増幅器における可変フィードバック
【課題】線形性の改善されたノイズ指数および低ノイズ増幅器を提供する。
【解決手段】受信信号強度インジケータ２０１の出力に基づく可変ネガティブフィードバック２０３を含む増幅器Ｍ１が開示されている。フィードバックは、高受信信号レベルについて増加され、低受信信号レベルについて減少されるとしてもよい。実施形態において、可変フィードバック２０３は、複数の離散的なインピーダンス設定を含むとしてもよい。振幅および／または時間ヒステリシスは、組み込まれていてもよい。
【解決手段】受信信号強度インジケータ２０１の出力に基づく可変ネガティブフィードバック２０３を含む増幅器Ｍ１が開示されている。フィードバックは、高受信信号レベルについて増加され、低受信信号レベルについて減少されるとしてもよい。実施形態において、可変フィードバック２０３は、複数の離散的なインピーダンス設定を含むとしてもよい。振幅および／または時間ヒステリシスは、組み込まれていてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
その開示は、通信受信機、および特に、ノイズ指数および低ノイズ増幅器のような増幅器の線形性の改善のための技術に関する。
【背景】
【０００２】
通信システムにおいて、送信機は、無線周波数（ＲＦ）キャリア上の信号を変調し、通信チャネルを超えて受信機に信号を送信する。受信機において、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）は、典型的には受信信号(希望信号、ノイズ、および望まれない妨害波を含んでいてもよい)を増幅し、処理用の後の受信機ステージに増幅信号を供給する。ＬＮＡは、通常、過度のノイズを導入せずに、低レベルの希望信号を増幅するための低ノイズ指数を持つように設計されている。他方では、希望信号および／または妨害波の強さが高い場合、妨害波が希望信号を悪くしないように、ＬＮＡがよい線形性、または低い歪みを持つことが望ましい。低ノイズ指数およびよい線形性の設計目標は、しばしば矛盾している。また、単一のＬＮＡ設計は、しばしば他方を交換しなければならない。
【０００３】
ＬＮＡのような増幅器の好ましいオペレーティング特性を自動的に決定し、オペレーション中に増幅器のパラメータを動的に調節し、これにより線形性についてのノイズ指数を最良に交換することが望ましいだろう。
【概要】
【０００４】
現開示の局面は、入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器であって、前記増幅器は、前記入力信号に前記出力信号を結合するためのネガティブフィードバック要素を具備し、モデファイ（修正）入力信号を発生させ、前記フィードバック要素は、可変（configurable）インピーダンスを具備する、増幅器、前記モデファイ入力信号にゲインを提供するためのゲイン要素であって、前記ゲイン要素の出力は、前記出力信号に結合される、ゲイン要素、前記出力信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出要素であって、前記信号強度検出要素の前記出力は、前記信号強度検出要素によって測定された前記信号レベルに応じて前記可変インピーダンスを制御するために、前記フィードバック要素に結合されている、信号強度検出要素、を提供する。
【０００５】
現開示の他の局面は、入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器であって、前記増幅器は、前記入力信号に前記出力信号を結合するためのフィードバック要素を具備し、モデファイ入力信号を発生させ、前記フィードバック要素は、可変インピーダンスを具備する、増幅器、前記モデファイ入力信号にゲインを提供するためのゲイン要素であって、前記ゲイン要素の出力は、前記出力信号に結合されている、ゲイン要素、前記入力信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出要素であって、前記信号強度検出要素の前記出力は、前記信号強度検出要素によって測定された前記信号レベルに応じて可変インピーダンスを制御するために、フィードバック要素に結合されている、信号強度検出要素、を提供する。
【０００６】
現開示のさらに他の局面は、入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための方法を提供し、前記方法は、可変インピーダンスによって、ネガティブフィードバックを用いて前記入力信号に前記出力信号を結合することであって、前記結合された信号は、モデファイ入力信号を発生させる、こと、前記モデファイ入力信号にゲインを提供すること、前記出力信号から得られる信号のレベル測定すること、前記測定された信号レベルに応じて前記可変インピーダンスのインピーダンスを制御すること、を具備する。
