1124 angeben) und/oder R einer Anzahl von Bits entspricht, die für die HF-DAC-Amplitudenauflösung verwendet werden. Wie in den Beispielspektrogrammen der 15A-15B gezeigt, ist die spektrale Reinheit des zweiten Rampensignals im Vergleich zum ersten Rampensignal verbessert. Beispielsweise weist das erste Rampensignal von 15A im Vergleich zum zweiten Rampensignal von 15B mehr unerwünschte Frequenzrampen auf, die bei niedrigeren Leistungspegeln um 8 Gigahertz zentriert sind (wie etwa aufgrund von Störausschlägen, die durch Phasenabschneidefehler verursacht werden). Im zweiten Rampensignal wird jedoch ein periodischer Phasenabschneidefehler aufgrund der Rauschformung abgeschwächt und/oder vermieden.In the 15A-15B Illustrated are example spectrograms showing the effect of generating signal ramps based on digital values (e.g., first digital value 214 and/or second digital value 216) generated by noise shaping using one or more of the techniques described herein , pointing to the noise levels. The vertical axes of the example spectrograms may correspond to time (in units of microseconds). The horizontal axes of the example spectrograms may correspond to frequency (in units of gigahertz). The color intensity of the example spectrograms changes with power. The first sample spectrogram 1500 from 15A and the second example spectrogram 1550 of 15B show a desired ramp 1502 from 7 gigahertz to 9 gigahertz in a duration of 10 microseconds. The first example spectrogram 1500 is representative of a first ramp signal (e.g., a transmit signal, such as an analog radio frequency signal, a radar signal 126, and/or a transmit signal 404) generated without the techniques for performing noise shaping presented herein. The second example spectrogram 1550 is representative of a second ramp signal (e.g., a transmit signal, such as an analog radio frequency signal, a radar signal 126, and/or a transmit signal 404) generated with noise shaping according to one or more techniques described herein (e.g., B. using the first noise shaping module 1112 and/or the second noise shaping module 1116). The first ramp signal and the second ramp signal can be mapped to N=16, P=6, and R=4, where N corresponds to a number of bits for phase resolution (e.g., a number of bits of first bits representing a first cyclic digital value 910 indicate, and/or a number of bits of third bits indicating a second cyclic digital value 930), P corresponds to a number of bits for the quantized phase resolution (e.g. a number of bits of second bits indicating a first truncated cyclic indicating digital value 1102, and/or a number of bits fourth bits indicating a second truncated cyclic digital value 1124) and/or R corresponds to a number of bits used for RF DAC amplitude resolution. As in the sample spectrograms of 15A-15B shown, the spectral purity of the second ramp signal is improved compared to the first ramp signal. For example, the first ramp signal from 15A compared to the second ramp signal of 15B exhibits more unwanted frequency ramps centered around 8 gigahertz at lower power levels (such as due to spurious swings caused by phase clipping errors). In the second ramp signal, however, a periodic phase clipping error is mitigated and/or avoided due to the noise shaping.

In 16 sind Beispieldatensätze dargestellt, die die Auswirkung der Erzeugung von Signalrampen auf der Grundlage digitaler Werte (z. B. des ersten digitalen Wertes 214 und/oder des zweiten digitalen Wertes 216), die durch Durchführen von Rauschformung unter Verwendung einer oder mehrerer der hier beschriebenen Techniken erzeugt werden, auf die Störausschlagspegel zeigen. Die vertikalen Achsen der Beispieldatensätze können den Störausschlagspegeln (in Einheiten von Dezibel relativ zum Träger (dBc)) entsprechen. Die horizontalen Achsen der Beispieldatensätze können der Frequenz entsprechen (in Einheiten von Gigahertz). Der erste Beispieldatensatz 1600 von 16 zeigt eine durchgezogene Kurve, die einen ersten HF-DAC-Ausgang darstellt (z. B. den Ausgang des HF-DAC 218 vor der Filterung), der auf der Grundlage des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 erzeugt wird, die durch Durchführen von Rauschformung erzeugt werden (z. B. Rauschformung erster Ordnung, die durch das erste Rauschformungsmodul 1112 und/oder das zweite Rauschformungsmodul 1116 durchgeführt wird). Der zweite Beispieldatensatz 1650 von 16 zeigt eine gepunktete Kurve, die einen zweiten HF-DAC-Ausgang darstellt (z. B. den Ausgang des HF-DAC 218 vor der Filterung), der auf der Grundlage des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 erzeugt wurde, ohne dass die hier vorgestellten Techniken zum Durchführen von Rauschformung verwendet wurden. Beispielsweise kann die durchgezogene Kurve des ersten Beispieldatensatzes 1600 eine Fast-Fourier-Transformation (FFT) des ersten HF-DAC-Ausgangs sein und die gepunktete Kurve des zweiten Beispieldatensatzes 1650 kann eine FFT des zweiten HF-DAC-Ausgangs sein. Wie im ersten Beispieldatensatz 1600 und im zweiten Beispieldatensatz 1650 gezeigt, kann das Rauschen des ersten HF-DAC-Ausgangs im Vergleich zum zweiten HF-DAC-Ausgang zu höheren Frequenzen verschoben sein, wie etwa aufgrund eines Tiefpassfiltereffekts einer Rückkopplungsschleife, die mit der Rauschformung verbunden ist (z. B. eine Rückkopplungsschleife des ersten Rauschformungsmoduls 1112 und/oder des zweiten Rauschformungsmoduls 1116).In 16 Illustrated is example data sets that demonstrate the effect of generating signal ramps based on digital values (e.g., first digital value 214 and/or second digital value 216) obtained by performing noise shaping using one or more of the techniques described herein are generated pointing to the spur levels. The vertical axes of the example data sets may correspond to the noise levels (in units of decibels relative to the carrier (dBc)). The horizontal axes of the example datasets may correspond to frequency (in units of gigahertz). The first sample record 1600 from 16 FIG. 12 shows a solid curve representing a first RF DAC output (e.g., the output of the RF DAC 218 before filtering) generated based on the first digital value 214 and the second digital value 216, the generated by performing noise shaping (e.g. first-order noise shaping produced by the first noise shaping module 1112 and/or the second noise shaping module 1116 is performed). The second sample record 1650 from 16 12 shows a dotted curve representing a second RF DAC output (e.g., the output of the RF DAC 218 before filtering) generated based on the first digital value 214 and the second digital value 216, without that the techniques presented here were used to perform noise shaping. For example, the solid curve of the first sample data set 1600 may be a Fast Fourier Transform (FFT) of the first RF DAC output and the dotted curve of the second sample data set 1650 may be an FFT of the second RF DAC output. As shown in the first example data set 1600 and the second example data set 1650, the noise of the first RF DAC output may be shifted to higher frequencies compared to the second RF DAC output, such as due to a low-pass filter effect of a feedback loop associated with noise shaping (e.g., a feedback loop of the first noise shaping module 1112 and/or the second noise shaping module 1116).

