DE102009008753A1 - Automatisches Vorspannen eines Verstärkers - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachen einer Signalüberschwingung eines verstärkererzeugten Signals und ein automatisches Einstellen eines Ruhestroms des Verstärkers als eine Funktion der überwachten Signalüberschwingung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Beibehalten einer Vorspannung eines Verstärkers und insbesondere ein automatisches Abstimmen eines Stroms des Verstärkers derart, dass der Verstärker in einer optimierten Betriebsart arbeitet.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Verstärker werden unter Verwendung verschiedener Betriebsklassen ausgestaltet, welche Klassen beinhalten, welche als Klasse A, Klasse B, Klasse AB und Klasse G bekannt sind. Jede dieser Klassen behandelt einen oder mehrere spezielle Aspekte eines gewünschten Verstärkerverhaltens, aber alle weisen Einschränkungen oder Kompromisse auf, welche im Wesentlichen unvermeidbar sind.
  • Die physikalische Schicht des Ethernet verwendet normalerweise Klasse AB Verstärker an der Ausgangsstufe. Klasse AB ist jedoch nicht die beste Verwendung, da sie normalerweise verglichen mit Klasse A eine höhere Verzerrung aufweist. Die Klasse AB weist jedoch eine bessere Effizienz auf.
  • Aufgrund der Drahtkontaktierung, des Einbettmaterials und einer Kabellänge gibt es aus Sicht der Ausgangsanschlüsse des Verstärkers etwas Streuinduktivität. Der Wert dieser Streuinduktivität ist höher, wenn der kontaktierte Draht des Verstärkers lang ist, wenn das Verstärkergehäuse groß ist, oder wenn der Verstärker eine lange Leitung treibt.
  • Wenn die Induktivität hoch ist, verzerrt ein reiner Klasse AB Verstärker Signale mit einer großen Überschwingung oder einer großen Unterschwingung. Diese Schwäche kann die Signalintegrität beeinträchtigen. Dies führt dazu, dass mehr Pakete auf der Signalleitung verloren gehen, insbesondere wenn die Leitung lang ist. Wenn die Streuinduktivität hoch ist, kann ein Betrieb des Verstärkers bei oder nahe bei der Klasse A die Signalintegrität des Verstärkers verbessern, da die Klasse A eine erheblich bessere Signalqualität auf Kosten einer schlechteren Effizienz bereitstellt. Ein Betrieb bei Klasse A verringert hohes Überschwingen/Unterschwingen, wenn die Induktivität hoch ist. Klasse A Verstärker können jedoch leicht durch ungewöhnliche und übermäßige Ausgangslasten überlastet werden. Ein Betrieb des Verstärkers bei Klasse B kann zu einer erzeugten Übergangsverzerrung führen, wenn das verstärkte Ausgangssignal seine Polarität ändert.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Techniken für Signalverstärker bereitzustellen, welche die Signalintegrität verbessern und die gesamte Effizienz optimieren.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein System nach Anspruch 1, eine Vorrichtung nach Anspruch 9 und ein Verfahren nach Anspruch 14 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, welches einen Signalverstärker zum Erzeugen eines verstärkten Signals, einen Komparator und einen Steuerschaltkreis umfasst. Der Signalverstärker weist einen Ruhestrom auf. Der Komparator ist in einem integrierten Schaltkreis angeordnet und weist einen Schaltkreisanschlussstift auf. Der Komparator ist ausgestaltet, das verstärkte Signal über den Schaltkreisanschlussstift kontinuierlich zu empfangen und eine Anzeige bereitzustellen, wenn ein Pegel einer Überschwingung eines verstärkererzeugten Signals, welche sich aus einer Induktivität des integrierten Schaltkreisanschlussstifts ergibt, einen Schwellenwert überschreitet. Der Steuerschaltkreis ist ausgestaltet, den Ruhestrom des Verstärkers als eine Funktion des Pegels der Überschwingung des verstärkererzeugten Signals, welche einen Schwellenwert überschreitet, einzustellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das System einen Schwellenwertgenerator, um den Schwellenwert bereitzustellen. Der Komparator stellt die Anzeige bereit, wenn der Pegel der Überschwingung den Schwellenwertpegel überschreitet.
  • Der Verstärker kann ein Ethernet-AB-Verstärker sein und der Steuerschaltkreis kann den Ruhestrom für den Verstärker derart bereitstellen, dass eine Ethernet-A-Klasse ausgewählt wird, wenn der Pegel der Überschwingung den Schwellenwertpegel überschreitet, und dass eine Ethernet-B-Klasse ausgewählt wird, wenn der Pegel der Überschwingung kleiner als der Schwellenwertpegel ist.
