DE102015106931A1

DE102015106931A1 - HF-Frontend mit Leistungssensorkalibrierung

Info

Publication number: DE102015106931A1
Application number: DE102015106931.8A
Authority: DE
Inventors: Oliver Frank; Herbert Knapp; Florian STARZER; Herbert Jaeger; Jonas Wursthorn; Rainer Stuhlberger; Hao Li; Karl Dominizi
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2015-05-04
Filing date: 2015-05-04
Publication date: 2016-11-10
Also published as: US20190068295A1; US10574367B2; CN106130576A; CN106130576B; US10128962B2; US20160329972A1

Abstract

Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft eine Schaltung, die zumindest einen HF-Signalpfad für ein HF-Signal sowie zumindest einen Leistungssensor umfasst, der mit dem HF-Signalpfad gekoppelt und dazu ausgebildet ist, ein Sensorsignal zu erzeugen, das die Leistung des HF-Signals während eines Normalbetriebs der Schaltung repräsentiert. Die Schaltung umfasst weiter einen Schaltungsknoten zum Empfangen eines HF-Testsignals während eines Kalibrierbetriebs der Schaltung. Der Schaltungsknoten ist mit dem zumindest einen Leistungssensor gekoppelt, so dass der zumindest eine Leistungssensor das HF-Testsignal zusätzlich oder alternativ zu dem HF-Signal empfängt und das Sensorsignal als Signal erzeugt, das die Leistung des HF-Testsignals repräsentiert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen das Gebiet der HF-Empfänger und Transmitter, insbesondere ein HF-Frontend, welches beispielsweise in einem integrierten Radar-Transceiver verwendet werden kann.
HINTERGRUND
Hochfrequenz-(HF)-Transmitter und -Empfänger findet man in einer Vielzahl von Anwendungen, insbesondere im Gebiet der drahtlosen Kommunikation und der Radarsensoren. Im Automobilbereich besteht ein größer werdender Bedarf an Radarsensoren, die in sogenannten Abstandsregeltempomat-(ACC, Adaptive Cruise Control, oder Radar Cruise Control)Systemen verwendet werden. Solche Systeme können automatisch die Geschwindigkeit eines Automobils anpassen, um so einen sicheren Abstand zu anderen, vorausfahrenden Automobilen (sowie von anderen Objekten und von Fußgängern) einzuhalten.
Moderne Radarsysteme verwenden hochintegrierte HF-Schaltungen, welche alle Kernfunktionen eines HF-Frontends eines Radars-Transceivers in einem einzigen Gehäuse (Single-Chip-Radar-Transceiver) vereinen können, was häufig als MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) bezeichnet wird. Solche HF-Frontends beinhalten üblicherweise unter anderem einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO, Voltage Controlled Oscillator), Leistungsverstärker (PA, Power Amplifiers), Richtkoppler, Mischer und Analog-Digitalwandler (ADC, Analog-to-Digital-Converters), sowie zugehörige Steuerschaltungsanordnungen zum Steuern und Überwachen des HF-Frontends. Im Automobil eingesetzte Radaranwendungen sind verschiedenen Standards betreffend die Sicherheit im Straßenverkehr unterworfen, beispielsweise dem Standard zur funktionalen Sicherheit ISO 26262 mit dem Titel "Road vehicles – Functional safety". Um die funktionale Sicherheit eines Radarsensors sicherzustellen und/oder um gesetzliche Regeln zu erfüllen, sollte das HF-Frontend mit wohldefinierten Betriebsparametern arbeiten.