In 17-19 sind Beispieldatensätze dargestellt, die die Auswirkung der Erzeugung von Signalrampen auf der Grundlage digitaler Werte (z. B. des ersten digitalen Wertes 214 und/oder des zweiten digitalen Wertes 216), die durch Durchführen von Rauschformung unter Verwendung einer oder mehrerer der hier beschriebenen Techniken erzeugt werden, auf die Störausschlagspegel zeigen. Die vertikalen Achsen der Beispieldatensätze in 17-19 können den Störausschlagspegeln (in Einheiten von Dezibel relativ zum Träger (dBc)) entsprechen. Die horizontalen Achsen der Beispieldatensätze in 17-19 können der Frequenz entsprechen (in Einheiten von 107 Hertz). Die Beispieldatensätze von 17-19 umfassen Kurven, die für Zwischensignale (bei Zwischenfrequenzen) repräsentativ sind. Ein Zwischensignal der Zwischensignale (und/oder jedes Zwischensignal der Zwischensignale) wird verarbeitet durch (i) Senden eines Rampensignals, das eine oder mehrere Frequenzrampen umfasst, über einen Sender, wobei das Rampensignal von einem Ziel reflektiert wird, (ii) Abwärtswandeln des reflektierten Rampensignals in der Frequenz unter Verwendung eines Mischers, und/oder (iii) Verwenden einer Verarbeitungseinheit (z. B. einer Basisbandverarbeitungseinheit) zum Erzeugen einer FFT (z. B. einer 1-dimensionalen FFT) aus einem Ausgangssignal des Mischers. Die Zwischensignale können N = 16, P = 6 und R = 4 zugeordnet werden, wobei N einer Anzahl von Bits für die Phasenauflösung entspricht (z. B. einer Anzahl von Bits erster Bits, die einen ersten zyklischen digitalen Wert 910 angeben, und/oder einer Anzahl von Bits dritter Bits, die einen zweiten zyklischen digitalen Wert 930 angeben), P einer Anzahl von Bits für die quantisierte Phasenauflösung entspricht (z. B. einer Anzahl von Bits zweiter Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1102 angeben, und/oder einer Anzahl von Bits vierter Bits, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1124 angeben) und/oder R einer Anzahl von Bits entspricht, die für die HF-DAC-Amplitudenauflösung verwendet werden. Die Zielbereiche der Beispieldatensätze von 18-19 können kleiner sein als ein Zielbereich des Beispieldatensatzes von 17.In 17-19 Illustrated is example data sets that demonstrate the effect of generating signal ramps based on digital values (e.g., first digital value 214 and/or second digital value 216) obtained by performing noise shaping using one or more of the techniques described herein are generated pointing to the spur levels. The vertical axes of the sample datasets in 17-19 may correspond to noise deflection levels (in units of decibels relative to the carrier (dBc)). The horizontal axes of the sample datasets in 17-19 can correspond to frequency (in units of 10 7 hertz). The sample records of 17-19 include curves representative of intermediate signals (at intermediate frequencies). An intermediate signal of the intermediate signals (and/or each intermediate signal of the intermediate signals) is processed by (i) transmitting a ramp signal comprising one or more frequency ramps via a transmitter, the ramp signal being reflected from a target, (ii) downconverting the reflected ramp signal in frequency using a mixer, and/or (iii) using a processing unit (e.g. a baseband processing unit) to generate an FFT (e.g. a 1-dimensional FFT) from an output signal of the mixer. The intermediate signals can be assigned N=16, P=6 and R=4, where N corresponds to a number of bits for the phase resolution (e.g. a number of bits of first bits indicating a first cyclic digital value 910 and/or or a number of bits of third bits indicating a second cyclic digital value 930), P corresponds to a number of bits for the quantized phase resolution (e.g. a number of bits of second bits indicating a first truncated cyclic digital value 1102, and/or a number of bits of fourth bits indicating a second truncated cyclic digital value 1124) and/or R corresponds to a number of bits used for RF DAC amplitude resolution. The target ranges of the sample data sets from 18-19 can be smaller than a target range of the sample dataset from 17 .

In den Beispieldatensätzen 1700, 1800 und 1900 von 17-19 stellen die durchgezogenen Kurven erste Zwischensignale dar, die auf dem ersten digitalen Wert 214 und dem zweiten digitalen Wert 216 basieren, wobei der erste digitale Wert 214 und der zweite digitale Wert 216 durch Durchführen von Rauschformung unter Verwendung einer oder mehrerer der hier beschriebenen Techniken erzeugt werden. Die gepunkteten Kurven stellen zweite Zwischensignale dar, die auf dem ersten digitalen Wert 214 und dem zweiten digitalen Wert 216 basieren, wobei der erste digitale Wert 214 und der zweite digitale Wert 216 ohne die hier vorgestellten Techniken zum Durchführen von Rauschformung erzeugt werden.In the sample records 1700, 1800, and 1900 from 17-19 the solid curves represent first intermediate signals based on the first digital value 214 and the second digital value 216, where the first digital value 214 and the second digital value 216 are generated by performing noise shaping using one or more of the techniques described herein . The dotted curves represent second intermediate signals based on the first digital value 214 and the second digital value 216, where the first digital value 214 and the second digital value 216 are generated without the techniques for performing noise shaping presented herein.

