DE102021125853A1

DE102021125853A1 - Strommodus-transkonduktanz-kapazität-filter in einem hochfrequenz- digital-analog- umsetzer

Info

Publication number: DE102021125853A1
Application number: DE102021125853.7A
Authority: DE
Inventors: Sudipto Chakraborty; Raymond Richetta; Pat Rosno
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2020-11-19
Filing date: 2021-10-05
Publication date: 2022-05-19
Also published as: GB2606238B; US12047048B2; GB2606238A; GB202115782D0; JP2022081445A; CN114553187A; US20220158626A1

Abstract

Ein Filterstufensystem umfasst ein zeitkontinuierliches Basisbandfilter Filterstufensystem, das eine Rückkopplungsschleife aufweist, die mindestens einen ersten Impedanzknoten und mindestens einen zweiten Impedanzknoten nutzt, wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine höhere Impedanz als der mindestens eine zweite Impedanzknoten hat und wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine dominante Polstelle bereitstellt und der mindestens eine zweite Impedanzknoten eine nichtdominante Polstelle bereitstellt und wobei das zeitkontinuierliche Basisbandfilter einen gefilterten Strom erzeugt und eine Spiegelungskomponente den gefilterten Strom auf einen Ausgang spiegelt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung des Gegenstands betrifft einen integrierten Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer (HF-DAU) und konkreter ein Nutzen eines Strommodus-Transkonduktanz-Kapazität-Filters, um einen gefilterten Strom zu erzeugen und einen Pfad bereitzustellen, um Strom zwischen dem Filter und benachbarten Stufen in einer Signalkette wiederzuverwenden.
HINTERGRUND
Bei der Quantendatenverarbeitung handelt es sich allgemein um die Verwendung quantenmechanischer Erscheinungen, um Datenverarbeitungs- und Informationsverarbeitungsfunktionen durchzuführen. Quantendatenverarbeitung kann als Gegensatz zur klassischen Datenverarbeitung betrachtet werden, die allgemein auf der Grundlage von Binärwerten bei Transistoren arbeiten. Das heißt, klassische Computer können auf der Grundlage von zwei Grundzuständen arbeiten, bei denen es sich entweder um 0 oder 1 handelt, während Quantencomputer auf der Grundlage von Quantenbits arbeiten, die eine auf Wahrscheinlichkeit beruhende Superposition von sowohl 0 als auch 1 aufweisen, mehrere Quantenbits verschränken und Störeinflüsse verwenden können. Quantendatenverarbeitung entwickelt sich gegenwärtig als neues Modell, um eine große Gruppe von Problemen zu lösen, die sich auf einem herkömmlichen klassischen Hochleistungscomputer äußerst unvorteilhaft auswirken können. Eine Fähigkeit zur Erzeugung von Arbiträrsignalverläufen mit variabler Amplitude und geringer Verzerrung ist in vielen Kontexten wünschenswert, unter anderem bei der Steuerung von Qubits auf dem Gebiet der Quantendatenverarbeitung. Insbesondere sind Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer (HFDAUs) bei einer Vielfalt von Anwendungen wertvoll, unter anderem bei Drahtlos-Sendern und beim Realisieren von Steuerimpulsen für Qubits. Die Realisierung von Filtern und die Schnittstelle zwischen dem Filter und den anderen Elementen der Signalkette sind bei derartigen Ausgestaltungen von Belang. Zeitkontinuierliche Filter sind sehr gut zur Realisierung von stromsparenden aktiven Filtern mit hohem Dynamikbereich geeignet. Eine Strommodus-Signalverarbeitung ist sehr gut für verzerrungsarme Anwendungen geeignet, da sie bei verschiedenen Knoten von Interesse Spannungsschwankungen verringert. Ein herkömmliches Strommodus-Eingangsfilter unter Verwendung eines Operationsverstärkers hat einen erheblichen Stromverbrauch und ist bei Hochfrequenzanwendungen nur begrenzt nutzbar.
KURZDARSTELLUNG
Die folgende Kurzdarstellung dient zur Vermittlung eines grundlegenden Verständnisses einer oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung. Mit dieser Kurzdarstellung ist nicht beabsichtigt, wichtige oder entscheidende Elemente zu benennen oder einen Schutzumfang bestimmter Ausführungsformen oder einen Schutzumfang von Ansprüchen zu skizzieren. Ihr ausschließlicher Zweck besteht darin, Konzepte in einer vereinfachten Form als Einleitung der danach folgenden ausführlicheren Beschreibung vorzustellen. Bei einer oder mehreren hierin beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen Systeme, mittels Computer realisierte Verfahren einen integrierten Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer (HF-DAU) und konkreter ein Nutzen eines Strommodus-Transkonduktanz-Kapazität-Filters, um einen gefilterten Strom zu erzeugen und einen Pfad bereitzustellen, um Strom zwischen dem Filter und benachbarten Stufen in einer Signalkette wiederzuverwenden.
Gemäß einer Ausführungsform weist ein System einen Prozessor auf, der die folgenden, durch das System ausführbaren Komponenten ausführt, die im Hauptspeicher gespeichert sind: einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer (HFDAU), der im Strommodus arbeitet, und ein zeitkontinuierliches Basisbandfilter, das eine Rückkopplungsschleife aufweist, die mindestens einen ersten Impedanzknoten und mindestens einen zweiten Impedanzknoten nutzt, wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine höhere Impedanz als der mindestens eine zweite Impedanzknoten hat und wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine dominante Polstelle bereitstellt und der mindestens eine zweite Impedanzknoten eine nichtdominante Polstelle bereitstellt und wobei das zeitkontinuierliche Basisbandfilter einen gefilterten Strom erzeugt.
Bei einem optionalen Aspekt spiegelt eine im Strommodus arbeitende Spiegelungskomponente den gefilterten Strom auf einen Ausgang.
Gemäß einer Ausführungsform weist ein mittels eines Systems realisiertes Verfahren auf: einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer zum Ausführen von durch ein System ausführbaren Komponenten, um die folgenden Aktionen durchzuführen: Arbeiten im Strommodus zusammen mit einem Basisbandfilter, wobei die Eingaben und Ausgaben von Systemblöcken als Ströme dargestellt sind.
Bei einem optionalen Aspekt weist das durch ein System realisiertes Verfahren ferner ein Zuordnen, durch das System, einer im Strommodus arbeitenden Spiegelungskomponente auf, die den gefilterten Strom auf einen Ausgang spiegelt, wobei sie selektiv ein Spiegelungsverhältnis auswählt, um in Bezug auf einen feinabgestimmten Basisschritt eine variable Verstärkung zu erreichen.
Figurenliste

1 veranschaulicht ein Blockschema einer beispielhaften Systemrealisierung, die einen integrierten Digital-Analog-Umsetzer (DAU) unter Verwendung eines Strommodus-Signalpfads realisiert.
2 veranschaulicht ein beispielhaftes Flussdiagramm eines integrierten Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzers unter Verwendung eines Strommodus-Transkonduktanz-Kapazität-Filters.
3 veranschaulicht eine beispielhafte Architektur einer Signalkette eines Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzers (HF-DAU-Signalkette).
4 veranschaulicht eine beispielhafte Architektur einer Ansicht des auf Rückkopplung beruhenden Transkonduktanz-Kondensator-Basisbandfilters auf Blockebene.
5 veranschaulicht eine beispielhafte schematische Zeichnung einer unsymmetrischen Realisierungsform des Filters auf Transistorebene.
6 veranschaulicht eine beispielhafte Realisierungsform des Basisbandfilters auf Transistorebene.
7 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Zeichnung einer alternativen Filteranordnung von Ausführungsformen auf Transistorebene.
8 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Zeichnung einer alternativen Filteranordnung einer Ausführungsform auf Transistorebene.
9 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Zeichnung einer alternativen Filteranordnung von Ausführungsformen auf Transistorebene.
10 veranschaulicht eine beispielhafte Zeichnung einer Differenzfilter-Übertragungsfunktion einer Ausführungsform auf Transistorebene.
11 veranschaulicht ein Beispiel von Simulationsergebnissen des Strommodus-Transkonduktanz-Kapazität-Filters.
12 veranschaulicht ein Beispiel einer schematischen Erweiterung eines auf Arrays beruhenden Systems.
13 veranschaulicht eine beispielhafte schematische Darstellung einer kaskadierten Erweiterung von komplementären Stufen.
14 veranschaulicht ein Blockschema einer beispielhaften, nicht einschränkenden Betriebsumgebung, die eine oder mehrere hierin beschriebene Ausführungsformen ermöglichen kann.
15 veranschaulicht ein Blockschema einer beispielhaften, nicht einschränkenden Betriebsumgebung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung des Gegenstands.
16 veranschaulicht ein Blockschema von beispielhaften, nicht einschränkenden Abstraktionsschichten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung des Gegenstands.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung dient lediglich der Veranschaulichung und soll Ausführungsformen und/oder eine Anwendung oder Verwendungen von Ausführungsformen nicht einschränken. Des Weiteren besteht keine Absicht, durch beliebige ausdrücklich oder stillschweigend eingeschlossene Informationen gebunden zu sein, die im vorstehenden Abschnitt „Kurzdarstellung“ oder im Abschnitt „Ausführliche Beschreibung“ angegeben sind. Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei durchgehend gleiche Bezugsnummern verwendet werden, um auf gleiche Elemente zu verweisen. In der folgenden Beschreibung sind zu Erläuterungszwecken zahlreiche konkrete Einzelheiten dargelegt, um ein gründlicheres Verständnis der einen oder der mehreren Ausführungsformen zu ermöglichen. Es ist jedoch offensichtlich, dass die eine oder die mehreren Ausführungsformen in verschiedenen Fällen ohne diese konkreten Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden können.
Die Offenbarung des Gegenstands betrifft allgemein Systeme und Verfahren, die einen durchgängigen Strommodus-Pfad vom Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer (HF-DAU) über einen Ausgang realisiert, der eine Realisierung eines vorteilhaften Satzes von Kompromissen bezüglich Stromverbrauch und Verzerrung ermöglicht. Die Elemente eines Signalpfads sind HFDAU, Basisbandfilter, Spiegel und eine Ausgangsstufe. Vorteile können durch Realisieren einer gesamten Kette im Strommodus oder durch Realisieren von Teilelementen der Kette im Strommodus erreicht werden.
Ausführungsformen integrieren einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer, indem ein Strommodus-Transkonduktanz-Kapazität-Filter genutzt wird, um einen gefilterten Strom zu erzeugen und einen Pfad zur Stromwiederverwendung zwischen dem Filter und benachbarten Stufen in einer Signalkette bereitzustellen. Eine Strommodus-Signalverarbeitung ist sehr gut für verzerrungsarme Anwendungen geeignet, da sie bei verschiedenen Knoten von Interesse Spannungsschwankungen verringert. Herkömmliche Strommodus-Eingangsfilter unter Verwendung eines Operationsverstärkers verbrauchen jedoch eine erhebliche Energiemenge und sind mit Einschränkungen bei Hochfrequenzanwendungen verbunden. Hierin offenbarte und beanspruchte Ausführungsformen schlagen eine vielversprechende Lösung für dieses Problem vor, indem bei der Realisierung eines integrierten Digital-Analog-Umsetzer eine Ausgestaltung eines Strommodus-Signalpfads eingeführt wird. Ein Realisieren einer effizienten Strommodus-Filterstufe bietet mehrere Vorteile in dem Kontext einer vorgeschlagenen HF-DAU-Architektur mit durchgängigem Strommodus-Analogsignalpfad, die für energiesparende, verzerrungsarme Anwendungen zur Erzeugung von Arbiträrsignalverläufen entwickelt wurde. Sie stellt einen Pfad zur Stromwiederverwendung zwischen dem Filter und benachbarten Stufen in der Signalkette bereit. Sie vermeidet außerdem ein Einführen zusätzlicher Strom-Spannung-Umsetzungen im Signalpfad (derartige Umsetzungen können im Rückkopplungspfad enthalten sein), was dazu beiträgt, unerwünschte Verzerrungsprodukte zu begrenzen, und gut mit Anforderungen an kleine Ausgangsamplituden übereinstimmt.