  • Die Anzeige kann von dem Komparator kontinuierlich bereitgestellt werden und der Steuerschaltkreis kann den Ruhestrom des Verstärkers in Abhängigkeit der Anzeige automatisch einstellen.
  • Der Komparator kann ausgestaltet sein, den Betrag anzuzeigen, um welchen ein Spitzenpegel der Überschwingung den Schwellenwertpegel überschreitet.
  • Der Komparator kann einen Spitzendetektorschaltkreis aufweisen, welcher einen Spitzenpegel der Überschwingung erfasst und für eine vorbestimmte Zeitdauer hält.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das System weiterhin einen Schwellenwertgenerator, um den Schwellenwertpegel bereitzustellen. Der Komparator vergleicht einen Spitzenpegel der Überschwingung mit dem Schwellenwertpegel und erzeugt ein Spitzensignal, welches eine Größe anzeigt, um welche der Spitzenpegel den Schwellenwertpegel überschreitet.
  • Der Steuerschaltkreis kann auf das Spitzensignal reagieren, indem er den Ruhestrom des Verstärkers als eine Funktion der Größe, um die der Spitzenpegel den Schwellenwertpegel überschreitet, einstellt.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung in einem Signalverstärker bereitgestellt. Der Signalverstärker ist in einem integrierten Schaltkreis angeordnet, welcher einen Schaltkreisanschlussstift und einen Ruhestrom aufweist. Die Vorrichtung umfasst einen Komparator, um ein von dem Signalverstärker erzeugtes verstärktes Signal zu empfangen, und einen Steuerschaltkreis. Der Komparator stellt eine Anzeige einer Größe eines Pegels einer Überschwingung des verstärkten Signals, welcher sich aus einer Induktivität des Anschlussstifts des integrierten Schaltkreises ergibt, bereit. Der Steuerschaltkreis stellt eine Klasse des Verstärkers als eine Funktion der angezeigten Größe ein.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Verstärker ein Ethernet-AB-Verstärker mit einer Ethernet-A-Klasse und einer Ethernet-B-Klasse. Der Steuerschaltkreis stellt dem Verstärker ein Signal bereit, um die Ethernet-A-Klasse auszuwählen, wenn der Wert des Pegels der Überschwingung den Schwellenwertpegel überschreitet, und um die Ethernet-B-Klasse auszuwählen, wenn der Wert des Pegels der Überschwingung unterhalb des Schwellenwertpegels ist.
  • Die Vorrichtung kann ferner einen Schwellenwertgeneratorschaltkreis umfassen, um einen Schwellenwertpegel bereitzustellen. Der Komparator kann die Anzeige bereitstellen, wenn der Pegel der Überschwingung den Schwellenwertpegel überschreitet.
  • Der Steuerschaltkreis kann die Klasse des Verstärkers durch Einstellen eines Ruhestroms des Verstärkers einstellen.
  • Der Komparator kann eine Anzeige einer Größe eines Spitzenpegels der Überschwingung des verstärkten Signals bereitstellen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren bereitgestellt, welches ein kontinuierliches Überwachen einer Signalüberschwingung eines von einem Verstärker erzeugten Signals, welche sich aus einer Induktivität eines Anschlussstifts eines integrierten Schaltkreises eines Verstärkers ergibt, umfasst. Das Verfahren umfasst weiterhin ein automatisches Verringern der Signalüberschwingung durch Einstellen eines Ruhestroms des Verstärkers als eine Funktion der überwachten Signalüberschwingung.
  • Die Signalüberschwingung kann kontinuierlich überwacht werden und der Ruhestrom kann automatisch eingestellt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Verstärker ein Ethernet Klasse AB Verstärker und das Verfahren umfasst weiterhin ein Betreiben des Verstärkers in einem Klasse-A-Betrieb, wenn ein Pegel der Überschwingung erfasst wird, welcher einen vorbestimmten Schwellenwertpegel überschreitet, und ein Betreiben des Verstärkers in einem Klasse-B-Betrieb, wenn ein Pegel der Überschwingung unterhalb des vorbestimmten Schwellenwertpegels erfasst wird.
