DE102010056108A1

DE102010056108A1 - MOS Dämpfungsglied mit niedriger Verzerrung

Info

Publication number: DE102010056108A1
Application number: DE201010056108
Authority: DE
Inventors: Joel Montgomery Mcgregor
Original assignee: Maxim Integrated Products Inc
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-12-27
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2011-08-25
Also published as: US20110156809A1; US20140210539A1; US20130214841A1; US8686780B2; US8878588B2; US8390359B2; CN102118138A

Abstract

Verfahren zum Dämpfen eines Signals, wobei das Verfahren umfasst: Dämpfen des Signals unter Verwendung eines Transistors als variabler Widerstand; Skalieren des Signals unter Verwendung einer Skalierungsschaltung, die mit dem Transistor gekoppelt ist; und Anlegen des skalierten Signals mit einem Gleichstrom-Vorspannsignal an den Transistor, und dadurch Einstellen eines Widerstands des Transistors, der das Signal dämpft.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der provisorischen US-Anmeldung mit der Serien-Nr. 61/290,481, die am 28. Dezember 2009 eingereicht worden ist und den Titel „CMOS-Dämpfungsglied mit niedriger Verzerrung” trägt, von denselben Erfindern. Diese Anmeldung umfasst die provisorische US-Anmeldung mit der Serien-Nr. 61/290,481 unter Bezugnahme in ihrer Gesamtheit.
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Dämpfungsgliedern mit niedriger Verzerrung. Mehr im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Gebiet von RF-Dämpfungsgliedern mit niedriger Verzerrung für einen Radioempfänger.
Hintergrund der Erfindung:
Ein rauscharmer Verstärker (low-noise amplifier, LNA) ist ein elektronischer Verstärker, der zum Verstärken von sehr schwachen Signalen eingesetzt wird, beispielsweise von Rundfunk(radio frequency, RF)Signalen, die von einer Antenne erfasst werden. In einer beispielhaften Anwendung ist ein LNA in einem Front-end eines AM-Radioempfängers enthalten. Bei Verwendung eines LNA wird die Rauschwirkung von anschließenden Stufen des AM-Radioempfängers aufgrund der Verstärkung des LNA vermindert, während das Rauschen des LNA selbst unmittelbar in das empfangene Signal eingespeist wird. Es besteht daher für einen LNA die Notwendigkeit, die gewünschte Signalleistung zu erhöhen, während so wenig wie möglich Rauschen und Verstärkung hinzugefügt werden sollte. Dies wird dadurch erreicht, dass der LNA in seinem linearen Bereich betrieben wird.
Eine automatische Verstärkungsregelung (automatic gain control, AGC) stellt ein adaptives Mittel dar, um die Verstärkung auf eine geeignete Höhe für einen Bereich von Höhen von Eingangssignalstärken einzustellen. In einem AM-Radioempfänger verändert sich die empfangene Signalstärke von einem schwachen bis zu einem starken Signal. Ohne AGC verändert sich der Klang, der von dem AM-Radioempfänger ausgestrahlt wird, entsprechend der empfangenen Signalstärke. Die AGC-Schaltung erfasst die Gesamtstärke des Signals und stellt die Verstärkung automatisch ein, um einen in etwa konstanten mittleren Ausgangspegel zu erhalten. Für ein sehr schwaches Signal hat die AGC keine Wirkung; wenn das Signal stärker ist, reduziert die AGC die Verstärkung.
Damit der Betrieb des LNA in dem linearen Bereich verbleibt, müssen Eingangssignale, die eine zu große Signalstärke aufweisen, abgeschwächt werden. Ohne eine solche Abschwächung überlasten Eingangssignale von ausreichender Signalstärke den LNA, wodurch der LNA in einen nichtlinearen Bereich gedrängt wird und das resultierende verstärkte Signal verzerrt wird. Im Allgemeinen sollte eine Signaldämpfung oder -abschwächung die Amplitude oder Leistung eines Signals reduzieren, ohne die Wellenform des Signals merklich zu verzerren.
In der Anwendung auf einen RF-Signaleingang in einen LNA in einem AM-Radioempfänger besteht eine Aufgabe darin, die Verstärkung des LNA mittels eines variablen Dämpfungsglieds auf eine solche Weise zu ändern, dass der RF-Signaleingang des LNA nicht verzerrt wird. Lediglich die RF-Signalamplitude sollte skaliert werden, ohne dass irgend eine Verzerrung als Ergebnis erzeugt wird.
Die variable Abschwächungs- oder Dämpfungsfunktion, die im Front-end in herkömmlichen AM-Radioempfängern angetroffen wird, wird dadurch erzeugt, dass eine PIN-Diode als variabler Widerstand verwendet wird, der an den Eingang des LNA gekoppelt ist. 1 erläutert ein beispielhaftes schematisches Diagramm eines Front-end eines herkömmlichen AM-Radioempfängers. Die PIN-Diode funktioniert als stromgesteuerter variabler Widerstand. Wenn der Strom durch den Stromregler vergrößert wird, variiert der Widerstand der PIN-Diode von mehreren Megohm bei einem Strom von 0 bis zu einem relativ niedrigen Wert, wie etwa einige 10 Ohm, bei 10 mA. Wenn sich der Widerstand der PIN-Diode verringert, wird ein immer größerer Teil des RF-Signals, das von der Antenne empfangen wird, von dem Eingang des LNA parallelgeschaltet. In diesem Sinne funktioniert die PIN-Diode mit variablem Widerstand als ein Signal-Dämpfungsglied. Die PIN-Diode mit variablem Widerstand reduziert das Eingangs-RF-Signal, um eine Überlastung des LNA zu verhindern. Ohne die PIN-Diode mit variablem Widerstand kann ein RF-Signal mit ausreichender Signalstärke den LNA überlasten, wobei der LNA in einen nichtlinearen Bereich gedrängt wird, was zu einer Verzerrung des verstärkten Signals führt.