I. Zusammenfassung der AnsprücheI. Summary of Claims

Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst: Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch: Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analoge Signals, wobei der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen; Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz; und Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes a method of detecting a range at a radar frequency. The method includes: performing a conversion of a timing signal to an analog signal by: generating, corresponding to the timing signal, a first digital value and a second digital value based on a random phase value and converting the first digital value and the second digital value at a radio frequency - digital-to-analog converter for generating the analog signal, wherein the first digital value and/or the second digital value correspond to a quadrature representation of a radar modulation signal; applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and combining the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine the distance.

Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Die Vorrichtung umfasst: Mittel zum Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch: Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analoge Signals, wobei der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen; Mittel zum Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz; und Mittel zum Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes an apparatus for determining a range at a radar frequency. The apparatus comprises: means for performing a conversion of a timing signal into an analog signal by: generating, corresponding to the timing signal, a first digital value and a second digital value based on a random phase value and converting the first digital value and the second digital value value with a high-frequency digital-to-analog converter for generating the analog signal, the first digital value and/or the second digital value corresponding to a quadrature representation of a radar modulation signal; means for applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and means for combining the transmitted signal and a received signal comprising a reflection of the transmitted signal to determine the distance.

Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Rampengeneratorvorrichtung, die folgende Elemente umfasst: einen Phasenregelkreis, der ein Taktsignal bereitstellt; einen Taktgenerator, der das Taktsignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umsetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen; einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes erzeugt, wobei der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals entspricht; und einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals umwandelt, das eine Frequenzrampe umfasst.An embodiment of the techniques disclosed herein includes a ramp generator apparatus comprising: a phase locked loop providing a clock signal; a clock generator that converts the clock signal into a plurality of clock signals including one or more first clock signals and one or more second clock signals; a digital ramp generator that generates a first digital value and a second digital value based on a random phase value using the one or more first clock signals, the first digital value and/or the second digital value corresponding to a quadrature representation of a ramp modulation signal; and a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals.

Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst das Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch Erzeugen eines ersten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines ersten Quantisierers, erster Bits, die den ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines ersten digitalen Wertes auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines zweiten Wertes, Kombinieren des ersten digitalen Wertes mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines vierten digitalen Wertes auf der Grundlage des dritten digitalen Wertes, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, von dritten Bits, die den zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines fünften digitalen Wertes auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines sechsten Wertes, Kombinieren des fünften digitalen Wertes mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digital Wert zum Erzeugen eines siebten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines achten digitalen Wertes auf der Grundlage des siebten digitalen Wertes, und Umsetzen des vierten digitalen Wertes und des achten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals, wobei der vierte digitale Wert und/oder der achte digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen; Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignal auf der Radarfrequenz; und Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes a method of detecting a range at a radar frequency. The method includes performing a conversion of a timing signal to an analog signal by generating a first cyclic digital value, truncating, using a first quantizer, first bits indicative of the first cyclic digital value to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value value, generating a first digital value based on a first quantization error of the first quantizer and a second value, combining the first digital value with the first truncated cyclic digital value to generate a third digital value, generating according to the timing signal a fourth digital value value based on the third digital value, generating a second cyclic digital value, clipping using a second quantizer, generating a second cyclic digital value, clipping using a second quantizer from third bits indicating the second cyclic digital value to fourth bits indicating a second truncated cyclic digital value, generating a fifth digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a sixth value, combining the fifth digital value with the second truncated cyclic digital value for generating a seventh digital value, generating, according to the timing signal, an eighth digital value based on the seventh digital value, and converting the fourth digital value and the eighth digital value with a high frequency digital to analog converter for generating the analog signal, wherein the fourth digital value and/or the eighth digital value correspond to a quadrature representation of a radar modulation signal; applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and combining the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine the distance.

Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Vorrichtung zum Erfassen einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Die Vorrichtung umfasst: Mittel zum Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch Erzeugen eines ersten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines ersten Quantisierers, erster Bits, die den ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines ersten digitalen Wertes auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines zweiten Wertes, Kombinieren des ersten digitalen Wertes mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines vierten digitalen Wertes auf der Grundlage des dritten digitalen Wertes, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, von dritten Bits, die den zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines fünften digitalen Wertes auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines sechsten Wertes, Kombinieren des fünften digitalen Wertes mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digital Wert zum Erzeugen eines siebten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines achten digitalen Wertes auf der Grundlage des siebten digitalen Wertes, und Umsetzen des vierten digitalen Wertes und des achten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals, wobei der vierte digitale Wert und/oder der achte digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen; Mittel zum Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignal auf der Radarfrequenz; und Mittel zum Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes an apparatus for detecting a range at a radar frequency. The apparatus comprises: means for performing a conversion of a timing signal to an analog signal by generating a first cyclic digital value, truncating, using a first quantizer, first bits indicative of the first cyclic digital value to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value, generating a first digital value based on a first quantization error of the first quantizer and a second value, combining the first digital value with the first truncated cyclic digital value to generate a third digital value, generating, according to the timing signal, a fourth digital value based on the third digital value, generating a second cyclic digital value, truncation using a second quantizer, generating a second cyclic digital value, truncation using a second quantizer rers, from third bits indicating the second cyclic digital value to fourth bits indicating a second truncated cyclic digital value, generating a fifth digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a sixth value, combining the fifth digital value with the second truncated cyclic digital value to generate a seventh digital value, generating, according to the timing signal, an eighth digital value based on the seventh digital value, and converting the fourth digital value and the eighth digital value with a high frequency digital analog converters for generating the analog signal, wherein the fourth digital value and/or the eighth digital value correspond to a quadrature representation of a radar modulation signal; means for applying the transformation to generate a transmit signal on the radar frequency; and means for combining the transmitted signal and a received signal comprising a reflection of the transmitted signal to determine the distance.

Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Rampengeneratorvorrichtung, die folgende Elemente umfasst: einen Phasenregelkreis, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt; einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umsetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen; einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert erzeugt, wobei der digitale Rampengenerator einen ersten Quantisierer, der erste Bits, die einen ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, abschneidet, ein erstes Rauschformungsmodul, das einen dritten digitalen Wert auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines vierten Wertes erzeugt, ein erstes Kombinationsmodul, das den dritten digitalen Wert mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines fünften digitalen Wertes kombiniert, einen zweiten Quantisierer, der dritte Bits, die einen zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits abschneidet, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, ein zweites Rauschformungsmodul, das einen sechsten digitalen Wert auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines siebten Wertes erzeugt, und ein zweites Kombinationsmodul, das den sechsten digitalen Wert mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines achten digitalen Wertes kombiniert, und wobei der erste digitale Wert auf dem fünften digitalen Wert basiert, der zweite digitale Wert auf dem achten digitalen Wert basiert und der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals entsprechen; und einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals umwandelt, das eine Frequenzrampe umfasst.One embodiment of the techniques disclosed herein includes a ramp generator apparatus comprising: a phase locked loop providing a timing signal; a clock generator that converts the timing signal into a plurality of clock signals including one or more first clock signals and one or more second clock signals; a digital ramp generator that generates a first digital value and a second digital value using the one or more first clock signals, the digital ramp generator having a first quantizer that converts first bits indicative of a first cyclic digital value to second bits that specifying a first truncated cyclic digital value, a first noise shaping module that generates a third digital value based on a first quantization error of the first quantizer and a fourth value, a first combining module that combines the third digital value with the first truncated cyclic digital value for generating a fifth digital value, a second quantizer truncating third bits indicative of a second cyclic digital value to fourth bits indicative of a second truncated cyclic digital value, a second noise shaping module providing a sixth di generates a digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a seventh value, and a second combining module that combines the sixth digital value with the second truncated cyclic digital value to generate an eighth digital value, and wherein the first digital value is based on the fifth digital value, the second digital value is based on the eighth digital value, and at least one of the first digital value and the second digital value corresponds to a quadrature representation of a ramp modulation signal; and a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals.

Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst: Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch: Erzeugen eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes, die Quadraturdarstellungen eines Radarmodulationssignals sind, entsprechend dem Zeitgebungssignal, und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals; Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz; und Vergleichen des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen einer Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes a method of detecting a range at a radar frequency. The method includes: performing a conversion of a timing signal to an analog signal by: generating a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a radar modulation signal corresponding to the timing signal, and converting the first digital value and the second digital value at a radio frequency -digital-to-analog converter for generating the analog signal; applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and comparing the transmitted signal and a received signal that includes a reflection of the transmitted signal to determine a distance.

Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Die Vorrichtung umfasst: Mittel zum Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch: Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes, die Quadraturdarstellungen eines Radarmodulationssignals sind, und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals; Mittel zum Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz; und Mittel zum Vergleichen des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen einer Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes an apparatus for determining a range at a radar frequency. The apparatus comprises: means for performing a conversion of a timing signal to an analog signal by: generating, corresponding to the timing signal, a first digital value and a second digital value which are quadrature representations of a radar modulation signal, and converting the first digital value and the second digital value with a high-frequency digital-to-analog converter for generating the analog signal; means for applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and means for comparing the transmitted signal and a received signal that includes a reflection of the transmitted signal to determine a distance.

Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst einen Radarmodulationssignalgenerator, der folgende Elemente umfasst: einen Phasenregelkreis, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt; einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in ein erstes Taktsignal und ein zweites Taktsignal umsetzt; einen Radarmodulator, der beim ersten Taktsignal einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert erzeugt, die Quadraturdarstellungen eines Modulationssignals bei einer Modulationsfrequenz sind; einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des zweiten Taktsignals den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Signals umwandelt; einen Sender, der auf der Grundlage des analogen Signals ein Sendesignal bei der Radarfrequenz erzeugt; einen Empfänger, der eine Reflexion des Sendesignals empfängt; und einen Entfernungsbestimmer, der die Reflexion und das Sendesignal zum Bestimmen einer Entfernung vergleicht.One embodiment of the techniques disclosed herein includes a radar modulation signal generator that includes: a phase-locked loop that provides a timing signal; a clock generator that converts the timing signal into a first clock signal and a second clock signal; a radar modulator that generates at the first clock signal a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a modulation signal at a modulation frequency; a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate an analog signal using the second clock signal; a transmitter that generates a transmit signal at the radar frequency based on the analog signal; a receiver that receives a reflection of the transmission signal; and a range finder that compares the reflection and the transmit signal to determine a range.

Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Rampe. Die Vorrichtung umfasst: Mittel zum Bereitstellen eines Zeitgebungssignals; Mittel zum Umsetzen des Zeitgebungssignals in ein erstes Taktsignal und ein zweites Taktsignal; Mittel zum Erzeugen, mit dem ersten Taktsignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes, die Quadraturdarstellungen eines Rampenmodulationssignals sind; und Mittel zum Umwandeln, unter Verwendung des zweiten Taktsignals, des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzrampensignals.One embodiment of the techniques disclosed herein includes an apparatus for generating a ramp. The device comprises: means for providing a timing signal; means for converting the timing signal into a first clock signal and a second clock signal; means for generating, with the first clock signal, a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a ramp modulation signal; and Means of Converting, under Ver using the second clock signal, the first digital value, and the second digital value to generate an analog high frequency ramp signal.

J. Verwendung von BegriffenJ. Use of Terms

Wenngleich der Gegenstand in einer Sprache beschrieben wurde, die sich auf strukturelle Merkmale und/oder methodische Vorgänge bezieht, sollte klar sein, dass der in den beigefügten Ansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die oben beschriebenen spezifischen Merkmale oder Vorgänge beschränkt ist. Vielmehr werden die oben beschriebenen spezifischen Merkmale und Vorgänge als beispielhafte Formen der Umsetzung der Ansprüche offenbart.Although the subject matter has been described in language related to structural features and/or methodical acts, it should be understood that the subject matter defined in the appended claims is not necessarily limited to the specific features or acts described above. Rather, the specific features and acts described above are disclosed as example forms of implementing the claims.

