JP2012157025A - 無線周波デバイスのための差動シングルエンド変換 - Google Patents

Abstract

【課題】他の回路との磁気的結合による干渉を引き起こしにくい無線周波送信機回路のための差動シングルエンド変換回路を提供する。
【解決手段】異なる位相を有する複数の差動入力波形から無線周波波形を受信するための複数の入力３６１ａ、３６１ｂと、波形を複数の差動入力波形から非反転入力波形とほぼ同じ位相に反転させるためのインバータ回路３６６とを具備する回路が開示される。回路は、反転及び非反転入力波形を出力波形に組み合わせるためのコンバイナノード３６８をさらに具備する。
【選択図】図３Ａ

Description

本開示は、一般に無線周波(radio frequency)デバイスに関し、より詳細には、無線周波デバイスのサイズおよび電力消費を低減するための技法に関する。

音声およびデータ転送ネットワークなど、無線周波ベースの通信ネットワークは、音声、映像、パケットデータ、メッセージング、ブロードキャストなどの様々なサービスを提供するために、携帯電話およびケーブルセットトップボックスなど、有線と無線の両方の環境で広く展開されている。これらのネットワークは、利用可能なネットワークリソースを共有することによって複数のユーザをサポートすることが可能な多元接続ネットワークとすることができる。無線(wireless)分野でのそのような多元接続ネットワークの例には、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、およびシングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワークがある。

無線周波ベースの通信ネットワークでは、シングルエンド無線周波出力を有する無線周波送信機集積回路を使用して、使用される部品(component)の面積と数の両方でより良い効率を達成することが望ましい。これにより、ピンの数および外付け部品の数は減少する。マルチバンドおよびマルチモード解決策はしばしば、いくつかの送信機経路を使用するので、シングルエンドＲＦ出力を保持することが重要になる。

現在、無線周波送信機回路など、アナログおよび／または無線周波集積回路は、より良い雑音余裕度、高い搬送波抑圧および高い分離を達成するために、差動（平衡）回路アーキテクチャに依拠している。その場合、差動入力段とシングルエンド出力段との間に差動シングルエンド変換回路がしばしば使用される。無線周波送信機回路のためのこの差動シングルエンド変換は、通常、リフェーズ(re-phase)する受動(passive)トランス（transformer）および二つの差動信号の和を使用して達成される。上記の手法の欠点は、受動トランスがしばしば面積が大きく、様々な周波数帯域に対して動作するようにチューニングする必要があり、場合によっては、様々な信号経路を有する複雑な送信機では二つ以上のトランスが必要になることである。例えば、そのようなトランスの典型的なダイ面積は、約６００μｍ×６００μｍである。デュアルバンド解決策は、０．７２ｍｍ²に等しい総シリコン面積を必要とする二つのトランスを必要とすることがある。従って、これらのトランスは、比較的大きいシリコンダイ面積を占有するだけでなく、電圧制御発振器（ＶＣＯ）、低雑音増幅器（ＬＮＡ）などの他の敏感な回路に磁気的に結合して、付加雑音などの形でこれらの回路との干渉を引き起こすこともある。

従って、シングルエンド、無線周波出力を有するが、使用される部品の面積と数の両方で、ならびに電流消費でより高い効率を達成する無線周波ベースの集積回路が当技術分野では必要である。

本開示の例示的な実施形態が実行される例示的な無線通信環境を示す図。 従来技術の技法を使用した例示的な無線デバイスを示す図。 例示的な無線デバイス中に実装された本開示の例示的な実施形態を示す図。 例示的な無線デバイス中に実装された本開示の例示的な実施形態を示す図。 例示的な無線デバイス中に実装された本開示の例示的な実施形態を示す図。 例示的な互いに逆位相の同相電圧波形を示す図。 本開示の様々な例示的な実施形態を示す図。 本開示の様々な例示的な実施形態を示す図。 本開示の例示的な方法を示す流れ図。 本開示の例示的な方法を示す流れ図。 本開示の例示的な方法を示す流れ図。 本開示の例示的な方法を示す流れ図。 本開示の例示的な実施形態によって実行される動作のフローを示す機能ブロック図。 本開示の例示的な実施形態によって実行される動作のフローを示す機能ブロック図。 本開示の例示的な実施形態によって実行される動作のフローを示す機能ブロック図。

詳細な説明

本明細書に記載の技法は、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡおよびＳＣ−ＦＤＭＡネットワークなどの様々な無線(wireless)通信ネットワークに使用できる。「ネットワーク」および「システム」という用語は、しばしば互換的に使用される。ＣＤＭＡネットワークは、汎用地上波無線アクセス（ＵＴＲＡ）、ｃｄｍａ２０００などの無線技術(radio technology)を実装することができる。ＵＴＲＡは、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、低チップレート（ＬＣＲ）、高チップレート（ＨＣＲ）などを含む。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−２０００、ＩＳ−９５、およびＩＳ−８５６規格をカバーする。ＴＤＭＡネットワークは、広域移動体通信システム（ＧＳＭ（登録商標））などの無線技術を実装することができる。ＯＦＤＭＡネットワークは、Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）、ウルトラモバイルブロードバンド（ＵＭＢ）、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ８０２．２０、Ｆｌａｓｈ−ＯＦＤＭなどの無線技術を実装することができる。これらの様々な無線技術および規格は当技術分野で知られている。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡおよびＧＳＭ（登録商標）は、「第３世代パートナーシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）という名称の組織からの文書に記載されている。ｃｄｍａ２０００は、「第３世代パートナーシッププロジェクト２」（３ＧＰＰ２）という名称の組織からの文書に記載されている。３ＧＰＰ文書および３ＧＰＰ２文書は公に入手可能である。明確化のために、本技法のいくつかの態様を３ＧＰＰネットワークに関して以下で説明する。