  • Ein Überwachen weist ein Erfassen eines Spitzenpegels für die Signalüberschwingung auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Überwachen ein Vergleichen des erfassten Spitzenpegels mit einem Schwellenwertpegel, welcher einem in einem Schwellenwertregister gespeicherten Schwellenwert entspricht, und ein Bereitstellen einer Anzeige, wenn der Spitzenpegel den Schwellenwertpegel überschreitet.
  • Das Bereitstellen der Anzeige kann ferner ein Anzeigen des Betrags umfassen, um welchen der Spitzenpegel den Schwellenwertpegel überschreitet.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verringern der Signalüberschwingung ein Vorspannen des Stroms des Verstärkers auf einen Betrag, welcher proportional zu dem Betrag ist, um welchen der Spitzenpegel den Schwellenwertpegel überschreitet.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die detaillierte Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren durchgeführt werden. In den Figuren bezeichnet die linke Ziffer eines Bezugszeichens die Figur, in welcher das Bezugszeichen zuerst auftritt. Die Verwendung der gleichen Bezugszeichen in unterschiedlichen Instanzen der Beschreibung und der Figuren kann ähnliche oder identische Elemente anzeigen.
  • 1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines exemplarischen Gegentaktverstärkers, dessen Strom von einem Spannungsvorspannschaltkreis gesteuert wird.
  • 2 ist eine Blockdarstellung eines Systems mit einem Verstärker, welcher von einem Vorspannschaltkreis gesteuert wird.
  • 3 ist eine schematische Darstellung des in 2 gezeigten Vorspannschaltkreises.
  • 4 ist eine schematische Darstellung des in 2 gezeigten Abtast- und Halteerfassungsschaltkreises mit Spitzenerfassung.
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum automatischen Vorspannen eines Verstärkers unter Verwendung des in 2 gezeigten Systems.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Hierin werden Techniken zum automatischen Abstimmen des Ruhestroms eines Verstärkers offenbart. Auf diese Art und Weise kann eine optimierte Betriebsklassenbetriebsart in Abhängigkeit eines Streuinduktivitätswertes an einer der Ausgangsleitungen des Verstärkers erreicht werden. In Abhängigkeit der Streuinduktivität kann der Verstärker automatisch eingestellt werden, um irgendwo zwischen einem reinen Klasse-A-Betrieb und einem reinen Klasse-B-Betrieb zu arbeiten. Der Ruhestrom des Verstärkers wird automatisch eingestellt, um der eingeführten ungewünschten Streuinduktivität entgegen zu wirken. Somit verbessern die offenbarten Techniken die Signalintegrität und optimieren die gesamte Effizienz.
  • Gemäß einer beschriebenen Ausführungsform ist ein System gezeigt, welches einen Signalverstärker mit einem Ruhestrom aufweist, welcher verwendet wird, um ein verstärktes Signal zu erzeugen. Das System weist einen Komparator auf, welcher in einem integrierten Schaltkreis angeordnet ist und welcher einen Schaltkreisanschlussstift aufweist. Der Komparator empfängt das verstärkte Signal an dem Schaltkreisanschlussstift. Der Komparator stellt eine Anzeige bereit, wenn der Pegel einer Überschwingung eines von dem Verstärker erzeugten Signals, welche aus einer Induktivität des Schaltkreisanschlussstifts resultiert, einen Schwellenwertpegel überschreitet. Ein Steuerschaltkreis stellt den Ruhestrom des Verstärkers als eine Funktion des Spitzenpegels ein, um den das von dem Verstärker erzeugte Signal an dem Anschlussstift des integrierten Schaltkreises einen Schwellenwertpegel überschreitet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Überwachen einer Signalüberschwingung eines von einem Verstärker erzeugten Signals, welche aus einer Induktivität an einem Anschlussstift eines integrierten Schaltkreises resultiert, bereitgestellt. Die Signalüberschwingung wird durch Einstellen eines Ruhestroms des Verstärkers als eine Funktion der überwachten Signalüberschwingung verringert.
  • Die hierin beschriebenen Techniken können auf etliche Arten und Weisen realisiert werden. Eine Beispielumgebung und ein Beispielzusammenhang werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren und der fortgesetzten Beschreibung bereitgestellt.
