DE102017100831A1 - Geschaltete Verstärker - Google Patents

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Abstract

Hier werden verschiedenartige Ausführungsformen von geschalteten Verstärkern offenbart. In einen Ausführungsformen kann ein geschalteter Verstärker einen ersten Verstärker; einen zweiten Verstärker; ein Eingangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist, und mindestens einen Schalter, um einen Eingang des geschalteten Verstärkers über das Eingangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker oder den zweiten Verstärker zu koppeln, enthalten. In einigen Ausführungsformen kann ein geschalteter Verstärker einen ersten Verstärker; einen zweiten Verstärker; ein Eingangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist, oder ein Ausgangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist, und eine Vorspannungsschaltung, um wahlweise (1) dem ersten Verstärker einen ersten Vorspannungsstrom bereitzustellen oder (2) dem zweiten Verstärker einen zweiten Vorspannungsstrom bereitzustellen, enthalten, wobei der zweite Vorspannungsstrom kleiner ist als der erste Vorspannungsstrom.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet von elektronischen Verstärkern und insbesondere auf geschaltete Verstärker.
  • Hintergrund
  • Viele herkömmliche elektronische Verstärker sind darauf beschränkt, in einem engen Bereich von Vorspannungsströmen zu arbeiten, um über verschiedene Eingangssignale und Betriebsbedingungen eine ausreichend konstante Verstärkung bereitzustellen. Der Versuch, einen herkömmlichen Verstärker mit niedrigen Vorspannungsströmen zu betreiben, kann zu Verzerrung, Sättigung oder Vorrichtungsversagen führen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsformen werden durch die folgende genaue Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht verstanden werden. Die Ausführungsformen sind in den Figuren der beigefügten Zeichnungen als Beispiel und nicht als Begrenzung dargestellt.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines geschalteten Verstärkersystems in Übereinstimmung mit verschiedenartigen Ausführungsformen.
  • 2 ist ein Plot, der bei einem festen niedrigen Vorspannungsstrom beispielhafte Kurven von Verstärkung über Eingangsleistung für verschiedene Verstärker, die in dem geschalteten Verstärkersystem von 1 enthalten sein können, in Übereinstimmung mit verschiedenartigen Ausführungsformen wiedergibt.
  • 3–6 sind schematische Darstellungen von verschiedenartigen beispielhaften Ausführungsformen des geschalteten Verstärkers von 1.
  • 7 ist ein Blockdiagramm von verschiedenartigen Eingängen und Ausgängen einer beispielhaften Vorspannungssteuerschaltung des geschalteten Verstärkers von 1 in Übereinstimmung mit verschiedenartigen Ausführungsformen.
  • 8 ist ein Plot, der beispielhafte Kurven von Vorspannungsstrom über Vorspannungspegeln für Nenn- und Niedrigleistungsmodi des geschalteten Verstärkers von 1 in Übereinstimmung mit verschiedenartigen Ausführungsformen wiedergibt.
  • 9 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahren zum Betreiben eines geschalteten Verstärkers in Übereinstimmung mit verschiedenartigen Ausführungsformen.
  • 10 ist ein Blockdiagramm einer Rechenvorrichtung, die den geschalteten Verstärker von 1 in Übereinstimmung mit verschiedenartigen Ausführungsformen enthalten kann.
  • Genaue Beschreibung
  • Verschiedenartige Ausführungsformen von geschalteten Verstärken sind hier zusammen mit verwandten Systemen, Vorrichtungen und Verfahren offenbart. In einigen Ausführungsformen kann ein geschalteter Verstärker einen ersten Verstärker; einen zweiten Verstärker; ein Eingangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist, und mindestens einen Schalter, um einen Eingang des geschalteten Verstärkers über das Eingangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker oder den zweiten Verstärker zu koppeln, enthalten. In einigen Ausführungsformen kann ein geschalteter Verstärker einen ersten Verstärker; einen zweiten Verstärker; ein Eingangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist, und eine Vorspannungserzeugungsschaltung, um wahlweise (1) dem ersten Verstärker einen ersten Vorspannungsstrom bereitzustellen oder (2) dem zweiten Verstärker einen zweiten Vorspannungsstrom bereitzustellen, enthalten, wobei der zweite Vorspannungsstrom kleiner ist als der erste Vorspannungsstrom. Insbesondere können verschiedenartige der hier offenbarten Ausführungsformen eine Verstärkerkonfiguration bereitstellen, die mit einer Beinahe-Spitzenleistungsfähigkeit unter einem breiten Bereich von Vorspannungsströmen und Eingangssignalen arbeiten kann.
  • In der folgenden genauen Beschreibung wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, die einen Teil hiervon bilden, wobei gleiche Bezugszeichen durchgängig gleiche Teile kennzeichnen, und in der durch Darstellung Ausführungsformen, die ausgeführt werden können, gezeigt sind. Es ist selbstverständlich, dass andere Ausführungsformen genutzt werden können und strukturelle und logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Deshalb darf die folgende genaue Beschreibung nicht in einem begrenzenden Sinn aufgenommen werden.
  • Verschiedenartige Vorgänge können als mehrfache diskrete Aktionen oder Vorgänge einer nach dem anderen auf eine Weise beschrieben sein, die am hilfreichsten beim Verstehen des offenbarten Gegenstands ist. Die Reihenfolge der Beschreibung sollte jedoch nicht ausgelegt werden, zu unterstellen, dass diese Vorgänge notwendigerweise von der Reihenfolge abhängig sind. Insbesondere können diese Vorgänge nicht in der Reihenfolge der Präsentation durchgeführt werden. Die beschriebenen Vorgänge können in einer anderen Reihenfolge von der beschriebenen Ausführungsform durchgeführt werden. Verschiedenartige zusätzliche Vorgänge können durchgeführt werden und/oder beschriebene Vorgänge können in zusätzlichen Ausführungsformen ausgelassen sein.
  • Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung bedeutet die Wendung "A und/oder B" (A), (B) oder (A und B). Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung bedeutet die Wendung "A, B, und/oder C" (A), (B), (C), (A und B), (A und C), (B und C) oder (A, B, und C). Der Ausdruck "zwischen" ist dann, wenn er in Bezug auf Messbereiche verwendet wird, einschließlich der Enden des Messbereichs.
  • Die Beschreibung verwendet die Wendungen "in einer Ausführungsform" oder "in Ausführungsformen", die sich jeweils auf eine oder mehrere von derselben oder verschiedenen Ausführungsformen beziehen können. Darüber hinaus sind die Ausdrücke "umfassen", "enthalten", "aufweisen" und dergleichen, wie sie in Bezug auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, synonym.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines geschalteten Verstärkersystems 100 in Übereinstimmung mit verschiedenartigen Ausführungsformen. Das geschaltete Verstärkersystem 100 kann einen geschalteten Verstärker 150 enthalten, der einen Eingangsanschluss 136 aufweist, der an eine Eingangsquelle 126 gekoppelt ist, und der einen Ausgangsanschluss 138 aufweist, der an eine Ausgangslast 132 gekoppelt ist. Die Eingangsquelle 126 kann als eine Spannungsquelle 130 in Reihe mit einer Quellenimpedanz 128 modelliert sein und der Eingangsanschluss 136 kann an ein Eingangsanpassungsnetz 122 gekoppelt sein, wie dargestellt ist. Das Eingangsanpassungsnetz 122 kann eine Anordnung von passiven Komponenten (z. B. Widerstände, Kondensatoren und/oder Induktivitäten) enthalten, um die Impedanzanpassung zwischen der Eingangsquelle 126 und dem geschalteten Verstärker 150 an dem Eingangsanschluss 136 zu verbessern und dadurch die Leistungsübertragungseffizienz zwischen der Eingangsquelle 126 und dem geschalteten Verstärker 150 zu verbessern. In einigen Ausführungsformen kann die Eingangsquelle 126 eine Hochfrequenzquelle (RF-Quelle) sein.
  • Die Ausgangslast 132 kann als eine Lastimpedanz 134 modelliert sein und der Ausgangsanschluss 138 kann an ein Ausgangsanpassungsnetz 124 gekoppelt sein, wie dargestellt ist. Das Ausgangsanpassungsnetz 124 kann eine Anordnung von passiven Komponenten enthalten, um die Impedanzanpassung zwischen der Ausgangslast 132 und dem geschalteten Verstärker 150 an dem Ausgangsanschluss 138 zu verbessern und dadurch die Leistungsübertragungseffizienz zwischen dem geschalteten Verstärker 150 und der Ausgangslast 132 zu verbessern.
  • Der geschaltete Verstärker 150 kann zwei oder mehrere Verstärker 102 enthalten. In 1 sind Verstärker 102-1, 102-2, ..., 102-N dargestellt. In einigen Ausführungsformen können die Verstärker 102 Transkonduktanzverstärker sein. Die Verstärker 102 können über eine Schaltanordnung 114 an das Eingangsanpassungsnetz 122, das Ausgangsanpassungsnetz 124 und eine Vorspannungsschaltung 104 gekoppelt sein. Die Schaltanordnung 114 kann einen oder mehrere Schalter enthalten, um wahlweise verschiedene der Verstärker 102 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten. Zum Beispiel kann die Schaltanordnung 114 mindestens einen Schalter enthalten, um den Eingangsanschluss 136 des geschalteten Verstärkers 150 (über das Eingangsanpassungsnetz 122) an einen der Verstärker 102 zu koppeln. In einem weiteren Beispiel kann die Schaltanordnung 114 mindestens einen Schalter enthalten, um den Ausgangsanschluss 138 des geschalteten Verstärkers 150 (über das Ausgangsanpassungsnetz 124) an einen der Verstärker 102 zu koppeln.
  • In einigen Ausführungsformen kann der geschaltete Verstärker 150 ein einzelnes Eingangsanpassungsnetz 122 enthalten, das mehreren verschiedenen der Verstärker 102 gemeinsam ist, wenn sie in und aus dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 geschaltet werden. In einigen derartigen Ausführungsformen kann der geschaltete Verstärker 150 ein einzelnes Ausgangsanpassungsnetz 124, das mehreren verschiedenen der Verstärker 102 gemeinsam ist (wie in 1 dargestellt ist), oder verschiedene Ausgangsanpassungsnetz für verschiedene der Verstärker 102 (nicht dargestellt) enthalten. In einigen Ausführungsformen kann der geschaltete Verstärker 150 ein einzelnes Ausgangsanpassungsnetz 124, das den mehreren verschiedenen der Verstärker gemeinsam ist, wenn sie in und aus dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 geschaltet werden, und verschiedene Eingangsanpassungsnetze für verschiedene der Verstärker 102 enthalten (nicht dargestellt).