【０００７】
現開示の他の局面は、入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器であって、前記増幅器は、可変インピーダンスを持ち、前記入力信号に前記出力信号を結合し、モデファイ入力信号を発生させるための手段を具備する、増幅器と、前記モデファイ入力信号にゲインを提供するための手段と、前記出願信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出手段であって、前記信号強度検出手段の前記出力は、前記可変インピーダンスを制御するために、前記入力信号に前記出力信号を結合するための前記手段に結合されている、信号強度検出手段と、を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ＬＮＡについての従来の回路形態を示す。
【図２】図２は、現開示の実施形態に係る可変インピーダンスを持つシャントフィードバックを備えるＬＮＡの実施形態を示す。
【図３】図３は、ＲＳＳＩロジックブロック２０２および可変インピーダンスブロック２０３の実施形態を示す。
【図４】図４は、制御信号２０３ａがそれぞれ２つのスイッチ２０３．１および２０３．２を制御するための２つの活性化信号２０３ａ．１および２０３ａ．２を含む実施形態を示す。
【図５】図５は、それぞれ３つの制御信号２０３．１，２０３ａ．２，および２０３ａ．３によって制御される３つのスイッチ２０３．１，２０３．２，および２０３．３を持つ可変インピーダンスブロック２０３の実施形態を示す。
【図６】図６は、制御信号２０３ａを生成するために、シュミットトリガ２０２Ｓ．１が振幅ヒステリシスをインプリメントする実施形態を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、コンパレータ２０２Ｔ．１において時間ヒステリシスを使用するＲＳＳＩロジックブロック２０２の実施形態を示す。
【図７】図７は、ＲＳＳＩブロック２０１の実施形態を示す。
【図８】図８は、ＲＳＳＩブロック２０１の代替の実施形態を示す。図８の実施形態は、興味のある信号の周波数選択評価を与える。
【図９】図９は、トランジスタＭ１のソースで直列フィードバックを組み込むＬＮＡを示し、直列フィードバックは現開示の技術によって可変である。
【詳細な説明】
【０００９】
図１は、ＬＮＡについての従来の回路形態を示す。図１において、電源電圧Ｖsは、入力マッチによってトランジスタＭ１のゲート（Ｇ）に結合される。トランジスタＭ１のドレイン（Ｄ）は、出力マッチおよび負荷に結合される。回路は、ゲイン要素（トランジスタＭ１）によって出力信号(ドレイン電圧)を生成するために、有効に入力信号に利得を供給する。
【００１０】
ＬＮＡの線形性を改善するために、インピーダンスＺFBのシャント（shunt）フィードバックは、ドレイン（Ｄ）からゲート（Ｇ）まで提供される。フィードバックは、直列ＲＣネットワーク、またはいずれかの他のネットワークでもよい。フィードバックは、ゲイン要素（トランジスタＭ１）に対するモデファイ入力信号（ゲート電圧）を発生させるために、入力信号（Ｖs）に出力信号（ドレイン電圧）を結合する。
【００１１】
フィードバックが一般的にＬＮＡの線形性を改善している間に、それはまたゲインを減少させおよびノイズを加えてもよく、それによってＬＮＡのノイズ指数を下げる、ことに注意すべきである。現開示の局面は、検出された信号のレベルに基づいてフィードバックの量を設定することを与える。
【００１２】
図２は、現開示の実施形態に係る可変インピーダンスを持つシャントフィードバックを備えるＬＮＡの実施形態を示す。図２において、トランジスタＭ１のドレイン電圧２０１ａは、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）ブロック２０１に連結される。ＲＳＳＩは、ドレイン電圧２０１ａの振幅（または他のレベル指標）を測定し、それに比例するＲＳＳＩ信号２０２ａを生産する。ＲＳＳＩ信号２０２ａは、ＲＳＳＩ論理ブロック２０２に連結され、ＲＳＳＩ信号２０２ａのレベルに依存する制御信号２０３ａを出力する。制御信号２０３ａは、可変インピーダンスブロック２０３の変化する（variable）インピーダンスＺconfigを制御するために、可変インピーダンスブロック２０３に入力される。シャントフィードバックが利用される実施形態では、変化するインピーダンスＺconfigは、Ｚconfigが、測定された信号が低い場合により大きいインピーダンス、測定された信号が高い場合により少ないインピーダンスを持つように、ＲＳＳＩ２０１によって測定された信号レベルと逆に変えられる。受信信号が強い場合に、より大きいフィードバックによって与えられるよりよい線形性（シャントフィードバックについてのより低いインピーダンス）が一般的に好ましいゆえ、このことは有益であり、それゆえ、受信信号が弱い場合に、少ないフィードバックに対応するより高いゲイン（シャントフィードバックについてのより高いインピーダンス）は一般的に好ましい。
