EP2678943A1 - Vorrichtung mit einem spannungsgesteuerten oszillator und einer schaltungsanordnung zur eigenkalibrierung - Google Patents

Vorrichtung mit einem spannungsgesteuerten oszillator und einer schaltungsanordnung zur eigenkalibrierung

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EP2678943A1
EP2678943A1 EP11801650.0A EP11801650A EP2678943A1 EP 2678943 A1 EP2678943 A1 EP 2678943A1 EP 11801650 A EP11801650 A EP 11801650A EP 2678943 A1 EP2678943 A1 EP 2678943A1
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EP
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frequency
voltage
signal
low
calibration
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EP11801650.0A
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Andreas Von Rhein
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Hella GmbH and Co KGaA
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Hella KGaA Huek and Co
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop

Definitions

  • the invention relates to a device, in particular a radar sensor, for.
  • a device for a motor vehicle,
  • each value of a nominal frequency is assigned a voltage value of the voltage intended for controlling the oscillator
  • the means for calibration have a means for forming a frequency difference between a frequency and the nominal frequency corresponding to the voltage set at the oscillator.
  • the invention further relates to a method for calibrating such a device.
  • Motor vehicles are more and more equipped with radar systems to detect the distance of objects to the motor vehicle and the relative speed of objects to the motor vehicle.
  • the determined distances and relative speeds can be used in various driver assistance systems.
  • the driver assistance systems can be, for example, an automatic headlight range control, automatic selection of the light distribution, automatic adjustment of vertical or horizontal cut-off lines, brake assistants or else.
  • an initially mentioned device with a voltage-controlled oscillator can be used.
  • European Patent Publication No. EP 1 325 350 B1 discloses a method and apparatus for determining the distance and relative velocity of an object remote from a motor vehicle.
  • the patent proposes an FMFSK (Frequency Modulated Frequency Shift Keying) method.
  • This device using the method has a voltage-controlled oscillator with which a plurality of signals to be transmitted are generated.
  • Each signal has several sections with different but constant frequency during the section.
  • the sections are sent in succession, increasing the frequency of the signal sections of a signal from section to section.
  • the sections of a signal are not sent immediately one after the other. Rather, each section of one of the signals is followed by a section of another signal.
  • the change between the signal sections is always in the same order and is repeated in each bar. This results in interleaved signal sections.
  • the frequency of the signal is always held.
  • phase-locked loop also known as "phase-locked loop” (PLL).
  • PLL phase-locked loop
  • the phase-locked loop provided for calibration comprises a means for forming a frequency difference, also known as a phase detector, a means for adjusting the voltage
  • the devices can not be used to generate radar signals for measuring distance and relative speed, which is not advantageous for the driver assistance systems in which they are used during this time no current data from the street space can be made available. This is where the invention starts.
  • the invention is based on the object to change a device of the type mentioned so that no or hardly any measuring cycles are lost for calibration.
  • the calculated auxiliary frequency can be used with sufficient accuracy to determine the deviation of the actual frequency from the nominal frequency, for which purpose the means for forming a frequency difference is used.
  • the frequency difference which in the view of a control engineer is the control difference, can be used in the device according to the invention to change the voltage values assigned to the setpoint frequencies and thereby to calibrate the device. Methods for calibrating a device according to the invention are specified in claims 9 and 10.
  • the low-frequency signal is digital and has a frequency of 0.5 to 1.5 kHz.
  • the detection of the period of this low-frequency signal takes about 2 ms with a device according to the invention. From the recorded period can with the means for calculating the high frequency auxiliary frequency by inverse forming and scaling of all divisor values the frequency at 24GHz are calculated. If the calculation is performed with a digital signal processor with eg 150 MHz, then one can achieve an accuracy of the auxiliary frequency of +/- 160 kHz.
  • the determination of the frequency difference and the subsequent adjustment of the voltage values assigned to the setpoint frequencies can be effected significantly faster with a device according to the invention than in the prior art.
  • the time remaining between two measuring cycles can be used to calibrate a device according to the invention. Thereby no time is lost for the measuring cycles.
  • the measurement can be done continuously.
