KR100457479B1 - 이득-제어된증폭기및카메라 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 방식으로 이득-제어된 증폭기에 관한 것이다.
본 발명에 따라, 이러한 이득-제어된 증폭기는,
각 N개의 전류 출력들에서 아날로그 입력 전압(Vin)을 나타내는 가변 성분을 갖는 전류(Itr)를 생성하는 수단을 제공하는 트랜스컨덕턴스단(20)과,
상기 트랜스컨덕턴스단(20)의 N개의 전류 출력들중 하나의 활성화 또는 비활성화를 각각 제어하는 N개의 스위치들을 포함하는 스위칭단(30)과,
상기 증폭기의 아날로그 출력을 구성하는 하나의 전압 출력을 갖고 N개의 전류 입력들에서 수신된 상기 전류들을 나타내는 전압(Vout)을 공급하는 전류/전압 변환단(40)을 포함한다.
응용 : CCD 카메라에서의 비디오 신호들의 증폭.

Description

이득-제어된 증폭기 및 카메라
본 발명은 아날로그 입력 전압을 수신하는 아날로그 입력과, 증폭기의 이득을 제어하기 위한, 제어 워드(control word)로 지칭되는 N 비트들의 워드를 수신하는 디지털 입력과, 아날로그 출력 전압을 공급하는 아날로그 출력을 갖는 이득-제어된 증폭기(gain-controlled amplifier)에 관한 것이다.
디지털 제어 워드에 의해 이득 제어되는 대부분의 증폭기들은 제어 워드를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기를 포함한다. 상기 신호는, 아날로그 입력 전압이 효과적으로 증폭되는 것에 의해 증폭기단(amplifier stage)을 바이어스하는 전류원의 전도를 제어하거나, 배율기 회로(multiplier circuit)에서 아날로그 입력 신호의 피승수로서 계속 이용된다.
따라서, 상기 이득-제어된 증폭기들은 2가지 주요한 결점들, 즉 대규모 회로를 야기하고, 제어 워드의 변환 동안 발생된 오류가 증폭기의 고유 이득에 의해 증가되는 것으로 판명되는 결점들을 갖는다.
본 발명의 목적은 제어 워드가 아날로그 입력 전압을 증폭시키는 결과에 직접 작용하는 증폭기를 제공함으로써 이러한 결점들을 개선하는 것이다.
이 때문에, 본 발명에 따라 이득-제어된 증폭기는,
· 상기 증폭기의 아날로그 입력을 구성하는 전압 입력과, N개의 전류 출력들을 갖는 트랜스컨덕턴스단(transconductance stage)으로서, 각 N개의 전류 출력에서, 상기 아날로그 입력 전압을 나타내는 가변 성분을 갖는 전류를 생성하는 수단을 제공하는, 상기 트랜스컨덕턴스단과,
·N개의 제어 입력을 갖고 상기 N개의 제어 입력들중 하나에 수신된 신호에 의해 각각 제어된 N개의 스위치들을 포함하는 스위칭단(switching stage)으로서, 각 스위치는 상기 트랜스컨덕턴스단의 전류 출력들중 하나의 활성화 또는 비활성화를 제어하고, 상기 N개의 제어 입력들은 상기 제어 워드를 수신하는 상기 증폭기의 디지털 입력을 구성하는, 상기 스위칭단, 및
· N개의 전류 입력들과 하나의 전압 출력을 갖는 전류/전압 변환단(current/voltage conversion stage)으로서, 상기 N개의 전류 입력들은 상기 트랜스컨덕턴스단의 N개의 전류 출력에 접속되며, 상기 전압 출력은 상기 증폭기의 아날로그 출력을 구성하고 상기 N개의 전류 입력들에서 수신된 전류들을 나타내는 전압을 공급하는, 상기 전류/전압 변환단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 증폭기에 있어서, 실제 증폭은 트랜스컨덕턴스단에서 직접 일어나며 제어 워드의 값과는 무관하다. 스위칭단은 제어 워드가 활성화되어야만 하는 트랜스컨덕턴스단의 상기 출력들을 직접 선택하는 것을 허용한다. 아날로그 출력 전압은 트랜스컨덕턴스단의 출력들의 선형 조합의 결과이며, 그 조합은 전류/전압 변환단에 의해 실현된다. 이러한 조합의 결과는 활성 상태인 트랜스컨덕턴스단의 출력들의 수 및 성질 즉, 제어 워드의 디지털 값의 함수에 따라 변한다.
