[发明专利]频率合成器噪声杂散或相位噪声的动态测量

说明书

在所述的测量相位噪声(PN)的方法(100)的示例中，PLL频率合成器包括接收(101)参考频率信号的第一相位频率检测器(PFD)，该第一相位频率检测器(PFD)耦合到第一电荷泵(CP)，该第一CP耦合到VCO，该VCO具有通过反馈分频器反馈到第一PFD的输出，该反馈分频器向第一PFD提供分频信号。第一PFD输出误差信号。PN测量电路系统包括耦合到第二PFD或第一PFD的输出端的副本CP。在副本CP处接收误差信号，或者在第二PFD处接收分频信号和参考频率信号。副本CP输出缩放相位误差电流，对该电流进行电流‑电压转换和放大(102)以提供放大的相位误差电压，并且对其进行数字化(103)以提供数字相位误差信号。对数字相位误差信号进行频率分析(104)以生成PN测量。

技术领域

本申请涉及动态测量由频率合成器生成的噪声杂散或相位噪声。

背景技术

频率合成器包括电子系统，该电子系统根据从单个固定时基或主振荡器接收的较低的频率信号在其输出端生成(一个或更多个)较高的频率信号。实现频率合成器的常用方法是使用锁相环(PLL)。

PLL是包括误差检测器(包括耦合到电荷泵的相位频率检测器)的反馈控制系统，该误差检测器将两个输入信号(参考频率信号和分频后的较高频率输出信号)的相位进行比较，以产生与它们的相位之间的差成比例的误差信号。然后，对该误差信号进行低通滤波并且使用该误差信号来驱动压控振荡器(VCO)，该压控振荡器(VCO)产生较高的输出频率。该输出频率通过分频器反馈到相位频率检测器的输入端，产生负反馈环。如果输出频率漂移，则相位误差信号将增加，从而在相反方向驱动频率以减小频率误差。因此，输出被锁定到误差检测器的另一个(参考)输入端处的频率。该参考输入通常来源于频率稳定的晶体振荡器。

频率合成器的一个应用是用于实现频率调制连续波(FMCW)雷达系统的灵活和经济高效的实现方式。例如，汽车雷达系统使用频率合成器来生成恒定频率或时变频率的连续波(CW)。由于驾驶员的安全性在汽车应用中至关重要，所以关于频率合成器输出中连续的相位噪声，连续监控频率合成器的性能是重要的。相对于在雷达装置的设计期间预期的某一可接受的噪声水平，在现场操作期间较高的相位噪声可导致雷达装置潜在地不能检测到一些周围的障碍物。在实际上不存在障碍物的情况下，障碍物的误检测也可能在合成器输出中存在相位杂散。因此，高相位噪声或杂散可致使雷达测量不可靠。

发明内容

在所述示例中，锁相环(PLL)频率合成器包括第一误差检测器，该第一误差检测器包括具有耦合到第一电荷泵(CP)的用于接收参考频率信号的输入端的第一相位频率检测器(PFD)，该第一误差检测器耦合到压控振荡器(VCO)，该压控振荡器(VCO)具有在通过反馈分频器分频以向第一PFD的另一个输入端提供分频信号之后反馈到第一误差检测器的输出。第一PFD输出误差信号。相位噪声(PN)测量电路系统包括：副本(replica)CP，其耦合到第二PFD的输出端或耦合到第一PFD的输出端，其中副本CP用于输出缩放相位误差电流；电流-电压转换器和放大器，用于对缩放相位误差电流进行电流-电压转换和放大以提供放大的相位误差电压；模拟-数字转换器(ADC)，用于对放大的相位误差电压进行数字化以提供数字相位误差信号；以及处理器，用于对数字相位误差信号进行频率分析以便生成在一个或更多个频率处的PN测量，并且用于将PN测量与存储的阈值噪声测量进行比较，以确定频率合成器是否在规定的PN限度(limit)内操作。

附图说明

图1是示出根据一个示例实施例的频率合成器PN或杂散的动态测量的示例方法中的步骤的流程图。

图2A是根据一个示例实施例的包括频率合成器和PN测量电路系统的示例电路组合的框图表示，该PN测量电路系统包括副本PN误差检测器，该PN测量电路系统经耦合以接收与由频率合成器的误差检测器接收的相同的参考频率信号和分频信号，该示例电路组合被配置用于提供由频率合成器生成的PN或杂散的动态测量，全部元件都在共同的半导体衬底上。