MX2008007417A - Componentes pasivos variables con seleccion y control de valor de alta resolucion. - Google Patents

Abstract

El presente sistema proporciona un método para variar el valor de componentes pasivos en circuitos electrónicos; los componentes pasivos pueden variar desde resistores, capacitores e inductores básicos hasta complejos, estructuras como líneas de transmisión y cavidades resonantes; la selección y variación de valor puede realizarse ya sea en forma dinámica durante la operación del circuito o como una parte de un tiempo del procedimiento de fabricación según determinen los requerimientos de la aplicación específica; se utiliza un circuito convertidor de digital a análogo (DAC) para introducir digitalmente los datos de selección de valor, y la selección de valor de control con la resolución de valor depende de la resolución del DAC; se proporciona una modalidad alternativa para una operación de alta frecuencia.

Description

COMPONENTES PASIVOS VARIABLES CON SELECCION Y CONTROL DE VALOR DE ALTA RESOLUCION REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de la solicitud de patente provisional de E.U.A. No. 60/734,516, presentada el 7 de noviembre, 2005, la cual se incorpora en su totalidad a la presente como referencia Una parte de la descripción de este documento de patente contiene material que está sujeto a protección de derechos de autor. El propietario de los derechos de autor no tiene objeción en que alguien realice la edición facsímil del documento de patente o de la descripción de patente, ya que aparece en los registros o archivos de patente de la Oficina de Patentes y Marcas, pero por otro lado se reserva todos los derechos de autor.

CAMPO DE LA INVENCION El sistema de la presente se refiere al campo de componentes variables, pasivos, electrónicos.

TECNICA ANTERIOR A través de la historia de la electrónica, las características y consecuencias inherentes asociadas con la presencia de componentes pasivos de valor fijo han impactado el desempeño de circuitos. Las características incluyen tolerancias de componentes, acumulación de tolerancia, el costo relativamente alto de utilizar componentes de alta precisión, sistemas de circuitos añadidos requeridos para proveer control de precisión o valores de componente o características de desempeño establecidos de manera precisa, y cambios en el valor de componentes o desempeño producidos por envejecimiento de componentes, historia de operación, y cambios en las condiciones ambientales. La figura 1 ilustra una solución idealizada en forma de un resistor variable R100, capacitor variable C100 e inductor variable L100. Estos componentes se pueden comparar en naturaleza a los dispositivos pasivos de la presente que reemplazan, pero cuyo valor se puede ajustar para proveer un desempeño casi nominal sobre condiciones de operación ampliamente variables. La variabilidad puede ser ya sea parte de los procedimientos de fabricación, o estar dinámicamente disponible durante la operación real, según lo determinado en una base de caso por caso. Una aplicación útil ilustrada está relacionada con proveer una terminación compleja, coincidente (Z100) para una estructura de línea de transmisión (TL 00).