【００１３】
図２の設計において、ＲＳＳＩブロック２０１が負荷と比較される高入力インピーダンスを持つ設計をされてもよいことに、注意すべきである。トランジスタＭ１のドレインにおけるＲＳＳＩブロック２０１のローディングは、出力マッチ２０５の設計の要因とされてもよい。
【００１４】
実施形態において、制御信号２３０ａは、可変インピーダンスブロック２０３内の一つのスイッチまたは複数のスイッチを制御するための一つまたは複数の活性化信号を含むとしてもよい。図３は、ＲＳＳＩ論理ブロック２０２と可変隠避イーダンスブロック２０３の実施形態を示す。図３において，制御信号２０３ａは、あるスイッチ２０３．１を制御するためのある活性化信号２０３ａ．１を含む。示されている実施形態において、活性化信号２０３ａ．１は、コンパレータ２０２．１によって発生される。コンパレータ２０２．１は、ＲＳＳＩ信号２０２ａの振幅とリファレンス信号Ｖref1とを比較する。コンパレータ２０２．１は、２０２ａがリファレンス信号Ｖref1よりも大きい場合、２０３ａ．１に対して高レベルを、２０２ａがリファレンス信号Ｖref1よりも小さい場合、２０３ａ．１に対して低出力レベルを出力する。実施形態において、高出力レベルは、１．５ボルトまたはそれより高くすることができ、その一方で、低出力レベルは、０．８ボルトまたはそれより低くすることができる。
【００１５】
実施形態において、信号２０３ａ．１についての高出力レベルはスイッチ２０３．１を閉じ、その一方で、信号２０３ａ．１についての低出力レベルはスイッチ２０３．１を開く。スイッチ２０３．１が開いている場合、可変インピーダンスブロック２０３は有効にノード２０１と２０４の間の開回路であることは理解される。すなわち、ＬＮＡにおけるシャントフィードバックはない。あるいは、スイッチ２０３．１が閉まっている場合、可変インピーダンスブロック２０３はインピーダンスＺ1を持つ。したがって、示された実施形態は、ＬＮＡ出力信号２０１ａがリファレンスレベルＶref1を超える場合、インピーダンスＺ1のシャントフィードバックを与え、ＬＮＡ出力信号２０１ａがリファレンスレベルＶref1を下回る場合、シャントフィードバックを与えない。実施形態において、Ｖref1は２５０ｍＶである。
【００１６】
他の実施形態は、フィードバック対フィードバックがないことよりもむしろ、シャントフィードバックの２つの異なるレベルを与えることができることに注意すべきである。例えば、実施形態において、８００オームのシャントフィードバックは、ＬＮＡ出力信号２０１がリファレンスレベル未満の場合に与えられてもよく、また２８００オームのシャントフィードバックは、ＬＮＡ出力信号２０１がリファレンスレベルを超える場合に与えられてもよい。そのような実装のための回路構成は当業者によって実現可能であり、ここでは記述されないだろう。
【００１７】
実施形態において、制御信号２０３ａは、可変インピーダンスブロック２０３における１以上のスイッチを制御するための１以上の活性化信号を含むとしてもよい。図４は、制御信号２０３ａが、それぞれ２つのスイッチ２０３．１および２０３．２を制御するための２つの活性化信号２０３ａ．１および２０３ａ．２を含む実施形態を示す。活性化信号２０３ａ．１および２０３ａ．２は、それぞれ、コンパレータ２０２．１および２０２．２によって発生される。コンパレータ２０２．１および２０２．２は、ＲＳＳＩ信号２０２ａとリファレンス信号Ｖref1およびＶref2とを比較する。実施形態において、Ｖref2は、Ｖref1よりも大きい。
【００１８】
ＲＳＳＩ信号２０２ａがＶref1およびVref2の双方より小さい場合、その時、スイッチ２０３．１および２０３．２の双方は開になる。この場合、図２におけるトランジスタＭ１のドレインからゲートへのフィードバックはない。ＲＳＳＩ信号２０２ａがＶref1よりも大きいがＶref2よりも小さい場合、スイッチ２０３．１は閉じられ、その一方でスイッチ２０３．２は開になる。この場合、トランジスタＭ１のドレインからゲートへのフィードバックは、インピーダンスＺ１＋Ｚ２を持つ。最後に、ＲＳＳＩ信号２０２ａがＶref1およびVref2の双方より大きい場合、スイッチ２０３．１および２０３．２の双方は閉じられる。この場合、トランジスタＭ１のドレインからゲートへのフィードバックは、インピーダンスＺ１を持つ。したがって、図４に示されるシャントフードバックは、ＲＳＳＩ信号２０２ａのレベルの増加に伴う離散的ステップにおいて増加 (すなわちインピーダンス減少)することが理解される。