  • Indem sich mehrere der Verstärker 102 das Eingangsanpassungsnetz 122 und/oder das Ausgangsanpassungsnetz 124 teilen, kann der geschaltete Verstärker 150 einen vorteilhaften kleinen Fußabdruck im Vergleich zu einer Konfiguration aufweisen, in der jeder Verstärker 102 sein eigenes Eingangsanpassungsnetz und Ausgangsanpassungsnetz besitzt. Die passiven Komponenten, die in dem Eingangs- und dem Ausgangsanpassungsnetz enthalten sind, erfordern in einem Verstärker normalerweise eine bedeutende Menge von "Grundstück" der Vorrichtung; Induktivitäten und Kondensatoren nehmen zum Beispiel viel mehr Fläche auf einem Chip ein als Transistoren. Indem das Eingangsanpassungsnetz 122 und/oder das Ausgangsanpassungsnetz 124 geteilt werden, kann eine bedeutende On-Chip-Fläche auf Kosten einer möglicherweise unvollkommenen Anpassung (z. B., weil die verschiedenen Verstärker 102 verschiedene Impedanzcharakteristiken zeigen) erhalten bleiben. In einigen Ausführungsformen kann das Eingangsanpassungsnetz 122 gewählt sein, einen "Mittelpunkt" oder einen anderen Kompromisspunkt zwischen den "idealen" Eingangsanpassungsnetzen für jeden der Verstärker 102 zu repräsentieren; ebenso kann das Ausgangsanpassungsnetz 124 gewählt sein, einen Mittelpunkt oder einen anderen Kompromisspunkt zwischen den idealen Ausgangsanpassungsnetzen für jeden der Verstärker 102 zu repräsentieren.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Schaltanordnung 114 eine feste Kopplung zwischen dem Eingangsanpassungsnetz 122 und den Eingängen von jedem der verschiedenen Verstärker 102 enthalten, ungeachtet welcher der Verstärker 102 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 enthalten ist. Zum Beispiel kann das Eingangsanpassungsnetz 122 an jeden der verschiedenen Verstärker 102 mit verschiedenen durchgängigen leitenden Spuren gekoppelt sein und die Schaltanordnung 114 kann Schalter enthalten, die zwischen den Ausgängen der verschiedenen Verstärker 102 und dem Ausgangsanpassungsnetz 124 angeordnet sind, um verschiedene der Verstärker 102 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten. Umgekehrt kann die Schaltanordnung 114 in einigen Ausführungsformen eine feste Kopplung zwischen dem Ausgangsanpassungsnetz 124 und den Ausgängen von jedem der verschiedenen Verstärker 102 enthalten, ungeachtet welcher der Verstärker 102 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 enthalten ist. Zum Beispiel kann das Ausgangsanpassungsnetz 124 an jeden der verschiedenen Verstärker 102 mit verschiedenen durchgängigen leitenden Spuren gekoppelt sein und die Schaltanordnung 114 kann Schalter enthalten, die zwischen den Eingängen der verschiedenen Verstärker 102 und dem Eingangsanpassungsnetz 122 angeordnet sind, um verschiedene der Verstärker 102 und den Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten.
  • Die Schaltanordnung 114 kann auch einen oder mehrere Schalter enthalten, um wahlweise den jeweiligen Vorspannungseingängen 112 der jeweiligen Verstärker 102 (z. B. Vorspannungseingang 112-1 zu Verstärker 102-1 gehörig, Vorspannungseingang 112-N zu Verstärker 102-N gehörig, etc.) von der Vorspannungsschaltung 104 verschiedene Vorspannungsströme bereitzustellen. Zum Beispiel kann dann, wenn der Verstärker 102-1 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 enthalten ist, die Vorspannungsschaltung 104 dem Vorspannungseingang 112-1 des Verstärkers 102-1 einen Vorspannungsstrom bereitstellen, um den Verstärker 102-1 in seinen richtigen Betriebszustand vorzuspannen. Wenn der Verstärker 102-2 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 enthalten ist, kann die Vorspannungsschaltung 104 dem Vorspannungseingang 112-2 des Verstärkers 102-2 einen Vorspannungsstrom bereitstellen, um den Verstärker 102-2 in seinen richtigen Betriebszustand vorzuspannen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Vorspannungsschaltung 104 eine Vorspannungserzeugungsschaltung 140 und eine Vorspannungssteuerschaltung 142 enthalten. Die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann konfiguriert sein, ein Signal zu empfangen, das repräsentativ für einen gewünschten Leistungsmodus und/oder Vorspannungspegel ist, eine Vorspannungsstrommenge zu bestimmen, die auf der Grundlage des empfangenen Signals bereitgestellt wird, und ein Signal bereitzustellen, das diesen Vorspannungsstrom der Vorspannungserzeugungsschaltung 140 anzeigt. Die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 kann konfiguriert sein, das Signal, das den Vorspannungsstrom anzeigt, zu empfangen und dementsprechend einen Vorspannungsstrom zu erzeugen, um ihn einem Verstärker 102 bereitzustellen. Beispiele von Leistungsmodi und Vorspannungspegel werden unten mit Bezug auf 8 genauer diskutiert.
  • Die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann die Betätigung von einem oder mehreren Schaltern in der Schaltanordnung 114 auf der Grundlage des gewünschten Leistungsmodus und/oder Vorspannungspegels bewirken. In einigen Ausführungsformen kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass verschiedene der Schalter in der Schaltanordnung 114 betätigt werden, um verschiedene der Verstärker 102 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten. Zum Beispiel kann der Verstärker 102-1 einem Niedrigleistungsmodus entsprechen, der Verstärker 102-2 kann einem Mittelleistungsmodus entsprechen und der Verstärker 102-N kann einem Hochleistungsmodus entsprechen; in einer derartigen Ausführungsform kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass ein oder mehrere Schalter in der Schaltanordnung 114 den Verstärker 102-1 (beziehungsweise den Verstärker 102-2 und den Verstärker 102-N) als Reaktion auf den Empfang eines Signals eines Niedrig-(beziehungsweise Mittel- und Hoch-)Leistungsmodus in den Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 einfügen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass verschiedene der Schalter der Schaltanordnung 114 betätigt werden, um den Vorspannungsstrom zu verschiedenen der Verstärker 102 zu leiten. Insbesondere kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass ein Vorspannungsstrom zu einem bestimmten Verstärker 102 geleitet wird, wenn dieser Verstärker 102 in einem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 enthalten ist. Wenn zum Beispiel Schalter in der Schaltanordnung 114 angeordnet sind, um den Verstärker 102-1 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten, kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass Schalter in der Schaltanordnung 114 einen Weg für den Vorspannungsstrom zwischen der Vorspannungserzeugungsschaltung 140 und dem Vorspannungseingang 112-1 bereitstellen. Wenn Schalter in der Schaltanordnung 114 angeordnet sind, den Verstärker 102-2 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten, kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass Schalter in der Schaltanordnung 114 einen Weg für den Vorspannungsstrom zwischen der Vorspannungserzeugungsschaltung 140 und dem Vorspannungseingang 112-2 bereitstellen.
  • Wie oben angegeben, können verschiedene der Verstärker 102 mit verschiedenen Vorspannungsstrommengen für einen richtigen Betrieb versehen werden. Zum Beispiel kann der Verstärker 102-1 mit einem Vorspannungsstrom versehen werden, der kleiner ist als ein Vorspannungsstrom, der dem Verstärker 102-2 bereitgestellt wird. In einigen Ausführungsformen können verschiedene der Verstärker 102 für die Verwendung geeignet sein, wenn der geschaltete Verstärker 150 verschiedene Leistungsbeschränkungen aufweist. Zum Beispiel kann ein Nennvorspannungsstromverstärker 102 (z. B. Verstärker 102-2) während des Nenn- (z. B. "normalen") Betriebs in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 enthalten sein und ein Niedrigvorspannungsstromverstärker 102 (z. B. der Verstärker 102-1) kann in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 während Zeitspannen enthalten sein, in denen der Leistungsverbrauch des geschalteten Verstärker 150 unter seinen Nennwert verringert ist.
  • Das Verwenden von verschiedenen der Verstärker 102, wenn verschiedene Vorspannungsströme verfügbar sind (z. B. wegen verschiedener Leistungsbeschränkungen) kann die Verstärkungserweiterung, die in herkömmlichen Verstärkern bei niedrigen Vorspannungsströmen auftritt, abschwächen. Wenn ein herkömmlicher Verstärker "optimal" vorgespannt ist, um nahe bei seiner Stromfrequenz mit dem Verstärkungsfaktor Eins zu arbeiten, kann der Verstärker seine maximale Verstärkung erreichen. Wenn der Vorspannungsstrom, der einem herkömmlichen Verstärker bereitgestellt wird, jedoch unter den "optimalen" Wert verringert ist (z. B. wegen Leistungsbeschränkungen), weist der Verstärker Zunahmen der Verstärkung mit Zunahmen der Amplitude der Eingangsspannung auf (wird als "Verstärkungserweiterung" bezeichnet) und weist somit nicht länger konstante Verstärkung auf. In einigen Ausführungsformen der hier offenbarten geschalteten Verstärker 150 können verschiedene der Verstärker 102 entworfen sein, um bei verschiedenen Vorspannungsströmen gut zu funktionieren (z. B. eine ausreichend konstante Verstärkung bereitzustellen), so dass dann, wenn sich der verfügbare Vorspannungsstrom ändert (z. B. wegen Leistungsbeschränkungsänderungen), der entsprechende "beste" Verstärker 102 für diesen verfügbaren Vorspannungsstrom in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 enthalten sein kann. Zum Beispiel ist 2 ein Plot 200, der bei einem festen niedrigen Vorspannungsstrom beispielhafte Kurven von Verstärkung über Eingangsleistung für verschiedene Verstärker, die in dem geschalteten Verstärkersystem 100 von 1 enthalten sein können, in Übereinstimmung mit verschiedenartigen Ausführungsformen wiedergibt. Insbesondere kann die Kurve 202 die Verstärkung über der Eingangsleistung für einen "großen" Verstärker 102 repräsentieren und die Kurve 204 kann die Verstärkung über der Eingangsleistung für einen "kleinen" Verstärker 102 repräsentieren, wenn beide bei dem gleichen niedrigen Vorspannungsstrom vorgespannt sind. Der "große" Verstärker kann eine größere Länge und/oder Breite aufweisen als der "kleine" Verstärker. Zum Beispiel kann der "große" Verstärker, der zu Kurve 202 gehörig ist, vier parallele Transistoren enthalten, wobei jeder eine Breite von 0,2 μm und eine Länge von 4 μm aufweist, während der "kleine" Verstärker, der zu der Kurve 204 gehörig ist, einen einzelnen Transistor enthalten kann, der eine Breite von 0,2 μm und eine Länge von 4 μm aufweist. In einer derartigen Ausführungsform kann der niedrige Vorspannungsstrom, der beiden Kurven 202 und 204 zu Grunde liegt, ungefähr 2 mA betragen. Die speziellen numerischen Werte und Kurvenformen von 2 sind nur darstellend und die Prinzipien, die hier mit Bezug auf 2 diskutiert sind, können auf geeignete Verstärker, die in dem geschalteten Verstärker 150 enthalten sein können, brauchbar angewendet werden.
