DE102014107513B4

DE102014107513B4 - Verstärker für Fernsehtuner-Chip und Verfahren dafür

Info

Publication number: DE102014107513B4
Application number: DE102014107513.7A
Authority: DE
Inventors: Yu Su; Mustafa H. Koroglu; Ruifeng Sun; Krishna Pentakota; Pio Balmelli; Ramin Khoini-Poorfard
Original assignee: Silicon Laboratories Inc
Current assignee: Silicon Laboratories Inc
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2034-05-29
Also published as: CN107612515B; US9094634B2; US20140361838A1; CN107612515A; DE102014107513A1; CN104242837B; CN104242837A

Abstract

Verstärker (200), aufweisend:
einen Verstärker (230) mit negativem Verstärkungsfaktor, der einen Eingang und einen Ausgang aufweist;
ein Lastelement (220), das einen ersten Anschluss, der mit einem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einen zweiten Anschluss aufweist; und
eine Transkonduktanzvorrichtung (214) mit einer ersten Stromelektrode, die mit dem zweiten Anschluss des Lastelements (220) verbunden ist, einer Steuerelektrode, die mit dem Ausgang des Verstärkers (230) mit negativem Verstärkungsfaktor verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode, die mit dem Eingang des Verstärkers (230) mit negativem Verstärkungsfaktor verbunden ist,
wobei das Lastelement mehrere selektiv schaltbare Resonanznetze (220) aufweist, die jeweils aufweisen:
einen Induktor (224) mit einem ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einem zweiten Anschluss;
einen Abstimmkondensator (222) mit einem ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, einem zweiten Anschluss, und einem Steueranschluss zum Empfangen eines Abstimmungssignals; und
einen Schalter (226) mit einem ersten Anschluss, der mit den zweiten Anschlüssen des Induktors (224) und des Abstimmkondensators (222) verbunden ist, einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Stromelektrode der Transkonduktanzvorrichtung (214) verbunden ist, und einer Steuerelektrode zum Empfangen eines Auswahlsignals.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Verstärkerschaltung und insbesondere Verstärkerschaltungen, die in Fernsehtuner-Chips verwendet werden.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Empfangsschaltungen werden sowohl für terrestrischen als auch für Kabelempfang in Fernsehgeräten, digitalen Videorecordern, Videokassenrecordern, Set-Top-Boxen (wie Kabel- und Satellitentunern), Frequenzmodulations- (FM-) Radios und anderen elektronischen Vorrichtungen verwendet. Einige Smartphones verwenden ebenfalls Empfangsschaltungen für einen Fernsehempfang. Allgemein weisen solche Empfangsschaltungen einen Tuner bzw. Kanalwähler auf, der ein Schmalbandsignal auswählt, das in einem Weit- oder Breitbandsignal mit mehreren Kanälen enthalten ist. Der Tuner weist Bandpassfilter, Verstärker und Mischerschaltungen auf zum Auswählen eines gewünschten Kanals und zum Abweisen von unerwünschten Kanälen, Rauschen und Überlagerungen.
Fernsehsignale können auf einer Reihe verschiedener Frequenzen gefunkt werden, einschließlich von ultrahochfrequenten (UHF), sehr hochfrequenten (VHF) und hochfrequenten (HF) Frequenzbändern. Die Internationale Fernmeldeunion (International Telecommunications Union, ITU) definiert den UHF-Frequenzbereich als einen, der elektromagnetische Wellen zwischen 300 MHz und 3 GHz umfasst. VHF nimmt Frequenzen in einem Bereich von etwa 30 MHz bis 300 MHz ein, und HF nimmt Frequenzen in einem Bereich von etwa 3 MHz bis 30 MHz ein.
Ein Fernsehempfänger verarbeitet terrestrische Signale mit hoher Qualität dadurch, dass er rauscharme Verstärkerschaltungen mit einer außergewöhnlichen Rauschzahl (noise figure, NF) aufweist, da sich die terrestrischen Signale im Allgemeinen von Kanal zu Kanal in ihren Signalstärken deutlich unterscheiden. Außerdem verarbeitet ein Fernsehempfänger Kabelfernsehsignale mit Schaltungen, die eine bestimmte Rückflussdämpfung (return loss, RL) aufweisen, um eine Abschwächung des empfangenen Signals zu vermeiden (und mit einer akzeptablen NF), da die Leistung in einer Kabelumgebung relativ gleichmäßig und über den Kanälen gut gesteuert ist. In manchen aufstrebenden Märkten brauchen ein Fernsehempfänger und insbesondere die entsprechenden Schaltungen des Empfängers sowohl gute NF als auch gute RL, um Kabelfernsehsignale mit guter Qualität zu verarbeiten. Gleichzeitig muss auch die Linearität hoch sein. Jedoch können manche Fernsehempfangsschaltungen den Betrieb anderer entsprechender Empfangsschaltungen stören, daher müssen diese Schaltungen einen Kompromiss zwischen einer guten Rauschzahl, einer guten Rückflussdämpfung und Linearität akzeptieren, da es schwierig ist, alle drei Parameter nach Wunsch zu erreichen.
Die US 8 264 281 B1 betrifft einen rauscharmen Verstärker (LNA), der ein Paar von Transistoren aufweist, die in einer Kaskodenkonfiguration verbunden sind, um eine Verstärkung für ein Eingangssignal bereitzustellen. Der LNA erzeugt einen verstärkten Ausgang in differentieller Form über ein Paar von Ausgangsanschlüssen. Einer des Paares von Ausgangsanschlüssen ist der Ausgangsknoten der Kaskodenkonfiguration. Der LNA beinhaltet ferner einen Rückkopplungstransistor, dessen Gate-Anschluss mit dem Ausgangsknoten der Kaskodenkonfiguration und dessen Drain-Anschluss mit dem anderen des Paars von Ausgangsanschlüssen verbunden ist. Die differentielle Charakteristik des verstärkten Ausgangs reduziert die Rauschfigur des LNA. Ein frequenzselektives Netzwerk, das über das Paar von Ausgangsanschlüssen angeschlossen ist, stellt die Frequenzselektivität des Eingangs- und des Ausgangsteils des LNAs ein.