【００１９】
１つおよび２つのリファレンスレベルについて上で議論された技術は、ＲＳＳＩ論理２０２および可変インピーダンスブロック２０３が２つを超えるリファレンスレベルに適応することを可能にするために容易に拡張されてもよい。例えば、付加的なコンパレータがＲＳＳＩ論理２０２に加えられてもよく、さらに付加的なスイッチおよびインピーダンスのペアが、図４におけるスイッチおよびインピーダンスのペア２０３．２／Ｚ2の後に直列に加えられてもよい。そのような変更は、容易に回路設計の当業者によって引き出すことができ、現開示の範囲内にあると考えられる。
【００２０】
加えて、可変インピーダンスブロック２０３の代替の実装はまた熟考され、現開示の範囲内である。例えば、図５に示されるように、スイッチおよびインピーダンスは、ペアを形成するために直列に接続されることができ、複数のペアは、可変インピーダンスブロックを形成するために並列に接続されることができる。図５は、それぞれ３つの制御信号２０３ａ．１，２０３ａ．２，および２０３ａ．３によって制御される３つのスイッチ２０３．１，２０３．２，２０３．３を持つ可変インピーダンスブロック２０３の実施形態を示す（制御信号の発生は図示せず）。他の実装は、また回路設計の当業者によって容易に引き出すことができる。
【００２１】
制御信号２０３ａとスイッチのアクションとの関係が上述と同じ必要はないことに注意すべきである。例えば、代替の実施形態において、制御信号２０３ａの高レベルは、可変インピーダンスブロック２０３におけるスイッチを閉じるよりむしろ開くとしてもよい。説明された回路構成の各種の他の変更は当業者にとって明らかであり、そのような変 更は、現開示の範囲内であると考えられる。
【００２２】
あるシナリオにおいて、ＲＳＳＩ信号２０２ａの一時的な変動は、可変インピーダンスブロック２０３におけるスイッチの望まないスイッチングを引き起こすかもしれない。実施形態において、ＲＳＳＩ論理２０２は、そのような望まないスイッチングを減少させるために、１以上のコンパレータにおける振幅および／または時間ヒステリシスを組み込むとしてもよい。
【００２３】
図６は、制御信号２０３ａを発生させるために、シュミットトリガ２０２Ｓ．１が振幅ヒステリシスをインプリメントする実施形態を示す。シュミットトリガ２０２Ｓ．１は、２つのしきい値Ｖref1_plusおよびＶref1_minus(図６に図示せず)を持つための前セットがなされるとしてもよく、Ｖref1_plusはＶref1_minusより大きい。この実施形態において、もし制御信号２０３ａが低い場合、その時、スイッチングしきい値はＶref1_plusだろう。他方では、もし制御信号２０３ａが高い場合、スイッチングしきい値はＶref1_minusだろう。本実施形態は、制御信号２０３ａが、ＲＳＳＩ出力２０２ａにおいて小スケール振幅バリエーションに継続的に応答することを防止する。シュミットトリガの設計は、従来技術においてよく知られており、さらにここで説明はされないだろう。
【００２４】
代わりに、または振幅ヒステリシスと共に、時間ヒステリシスはＲＳＳＩ論理ブロック２０２に組み入まれるとしてもよい。図６Ａは、コンパレータ２０２Ｔ．１において時間ヒステリシスを使用するＲＳＳＩロジックブロック２０２の実施形態を示す。時間ヒステリシスの下で、コンパレータ２０２Ｔ．１の出力２０３ａ．１は、時間の所定期間が過ぎて、ＲＳＳＩ出力２０２ａの振幅と関係するいくつかの他の基準が満たされるまで、レベル間の移行（transition）について許可されない。実施形態において、基準は、時間の所定期間のすべてまたはある部分の間に振幅レベルがしきい値レベルを超える（出力の上向きの移行のため）または下で維持される（下向きの移行のため）条件を具備する。時間ヒステリシス回路構成は、コンパレータ２０２Ｔ．１内に設計されるとしてもよく、または分離ブロック（図示せず）として提供されるとしてもよい。そのような時間ヒステリシスの実装の回路構成は当業者にとって明確であり、さらにここでは説明されないことに注意すべきである。
【００２５】
