DE102015101483A1

DE102015101483A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verwendung beim Verarbeiten von Signalen

Info

Publication number: DE102015101483A1
Application number: DE102015101483.1A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Hofer; Christoph Böhm
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2016-08-04
Also published as: US9780745B2; US20160226452A1

Abstract

Hierin offenbart sind ein Verfahren, eine Schaltungsanordnung und ein Chip mit integriertem Schaltkreis zur Verwendung beim Signalverarbeiten. Der Chip mit integriertem Schaltkreis umfasst einen Operationsverstärker, einen Referenzverstärker und eine Steuerungseinheit. Die Steuerungseinheit ist an den Referenzverstärker und an den Operationsverstärker gekoppelt. Die Steuerungseinheit ist dazu konfiguriert, den Referenzverstärker auf der Grundlage eines Signals zu steuern, das von dem Referenzverstärker erhalten wurde.

Description

Hintergrund der Erfindung
Während des Betriebs ist ein Operationsverstärker, der dazu entworfen ist, ein Spannungssignal zu erfassen und ein verstärktes Spannungssignal auszugeben, üblicherweise infolge von Umgebungseinflüssen verschoben. Umgebungseinflüsse können mit der Zeit variieren. Beispielsweise kann sich der Operationsverstärker erwärmen, und dabei von einem kontaktierenden Kühlmittel und dessen Eigenschaften abhängig sein. Die Änderung der Betriebstemperatur kann zu einer Änderung eines Arbeitspunktes des Operationsverstärkers führen, der als ein Ergebnis bezüglich eines festen Design-Arbeitspunktes verschoben ist.
Um einen Betrieb des Operationsverstärkers gemäß dem Design zu gewährleisten, wird der Operationsverstärker vorgespannt, d. h. das verstärkte Spannungssignal beruht auf einer Überlagerung des erfassten Spannungssignals und einer im wesentlichen konstanten Vorspannung.
Eine Schwierigkeit besteht darin, dafür zu sorgen, dass die Vorspannung Wirkungen angemessen kompensiert, die den Arbeitspunkt des Operationsverstärkers verschieben. Ferner ist es schwierig, auf die sich ändernden Umgebungseinflüsse hinsichtlich des Betriebs des Operationsverstärkers einzugehen, ohne den Betrieb zu unterbrechen, um eine erneute Kalibrierung zu ermöglichen, um die Vorspannung zu aktualisieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die anliegenden Zeichnungen sind enthalten, um ein weitergehendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu verschaffen; sie sind in diese Beschreibung aufgenommen und bilden einen Teil davon. Die Zeichnungen stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Grundsätze der Erfindung zu erläutern.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Verstärkersystem gemäß einigen Ausführungsformen schematisch darstellt.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einigen Ausführungsformen darstellt, die in dem Verstärkersystem von 1 implementiert sind.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Verstärkeranordnung 300 darstellt, die das Verstärkersystem von 1 unter Verwendung verschiedener elektronischer Komponenten gemäß einigen Ausführungsformen implementiert.
4 ist ein Zeitdiagramm, das Betriebsmodi des Verstärkersystems in 3 gemäß einigen Implementierungen darstellt.
5 ist ein Zeitdiagramm, das Betriebsmodi des Verstärkersystems in 1 gemäß einigen Implementierungen darstellt.
Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise zueinander maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechend ähnliche Teile. Weil Komponenten von Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Anzahl verschiedener Orientierungen angeordnet sein können, kann Richtungsterminologie zum Zwecke der Darstellung verwendet werden, die jedoch nicht beschränkend ist, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil gesagt ist. Sonstige Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung und viele der beabsichtigten Vorteile der vorliegenden Erfindung wird man verständig aufnehmen, wenn sie unter Bezugnahme der nachfolgenden ausführlicheren Beschreibung verstanden werden. Man sollte verstehen, dass sonstige Ausführungsformen verwendet werden können und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist dementsprechend nicht einschränkend aufzufassen und der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die anliegenden Ansprüche definiert.
Ausführliche Beschreibung
Unten werden Ausführungsformen, Implementierungen und zugeordnete Wirkungen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen offenbart.
1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Verstärkersystem gemäß einigen Ausführungsformen darstellt. Das Verstärkersystem 100 umfasst einen Operationsverstärkerblock 110. Ferner umfasst das Verstärkersystem 100 einen Kalibrierungsblock 120, der an den Operationsverstärkerblock 110 gekoppelt ist. Des weiteren umfasst das Verstärkersystem 100 einen Steuerungsblock 130, der an den Operationsverstärkerblock 110 und an den Kalibrierungsblock 120 gekoppelt ist. Das Verstärkersystem 100 umfasst einen Schalterblock 140, der zwischen den Steuerungsblock 130 und den Kalibrierungsblock 120 gekoppelt ist. Das Verstärkersystem 100 beinhaltet auch einen Verstärkersystem-Signaleingangsanschluss 150, einen Referenzsignalanschluss 160 und einen Verstärkersystem-Signalausgangsanschluss 170. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Verstärkersystem 100 sonstige Anschlüsse wie etwa Spannungsversorgung (in 1 nicht gezeigt) und/oder Erde (in 1 nicht gezeigt).
Der Verstärkerblock 110 ist über einen Verstärkerreferenzsignalpfad 161 an den Referenzsignalanschluss 160 gekoppelt. Der Verstärkerblock 110 ist über einen Herein-Signalpfad 151 an den Verstärkersystem-Signaleingangsanschluss 150 gekoppelt. Der Verstärkerblock 110 ist über einen Heraus-Signalpfad 117 an den Verstärkersystem-Signalausgangsanschluss 170 gekoppelt. Der Verstärkerblock 110 ist dazu konfiguriert, ein Herein-Signal vom Verstärkersystem-Signaleingangsanschluss 150 zu empfangen, das empfangene Herein-Signal zu verstärken und ein entsprechendes Verstärker-Heraus-Signal an den Verstärkersystem-Signalausgangsanschluss 170 auszugeben.
Der Kalibrierungsblock 120 weist ein Kalibrierungsreferenzanschlussende (nicht gezeigt) auf, das über einen Kalibrierungsreferenzsignalpfad 162 an den Referenzsignalanschluss 160 gekoppelt ist. Der Kalibrierungsblock 120 ist über einen aktivierbaren/deaktivierbaren Herein-Signalpfad 154 an den Verstärkersystem-Signaleingangsanschluss 150 gekoppelt. Der Kalibrierungsblock 120 ist über einen Fehlersignalpfad 123 an den Steuerungsblock 130 gekoppelt. Der Kalibrierungsblock 120 ist dazu konfiguriert, auf dem Fehlersignalpfad 123 ein Kalibrierungsfehlersignal auszugeben. Der Kalibrierungsblock 120 ist dazu konfiguriert, mit dem Steuerungsmodul 130 zusammenzuwirken, um so – in einigen Ausführungsformen kontinuierlich – den Verstärkerblock 110 zu kalibrieren. Der Kalibrierungsblock 120 ist dazu konfiguriert, mit dem Steuerungsblock 130 zusammenzuwirken, um so in Abhängigkeit einer Einstellung, die an dem Schalterblock 140 vorgenommen ist, den Kalibrierungsblock 120 zu kalibrieren. Man sollte beachten, dass in einigen Implementierungen wie in der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, die Referenzspannung am Referenzsignalanschluss 160 für beides verwendet wird, den Verstärkerblock 110 und den Kalibrierungsblock 120. In einigen Implementierungen sind jedoch das Verstärkerreferenzanschlussende und das Kalibrierungsreferenzanschlussende separat voneinander gehalten und dazu konfiguriert, auf verschiedene Spannungspegel gesetzt zu werden.
Steuerungsblock 130 ist über einen Heraus-Signalpfad 113 an den Verstärkerblock 110 und/oder über den Fehlersignalpfad 123 an den Kalibrierungsblock 120 gekoppelt. Der Steuerungsblock 130 ist über einen Verstärkersteuerungssignalpfad 131 an den Verstärkerblock 110 gekoppelt, über einen Kalibrierungssteuerungssignalpfad 132 an den Kalibrierungsblock 120, und über einen Schaltersteuerungssignalpfad 134 an den Schalterblock 140. Ferner ist der Steuerungsblock 130 dazu konfiguriert, von dem Kalibrierungsblock 120 das Kalibrierungsfehlersignal zu empfangen. In einigen Ausführungsformen ist der Steuerungsblock 130 dazu konfiguriert, ein Differenzsignal abzuleiten, dass eine Differenz zwischen dem Verstärker-Heraus-Signal und dem Kalibrierungsfehlersignal widerspiegelt.
Weil ein Differenzsignal, das einen Kalibrierungsmangel repräsentiert, ein Analogsignal ist, kann ein Analog-zu-Digital-Block (nicht gezeigt) zwischen den Verstärkerblock 110 und den Steuerungsblock 130 (beispielsweise als ein Teil des Heraus-Signalpfades 113) und/oder zwischen den Kalibrierungsblock 120 (beispielsweise als ein Teil des Fehlersignalpfades 123) und den Steuerungsblock 130 gekoppelt werden. In einigen Implementierungen bildet der Analog-zu-Digital-Block einen Teil des Steuerungsblocks 130. Der Analog-zu-Digital-Block ist dazu konfiguriert, wenigstens eines zu empfangen, das Verstärker-Heraus-Signal oder das Kalibrierungsfehlersignal, und eine digitale Repräsentation des empfangenen (Analog-)Signals bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen ist die digitale Repräsentation 1 Bit, d. h. der Analog-Digital-Wandler ist dazu konfiguriert, einem analogen Signalwert entweder eine Null oder eine Eins des digitalen Signals zuzuweisen, je nachdem ob ein vorgegebener Spannungspegel in dem empfangenen Analogsignal überschritten ist oder nicht. Beispielsweise kann der Analog-Digital-Wandler unter Verwendung wenigstens eines Inverters implementiert sein, der einen Eingangsspannungspegel mit entweder Null oder Eins assoziiert, die von dem Inverter ausgegeben wird. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass Folgen von Bit mittels des Steuerungsblocks 130 als Einstellungswert/e zur verzögerten Verwendung beispielsweise nach einem Herunterfahren des Verstärkersystems 100 bei einer nachfolgenden Initialisierung des Verstärkersystems 100 gespeichert werden können.
