[發明專利]包括環編碼器的頻率合成器輸出周期計數器

有效

• 申請號: 201580072149.3
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN107112999B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: T·阿爾特斯;K·蘇布拉吉;S·薩瑪拉;R·加尼森
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H03L7/00
• 分類號: H03L7/00;H03K5/19
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;王爽

在頻率估計的方法的描述示例中，在環編碼器(121)的輸入處接收來自頻率合成器(110)的時鐘輸出。環編碼器(121)生成輸出，該輸出包括環編碼器輸出時鐘以及表示時鐘輸出的時鐘周期計數的LSB的編碼輸出。二進制計數器(122)使用環編碼器輸出時鐘來運行，二進制計數器提供表示時鐘周期計數的MSB的輸出計數。使用被提供有參考時鐘的頻率估計器(123)，對編碼輸出進行采樣以提供采樣的編碼輸出，并且對輸出計數進行采樣以提供采樣的輸出計數。向采樣的編碼輸出應用誤差校正以提供校正的采樣的編碼輸出，并且組合校正的采樣的編碼輸出和采樣的輸出計數，這用于估計時鐘輸出的瞬時頻率或平均頻率。

技術領域

本申請涉及動態地測量頻率合成器的頻率.

背景技術

頻率合成器包括電子系統，所述電子系統在其輸出處根據提供單個固定時基的較低頻率信號或主振蕩器生成(多個)較高頻率信號。實現頻率合成器的常用方法是使用鎖相環(PLL)。

PLL是反饋控制系統，所述反饋控制系統包括誤差檢測器(包括耦合到電荷泵的相位頻率檢測器)，所述誤差檢測器比較兩個輸入信號(參考信號和分頻的較高頻率輸出信號)的相位，以產生與它們的相位之間的差成比例的誤差信號。然后，誤差信號被低通濾波，并且用于驅動產生較高輸出頻率的壓控振蕩器(VCO)。輸出頻率通過分頻器反饋到相位頻率檢測器的輸入，從而產生負反饋回路。如果輸出頻率漂移，相位誤差信號會增加，從而以相反方向驅動頻率以減小頻率誤差。因此，輸出被鎖定到誤差檢測器的另一個(參考)輸入處的頻率。該參考輸入通常源自晶體振蕩器，其頻率是非常穩定的。

用于頻率合成器的一個應用是用于實現頻率調制連續波(FMCW)雷達系統的靈活和成本有效的實施方式。汽車雷達系統通常使用此類合成器來生成恒定或時變頻率的連續波(CW)。最常見的用法是頻率(相對時間)的線性度斜坡，通常稱為“啁啾(chirp)”。對于此類應用，時鐘頻率通?！?GHz。

與所需頻率斜坡的任何顯著偏差導致性能下降，這可導致目標的位置和/或速度的不正確估計，不能夠分離近距離目標或檢測“幽靈(ghost)”目標。由于用戶的安全性在汽車應用中是至關重要的，因此重要的是以連續波(CW)方式連續地監測頻率合成器的輸出的頻率誤差。

由于由頻率合成器生成的高時鐘輸出頻率，通常需要將時鐘信號下采樣到較低頻率以監測時鐘輸出的頻率誤差。在下采樣之后，用于監測時鐘輸出的頻率誤差的已知解決方案將對下采樣信號數字化、提取相位，并且然后對相位微分以生成時鐘輸出的瞬時頻率或平均頻率(估計的時鐘頻率)的估計。此外，在頻率斜升時，通常使用外部設備離線地執行合成器的輸出CW與估計的時鐘頻率的線性度的測量。

發明內容

在頻率估計方法的所述示例中，在環編碼器的輸入處接收來自頻率合成器的時鐘輸出。環編碼器生成輸出，該輸出包括環編碼器輸出時鐘以及表示時鐘輸出的時鐘周期計數的LSB的編碼輸出。使用環編碼器輸出時鐘運行二進制計數器，所述二進制計數器提供表示時鐘周期計數的MSB的輸出計數。使用提供有參考時鐘的頻率估計器，對編碼輸出進行采樣以提供采樣的編碼輸出，并且對輸出計數進行采樣以提供采樣的輸出計數。誤差校正被應用于采樣的編碼輸出以提供校正的采樣的編碼輸出，并且校正的采樣的編碼輸出和采樣的輸出計數被組合用于估計的時鐘輸出的瞬時頻率或平均頻率。

附圖說明

圖1A是根據示例實施例全部在共同半導體襯底上的示例電路組合的頂層框圖，所述示例電路組合包括所公開的示例OCEC模塊，所述OCEC模塊被耦合用于接收來自頻率合成器的時鐘輸出以用于生成估計的時鐘輸出頻率。

圖1B是電路組合的頂層框圖，所述電路組合包括與估計的時鐘輸出頻率信號處理電路系統耦合在一起的示例OCEC模塊，所述估計的時鐘輸出頻率信號處理電路系統接收并處理頻率估計器提供的估計的時鐘頻率。

圖2示出包括用于最低有效位(LSB)環編碼器、最高有效位(MSB)計數器和頻率估計器的實現的示例OCEC模塊。