Die in dieser Anmeldung verwendeten Begriffe „Komponente“, „Modul“, „System“, „Schnittstelle“ und dergleichen beziehen sich im Allgemeinen auf eine computerbezogene Einheit, entweder Hardware, eine Kombination aus Hardware und Software, Software oder Software in Ausführung. Eine oder mehrere Komponenten können auf einem Computer lokalisiert und/oder auf zwei oder mehrere Computer verteilt sein.As used in this application, the terms “component,” “module,” “system,” “interface,” and the like generally refer to a computing-related entity, either hardware, a combination of hardware and software, software, or software in implementation. One or more components may be localized on one computer and/or distributed across two or more computers.

Darüber hinaus kann der beanspruchte Gegenstand als Verfahren, Vorrichtung oder Herstellungsgegenstand unter Verwendung von standardmäßigen Programmier- und/oder technischen Verfahren implementiert werden, zum Erzeugen von Software, Firmware, Hardware oder einer beliebigen Kombination davon, um einen Computer zur Implementierung des offenbarten Gegenstands zu steuern. Der Begriff „Herstellungsgegenstand“, wie er hier verwendet wird, soll ein Computerprogramm umfassen, auf das von einem beliebigen computerlesbaren Gerät, Träger oder Medium zugegriffen werden kann. Für Fachleute wird offensichtlich sein, dass viele Änderungen an dieser Auslegung vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang oder der Geist des beanspruchten Gegenstandes verlassen wird.Furthermore, the claimed subject matter may be implemented as a method, apparatus, or article of manufacture using standard programming and/or engineering techniques to generate software, firmware, hardware, or any combination thereof to control a computer to implement the disclosed subject matter . The term “article of manufacture” as used herein is intended to encompass a computer program accessible from any computer-readable device, carrier, or medium. It will be apparent to those skilled in the art that many changes can be made in this design without departing from the scope or spirit of the claimed subject matter.

Hier werden verschiedene Ausführungsformen zur Verfügung gestellt. In einer Ausführungsform können ein oder mehrere der beschriebenen Vorgänge computerlesbare Anweisungen darstellen, die auf einem oder mehreren computerlesbaren Medien gespeichert sind und die, wenn sie von einer Rechenvorrichtung ausgeführt werden, die Rechenvorrichtung veranlassen, die beschriebenen Vorgänge durchzuführen. Die Reihenfolge, in der einige oder alle Vorgänge beschrieben werden, ist nicht so zu verstehen, dass diese Vorgänge notwendigerweise von der Reihenfolge abhängig sind. Fachleuten werden anhand der vorliegenden Beschreibung alternative Reihenfolgen erkennen. Es versteht sich, dass nicht alle Vorgänge notwendigerweise in jeder hier bereitgestellten Ausführungsform vorhanden sind.Various embodiments are provided here. In one embodiment, one or more of the acts described may represent computer-readable instructions, stored on one or more computer-readable media, that, when executed by a computing device, cause the computing device to perform the acts described. The order in which some or all acts are described should not be construed to imply that those acts are necessarily order dependent. Alternative orders will be apparent to those skilled in the art based on the present description. It should be understood that not all acts are necessarily present in every embodiment provided herein.

Jeder Aspekt oder jede Konstruktion, der/das hier als „Beispiel“ beschrieben wird, ist nicht unbedingt als vorteilhaft gegenüber anderen Aspekten oder Konstruktionen zu verstehen. Die Verwendung des Wortes „Beispiel“ soll vielmehr einen möglichen Aspekt und/oder eine mögliche Umsetzung darstellen, der/die zu den hier vorgestellten Techniken gehören kann. Solche Beispiele sind für diese Techniken nicht erforderlich und auch nicht als einschränkend gedacht. Verschiedene Ausführungsformen solcher Techniken können ein solches Beispiel allein oder in Kombination mit anderen Merkmalen enthalten und/oder das dargestellte Beispiel variieren und/oder weglassen.Any aspect or design described herein as an "example" is not necessarily to be construed as advantageous over any other aspect or design. Rather, the use of the word "example" is intended to represent one possible aspect and/or implementation that may pertain to the techniques presented herein. Such examples are not required of these techniques, nor are they intended to be limiting. Various embodiments of such techniques may include such example alone or in combination with other features and/or vary and/or omit the example presented.

Der in dieser Anmeldung verwendete Begriff „oder“ ist als ein einschließendes „oder“ und nicht als ein ausschließendes „oder“ zu verstehen. Das heißt, sofern nicht anders angegeben oder aus dem Kontext klar hervorgeht, ist mit „X verwendet A oder B“ eine beliebige der natürlichen, einschließenden Permutationen gemeint. Das heißt, wenn gilt: X verwendet A; X verwendet B; oder X verwendet sowohl A als auch B, dann ist „X verwendet A oder B“ in jedem der vorgenannten Fälle erfüllt. Darüber hinaus können die Artikel „ein“ und „eine“, wie sie in dieser Anmeldung und den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, im Allgemeinen so ausgelegt werden, dass sie „ein oder mehrere“ bedeuten, sofern nicht anders angegeben oder aus dem Kontext klar hervorgeht, dass sie sich auf eine Singularform beziehen.As used in this application, the term "or" is to be understood as an inclusive "or" and not as an exclusive "or". That is, unless otherwise stated or clear from the context, "X uses A or B" means any of the natural, inclusive permutations. That is, if: X uses A; X uses B; or X uses both A and B, then "X uses A or B" is true in either of the above cases. Additionally, as used in this application and the appended claims, the articles "a" and "an" can generally be construed to mean "one or more" unless otherwise specified or clear from the context that they refer to a singular form.

