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HINTERGRUND
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In einigen Anwendungen werden Signale digital verarbeitet, in Analogsignale umgewandelt und dann mit einem Lokaloszillatorsignal vermischt, um ein Signal mit einer gewünschten Frequenz zu erhalten. Ein Beispiel einer solchen Anwendung sind drahtlose Sender, da Signale digital mit einer sogenannten Basisbandfrequenz verarbeitet werden, über einen Digital-Analog-Wandler (DAW) in ein Analogsignal umgewandelt und mit einem Hochfrequenzsignal vermischt werden, um ein Hochfrequenz-Sendesignal zu erhalten, das dann über eine Antenne übertragen wird.
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Leider unterliegen einige DAW-Strukturen „Störstellen” und sonstigen Taktfehlerstellen. Dies kann auf kleinen Unterschieden der Weglängen und/oder Kapazitäten in den DAW beruhen, besonders wenn die DAW in Hochfrequenzanwendungen wie beispielsweise drahtloser Kommunikation benutzt werden. In äußersten Fällen können diese Störstellen zu Fehlern in den übertragenen oder empfangenen Signalen führen. In weniger extremen Fällen, wenn die Störstellen im Wesentlichen selbstkorrigierende Übergangsfunktionen sind, können die Störstellen aufgrund der Strom- und Spannungsauslenkungen immer noch übermäßigen Stromverbrauch verursachen.
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Die
DE 10 2010 042 339 A1 zeigt einen DAW zeigt, welcher eine Vielzahl an Zellen umfasst, wobei jede Zelle einen Mischer und eine Kopplungsschaltung zum wahlweisen Koppeln eines Lokaloszillatorsignals mit dem Mischer aufweist.
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Die
US 2009/140902 A1 offenbart DAWs eines Kameramoduls, die eine Vielzahl von Decodern zum Empfangen von Bits eines digitalen Eingangssignals umfassen. Bis auf die niederwertigen Bits des digitalen Eingangssignals werden die Bits in einer vorbestimmten Bit-Teilungseinheit aufgeteilt und in Thermometer-Code-Signale decodiert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A zeigt ein Blockschaltbild eines Senders, der einen Misch-Digital-Analog-Wandler (DAW) benutzt.
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1B zeigt ein Blockschaltbild eines Senders, der einen verbesserten Misch-DAW enthält.
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2 zeigt ein Blockschaltbild eines Misch-DAW, der LO-modulierte Steuersignale benutzt.
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3 zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren Beispiels eines Misch-DAW, der Synchronisationsschaltungen enthält.
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4 zeigt ein Schaltbild eines Teils eines differentiellen Misch-DAW, der Synchronisationsschaltungen enthält und einen Stromsteuerungs-DAW benutzt.
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5 zeigt ein Schaltbild eines Teils eines unsymmetrischen Misch-DAW, der Synchronisationsschaltungen enthält und einen kapazitiven DAW benutzt.
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6 zeigt ein Schaltbild eines Teils eines differentiellen Misch-DAW, der Synchronisationsschaltungen enthält und einen kapazitiven DAW enthält.
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7 zeigt ein Schaltbild eines Senders, der einen differentiellen kapazitiven Misch-DAW benutzt.
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8 zeigt ein Schaltbild eines Senders, der einen differentiellen kapazitiven Misch-DAW und einen differentiellen Leistungsverstärker benutzt, der eine Anzahl von Schichttransistoren in jedem seiner Eingangszweige enthält.
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9 zeigt ein Schaltbild eines Senders, der einen differentiellen kapazitiven Misch-DAW benutzt, der einen veränderlichen Kondensator enthält, der die Eingangsleistungsverstärkeranschlüsse überbrückt.
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10 zeigt ein Schaltbild eines weiteren Senders, der einen differentiellen Misch-DAW benutzt, der mehrere veränderliche Kondensatoren zum Erhöhen der Verstärkung enthält.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die hiesige Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen durchgeführt, wobei gleiche Bezugsziffern im Allgemeinen durchgehend zur Bezugnahme auf gleiche Elemente benutzt werden und wobei die verschiedenen Strukturen nicht unbedingt maßstabsgerecht gezeichnet sind. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche bestimmte Einzelheiten aufgeführt, um das Verständnis zu erleichtern. Dem Durchschnittsfachmann wird jedoch klar sein, dass ein oder mehrere hier beschriebene Aspekte zu einem geringeren Grad dieser bestimmten Einzelheiten ausgeübt werden können. In anderen Fällen sind bekannte Strukturen und Vorrichtungen zum Erleichtern des Verständnisses in Blockschaltbildform dargestellt.