Der Steuerungsblock 130 ist dazu konfiguriert, auf der Grundlage des Verstärker-Heraus-Signals vom Verstärkerblock 110 und des Kalibrierungsfehlersignals von dem Kalibrierungsblock 120 ein Verstärkersteuerungssignal abzuleiten, dass dem Verstärkerblock 110 über eine Verstärkersteuerungssignalkopplung 131 zur Verwendung bei der Steuerung, insbesondere zur Kalibrierung, des Verstärkerblocks 110 bereitzustellen ist. In einigen Ausführungsformen ist der Steuerungsblock 130 dazu konfiguriert, eine Differenz zwischen dem Verstärker-Heraus-Signal vom Verstärkerblock 110 und dem Kalibrierungsfehlersignal von dem Kalibrierungsblock 120 zum Ableiten des Verstärkersteuerungssignals zu verwenden. In einigen Ausführungsformen ähnelt der Kalibrierungsblock 120 dem Verstärkerblock 110 zumindest hinsichtlich eines charakteristischen elektrischen Verhaltens in solchem Maße, dass beide, der Verstärkerblock 110 und der Kalibrierungsblock 120, im wesentlichen auf dieselbe Weise arbeiten. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen, in denen der Verstärkerblock 110 als ein Operationsverstärker einer gewissen Schaltungsstruktur bereitgestellt ist, der Kalibrierungsblock 120 als ein Kalibrierungsverstärker bereitgestellt werden, der im wesentlichen dieselbe Schaltungsstruktur wie der Operationsverstärker aufweist. In einem anderen Beispiel können mehrere Kalibrierungsverstärker einen Kalibrierungsblock 120 bilden, wobei die Kalibrierungsverstärker von solcher Struktur sind, dass sich eine Kennlinie des Kalibrierungsblocks 120 ergibt, die einer Kennlinie des Verstärkerblocks 110 ähnlich ist. Deshalb sollte die Differenz zwischen dem Verstärker-Heraus-Signal vom Verstärkerblock 110 und dem Kalibrierungsfehlersignal vom Kalibrierungsblock 120 im Betrieb des Verstärkersystems 100 verschwinden, und das Verstärkersteuerungssignal sollte eine zutreffende Einstellung des Verstärkerblocks 110 und/oder des Umstandes anzeigen, dass gegenwärtig kein Erfordernis besteht, irgendeine Einstellung des Verstärkerblocks 110 anzupassen.
In einigen Ausführungsformen ist der Steuerungsblock 130 dazu konfiguriert, auf der Grundlage des Kalibrierungsfehlersignals von dem Kalibrierungsblock 120 ein Kalibrierungssteuerungssignal zur Verwendung beim Kalibrieren des Kalibrierungsblocks 120 abzuleiten, damit es über eine Kalibrierungssteuerungssignalkopplung 132 dem Kalibrierungsblock 120 bereitgestellt wird. Das Ableiten des Kalibrierungssteuerungssignals erfordert, dass dem Kalibrierungsblock 120 ein selbes Signal, beispielsweise ein Referenzspannungssignal, das von dem Referenzsignalanschluss 160 empfangen wurde, beidem zugeführt wird: dem Referenzanschlussende und dem Tastanschlussende des Kalibrierungsblocks 120, so dass in einem kalibrierten Zustand ein Pegel des Heraus-Signals vom Kalibrierungsblock identische Signalpegel an dem Referenzanschlussende und dem Tastanschlussende des Kalibrierungsblocks 120 widerspiegeln sollte.
Der Steuerungsblock 130 ist ferner dazu konfiguriert, ein Schaltersteuerungssignal abzuleiten, das über eine Schaltersteuerungssignalkopplung 134 an dem Schalterblock 140 zur Verwendung bei der Steuerung des Schalterblocks 140 bereitgestellt wird, um zwischen der Kalibrierung des Verstärkerblocks 110 und der Kalibrierung des Kalibrierungsblocks 120 umzuschalten.
Somit ist der Steuerungsblock 130 dazu konfiguriert, das Verstärkersteuerungssignal an die Verstärkersteuerungssignalkopplung 131 auszugeben, das Kalibrierungssteuerungssignal an die Kalibrierungssteuerungssignalkopplung 132 und das Schaltersteuerungssignal an die Schaltersteuerungssignalkopplung 134.
In einigen Ausführungsformen ist der Steuerungsblock 130 an einen Speicher gekoppelt, der dazu konfiguriert ist, digitale Repräsentation von Einstellungswerten und/oder von sonstigen Werten zu speichern, die zum Gebrauch beim Zurücksetzen des Verstärkerblocks 110 und/oder des Kalibrierungsblocks 120 geeignet sind, sodass der Verstärkerblock 110 und/oder der Kalibrierungsblock 120 zurückgesetzt werden, um kalibriert zu arbeiten bzw. um autokalibriert zu arbeiten.
Der Schalterblock 140 ist dazu konfiguriert, den Herein-Signalpfad 154 in Abhängigkeit des Schaltersteuerungssignals, das vom Steuerungsblock 130 empfangen wurde, entweder zu aktivieren oder zu deaktivieren. In einigen Implementierungen ist der Schalterblock 140 konfiguriert, falls der Herein-Signalpfad 154 aktiv ist, das Herein-Signal an den Kalibrierungsblock 120 auszugeben. Der Schalterblock 140 ist dazu konfiguriert, falls der Herein-Signalpfad 154 deaktiviert ist, das Referenzsignal als ein Autoreferenzsignal an den Kalibrierungsblock 120 auszugeben.
In einigen Ausführungsformen ist der Referenzsignalanschluss 160 dazu konfiguriert, auf einen konstanten Referenzspannungspegel gesetzt zu werden. Allerdings ordnen einige Implementierungen dem Referenzsignalanschluss 160 nicht einen konstanten Spannungspegel zu, sondern erlauben, dass der Spannungspegel am Referenzsignalanschluss 160 schwankt. Man sollte verstehen, dass das Verstärkersystem 100 nicht darauf beschränkt ist, eine einzige Referenzspannung aufzuweisen, sondern in einigen Ausführungsformen ein sonstiges Referenzspannung-Anschlussende (nicht gezeigt) beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, beispielsweise auf eine konstante Referenzspannung gesetzt zu werden.
Der Betrieb des Verstärkersystems 100 gemäß einigen Implementierungen wird nun kurz unter Bezugnahme auf 2 und 5 beschrieben, wobei 2 ein Flussdiagramm darstellt, das ein Verfahren gemäß einigen Ausführungsformen darstellt, die in dem Verstärkersystem von 1 implementiert sind, während 5 ein Zeitablaufdiagramm ist, das Betriebsmodi des Verstärkersystems in 1 gemäß einigen Implementierungen darstellt.
Bei S200, einem Zeitpunkt vor t0 entsprechend, wird der Betrieb des Verstärkersystems 100 gestartet. In einigen Implementierungen, in denen der angekoppelte Speicher digitale Repräsentationen von Einstellungswerten und/oder von sonstigen Werten speichert, die zur Verwendung beim Rücksetzen des Verstärkerblocks 110 und/oder des Kalibrierungsblocks 120 geeignet sind, liest der Steuerungsblock 130 solche Werte aus dem angekoppelten Speicher zur Verwendung beispielsweise zum Rücksetzen des Verstärkerblocks 110 und/oder des Kalibrierungsblocks 120 aus, um kalibriert bzw. autokalibriert zu arbeiten.
Nach dem Überschreiten eines Zeitpunktes, der noch vor t0 liegt, deaktiviert bei S210 der Schalterblock 140 den Herein-Signalpfad 154. Nunmehr, zur Zeit t0, gibt der Schalterblock 140 das Autoreferenzsignal an den Kalibrierungsblock 120 aus. Somit tritt, bei S220, das Verstärkersystem 100 zur Zeit t0 in einen Autokalibrierungsmodus (AC) ein. Im Autokalibrierungsmodus (AC) gibt der Kalibrierungsblock 120 ein Autokalibrierungsfehlersignal an den Steuerungsblock 130 aus. Der Steuerungsblock 130 erzeugt auf der Grundlage des Autokalibrierungsfehlersignals ein Autokalibrierungssteuerungssignal, das für den Kalibrierungsblock 120 vorgesehen ist, um den Fehler zu reduzieren, der das Autokalibrierungsfehlersignal veranlasst hat. Der Steuerungsblock 130 gibt das Autokalibrierungssteuerungssignal an die Kalibrierungssteuerungssignalkopplung 132 aus, um es an den Kalibrierungsblock 120 auszuliefern. Man sollte verstehen, dass wenigstens in einigen Implementierungen dem Kalibrierungsblock 120 sonstige Informationen wie etwa Konfigurationsseitendaten und/oder Steuerungsstrukturwerte, beispielsweise Konfigurationsstartwerte und dergleichen, zusätzlich zur Verfügung gestellt werden können.
Auf der Grundlage von Zeitablaufinformation erzeugt der Steuerungsblock 130 zur Zeit t1 ein Schaltersteuerungssignal für den Schalterblock 140, um den Herein-Signalpfad 154 zu aktivieren. Der Steuerungsblock 130 gibt das Schaltersteuerungssignal an die Schaltersteuerungssignalkopplung 134 aus, um es an den Schalterblock 140 auszuliefern. Dementsprechend aktiviert der Schalterblock 140 den Herein-Signalpfad 154 und gibt das Herein-Signal an den Kalibrierungsblock 130 aus. Somit tritt das Verstärkersystem 100 bei S230 in einen Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) zur Kalibrierung des Verstärkerblocks 110 ein.
Der Kalibrierungsblock 120 gibt ein Verstärkerkalibrierungsfehlersignal an den Steuerungsblock 130 aus. Der Steuerungsblock 130 erzeugt auf der Grundlage einer Kombination des Verstärkerkalibrierungsfehlersignals und eines Operationsverstärker-Heraus-Signals, das von dem Verstärkerblock 110 erhalten wurde, ein Verstärkerkalibrierungssteuerungssignal, das für den Verstärkerblock 110 vorgesehen ist, um den Fehler zu reduzieren, der zu dem Verstärkerkalibrierungsfehlersignal führte. Der Steuerungsblock 130 gibt das Verstärkerkalibrierungssteuerungssignal an die Verstärkersteuerungssignalkopplung 131 aus, um es an den Verstärkerblock 110 auszuliefern.
In einigen Implementierungen, wenn die Verstärkerkalibrierung fertig ist, signalisiert der Steuerungsblock 130 dem Schalterblock 140, dass der Herein-Signalpfad 154 deaktiviert werden soll, und der Schalterblock 140 deaktiviert den Herein-Signalpfad 154, wodurch das Herein-Signal, das am Signaleingangsanschluss 150 des Verstärkersystems empfangen wird, nicht länger an dem Kalibrierungsblock 120 bereitgestellt wird.
Gemäß einigen Implementierungen erzeugt der Steuerungsblock 130 zur Zeit t2 auf der Grundlage von Zeitablaufinformation ein Kalibrierungsblock-Ruhesignal für den Kalibrierungsblock 120, um in einen Ruhemodus (IDLE) umzuschalten. In einigen Ausführungsformen verbraucht der Kalibrierungsblock 120 weniger Energie, als wenn er in dem Autokalibrierungsmodus (AC) und/oder in dem Verstärkerkalibrierungsblock (OP) betrieben wird. Somit tritt der Kalibrierungsblock 120 bei S2 140 in den Ruhemodus (IDLE) ein.