  • the actual frequency of 24 GHz can be reduced to 1 kHz.
  • the signal thus generated can be processed by a commercially available digital signal processor.
  • At least one of the frequency dividers or the frequency divider may be a frequency divider integrated in an integrated phase locked loop (PLL).
  • At least one of the frequency dividers or the frequency divider may also be a frequency divider of a MMIC (Millimeter Monolithic Integrated Circuit).
  • At least one of the frequency dividers or the frequency divider may be a frequency divider of a digital signal processor.
  • the means for detecting the period of the low-frequency signal may be a counter.
  • the counter can be arranged in one or the digital signal processor.
  • the means for calculating the auxiliary frequency from the period of the low-frequency signal may be arranged in one or the digital signal processor.
  • the means for forming the frequency difference signal can also be arranged in one or the digital signal processor.
  • the or a digital signal processor may be suitable and configured to adapt the voltage values assigned to the setpoint frequencies as a function of the control difference.
  • the digital signal processor may also be suitable and configured to store the mapping.
  • Calibration procedure may include the following steps:
  • the detection of the period of the low-frequency signal preferably by means of a counter.
  • Fig. 1 is a simplified block diagram of a device according to the invention
  • the simple embodiment of a device according to the invention shown in the figure has three integrated circuits, namely a digital-to-analog converter DAU, a millimeter Monolithic Integrated Circuit MMIC and a digital signal processor DSP.
  • DAU digital-to-analog converter
  • MMIC millimeter Monolithic Integrated Circuit
  • DSP digital signal processor
  • the digital signal processor DSP has a means for setting a digital voltage value corresponding to a predetermined setpoint frequency f_setpoint, which can be given via an output of the digital signal processor DSP to the digital-to-analog converter DAU.
  • the digital-to-analog converter DAU converts the digital voltage signal into an analogue voltage signal.
  • This analog signal is applied to an input of the Millimeter Monolithic Integrated Circuit MMIC.
  • the input is connected to a voltage controlled oscillator O.
  • the voltage-controlled oscillator O generates a high-frequency signal having a frequency corresponding to the voltage value of the applied voltage of, for example, 24 GHz.
  • the high-frequency signal is applied to an output of the Millimeter Monolithic Integrated Circuit MMIC and can be tapped there for further use.
  • the high-frequency signal is routed to a first frequency divider FT1.
  • the output of the first frequency divider FT1 is connected to an output of the millimeter Monolithic Integrated Circuit MMIC.
  • the digital and mid-frequency signal generated by the first frequency divider FT1 is fed via a connection from the output of the millimeter monolithic integrated circuit MMIC to an input of the digital signal processor DSP.
  • the input is connected to a second frequency divider FT2, with which the medium-frequency signal is converted into a low-frequency signal with a frequency of, for example, 1 kHz.
  • the low-frequency signal is supplied to a means for detecting the period of the low-frequency signal in the form of a counter Z.
  • the thus determined period duration of the low-frequency signal is supplied by means B for calculating an auxiliary frequency from the period of the low-frequency signal, that forms the reciprocal and calculates an auxiliary frequency f_h by scaling according to the division factors of the first and the second frequency divider, which, subject to errors, corresponds to the actual frequency of the high-frequency signal at the output of the voltage-controlled oscillator.
  • the auxiliary frequency f_h and the setpoint frequency f_soll are fed to a means B for forming a frequency difference from the auxiliary frequency and the setpoint frequency f_soll corresponding to the voltage set at the oscillator.
  • the frequency difference is fed to a means E for setting the voltage values assigned to the setpoint frequencies as a function of the frequency difference between the auxiliary frequency f_h and the setpoint frequency f_h.