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Digital-Analog-Wandler (DAW) wandeln ein Mehrbit-Digitalsignal in ein Analogsignal um. Die Anzahl von in dem Mehrbit-Digitalsignal gegenwärtigen Bit entspricht einer Anzahl diskreter Werte, zwischen denen sich das Analogsignal verändert – je größer die Anzahl von gegenwärtigen Bit, desto größer die Anzahl diskreter Werte für das Analogsignal. Beispielsweise kann für ein 5-Volt-(V-)System ein Acht-Bit-Digitalsignal 256 (d. h. 28) unterschiedliche Spannungswerte darstellen; wo die Spannungswerte von einem Mindestwert von 0 V zu einem Höchstwert von 5 V mit 254 dazwischenliegenden Spannungsschritten reichen können, wobei jeder Spannungsschritt um 5/255 V von Nachbarspannungsschritten beabstandet ist. So verändert sich durch Verändern des einem DAW zugeführten Mehrbit-Eingangssignals durch den DAW ausgegebene Analogsignale auf stückweise fortlaufende Weise und werden aufgrund ihrer analogen Beschaffenheit noch als Analogsignale bezeichnet. Durch einen DAW bereitgestellte Analogsignale können entweder auch als Signale im Spannungsbereich bezeichnete Spannungssignale oder auch als Signale im Strombereich bezeichnete Stromsignale sein.
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Uns nunmehr den Figuren zuwendend zeigt 1A ein vereinfachtes Blockschaltbild eines drahtlosen Senders 100, der an einigen Nachteilen leiden kann. Der drahtlose Sender 100 umfasst digitale Signalverarbeitungs(DSV)-Schaltungen 102, beispielsweise einen Basisbandprozessor, wo zu übertragende Signale digital verarbeitet werden. Der DSP führt ein digitales Sendesignal 104 einem Misch-DAW 106 zu. Vom Misch-DAW 106 wird das digitale Sendesignal 104 in ein Analogsignal, beispielsweise ein analoges Stromsignal umgewandelt und auch das digitale Sendesignal und/oder Analogsignal mit einem Lokaloszillator(LO)-Signal 108 zum Ausgeben eines gemischten Analogsignals 110 vermischt. Von einem Leistungsverstärker 112 wird das gemischte Analogsignal 110 zum Bereitstellen eines verstärkten gemischten Analogsignals 114 verstärkt, das auch für die Antenne 116 zur drahtlosen Übertragung bereitgestellt wird.
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Leider kann in Abwesenheit von Gegenmaßnahmen der drahtlose Sender 100 der 1A für Störstellen und sonstige Taktfehlerstellen empfindlich sein. Dies kann auf geringen Unterschieden der Weglängen und/oder Kapazitäten im Misch-DAW 106 beruhen. In äußersten Fällen können diese Störstellen zu Fehlern in übertragenen oder empfangenen Signalen führen. In weniger extremen Fällen, wenn die Störstellen im Wesentlichen selbstkorrigierende Übergangsfunktionen sind, können die Störstellen aufgrund der Strom- und Spannungsauslenkungen immer noch übermäßigen Stromverbrauch verursachen, und damit die nützliche Lebensdauer des Senders 100 zwischen Ladungen in Mobilanwendungen verkürzen.
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1B zeigt eine Senderarchitektur 150 mit einem verbesserten Misch-DAW 152 nach Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Wie dargestellt umfasst der Misch-DAW 152 Decodierer 154 und eine Matrix von Zellen 156. Die Zellen in der Matrix können jeweilige Stromquellen einschließen, die basierend auf jeweiligen Steuersignalen vom Decodierer 154 gezielt ausgelöst werden. Insbesondere basieren die Steuersignale auf dem digitalen Sendesignal 104, sodass die Anzahl von Stromquellen, die Strom an einen Ausgangsanschluss des Misch-DAW 152 liefern, dem Digitalwert des digitalen Sendesignals 104 zu einer gegebenen Zeit entspricht. Zum Begrenzen von Störstellen und sonstigen Taktfehlerstellen moduliert der Decodierer 154 ein oder mehrere dieser Steuersignale mit dem am LO-Eingangsanschluss 158 empfangenen LO-Signal. Da das eine oder die mehreren Steuersignale für die Matrix 156 mit dem LO-Signal moduliert sind, neigen die Stromquellen in der Matrix 156 dazu, weniger Strom-/Spannungsauslenkungen aufzuweisen und das sich ergebende Analogsignal 160 von dem Misch-DAW 152 ist mehr als in vorigen Ausführungen besser abgestimmt. Im Vergleich zu einigen herkömmlichen Ansätzen kann daher der Misch-DAW 152 von 1B geringeres Rauschen und geringen Stromverbrauch bereitstellen und damit Datenkommunikation und die funktionsfähige Lebensdauer des Senders zwischen Ladungen verbessern.
