CN112098962B 检测装置、检测方法和雷达系统 （加特兰微电子科技(上海)有限公司）

司CN212569115U,2021.02.19于根据第一时钟信号的时钟沿更新指示数据中检测结果数据以指示调频连续波信号的频率是检测装置和检测方法可用于判断调频连续波信2输入电路，与所述合成器相连以接收所述调频连续波信号，并对所述其中，所述第二时钟信号的频率小于所述第一时钟信号的频在每个所述时钟沿的触发下更新所述指示数据中相应的存储单元，用于预先存储关系查找表，以指示所述指示数第一判断单元，用于根据所述第一顺序编号和所述第二若是，则所述第一判断单元设置所述检测结果数据的第一位结所述调频连续波信号的频率在该检测区间内的平均值不满足期若否，则所述第一判断单元数设置所述第一位结果值为无效所述预设期望值等于该检测区间对应的设定值的两倍除以所述多个状态值的总数目3所述设定值等于所述第一时钟信号的频率在该检测区间内的期望平均值与该检测区计数器，用于根据所述第一位结果值提供计数值，第一位结果值以将所述计数值加1，并响应于无效状态的所述第一位结果值以使所述计数若是，则所述比较器将所述检测结果数据的第二位结果值若否，则所述比较器将所述第二位结果值设置为无效状态以表锁相环结构，包括压控振荡器，压控振荡器根据频率控对所述调频连续波信号进行降频和整形处理，以生成方波形式提供具有多个数据位的指示数据，并根据所述第一时钟信号的时钟根据所述测量值提供检测结果数据，所述检测结果数据表征所述其中，所述第二时钟信号的频率小于所述第一时钟信号的频在每个所述时钟沿的触发下更新所述指示数据中相应的基于所述第二时钟信号对所述指示数据采样，以获取所述指示数据获得关系查找表，所述关系查找表指示所述指示数据的多个状态与所述起始值对应的第一顺序编号以及与所述结束值对根据所述第一顺序编号与所述第二顺序编号之间的差值获得若是，则设置所述检测结果数据的第一位结果值为有效状4若否，则设置所述第一位结果值为无效状态以指示所述调频连基于所述多个状态值的总数目和所述第一时钟信号的时钟沿在所述检测区间内的预所述预设期望值等于该检测区间对应的设定值的两倍除以所述多个状态值的总数目所述设定值等于所述第一时钟信号在该检测区间内的预设频率平均值与该检测区间根据所述第一位结果值提供计数值，并在所述第一位结果值为若是，则设置所述检测结果数据的第二位结果值为有效状若否，则设置所述第二位结果值为无效状态以表征所述调频5[0002]在雷达系统中，可以通过发射和接收调频连续波(FrequencyModulatedContinuousWave,简称为FMCW)获得回波信号与发射信号之间的频率差，从而根据频率差率状态可以用来判断雷达系统中锁相环等模块是否处于正6判断单元，用于根据所述第一顺序编号和所述第二顺序编号之间的差值获得所述测量并判断所述测量值与该检测区间的预设期望值之间的所述偏移量是否大于第一阈值，若元数设置所述第一位结果值为无效状态以指示所述调频连续波信号的频率在该检测区间等于所述第一时钟信号的频率在该检测区间内的期望平均值与该检测区间的持续时长之所述计数器响应于有效状态的所述第一位结果值以将所述计数值加1，并响应于无效状态位结果值设置为无效状态以表征所述调频连续波信号的频率变化处于于锁定状态或者不稳定状态(即在本申请实施例中，非正常工作状态可包括锁定状态和不7在每个所述时钟沿的触发下更新所述指示数据中相应的一个数据的第二顺序编号；根据所述第一顺序编号与所述第二顺序编号之间的差值获得所述测量设置所述检测结果数据的第一位结果值为有效状态以指示所述调频连续波信号的频率在示所述调频连续波信号的频率在该检测区间内的平均值满足期等于所述第一时钟信号在该检测区间内的预设频率平均值与该检测区间的持续时长之间在所述第一位结果值为有效状态时对所述计数值加1、在所述第一位结果值为无效状态时测结果数据的第二位结果值为有效状态以表征所述调频连续波信号的频率变化处于异常8[0026]图3示出本发明实施例中调频连续波信号、第一时钟信号以及频率控制电压的波[0035]图1示出本发明实施例的雷达系统的结构示意图。图2示出图1中合成器的一种实为雷达收发机，雷达收发机根据合成器提供的调频连续波信号提供发射信号和/或处理回[0037]下面将依据图1至3对本实施例基于调频连续波体制的雷达系统的各个部分进行[0039]收发天线包括发射天线1和接收天线2。