Die DE 10 2008 023 384 A1 betrifft einen Instrumentenverstärker. Der Instrumentenverstärker umfasst eine Ausgangsstufe zum Erzeugen einer Ausgangsspannung, einen Niedrigfrequenz-Pfad, der mit der Ausgangsstufe gekoppelt ist, und einen Hochfrequenz-Pfad, der mit der Ausgangsstufe gekoppelt ist. Der Hochfrequenz-Pfad dominiert den Niedrigfrequenz-Pfad bei Frequenzen oberhalb einer bestimmten Frequenz, und der Niedrigfrequenz-Pfad dominiert den Hochfrequenz-Pfad bei Frequenzen unterhalb dieser bestimmten Frequenz. Der Niedrigfrequenz-Pfad umfasst eine Eingangsstufe zum Erfassen eines differentiellen Eingangs und zum Erzeugen eines Zwischenstroms basierend darauf, eine Rückkopplungsstufe, die mit der Eingangsstufe und der Ausgangsstufe gekoppelt ist, wobei die Rückkopplungsstufe zum Erzeugen eines Rückkopplungsstroms basierend auf der Ausgangsspannung geeignet ist, und eine Selbst-Nullungs-Schaltung, die mit der Eingangsstufe, der Rückkopplungsstufe und der Ausgangsstufe gekoppelt ist, wobei die Selbst-Nullungs-Schaltung geeignet ist, einen Ausnullungs-Strom zu erzeugen. Der Ausnullungs-Strom kompensiert Fehler in dem Zwischenstrom und dem Rückkopplungsstrom, die aus Eingangs-Offsets in der Eingangsstufe und der Rückkopplungsstufe basieren.
Die US 2010 / 0 328 542 A1 betrifft einen rauscharmen Verstärker. Der Verstärker beinhaltet einen ersten Widerstand, der ein erstes Signal eines differentiellen Eingangssignals empfängt, und einen zweiten Widerstand, der ein zweites Signal des differentiellen Eingangssignals empfängt. Das Gerät beinhaltet eine erste Transkonduktanzvorrichtung, die mit dem ersten Widerstand gekoppelt ist und ein erstes Signal eines differentiellen Ausgangssignals bereitstellt, und eine zweite Transkonduktanzvorrichtung, die mit dem zweiten Widerstand gekoppelt ist und ein zweites Signal des differentiellen Ausgangssignals bereitstellt. Der Empfänger beinhaltet auch einen ersten Kondensator, der zwischen dem ersten Widerstandseingang und einer Steuerelektrode an der zweiten Transkonduktanzvorrichtung gekoppelt ist, und einen zweiten Kondensator, der zwischen dem zweiten Widerstandseingang und einer Steuerelektrode an der ersten Transkonduktanzvorrichtung gekoppelt ist. Der rauscharme Verstärker kann zusätzliche Verstärkungsstufen beinhalten.
KURZFASSUNG
Ausführungsformen der Erfindung betreffen einen Verstärker nach einem der Ansprüche 1 und 5 und ein Verfahren nach Anspruch 9. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ausführungsformen der Erfindung können von Vorteil sein, weil eine Technik für einen besseren Empfang von elektrischen Signalen geschaffen wird, die eine gute Rauschzahl, eine gute Rückflussdämpfung und/oder Linearität ermöglicht. Zum Beispiel ermöglicht diese Technik eine wirksame, qualitativ hochwertige Verbreitung elektrischer Signale über Kabelnetze und/oder eine wirksame, qualitativ hochwertige Verbreitung von Funksignalen.
Ein beispielhafter Verstärker aufweist: einen Eingangsanschluss, der so gestaltet ist, dass er ein eingehendes elektrisches Breitbandsignal mit geringer Rückflussdämpfung empfängt, einen Ausgangsanschluss, der so gestaltet ist, dass er das empfangene elektrische Breitbandsignal mit nur minimaler Verzerrung ausgibt, und einen weiteren Ausgangsanschluss, der so gestaltet ist, dass er ein elektrisches Schmalbandsignal mit kleiner Rauschzahl ausgibt. Das elektrische Schmalbandsignal ist in dem elektrischen Breitbandsignal enthalten. Zum Beispiel kann das elektrische Schmalbandsignal ein Signal eines Fernsehkanals oder eines Radiosenders/Funkkanals sein, und das elektrische Breitbandsignal kann mehrere Signale von Fernsehkanälen und/oder mehrere Signale von Radiosendern/Funkkanälen umfassen. Der Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 9 betrifft verschiedene Implementierungen des Verstärkers. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweiligen von den Ansprüchen 1 und 9 abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein beispielhaftes Verfahren umfasst Verarbeitungsschritte, die Funktionen des oben genannten Verstärkers bereitstellen. Der Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 18 betrifft eine Implementierung des Verfahrens. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den vom unabhängigen Anspruch 18 abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein beispielhafter Verstärker aufweist: einen Verstärker mit negativem Verstärkungsfaktor, der einen Eingang und einen Ausgang aufweist; ein Lastelement mit einem ersten Anschluss, der mit einem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einem zweiten Anschluss; und eine Transkonduktanzvorrichtung mit einer ersten Stromelektrode, die mit dem zweiten Anschluss des Lastelements verbunden ist, einer Steuerelektrode, die mit dem Ausgang des Verstärkers mit dem negativen Verstärkungsfaktor verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode, die dem Eingang des Verstärkers mit dem negativen Verstärkungsfaktor verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Transkonduktanzvorrichtung einen Feldeffekttransistor mit einem isolierten Gate auf, wobei das Gate des Feldeffekttransistors mit der Steuerelektrode verbunden ist, die Source des Feldeffekttransistors mit der zweiten Stromelektrode verbunden ist und der Drain des Feldeffekttransistors mit der ersten Stromelektrode verbunden ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Verstärker an einer integrierten Schaltung ausgebildet, und der zweite Anschluss des Lastelements ist über einen Puffer mit einem Anschluss der integrierten Schaltung verbunden.
In einem Beispiel weist das Lastelement ein Resonanznetz mit einem Eingang zum Empfangen eines Abstimmungssignals auf.