Bei S250 kehrt der Steuerungsblock 130 auf der Grundlage von Zeitablaufinformation zu S210 zurück, und, falls der Herein-Signalpfad 154 an diesem Punkt aktiv sein sollte, deaktiviert bei S220 den Herein-Signalpfad 154, wodurch das Verstärkersystem 100 in den Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) eintritt. Somit wiederholt der Steuerungsblock 130 einen Zyklus von Autokalibrierungsmodus (AC), Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) und Ruhemodus (IDLE).
Man sollte verstehen, dass je nach den strukturellen Charakteristika des Verstärkersystems 100 ebenso wie nach den Umständen, unter denen der Betrieb erfolgt, die Abfolge von Modi, in die zwischen S210 und S250 eingetreten wird, in einigen Implementierungen nicht in jedem Zyklus sämtliche von Autokalibrierungsmodus (AC), Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) und Ruhemodus (IDLE) umfasst. Beispielsweise umfasst in einigen Ausführungsformen ein erster Zyklus 501 den Autokalibrierungsmodus (AC), den Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) und den Ruhemodus (IDLE). Nimmt man jedoch an, dass der Kalibrierungsblock 120, nachdem er während des Autokalibrierungsmodus des ersten Zyklus 501 die Autokalibrierung durchlaufen hat, genügend kalibriert ist, so besteht keine Notwendigkeit für die Autokalibrierung während eines zweiten Zyklus 502. Daher umfasst wie in dem in 5 dargestellten Beispiel der zweite Zyklus 502 lediglich, beginnend zu der Zeit t3, den Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) und, beginnend zu der Zeit t4, den Ruhemodus (IDLE).
Schließlich geht das Verfahren bei S250, falls entschieden ist, dass der Betrieb beendet werden soll, in einigen Ausführungsformen weiter zu S260, wo der Betrieb des Verstärkersystems 100 endet (in 5 ist kein entsprechender Zeitpunkt gezeigt).
In einigen Implementierungen schreibt der Steuerungsblock 130 in den angekoppelten Speicher digitale Repräsentation von Einstellungswerten und/oder von sonstigen Werten, die zur Verwendung beim Rücksetzen des Verstärkerblocks 110 und/oder des Kalibrierungsblocks 120 geeignet sind, so dass der Verstärkerblock 110 und/oder der Kalibrierungsblock 120 zurückgesetzt werden, um kalibriert bzw. autokalibriert zu arbeiten.
Wenigstens eine Wirkung des vorstehend beschriebenen Systems kann darin liegen, dass der Verstärkerblock 110, obwohl er Gegenstand der Kalibrierung ist, damit fortfährt, ein Signal zu ertasten und zu verstärken, das dem Herein-Signal entspricht, das am Signaleingangsanschluss 150 des Verstärkersystems empfangen wird, und damit fortfährt, ein entsprechend verstärktes Verstärker-Heraus-Signal an dem Signalausgangsanschluss 170 des Verstärkersystems bereitzustellen. Ferner können Intervalle, in denen der Verstärkerblock 110 nicht Gegenstand von Kalibrierung ist, d. h. andere Intervalle als solche, in denen das Verstärkersystem 100 sich im Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) befindet, dazu verwendet werden, den Kalibrierungsblock 120 selbst zu kalibrieren, d. h. ein Intervall zu schaffen, in dem sich das Verstärkersystem 100 in dem Autokalibrierungsmodus (AC) befindet.
Eine Implementierung des Verstärkersystems 100 gemäß einigen Ausführungsformen wird nun eingehender unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, die ein Blockdiagramm ist, das eine beispielhafte Verstärkeranordnung 300 darstellt, die das Verstärkersystem von 1 unter Verwendung verschiedener elektronischer und/oder elektrischer Komponenten implementiert.
Die Verstärkeranordnung 300 umfasst einen Operationsverstärker 310 und einen Kalibrierungsverstärker 320. Ferner umfasst die Verstärkeranordnung 300 einen Herein-Signalanschluss 350, einen Referenzspannungsanschluss 360 und einen Heraus-Signalausgangsanschluss 370. Die Verstärkeranordnung 300 umfasst außerdem einen Schalter 340, einen Steuerungsschaltkreis 330, einen Taktgenerator 380 und ein Erde-Anschlussende 390. Einige Ausführungsformen beinhalten einen Versorgungsspannungsanschluss (nicht gezeigt), der dazu konfiguriert ist, einige oder sämtliche Komponenten der Verstärkeranordnung 300 an eine Versorgungsspannung (nicht gezeigt) anzukoppeln.
Der Operationsverstärker 310 ist als ein Komparator bereitgestellt, der ein erstes Eingang-Anschlussende (in 3 durch ein ”–” Zeichen gekennzeichnet, d. h. als invertierend) aufweist, auf das hierin auch als Referenzanschlussende Bezug genommen wird, ein zweites Eingang-Anschlussende (in 3 durch ein ”+” Zeichen gekennzeichnet, d. h. als nicht-invertierend), auf das hierin auch als Tastanschlussende Bezug genommen wird, und ein Ausgang-Anschlussende (in 3 durch ein ”o” gekennzeichnet). Das erste Eingang-Anschlussende (–) des Operationsverstärkers 310 ist über die Referenzleitung 361 an den Referenzspannungsanschluss 360 gekoppelt. Das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Operationsverstärkers 310 ist über die Herein-Signalleitung 351 an den Herein-Signalanschluss 350 gekoppelt. Das Ausgang-Anschlussende (o) des Operationsverstärkers 310 ist über die Heraus-Signalleitung 317 an den Heraus-Signalanschluss 370 gekoppelt. Ferner ist das Ausgang-Anschlussende (o) des Operationsverstärkers 310 über einen Operationsspannungsmesser 319 an das Erde-Anschlussende 390 gekoppelt.
Der Operationsverstärker 310 ist dazu konfiguriert, das Ausgang-Anschlussende (o) auf eine Verstärker-Heraus-Signalspannung (VAOS) zu setzen, die eine Differenz zwischen einer Referenzsignalspannung (VREF) an dem ersten Eingang-Anschlussende (–) und einer Verstärker-Herein-Signalspannung (VAIS) an dem zweiten Eingang-Anschlussende (+) anzeigt. Der Operationsverstärker 310 weist ferner einen Steuersignaleingang 311 auf und ist dazu konfiguriert, gemäß einem Verstärkersteuerungssignal (ACS), das an dem Steuersignaleingang 311 empfangen wird, eine Verstärkervorspannung beim Vergleich der Herein-Signalspannung mit der Referenzsignalspannung anzulegen. In einigen Ausführungsformen ist der Steuersignaleingang 311 des Operationsverstärkers 310 dazu konfiguriert, auf die Verstärkervorspannung gesetzt zu werden, um so einen Verstärkerarbeitspunkt herzustellen, an dem der Operationsverstärker 310 vorgespannt ist, um beispielsweise im wesentlichen linearer und/oder gemäß einer sonstigen vorgegebenen und/oder gewünschten Funktion zu arbeiten.
Der Kalibrierungsverstärker 320 ist als ein Komparator bereitgestellt, der ein erstes Eingang-Anschlussende (in 3 durch ein ”–” Zeichen gekennzeichnet, d. h. als invertierend) aufweist, auf das hierin auch als Referenzanschlussende Bezug genommen wird, ein zweites Eingang-Anschlussende (in 3 durch ein ”+” Zeichen gekennzeichnet, d. h. als nicht-invertierend), auf das hierin auch als Kalibrierung-Anschlussende Bezug genommen wird, und ein Fehleranschlussende. Das erste Eingang-Anschlussende (–) des Kalibrierungsverstärkers 320 ist beispielsweise zumindest über eine Referenzleitung 362 an den Referenzspannungsanschluss 360 gekoppelt. Das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 ist über eine Kalibrierungssignalleitung 342 an den Schalter 340 gekoppelt. Das Fehleranschlussende des Kalibrierungsverstärkers 320 ist über den Kalibrierungsspannungsmesser 329 an das Erde-Anschlussende 390 gekoppelt.
Der Kalibrierungsverstärker 320 ist dazu konfiguriert, das Fehleranschlussende auf die Kalibrierungsfehlerspannung (VERR) zu setzen, die von einer Differenz zwischen der Referenzsignalspannung (VREF), die an das erste Eingang-Anschlussende (–) angelegt ist, und einer Kalibrierungssignalspannung (VCAL) abhängt, die an das zweite Eingang-Anschlussende (+) angelegt ist. Der Kalibrierungsverstärker 320 weist ferner einen Steuersignaleingang 321 auf und ist dazu konfiguriert, gemäß einem Kalibrierungssteuerungssignal, das an dem Steuersignaleingang 321 empfangen wird, eine Kalibrierungsvorspannung beim Vergleich der Kalibrierungssignalspannung mit der Referenzsignalspannung anzulegen. In einigen Ausführungsformen ist der Steuersignaleingang 321 des Kalibrierungsverstärkers 320 dazu konfiguriert, auf die Kalibrierungsvorspannung gesetzt zu werden, um so einen Kalibrierungsarbeitspunkt herzustellen, an dem der Kalibrierungsverstärker 320 dazu kalibriert ist, beispielsweise im wesentlichen linear und/oder gemäß einer sonstigen vorgegebenen und/oder gewünschten Funktion zu arbeiten.
Der Operationsspannungsmesser 319 ist dazu konfiguriert, dem Steuerungsschaltkreis 330 über die Signalleitung 313 ein Betriebsspannungsdifferenzsignal (DVO) bereitzustellen, das eine Differenz zwischen der Verstärker-Heraus-Signalspannung VAOS anzeigt, die der Operationsverstärker 310 am Ausgang-Anschlussende (o) des Operationsverstärkers an den Ausgangsspannungsanschluss 370 ausgibt, und der Fehlerspannung (auf die hierin auch als Heraus-Spannung des Kalibrierungsverstärkers Bezug genommen wird) VERR, die der Kalibrierungsverstärker 320 am Ausgang-Anschlussende (o) des Kalibrierungsverstärkers an einen Schaltkreisknoten 327 ausgibt. In einigen Ausführungsformen bildet diese Differenz selbst unmittelbar das Signal, das von dem Operationsspannungsmesser 319 an dem Steuerungsschaltkreis 330 bereitgestellt wird.
Der Kalibrierungsspannungsmesser 329 ist dazu konfiguriert, dem Steuerungsschaltkreis 330 über eine Signalleitung 323 ein Kalibrierungsspannungsdifferenzsignal (PVC) bereitzustellen, das eine Differenz zwischen der Heraus-Spannung VERR anzeigt, die der Kalibrierungsverstärker 320 von dem Ausgang-Anschlussende (o) des Kalibrierungsverstärkers an den Schaltkreisknoten 327 ausgibt, und einer Erde-Spannung am Erde-Anschlussende 390. In einigen Ausführungsformen bildet diese Differenz selbst unmittelbar das Signal, das von dem Kalibrierungsspannungsmesser 329 an den Steuerungsschaltkreis 330 bereitgestellt wird.