Obwohl eine PIN-Diode mit variablem Widerstand im Hinblick auf eine Abschwächung eines Signals effektiv ist, handelt es sich dabei um ein externes Bauteil, das kein Teil der integrierten Schaltung des Radioempfängers ist, was zu erhöhten Kosten führt. Außerdem benötigt der Bertrieb der PIN-Diode mit variablem Widerstand eine wesentliche Menge Gleichstrom. Als solches weist die PIN-Diode mit variablem Widerstand Nachteile im Hinblick auf Kosten und Stromverbrauch auf. Eine alternative Vorgehensweise gegenüber der PIN-Diode mit variablem Widerstand besteht darin, die Verstärkung des LNA unmittelbar durch Verändern des Vorspannstroms in dem LNA zu verändern. Bei dieser Vorgehensweise wird allerdings eine Verzerrung innerhalb des LNA erzeugt.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Abschwächungs- oder Dämpfungsschaltung nutzt einen Transistor, der als spannungsgesteuerter variabler Widerstand konfiguriert ist, als ein Signal-Dämpfungsglied für Empfänger, die im Bereich zwischen 0 Hz und etwa 30 MHz arbeiten. Der Transistor arbeitet im linearen Bereich, um die Widerstandseigenschaften des Transistors zu linearisieren, die für die Signaldämpfung genutzt werden. In einer beispielhaften Anwendung wird die Dämpfungsschaltung als ein RF-Dämpfungsglied für AM-Radio-Rundfunkempfänger und Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelung verwendet. Mehrfache Dämpfungsschaltungen können in Parallelanordnung gekoppelt werden, wobei jede Dämpfungsschaltung einen Transistor mit variablem Widerstand unterschiedlicher Größe aufweist, um der Reihe nach aktivierte Stufen zu bilden, die den Dämpfungsbereich vergrößern, während die Verzerrung minimiert wird.
Unter einem Aspekt wird ein Verfahren zum Dämpfen eines Signals offenbart. Das Verfahren umfasst das Dämpfen des Signals, wobei ein Transistor als ein variabler Widerstand verwendet wird; Skalieren des Signals unter Verwendung einer Skalierungsschaltung, die mit dem Transistor gekoppelt ist; und Anlegen des skalierten Signals mit einem Gleichstrom-Vorspannsignal an den Transistor, und dadurch Einstellen eines Widerstands des Transistors, der das Signal dämpft. Die gekoppelte Skalierungsschaltung kann ein gleichstromgekoppelter Verstärker sein. Das Signal kann ein Radiofrequenzsignal sein. Eine Frequenz des Signals kann im Bereich von etwa 0 Hz bis etwa 30 MHz liegen. Der Transistor kann ein Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor sein. In manchen Ausführungsformen wird das Signal an einen ersten Anschluss des Transistors geliefert und das skalierte Signal und das Gleichstrom-Vorspannsignal werden an einen zweiten Eingang des Transistors geliefert. Das Signal kann das Signal sein, das von einer Antenne erfasst wird. Das gedämpfte Signal kann an einen Verstärker geliefert werden. Ein Pegel des Gleichstrom-Vorspannsignals regelt den Widerstand des Transistors. Das skalierte Signal kann einen Teil des oder ein gesamtes Verzerrungsprodukt auslöschen, das durch den Transistor erzeugt wird. Das Verfahren kann auch ein Einstellen des Gleichstrom-Vorspannsignals umfassen, um den Widerstand des Transistors einzustellen und dadurch die Dämpfung des Signals einzustellen. Die gekoppelte Skalierungsschaltung kann eine aktive Schaltung und/oder eine passive Schaltung umfassen. Der Transistor kann angeschlossen sein, um einen Nebenschlusswiderstand für das Signal zu bilden.
In manchen Ausführungsformen bilden der Transistor, die Skalierungsschaltung und eine variable Gleichstrom-Vorspannschaltung, die das Gleichstrom-Vorspannsignal erzeugt, eine Dämpfungsschaltung, und das Verfahren kann umfassen, dass eine Anzahl von Dämpfungsschaltungen parallel gekoppelt werden, wobei jeder der Transistoren in der Anzahl von Dämpfungsschaltungen einen unterschiedlichen maximalen Widerstand aufweisen kann, und wobei ferner das Signal gedämpft werden kann, entsprechend einem Nebenschlusswiderstand, der sich aus einem momentanen Widerstand von allen Transistoren in der Anzahl von Dämpfungsschaltungen ergibt. Die Anzahl von Dämpfungsschaltungen kann in Form kaskadenartiger Stufen konfiguriert sein, wobei der Transistor in jeder Stufe der Reihe nach in absteigender Reihenfolge des maximalen Widerstands eingeschaltet werden kann, beginnend mit einem ersten Transistor, der einen höchsten maximalen Widerstand aufweist, und endend mit einem letzten Transistor, der einen niedrigsten maximalen Widerstand aufweist. In manchen Ausführungsformen wird der Transistor in jeder aufeinanderfolgenden Stufe erst eingeschaltet, nachdem der Transistor in der vorangehenden Stufe voll eingeschaltet ist.
