DE102013218406B4

DE102013218406B4 - Gleichstromversorgungsschaltung, oszillatorschaltung und verfahren zum erzeugen eines gleichstromversorgungssignals

Info

Publication number: DE102013218406B4
Application number: DE102013218406.9A
Authority: DE
Inventors: Winfried Bakalski; Herbert Knapp; Saverio Trotta
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2020-12-17
Anticipated expiration: 2033-09-14
Also published as: CN103684442A; US20140077892A1; KR101546579B1; US8810330B2; DE102013218406A1; CN103684442B; KR20140035849A; DE102013218406B9

Abstract

Gleichstromversorgungsschaltung, welche Folgendes aufweist: einen Ausgang (107), welcher zum Bereitstellen eines Gleichstromversorgungssignals (109) an ein HF-Element (103) zum Erzeugen eines HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist; undeinen Eingang (105), welcher zum Empfangen des HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist;wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Erzeugen des Gleichstromversorgungssignals (109) auf der Grundlage des empfangenen HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist;wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Bereitstellen mehrerer Oszillatorsignale (427a-427d) auf der Grundlage des empfangenen HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist;wobei unterschiedliche Oszillatorsignale der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) unterschiedliche Phasen aufweisen; undwobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Erzeugen des Gleichstromversorgungssignals (109) auf der Grundlage der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) konfiguriert ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Gleichstromversorgungsschaltung. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Oszillatorschaltung, welche ein HF-Element aufweist. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Verfahren zum Erzeugen eines Gleichstromversorgungssignals.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Herkömmliche Transmitter weisen den Nachteil auf, dass mehrere unterschiedliche Spannungsdomänen auf einem derartigen Transmitter erforderlich sind, was zu einem komplexem und teuren Energiemanagement führen kann.
Daher ist es wünschenswert, ein Konzept bereitzustellen, welches die Anzahl der erforderlichen Spannungsdomänen reduziert, die durch einen Versorgungsspannungsregler in einem HF-System bereitgestellt werden müssen.
Die US 7 973 612 B2 beschreibt einen spannungsgesteuerten Oszillator, VCO, der über einen Spannungsregler ein Regelsignal bzw. eine Regelspannung erhält, um das Ausgangssignal zu erzeugen. Dieses Ausgangssignal wird über einen Teiler einem Phasendetektor bereitgestellt, der die Phase des geteilten Signals mit einer Phase eines Referenzsignals vergleicht und abhängig hiervon eine Ladungspumpe steuert, welche ein Steuersignal für den Spannungsregler bereitstellt. Somit lehrt die US 7 973 612 B2 die Verwendung eines Ausgangssignals des VCO als Eingangssignal zur Erzeugung eines Steuersignals für den Spannungsregler, ebenso wird ein Spannungsteiler vorgeschlagen, jedoch wird aus dem Ausgangssignal des VCO wiederum nur ein weiteres Signal erzeugt. Die Erzeugung von vier bzw. zwei Signalen auf Grundlage des Ausgangssignals des VCO wird nicht beschrieben.
Die US 7 126 433 B2 beschreibt einen VCO, dessen Ausgangssignal einem Spannungsversorgungsmodul bereitgestellt wird, welches abhängig von dem empfangenen Auswahlsignal, welches aus dem Oszillatorsignal erzeugt wird, eine Versorgungsspannung an den VCO bereitstellt. Die Erzeugung von vier bzw. zwei Signalen auf Grundlage des Ausgangssignals des VCO wird nicht beschrieben.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Gleichstromversorgungsschaltung und eine Oszillatorschaltung, welche eine derartige Gleichstromversorgungsschaltung aufweist, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Figurenliste
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Verwendung der beigefügten Figuren im Einzelnen beschrieben, wobei:

1 eine Oszillatorschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein HF-Element und eine Gleichstromversorgungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 einen herkömmlichen Transmitter zeigt, welcher drei unterschiedliche Spannungsdomänen aufweist;
3 einen Transmitter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welcher eine Oszillatorschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
4a eine Oszillatorschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche eine Gleichstromversorgungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist, welche einen Low-Dropout-Regler aufweist;
4b eine Simulation von Signalen zeigt, welche durch die in 4a gezeigte Gleichstromversorgungsschaltung ohne zusätzliche Filter verbunden mit der Gleichstromversorgungsschaltung erzeugt werden;
4c eine Simulation der Signale aus 4b mit einem zusätzlichen Chip-Kondensator verbunden mit der Gleichstromversorgungsschaltung zeigt;
4d eine Simulation der Signale aus 4b mit einem zusätzlichen externen Kondensator verbunden mit der Gleichstromversorgungsschaltung zeigt;
5a eine Oszillatorschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche eine Gleichstromversorgungsschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist, welche einen LC-Filter an ihrem Ausgang aufweist;
5b eine beispielhafte Implementierung für den LC-Filter aus der Gleichstromversorgungsschaltung in 5a zeigt;
5c eine Simulation von Signalen zeigt, welche in der Gleichstromversorgungsschaltung aus
5b ohne eine zusätzliche Kapazitanz verbunden mit der Gleichstromversorgungsschaltung erzeugt werden;
5d eine Simulation der Gleichstromsignale aus 5c mit einer zusätzlichen externen Kapazitanz verbunden mit der Gleichstromversorgungsschaltung aus 5a zeigt; und
6 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VERANSCHAULICHENDER
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevor Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen unter Verwendung der beigefügten Figuren beschrieben werden, sei darauf hingewiesen, dass gleiche Elemente oder funktional gleiche Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen sind und dass auf eine wiederholte Beschreibung für Elemente mit den gleichen Referenznummern verzichtet wird.
1 zeigt eine Oszillatorschaltung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Oszillatorschaltung 100 weist eine Gleichstromversorgungsschaltung 101 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf. Ferner weist die Oszillatorschaltung 100 ein HF-Element 103 auf. Die Gleichstromversorgungsschaltung 101 weist einen Eingang 105 und einen Ausgang 107 auf. Der Ausgang 107 der Gleichstromversorgungsschaltung 101 ist zum Bereitstellen des Gleichstromversorgungssignals 109 an das HF-Element 103 zum Erzeugen eines HF-Ausgangssignals 111 konfiguriert. Der Eingang 105 ist zum Empfangen des HF-Ausgangssignals 111 konfiguriert.
Als ein Beispiel kann das erzeugte Gleichstromversorgungssignal 109 eine Welligkeit von maximal 10 %, 5 % oder 1 % seiner Amplitude aufweisen.
Ferner ist die Gleichstromversorgungsschaltung 101 zum Erzeugen des Gleichstromversorgungssignals 109 auf der Grundlage des empfangenen HF-Ausgangssignals 111 konfiguriert. Das Gleichstromversorgungssignal 109, welches an das HF-Element 103 bereitgestellt wird, wird durch das HF-Element 103 verwendet, um das HF-Ausgangssignal 111 zu erzeugen. Durch die Gleichstromversorgungsschaltung 101, welche zwischen einen HF-Ausgang 113 des HF-Elements 103 und einen Gleichstromversorgungseingang 115 des HF-Elements 103 geschaltet ist, kann im Vergleich zu herkömmlichen Systemen eine Versorgungsspannungsdomäne (für das Gleichstromversorgungssignal 109) eingespart werden, da das Gleichstromversorgungssignal 109 direkt von dem HF-Ausgangssignal 111 abgeleitet wird, welches sowieso in der Oszillatorschaltung 100 erzeugt wird. 1 zeigt eine beispielhafte Implementierung der Oszillatorschaltung 100, in welcher das HF-Element 103 einen Spannungswandler 117 und einen VCO 119 (spannungsgesteuerter Oszillator) aufweist. Der Spannungswandler 117 ist zum Empfangen des Gleichstromversorgungssignals 109 von der Gleichstromversorgungsschaltung 101 konfiguriert. Ferner ist das HF-Element 103 zum Empfangen eines Abstimmsignals 121 konfiguriert, wovon die Bereitstellung des HF-Ausgangssignals 111 durch das HF-Element 103 abhängt.