  • Z means for detecting the period of the low-frequency signal / counter
  • B means for calculating an auxiliary frequency from the period of the low-frequency signal
  • D means for forming a frequency difference of the auxiliary frequency and the set voltage at the oscillator setpoint frequency
  • E means for setting the voltage values associated with the reference frequencies as a function of the frequency difference between the auxiliary frequency and the nominal frequency
  • S means for setting a digital voltage value

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere einen Radarsensor, mit einem spannungsgesteuerten Oszillator (O) zum Erzeugen eines hochfrequenten Signals mit einer Istfrequenz, - mit einem Mittel (S) zum Einstellen einer Spannung zum Steuern des Oszillators (O), wobei jedem Wert einer Sollfrequenz ein Spannungswert der zum Steuern des Oszillators (O) vorgesehenen Spannung zugeordnet ist, und mit Mitteln zur Kalibrierung (FT1, FT2, Z, B, D, E), mit welchen der einem Wert der Sollfrequenz zugeordnete Spannungswert einstellbar ist, wobei die Mittel zur Kalibrierung (FT1, FT2, Z, B, D, E) ein Mittel (D) zur Bildung einer Frequenzdifferenz aus einer Frequenz und der der am Oszillator (O) eingestellten Spannung entsprechenden Sollfrequenz aufweisen, wobei die Mittel zur Kalibrierung (FT1, FT2, Z, B, D, E) außerdem einen oder mehrere Frequenzteiler (FT1, FT2) zum Erzeugen eines niederfrequenten Signals aus dem hochfrequenten Signal aufweisen, ein Mittel (Z) zum Erfassen der Periodendauer des niederfrequenten Signals aufweisen, ein Mittel (B) zum Berechnen einer der Istfrequenz des hochfrequenten Signals entsprechenden Hilfsfrequenz aus der Periodendauer des niederfrequenten Signals und - ein Mittel (E) zum Einstellen der den Sollfrequenzen zugeordneten Spannungswerte in Abhängigkeit von der Frequenzdifferenz zwischen der Hilfsfrequenz und der Sollfrequenz aufweisen.

Description

Vorrichtung mit einem spannungsgesteuerten Oszillator und einer Schaltungsanordnung zur Eigenkalibrierung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere einen Radarsensor, z. B. für ein Kraftfahrzeug,
mit einem spannungsgesteuerten Oszillator zum Erzeugen eines hochfrequenten Signals mit einer Istfrequenz,
mit einem Mittel zum Einstellen einer Spannung zum Steuern des Oszillators, wobei jedem Wert einer Sollfrequenz ein Spannungswert der zum Steuern des Oszillators vorgesehenen Spannung zugeordnet ist, und
mit Mitteln zur Kalibrierung, mit welchen der einem Wert der Sollfrequenz zugeordnete Spannungswert einstellbar ist, wobei die Mittel zur Kalibrierung ein Mittel zur Bildung einer Frequenzdifferenz aus einer Frequenz und der der am Oszillator eingestellten Spannung entsprechenden Sollfrequenz aufweisen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Kalibrieren einer solchen Vorrichtung.
Kraftfahrzeuge werden heute mehr und mehr mit Radarsystemen ausgestattet, um die Entfernung von Objekten zum Kraftfahrzeug und die Relativgeschwindigkeit der Objekte zum Kraftfahrzeug zu erfassen. Die ermittelten Entfernungen und Relativgeschwindigkeiten können in verschiedenen Fahrassistenzsystemen genutzt werden. Bei den Fahrassistenzsystemen kann es sich beispielsweise um eine automatische Leuchtweitenregelung, eine automatische Wahl der Lichtverteilung, ein automatisches Einstellen von vertikalen oder horizontalen Hell-Dunkel-Grenzen, um Bremsassistenten oder anderes handeln. In diesen Radarsystemen kann eine eingangs genannte Vorrichtung mit einem spannungsgesteuerten Oszillator verwendet werden.
Die europäische Patentschrift mit der Veröffentlichungsnummer EP 1 325 350 B1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Abstand und Relativgeschwindigkeit eines von einem Kraftfahrzeug entfernten Objektes. Die Patentschrift schlägt ein FMFSK-Verfahren (frequency modulated frequency shift keying) vor. Diese das Verfahren verwendende Vorrichtung weist einen spannungsgesteuerten Oszillator auf, mit dem mehrere zu sendende Signale erzeugt werden. Jedes Signal hat mehrere Abschnitte mit unterschiedlicher aber während des Abschnitts konstanter Frequenz. Die Abschnitte werden nacheinander gesendet, wobei die Frequenz der Signalabschnitte eines Signals von Abschnitt zu Abschnitt erhöht wird. Die Abschnitte eines Signals werden allerdings nicht unmittelbar hintereinander gesendet. Vielmehr folgt auf jeden Abschnitt eines der Signale ein Abschnitt eines anderen Signals. Der Wechsel zwischen den Signalabschnitten erfolgt dabei in stets gleicher Reihenfolge und wiederholt sich in jedem Takt. Man erhält dadurch in einander verschachtelte Signalabschnitte. Während eines Signalabschnitts wird die Frequenz des Signals stets gehalten.