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2 zeigt einen ausführlicheren Misch-DAW 200 (z. B. entsprechend einem Beispiel von Misch-DAW 152 in 1B) nach einigen Aspekten der gegenwärtigen Offenbarung. Der Misch-DAW 200 enthält einen Eingang 202, Zeilen- und Spaltendecodierer 204, 206, eine Zellenmatrix 208 und einen Ausgang 210. Die Spalten- und Zeilendecodierer 204, 206 stellen Steuersignale in der Form von Zeilen- und Spaltenthermomethercodierten Steuersignalen (212 bzw. 214) bereit, wobei wenigstens eines der Steuersignale basierend auf einem LO-Signal 216 moduliert ist. Obwohl 2 ein Beispiel zeigt, wo das LO-Signal 216 für den Spaltendecodierer 206 bereitgestellt wird, sodass wenigstens ein Spaltenthermometersteuersignal 214 LO-moduliert ist, kann das LO-Signal 216 alternativ für den Zeilendecodierer 204 bereitgestellt werden, sodass wenigstens ein Zeilenthermometersteuersignal 212 LO-moduliert ist.
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Im Beispiel der 2 empfängt der Eingang 202 ein Mehrbit-Digitalsignal in der Form eines Acht-Bit-Signals, wobei die Bit als B0 bis B7 in der 2 bezeichnet sind. Bit B0 bis B3, die die minderwertigsten vier Bit sein können, werden dem Thermometer-Zeilendecodierer 204 zugeführt; während Bit B4 bis B7, die die höchstwertigen vier Bit sein können, dem Thermometer-Spaltendecodierer 206 zugeführt werden. Thermometerdecodierer 204, 106 steuern die Zellenmatrix 208, die 28, d. h. 256 Zellen umfasst. Wenn sie durch ein Steuersignal von den Decodierern 204, 206 aktiviert ist, wird von einer Stromquelle in jeder Zelle der Zellenmatrix 208 ein vorbestimmter Strom ausgegeben, wobei der durch eine Zelle ausgegebene vorbestimmte Strom der gleiche wie der jeder anderen Zelle ist. Diese Ströme von beliebigen einzeln aktivierten Zellen werden zum Erzeugen des Analogausgangssignals 210 summiert.
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Die Anzahl aktivierter Zellen in Matrix 208 ist von dem Acht-Bit-Wert B0 bis B7 abhängig. Wenn beispielsweise ein Digitalwert von 0000_0000 (entsprechend einem Dezimalwert von null) für B0–B7 gesetzt und an den Eingang 202 angelegt wird, wird keine Zelle in der Zellenmatrix 208 aktiviert und der Ausgangsstrom am Ausgang 210 beträgt null. Wenn andererseits alle Bit gesetzt sind (d. h. B0–B7 auf einen Digitalwert von 1111_1111 entsprechend einem Dezimalwert von 255), sind alle Zellen in der Zellenmatrix 208 aktiviert, um ein Ausgangssignal 210 zu ergeben, das im Wesentlichen 256-mal stärker als die Ausgabe einer Einzelzelle ist. Durch Ändern des Wertes des für den Eingang 202 des Misch-DAW 200 bereitgestellten Mehrbit-Eingangssignals kann eine Steuerung (z. B. DSP 102 in 1B) ein entsprechendes analoges Ausgangssignal am Ausgang 210 (z. B. zur Übertragung über der Antenne 116 in 1B) liefern.
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Obwohl einige vorhergehende DAW-Ausführungen eine Zellenmatrix benutzen können, sind bis jetzt solche Zellenmatrizen gegenüber Störstellen und sonstigen Taktfehlerstellen empfindlich gewesen. Dies beruht größtenteils auf Unterschieden der Weglängen und/oder Kapazitäten auf den Störwegen und der Hochfrequenzbeschaffenheit des LO-Signals. Da Steuersignale der 2 mit dem LO-Signal 216 moduliert sind, ehe sie die Zellen der Matrix 208 erreichen, sind die Steuersignale mit hoher Genauigkeit synchronisiert und der Misch-DAW 200 weist im Verhältnis zu bestehenden Ansätzen verringerte Störstellen auf. Das Ergebnis ist wiederum ein zuverlässigerer DAW mit geringerem Stromverbrauch.