In einem weiteren Beispiel weist das Resonanznetz auf: einen Induktor mit einem ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einem zweiten Anschluss, der mit der esten Stromelektrode der Transkonduktanzvorrichtung verbunden ist, und einen Abstimmkondensator mit einem ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Stromelektrode der Transkonduktanzvorrichtung verbunden ist, und einem Steueranschluss zum Empfangen des Abstimmungssignals.
In einem noch anderen Beispiel weist das Resonanznetz ferner auf: einen Schalter, der zwischen die zweiten Anschlüsse des Induktors und des Abstimmkondensators und die erste Stromelektrode der Transkonduktanzvorrichtung geschaltet ist.
In einem noch anderen Beispiel weist jedes von den mehreren selektiv schaltbaren Resonanznetzen auf: einen Induktor mit einem ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einem zweiten Anschluss; einen Abstimmkondensator, der einen ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, einen zweiten Anschluss und einen Steueranschluss zum Empfangen des Abstimmungssignals aufweist; und einen Schalter mit einem ersten Anschluss, der mit den zweiten Anschlüssen des Induktors und des Abstimmkondensators verbunden ist, einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Stromelektrode der Transkonduktanzvorrichtung verbunden ist, und einer Steuerelektrode zum Empfangen eines Auswahlsignals.
Ein weiteres Beispiel betrifft einen anderen Verstärker, der aufweist: ein erstes Lastelement mit einem ersten Anschluss, der mit einem ersten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einem zweiten Anschluss; eine este Transkonduktanzvorrichtung mit einer ersten Stromelektrode, die mit dem zweiten Anschluss des ersten Lastelements verbunden ist, einer Steuerelektrode zum Empfangen eines Eingangssignals und einer zweiten Stromelektrode, die mit einem zweiten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, ein zweites Lastelement mit einem ersten Anschluss, der mit dem ersten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einem zweiten Anschluss; und eine zweite Transkonduktanzvorrichtung mit einer ersten Stromelektrode, die mit dem zweiten Anschluss des zweiten Lastelements verbunden ist, einer Steuerelektrode, die mit dem zweiten Anschluss des ersten Lastelements verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode, die mit der Steuerelektrode der ersten Transkonduktanzvorrichtung verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zweite Stromelektrode der zweiten Transkonduktanzvorrichtung mit der Steuerelektrode der ersten Transkonduktanzvorrichtung verbunden durch: einen Widerstand mit einem ersten Anschluss, der mit der zweiten Stromelektrode der zweiten Transkonduktanzvorrichtung verbunden ist, und einem zweiten Anschluss, der mit der zweiten Stromelektrode der zweiten Transkonduktanzvorrichtung verbunden ist, und einem zweiten Anschluss; und einen ersten Kondensator mit einem ersten Anschluss, der mit dem zweiten Anschluss des Widerstands verbunden ist, und einem zweiten Anschluss, der mit der Steuerelektrode der ersten Transkonduktanzvorrichtung verbunden ist.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der andere Verstärker auf einer integrierten Schaltung ausgebildet und der erste Anschluss des ersten Kondensators ist mit einem ersten Anschluss der integrierten Schaltung verbunden, und der zweite Anschluss des ersten Lastelements ist über einen Puffer mit dem zweiten Anschluss der integrierten Schaltung verbunden.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jede von den ersten und zweiten Transkonduktanzvorrichtungen jeweils einen Feldeffekttransistor mit einem isolierten Gate auf, wobei das Gate des Feldeffekttransistors der ersten Transkonduktanzvorrichtung mit der Steuerelektrode zum Empfangen des Eingangssignals verbunden ist, ein Drain des Feldeffekttransistors der ersten Transkonduktanzvorrichtung mit der ersten Steuerelektrode verbunden ist, die mit dem zweiten Anschluss des ersten Lastelements verbunden ist, und eine Source des Feldeffekttransistors der ersten Transkonduktanzvorrichtung mit der zweiten Stromelektrode verbunden ist, die mit dem zweiten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, wobei ein Drain des Feldeffekttransistors der zweiten Transkonduktanzvorrichtung mit der ersten Stromelektrode verbunden ist, die mit dem zweiten Anschluss des zweiten Lastelements verbunden ist, ein Gate des Feldeffekttransistors der zweiten Transkonduktanzvorrichtung mit der Steuerelektrode verbunden ist, die mit dem zweiten Anschluss des ersten Lastelements verbunden ist, und eine Source des Feldeffekttransistors der zweiten Transkonduktanzvorrichtung mit der zweiten Stromelektrode verbunden ist, die mit der Steuerelektrode der ersten Transkonduktanzvorrichtung verbunden ist.
In einem einer weiteren Beispiel weist das zweite Lastelement auf: ein Resonanznetz mit einem Eingang zum Empfangen eines Abstimmungssignals.
In einem weiteren Beispiel weist das Resonanznetz auf: einen Induktor mit einem ersten Anschluss, der mit dem ersten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Stromelektrode der zweiten Transkonduktanzvorrichtung verbunden ist; und einen Abstimmkondensator, der einen ersten Anschluss, der mit dem ersten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit der ersten Stromelektrode der zweiten Transkonduktanzvorrichtung verbunden ist, und einen Steueranschluss zum Empfangen des Abstimmungssignals aufweist.
In einem noch anderen Beispiel weist das Resonanznetz auf: einen Schalter, der zwischen die zweiten Anschlüsse des Induktors und des Abstimmkondensators und die erste Stromelektrode der Transkonduktanzvorrichtung geschaltet ist.
In einem noch anderen Beispiel umfasst das Resonanznetz mehrere selektiv schaltbare Resonanznetze, wobei jedes von den mehreren selektiv schaltbaren Resonanznetzen aufweist: einen Induktor mit einem ersten Anschluss, der mit dem ersten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einem zweiten Anschluss; einen Abstimmkondensator, der einen ersten Anschluss, der mit dem ersten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, einen zweiten Anschluss und einen Steueranschluss zum Empfangen des Abstimmungssignals aufweist; und einen Schalter mit einem ersten Anschluss, der mit den zweiten Anschlüssen des Induktors und des Abstimmkondensators verbunden ist, einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Stromelektrode der zweiten Transkonduktanzvorrichtung verbunden ist, und einer Steuerelektrode zum Empfangen eines Auswahlsignals.