Como resultado de los beneficios desde hace tiempo reconocidos asociados con el uso de componentes pasivos variables, se han desarrollado técnicas para proveer esta capacidad utilizando la técnica actual. La efectividad de las técnicas está generalmente limitada a tipos específicos de componentes sobre una escala limitada de condiciones de operación tales como nivel de energía o frecuencia. Un ejemplo de un resistor variable digitalmente controlado de la técnica actual se muestra en la figura 2A. Una red de resistores conmutados se utiliza con FET de control de manera que el encendido de uno o más FET coloca a los resistores en paralelo, reduciendo el valor resistivo efectivo de la combinación. Las redes de resistores se implementan con más frecuencia como estructuras en serie con uno o más FET utilizados para poner en corto circuito los resistores no deseados en la cadena. Para los resistores, los controles de selección de valor son mucho más simples con conexión en serie. Las estructuras de capacitor conmutado típicamente son configuradas como redes paralelas, nuevamente simplificando los controles de selección de valores. Otras ¡mplementaciones de componentes de valor variable generalmente realizan la función pero pueden tener un impacto importante en el circuito o un desempeño limitado. La figura 2B ilustra el uso de la resistencia de canal de un FET como un resistor variable (note que el resistor R206 es variable implicando alguna forma de control de voltaje de compuertas). Entre las características indeseables de este método está el gran número de componentes no utilizados y las características de los conmutadores FET. Cuando se ha seleccionado un valor, por lo general existen muchos componentes no utilizados. Típicamente, esto no es un problema importante para una red de resistores integrados pero las redes de capacitores conmutados pueden requerir capacitores discretos para realizar grandes valores, elevando el costo y utilizando un área de tarjeta de circuito que puede ser utilizada para el sistema de circuitos de funcionamiento. Los FET de conmutación también pueden presentar problemas importantes. Si se mantienen pequeños para reducir al mínimo el uso de área de chip, tienden a tener resistencia importante que se ve agravada por su rápido incremento de resistencia con la temperatura (una sensibilidad experimentada incluso a un grado mayor por el circuito para la figura 2B). Si los FET son agrandados para reducir la resistencia, consumen una mayor área. De cualquier forma, existe un incentivo para reducir al mínimo el número de dispositivos conmutados (4 bits es más común con 8 bits el máximo generalmente encontrado), limitando así la resolución del valor de componente. La figura 2C ilustra un diodo varactor, el cual provee la función de un capacitor variable controlado. La implementacion requiere un voltaje de control DC y aislamiento DC. El uso está generalmente limitado a aplicaciones RF en donde la capacitancia de diodo pequeño bajo desviación de unión inversa produce valores adecuados para operación del circuito. Los inductores son componentes particularmente difíciles para ¡mplementar la variabilidad debido a que con frecuencia están enrollados alrededor de un material de núcleo magnético. La modificación de la relación geométrica entre el material de núcleo y el devanado provee una capacidad de ajuste de inductancia. Sin embargo, la capacidad de ajuste por lo general es una configuración mecánica siendo en gran medida impráctico un ajuste en tiempo real, particularmente a altas frecuencias. Una cuestión importante asociada con la realización de variabilidad de valor de componentes es almacenamiento de energía, que es una función del valor de componente (ya sea de naturaleza primaria o parásita). La alteración de un valor de componente típicamente involucra movimiento de energía hacia o fuera de los mecanismos de almacenamiento asociados con el tipo específico de componente pasivo, limitando así de manera importante la velocidad de operación del circuito. Para muchas aplicaciones, sería altamente benéfico poder cambiar el valor de componente aparente sin requerir una transferencia de energía importante. Por lo tanto, es altamente aconsejable implementar una variación de valor de bajo costo, de alta resolución para componentes pasivos comunes.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION El sistema de la presente es un circuito convertidor electrónico de digital a analógico (DAC) que provee medios para detectar la corriente que fluye a través de un componente pasivo y corriente adicional de suministro o drenaje de manera que el valor del componente pasivo parece variar de su valor real o fijo. El término "valor fijo" no pretende implicar que el valor de componente pasivo no varía con condiciones ambientales o de aplicación de circuito, o que incluye una variación de tolerancia inicial. Más que invariable, el término "valor fijo" significa el valor real instantáneo del componente (o característica de componente) en el circuito especifico y bajo las condiciones ambientales reales en las cuales opera. El sistema de la presente emplea retroalimentación para que la corriente adicional rastree la corriente que fluye a través del componente pasivo. El DAC funciona como un suministro para la corriente adicional y la suministra directamente o funciona como una referencia para circuitos externos de transmisión de corriente. Las entradas digitales al DAC funcionan para establecer la ganancia del DAC y proveer así ajuste de alta resolución del valor de componente variable equivalente. Se pueden realizar resoluciones iguales o superiores a 24 bits, en donde la resolución está principalmente limitada por la resolución y frecuencia de operación DAC combinada en cada aplicación específica. En una o más modalidades, el sistema de la presente está acoplado a un componente pasivo de valor fijo dentro de un circuito electrónico, con lo cual la operación del sistema de la presente produce operación a través del circuito electrónico sustancialmente equivalente a lo que se produciría por un valor alterado del componente pasivo de valor fijo. En una o más modalidades del sistema de la presente, el valor del componente pasivo de valor fijo es un componente lineal.