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3 zeigt ein Beispiel eines Misch-DAW 300 mit Synchronisationsschaltungen 318 zum Begrenzen von Störstellen und sonstigen Taktfehlerstellen. Wie das Beispiel aus 2 enthält der Misch-DAW 300 der 3 einen Eingang 302, Zeilen- und Spaltendecodierer 304, 306, die Zeilen- und Spaltenthermometercodierte Steuersignale 312, 314 für die Zellenmatrix 308 bereitstellen, und einen Ausgang 310. Wie ausführlicher unten hinsichtlich der 4–6 zu erkennen ist, werden von den Synchronisationsschaltungen 318 im Spaltendecodierer 306 die für die Zellenmatrix 308 bereitgestellten Spaltensteuersignale 314 basierend auf einem Lokaloszillator(LO)-Signal 316 moduliert. Obwohl die Synchronisationsschaltungen 318 im Spaltendecodierer 306 in 3 dargestellt sind, könnten die Synchronisationsschaltungen 318 auch in anderen Ausführungen im Zeilendecodierer 304 eingeschlossen sein. In solchen alternativen Anordnungen können die Zeilensteuersignale 312 mit dem LO-Signal 316 moduliert werden, anstatt dass die Spaltensteuersignale 314 wie dargestellt LO-moduliert sind.
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4 zeigt eine ausführlichere Ausführung eines Misch-DAW 400 mit Synchronisationsschaltungen 418. Wie das Beispiel der 3 enthält der Misch-DAW 400 der 4 einen Eingang 402, Zeilen- und Spaltendecodierer 404, 406, die thermometercodierte Steuersignale für die Zellenmatrix 408 bereitstellen, und den Ausgang 410. Der Deutlichkeit halber zeigt 4 zur zwei Zellen (414a, 414b), obwohl es sich versteht, dass häufig mehr Zellen vorhanden sind. Die Zellen (414a, 414b) enthalten Stromquellen (416a bzw. 416b) und Mischer (418a bzw. 418b). Auch umfasst jede Zelle UND-ODER-Gatter (420a, 420b; 422a, 422b), Transistoren (424a, 424b; 426a, 426b), ein ODER-Gatter (428a, 428b) und einen als Schalter für die Stromquelle der Zelle wirkenden Transistor (430a, 430b).
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Unmodulierte „Zeilen-”Steuersignale werden auf „Zeilen-”Steuerleitungen (Zeile 1, Zeile 2) bereitgestellt, die an Zeilenthermometerdecodierer 404 angekoppelt sind. Eine unmodulierte „Splt-”Steuerleitung (Splt-1) 432 und LO-modulierte „Splt-”Steuerleitungen (Splt&LO und Splt&LO_überstrichen) 434, 436 sind an Spaltenthermometerdecodierer 406 angekoppelt. Durch Setzen der Steuersignale auf Steuerleitungen (Zeile 1, Zeile 2, Splt-1, Splt&LO und Splt&LO_überstrichen) auf logisches 1 oder logisches 0 können die Zeilen- und Spalten-Thermometerdecodierer 404, 406 gezielt Zellen der Matrix 408 aktivieren und deaktivieren.
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Wenn beispielsweise Splt&LO auf logisches 1 gesetzt ist, ODER Splt-1 und Zeile 1 auf eine logische 1 gesetzt sind, dann wird vom UND-ODER-Gatter 420a eine logische 1 ausgegeben, um Schalttransistor 430a und Transistor 424a in leitende Zustände zwischen ihren Source- und Drain-Anschlüssen zu versetzen. In diesem Fall trägt der Strom der Stromquelle 416a zu der Ausgabe 410 des Digital-Analog-Wandlers bei. Wenn andererseits Zeile 1 ODER Splt-1 auf logische 0 gesetzt werden, UND Splt&LO und Splt&LO_überstrichen eine logische 0 sind, sind Transistoren 424a, 426a, 430a nichtleitend zwischen ihren Sourcen und Drains. In diesem Fall trägt die Stromquelle 416a nicht zu der Ausgabe 410 von DAW bei. Durch entsprechendes Steuern der „Splt-”Leitungen und der „Zeilen-”Leitungen können daher die Stromquellen oder anders gesagt die Zellen wie schon beschrieben gezielt aktiviert oder deaktiviert werden. Es ist zu bemerken, dass die oben beschriebene Steuerlogik mit UND-ODER-Gattern 420, 422 nur ein Beispiel für eine Steuerlogik ist und weitere Ausführungen gleichermaßen möglich sind.