Der Schalter 340 ist beispielsweise wenigstens über eine Herein-Signalleitung 352 an den Herein-Signalanschluss 350 gekoppelt und beispielsweise wenigstens über die Referenzleitung 362 an den Referenzspannungsanschluss 360. Ferner weist der Schalter 340 einen Steuersignaleingang 341 auf und ist dazu eingerichtet, den Schalter 340 gemäß einem Schaltersteuerungssignal (SCS), das an dem Steuersignaleingang 341 empfangen wird, wenigstens entweder in einen Autokalibrierungs-Verbindungszustand (in 3 mit der Kennzeichnung ”AC” gezeigt) oder in einen Operationsverstärkerkalibrierungs-Verbindungszustand (in 3 mit der Kennzeichnung ”OP” gezeigt) zu setzen. In dem Autokalibrierungs-Verbindungszustand (AC) verbindet der Schalter 340 die Kalibrierungssignalleitung 342 mit der Referenzleitung 362; somit koppelt der Schalter 340 das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 an den Referenzspannungsanschluss 360. In dem Operationsverstärkerkalibrierungs-Verbindungszustand (OP) verbindet der Schalter 340 die Kalibrierungssignalleitung mit der Herein-Signalleitung 352; somit koppelt der Schalter 340 das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 an den Herein-Signalanschluss 350.
Der Steuerungsschaltkreis 330 ist dazu konfiguriert, den Betrieb der Verstärkeranordnung 300 zu steuern. Dementsprechend ist der Steuerungsschaltkreis 330 über die Taktleitung 383 an einen Taktgenerator 380 gekoppelt und dazu konfiguriert, ein Taktsignal (CLK) von dem Taktgenerator 380 zu empfangen. Ferner ist der Steuerungsschaltkreis 330 über die Signalleitung 313 an den Operationsspannungsmesser 319 gekoppelt und dazu konfiguriert, das Operationsspannungsdifferenzsignal (DVO) von dem Operationsspannungsmesser 319 zu empfangen. Der Steuerungsschaltkreis 330 ist über die Signalleitung 323 auch an den Kalibrierungsspannungsmesser 329 gekoppelt und dazu konfiguriert, das Kalibrierungsspannungsdifferenzsignal (PVC) von dem Kalibrierungsspannungsmesser 329 zu empfangen. Der Steuerungsschaltkreis 330 ist über Steuersignalleitung 331 gekoppelt und dazu konfiguriert, Verstärkersteuerungssignale ACS an dem Steuersignaleingang 311 des Operationsverstärkers 310 bereitzustellen. Ferner ist der Steuerungsschaltkreis 330 über Steuersignalleitung 332 an den Steuersignaleingang 321 des Kalibrierungsverstärkers 320 gekoppelt und dazu konfiguriert, Kalibrierungssteuersignale CCS an dem Steuersignaleingang 321 des Kalibrierungsverstärkers 320 bereitzustellen. Der Steuerungsschaltkreis 330 ist über eine Steuersignalleitung 334 auch an einen Steuersignaleingang 341 des Schalters 340 gekoppelt und dazu konfiguriert, Schaltersteuerungssignale SCS an dem Steuersignaleingang 341 des Schalters 340 bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen ist ein Analog-Digital-Wandler (nicht gezeigt) zwischen den Operationsverstärker 310 und den Steuerungsschaltkreis 330 (beispielsweise auf der Signalleitung 313) gekoppelt. Der Analog-Digital-Wandler ist dazu konfiguriert, das Operationsspannungsdifferenzsignal (DVO) als ein Analogsignal zu empfangen und eine digitale Repräsentation des empfangenen Analogsignals zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen ist die digitale Repräsentation 1 Bit, d. h. der Analog-Digital-Wandler ist dazu konfiguriert, einem Analogsignalwert entweder Null oder Eins des digitalen Signals zuzuweisen, je nachdem ob ein vorgegebener Spannungspegel in dem empfangenen Analogsignal überschritten ist oder nicht. In einigen Ausführungsformen ist auf ähnliche Weise ein Analog-Digital-Wandler (nicht gezeigt) zwischen den Kalibrierungsverstärker 320 und den Steuerungsschaltkreis 330 (beispielsweise auf der Signalleitung 323) gekoppelt. Der Analog-Digital-Wandler ist dazu konfiguriert, das Kalibrierungsspannungsdifferenzsignal (DVC) als ein Analogsignal zu empfangen und eine digitale Repräsentation des empfangenen Analogsignals zu erzeugen. Beispielsweise umfasst der Analog-Digital-Wandler, insbesondere wenn der zugeordnete Operationsverstärker einen großen Verstärkungsfaktor aufweist, einen Inverter, der entsprechend dem Verstärkungsfaktor geringe Differenzen im Spannungspegel von einem Ziel-Null-Spannungspegel unterscheidet und der somit dazu geeignet ist, eine Grundlage für ein Feinsteuerungssignal zur Verwendung bei der Steuerung der/des Verstärker/s zu bilden. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass wenig Fläche benötigt wird, wenn die beschriebene Implementierung in einem integrierten Schaltkreis bereitgestellt wird. In einigen Ausführungsformen ist der Analog-Digital-Wandler als ein 8 Bit Wandler ausgebildet, wobei eine Vorspannung hochgefahren wird, um eine Hochfahrspannung festzuhalten, bei der ein Schwellwert erreicht ist, der zu einer Änderung des Ausgangspegels von Null auf Eins oder umgekehrt führt. Der Schwellwert kann, insbesondere wenn er beispielsweise von 8 Bit repräsentiert wird, dazu verwendet werden, den Verstärker vorzuspannen. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass Folgen von Bit von dem Steuerungsblock 130 als Einstellungswerte zur verzögerten Verwendung gespeichert werden können, beispielsweise nach einem Herunterfahren der Verstärkeranordnung 300 bei einer anschließenden Initialisierung der Verstärkeranordnung 300.
Der Steuerungsschaltkreis 330 ist dazu konfiguriert, getaktet von dem Taktsignal CLK, das Operationsspannungsdifferenzsignal DVO und/oder das Kalibrierungsspannungsdifferenzsignal DVC zu verarbeiten, um so eine Steuersignalisierung SCS, CCS, ACS zur Verwendung bei der Steuerung des Schalters 340, zur Verwendung bei der Steuerung des Kalibrierungsverstärkers 320 und/oder zur Verwendung bei der Steuerung des Operationsverstärkers 310 zu erzeugen. Einige Ausführungsformen des Steuerungsschaltkreises 330 sind dazu konfiguriert, an eine Speichereinheit 333 zu koppeln. In einigen Ausführungsformen bildet die Speichereinheit 333 einen Teil des Steuerungsschaltkreises 330. Steuerungsschaltkreis 330 ist in einigen Ausführungsformen dazu angepasst, eine digitale Repräsentation von Information zur Verwendung bei der Steuerungssignalisierung an der Speichereinheit 333 bereitzustellen, beispielsweise durch Schreiben der digitalen Repräsentation in die Speichereinheit 333. Ferner ist der Steuerungsschaltkreis 330 dazu konfiguriert, digitale Repräsentationen von Information zur Verwendung bei der Steuerungssignalisierung aus der Speichereinheit 333 auszulesen, beispielsweise eine digitale Repräsentation eines Verstärkervorspannungswertes, und je nach Fall die repräsentierte Information zur Verwendung bei dem Erzeugen von Steuerungssignalisierung und/oder zur direkten Kommunikation der Information je nach Bedarf wenigstens an eines von Schalter 340, Kalibrierungsverstärker 320 und/oder Operationsverstärker 310 zu kommunizieren.
Der Betrieb der Verstärkeranordnung 300 gemäß einigen Implementierungen wird nun kurz unter erneuter Bezugnahme auf 2 und unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Wie oben beschrieben stellt 2 ein Flussdiagramm dar, das ein Verfahren gemäß einigen Ausführungsformen darstellt, die in dem Verstärkersystem 100 von 1 und/oder in der Verstärkeranordnung von 3 implementiert sind. 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Betriebsmodi der Verstärkeranordnung in 3 gemäß einigen Implementierungen darstellt. In einigen Ausführungsformen und Implementierungen, die unten beschrieben werden, begründet der Steuerungsschaltkreis 330 einen Fortschritt von einem Verfahrensschritt zu einem anderen auf Zeitablaufinformation. Man sollte verstehen, dass diese Zeitablaufinformation auf dem Taktsignal CLK beruhen kann, das an dem Steuerungsschaltkreis 330 über die Taktleitung 383 von dem Taktgenerator 380 empfangen wird, wobei der Steuerungsschaltkreis 330 das Taktsignal CLK verarbeiten kann, um beispielsweise den Beginn und/oder das Ende eines Intervalls zu bestimmen, während dessen die beschriebene Verarbeitung durchgeführt werden sollte.
Bei S200, einem Zeitpunkt vor t0 entsprechend, wird der Betrieb der Verstärkeranordnung 300 gestartet. In einigen Implementierungen, bei denen die Speichereinheit 333 digitale Repräsentationen von Vorspannungswerten und/oder sonstigen Werten speichert, die zur Verwendung beim Einstellen des Operationsverstärkers 310 und/oder des Kalibrierungsverstärkers 320 geeignet sind, liest der Steuerungsschaltkreis 330 solche Werte aus der Speichereinheit 333 zur Verwendung beispielsweise beim Bestimmen einer anfänglichen Vorspannung für den Operationsverstärker 310 und/oder beim Bestimmen einer anfänglichen Vorspannung für den Kalibrierungsverstärker 320 aus, um kalibriert bzw. autokalibriert zu arbeiten.
Das erste Eingang-Anschlussende (–) des Operationsverstärkers 310 wird über die Referenzleitung 361 auf die Referenzspannung VREF an dem Referenzspannungsanschluss 360 gesetzt. Das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Operationsverstärkers 310 ertastet über die Herein-Signalleitung 351 die Herein-Signalspannung VSEN an dem Herein-Signalanschluss 350. Der Operationsverstärker 310 setzt das Ausgang-Anschlussende (o) auf eine Verstärker-Heraus-Signalspannung VAOS, die eine Differenz zwischen der Herein-Signalspannung VSEN, auf die das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Operationsverstärkers 310 gesetzt ist, und der Referenzsignalspannung VREF, auf die das erste Eingang-Anschlussende (–) gesetzt ist, widerspiegelt. Die Verstärker-Heraus-Signalspannung VAOS wird über die Heraus-Signalleitung 317 an dem Heraus-Signalanschluss 370 bereitgestellt.