Quantendatenverarbeitung nutzt als ihre wesentliche Einheit ein Qubit anstelle eines klassischen Datenverarbeitungsbits. Bei einem Qubit (z.B. einem binären Quantenbit) handelt es sich um eine quantenmechanische Entsprechung eines klassischen Bits. Während klassische Bits nur einen von zwei grundlegenden Zuständen (z.B. 0 oder 1) nutzen können, können Qubits Superpositionen dieser grundlegenden Zustände (z.B. α|0〉 + β |1〉 nutzen, wobei α und β komplexe Skalare sind, sodass |α|² + |β|² = 1), wodurch möglich wird, dass mehrere Qubits theoretisch exponentiell mehr Informationen als dieselbe Anzahl klassischer Bits enthalten können. Daher können in der Theorie Quantencomputer (z.B. Computer, die Qubits anstelle ausschließlich klassischer Bits nutzen) Probleme schnell lösen, die für klassische Computer extrem schwierig sein können. Bei den Bits eines klassischen Computers handelt es sich einfach um binäre Ziffern mit einem Wert von entweder Ziffern 0 oder 1. Nahezu jede Einheit mit zwei eindeutigen Zuständen kann zum Darstellen eines klassischen Bits dienen: ein Schalter, ein Ventil, ein Magnet, eine Spule oder eine ähnliche binärartige Zustandsmessgröße. Qubits, die an dem Mysterium der Quanten beteiligt sind, können eine Superposition der Zustände 0 und 1 einnehmen. Es geht nicht darum, dass das Qubit einen Zwischenwert wie z.B. 0,63 haben kann; wenn der Zustand eines Qubits gemessen wird, lautet das Ergebnis entweder 0 oder 1. Aber im Verlaufe einer Berechnung kann ein Qubit fungieren, als würde es sich um eine Mischung von Zuständen handeln - zum Beispiel: 63 Prozent 0 und 37 Prozent 1. Allgemeine Quantenprogramme erfordern eine Koordination von Quantenbestandteilen und klassischen Bestandteilen einer Berechnung. Eine Möglichkeit, sich eine Vorstellung von allgemeinen Quantenprogrammen zu verschaffen, besteht darin, Prozesse und Abstraktionen zum Angeben eines Quantenalgorithmus zu identifizieren, den Algorithmus in eine ausführbare Form umzuwandeln, einen Versuch oder eine Simulation durchzuführen und die Ergebnisse zu analysieren. Ein Gedanke, der sich durch diese Prozesse zieht, ist der der Zwischendarstellungen. Bei einer Zwischendarstellung (intermediate representation, IR) einer Berechnung handelt es sich weder um ihre Beschreibung in einer Quellsprache noch um die Ziel-Maschinenanweisungen, sondern um etwas dazwischen. Compiler können während des Prozesses des Übersetzens und Optimierens eines Programms mehrere IRs verwenden. Die Eingabe ist ein Quellcode, der einen Quantenalgorithmus und Kompilierungszeitparameter beschreibt. Der Ausgabe ist ein kombiniertes Quantenprogramm/klassisches Programm, das unter Verwendung einer IR einer höheren Ebene ausgedrückt ist. Ein Unterschied zwischen einem Quantencomputer und einem klassischen Computer besteht darin, dass der Quantencomputer probabilistisch ist, somit stellen Maßzahlen von Algorithmenausgaben eine ordnungsgemäße Lösung innerhalb eines algorithmenspezifischen Vertrauensintervalls bereit. Die Berechnung wird anschließend wiederholt, bis eine zufriedenstellende mögliche Sicherheit der Lösung erreicht werden kann.
Durch Verarbeiten von Informationen unter Verwendung von Gesetzen der Quantenmechanik bieten Quantencomputer neuartige Möglichkeiten zum Durchführen von Berechnungsaufgaben wie z.B. Molekülberechnungen, optische Photonen, Optimierung und vieles mehr. Viele Algorithmen wurden eingeführt, um derartige Berechnungsaufgaben effizient durchzuführen. Insbesondere sind Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer bei einer Vielfalt von Anwendungen wertvoll, unter anderem bei Drahtlos-Sendern und beim Realisieren von Steuerimpulsen für Qubits. Einige wenige Probleme treten bei Ausgestaltungen auf, bei denen Spannungsmodus-Darstellungen bei einem Signalpfad verwendet werden, der an Blockschnittstellen hohe Anforderungen an den Dynamikbereich umfasst, die zu einem nichtlinearen Verhalten und zur Erzeugung höherer Amplitudenverzerrungsprodukte und einem unabhängigen Stromverbrauch pro Block führen, ohne dass die Möglichkeit zur Energieeffizienz besteht, die sich aus einer Stromwiederverwendung hergibt. Somit schlagen Ausführungsformen hierin eine Ausgestaltung eines effizienten Strommodus-Filters bei der Realisierung eines integrierten HF-DAU vor, um verzerrungsarme Anwendungen zur Erzeugung von Arbiträrsignalverläufen zu entwickeln. Dies stellt einen Pfad zum Wiederverwenden von Strom zwischen einem Filter und benachbarten Stufen in einer Signalkette und zum Vermeiden des Einführens zusätzlicher Strom-Spannung-Umsetzungen in einem Signalpfad (z.B. können derartige Umsetzungen in einem Rückkopplungspfad enthalten sein), was dazu beiträgt, unerwünschte Verzerrungsprodukte zu begrenzen, und gut mit Anforderungen an kleine Ausgangsamplituden übereinstimmt.
1 veranschaulicht ein Blockschema eines beispielhaften Systems 100, das auf Daten zugreifen und diese Daten unter Verwendung verschiedener abgebildeter Datenverarbeitungskomponenten gemäß einer oder mehreren hierin beschriebenen Ausführungsformen verarbeiten kann. Das System 100 kann einen Prozess des Bewertens und Identifizierens großer Mengen von verschiedenen Formen von Daten unter Verwendung von maschinellem Lernen und des Trainierens eines neuronalen Netzes oder einer anderen Art von Modell ermöglichen. Das System 100 kann außerdem vorausschauende Empfehlungen für eine individuelle Ebene mit Kontext gemäß einer oder mehreren hierin beschriebenen Ausführungsformen erzeugen. Aspekte von Systemen (z.B. des Systems 100 und dergleichen), Vorrichtungen oder Prozesse, die in dieser Offenbarung erläutert sind, können durch eine Maschine ausführbare Komponenten bilden, die innerhalb von Maschinen verkörpert sind, z.B. in einem oder mehreren durch einen Computer lesbaren Medien verkörpert, die einer oder mehreren Maschinen zugehörig sind. Derartige Komponenten können bei Ausführung durch die eine oder die mehreren Maschinen, z.B. Computer, Datenverarbeitungseinheiten, virtuelle Maschinen usw., die Maschinen veranlassen, hierin beschriebene Arbeitsschritte durchzuführen. Im Interesse der Kürze wird auf eine wiederholte Beschreibung ähnlicher Elemente verzichtet, die bei einer oder mehreren hierin beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt werden.
Das System 100 ermöglicht einen integrierten Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer (HFDAU), der einen Strommodus-Signalpfad nutzt. Ausführungsformen betreffen ein Verwalten von Elementen eines Signalpfads, eines HFDAU, eines Basisbandfilters, eines Spiegels und einer Ausgangsstufe. Vorteile können durch Realisieren einer gesamten Kette im Strommodus oder durch Realisieren von Teilelementen der Kette im Strommodus erreicht werden.
Das System 100 kann optional eine Servereinheit, ein oder mehrere Netzwerke und eine oder mehrere Einheiten (nicht gezeigt) umfassen. Das System 100 kann außerdem einen im Strommodus arbeitenden Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer 102 umfassen oder diesem zugehörig sein, der ein im Strommodus arbeitendes zeitkontinuierliches Basisbandfilter 104 aufweist, wobei Eingabe und Ausgabe der Systemblöcke als Ströme dargestellt werden. Eine Spiegelungskomponente 106 spiegelt den gefilterten Strom auf einen Ausgang 108, der im Strommodus arbeitet.
Bei einer Realisierungsform ermöglicht ein durchgängiger Strommodus-Pfad von dem Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer über den Ausgang 108 eine Realisierung von energiesparenden, verzerrungsarmen Anwendungen zur Erzeugung von Arbiträrsignalverläufen. Das zeitkontinuierliche Basisbandfilter 104 weist eine Rückkopplungsschleife auf, die mindestens einen ersten Impedanzknoten und mindestens einen zweiten Impedanzknoten nutzt, wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine höhere Impedanz als der mindestens eine zweite Impedanzknoten hat und wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine dominante Polstelle bereitstellt und der mindestens eine zweite Impedanzknoten eine nichtdominante Polstelle bereitstellt und wobei das zeitkontinuierliche Basisbandfilter einen gefilterten Strom erzeugt. Die Spiegelungskomponente 106 spiegelt den gefilterten Strom auf den Ausgang 108, wobei sie selektiv ein Spiegelungsverhältnis ändert, um in Bezug auf einen feinen Basisschritt eine variable Verstärkung zu erreichen.
Bei dem System 100 kann es sich um eine beliebige geeignete Datenverarbeitungseinheit oder einen Satz von Datenverarbeitungseinheiten handeln, die zu Datenübertragungszwecken mit Einheiten verbunden sind, von denen nicht einschränkende Beispiele einen Server-Computer, einen Computer, einen mobilen Computer, einem Großrechner, ein automatisiertes Testsystem, eine Netzwerkspeichereinheit, eine Datenübertragungseinheit, eine Webserver-Einheit, eine Netzwerkverbindungseinheit, eine Netzwerkweiterleitungseinheit, eine Gateway-Einheit, eine Netzwerk-Hub-Einheit, eine Netzwerkbrückeneinheit, ein Steuersystem oder eine beliebige andere geeignete Datenverarbeitungseinheit umfassen können, ohne auf diese beschränkt zu sein. Bei einer Einheit kann es um eine beliebige Einheit handeln, die Informationen mit dem System 100 und/oder beliebigen anderen geeigneten Einheiten austauschen kann, die durch das System 100 bereitgestellte Informationen nutzen können. Es sollte klar sein, dass das System 100, die Komponenten, die Modelle oder die Einheiten mit Datenübertragungskomponenten (nicht gezeigt) ausgestattet sein können, die eine Datenübertragung zwischen dem System, den Komponenten, den Modellen, den Einheiten usw. über ein oder mehrere Netzwerke ermöglichen können.
Die verschiedenen Komponenten des Systems 100 können entweder direkt oder über ein oder mehrere Netzwerke verbunden sein. Derartige Netzwerke können drahtgebundene Netzwerke und Drahtlos-Netzwerke umfassen, einschließlich und ohne auf diese beschränkt zu sein, eines Mobilfunknetzes, eines Weitverkehrsnetzwerks (wide area network, WAN) (z.B. des Internets) oder eines lokalen Netzwerks (local area network, LAN), von denen nicht einschränkende Beispiele Mobilfunk, WAN, Wireless Fidelity (Wi-Fi), Wi-Max, WLAN, Funk-Datenübertragungs-, Mikrowellen-Datenübertragungs-, satellitengestützte Datenübertragungs-, optische Datenübertragungs-, Schall-Datenübertragungs- oder eine beliebige andere geeignete Datenübertragungstechnologie umfassen. Darüber hinaus wurden die vorstehend erwähnten Systeme und/oder Einheiten in Bezug auf Interaktion zwischen mehreren Komponenten beschrieben. Es sollte klar sein, dass derartige Systeme und Komponenten diese Komponenten oder darin angegebene Teilkomponenten, einige der angegebenen Komponenten oder Teilkomponenten und/oder zusätzliche Komponenten umfassen können. Teilkomponenten können außerdem als Komponenten realisiert sein, die zu Datenübertragungszwecken mit anderen Komponenten anstelle derjenigen verbunden sind, die in übergeordneten Komponenten enthalten sind. Ferner können eine oder mehrere Komponenten und/oder Teilkomponenten zu einer einzigen Komponente kombiniert sein, die eine zusammengefasste Funktionalität bereitstellt. Diese Komponenten können außerdem mit einer oder mehreren anderen Komponenten interagieren, die hierin der Kürze wegen nicht konkret beschrieben, Fachleuten aber bekannt sind.
Die Computerverarbeitungssysteme, Verfahren, Vorrichtungen und/oder Computerprogrammprodukte des Gegenstands können genutzt werden, um neue Probleme zu lösen, die durch Fortschritte bei Technologie, Computernetzwerken, dem Internet und dergleichen entstehen.
