具有多频段振荡器的锁相环以及校准其的方法技术

技术编号:14469756 阅读:138 留言:0更新日期:2017-01-21 01:32
本公开涉及具有多频段振荡器的锁相环以及校准其的方法。公开锁相回路(PLL),其包含多频带振荡器和配置为存储振荡器的控制输入的存储器。该PLL是在校准模式下可操作的,其中所述PLL被配置为响应振荡器的第一频带的第一控制输入阈值,获取对应于由振荡器产生的频率的PLL的频率控制字(FCW);在相邻第一频带的振荡器的第二频带产生对应于所述FCW的频率;识别第二控制输入,使振荡器产生对应于所述FCW的频率,并在所述存储器中存储所述第二控制输入。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种锁相环(PLL),其包含多频带振荡器和配置为存储控制输入振荡器的存储器。它还涉及一种包括多频段振荡器的PLL的频率校准方法。本申请的实施例在包括频率斜坡发生器和收发器的调制连续波(FMCW)雷达设备的上下文具有特定的相关性,所述频率斜坡发生器用于产生频率斜波信号,以及所述收发器用于发送和接收所述频斜波信号。
技术介绍
锁相环(PLL)是用于不同应用的集成电路的基本组成部分,例如无线通信和雷达。在雷达应用中,例如,PLL用于合成或产生可通过高频斜坡被调制的输出载波频率。长期众所周知的PLL是具有压控振荡器(VCO)的电荷泵锁相环。然而,和该电荷泵锁相环相关的许多限制包括事实:电荷泵PLL通常包括相对大的外部模拟滤波器,从嘈杂数字电路到敏感模拟节点具有固有耦合,诸如VCO调谐电压,以及实现通常有电荷泵和VCO调谐端口的有限空间。其它缺点包括环路动态由于工艺、电压、温度(PVT)变化和难度的变化,因此电荷泵锁相环的测试成本。此外,对于某些类型的集成电路,存在迁移到更细的线CMOS和多个数字功能的趋势,这是电荷泵PLL不能提供的。数字PLL在本领域是公知的,其包括数字相位检测器、过滤器和数字控制振荡器,并提供了解决具有VCO的电荷泵PLL相关的上述缺点的方案。之前的数字PLL配置已经取得了比较广泛的调整范围和比较精细的频率分辨率。然而,当用于产生跨越振荡器的多个频段的频率斜坡时,他们已经要求过慢、消耗内存的校准算法。因此,继续存在需要新的PLL,尤其是PLL被配置为提供宽带和高线性频率斜坡。
技术实现思路
为了解决这些和/或其他问题,根据本教导的一方面,提供锁相环,包括多频带振荡器以及配置为存储控制输入振荡器的存储器。根据本教导的PLL可操作在校准模式,其中,PLL被配置为响应振荡器的第一频带的第一控制输入阈值,获取对应于由振荡器产生的频率的PLL的频率控制字(FCW)。在校准模式下,PLL进一步可操作以在相邻第一频带的振荡器的第二频带产生对应于所述FCW的频率。在校准模式下,PLL被进一步配置以识别第二控制输入,使振荡器产生对应于所述FCW的频率,并在所述存储器中存储所述第二控制输入。在一方面,本教导的PLL进一步包括滤波器,被配置以在PLL的操作的正常模式中提供具有粗控制输入和精细控制输入的振荡器。在一方面,所述过滤器进一步被配置为连接PLL的输入,以在所述PLL的校准模式中获得所述FCW。在一方面,第一控制输入阈值是所述振荡器的精细控制输入。在一方面,对振荡器的每个频带依次执行获取、生成、识别和存储。在一方面,在获取所述FCW之前,PLL被进一步配置以设置所述控制输入为第一控制输入阈值。在一方面,对于振荡器的每个频带的PLL被进一步配置为在所述表格中存储另外的控制输入,在振荡器的另一相邻带产生FCW。在一方面,本教导的PLL是数字PLL。在这样的方面,PLL的振荡器可被配置成接收粗数字控制输入和细数字控制输入,以及所述第一控制输入阈值的数字控制振荡器(DCO)是细数字控制输入。