Beispielsweise sollte das HF-Frontend ein HF-Ausgangssignal (z.B. das einer oder mehreren Antennen zuzuführende Sendesignal) mit einer definierten Ausgangsleistung bereitstellen, um eine gewünschte Sensor-Performance zu erreichen. Des Weiteren sollte eine maximale Ausgangsleistung während des Betriebs des HF-Frontends nicht überschritten werden, um gesetzlichen Vorschriften zu genügen. Des Weiteren sollte die Ausgangsleistung des Sendesignals nicht geringer sein als eine minimale Ausgangsleistung, um einen zuverlässigen Betrieb des Radarsensors sicherzustellen. Um die Standards betreffend die funktionale Sicherheit zu erfüllen, sollte der MMIC die Fähigkeit aufweisen, Fehlfunktionen des Radarsensors zu detektieren, beispielsweise wenn die HF-Ausgangsleistung nicht innerhalb spezifizierter Grenzen liegt. Folglich besteht ein Bedarf, in dem HF-Frontend die Leistung in einem HF-Signalpfad zu messen. Jedoch haben verfügbare Messschaltungen (Leistungssensoren) eine geringe Genauigkeit und folglich werden gegenwärtig im Design von HF-Frontends und während Produktionstests vergleichsweise breite Sicherheitsabstände (guard bands) berücksichtigt, um sicherzustellen, dass der gewünschte Betriebsbereich nicht verlassen wird. Breite Sicherheitsabstände haben eine vergleichsweise hohe Anzahl fehlerhafter Produkte und einen entsprechenden Ausschuss zur Folge. Folglich besteht ein Bedarf, in integrierten HF-Frontends die Genauigkeit der Leistungsmessung zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft eine Schaltung, welche zumindest einen HF-Signalpfad für ein HF-Signal, sowie zumindest einen Leistungssensor aufweist, der mit dem Signalpfad gekoppelt und dazu ausgebildet ist, ein Sensorsignal zu erzeugen, das die Leistung des HF-Signals während eines Normalbetriebs der Schaltung repräsentiert. Die Schaltung umfasst des Weiteren einen Schaltungsknoten zum Empfangen eines HF-Testsignals während eines Kalibrierbetriebs der Schaltung. Der Schaltungsknoten ist mit dem zumindest einen Leistungssensor gekoppelt, so dass der zumindest eine Leistungssensor das HF-Testsignal zusätzlich oder alternativ zu dem HF-Signal empfängt und das Sensorsignal als ein Signal, das die Leistung des HF-Testsignals repräsentiert, erzeugt.
Ein anderes exemplarisches Ausführungsbeispiel betrifft ein System umfassend einen MMIC und eine automatische Testeinrichtung (ATE Automatic Testing Equipment). Der MMIC umfasst zumindest einen HF-Signalpfad für ein HF-Signal, zumindest einen Leistungssensor, der mit dem HF-Signalpfad gekoppelt ist, und einen Schaltungsknoten zum Empfangen eines HF-Testsignals. Der Leistungssensor ist dazu ausgebildet, das Testsignal zu Empfangen und ein Sensorsignal, das die Leistung des Testsignals repräsentiert, bereitzustellen. Die ATE ist dazu ausgebildet, das HF-Testsignal zu erzeugen und das HF-Testsignal in den Schaltungsknoten einzuspeisen.
