エネルギー検出受信器の入力信号の圧伸のシステム及び方法
【解決手段】装置は、入力信号に応じて、出力信号についての定義されたダイナミック・レンジを得るための圧伸器として構成される。特に、装置は、入力信号から、第1のダイナミック・レンジ(例えば、第1の感度及び第1の圧密点)を有する第1の信号を生成するように適合された第1の回路、及び入力信号から、第1の信号の第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジ(例えば、第2の感度及び第2の圧密点)を有する第2の信号を生成するように適合された第2の回路を有する。装置は、第1及び第2の信号の合計に関する出力信号を生成するように適合された第3の回路を更に含み得る。第1及び第2のダイナミック・レンジを調整することで、圧伸装置の出力信号についての全てのダイナミック・レンジは、得られ得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して通信システムに関する。より具体的には、本開示は、エネルギー検出受信器の入力信号の圧伸のシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
バッテリの様な限られた電力供給で動作する通信デバイスは、典型的に、比較的に少ない電力の消費で意図された機能性を提供するための技術を用いる。普及している一技術は、パルス変調技術を用いる受信信号に関連する。この技術は、概して、低いデューティ・サイクル・パルスを用いて情報を受信することと、パルスを受信しない場合に低電力モードで動作することとを含む。従って、これらのデバイスでは、電力効率は、典型的に、連続的に受信器を動作させる通信デバイスよりも良い。
【0003】
大抵、エネルギー検出受信器は、パルス変調技術を用いる際に用いられる。そのような受信器において、入力信号は、典型的に、受信パルスを検出するための実質的に2乗デバイス(squaring device)のような非線形デバイスに加えられる。しかしながら、非線形または2乗デバイスは、概して、デシベル(dB)で計測されている2の係数によって入力信号のダイナミック・レンジを増加させる。入力信号のダイナミック・レンジの実質的増加により、入力信号の電力レベルは、圧縮、または反対に、後に続く受信ステージの感度よりも下がることを抑制するために制御される必要がある。
【0004】
過去において、自動利得回路(AGC:automatic gain circuit)は、非線形または2乗デバイスの出力において生成される比較的大きいダイナミック・レンジの入力信号を扱うために用いられる。そのようなアプリケーションにおいて、AGC回路は、ダイナミック・レンジを複数の重複ウィンドウに分割するよう構成され、適当なウィンドウ内で受信された信号レベルを維持するための高度で高速な回路を必要とする。例えば、間違ったウィンドウが、受信された信号の瞬間のレベルについて選択される場合、情報は、受信器が圧縮状態になること、または、反対に受信器感度よりも下がることによって失われ得る。AGC回路の速度及び正確さの要求に加え、重複ウィンドウの要求がある。重複を最小化すること、即ち、AGCウィンドウの数を最小化するために、通常は、タイトな受信器利得許容範囲が要求され、複雑性、コスト、及び電力消費回路の原因となる。
【発明の概要】
【0005】
開示の態様は、入力信号から、出力信号についての定義されたダイナミック・レンジを得るための圧伸器として構成され得る装置に関する。特に、装置は、入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適合された第1の回路、及び入力信号から、第1の信号の第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適合された第2の回路を有する。他の態様において、装置は、第1及び第2の信号の合計に関する出力信号を生成するように適合された第3の回路を更に含み得る。第1及び第2のダイナミック・レンジを調整することで、圧伸装置の出力信号についての全てのダイナミック・レンジは、得られ得る。
【0006】
他の態様において、第1の回路は、入力信号から第1の信号を生成することにおいて、第1の感度または利得を有するように構成される。他の態様において、入力信号から第2の信号を生成することにおいて、第2の感度または利得を有するように構成され、第2の回路の第2の感度または利得は、第1の回路の第1の感度または利得と異なる。加えて、他の態様において、第1の回路は、第1の圧密点または閾値を有するように構成され、第2の回路は、第1の回路の第1の圧密点または閾値とは異なる第2の圧密点または閾値を有するように構成され得る。
【0007】
更に他の態様において、装置は、第1及び第2の回路の第1及び/または第2のダイナミック・レンジをそれぞれ調整するための第4の回路を備える。他の態様において、第4の回路は、第1及び/または第2の回路についての参照電圧または電流をそれぞれを生成するように適合される。参照電圧または電流は、第1及び/または第2の回路のダイナミック・レンジの特性を調整する。他の態様において、第4の回路は、第1または第2の参照電圧を生成するように適合されたプログラム可能な参照レベル・デバイスを備える。
【0008】
更に他の態様において、第1または第2の回路は、エンベロープ検出器、2乗デバイス、差動トランジスタ・ペア、または作動増幅器を含み得る。他の態様において、第1の回路は、第1のサイズのトランジスタの第1のトランジスタ・ペアを備え、第2の回路は、第1のトランジスタ・ペアのトランジスタの第1のサイズとは異なる第2のサイズのトランジスタの第2のトランジスタ・ペアを備える。更に他の態様において、装置は、第1及び第2のトランジスタ・ペアについての第1及び第2の参照電流を提供するように適合された第1及び第2の電流ソースを備える。他の態様においても、第1または第2の回路は、20%またはそれ以上のオーダーのフラクショナル・バンド幅、500MHzまたはそれ以上のオーダーのバンド幅、または20%またはそれ以上のオーダーのフラクショナル・バンド幅及び500MHzまたはそれ以上のオーダーのバンド幅を有するように適合される。
【0009】
他の態様において、本開示の利点及び新規の特徴は、添付の図面と併せて検討する場合、本開示の後述する詳細な記載から明白になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、開示の態様に従った圧伸器の例のブロックダイアグラムを示している。
【図2】図2は、開示の他の態様に従った圧伸器の例の入力−出力応答の例のグラフを示している。
【図3】図3は、開示の他の態様に従った圧伸器の他の例のブロックダイアグラムを示している。
【図4】図4は、開示の他の態様に従った圧伸器の更に他の例のブロックダイアグラムを示している。
【図5】図5は、開示の他の態様に従った通信デバイスの例のブロックダイアグラムを示している。
【図6】図6は、開示の他の態様に従った通信デバイスの他の例のブロックダイアグラムを示している。
【図7A】図7Aは、開示の他の態様に従った種々のパルス変調技術のタイミングダイアグラムを示している。
【図7B】図7Bは、開示の他の態様に従った種々のパルス変調技術のタイミングダイアグラムを示している。
【図7C】図7Cは、開示の他の態様に従った種々のパルス変調技術のタイミングダイアグラムを示している。
【図7D】図7Dは、開示の他の態様に従った種々のパルス変調技術のタイミングダイアグラムを示している。
【図8】図8は、開示の他の態様に従った種々のチャネルを介して互いに通信する、種々の通信デバイスのブロックダイアグラムを示している。
【図9】図9は、開示の他の態様に従った圧伸器の他の例のブロックダイアグラムを示している。
【発明を実施するための形態】
【0011】
開示の種々の態様が以下に記載されている。本明細書の教示は広い種々の形態で具体化され得るということ、及び特定の構造、機能、または本明細書に開示された両方は、単に代表的なものに過ぎないことは明白だろう。本明細書の教示に基づいて、当業者は、本明細書記載の態様は、他のいくつかの態様について独立で実施され得ること、及び二つまたはそれ以上のこれらの態様は、種々の方法で結合され得るということを理解するだろう。例えば、本明細書に示すいくつかの態様を用いて装置は実施され、または方法は実行され得る。更に、本明細書で説明された二つまたはそれ以上の態様に加えて、またはこれら以外の、他の構造、機能性、または構造及び機能性を用いて、そのような装置は実施され、そのような方法は実行され得る。その上、一態様は、特許請求の範囲の少なくとも一つの要素を含んでいる。
上述したコンセプトのいくつかの例のように、いくつかの態様において、開示は、入力信号のダイナミック・レンジに応じた出力信号について指定のダイナミック・レンジを得るための圧伸器として構成される装置に関連する。特に、装置は、入力信号から第1のダイナミック・レンジ(例えば、第1の感度及び第1の圧縮点)を含む第1の信号を生成するために適合された第1の回路と、入力信号から第1の信号の第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジ(例えば、第2の感度及び第2の圧縮点)を含む第2の信号を生成するために適合された第2の回路と、を含んでいる。装置は、第1及び第2の信号の和に関連する出力信号を生成するために適合された第3の回路を更に含み得る。第1及び第2のダイナミック・レンジを調整することで、圧伸装置の出力信号についての全体的なダイナミック・レンジは得られ得る。
【0012】
図1は、開示の一態様に従った圧伸器100の例のブロックダイアグラムを示している。要約すれば、圧伸器100は、包絡線検出器のような、それぞれ異なる感度及び圧密点(compression point)を有するように構成された複数の非線形デバイスを含んでいる。圧密点は、入力信号の増加レベルに応じて間隔を介している。このように、低い入力電力レベルにおいて、エンベロープ検出器の全て(例えば、3つの検出器全て)は、実質的に2乗するため、または入力信号を検出するために動作し得る。中程度の入力電力レベルにおいて、エンベロープ検出器の一部(例えば二つのの検出器)のみは、実質的に2乗するため、または入力信号を検出するために動作し得る。高い入力電力レベルにおいて、単一のエンベロープ検出器は、2乗するため、または入力信号を2乗するために動作し得る。エンベロープ検出器は、圧伸器100の出力信号について指定のダイナミック・レンジを得るために、異なる感度を有しうる。
【0013】
具体的には、圧伸器100は、第1のエンベロープ検出器102、第2のエンベロープ検出器104、及び第3のエンベロープ検出器106、第1の差動増幅器108、第2の差動増幅器110、第3の差動増幅器112及び加算デバイス(Summing device)114を備えている。エンベロープ検出器102、104、及び106は共に結合され、入力信号を受信するように適用された入力を有する。第1、第2、第3のエンベロープ検出器102、104、及び106はそれぞれ、第1、第2、第3の差動増幅器108、110、及び112のポジティブ入力に結合された出力を有する。参照電圧REF1、REF2、及びREF3は、差動増幅器108、110、及び112のネガティブ入力にそれぞれ加えられる。差動増幅器108、110、及び112の出力は、加算デバイス114の入力に結合される。圧伸器100の出力信号は、加算デバイス114の出力において生成される。
【0014】
先に議論したように、エンベロープ検出器102、104、及び106は、例えば、異なる感度及び圧密点といった、異なるダイナミック・レンジを有するように構成され得る。例えば、第1のエンベロープ検出器102は、比較的高い感度及び比較的低い圧密点を有するように構成され得る。第2のエンベロープ検出器104は、中程度の感度及び中程度の圧密点を有するように構成され得る。第3のエンベロープ検出器106は、比較的低い感度及び比較的高い圧密点を有するように構成され得る。
【0015】
この構成において、入力RF信号の比較的低い電力レベルでは、比較的高い感度の第1のエンベロープ検出器102を有するエンベロープ検出器102、104、及び106の付加的な感度は、入力信号の比較的低い電力レベルを検出するために役立てられる。入力RF信号の中程度の電力レベルにおいて、第1のエンベロープ検出器102は圧縮状態にあり、圧伸器100の感度にそれほど貢献しない。従って、中程度の入力電力範囲において、圧伸器100の全体の感度は、低い電力範囲における感度よりも低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制しつつ、中程度の電力レベル信号が検出されることを可能にする。入力RF信号の比較的高い電力レベルにおいて、第1及び第2のエンベロープ検出器102及び104は、圧縮状態にあり、圧伸器100の感度にそれほど貢献しない。従って、高い入力電力範囲において、圧伸器の全体的な感度は比較的低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制する。