Als ein Beispiel kann das Abstimmsignal 121 durch eine MCU 123 (Mikrosteuereinheit) bereitgestellt werden. Alternativ dazu kann das Abstimmsignal 121 durch eine ASIC oder einen Phasenfrequenzdetektor (PFD) bereitgestellt werden. Die MCU 123 ist zum Empfangen eines MCU-Versorgungssignals 125 konfiguriert, auf dessen Grundlage die MCU das Abstimmsignal 121 an das HF-Element 103 bereitstellt. Ferner ist der VCO 119 zum Empfangen eines VCO-Versorgungssignals 127 konfiguriert, auf dessen Grundlage er das HF-Ausgangssignal 111 bereitstellt. Wenn beispielsweise das MCU-Versorgungssignal 125 in einer ersten Spannungsdomäne (zum Beispiel 1,2 V) liegt, ist das Abstimmsignal 121 auf diese Spannungsdomäne begrenzt. Daher könnte das Abstimmsignal 121 nicht über diese 1,2 V (oder nicht einmal über 1 V) hinausgehen. Im Gegensatz dazu könnte das VCO-Versorgungssignal 127 in einer zweiten Spannungsdomäne (z.B. 3,3 V) liegen, und ein Abstimmeingang 129 des VCO 119 könnte sogar bis zu 6 V gehen. Daher könnte, wenn das Abstimmsignal 121 direkt an den Abstimmeingang 129 des VCO 119 angelegt werden würde, nur ein kleiner verfügbarer Frequenzbereich des VCO 119 für die Erzeugung des HF-Ausgangssignals 111 verwendet werden.
Daher wird der Spannungswandler 117 zwischen die MCU 125 und den Abstimmeingang 129 des VCO 119 geschaltet. Der Spannungswandler 117 ist zum Empfangen des Abstimmsignals 121 von der MCU 123 in der ersten Spannungsdomäne konfiguriert und ist zum Bereitstellen eines weiteren Abstimmsignals 131 an den Abstimmeingang 129 des VCO 119 konfiguriert. Der Spannungswandler 117 ist zum Bereitstellen des weiteren Abstimmsignals 131 auf der Grundlage des Gleichstromversorgungssignals 109 konfiguriert. Ferner ist der Spannungswandler 117 zum Bereitstellen des weiteren Abstimmsignals 131 in einer dritten Spannungsdomäne (welche in dem Beispiel bis auf 6 V gehen könnte) konfiguriert, welche eine maximale Spannung aufweist, die sogar noch größer als eine maximale Spannung des VCO-Versorgungssignals 127 ist.
Daher kann durch den Spannungswandler 117 zwischen der MCU 123 und dem VCO 119 der volle Abstimmbereich des VCO 119 verwendet werden.
Als ein Beispiel ist der Spannungswandler derart zum Bereitstellen des weiteren Abstimmsignals 131 konfiguriert, dass es Veränderungen des Abstimmsignals 121 folgt.
Ferner kann durch die Gleichstromversorgungsschaltung 101 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche das Gleichstromversorgungssignal 109 auf der Grundlage des HF-Ausgangssignals 111 bereitstellt, im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, in welchen für jede Versorgungsspannung (für das MCU-Stromversorgungssignal 125, das VCO-Stromversorgungssignal 127 und das Gleichstromversorgungssignal 109) eine zusätzliche Regler- oder Versorgungsdomäne verbraucht wird, ein zusätzlicher Spannungsregler zum Erzeugen des Gleichstromversorgungssignals 109 und sogar eine komplette zusätzliche Versorgungsspannungsdomäne eingespart werden.
2 zeigt ein Beispiel für einen herkömmlichen Transmitter, in welchem drei unterschiedliche Spannungsdomänen für das HF-Frontend, den Pegelwandler oder die Ladepumpe und die/den MCU/ASIC/PLL notwendig sind. Als Beispiel wird eine MCU versorgt mit 1,2 V in 40 nm CMOS berücksichtigt. Der DAC (Digital-Analog-Wandler) auf der MCU könnte verwendet werden, um den VCO in dem HF-Frontend-Chip abzustimmen. Der HF-Frontend-Chip (Tx) wird mit 3,3 V oder 2,5 V versorgt, während sein VTune-Anschluss zum Beispiel bis zu 6 V gehen kann. Da der MCU-Ausgang nicht über 1 V gehen kann, wird der externe Pegelwandler benötigt, um den VTune-Anschluss korrekt anzutreiben und die kompletten verfügbaren Abstimmkapazitanzen zu verwenden oder nicht verwendbare Teile des Abstimmbereichs zu überspringen (z.B. könnte für einen gleichstromgekoppelten Varactor ein Abstimmbereich beginnend ab 1 V hilfreich sein). Um in der Lage zu sein, eine Abstimmung bis zu 5 V vorzunehmen, würde der Pegelwandler 6 V benötigen. Dies bedeutet, dass das in 2 gezeigte herkömmliche System mindestens drei eigene VCC-Domänen erfordern würde: 1,2, 3,3 und 6 V. Daher könnte das Energiemanagement ziemlich komplex und teuer werden. Zusammenfassend könnte, selbst wenn der Tx eine niedrigere Versorgungsspannung erfordern würde, der Varactor des VCO noch immer eine höhere Spannung erfordern, um den kompletten Abstimmbereich verfügbar zu machen.
3 zeigt im Gegensatz zu 2 eine Implementierung für einen Transmitter 300 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche die in 1 gezeigte Oszillatorschaltung 100 verwendet. Wie in 3 zu sehen ist, ist ein Versorgungssignalregler 301 ausreichend, welcher das MCU-Stromversorgungssignal 125 und das VCO-Stromversorgungssignal 127 bereitstellt, da das Gleichstromversorgungssignal 109 für den Spannungswandler 117 durch die Gleichstromversorgungsschaltung 101 auf der Grundlage des HF-Ausgangssignals 111 bereitgestellt wird, welches sowieso in der Oszillatorschaltung 100 erzeugt wird.
Die Gleichstromversorgungsschaltung 101 kann als ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler auf den Chip zusammen mit dem HF-Element 103 implementiert werden. Das erzeugte Gleichstromversorgungssignal 109 (die Spannung erzeugt durch die Gleichstromversorgungsschaltung 101) kann verwendet werden, um den Spannungswandler 117 auf dem Chip anzutreiben. Da sein Stromverbrauch nicht zu groß ist, könnte die Effizienz im Vergleich zur Komplexität des Systems noch immer ein geringfügiges Problem sein. Ferner könnte durch die Verwendung einer schnellen fT (schnelle transiente) -Technologie die Gleichstromversorgungsschaltung 101 mit (z.B.) 10 GHz arbeiten, was das Filtern einfacher macht.
Als ein Beispiel weist der Spannungswandler 117 einen Pegelwandler oder eine Ladepumpe zum Umwandeln eines Pegels des Abstimmsignals 121 in einer niedrigeren Spannungsdomäne in eine höhere Spannungsdomäne des weiteren Abstimmsignals 131 auf der Grundlage des empfangenen Gleichstromversorgungssignals 109 auf.
4a zeigt eine Oszillatorschaltung 400 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher es sich um eine beispielhafte Implementierung der Oszillatorschaltung 100 in 1 handelt. Die Oszillatorschaltung 400 weist das HF-Element 103 und eine Gleichstromversorgungsschaltung 401 auf, bei welcher es sich um eine beispielhafte Implementierung der in 1 gezeigten Gleichstromversorgungsschaltung 101 handelt.
Die Gleichstromversorgungsschaltung 401 weist einen ersten Vorteiler 403, einen I/Q-Teiler 405 und einen zweiten Vorteiler 407 auf. Ferner weist die Gleichstromversorgungsschaltung 401 einen ersten Verstärker 411a und einen zweiten Verstärker 411b auf. Ferner weist die Gleichstromversorgungsschaltung 401 eine erste Richtdiode 413a, eine zweite Richtdiode 413b, eine dritte Richtdiode 413c und eine vierte Richtdiode 413d auf.
Eine BC-Abzweigung der Richtdioden 413a-413d kann unter Verwendung eines B7HF200-Prozesses (zum Aufrechterhalten einer großen Umkehrspannung) implementiert werden. Als an Beispiel können die Richtdioden 413a-413d Poly-Dioden sein. Trotzdem ist auch die Verwendung von NPN-Transistoren, PNP-Transistoren oder MOS-Dioden möglich.
Ferner weist die Gleichstromversorgungsschaltung 401 einen Low-Dropout-Regler (LDO) 415 auf. Ferner weist die Gleichstromversorgungsschaltung 401 eine optionale interne Kapazitanz 417 auf.
Ferner weist die Oszillatorschaltung 400 einen Ausgangsverstärker 419 auf. Die Gleichstromversorgungsschaltung 401 kann wahlweise an eine externe Kapazitanz 421 gekoppelt sein.
Es wurde herausgefunden, dass Millimeter-Wellenlängensysteme (24, 77, 86, 94, 122 GHz usw.) in ihrem Tx häufig eine Teilerkette zum Herunterkonvertieren des HF-Signals in Basisband für die Frequenzsynthese zeigen. Eine derartige Teilerkette kann den ersten Vorteiler 403, den I/Q-Teiler 405 und den zweiten Vorteiler 407 aufweisen. Als ein Beispiel ermöglicht dies, dass eine Frequenz in dem Bereich von etwa 10 GHz in derartigen Systemen zur Verfügung steht.