  • 1 zeigt einen exemplarischen Gegentaktverstärker 100, einen sogenannten Push-Pull-Verstärker, welcher über einen VBIAS-Schaltkreis 102 eingestellt wird, welcher bei der beanspruchten Erfindung verwendet wird. Der Verstärker 100 weist einen Transistor 104 und einen Transistor 106 auf, welche über Widerstände 108 bzw. 110 mit einem Ausgangsanschluss 112 gekoppelt sind. Der Transistor 104 weist einen Gate-Anschluss auf, welcher von dem VBIAS-Schaltkreis 102 (welcher hierin ferner als Spannungsvorspannschaltkreis bezeichnet wird) eingestellt. Der VBIAS-Schaltkreis 102 ist mit einem Eingangsanschluss 114 und dem Gate-Anschluss des Transistors 106 gekoppelt. Ein Source-Anschluss des Transistors 104 ist mit einer positiven Referenzspannung (+V) gekoppelt und der Source-Anschluss des Transistors 106 ist mit einer negativen Referenzspannung (–V) gekoppelt.
  • Während eines Betriebs des Verstärkers 100 wird ein Eingangssignal an dem Eingangsanschluss 114 empfangen. Der Spannungspegel des Eingangssignals wird über den VBIAS-Schaltkreis 102 zum Einstellen des Stroms durch den Transistor 104 geführt und direkt zu dem Transistor 106 zum Einstellen des Stroms durch den Transistor 106 geführt. Der Transistor 104 und der Transistor 106 sind mit Widerständen 108 und 110 kombiniert, um das Eingangssignal zu verstärken und das verstärkte Eingangssignal zu dem Ausgangsanschluss 112 zu übertragen.
  • Exemplarische Systeme
  • 2 stellt eine Ausführungsform eines Verstärkersystems 200 mit automatischer Vorspannung dar. Das Verstärkersystem 200 weist einen automatisch vorgespannten Verstärker 202 auf, welcher auf einem integrierten Schaltkreis angeordnet ist und mit Ausgangsanschlussstiften 204 und 206 verbunden ist. Die Anschlussstifte 204 und 206 (und die Zuführungsdrähte, welche dorthin führen) weisen eine Induktivität auf, welche als Streuinduktivitäten 208 bzw. 210 dargestellt ist.
  • Der automatisch vorgespannte Verstärker 202 weist einen Verstärkerschaltkreis 212, einen Spannungsvorspannschaltkreis 214 (welcher ferner hierin als Ruhestromschaltkreis bezeichnet wird), einen Differenzverstärker 216 (welcher hierin auch als Erfassungsschaltkreis bezeichnet wird), einen Signalüberschwingungs- oder Signalunterschwingungsspitzenerfassungsschaltkreis 218 und einen Überschwingungs-/Unterschwingungs-Schwellenwertregisterschaltkreis 220 auf. Der Verstärkerschaltkreis 212 ist mit dem Vorspannschaltkreis 214 verbunden und wird von dem Vorspannschaltkreis 214 vorgespannt. Eine Ausführungsform eines Verstärkerschaltkreises 212 ist in 1 dargestellt. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Verstärkerschaltkreis 212 ein Ethernet-Verstärker sein, welcher eine Klassen- und/oder Betriebsarteinstellung aufweist, welche seinen Ruhestrom einstellt.
  • Der Ausgang des Verstärkerschaltkreises 212 ist mit den Anschlussstiften 204 und 206 verbunden. Der Spitzenhalte- und -erfassungsschaltkreis 218 ist mit den Anschlussstiften 204 und 206 und dem Ausgang des Verstärkerschaltkreises 212 verbunden. Der Erfassungsschaltkreis 218 überwacht eine Signalüberschwingung und -unterschwingung an den Anschlussstiften 204 und 206, welche durch eine Induktivität der Streuinduktivitäten 208 und 210 bewirkt wird, und misst den Pegel der Überschwingung. Der Überschwingungs-/Unterschwingungsschwellenwertregisterschaltkreis 220 ist mit einem Wert voreingestellt, welcher dem Spitzenpegel der gewünschten Überschwingung entspricht, welche aus den Induktivitäten 208 und 210 resultiert.
  • Die Ausgabe des Registerschaltkreises 220 und des Erfassungsschaltkreises 218 wird einem Differenzverstärkererfassungsschaltkreis 216 zugeführt. Der Erfassungsschaltkreis 216 vergleicht die Ausgabe von dem Erfassungsschaltkreis 218 und die Ausgabe von dem Registerschaltkreis 220 und erzeugt ein Steuersignal, welches der Differenz zwischen den Ausgaben entspricht. Dieses Steuersignal wird dann zu dem Vorspannschaltkreis 214 geleitet.