Ein weiteres exemplarisches Ausführungsbeispiel betrifft die des Weiteren ein Verfahren zum Kalibrieren eines oder mehrerer in einem MMIC enthaltenen Leistungssensoren. Das Verfahren umfasst das Erzeugen eines HF-Testsignals, das eine gewünschte Leistung aufweist. Das HF-Testsignal wird in einen Schaltungsknoten eingespeist, der mit zumindest einem in dem MMIC enthaltenen Leistungssensor gekoppelt ist. Folglich stellt der Leistungssensor ein entsprechendes Sensorsignal bereit, das die Leistung des HF-Testsignals repräsentiert. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Berechnen von zumindest einem Kalibrierparameter basierend auf der gewünschten Leistung und dem jeweiligen Sensorsignal, sowie das Speichern des (der) Kalibrierparameter(s) in einem Speicher.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
Die Erfindung lässt sich mit Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und Abbildungen besser verstehen. Die in den Figuren dargestellten Komponenten sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, vielmehr wird Wert darauf gelegt, die der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien darzustellen. Des Weiteren bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen korrespondierende Teile. Zu den Abbildungen:
1 zeigt ein Blockdiagramm, das die grundlegende Struktur des Empfangspfads eines HF-Transceiver-Chips darstellt;
2 ist ein Blockdiagram, das den Empfangs-/Sendepfad in einem monostatischen Radar-Transceiver-Chip darstellt;
3 illustriert die Verwendung von Leistungssensoren in einem HF-Frontend eines Radar-Transceivers;
4 zeigt ein Blockdiagramm, das die Kalibrierung eines Leistungssensors, der zum Beispiel in dem HF-Frontend aus 3 integriert ist, darstellt; und
5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zur Kalibrierung von Leistungssensoren darstellt, die in einem HF-Frontend, das in einem MMIC integriert ist, verwendet werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unten im Kontext eines Radar-Transceivers (Radarsensors) diskutiert. Es sei jedoch angemerkt, dass die vorliegende Erfindung auch in anderen Anwendungen als Radar verwendet werden kann, beispielsweise HF-Transceivern in HF-Kommunikationsvorrichtungen.
Ein sogenannter "Single-Chip-Radar" (Einzelchip-Radar) kann Schaltungsanordnungen beinhalten, welche die für die Abstands- und/oder Geschwindigkeitsmessung benötigten Kernfunktionen in einem Chip (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) bereitstellen. Folglich kann der Chip unter anderem HF-Oszillatoren, Verstärker, Mischer, Filter, Analog/Digitalwandler und digitale Signalprozessoren aufweisen. 1 illustriert einen HF-Empfänger (oder den Empfangspfad eines HF-Transceivers) wie er beispielsweise in einer Radar-Abstandsmessvorrichtung (Radarsensor) verwendet wird. Demnach beinhaltet der HF-Transceiver/Empfänger 1 einen Mischer 10, dem ein HF-Eingangssignal SRX und ein HF-Oszillatorsignal SLO zugeführt wird, welches dazu verwendet wird, das HF-Eingangssignal SRX in das Basisband oder ein Zwischenfrequenzband (IF-Band) herunter zu mischen. Das HF-Eingangssignal SRX kann von einer Antenne (in 1 nicht gezeigt) bereitgestellt werden und kann vorverstärkt werden (siehe HF-Verstärker 12), bevor es dem Mischer 10 zugeführt wird. Im vorliegenden Beispiel wird das HF-Oszillatorsignal von einem Lokaloszillator (LO) 11 erzeugt, der einen in einem Phasenregelkreis (PLL, Phase Locked Loop) gekoppelten spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) beinhalten kann. Das HF-Oszillatorsignal SLO kann jedoch abhängig von der tatsächlichen Anwendung auch von anderen Schaltungsanordnungen bereitgestellt werden. In Radaranwendungen ist das Lokaloszillatorsignal SLO üblicherweise frequenzmoduliert, um einen sogenannten frequenzmodulierenden Dauerstrich-(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)Radarsensor zu implementieren. Bei Verwendung in einer Radar-Abstandsmessvorrichtung kann das HF-Oszillatorsignal SLO im Bereich zwischen ungefähr 24 GHz und 77 GHz (77 GHz im vorliegenden Beispiel) liegen. Jedoch können auch höhere oder niedrigere Frequenzen anwendbar sein.
