DE69732623T2

DE69732623T2 - Analogsignalmultiplexer in strombetriebsart

Info

Publication number: DE69732623T2
Application number: DE69732623T
Authority: DE
Inventors: J. Max ALLEN; E. Richard COLBETH; Martin Mallinson
Original assignee: Varian Medical Systems Technologies Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Technologies Inc
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1997-11-19
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2017-11-20
Also published as: DE69732623D1; CA2244718A1; EP0883930B1; AU7412498A; JP3818546B2; US5801571A; JP2000504537A; AU721708B2; EP0883930A1; WO1998024182A1; CA2244718C

Description

SACHGEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert ist, bezieht sich auf Signalmultiplexer, und, insbesondere, auf Signalmultiplexer, die in einem Strommodus arbeiten, wodurch der ausgewählte Eingangssignalstrom gepuffert und zu dem Ausgang gerichtet, oder gelenkt, wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In herkömmlichen, analogen Signalmultiplexern ist eine bestimmte Anzahl von Analog-Signalschaltern mit einem Spannungspuffer verbunden, der das ausgewählte Eingangssignal puffert und als eine Signalansteuereinrichtung für das sich ergebende, gepufferte Signal für die Stufe, die dem Multiplexer folgt, arbeitet. Solche Multiplexer arbeiten typischerweise in einem reinen Spannungsmodus, d.h. die Eingangssignale, die internen Signale und die Ausgangssignale werden alle entsprechend deren Spannungsniveaus verarbeitet.
Während solche Multiplexer unter hohen Multiplexierraten betrieben werden können, besitzt ein solcher Spannungsmodusbetrieb eine Anzahl von Nachteilen, wenn der Multiplexer in einen einzelnen Chip integriert ist. Zum Beispiel muss, wenn der Ausgangspuffer des Multiplexers in einer integrierten Form ausgeführt ist, dieser oftmals das Spannungssignal außerhalb des Chips ansteuern, z.B. in einem Analog-Digital-Wandler außerhalb des Chips. Aufgrund der typischerweise niedrigen Leistungsart des Ausgangsspannungspuffers erfordert allerdings die kapazitive Last, die zu dem Ausgangsstift hin geführt wird, über den das Ausgangssignal angesteuert wird (z.B. aufgrund der Packungs- und Zwischenverbindungs-Charakteristika der integrierten Schaltung und der Lastschaltung, verbunden mit einem solchen Stift, was die Spannung außerhalb des Chips in eine solche wesentliche kapazitive Last ansteuert), einen wesentlichen Ausgangsstrom. Hierdurch muss, um in der Lage zu sein, einen solchen wesentlichen Betrag eines Ausgangsstroms anzusteuern, die Ausführung der Schaltung sehr groß in der Fläche sein, wodurch verursacht wird, dass der Bereich des Chips größer ist als dies ansonsten erwünscht ist.
Weiterhin führen die relativ großen Ausgangsspannungsschwingungen, erforderlich für den Ausgangsspannungspuffer und die Spannungstreiber innerhalb des Multiplexers, zu einer großen Variation in dem Energieversorgungsstrom auf dem Chip. Dies bewirkt wiederum ein „bounce" der Energieversorgung aufgrund der Induktanz der Zwischenverbindungen mit dem Chip und der großen Variationen in dem Strom, der über solche Zwischenverbindungen zugeführt wird.
Dementsprechend wäre es wünschenswert, einen Analog-Signal-Multiplexer zu haben, der keinen großen Ausgangsansteuerstrom erfordert und der deshalb den Umfang eines Energiezuführungsrauschens, das hervorgerufen wird, und den Schaltungsbereich, der erforderlich ist, um einen solchen Multiplexer auszuführen, minimiert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Strommodus-Analog-Signalmultiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet in einem reinen Strommodus, wodurch Eingangssignalströme wahlweise gepuffert und zu einem Ausgangsknoten gerichtet oder gelenkt werden, der unter einem konstanten Spannungspotenzial gehalten wird. Ein Energieversorgungsrauschen, eingeführt durch einen solchen Multiplexer, wird dadurch minimiert, dass ein im Wesentlicher konstanter Energieversorgungsstrom gezogen wird und der Spannungspegel des Ausgangs bei einem im Wesentlichen konstanten Potenzial beibehalten wird.