「例示的」という単語は、本明細書では「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用する。本明細書に「例示的」と記載されたいかなる実施形態も、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。

本明細書で説明する例示的な実施形態は、例示的な目的でのみ無線環境の文脈で提示し、それに限定されるものではないが、携帯電話、基地局、ならびにケーブルセットトップボックスなど、無線周波の送信および受信を使用する任意の有線または無線設定に適用可能であることに留意されたい。

図１に、通信システム１２０および１２２と、複数の無線通信システム１２０および１２２と通信することが可能なマルチアンテナ無線デバイスなどの無線デバイス１１０とを備える例示的な無線通信環境１を示す。無線システム１２０は、例えば、（通常ＣＤＭＡ １ｘと呼ばれる）ＩＳ−２０００、（通常ＣＤＭＡ １ｘ ＥＶ−ＤＯと呼ばれる）ＩＳ−８５６、ＩＳ−９５、Ｗ−ＣＤＭＡなど、一つまたは複数のＣＤＭＡ規格を実装することができるＣＤＭＡシステムとすることができる。無線システム１２０は、ベーストランシーバシステム（ＢＴＳ）１３０と移動交換センタ(mobile switching center)（ＭＳＣ）１４０とを含む。ＢＴＳ１３０は、そのカバレージエリアの無線デバイスに無線通信を提供する。ＭＳＣ１４０は、無線システム１２０中のＢＴＳに結合し、これらのＢＴＳに対して調整および制御を行う。無線システム１２２は、例えば、ＧＳＭ（登録商標）などの一つまたは複数のＴＤＭＡ規格を実装することができるＴＤＭＡシステムとすることができる。無線システム１２２は、ノードＢ１３２と無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）１４２とを含む。ノードＢ１３２は、そのカバレージエリアの無線デバイスに無線通信を提供する。ＲＮＣ１４２は、無線システム１２２中のノードＢに結合し、これらのノードＢに対して調整および制御を行う。一般に、ＢＴＳ１３０およびノードＢ１３２は、無線デバイスに通信カバレージを提供する固定局であり、基地局または何らかの他の用語で呼ばれることもある。ＭＳＣ１４０およびＲＮＣ１４２は、基地局に対して調整および制御を行うネットワークエンティティであり、他の用語で呼ばれることもある。

無線デバイス１１０は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線対応コンピュータ、あるいは何らかの他の無線通信ユニットまたはデバイスとすることができる。無線デバイス１１０は、移動局（３ＧＰＰ２用語）、ユーザ機器（ＵＥ）（３ＧＰＰ用語）、アクセス端末、または何らかの他の用語で呼ばれることもある。無線デバイス１１０は、複数のアンテナ、例えば、一つの外部アンテナと一つまたは複数の内部アンテナとを装備する。複数のアンテナを使用して、フェージング、マルチパス、干渉などの有害なパス効果に対してダイバーシチを提供することができる。送信エンティティにあるアンテナから送信されたＲＦ変調信号は、見通し内経路および／または反射経路を介して無線デバイス１１０にある複数のアンテナに到達することができる。一般に、無線デバイス１１０にある送信アンテナと各受信アンテナとの間には少なくとも一つの伝搬経路が存在する。一般に少なくともある範囲において当てはまるように異なる受信アンテナ用の伝搬経路が独立している場合、複数のアンテナを使用してＲＦ変調信号を受信すると、ダイバーシチは増大し、受信信号品質は向上する。

無線デバイス１１０は、衛星１５０から信号を受信することが可能であっても、可能でなくてもよい。衛星１５０は、よく知られている全地球測位システム（ＧＰＳ）、ヨーロッパのＧａｌｉｌｅｏシステム、または何らかの他のシステムなどの衛星測位システムに属することができる。各ＧＰＳ衛星は、地球上のＧＰＳ受信機がＧＰＳ信号の到達時刻（ＴＯＡ）を測定できるようにする情報で符号化されたＧＰＳ信号を送信する。十分な数のＧＰＳ衛星の測定値を使用して、ＧＰＳ受信機の正確な３次元位置推定値を得ることができる。一般に、無線デバイス１１０は、様々な無線技術（例えば、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＧＰＳなど）の任意の数の無線システムと通信することが可能である。

図２は、例示的な無線デバイス１１０を示すブロック図である。無線デバイス１１０は、一端において主アンテナなど、外部アンテナでもよいアンテナ２０２に結合し、他端において経路２３０ａおよび２３０ｂなどを介して移動局モデム（ＭＳＭ）２２０に結合するトランシーバシステム２１０を含む。経路２３０ａおよび２３０ｂを使用して、それぞれＭＳＭ２２０からのベースバンド同相（ＢＢＩ）通信およびベースバンド直交（ＢＢＱ）通信をトランシーバシステム２１０に提供する。