Wie erwähnt, mischt der Mischer 10 das HF-Eingangssignal SRX' (verstärktes Antennensignal) in das Basisband (oder IF-Band) herunter. Das jeweilige Basisbandsignal (Mischerausgangssignal) wird mit SBB bezeichnet. Das Basisbandsignal SBB wird dann einer analogen Filterung (Filter 13) unterworfen, um unerwünschte Seitenbänder oder Spiegelfrequenzen zu unterdrücken. Der Filter 13 kann ein Tiefpassfilter oder ein Bandpassfilter sein. Dasa gefilterte Basisbandsignal (Filterausgangssignal) wird mit SBB' bezeichnet. Empfänger, welche einen Mischer verwenden, um das HF-Eingangssignal in das Basisband oder ein IF-Band herunter zu mischen, sind als Heterodyn-Empfänger an sich bekannt und werden folglich nicht detaillierter diskutiert. Das gefilterte Basisbadsignal SBB' wird dann abgetastet und in ein digitales Signal SRXDIG (Analog/Digitalwandler 14) gewandelt, welches dann im Digitalbereich mittels eines digitalen Signalprozessors weiter verarbeitet wird (bewerkstelligt beispielsweise durch den digitalen Signalprozessor 15). Im Falle einer Heruntermischung in ein IF-Band kann das IF-Signal auch für eine digitale Demodulation des IF-Signals digitalisiert werden. Die digitale Signalverarbeitung kann beispielsweise von einem digitalen Signalprozessor durchgeführt werden, der geeignete Softwarebefehle ausführt.
1 illustriert den Empfangspfad eines HF-Empfängers oder -Transceivers. In sogenannten bistatischen oder pseudo-monostatischen Radarsystemen kann der Empfänger separat vom Sender sein, da Sender und Empfänger separate Antennen verwenden. 2 zeigt einen HF-Transceiver (kombinierter Empfänger und Sender), der in einem monostatischen Radarsystem verwendet werden kann, in dem dieselbe Antenne zum Senden und Empfängen von HF-Signalen verwendet wird. Der Transceiver aus 2 umfasst einen Richtkoppler 22, der zwischen den Mischer 10 und eine Antenne 20 gekoppelt und dazu ausgebildet ist, das von der Antenne 20 empfangene HF-Signal SRX zu dem Mischer 10 (Empfangspfad) zu lenken. Des Weiteren ist der Richtkoppler 22 dazu ausgebildet, das HF-Oszillatorsignal SLO (verstärkt von dem Leistungsverstärker 23) zu der Antenne 20 zu lenken, welche ein entsprechendes elektromagnetisches Radarsignal aussendet. Abgesehen von dem Richtkoppler 22 ist der Empfangspfad (Verstärker 12, Mischer 10, Filter 13, Analog/Digitalwandler 14, Signalprozessor 15) der gleiche wie in 1 und die betreffende Beschreibung wird daher hier nicht wiederholt.
Der Richtkoppler 22 kann als Ringkoppler (Rat-Race-Koppler), der mittels Streifenleitungen gebildet wird, implementiert sein. Jedoch können auch andere Typen von Richtkopplern (z.B. Zirkulatoren) verwendet werden. Insbesondere bei der Verwendung eines Rat-Race-Kopplers wird ein Port des Kopplers mittels einer Abschlussimpedanz 21 terminiert. Der Richtkoppler 22 kann in dem gleichen Chipgehäuse wie die anderen Schaltungskomponenten des Transceivers implementiert sein, um eine Einzelchip-Lösung bereitzustellen. Es sei angemerkt, dass die Blockdiagramme aus 1 und 2 lediglich den prinzipiellen Aufbau eines HF-Heterodyn-Transceivers repräsentieren. Tatsächliche Implementierungen sind selbstverständlich wesentlich komplexer. Jedoch sind die Darstellungen aus 1 und 2 für die vorliegende Diskussion und für das Verständnis der Funktionen der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele ausreichend.
In vielen Anwendungen kann es notwendig oder wünschenswert sein, HF-Leistung in verschiedenen Teilen des HF-Frontends eines HF-Transceivers zu messen (z.B. in dem Empfangspfad, in dem Sendepfad, am Referenzeingang des Mischers, etc.). Wie oben erwähnt, kann während des regulären Betriebs der Vorrichtung, sowie während Produktionstests der Vorrichtung zur Sicherstellung der Einhaltung von Produktspezifikationen und gesetzlichen Regeln (Qualitätskontrolle) Information über die HF-Leistung benötigt werden. Um die Testbarkeit (Testability) zu ermöglichen, werden HF-Leistungssensoren in verschiedenen Teilen des HF-Transceiver-Chips vorgesehen. Das heißt, die Leistungssensoren werden im HF-Schaltungsdesign als "Design for Testability"-(DFT-)Merkmale inkludiert. Wie erwähnt, können Leistungssensoren nicht nur für Produktionstests verwendet werden, sondern ermöglichen auch die Leistungsüberwachung während des Betriebs des HF-Frontends. Zu diesem Zweck kann die Information, die von einem oder mehreren Leistungssensoren ermittelt wird, an einem dedizierten Anschluss (z.B. Output-Pin) des MMIC als digitales oder analoges Signal bereitgestellt werden.
