DE19950714B4

DE19950714B4 - Schaltung und Verfahren zum Kombinieren einer Vorspannung mit Signalen mit wahlweise variabler Signalverstärkung

Info

Publication number: DE19950714B4
Application number: DE19950714A
Authority: DE
Inventors: Abhijit Santa Clara Phanse; Wong San Jose Hee
Original assignee: National Semiconductor Corp
Current assignee: National Semiconductor Corp
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: US6084466A; KR20000028634A; DE19950714A1; KR100311447B1

Abstract

Schaltung (70n) mit
einer ersten Differenzverstärkerschaltung (N71, N72), die so beschaffen ist, daß sie einen ersten Eingangsstrom (I_H(f) + i_H(f)) und eine Eingangssteuer-Differenzspannung (Vc⁺, Vc^–) empfängt und multipliziert und in Übereinstimmung damit einen ersten Ausgangs-Differenzstrom (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺) erzeugt, wobei
der erste Eingangsstrom (I_H(f) + i_H(f)) eine Vorspannungskomponente (I_H(f)) und eine Signalkomponente (i_H(f)) enthält,
die Eingangssteuer-Differenzspannung (Vc⁺, Vc^–) eine nicht invertierte Komponente (Vc⁺) und eine invertierte Komponente (Vc^–) enthält und
der erste Ausgangs-Differenzstrom (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺) eine nicht invertierte Komponente (I_01⁺ + i_01⁺ ₎ und eine invertierte Komponente (I_01⁻ + i_01⁻) enthält,
einer zweiten Differenzverstärkerschaltung (N73, N74), die so beschaffen ist, daß sie einen zweiten Eingangsstrom (I_Bias) und die Eingangssteuer-Differenzspannung (Vc⁺, Vc^–) empfängt und multipliziert und in Übereinstimmung damit einen zweiten Ausgangs-Differenzstrom (I_02⁺, I_02⁻) erzeugt, wobei
der zweite Eingangsstrom (I_Bias) im wesentlichen gleich der Vorspannungskomponente (I_H(f)) des ersten Eingangsstroms...

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung und ein Verfahren zum Kombinieren einer Vorspannung mit Signalen mit wahlweise variabler Signalverstärkung nach Anspruch 1 bzw. 9.
Als Teil des Prozesses der Wiedergewinnung von Daten, die über ein Kabel großer Länge mit hoher Datenrate übertragen worden sind, ist der Ausgleich des empfangenen Datensignals erforderlich, um den Verlust und die Phasendispersionseigenschaften des Kabels zu kompensieren. Wie beispielsweise in 9 gezeigt ist, nehmen die zu einem Kabel gehörenden Signalverluste mit der Frequenz zu, wobei solche Signalverluste größer werden, wenn die Kabellänge ausgehend von einer Länge L₀, die im wesentlichen den Wert null besitzt, zu größeren Kabellängen L₁, L₂, L₃, ... zunimmt. Daher werden Frequenzkompo nenten höherer Ordnung des Datensignals im Vergleich zu Frequenzkomponenten niedrigerer Ordnung zunehmend gedämpft. Folglich steigt der Grad des Signalausgleichs sowohl mit der Frequenz als auch mit der Kabellänge an.
In Anwendungen, in denen die Übertragungskabellängen unterschiedlich sein können, muß ein solcher Ausgleich adaptiv sein, um eine Anpassung an Änderungen der Übertragungsfunktion des Kabels aufgrund von Änderungen der Kabellänge vornehmen zu können.
Wie in 10 gezeigt ist, enthält eine herkömmliche adaptive Ausgleichseinrichtung 20 einen Einheitsverstärkungspuffer 22, ein Hochpaßfilter 24, einen Mischer 26 und eine Signalsummationsstufe 28, die wie gezeigt miteinander verbunden sind. Das Eingangssignal V_i wird durch die Einheitsverstärker-Pufferstufe 22 verarbeitet und durch das Hochpaßfilter 24 gefiltert. Das hochpaßgefilterte Signal 25 wird mit einem Verstärkungssteuersignal α im Mischer 26 gemischt. Das mit dem Einheitsverstärkungspuffer verarbeitete Signal 23 und das verstärkungsgesteuerte, hochpaßgefilterte Signal 27 werden in der Summationsschaltung 28 summiert, um das endgültige Ausgangssignal V₀ zu erzeugen.
Wie in 11 gezeigt ist, kann durch Ändern des Wertes des Steuersignals α die Gesamtverstärkung des Hochpaßfilterprofils eingestellt werden, wodurch ein adaptiver Ausgleich des Ausgangssignals V₀ geschaffen werden kann.
Obwohl diese herkömmliche Technik vernünftig arbeitet, sind eine Reihe von Nachteilen vorhanden, insbesondere dann, wenn eine präzisere Ausgleichssteuerung erwünscht ist. Beispielsweise kann der Verstärkungsfaktor α in Abhängigkeit von der Anzahl der Betriebsparameter der Ausgleichsschaltung 20, etwa von Änderungen bei der Verarbeitung während der Herstellung und von Änderungen der Betriebsspannungen und -temperaturen, die Gleichstromvorspannung von Abschnitten der Schaltung 20 beeinflussen. Ferner kann das Ausgangssignal V₀ durch Änderungen der Gleichstrom-Vorspannungskomponenten in der Schaltung 20 beeinflußt werden. Daher wäre es wünschenswert, eine verstärkungsgesteuerte adaptive Ausgleichseinrichtung zu haben, in der das Ausgangssignal von Gleichstrom-Vorspannungsbedingungen unabhängig ist und in der Gleichstrom-Vorspannungsbedinungen vom Verstärkungssteuereingang unabhängig sind.
Aus U. Tietze, Ch. Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, 5. Auflage, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 1980, S. 226 bis 230, ist ein Vierquadranten-Steilheitsmultiplizierer mit einer ersten Differenzverstärkerschaltung T₂, T₁, die so beschaffen ist, daß sie einen ersten Eingangstrom I₅ und eine Eingangssteuer-Differenzspannung U₁ empfängt und multipliziert und in Übereinstimmung damit einen ersten Ausgangs-Differenzstrom I₂, I₁ erzeugt, wobei eine zweite Differenzverstärkerschaltung T₁', T₂', die so beschaffen ist, daß sie einen zweiten Eingangsstrom I₆ und die Eingangssteuer-Differenzspannung U₁ empfängt und multipliziert und in Übereinstimmung damit einen zweiten Ausgangs-Differenzstrom erzeugt, wobei zwei Schaltungsknoten jeweils mit der ersten und mit der zweiten Differenzverstärkerschaltung und einem Operationsverstärker gekoppelt sind, der eine Ausgangsspannung U_a bereitstellt, bekannt.