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Insbesondere fangen die Synchronisationsschaltungen 418 im Spaltendecodierer 406 Steuersignale unter Verwendung einer Reihe von Kippstufen 440a, 440b, 440c auf, wobei die Kippstufen mit der doppelten LO-Frequenz getaktet werden. Auch könnten die Kippstufen mit höheren Frequenzen getaktet werden, obwohl damit zusätzlicher Strom verbraucht werden könnte. Mit Kippstufe 440a wird das rohe Steuersignal Splt-1 aufgefangen und mit Kippstufen 440b, 440c werden LO-modulierte Signale Splt&LO bzw. Splt&LO_überstrichen basierend auf einem Synchronisationstakt aufgefangen. Im Beispiel der 4 weist der Synchronisationstakt eine Frequenz der doppelten LO-Frequenz (2XLO) auf, aber der Synchronisationstakt kann auch wesentlich höhere Frequenzen aufweisen (z. B. kann der Synchronisationstakt eine Frequenz NxLO aufweisen, wobei N jede beliebige positive Ganzzahl ist).
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Während 2–4 hinsichtlich voller thermometercodierter Misch-DAW dargestellt und beschrieben worden sind, kann in anderen Beispielen ein Misch-DAW nur teilweise thermometerdecodiert oder nichtthermometerdecodiert sein. Beispielsweise können für einen 10-Bit-DAW die acht höchstwertigen Bit, beispielsweise unter Verwendung der Struktur der 2, thermometercodiert sein und für die zwei niedrigstwertigen Bit können zwei zusätzliche Zellen bereitgestellt werden, die beispielsweise jeweils eine Stromquelle und einen ähnlich den in 4 gezeigten Zellen als Schalter wirkenden Transistor umfassen können. Für das niedrigstwertige Bit kann die Stromquelle eine Stromausgabe von ¼ der Stromausgabe jeder der Stromquellen einer Matrix von Zellen des thermometercodierten Teils aufweisen und für das zweite niedrigstwertige Bit kann die Stromausgabe der Stromquelle ½ des Stroms von jeder der Stromquellen der Zellen der Matrix des thermometercodierten Teils in einem Beispiel betragen. Die Steuertransistoren für diese zwei Zellen sind direkt durch die Bit gesteuert, d. h. das niedrigstwertige Bit und das zweitniedrigstwertige Bit im obigen Beispiel.
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Obwohl weiterhin die Mischer (z. B. 418a, 418b in 4) als in einem Differenzaufbau angeordneten Stromsteuerungsmischer dargestellt worden sind, wobei Transistoren den für den Ausgang 410 bereitgestellten Strom aktiv regeln, sind auch andere Aufbauten möglich. Beispielsweise könnte das Beispiel der 4 auch als unsymmetrischer Aufbau implementiert sein, anstatt des dargestellten Differenzaufbaus.
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5 zeigt ein Beispiel eines weiteren unsymmetrischen Aufbaus, wobei jedoch Einzelzellen, anstatt stromsteuernde Mischer wie vorher hinsichtlich der 4 dargestellt, kapazitive Mischer umfassen. Im Beispiel der 5 enthält jede Zelle ein Paar Kondensatoren, die eine vorbestimmte Ladung speichern, wie auch Inverter. In dieser Anordnung werden für die Inverter Steuersignale bereitgestellt, sodass die Kondensatoren Ladung speichern und dann Ladung nur an den Ausgang „abwerfen”, wenn sie durch die Steuersignale ausgelöst werden. Das Endergebnis ist, dass der Strom am Ausgang vom DAW wiederum eine Summierung von Einheitsströmen von jeweiligen einzeln aktivierten Zellen ist.
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6 zeigt ein weiteres Beispiel eines Differenzaufbaus, jedoch enthalten die Einzelzellen kapazitive Mischer. Wie hinsichtlich der 5 beschrieben enthalten die kapazitiven Mischer Kondensatoren, die gezielt auf Grundlage der durch die Zeilen- und Spaltendecodierer bereitgestellten Zeilen- und Spaltensteuersignale entladen werden.