  • Der Vorspannschaltkreis 214 stellt in Abhängigkeit des Steuersignals eine VBIAS-Spannung ein und ändert den Vorspannstrom des Verstärkerschaltkreises 212 in Abhängigkeit des Steuersignals. Bei einer Ausführungsform kann der Vorspannschaltkreis 214 einen Ruhestrom erzeugen, um die Klasse des Verstärkerschaltkreises 212 in Abhängigkeit des Steuersignals einzustellen. Wenn z. B. das Steuersignal einen erheblichen Unterschied zwischen dem Spitzenpegel der erfassten Überschwingung/Unterschwingung von dem Erfassungsschaltkreis 218 und dem Ausgangspegel (welcher auch als Schwellenwertpegel bezeichnet wird) von dem Registerschaltkreis 220 anzeigt, kann der Ruhestrom des Verstärkerschaltkreises 212 auf eine A-Klasse oder in die Nähe zu einer A-Klasse eingestellt werden. Wenn jedoch die Unterschiede zwischen dem erfassten Spitzenpegel der Überschwingung/Unterschwingung von dem Erfassungsschaltkreis 218 und dem Ausgangspegel von dem Registerschaltkreis 220 minimal oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwertpegel sind, kann der Ruhestrom des Verstärkerschaltkreises 212 auf die B-Klasse eingestellt werden.
  • Insbesondere durch Ändern der VBIAS-Spannung steuert der Vorspannschaltkreis 214 den Ruhestrom des Verstärkerschaltkreises 212, was den Verstärkerschaltkreis 212 gewissermaßen auf die geeignete Klasse einstellt. Wenn der Ruhestrom aufgrund einer größeren Streuinduktivität groß ist, wird der Verstärkerschaltkreis 212 mehr in Richtung der A-Klasse eingestellt. Ein Vorspannen weiter in Richtung der A-Klasse bietet eine gute Signalleistung und verringert somit das Überschwingen des Signals. Umgekehrt, wenn der Ruhestrom aufgrund einer niedrigen Streuinduktivität gering ist, wird der Verstärkerschaltkreis 212 weiter in Richtung B-Klasse eingestellt, da das Überschwingen gering oder vernachlässigbar ist. Dies optimiert die Energieeffizienz. Da dieses System 200 ein geschlossener Regelkreis ist, ermöglicht das System 200 eine genaue Erfassung des Überschwingungsspannungspegels. Weiterhin wird der Vorspannruhestrom geändert, um den Verstärker 212 in eine geeignete Klasse einzustellen, um die Überschwingungsspannung direkt zu entfernen und die Integrität des Signals von dem Verstärkerschaltkreis 212 zu verbessern.
  • In 3 ist eine schematische Darstellung des Vorspannschaltkreises 300 (des Vorspannschaltkreises 214 in 2) gezeigt. Der Vorspannschaltkreis 300 weist Eingangsanschlüsse 302 und 304 auf und beinhaltet Transistoren 306 und 308. Der Gate-Anschluss des Transistors 306 ist mit dem Ausgang des Erfassungsschaltkreises 216 (2) gekoppelt und empfängt das Steuersignal von dem Erfassungsschaltkreis 216. Der Source-Anschluss des Transistors 306 ist über einen Widerstand 310 mit dem Ausgangsanschluss 302 verbunden. Der Drain-Anschluss des Transistors 306 ist mit dem Gate-Anschluss des Transistors 308 verbunden und ist über einen Widerstand 312 mit dem Ausgangsanschluss 304 verbunden. Der Source-Anschluss und der Drain-Anschluss des Transistors 308 sind mit dem Ausgangsanschluss 302 bzw. dem Ausgangsanschluss 304 verbunden. Das Steuersignal steuert die Transistoren 306 und 308 an, um den VBIAS-Spannungspegel zwischen dem Ausgangsanschluss 302 und dem Ausgangsanschluss 304 einzustellen.