본 발명의 일 실시예는 개시부에서 정의된 바와 같은 이득-제어된 증폭기를 제공하는데, 상기 증폭기는,
· N개의 출력들을 갖고 N개의 전류원들로 구성되는 바이어싱단(biasing stage)으로서, 각 전류원은 부의 전원 단자에 접속된 단자를 가지며, 나머지 단자는 N개의 출력들중 하나를 구성하는, 상기 바이어싱단,
· 상기 증폭기의 아날로그 입력을 구성하는 전압 입력과, 상기 바이어싱단의 N개의 출력들에 접속된 N개의 전류 입력들과, N개의 전류 출력들을 갖고, N개의 트랜스컨덕턴스 모듈들에 의해 구성되는 트랜스컨덕턴스단으로서, 각 모들은 상기 트랜스컨덕턴스단의 전압 입력에 접속된 전압 입력을 갖고, 전류 입력은 상기 트랜스컨덕턴스단의 전류 입력을 구성하며, 전류 출력은 상기 트랜스컨덕턴스단의 상기 N개의 전류 출력들중 하나를 구성하고 아날로그 입력 전압을 나타내는 가변 성분을 갖는 전류를 공급하는, 상기 트랜스컨덕턴스단,
· N개의 제어 입력들과, N개의 전류 입력들과, N개의 전류 출력들을 갖고, 상기 N개의 제어 입력들중 하나에서 수신된 신호에 의해 각각 제어된 N개의 스위치들을 포함하는 스위칭단으로서, 각 스위치의 단자들중 하나는 상기 스위칭단의 N개의 전류 입력들중 하나를 구성하고, 나머지 단자는 상기 스위칭단의 N개의 전류 출력들중 하나를 구성하고, 상기 스위칭단의 N개의 전류 입력들은 상기 트랜스컨덕턴스단의 N개의 전류 출력들에 접속되고, 상기 N개의 제어 입력들은 상기 제어 워드를 수신하는 상기 증폭기의 디지털 입력을 구성하는, 상기 스위칭단, 및
· N개의 전류 입력들과 하나의 전압 출력을 갖는 전류/전압 변환단으로서, 상기 N개의 전류 입력들은 상기 스위칭단의 N개의 전류 출력들에 접속되고, 상기 전압 출력은 상기 증폭기의 아날로그 출력을 구성하고 그의 N개의 전류 입력들에서 수신된 상기 전류들을 나타내는 전압을 공급하는, 상기 전류/전압 변환단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 실시예는 상술한 바와 같은 이득-제어된 증폭기를 제공하는데, 상기 전류/전압 변환단은, 2개의 연속하는 전류 입력들이 R과 같은 공칭값(nominal value)을 갖는 저항을 통해 상호 접속되고, 제어 워드의 최상위 비트에 의해 제어되는 트랜스컨덕턴스단의 출력에 접속된 상기 전류 입력은 R과 같은 공칭값을 갖는 저항을 통해 상기 증폭기의 아날로그 출력에 접속되고, 상기 제어 워드의 최하위 비트에 의해 제어된 트랜스컨덕턴스단의 출력에 접속된 상기 전류 입력은 R과 같은 공칭값을 갖는 저항을 통해 부의 전원 단자에 접속되고, 각각의 나머지 전류 입력들은 2R과 같은 공칭값을 갖는 저항을 통해 부의 전원 단자에 접속되는, R/2R 망을 포함하는 것을 특징으로 한다.
R/2R 망에 의해 실현된 전류/전압 변환은 후자에 의해 점유된 계수(rank)의 함수로서 각 전류 입력에서 수신된 전류의 기여를 가중화하는 것을 허용한다. 따라서, 이러한 구성은 출력에서의 값이 서로 다른 가중값들의 비트들을 갖는 디지털 제어 워드에 의존하는 응용들에 매우 적합하다.
이것은, 바이어싱단의 모든 전류원들이 동일한 구조를 갖고, 제어 워드의 값의 함수로서 그에 의해 공급된 전류값을 제어하는 제어 입력이 각각 제공되는 것을 특징으로 하는, 상술한 바와 같은 이득-제어된 증폭기를 제공하는 본 발명의 변형에 특히 유용하다.
이러한 전류 증폭기에 있어서, 오직 R/2R 망은 제어 워드의 값의 함수로서 증폭기 이득을 제어하는데 필요한 가중을 확보한다.
본 발명의 변형에 있어서, 각 트랜스컨덕턴스 모듈은, 상기 모듈이 접속되는 전류원에 의해 공급된 전류값에 독립적인 가변 성분을 갖는 전류를 상기 전류 출력에서 생성하는 수단을 제공하는 것을 특징으로 하는, 상술한 바와 같은 이득-제어된 증폭기를 제공한다.
본 발명의 이러한 변형은, 아날로그 출력 전압의 DC 레벨이 아날로그 입력 전압에 인가된 이득값을 변형시키지 않고 바이어싱단의 전류원들에 의해 공급된 전류값을 변경하여 설정되는 것을 허용한다.
본 발명의 유리한 실시예에 있어서, 상기 증폭기는 하나의 출력과, 하나는 기준 전압을 수신하는 반면 다른 하나는 증폭기의 출력 전압을 수신하는 2개의 입력들을 갖는 비교기를 포함하며, 상기 비교기의 출력은 상기 바이어싱단의 각 전류원의 제어 입력에 접속되는 것을 특징으로 하는, 상술한 바와 같은 이득-제어된 증폭기를 제공함으로써 이러한 가능성을 개발한다.
또한, 본 발명의 또다른 유리한 실시예는 아날로그 출력 전압의 DC 레벨이 설정되게 하고, 제어 워드의 적어도 한 부분에 의해 어드레싱되고, 제어 워드의 상기 부분의 구성에 대응하는 상기 출력에서 미리 계산된 디지털 값을 공급하는 관련 메모리, 및 상기 관련 메모리의 출력에 접속되는 디지털 입력과, 바이어싱단의 각 전류원의 제어 출력에 접속되는 아날로그 출력을 갖는 D/A 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상술한 바와 같은 이득-제어된 증폭기를 제공한다.
본 발명은 또한,
· 빛을 검출하고 상기 빛을 아날로그 전자 신호들로 변환하는 디바이스,
· 상기 아날로그 전자 신호들을 수신하는 아날로그 신호 입력과, 증폭기의 이득을 제어하기 위한, 제어 워드로 지칭되는 디지털 워드를 수신하는 디지털 입력과, 아날로그 신호 출력을 갖는 증폭기,
· 상기 증폭기의 출력에 접속된 아날로그 입력과, 디지털 출력을 갖는 A/D 변환기, 및
· 상기 A/D 변환기의 출력에 접속된 입력을 갖고, 상기 증폭기에 제어 워드를 인가하는 디지털 처리 유닛을 포함하는 카메라에 있어서,
상기 증폭기는 상술한 바와 같은 증폭기인 것을 특징으로 하는 카메라에 관한 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 양상들은 명백하며 이하 언급된 실시예를 참조하여 명료해질 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이득-제어된 증폭기(AGC)는:
· N개의 출력들을 갖고 N개의 전류원들(IO)로 구성되는 바이어싱단(10)으로서, 각 전류원은 부의 전원 단자(GND)에 접속된 단자를 가지며, 나머지 단자는 상기 N개의 출력들중 하나를 구성하는, 상기 바이어싱단(10),
· 상기 증폭기의 아날로그 입력을 구성하는 전압 입력과, 상기 바이어싱단의 N개의 출력들에 접속된 N개의 전류 입력들과, N개의 전류 출력을 갖고, N개의 트랜스컨덕턴스 모듈들(V/I)에 의해 구성되는 트랜스컨덕턴스단(20)으로서, 각 모듈은 상기 트랜스컨덕턴스단의 전압 입력에 접속된 전압 입력을 갖고, 전류 입력은 상기 트랜스컨덕턴스단의 전류 입력을 구성하며, 전류 출력은 상기 트랜스컨덕턴스단의 N개의 전류 출력들중 하나를 구성하고 상기 아날로그 입력 전압(Vin)을 나타내는 가변 성분을 갖는 전류(Itr)를 공급하는, 상기 트랜스컨덕턴스단(20),
· N개의 제어 입력들과, N개의 전류 입력들과, N개의 전류 출력들을 갖고, N개의 제어 출력들중 하나에서 수신된 신호(C(O), . . . C(N-1))에 의해 각각 제어된 N개의 스위치들을 포함하는 스위칭단(30)으로서, 각 스위치의 단자들중 하나는 상기 스위칭단의 N개의 전류 입력들중 하나를 구성하고, 나머지 단자는 상기 스위칭단의 N개의 전류 출력들중 하나를 구성하며, 상기 스위칭단의 N개의 전류 입력들은 상기 트랜스컨덕턴스단의 N개의 전류 출력들에 접속되고, N개의 제어 입력들은 제어 워드(C(O:N-1))를 수신하는 상기 증폭기의 디지털 입력을 구성하는, 상기 스위칭단(30), 및
N개의 전류 입력들과 하나의 전압 출력을 갖는 전류/전압 변환단(40)으로서, N개의 전류 입력들은 스위칭단의 N개의 전류 출력들에 접속되고, 상기 전압 출력은 상기 증폭기의 아날로그 출력을 구성하고 그의 N개의 전류 입력들에서 수신된 전류를 나타내는 전압(Vout)을 공급하는, 상기 전류/전압 변환단(40)을 포함한다. 이 예에서 이러한 전류/전압 변환단(40)은 R/2R 망이다.
이러한 이득-제어된 증폭기에 있어서, 전류(Itr)는 IO/2+K· Vin· IO/2, 또는 (1+K· Vin)· IO/2 로 쓸 수 있다. 스위칭단의 성질과 R/2R 망의 특성들 때문에, 증폭기의 출력 전압(Vout)은 Itr· R· CODE/2N과 같고(여기서, CODE는 제어 워드의 십진값), 따라서 (1+K· Vin)· R· IO· CODE/2N+1로 쓸 수 있다. 출력 전압과 입력 전압의 가변 성분들 사이의 비로 정의된 동이득(Gd)은 Gd=K· IO· R· CODE/2N+1로 쓸 수 있고 제어 워드의 값 CODE에 의해 효과적으로 정해진다.
트랜스컨덕턴스단의 출력들은 이 경우에 비대칭이다. 이 출력들이 대칭인 경우에, 스위칭단의 스위치들은 두배가 되고, 예를 들어, 전류/전압 변환단은 대칭 아날로그 출력 전압을 공급하는 더블 R/2R 망으로 구성된다.
도 2는 본 발명의 변형에 따른 이득-제어된 증폭기(ACG)에 배열된 트랜스컨덕턴스 모듈(V/I)을 도식적으로 도시한 것이다. 상기 모들은 차동쌍으로 배열된 2개의 트랜지스터들(T1,T2)과, 바이어싱단에서의 전류원(IO)에 상기 트랜지스터들(T1,T2)의 각 에미터에 접속시키는 축퇴(degeneration) 저항들(R1)을 포함한다. T1의 컬렉터는 트랜스컨덕턴스 모듈(V/I)의 출력을 구성하고, 반면 T2의 컬렉터는 저항(R2)을 거쳐 양의 전원 단자(VCC)에 접속된다. T1의 베이스는 T1의 에미터에 접속되는 반전 입력을 갖는 연산 증폭기(A1)의 출력에 접속된다. T2의 베이스는 T2의 에미터에 접속되는 반전 입력을 갖는 연산 증폭기(A2)의 출력에 접속된다. 아날로그 입력 전압(Vin)은 2개의 연산 증폭기들(A1,A2)의 2개의 비반전 입력들 사이에 공급된다. 이러한 배열은 출력 전류(Itr)가 전류원에 의해 공급된 전류(IO)와 관계없는 가변 성분을 갖는 트랜스컨덕턴스 모듈(V/I)의 예이다. 사실상, 상기 트랜지스터들의 베이스-에미터 전압들의 변조는 IO의 편차 때문이고, 상기 연산 증폭기들의 높은 이득에 의해 분할된다. 이 이득이 100보다 높아지므로, 변조는 무시될 것이다. 만약 itr이 트랜스컨덕턴스 모듈의 출력 전류의 가변 성분이고 ic2가 T2의 컬렉터를 통해 흐르는 전류의 가변 성분이면, 그때의 차분 itr-ic2는 Vin/(2· R2)와 같다. itr=-ic2이므로, itr=Vin/(4· R2)이다. 따라서 트랜스컨덕턴스 모듈의 출력 전류는 Itr=IO/2+Vin/(4· R2) 또는 Itr=IO/2+K'· Vin으로 쓸 수 있다. 따라서 도 2에 도시한 바와 같은 트랜스컨덕턴스 모듈(V/I)을 포함하는 도 1에 도시된 바와 같은 이득-제어된 증폭기의 출력 전압(Vout)은 Vout=Itr· R· CODE/2N, 즉 다음과 같다:
Figure PAT00001
따라서, 이러한 트랜스컨덕턴스 모듈은 증폭기의 아날로그 출력 전압의 직류 성분이 이 변조되는 증폭기의 동이득 없이 설정되도록 한다. 이것은 비디오 신호들을 처리하는데 매우 유용하고, 참조 레벨을 구성하는 그들의 DC 레벨을 변경하지 않고 그 발진을 가변 방법으로 증폭시키고, 증폭된 신호를 계속 처리하는데 유용하다.
도 3은 상기 증폭기의 아날로그 출력 전압의 DC 레벨을 설정하는 디바이스를 도식으로 도시한다. 이러한 디바이스는 하나의 출력과 2개의 입력을 갖는 비교기(AO)를 포함하는데, 하나의 입력은 기준 전압(Vref)을 수신하고 반면 나머지 입력은 증폭기의 출력 전압(Vout)을 수신한다. 도 3은 또한 이 예에서 트랜지스터(TO)로 구성된 바이어싱단의 전류원들중 하나를 도시하는데, 그 트랜지스터의 에미터는 저항(RO)을 거쳐 부의 전원 단자(GND)에 접속된다. 트랜지스터(TO)의 베이스는 전류원에 의해 공급된 전류값(IO)을 제어하는 상기 입력을 구성한다. 비교기(AO)의 출력은 바이어싱단의 각 전류원의 제어 입력에 접속된다. 제어 워드의 값 CODE가 Vout의 너무 높은 증가를 이끌고 따라서 TO의 전도의 감소를 이끈다. IO가 감소하고, 이것은 식 Vout=IO· R· CODE/2N+1+K'· Vin· CODE/2N으로 표시된 아날로그 입력 전압(Vout)의 직류 성분에서 CODE의 감소를 보상한다. 동이득은 변하지 않는다.
도 4는 증폭기의 아날로그 출력 전압의 DC 레벨을 설정하는 또다른 디바이스를 도식으로 도시한다. 이러한 디바이스는 제어 워드(C(P:N-1))의 적어도 한 부분에 의해 어드레싱된 관련 메모리(AM)를 포함하고, 상기 출력에 미리 계산된 디지털 값을 공급하고, 상기 제어 워드(C(P:N-1))의 상기 부분의 구성에 대응한다. 설정 디바이스는 또한 관련 메모리(AM)의 출력에 접속된 디지털 입력을 갖는 D/A 변환기(DAC)를 포함한다. 도 4는 또한 바이어싱단의 전류원들중 하나를 도시하는데 여기는 트랜지스터(TO)로 구성되고 트랜지스터의 에미터는 저항(RO)을 거쳐 부의 전원 단자(GND)에 접속된다. 트랜지스터(TO)의 베이스는 전류원에 의해 공급된 전류(IO)의 값을 제어하는 상기 입력을 구성한다. D/A 변환기(DAC)는 상기 바이어싱단의 각 전류원의 제어 입력에 접속된다. 관련 메모리는 전류(IO)의 값이 빠르게 조정되도록 한다. 사실 관련 메모리(AM)를 어드레싱하는 제어 워드(C(P:N-1))의 상기 부분의 각각의 또다른 구성은 상기 메모리에서의 저장된 값에 대응하고, 그 값은 상기 아날로그 출력 전압의 직류 성분의 값을 가리키는 식에 근거하여 미리 계산되었다. 이것은 CODE값의 함수로서의 바이어싱 전류(IO)에 대한 값을 상호적으로 생성하는데, 반면에 DC 레벨의 값은 고정된다. 따라서 이 CODE값과 연관된 상기 디지털 워드는 아날로그 형태로 한번 변환된 워드가 될 것이고, 그것이 상기 미리 계산된 전류(IO)를 공급하도록 TO의 베이스를 제어할 것이다. 관련 메모리(AM)를 어드레싱하는 제어 워드(C(P:N-1))의 많은 부분의 수 N-P-1이 증가하면 할수록, 미리 계산된 값을 더 포함할 수 있고 한정을 더 명확히 할 수 있다. 아날로그 출력 전압을 DC 레벨 설정은 이렇게 개선된다.
도 5는 본 발명에 따라 이득-제어된 증폭기를 포함하는 카메라를 부분적으로 설명하는 선도를 도시하고 있다. 이러한 카메라는:
· 빛을 검출하고 상기 빛을 아날로그 전자 신호들(ES)로 변환하는 디바이스(LD),
· 상기 아날로그 전자 신호들(ES)을 수신하는 아날로그 신호 입력과, 상기 이득을 제어하기 위한, 제어 워드로 지칭되는 디지털 워드(C(O:N-1))를 수신하는 디지털 입력과, 아날로그 출력을 갖는 상술한 증폭기(AGC),
· 상기 증폭기(AGC)의 출력에 접속된 아날로그 입력과, 디지털 출력을 갖는 A/D 변환기(ADC), 및
· 상기 A/D 변환기(ADC)의 출력에 접속되는 입력을 갖고, 증폭기(AGC)에 디지털 제어 워드(C(O:N-1))를 전송하는 디지털 처리 유닛(DPU)을 포함한다.
본 발명은 제어 워드가 아날로그 입력 전압을 증폭시키는 결과에 근거하여 직접 작동하는 증폭기를 제공함으로써 이러한 결점들을 개선하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 이득-제어된 증폭기를 부분적으로 예시하는 도면.
도 2는 본 발명의 변형에 따라 이득-제어된 증폭기에 배열된 트랜스컨덕턴스 모듈을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 양호한 실시예에 따라 이득-제어된 증폭기에서 DC 레벨을 설정하는 디바이스를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 양호한 실시예에 따라 이득-제어된 증폭기에서 DC 레벨을 설정하는 디바이스를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 이득-제어된 증폭기를 사용한 카메라를 부분적으로 예시하는 도면.
※ 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
10 : 바이어싱단 20 : 트랜스컨덕턴스단
30 : 스위칭단 40 : 전류/전압 변환단
AGC : 이득-제어된 증폭기 V/I : 트랜스컨덕턴스 모듈

Claims (8)

  1. 아날로그 입력 전압을 수신하는 아날로그 입력과, 이득-제어된 증폭기의 이득을 제어하기 위한, 제어 워드로 지칭되는 N 비트들의 워드를 수신하는 디지털 입력과, 아날로그 출력 전압을 공급하는 아날로그 출력을 갖는 이득-제어된 증폭기에 있어서:
    상기 증폭기의 아날로그 입력을 구성하는 전압 입력과, N개의 전류 출력들을 갖는 트랜스컨덕턴스단(transconductance stage)으로서, 각 N개의 전류 출력에서, 상기 아날로그 입력 전압을 나타내는 가변 성분을 갖는 전류를 생성하는 수단을 제공하는, 상기 트랜스컨덕턴스단,
    N개의 제어 입력들을 갖고 상기 N개의 제어 입력들중 하나에서 수신된 신호에 의해 각각 제어된 N개의 스위치들을 포함하는 스위칭단으로서, 각 스위치는 상기 트랜스컨덕턴스단의 전류 출력들중 하나의 활성화 또는 비활성화를 제어하고, 상기 N개의 제어 입력들은 상기 제어 워드를 수신하는 상기 증폭기의 디지털 입력을 구성하는, 상기 스위칭단, 및
    N개의 전류 입력들과 하나의 전압 출력을 갖는 전류/전압 변환단으로서, 상기 N개의 전류 입력들은 상기 트랜스컨덕턴스단의 N개의 전류 출력들에 접속되며, 상기 전압 출력은 상기 증폭기의 아날로그 출력을 구성하고 상기 N개의 전류 입력들에서 수신된 상기 전류들을 나타내는 전압을 공급하는, 상기 전류/전압 변환단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이득-제어된 증폭기.
  2. 아날로그 입력 전압을 수신하는 아날로그 입력과, 이득-제어된 증폭기의 이득을 제어하기 위한, 제어 워드로 지칭되는 N 비트들의 워드를 수신하는 디지털 입력과, 아날로그 출력 전압을 공급하는 아날로그 출력을 갖는 이득-제어된 증폭기에 있어서:
    N개의 출력들을 갖고 N개의 전류원들에 의해 구성되는 바이어싱단으로서, 각 전류원은 부의 전원 단자에 접속된 단자를 가지며, 나머지 단자는 상기 N개의 출력들중 하나를 구성하는, 상기 바이어싱단,
    상기 증폭기의 아날로그 입력을 구성하는 전압 입력과, 상기 바이어싱단의 N개의 출력들에 접속된 N개의 전류 입력들과, N개의 전류 출력들을 갖고, N개의 트랜스컨덕턴스 모듈들에 의해 구성되는 트랜스컨덕턴스단으로서, 각 모듈은 상기 트랜스컨덕턴스단의 전압 입력에 접속된 전압 입력을 갖고, 전류 입력은 상기 트랜스컨덕턴스단의 전류 입력을 구성하고, 전류 출력은 상기 트랜스컨덕턴스단의 상기 N개의 전류 출력들중 하나를 구성하고 상기 아날로그 입력 전압을 나타내는 가변 성분을 갖는 전류를 공급하는, 상기 트랜스컨덕턴스단,
    N개의 제어 입력들과, N개의 전류 입력들과, N개의 전류 출력들을 갖고, 상기 N개의 제어 입력들중 하나에서 수신된 신호에 의해 각각 제어된 N개의 스위치들을 포함하는 스위칭단으로서, 각 스위치의 단자들중 하나는 상기 스위칭단의 N개의 전류 입력들중 하나를 구성하고, 나머지 단자는 상기 스위칭단의 N개의 전류 출력들중 하나를 구성하고, 상기 스위칭단의 N개의 전류 입력들은 상기 트랜스컨덕턴스단의 N개의 전류 출력들에 접속되고, 상기 N개의 제어 입력들은 상기 제어 워드를 수신하는 상기 증폭기의 디지털 입력을 구성하는, 상기 스위칭단, 및