En una o más modalidades del sistema de la presente, el valor del componente pasivo de valor fijo es un componente no lineal. En una o más modalidades del sistema de la presente, el componente pasivo de valor fijo es una característica de un componente activo tal como una capacitancia de unión de semiconductor. En una o más modalidades del sistema de la presente, un amplificador de transimpedancia detecta la corriente a través del componente pasivo de valor fijo. En una o más modalidades del sistema de la presente, la salida del amplificador de transimpedancia está acoplada a una entrada de referencia de voltaje DAC. En una o más modalidades, el sistema de la presente incluye un resistor de detección de corriente en serie con el componente pasivo del valor fijo. En una o más modalidades del sistema de la presente, la señal de retroalimentacion del resistor de la sección de corriente está acoplada a una entrada de referencia de voltaje DAC. En una o más modalidades, el sistema de la presente incluye un DAC que directamente origina o disipa corriente desde los nodos de circuito que terminan la combinación en serie del componente pasivo de valor fijo y el resistor de detección de corriente. En una o más modalidades, el sistema de la presente incluye un DAC que provee corriente de referencia para sistema de circuitos externos de transmisión que origina o disipa corriente de nodos de circuito que terminan la combinación en serie del componente pasivo de valor fijo y el resistor de detección de corriente. En una o más modalidades, el sistema de la presente incluye un sistema de circuitos externos de transmisión con detección de corriente de un solo lado y salida única para accionar un componente pasivo de desviación con el resistor de detección de corriente conectado a tierra. En una o más modalidades, el sistema de la presente incluye sistema de circuitos externos de transmisión con detección de corriente diferencial y salidas diferenciales para accionar un componente pasivo en serie con el resistor de detección de corriente flotante. En una o más modalidades, el sistema de la presente incluye sistema de circuitos externos de transmisión para aplicaciones de alta corriente, que incluye un o más amplificadores de corriente de salida que tienen tanto entradas diferenciales como salidas diferenciales. En una o más modalidades del sistema de la presente, el componente pasivo de valor fijo es una estructura distribuida tal como una línea de transmisión, cavidad resonante, línea ranurada, sintonizador de adaptador, guía de onda o antena. En una o más modalidades del sistema de la presente, más de un DAC controla la inyección o retiro de corriente de un solo par de nodos. En una o más modalidades del sistema de la presente, la retroalimentación de detección de corriente se toma de un componente pasivo conectado entre nodos en los cuales la corriente no es inyectada ni retirada en respuesta a la retroalimentación de detección de corriente. En una o más modalidades del sistema de la presente, el sistema provee señales que están acopladas entre dos o más componentes pasivos de valor fijo. En una o más modalidades, se varía uno o más componentes variables del sistema de la presente como una función de frecuencia para que el circuito funcione como un filtro de rastreo.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una ilustración de un número de componentes pasivos variables que se pueden realizar a través de diversas modalidades del sistema de la presente; la figura 2A es un diagrama de circuito de una red de resistores conmutados; la figura 2B es un diagrama de circuito de una realización de FET de un resistor variable; la figura 2C es un diagrama de circuito de una realización de diodo varactor de un capacitor variable; la figura 3A es un diagrama de circuito de un resistor en serie de valor fijo; la figura 3B es un diagrama de circuito de un resistor de desviación de valor fijo a tierra; la figura 3C es un diagrama de circuito del resistor de la figura 3A que incorpora una modalidad resistiva de la función de detección de corriente del sistema de la presente; la figura 3D es un diagrama de circuito de un resistor de la figura 3B que incorpora una modalidad resistiva de la función de detección de corriente del sistema de la presente; la figura 3E es un diagrama de circuito del circuito de la figura 3C con el resistor de valor fijo reemplazado por un capacitor de valor fijo; la figura 3F es un diagrama de circuito del circuito de la figura 3D con el resistor de valor fijo reemplazado por un capacitor de valor fijo; la figura 3G es un diagrama de bloques funcional de una modalidad del sistema de la presente; la figura 3H es un diagrama de bloques funcional de una modalidad del sistema de la presente con resistor de detección de corriente flotante; la figura 31 es un diagrama de bloques funcional de la modalidad preferida del sistema de la presente que incorpora detección de corriente de cero impedancia; la figura 3J es un diagrama de circuito simplificado de la función del amplificador de transimpedancia mostrado en la figura 31; la figura 4A es un diagrama de circuito que ilustra el uso de valor de componente variable para controlar la amplitud de señal de salida; la figura 4B es un diagrama de circuito que ilustra medios para la realización de la variabilidad de componente como se ilustra en la figura 4A; la figura 4C es un diagrama de circuito que ilustra medios alternos para la realización de la variabilidad de componente como se ilustra en la figura 4B; la figura 5A es un diagrama de circuito de una modalidad de una sola salida de sistema de la presente; la figura 5B es un diagrama de circuito de una modalidad de salida diferencial del sistema de la presente; la figura 6 es un diagrama de bloques funcional de una modalidad de resistor variable del sistema de la presente; la figura 7 es un diagrama de bloques funcional de una modalidad de resistor variable del sistema de la presente con polaridad de alimentación de corriente alterna; la figura 8 es un diagrama de bloques funcional de una modalidad de resistor variable del sistema de la presente con capacidad de ajuste fino; la figura 9 es un diagrama de bloques funcional de una modalidad de resistor variable de alta corriente del sistema de la presente, la figura 10 es un diagrama de bloques funcional del sistema de la presente que ilustra la señal de bucle abierto que se acopla desde un segundo componente pasivo con un primer componente pasivo variable; la figura 11 es una ilustración de las características de frecuencia RF de una modalidad de filtro de rastreo del sistema de la presente; la figura 12 es una ilustración de las características de frecuencia IF de una modalidad de filtro de rastreo del sistema de la presente; la figura 13 es un diagrama de bloques funcional de un sistema receptor genérico que emplea filtros convencionales; y la figura 14 es un diagrama de bloques funcional del sistema receptor genérico de la figura 13 implementado con modalidades de múltiples filtros de rastreo del sistema de la presente.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION El sistema de la presente se refiere a componentes pasivos variables con selección y control de valor digital de alta resolución. En la siguiente descripción, se exponen numerosos detalles específicos para proveer una descripción más completa de modalidades del sistema. Sin embargo, es evidente que para un experto en la técnica, el sistema puede ser practicado sin estos detalles específicos. En otros casos, no se han descrito las características conocidas a detalle para no confundir el sistema. Con excepción de lo aquí indicado, los componentes y conexiones comunes, identificados con designadores de referencia comunes funcionan de manera similar en cada circuito. El sistema de la presente es un circuito convertidor de digital a analógico que provee la capacidad de variar dinámicamente el valor aparente de componentes pasivos al sistema de circuitos al cual están acoplados en una amplia escala en circuitos electrónicos analógicos y de señal mixta. El término "valor fijo" no implica que el valor del componente no varíe con condiciones de operación o ambientales, sino más bien representa el valor de componente al momento de operar en el sistema de circuito sin operación del sistema de la presente para alterar su valor aparente. El término "componentes pasivos" representa cualquiera de partes pasivas discretas individuales o características pasivas de otros componentes tales como diodos, transistores de unión bipolar, FET, etc. Los componentes pasivos pueden ser lineales o no lineales. Una consideración en la implementación del sistema de la presente es si el componente pasivo tiene o no una de sus terminales conectadas a tierra (o bien una referencia flotante o nodo de retorno). Los componentes conectados a tierra generalmente son más fáciles de variar con una selección más amplia de implementaciones que para un componente pasivo arbitrariamente conectado. Un elemento del sistema de la presente son medios para detectar la corriente que fluye a través del componente pasivo de valor fijo cuyo valor aparente se variará. Los medios ejemplares de detección de corriente es a través de la adición de un resistor de detección de corriente de valor pequeño colocado en serie con el componente pasivo. Las figuras 3A a 3F ilustran algunas de las diversas configuraciones de componentes pasivos, cada una con resistores de detección de corriente agregados en serie. Una modalidad del sistema de la presente se ilustra en la figura 3G. DAC310 es un DAC de salida de corriente con una entrada de referencia de voltaje VREF. El resistor de detección de corriente 320 se coloca en serie con un componente pasivo de valor fijo 330. El voltaje a través del resistor 320 es una representación de la corriente a través del componente pasivo 320 y se aplica a la entrada de referencia de DAC 310. Dentro del ancho de banda del amplificador de referencia DAC, la corriente de salida mantiene la misma forma característica como una función de tiempo, que aquella a través del componente pasivo de valor fijo. De esta manera, la salida del DAC es equivalente a un componente pasivo de valor fijo del mismo tipo que el componente pasivo 330 colocado en paralelo con el componente pasivo 330. El valor del "componente paralelo agregado" se determina mediante escala de la corriente de salida DAC a través de la configuración de entrada digital DAC. Para algunas aplicaciones, el valor aparente del componente de valor fijo se puede alterar entre ciclos hasta alguna frecuencia. Como se muestra en la figura 3G, las salidas de DAC están interacopladas de manera que la corriente de salida DAC positiva fluye en la misma dirección que una corriente positiva a través del resistor de detección. Si el componente pasivo es un capacitor, la configuración mostrada haría parecer al capacitor más grande en valor. Si el componente pasivo es un resistor o inductor, la combinación paralela aparente sería un valor más pequeño. Si las salidas positiva y negativa del DAC se intercambian, como se muestra en la figura 8, el valor del capacitor disminuiría aparentemente y aquel de un resistor o inductor incrementaría. Así, el sistema de la presente puede producir fácilmente valores de componentes negativos. El cambio de valor es desde luego de naturaleza dinámica y no provee almacenamiento de energía. La figura 3H ilustra una modalidad alterna con resistor de detección de corriente flotante. La modalidad de la figura 3G se utiliza por lo general para componentes que están acoplados a tierra. A continuación se discute una modalidad para uso con componentes no conectados a tierra. Nótese que la adición de cualquier resistencia en serie con el componente pasivo 330 puede impactar el desempeño del circuito para algunas aplicaciones. Más adelante se discute una alternativa en la modalidad de detección de corriente de amplificador de transimpedancia. Además, los DAC por lo regular no están diseñados para ese tipo de aplicación y operan utilizando una referencia de voltaje DC. Como resultado, el ancho de banda del amplificador de entrada de referencia puede estar limitado (alrededor de 500KHz). Sin embargo, en algunos de los DAC más nuevos, este ancho de banda son 10 s de MHz. La modalidad para componentes flotantes provee medios directos para evitar la limitación del ancho de banda del amplificador de referencia e implementar el sistema de la presente a frecuencias RF.

Modalidad de detección de corriente de amplificador de transimpedancia Las figuras 31 y 3J ilustran un método para detectar la corriente en componentes de desviación a tierra cuando sea factible. Dentro del ancho de banda del amplificador de transimpedancia, la corriente es detectada mientras la terminal de componente pasivo se mantiene a tierra virtual. El uso del amplificador de transimpedancia evita la degradación del desempeño ocasionada por la presencia de un resistor de detección de corriente o cualquier voltaje desfasado asociado con el amplificador de referencia DAC que puede o no ser fácilmente corregible. Los amplificadores de transimpedancia de banda ancha se pueden realizar con retroalimentacion debidamente diseñada. Es aconsejable tener el sistema de circuitos de amplificador de transimpedancia integrado en el circuito integrado DAC con selección de retroalimentacion extema por parte del usuario. La figura 3J ilustra una modalidad de un amplificador de transimpedancia 350.

Circuito equivalente de componente variable La figura 4A es un esquema que ilustra uno de los métodos para el uso e implementacion de un componente variable. VSOURCE1 es una fuente de voltaje que genera una forma de onda de salida arbitraria en el nodo N401. El voltaje de salida VO en el nodo N402 es una representación de amplitud reducida del voltaje en el nodo N401. La reducción de amplitud se produce a través de una red divisora de resistores conformada por el resistor R401 que acopla el nodo N401 con el nodo N402 y un equivalente de resistor conformado por la combinación paralela de los resistores R402 y R403, los cuales acoplan el nodo N402 a tierra. El resistor R402 es variable y se utiliza para compensar variaciones en los valores de los resistores R401 y R403, proporcionando asi la relación deseada de los voltajes en los nodos N401 y N402. La corriente que fluye a través del resistor R402 es IR402. Un circuito equivalente para mantenimiento de la relación de voltajes en los nodos N401 y N402 se muestra en la figura 4B. Una segunda fuente de voltaje VSOURCE2 acopla el nodo N403 con la tierra y se conecta en serie con el resistor R404, que acopla el nodo N403 con el nodo N402. La fuente de voltaje VSOURCE2 y resistor R404 operan en conjunto para que la corriente a través del resistor R404 sea IR402, igual que la corriente que fluye a través del resistor R402 de la figura 4A. De esta manera, la combinación de la fuente de voltaje VSOURCE2 y resistor R404 es el equivalente funcional del resistor variable R402. Por lo regular, la salida de fuente de voltaje VSOURCE2 será variable y el valor del resistor R404 será fijo. La figura 4C es una representación alterna al circuito mostrado en la figura 4B. La fuente de corriente ISOURCE2 acopla el nodo N402 con la tierra y reemplaza la combinación en serie de la fuente de voltaje VSOURCE2 y resistor R404. La corriente suministrada es IR402 de manera que la fuente de corriente es el equivalente funcional del resistor variable R403 en la figura 4A. Para las modalidades ilustradas en las figuras 3G, 3H, 31, 6, 7, 8, 10 y 11 , la salida provee directamente la fuente de corriente ISOURCE2 desde una salida de corriente DAC. Para la modalidad ilustrada en la figura 9, la fuente de corriente ISOURCE2 es provista por la combinación de salida de corriente DACDAC3 0 y el amplificador de corriente 900A.