Unter einem anderem Aspekt wird eine Dämpfungsschaltung offenbart. Die Dämpfungsschaltung umfasst eine Signalversorgung, die konfiguriert ist, um ein Signal bereitzustellen; eine Skalierungsschaltung, die mit der Signalversorgung gekoppelt ist, wobei die Skalierungsschaltung konfiguriert ist, um das Signal zu skalieren, wobei dadurch ein skaliertes Signal gebildet wird; eine variable Gleichstrom-Vorspannschaltung, die konfiguriert ist, um ein Gleichstrom-Vorspannsignal zu bilden; und einen Transistor mit variablem Widerstand, der mit der Skalierungsschaltung gekoppelt ist, um das skalierte Signal aufzunehmen und der mit der variablen Gleichstrom-Vorspannschaltung gekoppelt ist, um das Gleichstrom-Vorspannsignal aufzunehmen, wobei der Transistor mit variablem Widerstand einen momentanen Widerstand aufweist, der sich entsprechend dem Gleichstrom-Vorspannsignal verändert, und wobei weiterhin der Transistor mit variablem Widerstand mit der Signalversorgung gekoppelt ist, um das Signal entsprechend dem momentanen Widerstand zu dämpfen. Das Signal kann ein Radiofrequenzsignal sein. Die Signalversorgung kann eine Antenne sein. Die Signalversorgung kann mit einem ersten Anschluss des Transistors mit variablem Widerstand gekoppelt sein, und die Skalierungsschaltung und die variable Gleichstrom-Vorspannschaltung sind mit einem zweiten Anschluss des Transistors mit variablem Widerstand gekoppelt. Ein Verstärker kann mit dem ersten Anschluss des Transistors mit variablem Widerstand gekoppelt sein, um das gedämpfte Signal zu erhalten. In manchen Ausführungsformen ist der Transistor mit variablem Widerstand mit der Signalversorgung und mit dem Verstärker gekoppelt, um einen Nebenschlusswiderstand für das Signal zu bilden. Die Skalierungsschaltung kann mit dem Transistor mit variablem Widerstand gleichstromgekoppelt sein. Eine Frequenz des Signals kann im Bereich von 0 Hz bis etwa 30 MHz liegen. Der Transistor mit variablem Widerstand kann ein Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor sein. Das skalierte Signal kann einen Teil des oder das gesamte Verzerrungsprodukt auslöschen, das von dem Transistor mit variablem Widerstand erzeugt worden ist. In manchen Ausführungsformen steigt ein Dämpfungspegel des Signals an, wenn der momentane Widerstand des Transistors mit variablem Widerstand abnimmt. Die Skalierungsschaltung kann eine aktive Schaltung und/oder eine passive Schaltung beinhalten.
Unter noch einem weiteren Aspekt wird ein Signaldämpfungsglied offenbart. Das Signaldämpfungsglied umfasst eine Signalversorgung, die konfiguriert ist, um ein Signal zu liefern; und eine Anzahl von Dämpfungsschaltungen, die parallel zu der Signalversorgung gekoppelt sind. Jede Dämpfungsschaltung umfasst eine Skalierungsschaltung, die mit der Signalversorgung gekoppelt ist, wobei die Skalierungsschaltung konfiguriert ist, um das Signal zu skalieren, wodurch ein skaliertes Signal erzeugt wird; eine variable Gleichstrom-Vorspannschaltung, die konfiguriert ist, um ein Gleichstrom-Vorspannsignal zu erzeugen; und einen Transistor mit variablem Widerstand, der mit der Skalierungsschaltung gekoppelt ist, um das skalierte Signal zu erhalten, und der mit der variablen Gleichstrom-Vorspannschaltung gekoppelt ist, um das Gleichstrom-Vorspannsignal zu erhalten, wobei der Transistor mit variablem Widerstand einen momentanen Widerstand aufweist, der sich entsprechend dem Gleichstrom-Vorspannsignal verändert; wobei ferner jeder aus der Anzahl von Transistoren mit Variablem Widerstand einen unterschiedlichen maximalen Widerstand aufweist, und wobei jeder aus der Anzahl von Transistoren mit variablem Widerstand mit der Signalversorgung gekoppelt ist, um das Signal entsprechend einem Nebenschlusswiderstand zu dämpfen, der sich aus dem momentanen Widerstand von allen aus der Anzahl von Transistoren mit variablem Widerstand ergibt. In manchen Ausführungsformen sind die Anzahl von Transistoren mit variablem Widerstand in Form von kaskadenartigen Stufen konfiguriert, die der Reihe nach in absteigender Reihenfolge des maximalen Widerstands eingeschaltet werden, beginnend mit einem ersten Transistor mit variablem Widerstand, der einen höchsten maximalen Widerstand aufweist, und endend mit einem letzten Transistor mit variablem Widerstand, der einen niedrigsten maximalen Widerstand aufweist. In manchen Ausführungsformen wird der Transistor mit variablem Widerstand in jeder aufeinanderfolgenden Stufe erst dann eingeschaltet, nachdem der Transistor mit variablem Widerstand in der vorangehenden Stufe vollständig eingeschaltet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 erläutert ein beispielhaftes schematisches Diagramm einer Eingangsseite (Front-end) eines herkömmlichen AM-Radioempfängers.
2 zeigt ein schematisches Entwurfsdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Front-end eines Empfängers.
3 erläutert eine modifizierte Version von 2, wobei die Eigenschaften der Gleichung (1) in Anwendung auf den Transistor T1 dargestellt sind.
4 erläutert den Entwurfseffekt der Verwendung der Dämpfungsschaltung nach 3 bei hohen Frequenzen.
5 erläutert eine modifizierte Version der Dämpfungsschaltung nach 3, wobei ein skaliertes Signal an das Gate des Transistors T1 geleitet wird.
6 erläutert ein schematisches Diagramm der Dämpfungsschaltung nach 5 entsprechend einer ersten Ausführungsform.
7 erläutert eine Anzahl der Dämpfungsschaltungen nach 5, die in kaskadenartigen Stufen konfiguriert sind.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen:
Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung sind auf ein Dämpfungsglied gerichtet. Ein Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet wird erkennen, dass die nachfolgende detaillierte Beschreibung des Dämpfungsglieds lediglich der Erläuterung dient und in keinerlei Weise beschränkend sein soll. Andere Ausführungsformen des Dämpfungsglieds werden einem solchen Fachmann nach Kenntnis der vorliegenden Beschreibung ohne weiteres deutlich werden.
Es wird nun im Einzelnen Bezug genommen auf Anwendungen des Dämpfungsglieds, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Die gleichen Bezugszeichen werden durchgehend in den Zeichnungen und in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen. Im Sinne der Klarheit sind nicht alle Routinemaßnahmen der hier beschriebenen Anwendungen dargestellt und beschrieben. Es wird selbstverständlich darauf verwiesen, dass bei der Entwicklung von irgendeiner solchen aktuellen Anwendung zahlreiche anwendungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die speziellen Ziele des Entwicklers zu erreichen, wie etwa die Anpassung an anwendungs- und geschäftsbezogene Randbedingungen, und dass diese speziellen Ziele von Anwendung zu Anwendung und von Entwickler zu Entwickler unterschiedlich sein können. Weiterhin wird darauf verwiesen, dass eine solche Entwicklungsarbeit komplex und zeitaufwendig sein kann, dass es sich aber dennoch dabei um eine Routinearbeit im Ingenieursbereich für einen Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet handelt, der Kenntnis von dieser Beschreibung hat.