Ein Strommodus-Analog-Signalmultiplexer zum Steuern eines Ausgangs- Stromsignals, das eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke eines ausgewählten Eingangssignals variiert, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfasst eine Vielzahl von Eingangssignal-Verstärkern, einen Bezugsverstärker und einen Ausgangsstrom-Verstärker. Das Dokument US-A-4 667 146 offenbart einen Bezugs- und einen Ausgangsverstärker analog zu solchen, die in den Unterlagen hier definiert sind. Die Vielzahl der Eingangssignal-Verstärker ist so ausgeführt, dass eine Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen und eine Vielzahl von Eingangssignalen empfangen und gemäß einem ausgewählten der Vielzahl der Eingangssignale, das einem der Vielzahl von Multiplex-Signalen entspricht, einen ersten Teil eines ersten Quellenstroms sowie einen ersten Teil eines ersten Ausgangsstroms empfangen und leiten. Der erste Teil des ersten Quellenstroms und der erste Teil des ersten Ausgangsstroms jeweils besitzen eine Größe, die in entsprechendem Zusammenhang mit einer Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen variiert. Der Bezugsverstärker ist so ausgeführt, dass er eine Bezugsspannung und eine Steuerspannung empfängt und demgemäß einen ersten Teil eines zweiten Quellenstroms sowie einen ersten Teil eines zweiten Ausgangsstroms empfängt und leitet. Der erste Teil des zweiten Quellenstroms und der erste Teil des zweiten Ausgangsstroms haben jeweils eine Stärke, die in entsprechendem Zusammenhang mit einer Stärke der Bezugsspannung variiert. Der Ausgangsstrom-Verstärker ist zwischen den Eingangssignal-Verstärkern und den Bezugsverstärker gekoppelt und so ausgeführt, dass er einen zweiten Teil des ersten Quellenstroms empfängt und leitet, den ersten Ausgangsstrom einschließlich des ersten Teils und eines zweiten Teils desselben bereitstellt, einen zweiten Teil des zweiten Quellenstroms empfängt und leitet, den zweiten Ausgangsstrom einschließlich des ersten Teils desselben und eines zweiten Teils desselben bereitstellt und einen dritten Ausgangsstrom leitet. Die zweiten Teile des ersten und des zweiten Quellenstroms, die zweiten Teile des ersten und des zweiten Ausgangsstroms und der dritte Ausgangsstrom haben jeweils eine Stärke, die in entsprechendem Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten der Vielzahl von Eingangssignalen variiert.
Ein Strommodus-Analog-Signalmultiplexer zum Steuern eines Ausgangsstrom-Signals, das eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke eines ausgewählten Eingangssignals variiert, gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfasst einen eingangsmultiplexierten Differenz-Verstärker, einen Ausgangs-Difterenz-Stromverstärker und eine Widerstandsschaltung. Der eingangsmultiplexierte Differenz-Verstärker umfasst eine Vielzahl von Multiplex-Steueranschlüssen, die so konfiguriert sind, dass sie eine Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen empfangen, eine Vielzahl nichtinvertierender Eingangsanschlüsse, die so konfiguriert sind, dass sie eine Vielzahl von Eingangssignalen empfangen, die der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen entsprechen, eine Vielzahl invertierender Eingangsanschlüsse, die so konfiguriert sind, dass sie einen ersten Teil eines ersten Ausgangsstroms empfangen, und einen Ausgangsanschluss enthält, der mit jedem der Vielzahl invertierender Eingangsanschlüsse verbunden und so konfiguriert ist, um den ersten Ausgangsstrom einschließlich des ersten Teils desselben und eines zweiten Teils desselben bereitzustellen. Der erste Teil des ersten Ausgangsstroms besitzt eine Stärke, die im Zusammenhang mit einer Stärke eines ausgewählten einen der Eingangssignale entsprechend zu einem der Multiplex-Steuersignale variiert. Der Ausgangs-Differenz-Stromverstärker umfasst einen Steueranschluss, der so konfiguriert ist, dass er eine Steuerspannung empfängt, einen nichtinvertierenden Eingangsanschluss, der so konfiguriert ist, dass er eine Bezugsspannung empfängt, einen invertierenden Eingangsanschluss, der so konfiguriert ist, dass er einen ersten Teil eines zweiten Ausgangsstroms empfängt, einen ersten Ausgangsanschluss, der mit dem invertierenden Eingangsanschluss verbunden und so konfiguriert ist, dass er den zweiten Ausgangsstrom einschließlich des ersten Teils desselben und eines zweiten Teils desselben bereitstellt, und einen zweiten Ausgangsanschluss enthält, der so konfiguriert ist, dass er einen dritten Ausgangsstrom leitet. Der erste Teil des zweiten Ausgangsstroms besitzt eine Stärke, die in Bezug auf die Stärke der Bezugsspannung variiert, und die zweiten Teile des ersten und des zweiten Ausgangsstroms sowie der dritte Ausgangsstrom haben jeweils eine Stärke, die in entsprechendem Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Eingangssignalen variiert. Die Widerstandsschaltung ist zwischen dem eingangsmultiplexierten Differenz-Verstärker und dem Ausgangs-Differenz-Stromverstärker gekoppelt und so konfiguriert, dass sie die zweiten Teile des ersten und des zweiten Ausgangsstroms leitet.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Berücksichtigung der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der Erfindung und der beigefügten Zeichnungen verstanden werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Figur stellt ein schematisches Diagramm eines Strommodus-Analog-Signalmultiplexers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Strommodus-Analog-Signalmultiplexer 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst mehrere, multiplexierte Differenzstrom-Verstärker zum Aufnehmen und Multiplexieren der Eingangssignale 11.1–11.n gemäß entsprechenden Multiplex-Steuersignalen 15.1–15.n. Jeder der Eingangsverstärker umfasst zwei NPN-Bipolar-Flächentransistoren 12.i, 14.i, verbunden in einer entgegengesetzten, oder differenziellen Anordnung, und einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor vom N-Typ (N-MOSFET) 16.i, mit deren jeweiliger Emitter- und Drain-Anschlüssen miteinander so verbunden, wie dies dargestellt ist. Der MOSFET 16.i nimmt ein Multiplex-Steuersignal 15.i auf, das den Eingangsverstärker entweder freigibt oder sperrt. Wenn der Eingangsverstär ker freigegeben ist, wird das entsprechende Eingangssignal 11.i durch die NPN-Transistoren 12.i, 14.i (diskutiert in weiterem Detail nachfolgend) empfangen und verstärkt.
Ein anderer Verstärker ähnlich zu jedem der Eingangsverstärker wird als ein Referenzverstärker verwendet und umfasst auch ein Paar von NPN-Transistoren 12.0, 14.0, verbunden in einer entgegengesetzten Konfiguration, und einen N-MOSFET 16.0, wobei deren jeweilige Emitter- und Drainanschlüsse miteinander so verbunden sind, wie dies dargestellt ist. Die Basis des ersten NPN-Transistors 12.0 ist durch eine erste Referenzspannung 11.0 vorgespannt, während das Gate des N-MOSFET 16.0 durch eine zweite Referenzspannung 15.0 vorgespannt ist.
Ein Ausgangsverstärker, der zwei NPN-Transistoren 18, 20, verbunden in einer entgegengesetzten Konfiguration, mit einem Widerstand R1, zwischengefügt zwischen deren Emitteranschlüssen, besitzt, ist zwischen dem Satz der Eingangsverstärker und dem Referenzverstärker, so, wie dies dargestellt ist, verbunden. Die Basis- und Emitteranschlüsse des ersten NPN-Transistors 18 sind mit allen Kollektor- und Basisanschlüssen, jeweils, der zweiten NPN-Transistoren 14.i in den Eingangsverstärkern verbunden. Ähnlich sind die Basis- und Emitteranschlüsse des zweiten NPN-Transistors 20 mit dem Kollektor- und Basisanschluss jeweils des zweiten NPN-Transistors 14.0 des Referenzverstärkers so, wie dies dargestellt ist, verbunden.
Der Knoten 22 wird durch eine Stromquelle 30, die einen DC-Strom liefert, der eine Größe I1 besitzt, angesteuert. Ähnlich wird der Knoten 24 durch eine Stromquelle 32 angesteuert, die einen DC-Strom zuführt, der eine Größe I2 besitzt. Die Knoten 26 und 28 sind mit Stromquellen 34, 36 verbunden, deren Sink-DC-Ströme Größen I3 und I4 haben. (Idealerweise würden die DC-Ströme I3 und I4 gleich in der Größe zueinander sein; allerdings kann ein Strom höher als der andere sein, falls dies notwendig ist (z.B. aufgrund des Erfordernisses, einem Off-Chip-Knoten 26/28 anzusteuern), mit einer geeigneten Skalierung, wie dies benötigt wird, der entsprechenden Elemente, die die Knoten 26 und 28 ansteuern oder durch diese angesteuert werden).
Der Ausgangsknoten 38 des Ausgangsverstärkers ist mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 40 verbunden, dessen nichtinvertierender Eingang mit dem positiven Energieversorgungspotenzial VDD verbunden ist. Der Operationsverstärker 40 ist als ein invertierender Verstärker mit einem Rückführwiderstand R2, verbunden zwischen seinem Ausgang und invertierenden Eingangsanschlüssen, konfiguriert. Demzufol ge wird das Spannungspotenzial des Ausgangsknotens 38 des Ausgangsverstärkers auf einem Potenzial beibehalten, das im Wesentlichen gleich zu demjenigen des positiven Energieversorgungspotenzials VDD ist.
Eine Betriebsweise dieses Strommodus-Analog-Signalmultiplexers 10 kann wie folgt erläutert werden. Wenn eines der Eingangssignale 11.i zum Multiplexieren zu dem Ausgang ausgewählt wird, wird dessen entsprechendes Multiplex-Steuersignal 15.i auf logisch hoch gesetzt, um dadurch den entsprechenden MOSFET 16.i einzuschalten. Dies gibt die entsprechenden NPN-Transistoren 12.i, 14.i frei, um das ausgewählte, ankommende Eingangssignal 11.i zu verstärken.