  • Wie in Plot 200 gezeigt, nimmt die Verstärkung des "großen" Verstärkers 102, der zu der Kurve 202 gehörig ist, deutlich zu, wenn die Eingangsleistung zunimmt. Dies kann zu der unbeabsichtigten Sättigung von Schaltungen weiter unten in dem Signalweg führen und/oder ein falsches Bild an dem Ausgang der tatsächlichen Größe des Eingangs bereitstellen (da sich die Verstärkung bei hohen Leistungen deutlich von der Verstärkung bei niedrigen Leistungen unterscheidet). Für den "kleinen" Verstärker, der zu der Kurve 204 gehörig ist, nimmt die Verstärkung, obwohl die Verstärkung bei allen Eingangsleistungen kleiner ist als des "großen" Verstärkers, wenn die Eingangsleistung zunimmt, leicht zu und nimmt dann leicht ab (d. h., sie weist eine leichte "Verstärkungsverringerung" auf). Diese leichte Erweiterung und Verringerung der Verstärkung, die durch die Kurve 204 repräsentiert wird, kann in vielen Anwendungen tolerierbar sein, in denen die die deutliche Verstärkungserweiterung der Kurve 202 nicht ist. Somit kann der geschaltete Verstärker 150 bei niedrigen Vorspannungsströmen einen Verstärker 102 wie den "kleinen" Verstärker, der zu der Kurve 204 gehörig ist, "aktivieren" (um eine konstantere Verstärkung auf Kosten der niedrigeren Gesamtverstärkung zu erreichen) und einen Verstärker 102 wie den "großen" Verstärker, der zu der Kurve 202 gehörig ist, bei höheren Vorspannungsströmen aktivieren. Zum Beispiel kann der Verstärker 102-1 des geschalteten Verstärkers 150 ein "großer" Verstärker sein (der für Nennleistungsanwendungen verwendet wird) und der Verstärker 102-2 kann ein "kleiner" Verstärker sein (der für Niedrigleistungsanwendungen verwendet wird). Allgemeiner kann der geschaltete Verstärker 150 zwei oder mehrere Verstärker 102 enthalten, die jeweils entworfen sind, um mit einer im Wesentlichen konstanten Verstärkung bei einem speziellen Vorspannungsstrom zu arbeiten, und der geschaltete Verstärker 150 kann zwischen diesen Verstärkern 102 "schalten", wenn sich der Vorspannungsstrom ändert (z. B. als Reaktion auf Leistungsbeschränkungen).
  • Der geschaltete Verstärker 150 von 1 kann auf geeignete Weise implementiert sein. Zum Beispiel sind 3–6 schematische Darstellungen von verschiedenartigen beispielhaften Ausführungsformen des geschalteten Verstärkers 150, in denen verschiedene der Verstärker 102 Transkonduktanzverstärker sind. Jede der 3–6 wird nun eine nach der anderen diskutiert werden.
  • 3 gibt einen geschalteten Verstärker 150 wieder, in dem die Schaltanordnung 114 Schalter 106, um das Eingangsanpassungsnetz 102 wahlweise an verschiedene der Verstärker 102 zu koppeln, und Schalter 116, um die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 an verschiedene der Verstärker 102 zu koppeln (um Vorspannungsströme an die entsprechenden Vorspannungseingänge 112 zu liefern), enthält. Obwohl zwei Verstärker 102 in 3 dargestellt sind, können mehr Verstärker 102 wie gewünscht analog enthalten sein. Wie oben diskutiert, können die Schalter 106 und 116 der Schaltanordnung 114 durch die Vorspannungssteuerschaltung 142 gesteuert werden, Signalwege für diese Steuerung sind für die Einfachheit der Darstellung nicht gezeigt. In der Ausführungsform von 3 sind die Ausgänge des Verstärkers 102 "dauerhaft" an das Ausgangsanpassungsnetz 124 gekoppelt.
  • Die Ausführungsform von 3 kann verwendet werden, um zwischen dem Verstärker 102- 1 und dem Verstärker 102-2 "abzuwechseln". Wie oben diskutiert, kann der Verstärker 102-1 für einen richtigen Betrieb bei einem niedrigen Vorspannungsstrom ausgelegt sein und der Verstärker 102-2 kann für einen richtigen Betrieb bei einem hohen Vorspannungsstrom ausgelegt sein. Zum Beispiel kann der Verstärker 102-2 für einen richtigen Betrieb bei einem Nennvorspannungsstrom (der einem Nennleistungsmodus entspricht) ausgelegt sein und der Verstärker 102-1 kann für einen richtigen Betrieb bei einem Vorspannungsstrom, der 10–20 % des Nennvorspannungsstroms ist, (der einem Niedrigleistungsmodus entspricht) ausgelegt sein.
  • Wenn der geschaltete Verstärker 150 von 3 im Nennleistungsmodus arbeitet (z. B. wenn es an die Vorspannungssteuerschaltung 142 signalisiert wird), kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass sich der Schalter 116-2 schließt, um zu erlauben, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 einen Vorspannungsstrom an den Vorspannungseingang 112-2 liefert, und die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann bewirken, dass sich der Schalter 106-2 schließt, um den Verstärker 102-2 in den Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten (und insbesondere um zu erlauben, dass eine Eingabe, die dem Eingangsanschluss 136 bereitgestellt wird, zu dem Eingang des Verstärkers 102-2 durchfließt). Die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann auch bewirken, dass sich die Schalter 106-1 und 116-1 öffnen und die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 dem Verstärker 102-2 den angemessenen Nennvorspannungsstrom bereitstellt.
  • Wenn der geschaltete Verstärker 150 von 3 im Niedrigleistungsmodus arbeitet (z. B. wenn es an die Vorspannungssteuerschaltung 142 signalisiert wird), kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass sich der Schalter 116-1 schließt, um zu erlauben, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 einen Vorspannungsstrom an den Vorspannungseingang 112-1 liefert, und die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann bewirken, dass sich der Schalter 106-1 schließt, um den Verstärker 102-1 in den Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten (und insbesondere um zu erlauben, dass eine Eingabe, die dem Eingangsanschluss 136 bereitgestellt wird, zu dem Eingang des Verstärkers 102-1 durchfließt). Die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann auch bewirken, dass sich die Schalter 106-2 und 116-2 öffnen und die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 dem Verstärker 102-1 den angemessenen Nennvorspannungsstrom bereitstellt. Dementsprechend kann der Leistungsverbrauch des geschalteten Verstärkers 150 im Niedrigleistungsmodus kleiner sein als der Leistungsverbrauch des geschalteten Verstärkers 150 im Nennleistungsmodus.
  • 4 gibt eine Ausführungsform des geschalteten Verstärkers 150 von 3 wieder. Wie oben mit Bezug auf 3 erwähnt, können, obwohl zwei Verstärker 102 in 4 dargestellt sind, mehr Verstärker 102 wie gewünscht analog enthalten sein. Wie oben diskutiert, können die Schalter 106 und 116 der Schaltanordnung 114 durch die Vorspannungssteuereinheit 142 gesteuert werden; Signalwege für diese Steuerung sind für die Einfachheit der Darstellung nicht gezeigt.
  • In 4 kann der Verstärker 102-1 den Transistor 172 enthalten und der Verstärker 102-2 kann den Transistor 174 enthalten. Die in 4 dargestellten Transistoren sind bipolare Sperrschichttransistoren (BJTs). Die Transistoren 172 und 174 können, wie gezeigt, in einer gemeinsamen Emitter-Schaltungskonfiguration angeordnet sein. Die Schalter 106-1 und 106-2 können auf eine Art des ausschließlichen Oders geschlossen werden, um die Transistoren 172 und 174 jeweils in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten. Die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 kann eine Bezugsspannung 152 enthalten, an die eine Bezugsstromquelle 154 gekoppelt ist (die einen Strom IREF erzeugt). Zuverlässigkeitsschalter 156 und 158 können jeweils zwischen die Bezugsstromquelle 154 und jeweilige Stromspiegeltransistoren 176 und 180 gekoppelt sein. Die Zuverlässigkeitsschalter 156 und 158 können dann, wenn sie zu sind, helfen, die entsprechenden Stromspiegeltransistoren 176 und 180 davon abzuhalten, in einen Sättigungsmodus zu gehen (an diesem Punkt kann ihr Verhalten nicht ideal sein). Die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 kann ferner Beta-Helper-Transistoren 178 und 182 enthalten, die helfen können, die Kollektoren und Basen der entsprechenden Stromspiegeltransistoren 176 und 180 zu isolieren.
  • Der geschaltete Verstärker 150 von 4 kann eine AC-Isolierungsinduktivität 160, um die AC-Isolierung zwischen der Vorspannungserzeugungsschaltung 140 und den Verstärkern 102-1 und 102-2 zu verbessern, und einen DC-Isolierungskondensator 162, um die DC-Isolierung zwischen der Menge der geschalteten Verstärker 150 und dem Eingangsanschluss 136 zu verbessern, enthalten. Eine Gegenkopplungsinduktivität 164 kann an die Emitter der Transistoren 172 und 174 gekoppelt sein, um die Verstärker 102-1 und 102-2 gegen zu koppeln, um die Linearität (auf Kosten der Verstärkung) zu verbessern.
  • Wie oben mit Bezug auf 3 diskutiert, kann die Ausführungsform von 4 verwendet werden, um zwischen dem Verstärker 102-2 (der für einen richtigen Betrieb bei einem Nennvorspannungsstrom, der einem Nennleistungsmodus entspricht, ausgelegt ist) und dem Verstärker 102-1 (der für einen richtigen Betrieb bei einem Vorspannungsstrom, der 10–20 % des Nennvorspannungsstroms ist, ausgelegt ist, der einem Niedrigleistungsmodus entspricht) "abzuwechseln". In der Ausführungsform von 4 kann die Größe des Transistors 172 kleiner sein als die Größe des Transistors 174.