Bei Ausführungsformen einer Dämpfungsschaltung wird ein spannungsgesteuerter Transistor mit variablem Widerstand als ein Signaldämpfungsglied für Empfänger, die im Bereich von 0 Hz bis etwa 30 MHz arbeiten, verwendet. Die Dämpfungsschaltung ist so konfiguriert, dass der Transistor in seinem linearen Bereich arbeitet, um die Widerstandseigenschaften des Transistors, der für die Signaldämpfung verwendet wird, zu linearisieren. In manchen Ausführungsformen handelt es sich bei dem Transistor mit variablem Widerstand um einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET). Ein beliebiger Typ von MOSFET kann verwendet werden. In einer beispielhaften Anwendung wird die Dämpfungsschaltung als ein RF-Dämpfungsglied für AM-Radioempfänger und Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelung verwendet. Hierbei versteht es sich, dass die Entwürfe, die im Hinblick auf einen Radioempfänger beschrieben werden, auf andere Frequenzbereiche und auf andere Anwendungen der Signaldämpfung ausgeweitet werden können. In manchen Ausführungsformen sind mehrere Dämpfungsschaltungen, wobei jede Dämpfungsschaltung einen unterschiedlich bemessenen Transistor mit variablem Widerstand aufweist, parallel gekoppelt, um der Reihe nach aktivierte Stufen zu bilden, die den Bereich der Dämpfung vergrößern, während die Verzerrung minimiert wird.
2 erläutert ein schematisches Entwurfsdiagramm einer ersten Ausführungsform einer Eingangsseite (front-end) eines Empfängers. Ein RF-Signal, das von einer Antenne 2 empfangen wird, wird an einen Verstärker geleitet, wie etwa einen rauscharmen Verstärker (LNA) 4. Ein Transistor T1 wird als variabler Widerstand verwendet, um das von der Antenne 2 empfangene RF-Signal richtig zu dämpfen, bevor es in den LNA 4 gelangt. In manchen Ausführungsformen ist der Transistor T1 ein MOSFET. Eine variable Spannungsquelle 8 variiert eine Gleichstrom-Vorspannung, die an das Gate des Transistors T1 geliefert wird. Eine Veränderung der Gate-Spannung verändert den Widerstand des Transistors T1. Je niedriger der Widerstand des Transistors T1 ist, desto höher ist die Dämpfung des RF-Signals, das an den LNA 4 gelangt.
Bei einer Vorrichtung gemäß einem idealen Quadratgesetz wird der Drain-Strom i_D des Transistors durch Gleichung (1) repräsentiert. i_D = (μC_OXW/L)[(V_GS – V_T)V_DS – 0,5 V_DS ²] (1) wobei V_GS die Spannung ist, die an das Gate des Transistors T1 geleitet wird, V_DS die Spannung zwischen Drain und Source des Transistors T1, V_T die Schwellenspannung, μ die Trägerbeweglichkeit, C_OX die Oxidkapazität, W die Breite des Gates des Transistors, und L die Länge des Gates des Transistors. Der quadratische Term, 0,5 V_DS ², in Gleichungen (1) stellt eine Verzerrung zweiter Ordnung dar. Die Verzerrung zweiter Ordnung ist die inhärente Verzerrung des Transistors T1, wenn dieser als variabler Widerstand für die Signaldämpfung verwendet wird. 3 erläutert eine modifizierte Version von 2, wobei die charakteristischen Eigenschaften der Gleichung (1) in Anwendung auf den Transistor T1 dargestellt sind. Die Antenne kann entwurfshalber durch eine AC-Signalversorgung ersetzt werden, die in 3 als Signalversorgung 2 dargestellt ist. Das Problem, dass überwunden werden muss, ist die Verzerrung, die in dem Transistors T1 erzeugt wird.
4 erläutert die konzeptionelle Wirkung der Verwendung der Dämpfungsschaltung nach 3 bei hohen Frequenzen, zum Beispiel bei Frequenzen, die höher als 30 MHz sind. Die beiden Kondensatoren C_GD und C_GS stellen parasitäre Kapazitäten innerhalb des Transistors T1 dar, oder die parasitären Kapazitäten zuzüglich einer zusätzlichen externen Kapazität. Der Kondensatorteiler wird dazu verwendet, die Spannung zu regeln, die an das Gate des Transistors bei hohen Frequenzen angelegt wird. Der Kondensatorteiler ermöglicht, dass ein skaliertes AC-Signal, das von der Signalquelle 2 stammt, an das Gate des Transistors angelegt wird, zusammen mit der DC-Vorspannspannung, die von der variablen Spannungsquelle 8 geliefert wird. Die Konfiguration nach 4 ist wirksam für die Reduzierung oder Eliminierung von Verzerrung, die durch den Transistor T1 erzeugt wird, aber nur bei höheren Frequenzen wie etwa oberhalb von 30 MHz. Für niedrigere Frequenzen, beispielsweise weniger als 30 MHz, ist die Konfiguration nach 4 unwirksam in Bezug auf die Reduzierung oder Eliminierung von Verzerrung, die durch den Transistor T1 erzeugt wird. Bei niedrigeren Frequenzen werden die Kondensatoren C_GD und C_GS effektiv zu offenen Schaltkreisen.
4 erläutert eine modifizierte Version der Dämpfungsschaltung nach 3, bei der ein skaliertes Signal an das Gate des Transistors T1 geführt wird. Die Dämpfungsschaltung nach 5 enthält eine Skalierungsschaltung 6, die das Eingangs-RF-Signal, das von der Antenne erhalten wird, skaliert. Sowohl das skalierte Signal als auch das DC-Vorspannsignal werden an den Transistor T1 geleitet. Gemäß 5 ist das AC-Eingangssignal gleich V_DS. Wenn das AC-Eingangssignal mit 0,5 skaliert und zu der DC-Vorspannspannung V_GS addiert wird, wird Gleichung (1): i_D = (μC_OXW/L)[(V_GS + (V_DS/2))V_DS – (V_DS ²)/2)] (2) was sich vereinfacht zu: i_D = (μC_OXW/L)[(V_GS – V_T)V_DS] (3) wobei man erkennt, dass die Verzerrung zweiter Ordnung eliminiert ist. In der Praxis kann der Koeffizient von V_DS ² in Gleichungen (1) von 0,5 abweichen, so dass eine Eliminierung der Verzerrung zweiter Ordnung einen Skalierungsfaktor anders als 0,5 verlangen kann.