【0016】
差動増幅器108、110、及び112のネガティブ入力にそれぞれ加えられた参照電圧REF1〜3は、圧伸器100の出力の動特性の調整を可能にする。例えば、差動増幅器のネガティブ入力に加えられる参照電圧のいくつかの調整は、対応するプロセス・セグメント(例えば、エンベロープ検出器、及び対応する差動増幅器)の感度及び圧密点の変化を効果的に引き起こす。これは、後述でより詳細に説明される。
【0017】
図2は、開示の他の態様に従った圧伸器100の例の入力―出力応答の例のグラフを示している。グラフのxすなわち水平の軸は、圧伸器100への入力信号のdBによる電力レベルを表す。グラフのyすなわち垂直の軸は、圧伸器100の出力を表す。この出力は電圧または電流に置き換えられる。三つの応答例がグラフに示されている。実線で示された第1の応答は、圧伸器100の典型的な入力―出力応答を表し得る。記したように、第1の応答は、異なる感度を有する三つのセグメントを含む。三つのセグメントは、低い入力信号レベルにおける高い感度、中程度の入力信号レベルにおける中程度の感度、及び高い入力信号レベルにおける低い感度である。
【0018】
破線で示された第2の反応は、全ての参照電圧REF1〜3における等しい増加に対する圧伸器100の入力−出力応答を表す。記したように、全ての参照電圧の等しい増加により、入力―出力応答が右側へシフトする、という効果がある。効果において、これは、圧伸器100の全体の感度を減少させる。反対に、全ての参照電圧の減少は、入力―出力応答を左側にシフトさせるという結果になる。それによって、圧伸器100全体の感度が上昇する。
【0019】
点線で示された第3の反応は、差動増幅器108のネガティブ入力に加えられる参照電圧REF1のみの増加に対する圧伸器100の入力―出力応答を表す。記したように、参照電圧REF1の増加のみにより、圧伸器100の入力―出力応答の第1の圧密点を含んでいる低いセグメントが右側へシフトする、という効果がある。反対に、参照電圧REF1のみの減少は、入力―出力応答の低いセグメントを左側にシフトさせるという結果になる。各参照電圧REF1〜3は、圧伸器100についての指定の入力―出力応答を得るために、互いに独立して調整され得る。
【0020】
図3は、開示の他の態様に従った圧伸器300の他の例のブロックダイアグラムを示している。要約すれば、圧伸器300の出力信号について指定のダイナミック・レンジが得られるように、異なる指定の感度及び圧密点を有する複数の並列のデバイスを含む点で、圧伸器300は、先に議論された圧伸器100と同様に動作する。
【0021】
具体的には、圧伸器300は、非線形または実質的に2乗デバイス302、第1の差動増幅器304、第2の差動増幅器306、第3の差動増幅器308、及び加算デバイス310を備えている。2乗デバイス302は、入力信号を受信するように適用される入力、及び差動増幅器304、306、および308のポジティブ入力に結合される出力を含んでいる。参照電圧REF1〜3は、それぞれ差動増幅器304、306、及び308のネガティブ入力に加えられる。差動増幅器304、306、及び308の出力は、それぞれ加算デバイス310の入力に結合される。圧伸器300の出力RF信号は、加算デバイス310の出力において生成される。
【0022】
差動増幅器304、306、及び308は、異なる利得(感度)及び閾値点(圧密点)を有するように構成され得る。例えば、第1の差動増幅器304は、比較的高い利得、及び比較的低い閾値点を有するように構成され得る。第2の差動増幅器306は、中程度の利得及び中程度の閾値点を有するように構成され得る。第3の差動増幅器308は、比較的低い感度、及び比較的高い圧密点を有し得る。
【0023】
前の態様と同様に、入力RF信号の比較的低い電力レベルにおいて、比較的高い利得の第1の差動増幅器304を含む差動増幅器304、306、308の追加の利得は、比較的低い電力レベルの入力信号を検出することに役立てられる。入力RF信号の中程度の電力レベルにおいて、第1の差動増幅器304は、圧縮状態であり、圧伸器300の利得にそれほど貢献しない。従って、中程度の入力電力範囲において、圧伸器300の全体の利得は、低い電力範囲における利得よりも低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制すると同時に、中程度の電力レベル信号が検出されることを可能にする。入力信号の比較的高い電力レベルにおいて、第1及び第2の差動増幅器304及び306は、圧縮状態であり、圧伸器300の全体の利得にそれほど貢献しない。従って、高い入力電力範囲において、圧伸器の全体の利得は、比較的低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制する。
【0024】
前の態様と同様に、差動増幅器304、306、及び308のネガティブ入力にそれぞれ加えられる参照電圧REF1〜3もまた、圧伸器300の出力の動的な特性の調整を可能にさせる。例えば、差動増幅器のネガティブ入力に加えられる参照電圧のいくつかの調整は、前の態様と関係して予め明確にされたダイナミック・レンジに対応する変化を効果的に引き起こす。
【0025】
図4は、開示の他の態様に従った圧伸器400の更に他の例のブロックダイアグラムを示している。要約すると、圧伸器400は、それぞれ、非線形または実質的に2乗トランジスタ・ペアのように構成された複数の差動トランジスタ・ペア、及び差動トランジスタ・ペアについてのそれぞれのソース電圧の調整するためのプログラム可能な参照電圧デバイスを備えている。差動トランジスタ・ペアは、圧伸器400の出力についての望ましいダイナミック・レンジを得るために、異なる感度及び圧密点に調整され得る。加えて、プログラム可能な参照電圧デバイスは、圧伸器400の出力のダイナミック・レンジの調整を提供するために、差動トランジスタ・ペアそれぞれについてソース電圧を生成するように構成され得る。
【0026】
具体的には、圧伸器400は、予備増幅器(pre-amplifier)402、差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のように構成された複数の非線形または実質的に2乗デバイス、複数の電流ソース410、412、及び414、複数の参照電圧トランジスタM41、M42、及びM43、及びプログラム可能な参照レベル・デバイス416を備えている。予備増幅器402は、入力RF信号を受信するように適用された入力、及び各差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のゲートに結合された差動出力を含んでいる。差動トランジスタ・ペア404、406、及び408は、それぞれ、第1の差動トランジスタ(M11、M21、及びM31)及び第2の差動トランジスタ(M12、M22、及びM32)を含んでいる。電流ソース410、412、及び414は、差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のそれぞれのソースと、グランド電位であり得るVss電位レイルとの間に結合される。
【0027】
プログラム可能な参照レベル・デバイス416は、トランジスタM41、M42、及びM43のゲートに結合された出力を含んでいる。トランジスタM41、M42、及びM43のソースは、それぞれ、差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のソースに結合されている。圧伸器400の出力は、差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のドレインと、参照電圧トランジスタM41、M42、及びM43のドレインとの間の差動電流ΔIとして取得される。
【0028】
差動トランジスタ・ペア404、406、及び408は、異なる感度及び圧密点を有するように構成され得る。例えば、各差動トランジスタ・ペアにおけるトランジスタの幅対長さ比をスケーリングすることで、圧密ブレーク点は、圧伸器400の出力のダイナミック・レンジの中で得られることができる。例のように、第1の差動トランジスタ・ペア404は、比較的高い感度及び比較的低い圧密点を有するように構成され得る。第2の差動トランジスタ・ペア406は、中程度の感度及び中程度の圧密点を有するように構成され得る。第3の差動トランジスタ・ペア408は、比較的低い感度及び比較的高い圧密点を有し得る。
【0029】
前の態様と同様に、入力RF信号の比較的低い電力レベルにおいて、比較的高い利得の第1の差動トランジスタ・ペア404を含む差動トランジスタ・ペア404、406、及び408の追加の感度は、比較的低い入力信号の電力レベルを検出することに役立つ。中程度の入力RF信号の電力レベルにおいて、第1の差動トランジスタ・ペア404は、圧縮状態であり、圧伸器400の全体の感度にそれほど貢献しない。従って、中程度の入力電力範囲において、圧伸器400の全体の感度は、低い電力範囲における感度よりも低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制すると同時に、中程度の電力レベル信号が検出されることを可能にする。入力RF信号の比較的高い電力レベルにおいて、第1及び第2の差動トランジスタ・ペア404及び406は、圧縮状態であり、圧伸器400の全体の感度にそれほど貢献しない。従って、高い入力電力範囲において、圧伸器の全体の感度は、比較的低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制する。
【0030】
前の態様と同様に、差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のソースにそれぞれ加えられる参照電圧REF1〜3もまた、圧伸器400の出力の動的な特性の調整を可能にする。例えば、対応する差動トランジスタのソースに加えられる参照電圧のいくつかの調整は、前の態様と関係して予め明確にされた感度及び圧縮において変化を効果的に引き起こす。
【0031】
図5は、開示の他の態様に従った受信器の例を含んでいる通信デバイス500の例のブロックダイアグラムを示している。通信デバイス500は、他の通信デバイスに送信すること、及び他の通信デバイスから受信することについて特に適用され得る。通信デバイス500は、アンテナ502、Tx/Rx分離デバイス504、フロントエンド受信部(front-end receiver portion)506、RF−to−ベースバンド受信部(RF-to-baseband receiver portion)508、ベースバンド・ユニット510、ベースバンド−to−RF受信部(baseband-to-RF receiver portion)512、送信器514、データ受信器516、及びデータ生成器518を備える。受信器506は、先に議論された圧伸器の少なくともいくつかの構成要素を含むように構成され得る。
【0032】
動作において、データ・プロセッサ516は、遠隔通信デバイスからRF信号を取得するアンテナ502、フロントエンド受信部506に信号を送るTx/Rx分離デバイス504、受信した信号を増幅する受信部フロントエンド(receiver front-end)506、ベースバンド信号にRF信号を変換するRF−to−ベースバンド受信部508、及び受信されたデータを決定するためにベースバンド信号を処理するベースバンド・ユニット510を介して遠隔通信デバイスからデータを受信し得る。データ受信器516は、1またはそれ以上の受信されたデータに基づいて定義された動作を実行し得る。例えば、データ・プロセッサ516は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セット・コンピュータ(RISC)プロセッサ、ディスプレイ、スピーカのようなトランスデューサ(transducer)を含むヘッドセットのようなオーディオ・デバイス、メディカル・デバイス、靴、腕時計、データに応答するロボットのような、または機械的なデバイス、ディスプレイのようなユーザーインタフェース、一つまたはそれ以上の発行ダイオード(LED)等を含み得る。
【0033】
