压控振荡器及其使用方法技术

本公开的各实施例总体上涉及压控振荡器及其使用方法。一种压控振荡器(VCO)包括：串联耦合的一对电感器；串联耦合的第一对变容二极管，以及串联耦合的第二对变容二极管。第一共模节点在第一对变容二极管的相应变容二极管之间，第二共模节点在第二对变容二极管的相应变容二极管之间。电源电压节点通过第一开关可切换地耦合到第一共模节点，电源电压节点是位于这对电感器之间的节点。控制电压节点(V

【技术实现步骤摘要】
压控振荡器及其使用方法


[0001]本公开总体上涉及电子电路，并且在特定实施例中，涉及压控振荡器(VCO)。

技术介绍

[0002]通常，在汽车应用中使用高级驾驶员辅助系统(ADAS)来防止事故或减少由于与静止或移动物体的碰撞而导致的事故的严重性。高级驾驶员辅助系统应用包括自适应巡航控制、碰撞前安全系统、盲点检测、车道变换助理等。高级驾驶员辅助系统可以包括布置在汽车周围以检测车辆附近的物体的短程雷达(SRR)和远程雷达(LRR)传感器。
[0003]雷达系统通过测量由雷达系统发射的发射(T
x
)信号与由目标反射的对应接收(R
x
)回波信号之间的时间延迟来感测目标的距离和速度。远程雷达传感器可以在远程雷达频带(例如，76GHz到77GHz)中操作并且覆盖具有低功率RX信号的高达几百米的距离。能够覆盖短程雷达和远程雷达频带两者的收发器雷达是期望的，以降低高级驾驶员辅助系统的成本和设计努力。

技术实现思路

[0004]根据实施例，压控振荡器(VCO)电路包括：串联耦合的一对电感器；串联耦合的第一对变容二极管，第一共模节点在第一对变容二极管的相应变容二极管之间；串联耦合的第二对变容二极管，第二共模节点在第二对变容二极管的相应变容二极管之间，第一对变容二极管的第一端子耦合到第二对变容二极管的第一端子和电感器对的第一端子，并且第一对变容二极管的第二端子耦合到第二对变容二极管的第二端子和电感器对的第二端子；通过第一开关可切换地耦合到第一共模节点的电源电压节点，电源电压节点是位于这对电感器之间的节点；以及通过第二开关可切换地耦合到第二共模节点的控制电压节点(V
C
)。
[0005]根据另一实施例，压控振荡器(VCO)电路100包括：谐振电路，包括第一对变容二极管和第二对变容二极管，谐振电路的谐振频率取决于第一对变容二极管的第一电容和第二对变容二极管的第二电容，谐振频率设置VCO电路的输出频率；振荡器核心，耦合到谐振电路；以及开关电路，被配置为在第一操作模式和第二操作模式中操作VCO电路，开关电路被配置为选择第一对变容二极管以用于在第一操作模式中在第一频带上调谐谐振频率，并且开关电路被配置为在第二操作模式中选择第二对变容二极管以用于在第一频带之外的第二频带上调谐谐振频率。
[0006]根据又一实施例，一种操作压控振荡器(VCO)电路的方法包括：使用开关电路在第一操作模式中操作VCO，VCO电路包括谐振电路，谐振电路包括第一对变容二极管、第二对变容二极管以及设置VCO的输出频率的谐振频率，开关电路在第一操作模式中设置第一对变容二极管以在第一频带上调谐谐振频率；以及使用开关电路在第二操作模式中操作VCO，开关电路在第二操作模式中设置第二对变容二极管以在第一频带外部的第二频带上调谐谐振频率。
[0007]应当理解，前面的概括描述和下面的详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是
对所要求保护的本公开的限制。
附图说明
[0008]为了更完整地理解本公开及其优点，现在参考结合附图进行的以下描述。
[0009]图1是示例压控振荡器；
[0010]图2是实施例压控振荡器的示意图；
[0011]图3是实施例压控振荡器的示意图；
[0012]图4是实施例压控振荡器的示意图；
[0013]图5是实施例压控振荡器的示意图；
[0014]图6是实施例压控振荡器的示意图；
[0015]图7是实施例压控振荡器的示意图；
[0016]图8是示出根据控制电压的双频带压控振荡器的频率的实施例的图表；
[0017]图9是实施例处理系统的框图；
[0018]图10是用于操作压控振荡器的实施例方法的流程图；
[0019]图11是用于操作压控振荡器的实施例方法的流程图；
[0020]图12是用于操作压控振荡器的实施例方法的流程图；以及
[0021]图13是用于操作压控振荡器的实施例方法的流程图。
[0022]除非另有指示，否则不同附图中的对应数字和符号通常指代对应部分。绘制各图是为了清楚地说明实施例的相关方面，且未必按比例绘制。图中绘制的特征的边缘不一定指示特征的范围的终止。
具体实施方式
[0023]下面详细讨论各种实施例的制造和使用。然而，应了解，本文中所描述的各种实施例可适用于广泛多种特定上下文。所讨论的具体实施例仅仅说明了制造和使用各种实施例的具体方式，而不应被解释为限制的范围。
[0024]在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的引用旨在指示关于该实施例描述的特定配置、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书的一个或多个点中可以存在的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”的短语不一定是指同一个实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定的构造、结构或特性可以以任何适当的方式组合。
[0025]虽然主要在汽车应用中的高级驾驶员辅助系统内操作的压控振荡器的背景下描述了本专利技术的方面，但是本专利技术的方面可以类似地适用于其他系统、其他应用以及跨不同的频率范围。
[0026]本文所使用的参考仅仅是为了方便而提供的，并且因此不限定保护的程度或实施例的范围。期望能够生成用于雷达发射器和接收器(例如，汽车雷达系统)的参考信号，其可以覆盖短程雷达和远程雷达频带以降低成本和设计努力。
[0027]本公开的实施例通过使用开关电路来提供上述问题的解决方案，所述开关电路包括放置在变容二极管的共模节点处的开关，以实现跨例如短程雷达和远程雷达频带的双频带VCO操作。使用双频带方案允许单个VCO在短距离雷达频带和长距离雷达频带两者上覆盖更宽的调谐范围(例如，5GHz)，而不增加相位噪声。有利地，因为开关在共模节点与电压的
连接之间而不沿着LC储能电路的信号路径，所以该配置不影响LC储能电路的相位噪声或寄生电容。通过使用单对变容二极管来覆盖每个频率子带，VCO的频率与电压增益(k
VCO
)可以减小5/4(例如，对于短程雷达频带)到5(例如，对于远程雷达频带)的范围内的因子，这可以减少相位噪声。可以增加LC储能电路的Q因子，并且可以通过使用具有连接到变容二极管的共模节点的开关的开关电路来减小寄生电容。这避免了在现有技术VCO设计中所需要的LC槽Q因数和调谐范围之间的折衷。另外，所公开的实施例可以紧凑地实现以减少硅面积占用，因为相同的LC储能电路电感器和振荡器核心用于短程雷达和远程雷达频带。
[0028]根据本公开的一个或多个实施例，压控振荡器(VCO)电路可以包括开关电路，该开关电路具有置于变容二极管的共模节点处的开关，以便实现双频带操作。这允许单个VCO电路覆盖更宽范围的频率(例如，对于短程雷达和远程雷达频带)。开关沿着具有电压的共模节点的连接设置，并且不沿着LC储能电路的信号路径。这允许配置实现短程雷达模式和远程雷达模式之间的切换，而不增加不期望的相位噪声或寄生电容。LC储能电路的Q因数可以增大，并且寄生电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压控振荡器VCO电路，包括：串联耦合的一对电感器；串联耦合的第一对变容二极管，第一共模节点在所述第一对变容二极管的相应变容二极管之间；串联耦合的第二对变容二极管，第二共模节点在所述第二对变容二极管的相应变容二极管之间，所述第一对变容二极管的第一端子耦合到所述第二对变容二极管的第一端子和所述一对电感器的第一端子，以及所述第一对变容二极管的第二端子耦合到所述第二对变容二极管的第二端子和所述一对电感器的第二端子；电源电压节点，通过第一开关可切换地耦合到所述第一共模节点，所述电源电压节点是位于所述一对电感器之间的节点；以及控制电压节点(V
C
)，通过第二开关可切换地耦合到所述第二共模节点。2.根据权利要求1所述的电路，还包括振荡器核心，所述振荡器核心耦合到LC振荡回路电路，所述LC振荡回路电路包括所述第一对变容二极管和所述第二对变容二极管以及所述一对电感器。3.根据权利要求1所述的电路，还包括第三开关和第四开关，所述第三开关将所述控制电压节点耦合到所述第一共模节点，所述第四开关将参考接地节点耦合到所述第二共模节点。4.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一共模节点通过所述第二开关耦合到所述第二共模节点，并且所述控制电压节点耦合到所述第一共模节点。5.根据权利要求4所述的电路，还包括：串联耦合的第一电容器、第三开关和第二电容器；所述第一电容器的第一端子耦合到所述第一对变容二极管的第一端子；所述第一电容器的第二端子耦合到所述第三开关的第一端子；所述第二电容器的第一端子耦合到所述第三开关的第二端子；以及所述第二电容器的第二端子耦合到所述第一对变容二极管的第二端子。6.一种压控振荡器VCO电路，包括：谐振电路，包括第一对变容二极管和第二对变容二极管，所述谐振电路的谐振频率取决于所述第一对变容二极管的第一电容和所述第二对变容二极管的第二电容，所述谐振频率设置所述VCO电路的输出频率；振荡器核心，耦合到所述谐振电路；以及开关电路，被配置为在第一操作模式和第二操作模式中操作所述VCO电路，所述开关电路被配置为在所述第一操作模式中选择所述第一对变容二极管以用于在第一频带上调谐所述谐振频率，并且所述开关电路被配置为在所述第二操作模式中选择所述第二对变容二极管以用于在所述第一频带之外的第二频带上调谐所述谐振频率。7.根据权利要求6所述的VCO电路，其中所述第一频带在38GHz和38.5GHz之间，并且所述第二频带在38.5GHz和40.5GHz之间。8.根据权利要求6所述的VCO电路，其中在所述第一操作模式中，所述开关电路被配置
为将所述第二对变容二极管中的每个变容二极管设置为固定电容器，并且其中在...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：