Um bei diesem Verfahren ein möglichst gutes Ergebnis zu erreichen, können nur spannungsgesteuerte Oszillatoren mit gewissen Grundeigenschaften verwendet werden, die insbesondere die Steilheit, die Krümmung, die Alterung und die Temperaturdrift des spannungsgesteuerten Oszillators betreffen. Bei der Herstellung einer Vorrichtung, wie sie in der Patentschrift beschrieben wird, werden daher alle spannungsgesteuerten Oszillatoren vor der Montage vermessen und nur geeignete gesteuerte Oszillatoren mit gleichen Eigenschaften ausgewählt. Außerdem werden während des Betriebs regelmäßig Zyklen in den laufenden Betrieb eingeschoben, in denen die spannungsgesteuerten Oszillatoren kalibriert werden, um so zum Beispiel eine Temperaturdrift zu kompensieren. Die Kalibrierung erfolgt mittels einer Phasenregelschlei- fe (auch als„phase-locked loop" (PLL) bekannt). Die zur Kalibrierung vorgesehene Phasenregelschleife umfasst ein auch als Phasendetektor bekanntes Mittel zur Bildung einer Frequenzdifferenz, ein auch als Filter bekanntes Mittel zum Einstellen der Spannung zum Steuern des Oszillators, den spannungsgesteuerten Oszillator und - optional - einen Frequenzteiler. Während der Kalibrierzyklen können die Vorrichtungen nicht zum Erzeugen von Radarsignalen zur Messung der Entfernung und der Relativgeschwindigkeit verwendet werden. Dieses ist nicht von Vorteil für die Fahrassistenzsysteme, in denen in dieser Zeit keine aktuellen Daten aus dem Straßenraum zur Verfügung gestellt werden können. Hier setzt die Erfindung an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verändern, dass zur Kalibrierung keine oder kaum Messzyklen verloren gehen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Mittel zur Kalibrierung zu den eingangs genannten Mitteln außerdem
einen oder mehrere Frequenzteiler zum Erzeugen eines niederfrequenten Signals aus dem hochfrequenten Signal aufweisen,
ein Mittel zum Erfassen der Periodendauer des niederfrequenten Signals aufweisen,
ein Mittel zum Berechnen einer hochfrequenten Hilfsfrequenz aus der Periodendauer des niederfrequenten Signals wobei die Hilfsfrequenz der Istfrequenz des hochfrequenten Signals entspricht und
ein Mittel zum Einstellen der den Sollfrequenzen zugeordneten Spannungswerte in Abhängigkeit von der Frequenzdifferenz zwischen der Hilfsfrequenz und der Sollfrequenz aufweisen.
Die berechnete Hilfsfrequenz kann mit hinreichender Genauigkeit zur Ermittlung der Abweichung der Istfrequenz von der Sollfrequenz verwendet werden, wozu dass Mittel zur Bildung einer Frequenzdifferenz genutzt wird. Die Frequenzdifferenz, bei der es sich aus der Sicht eines Regelungstechnikers um die Regeldifferenz handelt, kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung genutzt werden, um die den Sollfrequenzen zugeordneten Spannungswerte zu ändern und die Vorrichtung dadurch zu kalibrieren. Verfahren zum Kalibrieren einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 9 und 10 angegeben.