In der digitalen Welt von heute bilden Anwendungen der Drahtlos-Datenübertragung einen der größten Wachstumsbereiche in der Elektronik. Moderne Hochfrequenzsysteme wie z.B. supraleitende Quantenbit-Steuereinheiten beruhen auf einer Breitband-Mehrkanalarchitektur. Die Verwendung von Vektorsignalgeneratoren mit IQ-Modulatoren und analogen Synthesizern für HF-Signale ist wegen der komplizierten Kalibrierung der Signale und wegen der Kosten mit Einschränkungen verbunden. Somit sind Digital-Analog-Umsetzungen bei der praktischen Umsetzung von Signalverarbeitung, Modulation und Signalerzeugung wertvoll. Darüber hinaus sind Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer (HF-DAUs) bei einer Vielfalt von Anwendungen wertvoll, unter anderem bei Drahtlos-Sendern und beim Realisieren von Steuerimpulsen für Qubits sowie im Zusammenhang mit dem Signal-Rausch-Verhältnis. Insbesondere können HFDAU-Realisierungsformen im Idealfall auf eine geringe Verzerrung gerichtet sein und gleichzeitig den Stromverbrauch minimieren. Im Allgemeinen bilden diese Zielsetzungen einen Bewegungsspielraum für Kompromisse im Verlauf des Entwurfs. Eine Realisierungsform eines HFDAU-Signalpfads kann Spannungsmodus-Signale, Strommodus-Signale oder eine Kombination aus beiden umfassen. Somit schlagen Ausführungsformen eine vielversprechende Lösung vor, indem eine Ausgestaltung eines Strommodus-Signalpfads in einem integrierten Digital-Analog-Umsetzer eingeführt wird. Ein effizienter Strommodus-Filter bietet mehrere Vorteile in dem Kontext einer vorgeschlagenen HFDAU-Architektur mit durchgängigem Strommodus-Analogsignalpfad, die für energiesparende, verzerrungsarme Anwendungen zur Erzeugung von Arbiträrsignalverläufen entwickelt wurde. Sie stellt einen Pfad zum Wiederverwenden von Strom zwischen einem Filter und benachbarten Stufen in einer Signalkette bereit. Sie vermeidet außerdem ein Einführen zusätzlicher Strom-Spannung-Umsetzungen im Signalpfad (z.B. können derartige Umsetzungen in einem Rückkopplungspfad enthalten sein), was unerwünschte Verzerrungsprodukte abmildert und gut mit Anforderungen an kleine Ausgangsamplituden übereinstimmt.
2 veranschaulicht ein beispielhaftes Flussdiagramm eines integrierten Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzers unter Verwendung eines Strommodus-Transkonduktanz-Kapazität-Filters. Wie in dem Flussdiagramm 200 beschrieben, weist ein System einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzer (HFDAU) auf, wobei ein Strommodus-Basisbandfilter verwendet wird. Bei 202 weist ein zeitkontinuierliches Basisbandfilter eine Rückkopplungsschleife auf, die mindestens einen ersten Impedanzknoten und mindestens einen zweiten Impedanzknoten nutzt, wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine höhere Impedanz als der mindestens eine zweite Impedanzknoten hat und wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine dominante Polstelle bereitstellt und der mindestens eine zweite Impedanzknoten eine nichtdominante Polstelle bereitstellt. Bei 204 erzeugt das zeitkontinuierliche Basisbandfilter einen gefilterten Strom. Bei 206 wählt eine Spiegelungskomponente selektiv ein Spiegelungsverhältnis aus, um in Bezug auf einen feinen Basisschritt eine variable Verstärkung zu erreichen. Bei 208 skaliert eine Skalierungskomponente den Eingangsstrom der Rückkopplungsschleife, um eine Grobregelung der Verstärkung zu ermöglichen. Bei 210 überwacht eine Überwachungskomponente eine skalierte Version des Eingangsstroms, um Verzerrungsstörungen der Überwachung abzumildern. Ein Satz zusätzlicher Polstellen ist zwischen dem zeitkontinuierlichen Basisbandfilter und der Spiegelungskomponente platziert, um ein Filtern höherer Ordnung zu ermöglichen und ein Beeinträchtigen der Stabilität des zeitkontinuierlichen Basisbandfilters abzumildern. Bei 212 stellt eine Teilmenge der Mehrzahl von kaskadierten zeitkontinuierlichen Basisbandfiltern Tiefpass-, Bandpass- oder Hochpasseigenschaften mit Eckfrequenzen, einem Qualitätsfaktor oder einer durch digitale Regelung festgelegten Verstärkungsregelung bereit. Bei der Ausgabe aus diesem zeitkontinuierlichen Filter handelt es sich um Strom, und mehrere derartige Filter können leicht kaskadiert werden, um Strommodus-Filter höherer Ordnung zu realisieren. Ein Filter kann Tiefpass-, Bandpass- oder Hochpasseigenschaften mit Eckfrequenzen, Qualitätsfaktor und durch eine digitale Regelung festgelegten Verstärkungsschritten bereitstellen.
Drahtlos-Datenübertragungsanwendungen sind wegen der Anforderungen problematisch, die moderne Daten Umsetzer hinsichtlich Geschwindigkeit und Leistung im Frequenzbereich stellen. Schnelle Digital-Analog-Umsetzer erfordern weniger Misch- und Filterstufen, um eine leistungsfähige Ausgabe zu erzeugen. Technologische Fortschritte von heute stoßen auf viele Probleme, wenn es darum geht, dem zunehmendem Bandbreitenbedarf in einem überfüllten Frequenzspektrum gerecht zu werden. Dies erhöht die Komplexität der Signalkette, da die Frequenzplanung die Anforderungen hinsichtlich Größe, Stromverbrauch und Leistung beeinträchtigt. Eine Fähigkeit zur Nutzung eines Frequenzspektrums verbessert das Benutzererlebnis und ermöglicht neue Systemfähigkeiten. Hochfrequenzumsetzer dienen zur Umsetzung von Mikrowellensignalen in niedrigere oder höhere Frequenzbereiche, um eine breite Palette von Verarbeitungsoptionen zu erreichen. Die Verringerung von Größe und Kosten von Telekommunikations- und Militärsystemen ist der treibende Faktor bei der Entwicklung moderner Digital-Analog-Umsetzer, um mehr Funktionalitäten in einen Chip zu integrieren. Bestimmte schnelle Digital-Analog-Umsetzer integrieren Funktionalitäten zur Verarbeitung und Aufbereitung digitaler Signale, wie z.B. Filter, komplexe Modulation und numerisch gesteuerte Oszillatoren. Dies ermöglicht eine direkte Erzeugung komplexer HF-Signale in effizienter und kompakter Weise. Bei einer herkömmlichen HFDAU-Architektur werden Informationen aus einer Frequenz verarbeitet und in eine andere Frequenz übersetzt. Hierin offenbarte Ausführungsformen führen eine vielseitige Signalverarbeitung auf einer niedrigen Frequenz und bei verringertem Stromverbrauch durch.
3 veranschaulicht eine beispielhafte Architektur einer Signalkette eines Hochfrequenz-Digital-Analog-Umsetzers (HFDAU-Signalkette). Ein Verfahren zum Erzeugen komplexer Signale besteht darin, eine Trägersignalfrequenz durch einen lokalen Oszillator unter Verwendung eines Vektormodulators zu modulieren. Bei HF-Anwendungen werden digitale I- und Q-Basisbandsignale unter Verwendung von Arbiträrsignalgeneratoren (arbitrary waveform generators, AWG) erzeugt, die einen oder mehrere synchronisierte Digital-Analog-Umsetzer enthalten. Eine HFDAU-Kettenarchitektur 300 enthält digitale Basisbandsignale BBI 302 und BBQ 304. Basisband-Digital-Analog-Multibit-Umsetzer
(DAU) 306 und 308 nehmen digitale Bits und wandeln digitale Bits je nach Bandbreite eines Signals und Abtasttaktfrequenz in ein Analogsignal um. Dies ermöglicht eine Ausgabe eines Stroms und stellt Mischern einen gefilterten verstärkten Strom bereit. Signale werden über Tiefpassfilter 306 und 308 verarbeitet, um einen Außerband-Rauschanteil auszusondern, der aus dem Digital-Analog-Umsetzer 300 stammt. Die gefilterten Signale werden durch Mischer 310 und 312 gemischt und somit aufwärtskonvertiert, wobei zwei Träger (LO-Q und LO-I) mit rechtwinkligen Phasen 0 und 90 Grad von I und Q verwendet werden. Unter Verwendung eines Signalkombinators 311 werden die entstehenden Signale kombiniert, indem eine Einseitenbandsignal-Darstellung erstellt wird. Wenn zum Beispiel die Funktion (x*y) in einer Einseitenbanddarstellung durchgeführt werden muss, kann die Variable x als Kombination aus 0 und 90 Grad dargestellt werden, und die Variable y kann als Kombination aus 0 und 90 Grad dargestellt werden. Diese beiden Variablen können dann ähnlich dem Skalarprodukt von zwei Vektoren multipliziert und addiert werden. Eine Ausgabe dieser Funktion wird durch einen Treiber DRV 314 verarbeitet. Bei einem Anpassungsnetzwerk MN 316 handelt es sich um eine Komponente, die in der Regel aus passiven Elementen besteht, die keine Verzerrungen bereitstellen. Das Anpassungsnetzwerk 316 überführt einen Widerstand 318 (z.B. 50 Ohm) in eine Impedanz, die der Treiber benötigt um die Leistungsübertragung zu maximieren. Eine Ausgabe 320 dieser DAUs wird gefiltert, unter Verwendung von I- und Q-Kanal-Mischern aufwärtskonvertiert, und das entstehende Signal wird kombiniert und über einen Treiber und ein Anpassungsnetzwerk einer Nennlast (z.B. 50 Ohm) am Ausgang 320 zugeführt. Die Filterrealisierung und die Schnittstelle zwischen dem Filter und den anderen Elementen der Signalkette sind bei derartigen Ausgestaltungen von Belang. Zeitkontinuierliche Filter sind sehr gut zur Realisierung von stromsparenden aktiven Filtern mit hohem Dynamikbereich geeignet. Eine Strommodus-Signalverarbeitung ist sehr gut für verzerrungsarme Anwendungen geeignet, da sie bei verschiedenen Knoten von Interesse Spannungsschwankungen verringert. Ein herkömmliches Strommodus-Eingangsfilter unter Verwendung eines Operationsverstärkers verbraucht jedoch beträchtlich viel Strom und ist bei Hochfrequenzanwendungen nur begrenzt einsetzbar. Zeitkontinuierliche gm-C-Filter stellen in der Regel eine hohe Eingangsimpedanz bereit, die zu mehr Verzerrungsprodukten führt. Ein Filter des Typs gm-C ist gut für Hochfrequenzanwendungen geeignet, aber in Bezug auf den am Eingang unterstützten Dynamikbereich ziemlich eingeschränkt, bei dem es sich in der Regel um eine Spannung handelt.