実施形態において、時間ヒステリシスは、検出された振幅レベルにおけるいくつかの移行のみに対して選択的に導入されるとしてもよい。例えば、時間ヒステリシスは、検出された振幅レベルがしきい値レベルより下に落ちた場合に利用されるとしてもよく、その一方で、時間ヒステリシスは、検出された振幅レベルがしきい値を超えた場合に利用される必要はないとしてもよい。
【００２６】
可変インピーダンスブロック２０３が、インピーダンスが離散的ステップで可変である実装に制限される必要はないことに注意すべきである。連続的に可変インピーダンスを備えたバラクタ（varactor）もまた現開示の範囲内で使用されるとしてもよい。そのような実装は、バラクタのインピーダンスをコントロールするために、ＲＳＳＩブロック２０１の出力に連続的に比例する制御信号２０３ａを利用してもよい。本実施形態において、ＲＳＳＩロジックブロック２０２はバイパスされてもよい。
【００２７】
図７は、ＲＳＳＩブロック２０１の実施形態を示す。図７の実施形態において、単純なダイオード検出器は、入力信号Ｖinの低周波数エンベロープを検出するために使用される。ダイオード検出器の出力Ｖoutは、Ｖinの振幅にしたがう。実施形態において、ＲＣ回路の３ｄＢの帯域幅は３０ＭＨｚである。
【００２８】
図８は、ＲＳＳＩブロック２０１代替の実施形態を示す。図８の実施形態は、興味のある信号の周波数選択評価を与える。示される実施形態において、ミキサー８０２は、入力信号Ｖin ８００につながれる。実施形態において、ローカルオシレータ（ＬＯ）８０４の周波数は、Ｖin ８００における希望信号成分の周波数に調整されることができ、それにより、ミキサー８０２の出力で希望信号をベースバンドに変換する。そして、ミキサー出力は、フィルタ８０６に提供されるとしてもよい。実施形態において、フィルタ８０６は、ベースバンドに変換された希望信号に関連する低周波数成分を取り除き、パッシブジャマーに関連付けられる高周波数成分のみを残す高域パスフィルタ（high-pass filter）でもよい。高周波数成分のエンベロープは、その後、ダイオード検出器８０８によって検出され、出力信号８１０として提供される。Ｖin ８００における希望信号成分をろ過するために、ミキサー８０２および高域パスフィルタ８０６のコンビネーションが、バンド・リジェクト（band-reject）・フィルタとして作用することが、理解されるだろう。図８に示される周波数選択ＲＳＳＩは、このように、信号のジャマー部分の強度に基づいてのみ、図２における可変インピーダンス２０３を制御するとしてもよい。このことは、受信信号が希望信号から主に構成される場合に、ＬＮＡのゲインがフィードバックによって縮小される必要がないので、ＬＮＡのノイズ指数を改善するだろう。
【００２９】
現開示に係るさらなる実施形態において、ＲＳＳＩは、図２におけるトランジスタＭ１のドレインよりむしろゲートの信号強度を測定するために構成されてもよい。実施形態において、ＲＳＳＩへの入力は、トランジスタＭ１のゲート電圧２０４から得られるとしてもよい。ＲＳＳＩ２０１が出力よりむしろＬＮＡ入力を有効にロードすることができたため、この設計が図２に示される実施形態よりも小さいＬＮＡゲインに帰着してもよいことは、注意すべきである。示されない代替の実施形態において、ＲＳＳＩの入力は、Ｖsから直接的に、すなわち、入力マッチ２０６に先立って、与えられるとしてもよい。
【００３０】
ここで示された技術は、ＬＮＡの組み込みシャントフィードバックに制限される必要はないことに、注意すべきである。任意のタイプのフィードバックは現開示の技術にしたがって可変とすることができる。例えば、図９は、トランジスタＭ１のソース（Ｓ）におけるＬＮＡ組み込み直列フィードバック９０３を示し、直列フィードバックは、現開示の技術にしたがって可変である。より大きなインピーダンスは、図９に示される直列フォードバックスキームについてより大きいフィードバックと等価であるため、対応するＲＳＳＩ論理フィードバック９０２および可変インピーダンスブロック９０３は、シャントフィードバックについて以前に記述された実施形態から修正される必要があるだろうということに、注意すべきである。そのような修正は、当業者にとって明らかであり、現開示の範囲以内にあると考えられる。
【００３１】
ここでの技術は、図１の基礎的な形態（topology）を利用する低ノイズ増幅器に関して記述されており、この技術はそのような増幅器の形態に制限される必要はないことに注意すべきである。例えば、複合トランジスタを含むオペレーショナル増幅器は、ゲイン要素として使用されてもよい。ここで示された技術は、単一端信号（single-end signals）にも差分信号（differential signals）にも適用する。
【００３２】