Modalidad para selección de valor de componente pasivo genérico Como se discutió anteriormente, los DAC actualmente disponibles con frecuencia son de uso limitado para la modalidad ilustrada en la figura 3G y la modalidad de amplificador de transimpedancia ¡lustrada en la figura 31. Esto se puede deber al ancho de banda limitado de la entrada de referencia analógica. Aunque algunos dispositivos tienen un ancho de banda de referencia de varios MHz, la mayoría está limitada a aproximadamente 500KHz. Para el sistema de la presente, esto limitaría el uso a aplicaciones de audio o equivalentes. Las modalidades ilustradas en las figuras 5A y 5B representan modalidades para la realización del nivel más alto de velocidad y desempeño evitando al mismo tiempo las limitaciones de referencia DAC. Estas modalidades utilizan el DAC en una configuración para establecer la ganancia de un amplificador diferencial. El amplificador diferencial funciona como la entrada o elemento de detección. La figura 5A muestra una versión de un solo extremo para uso con componentes en desviación a tierra. La figura 5B muestra el circuito de doble extremo más general que se utilizará con componentes entre dos nodos de circuitos arbitrarios. El circuito de la figura 5B también se puede utilizar con referencia a tierra en lugar de aquel mostrado en la figura 5A. Ambas configuraciones tienen la ventaja adicional de evitar el problema con el ancho de banda limitado para la entrada de referencia. Cada una tiene un circuito de entrada de amplificador diferencial de alta velocidad que permite que se utilicen DAC estándar con un nivel de referencia DC, típicamente a tierra. La configuración mostrada en la figura 5A es una versión de una sola salida de la configuración de la figura 5B.

Modalidad de corriente alta Además del ancho de banda limitado de la entrada de referencia, otro problema en el uso de DAC de la técnica actual es su capacidad de corriente de salida limitada. Muchas aplicaciones de componente variable simplemente requieren niveles de corriente más altos que los 20 miliamperes que es la salida máxima típica para la mayoría de los DAC. Una solución para el problema de capacidad de corriente sería simplemente incrementar la capacidad de salida de corriente del DAC. Sin embargo, este método solamente puede ser utilizado para lograr un incremento limitado antes de que afecte la naturaleza y realización del circuito integrado y su funcionalidad. No obstante, los valores de componente variable pueden ser tan valiosos en circuitos de energía de corriente elevada como en aplicaciones de comunicación y procesamiento digital de baja energía. Una solución general involucra la adición de un amplificador de corriente diferencial a la salida del DAC de control como se muestra en la figura 9. La salida positiva de DAC310 DAC se acopla a la entrada positiva del amplificador de corriente diferencial 900A. La salida negativa de DAC310 DAC se acopla a la entrada negativa del amplificador de corriente diferencial 900A. La salida positiva del amplificador de corriente 900A se acopla al resistor R602 en el nodo N301. La salida negativa del amplificador de corriente 900A se acopla a tierra en el nodo N200. Como con previas configuraciones, las salidas del amplificador de corriente 900A, se pueden cambiar con la salida negativa acoplada al nodo N301 y la salida positiva acoplada a tierra en el nodo N200, siempre que el cambio correspondiente se realice en la entrada digital al DAC310 DAC. Para aplicaciones de corriente elevada, se puede requerir el uso del amplificador de corriente 900A. Para aplicaciones de corriente moderadamente superior de hasta uno cuantos amperes, se puede evitar la necesidad de un amplificador de corriente separado 900A a través de una modalidad alterna. Dos formas de estas modalidades alternas se ilustran en las figuras 5A y 5B implementadas con circuitos de salida individuales de corriente elevada o múltiples de corriente más baja, formados por los espejos de corriente a contrafase. El uso de las modalidades alternas de las figuras 5A y 5B para resolver el problema de capacidad de corriente DAC limitada tiene la ventaja adicional de evitar de manera simultánea el problema del ancho de banda limitado de la entrada de referencia previamente descrita.