Es wurde herausgefunden, dass diese erzeugten Frequenzsignale gerichtet und als eine Basis für die Erzeugung des Gleichstromversorgungssignals 109 für das HF-Element 103 verwendet werden können.
Der erste Vorteiler 403 ist zum Empfangen des HF-Ausgangssignals 111 und zum Teilen einer Frequenz des HF-Ausgangssignals 111 durch einen ersten Teilerwert zum Ableiten eines ersten Vorteiler-Ausgangssignals 423 konfiguriert. Der I/Q-Teiler 405 ist zum Empfangen des ersten Vorteiler-Ausgangssignals 423 und zum Bereitstellen eines ersten Teiler-Ausgangssignals 425a (zum Beispiel ein gleichphasiges Signal 425a) und eines zweiten Teiler-Ausgangssignals 425b (zum Beispiel ein Quadratursignal 425b) konfiguriert. Ein Phasenunterschied zwischen dem ersten Teiler-Ausgangssignal 425a und dem zweiten Teiler-Ausgangssignal 425b beträgt 90 °.
Das erste Teiler-Ausgangssignal 425a wird an den ersten Verstärker 411a bereitgestellt und das zweite Teiler-Ausgangssignal 425b wird an den zweiten Verstärker 411b bereitgestellt.
Der erste Verstärker 411a ist zum Bereitstellen eines ersten Oszillatorsignals 427a und eines zweiten Oszillatorsignals 427b auf der Grundlage des empfangenen ersten Teiler-Ausgangssignals 425a konfiguriert. Das erste Oszillatorsignal 427a und das zweite Oszillatorsignal 427b weisen einen Phasenunterschied von 180 ° auf. Ferner ist der zweite Verstärker 411b zum Bereitstellen eines dritten Oszillatorsignals 427c und eines vierten Oszillatorsignals 427d auf der Grundlage des zweiten Teiler-Ausgangssignals 425b konfiguriert. Ein Phasenunterschied zwischen dem dritten Oszillatorsignal 427c und dem vierten Oszillatorsignal 427d beträgt 180 °. Wenn das erste Teiler-Ausgangssignal 425a und das zweite Teiler-Ausgangssignal 425b einen Phasenunterschied von 90 ° aufweisen, weisen auch das erste Oszillatorsignal 427a und das dritte Oszillatorsignal 427c einen Phasenunterschied von 90 ° auf und das erste Oszillatorsignal 427a und das vierte Oszillatorsignal 427d weisen einen Phasenunterschied von 270 ° auf.
Der erste Verstärker 411a und der zweite Verstärker 411b können Differentialverstärker sein. Ferner können das erste Teiler-Ausgangssignal 425a und das zweite Teiler-Ausgangssignal 425b Differentialsignale sein.
Der I/Q-Teiler 405 stellt die Teiler-Ausgangssignale 425a, 425b derart bereit, dass sie ein Lastspiel von 50 % aufweisen.
Die Gleichstromversorgungsschaltung 401 ist zum Bereitstellen des Gleichstromversorgungssignals 109 auf der Grundlage der vier Oszillatorsignale 427a-427d konfiguriert, wie im Folgenden beschrieben werden wird.
Da die Teiler-Ausgangssignale 425a, 425b durch den I/Q-Teiler 405 erzeugt werden, und angenommen er beruht auf einer bistabilen Kippschaltung (weist z.B. eine erstes Latch 429a und eine zweites Latch 429b auf), stehen alle vier Phasen zur Verfügung (0 °, 90 °, 180 °, 270 °). Diese vier Phasen können dabei helfen, die Welligkeit auf dem Ausgangsgleichstrompegel zu verringern. Ferner werden die Teiler-Ausgangssignale 425a, 425b verwendet, um die beiden Verstärker oder Puffer 411a, 411b in Sättigung anzutreiben, wodurch viel Oberschwingung erzeugt werden kann. Jedoch ist dies kein Problem für einen Chip, der in einem Technologieprozess realisiert ist, welcher eine fT, fmax >> 10 GHz zeigt.
Das Oszillatorsignal 427a wird an (eine Anode oder einen Eingang) der ersten Richtdiode 413a bereitgestellt, das zweite Oszillatorsignal 427b wird an (eine Anode oder einen Eingang) der zweiten Richtdiode 413b bereitgestellt, das dritte Oszillatorsignal 427c wird an (eine Anode oder einen Eingang) der dritten Richtdiode 413c bereitgestellt und das vierte Oszillatorsignal 427d wird an (eine Anode oder einen Eingang) der vierten Richtdiode 413d bereitgestellt.
Die Kathoden (oder Ausgänge) der Richtdioden 413a-413d werden an einen gemeinsamen Überlagerungsknoten 431 angeschlossen, an welchem gerichtete Versionen der Oszillatorsignale 427a-427d überlagert werden, um ein kombiniertes Signal 433 abzuleiten. Das kombinierte Signal 433 kann weiter gefiltert werden, um das Gleichstromversorgungssignal 109 abzuleiten.
In dem in 4a gezeigten Beispiel wird das kombinierte Signal 433 an den Low-Dropout-Regler 415 bereitgestellt, welcher zum Bereitstellen des Gleichstromversorgungssignals 109 auf der Grundlage des kombinierten Signals 433 konfiguriert ist. Der LDO 415 hat zwei Hauptfunktionen: erstens kann der LDO 415 eine Welligkeit des kombinierten Signals 433 verringern, oder mit anderen Worten, der LDO 415 kann eine Glättung des kombinierten Signals 433 durchführen, um das Stromversorgungssignal 109 abzuleiten. Ferner kann der LDO 415 zum Absenken der Spannung des kombinierten Signals 433 zum Ableiten des Gleichstromversorgungssignals 109 konfiguriert sein.
Ferner kann, wie in 4a zu sehen ist, die Oszillatorschaltung 400 die (optionale) Chip-Kapazitanz 417 aufweisen, welche zwischen den Überlagerungsknoten 431 und eine Bezugsmasseanschlussklemme der Oszillatorschaltung 400 geschaltet ist. Ferner kann der Überlagerungsknoten 431 zusätzlich oder alternativ an die (optionale) externe Kapazitanz 421 gekoppelt sein, welche zwischen den Überlagerungsknoten 431 und die Bezugsmasseanschlussklemme der Oszillatorschaltung 400 geschaltet ist.
Der LDO 415 und die Kapazitanzen 417 und 421 können verwendet werden, um eine Welligkeit des Gleichstromversorgungssignals 109 abzusenken, da eine Welligkeit an dem Ausgang 107 der Gleichstromversorgungsschaltung 401 eine Auswirkung auf den Jitter und das Einseitenband-Phasenrauschen des VCO 119 haben kann, wenn diese nicht ordnungsgemäß gefiltert wird.
Trotzdem ist dies, wenn gemäß einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der LDO 415 nicht verwendet wird und das kombinierte Signal 433 als das Gleichstromversorgungssignal 109 direkt an das HF-Element 103 bereitgestellt wird, um einen Betriebsverstärker (zum Beispiel den Spannungswandler 117) zu versorgen, auch kein Problem, weil die Bandbreite eines derartigen Betriebsverstärkers in dem Spannungswandler 117 viel niedriger ausgewählt werden kann als die Störungen, die durch die Gleichstromversorgungsschaltung 401 erzeugt werden.
Daher kann der LDO 415 gemäß einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weggelassen werden und das kombinierte Signal 433 kann direkt an das HF-Element 103 bereitgestellt werden.
Zusammenfassend werden die Differential-I/Q-Signale 427a-427d von den Stromverstärkern 411a, 411b an die Dioden 413a-413d gekoppelt, welche als Gleichrichter verwendet werden. Die Verwendung der Dioden 413a-413d hat den Vorteil gegenüber der Verwendung eines Transformators, dass kein Verlust stattfindet, welcher die Effizienz verringern kann.
Beim Hochfahren der Oszillatorschaltung 400 beginnt der VCO 119 zu oszillieren. Selbst wenn die Frequenz nicht genau 10 GHz beträgt, ist dies auch kein Problem, da die Oszillatorschaltung 400 breitbandig ist und die Phasenausrichtung zwischen den Oszillatorsignalen 427a-427d durch den asynchronen I/Q-Teiler 405 garantiert ist.
Als ein Beispiel könnten die Oszillatorsignale 427a-427d als LO-Signale gesehen werden. Das erste Oszillatorsignal 427a kann ein LOI-Signal sein und das zweite Oszillatorsignal 427b kann ein LOIX-Signal sein. Das dritte Oszillatorsignal 427c kann ein LOQ-Signal sein und das vierte Oszillatorsignal 427d kann ein LOQX-Signal sein.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Frequenzen der vier Oszillatorsignale 427a-427d (mindestens in dem Toleranzbereich von ±1 % einer Frequenz von einem der Oszillatorsignale 427a-427d) identisch.