図２に示すように、トランシーバシステム２１０は、受動差動シングルエンド変換回路２６０に結合された直交アップコンバータ２５０を備え、受動差動シングルエンド変換回路２６０は一つまたは複数の電力増幅器２７０に結合され、電力増幅器２７０はデュプレクサおよびアンテナ切替えユニット２８０に結合される。経路２３０ａおよび２３０ｂを介してＭＳＭ２２０から受信したＢＢＩ通信およびＢＢＱ通信信号は、当技術分野でよく知られている方法で無線周波数(radio frequency)にアップコンバートされ、次いで、それぞれ電圧差vin_diffを有する差動入力２６１ａおよび２６１ｂとして差動シングルエンド変換回路２６０において受信される。以下で説明するように、次いで、差動シングルエンド変換回路２６０は、差動出力２６１ａおよび２６１ｂを単一の出力２７１に変換し、次いで、単一の出力２７１は、（一つまたは複数の）電力増幅器２７０によって増幅され、デュプレクサおよびアンテナ切替えユニット２８０を介して送信用のアンテナ２０２に送信される。

差動シングルエンド変換器２６０の普及した従来技術の実装形態では、受動トランス２６２を使用して単一の電圧出力２６３への変換を実施する。次いで、電圧−電流変換器２６４は、電圧出力２６３を（一つまたは複数の）電力増幅器２７０に入力される電流出力２６４に変換する。上述のように、受動トランスはしばしば面積が大きく、様々な周波数帯域に対して動作するようにチューニングする必要がある。場合によっては、様々な信号経路を有する複雑な送信機では二つ以上のトランス２６２が必要になる。例えば、そのようなトランスの典型的なダイ面積は、約６００μｍ×６００μｍである。デュアルバンド解決策は、０．７２ｍｍ^２に等しい総シリコン面積を必要とする二つのトランスを必要とすることがある。従って、これらのトランスは、比較的大きいシリコンダイ面積を占有するだけでなく、電圧制御発振器（図示せず）、低雑音増幅器（図示せず）などの他の敏感な回路に磁気的に結合して、付加雑音などの形で、これらの回路との干渉を引き起こすこともある。

図３Ａ〜図３Ｂに、例示的な無線デバイス３００中に実装された本開示の例示的な実施形態を示す。無線デバイス３００は、一端において主アンテナなど、外部アンテナでもよいアンテナ３０２に結合し、他端において経路３３０ａおよび３３０ｂなどを介して移動局モデム（図示せず）に結合するトランシーバシステム３１０を含む。経路３３０ａおよび３３０ｂを使用して、それぞれ移動局モデムからのベースバンド同相（ＢＢＩ）通信およびベースバンド直交（ＢＢＱ）通信をトランシーバシステム３１０に提供する。

トランシーバシステム３１０は、能動差動シングルエンド変換回路３６０に結合された直交アップコンバータ３５０を備え、能動差動シングルエンド変換回路３６０は一つまたは複数の電力増幅器３７０に結合され、電力増幅器３７０はデュプレクサおよびアンテナ切替えユニット３８０に結合される。経路３３０ａおよび３３０ｂを介して受信したＢＢＩ通信およびＢＢＱ通信は、当技術分野でよく知られている方法で無線周波数にアップコンバートされ、次いで、それぞれ差動入力３６１ａおよび３６１ｂとして能動差動シングルエンド変換回路３６０において受信される。次いで、以下で説明するように、差動シングルエンド変換回路３６０は、差動入力３６１ａおよび３６１ｂを単一の出力３７１に変換し、次いで、以下でさらに詳細に説明するように、単一の出力３７１は（一つまたは複数の）電力増幅器３７０によって増幅され、デュプレクサおよびアンテナ切替えユニット３８０を介して送信用のアンテナ３０２に送られる。

次に、能動差動シングルエンド変換回路３６０の例示的な実施形態について、図３Ａ〜図３Ｃおよび図４に関連してより詳細に説明する。図３Ａに示すように、能動差動シングルエンド変換回路３６０は、入力３６１ａおよび３６１ｂなどの複数の入力を含み、以下でより詳細に説明するように、入力３６１ａおよび３６１ｂの各々は、それぞれコンバイナノード３６８への非反転経路３０１ａおよび反転経路３０１ｂなどの経路をたどる。入力３６１ａおよび３６１ｂの各々は、それぞれ直交アップコンバータ３５０から図４の波形図４００で示す波形４０１ａおよび４０１ｂなどの無線周波波形を受信する。波形４０１ａおよび４０１ｂは、データまたは音声通信を含んでいる通信信号に対応することができる。同じく図４に示すように、波形４０１ａおよび４０１ｂは互いに逆位相である（すなわち１８０度位相がずれている）。例示的な一実施形態では、波形４０１ａおよび４０１ｂは同じ振幅「Ａ」をもつが、互いに逆位相である。

図３Ａに戻ると、能動差動シングルエンド変換回路３６０は、波形４０１ａおよび４０１ｂなどの差動入力波形をそれぞれ受信するためのバッファ３６２ａおよび３６２ｂなどの複数のバッファをさらに含む。バッファ３６２ａおよび３６２ｂは、反転バッファであってもなくてもよい。図３Ａ〜図３Ｃに示す例示的な実施形態では、バッファ３６２ａおよび３６２ｂの各々は反転バッファであり、それぞれインバータ３６３ａおよび３６３ｂなどの反転ユニットを含むことができ、各インバータは、その出力がインバータ３６３ａ用のＲＦＢ＿１ ３６４ａおよびインバータ３６３ｂ用のＲＦＢ＿２ ３６４ｂなどのフィードバック抵抗を介してその入力に接続される。

受信した差動入力波形は、電圧差vin_diffを有する電圧波形であるか、または電流波形である。差動入力波形が電流波形である例示的な実施形態では、抵抗Ｒｉｎ＿１ ３６５ａおよびＲｉｎ＿２ ３６５ｂは能動差動シングルエンド変換回路３６０中に実装されず、その場合、直交アップコンバータ３５０から受信した差動入力波形は、それぞれバッファ３６２ａおよび３６２ｂにおいて直接受信される。この例示的な実施形態では、バッファ３６２ａおよび３６２ｂは、それらのそれぞれの電流波形を対応する電圧波形に変換することが可能である。

能動差動シングルエンド変換回路３６０は、バッファ３６２ａおよび３６２ｂのうちの一方の出力に、例えば、図３Ａに示すようにバッファ３６２ｂに結合された反転回路３６６をさらに含む。インバータ回路３６６は、バッファ３６２ｂから受信したバッファされた波形を反転させる。図４に示すように、インバータ回路３６６の出力に対応する波形４０１ｃは、波形４０１ｂの反転形である。反転の前は、波形４０１ｂは非反転差動入力波形４０１ａに対して逆位相であったので、得られた反転波形４０１ｃは今、バッファ３６２ａの出力に対応する非反転差動入力波形４０１ａと同じ位相またはほぼ同じ位相にある。

例示的な一実施形態では、インバータ回路３６６は、その出力がフィードバック抵抗３６６ｂを介してその入力に接続されるインバータ３６６ａを含むことができる。入力抵抗３６６ｃはまた、一端においてインバータ３６６ａの入力に接続し、反対側の端においてインバータ回路３６６の入力に接続する。例示的な一実施形態では、フィードバック抵抗３６６ｂおよび入力抵抗３６６ｃは、インバータ回路３６６の利得が−１になるように、同じ抵抗値を有する。

図３Ａに示すように、次いで、インバータ回路３６６およびバッファ３６２ａの出力は、反転および非反転入力波形を単一の出力波形に組み合わせるコンバイナノード３６８において合成される。例示的な一実施形態では、コンバイナノード３６８は、事実上、インバータ回路３６６とバッファ３６２ａとから出力された波形のための加算ノードであるので、得られた波形の振幅は、インバータ回路３６６とバッファ３６２ａとから出力された別個の波形の振幅の和に等しい。例示的な一実施形態では、波形４０１ａおよび４０１ｃは同じ振幅「Ａ」を有し、従って、図４に４０１ｄとして示す、加算ノードから得られた波形の振幅「２Ａ」は、４０１ａまたは４０１ｃのいずれかの波形の振幅「Ａ」の２倍の振幅に等しい。例示的な一実施形態では、コンバイナノード３６８において、バッファ３６２ｂに結合されたインバータ回路３６６の組合せに対応する利得（すなわち経路３０１ａの利得）の大きさは、バッファ３６２ａに対応する利得（すなわち経路３０１ｂの利得）の大きさにほぼ等しい。次いで、コンバイナノード３６８の出力は、アンテナ３０２による最終的な送信のために能動差動シングルエンド変換回路３６０の出力３７１から（一つまたは複数の）電力増幅器３７０に出力される。

図３Ｂに、インバータ回路３６６およびバッファ３６２ａの出力がそれぞれ、それらのそれぞれの波形を増幅するためにそれぞれ経路３０１ａおよび３０１ｂに沿って配置された増幅器３６９ａおよび３６９ｂなどの増幅器に結合された別の例示的な実施形態を示す。増幅器３６９ａおよび３６９ｂは、反転増幅器であっても、非反転増幅器であってもよい。次いで、増幅器３６９ａおよび３６９ｂの出力は、図３Ａに関連して説明する方法でコンバイナノード３６８において合成される。

図３Ｃに、能動差動シングルエンド変換回路３６０が、それぞれ経路３０１ａおよび３０１ｂに沿って配置された３６７ａおよび３６７ｂなどの一対の電圧−電流変換器をさらに含む別の例示的な実施形態を示す。３６７ｂなど、電圧−電流変換器の一方は、波形４０１ｃなど、反転電圧波形を対応する電流波形に変換するために、インバータ回路３６６の出力に結合される。３６７ａなど、第２の電圧−電流変換器は、波形４０１ａなど、非反転電圧波形を対応する電流波形に変換するために、バッファ３６２ａに結合される。次いで、電圧−電流変換器３６７ａおよび３６７ｂの出力は、図３Ａに関連して説明する方法でコンバイナノード３６８において合成される。