ここに記述された教示に基づいて、ここに示された局面は、他の局面と無関係に実装され、これらの局面の２以上が様々な方法で組み合わされてもよいことは明白に違いない。例えば、ＲＳＳＩロジックおよび可変インピーダンスブロックについて示された特定の実施形態は、もっぱらＲＳＳＩブロックについて示された特定の実施形態に実装されるとしてもよく、ＲＳＳＩブロックについて示された特定の実施形態と共に実装されてもよい。
【００３３】
ここに記述された技術は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、あるいはそれの任意のコンビネーションにより実装されてもよい。もしハードウェアで実装されると、技術はディジタルハードウェア、アナログハードウェア、あるいはそれのコンビネーションを使用して実現されてもよい。例えば、ＲＳＳＩ論理ブロックは、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を使用してアナログＲＳＳＩ出力をデジタル化することによってデジタル分野に実装されるとしてもよい。もしソフトウェアに実装されると、この技術は、１以上の指示またはコードが記憶されているコンピュータ読み出し可能媒体を含むコンピュータプログラムプロダクトによって少なくとも一部分で実現されるとしてもよい。
【００３４】
制限ではなく例示の手段によって、そのようなコンピュータ読み出し可能媒体は、synchronous dynamic random access memory（ＳＤＲＡＭ）のようなＲＡＭ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、ＲＯＭ、electrically erasable programmable read-only memory（ＥＥＰＲＯＭ）、erasable programmable read-only memory（ＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光学ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、または、コンピュータによってアクセス可能な指示またはデータ構造の形で所望のプログラムを運ぶまたは記憶するために使用可能なあらゆる他の実体的媒体、を具備する。
【００３５】
コンピュータプログラムプロダクトのコンピュータ読み出し可能媒体に関連した指示またはコードは、コンピュータ、例えば１以上のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、(DSP)、汎用マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または、他の等価な統合または離散的な論理回路構成、によって実行されるとしてもよい。
【００３６】
この明細書および請求項において、要素が他の要素に対して“接続”または“結合”されるとして言及される場合、それは、他の要素に対して直接的に接続または結合されてもよく、または、介在する要素が存在するとしてもよい。対照的に、要素が他の要素に対して“直接的に接続”または“直接的に結合”されるとして言及される場合、介在するエレメントは存在しない。
【００３７】
多くの局面および例が記述された。しかしながら、これらの例への様々な変更は可能であり、ここに示された法則は、他の局面に同様に適用されてもよい。これらおよび他の局面は次の請求項の範囲内である。
【技術分野】
【０００１】
その開示は、通信受信機、および特に、ノイズ指数および低ノイズ増幅器のような増幅器の線形性の改善のための技術に関する。
【背景】
【０００２】
通信システムにおいて、送信機は、無線周波数（ＲＦ）キャリア上の信号を変調し、通信チャネルを超えて受信機に信号を送信する。受信機において、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）は、典型的には受信信号(希望信号、ノイズ、および望まれない妨害波を含んでいてもよい)を増幅し、処理用の後の受信機ステージに増幅信号を供給する。ＬＮＡは、通常、過度のノイズを導入せずに、低レベルの希望信号を増幅するための低ノイズ指数を持つように設計されている。他方では、希望信号および／または妨害波の強さが高い場合、妨害波が希望信号を悪くしないように、ＬＮＡがよい線形性、または低い歪みを持つことが望ましい。低ノイズ指数およびよい線形性の設計目標は、しばしば矛盾している。また、単一のＬＮＡ設計は、しばしば他方を交換しなければならない。
【０００３】
ＬＮＡのような増幅器の好ましいオペレーティング特性を自動的に決定し、オペレーション中に増幅器のパラメータを動的に調節し、これにより線形性についてのノイズ指数を最良に交換することが望ましいだろう。