  • Wenn der geschaltete Verstärker 150 von 4 im Nennleistungsmodus arbeiten soll (z. B. wenn es an die Vorspannungssteuerschaltung 142 signalisiert wird), kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass sich die Schalter 116-2 und 158 schließen, um zu erlauben, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 einen Vorspannungsstrom an den Vorspannungseingang 112-2 liefert, und die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann bewirken, dass sich der Schalter 106-2 schließt, um den Verstärker 102-2 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten. Die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann auch bewirken, dass sich die Schalter 106-1, 116-1 und 156 öffnen. Wenn die Größe des Stromspiegeltransistors 180 Q2 ist und die Größe des Transistors 174 m·Q2 ist, wird der Gesamtstrom in dem geschalteten Verstärker 150 im Nennleistungsmodus ungefähr (m + 1)·IREF sein, wobei m·IREF dieses Stroms als Vorspannungsstrom für den Verstärker 102-2 bereitgestellt wird. Der Strom m·IREF kann gewählt sein, um die Spitzeneinheitsstromverstärkungsfrequenz des Verstärkers 102-2 zu erreichen, die seine Leistungsfähigkeit für den gegebenen Leistungsverbrauch optimieren kann. Der Wert von m kann in Hinblick auf das Begrenzen des Gesamtstromverbrauchs des geschalteten Verstärkers 150 gewählt sein.
  • Wenn der geschaltete Verstärker 150 von 4 im Niedrigleistungsmodus arbeiten soll (z. B. wenn es an die Vorspannungssteuerschaltung 142 signalisiert wird), kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass sich die Schalter 116-1 und 156 schließen, um zu erlauben, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 einen Vorspannungsstrom an den Vorspannungseingang 112-1 liefert, und die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann bewirken, dass sich der Schalter 106-1 schließt, um den Verstärker 102-1 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten. Die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann auch bewirken, dass sich die Schalter 106-2, 116-2 und 158 öffnen. Wenn die Größe des Stromspiegeltransistors 176 Q1 ist und die Größe des Transistors 172 n·Q1 ist, wird der Gesamtstrom in dem geschalteten Verstärker 150 im Niedrigleistungsmodus ungefähr (n + 1)·IREF sein, wobei n·IREF dieses Stroms als Vorspannungsstrom für den Verstärker 102-1 bereitgestellt wird. Der Strom n·IREF kann gewählt sein, um die Spitzeneinheitsstromverstärkungsfrequenz des Verstärkers 102-1 zu sein, die seine Leistungsfähigkeit für den gegebenen Leistungsverbrauch optimieren kann. Die Größe n·Q1 des Transistors 172 kann gewählt sein, kleiner als die Größe m·Q2 des Transistors 174 zu sein, wie oben diskutiert ist, und der Wert von n kann in Hinblick auf das Begrenzen des Gesamtstromverbrauchs des geschalteten Verstärkers 150 gewählt sein. Der Wert von n kann kleiner sein als der Wert von m, so dass der Gesamtstromverbrauch des geschalteten Verstärkers 150 im Niedrigleistungsmodus kleiner ist als der Stromverbrauch im Nennleistungsmodus. In einigen Ausführungsformen kann das Verhältnis m/n erhöht sein, um den Leistungsverbrauch im Niedrigleistungsmodus zu verringern, während im Nennleistungsmodus bei der Spitzenleistungsfähigkeit gearbeitet wird.
  • 5 gibt eine Ausführungsform des geschalteten Verstärkers 150 von 3 wieder, die eine im Wesentlichen ähnliche Struktur wie die Ausführungsform von 4 aufweist, aber die auch einen Kaskodentransistor 184 (der zwischen dem Ausgangsanpassungsnetz 124 und den Verstärkern 102-1 und 102-2 eingerichtet ist) und eine beigefügte Kaskodenvorspannungsschaltung 186 enthält. Der Kaskodentransistor 184 kann, wie gezeigt, in einer Basisschaltungskonfiguration angeordnet sein und kann beim Bereitstellen einer stabilen Ausgangsimpedanz unterstützen, wenn der geschaltete Verstärker 150 zwischen dem Niedrig- und dem Nennleistungsmodus geschaltet wird (oder allgemeiner, wenn verschiedene der Verstärker 102 in den Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 geschaltet werden). Die Einbeziehung des Kaskodentransistors 184 kann den Entwurf des Ausgangsanpassungsnetzes 124 erleichtern und kann eine höhere Verstärkung als die Emitterschaltungsanordnung der Verstärker 102-1 und 102-2 bereitstellen (wegen der höheren Ausgangsimpedanz). Die Kosten für die Einbeziehung des Kaskodentransistors 184 können eine höhere Spannungsaussteuerungsreserve sein, die zu einer Verringerung der erlaubten Spannungsschwankung an dem Ausgang für den gleichen Wert der Bezugsspannung 152 führt. Die Kaskodenvorspannungsschaltung 186 kann eine geeignete Form, die auf dem Gebiet bekannt ist (z. B. die Dioden enthält) annehmen und kann Strom von der Bezugsstromquelle 154 nutzen.
  • 6 gibt eine Ausführungsform des geschalteten Verstärkers 150 von 3 wieder, die im Wesentlichen ähnlich wie die Ausführungsform von 4 ist, aber komplementäre Metalloxid-Halbleiter-Transistoren (CMOS-Transistoren) anstatt von BJTs enthält. Elemente, die der Ausführungsform von 4 und 6 gemeinsam sind, sind oben mit Bezug auf 4 diskutiert. Wie oben mit Bezug auf 3 erwähnt, können, obwohl zwei Verstärker 102 in 6 dargestellt sind, mehr Verstärker 102 wie gewünscht analog enthalten sein. Wie oben diskutiert, können die Schalter 106 und 116 der Schaltanordnung 114 durch die Vorspannungssteuerschaltung 142 gesteuert werden; Signalwege für diese Steuerung sind für die Einfachheit der Darstellung nicht gezeigt.
  • In 4 kann der Verstärker 102-1 den Transistor 192 enthalten und der Verstärker 102-2 kann den Transistor 194 enthalten. Die in 6 dargestellten Transistoren sind CMOS-Transistoren (z. B. Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs)), wie oben erwähnt ist. Die Transistoren 192 und 194 können, wie gezeigt, in einer Source-Schaltungskonfiguration angeordnet sein. Die Schalter 106-1 und 106-2 können in einer Art des ausschließlichen Oders geschlossen werden, um die Transistoren 192 und 194 jeweils in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten. Zuverlässigkeitsschalter 156 und 158 können zwischen die Bezugsstromquelle 154 und jeweils die Stromspiegeltransistoren 188 und 190 gekoppelt sein. Die Schalter 156 und 116-1 können zu sein, während die Schalter 158 und 116-2 auf sind, und umgekehrt.
  • Wie oben mit Bezug auf 3 diskutiert, kann die Ausführungsform von 4 verwendet werden, um zwischen dem Verstärker 102-2 (der für einen richtigen Betrieb bei einem Nennvorspannungsstrom, der einem Nennleistungsmodus entspricht, ausgelegt ist) und dem Verstärker 102-1 (der für einen richtigen Betrieb bei einem Vorspannungsstrom, der 10–20 % des Nennvorspannungsstroms ist, ausgelegt ist, der einem Niedrigleistungsmodus entspricht) "abzuwechseln". In der Ausführungsform von 6 kann die Größe des Transistors 192 kleiner sein als die Größe des Transistors 194.
  • Wenn der geschaltete Verstärker 150 von 6 im Nennleistungsmodus arbeiten soll (z. B. wenn es an die Vorspannungssteuerschaltung 142 signalisiert wird), kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass sich die Schalter 116-2 und 158 schließen, um zu erlauben, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 einen Vorspannungsstrom an den Vorspannungseingang 112-2 liefert, und die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann bewirken, dass sich der Schalter 106-2 schließt, um den Verstärker 102-2 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten. Die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann auch bewirken, dass sich die Schalter 106-1, 116-1 und 156 öffnen. Wenn die Größe des Stromspiegeltransistors 190 M2 ist und die Größe des Transistors 194 m·M2 ist, wird der Gesamtstrom in dem geschalteten Verstärker 150 im Nennleistungsmodus ungefähr (m + 1)·IREF sein, wobei m·IREF dieses Stroms als Vorspannungsstrom für den Verstärker 102-2 bereitgestellt wird. Der Strom m·IREF kann gewählt sein, um die Spitzeneinheitsstromverstärkungsfrequenz des Verstärkers 102-2 zu sein, die seine Leistungsfähigkeit für den gegebenen Leistungsverbrauch optimieren kann. Der Wert von m kann in Hinblick auf das Begrenzen des Gesamtstromverbrauchs des geschalteten Verstärkers 150 gewählt sein.
  • Wenn der geschaltete Verstärker 150 von 6 im Niedrigleistungsmodus arbeiten soll (z. B. wenn es an die Vorspannungssteuerschaltung 142 signalisiert wird), kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 bewirken, dass sich die Schalter 116-1 und 156 schließen, um zu erlauben, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 einen Vorspannungsstrom an den Vorspannungseingang 112-1 liefert, und die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann bewirken, dass sich der Schalter 106-1 schließt, um den Verstärker 102-1 in dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 zu enthalten. Die Vorspannungssteuerschaltung 142 kann auch bewirken, dass sich die Schalter 106-2, 116-2 und 158 öffnen. Wenn die Größe des Stromspiegeltransistors 188 M1 ist und die Größe des Transistors 192 n·M1 ist, wird der Gesamtstrom in dem geschalteten Verstärker 150 im Niedrigleistungsmodus ungefähr (n + 1)·IREF sein, wobei n·IREF dieses Stroms als Vorspannungsstrom für den Verstärker 102-1 bereitgestellt wird. Der Strom n·IREF kann gewählt sein, um die Spitzeneinheitsstromverstärkungsfrequenz des Verstärkers 102-1 zu sein, die seine Leistungsfähigkeit für den gegebenen Leistungsverbrauch optimieren kann. Die Größe n·M1 des Transistors 192 kann gewählt sein, kleiner als die Größe m·M2 des Transistors 194 zu sein, wie oben diskutiert ist, und der Wert von n kann in Hinblick auf das Begrenzen des Gesamtstromverbrauchs des geschalteten Verstärkers 150 gewählt sein. Der Wert von n kann kleiner sein als der Wert von m, so dass der Gesamtstromverbrauch des geschalteten Verstärkers 150 im Niedrigleistungsmodus kleiner ist als der Stromverbrauch im Nennleistungsmodus. In einigen Ausführungsformen kann das Verhältnis m/n erhöht sein, um den Leistungsverbrauch im Niedrigleistungsmodus zu verringern, während im Nennleistungsmodus bei der Spitzenleistungsfähigkeit gearbeitet wird.