Selección de valor de componente utilizando controles múltiples La figura 10 ilustra una configuración en donde se utilizan dos DAC separados para variar un solo componente. Estrictamente hablando, esta configuración altera la forma de onda de la corriente que fluye a través del componente pasivo 330A que es variada para que ya no se parezca al mismo tipo de componente pasivo. Esto se puede mitigar si el componente pasivo 330B es el mismo tipo que 330A. No es probable que el uso de esta configuración sea una ocurrencia común debido a que típicamente las rutinas de calibración controladas por el controlador digital 300 pueden alcanzar los mismos resultados que un circuito agregado de señal mixta. El uso de controles múltiples tiene potencial mucho más grande para acoplar señales en un solo circuito.

Modalidades de circuitos de rastreo de frecuencia en tiempo real Una amplia variedad de circuitos electrónicos generan o responden de manera selectiva a diferentes señales de frecuencia. Ejemplos son filtros u osciladores de frecuencia variable. Virtualmente cualquier sistema canalizado utiliza uno o más filtros sintonizables. La sintonización requiere movimiento mecánico de un elemento de sintonización o el uso de un dispositivo de rastreo de forma dinámica. Ejemplos de los dispositivos de rastreo de forma dinámica incluyen los bucles o dispositivos de fase cerrada que son capaces de afectar el valor de la reactancia en una red. Un ejemplo de este último tipo de dispositivo puede incluir un diodo varactor que funciona para sintonizar la frecuencia resonante efectiva de una línea o cavidad de transmisión. Históricamente, ha habido un número de métodos para tratar el problema básico de diferenciar una señal deseada de señales adyacentes y fuentes de ruido. La figura 11 ilustra una señal dentro de un paso de banda. Bajo esta condición, la relación de señal a ruido es buena y los métodos de procesamiento estándar son adecuados. La figura 12 ilustra una situación más típica, simplificada a tres señales ac. La señal a una frecuencia por debajo de F1 es típicamente atenuada de manera suficiente de manera que no es un problema a menos que tenga una energía relativa excepcionalmente grande. De las dos señales restantes dentro del paso de banda en donde la señal deseada es la más pequeña de las dos, debe ocurrir un procedimiento de selección o la más grande domina el procedimiento de detección. El procedimiento de selección típico se ilustra en la figura 13. La selección se realiza al mezclar la señal recibida de banda ancha amplificada y filtrada con la salida del oscilador local LO1400 para generar las frecuencias de suma y diferencia. El filtro F1402 sigue al mezclador y típicamente está diseñado tanto para pasar la frecuencia de diferencia como para atenuar la frecuencia de suma. Un problema asociado con este método, resulta del hecho de que los mezcladores son dispositivos no lineales. Si una señal de interferencia es suficientemente grande, el mezclador se coloca en compresión y la amplitud de salida de la señal deseada más pequeña se atenúa de mal forma. El resultado es la necesidad de un desempeño IP3 muy alto en el mezclador con una capacidad reducida resultante para manejar señales muy pequeñas. La figura 14 ilustra la modalidad de filtros dinámicamente sintonizables en tres diferentes ubicaciones. La capacidad de hacer filtros de entrada F1500 y F1501 de banda angosta en comparación con aquellos que típicamente transmiten todo el paso de banda del sistema, reduce sustancialmente la interferencia de otras fuentes de señal/ruido. Por ejemplo, si los filtros de rastreo tienen un ancho de banda de 0% del paso de banda habitual, la energía del "ruido" en comparación con la energía de señal deseada dentro del paso de banda del filtro de rastreo es típicamente reducida en un factor de 10, asumiendo como un ejemplo una banda de teléfono celular congestionada típica. Esto reduce significativamente los requisitos de IF, reduce los productos de intermodulación, y permite una mejor sensibilidad de señales de baja amplitud. El uso de un filtro de rastreo/ajustable después del mezclador permite un paso de banda mucho más angosto debido a que las variaciones de componente asociadas con los procedimientos de fabricación se pueden reducir hasta ser insignificantes.

