具有测试能力的RF接收器制造技术

本发明专利技术涉及具有测试能力的RF接收器。一种RF接收器器件，包括：芯片封装中的半导体芯片以及集成在芯片中的测试信号发生器。测试信号发生器生成包括第一信息的RF测试信号。集成在芯片中的RF接收器电路接收RF输入信号，将RF输入信号下变频到中频（IF）或基带，并且对经过下变频的信号进行数字化以获得数字信号。RF接收通道包括耦合器，该耦合器具有第一和第二输入端口以及输出端口。输出端口耦合到RF接收器电路的输入，第一输入端口接收天线信号，并且第二输入端口接收来自测试信号发生器的测试信号。信号处理器被集成在芯片中，并且在测试循环期间确定所述数字信号中的第一信息是否匹配预定标准。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及射频（RF）传送器或收发器电路的领域，特别涉及包括测试能力的RF接收器芯片。
技术介绍
射频（RF）接收器和收发器可以在许多应用中找到，特别可以在雷达传感器和无线通信的领域中找到。在汽车领域内，针对被使用在所谓的“自适应巡航控制”（ACC）或“雷达巡航控制”系统中的雷达传感器的需求越来越多。这样的系统可以被用来自动调节汽车的速度，以便于与前方的其他汽车保持安全距离。现今的雷达系统利用了高度集成的RF电路，其可以把雷达收发器的RF前端的所有核心功能合并到一个单一封装中（单芯片收发器）。这样的RF前端通常尤其包括压控振荡器（VCO）、功率放大器（PA）、混频器以及模拟到数字转换器（ADC）。在汽车中所使用的雷达应用遵循许多涉及道路交通安全的标准，例如标题为“Roadvehicles–Functionalsafety（道路车辆-功能安全）”的功能安全标准ISO26262。为了确保雷达传感器的功能安全，很重要的是知道雷达传感器的当前状态是否允许可靠的距离和速度测量。然而，而且在不同于雷达的应用中，可靠性可能是个问题。因此，存在对具有改进的自测试能力以提高总体系统的可靠性的RF收发器的需要。
技术实现思路
这里公开了一种RF接收器器件。根据本公开内容的一个实例，所述接收器器件包括芯片封装、包括在芯片封装中的半导体芯片以及也集成在半导体芯片中的测试信号发生器。测试信号发生器被配置成生成包括第一信息的RF测试信号。此外，RF接收通道包括被集成在半导体芯片中的RF接收器电路。RF接收器电路具有用于接收RF输入信号的输入，并且被配置成将RF输入信号下变频到中频（IF）或基带，并且对经过下变频的信号进行数字化以获得数字信号。此外，耦合器被集成在芯片封装中。RF接收通道还包括耦合器，其具有第一和第二输入端口以及输出端口，其中输出端口耦合到RF接收器电路的输入，第一输入端口被配置成接收天线信号，并且第二输入端口耦合到测试信号发生器以接收测试信号。信号处理器被集成在半导体芯片中，并且被配置成在测试循环期间确定存在于所述数字信号中的第一信息是否匹配预定标准。根据本公开内容的另一个实例，所述接收器器件包括芯片封装、包括在芯片封装中的半导体芯片以及集成在半导体芯片中的测试信号发生器。所述信号发生器被配置成生成包括第一信息的RF测试信号。所述接收器器件还包括至少两个RF接收通道。每一个RF接收通道包括RF接收器电路，所述RF接收器电路集成在半导体芯片中并且具有用于接收对应的RF输入信号的输入。每一个通道的RF接收器电路被配置成将对应的RF输入信号下变频到中频（IF）或基带，并且对经过下变频的信号进行数字化，因而提供数字信号。每一个RF接收通道还包括耦合器，其被集成在芯片封装中并且具有第一和第二输入端口以及输出端口，其中输出端口耦合到对应的RF接收通道的RF接收器电路的输入。第一输入端口被配置成接收对应的天线信号，并且第二输入端口耦合到测试信号发生器以接收RF测试信号。RF接收器器件还包括集成在半导体芯片中的信号处理器，其中所述信号处理器被配置成在测试循环期间确定存在于获得自RF接收通道的数字信号中的第一信息是否匹配对应的标准。附图说明参照下面的附图和描述可以更好地理解本公开内容。附图中的组件不一定是成比例的；而是重点放在说明本公开内容的原理。此外，在附图中，相同的附图标记指定相应的部分。在附图中：图1是图示了RF收发器芯片的接收路径的基本结构的方框图；图2是图示了单基地雷达（monostaticradar）收发器芯片中的接收/传送路径的方框图；图3是图示了包括用于提供自测试功能的附加电路的图1的RF收发器的方框图；图4图示了在图3的RF收发器的自测试期间在数字信号处理器中执行的信号分析的一个实例；图5是图示了包括用于提供针对多个接收通道的自测试功能的附加电路的图1的RF收发器的方框图；图6图示了在图5的RF收发器的多通道自测试期间在数字信号处理器中执行的信号分析的一个实例。具体实施方式下面将在雷达收发器的情境中讨论本公开内容的实施例。然而，应当指出的是，本公开内容还可以被应用在不同于雷达的应用诸如例如RF通信器件的RF收发器中。所谓的“单芯片雷达”可以将提供对于距离和/或速度测量所需的核心功能的电路包括在一个芯片中。因此，所述芯片可以尤其包括RF振荡器、放大器、混频器、滤波器、模拟到数字转换器以及数字信号处理器。图1图示了例如在雷达距离测量器件中使用的RF收发器1（或RF接收器）的接收路径。相应地，RF收发器/接收器1包括混频器10，该混频器10被提供有RF输入信号SRX和RF振荡器信号SLO，并且被用来把RF输入信号SRX下变频到基带或中频（IF）带。RF输入信号SRX可以由天线（图1中未示出）提供，并且可以在被提供到混频器10之前被预先放大（参见RF放大器12）。在本例中，RF振荡器信号SLO由本地振荡器（LO）11生成，该本地振荡器（LO）11可以包括耦合在锁相环路（PLL）中的压控振荡器（VCO）。然而，取决于实际应用，RF振荡器信号SLO可以由其他电路提供。当被使用在雷达距离测量器件中时，RF振荡器信号SLO可以处在近似24GHz与77GHz之间的范围内（在本例中为77GHz）。然而，更高的或更低的频率也可以是适用的。正如提到的那样，混频器10把RF输入信号SRX’（经过放大的天线信号）下变频到基带（或IF带）。对应的基带信号（混频器输出信号）由SBB标示。基带信号SBB随后经受模拟滤波（滤波器13），以抑制不合期望的边带或镜像频率。滤波器13可以是低通滤波器或带通滤波器。经过滤波的基带信号（滤波器输出信号）由SBB’标示。利用混频器将RF输入信号下变频到基带或IF带的接收器同样地被称为外差（heterodyne）接收器，并且因此不作进一步更详细讨论。经过滤波的基带信号SBB’随后被采样并且转换成数字信号SRXDIG（模拟到数字转换器14），其随后在数字域使用中被进一步处理。在下变频到IF带的情况下，IF信号也可以被数字化以用于对IF信号进行数字解调。所述数字信号处理可以使用例如执行适当的软件指令的数字信号处理器来执行。图1图示了RF接收器或收发器的接收路径。在所谓的双基地或伪单基地雷达系统中，接收器可以与传送器分离，这是在于接收器和传送器使用分离的天线。图2图示了RF收发器（组合的接收器和传送器），其可以被使用在单基地雷达系统中，其中相同的天线被用来传送和接收RF信号。图2的收发器包括定向耦合器22，其被耦合在混频器10与天线20之间，并且被配置成把由天线20接收到的RF信号SRX导向混频器10（接收路径）。此外，定向耦合器22被配置成把RF振荡器信号SLO导向天线20，所述天线20传送对应的电磁雷达信号。除了定向耦合器22之外，接收路径（放大器12、混频器10、滤波器13、模拟到数字转换器14、信号处理器15）与图1中相同，并且因此这里不作重复。定向耦合器22可以被实施为通过带状线（stripline）形成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RF接收器器件，包括：芯片封装；包括在所述芯片封装内的半导体芯片；集成在所述半导体芯片中的测试信号发生器，所述信号发生器被配置成生成包括第一信息的RF测试信号；RF接收通道，包括RF接收器电路，所述RF接收器电路集成在所述半导体芯片中并且具有被配置成接收RF输入信号的输入，并且还被配置成将RF输入信号下变频到中频（IF）或基带且对经过下变频的信号进行数字化，因而提供数字信号；其中，RF接收通道还包括耦合器，所述耦合器集成在芯片封装中并且具有第一输入端口和第二输入端口以及输出端口，其中输出端口耦合到RF接收器电路的输入，第一输入端口被配置成接收天线信号，并且第二输入端口耦合到测试信号发生器且被配置成接收测试信号；以及集成在半导体芯片中的信号处理器，其中所述信号处理器被配置成在测试循环期间确定存在于所述数字信号中的第一信息是否匹配预定标准。