4 veranschaulicht eine Blockdarstellung einer beispielhaften Architektur eines auf Rückkopplung beruhenden Transkonduktanz-Kondensator-Basisbandfilters. Die Schaltungsarchitektur 400 hat eine Gleichspannungsversorgung V_DD 402. Die Schaltung 400 besteht aus einem Puffer BUF 403 und einer hohen Impedanz Z 404, die eine Ausgangsimpedanz der Lasttransistoren bereitstellt. Es liegen zwei Transkonduktanz-Blöcke g_m1 410 und g_m2 412 vor. Die beiden Kapazitäten C₁ 406 und C₂ 408 mit Pfeilen zeigen, dass C₁ und C₂ zusammen oder unabhängig gesteuert werden können. Das Verhältnis der Transkonduktanzen und der Kondensatoren bestimmt den Gütefaktor des Filters. Bei der Stromableiteinheit IBLD 416 handelt es sich um eine Stromhilfseinheit, die unterschiedliche Vorströme (biasing) bereitstellt, sodass sich die durch g_m1 410 und den Puffer BUF 403 aufgenommenen Ströme unterscheiden können. Bei einer Rückkopplungsschleife würde es sich um den Pfad über g_m2, Z, BUF, g_m1 handeln, die folgende Gleichung verwendet: $Q = \sqrt{\frac{g_{m_{1}} c_{2}}{g_{m_{2}} c_{1}}}$
wobei Q der Gütefaktor ist und es sich um ein Verhältnis ähnlicher Größen handelt, die über Schwankungen bei Prozess (P) und Temperatur (T) hinweg nahezu konstant sind. Der Q-Faktor kann durch Programmieren von g_m1, g_m2, C₁, C₂ unter Verwendung einer digitalen Regelung variiert werden. Die Verstärkung der Rückkopplungsschleife verringert Verzerrungen, und die Bandbreite BW kann mit Hilfe der folgenden Gleichung abgeleitet werden: $B W = \frac{1}{2 Π} \sqrt{\frac{g_{m 1} g_{m_{2}}}{C_{1} C_{2}}}$
Bei einer Vorstromstrategie (biasing strategy) kann es sich um einen Unteranspruch handeln, die die Leistung optimiert, wobei sie aus dem Vorstromblock mit der Konstanten g_m und dem Vorstrom aus dem Vorstrom 1/R versorgt werden (z.B. Filterpolstellen nachverfolgt). Ein zeitkontinuierliches Basisbandfilter verwendet Eingangsstrom und stellt einen Ausgangsstrom bereit, und interne Rückkopplungsmechanismen werden als Kombination aus Strom-Spannung- und Spannung-Strom-Umsetzung ausgeführt. Die Rückkopplungsschleife verwendet mindestens einen Knoten mit hoher Impedanz und mindestens einen Knoten mit niedriger Impedanz, wobei der Knoten mit hoher Impedanz eine dominante Polstelle bereitstellt und der Knoten mit niedriger Impedanz eine nichtdominante Polstelle bereitstellt. Eine Polstellenaufteilung stellt Stabilität sicher, und der Vorstrom stellt eine im Wesentlichen konstante Trennung zwischen den dominanten und den nichtdominanten Polstellen bereit, um eine angemessene Phasenreserve aufrechtzuerhalten. Die Schleife verwendet eine Spiegelungseinheit, um den gefilterten Strom auf einen Ausgang zu spiegeln, und durch Ändern eines Spiegelungsverhältnis kann in Bezug auf einen fein abgestimmten Basisschritt eine variable Verstärkung erreicht werden. Eine Grobregelung der Verstärkung kann durch Skalieren von Eingangsstrom innerhalb der Rückkopplungsschleife erreicht werden, und dieser Hilfspfad kann außerdem als Pfad zum Überwachen einer skalierten Version des Eingangsstroms ohne zusätzliche Verzerrung verwendet werden. Zusätzliche Polstellen können zwischen der Filterkernstufe und der Spiegelungsstufe platziert sein, um eine Filterung höherer Ordnung zu erreichen, ohne die Stabilität des Filters zu beeinträchtigen. Diese zusätzliche Polstelle verbraucht keinen Strom und erzeugt keine Verzerrung und kann unter Verwendung eines Widerstands und eines Kondensators realisiert werden. Bei Ausgabe aus diesem zeitkontinuierlichen Filter handelt es sich um einen Strom, und mehrere derartige Filter können leicht kaskadiert werden, um Strommodus-Filter höherer Ordnung zu realisieren. Ein Filter kann Tiefpass-, Bandpass- oder Hochpasseigenschaften mit Eckfrequenzen, Gütefaktor und durch eine digitale Regelung festgelegten Verstärkungsschritten bereitstellen.
5 veranschaulicht eine beispielhafte Zeichnung einer unsymmetrischen Realisierungsform des Filters 500 auf Transistorebene. Bei der Ausführungsform kann es sich um eines der Verfahren zum Aufbauen des Filters handeln. Die Transistoren M_PB 502 oder M_N1 504 können eine DC-Offsetkompensation DAC realisieren. Das Filter 500 enthält ein gm-C-Filter mit Strommodus-Eingang/-Ausgang. Ein Gleichtakt des Eingangsstroms 506 ist festgelegt und der Ausgangsstrom 508 ist unter Verwendung von Drain-/Gate-/Source-Schaltelementen über M_NMX programmiert. Hierbei handelt es sich um eine Gegenkopplungsschleife, die aus M_NC1 510 und M_N2 512 und anschließend M_N1 504 besteht, wobei sich die drei Transistoren innerhalb der Schleife befinden. Bei den anderen beiden Transistoren M_PB 502 und M_NB 514 handelt es sich um PMOS- bzw. NMOS-Vorstromtransistoren. Das Basisbandfilter enthält einen Strommodus-Eingang zusammen mit einer Gegenkopplungsschleife. Die Rückkopplungsschleife besteht aus zwei Kondensatoren C₁ 516 und C₂ 518. C₁ 516 ist der dominanten Polstelle zugehörig, an der der Knoten C₁ angeschlossen ist, und C₂ 518 ist einer nichtdominanten Polstelle zugehörig. Die Rückkopplungsschleife ist mit einer dominanten Polstelle und einer nichtdominanten Polstelle verbunden. Auf diese Weise stellt sie Raum zum Optimieren zu Phasenreserve- und Stabilitätszwecken bereit. Die dominante Polstelle wird durch Ausgangskonduktanz von Transistoren gebildet und die nichtdominante Polstelle wird durch Transkonduktanz von Transistoren gebildet. Die dritte Polstelle wird mit einem Widerstand R 520 und einer Eingangskapazität der Einheit M_NMX 522 gebildet. Dies stellt drei Polstellen bereit, und die dritte Polstelle kann ohne zusätzlichen Stromverbrauch realisiert werden. Bei der Ausgabe handelt es sich ebenfalls um einen Strom iout 508, und sie stellt eine Filterungsfunktion und eine Verstärkungsfunktion bereit, wobei die Verstärkung mit i_out/i_in bezeichnet ist. Dieses Filter 500 stellt gleichzeitig die Möglichkeit einer Tiefpass- oder Bandpassübertragungsfunktion bereit. Durch Verwenden von Stromsignalverläufen, die i_out/i_in zugehörig sind, kann eine Übertragungsfunktion abgeleitet werden, bei der es sich um ein Tiefpassverhalten handelt. Anderenfalls kann die Übertragungsfunktion des Stroms durch i(M_NC1)/i_in abgeleitet werden, bei der es sich um ein Bandpassverhalten handeln würde. Somit stellt dieses Filter 500 beide Verhaltensweisen gleichzeitig bereit; es hat zwei Polstellen, bei denen es sich um komplexe Konjugate untereinander handelt, und eine reelle Polstelle, die außerhalb der Schleife gebildet ist, ist durch den Widerstand und die Eingangskapazität von M_NMX gegeben. I₁ 524 und I₂ 526, die unter Verwendung von Stromspiegeln über die Netzwerke V_P 530 und V_N2 532 digital programmierbar sind.
M_NC2 528 wird als Dämpfer verwendet, um den Dynamikbereich des Eingangs zu berücksichtigen. Dies ist eine Darstellung einer beispielhaften Struktur. Bei einer Änderung von NMOS in PMOS könnte dies zu einer weiteren beispielhaften Darstellung führen.
6 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Zeichnung einer unsymmetrischen Realisierungsform einer Filterarchitektur 600 auf Transistorebene, die eine Gleichspannungsversorgung V_DD 602 hat. Das Filter 600 besteht aus zwei Transistoren M_P1 604 und M_P2 608. Z₁ 606 und Z₂ 610 stellen Kondensatoren dar, die dominanten Polstellen und nichtdominanten Polstellen zugehörig sind. Z₁ 606 und Z₂ 610 können unter Verwendung einer Reihen- und Parallelkombination aus mindestens einem reaktiven Element (z.B. Kapazität, Induktivität) dargestellt werden. Diese Rückkopplungsschleife besteht aus Transistoren M_PC1 612, M_P2 604, M_P1 608, die eine Gegenkopplung unter Verwendung von Strommodus-Signalisierung bereitstellen. Eine Übertragungsfunktion von Variablen des Tiefpass- und Hochpassfilters H_LP und H_HP kann dargestellt werden durch: $H_{L P} (s) = \frac{i_{o u t, L P}}{i_{i n}} = \frac{- α (\frac{g_{m 1} g_{m 2}}{C_{1} C_{2}})}{{s^{2} + s (\frac{g_{m 2}}{C_{2}}) + (\frac{g_{m 1} g_{m 2}}{C_{1} C_{2}})}}$
$H_{H P} (s) = \frac{i_{o u t, H P}}{i_{i n}} = \frac{s^{2} + s (\frac{g_{m 2}}{C_{2}})}{{s^{2} + s (\frac{g_{m 2}}{C_{2}}) + (\frac{g_{m 1} g_{m 2}}{C_{1} C_{2}})}}$
wobei g_m1 und g_m2 Transkonduktanzen der Transistoren M_P1 604 und M_P2 608 darstellen. I_in, iout stellen Eingangs- und Ausgangsstrom dar, und die Kapazität ist dargestellt als C₁ und C₂. HP und LP stehen für Tiefpass- bzw. Hochpassfilter. α stellt ein Verhältnis zwischen den beiden Transistoren M_PMY 614 und M_P1 604 dar. Polstellen werden durch ein Verhältnis G_m von Transkonduktanz und Kapazität gebildet, und ein Vorstrom kann so bereitgestellt werden, dass G_m konstant sein kann, wobei G_m und C unabhängig kalibriert sein oder ebenfalls mit Vorstrom versorgt werden können, wobei es G_m/C selbst nachverfolgt. Das Versorgen mit Vorstrom zusammen mit dem Filter 600 stellt darüber hinaus ein Alleinstellungsmerkmal dar. Die Transistoren M_PMY 614 und M_P1 604 können unterhalb eines Schwellenwert oder mit einem starken Impuls mit Vorstrom versorgt werden, wobei ein Transistor unterhalb eines Schwellenwerts mit Vorstrom versorgt werden und der andere Transistor einen starken Impuls erhalten kann. Eine ähnliche Permutation und ähnliche Kombinationen können wie vorstehend in dem Beispiel beschrieben mit den Transistoren vorgenommen werden.
7 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Zeichnung einer alternativen Filteranordnung von Ausführungsformen auf Transistorebene. Es bestehen viele Kombinationen von Realisierungsformen des Basisbandfilters und diese Ausführungsformen schlagen eines der derartigen Realisierungsverfahren vor. Wie in der Veranschaulichung 700A gezeigt, stellt g_m die Transkonduktanz des Transistors dar und C stellt den Kondensator dar. Die Architektur 700A hat eine Gleichspannungsversorgung V_DD 702. Bei dieser Konfiguration ist eine Impedanz Z₂ 706 der dominanten Polstelle zugehörig, und Z₁ 704 ist der nichtdominanten Polstelle zugehörig. Darüber hinaus verwendet diese Konfiguration eine positive Rückkopplung unter Verwendung von Strommodus-Signalisierung. Ein weiteres Beispiel der Ausführungsform ist in der Veranschaulichung 700B gezeigt. Bei dieser Konfiguration ist die Impedanz Z₂ 708 zwischen dem Gate- und dem Drain-Anschluss von M_P1 710 angeschlossen. Dies führt zu einer Polstelle geringerer Größe und Z₁ 712 ist der nichtdominanten Polstelle zugehörig. Diese Konfiguration verwendet ebenfalls eine positive Rückkopplung unter Verwendung von Strommodus-Signalisierung.
8 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Zeichnung einer alternativen Filteranordnung einer Muster-Ausführungsform auf Transistorebene. Es bestehen viele Kombinationen von Realisierungsformen des Basisbandfilters und diese Ausführungsformen schlagen eines der derartigen Realisierungsverfahren vor. Wie in der Veranschaulichung 800A gezeigt, ist die Impedanz Z₂ 804 der dominanten Polstelle zugehörig und Z₁ 802 ist der nichtdominanten Polstelle zugehörig. Diese Konfiguration verwendet eine Gegenkopplung unter Verwendung von Strommodus-Signalisierung. In ähnlicher Weise veranschaulicht die in 800B gezeigte Architektur, dass ein zusätzlicher Strommodus-Signalisierungsstrang innerhalb der Rückkopplungsschleife (M_N1'' 806 und Z₃ 808) eingeführt ist. Je nach der Skalierung und Polarität des Signals kann die Ordnung des Filters erhöht werden.
9 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Zeichnung einer alternativen Filteranordnung von Ausführungsformen auf Transistorebene. Es bestehen viele Kombinationen von Realisierungsformen des Basisbandfilters und diese Ausführungsformen schlagen eines der derartigen Realisierungsverfahren vor. Wie in der Veranschaulichung 900 A gezeigt, enthält diese Konfiguration eine Impedanz Z₂ 902, die der dominanten Polstelle zugehörig ist, und Z₁ 904 ist der nichtdominanten Polstelle zugehörig. Diese Konfiguration verwendet eine Gegenkopplung unter Verwendung von Strommodus-Signalisierung. Die Impedanz Z₃ 906 ist innerhalb der Schleife eingefügt, um eine Filterung höherer Ordnung zu erreichen, und besteht aus mindestens einem passiven Element, wobei Z₃ 906 am Gate von M_N2 904 angeordnet werden kann. In ähnlicher Weise enthält die in 900B gezeigte Veranschaulichung zusätzliche Impedanzen, wobei eine Impedanz Z₂ 908 der dominanten Polstelle zugehörig und Z₁ 910 der nichtdominanten Polstelle zugehörig ist. Diese Konfiguration verwendet eine positive Rückkopplung unter Verwendung von Strommodus-Signalisierung.