Beispielsweise können Dioden als HF-Leistungssensoren verwendet werden. Dioden sind für diesen Zweck nützlich, da sie einfach in den MMIC, in dem das HF-Frontend enthalten ist, inkludiert werden können. Dioden als Leistungssensoren (auch als Leistungsdetektoren bezeichnet) sind als solche bekannt und werden hier folglich nicht detaillierter diskutiert. Im Allgemeinen werden Dioden verwendet, um ein einfallendes HF-Signal gleichzurichten, wobei die Diode in ihrem quadratischen Kennlinienbereich (Square-Law Region) betrieben wird, um ein Signal zu erzeugen, welches ungefähr proportional zu der Leistung des HF-Signals ist. Um den dynamischen Bereich einer HF-Leistungssensordiode über den quadratischen Bereich hinaus zu erweitern, können Linearitätskorrekturschaltungen (Linearity Correction Circuits) oder Mehrfachdiodenstapel (Multiple Diode Stacks) verwendet werden. Ein Leistungssensor kann direkt mit dem HF-Signalpfad verbunden sein, in dem die Leistung gemessen werden soll. Alternativ kann ein Richtkoppler oder ein Leistungsteiler (Power Divider) dazu verwendet werden, den Leistungssensor mit dem HF-Signalpfad zu koppeln. Geeignete Richtkoppler können einfach mittels Streifenleitungen implementiert werden, die in einer Metallisierungsschicht des MMIC gebildet werden.
Einfache Sensordioden, welche zusammen mit der Schaltung, die das HF-Frontend eines HF-Transceivers bildet, integriert werden können, haben eine begrenzte absolute Genauigkeit. Um die Genauigkeit der Leistungsmessung zu verbessern, werden die Leistungssensoren mittels eines Testsignals, das eine definierte Leistung aufweist, kalibriert. Das Testsignal kann mittels einer Signalgeneratorschaltung, die auch in dem gleichen Chip wie das HF-Frontend integriert ist, "on-chip" erzeugt werden, jedoch können auch externe Testsignalgeneratoren verwendet werden. In diesem Fall kann das Testsignal einen Test-Pin oder einem Test-Pad (z.B. Nadelkontaktpunkt) des Chips zugeführt werden, beispielsweise mittels einer Nadelsonde. Das Testsignal kann die gleiche oder eine ähnliche Frequenz aufweisen, wie das HF-Signal (z.B. 77 GHz oder 24 GHz), dessen Leistung während des Normalbetriebs überwacht werden soll. Jedoch ist dies nicht notwendigerweise der Fall. Das Testsignal kann eine Frequenz aufweisen, welche niedriger ist als die Frequenz des HF-Signals während des Betriebs.
3 ist ein Blockdiagramm, welches das HF-Frontend des Radar-Transceivers aus 2 darstellt, wobei der Teil zur digitalen Nachverarbeitung (digital post-processing) weggelassen wurde. Zusätzlich zu dem Beispiel aus 2 umfasst das HF-Frontend Leistungssensoren 32 und 36, welche mit den HF-Signalpfaden mittels der Richtkoppler 31 bzw. 35 gekoppelt sind. Abgesehen von den zusätzlichen Leistungssensoren und den zugehörigen Kopplern ist die Schaltung aus 3 identisch mit der Schaltung aus 2 und es wird auf die zugehörige Beschreibung weiter oben Bezug genommen. Abhängig von der tatsächlichen Implementierung der Leistungssensoren 32 und 36 können die Koppler 31 und 35 weggelassen werden und sie sind folglich optional. In diesem Fall sind die Leistungstransistoren direkt mit den jeweiligen HF-Signalpfaden ohne zwischen liegende Koppler verbunden.
Der Pegel der von den Leistungssensoren 32 und 36 bereitgestellten Ausgangssignale repräsentiert den aktuellen HF-Leistungspegel in dem jeweiligen HF-Signalpfad. In dem vorliegenden Beispiel repräsentiert das Ausgangssignal P1 die HF-Leistung des Oszillatorsignals an dem Referenzeingang des Mischers 10. In ähnlicher Weise repräsentiert das Ausgangssignal P2 die HF-Leistung des verstärkten Antennensignals, das an dem HF-Eingang des Mischers 10 einfällt. Zusätzliche Leistungssensoren können in anderen Teilen des HF-Frontends inkludiert werden. In den meisten Anwendungen werden die Ausgangssignale P1, P2 der Leistungssensoren 32, 36 Spannungssignale sein, welche zur weiteren Verarbeitung im Digitalbereich digitalisiert werden können.
4 ist ein Blockdiagramm, welches die Kalibrierung eines Leistungssensors (z.B. Leistungssensor 32 wie in 3 dargestellt) mittels eines HF-Testsignals STEST, das einen definierten Leistungspegel aufweist, darstellt. In 4 ist ein Richtkoppler 31 dargestellt, der den Leistungssensor 32 mit einem HF-Signalpfad koppelt, in dem HF-Leistung gemessen werden soll. Wie oben unter Bezugnahme auf 3 erwähnt, kann der Koppler 31 abhängig von der tatsächlichen Implementierung optional sein. Zum Zwecke der Sensorkalibrierung ist der Leistungssensor 32 mit einem Chip-Pad 40 gekoppelt, das dazu ausgebildet ist, während eines Produktionstests mit einer Nadelsonde 41 kontaktiert zu werden. Im Allgemeinen ist das Chip-Pad 40 ein Schaltungsknoten, der das Testsignal STEST empfängt. Die Nadelsonde 41 wird dazu verwendet, ein HF-Testsignal S_TEST in den Leistungssensor 32 über das Chip-Pad 42 einzuspeisen, wobei das Testsignal S_TEST eine HF-Signalleistung hat, welche auf einen oder mehrere definierte Pegel eingestellt werden kann. Das Testsignal kann mit der externen Testeinrichtung 60 erzeugt werden. Alternativ kann ein auf dem Chip angeordneter Signalgenerator verwendet werden (in diesem Fall wird die Nadelsonde 41 nicht benötigt). Während der Kalibrierung misst der Leistungssensor 32 die Leistung des HF-Testsignals STEST und stellt ein entsprechendes Leistungssignal P1 bereit, das den momentanen Leistungspegel des Signals STEST repräsentiert. Das Sensorausgangssignal P1 kann mittels eines Analog-Digitalwandlers (ADC) 45 digitalisiert werden und das resultierende Digitalsignal P1, DIG kann einer Steuereinheit 50 (welche auch den digitalen Signalprozessor 15, siehe 1, beinhalten kann) zugeführt werden.
Die Steuereinheit 50 kann dazu ausgebildet sein, die digitalen Sensorsignal P1, DIG zurück an die Testeinrichtung zu kommunizieren, so dass abhängig von den bekannten Leistungspegeln des Testsignals STEST und den jeweiligen Sensorausgangssignalen P1, DIG Kalibrierparameter berechnet werden können. Die Kalibrierparameter können zurück zur Steuereinheit 50 kommuniziert werden und in einem Speicher 51 gespeichert werden. Während des normalen Betriebs des Radarsensors werden die gespeicherten Kalibrierparameter von der Steuereinheit 50 dazu verwendet, die jeweiligen Sensorausgangssignale P1, P₂ zu korrigieren, und folglich wird die Genauigkeit der Leistungsmessung verbessert.