Ein beispielhaftes Verfahren umfasst: Empfangen eines HF-Signals; Verstärken des HF-Signals mit einem negativen Wert, um eine Durchschleifspannung zu bilden; Verstärken der Durchschleifspannung mit einem positiven Wert, um einen Strom zu liefern; und Filtern des Stroms, um eine Nachlaufspannung zu bilden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Filtern ferner das Abstimmen des Stroms.
In einem Beispiel umfasst das Verstärken der Durchschleifspannung ferner ein Verstärken durch selektives Schalten eines Resonanzwerts.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung mag besser verständlich werden, und ihre zahlreichen Merkmale und Vorteile mögen dem Fachmann besser einleuchten, wenn auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:

1 in Form eines Teil-Blockdiagramm und einer Teilskizze einen Fernsehempfänger gemäß einer Ausführungsform darstellt;
2 in schematischer Form einen Abschnitt eines Fernsehempfängers darstellt, der im Fernsehempfänger von 1 verwendet werden kann; und
3 in Form eines Teil-Blockdiagramms und einer Teilskizze ein elektrisches Modell eines Abschnitts eines Fernsehempfängers darstellt, das verwendet werden kann, um die Funktionsweise des Verstärkers von 2 zu verstehen.

Die Verwendung gleicher Bezugszeichen in verschiedenen Zeichnungen gibt ähnliche oder gleiche Gegenstände an.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 stellt in Form eines Teil-Blockdiagramm und einer Teilskizze einen Fernsehempfänger 100 gemäß einer Ausführungsform dar. In dem in 1 dargestellten Beispiel weist ein Fernsehempfänger 100 generell eine Antenne 110 und einen Fernsehtuner-Chip 120 auf. Die Antenne 110 könnte auch durch ein Koaxialkabel oder eine andere Signalquelle ersetzt werden.
Der Fernsehtuner-Chip 120 weist auf: ein Bonding-Pad bzw. eine Kontaktstelle 122, die einen Anschluss des Fernsehtuner-Chips 120 bildet und ein Eingangssignal mit der Bezeichnung „RF_IN“ empfängt, eine Kontaktstelle 124, die einen Anschluss des Fernsehtuner-Chips 120 bildet und ein Ausgangssignal mit der Bezeichnung „LT_oUT“ ausgibt, einen rauscharmen Verstärker mit einem Durchschleifausgang 130, eine Schaltermatrix 140, einen Satz von Nachlauffiltern 150, einen Mischer und Kombinator 160, einen Verstärker mit programmierbarem Verstärkungsfaktor (programmable gain amplifier, PGA) 170, einen Analog-Digital-Wandler (analog to digital converter, ADC) 172, einen PGA 180, einen ADC 182 und einen Digitalsignalprozessor (DSP)-und-Demodulatoren-Block 190. Der Satz von Nachlauffiltern 150 weist als Beispiel dienende Nachlauffilter 152 und 154 auf.
Die Antenne 110 gibt hochfrequente (HF) Rundfunksignale aus. Die Kontaktstelle 122 ist mit der Antenne 110 verbunden, um das RF_IN-Signal zu empfangen. Der Verstärker 130 weist einen Eingang, der mit der Kontaktstelle 122 verbunden ist, um das RF_IN-Signal zu empfangen, einen ersten Ausgang, der mit der Kontaktstelle 124 verbunden ist, um das LT_OUT-Signal auszugeben, und einen zweiten Ausgang auf. Die Schaltermatrix 140 weist einen Eingang, der mit dem Ausgang des Verstärkers 130 verbunden ist, und einen Satz von Ausgängen auf. Jeder von den Nachlauffiltern 150 weist einen Eingang, der mit einem entsprechenden Ausgang der Schaltermatrix 140 verbunden ist, und einen Ausgang auf. Der Mischer und Kombinator 160 weist einen Satz von Eingängen, von denen jeder mit einem entsprechenden Ausgang von den Nachlauffiltern 150 verbunden ist, einen ersten Ausgang zum Ausgeben einer phasengleichen Zwischenfrequenz (IF)-Ausgabe mit der Bezeichnung „I“ und einen zweiten Ausgang auf zum Ausgeben einer IF-Quadraturausgabe mit der Bezeichnung „Q“. Der PGA 170 weist einen Eingang, der mit dem ersten Ausgang des Mischers und Kombinators 160 verbunden ist, um das Signal I zu empfangen, einen Steuereingang und einen Ausgang auf. Der ADC 172 weist einen Eingang, der mit dem Ausgang des PGA 170 verbunden ist, und einen Ausgang auf. Der PGA 180 weist einen Eingang, der mit dem zweiten Ausgang des Mischers und Kombinators 160 verbunden ist, um das Signal Q zu empfangen, einen Steuereingang und einen Ausgang auf. Der ADC 182 weist einen Eingang, der mit dem Ausgang des PGA 180 verbunden ist, und einen Ausgang auf. Der DSP-und-Demodulatoren-Block 190 weist einen ersten Eingang, der mit dem Ausgang des ADC 172 verbunden ist, einen zweiten Eingang, der mit dem Ausgang des ADC 182 verbunden ist, und einen Ausgang auf, um ein Signal mit der Bezeichnung „IV_OUT“ auszugeben.