Ferner kann der I/Q-Teiler 405 zum Bereitstellen der Teiler-Ausgangssignale 425a, 425b als Digitalsignale konfiguriert sein.
Ferner kann eine Frequenz des Übertragungssignals 111 variieren (in Abhängigkeit von dem Abstimmsignal 121). Trotzdem kann der Vorteiler 403 derart zum Bereitstellen des ersten Vorteiler-Ausgangssignals 423 konfiguriert sein, dass eine Frequenz des ersten Vorteiler-Ausgangssignals 423 für unterschiedliche Frequenzen des HF-Ausgangssignals 111 konstant bleibt.
Daher ist die Gleichstromversorgungsschaltung 401 derart zum Bereitstellen mehrerer Oszillatorsignale 427a-427d konfiguriert, dass die Frequenz der mehreren Oszillatorsignale 427a-427d für unterschiedliche Frequenzen des empfangenen HF-Ausgangssignals 111 konstant bleibt.
Indem die Frequenzen der Oszillatorsignale 427a-427d unabhängig von der Frequenz des HF-Ausgangssignals 111 konstant gehalten werden, können Filter zum Filtern der Oszillatorsignale 427a-427d und/oder des kombinierten Signals 433 unabhängig von der Frequenz des HF-Ausgangssignals 111 und (nur) abhängig von der (feststehenden) Frequenz der Oszillatorsignale 427a-427d ausgewählt werden. Zusammenfassend ist das HF-Element 103 zum Empfangen des Abstimmsignals 121 und zum Bereitstellen des HF-Ausgangssignals 111 auf der Grundlage des Abstimmsignals 121 und auf der Grundlage des Gleichstromversorgungssignals 109 konfiguriert. Der Spannungswandler 117 (bei welchem es sich um einen Pegelwandler oder eine Ladepumpe handeln kann oder welcher mindestens einen Pegelwandler oder eine Ladepumpe aufweisen kann) ist zum Empfangen des Gleichstromversorgungssignals 109 von der Gleichstromversorgungsschaltung 401 und zum Bereitstellen des weiteren Abstimmsignals 131 auf der Grundlage des Gleichstromversorgungssignals 109 und des Abstimmsignals 121 an den spannungsgesteuerten Oszillator 119 konfiguriert. Der spannungsgesteuerte Oszillator 119 ist zum Bereitstellen des HF-Ausgangssignals 111 und zum Anpassen der Frequenz des HF-Ausgangssignals 111 auf der Grundlage des empfangenen weiteren Abstimmsignals 131 konfiguriert.
Eine Spannungsbereich des Abstimmsignals 121 ist typischerweise kleiner als ein Spannungsbereich des weiteren Abstimmsignals 131. Als ein Beispiel kann der Spannungsbereich des Abstimmsignals 121 von 0 V bis 1 V reichen, wohingegen der Spannungsbereich des weiteren Abstimmsignals 131 von 0 V bis 6 V reichen kann. Daher kann der Abstimmbereich des spannungsgesteuerten Oszillators 119 voll ausgenutzt werden.
Als ein Beispiel kann eine maximale Spannung des weiteren Abstimmsignals 131 größer als eine maximale Spannung des Abstimmsignals 121 sein.
Ferner kann der spannungsgesteuerte Oszillator 119 zum Empfangen eines weiteren Stromversorgungssignals (das VCO-Stromversorgungssignal 127) konfiguriert sein, welches sich von dem Gleichstromversorgungssignal 109, das durch die Gleichstromversorgungsschaltung 401 bereitgestellt wird, unterscheidet.
Ferner können die Gleichstromversorgungsschaltung 401 und das HF-Element 103 auf dem gleichen Halbleitersubstrat (auf ein und demselben Chip) integriert sein.
Ferner ist der optionale Ausgangsverstärker 419 zum Empfangen des HF-Ausgangssignals 111 und zum Bereitstellen einer verstärkten Version 435 des HF-Ausgangssignals 111 konfiguriert.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann dieser Ausgangsverstärker 419 weggelassen werden.
Ferner kann der zweite Vorteiler 407 zum Bereitstellen eines zweiten Vorteiler-Ausgangssignals 437 auf der Grundlage des ersten Vorteiler-Ausgangssignal 423 und/oder mindestens eines der Teiler-Ausgangssignale 425a-425b konfiguriert sein. Ein derartiges zweites Vorteiler-Ausgangssignal 437 kann zum Beispiel an einen PLL (Phasenregelkreis) gespeist werden.
Die Verstärker 411a, 411b können Hochgeschwindigkeits- und Hochspannungsgeräte sein.
Ferner können die Verstärker 411a, 411b, die Richtdioden 413a-413d und der LDO 415 einen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler der Gleichstromversorgungsschaltung 401 bilden, welcher zum Ableiten des Gleichstromversorgungssignals 109 auf der Grundlage der Teiler-Ausgangssignale 425a, 425b (bei welchen es sich um Wechselstromsignale mit einem vorbestimmten Versatz handeln kann, derart, dass sie zwischen einer Bezugsmasse und einem maximalen Versorgungspotential des I/Q-Teilers 405 wechseln) konfiguriert ist.
4b zeigt eine Simulation des Gleichstromversorgungssignals 109 und der vier Oszillatorsignale 427a-427d für den Fall, dass kein Filter an dem Überlagerungsknoten 431 angeschlossen ist (für den Fall, in welchem die Kapazitanzen 421, 417 weggelassen sind).
Es ist zu sehen, dass eine Welligkeit des Gleichstromversorgungssignals 109 von etwa 300 mV erreicht werden kann. Ferner liegt, da alle vier Phasen zur Verfügung stehen und in dem Beispiel von 4b die Oszillatorsignale 427a-427d eine Frequenz von 10 GHz aufweisen, die erste Störung, wenn alles ausgerichtet ist, bei 40 GHz. Die 40 GHz können sehr leicht und günstig herausgefiltert werden. In jedem Fall wird sie, da 40 GHz gut oberhalb jeglicher Betriebsverstärkerbandbreite liegen, durch den Betriebsverstärker des Spannungswandlers 117 selbst herausgefiltert. So sollten an dem VTune-Anschluss (an dem Abstimmeingang 129) des VCO 119 keine Störungen zu sehen sein. Und selbst in diesem Fall würden sie mit einem Versatz erscheinen, der nicht von Interesse ist.
4c zeigt eine Simulation der gleichen Signale wie in 4b mit dem Unterschied, dass der interne Kondensator 417 mit einer Kapazitanz von 17,5 pF an den Überlagerungsknoten 431 angeschlossen ist. Wie in 4d deutlich zu sehen ist, sind diese 17,5 pF bereits ausreichend, um die Grundschwingung zu unterdrücken und das 40 GHz Signal zu verringern. Daher beträgt eine resultierende Welligkeit des Gleichstromversorgungssignals 109 nur etwa 3,6 mV.
4d zeigt die gleichen Simulationsdiagramme wie in 4b und 4c mit dem Unterschied, dass keine interne Kapazitanz verbraucht wird, sondern die externe Kapazitanz 421 an den Überlagerungsknoten 431 (z.B. mit einer Kapazitanz von 1 µF) angeschlossen ist. In diesem Fall kann eine Welligkeit des Gleichstromversorgungssignals 109 von nur etwa 63 nV erreicht werden.
Diese Leistung kann weiter verbessert werden, wie in Verbindung mit 5d gezeigt werden wird, wenn der LDO 415 durch einen geeigneten LC-Filter ersetzt wird.
5a zeigt eine Oszillatorschaltung 500 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche eine Gleichstromversorgungsschaltung 501 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Oszillatorschaltung 500 ist eine weitere beispielhafte Implementierung der in 1 gezeigten Oszillatorschaltung 100. Die Oszillatorschaltung 500 unterscheidet sich von der Oszillatorschaltung 400 in 4a darin, dass in ihrer Gleichstromversorgungsschaltung 501 (und somit in ihrem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler) der LDO 415 durch einen LC-Filter 503 oder Ausgangsfilter 503 ersetzt wurde.
Die Gleichstromversorgungsschaltung 501 ist eine weitere beispielhafte Implementierung der in 1 gezeigten Gleichstromversorgungsschaltung 101, welche sich, wie bereits beschrieben, von der Gleichstromversorgungsschaltung 401 darin unterscheidet, dass der LDO 415 durch den LC-Filter 503 ersetzt wurde. Daher empfängt der LC-Filter 503 das kombinierte Signal 433 an dem Überlagerungsknoten 431 und führt eine Filterung des kombinierten Signals 433 zum Bereitstellen des Gleichstromversorgungssignals 109 an einem Ausgang des LC-Filters 503 durch.