Aus EP 0 607 702 A2 ist eine adaptive Entzerrungsschaltung bekannt, die beispielsweise in den 7 und 9 der EP 0 607 702 B1 gezeigt ist. Die adaptive Entzerrungsschaltung empfängt ein Paar von komplementären Eingangsspannungssignalen Vin+/– und erzeugt ein Paar von komplementären entzerrten Ausgangssignalen Vout+/– als Reaktion auf ein Paar von komplementären Steuersignalen Vc+/–.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltung und ein Verfahren zum Kombinieren einer Vorspannung mit Signalen mit wahlweise variabler Signalverstärkung zu schaffen, mit der bzw. mit dem ein Ausgangssignal erzeugbar ist, das von Gleichstrom-Vorspannungsbedingungen unabhängig ist und Gleichstrom-Vorspannungsbedingungen, die unabhängig vom Verstärkungssteuerungseingang sind, aufrechterhält.
Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. 9 gelöst.
Eine Schaltung zum Kombinieren einer Vorspannung mit Signalen mit wahlweise variabler Signalverstärkung, die unabhängig von der Vorspannung ist, und mit einer Vorspannung, die unabhängig von der wahlweise variablen Signalverstärkung ist, enthält Differenzverstärkerschaltungen und Schaltungsknoten. Eine erste Differenzverstärkerschaltung ist so beschaffen, daß sie einen ersten Eingangsstrom und eine Eingangssteuer-Differenzspannung empfängt und multipliziert und in Übereinstimmung damit einen ersten Ausgangs-Differenzstrom erzeugt. Der erste Eingangsstrom enthält eine Vorspannungskomponente und eine Signalkomponente, während die Eingangssteuer-Differenzspannung nicht invertierte und invertierte Komponenten enthält und der erste Ausgangs-Differenzstrom nicht invertierte und invertierte Komponenten enthält. Eine zweite Differenzverstärkerschaltung ist so beschaffen, daß sie einen zweiten Eingangsstrom und die Eingangssteuer-Differenzspannung empfängt und multipliziert und in Übereinstimmung damit einen zweiten Ausgangs-Differenzstrom erzeugt. Der zweite Eingangsstrom ist im wesentlichen gleich der Vorspannungskomponente des ersten Eingangsstroms, wobei der zweite Ausgangs-Differenzstrom nicht invertierte und invertierte Komponenten enthält. Ein erster Knoten, der mit den ersten und zweiten Differenzverstärkerschaltungen gekoppelt ist, ist so beschaffen, daß er einen dritten Eingangsstrom, die invertierte Komponente des ersten Ausgangs-Differenzstroms und die nicht invertierte Komponente des zweiten Ausgangs-Differenzstroms empfängt und kombiniert und in Übereinstimmung damit einen ersten Ausgangsstrom erzeugt. Der dritte Eingangsstrom enthält eine Vorspannungskomponente und eine Signalkomponente, während der erste Ausgangsstrom eine Vorspannungskomponente und eine Signalkomponente enthält. Die Vorspannungskomponente des ersten Ausgangsstroms ist im wesentlichen gleich einer Summe aus dem zweiten Eingangsstrom und der Vorspannungskomponente des dritten Eingangsstroms und von der Eingangssteuer-Differenzspannung im wesentlichen unabhängig. Die Signalkomponente des ersten Ausgangsstroms ist im wesentlichen gleich einer Summe aus der Signalkomponente des dritten Eingangsstroms und einem Produkt aus der Signalkomponente des ersten Eingangsstroms mit einem Verstärkungsfaktor und von den Vorspannungskomponenten der ersten und dritten Eingangsströme und vom zweiten Eingangsstrom im wesentlichen unabhängig. Der Verstärkungsfaktor besitzt einen Wert zwischen null und eins, der sich im Verhältnis zur Eingangssteuer-Differenzspannung ändert. Ein zweiter Knoten, der mit der ersten und mit der zweiten Differenzverstärkerschaltung gekoppelt ist, ist so beschaffen, daß er die nicht invertierte Komponente des ersten Ausgangs-Differenzstroms und die invertierte Komponente des zweiten Ausgangs-Differenzstroms empfängt und kombiniert und in Übereinstimmung damit einen zweiten Ausgangsstrom erzeugt. Der zweite Ausgangsstrom enthält eine Vorspannungskomponente und eine Signalkomponente. Die Vorspannungskomponente des zweiten Ausgangsstroms ist im wesentlichen gleich der Vorspannungskomponente des ersten Eingangsstroms und im wesentlichen unabhängig von der Eingangssteuer-Differenzspannung. Die Signalkomponente des zweiten Ausgangsstroms ist im wesentlichen gleich einem Produkt aus der Signalkomponente des ersten Eingangsstroms und einer Differenz zwischen eins und dem Verstärkungsfaktor und im wesentlichen unabhängig von den Vorspannungskomponenten des ersten und des dritten Eingangsstroms und vom zweiten Eingangsstrom.
Die Schaltung kann Transistoren und gemeinsam genutzte Anschlüsse enthalten. Ein erster Transistor enthält einen ersten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die nicht invertierte Komponente der Eingangssteuer-Differenzspannung enthält, einen zweiten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er einen ersten Teil des ersten Eingangsstroms mit einer Vorspannungskomponente und einer Signalkomponente empfängt, und einen ersten Ausgangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die invertierte Komponente des ersten Ausgangs-Differenzstroms erzeugt. Eine zweiter Transistor enthält einen dritten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die invertierte Komponente der Eingangssteuer-Differenzspannung empfängt, einen vierten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er einen zweiten Anteil des ersten Eingangsstroms empfängt, und einen zweiten Ausgangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die nicht invertierte Komponente des ersten Ausgangs-Differenzstroms erzeugt. Ein dritter Transistor enthält einen fünften Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die invertierte Komponente der Eingangssteuer-Differenzspannung empfängt, einen sechsten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er einen ersten Anteil des zweiten Eingangsstroms empfängt, sowie einen dritten Ausgangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die nicht invertierte Komponente des zweiten Ausgangs-Differenzstroms erzeugt. Ein vierter Transistor enthält einen siebten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die nicht invertierte Komponente der Eingangssteuer-Differenzspannung empfängt, einen achten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er einen zweiten Anteil des zweiten Eingangsstroms empfängt, und einen vierten Ausgangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die invertierte Komponente des zweiten Ausgangs-Differenzstroms erzeugt. Ein erster gemeinsam genutzter Anschluß, der mit den ersten und dritten Ausgangsanschlüssen gekoppelt ist, ist so beschaffen, daß er den dritten Eingangsstrom, die invertierte Komponente des ersten Ausgangs-Differenzstroms und die nicht invertierte Komponente des zweiten Ausgangs-Differenzstroms empfängt und kombiniert und in Übereinstimmung damit den ersten Ausgangsstrom erzeugt. Ein zweiter gemeinsam genutzter Anschluß, der mit den zweiten und vierten Ausgangsanschlüssen gekoppelt ist, ist so beschaffen, daß er die nicht invertierte Komponente des ersten Ausgangs- Differenzstroms und die invertierte Komponente des zweiten Ausgangs-Differenzstroms kombiniert und in Übereinstimmung damit den zweiten Ausgangsstrom erzeugt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 ist ein funktionaler Blockschaltplan einer adaptiven Signalausgleichseinrichtung mit einer Schaltung gemäß der Erfindung, wie sie in 4 dargestellt ist.
2 ist ein schematischer Schaltplan der Einheitsverstärkungs- und Spannungs/Strom-Umsetzerstufe der Schaltung nach 1.
3 ist ein schematischer Schaltplan der Hochpaßfilter- und Spannungs/Strom-Umsetzerstufe der Schaltung nach 1.
4 ist ein schematischer Schaltplan des Abschnitts für die ”nicht invertierte Komponente” der Mischerstufe mit variabler Verstärkung der Schaltung nach 1 gemäß der Erfindung.
5 ist ein funktionaler Blockschaltplan der Verstärkungssteuereinrichtungs- und Nachlaufschaltungsstufe der Schaltung nach 1.
6 ist ein Graph der Spannung gegen den Verstärkungsfaktor für die Digital/Analog-Umsetzerstufe der Schaltung nach 5.
7 ist ein schematischer Schaltplan der Verstärkungssteuerpegel-Generatorstufe der Schaltung nach 5.
8 ist ein schematischer Schaltplan des Abschnitts für die ”nicht invertierte” Komponente, der Strom/Spannungs-Umsetzerstufe der Schaltung nach 1.
9 ist ein Graph der Verstärkung gegen die Frequenz zur Erläuterung der komplementären Beziehung zwischen der Signalstärke und dem entsprechenden Ausgleich, der durch die Signalausgleichseinrichtung geschaffen wird.
10 ist ein funktionaler Blockschaltplan einer herkömmlichen adaptiven Signalausgleichseinrichtung.
11 ist ein Graph der Verstärkung gegen die Frequenz für den verstärkungsgesteuerten, hochpaßgefilterten Abschnitt der Ausgleichseinrichtung nach 10.
Die in 1 gezeigte adaptive Ausgleichseinrichtung 40 enthält einen Einheitsverstärkungs-Spannungs/Strom-Umsetzer 50, einen Hochpaßfilter-Spannungs/Strom-Umsetzer 60, einen Mischer 70, eine Verstärkungssteuerungs- und Nachlaufschaltung 80 sowie einen Strom/Spannungs-Umsetzer 110, die im wesentlichen wie gezeigt miteinander verbunden sind. Die Eingangssignalspannung V_i (die eine differentielle Spannung, wobei der Begriff synonym auch für ”Differenzspannung” gebraucht wird, ist und eine nicht invertierte Komponente V_i⁺ sowie eine invertierte Komponente V_i⁻ enthält), wird durch den Einheitsverstärkungs-Spannungs/Strom-Umsetzer 50 gepuffert, der durch einen Vorspannungsstrom I_Bias vorgespannt wird, um ein differentielles Ausgangsstromsignal (I_i + i₁)/(I₁ – i₁) zu erzeugen, das eine Vorspannungskomponente I₁ und eine Signalkomponente i₁ enthält. Der Begriff ”differentieller Strom” wird hier synonym auch für ”Differenzstrom” gebraucht. (Selbstverständlich ist die Vorspannungskomponente durch die Gleichstrom-Vorspannung der Schaltung bedingt, während die Signalkomponente durch das Eingangssignal bedingt ist.) Das Eingangssignal V_i wird außerdem durch den Hochpaßfilter-Spannungs/Strom-Umsetzer 60, der ebenfalls durch den Gleichstrom-Vorspannungsstrom I_Bias vorgespannt ist, hochpaßgefiltert. Diese Stufe 60 erzeugt ein differentielles hochpaßgefiltertes Signal (I_H(f) + i_H(f)/(I_H(f) – i_H(f)), das eine Vorspannungskomponente I_H(f) und eine Signalkomponente i_H(f) enthält. Diese beiden Signale (I₁ + i₁)/(I₁ – i₁) und (I_H(f) + i_H(f))/(I_H(f) – i_H(f)) werden in den Mischer 70 für variable Verstärkung eingegeben.
Die Verstärkungssteuerungs- und Nachlaufschaltung 80 ist ebenfalls durch den Gleichstrom-Vorspannungsstrom I_Bias vorgespannt und empfängt ein digitales Verstärkungssteuersignal (z. B. ein 8-Bit-Signal) α. Entsprechend dem Verstärkungssteuersignal α erzeugt die Verstärkungssteuerungs- und Nachlaufschaltung 80 ein differentielles Verstärkungssteuersignal V_c, das eine nicht invertierte Komponente V_c⁺ und eine invertierte Komponente V_c⁻ besitzt. Diese differentiellen Steuerspannungskomponenten V_c⁺, V_c⁻ werden in den Mischer 70 für variable Verstärkung eingegeben.
Der Mischer 70 für variable Verstärkung ist ebenfalls durch den Vorspannungs-Gleichspannungsstrom I_Bias vorgespannt. Entsprechend den Steuerspannungskomponenten V_c⁺, V_c⁻, die den Verstärkungsfaktor α repräsentieren, mischt der Mischer 70 mit variabler Verstärkung seine drei Eingangsstromsignale: den Gleichstrom-Vorspannungsstrom I_Bias; das Einheitsverstärkungs-Stromsignal (I₁ + i₁); und das hochpaßgefilterte Stromsignal (I_H(f) + i_H(f)/(I_H(f) – i_H(f)) Anhand der Mischung dieser Signale erzeugt der Mischer 70 für variable Verstärkung einen Ausgangsstrom (I₀ + i₀)/(I₀ – i₀), der eine Vorspannungskomponente I₀ und eine Signalkomponente i₀ enthält.
Der Ausgangsstrom (I₀ + i₀)/(I₀ – i₀) vom Mischer 70 für variable Verstärkung wird durch den Strom/Spannungs-Umsetzer 110 in eine Ausgangsspannung V₀ (die eine differentielle Spannung mit einer nicht invertierten Komponente V_0⁺ und einer invertierten Komponente V_0⁻ ist) umgesetzt.
Der in 2 gezeigte Einheitsverstärkungs-Spannungs/Strom-Umsetzer 50 enthält einen Differenzverstärker, der mit zwei Stromspiegeln kombiniert ist, die zwischen dem positiven VDD-Anschluß und dem negativen VSS/GND-Anschluß der Stromversorgung vorgespannt ist. Der Differenzverstärker enthält Transistoren P51, P52, N51, N52, N53 und N54 (das Präfix ”P” bezeichnet einen P-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (P-MOSFET), während das Präfix ”N” einen N-Kanal-MOSFET (N-MOSFET) bezeichnet. Der Vorspannungsstromspiegel enthält Transistoren N55, N53 und N54. Der Signalstromspiegel enthält Transistoren P51, P52, P53 und P54.
Die Gleichstrom-Vorspannung für den Differenzverstärker umfaßt das Ansteuern des Vorspannungsstromspiegels mit dem Gleichstrom-Vorspannungsstrom I_Bias. Die Verstärkung für den Differenzverstärker wird durch einen Widerstand R geschaffen, der zwischen die beiden Differenzverstärker-Schaltungszweige geschaltet ist. Die Eingänge in den Differenzverstärker werden durch die nicht invertierte Komponente V_i⁺ bzw. durch die invertierte Komponente V_i⁻ der differentiellen Eingangssignalspannung V_i angesteuert. Die resultierenden diffe rentiellen Ströme, d. h. die Drain-Ströme der Transistoren N51 und N52, werden durch den Signalstromspiegel kopiert, um einen differentiellen Ausgangsstrom mit einer nicht invertierten Komponente (I₁ + i₁) und einer invertierten Komponente (I₁ – i₁) zu erzeugen. Die Vorspannungskomponente I₁ ist jene Komponente des Ausgangsstromsignals, die der Gleichstrom-Vorspannung für die Schaltung entspricht, d. h. der Eingangsgleichstromvorspannungsstrom I_Bias. Die Signalkomponente i₁ ist jene Komponente des Ausgangsstromsignals, die dem Eingangssignal entspricht, d. h. die Eingangssignalspannung V_i.
Der in 3 gezeigte Hochpaßfilter-Spannungs/Strom-Umsetzer 60 enthält ebenfalls einen Differenzverstärker, der mit zwei Stromspiegelschaltungen kombiniert ist, die zwischen dem positiven VDD-Anschluß und dem negativen VSS/GND-Anschluß der Stromversorgung vorgespannt sind. Der Differenzverstärker enthält Transistoren P61, P62, N61, N62, N63 und N64. Der Vorspannungsstromspiegel enthält Transistoren N65, N63 und N64. Der Signalstromspiegel enthält Transistoren P61, P62, P63 und P64.
Die Gleichstrom-Vorspannung für den Differenzverstärker umfaßt das Ansteuern des Eingangs in den Vorspannungsstromspiegel mit dem Gleichstrom-Vorspannungsstrom I_Bias. Die Hochpaßfilter-Übertragungsfunktion für den Differenzverstärker wird geschaffen durch Schalten einer Hochpaßfilterschaltung 62 zwischen die beiden Differenzverstärkerschaltungszweige. Der Differenzverstärker wird durch die nicht invertierte Komponente V_i⁺ und durch die invertierte Komponente V_i⁻ der differentiellen Eingangssignalspannung V_i angesteuert. Die resultierenden Differenzströme, d. h. die Drainströme der Transistoren N61 und N62, werden durch den Signalstromspiegel kopiert, um einen differentiellen Ausgangsstrom mit einer nicht invertierten Komponente (I_H(f) + i_H(f)) und einer invertierten Komponente (I_H(f) – i_H(f)) zu erzeugen. Die Vorspannungskomponente I_H(f) und die Signalkomponente i_H(f) der Ausgangsstromsignale entsprechen dem Gleichstrom-Vorspannungsstrom I_Bias bzw. der Eingangssignalspannung V_i.
Der in 4 gezeigte Abschnitt 70n für die ”nicht invertierte Komponente” des Mischers 70 für variable Verstärkung enthält zwei über Kreuz geschaltete Differenzverstärkerschaltungen: die Transistoren N71 und N72 und die Transistoren N73 und N74. (Hierbei ist nur der Abschnitt 70n des Verstärkers 70 für variable Verstärkung gezeigt, der für die Verarbeitung der nicht invertierten Komponenten der differentiellen Signale verantwortlich ist; selbstverständlich wird jedoch für die Verarbeitung der invertierten Komponenten ein ähnlicher Abschnitt ver wendet.) Sämtliche Differenzverstärkertransistoren N71, N72, N73 und N74 besitzen gleiche Kanalbreiten W_A und -längen L_A. Der erste Differenzverstärker wird durch die nicht invertierte Komponente (I_H(f) + i_H(f)) des hochpaßgefilterten Signalstroms und durch die differentielle Steuerspannung V_c (die den Verstärkungsfaktor α repräsentiert) angesteuert. Dies hat einen differentiellen Ausgangsstrom mit einer invertierten Komponente (I_01⁻ + i_01⁺), die in einen Ausgangssummationsknoten bzw. ersten Knoten 72 eingegeben wird, und einer nicht invertierten Komponente (I_01⁺ + i_01⁻), die in einen ”Zurückweisungs”-Summationsknoten bzw. zweiten Knoten 74 eingegeben wird, zur Folge.
Der zweite Differenzverstärker wird durch den Gleichstrom-Vorspannungsstrom I_Bias und durch die differentielle Steuerspannung V_c angesteuert. Dadurch wird ein differentieller Ausgangsstrom mit einer nicht invertierten Komponente (I_02⁺), die in den Ausgangssummationsknoten 72 eingegeben wird, und mit einer invertierten Komponente (I_02⁻), die in den ”Zurückweisungs”-Summationsknoten 74 eingegeben wird, erzeugt. Der Ausgangssummationsknoten 72 empfängt außerdem die nicht invertierte Komponente (I₁ + i₁) des Einheitsverstärkungssignalstroms und summiert sie mit der ersten invertierten Komponente (I_01⁺ + i_01⁻) des differentiellen Ausgangsstroms und der zweiten nicht invertierten Komponente (I_02⁺) des differentiellen Ausgangsstroms, um einen Ausgangsstrom (I₀ + i₀) zu erzeugen. Ebenso summiert der ”Zurückweisungs”-Summationsknoten 74 die zweite nicht invertierte Komponente (I_01⁺ + i_01⁻) des differentiellen Ausgangsstroms und die zweite invertierte Komponente (I_02⁻) des differentiellen Ausgangsstroms, um einen ”Zurückweisungs”-Strom (I_D + i_D) zu erzeugen.