6 erläutert ein schematisches Diagramm der Dämpfungsschaltung nach 5 entsprechend einer ersten Ausführungsform. Obwohl dies in 6 nicht dargestellt ist, ist der Drain des Transistors T1 mit einem Verstärker gekoppelt, dem LNA 4 in 2. Das Signal, das von der Signalquelle 2 geliefert wird, wird an das Gate des Transistors T1 DC-gekoppelt, über einen Verstärker, der einen bestimmten Skalierungsfaktor aufweist. Wie in 6 konfiguriert, beträgt der Skalierungsfaktor 0,5. Es sei darauf verwiesen, das andere Skalierungsfaktoren verwendet werden können. Der DC-gekoppelte Verstärker ermöglicht einen Betrieb bei beliebig niedrigen Eingangsfrequenzen für das AC-Signal, das von der Antenne empfangen wird. Es besteht keine untere Frequenzgrenze bei Verwendung der Konfiguration nach 6. Der Transistor T2, T3 und T4, die Widerstände R1, R2, R3, R4 und R5, und die feste Vorspann-Versorgungsspannung 10 bilden einen DC-gekoppelten Verstärker, der das AC-Signal auf das Gate des Transistors T1 skaliert. Der DC-gekoppelte Verstärker begrenzt den unteren Frequenzbereich des AC-Signals nicht, da sich keine Kondensatoren in dem Signalweg befinden, um das untere Ende zu begrenzen. Die Transistoren T2, T3 und T4, die Widerstände R1, R2, R3, R4 und R5 und die feste Spannungsversorgung entsprechen der Skalierungsschaltung 6 in 4. Die Größe des Skalierungsfaktors wird durch das Verhältnis der Widerstände R2 und R3 zu den Widerständen R4 und R5 bestimmt. In einer Anwendung, bei der der Skalierungsfaktor 0,5 ist, ist der Widerstandswert der Widerstände R4 und R5 doppelt so groß wie der Widerstandswert der Widerstände R2 und R3. Der Widerstandswert des Widerstands R1 legt die Größe des Stroms fest, der durch die Quellenfolgeelemente, die Transistoren T3 und T4, fließt. In einer beispielhaften Anwendung beträgt der Widerstandswert des Widerstands R1 etwa 10 k Ohm, was zu einem Strom durch das Quellenfolgeelement von etwa 100 μA führt.
Die Skalierungsschaltung muss eine ausreichende Bandbreite aufweisen, um den Anwendungsfrequenzbereich des Empfängers durchzulassen. In einer beispielhaften Anwendung liegt der Frequenzbereich zwischen 0 Hz und etwa 30 MHz. Um diesem beispielhaften Frequenzbereich Rechnung zu tragen, beträgt der Widerstandswert des Widerstands R1 etwa 30 k Ohm, während der Widerstandswert des Widerstands R2 und des Widerstands R3 jeweils etwa 32 k Ohm und der Widerstandswert des Widerstands R4 und des Widerstands R5 jeweils etwa 64 k Ohm beträgt. Die Spannungsquelle 10 liefert eine feste Vorspannspannung an das Gate des Transistors T4. Die feste Höhe der Vorspannspannung ist ausreichend, um jeden Transistor T2, T3 und T4 in Sättigung zu halten. Die variable Stromquelle 12 variiert zwischen 0 und 60 μA. Eine Veränderung des Stroms durch den Widerstands R3 über die Stromquelle 12 verändert die DC-Vorspannspannung, die an das Gate des Transistors geliefert wird. Es sei darauf verwiesen, dass die Widerstandswerte, die Vorspannspannung und der Strom, die vorstehend in Bezug auf 6 beschrieben worden sind, lediglich beispielhaften Zwecken dienen. Es sei ebenfalls darauf verwiesen, dass das schematische Diagramm nach 6 eine beispielhafte Konfiguration der Dämpfungsschaltung ist, die von der Konzeption her in Bezug auf 5 beschrieben worden ist, und dass alternative Schaltungskonfigurationen ebenfalls betrachtet werden. Im Allgemeinen regelt die DC-Vorspannspannung, die an das Gate des Transistors T1 geliefert wird, den Widerstand des Transistors T1. Überlagert mit der DC-Vorspannspannung ist das skalierte AC-Signal, das die Verzerrung auslöscht, die durch den Transistor T1 erzeugt wird. Obwohl die Dämpfungsschaltung nach 6 als eine aktive Schaltung konfiguriert ist, versteht es sich, dass alternative Schaltungskonfigurationen in Betracht gezogen werden, bei denen passive Schaltungsanordnungen Verwendung finden.
6 zeigt ein vereinfachtes schematisches Diagramm, um das Skalierungskonzept darzulegen, ohne dass sämtliche Vorspannelemente enthalten sind. Anders als die AC-Signalversorgung 2, die entwurfsmäßig die Antenne darstellt, können sämtliche Komponenten aus 6 als Teil einer integrierten Schaltung enthalten sein. Obwohl in 6 jeder der Transistoren als N-Kanal-MOSFET dargestellt ist, sei darauf verwiesen, dass die Dämpfungsschaltung unter Verwendung eines beliebigen Typs von MOSFET konfiguriert sein kann.
