DE102022203685A1

DE102022203685A1 - Vorrichtung mit einer Vergleichereinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung mit einer Vergleichereinrichtung

Info

Publication number: DE102022203685A1
Application number: DE102022203685.9A
Authority: DE
Inventors: Taha Soliman; Tobias Kirchner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-04-12
Filing date: 2022-04-12
Publication date: 2023-10-12
Also published as: US20230327655A1

Abstract

Vorrichtung aufweisend eine erste Vergleichereinrichtung, wobei die erste Vergleichereinrichtung eine erste Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung eines ersten Referenzstroms und eine erste Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung eines ersten Vergleichsstroms aufweist, und wobei die erste Vergleichereinrichtung dazu ausgebildet ist, den ersten Referenzstrom mit dem ersten Vergleichsstrom zu vergleichen, um ein erstes Vergleichsergebnis zu erhalten und basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis wenigstens einen Referenzstrom und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung zu beeinflussen.

Description

Stand der Technik
Die Offenbarung betrifft eine Vorrichtung mit einer Vergleichereinrichtung.
Die Offenbarung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung mit einer Vergleichereinrichtung.
Offenbarung der Erfindung
Beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Vorrichtung aufweisend eine erste Vergleichereinrichtung, wobei die erste Vergleichereinrichtung eine erste Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung eines ersten Referenzstroms und eine erste Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung eines ersten Vergleichsstroms aufweist, und wobei die erste Vergleichereinrichtung dazu ausgebildet ist, den ersten Referenzstrom mit dem ersten Vergleichsstrom zu vergleichen, um ein erstes Vergleichsergebnis zu erhalten und basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis wenigstens einen Referenzstrom und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung zu beeinflussen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die Vorrichtung beispielsweise dazu verwendet werden, eine Stufe, beispielsweise Vergleicherstufe, für eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung zu realisieren. Beispielsweise können bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen mehrere Stufen, beispielsweise Vergleicherstufen, für die Analog/Digital-Wandlereinrichtung vorgesehen sein, wobei jede der Stufen z.B. wenigstens eine Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen aufweist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eine erste Beeinflussungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Referenzstrom und/oder den wenigstens einen Vergleichsstrom der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung zu beeinflussen, wobei die wenigstens eine erste Beeinflussungseinrichtung wenigstens eine steuerbare Stromsenke (bzw. Stromquelle, z.B. im Falle einer „Invertierung“ einer die Vorrichtung realisierenden Schaltung) aufweist. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist ist dadurch z.B. ein Vergleich des Referenzstroms mit dem Vergleichsstrom der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung beeinflussbar basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Vergleichereinrichtung dazu ausgebildet ist, basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis ein erstes Ausgangssignal auszugeben. Das erste Ausgangssignal, das beispielsweise ein binäres Signal bzw. das erste Vergleichsergebnis charakterisiert, kann z.B. bei einer Verwendung der Vorrichtung für eine ggf. auch mehrstufige Analog/Digital-Wandlereinrichtung z.B. zur Bildung eines Bits eines binären Ausgangssignals der Analog/Digital-Wandlereinrichtung verwendet werden.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Vergleichereinrichtung dazu ausgebildet ist, beispielsweise mittels einer bzw. der ersten Beeinflussungseinrichtung, basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis wenigstens einen vorgebbaren Strom von einem mit dem wenigstens einen Referenzstrom und/oder dem wenigstens einen Vergleichsstrom wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung assoziierten Schaltungsknotenpunkt abzuleiten, wodurch bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. ein Vergleich der jeweiligen wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung beeinflussbar ist, z.B. um bei einer Zustandsänderung eines höherwertigen Bits einer die Vergleichereinrichtungen aufweisenden Analog/Digital-Wandlereinrichtung ein oder mehrere niederwertigere Bits zu beeinflussen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eine zweite Vergleichereinrichtung aufweist, wobei die zweite Vergleichereinrichtung eine zweite Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung eines zweiten Referenzstroms und eine zweite Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung eines zweiten Vergleichsstroms aufweist, und wobei die zweite Vergleichereinrichtung dazu ausgebildet ist, den zweiten Referenzstrom mit dem zweiten Vergleichsstrom zu vergleichen, um ein zweites Vergleichsergebnis zu erhalten und basierend auf dem zweiten Vergleichsergebnis wenigstens einen Referenzstrom und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung zu beeinflussen, beispielsweise basierend auf dem zweiten Vergleichsergebnis wenigstens einen vorgebbaren Strom von einem mit dem wenigstens einen Referenzstrom und/oder dem wenigstens einen Vergleichsstrom wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung assoziierten Schaltungsknotenpunkt abzuleiten. Dies ermöglicht bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. die Bereitstellung einer, beispielsweise zweistufigen, Analog/Digital-Wandlereinrichtung, wobei eine erste Stufe, z.B. entsprechend einem most significant bit (MSB), beispielsweise mittels der ersten Vergleichereinrichtung realisierbar ist, und wobei eine zweite Stufe, z.B. entsprechend einem least significant bit (LSB), beispielsweise mittels der zweiten Vergleichereinrichtung realisierbar ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen sind basierend auf der Vorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen z.B. auch Analog/Digital-Wandlereinrichtungen mit mehr als zwei Stufen bzw. Bits bereitstellbar, z.B. mit vier oder mehr Stufen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung n viele, n = 1, 2, 3, ... Vergleichereinrichtungen aufweist, wobei jede der n vielen Vergleichereinrichtungen jeweils eine Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung eines jeweiligen Referenzstroms und jeweils eine Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung eines jeweiligen Vergleichsstroms aufweist, und wobei jede der n vielen Vergleichereinrichtungen dazu ausgebildet ist, einen jeweiligen Referenzstrom mit einem jeweiligen Vergleichsstrom zu vergleichen, um ein jeweiliges Vergleichsergebnis zu erhalten und basierend auf dem jeweiligen Vergleichsergebnis ein das jeweilige Vergleichsergebnis charakterisierendes jeweiliges Ausgangssignal auszugeben.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass wenigstens manche, beispielsweise n-1 viele, Vergleichereinrichtungen der n vielen Vergleichereinrichtungen dazu ausgebildet sind, einen jeweiligen Referenzstrom mit einem jeweiligen Vergleichsstrom zu vergleichen, um ein jeweiliges Vergleichsergebnis zu erhalten und basierend auf dem jeweiligen Vergleichsergebnis wenigstens einen Referenzstrom und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung, die bei einer beispielhaften Verwendung in einer Wandlereinrichtung z.B. mit einer niederwertigeren Stufe bzw. einem niederwertigeren Bit assoziiert ist, zu beeinflussen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine k-te Vergleichereinrichtung, k=1, .., n-1, der n vielen Vergleichereinrichtungen dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Referenzstrom und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung der n vielen Vergleichereinrichtungen, beispielsweise einer-ten Vergleichereinrichtung, zu beeinflussen, beispielsweise basierend auf dem k-ten Vergleichsergebnis.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die k-te Vergleichereinrichtung, k=1, .., n-1, der n vielen Vergleichereinrichtungen eine k-te Beeinflussungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Referenzstrom und/oder den wenigstens einen Vergleichsstrom der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung zu beeinflussen, wobei beispielsweise die k-te Beeinflussungseinrichtung eine steuerbare Stromsenke (bzw. Stromquelle, z.B. im Falle einer „Invertierung“ einer die Vorrichtung realisierenden Schaltung) aufweist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die steuerbare Stromsenke eine Serienschaltung aus wenigstens einem ersten Transistor und einem Schalter, beispielsweise Halbleiterschalter, beispielsweise zweiten Transistor, aufweist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der erste Transistor und/oder der zweite Transistor als Feldeffekttransistor, beispielsweise MOSFET, ausgebildet ist, z.B. als N-Kanal MOSFET oder als P-Kanal MOSFET. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen sind dann z.B. die Drain-Source-Strecken des ersten Transistors und des zweiten Transistors im Sinne der vorstehend beispielhaft beschriebenen Serienschaltung h i nterei nandergeschaltet.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der erste Transistor und/oder der zweite Transistor als Bipolartransistor, beispielsweise vom NPN- oder PNP-Typ ausgebildet ist. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen sind dann z.B. die Kollektor-Emitter-Strecken des ersten Transistors und des zweiten Transistors im Sinne der vorstehend beispielhaft beschriebenen Serienschaltung hintereinandergeschaltet.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können anstelle des ersten Transistors und/oder des zweiten Transistors z.B. auch jeweils eine (z.B. andersartige) steuerbare Stromquelle bzw. ein steuerbarer elektrischer Widerstand vorgesehen sein.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Serienschaltung zwischen einem bzw. dem mit dem wenigstens einen Referenzstrom und/oder dem wenigstens einen Vergleichsstrom der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung assoziierten Schaltungsknotenpunkt und einem Bezugspotential geschaltet ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Schalter basierend auf dem Vergleichsergebnis steuerbar ist, beispielsweise um das Beeinflussen des wenigstens einen Referenzstroms und/oder des wenigstens einen Vergleichsstroms der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Serienschaltung eine Parallelschaltung aus ersten Transistoren aufweist, die in Serie zu dem Schalter, geschaltet ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass jeweils ein Transistor der Parallelschaltung jeweils einer weiteren, z.B. jeweils anderen, Vergleichereinrichtung zugeordnet ist, beispielsweise um basierend auf einem bzw. dem Vergleichsergebnis einer die Parallelschaltung aufweisenden Vergleichereinrichtung Strom abzuleiten von der weiteren Vergleichereinrichtung.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine Kompensationseinrichtung zur Kompensation eines Spannungsabfalls an wenigstens einem der Schalter vorgesehen ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine k-te Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung Teil einer ersten Stromspiegeleinrichtung, z.B. einer 1-zu-n- Stromspiegeleinrichtung mit einem Eingang und n vielen Ausgängen, ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Stromspiegeleinrichtung beispielsweise mehrere der Vergleichereinrichtungen jeweils mit einem entsprechenden Referenzstrom versorgt, wobei, z.B. bei einer Verwendung der mehreren Vergleichereinrichtungen für eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung, unterschiedliche der mehreren Vergleichereinrichtungen mit einem unterschiedlichen Referenzstrom versorgbar sind, wobei der Referenzstrom für eine bestimmte Vergleichereinrichtung beispielsweise auf einer Wertigkeit der jeweiligen Vergleichereinrichtung in Bezug auf die Analog/Digital-Wandlereinrichtung basiert.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die erste Stromspiegeleinrichtung z.B. als Stromspiegeleinrichtung mit einem Eingang und n vielen Ausgängen ausgebildet sein, wobei der ersten Stromspiegeleinrichtung über ihren Eingang beispielsweise ein Referenzstrom, z.B. Basisreferenzstrom, zuführbar ist, und wobei die erste Stromspiegeleinrichtung an ihren n vielen Ausgängen beispielsweise jeweils einen von dem Referenzstrom, z.B. Basisreferenzstrom, abgeleiteten n-ten Referenzstrom ausgibt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine k-te Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung Teil einer zweiten Stromspiegeleinrichtung, z.B. einer 1-zu-n- Stromspiegeleinrichtung mit einem Eingang und n vielen Ausgängen, ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die zweite Stromspiegeleinrichtung beispielsweise mehrere der Vergleichereinrichtungen jeweils mit einem entsprechenden Vergleichsstrom versorgt. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die zweite Stromspiegeleinrichtung z.B. als Stromspiegeleinrichtung mit einem Eingang und n vielen Ausgängen ausgebildet sein, wobei der zweiten Stromspiegeleinrichtung über ihren Eingang beispielsweise ein Eingangsstrom, z.B. ein in ein digitales Ausgangssignal zu transformierender (analoger, also z.B. zeit- und wertekontinuierlicher) Eingangsstrom zuführbar ist, und wobei die zweite Stromspiegeleinrichtung an ihren n vielen Ausgängen beispielsweise jeweils einen von dem Eingangsstrom abgeleiteten n-ten Vergleichsstrom ausgibt.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung, beispielsweise strombasierte bzw. stromgetriebene Analog/Digital-Wandlereinrichtung, mit wenigstens einer Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen, wobei die Wandlereinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Eingangsstrom zu empfangen und basierend auf dem Eingangsstrom ein digitales Ausgangssignal zu bilden.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Wandlereinrichtung dazu ausgebildet ist, basierend auf einem Referenzstrom wenigstens den ersten bzw. einen n-ten Referenzstrom zu bilden, beispielsweise mittels einer bzw. der ersten Stromspiegeleinrichtung, wobei beispielsweise eine Stromstärke des n-ten Referenzstroms einer Wertigkeit der n-ten Stufe der Wandlereinrichtung entspricht.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Wandlereinrichtung dazu ausgebildet ist, basierend auf dem Eingangsstrom wenigstens den ersten bzw. n-ten Vergleichsstrom zu bilden, beispielsweise mittels einer bzw. der zweiten Stromspiegeleinrichtung, wobei beispielsweise eine Stromstärke des n-ten Vergleichsstroms einer Wertigkeit der n-ten Stufe der Wandlereinrichtung entspricht.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung aufweisend eine erste Vergleichereinrichtung, wobei die erste Vergleichereinrichtung eine erste Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung und eine erste Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines ersten Referenzstroms mittels der ersten Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung, Bereitstellen eines ersten Vergleichsstroms mittels der ersten Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung, Vergleichen des ersten Referenzstroms mit dem ersten Vergleichsstrom, um ein erstes Vergleichsergebnis zu erhalten, und, basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis, Beeinflussen wenigstens eines Referenzstroms und/oder wenigstens eines Vergleichsstroms wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung, und, optional, Ausgeben eines ersten Ausgangssignals basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Recheneinrichtung, beispielsweise zur Ermittlung eines Skalarprodukts, beispielsweise vector matrix multiplier, beispielsweise dot product engine, aufweisend eine Matrix von Elementen mit einem steuerbaren elektrischen Widerstand, und wenigstens eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung gemäß den Ausführungsformen.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung der Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen und/oder der Analog/Digital-Wandlereinrichtung gemäß den Ausführungsformen und/oder des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Recheneinrichtung gemäß den Ausführungsformen für wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Umwandeln eines Stroms in einen Binärwert, b) Ausführen einer binären Codierung, c) Bereitstellen eines, beispielsweise vollständig, stromgetriebenen Analog-Digital-Wandlers.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:

1 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
2 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
3 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
4 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
5 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
6 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
7 schematisch ein vereinfachtes Schaltbild gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
8 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
9 schematisch Aspekte von Verwendungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen.

Beispielhafte Ausführungsformen, vgl. z.B. 1 und 5, beziehen sich auf eine Vorrichtung 100 aufweisend eine erste Vergleichereinrichtung 110-1, wobei die erste Vergleichereinrichtung 110-1 eine erste Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung 120-1 zur Bereitstellung 200 (5) eines ersten Referenzstroms I_Ref-1 und eine erste Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung 130-1 zur Bereitstellung 202 eines ersten Vergleichsstroms l_Vergl-1 aufweist, und wobei die erste Vergleichereinrichtung 110-1 dazu ausgebildet ist, den ersten Referenzstrom I_Ref-1 mit dem ersten Vergleichsstrom l_Vergl-1 zu vergleichen, s. Block 204 gemäß 5, um ein erstes Vergleichsergebnis VE-1 zu erhalten und basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis VE-1 wenigstens einen Referenzstrom I_Ref' und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom l_Vergl' wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung 110' zu beeinflussen, s. Block 206 gemäß 5 und den Pfeil A1 gemäß 1 und 5. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Beeinflussen 206 z.B. ein Ableiten 206a wenigstens eines vorgebbaren Stroms von einem mit dem wenigstens einen Referenzstrom I_Ref' und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom l_Vergl' assoziierten Schaltungsknotenpunkt aufweisen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 1, kann die Vorrichtung 100 beispielsweise dazu verwendet werden, eine Stufe, beispielsweise Vergleicherstufe, für eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung 1000, s. z.B. 7, zu realisieren. Beispielsweise können bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen mehrere Stufen, beispielsweise Vergleicherstufen, für die Analog/Digital-Wandlereinrichtung 1000 vorgesehen sein, wobei jede der Stufen z.B. wenigstens eine Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen aufweist oder wobei die Analog/Digital-Wandlereinrichtung 1000 (7) z.B. eine Vorrichtung 100c mit mehreren Vergleichereinrichtungen 110-1, 110-2, 110-3, 110-4, ..., 110-n aufweist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 2, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 100a wenigstens eine erste Beeinflussungseinrichtung 140-1 aufweist, die dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Referenzstrom I_Ref' (1) und/oder den wenigstens einen Vergleichsstrom l_Vergl' der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung 110' zu beeinflussen, wobei die wenigstens eine erste Beeinflussungseinrichtung 140-1 (2) wenigstens eine steuerbare Stromsenke 142 (bzw. wenigstens eine steuerbare Stromquelle, z.B. im Falle einer gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen möglichen „Invertierung“, s.u., einer die Vorrichtung 100a realisierenden Schaltung) aufweist. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist dadurch z.B. ein Vergleich des Referenzstroms I_Ref' mit dem Vergleichsstrom l_Vergl' der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung 110' beeinflussbar, z.B. basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis VE-1.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 1, 2, ist vorgesehen, dass die erste Vergleichereinrichtung 110-1 dazu ausgebildet ist, basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis VE-1 ein erstes Ausgangssignal AS-1 auszugeben, s. auch den Block 208 gemäß 5. Das erste Ausgangssignal AS-1, das beispielsweise ein binäres Signal bzw. das erste Vergleichsergebnis VE-1 charakterisiert, kann z.B. bei einer Verwendung der Vorrichtung 100, 100a für eine ggf. auch mehrstufige Analog/Digital-Wandlereinrichtung 1000 (7) z.B. zur Bildung eines Bits eines binären Ausgangssignals AS-AD (7) der Analog/Digital-Wandlereinrichtung 1000 verwendet werden.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 2, ist vorgesehen, dass die erste Vergleichereinrichtung 110-1 dazu ausgebildet ist, beispielsweise mittels einer bzw. der ersten Beeinflussungseinrichtung 140-1, basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis VE-1 wenigstens einen vorgebbaren Strom von einem mit dem wenigstens einen Referenzstrom I_Ref' und/oder dem wenigstens einen Vergleichsstrom l_Vergl' wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung 110' assoziierten Schaltungsknotenpunkt abzuleiten, wodurch bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. ein Vergleich der jeweiligen wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung 110' beeinflussbar ist, z.B. um bei einer Zustandsänderung eines höherwertigen Bits einer die Vergleichereinrichtungen 110-1, 110' aufweisenden Analog/Digital-Wandlereinrichtung ein oder mehrere niederwertigere Bits, beispielsweise alle niederwertigeren Bits, zu beeinflussen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 3, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 100b wenigstens eine zweite Vergleichereinrichtung 110-2 aufweist, wobei die zweite Vergleichereinrichtung 110-2 eine zweite Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung 120-2 zur Bereitstellung eines zweiten Referenzstroms I_Ref-2 und eine zweite Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung 130-2 zur Bereitstellung eines zweiten Vergleichsstroms l_Vergl-2 aufweist, und wobei die zweite Vergleichereinrichtung 110-2 dazu ausgebildet ist, den zweiten Referenzstrom I_Ref-2 mit dem zweiten Vergleichsstrom l_Vergl-2 zu vergleichen, um ein zweites Vergleichsergebnis VE-2 zu erhalten und basierend auf dem zweiten Vergleichsergebnis VE-2 wenigstens einen Referenzstrom und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung zu beeinflussen, s. die Pfeile A2a, A2b bzw. kollektiv A2 gemäß 3, beispielsweise basierend auf dem zweiten Vergleichsergebnis VE-2 wenigstens einen vorgebbaren Strom von einem mit dem wenigstens einen Referenzstrom und/oder dem wenigstens einen Vergleichsstrom wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung (nicht in 3 gezeigt, s. die Punkte "..." in 3 links) assoziierten Schaltungsknotenpunkt abzuleiten, beispielsweise mittels einer zweiten Beeinflussungseinrichtung 140-2. Dies ermöglicht bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. die Bereitstellung einer, beispielsweise zweistufigen oder mehrstufigen, Analog/Digital-Wandlereinrichtung, wobei eine erste Stufe, z.B. entsprechend einem most significant bit (MSB), beispielsweise mittels der ersten Vergleichereinrichtung 110-1 realisierbar ist, und wobei eine zweite Stufe, z.B. entsprechend einem least significant bit (LSB), beispielsweise mittels der zweiten Vergleichereinrichtung 110-2 realisierbar ist. Weitere Vergleicherstufen sind bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ebenfalls denkbar, s. die Punkte "..." in 3 links.
Die Pfeile A1a, A1b, in 3 kollektiv mit A1 bezeichnet, symbolisieren das Beeinflussen wenigstens des Referenzstroms I_Ref-2 und/oder wenigstens des Vergleichsstroms l_Vergl-2 wenigstens der zweiten Vergleichereinrichtung 110-2. Beispielsweise ist mittels der ersten Beeinflussungseinrichtung 140-1 ein Strom l_VE-1_2 von einem Schaltungsknotenpunkt 110-2-N der zweiten Vergleichereinrichtung 110-2 ableitbar, z.B. basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis VE-1, wobei dem Schaltungsknotenpunkt 110-2-N der zweite Vergleichsstrom l_Vergl-2 mittels der zweiten Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung 120-2 zuführbar und mittels der zweiten Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung 130-2 der zweite Vergleichsstrom I_Vergl-2 von dem Schaltungsknotenpunkt 110-2-N ableitbar ist. Ersichtlich kann das Beeinflussen A1, A1a, A1b wenigstens eines der Ströme I_Vergl-2, I_Ref-2 bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen das zweite Vergleichsergebnis VE-2 beeinflussen. Basierend auf dem zweiten Vergleichsergebnis VE-2 kann die zweite Vergleichereinrichtung 110-2 z.B. auch ein zweites Ausgangssignal AS-2 ausgeben. Weitere Details zu dem Schaltungsknotenpunkt 110-2-N gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen sind weiter unten unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
6 zeigt schematisch beispielhafte Aspekte eines Betriebs der zweiten Vergleichereinrichtung 110-2 (3), wobei die Blöcke 210, 212, 214, 216, 216a, 218 jeweils den Blöcken 200, 202, 204, 206, 206a, 208 gemäß 5, beschrieben in Bezug auf die erste Vergleichereinrichtung 110-1, entsprechen. Sofern bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. mehr als zwei Vergleichereinrichtungen vorhanden sind, z.B. n viele Vergleichereinrichtungen, sind die beispielhaft in 5, 6 abgebildeten Aspekte in entsprechender Weise auch auf ein oder mehrere, beispielsweise wenigstens k viele, z.B. mit k = n-1, weitere Vergleichereinrichtungen anwendbar.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen sind basierend auf der Vorrichtung 100, 100, 100b gemäß beispielhaften Ausführungsformen z.B. auch Analog/Digital-Wandlereinrichtungen mit mehr als zwei Stufen bzw. Bits bereitstellbar, z.B. mit vier oder mehr Stufen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 4, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 100, 100a, 100b, 100c n viele, n = 1, 2, 3, ... Vergleichereinrichtungen aufweist, wobei jede der n vielen Vergleichereinrichtungen jeweils eine Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung eines jeweiligen Referenzstroms und jeweils eine Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung eines jeweiligen Vergleichsstroms aufweist, und wobei jede der n vielen Vergleichereinrichtungen dazu ausgebildet ist, einen jeweiligen Referenzstrom mit einem jeweiligen Vergleichsstrom zu vergleichen, um ein jeweiliges Vergleichsergebnis zu erhalten und basierend auf dem jeweiligen Vergleichsergebnis ein das jeweilige Vergleichsergebnis charakterisierendes jeweiliges Ausgangssignal auszugeben.
Dies ist in 4 beispielhaft anhand einer k-ten Vergleichereinrichtung 110-k der n vielen Vergleichereinrichtungen gezeigt. Die Elemente 120-k, 130-k, 140-k, I_Ref-k, l_Vergl-k, AS-k der k-ten Vergleichereinrichtung 110-k entsprechen z.B. den jeweiligen Elementen 120-1, 130-1, 140-1, l_Ref-1, l_Vergl-1, AS-1 der ersten Vergleichereinrichtung 110-1.
Beispielhaft ist in 4 eine erste weitere, nämlich (k+1)-te Vergleichereinrichtung 110-(k+1), und eine zweite weitere, nämlich (k-1)-te Vergleichereinrichtung 110-(k-1), symbolisch abgebildet. Der Blockpfeil I-VE-k-1_k symbolisiert einen Strom, der mittels der Vergleichereinrichtung 110-(k-1) basierend auf deren Vergleichsergebnis z.B. von einem Schaltungsknotenpunkt (nicht gezeigt) der k-ten Vergleichereinrichtung 110-k ableitbar ist, z.B. um den Vergleich der k-ten Vergleichereinrichtung 110-k zu beeinflussen. Der Blockpfeil I-VE-k_k+1 symbolisiert einen Strom, der mittels der Vergleichereinrichtung 110-k basierend auf deren Vergleichsergebnis VE-k z.B. von einem Schaltungsknotenpunkt (nicht gezeigt) der (k+1)-ten Vergleichereinrichtung 110-(k+1) ableitbar ist, z.B. um den Vergleich der (k+1)-ten Vergleichereinrichtung 110-(k+1) zu beeinflussen.
7 zeigt schematisch ein Schaltbild einer Vorrichtung 100c gemäß weiteren Ausführungsformen, die vier vergleichsweise detailliert dargestellte Vergleichereinrichtungen 110-1, 110-2, 110-3, 110-4 sowie ggf. weitere, z.B. bis hin zu insgesamt n vielen, Vergleichereinrichtungen aufweist, wobei die ggf. vorhandenen weiteren Vergleichereinrichtungen in 7 der Übersichtlichkeit halber durch den optionalen Block 110-n symbolisiert sind.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, s. 7, ist vorgesehen, dass wenigstens manche, beispielsweise n-1 viele, Vergleichereinrichtungen 110-1, 110-2, 110-3 der n vielen Vergleichereinrichtungen dazu ausgebildet sind, einen jeweiligen Referenzstrom mit einem jeweiligen Vergleichsstrom zu vergleichen, um ein jeweiliges Vergleichsergebnis zu erhalten und basierend auf dem jeweiligen Vergleichsergebnis wenigstens einen Referenzstrom und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung, die bei einer beispielhaften Verwendung in einer Wandlereinrichtung z.B. mit einer niederwertigeren Stufe bzw. einem niederwertigeren Bit assoziiert ist, zu beeinflussen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine k-te Vergleichereinrichtung, k=1, .., n-1, der n vielen Vergleichereinrichtungen, nachfolgend beispielhaft beschrieben am Beispiel k=1, dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Referenzstrom I_Ref-2 und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom l_Vergl_2 wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung 110-2 der n vielen Vergleichereinrichtungen zu beeinflussen, beispielsweise basierend auf dem k-ten Vergleichsergebnis VE-1.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird das erste Vergleichsergebnis VE-1 z.B. dadurch gebildet, dass einem Schaltungsknotenpunkt 110-1-N der ersten Vergleichereinrichtung 110-1 mittels der ersten Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung 130-1 der erste Vergleichsstrom l_Vergl-1 zugeführt wird, und dass von dem Schaltungsknotenpunkt 110-1-N der ersten Vergleichereinrichtung 110-1 mittels der ersten Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung 120-1 der erste Referenzstrom I_Ref-1 abgeleitet wird, wodurch ein elektrisches Potential des Schaltungsknotenpunkts 110-1-N der ersten Vergleichereinrichtung 110-1 das erste Vergleichsergebnis VE-1 charakterisiert, das bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. auch als das erste Ausgangssignal AS-1 verwendbar bzw. zur Bildung des erste Ausgangssignal AS-1 verwendbar ist, z.B. mittels einer optionalen Puffer- bzw. Verstärkerschaltung VS-1, die das elektrische Potential des Schaltungsknotenpunkts 110-1-N der ersten Vergleichereinrichtung 110-1 verstärkt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die k-te, vorliegend beispielhaft erste (k-1), Vergleichereinrichtung 110-1 der n vielen Vergleichereinrichtungen eine erste Beeinflussungseinrichtung 140-1 aufweist, die dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Referenzstrom und/oder den wenigstens einen Vergleichsstrom der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung 110-2, 110-3, 110-4 zu beeinflussen, wobei beispielsweise die erste Beeinflussungseinrichtung 140-1 eine steuerbare Stromsenke (bzw. Stromquelle, z.B. im Falle einer „Invertierung“ einer die Vorrichtung realisierenden Schaltung) 142-1 aufweist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die steuerbare Stromsenke 142-1 eine Serienschaltung SS-1 aus wenigstens einem ersten Transistor T11, T12, T13 und einem Schalter, beispielsweise Halbleiterschalter, beispielsweise zweiten Transistor, T14 aufweist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der erste Transistor T11, T12, T13 und/oder der zweite Transistor T14 als Feldeffekttransistor, beispielsweise MOSFET, ausgebildet ist, z.B. als N-Kanal MOSFET oder als P-Kanal MOSFET. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen sind dann z.B. die Drain-Source-Strecken des ersten Transistors und des zweiten Transistors im Sinne der vorstehend beispielhaft beschriebenen Serienschaltung SS-1 hintereinandergeschaltet.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der erste Transistor und/oder der zweite Transistor als Bipolartransistor, beispielsweise vom NPN- oder PNP-Typ ausgebildet ist. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen sind dann z.B. die Kollektor-Emitter-Strecken des ersten Transistors und des zweiten Transistors im Sinne der vorstehend beispielhaft beschriebenen Serienschaltung hintereinandergeschaltet.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können anstelle des ersten Transistors und/oder des zweiten Transistors z.B. auch jeweils eine (z.B. andersartige) steuerbare Stromquelle bzw. ein steuerbarer elektrischer Widerstand vorgesehen sein.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Serienschaltung SS-1 zwischen einem bzw. dem mit dem wenigstens einen Referenzstrom I_Ref-2 und/oder dem wenigstens einen Vergleichsstrom l_Vergl-2 der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung 110-2 assoziierten Schaltungsknotenpunkt 110-2-N und einem Bezugspotential BP2 geschaltet ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Schalter T14 basierend auf dem Vergleichsergebnis VE-1 steuerbar ist, beispielsweise um das Beeinflussen 206 (5) des wenigstens einen Referenzstroms und/oder des wenigstens einen Vergleichsstroms der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung 110-2, 110-3, ... zu aktivieren oder zu deaktivieren. Beispielsweise ist bei manchen Ausführungsformen eine Gateelektrode G-T14 des Schalters mit dem elektrischen Potential des Schaltungsknotenpunkts 110-1-N bzw. dem ersten Ausgangssignal AS-1 beaufschlagbar.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Serienschaltung SS-1 eine Parallelschaltung PS-1 aus ersten Transistoren T11, T12, T13 aufweist, die in Serie zu dem Schalter T14 geschaltet ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass jeweils ein Transistor T11, T12, T13 der Parallelschaltung PS-1 jeweils einer weiteren, z.B. jeweils anderen, Vergleichereinrichtung 110-2, 110-3, 110-4 zugeordnet ist, beispielsweise um basierend auf einem bzw. dem ersten Vergleichsergebnis VE-1 einer die Parallelschaltung PS-1 aufweisenden Vergleichereinrichtung 110-1 Strom abzuleiten von der bzw. den weiteren Vergleichereinrichtungen.
Beispielsweise ist vorliegend eine Drainelektrode D-T13 des Transistors T13 mit dem Schaltungsknotenpunkt 110-2-N verbunden, um bei einer Aktivierung der Stromsenke 142-1 mittels des Schalters T14 einen vorgebbaren Strom l-VE-1_2 basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis VE-1 von dem Schaltungsknotenpunkt 110-2-N abzuleiten. Beispielsweise ist vorliegend eine Drainelektrode D-T12 des Transistors T12 mit dem Schaltungsknotenpunkt 110-3-N verbunden, um bei einer Aktivierung der Stromsenke 142-1 mittels des Schalters T14 einen vorgebbaren Strom I-VE-1_3 basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis VE-1 von dem Schaltungsknotenpunkt 110-3-N abzuleiten. Beispielsweise ist vorliegend eine Drainelektrode D-T11 des Transistors T11 mit dem Schaltungsknotenpunkt 110-4-N verbunden, um bei einer Aktivierung der Stromsenke 142-1 mittels des Schalters T14 einen vorgebbaren Strom l-VE-1_4 basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis VE-1 von dem Schaltungsknotenpunkt 110-4-N abzuleiten. Dies ist in 7 auch schematisch durch die gestrichelten Pfeile, die in 7 von den jeweiligen Schaltungsknotenpunkten 110-2-N, 110-3-N, 110-4-N nach rechts weg deuten symbolisiert.
Die zweite Vergleichereinrichtung 110-2 weist eine zweite Beeinflussungseinrichtung 140-2 mit einer Stromsenke (bzw. Stromquelle, z.B. im Falle einer „Invertierung“ einer die Vorrichtung realisierenden Schaltung) 142-2 auf, die eine Serienschaltung SS-2 aufweist. Die Serienschaltung SS-2 weist eine zu der Serienschaltung SS-1 vergleichbare Funktion und Struktur auf, mit einer Parallelschaltung PS-2 von zwei Transistoren T15, T16 und einem Schalter T17, z.B. zur wahlweisen Aktivierung bzw. Deaktivierung eines Ableitens von Strömen aus weiteren Vergleicherstufen 110-3, 110-4 z.B. basierend auf einem zweiten Vergleichsergebnis VE-2. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist z.B. vorgesehen, dass der Schalter T17 basierend auf dem Vergleichsergebnis VE-2 steuerbar ist, beispielsweise um das Beeinflussen 206 (5) des wenigstens einen Referenzstroms und/oder des wenigstens einen Vergleichsstroms der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung 110-3, 110-4, ... zu aktivieren oder zu deaktivieren. Beispielsweise ist bei manchen Ausführungsformen eine Gateelektrode G-T17 des Schalters T17 mit dem elektrischen Potential des Schaltungsknotenpunkts 110-2-N bzw. dem zweiten Ausgangssignal AS-2 beaufschlagbar.
Beispielsweise ist vorliegend eine Drainelektrode D-T16 des Transistors T16 der Serienschaltung SS-2 mit dem Schaltungsknotenpunkt 110-3-N verbunden, um bei einer Aktivierung der Stromsenke 142-2 mittels des Schalters T17 einen vorgebbaren Strom l-VE-2_3 basierend auf dem zweiten Vergleichsergebnis VE-2 von dem Schaltungsknotenpunkt 110-3-N abzuleiten. Beispielsweise ist vorliegend eine Drainelektrode D-T15 des Transistors T15 mit dem Schaltungsknotenpunkt 110-4-N verbunden, um bei einer Aktivierung der Stromsenke 142-2 mittels des Schalters T17 einen vorgebbaren Strom l-VE-2_4 basierend auf dem zweiten Vergleichsergebnis VE-2 von dem Schaltungsknotenpunkt 110-4-N abzuleiten.
Die dritte Vergleichereinrichtung 110-3 weist eine dritte Beeinflussungseinrichtung 140-3 mit einer Stromsenke (bzw. Stromquelle, z.B. im Falle einer „Invertierung“ einer die Vorrichtung realisierenden Schaltung) 142-3 auf, die eine Serienschaltung SS-3 aufweist. Die Serienschaltung SS-3 weist eine zu der Serienschaltung SS-1, SS-2 vergleichbare Funktion und Struktur auf, mit einem Transistor T18 und einem Schalter T19, z.B. zur wahlweisen Aktivierung bzw. Deaktivierung eines Ableitens von Strömen aus weiteren Vergleicherstufen 110-3, ... z.B. basierend auf einem dritten Vergleichsergebnis VE-3. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist z.B. vorgesehen, dass der Schalter T19 basierend auf dem Vergleichsergebnis VE-3 steuerbar ist, beispielsweise um das Beeinflussen 206 (5) des wenigstens einen Referenzstroms und/oder des wenigstens einen Vergleichsstroms der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung 110-4, ... zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Beispielsweise ist bei manchen Ausführungsformen eine Gateelektrode G-T19 des Schalters T19 mit dem elektrischen Potential des Schaltungsknotenpunkts 110-3-N bzw. dem dritten Ausgangssignal AS-3 beaufschlagbar.
Beispielsweise ist vorliegend eine Drainelektrode D-T18 des Transistors T18 der Serienschaltung SS-3 mit dem Schaltungsknotenpunkt 110-4-N verbunden, um bei einer Aktivierung der Stromsenke 142-3 mittels des Schalters T19 einen vorgebbaren Strom l-VE-3_4 basierend auf dem dritten Vergleichsergebnis VE-3 von dem Schaltungsknotenpunkt 110-4-N abzuleiten.
Bei einer beispielhaften Anzahl von insgesamt n=4 Vergleichereinrichtungen 110-1, 110-2, 110-3, 110-4 benötigt die vierte Vergleichereinrichtung 110-4 bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen keine Beeinflussungseinrichtung 140-4, da die Wandlereinrichtung 1000 z.B. keine weitere niederwertigere Stufe aufweist, deren Schaltungsknotenpunkt zu beeinflussen wäre. Sofern jedoch mehr als beispielhaft n=4 Vergleichereinrichtungen vorgesehen sind, kann auch die vierte Vergleichereinrichtung 110-4 eine Beeinflussungseinrichtung 140-4, z.B. mit einer entsprechenden Serienschaltung SS-4, aufweisen, z.B. um Schaltungsknotenpunkte weiterer niederwertigerer Stufen der Wandlereinrichtung 1000 zu beeinflussen.
Es ist ersichtlich, dass bei weiteren Ausführungsformen je nach Anzahl der weiteren, ggf. zu beeinflussenden niederwertigeren Stufen, ein oder mehrere erste Transistoren (z.B. ähnlich Transistor T18 für die Stufe 110-4) sowie ein zugehöriger Schalter, z.B. in Form eines zweiten Transistors (z.B. ähnlich Transistor T19 für die Stufe 110-4) in den weiteren Vergleichereinrichtungen 110-4, ... vorgesehen sein können.
In vergleichbarer Weise können bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen auch die Beeinflussungseinrichtungen 140-1, 140-2, ... der höherwertigen Stufen 110-1, 110-2, ... der Wandlereinrichtung 1000 erweitert werden. Wenn die Wandlereinrichtung 1000 beispielsweise n=8 Stufen aufweist, kann z.B. die Beeinflussungseinrichtung 140-1 eine steuerbare Stromsenke 142-1 aufweisen, deren Serienschaltung SS-1 z.B. insgesamt n-1 viele, vorliegend also z.B. sieben, erste Transistoren (ähnlich zu den Transistoren T11, T12, T13) aufweist, um aus Schaltungsknotenpunkten 110-2-N, 110-3-N, ... der sieben niederwertigeren Stufen 110-2, 110-3, ... 110-8 (nicht gezeigt) wahlweise, z.B. unter Steuerung des Schalters T14 basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis VE-1, jeweilige Ströme von den Schaltungsknotenpunkten 110-2-N, 110-3-N, ... der sieben niederwertigeren Stufen 110-2, 110-3, ... 110-8 (nicht gezeigt) abzuleiten.
Vergleichbares gilt bei weiteren Ausführungsformen z.B. auch für die Beeinflussungseinrichtungen 140-2, 140-3, ... der höherwertigen Stufen 110-2, 110-3, ... der Wandlereinrichtung 1000. Wenn die Wandlereinrichtung 1000 wie vorstehend bereits beschrieben beispielsweise insgesamt n=8 viele Stufen aufweist, kann z.B. die Beeinflussungseinrichtung 140-2 eine steuerbare Stromsenke 142-2 aufweisen, deren Serienschaltung SS-2 z.B. insgesamt n-2 viele, vorliegend also z.B. sechs, erste Transistoren (ähnlich zu den Transistoren T15, T16) aufweist, um aus Schaltungsknotenpunkten 110-3-N, 110-4-N, ... der in Bezug auf die zweite Stufe 110-2 sechs niederwertigeren Stufen 110-3, 110-4, ... 110-8 (nicht gezeigt) wahlweise, z.B. unter Steuerung des Schalters T17 basierend auf dem zweiten Vergleichsergebnis VE-2, jeweilige Ströme von den Schaltungsknotenpunkten 110-3-N, 110-4-N, ... der sechs niederwertigeren Stufen 110-3, 110-4, ... 110-8 (nicht gezeigt) abzuleiten, usw.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 7, ist vorgesehen, dass eine k-te Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung, k = 1, ..., n Teil einer ersten Stromspiegeleinrichtung SP1, z.B. einer 1-zu-n- Stromspiegeleinrichtung SP1 mit einem Eingang und n vielen Ausgängen, ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Stromspiegeleinrichtung SP1 beispielsweise mehrere der Vergleichereinrichtungen 110-1, 110-2, 110-3, 110-4, ... jeweils mit einem entsprechenden Referenzstrom l_Ref-1, I_Ref-2, l_Ref-3, l_Ref-4, ... versorgt, wobei, z.B. bei einer Verwendung der mehreren Vergleichereinrichtungen 110-1, 110-2, 110-3, 110-4, ... für eine bzw. die Analog/Digital-Wandlereinrichtung 1000, unterschiedliche der mehreren Vergleichereinrichtungen mit einem unterschiedlichen Referenzstrom I_Ref-1, I_Ref-2, I_Ref-3, I_Ref-4, ... versorgbar sind, wobei der Referenzstrom für eine bestimmte Vergleichereinrichtung beispielsweise auf einer Wertigkeit bzw. Stufe der jeweiligen Vergleichereinrichtung 110-1, 110-2, 110-3, 110-4, ... in Bezug auf die Analog/Digital-Wandlereinrichtung 1000 basiert.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die erste Stromspiegeleinrichtung SP1 z.B. als Stromspiegeleinrichtung mit einem Eingang (Transistor T10) und n vielen Ausgängen (Transistoren T2, T4, T6, T8) ausgebildet sein, wobei der ersten Stromspiegeleinrichtung SP1 über ihren Eingang T10 beispielsweise ein Referenzstrom, z.B. Basisreferenzstrom, Iref zuführbar ist, beispielsweise mittels einer Stromquelle SQ1, und wobei die erste Stromspiegeleinrichtung SP1 an ihren n vielen Ausgängen T2, T4, T6, T8 beispielsweise jeweils einen von dem Referenzstrom, z.B. Basisreferenzstrom, Iref abgeleiteten n-ten Referenzstrom I_Ref-1, l_Ref-2, l_Ref-3, l_Ref-4, ... ausgibt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine Kompensationseinrichtung KE, z.B. in Form eines Transistors T20, zur Kompensation eines Spannungsabfalls an wenigstens einem der Schalter T14, T17, T19 vorgesehen ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 7, ist vorgesehen, dass eine k-te Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung Teil einer zweiten Stromspiegeleinrichtung SP2, z.B. einer 1-zu-n- Stromspiegeleinrichtung SP2 mit einem Eingang (z.B. Transistor T9) und n vielen Ausgängen (z.B. Transistoren T1, T3, T5, T7), ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die zweite Stromspiegeleinrichtung SP2 beispielsweise mehrere der Vergleichereinrichtungen 110-1, 110-2, 110-3, 110-4, ... jeweils mit einem entsprechenden Vergleichsstrom l_Vergl-1, l_Vergl-2, l_Vergl-3, l_Vergl-4, ... versorgt. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die zweite Stromspiegeleinrichtung SP2 z.B. als Stromspiegeleinrichtung mit einem Eingang T9 und n vielen Ausgängen T1, T3, T5, T7 ausgebildet sein, wobei der zweiten Stromspiegeleinrichtung SP2 über ihren Eingang T9 beispielsweise ein Eingangsstrom 11, z.B. ein in ein digitales Ausgangssignal AS-AD zu transformierender (analoger, also z.B. zeit- und wertekontinuierlicher) Eingangsstrom zuführbar ist, und wobei die zweite Stromspiegeleinrichtung SP2 an ihren n vielen Ausgängen T1, T3, T5, T7, ... beispielsweise jeweils einen von dem Eingangsstrom I1 abgeleiteten n-ten Vergleichsstrom l_Vergl-1, l_Vergl-2, l_Vergl-3, l_Vergl-4, ... ausgibt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen sind die Laststrecken (z.B. Drain-Source-Strecken) der Transistoren T1, T2 zwischen einem ersten Bezugspotential BP1 (beispielsweise Betriebsspannungspotential) und einem dritten Bezugspotential BP3 (beispielsweise Massepotential) geschaltet. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen sind die Laststrecken (z.B. Drain-Source-Strecken) der Schalter T14, T17, T19 zwischen den ersten Transistoren T11, T12, T13 bzw. T15, T16 bzw. dem ersten TransistorT18 und einem zweiten Bezugspotential BP2 geschaltet.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung 1000, beispielsweise strombasierte bzw. stromgetriebene Analog/Digital-Wandlereinrichtung, mit wenigstens einer Vorrichtung 100c gemäß den Ausführungsformen, wobei die Wandlereinrichtung 1000 dazu ausgebildet ist, einen Eingangsstrom I1 zu empfangen und basierend auf dem Eingangsstrom I1 ein digitales Ausgangssignal AS-AD zu bilden.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Wandlereinrichtung 1000 dazu ausgebildet ist, basierend auf einem Referenzstrom Iref wenigstens den ersten bzw. einen n-ten Referenzstrom zu bilden, beispielsweise mittels einer bzw. der ersten Stromspiegeleinrichtung SP1, wobei beispielsweise eine Stromstärke des n-ten Referenzstroms einer Wertigkeit der n-ten Stufe der Wandlereinrichtung 1000 entspricht.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Wandlereinrichtung 1000 dazu ausgebildet ist, basierend auf dem Eingangsstrom I1 wenigstens den ersten bzw. n-ten Vergleichsstrom zu bilden, beispielsweise mittels einer bzw. der zweiten Stromspiegeleinrichtung SP2, wobei beispielsweise eine Stromstärke des n-ten Vergleichsstroms einer Wertigkeit der n-ten Stufe der Wandlereinrichtung 1000 entspricht.
Nachfolgend sind weitere beispielhafte Aspekte und Ausführungsformen beschrieben, die bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen jeweils einzeln oder in Kombination miteinander mit wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kombinierbar sind.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 7, kann der Eingangsstrom I1 beispielsweise durch die Matrix M gemäß 8 bereitgestellt werden, z.B. als Strom la gemäß 8.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 7, ist jede Vergleichereinrichtung 110-1, 110-2, ... der Vorrichtung 100c mit einem Bit der Wandlereinrichtung 1000 assoziiert. Ausgehend von beispielhaft insgesamt n=4 Stufen bzw. Bits ist beispielsweise die Vergleichereinrichtung 110-4 mit dem LSB (least significant bit) assoziiert, und ein elektrisches Potential an dem Schaltungsknotenpunkt 110-4-N charakterisiert einen Zustand des LSB, und die Vergleichereinrichtung 110-1 ist mit dem MSB (most significant bit) assoziiert, und ein elektrisches Potential an dem Schaltungsknotenpunkt 110-1-N charakterisiert einen Zustand des MSB.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können die Transistoren T7, T8, z.B. für Betriebsfälle, in denen der Eingangsstrom I1 niedrig, z.B. null, ist, so ausgelegt werden (z.B. durch Einstellung wenigstens einer Abmessung einer jeweiligen Gateelektrode, im Falle von MOSFETs), dass ein Vergleich mit einem Vergleichsstrom l_Vergl-4 erfolgt, der mit dem LSB assoziiert ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann ein Vergleichsstrom für die Transistoren T5, T6 so eingestellt werden, z.B. in Bezug auf die Wertigkeit der dritten Vergleichereinrichtung 110-3 innerhalb der Wandlereinrichtung 1000, nämlich z.B. als zweitniederwertigstes Bit, dass er z.B. dem Doppelten des Vergleichsstroms l_Vergl-4 entspricht: l_Vergl-3 = 2*l_Vergl-4.
Wie bereits vorstehend unter Bezugnahme auf 7 beispielhaft beschrieben, haben die Vergleichereinrichtungen 110-3, 110-2, 110-1 (z.B. im Falle von insgesamt n=4 bit), jeweils zusätzliche Schaltungskomponenten in Form der Beeinflussungseinrichtungen 140-3, 140-2, 140-1, die z.B. zur Beeinflussung des Referenzstroms aller niederwertigeren Bits ausgebildet sind. Im Falle des zweiten, also z.B. zweitniederwertigsten, Bits betrifft dies das wahlweise Ableiten des Stroms IVE-3_4 mittels der Beeinflussungseinrichtung 140-3, die die Transistoren T18, T19 aufweist. Wie vorstehend bereits beschrieben, ist die Drainelektrode D-T18 des Transistors T18 mit dem LSB-Ausgang 110-4-N verbunden bzw. mit dessen Ausgangssignal AS-4 beaufschlagbar. Sofern der Schalter bzw. Transistor T19 aktiviert, also leitend geschaltet ist, agieren die Transistoren T18, T19 als Bypass bzw. Unterstützung für den Transistor T8, der - zusammen mit dem anderen Transistor T10 der ersten Stromspiegeleinrichtung SP1 - den Referenzstrom I_Ref-4 für die vierte, also LSB-, Vergleichereinrichtung 110-4 bereitstellt.
Wie ebenfalls bereits vorstehend unter Bezugnahme auf 7 beispielhaft beschrieben, arbeiten die weiteren mit höheren Stufen der Wandlereinrichtung 1000 assoziierten Vergleichereinrichtungen 110-3, 110-2, 110-1 bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen in entsprechender Weise.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ergibt sich somit eine linear mit der Anzahl der Stufen der Wandlereinrichtung 1000 ansteigende Komplexität der Schaltung.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann eine Skalierung der Breite w und/oder Länge L der Gateelektrode z.B. der Transistoren T8, T6, T18, T4, T16, T15, T2, T13, T12, T11, wie folgt verwendet werden:

T8: w=w1 (z.B. w1=85 Nanometer, nm), L=L1 (z.B. L1=480 nm),
T6, T18: w=w1, L=L1/2,
T4: w=w1, L=L1/4,
T16, T15: w=w2 <= w1, L=L1/4,
T2: w=w1, L=L1/8,
T13, T12, T11: w=w2 <= w1, L=L1/8,

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann eine Breite w und/oder Länge L der Gateelektrode der Transistoren T1, T3, T5, T7, T9, T10, T20 wie folgt verwendet werden:

T1, T3, T5, T7: w=w3 <= w1, L=L2<L1,
T9: w=w3, L=L2/2,
T10, T20: w=w2<w1, L=L1/4.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann eine Stromstärke für den Vergleich einer jeweiligen Stufe bzw. Vergleichereinrichtung, z.B. individuell für jede Stufe, eingestellt werden, wodurch der jeweilige Vergleichsstrom l_Vergl-1, l_Vergl-2, ... bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. vergrößert bzw. vermindert werden kann. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können in solchen Fällen beispielsweise auch die (Bypass-)Transistoren der Beeinflussungseinrichtungen 140-1, ... höherer Stufen der Wandlereinrichtung 1000 in entsprechender Weise angepasst werden.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann eine Dimensionierung beispielsweise wie folgt vorgenommen werden:

1. Die Transistoren T1, T3, T5, T7 werden gleichartig ausgebildet,
2. Die Transistoren T8, T6, T4, T2 werden so skaliert, dass sie einen jeweiligen Ausgangsstrom als Referenzstrom l_Ref-4, l_Ref-3, ... ausgeben, der mit einem Gewicht bzw. einer jeweiligen Stufe 110-4 (LSB), 110-3, 110-2, 110-1 (MSB) der Wandlereinrichtung 1000 assoziiert ist. Beispielsweise kann dann, wenn die Wandlereinrichtung 1000 einen Bereich für den Eingangsstrom I1 zwischen 100nA (Nanoampere) und 1600nA aufweist, der mit dem MSB assoziierte Transistor T2 auf einen Ausgangsstrom I_Ref-1 von 800nA (halber Maximalwert des Eingangsstroms 11) eingestellt werden, und der Transistor T4 auf einen Ausgangsstrom I_Ref-2 von 400nA, , und der Transistor T6 auf einen Ausgangsstrom I_Ref-3 von 200nA, und der Transistor T8 auf einen Ausgangsstrom I_Ref-4 von 100nA.
3. Wenn die Transistoren der Vergleichereinrichtungen 110-1, 110-2, ... wie vorstehend beispielhaft beschrieben ausgelegt sind, können die Bypass-Transistoren, die durch ein jeweiliges Bit gesteuert werden (für das MSB z.B. T11, T12, T13) ein selbes Verhältnis von w/L (Breite zu Länge) der Gateelektrode haben wie der jeweilige Transistor der Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung derselben Stufe (z.B. T2 für das MSB).