  • Wie oben mit Bezug auf 1 diskutiert, kann in einigen Ausführungsformen die Vorspannungssteuerschaltung 142 konfiguriert sein, ein Signal zu empfangen, das für einen gewünschten Leistungsmodus und/oder Vorspannungspegel repräsentativ ist, eine Vorspannungsstrommenge zu bestimmen, die auf der Grundlage des empfangenen Signals bereitgestellt wird, und ein Signal bereitzustellen, das der Vorspannungserzeugungsschaltung 140 diesen Vorspannungsstrom angibt. 7 ist ein Blockdiagramm von verschiedenartigen Eingaben und Ausgaben einer beispielhaften Vorspannungssteuerschaltung 142 des geschalteten Verstärkers 150 von 1 in Übereinstimmung mit verschiedenartigen Ausführungsformen. In der Ausführungsform von 7 kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 als Eingaben ein Signal eines Nenn-/Niedrigleistungsmodus und ein Vorspannungspegelsignal empfangen. Das Signal eines Nenn-/Niedrigleistungsmodus und/oder das Vorspannungspegelsignal können durch einen Bediener bereitgestellt werden (z. B. durch eine Tastatur, einen berührungsempfindlichen Bildschirm oder eine Einstellscheibe) oder können durch eine weitere Vorrichtung in einem größeren System (z. B. einer Leistungsverwaltungsvorrichtung) bereitgestellt werden. Das Signal eines Nenn-/Niedrigleistungsmodus kann ein analoges oder ein digitales Signal sein, das angibt, ob der geschaltete Verstärker 150 in einem Nennleistungsmodus oder in einem Niedrigleistungsmodus arbeiten soll. Für Ausführungsformen, in denen der geschaltete Verstärker 150 mehr als zwei Leistungsmodi (z. B. drei oder mehr Leistungsmodi) unterbringen kann, kann das Signal eines Nenn-/Niedrigleistungsmodus angeben, welche der mehr als zwei Leistungsmodi der Leistungsmodus ist, in dem der geschaltete Verstärker 150 betrieben werden soll (z. B. unter Verwendung eines digitalen Mehrbitsignals oder eines analogen Signals mit drei oder mehr gültigen Werten).
  • Das Vorspannungspegelsignal kann ein analoges oder ein digitales Signal sein, das angibt, was der Vorspannungsstrom innerhalb eines Bereichs von möglichen Vorspannungsströmen, die dem gewählten Leistungsmodus entsprechen, sein sollte. Zum Beispiel ist 8 ein Plot 800, der beispielhafte Kurven 802 und 804 von Vorspannungsstrom über Vorspannungspegel jeweils für Nenn- und Niedrigleistungsmodi des geschalteten Verstärkers 150 von 1 in Übereinstimmung mit verschiedenartigen Ausführungsformen wiedergibt. Wenn der geschaltete Verstärker 150 im Niedrigleistungsmodus ist (Kurve 804), kann die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 (dem zuständigen Verstärker 102) einen Vorspannungsstrom bereitstellen, der aus einem Bereich von möglichen Vorspannungsströmen (ungefähr 0 mA bis ungefähr 9 mA in 8) gewählt ist. Das Vorspannungspegelsignal, das der Vorspannungssteuerschaltung 142 bereitgestellt wird, kann den gewünschten Vorspannungsstrom in dem entsprechenden Bereich angeben. Zum Beispiel gibt 8 eine Ausführungsform wieder, in der es acht mögliche Vorspannungspegel (0–7, die unter Verwendung eines digitalen 3-Bit-Werts kommuniziert werden können) gibt, die verschiedenen Vorspannungsströmen innerhalb des Bereichs von 0–9 mA, der dem Niedrigleistungsmodus zugehörig ist, entsprechen. Wenn der geschaltete Verstärker 150 im Nennleistungsmodus ist (Kurve 802), kann die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 (dem zuständigen Verstärker 102) einen Vorspannungsstrom bereitstellen, der aus einem Bereich von möglichen Vorspannungsströmen (ungefähr 9 mA bis ungefähr 40 mA in 8) gewählt ist. Das Vorspannungspegelsignal, das der Vorspannungssteuerschaltung 142 bereitgestellt wird, kann den gewünschten Vorspannungsstrom in dem entsprechenden Bereich angeben. Zum Beispiel entsprechen die acht möglichen Vorspannungspegel von 8 verschiedenen Vorspannungsströmen innerhalb des Bereichs von 9–40 mA, die dem Nennleistungsmodus zugehörig sind. In einigen Ausführungsformen kann der Vorspannungspegel der Punkt innerhalb des verfügbaren Vorspannungsstrombereichs sein, an dem der "gewählte" Verstärker 102 am nächsten zu optimal arbeitet; dieser Punkt kann zum Beispiel während der Herstellung bestimmt werden oder während des Betriebs automatisch bestimmt werden. Die speziellen Vorspannungsstrommengen, die speziellen Bereiche für die verschiedenen Leistungsmodi und die spezielle Anzahl von Vorspannungspegeln, die in 8 dargestellt sind, sind nur darstellend und geeignete Werte können verwendet werden.
  • Wie in 7 dargestellt, kann die Vorspannungssteuerschaltung 142 ein Vorspannungsstromsignal und/oder ein Schaltersteuersignal ausgeben. Das Vorspannungsstromsignal kann der Vorspannungssteuerschaltung 140 bereitgestellt werden und kann eine Vorspannungsstrommenge angeben, die dem Verstärker 102 durch die Vorspannungserzeugungsschaltung 140 bereitgestellt wird. Das Schaltersteuersignal kann der Schaltanordnung 114 bereitgestellt werden und kann angeben, welcher der Schalter in der Schaltanordnung 114 geöffnet und/oder geschlossen werden soll, um die gewünschte Konfiguration innerhalb des geschalteten Verstärkers 150, wie oben diskutiert, zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann das Schaltersteuersignal mehrere Signale für jeden der mehreren Schalter, die in der Schaltanordnung 114 enthalten sind, enthalten, wobei die mehreren Signalen entsprechende der mehreren Schalter öffnen und schließen.
  • 9 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 900 zum Betreiben eines geschalteten Verstärkers in Übereinstimmung mit verschiedenartigen Ausführungsformen. Vorgänge, die unten mit Bezug auf das Verfahren 900 diskutiert sind, können mit Bezug auf den geschalteten Verstärker 150 von 1 dargestellt sein, aber dies ist nur für die Einfachheit der Diskussion und das Verfahren 900 kann verwendet werden, um einen geeigneten geschalteten Verstärker zu betreiben. Obwohl das Verfahren 900 eine Ausführungsform diskutiert, die zwei Leistungsmodi aufweist, kann das Verfahren wie gewünscht drei oder mehr Leistungsmodi enthalten.
  • In 902 kann einem ersten Verstärker in dem geschalteten Verstärker ein erster Vorspannungsstrom bereitgestellt werden. Der erste Vorspannungsstrom kann zum Beispiel ein Nennvorspannungsstrom sein und kann dem Verstärker 102-2 (der entworfen sein kann, mit dem Nennvorspannungsstrom bei einer Beinahe-Spitzenleistungsfähigkeit zu arbeiten) durch die Vorspannungsschaltung 104 (z. B. die Vorspannungserzeugungsschaltung 140) bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Schalter in der Schaltanordnung 114 geöffnet und/oder geschlossen werden, um zu ermöglichen, dass der erste Vorspannungsstrom dem ersten Verstärker in 902 bereitgestellt wird. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Schalter in der Schaltanordnung 114 geöffnet und/oder geschlossen werden, um den ersten Verstärker (über das Eingangsanpassungsnetz 122 und das Ausgangsanpassungsnetz 124) in einem Signalweg zwischen einem Eingang und einem Ausgang des geschalteten Verstärkers zu enthalten.
  • In 904 kann eine Bestimmung vorgenommen werden, ob ein Signal eines Niedrigleistungsmodus empfangen worden ist. In einigen Ausführungsformen kann die Vorspannungsschaltung 104 (z. B. die Vorspannungssteuerschaltung 142) die Bestimmung in 904 durchführen. Das Signal eines Niedrigleistungsmodus kann eine geeignete Form annehmen, so wie eine der Formen, die oben mit Bezug auf 7 und 8 diskutiert werden. Wenn in 904 bestimmt wird, dass kein Signal eines Niedrigleistungsmodus empfangen worden ist, kann das Überwachen auf das Signal eines Niedrigleistungsmodus fortgesetzt werden.
  • Wenn in 904 bestimmt wird, dass ein Signal eines Niedrigleistungsmodus empfangen worden ist, kann das Verfahren 900 zu 906 fortschreiten und ein zweiter Vorspannungsstrom, der niedriger als der erste Vorspannungsstrom ist, kann einem zweiten Verstärker in dem geschalteten Verstärker bereitgestellt werden. Der zweite Vorspannungsstrom kann zum Beispiel ein niedriger Vorspannungsstrom sein und kann dem Verstärker 102-1 (der entworfen sein kann, mit dem niedrigen Vorspannungsstrom bei einer Beinahe-Spitzenleistungsfähigkeit zu arbeiten) durch die Vorspannungsschaltung 104 (z. B. die Vorspannungserzeugungsschaltung 140) bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Schalter in der Schaltanordnung 114 geöffnet und/oder geschlossen werden, um zu ermöglichen, dass dem zweiten Verstärker in 906 der zweite Vorspannungsstrom bereitgestellt wird. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Schalter in der Schaltanordnung 114 geöffnet und/oder geschlossen werden, um den zweiten Verstärker (über das Eingangsanpassungsnetz 122 und das Ausgangsanpassungsnetz 124) in einem Signalweg zwischen einem Eingang und einem Ausgang des geschalteten Verstärkers zu enthalten; der erste Verstärker 902 kann aus dem Signalweg ausgeschlossen werden.
  • In 908 kann eine Bestimmung vorgenommen werden, ob ein Signal eines Nennleistungsmodus empfangen worden ist. In einigen Ausführungsformen kann die Vorspannungsschaltung 104 (z. B. die Vorspannungssteuerschaltung 142) die Bestimmung in 908 durchführen. Das Signal eines Nennleistungsmodus kann eine geeignete Form annehmen, wie eine der Formen, die oben mit Bezug auf 7 und 8 diskutiert sind. Wenn in 908 bestimmt ist, dass kein Signal eines Nennleistungsmodus empfangen worden ist, kann das Überwachen auf das Signal eines Nennleistungsmodus fortgesetzt werden. Wenn in 908 bestimmt wird, dass ein Signal eines Nennleistungsmodus empfangen worden ist, kann das Verfahre 900 zu 902 zurückkehren und der erste Vorspannungsstrom kann dem ersten Verstärker in dem geschalteten Verstärker bereitgestellt werden.