例示的な実施形態では、経路３０１ｂおよび３０１ａにおいて得られる波形が同相であるかぎり、コンバイナノード３６８に入る前に反転バッファ、増幅器など、任意の組合せおよび任意の数の反転および非反転回路構成要素を経路３０１ａおよび３０１ｂの各々に沿って使用することができることに留意されたい。

図５Ａ〜図５Ｂに、図３Ｃに示す能動差動シングルエンド変換回路３６０中で使用される電圧−電流変換器３６７ａおよび３６７ｂの様々な例示的な実施形態を示す。図５Ａに示す例示的な実施形態では、電圧−電流変換器３６７ａおよび３６７ｂの各々は、それぞれ５８６ａおよび５８６ｂなどのトランジスタを備える。例示的な一実施形態では、トランジスタ５８６ａおよび５８６ｂは金属酸化物（ＭＯＳ）電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であるが、バイポーラ接合型（ＢＪＴ）、相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）、ＧａＡｓ金属半導体電界効果ＭＥＳＦＥＴなど、他のトランジスタタイプも使用でき、本開示の範囲内であることが企図される。図５Ｂに示す例示的な実施形態では、電圧−電流変換器３６７ａおよび３６７ｂの各々は、５８６ａ、５６９ａおよび５６８ｂ、５６９ｂなど、縦続接続形式で構成された複数のトランジスタを備える。例示的な一実施形態では、トランジスタ５８６ａ、５６９ａ、５６８ｂ、および５６９ｂは、金属酸化物（ＭＯＳ）トランジスタである。

図３Ａ〜図３Ｃに示すものなど、例示的な一実施形態では、能動差動シングルエンド変換回路３６０によって達成される利得はプログラマブル利得である。これは、例えば、抵抗３６４ａ、３６５ａ、３６５ｂ、３６４ｂ、３６６ｃ、３６６ｂの一つまたは複数など、能動差動シングルエンド変換回路３６０の様々な回路構成要素の値、および／またはインバータ３６３ａ、３６３ｂ、３６６ａの一つまたは複数の利得、電流値およびサイズを変化させる（すなわちプログラムする）ことによって達成できる。図５Ａおよび図５Ｂに示す例示的な実施形態を参照すると、さらなる利得プログラム化可能性は、トランジスタ５６８ａ、５６８ｂ、５６９ａおよび５６９ｂの一つまたは複数の利得、電流およびサイズを変化させる（すなわちプログラムする）ことによって達成できる。

図６Ａ〜図６Ｃは、図３Ａ〜図３Ｃおよび図４に関連して、本開示の例示的な方法を示す流れ図である。図６Ａに示すように、異なる位相を有する（波形４０１ａおよび４０１ｂなどの）複数の差動無線周波入力波形が能動差動シングルエンド変換回路３６０において受信されると、ブロック６００において全プロセスが開始する。例示的な一実施形態では、受信した差動無線周波入力波形は互いに逆位相であり、電圧波形または電流波形とすることができる。次に、ブロック６１０において、波形４０１ｂなど、受信した入力波形の一つを非反転入力無線周波波形４０１ａとほぼ同じ位相を有する波形４０１ｃに反転させる。例示的な一実施形態では、この反転は、受信した入力波形のうちの一つを非反転入力無線周波波形とほぼ同じ位相に能動的に反転させることである。次に、ブロック６２０において、反転および非反転波形を出力波形に組み合わせる。次いで、全動作が終了する。

図６Ｂに、図６Ａのブロック６００で説明する受信動作をさらに詳細に示す。図６Ｂに示すように、ブロック６４０において、複数の差動入力波形をバッファ３６２ａおよび３６２ｂ中などにバッファする。次に、ブロック６５０において、バッファされた差動入力波形をバッファ３６２ａおよび３６２ｂなどによって増幅する。次いで、プロセスは図６Ａのブロック６００に戻る。

図６Ｃに、図６Ａのブロック６２０で説明する組合せ動作をさらに詳細に示す。図６Ｃに示すように、ブロック６６０において、波形４０１ｃなどの反転電圧波形を図３Ｃに示す電圧−電流変換器３６７ｂなどによって、対応する電流波形に変換する。次に、ブロック６７０において、波形４０１ａなど、非反転電圧波形を図３Ｃに示す電圧−電流変換器３６７ａなどによって、対応する電流波形に変換する。次に、ブロック６８０において、変換された電流波形をコンバイナノード３６８などにおいて単一の出力波形に組み合わせる。次いで、プロセスは図６Ａのブロック６２０に戻る。

図６Ｄに、図６Ａのブロック６００、６１０および６２０で説明する動作の追加の機能を示す。図６Ｄに示すように、ブロック６９０において、能動差動シングルエンド変換回路３６０に対応する利得を、上述のようにプログラム可能に調整することができる。次いで、プロセスは、能動差動シングルエンド変換回路３６０の一部または全部の構成要素への利得調整の適用に基づいて図６Ａのブロック６００、６１０または６２０の一つまたは複数に戻る。