Im Betrieb liefert der Fernsehempfänger 100 unter Verwendung eines einzigen Verstärkers 130 sowohl eine gute NF für den Betrieb des Fernsehempfängers als auch ein Durchschleifsignal an einem Ausgangsanschluss, ohne die RL am Eingang zu beeinträchtigen. Der Verstärker 130 empfängt das Signal RF_IN von der Antenne 110 an der RF_IN-Kontaktstelle und gibt ein verstärktes internes Signal an die Schaltermatrix 140 aus. Die Schaltermatrix 140 wählt einen geeigneten Nachlauffilter aus, dessen Abstimmbereich einem ausgewählten Fernsehkanal entspricht. Zum Beispiel entspricht im Fernsehtuner-Chip 120 der Nachlauffilter 152 den niedrigsten Fernsehkanälen, während der Nachlauffilter 154 den höchsten Fernsehkanälen entspricht. Der Mischer und Kombinator 160 mischt dann das gefilterte Signal mit einem geeigneten lokalen Oszillatorsignal, um einen ausgewählten Kanal bei einer gewünschten IF, beispielsweise 44 MHz, bereitzustellen, und teilt das IF-Signal in phasengleiche (I) und Quadratur (Q)-Komponenten. Die Signalpegel werden jeweils in den PGAs 170 und 180 unter Verwendung bekannter automatischer Verstärkungsregelungs- (automatic gain control, AGC-) Techniken angepasst. Die ACCs 172 und 182 wandeln die Ausgaben der PGAs 170 und 180 in digitale Signale um, die vom DSP-und-Demodulator-Block 190 in der digitalen Domäne weiter verarbeitet und demoduliert werden, um das TV_OUT-Signal zu bilden.
Der Verstärker 130 gibt außerdem das LT_OUT-Signal aus, das von einem anderen Tuner verwendet werden könnte. Dieses Signal ist ein Breitbandsignal, das einem nachfolgenden Tuner gestattet, einen anderen Kanal einzustellen. Wie nachstehend beschrieben wird, gibt der Verstärker 130 dieses Signal von einem internen Knoten aus, ohne einen separaten Verstärker zu verwenden, der den Eingangsanschluss belasten würde. Auf diese Weise sorgt er für eine gute RL am Anschluss 124 und sorgt ebenso für eine niedrige NF für beide Ausgänge des Verstärkers 130.
2 stellt in schematischer Form einen Abschnitt 200 eines Fernsehempfängers dar, der im Fernsehempfänger 100 von 1 verwendet werden kann. In dem in 2 dargestellten Beispiel weist der Abschnitt 200 generell einen Durchschleifverstärker 210, einen Satz von selektiv schaltbaren Resonanzlasten 220 und einen Verstärker 230 mit negativem Verstärkungsfaktor auf.
Der Durchschleifverstärker 210 weist einen Kondensator 212, einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) 214, einen Widerstand 216, einen Puffer 218, ein Lastelement 232, einen Kondensator 234 und einen MOSFET 236 auf. Der Kondensator 212 weist einen ersten Anschluss, um das RF_IN-Signal zu empfangen, und einen zweiten Anschluss auf. Der MOSFET 214 weist einen Drain, ein Gate, um ein Signal mit der Bezeichnung „V_OUT“ zu empfangen, und eine Source auf. Der Widerstand 216 weist einen ersten Anschluss, der mit der Source des MOSFET 214 verbunden ist, und einen zweiten Anschluss auf, der mit dem zweiten Anschluss des Kondensators 212 verbunden ist. Der Puffer 218 weist einen Eingang, der mit dem Gate des MOSFET 214 verbunden ist, um das Signal V_OUT zu empfangen, und einen Ausgang auf, um das LT_OUT-Signal auszugeben. Das Lastelement 232 weist einen ersten Anschluss, der mit einem Leistungsversorgungsanschluss verbunden ist, und einen zweiten Anschluss auf, um das Signal V_OUT auszugeben. Der Leistungsversorgungsanschluss könnte ein Leistungsversorgungsanschluss für den gesamten Chip, eine interne, lokale Leistungsversorgung oder ein Vorspannknoten mit niedriger Impedanz sein. Der Kondensator 234 weist einen ersten Anschluss, der mit dem zweiten Anschluss des Kondensators 212 verbunden ist, und einen zweiten Anschluss auf. Der MOSFET 236 weist einen Drain, der mit dem zweiten Anschluss des Lastelements 232 und dem Eingang des Puffers 218 verbunden ist, um ein Signal V_OUT auszugeben, ein Gate, das mit dem zweiten Anschluss des Kondensators 234 verbunden ist, und eine Source auf, die mit einem Erdungsanschluss verbunden ist. Der Erdungsanschluss könnte ein Erdungsanschluss für den gesamten Chip oder ein interner, ein lokaler Erdungsanschluss oder ein interner Erdnungsknoten mit niedriger Impedanz sein. Zusammen bilden das Lastelement 232, der Kondensator 234 und der MOSFET 236 einen Verstärker 230 mit negativem Verstärkungsfaktor.
Jede von den Resonanzlasten 220 bildet ein Resonanznetz, das einen Abstimmkondensator 222, einen Induktor 224 und einen Schalter 226 aufweist. Der Abstimmkondensator 222 weist einen ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungsanschluss verbunden ist, einen zweiten Anschluss und einen Steueranschluss auf, um ein Signal zu empfangen, das mit „TUNING“ bezeichnet ist. Der Induktor 224 weist einen ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungsanschluss verbunden ist, und einen zweiten Anschluss auf, der mit dem zweiten Anschluss des abstimmbaren Kondensators 222 verbunden ist. Der Schalter 226 weist auf: einen Drain, der mit dem zweiten Anschluss des abstimmbaren Kondensators 222 und dem zweiten Anschluss des Induktors 224 verbunden ist, um eines von einem Satz von Signalen auszugeben, das mit „TF_OUTN“ bezeichnet ist, ein Gate, um eines von einem entsprechenden Satz von Signalen zu empfangen, das mit „SEL-ECT_N“ bezeichnet ist, und eine Source, die mit dem Drain des MOSFET 214 verbunden ist.
Der Durchschleifverstärker 210 verstärkt das RF_IN-Signal und gibt sowohl ein Breitband-Ausgangssignal für einen Durchschleifbetrieb als auch ein Schmalband-Ausgangssignal aus, das auf einen ausgewählten Kanal mit niedriger NF abgestimmt ist, während er eine gute RL am Eingangsknoten aufrechterhält. Er verwendet eine Rückkopplung, um NF und RL zu entkoppeln, und gibt eine Durchschleifausgabe aus, ohne den Eingang zu belasten, was andernfalls die RL verschlechtern könnte.