  • In einigen Ausführungsformen können verschiedene der mehreren Verstärker 102, die in einem geschalteten Verstärker 150 enthalten sind, gänzlich getrennt sein, während in anderen Ausführungsformen zwei oder mehr verschiedene der mehreren Verstärker 102 Komponenten teilen können. Zum Beispiel können dann, wenn der Verstärker 102-1 einen einzelnen Transistor enthält und der Verstärker 102-2 drei parallele Transistoren enthält, die drei parallelen Transistoren des Verstärkers 102-2 den einzelnen Transistor des Verstärkers 102-1 enthalten. Allgemeiner können verschiedene der mehreren Verstärker 102 Betriebsmittel (z. B. einen Vorrat von Transistoren) teilen und können dadurch voneinander unterschieden werden, welche dieser Betriebsmittel durch die verschiedenen Verstärker 102 verwendet werden (und wie sie verwendet werden). In einigen Ausführungsformen kann die Schaltanordnung 114 einen oder mehrere Schalter enthalten, um zu erlauben, dass verschiedene Betriebsmittel in einem geteilten Satz (z. B. einem geteilten Satz von Transistoren) geöffnet und geschlossen werden, um eine gewünschte Konfiguration für jeden der Verstärker 102 zu erreichen. In einigen Ausführungsformen können die Betriebsmittel, die zwischen verschiedenen der mehreren Verstärker 102 geteilt werden, Transistoren enthalten, die verschiedene Größen aufweisen (um zu gestatten, dass die mehreren Verstärker 102 verschiedene Verstärkungen erreichen). In einem derartigen Beispiel können die verschiedenen Größen in Potenzen von zwei (z. B. eins, zwei, vier, acht, sechzehn, etc.) in Verbindung stehen und verschiedene der Transistoren können in einer gewünschten Kombination in und aus dem Signalweg zwischen dem Eingangsanschluss 136 und dem Ausgangsanschluss 138 geschaltet werden.
  • Die hier offenbarten Ausführungsformen können in einer geeigneten Vorrichtung enthalten sein, wie einer geeigneten Rechenvorrichtung. Zum Beispiel ist 10 ein Blockdiagramm einer Rechenvorrichtung, die eine der Ausführungsformen des geschalteten Verstärkers 150 von 1 in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung enthalten kann. Insbesondere kann eine der Komponenten der Rechenvorrichtung 1000, die von einer Verstärkung in mehreren Leistungsmodi profitieren kann, den geschalteten Verstärker 150 vorteilhaft enthalten. Eine Anzahl von Komponenten, wie sie in der Rechenvorrichtung 1000 enthalten ist, ist in 10 dargestellt, aber eine oder mehrere dieser Komponenten können ausgelassen oder dupliziert werden, wie es für die Anwendung geeignet ist. In einigen Ausführungsformen sind einige oder alle dieser Komponenten auf einem einzelnen System-auf-Chip-Plättchen (SoC-Plättchen) gefertigt.
  • Zusätzlich kann die Rechenvorrichtung 1000 in verschiedenartigen Ausführungsformen nicht eine oder mehrere der Komponenten, die in 10 dargestellt sind, enthalten, sondern die Rechenvorrichtung 1000 kann Schnittstellenschaltkreise zum Koppeln an die eine oder die mehreren Komponenten enthalten. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung 1000 nicht eine Anzeigevorrichtung 1006 enthalten, sondern kann Schnittstellenschaltkreise für eine Anzeigevorrichtung (z. B. einen Verbinder und Ansteuerschaltkreise) enthalten, an die eine Anzeigevorrichtung 1006 gekoppelt werden kann. In einem weiteren Satz von Beispielen kann die Rechenvorrichtung 1000 nicht eine Audioeingabevorrichtung 1024 oder eine Audioausgabevorrichtung 1008 enthalten, sondern kann Schnittstellenschaltkreise für eine Audioeingabe- oder Audioausgabevorrichtung (z. B. Verbinder und unterstützende Schaltkreise) enthalten, an die eine Audioeingabevorrichtung 1024 oder eine Audioausgabevorrichtung 1008 gekoppelt werden können. Eine oder mehrere der Komponenten der Rechenvorrichtung 100 können einen oder mehrere geschaltete Verstärker 150 enthalten.
  • Die Rechenvorrichtung 1000 kann eine Verarbeitungsvorrichtung 1002 (z. B. eine oder mehr Verarbeitungsvorrichtungen) enthalten. Wie hier verwendet, kann sich der Ausdruck "Verarbeitungsvorrichtung" oder "Prozessor" auf eine Vorrichtung oder einen Abschnitt einer Vorrichtung beziehen, der elektronische Daten von Registern und/oder einem Speicher verarbeitet, um diese elektronischen Daten in andere elektronische Daten umzuwandeln, die in Registern und/oder einem Speicher gespeichert werden können. Die Verarbeitungsvorrichtung 1002 kann einen oder mehrere digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Zentralverarbeitungseinheiten (CPUs), Graphikverarbeitungseinheiten (GPUs), Krypto-Prozessoren (spezialisierte Prozessoren, die kryptographische Algorithmen innerhalb der Hardware ausführen), Server-Prozessoren oder andere geeignete Verarbeitungsvorrichtungen enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungsvorrichtung 1002 einen geschalteten Verstärker 150 enthalten. Die Rechenvorrichtung 1000 kann einen Speicher 1004 enthalten, der selber eine oder mehrere Speichervorrichtungen wie flüchtigen Speicher (z. B. dynamischen Schreib-Lese-Speicher (DRAM)), nicht flüchtigen Speicher (z. B. Nur-Lese-Speicher (ROM)), Flash-Speicher, Festkörperspeicher und/oder eine Festplatte enthält. In einigen Ausführungsformen kann der Speicher 1004 Speicher enthalten, der ein Plättchen mit der Verarbeitungsvorrichtung 1002 teilt. Dieser Speicher kann als ein Cache-Speicher verwendet werden und kann eingebetteten DRAM (eDRAM) oder magnetischen RAM mit Spinübertragungsdrehmoment (STT-MRAM) enthalten.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Rechenvorrichtung 1000 einen Kommunikationschip 1012 (z. B. einen oder mehrere Kommunikationschips) enthalten. Zum Beispiel kann der Kommunikationschip 1012 konfiguriert sein, um drahtlose Kommunikation für die Übertragung von Daten zu und von der Rechenvorrichtung 1000 zu verwalten. Der Ausdruck "drahtlos" und seine Ableitungen können verwendet werden, um Schaltungen, Vorrichtungen, Systeme, Verfahren, Techniken, Kommunikationskanäle, etc. zu beschreiben, die Daten durch die Verwendung von modulierter elektromagnetischer Strahlung durch ein nicht festes Medium kommunizieren können. Der Ausdruck unterstellt nicht, dass die zugehörigen Vorrichtungen keine Drähte beinhalten, obwohl sie es in einigen Ausführungsformen nicht könnten. Der Kommunikationschip 1012 kann einen geschalteten Verstärker 150 enthalten.
  • Der Kommunikationschip 1012 kann eine von einer Anzahl von drahtlosen Normen oder Protokollen implementieren, die Normen des Institute for Electrical and Electronic Engineers (IEEE) enthalten, aber nicht darauf begrenzt sind, die Wi-Fi (IEEE 802.11-Familie), IEEE 802.16-Normen (z. B. IEEE 802.16-2005-Abänderung), das Long-Term-Evolution-Projekt (LTE-Projekt) zusammen mit Abänderungen, Aktualisierungen und/oder Revisionen (z. B. das LTE-Advanced-Projekt, das Ultra-Mobile-Broadband-Projekt (UMB-Projekt) (auch als "3GPP2" bezeichnet), etc.) umfassen. IEEE 802.16-kompatible Broadband-Wireless-Access-Netze (BWA-Netze) werden im Allgemeinen als WiMAX-Netze bezeichnet, ein Akronym, das für Worldwide Interoperability for Microwave Access steht, das ein Zertifizierungszeichen für Produkte ist, die Konformitäts- und Zusammenarbeitsfähigkeitstests für die IEEE 802.16-Normen bestehen. Der Kommunikationschip 1012 kann in Übereinstimmung mit einem globalen System für mobile Kommunikation (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), High Speed Packet Access (HSPA), Evolved-HSPA (E-HSPA), oder dem LTE-Netz arbeiten. Der Kommunikationschip 1012 kann in Übereinstimmung mit Enhanced Data for GSM Evolution (EDGE), GSM EDGE Radio Access Network (GERAN), Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) oder Evolved UTRAN (E-UTRAN) arbeiten. Der Kommunikationschip 1012 kann sowohl in Übereinstimmung mit Codevielfachzugriff (CDMA), Zeitvielfachzugriff (TDMA), digitaler schnurloser Telekommunikation (DECT), Evolution-Data Optimized (EV-DO) und Ableitungen davon als auch anderen drahtlosen Protokollen, die als 3G, 4G, 5G und darüber hinaus gekennzeichnet sind, arbeiten. Der Kommunikationschip 1012 kann in Übereinstimmung mit anderen drahtlosen Protokollen in anderen Ausführungsformen arbeiten. Die Rechenvorrichtung 1000 kann eine Antenne 1022 enthalten, um drahtlose Kommunikation zu ermöglichen und/oder andere drahtlose Kommunikation (wie AM- oder FM-Funkübertragung) zu empfangen.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Kommunikationschip 1012 drahtgebundene Kommunikation wie elektrische, optische oder andere geeigneten Kommunikationsprotokolle (z. B. das Ethernet) verwalten. Wie oben erwähnt, kann der Kommunikationschip 1012 mehrere Kommunikationschips enthalten. Zum Beispiel kann ein erster Kommunikationschip 1012 für drahtlose Kommunikation von geringerer Reichweite wie Wi-Fi oder Bluetooth zweckbestimmt sein und ein zweiter Kommunikationschip 1012 kann für drahtlose Kommunikation längerer Reichweite wie ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS), EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, EV-DO oder andere zweckbestimmt sein. In einigen Ausführungsformen kann ein erster Kommunikationschip 1012 für drahtlose Kommunikation zweckbestimmt sein und ein zweiter Kommunikationschip 1012 kann für drahtgebundene Kommunikation zweckbestimmt sein. Die Rechenvorrichtung 1000 kann eine Batterie/Leistungsschaltkreise 1014 enthalten. Die Batterie/Leistungsschaltkreise 1014 können einen oder mehrere Energiespeichervorrichtungen (z. B. Batterien oder Kondensatoren) enthalten und/oder Schaltkreise zum Koppeln von Komponenten der Rechenvorrichtung 1000 an eine Energiequelle, die von der Rechenvorrichtung 1000 getrennt ist (z. B. eine AC-Stromleitung). Die Batterie/Leistungsschaltkreise 1014 können einen geschalteten Verstärker 150 enthalten.
  • Die Rechenvorrichtung 1000 kann eine Anzeigevorrichtung 1006 (oder entsprechende Schnittstellenschaltkreise, wie oben diskutiert) enthalten. Die Anzeigevorrichtung 1006 kann eine Sichtanzeige wie zum Beispiel ein Head-Up-Display, einen Computermonitor, einen Projektor, eine berührungsempfindliche Anzeige, eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Leuchtdioden-Anzeige oder einen Flachbildschirm enthalten.
  • Die Rechenvorrichtung 1000 kann eine Audioausgabevorrichtung 1008 (oder entsprechende Schnittstellenschaltkreise, wie oben diskutiert) enthalten. Die Audioausgabevorrichtung 1008 kann eine Vorrichtung enthalten, die einen akustischen Anzeiger wie zum Beispiel Lautsprecher, Hörsprechgarnituren oder Ohrhörer erzeugt.