发射天线1基于发射信号向外提供空间辐频连续波，因此调频连续波体制的雷达系统100可以根据发射信号与回波信号之间的频率9[0041]合成器6用于产生频率不断变化的调频连续波信号SFM，该[0042]作为一种可选的实施例，合成器6例如为图2所示的锁相环结构(PhaseLocked640以及鉴频鉴相器(PhaseFrequencyDetector,简称为PFD)控振荡器630的输出端提供输出调频了连续波信号SFM。反馈分频器640接收压控振荡器630输出的调频连续波信号SFM，对调频连续波分频器可以根据模式控制信号设置的分频比对调频连续波信号SFM提进行分频以得到降频[0046]电荷泵610根据接收到的第一状态信号Qa和第二状态信号Qb产生模拟电压信号[0047]模拟电压信号Vo经环路滤波器620滤波后得到频率控制电压Vc，使得压控振荡器性区间的起始时刻由预设电压起线性递增，压控振荡器630在该预设电压的作用下提供的器630提供的调频连续波信号SFM的频率在每个线性区间内随频率控制电压V[0048]在一些可选的实施例中，各个线性区间Tchrip_up的时长相等且各个等待区间的[0049]本实施例以上述锁相环结构为例对合成器6进行描述，然而本发明实施例的合成[0050]在雷达系统工作时，必须保证包含压控振荡器的锁相环因此如何检测锁相环结构(或其他结构的合成器)的工作状态是保证雷达系统正常运行的相连以接收调频连续波信号SFM，且发射通道3根据调频连续波信号SFM向发射天线1提供调[0054]混频单元5与发射通道3和接收通道4相连以接收第一信号S1和第二信号S2，从而根据第一信号S1和第二信号S2获得差拍信号SD。该差拍信号SD的频率为第一信号S1的频率[0056]信号处理模块8接收混频单元5提供的差拍信号SD，从而根据差拍信[0057]信号处理模块8例如包括用于根据差拍信号SD产生相应的数字信号的模数转换器[0059]本发明实施例的雷达系统还包括检测装置7，该检测装置7对合成器6提供的调频该第一时钟信号Sclk的频率成设定比例Ndiv，且第一时钟信号Sclk为频率小于调频连续波信号SFM的方波信号，从而检测装置7对第一时钟信号Sclk的频率进行检测而获得的检测结果数据同样可以表征调频连续波信号SFM的频率是否出现异常。由于合成器6生成的调频连续波信号SFM在实际应用中通常具有较高的频率(例如在30GHz至300GHz的频率范围内变通常为正弦波形式的信号，检测装置7将调频连续波信号SFM整形为方波形式的第一时钟信或每个下降边沿)更新指示数据Dstate，从而能够根据指示数据Dstate判断该检测区间内信号SFM的频率与第一时钟信号Sclk的频率成设定比例Ndiv，且第一时钟信号Sclk满足环形钟信号Sclk出现下降边沿时，第i次更新后的指示数据Dstate中的另一个数据位Dj的逻辑据第一时钟信号Sclk的时钟沿对指示数据Dstate中各个数据位D1至D[0069]在上述描述中，指示数据Dstate的第i次更新发生于第一时钟信号Sclk出现上升中的一个数据位的更新是指该数据位的逻辑值由1更新为0或由[0070]本文将指示数据Dstate在不断更新的过程中可能提供的各种数据值称为指示数电路7200用于获得各个检测区间对应的指示数据Dstate的预设期望值，并根据指示数据钟信号Sclk的频率在该检测区间内的平均值是否[0072]在线性区间内，处理电路7200可以在第二时钟信号clk_cs的时钟沿(上升边沿或下降边沿)的触发下对指示数据Dstate进行采样，以获得指示数据Dstate在每个检测区间的各个数据位D1-Dn被循环更新；处理电路7200在该检测区间的终止时刻获得指示数据Dstate的结束值，可知该结束值和起始值之间的差异与指示数据Dstate被更新的次数相Dstate在该检测区间内的起始值与结束值之间的差异与第一时钟信号Sclk在该检测区间测区间内的预期出现次数，例如为第一时钟信号Sclk的频率在该检测区间内的期望平均预设期望值以及该检测区间的持续时长计算获得指示数据Dstate在该检测区间内的预测态值的总数目以及第一时钟信号Sclk的时钟沿在该检测区间内的预期出现次数计算获得内的起始值与结束值之间的差异以及该检测区间对应的预设期望值判断第一时钟信号Sclk的频率在检测区间内的平均值是否满足期望范围。后文将对此实施例进行详细说明，与第一时钟信号Sclk的频率之间已知的设定比例Ndiv以及处理电路7200提供的检测结果数据Sout获知调频连续波信号SFM的频率在检测区间内的平均值是否满足预期的频率范围，[0080]图5示出本发明实施例的环形寄存器链路的结构示意图。