Nach dem Überschreiten eines Zeitpunktes, der noch vor t0 liegt, bei S210, während der Betrieb des Operationsverstärkers 310 wie oben beschrieben fortgesetzt wird, deaktiviert der Schalter 340 bei S220 in einigen Ausführungsformen die Herein-Signalkopplung des zweiten Eingang-Aanschlussendes (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 und dem Herein-Signalanschluss 350; in einigen Ausführungsformen wurde die Herein-Signalkopplung des zweiten Eingang-Anschlussendes (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 und des Herein-Signalanschlusses 350 bereits in einer früheren Phase nach einer vorangegangenen Durchführung einer Autokalibrierung deaktiviert.
Bei S220, zur Zeit t0, aktiviert der Schalter 340 die Herein-Signalkopplung des zweiten Eingang-Anschlussendes (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 mit dem Referenzspannungsanschluss 360, indem er die Kalibrierungssignalleitung 342 mit der Referenzleitung 362 verbindet. Somit tritt die Verstärkeranordnung 300 in einen Autokalibrierungsmodus (AC) ein. Im Autokalibrierungsmodus (AC) setzt der Kalibrierungsverstärker 320 das Fehleranschlussende (o) auf eine Autokalibrierungsfehlerspannung VERR, die eine Differenz zwischen der Kalibrierungssignalspannung VCAL (beispielsweise ist in einer Ausführungsform, bei der die Kopplung zum Referenzspannungsanschluss 360 über den Schalter 340 durch eine direkte Verbindung geschaffen ist: VCAL = VREF), auf die das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 gesetzt ist, und der Referenzsignalspannung VREF, auf die das erste Eingang-Anschlussende (–) gesetzt ist, widerspiegelt. Weil beide, das erste Eingang-Anschlussende (–) und das zweite Eingang-Anschlussende (+) mit derselben Referenzleitung 362 verbunden sind, sollte bei perfekter Kalibrierung jegliche Differenz der Spannungen VCAL – VREF null sein. Dementsprechend sollte das Fehleranschlussende (o) des Kalibrierungsverstärkers 320 auf VERR = 0 V gesetzt sein. Die Autokalibrierung-Fehlerspannung VERR wird von dem Kalibrierungsspannungsmesser 329 erfasst, und ein Erfassungssignal DVC, das die Kalibrierungsfehlerspannung VERR anzeigt, wird über die Signalleitung 323 an dem Steuerungsschaltkreis 330 bereitgestellt.
Noch bei S220 verarbeitet der Steuerungsschaltkreis 330 während eines Intervalls 401 das Erfassungssignal DVC, das von dem Kalibrierungsspannungsmesser 329 empfangen wurde, um ein Autokalibrierungssteuerungssignal CCS zu erzeugen, das für den Kalibrierungsverstärker 320 gedacht ist, um den Fehler zu verringern, der dazu führte, dass das Autokalibrierungsfehlersignal einen anderen Wert als null angenommen hat. Der Steuerungsschaltkreis 330 gibt das Autokalibrierungssteuerungssignal CCS über die Steuerungssignalleitung 332 an den Steuersignaleingang 321 des Kalibrierungsverstärker 320 aus. Beispielsweise wird gemäß dem Autokalibrierungssteuerungssignal CCS eine Vorspannung, auf die auch als Offset-Spannung Bezug genommen wird, des Kalibrierungsverstärkers 320 verringert. In einigen Ausführungsformen werden bei S220 an den Einstellungen des Kalibrierungsverstärkers 320 während des Intervalls 401 mehrere Anpassungen durchgeführt.
Auf der Grundlage der Zeitablaufinformation erzeugt der Steuerungsschaltkreis 330 zur Zeit t1 ein Schaltersteuerungssignal für den Schalter 340, um die Herein-Signalkopplung des Kalibrierungsverstärkers 320 zu aktivieren, wobei das erste Eingang-Anschlussende (–) des Kalibrierungsverstärkers 320 über die Referenzleitung 362 und die Referenzleitung 361 auf die Referenzspannung VREF an dem Referenzspannungsanschluss 360 gesetzt wird, und wobei das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 über die Kalibrierungssignalleitung 342, den Schalter 340 und die Herein-Signalleitung 352 eine Herein-Signalspannung VSEN ertastet, die an dem Herein-Signalanschluss 350 bereitgestellt ist. Somit tritt die Verstärkeranordnung 300 in einen Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) zur Kalibrierung des Verstärkers 310 ein.
Nunmehr im Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) setzt der Kalibrierungsverstärker 320 während eines Intervalls 402 das Fehleranschlussende (o) des Kalibrierungsverstärkers 320 auf eine Verstärkerkalibrierungsfehlerspannung, die eine Differenz zwischen der Herein-Signalspannung VSEN, auf die das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 gesetzt ist, und der Referenzsignalspannung VREF, auf die das erste Eingang-Anschlussende (–) gesetzt ist, widerspiegelt.
Zu derselben Zeit, d. h. noch immer bei S230 und während des Intervalls 402, fährt das erste Eingang-Anschlussende (–) des Operationsverstärkers 310 damit fort, über die Referenzleitung 361 auf die Referenzspannung VREF an dem Referenzspannungsanschluss 360 gesetzt zu sein. Das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Operationsverstärkers 310 fährt damit fort, über die Herein-Signalleitung 351 die Herein-Signalspannung VSEN an dem Herein-Signalanschluss 350 zu ertasten. Ferner fährt der Operationsverstärker 310 damit fort, das Ausgang-Anschlussende (o) auf die Verstärker-Heraus-Signalspannung VAOS zu setzen, die die Differenz zwischen der Herein-Signalspannung (beispielsweise in einer Ausführungsform, bei der die Kopplung an den Herein-Signalanschluss über eine direkte Verbindung bereitgestellt wird: VSEN), auf die das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Operationsverstärkers 310 gesetzt ist, und der Referenzsignalspannung (beispielsweise in einer Ausführungsform, bei der die Kopplung zu dem Referenzspannungsanschluss 360 durch eine direkte Verbindung geschaffen ist: VREF), auf die das erste Eingang-Anschlussende (–) des Operationsverstärkers 310 gesetzt ist, widerspiegelt. Der Operationsverstärker 310 fährt damit fort, die Verstärker-Heraus-Signalspannung VAOS über die Heraus-Signalleitung 317 an dem Heraus-Signalanschluss 370 bereitzustellen. Außerdem stellt der Operationsverstärker 310 die Verstärker-Heraus-Signalspannung VAOS über den Knoten 318 auch an einem ersten Anschlussende des Operationsspannungsmessers 319 bereit.
Unterdessen setzt der Kalibrierungsverstärker 320 das Fehleranschlussende (o) auf eine Kalibrierungsfehlerspannung VERR, die ähnlich zu dem, was oben unter Bezugnahme auf S220 beschrieben wurde, die Differenz zwischen der Kalibrierungssignalspannung VCAL (beispielsweise in einer Ausführungsform, bei der Koppelung an den Herein-Signalanschluss 350 über den Schalter 340 durch eine direkte Verbindung geschaffen ist: VCAL = VSEN), auf die das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 gesetzt ist, und der Referenzsignalspannung VREF, auf die das erste Eingang-Anschlussende (–) des Kalibrierungsverstärkers 320 gesetzt ist, widerspiegelt.
Der Kalibrierungsverstärker 320 stellt die Kalibrierungsfehlerspannung VERR an einem zweiten Anschlussende des Operationsspannungsmessers 319 bereit. Wo beide, das erste Eingang-Anschlussende (–) des Operationsverstärkers 310 und das erste Eingang-Anschlussende (–) des Kalibrierungsverstärkers 320, über die Referenzleitung 362 mit dem selben Referenzspannungsanschluss 360 verbunden sind, und wo ferner beide, das zweite Eingang-Anschlussende (+) des Operationsverstärkers 310 und das zweite Eingang-Anschlussende (–) des Kalibrierungsverstärkers 320 mit dem selben Herein-Signalanschluss 350 verbunden sind, sollten bei perfekter Kalibrierung die Heraus-Signalspannung VAOS an dem Ausgang-Anschlussende (o) des Operationsverstärkers 310 und die Kalibrierungsfehlerspannung VERR an dem Ausgang-Anschlussende (o) des Kalibrierungsverstärkers 320 dieselben sein. Daher sollte bei perfekter Kalibrierung jegliche Differenz von Spannungen VAOS – VERR null sein. Dementsprechend sollte der Operationsspannungsmesser 319, wenn der Operationsverstärker 310 perfekt kalibriert ist, eine Spannung null zwischen dem Knoten 318 auf der Heraus-Signalleitung 317 und dem Knoten 327 auf der Kalibrierungsfehlersignalleitung erfassen, die mit dem Fehleranschlussende (o) des Kalibrierungsverstärkers 320 verbunden ist.
Jegliche Differenz zwischen der Heraus-Signalspannung VAOS des Operationsverstärkers 310 und der Kalibrierungsfehlerspannung VERR des Kalibrierungsverstärkers 320 wird von dem Operationsspannungsmesser 319 erfasst, und ein Erfassungssignal DVO, das die Kalibrierungsspannungsdifferenz anzeigt, wird über die Signalleitung 313 an dem Steuerungsschaltkreis 330 bereitgestellt. Der Steuerungsschaltkreis 330 verarbeitet das Erfassungssignal DVO, das von dem Operationsspannungsmesser 319 empfangen wurde, um ein Verstärkerkalibrierungssteuerungssignal ACS zu erzeugen, das für den Operationsverstärker 310 gedacht ist, um den Fehler zu reduzieren, der dazu führte, dass die Differenz zwischen der Heraus-Signalspannung des Operationsverstärkers 310 und der Fehlerspannung des Kalibrierungsverstärkers 320 einen anderen Wert angenommen hat, als er als Anzeige eines akzeptablen Fehlers vorbestimmt war. Der Steuerungsschaltkreis 330 gibt das Verstärkerkalibrierungssteuerungssignal ACS über die Steuersignalleitung 331 an den Steuersignaleingang 311 des Operationsverstärkers 310 aus. In einigen Ausführungsformen werden bei S230 auf diese Weise während des Intervalls 402 mehrere Anpassungen an den Einstellungen des Operationsverstärkers 310 durchgeführt.
In einigen Ausführungsformen deaktiviert der Steuerungsschaltkreis 330 bei S240 die Herein-Signalkopplung des zweiten Eingang-Anschlussendes (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 zu dem Herein-Signalanschluss 350 (in 4 nicht gezeigt). In einigen Implementierungen, noch bei S240) erzeugt der Steuerungsschaltkreis 330 auf der Grundlage von Zeitablaufinformation ein Kalibrierungsverstärker-Ruhesignal für den Kalibrierungsverstärker 320, um in einen Ruhemodus umzuschalten, in dem der Kalibrierungsverstärker 320 weniger Energie verbraucht, als wenn er in dem Autokalibrierungsmodus und/oder in dem Verstärkerkalibrierungsmodus arbeitet.