Vorteilhaft ist das niederfrequente Signal digital und hat eine Frequenz von 0,5 bis 1 ,5 kHz. Das Erfassen der Periodendauer dieses niederfrequenten Signals dauert mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ca. 2 ms. Aus der erfassten Periodendauer kann mit dem Mittel zum Berechnen der hochfrequenten Hilfsfrequenz durch Kehrwertbildung und Skalierung aller Teilerwerte die Frequenz bei 24GHz berechnet werden. Erfolgt die Berechnung mit einem digitalen Signalprozessor mit z.B. 150 MHz, so kann man eine Genauigkeit der Hilfsfrequenz von +/- 160 kHz erreichen.
Das Ermitteln der Frequenzdifferenz und die nachfolgende Einstellung der den Sollfrequenzen zugeordneten Spannungswerte kann mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung deutlich schneller erfolgen als beim Stand der Technik. So kann zum Beispiel die zwischen zwei Messzyklen verbleibende Zeit zum Kalibrieren einer erfindungsgemäßen Vorrichtung genutzt werden. Es geht dadurch keine Zeit für die Messzyklen verloren. Die Messung kann kontinuierlich erfolgen.
Mittels des oder der Frequenzteiler einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Istfrequenz von zum Beispiel 24 GHz auf 1KHz herabgesetzt werden. Das so erzeugte Signal kann von einem handelsüblichen digitalen Signalprozessor verarbeitet werden. Wenigstens einer der Frequenzteiler oder der Frequenzteiler kann ein in einem integrierten Phasenregelkreis (PLL) integrierter Frequenzteiler sein. Wenigstens einer der Frequenzteiler oder der Frequenzteiler kann ebenso ein Frequenzteiler eines MMIC (Millimeter Monolithic Integrated Circuit) sein. Wenigstens einer der Frequenzteiler oder der Frequenzteiler kann ein Frequenzteiler eines digitalen Signalprozessors sein.
Das Mittel zum Erfassen der Periodendauer des niederfrequenten Signals kann ein Zähler sein. Der Zähler kann in einem bzw. dem digitalen Signalprozessor angeordnet sein.
Das Mittel zum Berechnen der Hilfsfrequenz aus der Periodendauer des niederfrequenten Signals kann in einem bzw. dem digitalen Signalprozessor angeordnet sein .
Auch das Mittel zur Bildung des Frequenzdifferenz Signals kann in einem bzw. dem digitalen Signalprozessor angeordnet sein. Der oder ein digitaler Signalprozessor kann geeignet und eingerichtet sein, die den Sollfrequenzen zugeordneten Spannungswerte in Abhängigkeit von der Regeldifferenz anzupassen. Der digitale Signalprozessor kann auch geeignet und eingerichtet sein die Zuordnung zu speichern.
Ein erfindungsgemäßes, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführbares
Verfahren zum Kalibrieren kann folgende Schritte umfassen:
Das Wandeln des von dem spannungsgesteuerten Oszillator erzeugten hochfrequenten Signals mittels des Frequenzteilers oder der Frequenzteiler in ein niederfrequentes Signal.
Das Erfassen der Periodendauer des niederfrequenten Signals, vorzugsweise mittels eines Zählers.
Das Berechnen einer Hilfsfrequenz aus der Periodendauer des niederfrequenten Signals.
Das Vergleichen der Hilfsfrequenz mit der Sollfrequenz.
Das Einstellen der den Sollfrequenzen zugeordneten Spannungswerte der Spannung zum Steuern des Oszillators in Abhängigkeit von der Frequenzdifferenz zwischen Sollfrequenz und der Hilfsfrequenz.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn aus der Frequenzdifferenz die Einstellung eines der Spannungswerte unmittelbar berechnet wird, während die Einstellungen weiterer Spannungswerte durch Inter- und/oder Extrapolation ermittelt werden. Dadurch ist ein besonders schnelles Kalibrieren möglich.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
Die in der Figur dargestellte einfache Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist drei integrierte Schaltkreise auf, nämlich einen Digital-Analog-Umsetzer DAU, einen Millimeter Monolithic Integrated Circuit MMIC und einen digitalen Signalprozessor DSP.