Wenn die Information über den Leistungspegel des Testsignals STEST in der Steuereinheit 50 verfügbar ist, können die Kalibrierparameter mittels der Steuereinheit 50 anstatt in der Testeinrichtung 60 berechnet werden. Wenn das Testsignal des Weiteren auf dem Chip erzeugt wird, wird die externe Testeinrichtung nicht benötigt und eine Kalibrierung kann regelmäßig oder in bestimmten Zeitintervallen während des Lebenszyklus des HF-Transceivers wiederholt werden. Demnach kann eine Drift der Sensorcharakteristik der Leistungssensoren durch regelmäßige Aktualisierung der Kalibrierparameter kompensiert werden.
5 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein exemplarisches Kalibrierverfahren darstellt, das mittels des Systems aus 4 bewerkstelligt werden kann. Demnach werden in einem MMIC enthaltene Leistungssensoren (z.B. Leistungssensoren 32 aus 4) mittels einer automatischen Testeinrichtung (z.B. Testeinrichtung 60 aus 4) kalibriert. Im vorliegenden Beispiel wird ein HF-Testsignal, welches eine gewünschte Leistung aufweist, erzeugt (Schritt 71). Das HF-Testsignal wird einem Schaltungsknoten zugeführt, der mit zumindest einem in dem MMIC enthaltenen Leistungssensor gekoppelt ist (Schritt 72). Als Ergebnis davon stellt der Leistungssensor ein entsprechendes Sensorsignal bereit (siehe 4, Sensorsignal P1), das die Leistung des HF-Testsignals repräsentiert, und zumindest ein Kalibrierparameter kann basierend auf der gewünschten Leistung und dem jeweiligen Sensorsignal berechnet werden (Schritt 73). Der (die) Kalibrierparameter kann (können) dann in einem Speicher gespeichert werden (Schritt 74, siehe 4, Speicher 51).
Während verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, wird es für Fachleute augenscheinlich, dass viele weitere Ausführungsbeispiele innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung möglich sind. Demnach soll die Erfindung beschränkt werden außer im Lichte der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente. Hinsichtlich der verschiedenen Funktionen, die von den oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Baugruppen, Vorrichtungen, Schaltungen, Systemen, usw.) ausgeführt werden, sollen – sofern nicht s anderes angegeben ist – die Bezeichnungen (einschließlich des Bezugs auf ein „Mittel“), die verwendet werden, um solche Komponenten zu beschreiben, auch jeder anderen Komponente oder Struktur entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (d.h. die funktional gleichwertig ist), auch wenn sie der offenbarten Struktur, die in den hier dargestellten beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung die Funktion ausführt, nicht strukturell gleichwertig ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 26262 [0003]

Claims

Eine Schaltung, die aufweist: zumindest einen HF-Signalpfad für ein HF-Signal; zumindest einen Leistungssensor, der mit dem HF-Signalpfad gekoppelt und dazu ausgebildet ist, ein Sensorsignal zu erzeugen, das die Leistung des HF-Signals während eines normalen Betriebs der Schaltung repräsentiert; einen Schaltungsknoten zum Empfangen eines HF-Testsignals während eines Kalibrierbetriebs der Schaltung, wobei der Schaltungsknoten mit dem zumindest einen Leistungssensor gekoppelt ist, so dass der zumindest eine Leistungssensor das HF-Testsignal zusätzlich oder alternativ zu dem HF-Signal empfängt und das Sensorsignal als Signal erzeugt, das die Leistung des HF-Testsignals repräsentiert.
Die Schaltung gemäß Anspruch 1, die weiter aufweist: einen Speicher zum Speichern eines oder mehrerer Kalibrierparameter, welche basierend auf der von dem Sensorsignal angezeigten Leistung und der jeweiligen Leistung des HF-Testsignals berechnet werden.