Bei S250 kehrt der Steuerungsschaltkreis 330 auf der Grundlage von Zeitablaufinformation nach S210 zurück und dann, bei S220, deaktiviert er in einigen Ausführungsformen, in denen die Herein-Signalkopplung des zweiten Eingang-Anschlussendes (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 an den Herein-Signalanschluss 350 noch aktiv ist, die Herein-Signalkopplung des zweiten Eingang-Anschlussendes (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 an den Herein-Signalanschluss 350. Ferner aktiviert der Steuerungsschaltkreis 330 bei S220 wiederum die Referenzsignalkopplung des zweiten Eingang-Anschlussendes (+) des Kalibrierungsverstärkers 320 an den Referenzspannungsanschluss 360. Somit wiederholt der Steuerungsschaltkreis 330 einen Zyklus von Autokalibrierungsmodus (AC), Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) und Ruhemodus (IDLE). Man sollte aber verstehen, dass in einigen Implementierungen in Abhängigkeit struktureller Charakteristika der Verstärkeranordnung 300 sowie der Umstände im Betrieb ein Zyklus nicht sämtliches von Autokalibrierungsmodus (AC), Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) und Ruhemodus (IDLE) umfassen muss. Beispielsweise umfasst in einigen Ausführungsformen ein erster Zyklus 501 den Autokalibrierungsmodus (AC), den Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) und den Ruhemodus (IDLE). Nimmt man jedoch an, dass der Kalibrierungsverstärker 320, der die Autokalibrierung während des Autokalibrierungsmodus (AC) des ersten Zyklus 501 durchlaufen hat, fortfährt, genügend kalibriert zu sein, so dass während eines zweiten Zyklus 502 die Autokalibrierung nicht erforderlich ist, so umfasst der zweite Zyklus 502 lediglich den Verstärkerkalibrierungsmodus (OP) und den Ruhemodus (IDLE). Schließlich schreitet, falls bei S250 entschieden wurde, dass der Betrieb beendet werden soll, in einigen Ausführungsformen das Verfahren zu S260 voran, wo der Betrieb der Verstärkeranordnung 300 endet.
Unten werden weitere Ausführungsformen, Implementierungen und zugeordnete Wirkungen offenbart.
Diese Beschreibung beschreibt in einer Hinsicht gemäß einigen Ausführungsformen ein Verfahren zur Verwendung bei der Signalverarbeitung. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Operationsverstärkers und eines Referenzverstärkers. Das Verfahren umfasst ein Koppeln einer Steuerungseinheit an den Operationsverstärker und an den Referenzverstärker. In einigen Implementierungen werden die Steuerung des Referenzverstärkers und des Operationsverstärkers eine nach der anderen durchgeführt. In einigen Implementierungen werden die Steuerung des Referenzverstärkers und des Operationsverstärkers abwechselnd durchgeführt. In einigen Implementierungen beruht die Steuerung des Operationsverstärkers auf einem Signal, das von dem Operationsverstärker ausgegeben ist, oder auf einem Signal, das von dem Referenzverstärker ausgegeben ist. Einige Ausführungsformen umfassen ein Kombinieren eines Signals, das von dem Operationsverstärker ausgegeben ist, und eines Signals, das von dem Referenzverstärker ausgegeben ist, um ein kombiniertes Signal zu erhalten, und Verwenden der Steuerungseinheit, um auf der Grundlage des kombinierten Signals den Referenzverstärker und den Operationsverstärker zu steuern. Einige Ausführungsformen umfassen ein Konfigurieren des Referenzverstärkers, so dass wenigstens ein Abschnitt (Referenzabschnitt) einer Charakteristik des Referenzverstärkers mit einem Abschnitt einer Charakteristik des Operationsverstärkers zusammenfällt, wobei der Referenzabschnitt einen Arbeitspunkt des Operationsverstärkers beinhaltet. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass eine Verstärkung eines Signals durch den Referenzverstärker, wenn er in dem Referenzabschnitt der Charakteristik des Referenzverstärkers betrieben wird, wie die Verstärkung eines Signals durch den Operationsverstärker ist, wenn er am Arbeitspunkt der Charakteristik des Operationsverstärkers betrieben wird.
Einige Ausführungsformen umfassen ein Zeitgeben an einen getakteten Steuerungsschaltkreis, um so ein Umschalten eines Referenzverstärker-Signaleingangsanschlusses zwischen Koppeln an einen Referenzeingangsanschluss des Operationsverstärkers und Koppeln an einen Tasteingangsanschluss des Operationsverstärkers zeitlich zu bestimmen.
Diese Beschreibung beschreibt in einer Hinsicht gemäß einigen Ausführungsformen Schaltungstechnik, die einen Operationsverstärker und einen Referenzverstärker umfasst. Die Schaltungstechnik umfasst ferner eine Steuerungseinheit, die zur Steuerung des Referenzverstärkers auf der Grundlage eines Signals konfiguriert ist, das von dem Operationsverstärker erhalten wird. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit dazu konfiguriert, den Operationsverstärker auf der Grundlage eines Signals zu steuern, das von dem Referenzverstärker erhalten wird. Die Steuerungseinheit ist an den Referenzverstärker und an den Operationsverstärker gekoppelt. In einigen Ausführungsformen ist der Signaleingangsanschluss der Steuerungseinheit an einen Signalausgangsanschluss des Operationsverstärkers gekoppelt und ein Steuerungsausgangsanschluss der Steuerungseinheit ist an einen Steuerungseingangsanschluss des Referenzverstärkers gekoppelt.
Einige Ausführungsformen umfassen einen Schalter, der an ein Signaleingang-Anschlussende des Referenzverstärkers gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist der Schalter dazu konfiguriert, das Signaleingang-Anschlussende des Referenzverstärkers zum Koppeln entweder an ein Referenzanschlussende des Referenzverstärkers oder an ein Tastsignalanschlussende des Operationsverstärkers zu koppeln. In einigen Ausführungsformen ist der Schalter an die Steuerungseinheit gekoppelt. In einigen Ausführungsformen ist der Schalter dazu konfiguriert, ein Schaltsteuerungssignal von der Steuerungseinheit zu empfangen. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass die Steuerungseinheit den Referenzverstärker in entweder einen Selbstkalibrierungsmodus oder einen Operationskalibrierungsmodus setzen kann, indem im Selbstkalibrierungsmodus der Signaleingangsanschluss des Referenzverstärkers auf dieselbe Spannung wie der Referenzanschluss des Referenzverstärkers gesetzt wird, und indem im Operationskalibrierungsmodus der Signaleingangsanschluss des Referenzverstärkers auf dieselbe Spannung wie der Tastanschluss des Operationsverstärkers gesetzt wird.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit dazu konfiguriert, ein Referenzverstärker-Ausgangssignal zu empfangen, um ein Referenzsteuerungssignal zur Verwendung bei der Steuerung des Referenzverstärkers abzuleiten. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit dazu konfiguriert, ein Operationsverstärker-Ausgangssignal zu empfangen und ein Operationssteuerungssignal zur Verwendung bei der Steuerung des Operationsverstärkers abzuleiten. In einigen Ausführungsformen wird das Operationsverstärker-Ausgangssignal als eine Spannung zwischen einem Signalausgangsanschluss des Operationsverstärkers und einem Signalausgangsanschluss des Referenzverstärkers bereitgestellt. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass das Steuerungssignal, das bei der Steuerung des Operationsverstärkers verwendet wird, auf einer Spannungsdifferenz beruht, die, sofern der Referenzverstärker kalibriert ist, auf eine fehlende Kalibrierung des Operationsverstärkers hinweist.
Einige Ausführungsformen umfassen einen Analog-Digital-Wandler, der zwischen einen Signalausgang des Referenzverstärkers und einen Signaleingang der Steuerungseinheit gekoppelt ist. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass das Analogsignal, das von dem Signalausgangsanschluss des Referenzverstärkers ausgegeben wird, entweder dem einen oder dem anderen von zwei Zuständen zugeordnet werden kann. Somit kann ein Analogsignal, das von dem Signalausgangsanschluss des Referenzverstärkers ausgegeben wird, durch eine Folge von Bit repräsentiert werden. In einigen Ausführungsformen umfasst der Analog-Digital-Wandler einen Inverter. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass ein einzelner Inverter ein digitales Signal bereitstellen kann, das zu einer Zeit 1 Bit Information repräsentiert. Somit kann der Inverter einen 1 Bit Analog-Digital-Wandler implementieren.
Einige Ausführungsformen umfassen ein Register, das an die Steuerungseinheit gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist das Register dazu konfiguriert, eine digitale Repräsentation eines Signals zur Verwendung bei der Steuerung des Operationsverstärkers und/oder zur Verwendung bei der Steuerung des Referenzverstärkers zu halten. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass das Register Daten einer Einstellung des Operationsverstärkers und/oder des Referenzverstärkers zur Verwendung bei der Initialisierung des Operationsverstärkers und/oder zur Verwendung im Betrieb des Operationsverstärkers speichern kann.
In einigen Ausführungsformen sind der Referenzverstärker und der Operationsverstärker dazu konfiguriert, dieselbe Kennlinie aufzuweisen. In einigen Ausführungsformen sind der Referenzverstärker und der Operationsverstärker gemäß einem selben strukturellen Design der elektrischen Elemente konfiguriert. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass der Referenzverstärker im wesentlichen genauso wie der Operationsverstärker arbeitet. Dementsprechend weisen der Referenzverstärker und der Operationsverstärker miteinander dieselbe Kennlinie auf. An jedem Punkt der Kennlinie arbeiten der Referenzverstärker und der Operationsverstärker auf dieselbe Weise. Somit sind, falls einander entsprechende Eingangsanschlüsse des Referenzverstärkers und des Operationsverstärkers auf denselben Spannungspegel gesetzt werden, dann in dem Maße, dass sowohl der Referenzverstärker als auch der Operationsverstärker kalibriert sind, ein Referenzausgangsspannungssignal am Ausgangsanschluss des Referenzverstärkers und ein Betriebsausgangsspannungssignal am Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers dieselben.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit mit einem Taktanschlussende versehen. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit dazu konfiguriert, bei der Steuerung der Kalibrierung des Referenzverstärkers ein Taktsignal zu verwenden, das an dem Taktanschlussende empfangen wird.