Der digitale Signalprozessor DSP weist ein Mittel zum Einstellen eines digitalen Spannungswertes entsprechend einer vorgegebenen Sollfrequenz f _soll auf, der über einen Ausgang des digitalen Signalprozessors DSP an den Digital-Analog-Umsetzer DAU gegeben werden kann. Der Digital-Analog-Umsetzer DAU wandelt das digitale Spannungssignal in ein analoges Spannungssignal um. Dieses analoge Signal liegt an einem Eingang des Millimeter Monolithic Integrated Circuit MMIC an. Innerhalb des Millimeter Monolithic Integrated Circuit MMIC ist der Eingang mit einem spannungsgesteuerten Oszillator O verbunden. Der spannungsgesteuerte Oszillator O erzeugt ein hochfrequentes Signal mit einer dem Spannungswert der anliegenden Spannung entsprechenden Frequenz von zum Beispiel 24 GHz. Das hochfrequente Signal liegt an einem Ausgang des Millimeter Monolithic Integrated Circuit MMIC an und kann dort zur weiteren Verwendung abgegriffen werden.
Innerhalb des Millimeter Monolithic Integrated Circuit MMIC ist das hochfrequente Signal zu einem ersten Frequenzteiler FT1 geführt. Der Ausgang des ersten Frequenzteilers FT1 ist mit einem Ausgang des Millimeter Monolithic Integrated Circuit MMIC verbunden. Das von dem ersten Frequenzteiler FT1 erzeugte digitale und mit- telfrequente Signal ist über eine Verbindung vom Ausgang des Millimeter Monolithic Integrated Circuit MMIC zu einem Eingang des digitalen Signalprozessors DSP geführt.
Innerhalb des digitalen Signalprozessors DSP ist der Eingang mit einem zweiten Frequenzteiler FT2 verbunden, mit dem das mittelfrequente Signal in ein niederfrequentes Signal mit einer Frequenz von zum Beispiel 1 kHz gewandelt wird.
Das niederfrequente Signal wird einem Mittel zum Erfassen der Periodendauer des niederfrequenten Signals in Form eines Zählers Z zugeführt. Die so ermittelte Periodendauer des niederfrequenten Signals wird mittels eines Mittels B zum Berechnen einer Hilfsfrequenz aus der Periodendauer des niederfrequenten Signals zugeführt, dass den Kehrwert bildet und durch Skalieren entsprechend der Teilungsfaktoren des ersten und des zweiten Frequenzteilers eine Hilfsfrequenz f_h berechnet, die vorbehaltlich von Fehlern der Istfrequenz des hochfrequenten Signals am Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators entspricht.
Die Hilfsfrequenz f_h und die Sollfrequenz f_soll werden einem Mittel B zur Bildung einer Frequenzdifferenz aus der Hilfsfrequenz und der der am Oszillator eingestellten Spannung entsprechenden Sollfrequenz f_soll zugeführt. Die Frequenzdifferenz wird einem Mittel E zum Einstellen der den Sollfrequenzen zugeordneten Spannungswerten in Abhängigkeit von der Frequenzdifferenz zwischen der Hilfsfrequenz f_h und der Sollfrequenz f_h zugeführt. Durch diese Mittel E werden die zur Kalibrierung notwendigen Einstellungen vorgenommen, so dass anschließend das Mittel S zum Einstellen eines digitalen Spannungswertes einen ggf. geänderten Spannungswert an den Digital-Analog-Umsetzer DAU bzw. den Oszillator liefern kann, damit die Istfrequenz genauer der Sollfrequenz entspricht.