更に、動作において、データ生成器518は、伝送についてのベースバンド信号に変化するよう出力データを処理するベースバンド・ユニット510、ベースバンド信号をRF信号に変換するベースバンド−to−RF送信部512、ワイヤレス・メディアを介した送信についてのRF信号を調整する送信器514、入力を受信器フロントエンド506に分離すると同時に、RF信号をアンテナ502へ送るTx/Rx分離デバイス504、及びワイヤレス・メディアにRF信号を放出するアンテナ502を介して他の通信デバイスへの伝送についての出力のデータを生成し得る。データ生成器518は、センサまたは他のタイプのデータ生成器であり得る。例えば、データ生成器518は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、RISCプロセッサ、キーボード、マウスまたはトラック・ボールのようなポインティング・デバイス、マイクロフォンのようなトランスデューサを含むヘッドセットのようなオーディオ・デバイス、メディカル・デバイス、靴、データを生成するロボットのような、または機械的なデバイス、ディスプレイのようなユーザーインタフェース、一つまたはそれ以上の発行ダイオード(LED)等を含み得る。
【0034】
図6は、開示の他の態様に従った受信器の例を含んでいる通信デバイス600の例のブロックダイアグラムを示している。通信デバイス600は、他の通信デバイスからデータを受信することについて特に適用され得る。通信デバイス600は、アンテナ602、フロントエンド受信器604、RF−to−ベースバンド送信部606、ベースバンド・ユニット608、及びデータ受信器610を備えている。受信器604は、予め明確にされた圧伸器の少なくともいくつかのを含むように構成され得る。
【0035】
動作において、データ・プロセッサ610は、遠隔通信デバイスからRF信号を取得するアンテナ602、受信された信号を増幅する受信器フロントエンド604、RF信号をベースバンド信号に変換するRF−to−ベースバンド受信部606、そして受信されたデータを決定するためにベースバンド信号を処理するベースバンド・ユニット608を介して遠隔通信デバイスからデータを受信し得る。データ受信器610は、受信されたデータに基づいた一つまたはそれ以上の定義された命令を実行され得る。例えば、データ・プロセッサ610は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セット・コンピュータ(RISC)プロセッサ、ディスプレイ、スピーカのようなトランスデューサを含んでいるヘッドセットのようなオーディオ・デバイス、メディカル・デバイス、靴、腕時計、データに応答するロボットのような、または機械的なデバイス、ディスプレイのようなユーザーインタフェース、一つまたはそれ以上の発行ダイオード(LED)等を含み得る。
【0036】
図7Aは、本明細書記載のいくつかの通信システムを用い得るパルス変調の例として、異なるパルス繰り返し周波数(PRF:pulse repetition frequency)によって定義された種々のチャネル(チャネル1及び2)を示している。具体的には、チャネル1についてのパルスは、パルス間の遅延期間(pulse-to-pulse delay period)702に対応するパルス繰り返し周波数(PRF)を有している。反対に、チャネル2についてのパルスは、パルス間の遅延期間(pulse-to-pulse delay period)704に対応するパルス繰り返し周波数(PRF)を有している。このようにして、この技術は、2チャネル間のパルス衝突の比較的低い可能性と共に、仮の直交チャネルを定義し得る。特に、パルス衝突の低い可能性は、パルスについての低いデューティ・サイクルの使用を通じて達成され得る。例えば、パルス繰り返し周波数(PRF)の適切な選択を通じて、与えられたチャネルについての実質的に全てのパルスは、他のチャネルのパルスと異なる時間で伝送され得る。
【0037】
与えられたチャネルについて定義されたパルス繰り返し周波数(PRF)は、データ・レートまたはチャネルによってサポートされたレートに依存し得る。例えば、とても低いデータ・レート(例えば、数キロビット/秒、すなわちKbpsのオーダー)をサポートするチャネルは、対応する低いパルス繰り返し周波数(PRF)を使用し得る。これに対して、比較的高いデータ・レート(例えば、数メガビット/秒、すなわちMbps)をサポートするチャネルは、対応する高いパルス繰り返し周波数(PRF)を使用し得る。
【0038】
図7Bは、本明細書に記載のいくつかの通信システムにいて使用され得る変調の例のような、異なるパルス位置またはオフセットによって定義された異なるチャネル(チャネル1及び2)を示している。チャネル1についてのパルスは、第1のパルス・オフセット(例えば、図示しない与えられた時間に関して)に従った線706によって表されたような時間で生成される。これに対して、チャネル2についてのパルスは、第2のパルス・オフセットに従った線708によって表される時間で生成される。パルス間(矢印710で表されたように)にパルス・オフセット差を与えることにより、この技術は、2つのチャネル間のパルスの衝突の可能性を抑制し得る。チャネル(例えば、本明細書で明らかにされたように)及びデバイス間のタイミングの精度(例えば、相対的なクロック・ドリフト)について定義された他のシグナリング・パラメータ(signaling parameters)に依存することで、異なるパルス・オフセットの使用は、直交または仮の直交チャネルを提供し得る。
【0039】
図7Cは、本明細書に記載の通信システムのいくつかにおいて使用され得る、異なるタイミング・ホッピング・シーケンス変調(timing hopping sequences modulation)によって定義された異なるチャネル(チャネル1及び2)を示している。例えば、チャネル1についてのパルス712は、1つのタイム・ホッピング・シーケンス(time hopping sequence)に従った時間で生成され、同時に、チャネル2についてのパルス714は、他のタイム・ホッピング・シーケンス(time hopping sequence)に従った時間で生成され得る。使用される特定のシーケンス、及びデバイス間のタイミングの精度に依存することで、この技術は、直交または仮の直交チャネルを提供し得る。例えば、タイム・ホッピングされたパルス位置は、近接するチャネルからのパルス衝突の繰り返しの可能性を抑制するために、周期的ではない。
【0040】
図7Dは、本明細書に記載のいくつかの通信デバイスにおいて使用され得るパルス変調の例のような、異なるタイム・スロット(time slot)によって定義された異なるチャネルを示している。チャネルL1についてのパルスは、特定の時刻で生成される。同様に、チャネルL2についてのパルスは、他の時刻で生成される。同様の方法で、チャネルL3についてのパルスは更に他の時刻で生成される。該して、種々のチャネル間の干渉を減少させる、または排除するために、異なるチャネルに関する時刻は一致しない、または直交し得る。
【0041】
他の技術が、パルス変調スキームに従ってチャネルを定義し得ることは理解されるべきである。例えばチャネルは、異なる拡張擬似乱数(spreading pseudo-random number)シーケンス、または他の適当なパラメータまたは複数のパラメータに基づいて定義され得る。更に、チャネルは、二つまたはそれ以上のパラメータの組み合わせに基づいて定義され得る。
【0042】
図8は、開示の他の態様に従った種々のチャネルを介して互いに通信する種々のウルトラ・ワイド・バンド(UWB:ultra-wide band)通信デバイスのブロックダイアグラムを示している。例えば、UWBデバイス1 802は、二つの共同に作用するUWBチャネル1及び2を介してUWBデバイス2 804と通信する。UWBデバイス2は、一つのチャネル3を介してUWBデバイス3 806と通信する。そして、UWBデバイス3 806は、順に、一つのチャネル4を介してUWBデバイス4 808と通信する。他の構成が可能である。通信デバイスは、多くの異なるアプリケーションについて用いられ、例えば、ヘッドセット、マイクロフォン、生体測定センサ(biometric sensor)、心拍計、歩数計、EKGデバイス、腕時計、靴、遠隔制御、スィッチ、タイヤ空気圧モニタ、または他の通信デバイスにおいて実施され得る。
【0043】
図9は、開示の他の態様に従った圧伸器900の他の例のブロックダイアグラムを示している。圧伸器900は、入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適用された第1の信号生成モジュール902を含んでいる。圧伸器900は、更に、入力信号から、第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適用された第2の信号生成モジュール904を含んでいる。
【0044】
開示の上述した態様のいくつかは、多くの異なるデバイスにおいて実施され得る。例えば、上述で明らかにされたようなメディカル・アプリケーションに加え、開示の態様は、健康及びフィットネス・アプリケーションを加えられ得る。更に、開示の態様は、異なるタイプのアプリケーションについての靴において実施され得る。本明細書に記載されたような開示のいくつかの態様を具体化し得る他の多数のアプリケーションがある。
【0045】
開示の種々の態様が上述されている。本明細書で教示していることが、広い種々の形態、及び単に代表として、特定の構造、機能、または本明細書で開示された両方において具体化され得るということは理解されるべきである。本明細書の教示に基づいて、当業者は、本明細書に記載の態様は、いくつかの他の態様が独立して実施され、二つまたはそれ以上のこれらの態様は、種々の方法で気都合され得るということを正しく理解するだろう。例えば、本明細書に示されたいくつかの態様を用いて装置は実施され、または方法は、実行され得る。更に、本明細書に示された一つまたはそれ以上の態様に加え、またはそれ以外の態様において、他の構成、機能性、または構成及び機能性を用いることで、そのような装置は実施され、またはそのような方法が実行され得る。上述したいくつかのコンセプトの例のように、いくつかの態様において、同時のチャネルは、パルス繰り返し周波数に基づいて規定され得る。いくつかの態様において、同時のチャネルは、パルス位置またはパルス・オフセットに基づいて規定され得る。いくつかの態様において、同時のチャネルは、タイム・ホッピング・シーケンスに基づいて規定され得る。いくつかの態様において、同時のチャネルは、パルス繰り返し周波数、パルス位置またはパルス・オフセット、及びタイム・ホッピング・シーケンスに基づいて規定され得る。
【0046】
当業者は、情報及び信号が、あらゆる様々な異なる技術及び方法を用いて表され得ることを理解するだろう。例えば、上記説明にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁粒、光学場または光子、またはこれらのあらゆる組み合わせにより表され得る。
【0047】
当業者は更に、本明細書で開示された側面に関連して述べられた種々の例示的な論理ブロック、モジュール、プロセッサ、手段、回路、及びアルゴリズムステップが、電子的なハードウェア(例えば、デジタル実装、アナログ実装、またはこの二つの組み合わせであり、これらはソース・コーディングまたはその他のいくつかの方法を用いて設計され得る)、命令を組み込むプログラムまたはデザインコードの様々な形態(これらは、本明細書において便宜上、“ソフトウェア”または“ソフトウェアモジュール”と呼ばれ得る)、または両者の組み合わせとして実装され得ることを理解するだろう。ハードウェア、及びソフトウェアのこの互換性を明確に例示するために、様々な例示的な要素部品、ブロック、モジュール、回路、及びステップは、一般的にそれらの機能に関して上で述べられてきた。そのような機能がハードウェアまたはソフトウェアとして実施されるか否かは、特定のアプリケーション及びシステム全体に課せられた設計制限に依存する。当業者は、記述した機能を特定の各アプリケーションのために様々な方法で実施し得るが、そのような実施の決定は、本開示の範囲から逸脱するものと解釈されるべきではない。
【0048】
本明細書に開示された側面に関連して述べた様々な例示の論理ブロック、モジュール、及び回路は、集積回路(IC)、アクセス端末、またはアクセスポイント内で実装され、またはこれらによって実行され得る。ICは、本明細書で述べた機能を実行するように設計された汎用プロセッサ、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)、またはプログラマブル論理デバイス、ディスクリートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア部品、電気部品、光学部品、機械部品、またはその任意の組み合わせを備えて良く、そしてICは、IC内部、IC外部、またはその両方にあるコードまたは命令を実行し得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであって良いが、これに代わるものでは、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、またはステートマシンであり得る。プロセッサはまた、計算デバイスの組み合わせ、例えば、DSPとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連係した一つまたはそれ以上のマイクロプロセッサ、または他の任意のそのような構成として実装され得る。