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7 zeigt ein Beispiel eines kapazitiven Misch-DAW 700 (z. B. Misch-DAW 152 in 1B). Ungleich vorigen Beispielen, wo Transistoren Stromquellen in der Matrix darstellten, wirken Einheitskondensatoren als die Stromquellen. Der kapazitive DAW 702 enthält einen Digitaleingang 702, einen Decodierer 704, eine Zellenmatrix 706 und einen Analogausgang 708. Der Digitaleingang 702 kann ein zum Empfangen eines dem Decodierer 704 zugeführten Mehrbit-Digitalsignal angeordneter serieller oder Parallelbus sein. Der Decodierer 704 ist mit Steuerleitungen an jeweilige Zellen in der Zellenmatrix 706 angekoppelt, wobei die jeweiligen Zellen jeweilige Entladungsauslöseelemente (z. B. Inverter) und jeweilige Kondensatoren einschließen. Typischerweise weisen die Kondensatoren jeweils den gleichen Einheitskapazitätswert auf, sodass jeder Kondensator, wenn er durch sein entsprechendes Entladungsauslöseelement ausgelöst ist, einen gleichen vorbestimmten Strom ausgibt. Die Ströme von beliebigen einzeln aktivierten Kondensatoren werden auf einem Stromsummierungsweg summiert, der an einen Analogausgang 708 angekoppelt ist. Obwohl 7 der Einfachheit halber nur drei Zellen darstellt, versteht es sich, dass eine viel größere Anzahl von Zellen oft in der Matrix 706 enthalten ist.
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Während des Betriebs des kapazitiven DAW 700 der 7 ist die Anzahl von Kondensatoren, auf denen eine Stromentladung zu jedem gegebenen Zeitpunkt (und entsprechender Ausgangsstrom am Analogausgangsanschluss 708) ausgelöst wird, von der am Eingang 707 zugeführten Digitaleingabe abhängig. Man betrachte beispielsweise ein Beispiel, wo die Digitaleingabe ein Acht-Bit-Digitalwert ist und wobei die Matrix 706 255 Zellen umfasst. In einem solchen Fall kann ein Digitalwert von 0000_0000 (entsprechend einem Dezimalwert von null) an dem Eingang 702 angelegt werden, was bewirkt, dass alle Entladungsauslöseelemente abgeschaltet sind (d. h. kein Strom aus Kondensatoren entladen wird und der Ausgangsstrom am Ausgang 708 im Wesentlichen null beträgt). Andererseits kann ein Digitalwert von 1111_1111 (entsprechend einem Dezimalwert von 255) an den Eingang 702 angelegt werden, was bewirkt, dass alle Entladungsauslöseelemente aktiviert werden und Stromentladung aus allen 255 Einheitskondensatoren auslösen. So wird durch den Digitalwert von 1111_1111 ein Ausgangssignal 708 bereitgestellt, das im Wesentlichen 255-mal stärker als die Ausgabe eines einzelnen Kondensators ist. Durch Ändern des Werts des am Eingang 702 des kapazitiven DAW 700 bereitgestellten Mehrbit-Eingangssignals kann eine Steuerung (z. B. DSP 102 in 1A oder 1B) ein entsprechendes Analog-Ausgangssignal am Ausgang 708 (z. B. zur Übertragung über Antenne) liefern. Da die Einzelzellen des kapazitiven DAW 700 kapazitive Zellen sind, die passive Kondensatorelemente enthalten, anstatt Transistoren, die Stromfluss diktieren, kann die Ausführung der 7 in manchen Prozesstechniken durch Verringern der Anzahl von zum Implementieren von DAW-Funktionalität benötigten Transformatoren Fläche sparen. So kann die Architektur der 7 einigen Nutzen bieten, der mit herkömmlichen Architekturen nicht verfügbar ist.
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8 zeigt ein Beispiel eines kapazitiven DAW 800 mit einem differentiellen Ausgangsanschluss 808. In der Ausführung der 8 weist der Leistungsverstärker 112' in seinen Stromzweigwegen geschichtete Transistoren auf (z. B. 4 Transistoren auf jedem Stromzweigweg im Beispiel der 8). Auch weist der Leistungsverstärker einen Vorspannungswiderstand in jedem Zweig auf.
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9 zeigt ein weiteres Beispiel eines Senders 900, wobei ein veränderlicher Kondensator 902 zwischen die Stromsummierungswege des ADW gekoppelt ist. Die Kapazität des veränderlichen Kondensators 902 kann zum Erhöhen der Verstärkung eingestellt werden. Insbesondere wird die Kapazität des veränderlichen Kondensators 902 basierend auf einem Unterschied zwischen dem eigentlichen, durch die Antenne 904 übertragenen Leistungsspektrum wie gemessen durch einen an die Antenne 904 angekoppelten Rückkopplungsempfänger (FBR – Feedback Receiver) und einem gewünschten übertragenen Leistungsspektrum eingestellt. Der Wert dieses veränderlichen Kondensators 902 liegt im gleichen Bereich wie die Summe der anderen im DAW 906 benutzten Kondensatoren. In einem Beispiel beträgt die Summe der anderen Kondensatoren im DAW 20 pF sodass der Kondensator 502 zwischen 0...40 pF einstellbar ist. Der realisierte Bereich ist von Anwendung und gewünschter Ausgangsleistung des DAW abhängig.