Gemäß ausreichend bekannten Charakteristika eines Differenzial-Verstärkers erhöht sich, wenn sich der ausgewählte Eingangssignalstrom erhöht und erniedrigt, der Emitterstrom des Eingangstransistors 12.i und verringert sich jeweils. Dementsprechend verringern und erhöhen sich die Emitter-, Basis- und Kollektorströme des Ausgangstransistors 14.i jeweils. Die verbleibenden Multiplex-Steuersignale werden auf ein logisches niedriges Niveau gesetzt, um dadurch die verbleibenden MOSFETS abzuschalten und die verbleibenden NPN-Transistorpaare der verbleibenden Eingangsverstärker zu sperren.
Wenn sich der Kollektorstrom des Ausgangstransistors 14.i des freigegebenen Eingangsverstärkers verringert und erhöht, ist mehr oder weniger, jeweils, des Stroms I1 von der Stromquelle 30 verfügbar, um die Basis des Eingangsstransistors 18 des Ausgangsverstärkers anzusteuern. Ähnlich ist, wenn sich der Basisstrom des Ausgangstransistors 14.i des freigegebenen Eingangsverstärkers mehr oder weniger, jeweils, verringert und erhöht, der Emitterstrom von dem Eingangstransistor 18 des Ausgangsverstärkers für eine Leitung über den Widerstand R1 verfügbar (aufgrund der festgelegten Stärke des Stroms I3, der durch die Stromquelle 34 abgesenkt wird).
Dabei steuert der Referenzverstärker den Ausgangstransistor 20 des Ausgangsverstärkers in einer ähnlichen Weise an. Die zweite Referenzspannung 15.0 wird auf logisch hoch gesetzt (z.B. auf das positive Energieversorgungspotenzial VDD festgelegt), um dadurch den N-MOSFET 16.0 einzuschalten und eine Leitung durch die NPN-Transistoren 12.0, 14.0 freizugeben. Die erste Referenzspannung 11.0 richtet einen Basisstrom, und deshalb einen Emitterstrom für den Eingangstransistor 12.0, ein. Dies wiederum bewirkt, gemäß ausreichend bekannten Charakteristika eines Differenzverstärkers, dass entsprechende Basis-, Emitter- und Kollektorströme für den Ausgangstransistor 14.0 eingerichtet werden. Mit dem Kollektorstrom des Ausgangstransistors 14.0 (geliefert durch die Stromquelle 32) so eingerichtet, wird der Basisstrom, der den Ausgangstransistor 20 des Ausgangsverstärkers ansteuert (auch bereitgestellt durch die Stromquelle 32), dadurch auch eingerichtet. Dementsprechend wird, mit den Basisströmen für die Transistoren 14.0 und 20 eingerichtet, der Emitterstrom für den Ausgangstransistor 20 des Ausgangsverstärkers auch eingerichtet.
Basierend auf dem Vorstehenden kann deshalb gesehen werden, dass der Stromzustand über den Widerstand R1 entsprechend zu Variationen in dem ausgewählten Eingangssignal 11.i eingerichtet wird. Wenn sich das ausgewählte Eingangssignal 11.i erhöht und erniedrigt, erhöht sich und verringert sich der Strom, geleitet von dem Knoten 26 zu dem Knoten 28 über den Widerstand R1, jeweils. Dementsprechend erhöht sich und erniedrigt sich der Kollektorstrom des Ausgangstransistors 20 des Ausgangsverstärkers jeweils. Dieser sich ändernde Kollektorstrom wird durch den Operationsverstärker 40 transformiert, der als ein Transimpedanzverstärker arbeitet, um eine Ausgangsspannung 41 zu ändern.
Anhand des Vorstehenden kann gesehen werden, dass ein Strommodus-Analog-Signalmultiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Vorteilen besitzt. Aufgrund des Richtens, oder Lenkens, des tatsächlichen Eingangssignalstroms, wird ein Energieversorgungsrauschen, eingeführt durch den Multiplexer, wesentlich verringert. Zusätzlich kann eine hohe Rate eines Signalmultiplexing mit einer großen Genauigkeit aufgrund der Tatsache erreicht werden, dass sich die Spannung an dem Ausgangsknoten nicht mit der Signalamplitude ändert, da keine Aufladung oder Entladung einer Ausgangskapazität aufgrund des Strommodus für einen Betrieb notwendig ist (im Gegensatz zu einem Spannungsmodus).
Verschiedene andere Modifikationen und Änderungen in der Struktur und in dem Betriebsverfahren dieser Erfindung werden für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden, ohne den Schutzumfang und den Gedanken der Erfindung zu verlassen. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit spezifischen, bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte verständlich werden, dass die Erfindung, wie sie beansprucht ist, nicht in unangemessener Weise auf die spezifischen Ausführungsformen beschränkt werden sollte. Es ist vorgesehen, dass die nachfolgenden Ansprüche den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung definieren und dass Strukturen und Verfahren innerhalb des Schutzumfangs dieser Ansprüche und deren Äquivalente dadurch abgedeckt werden.

Claims

Vorrichtung, die einen Strommodus-Analog-Signalmultiplexer (10) zum Steuern eines Ausgangs-Stromsignals enthält, das eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke eines ausgewählten Eingangssignals (11.i–11.n) variiert, wobei der Strommodus-Analog-Signalmultiplexer umfasst: eine Vielzahl von Eingangssignal-Verstärkern, die so ausgeführt sind, dass sie eine Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen (15.i–15.n) und eine Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) empfangen und gemäß einem ausgewählten der Vielzahl von Eingangssignalen, das einem der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen entspricht, einen ersten Teil eines ersten Quellenstroms sowie einen ersten Teil eines ersten Ausgangsstroms empfangen und leiten, wobei der erste Teil des ersten Quellenstroms (30) und der erste Teil des Ausgangsstroms jeweils eine Stärke haben, die in entsprechendem Zusammenhang mit einer Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) variiert; einen Bezugs-Verstärker, der so ausgeführt ist, dass er eine Bezugsspannung (11) und eine Steuerspannung empfängt und demgemäß einen ersten Teil eines zweiten Quellenstroms (3) sowie einen ersten Teil eines zweiten Ausgangsstroms empfängt und leitet, wobei der erste Teil des zweiten Quellenstroms (32) und der erste Teil des zweiten Ausgangsstroms jeweils eine Stärke haben, die in entsprechendem Zusammenhang mit einer Stärke der Bezugsspannung (11) variiert, und einen Ausgangsstrom-Verstärker (18, 20), der zwischen die Vielzahl von Eingangssignal-Verstärkern und den Bezugs-Verstärker gekoppelt und so ausgeführt ist, dass er einen zweiten Teil des ersten Quellenstroms (30) empfängt, den ersten Ausgangsstrom einschließlich des ersten Teils und eines zweiten Teils desselben bereitstellt, einen zweiten Teil des zweiten Quellenstroms (32) empfängt und leitet, den zweiten Ausgangsstrom einschließlich des ersten Teils desselben und eines zweiten Teils desselben bereitstellt und einen dritten Ausgangsstrom leitet, wobei die zweiten Teile des ersten und des zweiten Quellenstroms, die zweiten Teile des ersten und des zweiten Ausgangsstroms und der dritte Ausgangsstrom jeweils eine Stärke haben, die in entsprechendem Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten der Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) variiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der Vielzahl von Eingangssignal-Verstärkem umfasst: eine Vielzahl von Bipolar-Flächentransistoren (12.i–12.n), die in einer Gegenschaltungskonfiguration gekoppelt und so konfiguriert sind, dass sie das ausgewählte eine der Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) empfangen und gemäß dem entsprechenden einen der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen (15.i–15.n) einen ersten verstärkten Strom leiten, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten der Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) variiert, und einen zweiten verstärkten Strom leiten, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit einer Stärke des ersten Teils des ersten Quellenstroms (30) und einer Stärke des ersten Teils des ersten Ausgangsstroms variiert; und einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (16.i–16.n), der mit der Vielzahl von Bipolar-Flächentransistoren (15.i–15.n) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er das entsprechende eine der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen (15.i–15.n) empfängt und demgemäß den ersten sowie den zweiten verstärkten Strom leitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bezugs-Verstärker umfasst: eine Vielzahl von Bipolar-Flächentransistoren (12.0; 14.0), die in einer Gegenschaltungskonfiguration gekoppelt und so konfiguriert sind, dass sie die Bezugsspannung (11) empfangen und gemäß der Bezugsspannung einen ersten verstärkten Strom leiten, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke der Bezugsspannung (11) variiert, und einen zweiten verstärkten Strom leiten, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit einer Stärke des ersten Teils des zwei ten Quellenstroms (33) und einer Stärke des ersten Teils des zweiten Ausgangsstroms variiert; und einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeftekttransistor (16.0), der mit der Vielzahl von Bipolar-Flächentransistoren gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er die Steuerspannung empfängt und demgemäß den ersten sowie den zweiten verstärkten Strom leitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ausgangs-Stromverstärker umfasst: einen Differenz-Verstärker mit einem ersten und einem zweiten Verstärkerzweig, die in einer Gegenschaltungskonfiguration gekoppelt sind, wobei der erste Verstärkerzweig so konfiguriert ist, dass er den zweiten Teil des ersten Quellenstroms (30) leitet und den ersten Ausgangsstrom einschließlich des ersten und des zweiten Teils desselben bereitstellt, und wobei der zweite Verstärkerzweig so konfiguriert ist, dass er den zweiten Teil des zweiten Quellenstroms (32) leitet, den zweiten Ausgangsstrom einschließlich des ersten und des zweiten Teils desselben bereitstellt und den dritten Ausgangsstrom leitet; und eine Widerstandsschaltung (1), die zwischen den ersten und den zweiten Verstärkerzweig gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie die zweiten Teile des ersten und des zweiten Ausgangsstroms leitet.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der erste und der zweite Ausgangsstrom jeweils des Weiteren einen dritten Teil desselben enthalten und wobei der Ausgangsstrom-Verstärker des Weiteren eine erste (34) sowie eine zweite (36) Stromquelle umfasst, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Verstärkerzweig gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie die dritten Teile des ersten bzw. des zweiten Ausgangsstroms bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren einen Transimpendanz-Verstärker (R2, 40) umfasst, der mit dem Ausgangsstrom-Verstärker gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er den dritten Ausgangsstrom leitet und demgemäß eine Aus gangsspannung bereitstellt, die eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Eingangssignale (11.i–11.n) variiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren eine erste (30) und eine zweite (32) Stromquelle umfasst, die mit der Vielzahl von Eingangssignal-Verstärkern, dem Bezugs-Verstärker und dem Ausgangsstrom-Verstärker gekoppelt und so konfiguriert sind, dass sie den ersten bzw. den zweiten Quellenstrom bereitstellt.