【0049】
開示されたプロセスにおけるステップの特定の順序または階層は、サンプルとなるアプローチの一例であることが理解される。設計の選択に基づき、プロセスにおけるステップの具体的な順序または階層は、本開示の範囲内にありつつ、再配置され得ることが理解されるだろう。添付の方法の請求項は、見本となる種々のステップの要素を提示し、そして提示された具体的な順序または階層に限定されることを意味しない。
【0050】
本明細書に開示された側面に関連して述べた方法またはアルゴリズムのステップは、直接、ハードウェアにおいて、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において、またはその二つの組み合わせにおいて具体化され得る。ソフトウェアモジュール(例えば、実行可能な命令及び関連するデータを含む)及びその他のデータは、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、リムーバルディスク、CD−ROM、または当技術分野で既知であるほかの形のあらゆるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に存在し得る。例となる記憶媒体は、例えばコンピュータ/プロセッサ(便宜上、本明細書では、“プロセッサ”と呼び得る)のようなデバイスに結合されることができ、そのようなプロセッサは情報(例えばコード)をこの記憶媒体から読み出し、情報を記憶媒体に書き込むことができる。例となる記憶媒体は、プロセッサと結合されても良い。プロセッサと記憶媒体はASIC内にあっても良い。このASICはユーザー装置内にあっても良い。あるいは、プロセッサと記憶媒体は、ディスクリート部品としてユーザー装置内にあっても良い。更に、いくつかの側面では、あらゆる適切なコンピュータプログラム製品が、本開示の側面の一つまたはそれ以上に関連するコードを備えるコンピュータ読み取り可能な媒体を備え得る。いくつかの側面では、コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料を備えていても良い。
【0051】
この発明が、種々の側面に関連して述べられてきたが、この発明は、更に変形可能であることが理解されるだろう。この出願は、この発明のあらゆる変形、使用、または適合をカバーすることを意図され、それは概してこの発明の原理に従い、そして、この発明が属する技術内で既知の、そして慣習的なプラクティスに入る限りは、本開示からそのような広がりを含む。
【0052】
特許請求の範囲は以下の通りである。
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して通信システムに関する。より具体的には、本開示は、エネルギー検出受信器の入力信号の圧伸のシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
バッテリの様な限られた電力供給で動作する通信デバイスは、典型的に、比較的に少ない電力の消費で意図された機能性を提供するための技術を用いる。普及している一技術は、パルス変調技術を用いる受信信号に関連する。この技術は、概して、低いデューティ・サイクル・パルスを用いて情報を受信することと、パルスを受信しない場合に低電力モードで動作することとを含む。従って、これらのデバイスでは、電力効率は、典型的に、連続的に受信器を動作させる通信デバイスよりも良い。
【0003】
大抵、エネルギー検出受信器は、パルス変調技術を用いる際に用いられる。そのような受信器において、入力信号は、典型的に、受信パルスを検出するための実質的に2乗デバイス(squaring device)のような非線形デバイスに加えられる。しかしながら、非線形または2乗デバイスは、概して、デシベル(dB)で計測されている2の係数によって入力信号のダイナミック・レンジを増加させる。入力信号のダイナミック・レンジの実質的増加により、入力信号の電力レベルは、圧縮、または反対に、後に続く受信ステージの感度よりも下がることを抑制するために制御される必要がある。
【0004】
過去において、自動利得回路(AGC:automatic gain circuit)は、非線形または2乗デバイスの出力において生成される比較的大きいダイナミック・レンジの入力信号を扱うために用いられる。そのようなアプリケーションにおいて、AGC回路は、ダイナミック・レンジを複数の重複ウィンドウに分割するよう構成され、適当なウィンドウ内で受信された信号レベルを維持するための高度で高速な回路を必要とする。例えば、間違ったウィンドウが、受信された信号の瞬間のレベルについて選択される場合、情報は、受信器が圧縮状態になること、または、反対に受信器感度よりも下がることによって失われ得る。AGC回路の速度及び正確さの要求に加え、重複ウィンドウの要求がある。重複を最小化すること、即ち、AGCウィンドウの数を最小化するために、通常は、タイトな受信器利得許容範囲が要求され、複雑性、コスト、及び電力消費回路の原因となる。
【発明の概要】
【0005】
開示の態様は、入力信号から、出力信号についての定義されたダイナミック・レンジを得るための圧伸器として構成され得る装置に関する。特に、装置は、入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適合された第1の回路、及び入力信号から、第1の信号の第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適合された第2の回路を有する。他の態様において、装置は、第1及び第2の信号の合計に関する出力信号を生成するように適合された第3の回路を更に含み得る。第1及び第2のダイナミック・レンジを調整することで、圧伸装置の出力信号についての全てのダイナミック・レンジは、得られ得る。
【0006】
他の態様において、第1の回路は、入力信号から第1の信号を生成することにおいて、第1の感度または利得を有するように構成される。他の態様において、入力信号から第2の信号を生成することにおいて、第2の感度または利得を有するように構成され、第2の回路の第2の感度または利得は、第1の回路の第1の感度または利得と異なる。加えて、他の態様において、第1の回路は、第1の圧密点または閾値を有するように構成され、第2の回路は、第1の回路の第1の圧密点または閾値とは異なる第2の圧密点または閾値を有するように構成され得る。
【0007】
更に他の態様において、装置は、第1及び第2の回路の第1及び/または第2のダイナミック・レンジをそれぞれ調整するための第4の回路を備える。他の態様において、第4の回路は、第1及び/または第2の回路についての参照電圧または電流をそれぞれを生成するように適合される。参照電圧または電流は、第1及び/または第2の回路のダイナミック・レンジの特性を調整する。他の態様において、第4の回路は、第1または第2の参照電圧を生成するように適合されたプログラム可能な参照レベル・デバイスを備える。
【0008】
更に他の態様において、第1または第2の回路は、エンベロープ検出器、2乗デバイス、差動トランジスタ・ペア、または作動増幅器を含み得る。他の態様において、第1の回路は、第1のサイズのトランジスタの第1のトランジスタ・ペアを備え、第2の回路は、第1のトランジスタ・ペアのトランジスタの第1のサイズとは異なる第2のサイズのトランジスタの第2のトランジスタ・ペアを備える。更に他の態様において、装置は、第1及び第2のトランジスタ・ペアについての第1及び第2の参照電流を提供するように適合された第1及び第2の電流ソースを備える。他の態様においても、第1または第2の回路は、20%またはそれ以上のオーダーのフラクショナル・バンド幅、500MHzまたはそれ以上のオーダーのバンド幅、または20%またはそれ以上のオーダーのフラクショナル・バンド幅及び500MHzまたはそれ以上のオーダーのバンド幅を有するように適合される。
【0009】
他の態様において、本開示の利点及び新規の特徴は、添付の図面と併せて検討する場合、本開示の後述する詳細な記載から明白になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、開示の態様に従った圧伸器の例のブロックダイアグラムを示している。
【図2】図2は、開示の他の態様に従った圧伸器の例の入力−出力応答の例のグラフを示している。
【図3】図3は、開示の他の態様に従った圧伸器の他の例のブロックダイアグラムを示している。
【図4】図4は、開示の他の態様に従った圧伸器の更に他の例のブロックダイアグラムを示している。
【図5】図5は、開示の他の態様に従った通信デバイスの例のブロックダイアグラムを示している。
【図6】図6は、開示の他の態様に従った通信デバイスの他の例のブロックダイアグラムを示している。
【図7A】図7Aは、開示の他の態様に従った種々のパルス変調技術のタイミングダイアグラムを示している。
【図7B】図7Bは、開示の他の態様に従った種々のパルス変調技術のタイミングダイアグラムを示している。
【図7C】図7Cは、開示の他の態様に従った種々のパルス変調技術のタイミングダイアグラムを示している。
【図7D】図7Dは、開示の他の態様に従った種々のパルス変調技術のタイミングダイアグラムを示している。
【図8】図8は、開示の他の態様に従った種々のチャネルを介して互いに通信する、種々の通信デバイスのブロックダイアグラムを示している。
【図9】図9は、開示の他の態様に従った圧伸器の他の例のブロックダイアグラムを示している。
【発明を実施するための形態】
【0011】
開示の種々の態様が以下に記載されている。本明細書の教示は広い種々の形態で具体化され得るということ、及び特定の構造、機能、または本明細書に開示された両方は、単に代表的なものに過ぎないことは明白だろう。本明細書の教示に基づいて、当業者は、本明細書記載の態様は、他のいくつかの態様について独立で実施され得ること、及び二つまたはそれ以上のこれらの態様は、種々の方法で結合され得るということを理解するだろう。例えば、本明細書に示すいくつかの態様を用いて装置は実施され、または方法は実行され得る。更に、本明細書で説明された二つまたはそれ以上の態様に加えて、またはこれら以外の、他の構造、機能性、または構造及び機能性を用いて、そのような装置は実施され、そのような方法は実行され得る。その上、一態様は、特許請求の範囲の少なくとも一つの要素を含んでいる。
上述したコンセプトのいくつかの例のように、いくつかの態様において、開示は、入力信号のダイナミック・レンジに応じた出力信号について指定のダイナミック・レンジを得るための圧伸器として構成される装置に関連する。特に、装置は、入力信号から第1のダイナミック・レンジ(例えば、第1の感度及び第1の圧縮点)を含む第1の信号を生成するために適合された第1の回路と、入力信号から第1の信号の第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジ(例えば、第2の感度及び第2の圧縮点)を含む第2の信号を生成するために適合された第2の回路と、を含んでいる。装置は、第1及び第2の信号の和に関連する出力信号を生成するために適合された第3の回路を更に含み得る。第1及び第2のダイナミック・レンジを調整することで、圧伸装置の出力信号についての全体的なダイナミック・レンジは得られ得る。
【0012】
図1は、開示の一態様に従った圧伸器100の例のブロックダイアグラムを示している。要約すれば、圧伸器100は、包絡線検出器のような、それぞれ異なる感度及び圧密点(compression point)を有するように構成された複数の非線形デバイスを含んでいる。圧密点は、入力信号の増加レベルに応じて間隔を介している。このように、低い入力電力レベルにおいて、エンベロープ検出器の全て(例えば、3つの検出器全て)は、実質的に2乗するため、または入力信号を検出するために動作し得る。中程度の入力電力レベルにおいて、エンベロープ検出器の一部(例えば二つのの検出器)のみは、実質的に2乗するため、または入力信号を検出するために動作し得る。高い入力電力レベルにおいて、単一のエンベロープ検出器は、2乗するため、または入力信号を2乗するために動作し得る。エンベロープ検出器は、圧伸器100の出力信号について指定のダイナミック・レンジを得るために、異なる感度を有しうる。