10 veranschaulicht eine beispielhafte Zeichnung einer Differenzfilter-Übertragungsfunktion einer Muster-Ausführungsform auf Transistorebene. Es bestehen viele Kombinationen von Realisierungsformen des Basisbandfilters und diese Ausführungsformen schlagen eines der derartigen Realisierungsverfahren vor. Wie in der Veranschaulichung 1000 A gezeigt, enthält diese Konfiguration eine Impedanz Z₂ 1002, die der dominanten Polstelle zugehörig ist, und Z₁ 1004 ist der nichtdominanten Polstelle zugehörig. Bei dieser schematischen Darstellung handelt es sich um ein Differenzfilter, wobei die Transistoren auf die Differenzseite 1006 verlagert sind. Darüber hinaus zeigt die Veranschaulichung in 1000B eine Konfiguration, bei der eine Impedanz Z₂ 1008 der dominanten Polstelle zugehörig ist und Z₁ 1010 der nichtdominanten Polstelle zugehörig ist. Die zusätzliche Reihenimpedanz am Eingangsanschluss führt zu einer Neutralisierung und kann die auf die Ansteuerungsschaltung wirkende Belastung verringern. Ein Neutralisierungsnetzwerk besteht aus mindestens einem passiven Element.
Eine Neuheit dieser Ausführungsform besteht darin, dass ein zeitkontinuierliches Strommodus-gm-C-Filter verwendet wird. Diese Methodik kann zwei Polstellen innerhalb einer Rückkopplungsschleife realisieren. Die Rückkopplungsschleife kann ein komplexes Paar von Polstellen realisieren. Die Rückkopplung stellt eine Linearisierung bereit, die zu geringer Verzerrung führt. Eine reelle Polstelle ist außerhalb der Schleife realisiert. Darüber hinaus wird die variable Verstärkung realisiert, indem eine Mehrzahl von Stromspiegelungselementen verwendet wird und M von N Elementen aktiviert werden, um den gewünschten Ausgangsstrom zu realisieren. Der Strom kann zwischen einem Mischer und der Ausgangsstufe des Basisbandfilters aufgeteilt werden, wodurch der Stromverbrauch verringert wird. Drei Polstellen können realisiert werden, während eine Verzerrung nur an einer Transkonduktorstufe auftritt. Dieses Konzept kann durch eine nahtlose Kaskade aus mehreren Strommodus-Filtern mit Gleichtaktkompatibilität erweitert werden. Die Eingangsstufe kann mit dem vorhergehenden Stufenausgang geteilt werden, um den Stromverbrauch weiter zu verringern. Die Ausgangsstufe kann mit dem nächsten Stufeneingang geteilt werden, um den Stromverbrauch weiter zu verringern. Eine Realisierung komplexer Filter kann unter Verwendung verzögerter Signale aus I und Q vorgenommen werden.
11 veranschaulicht ein Beispiel von Simulationsergebnissen des Strommodus-Transkonduktanz-Kapazität-Filters. Die Simulation zeigt eine Frequenzantwort 1102 bei der 3-dB-Grenzfrequenz. Die Intermodulationsergebnisse 1104 zeigen die Ergebnisse, die auf der Grundlage des Frequenzspektrums auf der X-Achse variieren. Die Schleifenstabilität beruht auf dem variierenden Frequenzspektrum 1106 und dem sich ergebenden Ausgangsrauschen dieses Basisbandfilters 1108. Anhand dieser Simulationen ist festzustellen, dass diese Art von Strommodus-Basisbandfilter für die allgemeine Anforderung des richtigen Steuereinheitenblocks in der Quantenanwendung notwendig ist. Dies kann außerdem in einem allgemeinen Sinne für einen beliebigen Sender wie z.B. einen Funksender verwendet werden. Die Ausgangsergebnisse und die Intermodulationsergebnisse zeigen, dass dieses Filter einen Pfad zur Stromwiederverwendung zwischen dem Filter und beliebigen benachbarten Stufen in der Signalkette bereitstellt. Es vermeidet ein Einführen zusätzlicher Strom-Spannung-Umsetzungen im Signalpfad, was dazu beiträgt, unerwünschte Verzerrung zu begrenzen. Außerdem wird es auch der Forderung nach niedrigen Ausgangsamplituden gerecht.
12 veranschaulicht ein Beispiel einer schematischen Erweiterung eines auf Arrays beruhenden Systems. Wie in der Veranschaulichung 1200 gezeigt, wird der Eingang mit Basisbandsignalen I und Q gespeist, die als BBI₁ 1202 und BBQ₁ 1204 dargestellt sind. Dies kann außerdem auf n Signale BBI_N 1206 und BBQ_N 1208 erweitert werden. Bei diesem Ablauf wird das Filterelement von mehreren Kanälen gemeinsam genutzt. Bei einer Eingabe und Ausgabe in Form von Strom wird der Strom aus einem Filter entnommen und zu einem weiteren Filter 1210 und 1212 geleitet. Addition oder Subtraktion 1214 können bei beliebigen dieser Schnittstellen auf einfachste Weise ebenfalls durchgeführt werden, um eine Ausgabe 1216 mit 50-Ohm-Widerstand zu erzeugen. Ein weiterer Satz von Anwendungen kann ebenfalls durchgeführt werden, wobei ein Filter in einem Array, ein Filter in einem Tiefpass-Konstrukt und ein weiterer Filter mit einem Bandpass-Antwortverhalten verwendet werden können. Auf diese Weise stellt er unterschiedlichen Sensoren oder Qubits unterschiedliche Arten von Signalen bereit. Eine Filterung höherer Ordnung kann realisiert werden, indem eine Mehrzahl von Filtern mit Gleichtaktkompatibilität kaskadiert werden. Außerdem kann eine verzerrungsarme mehrphasige Filterung durch Kreuzverbinden von Quadraturphasenfiltern realisiert werden.
13 veranschaulicht eine beispielhafte schematische Darstellung einer kaskadierten Erweiterung von komplementären Stufen. Die Veranschaulichung in Block 1300 zeigt, wie Kaskaden geschaffen werden können, wobei es sich bei dem Filter 1302 um ein Filter 3. Ordnung handelt, das aber nur den Strom eines Filters 2. Ordnung aufnehmen kann. Dadurch kann es sich in einer Schleife befinden. Der Ausgang einer NMOS-Stufe ist mit dem Eingang einer PMOS-Stufe 1306 direkt verbunden 1304. Bei dem in dieser Veranschaulichung gezeigten Filter handelt es sich um ein Filter 3. Ordnung und die Kaskade ist von 6. Ordnung, was zu einem minimalen Stromverbrauch und geringer Verzerrung führt. Die Veranschaulichung ist in einem einphasigen System gezeigt, aber der Schleifenaufbau kann auch in anderer Weise erfolgen. Bei dem Filter 1306 handelt es sich ebenfalls um ein Filter 3. Ordnung, und zwei ähnliche Filter können zum Aufbauen eines Filters höherer Ordnung ohne Verlust des Dynamikbereichs verwendet werden, sodass es einfach ist, diese beiden Filter zu kaskadieren. Bei früheren Ausführungsformen wurde das auf OTA beruhende Transimpedanzfilter üblicherweise bei Drahtlos-Systemen verwendet. Dieses Filter verwendet in der Regel eine Nebenschluss-Nebenschluss-Rückkopplung, jedoch führen die Anforderungen hinsichtlich Verstärkung und Bandbreite zu einem höheren Stromverbrauch. Sowohl eine Tiefpass- als auch eine Bandpass-Übertragungsfunktion kann realisiert werden. Die vorgeschlagene Struktur kann mit nur einem Knoten mit hoher Impedanz in der Rückkopplungsschleife für eine biquadratische Funktion arbeiten. Aufgrund des fehlenden Widerstands ist sie kompakt. Die Kaskadenstruktur mit offener Schleife und gemeinsamem Gate-Eingang wird in einigen Fällen verwendet, in der Regel mit einem Strom-Spannung-Umsetzer. Die vorgeschlagene Struktur verwendet Rückkopplung, um zwei komplexe Polstellen zu realisieren, die zu zwei realen Polstellen führen. Dies hat die Zuverlässigkeit der Filterübertragungsfunktion begrenzt.
Die Strommodus-Lösung bietet einen Pfad zur Wiederverwendung von Strom und zu geringer Verzerrung, der gut auf die Anforderungen bei der kryogenen Erzeugung von Signalverläufen abgestimmt ist. Eine Neuheit dieser Ausführungsformen besteht in der Verwendung des Transkonduktanz-Kondensator-Filters (gm-C). Der Hauptbeitrag besteht in der Realisierung eines gm-C-Filters, das eine geringe Eingangsimpedanz bereitstellt. Die herkömmlichen gm-C-Filter haben eine hohe Eingangsimpedanz und stellen in der Regel eine Eingangsspannung-Ausgangsspannung-Übertragungsfunktion bereit. Die Realisierung in handelsüblichen CMOS-Technologien ist komplett durchführbar. Dieser Schaltungsansatz ist zum Realisieren von CMOS-Analogschaltungen zur Erzeugung von Steuerimpulsen von Nutzen, um bei zukünftigen Quantendatenverarbeitungssystemen eine erweiterte Skalierbarkeit zu ermöglichen.
Um einen Kontext für die verschiedenen Aspekte des offenbarten Gegenstands bereitzustellen, sollen 14 sowie die folgende Erörterung eine allgemeine Beschreibung einer geeigneten Umgebung bereitstellen, in der die verschiedenen Aspekte des offenbarten Gegenstands realisiert sein können. 14 veranschaulicht ein Blockschema einer beispielhaften, nicht einschränkenden Betriebsumgebung, die eine oder mehrere hierin beschriebene Ausführungsformen ermöglichen kann. Im Interesse der Kürze wird auf eine wiederholte Beschreibung ähnlicher Elemente verzichtet, die bei anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt werden.
Unter Bezugnahme auf 14 kann eine geeignete Betriebsumgebung 1400 zum Realisieren verschiedener Aspekte dieser Offenbarung auch einen Computer 1412 enthalten. Der Computer 1412 kann außerdem eine Verarbeitungseinheit 1414, einen Systemhauptspeicher 1416 und einen Systembus 1418 enthalten. Der Systembus 1418 verbindet Systemkomponenten einschließlich, ohne auf diesen beschränkt zu sein, des Systemhauptspeichers 1416 mit der Verarbeitungseinheit 1414. Bei der Verarbeitungseinheit 1414 kann es sich um einen beliebigen verschiedener verfügbarer Prozessoren handeln. Als Verarbeitungseinheit 1414 können außerdem Architekturen mit zwei Mikroprozessoren und andere Mehrprozessorarchitekturen genutzt werden. Beim Systembus 1418 kann es sich um einen beliebigen von mehreren Arten von Busstrukturen handeln, unter anderem der Speicherbus oder die Speichersteuereinheit, ein Peripheriebus oder externer Bus und/oder ein lokaler Bus unter Verwendung einer beliebigen Vielfalt verfügbarer Busstrukturen einschließlich, ohne auf diese beschränkt zu sein, Industrial Standard Architecture (ISA), Micro-Channel Architecture (MSA), Extended ISA (EISA), Intelligent Drive Electronics (IDE), VESA Local Bus (VLB), Peripheral Component Interconnect (PCI), Card Bus, Universal Serial Bus (USB), Advanced Graphics Port (AGP), Firewire (IEEE 1394) und Small Computer Systems Interface (SCSI).