Im Verstärker 230 mit negativem Verstärkungsfaktor empfängt der MOSFET 236 das AC-gekoppelte RF_I.N-Signal durch die Kondensatoren 212 und 234 und wandelt es gemäß seiner Steilheit bzw. Transkonduktanz in einen Strom am Drain des MOSFET 236 um. Der Verstärker 230 mit negativem Verstärkungsfaktor verwendet ein Lastelement 232 mit einem relativ kleinen Widerstand, um den Strom in ein Signal V_OUTmit großer Bandbreite umzuwandeln. Der Spannungsgewinn (AV) des Verstärkers 230 mit dem negativem Verstärkungsfaktor ist gleich: $A_{V} = - g_{m} \times R_{L}$
wobei g_m die Transkonduktanz des MOSFET 236 ist und R_L der Widerstand des Lastelements 232 ist. Das Signal V_OUT ist ein Breitbandsignal, das eine niedrige NF aufweist, wodurch es zur Verwendung als (oder zur Erzeugung von) einem Durchschleifsignal geeignet ist. Der Puffer 218 ist ein Breitbandpuffer, der das LT_0UT-Signal an den entsprechenden Ausgangsanschluss des Tuner-Chips ausgibt.
Der Durchschleifverstärker 210 verwendet ebenfalls das Signal V_OUT, um die Konduktivität des MOSFET 214 zu modulieren. Das Stromsignal am Drain des MOSFET 214 wird in eine Resonanzlast geleitet, die von einem der Schalter 226 gemäß dem Band des ausgewählten Kanals ausgewählt wird. Die Resonanzlast wird auf die mittlere Frequenz des ausgewälten Kanals abgestimmt, und TF_OUT. ist ein Schmalbandsignal, das um die mittlere Frequenz des ausgewählten Kanals zentriert ist. Der Durchschleifverstärker 210 verwendet den Widerstand 216, um die Linearität des MOSFET 214 zu verbessern.
Somit ist der Durchschleifverstärker 210 ein rauscharmer Verstärker mit einem internen Breitbandknoten, der verwendet werden kann, um eine Durchschleifausgabe zu erzeugen. Der Durchschleifverstärker 210 gibt das BreitbandLT_OUT-Signal mit guter NF zur Verwendung durch einen separaten Fernsehtuner aus, während er eine gute RL an der Signalquelle bereitstellt.
3 stellt in Form eines Teil-Blockdiagramms und einer Teilskizze ein elektrisches Modell 300 eines Abschnitts eines Fernsehempfängers dar, das verwendet werden kann, um die Funktionsweise des Verstärkers 200 von 2 zu verstehen. Das elektrische Modell 300 weist im Allgemeinen eine Antenne 110, einen Puffer 218, einen MOSFET 314, einen Widerstand 316, einen Satz von Lastelementen 320 und einen Verstärker mit negativem Verstärkungsfaktor, 330, auf.
Die Antenne 110 ist als Source-Widerstand 112 modelliert, der mit „R_s“ bezeichnet ist, und als Spannungsquelle 114, die mit „V_s“ bezeichnet ist. Der Source-Widerstand 112 weist einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss auf. Die Spannungsquelle 114 weist einen ersten Anschluss, der mit dem zweiten Anschluss des Kondensators 112 verbunden ist, und einen zweiten Anschluss auf, der mit dem Erdungsanschluss verbunden ist. Der Puffer 218 weist einen Eingang, um das Signal V_OUT zu empfangen, und einen Ausgang auf, um das LT_OUT-Signal auszugeben.
Der MOSFET 314 weist einen Drain, ein Gate, das mit dem Eingang des Puffers 218 verbunden ist, um das Spannungssignal V_OUT zu empfangen, und eine Source auf. Der Widerstand 316 weist einen ersten Anschluss, der mit der Source des MOSFET 314 verbunden ist, und einen zweiten Anschluss auf, der mit dem ersten Anschluss des Source-Widerstands 112 verbunden ist.
Jedes von dem Satz von Lastelementen 320 weist einen ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungsanschluss verbunden ist, und einen zweiten Anschluss auf, der mit dem Drain des MOSFET 314 verbunden ist. Der Verstärker 330 mit negativem Verstärkungsfaktor weist einen Eingang, der mit dem ersten Anschluss des Source-Widerstands 112 und dem zweiten Anschluss des Widerstands 316 verbunden ist, und einen Ausgang auf, der mit dem Eingang des PUffers 218 und der Gate-Elektrode des MOSFET 314 verbunden ist, um das - Signal V_OUT auszugeben.
Der Verstärker 330 mit negativem Verstärkungsfaktor entspricht dem Verstärker 230 mit negativem Verstärkungsfaktor von 2. Die Antenne 110 ist als Source-Widerstand 112 modelliert, der mit einer zeitabhängig variablen Spannungsquelle 114 in Reihe geschaltet ist. Der MOSFET 314, der Widerstand 316 und der Verstärker 330 mit negativem Verstärkungsfaktor bilden eine negative Rückkopplungsschleife und sorgen für eine bestimmte Impedanz, die von der Antenne 110 gesehen wird. Da an der Spannungsquelle 114 R_s 112 plus die bestimmte Impedanz ankommt, erzeugt die Antenne 110 ein RF-Stromsignal, das durch den Widerstand 316, den MOSFET 314 und die Resonanzlasten 220 fließt, um das TF_OUT-Signal auszugeben. Ebenso verstärkt der Durchschleifverstärker 210 die Spannung, die am Eingang des Verstärkers 330 mit negativem Verstärkungsfaktor gebildet wird, und der Puffer 218 gibt das Spannungssignal LT_OUT aus.