【0013】
具体的には、圧伸器100は、第1のエンベロープ検出器102、第2のエンベロープ検出器104、及び第3のエンベロープ検出器106、第1の差動増幅器108、第2の差動増幅器110、第3の差動増幅器112及び加算デバイス(Summing device)114を備えている。エンベロープ検出器102、104、及び106は共に結合され、入力信号を受信するように適用された入力を有する。第1、第2、第3のエンベロープ検出器102、104、及び106はそれぞれ、第1、第2、第3の差動増幅器108、110、及び112のポジティブ入力に結合された出力を有する。参照電圧REF1、REF2、及びREF3は、差動増幅器108、110、及び112のネガティブ入力にそれぞれ加えられる。差動増幅器108、110、及び112の出力は、加算デバイス114の入力に結合される。圧伸器100の出力信号は、加算デバイス114の出力において生成される。
【0014】
先に議論したように、エンベロープ検出器102、104、及び106は、例えば、異なる感度及び圧密点といった、異なるダイナミック・レンジを有するように構成され得る。例えば、第1のエンベロープ検出器102は、比較的高い感度及び比較的低い圧密点を有するように構成され得る。第2のエンベロープ検出器104は、中程度の感度及び中程度の圧密点を有するように構成され得る。第3のエンベロープ検出器106は、比較的低い感度及び比較的高い圧密点を有するように構成され得る。
【0015】
この構成において、入力RF信号の比較的低い電力レベルでは、比較的高い感度の第1のエンベロープ検出器102を有するエンベロープ検出器102、104、及び106の付加的な感度は、入力信号の比較的低い電力レベルを検出するために役立てられる。入力RF信号の中程度の電力レベルにおいて、第1のエンベロープ検出器102は圧縮状態にあり、圧伸器100の感度にそれほど貢献しない。従って、中程度の入力電力範囲において、圧伸器100の全体の感度は、低い電力範囲における感度よりも低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制しつつ、中程度の電力レベル信号が検出されることを可能にする。入力RF信号の比較的高い電力レベルにおいて、第1及び第2のエンベロープ検出器102及び104は、圧縮状態にあり、圧伸器100の感度にそれほど貢献しない。従って、高い入力電力範囲において、圧伸器の全体的な感度は比較的低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制する。
【0016】
差動増幅器108、110、及び112のネガティブ入力にそれぞれ加えられた参照電圧REF1〜3は、圧伸器100の出力の動特性の調整を可能にする。例えば、差動増幅器のネガティブ入力に加えられる参照電圧のいくつかの調整は、対応するプロセス・セグメント(例えば、エンベロープ検出器、及び対応する差動増幅器)の感度及び圧密点の変化を効果的に引き起こす。これは、後述でより詳細に説明される。
【0017】
図2は、開示の他の態様に従った圧伸器100の例の入力―出力応答の例のグラフを示している。グラフのxすなわち水平の軸は、圧伸器100への入力信号のdBによる電力レベルを表す。グラフのyすなわち垂直の軸は、圧伸器100の出力を表す。この出力は電圧または電流に置き換えられる。三つの応答例がグラフに示されている。実線で示された第1の応答は、圧伸器100の典型的な入力―出力応答を表し得る。記したように、第1の応答は、異なる感度を有する三つのセグメントを含む。三つのセグメントは、低い入力信号レベルにおける高い感度、中程度の入力信号レベルにおける中程度の感度、及び高い入力信号レベルにおける低い感度である。
【0018】
破線で示された第2の反応は、全ての参照電圧REF1〜3における等しい増加に対する圧伸器100の入力−出力応答を表す。記したように、全ての参照電圧の等しい増加により、入力―出力応答が右側へシフトする、という効果がある。効果において、これは、圧伸器100の全体の感度を減少させる。反対に、全ての参照電圧の減少は、入力―出力応答を左側にシフトさせるという結果になる。それによって、圧伸器100全体の感度が上昇する。
【0019】
点線で示された第3の反応は、差動増幅器108のネガティブ入力に加えられる参照電圧REF1のみの増加に対する圧伸器100の入力―出力応答を表す。記したように、参照電圧REF1の増加のみにより、圧伸器100の入力―出力応答の第1の圧密点を含んでいる低いセグメントが右側へシフトする、という効果がある。反対に、参照電圧REF1のみの減少は、入力―出力応答の低いセグメントを左側にシフトさせるという結果になる。各参照電圧REF1〜3は、圧伸器100についての指定の入力―出力応答を得るために、互いに独立して調整され得る。
【0020】
図3は、開示の他の態様に従った圧伸器300の他の例のブロックダイアグラムを示している。要約すれば、圧伸器300の出力信号について指定のダイナミック・レンジが得られるように、異なる指定の感度及び圧密点を有する複数の並列のデバイスを含む点で、圧伸器300は、先に議論された圧伸器100と同様に動作する。
【0021】
具体的には、圧伸器300は、非線形または実質的に2乗デバイス302、第1の差動増幅器304、第2の差動増幅器306、第3の差動増幅器308、及び加算デバイス310を備えている。2乗デバイス302は、入力信号を受信するように適用される入力、及び差動増幅器304、306、および308のポジティブ入力に結合される出力を含んでいる。参照電圧REF1〜3は、それぞれ差動増幅器304、306、及び308のネガティブ入力に加えられる。差動増幅器304、306、及び308の出力は、それぞれ加算デバイス310の入力に結合される。圧伸器300の出力RF信号は、加算デバイス310の出力において生成される。
【0022】
差動増幅器304、306、及び308は、異なる利得(感度)及び閾値点(圧密点)を有するように構成され得る。例えば、第1の差動増幅器304は、比較的高い利得、及び比較的低い閾値点を有するように構成され得る。第2の差動増幅器306は、中程度の利得及び中程度の閾値点を有するように構成され得る。第3の差動増幅器308は、比較的低い感度、及び比較的高い圧密点を有し得る。
【0023】
前の態様と同様に、入力RF信号の比較的低い電力レベルにおいて、比較的高い利得の第1の差動増幅器304を含む差動増幅器304、306、308の追加の利得は、比較的低い電力レベルの入力信号を検出することに役立てられる。入力RF信号の中程度の電力レベルにおいて、第1の差動増幅器304は、圧縮状態であり、圧伸器300の利得にそれほど貢献しない。従って、中程度の入力電力範囲において、圧伸器300の全体の利得は、低い電力範囲における利得よりも低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制すると同時に、中程度の電力レベル信号が検出されることを可能にする。入力信号の比較的高い電力レベルにおいて、第1及び第2の差動増幅器304及び306は、圧縮状態であり、圧伸器300の全体の利得にそれほど貢献しない。従って、高い入力電力範囲において、圧伸器の全体の利得は、比較的低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制する。
【0024】
前の態様と同様に、差動増幅器304、306、及び308のネガティブ入力にそれぞれ加えられる参照電圧REF1〜3もまた、圧伸器300の出力の動的な特性の調整を可能にさせる。例えば、差動増幅器のネガティブ入力に加えられる参照電圧のいくつかの調整は、前の態様と関係して予め明確にされたダイナミック・レンジに対応する変化を効果的に引き起こす。
【0025】
図4は、開示の他の態様に従った圧伸器400の更に他の例のブロックダイアグラムを示している。要約すると、圧伸器400は、それぞれ、非線形または実質的に2乗トランジスタ・ペアのように構成された複数の差動トランジスタ・ペア、及び差動トランジスタ・ペアについてのそれぞれのソース電圧の調整するためのプログラム可能な参照電圧デバイスを備えている。差動トランジスタ・ペアは、圧伸器400の出力についての望ましいダイナミック・レンジを得るために、異なる感度及び圧密点に調整され得る。加えて、プログラム可能な参照電圧デバイスは、圧伸器400の出力のダイナミック・レンジの調整を提供するために、差動トランジスタ・ペアそれぞれについてソース電圧を生成するように構成され得る。
【0026】
具体的には、圧伸器400は、予備増幅器(pre-amplifier)402、差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のように構成された複数の非線形または実質的に2乗デバイス、複数の電流ソース410、412、及び414、複数の参照電圧トランジスタM41、M42、及びM43、及びプログラム可能な参照レベル・デバイス416を備えている。予備増幅器402は、入力RF信号を受信するように適用された入力、及び各差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のゲートに結合された差動出力を含んでいる。差動トランジスタ・ペア404、406、及び408は、それぞれ、第1の差動トランジスタ(M11、M21、及びM31)及び第2の差動トランジスタ(M12、M22、及びM32)を含んでいる。電流ソース410、412、及び414は、差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のそれぞれのソースと、グランド電位であり得るVss電位レイルとの間に結合される。
【0027】
プログラム可能な参照レベル・デバイス416は、トランジスタM41、M42、及びM43のゲートに結合された出力を含んでいる。トランジスタM41、M42、及びM43のソースは、それぞれ、差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のソースに結合されている。圧伸器400の出力は、差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のドレインと、参照電圧トランジスタM41、M42、及びM43のドレインとの間の差動電流ΔIとして取得される。
【0028】
差動トランジスタ・ペア404、406、及び408は、異なる感度及び圧密点を有するように構成され得る。例えば、各差動トランジスタ・ペアにおけるトランジスタの幅対長さ比をスケーリングすることで、圧密ブレーク点は、圧伸器400の出力のダイナミック・レンジの中で得られることができる。例のように、第1の差動トランジスタ・ペア404は、比較的高い感度及び比較的低い圧密点を有するように構成され得る。第2の差動トランジスタ・ペア406は、中程度の感度及び中程度の圧密点を有するように構成され得る。第3の差動トランジスタ・ペア408は、比較的低い感度及び比較的高い圧密点を有し得る。
【0029】
前の態様と同様に、入力RF信号の比較的低い電力レベルにおいて、比較的高い利得の第1の差動トランジスタ・ペア404を含む差動トランジスタ・ペア404、406、及び408の追加の感度は、比較的低い入力信号の電力レベルを検出することに役立つ。中程度の入力RF信号の電力レベルにおいて、第1の差動トランジスタ・ペア404は、圧縮状態であり、圧伸器400の全体の感度にそれほど貢献しない。従って、中程度の入力電力範囲において、圧伸器400の全体の感度は、低い電力範囲における感度よりも低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制すると同時に、中程度の電力レベル信号が検出されることを可能にする。入力RF信号の比較的高い電力レベルにおいて、第1及び第2の差動トランジスタ・ペア404及び406は、圧縮状態であり、圧伸器400の全体の感度にそれほど貢献しない。従って、高い入力電力範囲において、圧伸器の全体の感度は、比較的低い。これは、デバイスのダウンストリームが圧縮状態になることを抑制する。
【0030】
前の態様と同様に、差動トランジスタ・ペア404、406、及び408のソースにそれぞれ加えられる参照電圧REF1〜3もまた、圧伸器400の出力の動的な特性の調整を可能にする。例えば、対応する差動トランジスタのソースに加えられる参照電圧のいくつかの調整は、前の態様と関係して予め明確にされた感度及び圧縮において変化を効果的に引き起こす。
【0031】