  • Die Rechenvorrichtung 1000 kann eine Audioeingabevorrichtung 1024 (oder entsprechende Schnittstellenschaltkreise, wie oben diskutiert) enthalten. Die Audioeingabevorrichtung 1024 kann eine Vorrichtung enthalten, die ein Signal erzeugt, das für einen Schall repräsentativ ist, wie Mikrofone, Mikrofongruppen oder digitale Instrumente (z. B. Instrumente, die eine digitale Schnittstellenausgabe für Musikinstrumente (MIDI-Ausgabe) aufweisen).
  • Die Rechenvorrichtung 1000 kann eine Vorrichtung 1018 mit einem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS-Vorrichtung) (oder entsprechende Schnittstellenschaltkreise, wie oben diskutiert) enthalten. Die GPS-Vorrichtung 1018 kann in Kommunikation mit einem satellitengestützten System sein und kann einen Ort der Rechenvorrichtung 1000 empfangen, wie auf dem Gebiet bekannt ist. Die GPS-Vorrichtung 1018 kann einen geschalteten Verstärker 150 enthalten.
  • Die Rechenvorrichtung 1000 kann eine andere Ausgabevorrichtung 1010 (oder entsprechende Schnittstellenschaltkreise, wie oben diskutiert) enthalten. Beispiele der anderen Ausgabevorrichtung 1010 umfassen einen Audio-Codec, einen Video-Codec, einen Drucker, einen drahtgebundenen oder drahtlosen Sender, um anderen Vorrichtungen Informationen bereitzustellen, oder eine zusätzliche Speichervorrichtung.
  • Die Rechenvorrichtung 1000 kann eine andere Eingabevorrichtung 1020 (oder entsprechende Schnittstellenschaltkreise, wie oben diskutiert) enthalten. Beispiele der anderen Eingabevorrichtung 1020 können einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop, einen Kompass, eine Bildaufnahmevorrichtung, eine Tastatur, eine Cursorsteuervorrichtung wie eine Maus, ein Stift, ein Touchpad, ein Strichcodeleser, ein Quick-Response-Code-Leser (QR-Code-Leser), ein Sensor oder ein Hochfrequenz-Erkennungs-Leser (RFID-Leser) sein.
  • Die Rechenvorrichtung 1000 kann einen gewünschten Formfaktor aufweisen, wie eine tragbare oder mobile Rechenvorrichtung (z. B. ein Mobilfunktelefon, ein Smartphone, eine mobile Internetvorrichtung, eine Musikabspieleinrichtung, ein Tablet-Computer, ein Laptop-Computer, ein Netbook-Computer, ein Ultrabook-Computer, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Ultra- Mobile-Personal-Computer, etc.), eine Desktop-Rechenvorrichtung, einen Server oder andere vernetzte Rechenkomponenten, einen Drucker, einen Scanner, einen Monitor, eine Set-Top-Box, eine Unterhaltungssteuereinheit, eine Fahrzeugsteuereinheit, eine Digitalkamera, eine digitale Videoaufnahmeeinrichtung oder eine anziehbare Rechenvorrichtung. In einigen Ausführungsformen kann die Rechenvorrichtung 1000 eine andere elektronische Vorrichtung sein, die Daten verarbeitet.
  • Die folgenden Absätze stellen verschiedenartige Beispiele der hier offenbarten Ausführungsformen bereit.
  • Beispiel 1 ist ein geschalteter Verstärker, der Folgendes enthält: einen ersten Verstärker; einen zweiten Verstärker; ein Eingangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist, und mindestens einen Schalter, um einen Eingang des geschalteten Verstärkers über das Eingangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker oder den zweiten Verstärker zu koppeln.
  • Beispiel 2 kann den Gegenstand von Beispiel 1 enthalten und kann ferner eine Vorspannungserzeugungsschaltung enthalten, um dem ersten Verstärker einen ersten Vorspannungsstrom bereitzustellen, wenn der Eingang über das Eingangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker gekoppelt ist, und dem zweiten Verstärker einen zweiten Vorspannungsstrom bereitzustellen, wenn der Eingang über das Eingangsanpassungsnetz an den zweiten Verstärker gekoppelt ist, wobei der zweite Vorspannungsstrom kleiner als der erste Vorspannungsstrom ist.
  • Beispiel 3 kann den Gegenstand von Beispiel 2 enthalten und kann ferner eine Vorspannungssteuerschaltung enthalten, um: ein Signal eines Niedrigleistungsmodus zu empfangen und als Antwort auf den Empfang des Signals eines Niedrigleistungsmodus zu bewirken, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung den zweiten Vorspannungsstrom erzeugt.
  • Beispiel 4 kann den Gegenstand von Beispiel 3 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass die Vorspannungssteuerschaltung ferner als Antwort auf den Empfang des Signals eines Niedrigleistungsmodus bewirken soll, dass der mindestens eine Schalter den Eingang über das Eingangsanpassungsnetz an den zweiten Verstärker koppelt.
  • Beispiel 5 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 3–4 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass die Vorspannungssteuerschaltung ferner ein Signal eines Nennleistungsmodus empfangen und als Antwort auf den Empfang des Signals eines Nennleistungsmodus bewirken soll, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung den ersten Vorspannungsstrom erzeugt.
  • Beispiel 6 kann ferner den Gegenstand von Beispiel 5 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass die Vorspannungssteuerschaltung ferner als Antwort auf den Empfang des Signals eines Nennleistungsmodus bewirken soll, dass der mindestens eine Schalter den Eingang über das Eingangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker koppeln soll.
  • Beispiel 7 enthält den Gegenstand von einem der Beispiele 5–6 und kann ferner spezifizieren, dass die Vorspannungssteuerschaltung ferner ein Vorspannungspegelsignal empfangen; als Antwort auf den Empfang des Signals eines Nennleistungsmodus und des Vorspannungspegelsignals einen Stromwert, der dem Vorspannungspegelsignal innerhalb des Strombereichs eines Nennleistungsmodus entspricht, identifizieren und bewirken soll, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung den ersten Vorspannungsstrom erzeugt, wobei der erste Vorspannungsstrom den Stromwert aufweist.
  • Beispiel 8 kann den Gegenstand von einem der Beispiel 3–7 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass die Vorspannungssteuerschaltung ferner ein Vorspannungspegelsignal empfangen; als Antwort auf den Empfang des Signals eines Niedrigleistungsmodus und des Vorspannungspegelsignals einen Stromwert, der dem Vorspannungspegelsignal innerhalb des Strombereichs eines Niedrigleistungsmodus entspricht, identifizieren und bewirken soll, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung den zweiten Vorspannungsstrom erzeugt, wobei der zweite Vorspannungsstrom den Stromwert aufweist.
  • Beispiel 9 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1–8 enthalten und kann ferner ein Ausgangsanpassungsnetz enthalten, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist.
  • Beispiel 10 kann den Gegenstand von Beispiel 9 enthalten und kann ferner mindestens einen Schalter enthalten, um einen Ausgang des geschalteten Verstärkers über das Ausgangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker oder den zweiten Verstärker zu koppeln.
  • Beispiel 11 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1–10 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass der erste und der zweite Verstärker Transkonduktanzverstärker sind.
  • Beispiel 12 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1–11 enthalten und kann ferner einen dritten Verstärker enthalten; wobei das Eingangsanpassungsnetz dem ersten, dem zweiten und dem dritten Verstärker gemeinsam ist und der mindestens eine Schalter den Eingang über das Eingangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker, den zweiten Verstärker oder den dritten Verstärker koppeln soll.
  • Beispiel 13 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1–12 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass der erste Verstärker einen ersten bipolaren Sperrschichttransistor (BJT) enthält und der zweite Verstärker einen zweiten BJT enthält.
  • Beispiel 14 kann den Gegenstand von Beispiel 13 enthalten und kann ferner eine Vorspannungserzeugungsschaltung enthalten, die ein Paar von Stromspiegel-BJTs enthält.
  • Beispiel 15 kann den Gegenstand von Beispiel 14 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung ferner ein Paar von Beta-Helper-BJTs enthält.
  • Beispiel 16 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 13–15 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass der erste Verstärker eine Kaskodentopologie aufweist.
  • Beispiel 17 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 13–16 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass der erste und der zweite BJT in einer gemeinsamen Emitter-Schaltungskonfiguration angeordnet sind.
  • Beispiel 18 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 1–17 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass der erste Verstärker einen ersten Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) enthält und der zweite Verstärker einen zweiten MOSFET enthält.
  • Beispiel 19 ist ein geschaltetes Verstärkersystem, das Folgendes enthält: einen geschalteten Verstärker, der einen ersten Verstärker; einen zweiten Verstärker; ein Eingangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist, oder ein Ausgangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist, und eine Vorspannungsschaltung, um wahlweise (1) dem ersten Verstärker einen ersten Vorspannungsstrom bereitzustellen oder (2) dem zweiten Verstärker einen zweiten Vorspannungsstrom bereitzustellen, wobei der zweite Vorspannungsstrom kleiner ist als der erste Vorspannungsstrom.
  • Beispiel 20 kann den Gegenstand von Beispiel 19 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass die Vorspannungsschaltung ein Signal eines Niedrigleistungsmodus empfangen und als Antwort auf den Empfang des Signals eines Niedrigleistungsmodus den zweiten Vorspannungsstrom bereitstellen soll.
  • Beispiel 21 kann den Gegenstand von Beispiel 20 enthalten und kann ferner mindestens einen Schalter enthalten, der als Antwort auf das Signal eines Niedrigleistungsmodus (1) einen Eingang des geschalteten Verstärkersystems über das Eingangsanpassungsnetz an den zweiten Verstärker koppeln oder (2) einen Ausgang des geschalteten Verstärkersystems über das Ausgangsanpassungsnetz an den zweiten Verstärker koppeln soll.
  • Beispiel 22 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 20–21 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass die Vorspannungsschaltung ein Signal eines Nennleistungsmodus empfangen und als Antwort auf den Empfang des Signals eines Nennleistungsmodus den ersten Vorspannungsstrom bereitstellen soll.
  • Beispiel 23 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 19–22 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass der erste und der zweite Verstärker Transkonduktanzverstärker sind.
  • Beispiel 24 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 19–23 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass die Vorspannungsschaltung ein Paar von bipolaren Stromspiegelsperrschichttransistoren (Stromspiegel-BJTs) enthält.
  • Beispiel 25 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 19–24 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass der erste Verstärker eine Kaskodentopologie aufweist.
  • Beispiel 26 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 19–25 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass der erste Verstärker einen ersten Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) enthält und der zweite Verstärker einen zweiten MOSFET enthält.