图6示出图5中各个寄存器的电路结构示意图。下面参照图5和图6对本发明实施例的环形寄存器链路进行详细描[0082]每一级寄存器7110分别根据时钟信号clk、反相时钟信号clkb和本级的输入信号DIN产生本级的输出信号DOUT以及指示数据Dstate中相应的数据位，各级寄存器7110对应[0083]环形寄存器链路7100还包括级联在第一级寄存器和最后一级寄存器之间的奇数[0084]环形寄存器链路7100还包括用于根据时钟信号clk产生反相时钟信号clkb的奇数寄存器7110分别对应于指示数据Dstate中相应的两个相邻的数据位，例如第一级寄存器[0086]作为示例，每级寄存器7110可以根据时钟信号clk的上升边沿更新指示数据[0087]在另一些实施例中，每级寄存器7110可以根据时钟信号clk的下降边沿更新指示数据Dstate中相应的第一数据位Dk，并根据时钟信号clk的上升边沿更新指示数据Dstate[0089]作为一种可选的实施例，如图6所示，每级寄存器7110包括至少两级采样保持模[0091]第一级采样保持模块7111具有采样状态和保持状态，并根据时钟信号clk交替进[0092]作为一种可选的实施例，第一级采样保持模块7111可以包括受控于时钟信号clk接收本级寄存器7110的输入信号DIN，场效应晶体管M11和M12的漏极相连并提供传递信号[0094]第二级采样保持模块7112与第一级采样保持模块7111可M21和M22的源极相连并接收第一级采样保持模块7111提供的传递信号DZ，场效应晶体管别接收时钟信号clk和反相时钟信号clkb。第二级采样保持模块7112同样可以包括偶数个[0095]在可选的实施例中，第一级采样保持模块7111中的传输门级联在两个反相器之[0096]为了让第二级采样保持模块7112与第一级采样保持模块7111在同一时刻的工作[0097]作为一种可选的实施例，场效应晶体管M12和M21的栅极接收场效应晶体管M11和M22的栅极接收时钟信号clk，场效应晶体管M11和M21例如为PMOS晶体样保持模块7111中的传输门导通，使得传递信号DZ与本级寄存器接收到的输入信号DIN相[0098]如图6所示，每级寄存器7110还包括第一级缓冲模块7113以及第二级缓冲模块7114。第一级缓冲模块7113对第一级采样保持模块7111输出的传递信号DZ进行缓冲以驱动/整形得到指示数据Dstate中与本级寄存器对应的第一数据位Dk，第二级缓冲模块7114对第二级采样保持模块7112提供的输出信号DOUT进行缓冲以驱动/整形得到指示数据[0099]在上述实施例中，各级采样保持模块和各级缓冲模块例[0102]下面依据图7所示的实现方式对本发明实施例的处理电路进行描述和说明，然而用其他判断方式判断第一时钟信号的频率和调频连续波信号的频率在检测区间内的平均[0103]如图7所示，处理电路7200包括采样单元7210、存储单元7220和第一判断单元[0104]采样单元7210用于在检测区间的起始时刻对环形寄存器链路7100提供的指示数的终止时刻对环形寄存器链路7100提供的指示数据Dstate进行采样以获得指示数据在该号clk_cs的频率小于环形寄存器链路7100的时钟信号clk的频率，且该第二时钟信号clk_cs的采样周期Tsample与一个检测区间对应，从而采样单元7210能够在第二时钟信号clk_cs的控制下采样得到起始值Dstate_ini和结束值D[0105]存储单元7220用于预先存储指示数据的各种可能出现的状态值Dstate__1至Dstate_2n，并存储指示数据的各个状态值在环形寄存器链路的输出逻辑顺序下对应的顺该检测区间内的结束值Dstate_end对应的顺序编号a2与指示数据在该检测区间内的起始[0]可以表征第一时钟信号Sclk的频率在该检测区间内的平均值是否满足期望范围，理由[0115]{2*Tsample/[1当前时钟沿)对应的调频连续波信号SFM的期望频率以及相邻的前一个采样点(第二时钟信[0119]表1以8位指示数据Dstate(即n＝8)为例示出了环形寄存器链路7100的16(即2n)该检测区间对应的预设期望值a_ref，该预设期望值表征了第一判断单元7230计算获得的一位结果值Sout[0]设置为有效状态，以指示第一时钟信号Sclk和调频连续波信号SFM的频之间的偏差在第一阈值确定的允许范围内，此时第一判断单元7230可以将检测结果数据Sout的第一位结果值So