Der Systemhauptspeicher 1416 kann außerdem flüchtigen Speicher 1420 und nichtflüchtigen Speicher 1422 enthalten. Das Basic Input/Output System (BIOS), das die grundlegenden Routinen zum Übertragen von Daten zwischen Elementen innerhalb des Computers 1412 zum Beispiel während des Starts enthält, ist im nichtflüchtigen Speicher 1422 gespeichert. Der Computer 1412 kann außerdem wechselbare/nichtwechselbare, flüchtige/nichtflüchtige Computerspeichermedien enthalten. 14 veranschaulicht zum Beispiel einen Plattenspeicher 1424. Zum Plattenspeicher 1424 können außerdem, ohne auf diese beschränkt zu sein, Einheiten gehören wie zum Beispiel ein Magnetplattenlaufwerk, ein Diskettenlaufwerk ein Bandlaufwerk, ein Jaz-Laufwerk, ein Zip-Laufwerk, ein LS-100-Laufwerk, eine Flash-Speicherkarte oder ein Speicherstick. Der Plattenspeicher 1424 kann außerdem Speichermedien getrennt von oder in Kombination mit anderen Speichermedien enthalten. Um eine Verbindung des Plattenspeichers 1424 mit dem Systembus 1418 zu ermöglichen, wird in der Regel eine wechselbare oder nichtwechselbare Schnittstelle wie zum Beispiel eine Schnittstelle 1426 verwendet. 14 stellt außerdem Software dar, die als Vermittler zwischen Benutzern und den grundlegenden Computerressourcen fungiert, die in der geeigneten Betriebsumgebung 1400 beschrieben sind. Zu einer derartigen Software kann zum Beispiel auch ein Betriebssystem 1428 gehören. Das Betriebssystem 1428, das auf dem Plattenspeicher 1424 gespeichert sein kann, dient zum Steuern und Zuweisen von Ressourcen des Computers 1412.
Systemanwendungen 1430 nutzen die Verwaltung von Ressourcen durch das Betriebssystem 1428 über Programmmodule 1432 und Programmdaten 1434, die z.B. entweder im Systemhauptspeicher 1416 oder auf dem Plattenspeicher 1424 gespeichert sind. Es sollte klar sein, dass diese Offenbarung mit verschiedenen Betriebssystemen oder Kombinationen von Betriebssystemen realisiert werden kann. Ein Benutzer gibt Befehle oder Informationen über eine Eingabeeinheit bzw. über Eingabeeinheiten 1436 in den Computer 1412 ein. Zu Eingabeeinheiten 1436 gehören, ohne auf diese beschränkt zu sein, eine Zeigeeinheit wie zum Beispiel eine Maus, ein Trackball, ein Stift, ein Touchpad, eine Tastatur, ein Mikrofon, ein Joystick, ein Gamepad, eine Satellitenempfangsantenne, ein Scanner, eine TV-Tunerkarte, eine Digitalkamera, eine digitale Videokamera, eine Webkamera und dergleichen. Diese und andere Eingabeeinheiten sind über den
Systembus 1418 und den Schnittstellenanschluss bzw. die Schnittstellenanschlüsse 1438 mit der Verarbeitungseinheit 1414 verbunden. Zum Schnittstellenanschluss bzw. zu den Schnittstellenanschlüssen 1438 gehören zum Beispiel ein serieller Anschluss, ein paralleler Anschluss, ein Game-Anschluss und ein Universal Serial Bus (USB). Eine Ausgabeeinheit bzw. Ausgabeeinheiten 1440 nutzt/nutzen einige derselben Arten von Anschlüssen wie die Eingabeeinheit(en) 1436. Daher kann zum Beispiel ein USB-Anschluss verwendet werden, um dem Computer 1412 Eingaben bereitzustellen und Daten aus dem Computer 1412 zu einer Ausgabeeinheit 1440 auszugeben. Ein Ausgabeadapter 1442 ist bereitgestellt, um zu veranschaulichen, dass hierbei neben anderen Ausgabeeinheiten 1440, die spezielle Adapter erfordern, einige Ausgabeeinheiten 1440 wie z.B. Monitore, Lautsprecher und Drucker vorliegen können. Zur Veranschaulichung und nicht als Einschränkung gehören zu den Ausgabeadaptern 1442 Video- und Soundkarten, die ein Mittel zur Verbindung zwischen der Ausgabeeinheit 1440 und dem Systembus 1418 bereitstellen. Zu beachten ist, dass andere Einheiten und/oder Systeme von Einheiten wie zum Beispiel entfernt angeordnete Computer 1444 sowohl Eingabe- als auch Ausgabefähigkeiten bereitstellen.
Der Computer 1412 kann unter Verwendung logischer Verbindungen zu einem oder mehreren entfernt angeordneten Computern wie zum Beispiel den entfernt angeordneten Computern 1444 in einer vernetzten Umgebung arbeiten. Bei den entfernt angeordneten Computern 1444 kann es sich um einen Computer, einen Server, einen Router, einen Netzwerk-PC, eine Workstation, um eine auf Mikroprozessoren beruhende Vorrichtung, eine gleichberechtigte Partnereinheit (Peer-Einheit) oder um einen anderen üblichen Netzwerkknoten und dergleichen handeln, die darüber hinaus viele oder alle der im Zusammenhang mit dem Computer 1412 beschriebenen Elemente enthalten. Der Kürze wegen ist bei den entfernt angeordneten Computern 1444 nur eine
Hauptspeichereinheit 1446 veranschaulicht. Der/die entfernt angeordnete/angeordneten Computer 1444 ist/sind lokal mit dem Computer 1412 über eine Netzwerkschnittstelle 1448 und anschließend physisch über eine Datenübertragungsverbindung 1450 verbunden. Die Netzwerkschnittstelle 1448 umfasst drahtgebundene und/oder drahtlose Datenaustauschnetzwerke wie zum Beispiel lokale Netzwerke (LAN), Weitverkehrsnetzwerke (WAN), Mobilfunknetze usw. Zu LAN-Technologien gehören Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Copper Distributed Data Interface (CDDI), Ethernet, Token Ring und dergleichen. Zu WAN-Technologien gehören, oder auf diese beschränkt zu sein, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, leitungsvermittelte Netze wie zum Beispiel Integrated Services Digital Networks (ISDN) und Varianten davon, paketvermittelte Netze und digitale Teilnehmeranschlüsse (Digital Subscriber Lines, DSL). Der Begriff „Datenübertragungsverbindung“ 1450 bezeichnet die Hardware/Software, die zum Verbinden der Netzwerkschnittstelle 1448 mit dem Systembus 1418 verwendet wird. Zwar ist die Datenübertragungsverbindung 1450 zur Verdeutlichung der Veranschaulichung innerhalb des Computers 1412 gezeigt, sie kann sich jedoch auch außerhalb des Computers 1412 befinden. Zu Hardware/Software zum Verbinden mit der Netzwerkschnittstelle 1448 können außerdem, um nur einige Beispiele zu nennen, interne und externe Technologien wie zum Beispiel Modems gehören, unter anderem normale Telefonmodems, Kabelmodems und DSL-Modems, ISDN-Adapter und Ethernet-Karten.
Unter Bezugnahme auf 15 ist dort eine veranschaulichende Cloud-Computing-Umgebung 1550 abgebildet. Wie gezeigt umfasst die Cloud-Computing-Umgebung 1550 einen oder mehrere Cloud-Computing-Knoten 1510, mit denen durch Cloud-Kunden verwendete lokale Datenverarbeitungseinheiten wie zum Beispiel ein Personal Digital Assistant (PDA) oder Mobiltelefon 1554A, ein Desktop-Computer 1554B, ein Notebook-Computer 1554C und/oder ein Automobil-Computersystem 1554N Daten austauschen können. Obwohl in 15 nicht veranschaulicht, können die Cloud-Computing-Knoten 1510 ferner eine Quantenplattform aufweisen (z.B. einen Quantencomputer, Quantenhardware, Quantensoftware usw.), mit der durch Cloud-Kunden verwendete lokale Datenverarbeitungseinheiten Daten austauschen können. Die Knoten 1510 können untereinander Daten austauschen. Sie können physisch oder virtuell in einem oder mehreren Netzwerken wie zum Beispiel in einer hierin oben beschriebenen Private Cloud, Community Cloud, Public Cloud oder Hybrid Cloud oder in einer Kombination davon gruppiert sein (nicht gezeigt). Dies ermöglicht der Cloud-Computing-Umgebung 1550, Infrastruktur, Plattformen und/oder Software als Dienste zu bieten, für die ein Cloud-Kunde keine Ressourcen auf einer lokalen Datenverarbeitungseinheit zu verwalten braucht. Es versteht sich, dass die Arten von in 15 gezeigten Datenverarbeitungseinheiten 1554A bis N lediglich veranschaulichend sein sollen und dass die Datenverarbeitungsknoten 1510 und die Cloud-Computing-Umgebung 1550 über eine beliebige Art von Netzwerk und/oder über eine beliebige Art von Verbindung, die über ein Netzwerk aufgerufen werden kann (z.B. unter Verwendung eines Webbrowsers), mit einer beliebigen Art von computergestützter Einheit Daten austauschen können.
Unter Bezugnahme auf 16 ist dort ein Satz funktionaler Abstraktionsschichten gezeigt, die durch die Cloud-Computing-Umgebung 1550 (15) bereitgestellt werden. Es sollte von vornherein klar sein, dass die in 16 gezeigten Komponenten, Schichten und Funktionen lediglich veranschaulichend sein sollen und Ausführungsformen der Erfindung nicht darauf beschränkt sind. Wie abgebildet werden die folgenden Schichten und entsprechenden Funktionen bereitgestellt:
Eine Hardware- und Softwareschicht 1660 umfasst Hardware- und Softwarekomponenten. Zu Beispielen von Hardwarekomponenten gehören:

Großrechner 1661; auf der RISC-Architektur (RISC = Reduced Instruction Set Computer) beruhende Server 1662; Server 1663; Blade-Server 1664; Speichereinheiten 1665; und Netzwerke und Vernetzungskomponenten 1666. Bei einigen Ausführungsformen umfassen Softwarekomponenten Netzwerk-Anwendungsserversoftware 1667, Quantenplattform-Weiterleitungssoftware 1668 und/oder Quantensoftware (in 16 nicht veranschaulicht).

Eine Virtualisierungsschicht 1670 stellt eine Absorptionsschicht bereit, von der aus die folgenden Beispiele von virtuellen Einheiten bereitgestellt sein können: virtuelle Server 1671; virtueller Speicher 1672; virtuelle Netzwerke 1673, unter anderem virtuelle private Netzwerke; virtuelle Anwendungen und Betriebssysteme 1674; und virtuelle Clients 1675.
Bei einem Beispiel kann eine Verwaltungsschicht 1680 die nachfolgend beschriebenen Funktionen bereitstellen. Eine Ressourcenbereitstellung 1681 stellt die dynamische Beschaffung von Datenverarbeitungsressourcen und von anderen Ressourcen bereit, die genutzt werden, um Aufgaben innerhalb der Cloud-Computing-Umgebung durchzuführen. Eine Gebührenerfassung und Preisberechnung 1682 stellt eine Kostenverfolgung bereit, während Ressourcen innerhalb der Cloud-Computing-Umgebung genutzt werden, sowie eine Abrechnung und Fakturierung der Inanspruchnahme dieser Ressourcen. Bei einem Beispiel können diese Ressourcen Anwendungssoftwarelizenzen umfassen. Die Sicherheit stellt eine Identitätsüberprüfung bei Cloud-Kunden und Aufgaben sowie den Schutz für Daten und andere Ressourcen bereit. Ein Benutzerportal 1683 stellt Kunden und Systemadministratoren einen Zugriff auf die Cloud-Computing-Umgebung bereit. Eine Dienstgüteverwaltung (Service Level Management) 1684 stellt eine Zuordnung und Verwaltung von Cloud-Computing-Ressourcen bereit, sodass die jeweils erforderliche Dienstgüte erreicht wird. Eine Planung und Erfüllung von Dienstgütevereinbarungen 1685 (Service Level Agreement (SLA), Servicevertrag) stellt die Vorausplanung für und die Beschaffung von Cloud-Computing-Ressourcen bereit, für die auf der Grundlage eines SLA zukünftige Anforderungen erwartet werden.
Eine Betriebslastschicht 1690 stellt Beispiele von Funktionalitäten bereit, für die die Cloud-Computing-Umgebung genutzt werden kann. Zu nicht einschränkenden Beispielen von Betriebslasten und Funktionen, die von dieser Ebene aus bereitgestellt werden können, gehören: Zuordnung und Navigation 1691; Softwareentwicklung und -verwaltung 1692 während des Lebenszyklus; Bereitstellung 1693 von Schulungen in virtuellen Schulungsräumen; Verarbeitung 1694 von Datenanalysen; Transaktionsverarbeitung 1695; und Quantenzustands-Vorbereitungssoftware 1696.