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist eine Auslegung der z.B. als Schalter arbeitenden Transistoren T14, T17, T19 vergleichsweise flexibel z.B. auch hinsichtlich einer Skalierung, weil die Transistoren T14, T17, T19, beispielsweise nur, als Schalter verwendet werden. Der von den Transistoren T14, T17, T19 verursachte Spannungsabfall ist bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen beispielsweise mittels des optionalen Transistors T20 kompensierbar.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann, z.B. basierend auf einem durch die jeweilige Stufe bzw. Vergleichereinrichtung 110-1, 110-2, 110-3, ... maximal fließenden Strom, eine Auslegung der jeweiligen Transistoren der betreffenden Stufe vorgenommen werden. Beispielsweise können für größere maximale Ströme die Transistoren größer ausgelegt werden.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann, z.B. basierend auf der vorstehend beispielhaften Konfiguration, ein jeweiliger Strom für eine bestimmte Vergleichereinrichtung angepasst werden, z.B. durch Skalieren, beispielsweise mittels Multiplizieren des w/L-Verhältnisses der jeweiligen Gateelektroden der betroffenen Transistoren der bestimmten Vergleichereinrichtung, wobei beispielsweise das w/L-Verhältnis der Gateelektroden der Bypass-Transistoren T11, T12, T13, T15, T16, T18 entsprechend anpassbar ist. Durch das Anpassen des Stroms für eine bestimmte Vergleichereinrichtung kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen beispielsweise ein Ausgleich zwischen einer „Geschwindigkeit“ der Schaltung und einem elektrischen Energieverbrauch erzielt werden.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann ein w/L-Verhältnis der Gateelektroden z.B. des Transistors T9 und/oder T10 geändert werden, beispielsweise um die Schaltung für einen anderen Eingangsstrombereich anzupassen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können optional Widerstände R1, R2, R3, R4 für die Gateelektroden (nicht bezeichnet) der Transistoren T1, T3, T5, T7 vorgesehen werden, was beispielsweise dazu beitragen kann, eine Schwingneigung zu reduzieren.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die beispielhaft in 7 abgebildete Schaltung (und/oder können andere z.B. die Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen realisierende Schaltungen) z.B. auch durch eine hierzu inverse Schaltung ersetzt werden, z.B. durch vertikales Spiegeln und Austauschen aller NMOS-Transistoren durch PMOS-Transistoren und umgekehrt („Invertierung“).
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann wenigstens ein Ausgang einer Vergleichereinrichtung mit einer optionalen Puffereinrichtung bzw. Pufferschaltung VS-1, VS-2, VS-3, VS-4 versehen werden, die z.B. die Gateelektroden der Schalter T14, T17, T19 jeweils anderer Stufe ansteuert. Die Vorsehung von Pufferschaltungen VS-1, VS-2, VS-3, VS-4 kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen eine Stabilität des Betriebs steigern und z.B. Glitches (z.B. Spannungsspitzen) bzw. ungültige Werte, z.B. Eingangswerte, verhindern.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können mehr oder weniger Stufen als die vorstehend beispielhaft genannten vier Stufen vorgesehen werden, s. auch den gestrichelten Block 110-n gemäß 7.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können anstelle von Feldeffekttransistoren auch andere Transistortypen, z.B. Bipolartransistoren, verwendet werden.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 5, beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung 100, 100a, 100b, 100c aufweisend eine erste Vergleichereinrichtung 110-1 (1), wobei die erste Vergleichereinrichtung 110-1 eine erste Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung 120-1 und eine erste Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung 130-1 aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen 200 (5) eines ersten Referenzstroms I_Ref-1 mittels der ersten Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung 120-1, Bereitstellen 202 eines ersten Vergleichsstroms l_Vergl-1 mittels der ersten Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung 130-1, Vergleichen 204 des ersten Referenzstroms I_Ref-1 mit dem ersten Vergleichsstrom l_Vergl-1, um ein erstes Vergleichsergebnis VE-1 zu erhalten, und, basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis VE-1, Beeinflussen 206 wenigstens eines Referenzstroms l_Ref-2, I_Ref-3, ... und/oder wenigstens eines Vergleichsstroms l_Vergl-2, l_Vergl-3, ... wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung 110-2, und, optional, Ausgeben 108 eines ersten Ausgangssignals AS-1 basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis VE-1.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 7, beziehen sich auf eine Recheneinrichtung 10, beispielsweise zur Ermittlung eines Skalarprodukts, beispielsweise vector matrix multiplier, beispielsweise dot product engine, aufweisend eine Matrix M von Elementen mit einem steuerbaren elektrischen Widerstand, und wenigstens eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung 1000a, 1000b, 1000c gemäß den Ausführungsformen.
Beispielsweise kann die wenigstens eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung 1000a, 1000b, 1000c gemäß beispielhaften Ausführungsformen zur Strommessung bezüglich wenigstens einer Spalte der Matrix M, vergleiche die Ströme la, Ib, Ic, insbesondere auf einer „high side“, also im Bereich eines vergleichsweise großen elektrischen Potentials, beispielsweise eines von einem Massepotential BP2 verschiedenen Betriebsspannungspotentials, vgl. die Spannungsquelle V4, verwendet werden.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die Recheneinrichtung 10 beispielsweise für Verfahren des maschinellen Lernens (ML) bzw. für Anwendungen auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz verwendet werden, beispielsweise für Hardwarebeschleuniger für das Trainieren von tiefen neuronalen Netzen (DNN).
Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 9, beziehen sich auf eine Verwendung 300 der Vorrichtung 100, 100a, 100b, 100c gemäß den Ausführungsformen und/oder der Analog/Digital-Wandlereinrichtung 1000, 1000a, 1000b, 1000c gemäß den Ausführungsformen und/oder des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Recheneinrichtung 10 gemäß den Ausführungsformen für wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Umwandeln 301 eines Stroms I1 (15) in einen Binärwert AS-AD, b) Ausführen 302 einer binären Codierung, c) Bereitstellen 303 eines, beispielsweise vollständig, stromgetriebenen Analog-Digital-Wandlers.
Informationen zur Förderung und Unterstützung
Das Projekt, das zu dieser Anmeldung geführt hat, wurde im Rahmen der Fördervereinbarung Nr. 826655 vom Gemeinsamen Unternehmen ECSEL (JU) gefördert. Das JU erhält Unterstützung durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union und Belgien, Frankreich, Deutschland, Niederlande, Schweiz