Vorrichtung, die einen Strommodus-Analog-Signalmultiplexer (10) zum Steuern eines Ausgangsstrom-Signals enthält, das eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke eines ausgewählten Eingangssignals variiert, wobei der Strommodus-Analog-Signalmultiplexer umfasst: einen eingangsmultiplexierten Differenz-Verstärker, der eine Vielzahl von Multiplex-Steueranschlüssen (S1–Sn), die so konfiguriert sind, dass sie eine Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen (15.i–15.n) empfangen, eine Vielzahl nichtinvertierender Eingangsanschlüsse (INn–INm), die so konfiguriert sind, dass sie eine Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) empfangen, die der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen entsprechen, eine Vielzahl invertierender Eingangsanschlüsse, die so konfiguriert sind, dass sie einen ersten Teil eines ersten Ausgangsstroms empfangen, und einen Ausgangsanschluss enthält, der mit jedem der Vielzahl invertierender Eingangsanschlüsse verbunden und so konfiguriert ist, dass er den ersten Ausgangsstrom einschließlich des ersten Teils desselben und eines zweiten Teils desselben bereitstellt, wobei der erste Teil des Ausgangsstroms eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit einer Stärke eines ausgewählten der Vielzahl von Eingangssignalen variiert, das einem der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen entspricht; einen Ausgangs-Differenz-Stromverstärker (20, 22), der einen Steueranschluss, der so konfiguriert ist, dass er eine Steuerspannung empfängt, einen nichtinvertierenden Eingangsanschluss, der so konfiguriert ist, dass er eine Bezugsspannung empfängt, einen invertierenden Eingangsanschluss (24), der so konfiguriert ist, dass er einen ersten Teil eines zweiten Ausgangsstroms empfängt, einen ersten Ausgangsanschluss, der mit dem invertierenden Eingangsanschluss verbunden und so konfiguriert ist, dass er den zweiten Ausgangsstrom einschließlich des ersten Teils desselben und eines zweiten Teils desselben bereitstellt, und einen zweiten Ausgangsanschluss enthält, der so konfiguriert ist, dass er einen dritten Ausgangsstrom leitet, wobei der erste Teil des zweiten Ausgangsstroms eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit einer Stärke der Bezugsspannung (11) variiert, und wobei die zweiten Teile des ersten und des zweiten Ausgangsstroms sowie der dritte Ausgangsstrom jeweils eine Stärke haben, die in entsprechendem Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) variiert; und eine Widerstandsschaltung, die zwischen den eingangsmultiplexierten Differenz-Verstärker und dem Ausgangs-Differenz-Stromverstärker gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie die zweiten Teile des ersten und des zweiten Ausgangsstroms leitet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der eingangsmultiplexierte Differenz-Verstärker umfasst: eine Vielzahl von Eingangssignal-Verstärkern mit der Vielzahl von Multiplex-Steueranschlüssen (S1–Sn), der Vielzahl nichtinvertierender Eingangsanschlüsse (INi–INn), der Vielzahl invertierender Eingangsanschlüsse und einer Vielzahl von Eingangs-Quellenstrom-Anschlüssen, die so konfiguriert sind, dass sie einen ersten Teil eines Quellenstroms empfangen, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen variiert; und einen Ausgangssignal-Verstärker (18, 20) mit dem Ausgangsanschluss und einem Ausgangs-Quellenstrom-Anschluss, der so konfiguriert ist, dass er einen zweiten Teil des Quellenstroms empfängt, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen variiert.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Vielzahl von Eingangssignal-Verstärkem umfasst: eine Vielzahl von Bipolar-Flächentransistoren (12.i–12.n; 14.i–14.n), die in einer Gegenschaltungskonfiguration gekoppelt und so konfiguriert sind, dass sie das ausgewählte eine der Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) empfangen und gemäß dem entsprechenden einen der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen (15.i–15.n) einen ersten verstärkten Strom leiten, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen variiert, und einen zweiten Strom leiten, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit einer Stärke des ersten Teils des Quellenstroms und einer Stärke des ersten Teils des ersten Ausgangsstroms variiert; und einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor (16.i–16.n), der mit der Vielzahl von Bipolar-Flächentransistoren gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er das entsprechende eine der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen empfängt und demgemäß den ersten sowie den zweiten verstärkten Strom leitet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Ausgangs-Differenz-Stromverstärker (18, 20) umfasst: einen Bezugs-Verstärker mit dem Steueranschluss, dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss, dem invertierenden Eingangsanschluss und einem Eingangs-Quellenstrom-Anschluss, der so konfiguriert ist, dass er einen ersten Teil eines Quellenstroms empfängt, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke der Bezugsspannung variiert; und einen Ausgangssignal-Stromverstärker mit dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss sowie einem Ausgangs-Quellenstrom-Anschluss, der so konfiguriert ist, dass er einen zweiten Teil des Quellenstroms empfängt, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke der Bezugsspannung (11) variiert.