図5は、開示の他の態様に従った受信器の例を含んでいる通信デバイス500の例のブロックダイアグラムを示している。通信デバイス500は、他の通信デバイスに送信すること、及び他の通信デバイスから受信することについて特に適用され得る。通信デバイス500は、アンテナ502、Tx/Rx分離デバイス504、フロントエンド受信部(front-end receiver portion)506、RF−to−ベースバンド受信部(RF-to-baseband receiver portion)508、ベースバンド・ユニット510、ベースバンド−to−RF受信部(baseband-to-RF receiver portion)512、送信器514、データ受信器516、及びデータ生成器518を備える。受信器506は、先に議論された圧伸器の少なくともいくつかの構成要素を含むように構成され得る。
【0032】
動作において、データ・プロセッサ516は、遠隔通信デバイスからRF信号を取得するアンテナ502、フロントエンド受信部506に信号を送るTx/Rx分離デバイス504、受信した信号を増幅する受信部フロントエンド(receiver front-end)506、ベースバンド信号にRF信号を変換するRF−to−ベースバンド受信部508、及び受信されたデータを決定するためにベースバンド信号を処理するベースバンド・ユニット510を介して遠隔通信デバイスからデータを受信し得る。データ受信器516は、1またはそれ以上の受信されたデータに基づいて定義された動作を実行し得る。例えば、データ・プロセッサ516は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セット・コンピュータ(RISC)プロセッサ、ディスプレイ、スピーカのようなトランスデューサ(transducer)を含むヘッドセットのようなオーディオ・デバイス、メディカル・デバイス、靴、腕時計、データに応答するロボットのような、または機械的なデバイス、ディスプレイのようなユーザーインタフェース、一つまたはそれ以上の発行ダイオード(LED)等を含み得る。
【0033】
更に、動作において、データ生成器518は、伝送についてのベースバンド信号に変化するよう出力データを処理するベースバンド・ユニット510、ベースバンド信号をRF信号に変換するベースバンド−to−RF送信部512、ワイヤレス・メディアを介した送信についてのRF信号を調整する送信器514、入力を受信器フロントエンド506に分離すると同時に、RF信号をアンテナ502へ送るTx/Rx分離デバイス504、及びワイヤレス・メディアにRF信号を放出するアンテナ502を介して他の通信デバイスへの伝送についての出力のデータを生成し得る。データ生成器518は、センサまたは他のタイプのデータ生成器であり得る。例えば、データ生成器518は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、RISCプロセッサ、キーボード、マウスまたはトラック・ボールのようなポインティング・デバイス、マイクロフォンのようなトランスデューサを含むヘッドセットのようなオーディオ・デバイス、メディカル・デバイス、靴、データを生成するロボットのような、または機械的なデバイス、ディスプレイのようなユーザーインタフェース、一つまたはそれ以上の発行ダイオード(LED)等を含み得る。
【0034】
図6は、開示の他の態様に従った受信器の例を含んでいる通信デバイス600の例のブロックダイアグラムを示している。通信デバイス600は、他の通信デバイスからデータを受信することについて特に適用され得る。通信デバイス600は、アンテナ602、フロントエンド受信器604、RF−to−ベースバンド送信部606、ベースバンド・ユニット608、及びデータ受信器610を備えている。受信器604は、予め明確にされた圧伸器の少なくともいくつかのを含むように構成され得る。
【0035】
動作において、データ・プロセッサ610は、遠隔通信デバイスからRF信号を取得するアンテナ602、受信された信号を増幅する受信器フロントエンド604、RF信号をベースバンド信号に変換するRF−to−ベースバンド受信部606、そして受信されたデータを決定するためにベースバンド信号を処理するベースバンド・ユニット608を介して遠隔通信デバイスからデータを受信し得る。データ受信器610は、受信されたデータに基づいた一つまたはそれ以上の定義された命令を実行され得る。例えば、データ・プロセッサ610は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セット・コンピュータ(RISC)プロセッサ、ディスプレイ、スピーカのようなトランスデューサを含んでいるヘッドセットのようなオーディオ・デバイス、メディカル・デバイス、靴、腕時計、データに応答するロボットのような、または機械的なデバイス、ディスプレイのようなユーザーインタフェース、一つまたはそれ以上の発行ダイオード(LED)等を含み得る。
【0036】
図7Aは、本明細書記載のいくつかの通信システムを用い得るパルス変調の例として、異なるパルス繰り返し周波数(PRF:pulse repetition frequency)によって定義された種々のチャネル(チャネル1及び2)を示している。具体的には、チャネル1についてのパルスは、パルス間の遅延期間(pulse-to-pulse delay period)702に対応するパルス繰り返し周波数(PRF)を有している。反対に、チャネル2についてのパルスは、パルス間の遅延期間(pulse-to-pulse delay period)704に対応するパルス繰り返し周波数(PRF)を有している。このようにして、この技術は、2チャネル間のパルス衝突の比較的低い可能性と共に、仮の直交チャネルを定義し得る。特に、パルス衝突の低い可能性は、パルスについての低いデューティ・サイクルの使用を通じて達成され得る。例えば、パルス繰り返し周波数(PRF)の適切な選択を通じて、与えられたチャネルについての実質的に全てのパルスは、他のチャネルのパルスと異なる時間で伝送され得る。
【0037】
与えられたチャネルについて定義されたパルス繰り返し周波数(PRF)は、データ・レートまたはチャネルによってサポートされたレートに依存し得る。例えば、とても低いデータ・レート(例えば、数キロビット/秒、すなわちKbpsのオーダー)をサポートするチャネルは、対応する低いパルス繰り返し周波数(PRF)を使用し得る。これに対して、比較的高いデータ・レート(例えば、数メガビット/秒、すなわちMbps)をサポートするチャネルは、対応する高いパルス繰り返し周波数(PRF)を使用し得る。
【0038】
図7Bは、本明細書に記載のいくつかの通信システムにいて使用され得る変調の例のような、異なるパルス位置またはオフセットによって定義された異なるチャネル(チャネル1及び2)を示している。チャネル1についてのパルスは、第1のパルス・オフセット(例えば、図示しない与えられた時間に関して)に従った線706によって表されたような時間で生成される。これに対して、チャネル2についてのパルスは、第2のパルス・オフセットに従った線708によって表される時間で生成される。パルス間(矢印710で表されたように)にパルス・オフセット差を与えることにより、この技術は、2つのチャネル間のパルスの衝突の可能性を抑制し得る。チャネル(例えば、本明細書で明らかにされたように)及びデバイス間のタイミングの精度(例えば、相対的なクロック・ドリフト)について定義された他のシグナリング・パラメータ(signaling parameters)に依存することで、異なるパルス・オフセットの使用は、直交または仮の直交チャネルを提供し得る。
【0039】
図7Cは、本明細書に記載の通信システムのいくつかにおいて使用され得る、異なるタイミング・ホッピング・シーケンス変調(timing hopping sequences modulation)によって定義された異なるチャネル(チャネル1及び2)を示している。例えば、チャネル1についてのパルス712は、1つのタイム・ホッピング・シーケンス(time hopping sequence)に従った時間で生成され、同時に、チャネル2についてのパルス714は、他のタイム・ホッピング・シーケンス(time hopping sequence)に従った時間で生成され得る。使用される特定のシーケンス、及びデバイス間のタイミングの精度に依存することで、この技術は、直交または仮の直交チャネルを提供し得る。例えば、タイム・ホッピングされたパルス位置は、近接するチャネルからのパルス衝突の繰り返しの可能性を抑制するために、周期的ではない。
【0040】
図7Dは、本明細書に記載のいくつかの通信デバイスにおいて使用され得るパルス変調の例のような、異なるタイム・スロット(time slot)によって定義された異なるチャネルを示している。チャネルL1についてのパルスは、特定の時刻で生成される。同様に、チャネルL2についてのパルスは、他の時刻で生成される。同様の方法で、チャネルL3についてのパルスは更に他の時刻で生成される。該して、種々のチャネル間の干渉を減少させる、または排除するために、異なるチャネルに関する時刻は一致しない、または直交し得る。
【0041】
他の技術が、パルス変調スキームに従ってチャネルを定義し得ることは理解されるべきである。例えばチャネルは、異なる拡張擬似乱数(spreading pseudo-random number)シーケンス、または他の適当なパラメータまたは複数のパラメータに基づいて定義され得る。更に、チャネルは、二つまたはそれ以上のパラメータの組み合わせに基づいて定義され得る。
【0042】
図8は、開示の他の態様に従った種々のチャネルを介して互いに通信する種々のウルトラ・ワイド・バンド(UWB:ultra-wide band)通信デバイスのブロックダイアグラムを示している。例えば、UWBデバイス1 802は、二つの共同に作用するUWBチャネル1及び2を介してUWBデバイス2 804と通信する。UWBデバイス2は、一つのチャネル3を介してUWBデバイス3 806と通信する。そして、UWBデバイス3 806は、順に、一つのチャネル4を介してUWBデバイス4 808と通信する。他の構成が可能である。通信デバイスは、多くの異なるアプリケーションについて用いられ、例えば、ヘッドセット、マイクロフォン、生体測定センサ(biometric sensor)、心拍計、歩数計、EKGデバイス、腕時計、靴、遠隔制御、スィッチ、タイヤ空気圧モニタ、または他の通信デバイスにおいて実施され得る。
【0043】
図9は、開示の他の態様に従った圧伸器900の他の例のブロックダイアグラムを示している。圧伸器900は、入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適用された第1の信号生成モジュール902を含んでいる。圧伸器900は、更に、入力信号から、第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適用された第2の信号生成モジュール904を含んでいる。
【0044】
開示の上述した態様のいくつかは、多くの異なるデバイスにおいて実施され得る。例えば、上述で明らかにされたようなメディカル・アプリケーションに加え、開示の態様は、健康及びフィットネス・アプリケーションを加えられ得る。更に、開示の態様は、異なるタイプのアプリケーションについての靴において実施され得る。本明細書に記載されたような開示のいくつかの態様を具体化し得る他の多数のアプリケーションがある。
【0045】
開示の種々の態様が上述されている。本明細書で教示していることが、広い種々の形態、及び単に代表として、特定の構造、機能、または本明細書で開示された両方において具体化され得るということは理解されるべきである。本明細書の教示に基づいて、当業者は、本明細書に記載の態様は、いくつかの他の態様が独立して実施され、二つまたはそれ以上のこれらの態様は、種々の方法で気都合され得るということを正しく理解するだろう。例えば、本明細書に示されたいくつかの態様を用いて装置は実施され、または方法は、実行され得る。更に、本明細書に示された一つまたはそれ以上の態様に加え、またはそれ以外の態様において、他の構成、機能性、または構成及び機能性を用いることで、そのような装置は実施され、またはそのような方法が実行され得る。上述したいくつかのコンセプトの例のように、いくつかの態様において、同時のチャネルは、パルス繰り返し周波数に基づいて規定され得る。いくつかの態様において、同時のチャネルは、パルス位置またはパルス・オフセットに基づいて規定され得る。いくつかの態様において、同時のチャネルは、タイム・ホッピング・シーケンスに基づいて規定され得る。いくつかの態様において、同時のチャネルは、パルス繰り返し周波数、パルス位置またはパルス・オフセット、及びタイム・ホッピング・シーケンスに基づいて規定され得る。
【0046】