図７Ａ〜図７Ｃは、図３Ａ〜図６Ｄに関連して上述のように、本開示の例示的な実施形態によって実行される動作のフローを示す機能ブロック図である。図７Ａのブロック７００から開始して、各差動周波数波形入力波形が異なる入力において受信される、複数の差動周波数波形入力波形を受信するための例示的な手段は、図３Ａ〜図３Ｃに関連して図示および説明するノード３６１ａおよび３６１ｂを含むことができる。次に、ブロック７１０において、波形を複数の差動入力波形から非反転差動入力波形とほぼ同じ位相に反転させるための例示的な手段は、図３Ａ〜図３Ｃに関連して図示および説明するバッファ３６２ａおよび３６２ｂのうちの一方の出力に、例えば、バッファ３６２ｂに結合された反転回路３６６を含むことができる。次に、ブロック７２０において、反転および非反転入力波形を出力波形に組み合わせるための例示的な手段はコンバイナノード３６８を含むことができ、そこでインバータ回路３６６およびバッファ３６２ａの出力が次いで合成される。図３Ａ〜図３Ｃに関連して図示および説明するように、次いで、コンバイナノード３６８は、反転および非反転入力波形を単一の出力波形に組み合わせる。

図７Ｂに、図７Ａのブロック７００に説明する動作をさらに詳細に示す。図７Ｂに示すように、ブロック７４０において、複数の入力波形のうちの各差動入力波形をバッファするための例示的な手段は、図３Ａ〜図３Ｃに関連して図示および説明するバッファ３６２ａおよび３６２ｂを含むことができる。次に、ブロック７５０において、複数のバッファされた差動入力波形の各々を増幅するための例示的な手段は、図３Ａ〜図３Ｃに関連して図示および説明するバッファ３６２ａおよび３６２ｂを含むことができる。

図７Ｃに、図７Ａのブロック７００、７１０および７２０で説明する動作の追加の機能を示す。図７Ｃに示すように、ブロック７９０において、回路に対応する利得をプログラム可能に調整するための例示的な手段は、抵抗３６４ａ、３６５ａ、３６５ｂ、３６４ｂ、３６６ｃ、３６６ｂの一つまたは複数など、能動差動シングルエンド変換回路３６０の様々な回路構成要素の値、および／またはインバータ３６３ａ、３６３ｂ、３６６ａの一つまたは複数の利得、電流値およびサイズを変化させる（すなわちプログラムする）ことを含むことができる。図５Ａおよび図５Ｂに示す例示的な実施形態を参照すると、さらなる利得プログラム化可能性は、図３Ａ〜図３Ｃに関連して図示および説明するトランジスタ５６８ａ、５６８ｂ、５６９ａおよび５６９ｂの一つまたは複数の利得、電流およびサイズを変化させる（すなわちプログラムする）ことによって達成できる。次いで、プロセスは、能動差動シングルエンド変換回路３６０の一部または全部の構成要素への利得調整の適用に基づいて図７Ａのブロック７００、７１０または７２０の一つまたは複数に戻る。

例示のために様々な例示的な実施形態について別々に論じたが、それらを別々に示した実施形態の一部または全部の特徴を有する一実施形態に組み合わせることができることに留意されたい。

情報および信号は様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表すことができることを、当業者は理解されよう。例えば、上記の説明全体にわたって言及されるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができる。

さらに、本明細書の開示に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装できることを、当業者は理解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能をハードウェアで実装するかソフトウェアで実装するかは、システム全体に課せられた特定の適用および設計上の制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装することができるが、そのような実装の決定は、本開示の範囲からの逸脱を生じると解釈すべきではない。

本明細書の開示に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタロジック、個別ハードウェア部品、あるいは本明細書の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行できる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができるが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械とすることができる。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する一つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成としても実装できる。

本明細書の開示に関連して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアで直接実施するか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施するか、またはその二つの組合せで実施することができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体中に常駐することができる。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサに一体化することができる。プロセッサおよび記憶媒体はＡＳＩＣ中に常駐することができる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に常駐することができる。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内に個別部品として常駐することもできる。

上記の方法は、コンピュータに上記のプロセスを実行させるためのコードをもつコンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラム製品中に実装できることに留意されたい。一つまたは複数の例示的な実施形態では、説明した機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはその任意の組合せで実装できる。ソフトウェアで実装する場合、機能は、一つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶するか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信することができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にするいかなる媒体をも含む通信媒体との両方を含む。記憶媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体とすることができる。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、もしくは命令またはデータ構造の形の所望のプログラムコード手段を搬送または記憶するために使用でき、汎用または専用コンピュータあるいは汎用または専用プロセッサによってアクセスできる任意の他の媒体を備えることができる。さらに、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線およびマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線およびマイクロ波などの無線技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書では、ディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザディスク（disc）、光ディスク（disc）、デジタルバーサタイルディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびブルーレイディスク（disc）を含み、この場合、ディスク（disk）は通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）はデータをレーザで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。

本開示の前述の説明は、いかなる当業者でも本開示を作成または使用することができるように提供される。本開示への様々な修正が当業者には容易に理解されるであろうが、本明細書で定義した一般的な原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用できる。従って、本開示は、本明細書で説明する例および設計に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理および新規の特徴に合致する最も広い範囲を与えられるべきである。