Die Schaltung gemäß Anspruch 2, die weiter aufweist: eine Steuereinheit, die mit dem Speicher gekoppelt und dazu ausgebildet ist, das Sensorsignal zu empfangen und, während des Normalbetriebs, das Sensorsignal basierend auf dem einen oder mehreren gespeicherten Kalibrierparametern zu korrigieren.
Die Schaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, die weiter aufweist: eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, das Sensorsignal zu empfangen und mit einer externen Testeinrichtung zu kommunizieren.
Die Schaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, die weiter aufweist: zumindest einen Richtkoppler oder Leistungsteiler, um den zumindest einen Leistungssensor mit dem (den) jeweiligen Signalpfad(en) zu verbinden.
Ein System, das aufweist: einen MMIC, der zumindest einen HF-Signalpfad für ein HF-Signal aufweist, zumindest einen mit dem HF-Signalpfad gekoppelten Leistungssensor und einen Schaltungsknoten zum Empfangen eines HF-Testsignals, wobei der Leistungssensor dazu ausgebildet ist, das Testsignal zu empfangen und ein Sensorsignal bereitzustellen, welches die Leistung des Testsignals repräsentiert; eine automatische Testeinrichtung (ATE), die dazu ausgebildet ist, das HF-Testsignal zu erzeugen und das HF-Testsignal in den Schaltungsknoten einzuspeisen.
Das System gemäß Anspruch 6, wobei der MMIC weiter eine Steuereinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, mit der ATE zu kommunizieren.
Das System gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die ATE dazu ausgebildet ist, das Sensorsignal zu empfangen und basierend auf einem bekannten Leistungspegel des HF-Testsignals und dem Sensorsignal zumindest einen Kalibrierparameter zu berechnen; und wobei die ATE dazu ausgebildet ist, den (die) berechneten Kalibrierparameter an den MMIC zu kommunizieren.
Das System gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die ATE dazu ausgebildet ist, von dem MMIC den Leistungspegel des HF-Testsignals zu empfangen und basierend auf dem Leistungspegel des HF-Testsignals und dem Sensorsignal zumindest einen Kalibrierparameter zu berechnen.
Das System gemäß Anspruch 8 oder 9, das weiter aufweist: einen Speicher zum Speichern des (der) Kalibrierparameter(s).
Ein Verfahren zum Kalibrieren eines oder mehrerer Leistungssensoren, die in einem MMIC enthalten sind; das Verfahren weist auf: Erzeugen eines HF-Testsignals mit einer gewünschten Leistung; Einspeisen des HF-Testsignals in einen Schaltungsknoten, der mit dem zumindest einen, in dem MMIC enthaltenen Leistungssensor gekoppelt ist, wobei der Leistungssensor ein entsprechendes Sensorsignal bereitstellt, das die Leistung des HF-Testsignals repräsentiert; Berechnen von zumindest einem Kalibrierparameter basierend auf der gewünschten Leistung und dem jeweiligen Sensorsignal; Speichern des (der) Kalibrierparameter(s) in einem Speicher.
Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das HF-Testsignal von einer automatischen Testeinrichtung (ATE) erzeugt wird, die von dem MMIC getrennt ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Einspeisen des HF-Testsignals in den Schaltungsknoten aufweist: Verbinden einer Sonde mit einem Chip-Pad des MMIC und Einspeisen des HF-Testsignals in den Schaltungsknoten, der mit dem zumindest einen Leistungssensor gekoppelt ist, über die Sonde und das Chip-Pad.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das HF-Testsignal von einem On-Chip-Signalgenerator erzeugt wird, der in dem MMIC enthalten ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der (die) berechnete(n) Kalibierparameter in einem Speicher gespeichert werden, der in dem MMIC enthalten ist.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12–14, wobei der zumindest eine Kalibrierparameter durch die ATE berechnet wird.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11–15, wobei der zumindest eine Kalibrierparameter durch die Steuereinrichtung, die in dem MMIC enthalten ist, berechnet wird.