In einigen Ausführungsformen sind der Referenzverstärker und der Operationsverstärker unter Verwendung desselben Layouts integriert. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass beide, der Referenzverstärker wie der Operationsverstärker, dieselbe Kennlinie aufweisen und dementsprechend auf dieselbe Weise arbeiten.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit als eine programmierbare arithmetische Logikeinheit bereitgestellt. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass die Steuerungseinheit Steuerungsfunktionalität flexibel bereitstellt, so dass beispielsweise der Betrieb des Referenzverstärkers derart gesteuert werden kann, dass er die Betriebserfordernisse wie etwa eine Priorität hinsichtlich des Energiesparens oder eine Priorität hinsichtlich der Genauigkeit der Signalverstärkung im Betrieb erfüllt. Wo der Operationsverstärker zur Kooperation mit einer programmierbaren arithmetischen Logikeinheit zu implementieren ist, die für sonstige Funktionen bereitgestellt wird, kann dann die programmierbare arithmetische Logikeinheit programmiert werden, um auch den Operationsverstärker, wie er hierin offenbart ist, zu steuern. Somit können Einsparungen hinsichtlich der Chipfläche beim Vergleich mit einem Fall gemacht werden, indem eine speziell dazu vorgesehene Schaltungsanordnung für die Steuerung des Operationsverstärkers verwendet wird. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit als eine Zustandsmaschine bereitgestellt. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass die Steuerungseinheit Steuerungsfunktionalität bereitstellt, wobei sie weniger Ressourcen wie etwa Chipfläche verwendet als in einem Fall, indem die Steuerungseinheit als eine arithmetische Logikeinheit bereitgestellt ist.
Einige Ausführungsformen umfassen wenigstens einen weiteren Referenzverstärker. In einigen Ausführungsformen unterscheidet sich die Kennlinie des wenigstens einen weiteren Referenzverstärkers von der Kennlinie des Operationsverstärkers. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass verschiedene Referenzverstärker zum Betrieb an verschiedenen Arbeitspunkten konfiguriert sein können, während sie dazu konfiguriert sind, insgesamt weniger Ressourcen wie etwa Chipfläche und/oder Energie zu verbrauchen als ein einzelner Referenzverstärkers, dessen Struktur auf demselben Design basiert wie jenes, das dem Operationsverstärker zugrunde liegt. Die Kennlinie jedes Referenzverstärker an dem Arbeitspunkt des Referenzverstärkers kann ähnlich der Kennlinie des Operationsverstärkers an dem Arbeitspunkt des Referenzverstärkers derart sein, dass die Referenzverstärker insgesamt zusammenwirken können, um über einen längeren Abschnitt der Kennlinie des Operationsverstärkers eine Referenzkennlinie zu schaffen als es ein einzelner Referenzverstärker täte.
Diese Beschreibung beschreibt in einer Hinsicht gemäß einigen Ausführungsformen einen integrierten Schaltkreischip, der einen Operationsverstärker und einen Referenzverstärker umfasst. Der integrierte Schaltkreischip umfasst ferner eine Steuerungseinheit. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit an den Referenzverstärker und an den Operationsverstärker gekoppelt. Die Steuerungseinheit ist dazu konfiguriert, den Operationsverstärker auf der Grundlage einer Kombination eines Signals, das von dem Referenzverstärker empfangen ist, und einem Signal, das von dem Operationsverstärker empfangen ist, zu steuern. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit dazu konfiguriert, den Referenzverstärker auf der Grundlage des Signals zu steuern, das von dem Referenzverstärker empfangen ist. In einigen Ausführungsformen ist ein Signaleingangsanschluss der Steuerungseinheit an einen Signalausgangsanschluss des Operationsverstärkers gekoppelt. In einigen Ausführungsformen ist ein Steuerungsausgangsanschluss der Steuerungseinheit an einen Steuerungseingangsanschluss des Referenzverstärkers gekoppelt.
Einige Ausführungsformen umfassen einen Schalter, der an ein Signaleingang-Anschlussende des Referenzverstärkers gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist der Schalter dazu konfiguriert, einen Signaleingangsanschluss des Referenzverstärkers zum Koppeln entweder an einen Referenzanschluss des Referenzverstärkers oder an einen Tastsignalanschluss des Operationsverstärkers zu schalten. In einigen Ausführungsformen ist der Schalter an die Steuerungseinheit gekoppelt. In einigen Ausführungsformen ist der Schalter dazu konfiguriert, ein Schaltersteuerungssignal von der Steuerungseinheit zu empfangen.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit dazu konfiguriert, ein Referenzverstärker-Ausgangssignal zu empfangen, das von einem Referenzsteuerungssignal zur Verwendung bei der Steuerung des Referenzverstärkers abgeleitet ist. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit dazu konfiguriert, ein Operationsverstärker-Ausgangssignal zu empfangen, um ein Operationssteuerungssignal zur Verwendung bei der Steuerung des Operationsverstärkers abzuleiten. In einigen Ausführungsformen wird das Operationsverstärker-Ausgangssignal mit dem Referenzverstärker-Ausgangssignal kombiniert, um so ein kombiniertes Signal zu bilden. In einigen Implementierungen ist das Kombinieren ein Bilden eines Spannungsdifferenzsignals, dass eine Spannungsdifferenz anzeigt oder sie repräsentiert, in einigen Beispielen, zwischen der Spannung an dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers und der Spannung an dem Ausgang des Referenzverstärkers.
Einige Ausführungsformen umfassen einen Analog-Digital-Wandler, der zwischen einen Signalausgang des Referenzverstärkers und einen Signaleingang der Steuerungseinheit gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen umfasst der Analog-Digital-Wandler einen Inverter. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass ein einzelner Inverter digitale Signale bereitstellen kann, die zu einer Zeit 1 Bit von Information repräsentieren. Somit bildet der Inverter einen 1 Bit Analog-Digital-Wandler. Einige Ausführungsformen umfassen mehr als einen Inverter, um einen Mehrbit Analog-Digital-Wandler zu bilden.
Einige Ausführungsformen umfassen wenigstens ein Register, das an die Steuerungseinheit gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist das Register konfiguriert, um eine digitale Repräsentation eines Signals zur Verwendung bei der Steuerung des Operationsverstärkers und/oder zur Verwendung bei der Steuerung des Referenzverstärkers zu halten. Wenigstens eine Wirkung kann darin liegen, dass eine digitale Repräsentation von Steuerungsinformation als Operationsverstärker-Kalibrierungsdaten in dem Register gespeichert werden kann, um den Operationsverstärker in einen kalibrierten Zustand zu versetzen. Ähnlich kann eine digitale Repräsentation von Steuerungsinformation in dem Register als Referenzverstärker-Kalibrierungsdaten gespeichert werden, um den Referenzverstärker in einen kalibrierten Zustand zu versetzen. In einigen Implementierungen ist die Steuerungseinheit dazu konfiguriert, beispielsweise beim Hochfahren des integrierten Schaltkreischips oder beim Anschalten eines Schaltungsabschnitts des integrierten Schaltkreischips, der den Operationsverstärker umfasst, die Kalibrierungsdaten aus dem Speicher auszulesen, um die Referenzkalibrierungsdaten wenigstens bei der Steuerung des Referenzverstärkers, beispielsweise unmittelbar nach dem Anschalten, und/oder die Betriebskalibrierungsdaten wenigstens bei der Steuerung des Operationsverstärkers, beispielsweise unmittelbar nach dem Anschalten, zu verwenden.
In einigen Ausführungsformen sind der Referenzverstärker und der Operationsverstärker so konfiguriert, dass sie dieselbe Kennlinie aufweisen. In einigen Ausführungsformen sind der Referenzverstärker und der Operationsverstärker gemäß einem selben Design hinsichtlich der Struktur elektrischer Elemente konfiguriert.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit mit einem Taktanschluss versehen. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit dazu konfiguriert, ein Taktsignal bei der Steuerung der Kalibrierung des wenigstens einen Referenzverstärkers zu verwenden. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit dazu konfiguriert, das Taktsignal im Wechsel bei der Steuerung der Kalibrierung des Operationsverstärkers zu verwenden.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerungseinheit als eine programmierbare arithmetische Logikeinheit bereitgestellt. In einigen Ausführungsformen ist Steuerungseinheit als eine Zustandsmaschine bereitgestellt. Einige Ausführungsformen umfassen wenigstens einen weiteren Referenzverstärker. In einigen Ausführungsformen unterscheidet sich eine Kennlinie des wenigstens einen weiteren Referenzverstärkers von der Kennlinie des Operationsverstärkers.
Einige oder sämtliche Verfahrensschritte, die hierin beschrieben sind, können von einem Hardwaregerät (oder unter Verwendung) eines Hardwaregeräts) wie beispielsweise eines Mikroprozessors, eines programmierbaren Computers oder eines elektronischen Schaltkreises ausgeführt werden. Einige Ausführungsformen beinhalten ein Verarbeitungsmittel, beispielsweise einen Computer oder eine programmierbare Logikvorrichtung, das dazu konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. In einigen Ausführungsformen kann eine programmierbare Logikvorrichtung (beispielsweise eine feldprogrammierbare Gatterrasteranordnung [field programmable gate array]) verwendet werden, um einige oder sämtliche der Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Im allgemeinen kann jegliche Vorrichtung, die in der Lage ist, eine Zustandsmaschine zu implementieren, die wiederum in der Lage ist, die hierin beschriebene und dargestellte Verfahrensart zu implementieren, dazu verwendet werden, die verschiedenen Verfahren, Protokolle und Techniken gemäß den Implementierungen zu implementieren. In einigen Ausführungsformen kann eine feldprogrammierbare Gatterrasteranordnung mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein können die Verfahren von jeglichem Hardwaregerät durchgeführt werden. Einige Ausführungsformen beinhalten einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuerungssignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem zusammenzuwirken, so dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Anordnungen, Prozeduren und Protokolle der beschriebenen Implementierungen können auf einem Spezialzweckcomputer implementiert werden, einem programmierbaren Mikroprozessor oder Mikrocontroller und peripheren integrierten Schaltkreiselement/en, einem ASIC oder einer sonstigen integrierten Schaltung, einem digitalen Signalprozessor, einem aktualisierbaren Gerät [flashable device], einer fest verdrahteten elektronischen oder logischen Schaltung, wie etwa einer Schaltung mit diskreten Elementen, einer programmierbare Logikvorrichtung wie etwa PLD, PLA, FPGA, PAL, einem Modem, einem Sender/Empfänger, jeglichem vergleichbaren Gerät oder dergleichen. Die offenbarten Anordnungen können teilweise oder insgesamt in Hardware unter Verwendung von logischen Schaltkreisen oder VLSI Design implementiert werden.