Auch wenn die Offenbarung in Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen gezeigt und beschrieben wurde, werden andere Fachleute auf der Grundlage des Lesens und Verstehens dieser Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen gleichwertige Änderungen und Modifikationen vornehmen. Die Offenbarung umfasst alle derartigen Modifikationen und Änderungen und ist nur durch den Umfang der folgenden Ansprüche beschränkt. Insbesondere im Hinblick auf die verschiedenen Funktionen, die von den oben beschriebenen Komponenten (z. B. Elementen, Ressourcen usw.) ausgeführt werden, sollen die zur Beschreibung solcher Komponenten verwendeten Begriffe, sofern nicht anders angegeben, einer beliebigen Komponente entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (z. B. die funktionell äquivalent ist), auch wenn sie strukturell nicht äquivalent zu der offenbarten Struktur ist, die die Funktion in den hier dargestellten Beispielimplementierungen der Offenbarung ausführt. Darüber hinaus kann ein bestimmtes Merkmal der Offenbarung zwar nur in Bezug auf eine von mehreren Implementierungen offenbart worden sein, doch kann dieses Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie es für eine beliebige gegebene oder spezifische Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann. Ferner, soweit die Begriffe „beinhaltet“, „mit“, „hat“, „aufweist“ oder Varianten davon in der ausführlichen Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, sind diese Begriffe in ähnlicher Weise wie der Begriff „umfassend“ als einschließend zu verstehenAlthough the disclosure has been shown and described with respect to one or more implementations, equivalent changes and modifications will be made by others skilled in the art based on a reading and understanding of this specification and the accompanying drawings. The disclosure includes all such modifications and alterations and is limited only by the scope of the following claims. With particular regard to the various functions performed by the components described above (e.g., elements, resources, etc.), the terms used to describe such components, unless otherwise specified, are intended to correspond to any component that has the specified performs the function of the described component (e.g., which is functionally equivalent), even if not structurally equivalent to the disclosed structure, which performs the function in the example implementations of the disclosure presented herein. Furthermore, while a particular feature of the disclosure may have been disclosed with respect to only one of multiple implementations, that feature may times combined with one or more other features of the other implementations as may be desirable and advantageous for any given or specific application. Furthermore, to the extent that the terms "includes,""having,""has,""having," or variants thereof are used in the detailed description or the claims, those terms are to be construed as inclusive in a manner similar to the term "comprising."

Claims (20)

Verfahren zum Erfassen einer Entfernung bei einer Radarfrequenz, wobei das Verfahren folgende Vorgänge umfasst: Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch: Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes, wobei mindestens einer vom ersten digitalen Wert und dem zweiten digitalen Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entspricht, und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals; Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz; und Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.A method of detecting a range at a radar frequency, the method comprising the acts of: Performing a timing signal to analog signal conversion by: generating, corresponding to the timing signal, a first digital value and a second digital value based on a random phase value, at least one of the first digital value and the second digital value corresponding to a quadrature representation of a radar modulation signal, and converting the first digital value and the second digital value with a high frequency digital to analog converter to generate the analog signal; applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and Combining the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine the distance. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes umfasst: Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit einem ersten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes, wobei der erste digitale Wert auf dem dritten digitalen Wert basiert; und Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit einem zweiten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines vierten digitalen Wertes, wobei der zweite digitale Wert auf dem vierten digitalen Wert basiert.procedure after claim 1 wherein generating the first digital value and the second digital value comprises: combining the random phase value with a first cyclic digital value to generate a third digital value, the first digital value being based on the third digital value; and combining the random phase value with a second cyclic digital value to produce a fourth digital value, the second digital value being based on the fourth digital value. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erzeugen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes umfasst: Erzeugen des ersten digitalen Wertes als Sinus des dritten digitalen Wertes; und Erzeugen des zweiten digitalen Wertes als Kosinus des vierten digitalen Wertes.procedure after claim 2 , wherein generating the first digital value and the second digital value comprises: generating the first digital value as a sine of the third digital value; and generating the second digital value as the cosine of the fourth digital value. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Erzeugen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes umfasst: Erzeugen eines ansteigenden digitalen Wertes; Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes unter Verwendung eines ersten Integrators zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes; und Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes mit einem zweiten Integrator zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes.procedure after claim 2 or 3 , wherein generating the first digital value and the second digital value comprises: generating an increasing digital value; integrating the increasing digital value using a first integrator to produce the first cyclic digital value; and integrating the increasing digital value with a second integrator to produce the second cyclic digital value. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei: das Radarmodulationssignal eine Frequenzrampe umfasst; der zufällige Phasenwert ein zufälliger Anfangsphasenwert ist; und das Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit dem ersten zyklischen digitalen Wert und das Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert zu Beginn der Frequenzrampe durchgeführt werden.Procedure according to one of claims 2 until 4 , wherein: the radar modulation signal comprises a frequency ramp; the random phase value is a random initial phase value; and combining the random phase value with the first cyclic digital value and combining the random phase value with the second cyclic digital value are performed at the beginning of the frequency ramp. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das Radarmodulationssignal eine Frequenzrampe umfasst.Procedure according to one of Claims 1 until 5 , wherein: the radar modulation signal comprises a frequency ramp. Rampengeneratorvorrichtung, umfassend: einen Phasenregelkreis, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt; einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umsetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen; einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes erzeugt, wobei mindestens einer vom ersten digitalen Wert und dem zweiten digitalen Wert einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals entsprechen; und einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals, das eine Frequenzrampe umfasst, umwandelt.Ramp generator device comprising: a phase locked loop providing a timing signal; a clock generator that converts the timing signal into a plurality of clock signals including one or more first clock signals and one or more second clock signals; a digital ramp generator that generates a first digital value and a second digital value based on a random phase value using the one or more first clock signals, at least one of the first digital value and the second digital value corresponding to a quadrature representation of a ramp modulation signal; and a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals. Rampengeneratorvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der digitale Rampengenerator umfasst: ein erstes Kombinationsmodul, das den zufälligen Phasenwert mit einem ersten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes kombiniert, wobei der erste digitale Wert auf dem dritten digitalen Wert basiert; und ein zweites Kombinationsmodul, das den zufälligen Phasenwert mit einem zweiten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines vierten digitalen Wertes kombiniert, wobei der zweite digitale Wert auf dem vierten digitalen Wert basiert.Ramp generator device according to claim 7 wherein the digital ramp generator comprises: a first combining module that combines the random phase value with a first cyclic digital value to generate a third digital value, the first digital value being based on the third digital value; and a second combining module that combines the random phase value with a second cyclic digital value to generate a fourth digital value, the second digital value being based on the fourth digital value. Rampengeneratorvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der digitale Rampengenerator umfasst: einen ersten digitalen Generator, der den ersten digitalen Wert als Sinus des dritten digitalen Wertes erzeugt; und einen zweiten digitalen Generator, der den zweiten digitalen Wert als Kosinus des vierten digitalen Wertes erzeugt.Ramp generator device according to claim 8 , where the digital ramp generator comprises: a first digital generator that generates the first digital value as a sine of the third digital value; and a second digital generator that generates the second digital value as the cosine of the fourth digital value. Rampengeneratorvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der digitale Rampengenerator umfasst: einen ersten Integrator, der einen ansteigenden digitalen Wert erzeugt; einen zweiten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes integriert; und einen dritten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes integriert.Ramp generator device according to claim 8 , wherein the digital ramp generator comprises: a first integrator that generates an increasing digital value; a second integrator that integrates the increasing digital value to generate the first cyclic digital value; and a third integrator that integrates the increasing digital value to generate the second cyclic digital value. Rampengeneratorvorrichtung nach Anspruch 8, wobei: der zufällige Phasenwert ein zufälliger Anfangsphasenwert ist; und das erste Kombinationsmodul den zufälligen Phasenwert mit dem ersten zyklischen digitalen Wert kombiniert und das zweite Kombinationsmodul den zufälligen Phasenwert mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert beim Beginn der Frequenzrampe kombiniert.Ramp generator device according to claim 8 , where: the random phase value is a random initial phase value; and the first combining module combines the random phase value with the first cyclic digital value and the second combining module combines the random phase value with the second cyclic digital value at the beginning of the frequency ramp. Verfahren zum Erfassen einer Entfernung bei einer Radarfrequenz, wobei das Verfahren folgende Vorgänge umfasst: Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch: Erzeugen eines ersten zyklischen digitalen Wertes; Abschneiden, unter Verwendung eines ersten Quantisierers, von ersten Bits, die den ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben; Erzeugen eines ersten digitalen Wertes auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines zweiten Wertes; Kombinieren des ersten digitalen Wertes mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes; Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines vierten digitalen Wertes, der auf dem dritten digitalen Wert basiert; Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes; Abschneiden, unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, von dritten Bits, die den zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben; Erzeugen eines fünften digitalen Wertes auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines sechsten Wertes; Kombinieren des fünften digitalen Wertes mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines siebten digitalen Wertes; Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines achten digitalen Wertes auf der Grundlage des siebten digitalen Wertes, wobei mindestens einer vom vierten digitalen Wert und dem achten digitalen Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entspricht; und Umsetzen des vierten digitalen Wertes und des achten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals; Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz; und Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.A method of detecting a range at a radar frequency, the method comprising the acts of: Performing a timing signal to analog signal conversion by: generating a first cyclic digital value; truncating, using a first quantizer, first bits indicative of the first cyclic digital value to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value; generating a first digital value based on a first quantization error of the first quantizer and a second value; combining the first digital value with the first truncated cyclic digital value to produce a third digital value; generating, according to the timing signal, a fourth digital value based on the third digital value; generating a second cyclic digital value; truncating, using a second quantizer, third bits indicative of the second cyclic digital value to fourth bits indicative of a second truncated cyclic digital value; generating a fifth digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a sixth value; combining the fifth digital value with the second truncated cyclic digital value to produce a seventh digital value; generating, corresponding to the timing signal, an eighth digital value based on the seventh digital value, wherein at least one of the fourth digital value and the eighth digital value corresponds to a quadrature representation of a radar modulation signal; and converting the fourth digital value and the eighth digital value with a high frequency digital to analog converter to generate the analog signal; applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and Combining the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine the distance. Verfahren nach Anspruch 12, umfassend: Erzeugen eines ansteigenden digitalen Wertes, wobei: das Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes das Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes unter Verwendung eines ersten Integrators zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes umfasst; und das Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes das Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes unter Verwendung eines zweiten Integrators zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes umfasst.procedure after claim 12 comprising: generating an increasing digital value, wherein: generating the first cyclic digital value comprises integrating the increasing digital value using a first integrator to generate the first cyclic digital value; and generating the second cyclic digital value comprises integrating the increasing digital value using a second integrator to generate the second cyclic digital value. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei: das Erzeugen des vierten digitalen Wertes das Erzeugen des vierten digitalen Wertes als Sinus des dritten digitalen Wertes umfasst; und das Erzeugen des achten digitalen Wertes das Erzeugen des achten digitalen Wertes als Kosinus des siebten digitalen Wertes umfasst.procedure after claim 12 or 13 , wherein: generating the fourth digital value comprises generating the fourth digital value as a sine of the third digital value; and generating the eighth digital value comprises generating the eighth digital value as the cosine of the seventh digital value. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei: der zweite Wert mindestens einer von einem ersten Zufallswert oder einem ersten rauschgeformten Wert ist; und der sechste Wert mindestens einer von einem zweiten Zufallswert oder einem zweiten rauschgeformten Wert ist.Procedure according to one of Claims 12 until 14 , wherein: the second value is at least one of a first random value and a first noise-shaped value; and the sixth value is at least one of a second random value and a second noise-shaped value. Rampengeneratorvorrichtung, umfassend: einen Phasenregelkreis, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt; einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umsetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen; einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert erzeugt, wobei: der digitale Rampengenerator umfasst: einen ersten Quantisierer, der erste Bits, die einen ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits abschneidet, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben; ein erstes Rauschformungsmodul, das einen dritten digitalen Wert auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines vierten Wertes erzeugt; ein erstes Kombinationsmodul, das den dritten digitalen Wert mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines fünften digitalen Wertes kombiniert; einen zweiten Quantisierer, der dritte Bits, die einen zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits abschneidet, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben; ein zweites Rauschformungsmodul, das einen sechsten digitalen Wert auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines siebten Wertes erzeugt; und ein zweites Kombinationsmodul, das den sechsten digitalen Wert mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines achten digitalen Wertes kombiniert; der erste digitale Wert auf dem fünften digitalen Wert basiert; der zweite digitale Wert auf dem achten digitalen Wert basiert; und mindestens einer vom ersten digitalen Wert oder dem zweiten digitalen Wert einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals entspricht; und einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals, das eine Frequenzrampe umfasst, umwandelt.A ramp generator apparatus comprising: a phase locked loop providing a timing signal; a clock generator that converts the timing signal into a plurality of clock signals including one or more first clock signals and one or more second clock signals; a digital ramp generator generating a first digital value and a two generates the th digital value, wherein: the digital ramp generator comprises: a first quantizer that truncates first bits indicative of a first cyclic digital value to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value; a first noise shaping module that generates a third digital value based on a first quantization error of the first quantizer and a fourth value; a first combining module that combines the third digital value with the first truncated cyclic digital value to generate a fifth digital value; a second quantizer that truncates third bits indicative of a second cyclic digital value to fourth bits indicative of a second truncated cyclic digital value; a second noise shaping module that generates a sixth digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a seventh value; and a second combining module that combines the sixth digital value with the second truncated cyclic digital value to produce an eighth digital value; the first digital value is based on the fifth digital value; the second digital value is based on the eighth digital value; and at least one of the first digital value and the second digital value corresponds to a quadrature representation of a ramp modulation signal; and a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals. Rampengeneratorvorrichtung nach Anspruch 16, wobei der digitale Rampengenerator umfasst: einen ersten Integrator, der einen ansteigenden digitalen Wert erzeugt; und einen zweiten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes integriert; und einen dritten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes integriert.Ramp generator device according to Claim 16 , wherein the digital ramp generator comprises: a first integrator that generates an increasing digital value; and a second integrator that integrates the increasing digital value to produce the first cyclic digital value; and a third integrator that integrates the increasing digital value to generate the second cyclic digital value. Rampengeneratorvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei der digitale Rampengenerator umfasst: einen ersten digitalen Generator, der den ersten digitalen Wert als Sinus des fünften digitalen Wertes erzeugt; und einen zweiten digitalen Generator, der den zweiten digitalen Wert als Kosinus des achten digitalen Wertes erzeugt.Ramp generator device according to Claim 16 or 17 , wherein the digital ramp generator comprises: a first digital generator that generates the first digital value as a sine of the fifth digital value; and a second digital generator that generates the second digital value as the cosine of the eighth digital value. Rampengeneratorvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei: der vierte Wert ein erster Zufallswert ist; und der siebte Wert ein zweiter Zufallswert ist.Ramp generator device according to one of Claims 16 until 18 , where: the fourth value is a first random value; and the seventh value is a second random value. Rampengeneratorvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei: der vierte Wert ein erster rauschgeformter Wert ist; und der siebte Wert ein zweiter rauschgeformter Wert ist.Ramp generator device according to one of Claims 16 until 19 , where: the fourth value is a first noise-shaped value; and the seventh value is a second noise-shaped value.
DE102022207860.8A 2021-08-09 2022-07-29 DIGITAL HF DAC SIGNAL MODULATION Pending DE102022207860A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/397,271 2021-08-09
US17/397,271 US20210373145A1 (en) 2018-10-23 2021-08-09 Rf-dac digital signal modulation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022207860A1 true DE102022207860A1 (en) 2023-02-09