在数字PLL的情况下,过滤器可以是数字滤波器。这样的PLL(其在本教导的范围内)可包括数字PLL,可特别有利地用于频率调制连续波(FMCW)雷达设备,包括频率斜坡发生器用于产生频率斜波信号,以及收发器用于发送和接收所述频率斜波信号。这些和其它特征将参照以下附图而提供,附图向本应于技术人员提供本教导的理解,但决不是意欲进行限制。附图说明现在将参考附图描述本申请:图1是示出根据实施例的数字PLL电路的方框结构示意图;图2是示出根据实施例的校准模式的图1的数字PLL电路的方框结构示意图;图3示出根据实施例的校准方法的图;图4示出根据一个实施例的PLL电路中的多频带振荡器输出频率为振荡器精细控制输入的函数的曲线图;图5示出按照本专利技术教导的一个方面的多频带振荡器输出频率为PLL电路的振荡器精细控制输入的函数的曲线图;图6示出根据实施例的另一校准方法的图。图7是示出根据另一实施例的数字PLL电路的方框结构示意图;图8是示出在校准模式图7的数字PLL电路的方框结构示意图;图9是示出根据另一个实施例的PLL电路的方框结构图;图10是示出图9中的校准模式的PLL电路的方框结构示意图;图11是示出了根据实施例的FMCW雷达设备的示意图;图12示出通过根据实施例的数字PLL电路中产生的频率斜坡。具体实施方式一般地,根据本教导提供了一种锁相环,包括多频带振荡器和配置为存储用于所述振荡器的控制输入端的存储器。该PLL可操作在校准模式,其中,PLL被配置为响应振荡器的第一频带的第一控制输入阈值,获取对应于由振荡器产生的频率的PLL的频率控制字(FCW)。在校准模式下,PLL进一步可操作以在相邻第一频带的振荡器的第二频带产生对应于所述FCW的频率。在校准模式下,PLL被进一步配置以识别第二控制输入,使振荡器产生对应于所述FCW的频率,并在所述存储器中存储所述第二控制输入。这样,该PLL可以特别有利地用于频率调制连续波(FMCW)雷达设备,包括用于产生频率斜波信号的频率斜坡发生器,和用于发送和接收所述频斜波信号的收发器。本教导的PLL可以使用频率校准克服现有技术的问题,这导致产生相对高的线性频率斜坡。在相邻振荡器带之间的交叉点的频率差通常会导致所产生斜坡的非线性,但在本文通过调节多频带振荡器的控制输入端进行校正。为了允许控制输入的调整,在交叉点或在多频带振荡器频带之间等效频率的分振荡器输出的频率的值被发现,根据本教导使用的PLL就可以有效地找到相邻振荡器带交叉点振荡器的输出频率。有利的是,按照本专利技术教导的PLL以相对快速、鲁棒和准确的方式提供计算和存储在多频段振荡器带之间的交叉点的可能性。根据本教导,可以使用交叉点,以改进在频率斜坡生成的线性。因此,在该频率产生的线性可以改善,并带跃迁斜坡的线性度可以和在每个频带内一样好,这特别在汽车雷达中对于斜坡生成是很大的优势。具体地,并非逐点搜索直到在校准模式中找到控制值,根据本教导的PLL可以被配置为使得,对于振荡器的预定第一控制输入,PLL环路锁定在频率控制字。对于每对相邻频带产生相同频率的振荡器控制输入被存储在查找表中。结果,并根据本教导,当生成斜坡时,两个相邻的带之间存在过渡,和当前的振荡器控制输入由下一个频带的对等存储值替换,以线性化转变。因此,根据本教导,在PLL校准后的输出可有利扫过整个振荡器的调谐范围,而没有振荡器频带交叉的显著频率不连续性。有利的是,按照本专利技术教导提供的PLL具有低的复杂校准电路,并且可以包括存储器,只有每个频带的单个控制输入的存储器存储能力。此外,校准可以足够快以允许即时校准,以补偿温度和电压变化。有利的是,按照本专利技术教导提供的PLL是数字PLL。