Da die Stromversorgungsschaltung 501 mit einer sehr hohen Frequenz läuft (z.B. mit 10 GHz), kann die Stromversorgungsschaltung 501 zusammen mit dem LC-Filter 503 auf dem gleichen Chip (auf dem gleichen Halbleitersubstrat) platziert werden.
Ferner weist die Gleichstromversorgungsschaltung 501 einen ersten Tiefpassfilter 505a, der zwischen die Kathode der ersten Richtdiode 413a und den Überlagerungsknoten 431 gekoppelt ist, einen zweiten Tiefpassfilter 500b, der zwischen die Kathode der zweiten Richtdiode 413b und den Überlagerungsknoten 431 gekoppelt ist, einen dritten Tiefpassfilter 505c, der zwischen die Kathode der dritten Richtdiode 413c und den Überlagerungsknoten 431 gekoppelt ist, und einen vierten Tiefpassfilter 505d, der zwischen die Kathode der vierten Richtdiode 413d und den Überlagerungsknoten 431 gekoppelt ist, auf.
Obwohl die in 5a gezeigten Tiefpassfilter 505a-505d nicht in die in 4a gezeigte Gleichstromversorgungsschaltung 401 implementiert wurden, können die Tiefpassfilter 505a-505d gemäß weiteren Ausführungsformen auch in die Gleichstromversorgungsschaltung 401 implementiert werden.
Die Tiefpassfilter 505a-505d verbessern die Welligkeit der Oszillatorsignale 427a-427d und somit die Welligkeit des resultierenden Gleichstromversorgungssignals 109 weiter.
Obwohl in dem in 5a gezeigten Beispiel die Tiefpassfilter 505a-505d LC-Filter sind, ist auch eine Implementierung unter Verwendung von RC-Filtern möglich. Trotzdem weist die Implementierung unter Verwendung von LC-Filtern den Vorteil eines geringeren Verlustes auf. Und, wie bereits beschrieben wurde, die Implementierungsinduktivität auf dem Chip ist kein Problem, da die Gleichstromversorgungsschaltung 501 auf sehr hohen Frequenzen läuft (z.B. 10 GHz).
Ferner weist die Gleichstromversorgungsschaltung 501 ein erstes Impedanzelement 507a, welches zwischen einen ersten Ausgang des ersten Verstärkers 411a und eine Anode der ersten Richtdiode 413a gekoppelt ist, ein zweites Impedanzelement 507b, welches zwischen einen zweiten Ausgang des ersten Verstärkers 411a und eine Anode der zweiten Richtdiode 413b gekoppelt ist, ein drittes Impedanzelement 507c, welches zwischen einen ersten Ausgang des zweiten Verstärkers 411b und eine Anode der dritten Richtdiode 413c gekoppelt ist, und ein viertes Impedanzelement 507d, welches zwischen einen zweiten Ausgang des zweiten Verstärkers 411b und die Anode der vierten Richtdiode 413 gekoppelt ist, auf.
Ferner weist die Gleichstromversorgungsschaltung 501 ein fünftes Impedanzelement 509a, welches zwischen die Anode der ersten Richtdiode 413a und die Bezugsmasseanschlussklemme der Gleichstromversorgungsschaltung 501 gekoppelt ist, ein sechstes Impedanzelement 509b, welches zwischen die Anode der zweiten Richtdiode 413b und die Bezugsmasseanschlussklemme gekoppelt ist, ein siebentes Impedanzelement 509c, welches zwischen die Anode der dritten Richtdiode 413c und die Bezugsmasseanschlussklemme gekoppelt ist, und ein achtes Impedanzelement 509d, welches zwischen die Anode der vierten Richtdiode 413d und die Bezugsmasseanschlussklemme gekoppelt ist, auf.
Jedes Impedanzelement 507a-507d, 509a-509d weist eine Übertragungsleitungseigenschaft auf. Diese Impedanzelemente 507a-507d, 509a-509d mit einer Übertragungsleitungseigenschaft werden zum Abgleich mit den Richtdioden 413a-413d und zur Signalverstärkungsüberhöhung verwendet.
Obwohl in dem in 5a gezeigten Beispiel die interne Kapazitanz 417 nicht gezeigt ist, kann die Gleichstromversorgungsschaltung 501 gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch eine derartige interne Kapazitanz 417, welche zwischen den Überlagerungsknoten 431 und die Bezugsmasseanschlussklemme der Gleichstromversorgungsschaltung 501 geschaltet ist, aufweisen.
5b zeigt eine beispielhafte Implementierung für den LC-Filter 503. Ferner ist in 5b eine weitere beispielhafte Implementierung für die Übertragungsleitungen, welche an die Anoden der Richtdioden 413a-413d gekoppelt sind, gezeigt. In dem in 5b gezeigten Beispiel weist die Gleichstromversorgungsschaltung 501 anstelle der Impedanzelemente 509a-509d, die zwischen die Anoden der Richtdiode 413a-413d und die Bezugsmasseanschlussklemmen gekoppelt sind, ein erstes wechselstromgekoppeltes Impedanzelement 511a und ein zweites wechselstromgekoppeltes Impedanzelement 511b auf.
Das erste wechselstromgekoppelte Impedanzelement 511a ist Wechselstrom, welcher zwischen die Anode der ersten Richtdiode 413a und die Anode der zweiten Richtdiode 413b gekoppelt ist.
Daher ist das erste Impedanzelement 511a Wechselstrom, welcher zwischen das Differentialoszillatorsignal, bereitgestellt durch den ersten Verstärker 411a in Form des ersten Oszillatorsignals 427a, und das zweiten Oszillatorsignal 427b gekoppelt ist.
Ferner ist das zweite wechselstromgekoppelte Impedanzelement 511b Wechselstrom, welcher zwischen die Anode der dritten Richtdiode 413c und die Anode der vierten Richtdiode 413d gekoppelt ist. Daher ist das zweite wechselstromgekoppelte Impedanzelement 511b Wechselstrom, welcher zwischen das Differentialoszillatorsignal, bereitgestellt durch den zweiten Verstärker 411b in Form des dritten Oszillatorsignals 427c, und das vierte Oszillatorsignal 427d gekoppelt ist.
Die wechselstromgekoppelten Impedanzelemente 511a, 511b zwischen den Differentialoszillatorsignalen können die Welligkeit des resultierenden Gleichstromversorgungssignals 109 weiter verbessern. Die wechselstromgekoppelten Impedanzelemente 511a-511b weisen eine Übertragungsleitungseigenschaft auf. Diese Übertragungsleitungseigenschaft kann derart ausgewählt werden, dass sie gleich einer Eigenschaft einer Übertragungsleitung mit einer Länge von einer Hälfte einer Wellenlänge eines Signals mit einer Frequenz ist, bei welcher es sich um ein ganzzahliges Mehrfaches einer Frequenz der Oszillatorsignale 427a-427d handelt (z.B. 4 Mal die Frequenz der Oszillatorsignale 427a-427d). In dem in 5b gezeigten Beispiel werden die wechselstromgekoppelten Impedanzelemente 511a, 511b derart ausgewählt, dass ihre Übertragungsleitungseigenschaft gleich einer Übertragungsleitung mit einer Länge von einer Hälfte der Wellenlänge eines Signals mit einer Frequenz von 40 GHz ist. Diese 40 GHz sind die Frequenz, bei welcher die ersten Störungen auftreten, wenn alles für eine Frequenz von 10 GHz der Oszillatorsignale 427a-427d ausgerichtet ist. Daher werden die wechselstromgekoppelten Impedanzelemente 511a-511b derart ausgewählt, dass sie unerwünschte Störungen verringern.
Im Folgeneden wird der LC-Filter 503 detaillierter beschrieben.
Wie in 5b zu sehen ist, weist der LC-Filter 503 eine Reihenschaltung eines ersten Tiefpassfilters 513a, eines zweiten Tiefpassfilters 513b und eines dritten Tiefpassfilters 513c auf. Trotzdem kann der LC-Filter 503 gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mindestens einen derartigen Tiefpassfilter aufweisen. Jeder der Tiefpassfilter 513a-513c wird durch ein Impedanzelement mit einer Übertragungsleitungseigenschaft implementiert.
Die Impedanzelemente 513a-513c werden derart ausgewählt, dass jede ihrer Übertragungsleitungseigenschaften gleich einer Eigenschaft einer Übertragungsleitung mit einer Länge von einem Viertel einer Wellenlänge eines Signals mit einer Frequenz ist, welche ein Mehrfaches von vier Mal der Frequenz der Oszillatorsignale 427a-427d beträgt. Als ein Beispiel weist der erste Tiefpassfilter 513a oder das erste Impedanzelement 513a eine Übertragungsleitungseigenschaft auf, welche gleich einer Eigenschaft einer Übertragungsleitung mit einer Länge von Λ/4 bei 40 GHz ist. Der zweite Tiefpassfilter 513b oder das zweite Impedanzelement 513b weist eine Übertragungsleitungseigenschaft auf, welche gleich einer Eigenschaft einer Übertragungsleitung mit einer Länge von Λ/4 bei 80 GHz ist. Der dritte Tiefpassfilter 513c oder das dritte Impedanzelement 513c weist eine Übertragungsleitungseigenschaft auf, welche gleich einer Eigenschaft einer Übertragungsleitung mit einer Länge von Λ/4 bei 160 GHz ist.