本開示の前述の説明は、いかなる当業者でも本開示を作成または使用することができるように提供される。本開示への様々な修正が当業者には容易に理解されるであろうが、本明細書で定義した一般的な原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用できる。従って、本開示は、本明細書で説明する例および設計に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理および新規の特徴に合致する最も広い範囲を与えられるべきである。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］異なる位相を有する複数の差動無線周波入力波形を受信することと、前記受信した入力波形の一つを非反転入力波形とほぼ同じ位相に反転させることと、を具備する方法。
［２］前記反転入力および非反転入力波形を出力波形に組み合わせること、をさらに具備する［１］に記載の方法。
［３］回路に対応する利得をプログラム可能に調整すること、をさらに具備する［２］に記載の方法。
［４］前記組み合わせることは、反転電圧波形を対応する第１の電流波形に変換することと、非反転電圧波形を対応する第２の電流波形に変換することと、前記第１および第２の電流波形を前記出力波形が組み合わせられた第１および第２の電流波形を含むように組み合わせることと、をさらに具備する［３］に記載の方法。
［５］前記受信することは、前記複数の差動入力波形の各々をバッファすることと、前記複数のバッファされた差動入力波形の各々を増幅することと、をさらに具備する［１］に記載の方法。
［６］異なる位相を有する複数の差動入力波形から無線周波波形を受信する複数の入力と、波形を前記複数の差動入力波形から非反転入力波形とほぼ同じ位相に反転させるインバータ回路と、を具備する回路。
［７］前記反転および非反転入力波形を出力波形に組み合わせるコンバイナノード、をさらに具備する［６］に記載の回路。
［８］前記複数の波形が、電圧波形と電流波形のうちの少なくとも一方である［６］に記載の回路。
［９］前記複数の入力波形から差動入力波形を受信する複数のバッファ、をさらに具備する［６］に記載の回路。
［１０］前記インバータ回路への入力が前記複数のバッファのうちの第１のバッファの出力に結合され、前記インバータ回路は前記第１のバッファから受信したバッファされた波形を反転させる［９］に記載の回路。
［１１］前記複数のバッファの少なくとも一つが反転バッファを具備する［９］に記載の回路。
［１２］前記インバータ回路の出力に結合され、反転電圧波形を対応する第１の電流波形に変換する第１の電圧−電流変換器と、前記複数のバッファのうちの第２のバッファに結合され、非反転電圧波形を対応する第２の電流波形に変換する第２の電圧−電流変換器と、をさらに具備する［１０］に記載の回路。
［１３］前記複数の波形が互いに逆位相である［６］に記載の回路。
［１４］前記インバータ回路の出力に結合され、反転電圧波形を増幅する第１の増幅器と、 前記複数のバッファのうちの第２のバッファに結合され、非反転電圧波形を増幅する第２の増幅器と、をさらに具備する［１０］に記載の回路。
［１５］前記インバータ回路は−１の利得を持つ［６］に記載の回路。
［１６］前記複数のバッファのうちの第１のバッファに結合された前記インバータ回路の組合せに対応する利得の大きさが、前記複数のバッファのうちの第２のバッファに対応する利得の大きさにほぼ等しい、［１０］に記載の回路。
［１７］前記回路に対応する利得がプログラマブル利得である［６］に記載の回路。
［１８］前記複数の入力に結合され、各々が前記複数の入力波形のうちの一つの差動入力波形を受信する複数のバッファであって、前記インバータ回路への入力が前記複数のバッファのうちの第１のバッファの出力に結合され、前記インバータ回路が前記第１のバッファから受信したバッファされた波形を反転させる、複数のバッファと、前記複数のバッファのうちの前記第１のバッファおよび第２のバッファの出力に結合され、前記第１のバッファから受信した前記反転波形および前記第２のバッファから受信した前記非反転入力波形を出力波形に組み合わせるコンバイナノードと、をさらに具備する［６］に記載の回路。
［１９］異なる入力において受信される複数の差動周波数波形入力波形を受信する手段と、 前記複数の差動入力波形のうちの一つの波形を非反転差動入力波形とほぼ同じ位相に反転させる手段と、を具備する回路。
［２０］前記反転および非反転入力波形を出力波形に組み合わせるための手段、
をさらに具備する［１９］に記載の回路。
［２１］前記複数の入力波形の各差動入力波形をバッファする手段と、前記複数のバッファされた差動入力波形の各々を増幅する手段と、をさらに具備する［１９］に記載の回路。
［２２］前記回路に対応する利得をプログラム可能に調整するための手段をさらに具備する［１９］に記載の回路。
［２３］コンピュータに異なる位相を有する複数の差動無線周波入力波形を受信させるためのコードと、受信された入力波形の一つを非反転入力無線周波波形とほぼ同じ位相に反転させるためのコードと、を含むコンピュータ可読媒体を具備するコンピュータプログラム製品。
［２４］前記コンピュータ可読媒体は、前記反転および非反転入力波形を出力波形に組み合わせるためのコード、をさらに含む［２３］のコンピュータプログラム製品。
［２５］前記コンピュータ可読媒体は、前記複数の差動入力波形の各々をバッファするためのコードと、前記複数のバッファされた差動入力波形の各々を増幅するためのコードと、をさらに含む［２３］に記載のコンピュータプログラム製品。