  • Beispiel 27 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 19–26 enthalten und kann ferner eine Hochfrequenzsignalquelle (RF-Signalquelle) enthalten, die an einen Eingang des geschalteten Verstärkers gekoppelt ist.
  • Beispiel 28 ist ein Verfahren zum Betreiben eines geschalteten Verstärkers mit einstellbarem Leistungsverbrauch, das Folgendes enthält: Bereitstellen eines ersten Vorspannungsstroms für einen ersten Verstärker in dem geschalteten Verstärker; Empfangen eines Signals eines Niedrigleistungsmodus und als Antwort auf das Empfangen des Signals eines Niedrigleistungsmodus Bereitstellen eines zweiten Vorspannungsstroms für einen zweiten Verstärker in dem geschalteten Verstärker, wobei der zweite Vorspannungsstrom kleiner ist als der erste Vorspannungsstrom und wobei der erste und der zweite Verstärker ein Eingangsanpassungsnetz oder ein Ausgangsanpassungsnetz teilen.
  • Beispiel 29 kann den Gegenstand von Beispiel 28 enthalten und kann ferner als Antwort auf das Empfangen des Signals eines Niedrigleistungsmodus das Betätigen von einem oder mehreren Schaltern enthalten, um einen Eingang des geschalteten Verstärkers an den zweiten Verstärker zu koppeln.
  • Beispiel 30 kann den Gegenstand von einem der Beispiele 28–29 enthalten und kann ferner Folgendes enthalten: nach dem Bereitstellen des zweiten Vorspannungsstroms für den zweiten Verstärker Empfangen eines Signal eines Nennleistungsmodus;
    Als Antwort auf das Empfangen des Signals eines Nennleistungsmodus Bereitstellen des ersten Vorspannungsstroms für den ersten Verstärker und Betätigen von einem oder mehreren Schaltern, um einen Eingang des geschalteten Verstärkers an den ersten Verstärker zu koppeln.
  • Beispiel 31 kann den Gegenstand von einem der Beispiel 28–30 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass der erste und der zweite Verstärker Transkonduktanzverstärker sind.
  • Beispiel 32 kann den Gegenstand nach einem der Beispiele 28–31 enthalten und kann ferner spezifizieren, dass der erste und der zweite Verstärker das Eingangsanpassungsnetz und das Ausgangsanpassungsnetz teilen.
  • Beispiel 33 ist eine Rechenvorrichtung, die einen der hier offenbarten geschalteten Verstärker enthält.
  • Beispiel 34 ist eine Einrichtung, die Mittel enthält, um eines der hier offenbarten Verfahren durchzuführen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • IEEE 802.11-Familie [0059]
    • IEEE 802.16-Normen [0059]
    • IEEE 802.16-2005-Abänderung [0059]
    • IEEE 802.16-kompatible [0059]
    • IEEE 802.16-Normen [0059]

Claims (25)

  1. Geschalteter Verstärker, der Folgendes umfasst: einen ersten Verstärker; einen zweiten Verstärker; ein Eingangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist, und mindestens einen Schalter, um einen Eingang des geschalteten Verstärkers über das Eingangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker oder den zweiten Verstärker zu koppeln.
  2. Geschalteter Verstärker nach Anspruch 1, der ferner Folgendes umfasst: eine Vorspannungserzeugungsschaltung, um dem ersten Verstärker einen ersten Vorspannungsstrom bereitzustellen, wenn der Eingang über das Eingangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker gekoppelt ist, und um dem zweiten Verstärker einen zweiten Vorspannungsstrom bereitzustellen, wenn der Eingang über das Eingangsanpassungsnetz an den zweiten Verstärker gekoppelt ist, wobei der zweite Vorspannungsstrom kleiner ist als der erste Vorspannungsstrom.
  3. Geschalteter Verstärker nach Anspruch 2, der ferner Folgendes umfasst: eine Vorspannungssteuerschaltung, um: ein Signal eines Niedrigleistungsmodus zu empfangen und als Antwort auf den Empfang des Signals eines Niedrigleistungsmodus zu bewirken, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung den zweiten Vorspannungsstrom erzeugt.
  4. Geschalteter Verstärker nach Anspruch 3, wobei die Vorspannungssteuerschaltung ferner als Antwort auf den Empfang des Signals eines Niedrigleistungsmodus bewirken soll, dass der mindestens eine Schalter den Eingang über das Eingangsanpassungsnetz an den zweiten Verstärker koppelt.
  5. Geschalteter Verstärker nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Vorspannungssteuerschaltung ferner: ein Signal eines Nennleistungsmodus empfangen und als Antwort auf den Empfang des Signals eines Nennleistungsmodus bewirken soll, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung den ersten Vorspannungsstrom erzeugt.
  6. Geschalteter Verstärker nach Anspruch 5, wobei die Vorspannungssteuerschaltung ferner als Antwort auf den Empfang des Signals eines Nennleistungsmodus bewirken soll, dass der mindestens eine Schalter den Eingang über das Eingangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker koppelt.
  7. Geschalteter Verstärker nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Vorspannungssteuerschaltung ferner: ein Vorspannungspegelsignal empfangen; als Antwort auf den Empfang des Signals eines Nennleistungsmodus und des Vorspannungspegelsignals einen Stromwert, der dem Vorspannungspegelsignal innerhalb eines Strombereichs eines Nennleistungsmodus entspricht, identifizieren und bewirken soll, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung den ersten Vorspannungsstrom erzeugt, wobei der erste Vorspannungsstrom den Stromwert aufweist.
  8. Geschalteter Verstärker nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Vorspannungssteuerschaltung ferner: ein Vorspannungspegelsignal empfangen; als Antwort auf den Empfang des Signals eines Niedrigleistungsmodus und des Vorspannungspegelsignals einen Stromwert, der dem Vorspannungspegelsignal innerhalb eines Strombereichs eines Niedrigleistungsmodus entspricht, identifizieren und bewirken soll, dass die Vorspannungserzeugungsschaltung den zweiten Vorspannungsstrom erzeugt, wobei der zweite Vorspannungsstrom den Stromwert aufweist.
  9. Geschalteter Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner Folgendes umfasst: ein Ausgangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist.
  10. Geschalteter Verstärker nach Anspruch 9, der ferner Folgendes umfasst: mindestens einen Schalter, um einen Ausgang des geschalteten Verstärkers über das Ausgangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker oder den zweiten Verstärker zu koppeln.
  11. Geschalteter Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und der zweite Verstärker Transkonduktanzverstärker sind.
  12. Geschalteter Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner Folgendes umfasst: einen dritten Verstärker; wobei das Eingangsanpassungsnetz dem ersten, dem zweiten und dem dritten Verstärker gemeinsam ist und der mindestens eine Schalter den Eingang über das Eingangsanpassungsnetz an den ersten Verstärker, den zweiten Verstärker oder den dritten Verstärker koppeln soll.
  13. Geschalteter Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Verstärker einen ersten bipolaren Sperrschichttransistor (BJT) und der zweite Verstärker einen zweiten BJT enthält.
  14. Geschalteter Verstärker nach Anspruch 13, der ferner Folgendes umfasst: eine Vorspannungserzeugungsschaltung, die ein Paar von Stromspiegel-BJTs enthält.
  15. Geschalteter Verstärker nach Anspruch 14, wobei die Vorspannungserzeugungsschaltung ferner ein Paar von Beta-Helper-BJTs enthält.
  16. Geschalteter Verstärker nach Anspruch 13, 14 oder 15, wobei der erste Verstärker eine Kaskodentopologie aufweist.
  17. Geschalteter Verstärker nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der erste und der zweite BJT in einer gemeinsamen Emitter-Schaltungskonfiguration angeordnet sind.
  18. Geschalteter Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Verstärker einen ersten Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) enthält und der zweite Verstärker einen zweiten MOSFET enthält.
  19. Geschaltetes Verstärkersystem, das Folgendes umfasst: einen geschalteten Verstärker, der Folgendes enthält: einen ersten Verstärker; einen zweiten Verstärker; ein Eingangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist, oder ein Ausgangsanpassungsnetz, das dem ersten und dem zweiten Verstärker beiden gemeinsam ist, und eine Vorspannungsschaltung, um wahlweise (1) dem ersten Verstärker einen ersten Vorspannungsstrom bereitzustellen oder (2) dem zweiten Verstärker einen zweiten Vorspannungsstrom bereitzustellen, wobei der zweite Vorspannungsstrom kleiner ist als der erste Vorspannungsstrom.
  20. Geschaltetes Verstärkersystem nach Anspruch 19, wobei die Vorspannungsschaltung: ein Signal eines Niedrigleistungsmodus empfangen und als Antwort auf den Empfang des Signals eines Niedrigleistungsmodus den zweiten Vorspannungsstrom bereitstellen soll.
  21. Geschaltetes Verstärkersystem nach Anspruch 20, das ferner mindestens einen Schalter umfasst, der als Antwort auf das Signal eines Niedrigleistungsmodus (1) einen Eingang des geschalteten Verstärkersystems über das Eingangsanpassungsnetz an den zweiten Verstärker oder (2) einen Ausgang des geschalteten Verstärkersystems über das Ausgangsanpassungsnetz an den zweiten Verstärker koppeln soll.
  22. Geschaltetes Verstärkersystem nach Anspruch 19, 20 oder 21, das ferner Folgendes umfasst: eine Hochfrequenzsignalquelle (RF-Signalquelle), die an einen Eingang des geschalteten Verstärkers gekoppelt ist.
  23. Verfahren zum Betreiben eines geschalteten Verstärkers mit einstellbarem Leistungsverbrauch, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines ersten Vorspannungsstroms für einen ersten Verstärker in dem geschalteten Verstärker; Empfangen eines Signals eines Niedrigleistungsmodus und als Antwort auf das Empfangen des Signals eines Niedrigleistungsmodus Bereitstellen eines zweiten Vorspannungsstroms für einen zweiten Verstärker in dem geschalteten Verstärker, wobei der zweite Vorspannungsstrom kleiner ist als der erste Vorspannungsstrom und wobei der erste und der zweite Verstärker ein Eingangsanpassungsnetz oder ein Ausgangsanpassungsnetz teilen.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, das ferner Folgendes umfasst: als Antwort auf das Empfangen des Signals eines Niedrigleistungsmodus Betätigen von einem oder mehreren Schaltern, um einen Eingang des geschalteten Verstärkers an den zweiten Verstärker zu koppeln.
  25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, das ferner Folgendes umfasst: nach dem Bereitstellen des zweiten Vorspannungsstroms für den zweiten Verstärker Empfangen eines Signals eines Nennleistungsmodus; als Antwort auf das Empfangen des Signals eines Nennleistungsmodus Bereitstellen des ersten Vorspannungsstroms für den ersten Verstärker und Betätigen von einem oder mehreren Schaltern, um einen Eingang des geschalteten Verstärkers an den ersten Verstärker zu koppeln.
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