Der Ausgangsstrom (I₀ + i₀) ist durch den Gleichstrom-Vorspannungsstrom I_Bias den Verstärkungsfaktor α (der durch das differentielle Verstärkungssteuersignal V_c repräsentiert wird), die Hochpaßfilter-Signalkomponente (I_H(f) + i_H(f)) und die Einheitsverstärkung-Signalstromkomponente (I₁ + i₁) wie folgt gegeben: I0 + i0 = (I1 + i1) + α(IH(f) + IH(f)) + (1 – α)(Ibias) (1)
Dieser Ausdruck kann wie folgt umgeordnet werden, um die Vorspannungs- und Signalkomponenten zu trennen: I0 + i0 = (i1 + αiH(f)) + (I1 + αIH(f) + (1 – α)Ibias) (2)
Daher sind die Signal-Ausgangsstromkomponente i₀ und die Vorspannungs-Ausgangsstromkomponente I ₀ wie folgt gegeben: i0 = i1 + αiH(f) (3) I0 = I1 + αIH(f) + Ibias – αIBias (4)
Wenn die Vorspannungskomponente I_H(f) der hochpaßgefilterten Signalstromkomponente (I_H(f) + i_H(f)) gleich dem Gleichstrom-Vorspannungsstrom I_Bias ist, ist die Vorspannungskomponente I₀ des Ausgangsstroms (I₀ + i₀) wie folgt gegeben: I0 = I1 + IBias (5)
Ebenso ist der ”Zurückweisungs”-Strom (I_D + i_D) wie folgt gegeben: ID + iD = (1 – α)(IH(f) + iH(f)) + αIBias (6)
Dieser Ausdruck kann wie folgt umgeordnet werden, um seine Abhängigkeit von dem Verstärkungssteuerfaktor α anzugeben: ID + iD = IH( f ) – α(IH(f) – Ibias) + (1 – α)iH(f) (7)
Daher sind die Signalstromkomponente i_D und die Vorspannungsstromkomponente I_D wie folgt gegeben: iD = (1 – α)iH(f) (8) ID = IH(f) – αIH(f) + αIBias (9)
Wenn die Vorspannungskomponente I_H(f) des hochpaßgefilterten Signals (I_H(f) + i_H(f)) gleich dem Gleichstrom-Vorspannungsstrom I_Bias ist, wie oben erwähnt worden ist, ist die ”Zurückweisungs”-Strom-Vorspannungskomponente I_D wie folgt gegeben: ID = IH(f) (10)
Die in 5 gezeigte Verstärkungssteuerungs- und Nachlaufschaltung 80 (1) gemäß einer Ausführungsform enthält einen Digital/Analog-Umsetzer (82) und einen Verstärkungssteuerpegel-Generator 100. (Alternativ könnte statt des Digital/Analog-Umsetzers ein impulsdichter Modulator verwendet werden.) Der Digital/Analog-Umsetzer 82 setzt den digitalen Verstärkungssteuerfaktor α in differentielle Steuerspannungskomponenten V_c⁺, V_c⁻ um, die vom Mischer 70 für variable Verstärkung verwendet werden. Diese differentiellen Steuerspannungskomponenten V_c⁺, V_c⁻ werden anhand zweier Referenzspannungen V_High, V_Low, die vom Verstärkungssteuerpegel-Generator 100 bereitgestellt werden, der durch den Gleichstrom-Vorspannungsstrom I_Bias vorgespannt ist, erzeugt.
Wie in 6 gezeigt ist, ändern sich die Werte der differentiellen Steuer spannungskomponenten V_c⁺, V_c⁺ differentiell zwischen niedrigen und höhen Referenzspannungswerten V_Low, V_High entsprechend dem Wert des Verstärkungssteuerfaktors α. Wenn beispielsweise der Verstärkungssteuerfaktor α null ist, sind die nicht invertierte Komponente V_c⁺ und die invertierte Komponente V_c⁺ gleich der hohen Referenzspannung V_High bzw. der niedrigen Referenzspannung V_Low. Wenn hingegen α seinen Maximalwert, z. B. FF(Hex), besitzt, sind die nicht invertierte Spannungskomponente V_c⁺ und die invertierte Spannungskomponente V_c⁺ gleich der niedrigen Referenzspannung V_Low bzw. der hohen Referenzspannung V_High.
Der in 7 gezeigte Verstärkungssteuerpegel-Generator 100 (5) gemäß einer Ausführungsform enthält vier Transistoren P101, P102, P103, P104, eine Diode 103 und fünf Stromquellen 101, 102, 104, 105, 106, die im wesentlichen wie gezeigt miteinander verbunden sind. Die Transistoren P101 (mit Kanalbreiten- und Kanallängenabmessungen W_B bzw. L_B) und P102 (mit Kanalbreiten- und Kanallängenabmessungen W_C bzw. L_C) sind durch eine Stromquellenschaltung 102 und eine Stromsenkenschaltung 101, wovon jede einen Vorspannungsstrom I_B erzeugt, vorgespannt. Die Diode 103 wird verwendet, um den Spannungsabfall über dem Transistor P102 zu reduzieren, sie ist jedoch nicht notwendig und kann daher weggelassen werden, indem der Drain des Transistors P102 direkt mit VSS/GND verbunden wird. Die Transistoren P101 und P102 besitzen gleiche Schwellenspannungen V_th und Gate-Source-Durchschaltspannungen V_on(p101) bzw. V_on(p102). Daher ist die an der Source des Transistors 102 erzeugte kompensierte Spannung V(PVT) wie folgt gegeben: V(PVT) = VDD – Vgs(P101) + Vgs(P102) (11)
Dieser Ausdruck kann umgeordnet werden, indem die Gate-Source-Spannungen V_gs(P101) und V_gs(P102) der Transistoren P101 bzw. P102 wie folgt substituiert werden: V(PVT) = VDD – (Vth + Von(P101)) + (Vth + Von(P102)) (12)
Durch weitere Vereinfachung wird der folgende Ausdruck erhalten: V(PVT) = VDD – (Von(P101) – Von(P102)) (13)
Daher ist die Spannung Von über den Stromquellen 102 und 104, die gleich oder größer als die erforderliche Spannung V_p64 über dem Stromspiegeltransistor P64 ist, der die nicht invertierte Komponente des hochpaßgefilterten Signals (I_H(f) + i_H(f)) in dem Hochpaßfilter-Spannungs/Strom-Umsetzer 60 (3) liefert, wie folgt gegeben: Von = Von(P101) – Von(P102) (14)
Diese Spannung V(PVT) wird zusammen mit den Stromquellen 104, 105, und 106 dazu verwendet, die Transistoren P103 und P104 vorzuspannen, um die hohe Referenzspannung V_High und die niedrige Referenzspannung V_Low zu erzeugen. Die als Diode geschalteten Transistoren P103 und P104 besitzen gleiche Kanalbreiten- und Kanallängenabmessungen W_A bzw. L_A, die außerdem gleich den entsprechenden Bauelementabmessungen der Transistoren im Mischer 70 für variable Verstärkung (4) sind. Die Stromquellenschaltung 104 und die Stromsenkenschaltung 105 erzeugen Vorspannungsströme I_Bias, die gleich den Gleichstrom-Vorspannungsströmen I_Bias sind, die zum Vorspannen des Einheitsverstärkungs-Spannungs/Strom-Umsetzers 50, des Hochpaßfilter-Spannungs/Strom-Umsetzers 60 und des Mischers 70 für variable Verstärkung (1) verwendet werden. Die Stromsenkenschaltung 106 erzeugt einen Erhaltungsstrom I_T, der einen sehr niedrigen Wert besitzt und dazu verwendet wird, den Transistor P104 in einem minimalen Durchschaltzustand zu halten.