【技术特征摘要】
2014.09.23 US 14/4936101.一种RF接收器器件，包括：
芯片封装；
包括在所述芯片封装内的半导体芯片；
集成在所述半导体芯片中的测试信号发生器，所述信号发生器被配置成生成包括第一信息的RF测试信号；
RF接收通道，包括RF接收器电路，所述RF接收器电路集成在所述半导体芯片中并且具有被配置成接收RF输入信号的输入，并且还被配置成将RF输入信号下变频到中频（IF）或基带且对经过下变频的信号进行数字化，因而提供数字信号；
其中，RF接收通道还包括耦合器，所述耦合器集成在芯片封装中并且具有第一输入端口和第二输入端口以及输出端口，其中输出端口耦合到RF接收器电路的输入，第一输入端口被配置成接收天线信号，并且第二输入端口耦合到测试信号发生器且被配置成接收测试信号；以及
集成在半导体芯片中的信号处理器，其中所述信号处理器被配置成在测试循环期间确定存在于所述数字信号中的第一信息是否匹配预定标准。
2.权利要求1所述的RF接收器器件，
其中，所述耦合器被配置成将RF测试信号和天线信号作为RF输入信号引导到RF接收器电路。
3.权利要求1所述的RF接收器器件，其中，所述RF接收器电路还包括：
混频器，被配置成接收来自耦合器的RF输入信号并且将所述输入信号从RF带下变频到IF带或基带。
4.权利要求3所述的RF接收器器件，其中，所述RF接收器电路还包括：
耦合在混频器下游的滤波器。
5.权利要求3所述的RF接收器器件，其中，所述RF接收器电路还包括：
模拟到数字转换器，耦合在混频器下游并且提供数字信号。
6.权利要求1所述的RF接收器器件，其中，所述测试信号发生器包括被配置成利用测试信号调制RF振荡器信号以生成RF测试信号的调制器，所述测试信号包括第一信息。
7.权利要求6所述的RF接收器器件，其中，所述RF振荡器信号被RF接收器电路使用来将RF输入信号下变频到基带。
8.权利要求6所述的RF接收器器件，其中，第一信息至少包括预定频谱范围内的测试信号的功率，并且其中所述信号处理器被配置成...

【专利技术属性】
技术研发人员：K科迪克，R斯图尔伯格，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE