JP4927170B2 - プログラマブル利得増幅器用の利得調節 - Google Patents
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Description
図1Aは、本開示の少なくとも一つの側面に従って構成されている例示的プログラマブル利得増幅器回路(100)を例示する概略図である。プログラマブル利得増幅器回路100は、利得調節回路(X1)、利得選択回路(X2)、オペアンプ(AMP,X3)、抵抗(RSPAN,X4)、制御回路(X5)、及びオプションのルックアップテーブル(X6)を包含している。幾つかの実現例においては、抵抗X4は実効的に0Ωの抵抗であるワイヤで置換させることが可能である。
図2は本開示の少なくとも一つの側面に従って構成されている別の例示的プログラマブル利得増幅器回路における例示的調節可能抵抗トポロジー(200)を例示した概略図である。調節可能抵抗トポロジー200は、N直列結合型抵抗(RS1−RSN)のアレイと、マルチプレクサ回路(MUX,X21)とを包含している。例示的ラッチ回路(X22),ルックアップテーブル(X23)及び制御回路(X24)も図2中に例示されている。
図5Aは本開示の少なくとも一つの側面に従う変調トポロジーを使用する別の例示的プログラマブル利得増幅器回路(500)を例示した概略図である。プログラマブル利得増幅器回路500は、第1及び第2利得設定回路(X51、X52)、スイッチング回路(SW,X53)、制御論理回路(X54)、オプションのルックアップテーブル(X55)、オプションのセンサー回路(X56)、オプションの抵抗(R)、及びオペアンプ回路(X59)を包含している。該センサー回路は、これらに制限されるものではないが、温度センサー(X57)、電圧センサー(X58)等の任意の多様なセンサーのものとすることが可能である。
図7は、本開示の少なくとも一つの側面に従って構成されたプログラマブル利得増幅器回路における利得調節を識別及び/又は設定するフローチャート(700)である。該プログラマブル利得増幅器回路は上の図1−6に記載したような及びそれと同様に構成されているその他の回路に対応している。
Claims (20)
- 入力信号を受け取り且つユーザが開始させた利得設定に対応する調節可能な利得で出力信号を供給するプログラマブル利得増幅器回路において、
該入力信号を受け取る形態とされている非反転入力端子と、フィードバック信号を受け取る形態とされている反転入力端子と、該出力信号を供給する形態とされている出力端子とを包含しているオペアンプ回路、
該出力端子と第1中間端子との間の第1抵抗と、該第1中間端子と該反転入力端子との間の第2抵抗と、該反転入力端子と基準端子との間の第3抵抗とを具備しており、該第2抵抗及び該第3抵抗と関連する値が利得選択制御信号に応答して変化される第1可変抵抗回路として構成されている利得選択回路、
該出力端子と第2中間端子との間の第4抵抗と、該第2中間端子と該基準端子との間の第5抵抗とを具備しており、該第4抵抗及び該第5抵抗と関連する値が利得トリム設定制御信号に応答して変化され、該第1中間端子が該第2中間端子へ結合されている第2可変抵抗回路として構成されている利得調節回路、及び
該ユーザによって開始された利得設定に応答して該利得選択制御信号及び該利得トリム設定制御信号を供給する構成とされている制御回路、
を有しているプログラマブル利得増幅器回路。 - 請求項1において、該利得調節回路が、該出力端子と該基準端子との間に結合されている直列結合されたタップ型抵抗アレイを有しており、該直列結合されたタップ型抵抗アレイは、タップ点のアレイ間に直列結合されている抵抗値のアレイを有しており、該タップ点のアレイの内の一つは該利得トリム設定制御信号に応答して選択され、且つ該選択されるタップ点は該第2中間端子へ結合されるプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項2において、該直列結合されたタップ型抵抗アレイは、等しい値の抵抗からなるアレイ、二進重み付け型アレイ、線形スケール型アレイ、対数スケール型アレイ、及び任意重み付け型アレイの内の一つとして構成されているプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項2において、該利得調節回路は、更に、各々が該タップ点のアレイの対応する一つへ結合されている複数個のマルチプレクサ入力端子と、該第2中間端子へ結合されているマルチプレクサ出力端子とを具備しているマルチプレクサ回路を有しており、該マルチプレクサ回路は該利得トリム設定制御信号に応答して該複数個のマルチプレクサ入力端子の内の一つを該マルチプレクサ出力端子へ結合させる構成とされているプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項1において、該利得調節回路は、抵