Diese Schaltung 100 erzeugt wegen der obenerwähnten Beziehungen zwischen den Vorspannungsströmen I_Bias und den Transistorkanalabmessungen W_A, L_A die hohe Referenzspannung V_High und die niedrige Referenzspannung V_Low, so daß diese Spannungen V_High, V_Low Änderungen des Vorspannungsstroms I_Bias sowie Änderungen der Betriebsparameter der Transistoren wie etwa der Schwellenspannung und der Ladungsträgerbeweglichkeit folgen. Dies ermöglicht wiederum, daß das Ausgangsstromsignal (I₀ + i₀) ebenfalls Änderungen des Vorspannungsstroms I_Bias sowie Änderungen der Betriebsparameter der Transistoren wie etwa der Schwellenspannung und der Ladungsträgerbeweglichkeit (z. B. aufgrund von Schwankungen in den Herstellungsprozessen und von Betriebsspannungen und Betriebstemperaturen) folgt.
Der in 8 gezeigte Abschnitt 110n für die ”nicht invertierte Komponente” des Ausgangsstrom/Spannungs-Umsetzers 110 (1) kann folgendermaßen implementiert sein. (Hierbei ist nur der Abschnitt 110n des Ausgangsstrom/Spannungs-Umsetzers 110 gezeigt, der für die Verarbeitung der nicht invertierten Komponente des differentiellen Ausgangsstroms verantwortlich ist; selbstverständlich könnte jedoch ein ähnlicher Abschnitt für die Verarbeitung der invertierten Komponente verwendet werden). Das Ausgangsstromsignal (I₀ + i₀) steuert den Eingang eines durch Transistoren N111 und N112 gebildeten Stromspiegels an. Der Ausgangsstrom durch den Transistor N112 erzeugt einen Spannungsabfall über dem Lasttransistor R_L, wodurch die Ausgangsspannung V_0⁺ erzeugt wird.

Claims

Schaltung (70n) mit einer ersten Differenzverstärkerschaltung (N71, N72), die so beschaffen ist, daß sie einen ersten Eingangsstrom (I_H(f) + i_H(f)) und eine Eingangssteuer-Differenzspannung (Vc⁺, Vc^–) empfängt und multipliziert und in Übereinstimmung damit einen ersten Ausgangs-Differenzstrom (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺) erzeugt, wobei der erste Eingangsstrom (I_H(f) + i_H(f)) eine Vorspannungskomponente (I_H(f)) und eine Signalkomponente (i_H(f)) enthält, die Eingangssteuer-Differenzspannung (Vc⁺, Vc^–) eine nicht invertierte Komponente (Vc⁺) und eine invertierte Komponente (Vc^–) enthält und der erste Ausgangs-Differenzstrom (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺) eine nicht invertierte Komponente (I_01⁺ + i_01⁺ ₎ und eine invertierte Komponente (I_01⁻ + i_01⁻) enthält, einer zweiten Differenzverstärkerschaltung (N73, N74), die so beschaffen ist, daß sie einen zweiten Eingangsstrom (I_Bias) und die Eingangssteuer-Differenzspannung (Vc⁺, Vc^–) empfängt und multipliziert und in Übereinstimmung damit einen zweiten Ausgangs-Differenzstrom (I_02⁺, I_02⁻) erzeugt, wobei der zweite Eingangsstrom (I_Bias) im wesentlichen gleich der Vorspannungskomponente (I_H(f)) des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)) ist und der zweite Ausgangs-Differenzstrom (I_02⁺, I_02⁻) eine nicht invertierte Komponente (I_02⁺) und eine invertierte Komponente (I_02⁻) enthält, einen ersten Knoten (72), der mit den ersten (N71, N72) und zweiten (N73, N74) Differenzverstärkerschaltungen gekoppelt und so beschaffen ist, daß er einen dritten Eingangsstrom (I₁ + i₁), die invertierte Komponente (I_01⁻ + i_01⁻) des ersten Ausgangs-Differenzstroms und die nicht invertierte Komponente (I_02⁺) des zweiten Ausgangs-Differenzstroms empfängt und kombiniert und in Übereinstimmung damit einen ersten Ausgangsstrom (I₀ + i₀) erzeugt, wobei der dritte Eingangsstrom (I₁ + i₁) eine Vorspannungskomponente (I₁) und eine Signalkomponente (i₁) enthält, der erste Ausgangsstrom (I₀ + i₀) eine Vorspannungskomponente (I₀) und eine Signalkomponente (I₀ enthält, die Vorspannungskomponente (I₀) des ersten Ausgangsstromes (I₀ + i₀) im wesentlichen gleich einer Summe aus dem zweiten Eingangsstrom (I_Bias) und der Vorspannungskomponente (I₁) des dritten Eingangsstroms (I₁ + i₁) ist und von der Eingangssteuer-Differenzspannung (Vc⁺, Vc^–) im wesentlichen unabhängig ist, die Signalkomponente (i₀) des ersten Ausgangsstroms (I₀ + i₀) im wesentlichen gleich einer Summe aus der Signalkomponente (i₁) des dritten Eingangsstroms (I₁ + i₁) und einem Produkt aus der Signalkomponente (i_H(f)) des ersten Eingangsstromes (I_H(f) + i_H(f)) und einem Verstärkungsfaktor (α) ist und von den Vorspannungskomponenten (I₁, I_H(f)) der ersten und dritten Eingangsströme (I₁ + i₁, I_H(f) + i_H(f)) und vom zweiten Eingangsstrom (I_Bias) im wesentlichen unabhängig ist, und der Verstärkungsfaktor (α) einen Wert zwischen null und eins besitzt, der sich im Verhältnis zur Eingangssteuer-Differenzspannung (Vc⁺, Vc^–) ändert, und mit einem zweiten Knoten (74), der mit der ersten (N71, N72) und mit der zweiten (N73, N74) Differenzverstärkerschaltung gekoppelt und so beschaffen ist, daß er die nicht invertierte Komponente (I_01⁺ + i_01⁺) des ersten Ausgangs-Differenzstroms und die invertierte Komponente (I_02⁻) des zweiten Ausgangs-Differenzstroms empfängt und kombiniert und in Übereinstimmung damit einen zweiten Ausgangsstrom (I_D + i_D) erzeugt, wobei der zweite Ausgangsstrom (I_D + i_D) eine Vorspannungskomponente (I_D) und eine Signalkomponente (i_D) enthält, die Vorspannungskomponente (I_D) des zweiten Ausgangsstroms im wesentlichen gleich der Vorspannungskomponente (I_H(f)) des ersten Eingangsstroms ist und von der Eingangssteuer-Differenzspannung (Vc⁺, Vc^–) im wesentlichen unabhängig ist, und die Signalkomponente (i_D) des zweiten Ausgangsstroms im wesentlichen gleich einem Produkt aus einer Signalkomponente (i_H(f)) des ersten Eingangsstroms und einer Differenz zwischen eins und dem Verstärkungsfaktor (α) ist und von den Vorspannungskomponenten (I_H(f), I₁) der ersten und dritten Eingangsströme und vom zweiten Eingangsstrom (I_Bias) im wesentlichen unabhängig ist.
Schaltung (70n) nach Anspruch 1, wobei die erste (N71, N72) und die zweite (N73, N74) Differenzverstärkerschaltung eine Gilbert-Zellenschaltung enthalten.
Schaltung (70n) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste (N71, N72) und die zweite (N73, N74) Differenzverstärkerschaltung eine Signalmischerschaltung enthalten.
Schaltung (70n) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Differenzverstärkungsschaltung (N71, N72) einen ersten Transistor (N71) aufweist, der enthält: einen ersten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die nicht invertierte Komponente (V_c⁺) der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) empfängt, einen zweiten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er einen ersten Abschnitt des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)) mit der Vorspannungskomponente (I_H(f)) und der Signalkomponente (i_H(f)) empfängt, und einen ersten Ausgangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die invertierte Komponente (I_01⁻ + i_01⁻) des ersten Ausgangs-Differenzstroms (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺) erzeugt; wobei die erste Differenzverstärkerschaltung (N71, N72) ferner einen zweiten Transistor (N72) aufweist, der enthält: einen dritten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er eine invertierte Komponente (V_c⁻) der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) empfängt, einen vierten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er einen zweiten Anteil des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)) empfängt, und einen zweiten Ausgangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die nicht invertierte Komponente (I_01⁺ + i_01⁺) des ersten Ausgangs-Differenzstroms (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺) erzeugt; wobei die zweite Differenzverstärkerschaltung (N73, N74) einen dritten Transistor (N73) aufweist, der enthält: einen fünften Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die invertierte Komponente (V_c⁻) der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) empfängt, einen sechsten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er einen ersten Anteil des zweiten Eingangsstroms (I_Bias) empfängt, und einen dritten Ausgangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die nicht invertierte Komponente (I_02⁺) des zweiten Ausgangs-Differenzstroms (I_02⁺, I_02⁻) erzeugt; wobei die zweite Differenzverstärkerschaltung (N73, N74) ferner einen vierten Transistor (N74) aufweist, der enthält: einen siebten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er die nicht invertierte Komponente (V_c⁺) der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) empfängt, einen achten Eingangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er einen zweiten Anteil des zweiten Eingangsstroms (I_Bias) empfängt, und einen vierten Ausgangsanschluß, der so beschaffen ist, daß er eine invertierte Komponente (I_02⁻) des zweiten Ausgangs-Differenzstroms (I_02⁺, I_02⁻) erzeugt; wobei ein erster gemeinsam genutzter Anschluß vorgesehen ist, der mit dem ersten und mit dem dritten Ausgangsanschluß gekoppelt und so beschaffen ist, daß er den dritten Eingangsstrom, die invertierte Komponente des ersten Ausgangs-Differenzstroms und die nicht invertierte Komponente des zweiten Ausgangs-Differenzstroms empfängt und kombiniert und in Übereinstimmung damit den ersten Ausgangsstrom erzeugt; und ein zweiter gemeinsam genutzter Anschluß vorgesehen ist, der mit den ersten und vierten Ausgangsanschlüssen gekoppelt und so beschaffen ist, daß er die nicht invertierte Komponente des ersten Ausgangs-Differenzstroms und die invertierte Komponente des zweiten Ausgangs-Differenzstroms empfängt und kombiniert und in Übereinstimmung damit den zweiten Ausgangsstrom erzeugt.
Schaltung (70n) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (N71), zweiten (N72), dritten (N73) und vierten (N74) Transistoren erste, zweite, dritte bzw. vierte Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren enthalten.
Vorrichtung enthaltend die Schaltung (70n) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend eine Verstärkerschaltung (60) mit variabler Verstärkung, die mit der ersten Differenzverstärkerschaltung (N71, N72) gekoppelt ist und so beschaffen ist, daß sie ein Eingangssignal (V_i) empfängt und verstärkt und in Übereinstimmung damit den ersten Eingangsstrom (I_H(f) + I_H(f)) erzeugt, wobei die Verstärkerschaltung (60) mit variabler Verstärkung eine Signalverstärkung besitzt, die über einem vorgegebenen Bereich von Signalfrequenzen im wesentlichen monoton ist, und eine Verstärkerschaltung (50) mit konstanter Verstärkung, die mit dem ersten Knoten (72) gekoppelt und so beschaffen ist, daß sie das Eingangssignal (V_i) empfängt und verstärkt und in Übereinstimmung damit den dritten Eingangsstrom (I₁ + i₁) erzeugt, wobei die Verstärkerschaltung (50) mit konstanter Verstärkung eine Signalverstärkung besitzt, die über dem vorgegebenen Bereich von Signalfrequenzen im wesentlichen konstant ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Verstärkerschaltung (60) mit variabler Verstärkung ein Filter und eine Spannungs/Strom-Umsetzungsschaltung enthält, die so beschaffen sind, daß sie als das Eingangssignal (V_i) eine Eingangssignalspannung empfangen, die Eingangssignalspannung filtern und in den ersten Eingangsstrom (I_H(f) + i_H(f)) umsetzen, und die Verstärkerschaltung (50) mit konstanter Verstärkung eine weitere Spannungs/Strom-Umsetzungsschaltung enthält, die so beschaffen ist, daß sie die Eingangssignalspannung empfängt und in den dritten Eingangsstrom (I₁ + i₁) umsetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, ferner umfassend eine Strom/Spannungs-Umsetzungsschaltung (110), die mit dem ersten Knoten (72) gekoppelt und so beschaffen ist, daß sie den ersten Ausgangsstrom (I₀ + i₀) empfängt und in eine Ausgangssignalspannung (V₀) umsetzt.