Bezugszeichenliste
DAU Digital-Analog-Umsetzer
MMIC Millimeter Monolithic Integrated Circuit
DSP digitaler Signalprozessor
* Mittel zum Kalibrieren
O spannungsgesteuerter Oszillator
FT1 erster Frequenzteiler
FT2 zweiter Frequenzteiler
Z Mittel zum Erfassen der Periodendauer des niederfrequenten Signals/Zählers
B Mittel zum Berechnen einer Hilfsfrequenz aus der Periodendauer des niederfrequenten Signals
D Mittel zur Bildung einer Frequenzdifferenz aus der Hilfsfrequenz und der der am Oszillator eingestellten Spannung entsprechenden Sollfrequenz
E Mittel zum Einstellen der den Sollfrequenzen zugeordneten Spannungswerte in Abhängigkeit von der Frequenzdifferenz zwischen der Hilfsfrequenz und der Sollfrequenz
S Mittel zum Einstellen eines digitalen Spannungswertes

Claims

Vorrichtung mit einem spannungsgesteuerten Oszillator und Mitteln zur Eigen¬ kalibrierung Patentansprüche
1. Vorrichtung, insbesondere Radarsensor,
mit einem spannungsgesteuerten Oszillator (O) zum Erzeugen eines hochfrequenten Signals mit einer Istfrequenz,
mit einem Mittel (S) zum Einstellen einer Spannung zum Steuern des Oszillators (O), wobei jedem Wert einer Sollfrequenz ein Spannungswert der zum Steuern des Oszillators (O) vorgesehenen Spannung zugeordnet ist, und
- mit Mitteln zur Kalibrierung (FT1 , FT2, Z, B, D, E), mit welchen der einem Wert der Sollfrequenz zugeordnete Spannungswert einstellbar ist, wobei die Mittel zur Kalibrierung (FT1 , FT2, Z, B, D, E) ein Mittel (D) zur Bildung einer Frequenzdifferenz aus einer Frequenz und der der am Oszillator (O) eingestellten Spannung entsprechenden Sollfrequenz aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel zur Kalibrierung (FT1 , FT2, Z, B, D, E) außerdem
einen oder mehrere Frequenzteiler (FT1 , FT2) zum Erzeugen eines niederfrequenten Signals aus dem hochfrequenten Signal aufweisen, ein Mittel (Z) zum Erfassen der Periodendauer des niederfrequenten Signals aufweisen,
ein Mittel (B) zum Berechnen einer der Istfrequenz des hochfrequenten Signals entsprechenden Hilfsfrequenz aus der Periodendauer des niederfrequenten Signals aufweisen und ein Mittel (E) zum Einstellen der den Sollfrequenzen zugeordneten Spannungswerte in Abhängigkeit von der Frequenzdifferenz zwischen der Hilfsfrequenz und der Sollfrequenz aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass einer der Frequenzteiler (FT1 , FT2) oder der Frequenzteiler ein in einem integrierten Phasenregelkreis integrierter Frequenzteiler ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Frequenzteiler (FT1 , FT2) oder der Frequenzteiler ein Frequenzteiler (FT1) eines MMIC ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Frequenzteiler (FT1 , FT2) oder der Frequenzteiler ein Frequenzteiler (FT2) eines digitalen Signalprozessors (DSP) ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (Z) zum Erfassen der Periodendauer des niederfrequenten Signals ein Zähler ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler (Z) in einem bzw. dem digitalen Signalprozessor (DSP) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (B) zum Berechnen der Hilfsfrequenz aus der Periodendauer des niederfrequenten Signals in einem bzw. dem digitalen Signalprozessor (DSP) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (D) zur Bildung des Frequenzdifferenz Signals in einem bzw. dem digitalen Signalprozessor (DSP) angeordnet ist.
9. Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet,
dass das von dem spannungsgesteuerten Oszillator (O) erzeugte hochfrequente Signal mittels des Frequenzteilers oder der Frequenzteiler (FT1 , FT2) in ein niederfrequentes Signal gewandelt wird, dessen Periodendauer erfasst wird,
dass aus der Periodendauer des niederfrequenten Signals eine Hilfsfrequenz berechnet wird, die mit der Sollfrequenz verglichen wird und dass in Abhängigkeit von der Frequenzdifferenz zwischen Sollfrequenz und der Hilfsfrequenz die den Sollfrequenzen zugeordneten Spannungswerte der Spannung zum Steuern des Oszillator (O) eingestellt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Frequenzdifferenz die Einstellung eines der Spannungswerte unmittelbar berechnet wird, während die Einstellungen weiterer Spannungswerte durch In- ter- und/oder Extrapolation ermittelt werden.
EP11801650.0A 2010-12-06 2011-12-05 Vorrichtung mit einem spannungsgesteuerten oszillator und einer schaltungsanordnung zur eigenkalibrierung Ceased EP2678943A1 (de)

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