Bei der vorliegenden Erfindung kann es sich um ein System, ein Verfahren, eine Vorrichtung und/oder ein Computerprogrammprodukt mit einem beliebigen möglichen Integrationsgrad technischer Einzelheiten handeln. Das Computerprogrammprodukt kann (ein) durch einen Computer lesbare(s) Speichermedium (oder -medien) umfassen, auf dem/denen durch einen Computer lesbare Programmanweisungen gespeichert ist/sind, um zu bewirken, dass ein Prozessor Aspekte der vorliegenden Erfindung ausführt. Bei dem durch einen Computer lesbaren Speichermedium kann es sich um eine materielle Einheit handeln, auf der Anweisungen zur Verwendung durch eine Einheit zur Ausführung von Anweisungen aufbewahrt und gespeichert sein können. Bei dem durch einen Computer lesbaren Speichermedium kann es sich zum Beispiel, ohne auf diese beschränkt zu sein, um eine elektronische Speichereinheit, eine magnetische Speichereinheit, eine optische Speichereinheit, eine elektromagnetische Speichereinheit, eine Halbleiterspeichereinheit oder eine beliebige geeignete Kombination des Vorstehenden handeln. Zu einer nicht erschöpfenden Liste konkreterer Beispiele des durch einen Computer lesbaren Speichermediums können außerdem die folgenden gehören: eine transportable Computerdiskette, eine Festplatte, ein Direktzugriffsspeicher (random access memory, RAM), ein Nur-Lese-Speicher (read-only memory, ROM), ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (erasable programmable read-only memory, EPROM bzw. Flash-Speicher), ein statischer Direktzugriffsspeicher (static random access memory, SRAM), ein transportabler Kompaktspeicherplatte-Nur-Lese-Speicher (compact disc read-only memory, CD-ROM), eine DVD (digital versatile disc), ein Speicher-Stick, eine Diskette, eine mechanisch codierte Einheit wie zum Beispiel Lochkarten oder erhabene Strukturen in einer Rille, auf denen Anweisungen gespeichert sind, und beliebige geeignete Kombinationen des Vorstehenden. Ein durch einen Computer lesbares Speichermedium im hierin verwendeten Sinne ist nicht so auszulegen, dass es sich dabei um flüchtige Signale an sich handelt, beispielsweise um Funkwellen oder sich frei ausbreitende elektromagnetische Wellen, um elektromagnetische Wellen, die sich durch einen Hohlleiter oder andere Übertragungsmedien ausbreiten (z.B. ein Lichtwellenleiterkabel durchlaufende Lichtimpulse) oder um elektrische Signale, die über ein Kabel übertragen werden.
Hierin beschriebene, durch einen Computer lesbare Programmanweisungen können über ein Netzwerk, zum Beispiel das Internet, ein lokales Netzwerk ein Weitverkehrsnetzwerk und/oder ein Drahtlosnetzwerk von einem durch einen Computer lesbaren Speichermedium auf betreffende Datenverarbeitungs-/Verarbeitungseinheiten oder auf einen externen Computer oder eine externe Speichereinheit heruntergeladen werden. Das Netzwerk kann Kupferübertragungskabel, Lichtwellenleiter, Drahtlosübertragung, Router, Firewalls, Switches, Gateway-Computer und/oder Edge-Server aufweisen. Eine Netzwerkadapterkarte oder eine Netzwerkschnittstelle in der Datenverarbeitungs-/Verarbeitungseinheit empfängt durch einen Computer lesbare Programmanweisungen aus dem Netzwerk und leitet die durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen zur Speicherung in einem durch einen Computer lesbaren Speichermedium innerhalb der jeweiligen Datenverarbeitungs-/Verarbeitungseinheit weiter. Bei durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen zum Ausführen von Arbeitsschritten der vorliegenden Erfindung kann es sich um Assembler-Anweisungen, ISA-Anweisungen (ISA = Instruction-Set-Architecture), Maschinenanweisungen, maschinenabhängige Anweisungen, Mikrocode, Firmware-Anweisungen, zustandssetzende Daten oder entweder Quellcode oder Objektcode handeln, die in einer beliebigen Kombination aus einer oder mehreren Programmiersprachen geschrieben sind, unter anderem objektorientierte Programmiersprachen wie z.B. Smalltalk, C++ oder dergleichen sowie prozedurale Programmiersprachen wie z.B. die Programmiersprache „C“ oder ähnliche Programmiersprachen. Die durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen können vollständig auf dem Computer des Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als eigenständiges Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem entfernt angeordneten Computer oder vollständig auf dem entfernt angeordneten Computer oder Server ausgeführt werden. Beim letztgenannten Szenario kann der entfernt angeordnete Computer mit dem Computer des Benutzers über eine beliebige Art von Netzwerk verbunden sein, unter anderem über ein lokales Netzwerk (Local Area Network, LAN) oder über ein Weitverkehrsnetzwerk (Wide Area Network, WAN), oder die Verbindung kann zu einem externen Computer hergestellt sein (beispielsweise über das Internet unter Nutzung eines Internet-Dienstanbieters (Internet Service Provider)). Bei einigen Ausführungsformen können elektronische Schaltungen, zu denen beispielsweise programmierbare Logikschaltungen, vor Ort programmierbare Schaltungen (Field-Programmable Gate Arrays, FPGA) oder programmierbare logische Arrays (PLA) gehören, die durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen ausführen, indem Zustandsinformationen der durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen genutzt werden, um die elektronische Schaltung zu personalisieren, sodass Aspekte der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind hierin unter Bezugnahme auf Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockschemata von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es wird klar sein, dass jeder Block der Flussdiagramme und/oder der Blockschemata und Kombinationen von Blöcken in den Flussdiagrammen und/oder Blockschemata mit Hilfe von durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen realisiert werden kann bzw. können. Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines Universalcomputers, eines Spezialcomputers oder anderer programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtungen bereitgestellt werden, um eine Maschine zu erzeugen, sodass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder anderer programmierbarer Datenverarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden, Mittel schaffen, um die in einem Block bzw. in den Blöcken des Flussdiagramms bzw. der Flussdiagramme und/oder des Blockschemas bzw. der Blockschemata angegebenen Funktionen/Aktionen zu realisieren. Diese durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen können ebenfalls in einem durch einen Computer lesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer, andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtungen oder andere Einheiten anweisen kann, in einer bestimmten Weise zu funktionieren, sodass das durch einen Computer lesbare Medium mit darauf gespeicherten Anweisungen ein Erzeugnis aufweist, das Anweisungen enthält, die die in einem Block bzw. in den Blöcken der Flussdiagramme und/oder der Blockschemata angegebene Funktion/Aktion realisieren. Die durch einen Computer lesbaren Programmanweisungen können auch in einen Computer, in andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtungen oder in andere Einheiten geladen werden, um zu bewirken, dass auf dem Computer, auf anderen programmierbaren Vorrichtungen oder anderen Einheiten eine Reihe von Arbeitsschritten ausgeführt wird, um einen mittels Computer realisierten Prozess zu schaffen, sodass die Anweisungen, die auf dem Computer, auf anderen programmierbaren Vorrichtungen oder Einheiten ausgeführt werden, die in einem Block bzw. in den Blöcken der Flussdiagramme und/oder der Blockschemata angegebenen Funktionen/Aktionen realisieren.
Die Flussdiagramme und Blockschemata in den Figuren veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und Wirkungsweise möglicher Realisierungsformen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In diesem Zusammenhang kann jeder Block in den Flussdiagrammen bzw. in den Blockschemata eine Steuerungskomponente, ein Segment oder einen Abschnitt von Anweisungen darstellen, das bzw. der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Realisieren der angegebenen Logikfunktion bzw. Logikfunktionen aufweist. Bei einigen alternativen Ausführungen können die in dem Block angegebenen Funktionen in einer anderen Reihenfolge als in den Figuren angegeben stattfinden. Zum Beispiel können zwei hintereinander aufgeführte Blöcke tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können je nach der mit den Blöcken verbundenen Funktionalität manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Darüber hinaus kann angemerkt werden, dass jeder Block der Blockschemata und/oder Flussdiagrammdarstellungen sowie Kombinationen von Blöcken in den Blockschemata und/oder Flussdiagrammdarstellungen mit Hilfe zweckgebundener hardwaregestützter Systeme zum Ausführen der angegebenen Funktionen bzw. Aktionen oder mit Hilfe von Kombinationen aus zweckgebundener Hardware und zweckgebundenen Computeranweisungen realisiert werden kann bzw. können.
Zwar wurde der Gegenstand im Vorstehenden im allgemeinen Kontext von durch einen Computer ausführbaren Anweisungen eines Computerprogrammprodukts beschrieben, das auf einem Computer und/oder auf Computern ausgeführt wird, Fachleute werden jedoch erkennen, dass diese Offenbarung ebenso in Kombination mit anderen Programmmodulen realisiert werden kann. Programmmodule enthalten im Allgemeinen Routinen, Programme, Komponenten, Datenstrukturen usw., die bestimmte Aufgaben durchführen und/oder bestimmte abstrakte Datentypen realisieren. Darüber hinaus wird Fachleuten klar sein, dass die erfindungsgemäßen, mittels Computer realisiertes Verfahren mit Hilfe anderer Computersystemkonfigurationen in die Praxis umgesetzt werden können, unter anderem Computersystem mit einem oder mehreren Prozessoren, Mini-Datenverarbeitungseinheiten, Großrechner sowie handgehaltene Datenverarbeitungseinheiten (z.B. PDA, Telefon), auf Mikroprozessoren beruhende oder programmierbare Unterhaltungs- oder Industrieelektronik und dergleichen. Die veranschaulichten Aspekte können außerdem in verteilten Datenverarbeitungsumgebungen praktisch umgesetzt werden, in denen Aufgaben durch entfernt angeordnete Verarbeitungseinheiten durchgeführt werden, die über ein Datenübertragungsnetzwerk verbunden sind. Jedoch können einige, wenn nicht alle Aspekte dieser Offenbarung auf eigenständigen Computern in die Praxis umgesetzt werden. Bei einer verteilten Datenverarbeitungsumgebung können sich Programmmodule sowohl auf lokal als auch auf entfernt angeordneten Hauptspeichereinheiten befinden.
In dem in dieser Anmeldung verwendeten Sinne können die Begriffe „Komponente“, „System“, „Plattform“, „Schnittstelle“ usw. eine mit Computern im Zusammenhang stehende Einheit oder eine Einheit bezeichnen oder diese enthalten, die im Zusammenhang mit einer betriebsfähigen Maschine mit einer oder mehreren bestimmten Funktionalitäten steht. Bei den hierin offenbarten Einheiten kann es sich entweder um Hardware, eine Kombination aus Hardware und Software, Software oder Software in Ausführung handeln. Bei einer Komponente kann es sich zum Beispiel, ohne auf diese beschränkt zu sein, um einen auf einem Prozessor ausgeführten Prozess, einen Prozessor, ein Objekt, ein ausführbares Element, einen Ausführungs-Thread, ein Programm und/oder einen Computer handeln. Zur Veranschaulichung kann es sich sowohl bei einer auf einem Server ausgeführten Anwendung als auch bei dem Server um eine Komponente handeln. Eine oder mehrere Komponenten können sich innerhalb eines Prozesses und/oder Ausführungs-Threads befinden, und eine Komponente kann sich auf einem Computer befinden und/oder auf zwei oder mehr Computer verteilt sein. Bei einem weiteren Beispiel können jeweilige Komponenten von verschiedenen, durch einen Computer lesbare Medien ausgeführt werden, auf denen verschiedene Datenstrukturen gespeichert sind. Die Komponenten können über lokale und oder entfernt angeordnete Prozessoren Daten austauschen, zum Beispiel gemäß einem Signal, das ein oder mehrere Datenpakete enthält (z.B. Daten von einer Komponente, die mit einer anderen Komponente in einem lokalen System, verteilten System und/oder über ein Netzwerk wie zum Beispiel das Internet mit anderen Systemen über das Signal in Wechselwirkung steht). Weiterhin beispielhaft kann es sich bei einer Komponente um eine Vorrichtung mit einer bestimmten Funktionalität handeln, die durch mechanische Teile bereitgestellt wird, die durch elektrische oder elektronische Schaltungen betätigt werden, die durch eine Software- oder Firmware-Anwendung betrieben werden, die durch einen Prozessor ausgeführt wird. In einem derartigen Fall kann sich der Prozessor innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung befinden und zumindest einen Teil der Software- oder Firmware-Anwendung ausführen. Bei einem weiteren Beispiel kann es sich bei einer Komponente um eine Vorrichtung handeln, die eine bestimmte Funktionalität über elektronische Schaltungen ohne mechanische Teile bereitstellt, wobei die elektronischen Komponenten einen Prozessor oder andere Mittel enthalten können, um Software oder Firmware auszuführen, die zumindest teilweise die Funktionalität der elektronischen Komponenten überträgt. Bei einem Aspekt kann eine Komponente eine elektronische Komponente über eine virtuelle Maschine emulieren, z.B. innerhalb eines Cloud-Computing-Systems.