Eine negative Rückkopplungsschleife wird vom MOSFET 314, vom Widerstand 316, vom Source-Widerstand 112 und vom Verstärker 330 mit dem negativem Verstärkungsfaktor gebildet. Der MOSFET 314 und der Widerstand 316 können als zusammengesetzte Vorrichtung behandelt werden, und ihr Rauschbeitrag zu TF_OUT ist um (1 + A_v)₂ vermindert, wobei AV die Verstärkung des Verstärkers 330 ist, die größer ist als 1. Diese Beziehung bedeutet, dass die TF_OUT-Rauschleistung wegen dieser zusammengesetzten Vorrichtung um fast das Vierfache verringert ist, was dazu beiträgt, NF erheblich zu verkleinern. Ferner ist der Rauschbeitrag des Verstärkers 330 mit dem negativen Verstärkungsfaktor zu TF_OUT proportional zu seiner eingangsbezogener Rauschspannung. Für einen bestimmten A_v ist der Rauschbeitrag umso niedriger, je höher g_m1 ist. Die Eingangsimpedanz (R_in) an der Antenne 110 ist: $R_{in} = \frac{\frac{1}{g_{m 2}} + R_{316}}{1 + g_{m1} R_{L}}$
wobei g_m1 die Transkonduktanz des MOSFET im Verstärker 330 mit dem negativem Verstärkungsfaktor ist, R_L der Widerstand der Last im Verstärker 330 mit dem negativem Verstärkungsfaktor ist, g_m2 die Transkonduktanz des MOSFET 314 ist und R₃₁₆ der Widerstand des Widerstands 316 ist.
Durch die richtige Wahl der Parameter des Verstärkers 330 mit dem negativem Verstärkungsfaktor wird die Linearität des MOSFET 314 durch die Schleifenimplementierung des Verstärkers 210 verstärkt, so dass die Linearität des LT_OUT-Signals auf Basis der Linearität des ausgewählten TF_OUT-Signals und der Werte von R_s und R_IN vergrößert wird. Die Linearität des Verstärkers 330 mit dem negativen Verstärkungsfaktor wird auch aufgrund der Rückkopplungsschleife verstärkt, ohne dass ein Design mit hoher Leistung und hoher Linearität nötig wäre. Der Aufbau eines Verstärkers, wie beispielsweise des Verstärkers 210, stellt vorteilhafterweise einen Breitbandknoten bereit, der für Durchschleifzwecke verwendet werden kann (z.B. um das Signal LT_OUT zu bilden), ohne einen separaten Verstärker hinzufügen zu müssen, der das RF_IN-Signal belastet und RL verschlechtert. Darüber hinaus ist der Verstärker 210 konfigurierbar. Zum Beispiel kann die Rückkopplungsverstärkung erhöht werden, um terrestrischen Empfang NF zu verkleinern und die Linearität zu erhöhen.
In verschiedenen Ausführungsformen könnten die Funktionen von 1-3 an einer einzigen integrierten Schaltung ausgebildet werden oder könnten an mehreren integrierten Schaltungen unter Verwendung jeder beliebigen anderen Anzahl von Kombinationen integrierter Schaltungen ausgebildet werden.
Ebenso zeigen 2 und 3 Verstärker 200 und 300, die Source-Entartungswiderstände 216 und 136 verwenden, um die Linearität zu verbessern. In anderen Ausführungsformen können verschiedene Schaltungselemente über Widerstände oder andere Schaltungselemente mit anderen Schaltungselementen verkoppelt sein, um Ergebnisse wie eine verbesserte Linearität zu liefern.
In anderen Ausführungsformen könnten die MOSFETS 214, 236 und 314 durch andere Arten von Feldeffekttransistoren mit isolierten Gates(insulated-gate field-effect transistors, IGFETs) und Transkonduktanzvorrichtungen ersetzt werden. In anderen Ausführungsformen könnte die Drain-Elektrode irgendeine erste Stromelektrode sein, die Gate-Elektrode könnte irgendeine Steuerelektrode sein und die Source-Elektrode könnte irgendeine zweite Stromelektrode sein. Zum Beispiel könnten die MOSFETs 214, 236 und 314 auch durch entsprechende bipolare Transistoren ersetzt werden. Darüber hinaus sind die MOSFETs 214, 236 und 314 zwar N-Kanal-MOSFETS, aber andere Ausführungsformen können sowohl P-Kanal- als auch N-Kanal-Transistoren mit unterschiedlichen oder komplementären (P-Kanal/N-Kanal-) Architekturen verwenden. Wie hierin verwendet, bezeichnet „MOSFET“ IGFETs unabhängig vom Gate-Typ und schließt somit eine Metall-Gate-Vorrichtung, eine Silicium-Gate-Vorrichtung oder eine Silicid-Gate-Vorrichtung ein.
In 2 weist jede der Resonanzlasten 220 einen variablen Kondensator auf, der parallel zu einem Induktor ist. In anderen Ausführungsformen könnten andere Arten bekannter Resonanzlasten, die für die Abstimmung bzw. Auswahl eines 6-8 MHz-Fernsehkanals geeignet sind, verwendet werden.
Der oben offenbarte Gegenstand ist als erläuternd, nicht als beschränkend anzusehen, und die beigefügten Ansprüche sollen sämtliche Modifikationen, Verbesserungen und andere Ausführungsformen, die in den wahren Bereich der Ansprüche fallen, abdecken. Somit ist, soweit dies gesetzlich zulässig ist, der Bereich der vorliegenden Erfindung durch die breitesmögliche Auslegung der folgenden Ansprüche und deren Äquivalente zu bestimmen und ist durch die vorangehende ausführliche Beschriebung nicht zu beschränken oder zu begrenzen.

Claims

Verstärker (200), aufweisend: einen Verstärker (230) mit negativem Verstärkungsfaktor, der einen Eingang und einen Ausgang aufweist; ein Lastelement (220), das einen ersten Anschluss, der mit einem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einen zweiten Anschluss aufweist; und eine Transkonduktanzvorrichtung (214) mit einer ersten Stromelektrode, die mit dem zweiten Anschluss des Lastelements (220) verbunden ist, einer Steuerelektrode, die mit dem Ausgang des Verstärkers (230) mit negativem Verstärkungsfaktor verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode, die mit dem Eingang des Verstärkers (230) mit negativem Verstärkungsfaktor verbunden ist, wobei das Lastelement mehrere selektiv schaltbare Resonanznetze (220) aufweist, die jeweils aufweisen: einen Induktor (224) mit einem ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einem zweiten Anschluss; einen Abstimmkondensator (222) mit einem ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, einem zweiten Anschluss, und einem Steueranschluss zum Empfangen eines Abstimmungssignals; und einen Schalter (226) mit einem ersten Anschluss, der mit den zweiten Anschlüssen des Induktors (224) und des Abstimmkondensators (222) verbunden ist, einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Stromelektrode der Transkonduktanzvorrichtung (214) verbunden ist, und einer Steuerelektrode zum Empfangen eines Auswahlsignals.