抗の並列アレイを有しており、該抵抗の並列アレイにおける各抵抗は、該第2中間端子へ結合されている第1抵抗端子と、該利得トリム設定制御信号に応答して該基準端子及び該出力端子の内の一つへ選択的に結合される第2抵抗端子とを包含しているプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項5において、該並列アレイ内の抵抗は、等しい値の抵抗からなるアレイ、二進重み付け型アレイ、線形スケール型アレイ、対数スケール型アレイ、及び任意重み付け型アレイ、の内の一つとして構成されているプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項5において、該利得調節回路は、更に、複数個のスイッチ回路を有しており、各スイッチ回路は、該基準端子へ結合されている第1スイッチ端子と、該出力端子へ結合されている第2スイッチ端子と、該抵抗の並列アレイ内の抵抗の内の対応する一つの第2抵抗端子へ結合されている第3スイッチ端子とを包含しており、各スイッチ回路の第3スイッチ端子は該利得トリム設定制御信号に応答して該第1スイッチ端子及び該第2スイッチ端子の内の一つへ選択的に結合されるプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項1において、該利得調節回路はR−2R抵抗ラダー構成を有しており、それは、該利得トリム設定制御信号に応答して該基準端子及び該出力端子の内の一つを該R−2Rラダー回路の夫々の入力へ選択的に結合させる構成とされているプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項1において、該利得選択回路は、該出力端子と該基準端子との間に結合されている直列結合されたタップ型抵抗アレイを有しており、該直列結合されたタップ型抵抗アレイはタップ点のアレイ間に直列結合されている抵抗値のアレイを有しており、該タップ点のアレイの内の一つが該利得選択制御信号に応答して選択され、且つ該選択されたタップ点が該反転入力端子へ結合されるプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項9において、該直列結合されているタップ型抵抗アレイが、等しい値の抵抗からなるアレイ、二進重み付け型アレイ、線形スケール型アレイ、対数スケール型アレイ、及び任意重み付け型アレイの内の一つとして構成されているプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項1において、該利得選択回路は抵抗の並列アレイを有しており、該抵抗の並列アレイにおける各抵抗は、該第1中間端子へ結合されている第1抵抗端子と、該利得選択制御信号に応答して該基準端子及び該反転入力端子の内の一つへ選択的に結合される第2抵抗端子とを包含しているプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項11において、該並列アレイにおける抵抗が、等しい値の抵抗からなるアレイ、二進重み付け型アレイ、線形スケール型アレイ、対数スケール型アレイ、及び任意重み付け型アレイの内の一つとして構成されているプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項1において、該利得選択回路はR−2R抵抗ラダー構成を有しており、それは該利得トリム設定制御信号に応答して該R−2Rラダー回路の夫々の入力へ該基準端子及び該反転入力端子の内の一つを選択的に結合させる構成とされているプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項1において、更に、該第1中間端子と該第2中間端子との間に結合されているスパン抵抗回路を有しているプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項1において、該利得トリム設定制御信号は、レジスタ、ラッチ、ルックアップテーブル(LUT)、ヒューズマップ、リードオンリメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、及びプログラマブルロジックアレイ(PLA)の内の一つによって与えられるマルチビット二進制御ワードであるプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項1において、該利得トリム設定制御信号は、シリアルインターフェース及びパラレルインターフェースの内の一つを介して外部的にアクセスされるトリムテーブルから検索されるプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項1において、更に、該回路と関連する動作条件における変化に応答して該利得設定制御信号又は該利得トリム設定制御信号のいずれかを変化させる構成とされているセンサー回路を有しており、該動作条件が電圧、電流、及び動作温度の内の一つに対応しているプログラマブル利得増幅器回路。