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Bezugs-Verstärker umfasst: eine Vielzahl von Bipolar-Flächentransistoren (12.0; 14.0), die in einer Gegenschaltungskonfiguration gekoppelt und so konfiguriert sind, dass sie die Bezugsspannung (11) empfangen und gemäß der Steuerspannung einen ersten verstärk ten Strom leiten, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke der Bezugsspannung variiert, und einen zweiten verstärkten Strom leiten, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit einer Stärke des ersten Teils des Quellenstroms und einer Stärke des ersten Teils des zweiten Ausgangsstroms variiert; und einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (16.0), der mit der Vielzahl von Bipolar-Flächentransistoren gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er die Steuerspannung (15.0) empfängt und demgemäß den ersten sowie den zweiten verstärkten Strom leitet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, die des Weiteren einen Transimpedanz-Verstärker (R2; 60) umfasst, der mit dem Ausgangs-Differenzial-Stromverstärker gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er den dritten Ausgangsstrom leitet und demgemäß eine Ausgangsspannung (41) bereitstellt, die eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen variiert.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste und der zweite Ausgangsstrom jeweils des Weiteren einen dritten Teil derselben enthalten und wobei der Strommodus-Analog-Signalmultiplexer des Weiteren eine erste (30) sowie eine zweite Stromquelle (32) umfasst, die mit den Ausgangsanschlüssen des eingangsmultiplexierten Differenz-Verstärkers und des Ausgangs-Differenz-Stromverstärkers gekoppelt und so konfiguriert sind, dass sie die dritten Teile des ersten bzw. des zweiten Ausgangsstroms bereitstellen.
Verfahren zum Steuern eines Ausgangsstrom-Signals, das eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit einer ausgewählten Eingangssignal-Stärke variiert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen einer Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen (15.i–15.n) sowie einer Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) und gemäß einem ausgewählten der Vielzahl von Eingangssignalen, das einem der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen entspricht, Empfangen und Leiten eines ersten Teils eines ersten Quellen stroms (30) sowie eines ersten Teils eines ersten Ausgangsstroms, wobei der erste Teil des ersten Quellenstroms (30) und der erste Teil des ersten Ausgangsstromsjeweils eine Stärke haben, die in entsprechendem Zusammenhang mit einer Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) variiert; Empfangen einer Bezugsspannung (11.0) sowie einer Steuerspannung und demgemäß Empfangen und Leiten eines ersten Teils eines zweiten Quellenstroms (32) eines ersten Teils eines zweiten Ausgangsstroms, wobei der erste Teil des zweiten Quellenstroms und der erste Teil des zweiten Ausgangsstroms jeweils eine Stärke haben, die in entsprechendem Zusammenhang mit einer Stärke der Bezugsspannung variiert; Empfangen und Leiten eines zweiten Teils des ersten Quellenstroms (30) und demgemäß Erzeugen des ersten Ausgangsstroms einschließlich des ersten Teils desselben und eines zweiten Teils desselben, wobei der zweite Teil des ersten Quellenstroms (30) und der zweite Teil des ersten Ausgangsstroms jeweils eine Größe haben, die in entsprechendem Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) variiert; Empfangen und Leiten eines zweiten Teils des zweiten Quellenstroms (32) und demgemäß Erzeugen des zweiten Ausgangsstroms einschließlich des ersten Teils desselben und eines zweiten Teils desselben, wobei der zweite Teil des zweiten Quellenstroms (32) und der zweite Teil des zweiten Ausgangsstroms jeweils eine Stärke haben, die in entsprechendem Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen variiert; und Leiten eines dritten Ausgangsstroms gemäß dem ersten und dem zweiten Ausgangsstrom, wobei der dritte Ausgangsstrom eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen variiert.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Empfangens einer Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen (15.i–15.n) sowie einer Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) und des Empfangens und Leitens eines ersten Teils eines ersten Quellenstroms sowie eines ersten Teils eines ersten Ausgangsstroms gemäß einem ausgewählten der Vielzahl von Eingangssignalen, das einem der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen entspricht, umfasst: Empfangen des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n) und gemäß dem entsprechendem einem der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen (15.i–15.n) Leiten eines ersten verstärkten Stroms, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten Einem der Vielzahl von Eingangssignalen variiert, und Leiten eines zweiten verstärkten Stroms, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit einer Stärke des ersten Teils des ersten Quellenstroms und einer Stärke des ersten Teils des ersten Ausgangsstroms variiert; und Empfangen des entsprechenden der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen (15.i–15.n) und demgemäß Leiten des ersten sowie des zweiten verstärkten Stroms.