Verstärker (200) nach Anspruch 1, wobei die Transkonduktanzvorrichtung (214) einen Feldeffekttransistor mit einem isolierten Gate aufweist, wobei das Gate des Feldeffekttransistors mit der Steuerelektrode verbunden ist, die Source des Feldeffekttransistors mit der zweiten Stromelektrode verbunden ist und der Drain des Feldeffekttransistors mit der ersten Stromelektrode verbunden ist.
Verstärker (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verstärker (200) an einer integrierten Schaltung (120) ausgebildet ist, und der zweite Anschluss des Lastelements (220) ist über einen Puffer (218) mit einem Anschluss (124) der integrierten Schaltung (120) verbunden ist.
Verstärker (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jedes der mehreren selektiv schaltbaren Resonanznetze (220) einen Eingang zum Empfangen des Abstimmungssignals aufweist.
Verstärker (200), aufweisend: ein erstes Lastelement (232), das einen ersten Anschluss, der mit einem ersten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einen zweiten Anschluss aufweist; eine erste Transkonduktanzvorrichtung (236) mit einer ersten Stromelektrode, die mit dem zweiten Anschluss des ersten Lastelements (232) verbunden ist, einer Steuerelektrode zum Empfangen eines Eingangsignals und einer zweiten Stromelektrode, die mit einem zweiten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist; ein zweites Lastelement (220), das einen ersten Anschluss, der mit dem ersten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einen zweiten Anschluss aufweist; und eine zweite Transkonduktanzvorrichtung (214) mit einer ersten Stromelektrode, die mit dem zweiten Anschluss des zweiten Lastelements (220) verbunden ist, einer Steuerelektrode, die mit dem zweiten Anschluss des ersten Lastelements (232) verbunden ist, und einer zweiten Stromelektrode, die mit der Steuerelektrode der ersten Transkonduktanzvorrichtung (236) verbunden ist, wobei das zweite Lastelement mehrere selektiv schaltbare Resonanznetze (220) aufweist, die jeweils aufweisen: einen Induktor (224) mit einem ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, und einem zweiten Anschluss; einen Abstimmkondensator (222) mit einem ersten Anschluss, der mit dem Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, einem zweiten Anschluss, und einem Steueranschluss zum Empfangen eines Abstimmungssignals; und einen Schalter (226) mit einem ersten Anschluss, der mit den zweiten Anschlüssen des Induktors (224) und des Abstimmkondensators (222) verbunden ist, einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Stromelektrode der Transkonduktanzvorrichtung (214) verbunden ist, und einer Steuerelektrode zum Empfangen eines Auswahlsignals.
Verstärker (200) nach Anspruch 5, wobei die zweite Stromelektrode der zweiten Transkonduktanzvorrichtung (214) mit der Steuerelektrode der ersten Transkonduktanzvorrichtung (236) verbunden ist durch: einen Widerstand (216), der einen ersten Anschluss, der mit der zweiten Stromelektrode der zweiten Transkonduktanzvorrichtung (214) verbunden ist, und einen zweiten Anschluss aufweist; und einen ersten Kondensator (234) mit einem ersten Anschluss, der mit dem zweiten Anschluss des Widerstands (214) verbunden ist, und einem zweiten Anschluss, der mit der Steuerelektrode der ersten Transkonduktanzvorrichtung (236) verbunden ist.
Verstärker (200) nach Anspruch 6, wobei der Verstärker (200) auf einer integrierten Schaltung ausgebildet ist und der erste Anschluss des ersten Kondensators (234) mit einem ersten Anschluss (122) der integrierten Schaltung verbunden ist, und der zweite Anschluss des ersten Lastelements (232) über einen Puffer (218) mit einem zweiten Anschluss (124) der integrierten Schaltung (120) verbunden ist.
Verstärker (200) nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, wobei jede von den ersten und zweiten Transkonduktanzvorrichtungen (236, 214) jeweils einen Feldeffekttransistor mit einem isolierten Gate aufweist, wobei das Gate des Feldeffekttransistors der ersten Transkonduktanzvorrichtung mit der Steuerelektrode zum Empfangen des Eingangssignals verbunden ist, ein Drain des Feldeffekttransistors der ersten Transkonduktanzvorrichtung mit der ersten Steuerelektrode verbunden ist, die mit dem zweiten Anschluss des ersten Lastelements (232) verbunden ist, und eine Source des Feldeffekttransistors der ersten Transkonduktanzvorrichtung mit der zweiten Stromelektrode verbunden ist, die mit dem zweiten Leistungsversorgungs-Spannungsanschluss verbunden ist, wobei ein Drain des Feldeffekttransistors der zweiten Transkonduktanzvorrichtung mit der ersten Stromelektrode verbunden ist, die mit dem zweiten Anschluss des zweiten Lastelements (220) verbunden ist, das Gate des Feldeffekttransistors der zweiten Transkonduktanzvorrichtung mit der Steuerelektrode verbunden ist, die mit dem zweiten Anschluss des ersten Lastelements (232) verbunden ist, und eine Source des Feldeffekttransistor der zweiten Transkonduktanzvorrichtung mit der zweiten Stromelektrode verbunden ist, die mit der Steuerelektrode der ersten Transkonduktanzvorrichtung (236) verbunden ist.
Verfahren, umfassend: Empfangen eines HF-Signals; Verstärken des HF-Signals um einen negativen Wert, um eine Durchschleifspannung zu bilden; Verstärken der Durchschleifspannung um einen positiven Wert, um einen Strom auszugeben, wobei das Verstärken der Durchschleifspannung ferner ein Verstärken durch selektives Schalten eines Resonanzwerts umfasst; und Filtern des Stroms, um eine Nachlaufspannung zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Filtern ferner das Abstimmen des Stroms beinhaltet.