Zusammenfassend weist der Ausgangsfilter 503 eine Reihenschaltung der mehreren Impedanzelemente 513a-513c, welche zwischen einen Eingang und einen Ausgang des Ausgangsfilters 503 gekoppelt sind, auf. Jedes Impedanzelement 513a-513c weist eine Übertragungsleitungseigenschaft auf, welche gleich einer Eigenschaft einer Übertragungsleitung mit einer Länge von einem Viertel einer Wellenlänge eines Signals mit einer Frequenz ist, welche 2ⁿ Mal die Frequenz der Oszillatorsignale 427a-427d beträgt, wobei n=2, 3, 4, ..., N. n wird derart ausgewählt, dass es sich für unterschiedliche Impedanzelemente 513a-513c des Ausgangsfilters 503 unterscheidet.
5d zeigt eine Simulation der gleichen Signale wie 4b-4d, jedoch unter Verwendung der Implementierung der Gleichstromversorgungsschaltung 501 wie in 5b gezeigt und mit einer zusätzlichen internen Kapazitanz 417 von 15 pF. Da die vier Phasen der Oszillatorsignale 127a-127d in der Gleichstromversorgungsschaltung 501 vorhanden sind und das Signal mit 10 GHz arbeitet, liegt die erste Störung, wenn alles ausgerichtet ist, bei 40 GHz. Dank dem LC-Filter 503 beträgt die Welligkeit des Gleichstromversorgungssignals 109 nur 5 µV. Ferner liegen die 40 GHz gut oberhalb jeglicher Betriebsverstärkerbandbreite, die in dem Spannungswandler 117 zur Pegelverschiebung verwendet werden könnte. So werden die 40 GHz durch den Betriebsverstärker in dem Spannungswandler 117 selbst herausgefiltert und liegen an dem Abstimmeingang 129 des VCO 119 nicht vor. So kann ein zusätzlicher LDO oder Regler zum Bereitstellen des Gleichstromversorgungssignals 109 vermieden werden.
5d zeigt eine Simulation der gleichen Signale wie in 5c, jedoch mit 1 µF externer Kapazitanz 421, welche an den Überlagerungsknoten 431 angeschlossen ist. Diese eine externe Kapazitanz 421 von 1 µF verringert zusammen mit dem LC-Filter 503 die Welligkeit (oder das Rauschen) auf dem Gleichstromversorgungssignal 109 auf nur 12 pV.
Besonders im Vergleich zu 5c, in welcher der externe Kondensator 421 ohne den LC-Filter 503 verwendet wurde, ist zu sehen, dass durch Verwendung des LC-Filters 503 in Verbindung mit dem externen Kondensator 421 eine viel bessere Leistung erreicht werden kann.
Zusammenfassend stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Spannungsdomäne auf einem Chip zur Verfügung, welche es ermöglicht, den Abstimmeingang 129 des VCO 119 über eine Versorgungsspannung des VCO 119 und eine Versorgungsspannung der MCU 123 gehen zu lassen.
Besonders die Transmitter-RF/HF-Domäne der nächsten Generation wird auf niedrigen Stromverbrauch abzielen. Typischerweise geht niedriger Stromverbrauch mit einer niedrigen Spannungsversorgung einher. Daher wäre auch die Berücksichtigung von MCUs/ASIC der nächsten Generation in der nanoskaligen CMOS-Technologie hilfreich, um die Versorgungsspannungsdomäne nicht zu gefährden, die ein Regler und ein Einzelsystem bereitstellen müssen. Dies wird durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erreicht, da die Gleichstromversorgungsspannung 109 (welche verwendet wird, um das Abstimmsignal 121 von der niedrigen Spannungsdomäne der MCU 123 auf die hohe Spannungsdomäne zu bringen, welche am Abstimmeingang 129 des VCO 119 benötigt wird) auf der Grundlage des HF-Ausgangssignals 111, welches durch den VCO 119 bereitgestellt wird, erzeugt wird. Ferner wurde herausgefunden, dass mehrere Elemente, wie der erste Vorteiler 403 und der I/Q-Teiler 405 bereits in typischen Oszillatorsystemen verfügbar sind. Daher können die zusätzlichen Schaltungen, die benötigt werden, um das Gleichstromversorgungssignal 109 auf der Grundlage des HF-Ausgangssignals 111 abzuleiten, so gering wie möglich gehalten werden, indem diese bereits verfügbaren Einheiten in einer Oszillatorschaltung verwendet werden.
Zusammenfassend stellen einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Transmitter mit einem Chip-Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler bereit, welcher zum Ableiten eines Gleichstromversorgungssignals 109 auf der Grundlage eines erzeugten HF-Ausgangssignals 111 für ein HF-Element 103, welches das HF-Ausgangssignal 111 erzeugt, konfiguriert ist.
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 600 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Verfahren 600 zum Erzeugen eines Gleichstromversorgungssignals weist einen Schritt 601 des Empfangens eines HF-Ausgangssignals auf.
Ferner weist das Verfahren 600 einen Schritt 603 des Erzeugens des Gleichstromversorgungssignals auf der Grundlage des HF-Ausgangssignals auf.
Ferner weist dieses Verfahren 600 einen Schritt 605 des Bereitstellens des Gleichstromversorgungssignals an ein HF-Element zum Erzeugen des HF-Ausgangssignals auf.
Das Verfahren 600 kann durch jede Gleichstromversorgungsschaltung oder Oszillatorschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
Das Verfahren 600 kann durch jede/s der hierin in Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Funktionalitäten ergänzt werden und es kann unter Verwendung der Hardwarekomponenten der Vorrichtung implementiert werden.
Obwohl einige Aspekte im Kontext einer Vorrichtung beschrieben wurden, ist klar, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, wenn ein Block oder Gerät einem Verfahrensschritt oder einem Merkmal eines Verfahrensschrittes entspricht. Analog dazu stellen die im Kontext eines Verfahrensschrittes beschriebenen Aspekte auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Gegenstandes oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch eine (oder unter Verwendung einer) Hardwarevorrichtung durchgeführt werden, wie zum Beispiel ein Mikroprozessor, ein programmierbarer Computer oder eine elektronische Schaltung. In einigen Beispielen können ein oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch eine derartige Vorrichtung durchgeführt werden.
Abhängig von bestimmten Implementierungsanforderungen können Beispiele in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums durchgeführt werden, zum Beispiel eine Diskette, eine DVD, eine Blue-Ray, eine CD, ein ROM, ein PROM, ein EPROM, ein EEPROM oder ein FLASH-Speicher mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuersignalen, welche mit einem programmierbaren Computersystem kooperieren (oder zur Kooperation in der Lage sind), derart, dass das entsprechende Verfahren durchgeführt wird. Daher kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
Einige Beispiele weisen einen Datenträger mit elektronisch lesbaren Steuersignalen auf, welche zum Kooperieren mit einem programmierbaren Computersystem in der Lage sind, derart, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
Im Allgemeinen können Beispiele als ein Computerprogramprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode operativ für die Durchführung eines der Verfahren ist, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft. Der Programmcode kann zum Beispiel auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.
Weitere Beispiele weisen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert auf.
Mit anderen Worten ist eine Implementierung des beispielhaften Verfahrens daher ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer läuft.
Eine weitere Implementierung des beispielhaften Verfahrens ist daher ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), welcher das Computerprogramm zur Durchführung eines des hierin beschriebenen Verfahren darauf aufgezeichnet aufweist. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das aufgezeichnete Medium sind typischerweise materiell und/oder nichtvorübergehend.
Eine weitere Implementierung des beispielhaften Verfahrens ist daher ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, welche das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann zum Beispiel derart konfiguriert sein, dass er/sie über eine Datenkommunikationsverbindung, zum Beispiel über das Internet, übertragen wird.
Ein weiteres Beispiel weist ein Verarbeitungsmittel, zum Beispiel einen Computer, oder ein programmierbares Logikgerät auf, welches zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren konfiguriert oder dazu geeignet ist.
Ein weiteres Beispiel weist einen Computer mit dem Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darauf installiert auf.