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10 zeigt ein weiteres Beispiel eines Senders, wobei veränderliche Kondensatoren 1002–1010 wie gezeigt gekoppelt sind und zum Erhöhen der Verstärkung eingestellt werden können. Insbesondere wird die Kapazität der veränderlichen Kondensatoren 1002–1010 basierend auf einer Differenz zwischen dem eigentlichen durch die Antenne 1012 übertragenen Leistungsspektrum wie gemessen durch einen an die Antenne 1012 angekoppelten Rückkopplungsempfänger (FBR) und einem gewünschten übertragenen Leistungsspektrum eingestellt. Die Werte dieser veränderlichen Kondensatoren 1002–1010 liegen im gleichen Bereich wie die Summe der anderen im DAW 1014 benutzten Kondensatoren. In einem Beispiel beträgt die Summe der anderen Kondensatoren im DAW 20 pF, sodass die Kondensatoren 1002–1010 zwischen 0...40 pF einstellbar sind. Der realisierte Bereich ist von Anwendung und gewünschter Ausgangsleistung des DAW abhängig.
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Während eine Vielzahl verschiedener Beispiele unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben worden ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Beispiele begrenzt, da eine Vielzahl von Abänderungen, ohne aus dem Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu weichen, möglich ist. Einige Beispiele solcher Abänderungen werden unten beschrieben.
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Während im Beispiel eine spezifische Logik mit UND-ODER-Gatter (z. B. 420a in 4) in 4–6 zum Steuern der Zellen beschrieben worden ist, können auch andere Logiken benutzt werden. Im Allgemeinen können die Zellen der Beispiele der 4–6 durch Zuführen einer logischen 1 zu einem Knoten entsprechend dem Ausgang des UND-ODER-Gatters 420a aktiviert und durch Anlegen einer logischen 0 an diesen Knoten deaktiviert werden. Die bestimmten Gatter oder Steuerungen wie zur Aktivierung und Deaktivierung benutzte Thermometerdecodierer sind von der bestimmten Ausführung abhängig. Wenn beispielsweise Zellen wie die der 4 bis 6 für nicht thermometercodierte Bit benutzt werden, können die jeweiligen Bit direkt an den oben erwähnten Knoten entsprechend dem Ausgang des UND-ODER-Gatters 420a in den Figuren angelegt werden.
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Auch sollte beachtet werden, dass verschiedene Beispiele oben unter Verwendung von NMOS-Transistoren beschrieben und/oder dargestellt worden sind, die in einen leitenden Zustand zwischen ihren Sourcen und Drains versetzt werden, wenn eine hohe Spannung (z. B. logische 1) an ihre Gatter angelegt wird; und in einen nichtleitenden Zustand zwischen ihren Sourcen und Drains versetzt werden, wenn eine niedrige Spannung (z. B. logische 0) ihren Gattern zugeführt wird. In einem anderen Beispiel kann die Steuerlogik invertiert werden und es können PMOS-Transistoren benutzt werden. In noch weiteren Beispielen können anstatt von NMOS-Transistoren in Fällen, wenn beispielsweise eine logische 1 einer niedrigen Spannung zugeordnet ist und eine logische 0 einer hohen Spannung zugeordnet ist, PMOS-Transistoren benutzt werden. In noch weiteren Beispielen können anstatt einiger oder aller der gezeigten MOS-Transistoren andere Arten von Transistoren, beispielsweise Bipolartransistoren, benutzt werden. Beispielsweise dient im Fall von Bipolartransistoren ein Basisanschluss als Steuerungsanschluss.
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Man erkennt daher, dass sich ein hier beschriebenes Beispiel auf einen Digital-Analog-Wandler (DAW) bezieht. Der DAW enthält einen zum Empfangen eines Mehrbit-Digitaleingangssignals eingerichteten Digitalsignaleingang und eine Vielzahl von in Zeilen und Spalten angeordneten Zellen. Jede Zelle umfasst eine Stromquelle. Ein Zeilendecodierer und ein Spaltendecodierer stellen jeweilige Steuersignale für jeweilige Zeilen und jeweilige Spalten zum gezielten Ankoppeln einer Anzahl von Stromquellen an einem Ausgang des DAW bereit. Die Anzahl von Stromquellen, die durch die Steuersignale an den Ausgang angekoppelt werden, ist von dem Mehrbit-Digital-Eingangssignal abhängig. Wenigstens eines der Steuersignale wird basierend auf einem Lokaloszillatorsignal moduliert.
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Ein weiteres hier offenbartes Beispiel betrifft einen Digital-Analog-Wandler (DAW). Der DAW enthält einen zum Empfangen eines Mehrbit-Digitaleingangssignals eingerichteten Digitalsignaleingang und eine Vielzahl von Zellen einschließlich einer jeweiligen Vielzahl von Stromquellen. Decodierungsschaltungen sind zum Bereitstellen von Steuersignalen zum gezielten Ankoppeln einer Anzahl der Stromquellen an einem Ausgang des DAW eingerichtet, wobei die Anzahl von durch die Steuersignale an den Ausgang angekoppelten Stromquellen von dem Mehrbit-Digitaleingangssignal abhängig ist. Synchronisierungsschaltungen synchronisieren für jeweilige Stromquellen bereitgestellte Steuersignale.
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Ein noch weiteres Beispiel betrifft einen Sender. Der Sender enthält eine Digitalsignalverarbeitungseinheit zum Bereitstellen eines digitalen Sendesignals. Auch enthält der Sender einen Digital-Analog-Wandler zum Bereitstellen eines Hochfrequenz-Analogsignals basierend auf dem digitalen Sendesignal. Der Digital-Analog-Wandler umfasst: eine Vielzahl von in einer Reihe von Zeilen und Spalten angeordneten Zellen, wobei die Vielzahl von Zellen jeweils eine Vielzahl von Stromquellen enthält; Zeilen- und Spaltendecodierungsschaltungen, eingerichtet zum Bereitstellen eines lokaloszillatormodulierten Steuersignals, das auf dem digitalen Sendesignal basiert, zum gezielten Ankoppeln eines Ausgangsstroms aus einer oder mehreren Zellen zum Bereitstellen des Hochfrequenz-Analogsignals von einem Ausgangsanschluss des DAW. Auch enthält der Sender eine Antenne zum Übertragen des Hochfrequenz-Analogsignals.
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Es versteht sich, dass in der Beschreibung von hier enthaltenen Beispielen jede direkte Verbindung oder Kopplung zwischen Funktionsblöcken, Vorrichtungen, Komponenten, Schaltungselementen oder sonstigen in den Zeichnungen gezeigten oder hier beschriebenen physikalischen oder funktionsmäßigen Einheiten auch durch eine indirekte Verbindung oder Kopplung ausgeführt werden könnte, d. h. eine Verbindung oder Kopplung umfassend ein oder mehrere Zwischenelemente. Weiterhin sollte man erkennen, dass in den Zeichnungen gezeigte Funktionsblöcke oder Einheiten in einigen Beispielen als getrennte Schaltungen implementiert werden könnten, aber in anderen Beispielen auch vollständig oder teilweise in einer gemeinsamen Schaltung oder gemeinsamen integrierten Schaltung implementiert sein könnten, oder in einigen Fällen auch durch entsprechendes Programmieren eines Prozessors gemeinsam implementiert sein können.
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Es ist zu bemerken, dass die Zeichnungen bereitgestellt sind, um eine Darstellung einiger Aspekte und Merkmale von Beispielen der vorliegenden Offenbarung zu erbringen und nur als schematisch angesehen werden sollten. Insbesondere sind die in den Zeichnungen gezeigten Elemente nicht unbedingt maßstabsgerecht zueinander und die Anordnung verschiedener Elemente in den Zeichnungen ist zum Bereitstellen eines klaren Verständnisses des jeweiligen Beispiels gewählt und sollte nicht unbedingt als Darstellung des tatsächlichen relativen Standorts der verschiedenen gezeigten Komponenten und Elemente aufgefasst werden. Die Merkmale der verschiedenen hier beschriebenen Beispiele können miteinander kombiniert werden. Andererseits soll das Beschreiben eines Beispiels mit einer Vielzahl von Merkmalen nicht so aufgefasst werden, dass es anzeigt, dass alle diese Merkmale zum Ausüben der vorliegenden Erfindung notwendig sind, da andere Beispiele weniger Merkmale und/oder alternative Merkmale umfassen können.