Family

ID=84975168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022207860.8A Pending DE102022207860A1 (en) 2021-08-09 2022-07-29 DIGITAL HF DAC SIGNAL MODULATION

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022207860A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008033988B4 (en) Ramp linearization in FMCW radar with digital downconversion of a sampled VCO signal
DE3912851C1 (en) Device for generating a broadband linear frequency modulated carrier signal of high frequency
DE60312479T2 (en) Direct digital frequency synthesizer for a cellular wireless communication system based on fast frequency hopped spread spectrum technology
EP0499952B1 (en) FMCW radar system with linear frequency modulation
DE19523693B4 (en) Device for linearizing a frequency modulation ramp and its use in a radio altimeter
DE102016112168B4 (en) MULTI-BAND OSCILLATER LASER RANDOM LOOP AND METHOD OF CALIBRATING THE SAME
CN102395899B (en) System employing a direct digital synthesiser
DE102017124343B4 (en) GENERATION OF FAST FREQUENCY Ramps
DE102017211558A1 (en) RADAR SYSTEMS AND RELATED METHODS
EP0848829A2 (en) Rangefinder
DE10007679C2 (en) Frequency generator for NMR applications with direct digital frequency synthesis (DDS), method for operating such a DDS generator and method for operating an NMR spectrometer with DDS generator
DE112015006867T5 (en) signal generator
DE102016100497A1 (en) System and method for synchronizing multiple oscillators using reduced frequency signaling
DE102009027495B4 (en) Heterodyne transceiver systems and methods
DE102019127936A1 (en) HF DAC DIGITAL SIGNAL MODULATION
EP2280330A1 (en) Frequency synthesiser for a fill level measuring device and fill level measuring device
DE102013005055A1 (en) Generating a tuned frequency output from a signal generator
DE19750349C2 (en) Network analyzer
DE102022207860A1 (en) DIGITAL HF DAC SIGNAL MODULATION
DE102007038148A1 (en) FM multiple-tremor
WO2006000512A1 (en) Reduction of the settling time and compensation of phase errors of frequency synthesizers based on phase-locking loops
DE4320087C1 (en) Control generator with phase-locked loop
DE19713967A1 (en) Distance measurement device using FMCW radar
DE102017117900A1 (en) High-frequency signal generation unit
DE102015103942A1 (en) Frequency ramp generation