Ein weiteres Beispiel weist eine Vorrichtung oder ein System auf, welche/s zum Übertragen (zum Beispiel elektronisch oder optisch) eines Computerprogrammes zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren an einen Empfänger konfiguriert ist. Der Empfänger kann zum Beispiel ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder dergleichen sein. Die Vorrichtung oder das System kann zum Beispiel einen Dateiserver zum Übertragen des Computerprogramms an den Empfänger aufweisen.
In einigen Beispielen kann ein programmierbares Logikgerät (zum Beispiel eine feldprogrammierbare Gate-Anordnung) verwendet werden, um einige oder alle der Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. In einigen Beispielen kann eine feldprogrammierbare Gate-Anordnung mit einem Mikroprozessor kooperieren, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Im Allgemeinen werden die Verfahren vorzugsweise durch eine Hardwarevorrichtung durchgeführt.
Die oben beschriebenen Beispiele sind lediglich veranschaulichend. Es wird verstanden, dass Modifikationen und Variationen der Anordnungen und der hierin beschriebenen Einzelheiten anderen Fachleuten auf dem Gebiet offensichtlich sein werden. Es ist daher beabsichtigt, dass eine Einschränkung lediglich durch den Umfang der beigefügten Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, welche als Beschreibung und Erläuterung der Beispiele hierin dargelegt wurden, erfolgt.
Obwohl jeder Anspruch nur auf einen einzelnen Anspruch zurück verweist, deckt die Offenbarung auch jegliche denkbare Kombination von Ansprüchen ab.

Claims

Gleichstromversorgungsschaltung, welche Folgendes aufweist: einen Ausgang (107), welcher zum Bereitstellen eines Gleichstromversorgungssignals (109) an ein HF-Element (103) zum Erzeugen eines HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist; und einen Eingang (105), welcher zum Empfangen des HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist; wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Erzeugen des Gleichstromversorgungssignals (109) auf der Grundlage des empfangenen HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist; wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Bereitstellen mehrerer Oszillatorsignale (427a-427d) auf der Grundlage des empfangenen HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist; wobei unterschiedliche Oszillatorsignale der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) unterschiedliche Phasen aufweisen; und wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Erzeugen des Gleichstromversorgungssignals (109) auf der Grundlage der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) konfiguriert ist.
Gleichstromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Bereitstellen eines ersten Oszillatorsignals (427a), eines zweiten Oszillatorsignals (427b) mit einem Phasenunterschied von 180 ° in Bezug auf das erste Oszillatorsignal (427a), eines dritten Oszillatorsignals (427c) mit einem Phasenunterschied von 90 ° in Bezug auf das erste Oszillatorsignal (427a) und eines vierten Oszillatorsignals (427d) mit einem Phasenunterschied von 270 ° in Bezug auf das erste Oszillatorsignal (427a) auf der Grundlage des empfangenen HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist.
Gleichstromversorgungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Erzeugen des Gleichstromversorgungssignals (109) auf der Grundlage einer Kombination der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) konfiguriert ist.
Gleichstromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche ferner Folgendes aufweist: einen ersten Verstärker (411a), wobei der erste Verstärker (411a) einen ersten Verstärkerausgang zum Bereitstellen eines ersten Oszillatorsignals (427a) der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) und einen zweiten Verstärkerausgang zum Bereitstellen eines zweiten Oszillatorsignals (427b) der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) aufweist, wobei das zweite Oszillatorsignal (427b) einen Phasenunterschied von 180 ° in Bezug auf das erste Oszillatorsignal (427a) aufweist; wobei die Gleichstromversorgungsschaltung ferner ein Impedanzelement (511a) mit einer Übertragungsleitungseigenschaft aufweist, wobei das Impedanzelement (511a) zwischen den ersten Verstärkerausgang und den zweiten Verstärkerausgang gekoppelt ist.
Gleichstromversorgungsschaltung nach Anspruch 4, wobei das Impedanzelement (511a), welches zwischen den ersten Verstärkerausgang und den zweiten Verstärkerausgang gekoppelt ist, derart ausgewählt ist, dass seine Übertragungsleitungseigenschaft gleich einer Eigenschaft einer Übertragungsleitung mit einer Länge von einer Hälfte einer Wellenlänge eines Signals mit einer Frequenz ist, bei welcher es sich um ein ganzzahliges Vielfaches einer Frequenz des ersten Oszillatorsignals (427a) oder des zweiten Oszillatorsignals (427b) handelt.
Gleichstromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche ferner Folgendes aufweist: mehrere Richtdioden (413a-413d), wobei jede Richtdiode (413a-413d) zum Empfangen eines der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) an ihrem Eingang und zum Bereitstellen einer gerichteten Version des Oszillatorsignals, welches an ihrem Eingang empfangen wurde, an ihrem Ausgang konfiguriert ist; wobei die Gleichstromversorgungsschaltung derart konfiguriert ist, dass das Gleichstromversorgungssignal (109) auf einer Überlagerung der gerichteten Versionen der Oszillatorsignale (427a-427d), welche an den Ausgängen der Richtdioden (413a-413d) bereitgestellt werden, beruht.
Gleichstromversorgungsschaltung nach Anspruch 6, welche ferner Folgendes aufweist: mindestens ein Filterelement (505a-505d), welches zwischen einen Ausgang einer der Richtdioden (413a-413d) und einen Überlagerungsknoten, an welchem die gerichteten Versionen der Oszillatorsignale (427a-427d) überlagert werden, gekoppelt ist.
Gleichstromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Erzeugen eines kombinierten Signals (433) auf der Grundlage der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) konfiguriert ist; und wobei die Gleichstromversorgungsschaltung ferner einen Ausgangsfilter (503) aufweist, welcher mindestens ein Impedanzelement mit einer Übertragungsleitungseigenschaft aufweist, welches zum Empfangen des kombinierten Signals (433) an einem Eingang und zum Bereitstellen des Gleichstromversorgungssignals (109) auf der Grundlage des empfangenen kombinierten Signals (433) an einem Ausgang konfiguriert ist.
Gleichstromversorgungsschaltung nach Anspruch 8, wobei das Impedanzelement des Ausgangsfilters (503) derart ausgewählt ist, dass die Übertragungsleitungseigenschaft des Impedanzelements gleich einer Eigenschaft einer Übertragungsleitung mit einer Länge von einem Viertel einer Wellenlänge eines Signals mit einer Frequenz ist, bei welcher es sich um ein ganzzahliges Mehrfaches einer Frequenz eines der Oszillatorsignale der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) handelt.
Gleichstromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Bereitstellen des ersten, zweiten, dritten und vierten Oszillatorsignals (427a-427d) konfiguriert ist, derart, dass sie die gleiche Frequenz aufweisen.
Gleichstromversorgungsschaltung nach Anspruch 10, wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Erzeugen eines kombinierten Signals (433) auf der Grundlage des ersten, zweiten, dritten und vierten Oszillatorsignals (427a-427d) konfiguriert ist; und wobei die Gleichstromversorgungsschaltung einen Ausgangsfilter (503) aufweist, welcher zum Empfangen des kombinierten Signals (433) an seinem Eingang und zum Bereitstellen des Gleichstromversorgungssignals (109) an seinem Ausgang konfiguriert ist.
Gleichstromversorgungsschaltung nach Anspruch 11, wobei der Ausgangsfilter (503) ein Impedanzelement mit einer Übertragungsleitungseigenschaft aufweist, welche gleich einer Eigenschaft einer Übertragungsleitung mit einer Länge von einem Viertel einer Wellenlänge eines Signals ist, welches vier Mal die Frequenz der Frequenz der Oszillatorsignale (427a-427d) aufweist.
Gleichstromversorgungsschaltung nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Ausgangsfilter (503) eine Reihenschaltung mehrerer Impedanzelemente aufweist, welche zwischen den Eingang und den Ausgang des Ausgangsfilters (503) gekoppelt sind; wobei jedes Impedanzelement eine Übertragungsleitungseigenschaft aufweist, welche gleich einer Eigenschaft einer Übertragungsleitung mit einer Länge von einem Viertel einer Wellenlänge eines Signals ist, welches eine Frequenz aufweist, welche 2" Mal die Frequenz des ersten, zweiten, dritten und vierten Oszillatorsignals (427a-427d) beträgt, wobei n = 2, 3, 4,...,N; und wobei sich n für unterschiedliche Impedanzelemente des Ausgangsfilters (503) unterscheidet.
Gleichstromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Bereitstellen der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) konfiguriert ist, derart, dass eine Frequenz von mindestens einem der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) für unterschiedliche Frequenzen des empfangenen HF-Ausgangssignals (111) konstant bleibt.