- 請求項1において、該利得調節回路は、更に、該出力端子と第3中間端子との間の第6抵抗と、該第3中間端子と該基準端子との間の第7抵抗とを具備する第3可変抵抗回路を有しており、該第1中間端子は該第3中間端子へ結合されており、該第6抵抗及び該第7抵抗と関連する値は粗利得トリム設定制御信号に応答して変化され、且つ該利得トリム設定制御信号は微利得制御と関連しているプログラマブル利得増幅器回路。
- 入力信号を受け取り且つユーザによって開始された利得設定に対応する調節可能な利得で出力信号を供給するプログラマブル利得増幅器回路において、
該入力信号を受け取る形態とされている非反転入力端子と、フィードバック信号を受け取る形態とされている反転入力端子と、該出力信号を供給する形態とされている出力端子とを包含しているオペアンプ回路、
第1デジタル制御型ポテンシオメータ回路と、第2デジタル制御型ポテンシオメータ回路と、第3デジタル制御型ポテンシオメータ回路とを有している利得調節回路であって、該第1デジタル制御型ポテンシオメータ回路が基準端子と共通ノードとの間に結合されており、該第2デジタル制御型ポテンシオメータ回路が該共通ノードと該出力端子との間に結合されており、該第1デジタル制御型ポテンシオメータ回路が第1ワイパー端子を包含しており且つ該第2デジタル制御型ポテンシオメータ回路が第2ワイパー端子を包含しており、該第3デジタル制御型ポテンシオメータ回路が該第1ワイパー端子と該第2ワイパー端子との間に結合されており、該第3デジタル制御型ポテンシオメータ回路が第1中間端子へ結合されている第3ワイパー端子を包含しており、該第1、第2、第3デジタル制御型ポテンシオメータ回路のワイパー位置は利得トリム設定制御信号に応答して変化される利得調節回路、
該出力端子と第2中間端子との間の第1抵抗値と、該第2中間端子と該反転入力端子との間の第2抵抗値と、該反転入力端子と該基準端子との間の第3抵抗値とを具備している第4デジタル制御型ポテンシオメータ回路として構成されている利得選択回路であって、該第2抵抗値と該第3抵抗値との間のジャンクションが該第4デジタル制御型ポテンシオメータ回路の第4ワイパー位置に対応しており、該第4ワイパー位置が利得選択制御信号に応答して変化される利得選択回路、
該第1中間端子と該第2中間端子との間に結合されているスパン抵抗回路、及び
該ユーザにより開始される利得設定に応答して該利得選択制御信号及び該利得トリム設定制御信号を供給する構成とされている制御回路、
を有しているプログラマブル利得増幅器回路。 - 入力信号を受け取り且つそれに応答して出力信号を供給しユーザにより開始される利得設定に対応する調節可能な利得を持っているプログラマブル利得増幅器回路における利得トリム設定を決定する方法において、
該プログラマブル利得増幅器回路と関連する各利得設定を選択し、該プログラマブル利得増幅器回路は、オペアンプと、利得設定回路と、利得調節回路と、スパン抵抗回路とを包含しており、該利得設定回路は該オペアンプの出力と基準端子との間に結合されている第1デジタル制御型ポテンシオメータであり、該利得調節回路は該オペアンプの出力と該基準端子との間に結合されている第2デジタル制御型ポテンシオメータであり、該第1デジタル制御型ポテンシオメータの第1ワイパー端子は該オペアンプの非反転入力へ結合されており、該第2デジタル制御型ポテンシオメータの第2ワイパー端子は該スパン抵抗回路を介して該第1デジタル制御型ポテンシオメータにおける中間点へ結合されており、
各選択された利得設定に対して、
RFは該オペアンプの出力と該中間点との間の第1抵抗を表し、RAは該中間点と該オペアンプの反転入力との間の第2抵抗を表し、且つRA及びRFは該選択された利得設定に応答して該第1デジタル制御型ポテンシオメータのワイパー位置によって決定されるものであるとして、該プログラマブル利得増幅器回路の理想利得がIDEAL_GAIN=1+RF/RAによって与えられるように該選択された利得設定に応答して該プログラマブル利得増幅器回路を形態特定し、
該選択した利得設定に対して該プログラマブル利得増幅器回路と関連する各トリム設定を選択し、
該プログラマブル利得増幅器の全体的な利得がブーストされるか又はカットされるかのいずれかであるように該第2デジタル制御型ポテンシオメータの第2ワイパー位置を移動させることにより該選択されたトリム設定に応答して該プログラマブル利得増幅器回路を形態特定し、
各トリム設定に対して該プログラマブル利得増幅器回路と関連する利得エラーを評価し、
該評価された利得エラーから最小利得エラーを識別し、
該選択された利得設定に対する最小利得エラーと関連する該トリム設定を格納する、
ことを包含している方法。
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