Claims

Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c) aufweisend eine erste Vergleichereinrichtung (110-1), wobei die erste Vergleichereinrichtung (110-1) eine erste Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung (120-1) zur Bereitstellung (200) eines ersten Referenzstroms (I_Ref-1) und eine erste Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung (130-1) zur Bereitstellung (202) eines ersten Vergleichsstroms (l_Vergl-1) aufweist, und wobei die erste Vergleichereinrichtung (110-1) dazu ausgebildet ist, den ersten Referenzstrom (I_Ref-1) mit dem ersten Vergleichsstrom (l_Vergl-1) zu vergleichen (204), um ein erstes Vergleichsergebnis (VE-1) zu erhalten und basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis (VE-1) wenigstens einen Referenzstrom (I_Ref'; l_Ref-2) und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom (l_Vergl'; l_Vergl-2) wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung (110'; 110-2) zu beeinflussen (206; A1; A1a, A1b).
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c) wenigstens eine erste Beeinflussungseinrichtung (140-1) aufweist, die dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Referenzstrom (I_Ref'; l_Ref-2) und/oder den wenigstens einen Vergleichsstrom (l_Vergl'; l_Vergl-2) der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung (110'; 110-2) zu beeinflussen (206), wobei die wenigstens eine erste Beeinflussungseinrichtung (140-1) wenigstens eine steuerbare Stromsenke bzw. Stromquelle (142) aufweist.
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Vergleichereinrichtung (110-1) dazu ausgebildet ist, basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis (VE-1) ein erstes Ausgangssignal (AS-1) auszugeben (208).
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Vergleichereinrichtung (110-1) dazu ausgebildet ist, beispielsweise mittels einer bzw. der ersten Beeinflussungseinrichtung (140-1), basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis (VE-1) wenigstens einen vorgebbaren Strom (l-VE-1_2) von einem mit dem wenigstens einen Referenzstrom (I_Ref-2) und/oder dem wenigstens einen Vergleichsstrom (l_Vergl-2) wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung (110-2) assoziierten Schaltungsknotenpunkt (110-2-N) abzuleiten (206a).
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) wenigstens eine zweite Vergleichereinrichtung (110-2) aufweist, wobei die zweite Vergleichereinrichtung (110-2) eine zweite Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung (120-2) zur Bereitstellung (210) eines zweiten Referenzstroms (I_Ref-2) und eine zweite Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung (130-2) zur Bereitstellung (212) eines zweiten Vergleichsstroms (l_Vergl-2) aufweist, und wobei die zweite Vergleichereinrichtung (110-2) dazu ausgebildet ist, den zweiten Referenzstrom (I_Ref-2) mit dem zweiten Vergleichsstrom (l_Vergl-2) zu vergleichen (214), um ein zweites Vergleichsergebnis (VE-2) zu erhalten und basierend auf dem zweiten Vergleichsergebnis (VE-2) wenigstens einen Referenzstrom (l_Ref-3, l_Ref-4) und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom (l_Vergl-3, I-Vergl-4) wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung (110-3, 110-4) zu beeinflussen (216), beispielsweise basierend auf dem zweiten Vergleichsergebnis (VE-2) wenigstens einen vorgebbaren Strom (l_VE-2_3) von einem mit dem wenigstens einen Referenzstrom (I_Ref-3) und/oder dem wenigstens einen Vergleichsstrom (l_Vergl-3) wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung (110-3) assoziierten Schaltungsknotenpunkt (110-3-N) abzuleiten (216a).
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, aufweisend n viele, n = 1, 2, 3, ..., Vergleichereinrichtungen (110-1, 110-2, ..., 110-n), wobei jede der n vielen Vergleichereinrichtungen (110-1, 110-2, ..., 110-n) jeweils eine Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung (120-1, 120-2, ...) zur Bereitstellung eines jeweiligen Referenzstroms (l_Ref-1, l-Ref-2, ...) und jeweils eine Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung (130-1, 130-2, ...) zur Bereitstellung eines jeweiligen Vergleichsstroms (l_Vergl-1, l-Vergl-2, ...) aufweist, und wobei jede der n vielen Vergleichereinrichtungen (110-1, 110-2, ..., 110-n) dazu ausgebildet ist, einen jeweiligen Referenzstrom mit einem jeweiligen Vergleichsstrom zu vergleichen, um ein jeweiliges Vergleichsergebnis zu erhalten und basierend auf dem jeweiligen Vergleichsergebnis ein das jeweilige Vergleichsergebnis charakterisierendes jeweiliges Ausgangssignal (AS-1, AS-2, ...) auszugeben.
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach Anspruch 6, wobei wenigstens manche, beispielsweise n-1 viele, Vergleichereinrichtungen (110-1, 110-2, 110-3) der n vielen Vergleichereinrichtungen (110-1, 110-2, ..., 110-n) dazu ausgebildet sind, einen jeweiligen Referenzstrom (l_Ref-1, l_Ref-2, l_Ref-3) mit einem jeweiligen Vergleichsstrom (l_Vergl-1, l_Vergl-2, l_Vergl-3) zu vergleichen (244), um ein jeweiliges Vergleichsergebnis (VE-1, VE-2, VE-3) zu erhalten und basierend auf dem jeweiligen Vergleichsergebnis (VE-1, VE-2, VE-3) wenigstens einen Referenzstrom (l_Ref-2, l_Ref-3, l_Ref-4) und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom (l_Vergl-2, l_Vergl-3, l_Vergl-4) wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung (110-2, 110-3, 110-4) zu beeinflussen.
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei eine k-te Vergleichereinrichtung, k=1, .., n-1, der n vielen Vergleichereinrichtungen (110-1, 110-2, ..., 110-n) dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Referenzstrom und/oder wenigstens einen Vergleichsstrom wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung (110-2, 110-3, 110-4) der n vielen Vergleichereinrichtungen (110-1, 110-2, ..., 110-n), beispielsweise einer (k+1)-ten Vergleichereinrichtung, zu beeinflussen, beispielsweise basierend auf dem k-ten Vergleichsergebnis (VE-k).
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach Anspruch 8, wobei die k-te Vergleichereinrichtung (110-k), k=1, .., n-1, der n vielen Vergleichereinrichtungen (110-1, 110-2, ..., 110-n) eine k-te Beeinflussungseinrichtung (140-k) aufweist, die dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Referenzstrom (I_Ref'; l_Ref-2) und/oder den wenigstens einen Vergleichsstrom (l_Vergl'; l_Vergl-2) der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung (110'; 110-2) zu beeinflussen, wobei beispielsweise die k-te Beeinflussungseinrichtung (140-k) eine steuerbare Stromsenke bzw. Stromquelle (142-k) aufweist.
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die steuerbare Stromsenke bzw. Stromquelle (142; 142-k; 142-1, 142-2, 142-3) eine Serienschaltung (SS-1; SS-2; SS-3) aus wenigstens einem ersten Transistor (T11, T12, T13; T15, T16; T18) und einem Schalter (T14; T17; T19), beispielsweise Halbleiterschalter, beispielsweise zweiten Transistor (T14; T17; T19), aufweist.
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach Anspruch 10, wobei die Serienschaltung (SS-1; SS-2; SS-3) zwischen einem bzw. dem mit dem wenigstens einen Referenzstrom (I_Ref-2) und/oder dem wenigstens einen Vergleichsstrom (l_Vergl-2) der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung (110-2) assoziierten Schaltungsknotenpunkt (110-2-N) und einem Bezugspotential (BP2) geschaltet ist.
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Schalter (T14; T17; T19) basierend auf dem Vergleichsergebnis (VE-1, VE-2, VE-3) steuerbar ist, beispielsweise um das Beeinflussen (206) des wenigstens einen Referenzstroms (I_Ref'; l_Ref-2) und/oder des wenigstens einen Vergleichsstroms (l_Vergl'; l_Vergl-2) der wenigstens einen weiteren Vergleichereinrichtung (110'; 110-2) zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei die Serienschaltung (SS-1; SS-2) eine Parallelschaltung (PS-1; PS2) aus ersten Transistoren (T11, T12, T13; T15, T16) aufweist, die in Serie zu dem Schalter (T14; T17), geschaltet ist.
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach Anspruch 13, wobei jeweils ein Transistor (T13, T12, T11) der Parallelschaltung (PS-1; PS-2) jeweils einer weiteren Vergleichereinrichtung (110-2, 110-3, 110-4) zugeordnet ist, beispielsweise um basierend auf einem bzw. dem Vergleichsergebnis (VE-1) einer die Parallelschaltung (PS-1; PS-2) aufweisenden Vergleichereinrichtung (110-1) Strom (l_VE-1_2, l_VE-1_3, l_VE-1_4 ) abzuleiten von der weiteren Vergleichereinrichtung (110-2, 110-3, 110-4).
Vorrichtung (100; 100a; 100b) nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei eine Kompensationseinrichtung (KE, T20) zur Kompensation eines Spannungsabfalls an wenigstens einem der Schalter (T14; T17; T19) vorgesehen ist.
Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine k-te Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung (120-k), k=1, 2, 3, ..., Teil einer ersten Stromspiegeleinrichtung (SP1; T2, T4, T6, T8, T10) ist.
Vorrichtung (100;100a; 100b; 100c) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine k-te Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung (130-k), k=1, 2, 3, ..., Teil einer zweiten Stromspiegeleinrichtung (SP2; T1, T3, T5, T7, T9) ist.
Analog/Digital-Wandlereinrichtung (1000; 1000a; 1000b; 1000c) mit wenigstens einer Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wandlereinrichtung (1000; 1000a; 1000b; 1000c) dazu ausgebildet ist, einen Eingangsstrom (I1) zu empfangen und basierend auf dem Eingangsstrom (I1) ein digitales Ausgangssignal (AS-AD) zu bilden.
Wandlereinrichtung (1000; 1000a; 1000b; 1000c) nach Anspruch 18, wobei die Wandlereinrichtung (1000; 1000a; 1000b; 1000c) dazu ausgebildet ist, basierend auf einem Referenzstrom (Iref) wenigstens den ersten bzw. einen n-ten Referenzstrom (l_Ref-1, l_Ref-2, ...) zu bilden, beispielsweise mittels einer bzw. der ersten Stromspiegeleinrichtung (SP1), wobei beispielsweise eine Stromstärke des n-ten Referenzstroms einer Wertigkeit der n-ten Stufe der Wandlereinrichtung (1000; 1000a; 1000b; 1000c) entspricht.
Wandlereinrichtung (1000; 1000a; 1000b; 1000c) nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Wandlereinrichtung (1000; 1000a; 1000b; 1000c) dazu ausgebildet ist, basierend auf dem Eingangsstrom (I1) wenigstens den ersten bzw. n-ten Vergleichsstrom (l_Vergl-1, l_Vergl-2,...) zu bilden, beispielsweise mittels einer bzw. der zweiten Stromspiegeleinrichtung (SP2), wobei beispielsweise eine Stromstärke des n-ten Vergleichsstroms einer Wertigkeit der n-ten Stufe der Wandlereinrichtung (1000; 1000a; 1000b; 1000c) entspricht.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c) aufweisend eine erste Vergleichereinrichtung (110-1), wobei die erste Vergleichereinrichtung (110-1) eine erste Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung (120-1) und eine erste Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung (130-1) aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen (200) eines ersten Referenzstroms (I_Ref-1) mittels der ersten Referenzstrom-Bereitstellungseinrichtung (120-1), Bereitstellen (202) eines ersten Vergleichsstroms (l_Vergl-1) mittels der ersten Vergleichsstrom-Bereitstellungseinrichtung (130-1), Vergleichen (204) des ersten Referenzstroms (I_Ref-1) mit dem ersten Vergleichsstrom (l_Vergl-1), um ein erstes Vergleichsergebnis (VE-1) zu erhalten, und, basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis (VE-1), Beeinflussen (206) wenigstens eines Referenzstroms (I_Ref'; l_Ref-2) und/oder wenigstens eines Vergleichsstroms (l_Vergl'; l_Vergl-2) wenigstens einer weiteren Vergleichereinrichtung (110'; 110-2), und, optional, Ausgeben (208) eines ersten Ausgangssignals (AS-1) basierend auf dem ersten Vergleichsergebnis (VE-1).
Recheneinrichtung (10), beispielsweise zur Ermittlung eines Skalarprodukts, beispielsweise vector matrix multiplier, beispielsweise dot product engine, aufweisend eine Matrix (M) von Elementen mit einem steuerbaren elektrischen Widerstand, und wenigstens eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung (1000; 1000a; 1000b; 1000c) nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 20.
Verwendung (300) der Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17 und/oder der Analog/Digital-Wandlereinrichtung (1000; 1000a; 1000b; 100c) nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 20 und/oder des Verfahrens nach Anspruch 21 und/oder der Recheneinrichtung (10) nach Anspruch 22 für wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Umwandeln (301) eines Stroms (la; lb; Ic) in einen Binärwert, b) Ausführen (302) einer binären Codierung, c) Bereitstellen (303) eines, beispielsweise vollständig, stromgetriebenen Analog-Digital-Wandlers.