In einigen Ausführungen sind gut bekannte Merkmale ausgelassen oder vereinfacht, um die Beschreibung der beispielhaften Implementierungen klarer zu machen. Die Implementierungen sind hierin als beispielhafte Ausführungsformen beschrieben. Man sollte jedoch verstehen, dass einzelne Gesichtspunkte der Implementierungen separat beansprucht werden können und eines oder mehrere Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden können. Obwohl einige Gesichtspunkte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben sind, repräsentieren diese Gesichtspunkte eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens, wobei ein Block oder ein Gerät einem Verfahrensschritt oder einem Merkmal eines Verfahrensschrittes entspricht. Analog repräsentieren Gesichtspunkte, die im Zusammenhang mit einem Verfahrensschritt beschrieben sind, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Stücks oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung. Beispielhafte Implementierungen/Ausführungsformen, die hierin besprochen sind, können verschiedene Komponenten in gemeinsamer Anordnung aufweisen; man sollte jedoch verstehen, dass die Komponenten der Anordnungen in einer oder mehreren Vorrichtungen kombiniert sein können.
So wie hierin verwendet sollten die Artikel „ein/e/es” allgemein dahingehend ausgelegt werden, dass sie ”ein/e/es oder mehrere/s” bedeuten, sofern nicht anderweitig ausgeführt oder anhand des Zusammenhangs klar ist, dass sie auf den Singular gerichtet sind.
So wie hierin verwendet sind die Begriffe ”aufweisen”, ”beinhalten”, ”mit” oder Varianten derselben und ähnliche Begriffe offene Begriffe, die eine Einschließung beabsichtigen. Diese Begriffe weisen auf die Gegenwart angegebener Elemente oder Merkmale hin, aber sie schließen nicht zusätzliche Elemente oder Merkmale aus.
So wie hierin verwendet bedeutet das Wort ”beispielhaft” als ein Beispiel, eine Ausführung oder Darstellung dienend. Jeglicher Gesichtspunkt oder jegliches Design, die hierin als ”beispielhaft” beschrieben sind, muss nicht notwendigerweise dahingehend ausgelegt werden, dass es bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber sonstigen Gesichtspunkten oder Designs sei. Vielmehr soll der Gebrauch des Wortes beispielhaft dazu dienen, Konzepte und Techniken auf eine konkrete Weise zu präsentieren. Die Begriffe ”Techniken” können zum Beispiel auf eines oder mehrere Geräte, Vorrichtungen, Systeme, Verfahren, Herstellungserzeugnisse und/oder computerlesbare Instruktionen Bezug nehmen, wie anhand des hierin beschriebenen Kontextes angezeigt ist.
Wie hierin verwendet werden Begriffe wie etwa ”erstes”, ”zweites” und dergleichen auch zur Beschreibung verschiedener Elemente, Bereiche, Abschnitte etc. verwendet, und sie sollen nicht beschränken.
So wie hierin verwendet erfasst die Formulierung ”Verstärkung eines Signals” eine Bedeutung, wie etwa eine übliche Bedeutung, eine Signalamplitude zu verstärken, aber sie umfasst auch, je nachdem in einer bestimmten Implementierung, ein Abschwächen der Signalamplitude oder ein Gleichhalten der Signalamplitude.
So wie hierin verwendet können die Begriffe ”gekoppelt” und ”verbunden” zur Beschreibung verwendet sein, wie sich verschiedene Elemente an einer Schnittstelle zueinander verhalten. Wenn nicht ausdrücklich angegeben oder wenigstens anderweitig impliziert ist, kann ein solches Schnittstellen-Verhalten verschiedener Elemente direkt oder indirekt sein.
So wie hierin verwendet bedeutet die Formulierung ”A gekoppelt an B” eine Fähigkeit von A, C bei B bereitzustellen, sofern B in der Lage ist, C anzunehmen, wobei C je nachdem ein Signal, Energie, eine Nachricht oder eine sonstige abstrakte oder konkrete Sache ist, die im Kontext der Formulierung beschrieben ist.
Sowie hierin beschrieben bezeichnet der Begriff ”Anschluss” eine leitende Leitung oder ein sonstiges Schaltungselement oder Schaltungsanordnung, die dazu konfiguriert ist, gekoppelte Komponenten miteinander zu verknüpfen.

Claims

Verfahren zur Verwendung bei der Signalverarbeitung, umfassend – Bereitstellen eines Operationsverstärkers, – Bereitstellen eines Referenzverstärkers, – Koppeln einer Steuerungseinheit an den Operationsverstärker und an den Referenzverstärker, und – Kombinieren eines Signals, das von dem Operationsverstärker ausgegeben ist, und eines Signals, das von dem Referenzverstärker ausgegeben ist, um ein kombiniertes Signal zu erhalten, und – Verwenden der Steuerungseinheit, um auf der Grundlage des kombinierten Signals den Referenzverstärker und den Operationsverstärker zu steuern.
Verfahren zur Verwendung bei der Signalverarbeitung nach Anspruch 1, umfassend – Takten des Steuerungsschaltkreises, um so ein Umschalten eines Referenzverstärker-Signaleingang-Anschlussendes zwischen Koppeln an ein Referenzeingang-Anschlussende des Operationsverstärkers und Koppeln an ein Tasteingang-Anschlussende des Operationsverstärkers zeitlich zu bestimmen.
Schaltungsanordnung zur Verwendung beim Signalverarbeiten, umfassend – einen Operationsverstärker, – einen Referenzverstärker, und – eine Steuerungseinheit, die zur Steuerung des Referenzverstärkers auf der Grundlage einer Kombination eines Signals konfiguriert ist, das von dem Operationsverstärker erhalten wird, und einem Signal zu steuern, das von dem Referenzverstärker erhalten wird.
Die Schaltungsanordnung von Anspruch 3, umfassend einen Schalter, der an ein Signaleingang-Anschlussende des Referenzverstärkers gekoppelt ist, wobei der Schalter dazu konfiguriert ist, das Signaleingang-Anschlussende des Referenzverstärkers zum Koppeln entweder an ein Referenzanschlussende des Referenzverstärkers oder an ein Tastanschlussende des Operationsverstärkers zu koppeln.
Die Schaltungsanordnung von Anspruch 4, wobei der Schalter an die Steuerungseinheit gekoppelt ist, und wobei der Schalter dazu konfiguriert ist, ein Schaltsteuerungssignal von der Steuerungseinheit zu empfangen.
Die Schaltungsanordnung von Anspruch 3, wobei die Steuerungseinheit dazu konfiguriert ist, ein Referenzverstärker-Ausgangssignal zu empfangen, um ein Referenzsteuerungssignal zur Verwendung bei der Steuerung des Referenzverstärkers abzuleiten.
Die Schaltungsanordnung von Anspruch 6, wobei die Steuerungseinheit dazu konfiguriert ist, ein Operationsverstärker-Ausgangssignal zu empfangen, um ein Operationssteuerungssignal zur Verwendung bei der Steuerung des Operationsverstärkers abzuleiten.
Die Schaltungsanordnung von Anspruch 7, wobei die Steuerungseinheit dazu konfiguriert ist, das Operationsverstärker-Ausgangssignal mit dem Referenzverstärker-Ausgangssignal zu kombinieren, indem ein Differenzspannungssignal gebildet wird, das auf eine Spannung zwischen einem Signalausgang-Anschlussende des Operationsverstärkers und einem Signalausgang-Anschlussende des Referenzverstärkers hinweist..
Die Schaltungsanordnung von Anspruch 3, umfassend einen Analog-Digital-Wandler, der zwischen einen Signalausgang des Referenzverstärkers und einen Signaleingang der Steuerungseinheit gekoppelt ist.
Die Schaltungsanordnung von Anspruch 3, wobei der Analog-Digital-Wandler einen Inverter umfasst.
Die Schaltungsanordnung von Anspruch 3, umfassend ein Register, das an die Steuerungseinheit gekoppelt ist, wobei das Register dazu konfiguriert ist, eine digitale Repräsentation eines Signals zur Verwendung bei der Steuerung des Operationsverstärkers und/oder zur Verwendung bei der Steuerung des Referenzverstärkers zu halten.
Die Schaltungsanordnung von Anspruch 3, wobei die Steuerungseinheit mit einem Taktanschlussende versehen ist, wobei die Steuerungseinheit dazu konfiguriert ist, bei der Steuerung des Referenzverstärkers ein Taktsignal zu verwenden, das an dem Taktanschlussende empfangen wird.
Die Schaltungsanordnung von Anspruch 3, wobei die Steuerungseinheit als eine Zustandsmaschine bereitgestellt ist.
Die Schaltungsanordnung von Anspruch 3, umfassend wenigstens einen weiteren Referenzverstärker, wobei eine Kennlinie des wenigstens einen weiteren Referenzverstärkers sich von der Kennlinie des Operationsverstärkers unterscheidet.
Integrierter Schaltkreischip zur Verwendung beim Verarbeiten von Signalen, umfassend: – einen Operationsverstärker, – einen Referenzverstärker, und – eine Steuerungseinheit, die dazu konfiguriert ist, an den Referenzverstärker und an den Operationsverstärker gekoppelt zu sein, wobei die Steuerungseinheit dazu konfiguriert ist, den Operationsverstärker auf der Grundlage einer Kombination eines Signals, das von dem Referenzverstärker empfangen ist, mit einem Signal, das von dem Operationsverstärker empfangen ist, zu steuern.
Der integrierte Schaltkreischip von Anspruch 15, umfassend einen Schalter, der an ein Signaleingang-Anschlussende des Referenzverstärkers gekoppelt ist, wobei der Schalter dazu konfiguriert ist, ein Signaleingang-Anschlussende des Referenzverstärkers zum Koppeln entweder an ein Referenzanschlussende des Referenzverstärkers oder an ein Tastsignalanschlussende des Operationsverstärkers zu schalten.
Der integrierte Schaltkreischip von Anspruch 15, wobei die Steuerungseinheit dazu konfiguriert ist, ein Referenzverstärker-Ausgangssignal zu empfangen, und ein Referenzsteuerungssignal zur Verwendung bei der Steuerung des Referenzverstärkers abzuleiten.
Der integrierte Schaltkreischip von Anspruch 15, umfassend einen Analog-Digital-Wandler, der zwischen einen Signalausgang des Referenzverstärkers und einen Signaleingang der Steuerungseinheit gekoppelt ist.
Der integrierte Schaltkreischip von Anspruch 15, umfassend ein Register, das an die Steuerungseinheit gekoppelt ist, wobei das Register konfiguriert ist, um eine digitale Repräsentation eines Signals zur Verwendung bei der Steuerung des Operationsverstärkers und/oder zur Verwendung bei der Steuerung des Referenzverstärkers zu halten.
Der integrierte Schaltkreischip von Anspruch 15, wobei die Steuerungseinheit mit einem Taktanschlussende versehen ist, wobei die Steuerungseinheit dazu konfiguriert ist, ein Taktsignal bei der Steuerung der Kalibrierung des wenigstens einen Referenzverstärkers zu verwenden, und wobei die Steuerungseinheit dazu konfiguriert ist, das Taktsignal im Wechsel bei der Steuerung der Kalibrierung des Operationsverstärkers zu verwenden.