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Empfangens einer Bezugsspannung (11.0) und einer Steuerspannung (15.0) und des demgemäßen Empfangens und Leitens eines ersten Teils eines zweiten Quellenstroms (32) sowie eines ersten Teils eines zweiten Ausgangsstroms umfasst: Empfangen der Bezugsspannung (11.0) und gemäß der Steuerspannung Leiten eines ersten verstärkten Stroms, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke der Bezugsspannung (11.0) variiert, und Leiten eines zweiten verstärkten Stroms, der eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit einer Stärke des ersten Teils des zweiten Quellenstroms und einer Stärke des ersten Teils des zweiten Ausgangsstroms variiert; und Empfangen der Steuerspannung (15.0) und demgemäß Leiten des ersten sowie des zweiten verstärkten Stroms.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Leitens eines dritten Ausgangsstroms gemäß dem ersten sowie dem zweiten Ausgangsstrom das Leiten des dritten Ausgangsstroms (3) gemäß dem ersten sowie dem zweiten Ausgangsstrom umfasst, so dass die Stärke des dritten Ausgangsstroms zunimmt, wenn die Stärke des ersten Ausgangsstroms abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 15, dass des Weiteren den Schritt des Leitens des dritten Ausgangsstroms und des demgemäßen Erzeugens einer Ausgangsspannung (4) umfasst, die eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen variiert.
Verfahren zum Steuern eines Ausgangsstrom-Signals, das eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke eines ausgewählten Eingangssignals variiert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen einer Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen (15.i–15.n) über eine Vielzahl von Multiplex-Steueranschlüssen eines eingangsmultiplexierten Differenz-Verstärkers; Empfangen einer Vielzahl von Eingangssignalen (11.i–11.n), die der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen entsprechen, über eine Vielzahl nichtinvertierender Eingangsanschlüsse des eingangsmultiplexierten Differenz-Verstärkers; Empfangen eines ersten Teils eines ersten Ausgangsstroms über eine Vielzahl invertierender Eingangsanschlüsse des eingangsmultiplexierten Differenz-Verstärkers; Ausgeben des ersten Ausgangsstroms einschließlich des ersten Teils desselben sowie eines zweiten Teils desselben über einen Ausgangsanschluss, der mit jedem der Vielzahl invertierender Eingangsanschlüsse des eingangsmultiplexierten Differenz-Verstärkers verbunden ist, wobei der erste Teil des ersten Ausgangsstroms eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit einer Stärke eines ausgewählten der Vielzahl von Eingangssignalen variiert, das einem der Vielzahl von Multiplex-Steuersignalen (15.i–15.n) entspricht; Empfangen einer Steuerspannung (15.0) über einen Steueranschluss eines Ausgangs-Differenz-Stromverstärkers, Empfangen einer Bezugsspannung (11.0) über einen nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Ausgangs-Differenz-Stromverstärkers, Empfangen eines ersten Teils eines zweiten Ausgangsstroms über einen invertierenden Eingangsanschluss des Ausgangs-Differenz-Stromverstärkers, wobei der erste Teil des zweiten Ausgangsstroms eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit einer Stärke der Bezugsspannung variiert; Ausgeben des zweiten Ausgangsstroms einschließlich des ersten Teils desselben und eines zweiten Teils desselben über einen ersten Ausgangsanschluss, der mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Ausgangs-Differenz-Stromverstärkers verbunden ist, wobei die zweiten Teile des ersten und des zweiten Ausgangsstromsjeweils eine Stärke haben, die in entsprechendem Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen variiert; Leiten eines dritten Ausgangsstroms über einen zweiten Ausgangsanschluss des Ausgangs-Differenz-Stromverstärkers, wobei der dritte Ausgangsstrom eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen variiert; und Leiten der zweiten Teile des ersten und des zweiten Ausgangsstroms über eine Widerstandsschaltung, die zwischen den eingangsmultiplexierten Differenz-Verstärker und dem Ausgangs-Differenz-Stromverstärker gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 19, das des Weiteren den Schritt des Umwandelns des dritten Ausgangsstroms in eine Ausgangsspannung (41), die eine Stärke hat, die im Zusammenhang mit der Stärke des ausgewählten einen der Vielzahl von Eingangssignalen variiert, mit einem Transimpedanz-Verstärker (R2; 40) umfasst.