  • In 4 ist ein Abtast- und Halteerfassungsschaltkreis 400 (welcher in 2 als Erfassungsschaltkreis 218 bezeichnet ist) dargestellt, welcher einen Spitzenpegel der Überschwingung und der Unterschwingung an den Anschlussstiften 204 und 206 erfasst. Der Erfassungsschaltkreis 400 weist einen Eingangsanschluss 402 und einen Ausgangsanschluss 404 auf. Der Erfassungsschaltkreis 400 weist ferner einen Empfänger 406 auf, welcher mit dem Eingangsanschluss 402 gekoppelt ist. Der Ausgang des Empfängers 406 ist mit einem Eingang einer Diode 408 verbunden. Der Ausgang der Diode 408 ist mit einer Kapazität 410 und einem Widerstand 412 verbunden. Die Kapazität 410 ist ein Nebenschluss nach Masse parallel zu dem Widerstand 412. Der Ausgang der Diode 408 ist mit einem Eingang eines Abtastschaltkreises 414 verbunden. Der Abtastschaltkreis 414 empfängt ein Taktsignal 416 von einer (nicht gezeigten) Taktquelle. Der Abtastschaltkreis 414 hält den Spitzenpegel des Signals von der Diode 408 für mindestens einen Taktzyklus. Der Ausgang des Abtastschaltkreises 414 ist mit einem Ausgangsanschluss 404 verbunden. Das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluss 404 von dem Abtastschaltkreis 414 wird dem Erfassungsschaltkreis 216 (2) zugeführt.
  • Im Betrieb zeigt ein Überschwingungs-/Unterschwingungssignal die Spannungspegel einer Unterschwingung oder einer Überschwingung an den Anschlussstiften 204 und 206 an, welche sich aus einer Induktivität der Induktivitäten 208 und 210 ergeben. Das Überschwingungs-/Unterschwingungssignal wird von dem Empfänger 406 empfangen und gepuffert. Der Spannungspegel des gepufferten Signals wird von der Diode 408, der Kapazität 410 und dem Widerstand 412 gehalten und dem Abtastschaltkreis 414 zugeführt. Der Abtastschaltkreis 414 hält den Spitzenpegel des gehaltenen Signals für mindestens einen Zyklus des Taktsignals 416.
  • Obwohl der gezeigte Verstärker 202 mit automatischem Vorspannen einen Verstärkerschaltkreis 212 aufweist, soll diese Ausführungsform nur als ein nicht beschränkendes Beispiel dienen und es können viele Verstärkerschaltkreise mit einem oder mehreren Vorspannschaltkreisen verwendet werden. Weiterhin ist der in 1 gezeigte Verstärker nur ein Beispiel eines Verstärkers und viele andere Verstärkerarten können als Verstärkerschaltkreis 212 verwendet werden.
  • Exemplarisches Verfahren
  • 5 zeigt eine exemplarische Ausführungsform eines Verfahrens 500 für ein automatisches Vorspannen eines Spannungspegels oder eines Ruhestroms, welcher einem Verstärker bereitgestellt wird. Das System in 2 kann als Referenz verwendet werden, um einen Aspekt eines Bereitstellens eines automatischen Vorspannens des Ruhestroms, welcher einem Verstärker zugeführt wird, zu beschreiben.
  • Besonderheiten von exemplarischen Verfahren werden nachfolgend beschrieben. Es sollte jedoch klar sein, dass in Abhängigkeit der Umstände bestimmte Vorgänge nicht in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden müssen und verändert werden können und/oder vollständig weggelassen werden können. Überdies können die beschriebenen Vorgänge von einem Computer, einem Hardware-Schaltkreis, einem Prozessor oder einer weiteren Rechenvorrichtung basierend auf Befehlen, welche auf einem oder mehreren computerlesbaren Medien gespeichert sind, realisiert werden. Die computerlesbaren Medien können jedes beliebige verfügbare Medium sein, auf welches von einer Rechenvorrichtung zugegriffen werden kann, um die darauf gespeicherten Befehle auszuführen.
  • Bei dem Verfahren 500 erfasst bei Block 502 der Erfassungsschaltkreis 218 einen Spitzenspannungspegel einer Signalüberschwingung und -unterschwingung von dem Verstärker 212 an den Anschlussstiften 204 und 206, welche sich aus den Streuinduktivitäten 208 und 210 ergeben. Der Erfassungsschaltkreis 218 stellt ein Signal bereit, welches diesem Spitzenspannungspegel entspricht. Bei Block 504 wird ein vorgespeicherter Schwellenwertpegel in dem Registerschaltkreis 220 gespeichert. Der Registerschaltkreis 220 stellt den Schwellenwertpegel dem Differenzverstärker 216 als ein Signal bereit. Bei Block 506 bestimmt der Differenzverstärker 216 die Spannungspegeldifferenz zwischen dem Signal von dem Erfassungsschaltkreis 218 und dem Signal von dem Registerschaltkreis 220 und stellt dem Vorspannschaltkreis 214 eine Anzeige der Differenz bereit. Bei Block 508 stellt der Vorspannschaltkreis 214 automatisch den Ruhestrom oder die Vorspannspannung für den Verstärkerschaltkreis 212 auf der Grundlage der Anzeige ein.