Um den Dämpfungsbereich auszuweiten, während die Verzerrung weiterhin minimiert wird, sind mehrere Dämpfungsschaltungen in Stufen gekoppelt. 7 erläutert eine Anzahl der Dämpfungsschaltungen nach 5, die in kaskadenartigen Stufen angeordnet sind. In der beispielhaften Konfiguration, die in 7 dargestellt ist, sind drei Dämpfungsschaltungen 20, 30 und 40 parallel zu der AC-Signalquelle 2 gekoppelt. Es sei darauf verwiesen, dass mehr oder weniger als 3 Dämpfungsschaltungen parallel gekoppelt sein können. Jede der Dämpfungsschaltungen 20, 30, 40 arbeitet ähnlich wie die Dämpfungsschaltung nach 5. Die physikalischen Abmessungen des Transistors, der als der variable Widerstand in jeder einzelnen Dämpfungsschaltung verwendet wird, wird innerhalb der kaskadenartigen Stufen zunehmend größer. Als Beispiel sind die physikalischen Abmessungen des Transistors T20 größer als die physikalischen Abmessungen des Transistors T10, und die physikalischen Abmessungen des Transistors T30 sind größer als die physikalischen Abmessungen des Transistors T20. Als solches ist der maximale Widerstand des Transistors T10 größer als der maximale Widerstand des Transistors T20, und der maximale Widerstand des Transistors T20 ist größer als der maximale Widerstand des Transistors T30. In einer beispielhaften Anwendung ist der maximale Widerstand des Transistors T10 etwa 30 k Ohm, der maximale Widerstand des Transistors T20 beträgt etwa 18 k Ohm und der maximale Widerstand des Transistors T30 beträgt etwa 8 k Ohm.
Ein Transistor mit dem größten maximalen Widerstand wird zuerst eingeschaltet, wobei es sich in diesem Fall um den Transistor T10 handelt. Jeder der Transistoren T10, T20 und T30 wird der Reihe nach eingeschaltet, wobei die Reihenfolge davon durch den Widerstand des Transistors festgelegt ist. Der Transistor mit den kleinsten physikalischen Abmessungen, der Transistor, der den größten Widerstand aufweist, wird zuerst eingeschaltet, wobei es sich in diesem Fall um den Transistor T10 handelt. Der Transistor mit dem zweitgrößten Widerstand wird als zweiter eingeschaltet und so weiter für jede Stufe. Sobald der Transistor T10 voll eingeschaltet ist, wird der Transistor T20 eingeschaltet, während der Transistor T10 voll eingeschaltet bleibt. Sobald der Transistor T20 voll eingeschaltet ist, wird der Transistor T30 eingeschaltet, während die Transistoren T10 und T20 voll eingeschaltet bleiben. Jeder der Transistoren T10, T20 und T30 funktioniert ähnlich wie der Transistor T10 in 5.
Um zu verstehen, weshalb eine Stufung einer Reihe von Transistoren mit zunehmender Breite die Linearität des Dämpfungsglieds verbessert, sei daran erinnert, dass die Gleichungen (1), (2) und (3) das Verhalten eines idealen Geräts beschreiben. In manchen Fällen stellen diese Gleichungen die charakteristischen Eigenschaften eines physikalischen Geräts nicht adäquat dar. Insbesondere in dem Bereich, in dem das Gerät gerade beginnt, einzuschalten, wobei V_GS ≃ V_T ist, wird der Drain-Strom id eine wesentlich stärker nichtlineare Funktion von V_DS und V_GS. Umgekehrt ist das Verhalten eines physikalischen Geräts für große Werte von V_GS durch die Gleichungen (1) bis (3) gut beschrieben, mit der Ausnahme des exakten Werts des konstanten Multiplikators des V_DS ²-Terms, wie vorstehend beschrieben ist.
Die ideale Gleichung (3) erweckt die Vorstellung, dass dann, wenn V_GS von V_T bis zu einem gewissen maximalen Wert variiert wird, der Widerstand von unendlich bis zu einem gewissen Wert geht, der von den Abmessungen und physikalischen Eigenschaften des Geräts abhängt, und daß die Verzerrung über den gesamten Bereich Null ist. Tatsächlich wird bei einem realen Gerät, das in dem Bereich arbeitet, in dem V_GS – V_T ≃ 0 V ist, eine signifikante Verzerrung in dem Kanal erzeugt.
Die Schaltung nach 7 überwindet dieses Problem, indem die Geräte der Reihe nach eingeschaltet werden, beginnend mit dem Kleinsten bis zum Größten. Beginnend damit, dass alle Geräte ausgeschaltet sind, wird das kleinste Gerät, der Transistor T10, eingeschaltet. Wenn der Transistor T10 durch den Bereich V_GS ≃ V_T hindurchgeht, wird der erzeugte nichtlineare Strom relativ klein, da W/L für dieses Gerät klein ist, und die erzeugten Verzerrungsprodukte ebenfalls klein sind. Wenn der Transistor T10 ganz eingeschaltet ist, ist er in den Bereich übergegangen, in dem der Drain-Strom I_D der Gleichung (3) folgt, und der Transistor T10 sich wie ein linearer Widerstand verhält.
Wenn der Transistor T10 ganz eingeschaltet ist, beginnt der Transistor T20 mit seinem Einschaltvorgang. Wenn der Transistor T20 durch den Bereich V_GS ≃ V_T geht, trägt er ebenfalls eine gewisse Verzerrung bei, aufgrund der Nichtlinearität des Drain-Stroms. Allerdings wird der Transistor T20 durch den Transistor T10 nebenschlussartig geschaltet, der nunmehr als ein hochgradig linearer Widerstand arbeitet. Wenn die Abmessungen des Transistors T20 und des Transistors T10 richtig skaliert sind, ist der nichtlineare Drain-Strom in dem Transistor T20 klein im Vergleich zu dem linearen Drain-Strom in dem Transistor T10, und das Ergebnis ist eine vernachlässigbare zusätzliche Verzerrung aufgrund des Transistors T20.
Wenn der Transistor T20 ganz eingeschaltet ist, bildet der Transistor T20, parallel zu dem Transistor T10, einen linearen Widerstand mit kleinerem Wert, was zu einer verstärkten Dämpfung des AC-Signals führt. Der Vorgang wird wiederholt, wenn der Transistor T30 eingeschaltet wird, wobei der lineare Drain-Strom in dem Transistor T10 und dem Transistor T20 in Parallelschaltung in den nichtlinearen Drain-Strom, der in dem Transistor T30 erzeugt wird, wenn dieser sich in dem Bereich V_GS ≃ V_T befindet, dominiert.