    N개의 전류 입력들과 하나의 전압 출력을 갖는 전류/전압 변환단으로서, 상기 N개의 전류 입력들은 상기 스위칭단의 N개의 전류 출력들에 접속되고, 상기 전압 출력은 상기 증폭기의 아날로그 출력을 구성하고 그의 N개의 전류 입력들에서 수신된 상기 전류들을 나타내는 전압을 공급하는, 상기 전류/전압 변환단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이득-제어된 증폭기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전류/전압 변환단은,
    2개의 연속하는 전류 입력들이 R과 같은 공칭값(nominal value)을 갖는 저항을 통해 상호 접속되고,
    상기 제어 워드의 최상위 비트에 의해 제어되는 상기 트랜스컨덕턴스단의 출력에 접속된 상기 전류 입력은 R과 같은 공칭값을 갖는 저항을 통해 상기 증폭기의 아날로그 출력에 접속되고,
    상기 제어 워드의 최하위 비트에 의해 제어되는 상기 트랜스컨덕턴스단의 출력에 접속된 상기 전류 입력은 R과 같은 공칭값을 갖는 저항을 통해 부의 전원 단자에 접속되고,
    각각의 나머지 전류 입력들은 2R과 같은 공칭값을 갖는 저항을 통해 부의 전원 단자에 접속되는, R/2R 망을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이득-제어된 증폭기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바이어싱단의 모든 전류원들은 동일한 구조를 갖고, 상기 제어 워드의 값의 함수로서 그에 의해 공급된 전류값을 제어하는 제어 입력이 각각 제공되는 것을 특징으로 하는, 이득-제어된 증폭기.
  5. 제4항에 있어서,
    각 트랜스컨덕턴스 모듈은, 상기 모듈이 접속되는 상기 전류원에 의해 공급된 상기 전류값에 독립적인 가변 성분을 갖는 전류를 상기 전류 출력에서 생성하는 수단을 제공하는 것을 특징으로 하는, 이득-제어된 증폭기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 증폭기는 하나의 출력과, 하나는 기준 전압을 수신하는 반면 다른 하나는 상기 증폭기의 출력 전압을 수신하는 2개의 입력들을 갖는 비교기를 포함하며,
    상기 비교기의 출력은 상기 바이어싱단의 각 전류원의 상기 제어 입력에 접속되는 것을 특징으로 하는, 이득-제어된 증폭기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 증폭기는 상기 제어 워드의 적어도 하나의 부분에 의해 어드레싱되고, 상기 제어 워드의 상기 부분의 구성에 대응하는 그 출력에서 미리 계산된 디지털 값을 공급하는 관련 메모리를 포함하고, 또한 상기 관련 메모리의 출력에 접속되는 디지털 입력과, 상기 바이어싱단의 각 전류원의 상기 제어 입력에 접속되는 아날로그 출력을 갖는 D/A 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이득-제어된 증폭기.
  8. 빛을 검출하고 상기 빛을 아날로그 전자 신호들로 변환하는 디바이스와,
    상기 아날로그 전자 신호들을 수신하는 아날로그 신호 입력과, 증폭기의 이득을 제어하기 위한, 제어 워드로 지칭되는 디지털 워드를 수신하는 디지털 입력과, 아날로그 신호 출력을 갖는 증폭기,
    상기 증폭기의 상기 출력에 접속된 아날로그 입력과, 디지털 출력을 갖는 A/D 변환기, 및
    상기 A/D 변환기의 출력에 접속된 입력을 갖고, 상기 증폭기에 상기 제어 워드를 인가하는 디지털 처리 유닛을 포함하는 카메라에 있어서:
    상기 증폭기는 제1, 2, 및 4 내지 7 항 중 어느 한 항에 청구되는 증폭기인 것을 특징으로 하는, 카메라.
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