  • Bei einer Ausführungsform stellt der Vorspannschaltkreis 214 den Ruhestrom für den Verstärkerschaltkreis 212 ein, um die Klasse des Verstärkers 212 zu ändern. Das Verfahren wird dann in Block 502 wiederholt, indem der Spitzenspannungspegel der Signalüberschwingung in Block 502 wieder erfasst wird. Durch kontinuierliches Erfassen des Spitzenspannungspegels der Überschwingung und Reagieren auf die Überschwingung durch automatisches Ändern des Ruhestroms des Verstärkerschaltkreises 212 kann sich die Ausgabe des Verstärkersystems 200 mit Änderungen der Umgebung des Verstärkersystems 200 ändern. Ferner arbeitet der Verstärkerschaltkreis 212 in einer optimierten Klasse, welche die beste Signalintegrität mit entweder keinem Überschwingen oder einem vordefinierten Überschwingen aufweist.
  • Zusammenfassung
  • Obwohl der Gegenstand in Bezug auf spezielle strukturelle Merkmale und/oder methodische Vorgänge beschrieben wurde, ist es klar, dass der in den beigefügten Ansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die speziellen beschriebenen Merkmale oder Vorgänge beschränkt ist. Vielmehr sind die speziellen Merkmale und Vorgänge als bevorzugte Ausführungsformen von Realisierungen der Ansprüche offenbart.

Claims (20)

  1. System umfassend: – einen Signalverstärker (100; 212), um ein verstärktes Signal zu erzeugen, wobei der Signalverstärker (100; 212) einen Ruhestrom aufweist; – einen Komparator (216, 218; 400), welcher in einem integrierten Schaltkreis angeordnet ist und einen Schaltkreisanschlussstift (204, 206; 402) aufweist, wobei der Komparator (216, 218; 400) ausgestaltet ist, das verstärkte Signal über den Schaltkreisanschlussstift (204, 206; 402) kontinuierlich zu empfangen und eine Anzeige bereitzustellen, wenn ein Pegel einer Überschwingung eines verstärkererzeugten Signals, welche sich aus einer Induktivität (208, 210) des Anschlussstifts (204, 206; 402) des integrierten Schaltkreises ergibt, einen Schwellenwert überschreitet; und – einen Steuerschaltkreis (214; 300) zum automatischen Einstellen des Ruhestroms des Verstärkers (100; 212) als eine Funktion des Pegels, um den die Überschwingung des verstärkererzeugten Signals einen Schwellenwert überschreitet.
  2. System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Schwellenwertgenerator (220) zum Bereitstellen eines Schwellenwertpegels, wobei der Komparator (216, 218; 400) die Anzeige bereitstellt, wenn der Pegel der Überschwingung den Schwellenwertpegel überschreitet.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verstärker (100; 212) ein Ethernet-AB-Verstärker ist, und wobei der Steuerschaltkreis (214; 300) den Ruhestrom für den Verstärker bereitstellt, um eine Ethernet-A-Klasse auszuwählen, wenn der Pegel der Überschwingung den Schwellenwertpegel überschreitet, und um eine Ethernet-B-Klasse auszuwählen, wenn der Pegel der Überschwingung kleiner als der Schwellenwertpegel ist.
  4. System nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Anzeige kontinuierlich von dem Komparator (216, 218; 400) bereitgestellt wird, und wobei der Steuerschaltkreis (214; 300) automatisch den Ruhestrom des Verstärkers (100; 212) in Abhängigkeit der Anzeige einstellt.
  5. System nach einem der Ansprüche 1–4, wobei der Komparator (216, 218; 400) ausgestaltet ist, den Betrag anzuzeigen, um den ein Spitzenpegel der Überschwingung den Schwellenwertpegel überschreitet.
  6. System nach einem der Ansprüche 1–5, wobei der Komparator (216, 218; 400) einen Spitzenerfassungsschaltkreis (218; 400) aufweist, welcher einen Spitzenpegel der Überschwingung erfasst und für eine vorbestimmte Zeitdauer hält.
  7. System nach Anspruch 6, ferner umfassend einen Schwellenwertgenerator (220) zum Bereitstellen des Schwellenwertpegels, wobei der Komparator (216, 218; 400) einen Spitzenpegel der Überschwingung mit dem Schwellenwertpegel vergleicht und ein Spitzensignal erzeugt, welches eine Größe anzeigt, um die der Spitzenpegel den Schwellenwertpegel überschreitet.