Mehr und mehr Transistoren können auf diese Weise kaskadenartig angeordnet werden, um den Nebenschlusswiderstand weiter zu reduzieren und den Dämpfungsbereich der Dämpfungsschaltung zu vergrößern. Eine kaskadenartige Anordnung der Transistoren ermöglicht einen breiten Dämpfungsbereich, während das Verzerrungsprodukt minimiert wird.
Jede der Dämpfungsschaltungen 20, 30 und 40 sind unabhängig gesteuert, indem jede der variablen Widerstands-Skalierungsspannungen V_GS unabhängig eingestellt wird. In manchen Ausführungsformen ist eine Steuerschaltung konfiguriert, um eine einzelne Steuerspannung bereitzustellen. Wenn die Steuerspannung erhöht wird, werden getrennte unabhängige Skalierungsspannungen für jeden kaskadenartig angeordneten Transistor erzeugt, so dass jeder der Transistoren der Reihe nach in Stufen eingeschaltet wird, um einen gewünschten gesamten Nebenflusswiderstand und Dämpfungspegel zu erreichen. Keine Skalierungsspannung wird an den Transistor T20 geliefert, bis der Transistor T10 ganz eingeschaltet ist, und keine Skalierungsschaltung wird an den Transistor T30 geliefert, bis sowohl der Transistor T10 als auch der Transistor T20 ganz eingeschaltet sind.
In der beispielhaften Anwendung, die vorstehend beschrieben ist, wird die Dämpfungsschaltung nach 5 auf den AM-Signalweg eines Radioempfängers angewendet. Der Bereich beträgt zwischen 0 Hz und 30 MHz, wobei das AM-Radioband umfasst ist. Wenn die Anwendungsfrequenz 30 MHz überschreitet, wie etwa bei dem FM-Radioband, führen die parasitären Kapazitäten des Transistors selbst, wie in 4, die Signaldämpfung aus, ohne dass die Skalierungsschaltung benötigt wird. Im Allgemeinen kann die Dämpfungsschaltung verwendet werden, um das Eingangssignal zu einem beliebigen Empfänger zu dämpfen, einschließlich für Empfänger, die in Radioempfängern verwendet werden. Die Dämpfungsschaltung, bei der eine Skalierungsschaltung verwendet wird, ist ein Dämpfungsglied für allgemeine Zwecke mit niedriger Verzerrung, die von 0 Hz bis zu einer gewissen höheren Frequenz anwendbar ist, in diesem Falle 30 MHz. Die Dämpfungsschaltung ist vorteilhaft für solche Anwendungen, bei denen In-Band-Verzerrungen auftreten.
Das Dämpfungsglied ist im Hinblick auf spezielle Ausführungsformen beschrieben worden, mit Einzelheiten, um das Verständnis der Grundzüge von Aufbau und Betriebsweise des Dämpfungsglieds zu erleichtern. Solche hier erfolgte Bezugnahmen auf spezielle Ausführungsformen und deren Einzelheiten sollen nicht dazu dienen, den Bereich der beigefügten Ansprüche zu beschränken. Für Fachleute auf dem vorliegenden Gebiet ist klar, dass Modifikationen in den Ausführungsformen vorgenommen werden können, die zur Erläuterung gewählt worden sind, ohne den Sinn und Umfang des Dämpfungsglieds zu verlassen.

Claims

Verfahren zum Dämpfen eines Signals, wobei das Verfahren umfasst: a. Dämpfen des Signals unter Verwendung eines Transistors als variabler Widerstand; b. Skalieren des Signals unter Verwendung einer Skalierungsschaltung, die mit dem Transistor gekoppelt ist; und c. Anlegen des skalierten Signals mit einem Gleichstrom-Vorspannsignal an den Transistor, und dadurch Einstellen eines Widerstands des Transistors, der das Signal dämpft.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekoppelte Skalierungsschaltung einen gleichstromgekoppelten Verstärker umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein Radiofrequenzsignal umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenz des Signals in einem Bereich von etwa 0 Hz bis etwa 30 MHz liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal an einen ersten Anschluss des Transistors geleitet wird, und dass das skalierte Signal und das Gleichstrom-Vorspannsignal an einen zweiten Anschluss des Transistors geleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal von einer Antenne empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gedämpfte Signal an einen Verstärker geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pegel des Gleichstrom-Vorspannsignals den Widerstand des Transistors regelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das skalierte Signal einen Teil des oder das gesamte Verzerrungsprodukt auslöscht, das durch den Transistor erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleichstrom-Vorspannsignal eingestellt wird, um den Widerstand des Transistors einzustellen, wodurch die Dämpfung des Signals eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekoppelte Skalierungsschaltung eine aktive Schaltung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekoppelte Skalierungsschaltung eine passive Schaltung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor gekoppelt ist, um einen Nebenschlusswiderstand für das Signal zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor, die Skalierungsschaltung und eine variable Gleichstrom-Vorspannschaltung, die das Gleichstrom-Vorspannsignal erzeugt, eine Dämpfungsschaltung bilden, wobei das Verfahren weiter umfasst, eine Anzahl von Dämpfungsschaltungen parallel zu koppeln, wobei jeder der Transistoren in der Anzahl von Dämpfungsschaltungen einen unterschiedlichen maximalen Widerstand aufweist, wobei weiterhin das Signal gemäß einem Nebenschlusswiderstand gedämpft wird, der sich aus einem momentanen Widerstand aller Transistoren in der Anzahl von Dämpfungsschaltungen ergibt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Dämpfungsschaltungen in Form kaskadenartiger Stufen konfiguriert sind, wobei der Transistor in jeder Stufe der Reihe nach in absteigender Reihenfolge des maximalen Widerstands eingeschaltet wird, beginnend mit einem ersten Widerstand, der einen größten maximalen Widerstand aufweist, und endend mit einem letzten Transistor, der einen niedrigsten maximalen Widerstand aufweist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor in jeder aufeinanderfolgenden Stufe erst eingeschaltet wird, nachdem der Transistor in der vorhergehenden Stufe ganz eingeschaltet ist.