Gleichstromversorgungsschaltung, welche ferner Folgendes aufweist: einen Ausgang (107), welcher zum Bereitstellen eines Gleichstromversorgungssignals (109) an ein HF-Element (103) zum Erzeugen eines HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist, und einen Eingang (105), welcher zum Empfangen des HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist, wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Erzeugen des Gleichstromversorgungssignals (109) auf der Grundlage des empfangenen HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist; einen ersten Vorteiler (403), welcher zum Skalieren einer Frequenz des empfangenen HF-Ausgangssignals (111) zum Ableiten eines ersten Vorteiler-Ausgangssignals (423) konfiguriert ist, dessen Frequenz für unterschiedliche Frequenzen des empfangenen HF-Ausgangssignals (111) konstant bleibt, wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Erzeugen des Gleichstromversorgungssignals (109) auf der Grundlage des ersten Vorteiler-Ausgangssignals (423) konfiguriert ist; und einen I/Q-Teiler (405), welcher zum Bereitstellen eines ersten Teiler-Ausgangssignals (425a) und eines zweiten Teiler-Ausgangssignals (425b) auf der Grundlage des ersten Vorteiler-Ausgangssignals (423) konfiguriert ist, wobei ein Phasenunterschied zwischen dem ersten Teiler-Ausgangssignal (425a) und dem zweiten Teiler-Ausgangssignal (425b) 90 ° beträgt; und wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Erzeugen des Gleichstromversorgungssignals (109) auf der Grundlage des ersten Teiler-Ausgangssignals (425a) und des zweiten Teiler-Ausgangssignals (425b) konfiguriert ist.
Gleichstromversorgungsschaltung nach Anspruch 15, wobei der I/Q-Teiler (405) mindestens ein erstes Latch (429a) und ein zweites Latch (429b) zum Bereitstellen des ersten Teiler-Ausgangssignals (425a) und des zweiten Teiler-Ausgangssignals (425b) aufweist; und wobei der I/Q-Teiler (405) zum Bereitstellen des ersten Teiler-Ausgangssignals (425a) und des zweiten Teiler-Ausgangssignals (425b) als Digitalsignale konfiguriert ist.
Gleichstromversorgungsschaltung nach Anspruch 15 oder 16, welche ferner Folgendes aufweist: einen ersten Verstärker (411a) zum Empfangen des ersten Teiler-Ausgangssignals (425a) und zum Bereitstellen eines ersten Oszillatorsignals (427a) und eines zweiten Oszillatorsignals (427b) auf der Grundlage des empfangenen ersten Teiler-Ausgangssignals (425a), wobei ein Phasenunterschied zwischen dem ersten Oszillatorsignal (427a) und dem zweiten Oszillatorsignal (427b) 180 ° beträgt; und einen zweiten Verstärker (411b) zum Empfangen des zweiten Teiler-Ausgangssignals (425b) und zum Bereitstellen eines dritten Oszillatorsignals (427c) und eines vierten Oszillatorsignals (427d) auf der Grundlage des empfangenen zweiten Teiler-Ausgangssignals (425b), wobei ein Phasenunterschied zwischen dem dritten Oszillatorsignal (427c) und dem vierten Oszillatorsignal (427d) 180 ° beträgt.
Gleichstromversorgungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Gleichstromversorgungsschaltung zum Erzeugen eines kombinierten Signals (433) auf der Grundlage der mehreren Oszillatorsignale (427a-427d) konfiguriert ist; und wobei die Gleichstromversorgungsschaltung ferner einen Low-Dropout-Regler (415) aufweist, welcher zum Bereitstellen des Gleichstromversorgungssignals (109) auf der Grundlage des kombinierten Signals (433) konfiguriert ist.
Oszillatorschaltung, welche Folgendes aufweist: ein HF-Element (103), welches zum Empfangen eines Abstimmsignals (121) und zum Bereitstellen eines HF-Ausgangssignals (111) auf der Grundlage des Abstimmsignals (121) konfiguriert ist; und eine Gleichstromversorgungsschaltung (401, 501) nach einem der Ansprüche 1 bis 18.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 19, wobei das HF-Element (103) einen Spannungswandler (117) und einen spannungsgesteuerten Oszillator (119) aufweist; wobei der Spannungswandler (117) zum Empfangen des Gleichstromversorgungssignals (109) von der Gleichstromversorgungsschaltung und zum Bereitstellen eines weiteren Abstimmsignals (121) auf der Grundlage des Gleichstromversorgungssignals (109) und des Abstimmsignals (121) an den spannungsgesteuerten Oszillator (119) konfiguriert ist; und wobei der spannungsgesteuerte Oszillator (119) zum Bereitstellen des HF-Ausgangssignals (111) und zum Anpassen einer Frequenz des HF-Ausgangssignals (111) auf der Grundlage des empfangenen weiteren Abstimmsignals (121) konfiguriert ist.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 20, wobei ein Spannungsbereich des Abstimmsignals (121) kleiner als ein Spannungsbereich des weiteren Abstimmsignals (121) ist.
Oszillatorschaltung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei der spannungsgesteuerte Oszillator (119) zum Empfangen eines VCO-Stromversorgungssignals (127) konfiguriert ist, welches sich von dem Gleichstromversorgungssignal (109), welches durch die Gleichstromversorgungsschaltung bereitgestellt wird, unterscheidet.
Oszillatorschaltung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei die Gleichstromversorgungsschaltung und das HF-Element (103) auf dem gleichen Halbleitersubstrat integriert sind.
Oszillatorschaltung, welche Folgendes aufweist: ein HF-Element (103), welches Folgendes aufweist: einen Spannungswandler (117) und einen spannungsgesteuerten Oszillator (119); wobei der Spannungswandler (117) zum Empfangen eines Abstimmsignals (121) in einer vergleichsweise niedrigen Spannungsdomäne und eines Gleichstromversorgungssignals (109) und zum Bereitstellen eines weiteren Abstimmsignals (121) auf der Grundlage des empfangenen Abstimmsignals (121) und des empfangenen Gleichstromversorgungssignals (109) in einer vergleichsweise hohen Spannungsdomäne konfiguriert ist; wobei der spannungsgesteuerte Oszillator (119) zum Empfangen des weiteren Abstimmsignals (121), Bereitstellen eines HF-Ausgangssignals (111) und Variieren einer Frequenz des HF-Ausgangssignals (111) in Abhängigkeit von einer Spannung des empfangenen weiteren Abstimmsignals (121) konfiguriert ist; eine Gleichstromversorgungsschaltung (501), welche Folgendes aufweist: einen Ausgang (107), welcher zum Bereitstellen des Gleichstromversorgungssignals (109) an das HF-Element (103) konfiguriert ist; einen Eingang (105), welcher zum Empfangen des HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist; und einen Ausgangsfilter (503); wobei die Gleichstromversorgungsschaltung (501) zum Bereitstellen eines ersten Oszillatorsignals (427a), eines zweiten Oszillatorsignals (427b) mit einem Phasenunterschied von 180 ° in Bezug auf das erste Oszillatorsignal (427a), eines dritten Oszillatorsignals (427c) mit einem Phasenunterschied von 90 ° in Bezug auf das erste Oszillatorsignal (427a) und eines vierten Oszillatorsignals (427d) mit einem Phasenunterschied von 270 ° in Bezug auf das erste Oszillatorsignal (427a) auf der Grundlage des empfangenen HF-Ausgangssignals (111) konfiguriert ist; wobei die Gleichstromversorgungsschaltung (501) zum Bereitstellen des ersten, zweiten, dritten und vierten Oszillatorsignals (427a-427d) konfiguriert ist, derart, dass das erste, zweite, dritte und vierte Oszillatorsignal (427a-427d) die gleiche Frequenz aufweisen; wobei die Gleichstromversorgungsschaltung (501) zum Erzeugen eines kombinierten Signals (433) auf der Grundlage einer Überlagerung des ersten, zweiten, dritten und vierten Oszillatorsignals (427a-427d) konfiguriert ist; wobei der Ausgangsfilter (503) zum Empfangen des kombinierten Signals (433) an seinem Eingang und zum Bereitstellen des Gleichstromversorgungssignals (109) an seinem Ausgang konfiguriert ist; wobei der Ausgangsfilter (503) eine Reihenschaltung mehrerer Impedanzelemente aufweist, welche zwischen den Eingang und den Ausgang des Ausgangsfilters (503) gekoppelt sind; wobei jedes Impedanzelement der mehreren Impedanzelemente eine Übertragungsleitungseigenschaft aufweist, welche gleich einer Eigenschaft einer Übertragungsleitung mit einer Länge von einem Viertel einer Wellenlänge eines Signals ist, welches eine Frequenz aufweist, die 2" Mal die Frequenz des ersten, zweiten, dritten und vierten Oszillatorsignals (427a-427d) beträgt, wobei n = 2, 3, 4,...,N; und wobei sich n für unterschiedliche Impedanzelemente des Ausgangsfilters (503) unterscheidet.