Verfahren zum Kombinieren einer Vorspannung mit Signalen mit wahlweise variabler Signalverstärkung, die von der Vorspannung unabhängig ist, und mit einer Vorspannung, die von der wahlweise variablen Signalverstärkung unabhängig ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält: Empfangen eines ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)), der eine Vorspannungskomponente (I_H(f)) und eine Signalkomponente (i_H(f)) enthält, Empfangen eines zweiten Eingangsstroms (I_Bias), der im wesentlichen gleich der Vorspannungskomponente (I_H(f)) des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)) ist, Empfangen eines dritten Eingangsstroms (I₁ + i₁), der eine Vorspannungskomponente (I₁) und eine Signalkomponente (i₁) enthält, Empfangen einer Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻), die eine nicht invertierte (V_c⁺) und eine invertierte Komponente (V_c ^–) enthält, Multiplizieren des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + I_H(f)) mit der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines ersten Ausgangs-Differenzstroms (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺), der eine nicht invertierte Komponente (I_01⁺ + i_01⁺) und eine invertierte Komponente (I_01⁻ + i_01⁻) enthält, Multiplizieren des zweiten Eingangsstroms (I_Bias) mit der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines zweiten Ausgangs-Differenzstroms (I_02⁺, I_02⁻), der eine nicht invertierte Komponente (I_02⁺) und eine invertierte Komponente (I_02⁻) enthält, Kombinieren des dritten Eingangsstroms (I₁ + i₁), der invertierten Komponente (I_01⁻ + i_01⁻) des ersten Ausgangs-Differenzstroms (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺) und der nicht invertierten Komponente (I_02⁺) des zweiten Ausgangs-Differenzstroms (I_02⁺, I_02⁻) und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines ersten Ausgangsstroms (I₀ + i₀), wobei der erste Ausgangsstrom (I₀ + i₀) eine Vorspannungskomponente (I₀) und eine Signalkomponente (i₀) enthält, die Vorspannungskomponente (I₀) des ersten Ausgangsstroms (I₀ + i₀) im wesentlichen gleich einer Summe aus dem zweiten Eingangsstrom (I_Bias) und der Vorspannungskomponente (I₁) des dritten Eingangsstroms (I₁ + i₁) ist und von der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) im wesentlichen unabhängig ist, die Signalkomponente (i₀) des ersten Ausgangsstroms (I₀ + i₀) im wesentlichen gleich einer Summe aus der Signalkomponente (i₁) des dritten Eingangsstroms (I₁ + i₁) und einem Produkt aus einer Signalkomponente (i_H(f)) des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)) und einem Verstärkungsfaktor (α) ist und von den Vorspannungskomponenten (I_H(f), I₁)) der ersten und dritten Eingangsströme (I_H(f) + i_H(f), I₁ + i₁) und vom zweiten Eingangsstrom (I_Bias) im wesentlichen unabhängig ist, und der Verstärkungsfaktor (α) einen Wert zwischen null und eins besitzt, der sich im Verhältnis zur Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) ändert, und Kombinieren der nicht invertierten Komponente (I_01⁺ + i_01⁺) des ersten Ausgangs-Differenzstroms (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺) und der invertierten Komponente (I_02⁻) des zweiten Ausgangs-Differenzstroms (I_02⁺, I_02⁻) und in Übereinstimmung damit Erzeugen eines zweiten Ausgangsstroms (I_D + i_D), wobei der zweite Ausgangsstrom (I_D + i_D) eine Vorspannungskomponente (I_D) und eine Signalkomponente (i_D) enthält, die Vorspannungskomponente (I_D) des zweiten Ausgangsstroms (I_D + i_D) im wesentlichen gleich der Vorspannungskomponente (I_H(f)) des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)) ist und von der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) im wesentlichen unabhängig ist, und die Signalkomponente (i_D) des zweiten Ausgangsstroms (I_D + i_D) im wesentlichen gleich einem Produkt aus der Signalkomponente (i_H(f)) des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)) und einer Differenz zwischen eins und dem Verstärkungsfaktor (α) ist und von den Vorspannungskomponenten (I_H(f), I₁) der ersten und dritten Eingangsströme (I_H(f) + i_H(f), I₁ + i₁) und von dem zweiten Eingangsstrom (I_Bias) im wesentlichen unabhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfaßt: Empfangen und Verstärken eines Eingangssignals (V_i) unter Verwendung einer Signalverstärkung, die über einen vorgegebenen Bereich von Signalfrequenzen im wesentlichen monoton ist, und in Übereinstimmung damit Erzeugen des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)), und Verstärken des Eingangssignals (V_i) unter Verwendung einer Signalverstärkung, die über dem vorgegebenen Bereich von Signalfrequenzen im wesentlichen konstant ist, und in Übereinstimmung damit Erzeugen des dritten Eingangsstroms (I₁ + i₁).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Schritte des Empfangens und Verstärkens eines Eingangssignals (V_i) unter Verwendung einer Signalverstärkung, die über einem vorgegebenen Bereich von Signalfrequenzen im wesentlichen monoton ist, und in Übereinstimmung damit des Erzeugens des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)) das Empfangen einer Eingangssignalspannung als das Eingangssignal (V_i) und das Filtern und Umsetzen der Eingangssignalspannung in den ersten Eingangsstrom (I_H(f) + i_H(f)) umfassen, und die Schritte des Verstärkens des Eingangssignals (V_i) unter Verwendung einer Signalverstärkung, die über den vorgegebenen Bereich von Signalfrequenzen im wesentlichen konstant ist, und in Übereinstimmung damit des Erzeugens des dritten Eingangsstroms (I₁ + i₁) das Umsetzen der Eingangssignalspannung in den dritten Eingangsstrom (I₁ + i₁) umfassen.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Umsetzen des ersten Ausgangsstroms (I₀ + i₀) in eine Ausgangssignalspannung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die nicht invertierte Komponente (V_c⁺) der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) über einen ersten Eingangsanschluß eines ersten Transistors (N71) empfangen wird, ein erster Anteil des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)), der eine Vorspannungskomponente (I_H(f)) und eine Signalkomponente (i_H(f)) enthält, über einen zweiten Eingangsanschluß des ersten Transistors (N71) empfangen wird, die invertierte Komponente (I_01⁻ + i_01⁻) des ersten Ausgangs-Differenzstroms (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺) über einen ersten Ausgangsanschluß des ersten Transistors (N71) ausgegeben wird, die invertierte Komponente (V_c⁻) der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) über einen dritten Eingangsanschluß eines zweiten Transistors (N72) empfangen wird, ein zweiter Anteil des ersten Eingangsstroms (I_H(f) + i_H(f)) über einen vierten Eingangsanschluß des zweiten Transistors (N72) empfangen wird, die nicht invertierte Komponente (I_01⁺ + i_01⁺) des ersten Ausgangs-Differenzstroms (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺) über einen zweiten Ausgangsanschluß des zweiten Transistors (N72) ausgegeben wird, die invertierte Komponente (V_c⁻) der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) über einen fünften Eingangsanschluß eines dritten Transistors (N73) empfangen wird, ein erster Anteil des zweiten Eingangsstroms (I_Bias) über einen sechsten Eingangsanschluß des dritten Transistors (N73) empfangen wird, die nicht invertierte Komponente (I_02⁺) des zweiten Ausgangs-Differenzstroms (I_02⁺, I_02⁻) über einen dritten Ausgangsanschluß des dritten Transistors (N73) ausgegeben wird, die nicht invertierte Komponente der Eingangssteuer-Differenzspannung (V_c⁺, V_c⁻) über einen siebten Eingangsanschluß eines vierten Transistors (N74) empfangen wird, ein zweiter Anteil des zweiten Eingangsstroms (I_Bias) über einen achten Eingangsanschluß des vierten Transistors (N74) empfangen wird, die invertierte Komponente (I_02⁻) des zweiten Ausgangs-Differenzstroms (I_02⁺, I_02⁻) über einen vierten Ausgangsanschluß des vierten Transistors (N74) ausgegeben wird, und der dritte Eingangsstroms (I₁ + i₁), die invertierte Komponente (I_01⁻ + i_01⁻) des ersten Ausgangs-Differenzstroms (I_01⁻ + i_01⁻, I_01⁺ + i_01⁺) und die nicht invertierte Komponente (I_02⁺) des zweiten Ausgangs-Differenzstroms (I_02⁺, I_02⁻) über einen ersten gemeinsam genutzten Anschluß empfangen und kombiniert werden.