  8. System nach Anspruch 7, wobei der Steuerschaltkreis (214; 300) auf das Spitzensignal reagiert, indem er den Ruhestrom des Verstärkers (100; 212) als eine Funktion der Größe, um die der Spitzenpegel den Schwellenwertpegel überschreitet, einstellt.
  9. Vorrichtung an einem Signalverstärker, welcher in einem integrierten Schaltkreis angeordnet ist und einen Schaltkreisanschlussstift und einen Ruhestrom aufweist, wobei die Vorrichtung umfasst: – einen Komparator (216, 218; 400) zum Empfangen eines verstärkten Signals, welches von dem Signalverstärker (100; 212) erzeugt wird, wobei der Komparator (216, 218; 400) ausgestaltet ist, eine Anzeige einer Größe eines Pegels einer Überschwingung des verstärkten Signals, welche sich aus einer Induktivität (208, 210) des Anschlussstifts (204, 206; 402) des integrierten Schaltkreises ergibt, bereitzustellen; und – einen Steuerschaltkreis (214; 300) zum Einstellen einer Klasse des Verstärkers (100; 212) als eine Funktion der angezeigten Größe.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Verstärker (100; 212) ein Ethernet-AB-Verstärker mit einer Ethernet-A-Klasse und einer Ethernet-B-Klasse ist, und wobei der Steuerschaltkreis (214; 300) ein Signal für den Verstärker (100; 212) bereitstellt, – um die Ethernet-A-Klasse auszuwählen, wenn der Wert des Pegels der Überschwingung einen Schwellenwertpegel überschreitet, und – um die Ethernet-B-Klasse auszuwählen, wenn der Wert des Pegels der Überschwingung unterhalb des Schwellenwertpegels ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, ferner umfassend einen Schwellenwertgeneratorschaltkreis (220) zum Bereitstellen eines Schwellenwertpegels, wobei der Komparator (216, 218; 400) die Anzeige bereitstellt, wenn der Pegel der Überschwingung den Schwellenwertpegel überschreitet.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–11, wobei der Steuerschaltkreis (214; 300) die Klasse des Verstärkers (100; 212) durch Einstellen eines Ruhestroms des Verstärkers (100; 212) einstellt.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–12, wobei der Komparator (216, 218; 400) eine Anzeige einer Größe eines Spitzenpegels der Überschwingung des verstärkten Signals bereitstellt.
  14. Verfahren umfassend: – kontinuierliches Überwachen einer Signalüberschwingung eines verstärkererzeugten Signals, welche sich aus einer Induktivität (208, 210) eines Anschlussstifts (204, 206; 402) eines integrierten Schaltkreises eines Verstärkers (100; 212) ergibt; und – automatisches Verringern der Signalüberschwingung durch Einstellen eines Ruhestroms des Verstärkers (100; 212) als eine Funktion der überwachten Signalüberschwingung.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Signalüberschwingung kontinuierlich überwacht wird und der Ruhestrom automatisch eingestellt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Verstärker (100; 212) ein Ethernet-Klasse-AB-Verstärker ist, und wobei das Verfahren ferner ein Betreiben des Verstärkers bei einer Klasse A, wenn ein Pegel der Überschwingung, welcher einen vorbestimmten Schwellenwertpegel überschreitet, erfasst wird, und bei einer Klasse B, wenn ein Pegel der Überschwingung unterhalb des vorbestimmten Schwellenwertpegels erfasst wird, umfasst.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14–16, wobei das Überwachen ein Erfassen eines Spitzenpegels für die Signalüberschwingung aufweist.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14–17, wobei das Überwachen ferner umfasst: – Vergleichen des erfassten Spitzenpegels mit einem Schwellenwertpegel, welcher einem in einem Schwellenwertregister gespeicherten Schwellenwert entspricht; und – Bereitstellen einer Anzeige, wenn der Spitzenpegel den Schwellenwertpegel überschreitet.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Bereitstellen der Anzeige ferner ein Anzeigen des Betrags umfasst, um den der Spitzenpegel den Schwellenwertpegel überschreitet.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Verringern ferner ein Vorspannen des Stroms des Verstärkers (100; 212) um einen Betrag umfasst, welcher proportional zu dem Betrag ist, um welchen der Spitzenpegel den Schwellenwertpegel überschreitet.
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