Dämpfungsschaltung, umfassend: a. eine Signalversorgung, die konfiguriert ist, um ein Signal zu liefern; b. eine Skalierungsschaltung, die mit der Signalversorgung gekoppelt ist, wobei die Skalierungsschaltung konfiguriert ist, um das Signal zu skalieren, wodurch ein skaliertes Signal erzeugt wird; c. eine variable Gleichstrom-Vorspannschaltung, die konfiguriert ist, um ein Gleichstrom-Vorspannsignal zu erzeugen; und d. einen Transistor mit variablem Widerstand, der mit der Skalierungsschaltung gekoppelt ist, um das skalierte Signal zu empfangen, und mit der variablen Gleichstrom-Vorspannschaltung gekoppelt ist, um das Gleichstrom-Vorspannsignal zu empfangen, wobei der Transistor mit variablem Widerstand einen momentanen Widerstand aufweist, der sich entsprechend dem Gleichstrom-Vorspannsignal verändert, und wobei der Transistor mit variablem Widerstand weiterhin an die Signalversorgung angeschlossen ist, um das Signal entsprechend dem momentanen Widerstand zu dämpfen.
Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein Radiofrequenzsignal umfasst.
Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalversorgung eine Antenne umfasst.
Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalversorgung an einen ersten Anschluss des Transistors mit variablem Widerstand gekoppelt ist, und dass die Skalierungsschaltung und die variable Gleichstrom-Vorspannschaltung an einen zweiten Anschluss des Transistors mit variablem Widerstand gekoppelt sind.
Schaltung nach Anspruch 21, weiter umfassend einen Verstärker, der an den ersten Anschluss des Transistors mit variablem Widerstand gekoppelt ist, um das gedämpfte Signal zu empfangen.
Schaltung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor mit variablem Widerstand mit der Signalversorgung und dem Verstärker gekoppelt ist, um einen Nebenschlusswiderstand für das Signal zu bilden.
Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Skalierungsschaltung mit dem Transistor mit variablem Widerstand gleichstromgekoppelt ist.
Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenz des Signals in einem Bereich zwischen 0 Hz und etwa 30 MHz liegt.
Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor mit variablem Widerstand einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor umfasst.
Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das skalierte Signal einen Teil des oder das gesamte Verzerrungsprodukt auslöscht, das durch den Transistor mit variablem Widerstand erzeugt wird.
Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungspegel des Signals ansteigt, wenn der momentane Widerstand des Transistors mit variablem Widerstand zurückgeht.
Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Skalierungsschaltung eine aktive Schaltung umfasst.
Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Skalierungsschaltung eine passive Schaltung umfasst.
Signaldämpfungsglied, umfassend: a. eine Signalversorgung, die konfiguriert ist, um ein Signal zu liefern; und b. eine Anzahl von Dämpfungsschaltungen, die in Parallelschaltung mit der Signalversorgung gekoppelt sind, wobei jede Dämpfungsschaltung umfasst: i. eine Skalierungsschaltung, die mit der Signalversorgung gekoppelt ist, wobei die Skalierungsschaltung konfiguriert ist, um das Signal zu skalieren, wodurch ein skaliertes Signal erzeugt wird; ii. eine variable Gleichstrom-Vorspannschaltung, die konfiguriert ist, um ein Gleichstrom-Vorspannsignal zu erzeugen; und iii. einen Transistor mit variablem Widerstand, der mit der Skalierungsschaltung gekoppelt ist, um das skalierte Signal zu empfangen und der mit der variablen Gleichstrom-Vorspannschaltung gekoppelt ist, um das Gleichstrom-Vorspannsignal aufzunehmen, wobei der Transistor mit variablem Widerstand einen momentanen Widerstand aufweist, der sich entsprechend dem Gleichstrom-Vorspannsignal verändert; wobei weiterhin jeder aus der Anzahl von Transistoren mit variablem Widerstand einen unterschiedlichen maximalen Widerstand aufweist, und wobei jeder aus der Anzahl von Transistoren mit variablem Widerstand mit der Signalversorgung gekoppelt ist, um das Signal entsprechend einem Nebenschlusswiderstand zu dämpfen, der sich aus dem momentanen Widerstand aller aus der Anzahl von Transistoren mit variablem Widerstand ergibt.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Transistoren mit variablem Widerstand in Form von kaskadenartigen Stufen konfiguriert sind, die der Reihe nach in absteigender Reihenfolge des maximalen Widerstands eingeschaltet werden, beginnend mit einem ersten Transistor mit variablem Widerstand, der einen höchsten maximalen Widerstand aufweist und endend mit einem letzten Transistor mit variablem Widerstand, der einen niedrigsten maximalen Widerstand aufweist.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor mit variablem Widerstand in jeder aufeinanderfolgenden Stufe erst eingeschaltet wird, nachdem der Transistor mit variablem Widerstand in der vorangehenden Stufe ganz einschaltet ist.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein Radiofrequenzsignal umfasst.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalversorgung eine Antenne umfasst.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalversorgung mit einem ersten Anschluss eines jeden Transistors mit variablem Widerstand gekoppelt ist, und dass die Skalierungsschaltung und die variable Gleichstrom-Vorspannschaltung in jeder Dämpfungsschaltung mit einem zweiten Anschluss des Transistors mit variablem Widerstand in der gleichen Dämpfungsschaltung gekoppelt sind.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 36, weiter umfassend einen Verstärker, der mit dem ersten Anschluss eines jeden Transistors mit variablem Widerstand gekoppelt ist, um das gedämpfte Signal aufzunehmen.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass jede Skalierungsschaltung mit dem Transistor mit variablem Widerstand in der entsprechenden Dämpfungsschaltung gleichstromgekoppelt ist.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenz des Signals in einem Bereich zwischen 0 Hz und etwa 30 MHz liegt.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Transistor mit variablem Widerstand einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor umfasst.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das skalierte Signal einen Teil des oder das gesamte Verzerrungsprodukt auslöscht, das durch den Transistor mit variablem Widerstand erzeugt wird.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungspegel des Signals ansteigt, wenn sich der Nebenschlusswiderstand verringert.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Skalierungsschaltung eine aktive Schaltung umfasst.
Signaldämpfungsglied nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Skalierungsschaltung eine passive Schaltung umfasst.