在这样的结构中,振荡器可有利地是数字控制振荡器(DCO)。在具有DCO的数字锁相环的这种特殊情况下,DCO的控制输入是可以直接存储在存储器的数字字,和获取数字PLL的FCW和DCO的数字控制输入是简单的。该数字PLL能够通过数字控制和频率校准的组合克服与现有技术的实施方式相关的问题,这也导致产生相对高线性频率斜坡。根据本教导,还提供了一种用于包含多频带振荡器的锁相环(PLL)的频率校正方法,该方法包括:在PLL的存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锁相环(PLL),包括多频带振荡器以及配置为存储控制输入振荡器的存储器,其中,PLL可操作在校准模式,其中,PLL被配置为:响应振荡器的第一频带的第一控制输入阈值,获取对应于由振荡器产生的频率的PLL的频率控制字(FCW);在相邻第一频带的振荡器的第二频带产生对应于所述FCW的频率;识别第二控制输入,使振荡器产生对应于所述FCW的频率,并在所述存储器中存储所述第二控制输入。

【技术特征摘要】
2015.07.08 US 14/794,6611.一种锁相环(PLL),包括多频带振荡器以及配置为存储控制输入振荡器的存储器,其中,PLL可操作在校准模式,其中,PLL被配置为:响应振荡器的第一频带的第一控制输入阈值,获取对应于由振荡器产生的频率的PLL的频率控制字(FCW);在相邻第一频带的振荡器的第二频带产生对应于所述FCW的频率;识别第二控制输入,使振荡器产生对应于所述FCW的频率,并在所述存储器中存储所述第二控制输入。2.如权利要求1所述的PLL,进一步包括滤波器,被配置以在PLL的操作的正常模式中提供具有粗控制输入和精细控制输入的振荡器。3.如权利要求2所述的PLL,其中,过滤器进一步被配置为连接PLL的输入,以在所述PLL的校准模式中获得所述FCW。4.如权利要求2所述的PLL,其中,第一控制输入阈值是所述振荡器的精细控制输入。5.如权利要求1所述的PLL,其中,所述PLL被配置为对振荡器的每个频带依次执行获取、生成、识别和存储。6.如权利要求1所述的PLL,其中,在获取所述FCW之前,PLL被进一步配置以设置所述控制输入为第一控制输入阈值。7.如权利要求1所述的PLL,其中,对于振荡器的每个频带,PLL被进一步配置为在所述表格中存储另外的控制输入,在振荡器的另一相邻带产生FCW。8.如权利要求1所述的PLL,其中,所述PLL是数字锁相环,该振荡器是数控振荡器(DCO),其配置成接收粗数字控制输入和细数字控制输入,所述第一数字控制输入阈值是细数字控制输入。9.一种频率调制连续波(FMCW)雷达设备,其包括配置为产生频率斜波信号的频率斜波发生器,以及被配置为发送和接收的收发器,所述频率斜波信号具有包括多频段振荡器的锁相环(PLL)的频率斜坡发生器,以及配置为存储振荡器的控制输入的存储器,其中,所述PLL是在校准模式下可操作的,其中所述PLL被配置为:响应振荡器的第一频带的第一控制输入阈值,获取对应于由振荡器产生的频率的PLL的频率控制字(FCW);在相邻第一频带的振荡器的第二频带产生对应于所述FCW的频率;识别第二控制输入,使振荡器产生对应于所述FCW的频率,并在所述存储器中存储所述第二控制输入。10.如权利要求9所述的FMCW雷达设备,其中,所述锁相环进一步包括滤波器,被配置以在PLL的操作的正常模式中提供具有粗控制输入和精细控制输入的振...

【专利技术属性】
技术研发人员:P·C·达托D·D·达尔顿P·G·克罗莱伊
申请(专利权)人:亚德诺半导体集团
类型:发明
国别省市:百慕大群岛;BM

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