Un procedimiento de doble conversión en cascada, que utiliza dos frecuencias IF desfasadas se usa comúnmente para incrementar la selectividad. Los filtros dinámicamente ajustables utilizados con la selección en cascada mejora la relación de señal a ruido sustancialmente más allá de un método básico como se ilustra en la figura 14. Claramente, esto es una multitud de redes reactivas utilizadas para filtrar o de otra forma manipular las características de frecuencia de dichos sistemas. La siguiente discusión se enfocará en la forma más simple y fácilmente implementada del filtro ajustable, la red L-C paralela referenciada a tierra. Con el fin de mantener la impedancia específica para un filtro, ambos componentes L y C deben ser controlados de manera independiente. En general, esto requiere el uso de dos DAC y dos redes de retroalimentación. Al detectar y controlar ambos tipos de componentes reactivos es posible controlar la frecuencia central y la impedancia de la red al mismo tiempo permitiendo así la frecuencia ajustable y control de impedancia en cualquier frecuencia determinada dentro de la banda. En casos especiales, dos corrientes de control de detección pueden ser retroalimentadas por medio de un solo amortiguador de corriente en un nodo común. Otra modalidad utiliza un solo DAC y circuito de retroalimentación que afecta el desempeño de una red de componentes más que un L o C individuales. Para el circuito de tanque LC en serie, un nodo es conectado a tierra AC y se aplica una señal al otro. Este circuito funcionaría como un simple filtro de muesca. Es bien sabido que todos los componentes tienen resistencia parásita asociada con ellos y este ejemplo tiene dos. La aplicación del DAC y sistema de retroalimentación a todo el filtro permite una reducción en la resistencia parásita efectiva de la red en lugar de variar los valores de elementos individuales y sin afectar la frecuencia resonante de la red. El resultado es una Q no cargada muy alta, y una pérdida de inserción inferior para el sistema de red. La pérdida inferior y Q más alta permiten el uso de anchos de banda de filtro más estrechos y también puede proveer algunos de los beneficios asociados con circuitos súper enfriados, ruido térmico inferior y selectividad de frecuencia superior. Esta estructura se puede aplicar a estructuras de red más complicadas, para permitirles acercarse más estrechamente a la funcionalidad de componentes ideales que con las estructuras de circuito presentes. Así, se han descrito los componentes pasivos variables con selección y control de valor digital de alta resolución.

Claims (14)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un circuito que comprende: un componente pasivo acoplado entre un primer nodo y un segundo nodo; un DAC que tiene una primera salida acoplada al primer nodo y una segunda salida acoplada a un tercer nodo, y que tiene una entrada de referencia acoplada al segundo nodo; un controlador acoplado al DAC; un resistor de detección acoplado entre el segundo nodo y el tercer nodo.

2. - El circuito de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el tercer nodo está a tierra.

3. - El circuito de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el componente pasivo es un resistor.

4.- El circuito de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el componente pasivo es un capacitor.

5. - El circuito de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el componente pasivo es un inductor.

6. - El circuito de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la entrada de referencia es una referencia de voltaje.

7. - El circuito de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el controlador es un controlador digital para controlar el DAC.

8. - Un circuito que comprende: un resistor de detección acoplado entre un primer nodo y un segundo nodo; un DAC que tiene una primera salida acoplada al primer nodo y una segunda salida acoplada a un tercer nodo, y que tiene una entrada de referencia acoplada al segundo nodo; un controlador acoplado al DAC; un componente pasivo acoplado entre el segundo nodo y el tercer nodo.

9.- El circuito de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el tercer nodo está a tierra.

10. - El circuito de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el componente pasivo es un resistor.

11. - El circuito de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el componente pasivo es un capacitor.

12. - El circuito de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el componente pasivo es un inductor.

13. - El circuito de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la entrada de referencia es una referencia de voltaje.

14. - El circuito de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el controlador es un controlador digital para controlar el DAC.