当業者は、情報及び信号が、あらゆる様々な異なる技術及び方法を用いて表され得ることを理解するだろう。例えば、上記説明にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁粒、光学場または光子、またはこれらのあらゆる組み合わせにより表され得る。
【0047】
当業者は更に、本明細書で開示された側面に関連して述べられた種々の例示的な論理ブロック、モジュール、プロセッサ、手段、回路、及びアルゴリズムステップが、電子的なハードウェア(例えば、デジタル実装、アナログ実装、またはこの二つの組み合わせであり、これらはソース・コーディングまたはその他のいくつかの方法を用いて設計され得る)、命令を組み込むプログラムまたはデザインコードの様々な形態(これらは、本明細書において便宜上、“ソフトウェア”または“ソフトウェアモジュール”と呼ばれ得る)、または両者の組み合わせとして実装され得ることを理解するだろう。ハードウェア、及びソフトウェアのこの互換性を明確に例示するために、様々な例示的な要素部品、ブロック、モジュール、回路、及びステップは、一般的にそれらの機能に関して上で述べられてきた。そのような機能がハードウェアまたはソフトウェアとして実施されるか否かは、特定のアプリケーション及びシステム全体に課せられた設計制限に依存する。当業者は、記述した機能を特定の各アプリケーションのために様々な方法で実施し得るが、そのような実施の決定は、本開示の範囲から逸脱するものと解釈されるべきではない。
【0048】
本明細書に開示された側面に関連して述べた様々な例示の論理ブロック、モジュール、及び回路は、集積回路(IC)、アクセス端末、またはアクセスポイント内で実装され、またはこれらによって実行され得る。ICは、本明細書で述べた機能を実行するように設計された汎用プロセッサ、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)、またはプログラマブル論理デバイス、ディスクリートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア部品、電気部品、光学部品、機械部品、またはその任意の組み合わせを備えて良く、そしてICは、IC内部、IC外部、またはその両方にあるコードまたは命令を実行し得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであって良いが、これに代わるものでは、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、またはステートマシンであり得る。プロセッサはまた、計算デバイスの組み合わせ、例えば、DSPとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連係した一つまたはそれ以上のマイクロプロセッサ、または他の任意のそのような構成として実装され得る。
【0049】
開示されたプロセスにおけるステップの特定の順序または階層は、サンプルとなるアプローチの一例であることが理解される。設計の選択に基づき、プロセスにおけるステップの具体的な順序または階層は、本開示の範囲内にありつつ、再配置され得ることが理解されるだろう。添付の方法の請求項は、見本となる種々のステップの要素を提示し、そして提示された具体的な順序または階層に限定されることを意味しない。
【0050】
本明細書に開示された側面に関連して述べた方法またはアルゴリズムのステップは、直接、ハードウェアにおいて、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において、またはその二つの組み合わせにおいて具体化され得る。ソフトウェアモジュール(例えば、実行可能な命令及び関連するデータを含む)及びその他のデータは、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、リムーバルディスク、CD−ROM、または当技術分野で既知であるほかの形のあらゆるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に存在し得る。例となる記憶媒体は、例えばコンピュータ/プロセッサ(便宜上、本明細書では、“プロセッサ”と呼び得る)のようなデバイスに結合されることができ、そのようなプロセッサは情報(例えばコード)をこの記憶媒体から読み出し、情報を記憶媒体に書き込むことができる。例となる記憶媒体は、プロセッサと結合されても良い。プロセッサと記憶媒体はASIC内にあっても良い。このASICはユーザー装置内にあっても良い。あるいは、プロセッサと記憶媒体は、ディスクリート部品としてユーザー装置内にあっても良い。更に、いくつかの側面では、あらゆる適切なコンピュータプログラム製品が、本開示の側面の一つまたはそれ以上に関連するコードを備えるコンピュータ読み取り可能な媒体を備え得る。いくつかの側面では、コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料を備えていても良い。
【0051】
この発明が、種々の側面に関連して述べられてきたが、この発明は、更に変形可能であることが理解されるだろう。この出願は、この発明のあらゆる変形、使用、または適合をカバーすることを意図され、それは概してこの発明の原理に従い、そして、この発明が属する技術内で既知の、そして慣習的なプラクティスに入る限りは、本開示からそのような広がりを含む。
【0052】
特許請求の範囲は以下の通りである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適合された第1の回路と、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適合された第2の回路と、
を備える装置。
【請求項2】
前記第1及び第2の信号の合計に関する第3の信号を生成するように適合された第3の回路を更に備える請求項1の装置。
【請求項3】
前記第1の信号は、前記入力信号に対して非線形である請求項1の装置。
【請求項4】
前記第1の回路は、前記入力信号から前記第1の信号を生成することにおいて、第1の感度または利得を有するように構成される請求項1の装置。
【請求項5】
前記第2の回路は、前記入力信号から前記第2の信号を生成することにおいて、第2の感度または利得を有するように構成され、更に、前記第2の回路の前記第2の感度または利得は、前記第1の回路の前記第1の感度または利得と異なる請求項4の装置。
【請求項6】
前記第1の回路は、第1の圧密点(compression point)または閾値を有するように構成される請求項1の装置。
【請求項7】
前記第2の回路は、第2の圧密点または閾値を有するように構成され、更に、前記第2の回路の前記第2の圧密点または閾値は、前記第1の回路の前記第1の圧密点または閾値と異なる請求項6の装置。
【請求項8】
前記第1または第2のダイナミック・レンジを調整するための第3の回路を更に備える請求項1の装置。
【請求項9】
前記第3の回路は、前記第1または第2の回路に参照電圧または電流を提供するように適合される請求項8の装置。
【請求項10】
前記第3の回路は、前記参照電圧または電流を生成するように適合されたプログラム可能な参照レベル・デバイスを有している請求項9の装置。
【請求項11】
前記第1または第2の回路は、エンベロープ検出器、2乗デバイス、差動トランジスタ・ペア、または差動増幅器を含んでいる請求項1の装置。
【請求項12】
前記第1の回路は、第1のサイズを有しているトランジスタの第1のトランジスタ・ペアを備え、更に、前記第2の回路は、前記第1のトランジスタ・ペアの前記トランジスタの前記第1のサイズとは異なる第2のサイズを有しているトランジスタの第2のトランジスタ・ペアを備えている請求項1の装置。
【請求項13】
前記第1及び第2のトランジスタ・ペアに第1及び第2の参照電流を提供するように適合された第1及び第2の電流ソースを更に備える請求項12の装置。
【請求項14】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成することと、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成することと、
を備える入力信号の処理方法。
【請求項15】
第3の信号を生成するために前記第1及び第2の信号を結合することを更に備える請求項14の方法。
【請求項16】
前記第1の信号は、前記入力信号に対して非線形である請求項14の方法。
【請求項17】
前記第1の信号を生成することは、前記第1の信号を生成するために、第1の感度または利得によって前記入力信号を検出することを備える請求項14の方法。
【請求項18】
前記第2の信号を生成することは、前記第2の信号を生成するために、第2の感度または利得によって前記入力信号を検出することを備え、更に、前記第2の感度または利得は、前記第1の感度または利得とは異なる請求項17の方法。
【請求項19】
前記第1の信号を生成することは、第1の圧縮または閾値レベルを実質的に超えない前記第1の信号を生成することを備える請求項14の方法。
【請求項20】
前記第2の信号を生成することは、第2の圧縮または閾値レベルを実質的に超えない前記第2の信号を生成することを備え、更に、前記第2の圧縮または閾値レベルは、前記第1の圧縮または閾値レベルとは異なる請求項19の方法。
【請求項21】
前記第1または第2のダイナミック・レンジを調整することを更に備える請求項14の方法。
【請求項22】
前記第1または第2のダイナミック・レンジを調整することは、参照電圧または電流をそれぞれ生成することを備えている請求項21の方法。
【請求項23】
前記参照電圧または電流を生成することは、プログラム可能な参照レベル・デバイスを駆動させることを含む請求項22の方法。
【請求項24】
前記第1または第2の信号を生成することは、前記入力信号をエンベロープ検出、または実質的に2乗することを備える請求項14の方法。
【請求項25】
前記第1の信号を生成することは、第1のサイズのトランジスタの第1のトランジスタ・ペアに前記入力信号を加えることを含み、前記第2の信号を生成することは、前記第1のトランジスタ・ペアの前記トランジスタの前記第1のサイズとは異なる第2のサイズのトランジスタの第2のトランジスタ・ペアに前記入力信号を加えることを含む請求項14の方法。
【請求項26】
前記第1及び第2のトランジスタ・ペアについての第1及び第2の参照電流を提供することを更に備える請求項25の方法。
【請求項27】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成する第1の手段と、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2の範囲を有する第2の信号を生成する第2の手段と、
を備える装置。
【請求項28】
第3の信号を生成するために前記第1及び第2の信号を結合する手段を更に備える請求項27の装置。
【請求項29】
前記第1の信号は、前記入力信号に対して非線形である請求項27の装置。
【請求項30】
前記第1の生成手段は、前記入力信号から前記第1の信号を生成することにおいて、第1の感度または利得を有するように構成される請求項27の装置。
【請求項31】
前記第2の生成手段は、前記入力信号から前記第2の信号を生成することにおいて、第2の感度または利得を有するように構成され、更に、前記第2の生成手段の前記第2の感度または利得は、前記第1の生成手段の前記第1の感度または利得とは異なる請求項30の装置。
【請求項32】
前記第1の生成手段は、第1の圧密点(compression point)または閾値を有するように構成される請求項27の装置。
【請求項33】
前記第2の生成手段は、第2の圧密点または閾値を有するように構成され、更に、前記第2の生成方法の前記第2の圧密点または閾値は、前記第1の生成方法の前記第1の圧密点または閾値と異なる請求項32の装置。
【請求項34】
前記第1または第2のダイナミック・レンジを調整する手段を更に備える請求項27の装置。
【請求項35】
前記ダイナミック・レンジを調整する手段は、前記第1または第2の生成手段にそれぞれ参照電圧または電流を提供するように適合される請求項34の装置。
【請求項36】
前記ダイナミック・レンジを調整する方法は、前記参照電圧または電流を生成するように適合されたプログラム可能な参照レベル・デバイスを備える請求項35の装置。
【請求項37】
前記第1または第2の生成手段は、エンベロープ検出器、2乗デバイス、差動トランジスタ・ペア、または差動増幅器を備える請求項27の装置。
【請求項38】
前記第1の生成手段は、第1のサイズのトランジスタの第1のトランジスタ・ペアを備え、更に、前記第2の生成手段は、前記第1のトランジスタ・ペアの前記トランジスタの前記第1のサイズとは異なる第2のサイズのトランジスタの第2のトランジスタ・ペアを備える請求項27の装置。