Darüber hinaus ist der Begriff „oder“ so zu verstehen, dass er ein einschließendes „oder“ und nicht ein ausschließendes „oder“ bezeichnet. Das bedeutet, dass, sofern nichts anderes angegeben ist oder aus dem Kontext ersichtlich ist, mit dem Ausdruck „X nutzt A oder B“ beliebige der natürlichen einschließenden Permutationen gemeint sind. Das bedeutet, dass, wenn A durch X genutzt wird; B durch X genutzt wird; oder X sowohl A als auch B nutzt, „X nutzt A oder B“ unter beliebigen der vorstehend genannten Fälle erfüllt ist. Des Weiteren sollten die Artikel „ein“ und „eine“ in dem in der Beschreibung des Gegenstands und in den beigefügten Zeichnungen verwendeten Sinne generell so ausgelegt werden, dass sie „ein/eine/eines oder mehrere“ bedeuten, sofern nichts anderes angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich ist, dass es sich um eine Einzahlform handelt. Im hierin verwendeten Sinne werden die Ausdrücke „Beispiel“ und/oder „beispielhaft“ in der Bedeutung von „als Beispiel, Exemplar oder der Veranschaulichung dienend“ verwendet. Um jegliche Zweifel auszuschließen, ist der hierin offenbarte Gegenstand nicht auf derartige Beispiele beschränkt. Darüber hinaus sind beliebige Aspekte oder Gestaltungsformen, die hierin als „Beispiel“ und/oder „beispielhaft“ beschrieben sind, weder zwangsläufig als gegenüber anderen Aspekten oder Gestaltungsformen bevorzugt oder vorteilhaft auszulegen, noch sollen sie gleichwertige beispielhafte Strukturen und Techniken ausschließen, die Fachleuten bekannt sind.
In dem in der Beschreibung des Gegenstands verwendeten Sinne kann der Begriff „Prozessor“ im Wesentlichen beliebige Datenverarbeitungseinheiten oder Einheiten bezeichnen, die, ohne auf diese beschränkt zu sein, Prozessoren mit einem Kern; Prozessoren mit einem Kern und einer Fähigkeit zur Multithread-Ausführung von Software; Prozessoren mit mehreren Kernen; Prozessoren mit mehreren Kernen und einer Fähigkeit zur Multithread-Ausführung von Software; Prozessoren mit mehreren Kernen und Hardware-Multithread-Technologie; Parallelplattformen; und Parallelplattformen mit gemeinsam genutztem verteilten Speicher aufweisen. Darüber hinaus kann der Begriff „Prozessor“ eine integrierte Schaltung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), einen digitalen Signalprozessor (DSP), ein vor Ort programmierbares Gate-Array (Field Programmable Gate Array, FPGA), eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), eine Complex Programmable Logic Device (CPLD), eine Transistorlogik oder Logik mit diskreten Gattern, diskrete Hardwarekomponenten oder beliebige Kombinationen davon bezeichnen, die ausgelegt sind, um die hierin beschriebenen Funktionen durchzuführen. Ferner können Prozessoren Nanoarchitekturen nutzen wie zum Beispiel, ohne auf diese beschränkt zu sein, Molekular- oder Quantenpunkttransistoren, Schalter und Gatter, um die Raumausnutzung zu optimieren oder das Betriebsverhalten von Benutzergeräten zu verbessern. Ein Prozessor kann außerdem als Kombination aus Datenverarbeitungseinheiten realisiert sein. In der vorliegenden Offenbarung werden Begriffe wie zum Beispiel „speichern“, „Speicher“, „Datenspeicher“, „Datenbank“, „Datenbank“ und im Wesentlichen beliebige andere Informationsspeicherkomponenten genutzt, die für den Betrieb und die Funktionalität einer Komponente von Bedeutung sind, um „Speicherkomponenten“, in einem „Speicher“ verkörperte Einheiten oder Komponenten zu bezeichnen, die einen Speicher aufweisen. Es sollte klar sein, dass es sich bei Speicher und/oder Speicherkomponenten, die hierin beschrieben sind, entweder um flüchtigen Speicher oder nichtflüchtigen Speicher handeln kann oder dieser Speicher bzw. diese Speicherkomponenten sowohl flüchtigen als nichtflüchtigen Speicher enthalten können. Zur Veranschaulichung und nicht als Einschränkung kann es sich bei dem nichtflüchtigen Speicher um Nur-Lese-Speicher (read only memory, ROM), programmierbaren ROM (PROM), elektrisch programmierbaren ROM (EPROM), elektrisch löschbaren ROM (electrically erasable ROM, EEPROM), Flash-Speicher oder nichtflüchtigen Direktzugriffsspeicher (random - access memory, RAM) (z.B. ferroelektrischer RAM (FeRAM) handeln. Flüchtiger Speicher kann RAM enthalten, der zum Beispiel als externer Cache fungieren kann. Zur Veranschaulichung und nicht als Einschränkung ist RAM in vielen Formen verfügbar, zum Beispiel als synchronous RAM (SRAM), dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), double data rate SDRAM (DDR SDRAM), enhanced SDRAM (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM), direct Rambus RAM (DRRAM), direct Rambus dynamic RAM (DRDRAM) und Rambus dynamic RAM (RDRAM). Darüber hinaus sollen die hierin offenbarten Speicherkomponenten von Systemen oder mittels Computer realisierten Verfahren diese und beliebige andere geeignete Arten von Speicher einschließen, ohne auf diese beschränkt zu sein.
Die oben aufgeführte Beschreibung umfasst lediglich Beispiele von Systemen und mittels Computer realisierten Verfahren. Es ist selbstverständlich nicht möglich, jede denkbare Kombination aus Komponenten oder mittels Computer realisierten Verfahren zum Beschreiben dieser Offenbarung zu beschreiben, aber Fachleute können erkennen, dass viele weitere Kombinationen und Abwandlungen dieser Offenbarung möglich sind. Des Weiteren sind in dem Ausmaß, in dem die Begriffe „umfasst“, „enthält“, „besitzt“ und dergleichen in der ausführlichen Beschreibung, in den Ansprüchen, Anhängen und Zeichnungen verwendet werden, derartige Begriffe als in einer ähnlichen Weise einschließend gedacht, in der der Begriff „aufweisen/aufweisend“ als „enthalten/enthaltend“ interpretiert wird, wenn er in einem Anspruch als Übergangswort verwendet wird.
Die Beschreibungen der verschiedenen Ausführungsformen sollen der Veranschaulichung dienen, sind jedoch nicht als vollständig oder auf die Erfindung in der offenbarten Form beschränkt gedacht. Für Fachleute sind viele Modifikationen und Variationen denkbar, ohne dass diese eine Abweichung vom Schutzumfang und Grundgedanken der beschriebenen Ausführungsformen darstellen würden. Die hierin verwendete Terminologie wurde gewählt, um die Grundgedanken der Ausführungsformen, die praktische Anwendung bzw. die technische Verbesserung gegenüber den auf dem Markt vorgefundenen Technologien zu erläutern bzw. anderen mit entsprechenden Fachkenntnissen das Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen zu ermöglichen.

Claims

Filterstufensystem, das aufweist: ein zeitkontinuierliches Basisbandfilter, das eine Rückkopplungsschleife aufweist, die mindestens einen ersten Impedanzknoten und mindestens einen zweiten Impedanzknoten nutzt, wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine höhere Impedanz als der mindestens eine zweite Impedanzknoten hat und wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine dominante Polstelle bereitstellt und der mindestens eine zweite Impedanzknoten eine nichtdominante Polstelle bereitstellt und wobei das zeitkontinuierliche Basisbandfilter einen gefilterten Strom erzeugt; und eine Spiegelungskomponente, die den gefilterten Strom auf einen Ausgang spiegelt.
System nach Anspruch 1, das ferner eine Skalierungskomponente aufweist, die einen Eingangsstrom der Rückkopplungsschleife skaliert, um eine Grobregelung der Verstärkung zu ermöglichen.
System nach Anspruch 2, das ferner eine Überwachungskomponente aufweist, die eine skalierte Version des Eingangsstroms überwacht, um Verzerrungsstörungen abzumildern.
System nach Anspruch 1, wobei das zeitkontinuierliche Basisbandfilter unsymmetrisch ist.
System nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem zeitkontinuierlichen Basisbandfilter ein Differenzfilter handelt.
System nach Anspruch 4, wobei es sich bei mindestens einem aus den zeitkontinuierlichen Basisbandfiltern, der Spiegelungskomponente, der Skalierungskomponente oder der Überwachungskomponente um eine kryoelektronische Komponente handelt.
Verfahren zur Quantendatenverarbeitung, das aufweist: Verwenden eines zeitkontinuierlichen Basisbandfilters, das eine Rückkopplungsschleife aufweist, die mindestens einen ersten Impedanzknoten und mindestens einen zweiten Impedanzknoten nutzt, wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine höhere Impedanz als der mindestens eine zweite Impedanzknoten hat und wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine dominante Polstelle bereitstellt und der mindestens eine zweite Impedanzknoten eine nichtdominante Polstelle bereitstellt und wobei das zeitkontinuierliche Basisbandfilter einen gefilterten Strom erzeugt; und Verwenden einer Spiegelungskomponente, die den gefilterten Strom auf einen Ausgang spiegelt.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner ein Verwenden der Spiegelungskomponente aufweist, um ein Spiegelungsverhältnis selektiv zu ändern, um eine variable Verstärkung zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner ein Verwenden einer Skalierungskomponente aufweist, um einen Eingangsstrom der Rückkopplungsschleife zu skalieren, um eine Grobregelung der Verstärkung zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner ein Verwenden einer Überwachungskomponente aufweist, um eine skalierte Version des Eingangsstroms zu überwachen, um Verzerrungsstörungen abzumildern.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner ein Verwenden eines Satzes zusätzlicher Polstellen aufweist, die zwischen dem zeitkontinuierlichen Basisbandfilter und der Spiegelungskomponente platziert sind, um ein Filtern höherer Ordnung zu ermöglichen und ein Beeinträchtigen der Stabilität des zeitkontinuierlichen Basisbandfilters abzumildern.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner ein Verwenden einer Mehrzahl von kaskadierten zeitkontinuierlichen Basisbandfiltern aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner ein Verwenden einer Teilmenge der Mehrzahl von kaskadierten zeitkontinuierlichen Basisbandfiltern aufweist, um Tiefpass-, Bandpass- oder Hochpasseigenschaften mit Eckfrequenzen, einem Gütefaktor oder einer durch digitale Regelung festgelegten Verstärkungsregelung bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner aufweist, dass die Rückkopplungsschleife die folgenden Gleichungen nutzt: $Q = \sqrt{\frac{g m 1}{g m 2} \frac{C 2}{C 1}}, B W = \frac{1}{2 π} \sqrt{\frac{g m 1 g m 2}{C 1 C 2}}$
wobei C_1,2 Kondensatoren sind, g_m1,2 Transkonduktoren sind, Q der Gütefaktor ist und BW die Bandbreite ist.
Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt ein durch einen Computer lesbares Speichermedium aufweist, das darauf verkörperte Programmanweisungen enthält, wobei die Anweisungen durch einen Prozessor ausführbar sind, um zu bewirken, dass der Prozessor: ein zeitkontinuierliches Basisbandfilter verwendet, das eine Rückkopplungsschleife aufweist, die mindestens einen ersten Impedanzknoten und mindestens einen zweiten Impedanzknoten nutzt, wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine höhere Impedanz als der mindestens eine zweite Impedanzknoten hat und wobei der mindestens eine erste Impedanzknoten eine dominante Polstelle bereitstellt und der mindestens eine zweite Impedanzknoten eine nichtdominante Polstelle bereitstellt und wobei das zeitkontinuierliche Basisbandfilter einen gefilterten Strom erzeugt; und eine Spiegelungskomponente verwendet, die den gefilterten Strom auf einen Ausgang spiegelt.