JP2012503441A - スイッチドキャパシタ回路のためのアクティブ時間に依存するバイアス電流生成 - Google Patents
スイッチドキャパシタ回路のためのアクティブ時間に依存するバイアス電流生成 Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】図8
Description
バイアス回路140(またバイアス発生器と呼ばれる)は、下記に述べられるようなΣΔADC130のためのバイアス電流を生成する。ΣΔADC130およびバイアス回路140は、アナログIC、RF IC(RFIC)、混合信号IC、特定用途向けIC(ASIC)などの上でインプリメントされてもよい。どんな適切なプロセスも、プロセスにふさわしい基板で、例えばバイポーラおよびCMOSプロセスのように使用されてもよい。
・CDMA2000 1X(または単に1X)、CDMA2000 1xEV−DO(または単に1xEV−DO)、超広帯域移動無線(UMB)、および/または「第3世代共同プロジェクト2(3GPP2)」という名の組織による他の無線技術、
・IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20および/またはIEEEによる他の無線技術、
・携帯機器用のディジタルビデオ放送(DVB−H)、地上テレビジョン放送用の総合サービスディジタル放送(ISDB−T)、MediaFLOTMおよび/または他のディジタル放送技術、
・アメリカ全地球測位システム(GPS)、ヨーロッパのGalileo、ロシアのGLONASSまたは全地球型衛星航法システム(GNSS)。
より小さなアクティブ時間TACTで、動作増幅器は、アクティブ時間TACTにキャパシタC1から放出された信号に完全に応答するために、より速い応答時間を持っていなければならない。
分析のために、仮定として、フィードバックスイッチ550は、常に閉じている。この場合、IAVGは、カレントミラー540の第1のトランジスタ542に利用可能になる。現在のミラーリングにより、上に記述されるように、第1のトランジスタ542を通って流れる電流の量(または比例する電流の量)は、適応バイアス電流590を生成するために、第2のトランジスタ544を通って流れるだろう。議論のバランスのために、第1のトランジスタ542および第2のトランジスタ544は、同じサイズであると仮定されるだろう。その結果、フィードバックスイッチ550が閉じられた状態で、適応バイアス電流590は、次のとおりだろう。
しかしながら、フィードバックスイッチ550が、第1の位相信号P1によって動作される時、適応バイアス電流590は、第1の位相信号P1のアクティブ時間TACTに反比例するだろう。言いかえれば、適応バイアス電流590は、次のとおりである。
したがって、適応バイアス電流590は、第1の位相信号P1のアクティブパルス幅TACT1に反比例する。同様に、適応バイアス電流590は、C3のキャパシタンスおよび基準電源VREFに比例する。
適応して生成されたバイアス電流は、バイアス電流のための大きなマージンを必要とすることなく、最悪の場合の条件に十分な速度を保証することができるので、ここに記述された技術は、消費電力の低減を可能にし、ΣΔADCおよび他のスイッチドキャパシタ回路のための性能を改善してもよい。ΣΔADCおよび他のスイッチドキャパシタ回路の性能は、さらに適応して生成されたバイアス電流の使用に応じてICプロセスおよび温度コーナーを越えてよりきつい範囲内に変わってもよい。それは、生成を改善してもよい。多くのモードがサポートされる場合、技術は特に有益である。例えば、異なるサンプリングレートのUMBのための10モードがあってもよい。技術は、より低い電力消費およびよいADC性能を達成するために、すべてのモードのための異なるバイアス電流を容易に生成することができる。
Claims (26)
- サンプリングレートで動作する第1の位相信号および第2の位相信号と、前記第1の位相信号のアサートされた時間および前記第2の位相信号のアサートされた時間は、所定の非オーバーラップ時間によって分離される、
前記第1の位相信号および前記第2の位相信号に操作可能でつながれた複数のスイッチドキャパシタを具備するスイッチドキャパシタ回路と、
前記スイッチドキャパシタ回路に操作可能でつながれ、適応バイアス電流に反比例する応答時間を有する増幅器と、
前記増幅器につながれ、前記第1の位相信号の前記アサートされた時間に応答して前記適応バイアス電流を修正するように動作するバイアス発生器と、
を具備する装置。 - 前記スイッチドキャパシタ回路用の前記サンプリングレートは、可変のサンプリングレートであり、前記第1の位相信号および前記第2の位相信号の前記アサートされた時間は、前記可変のサンプリングレートに比例する、請求項1の装置。
- 前記スイッチドキャパシタ回路は、フィルタ、積分器、増幅器およびデシメータから成るグループから選択された機能を行うための回路を具備する、請求項1の装置。
- 前記スイッチドキャパシタ回路は、前記サンプリングレートでアナログ信号をディジタル化し、ディジタルサンプルを提供するように動作するシグマデルタアナログディジタル変換器(ΣΔADC)を具備する、請求項1の装置。
- 前記サンプリングレートは、異なるサンプリングレートに関連したマルチプルモードの中から選択されたモードに基づいて決定され、前記バイアス発生器は、ΣΔADC用の前記第1の位相信号の前記アサートされた時間に比例する前記適応バイアス電流を生成するように動作する、請求項1の装置。
- 前記バイアス発生器は、前記スイッチドキャパシタ中の前記複数のスイッチドキャパシタがICプロセスにおける変化を通じてトラッキングする前記バイアス発生器中の少なくとも1つのキャパシタに基づいた前記適応バイアス電流を生成するように動作する、請求項1の装置。
- 前記バイアス発生器は、
基準電圧、非反転入力および出力に操作可能でつながれた反転入力を具備するバイアス増幅器と、
前記増幅器の出力につながれた第1側を備えた前記第1の位相信号によって制御されたフィードバックスイッチと、
前記フィードバックスイッチの第2側につながれ、前記第1の位相信号と同じ周波数で動作するスイッチドキャパシタネットワークとして構成された周波数依存インピーダンスと、
前記フィードバックスイッチの前記第2側と前記増幅器の前記非反転入力との間でつながれたフィードバック信号と、
前記適応バイアス電流を生成するために、前記増幅器の前記出力に操作可能でつながれたカレントミラーと、
を具備する、請求項1の装置。 - 前記周波数依存インピーダンスは、
第1のクロックによって制御され、前記フィードバックスイッチの前記第2側に操作可能でつながれた第1のスイッチと、
前記第1のスイッチとグランドとの間でつながれたキャパシタと、
第2のクロックによって制御され、前記キャパシタと平行に接続された第2スイッチと、
を具備し、
前記第1のクロックおよび前記第2のクロックは、前記サンプリングレートで動作している、請求項7の装置。 - 前記フィードバック信号中で操作可能でつながれたフィルタと、
前記フィードバックスイッチの前記第2側と前記非反転入力との間に接続されたレジスタと、
前記非反転入力とグランドとの間に接続されたキャパシタと、
をさらに具備する、請求項7の装置。 - 前記装置は、集積回路である、請求項1の装置。
- サンプリングレートで動作する第1の位相信号および第2の位相信号と、前記第1の位相信号のアサートされた時間および前記第2の位相信号のアサートされた時間は、所定の非オーバーラップ時間によって分離される、
前記第1の位相信号の前記アサートされた時間に応答して適応バイアス電流を生成するように構成されたバイアス発生器と、
基準電圧、非反転入力および出力に操作可能でつながれた反転入力を具備するバイアス増幅器と、
前記増幅器の前記出力につながれた第1側を備えた前記第1の位相信号によって制御されたフィードバックスイッチと、
前記フィードバックスイッチの第2側につながれ、前記第1の位相信号と同じ周波数で動作するスイッチドキャパシタネットワークとして構成された周波数依存インピーダンスと、
前記フィードバックスイッチの前記第2側と前記増幅器の前記非反転入力との間につながれたフィードバック信号と、
前記適応バイアス電流を生成するために、前記増幅器の前記出力に操作可能でつながれたカレントミラーと、
前記第1の位相信号および前記第2の位相信号に操作可能でつながれた複数のスイッチドキャパシタと、
前記複数のスイッチドキャパシタおよび前記適応バイアス電流に操作可能でつながれ、前記適応バイアス電流に反比例する応答時間を有する増幅器と、
を具備する装置。 - 前記スイッチドキャパシタ回路用の前記サンプリングレートは、可変のサンプリングレートであり、前記第1の位相信号および前記第2の位相信号の前記アサートされた時間は、前記可変のサンプリングレートに比例する、請求項11の装置。
- 前記スイッチドキャパシタ回路は、フィルタ、積分器、増幅器およびデシメータから成るグループから選択された機能を行うための回路を具備する、請求項11の装置。
- 前記スイッチドキャパシタ回路は、前記サンプリングレートでアナログ信号をディジタル化し、ディジタルサンプルを提供するように動作するシグマデルタアナログディジタル変換器(ΣΔADC)を具備する、請求項11の装置。
- 前記サンプリングレートは、異なるサンプリングレートに関連したマルチプルモードの中から選択されたモードに基づいて決定され、前記バイアス発生器は、ΣΔADC用の前記第1の位相信号の前記アサートされた時間に比例する前記適応バイアス電流を生成するように動作する、請求項11の装置。
- 前記バイアス発生器は、前記スイッチドキャパシタ中の前記複数のスイッチドキャパシタがICプロセス及び温度における変化を通じてトラッキングする前記バイアス発生器中の少なくとも1つのキャパシタに基づいた前記適応バイアス電流を生成するように動作する、請求項11の装置。
- 前記周波数依存インピーダンスは、
第1のクロックによって制御され、前記フィードバックスイッチの前記第2側に操作可能でつながれた第1のスイッチと、
前記第1のスイッチとグランドとの間でつながれたキャパシタと、
第2のクロックによって制御され、前記キャパシタと平行に接続された第2スイッチと、
を具備し、
前記第1のクロックおよび前記第2のクロックは、前記サンプリングレートで動作している、請求項11の装置。 - 前記フィードバック信号中で操作可能でつながれたフィルタと、
前記フィードバックスイッチの前記第2側と前記非反転入力との間に接続されたレジスタと、
前記非反転入力とグランドとの間に接続されたキャパシタと、
をさらに具備する、請求項11の装置。 - 前記装置は、集積回路である、請求項11の装置。
- 両方ともにサンプリングレートを操作して、第1の位相信号および第2の位相信号を生成することと、前記第1の位相信号のアサートされた時間および前記第2の位相信号のアサートされた時間は、所定の非オーバーラップ時間によって分離される、
前記第1の位相信号および前記第2の位相信号を備えたスイッチドキャパシタ回路を操作することと、前記スイッチドキャパシタ回路は、適応バイアス電流に比例した帯域幅を有する、
前記第1の位相信号の前記アサートされた時間に反比例する前記適応バイアス電流を生成することと、
を具備する方法。 - 異なるサンプリングレートに関連したマルチプルモードの中からモードを選択することと、
前記選択されたモード用の前記サンプリングレートで実行する前記第1の位相信号の前記アサートされた時間に比例するように前記適応バイアス電流を生成することと、
をさらに具備する請求項20の方法。 - 前記適応バイアス電流を生成することは、前記スイッチドキャパシタ中の複数のスイッチドキャパシタがICプロセス及び温度における変化を通じてトラッキングする少なくとも1つのキャパシタに基づいた前記適応バイアス電流を生成することを具備する、請求項20の方法。
- 両方ともにサンプリングレートを操作して、第1の位相信号および第2の位相信号を生成するための手段と、前記第1の位相信号のアサートされた時間および前記第2の位相信号のアサートされた時間は、所定の非オーバーラップ時間によって分離される、
前記第1の位相信号および前記第2の位相信号を備えたスイッチドキャパシタ回路を操作するための手段と、前記スイッチドキャパシタ回路は、適応バイアス電流に比例した帯域幅を有する、
前記第1の位相信号の前記アサートされた時間に反比例する前記適応バイアス電流を生成するための手段と、
を具備する装置。 - 前記スイッチドキャパシタ回路は、シグマデルタアナログディジタル変換器(ΣΔADC)を具備し、前記スイッチドキャパシタ回路を操作するための手段は、ディジタルサンプルを得るために、前記サンプリングレートでシグマデルタアナログディジタル変換器(ΣΔADC)を備えたアナログ信号をディジタル化するための手段を具備する、請求項23の装置。
- 異なるサンプリングレートに関連したマルチプルモードの中からモードを選択するための手段と、
前記選択されたモード用の前記サンプリングレートで実行する前記第1の位相信号の前記アサートされた時間に比例するように前記適応バイアス電流を生成するための手段と、
をさらに具備する、請求項23の装置。 - 前記適応バイアス電流を生成するための手段は、前記スイッチドキャパシタ中の複数のスイッチドキャパシタがICプロセス及び温度における変化を通じてトラッキングする少なくとも1つのキャパシタに基づいた前記適応バイアス電流を生成するための手段を具備する、請求項23の装置。
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