【請求項39】
前記第1及び第2のトランジスタ・ペアについての第1及び第2の参照電流を生成する手段を更に備える請求項38の装置。
【請求項40】
前記第1または第2の生成手段は、20%またはそれ以上のオーダーのフラクショナル・バンド幅、500MHzまたはそれ以上のオーダーのバンド幅、または20%またはそれ以上のオーダーのフラクショナル・バンド幅及び500MHzまたはそれ以上のオーダーのバンド幅を有するように適合される請求項27の装置。
【請求項41】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適合された第1の回路と、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適合された第2の回路と、
前記第1及び第2の信号に基づいた音を生成するように適合されたトランスデューサと、
を備えるヘッドセット。
【請求項42】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適合された第1の回路と、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適合された第2の回路と、
前記第1及び第2の信号に基づいて表示を提供するように適合されたユーザーインタフェースと、
を備える腕時計。
【請求項43】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適合された第1の回路と、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適合された第2の回路と、
前記第1及び第2の信号に基づいてデータを生成するように適合されたセンサと、
を備えるセンシング・デバイス。
【請求項1】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適合された第1の回路と、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適合された第2の回路と、
を備える装置。
【請求項2】
前記第1及び第2の信号の合計に関する第3の信号を生成するように適合された第3の回路を更に備える請求項1の装置。
【請求項3】
前記第1の信号は、前記入力信号に対して非線形である請求項1の装置。
【請求項4】
前記第1の回路は、前記入力信号から前記第1の信号を生成することにおいて、第1の感度または利得を有するように構成される請求項1の装置。
【請求項5】
前記第2の回路は、前記入力信号から前記第2の信号を生成することにおいて、第2の感度または利得を有するように構成され、更に、前記第2の回路の前記第2の感度または利得は、前記第1の回路の前記第1の感度または利得と異なる請求項4の装置。
【請求項6】
前記第1の回路は、第1の圧密点(compression point)または閾値を有するように構成される請求項1の装置。
【請求項7】
前記第2の回路は、第2の圧密点または閾値を有するように構成され、更に、前記第2の回路の前記第2の圧密点または閾値は、前記第1の回路の前記第1の圧密点または閾値と異なる請求項6の装置。
【請求項8】
前記第1または第2のダイナミック・レンジを調整するための第3の回路を更に備える請求項1の装置。
【請求項9】
前記第3の回路は、前記第1または第2の回路に参照電圧または電流を提供するように適合される請求項8の装置。
【請求項10】
前記第3の回路は、前記参照電圧または電流を生成するように適合されたプログラム可能な参照レベル・デバイスを有している請求項9の装置。
【請求項11】
前記第1または第2の回路は、エンベロープ検出器、2乗デバイス、差動トランジスタ・ペア、または差動増幅器を含んでいる請求項1の装置。
【請求項12】
前記第1の回路は、第1のサイズを有しているトランジスタの第1のトランジスタ・ペアを備え、更に、前記第2の回路は、前記第1のトランジスタ・ペアの前記トランジスタの前記第1のサイズとは異なる第2のサイズを有しているトランジスタの第2のトランジスタ・ペアを備えている請求項1の装置。
【請求項13】
前記第1及び第2のトランジスタ・ペアに第1及び第2の参照電流を提供するように適合された第1及び第2の電流ソースを更に備える請求項12の装置。
【請求項14】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成することと、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成することと、
を備える入力信号の処理方法。
【請求項15】
第3の信号を生成するために前記第1及び第2の信号を結合することを更に備える請求項14の方法。
【請求項16】
前記第1の信号は、前記入力信号に対して非線形である請求項14の方法。
【請求項17】
前記第1の信号を生成することは、前記第1の信号を生成するために、第1の感度または利得によって前記入力信号を検出することを備える請求項14の方法。
【請求項18】
前記第2の信号を生成することは、前記第2の信号を生成するために、第2の感度または利得によって前記入力信号を検出することを備え、更に、前記第2の感度または利得は、前記第1の感度または利得とは異なる請求項17の方法。
【請求項19】
前記第1の信号を生成することは、第1の圧縮または閾値レベルを実質的に超えない前記第1の信号を生成することを備える請求項14の方法。
【請求項20】
前記第2の信号を生成することは、第2の圧縮または閾値レベルを実質的に超えない前記第2の信号を生成することを備え、更に、前記第2の圧縮または閾値レベルは、前記第1の圧縮または閾値レベルとは異なる請求項19の方法。
【請求項21】
前記第1または第2のダイナミック・レンジを調整することを更に備える請求項14の方法。
【請求項22】
前記第1または第2のダイナミック・レンジを調整することは、参照電圧または電流をそれぞれ生成することを備えている請求項21の方法。
【請求項23】
前記参照電圧または電流を生成することは、プログラム可能な参照レベル・デバイスを駆動させることを含む請求項22の方法。
【請求項24】
前記第1または第2の信号を生成することは、前記入力信号をエンベロープ検出、または実質的に2乗することを備える請求項14の方法。
【請求項25】
前記第1の信号を生成することは、第1のサイズのトランジスタの第1のトランジスタ・ペアに前記入力信号を加えることを含み、前記第2の信号を生成することは、前記第1のトランジスタ・ペアの前記トランジスタの前記第1のサイズとは異なる第2のサイズのトランジスタの第2のトランジスタ・ペアに前記入力信号を加えることを含む請求項14の方法。
【請求項26】
前記第1及び第2のトランジスタ・ペアについての第1及び第2の参照電流を提供することを更に備える請求項25の方法。
【請求項27】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成する第1の手段と、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2の範囲を有する第2の信号を生成する第2の手段と、
を備える装置。
【請求項28】
第3の信号を生成するために前記第1及び第2の信号を結合する手段を更に備える請求項27の装置。
【請求項29】
前記第1の信号は、前記入力信号に対して非線形である請求項27の装置。
【請求項30】
前記第1の生成手段は、前記入力信号から前記第1の信号を生成することにおいて、第1の感度または利得を有するように構成される請求項27の装置。
【請求項31】
前記第2の生成手段は、前記入力信号から前記第2の信号を生成することにおいて、第2の感度または利得を有するように構成され、更に、前記第2の生成手段の前記第2の感度または利得は、前記第1の生成手段の前記第1の感度または利得とは異なる請求項30の装置。
【請求項32】
前記第1の生成手段は、第1の圧密点(compression point)または閾値を有するように構成される請求項27の装置。
【請求項33】
前記第2の生成手段は、第2の圧密点または閾値を有するように構成され、更に、前記第2の生成方法の前記第2の圧密点または閾値は、前記第1の生成方法の前記第1の圧密点または閾値と異なる請求項32の装置。
【請求項34】
前記第1または第2のダイナミック・レンジを調整する手段を更に備える請求項27の装置。
【請求項35】
前記ダイナミック・レンジを調整する手段は、前記第1または第2の生成手段にそれぞれ参照電圧または電流を提供するように適合される請求項34の装置。
【請求項36】
前記ダイナミック・レンジを調整する方法は、前記参照電圧または電流を生成するように適合されたプログラム可能な参照レベル・デバイスを備える請求項35の装置。
【請求項37】
前記第1または第2の生成手段は、エンベロープ検出器、2乗デバイス、差動トランジスタ・ペア、または差動増幅器を備える請求項27の装置。
【請求項38】
前記第1の生成手段は、第1のサイズのトランジスタの第1のトランジスタ・ペアを備え、更に、前記第2の生成手段は、前記第1のトランジスタ・ペアの前記トランジスタの前記第1のサイズとは異なる第2のサイズのトランジスタの第2のトランジスタ・ペアを備える請求項27の装置。
【請求項39】
前記第1及び第2のトランジスタ・ペアについての第1及び第2の参照電流を生成する手段を更に備える請求項38の装置。
【請求項40】
前記第1または第2の生成手段は、20%またはそれ以上のオーダーのフラクショナル・バンド幅、500MHzまたはそれ以上のオーダーのバンド幅、または20%またはそれ以上のオーダーのフラクショナル・バンド幅及び500MHzまたはそれ以上のオーダーのバンド幅を有するように適合される請求項27の装置。
【請求項41】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適合された第1の回路と、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適合された第2の回路と、
前記第1及び第2の信号に基づいた音を生成するように適合されたトランスデューサと、
を備えるヘッドセット。
【請求項42】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適合された第1の回路と、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適合された第2の回路と、
前記第1及び第2の信号に基づいて表示を提供するように適合されたユーザーインタフェースと、
を備える腕時計。
【請求項43】
入力信号から、第1のダイナミック・レンジを有する第1の信号を生成するように適合された第1の回路と、
前記入力信号から、前記第1の信号の前記第1のダイナミック・レンジとは異なる第2のダイナミック・レンジを有する第2の信号を生成するように適合された第2の回路と、
前記第1及び第2の信号に基づいてデータを生成するように適合されたセンサと、
を備えるセンシング・デバイス。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8】
【図9】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8】
【図9】
【公表番号】特表2011−515986(P2011−515986A)
【公表日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−501765(P2011−501765)
【出願日】平成20年3月27日(2008.3.27)
【国際出願番号】PCT/US2008/058513
【国際公開番号】WO2009/120201
【国際公開日】平成21年10月1日(2009.10.1)
【出願人】(595020643)クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】QUALCOMM INCORPORATED
【Fターム(参考)】
【公表日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年3月27日(2008.3.27)
【国際出願番号】PCT/US2008/058513
【国際公開番号】WO2009/120201
【国際公開日】平成21年10月1日(2009.10.1)
【出願人】(595020643)クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】QUALCOMM INCORPORATED
【Fターム(参考)】
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