Claims (25)

1. 異なる位相を有する複数の差動無線周波入力波形を受信することと、
   前記受信した入力波形の一つを非反転入力波形とほぼ同じ位相に反転させることと、を具備する方法。
2. 前記反転入力および非反転入力波形を出力波形に組み合わせること、をさらに具備する請求項１に記載の方法。
3. 回路に対応する利得をプログラム可能に調整すること、
   をさらに具備する請求項２に記載の方法。
4. 前記組み合わせることは、
   反転電圧波形を対応する第１の電流波形に変換することと、
   非反転電圧波形を対応する第２の電流波形に変換することと、
   前記第１および第２の電流波形を前記出力波形が組み合わせられた第１および第２の電流波形を含むように組み合わせることと、
   をさらに具備する請求項３に記載の方法。
5. 前記受信することは、
   前記複数の差動入力波形の各々をバッファすることと、
   前記複数のバッファされた差動入力波形の各々を増幅することと、
   をさらに具備する請求項１に記載の方法。
6. 異なる位相を有する複数の差動入力波形から無線周波波形を受信する複数の入力と、
   波形を前記複数の差動入力波形から非反転入力波形とほぼ同じ位相に反転させるインバータ回路と、
   を具備する回路。
7. 前記反転および非反転入力波形を出力波形に組み合わせるコンバイナノード、
   をさらに具備する請求項６に記載の回路。
8. 前記複数の波形が、電圧波形と電流波形のうちの少なくとも一方である請求項６に記載の回路。
9. 前記複数の入力波形から差動入力波形を受信する複数のバッファ、
   をさらに具備する請求項６に記載の回路。
10. 前記インバータ回路への入力が前記複数のバッファのうちの第１のバッファの出力に結合され、前記インバータ回路は前記第１のバッファから受信したバッファされた波形を反転させる請求項９に記載の回路。
11. 前記複数のバッファの少なくとも一つが反転バッファを具備する請求項９に記載の回路。
12. 前記インバータ回路の出力に結合され、反転電圧波形を対応する第１の電流波形に変換する第１の電圧−電流変換器と、
    前記複数のバッファのうちの第２のバッファに結合され、非反転電圧波形を対応する第２の電流波形に変換する第２の電圧−電流変換器と、
    をさらに具備する請求項１０に記載の回路。
13. 前記複数の波形が互いに逆位相である請求項６に記載の回路。
14. 前記インバータ回路の出力に結合され、反転電圧波形を増幅する第１の増幅器と、
    前記複数のバッファのうちの第２のバッファに結合され、非反転電圧波形を増幅する第２の増幅器と、
    をさらに具備する請求項１０に記載の回路。
15. 前記インバータ回路は−１の利得を持つ請求項６に記載の回路。
16. 前記複数のバッファのうちの第１のバッファに結合された前記インバータ回路の組合せに対応する利得の大きさが、前記複数のバッファのうちの第２のバッファに対応する利得の大きさにほぼ等しい、請求項１０に記載の回路。
17. 前記回路に対応する利得がプログラマブル利得である請求項６に記載の回路。
18. 前記複数の入力に結合され、各々が前記複数の入力波形のうちの一つの差動入力波形を受信する複数のバッファであって、前記インバータ回路への入力が前記複数のバッファのうちの第１のバッファの出力に結合され、前記インバータ回路が前記第１のバッファから受信したバッファされた波形を反転させる、複数のバッファと、
    前記複数のバッファのうちの前記第１のバッファおよび第２のバッファの出力に結合され、前記第１のバッファから受信した前記反転波形および前記第２のバッファから受信した前記非反転入力波形を出力波形に組み合わせるコンバイナノードと、
    をさらに具備する請求項６に記載の回路。
19. 異なる入力において受信される複数の差動周波数波形入力波形を受信する手段と、
    前記複数の差動入力波形のうちの一つの波形を非反転差動入力波形とほぼ同じ位相に反転させる手段と、
    を具備する回路。
20. 前記反転および非反転入力波形を出力波形に組み合わせるための手段、
    をさらに具備する請求項１９に記載の回路。
21. 前記複数の入力波形の各差動入力波形をバッファする手段と、
    前記複数のバッファされた差動入力波形の各々を増幅する手段と、
    をさらに具備する請求項１９に記載の回路。
22. 前記回路に対応する利得をプログラム可能に調整するための手段
    をさらに具備する請求項１９に記載の回路。
23. コンピュータに異なる位相を有する複数の差動無線周波入力波形を受信させるためのコードと、
    受信された入力波形の一つを非反転入力無線周波波形とほぼ同じ位相に反転させるためのコードと、
    を含むコンピュータ可読媒体
    を具備するコンピュータプログラム製品。
24. 前記コンピュータ可読媒体は、
    前記反転および非反転入力波形を出力波形に組み合わせるためのコード、
    をさらに含む請求項２３のコンピュータプログラム製品。
25. 前記コンピュータ可読媒体は、
    前記複数の差動入力波形の各々をバッファするためのコードと、
    前記複数のバッファされた差動入力波形の各々を増幅するためのコードと、
    をさらに含む請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品。

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