【概要】
【０００４】
現開示の局面は、入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器であって、前記増幅器は、前記入力信号に前記出力信号を結合するためのネガティブフィードバック要素を具備し、モデファイ（修正）入力信号を発生させ、前記フィードバック要素は、可変（configurable）インピーダンスを具備する、増幅器、前記モデファイ入力信号にゲインを提供するためのゲイン要素であって、前記ゲイン要素の出力は、前記出力信号に結合される、ゲイン要素、前記出力信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出要素であって、前記信号強度検出要素の前記出力は、前記信号強度検出要素によって測定された前記信号レベルに応じて前記可変インピーダンスを制御するために、前記フィードバック要素に結合されている、信号強度検出要素、を提供する。
【０００５】
現開示の他の局面は、入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器であって、前記増幅器は、前記入力信号に前記出力信号を結合するためのフィードバック要素を具備し、モデファイ入力信号を発生させ、前記フィードバック要素は、可変インピーダンスを具備する、増幅器、前記モデファイ入力信号にゲインを提供するためのゲイン要素であって、前記ゲイン要素の出力は、前記出力信号に結合されている、ゲイン要素、前記入力信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出要素であって、前記信号強度検出要素の前記出力は、前記信号強度検出要素によって測定された前記信号レベルに応じて可変インピーダンスを制御するために、フィードバック要素に結合されている、信号強度検出要素、を提供する。
【０００６】
現開示のさらに他の局面は、入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための方法を提供し、前記方法は、可変インピーダンスによって、ネガティブフィードバックを用いて前記入力信号に前記出力信号を結合することであって、前記結合された信号は、モデファイ入力信号を発生させる、こと、前記モデファイ入力信号にゲインを提供すること、前記出力信号から得られる信号のレベル測定すること、前記測定された信号レベルに応じて前記可変インピーダンスのインピーダンスを制御すること、を具備する。
【０００７】
現開示の他の局面は、入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器であって、前記増幅器は、可変インピーダンスを持ち、前記入力信号に前記出力信号を結合し、モデファイ入力信号を発生させるための手段を具備する、増幅器と、前記モデファイ入力信号にゲインを提供するための手段と、前記出願信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出手段であって、前記信号強度検出手段の前記出力は、前記可変インピーダンスを制御するために、前記入力信号に前記出力信号を結合するための前記手段に結合されている、信号強度検出手段と、を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ＬＮＡについての従来の回路形態を示す。
【図２】図２は、現開示の実施形態に係る可変インピーダンスを持つシャントフィードバックを備えるＬＮＡの実施形態を示す。
【図３】図３は、ＲＳＳＩロジックブロック２０２および可変インピーダンスブロック２０３の実施形態を示す。
【図４】図４は、制御信号２０３ａがそれぞれ２つのスイッチ２０３．１および２０３．２を制御するための２つの活性化信号２０３ａ．１および２０３ａ．２を含む実施形態を示す。
【図５】図５は、それぞれ３つの制御信号２０３．１，２０３ａ．２，および２０３ａ．３によって制御される３つのスイッチ２０３．１，２０３．２，および２０３．３を持つ可変インピーダンスブロック２０３の実施形態を示す。
【図６】図６は、制御信号２０３ａを生成するために、シュミットトリガ２０２Ｓ．１が振幅ヒステリシスをインプリメントする実施形態を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、コンパレータ２０２Ｔ．１において時間ヒステリシスを使用するＲＳＳＩロジックブロック２０２の実施形態を示す。
【図７】図７は、ＲＳＳＩブロック２０１の実施形態を示す。
【図８】図８は、ＲＳＳＩブロック２０１の代替の実施形態を示す。図８の実施形態は、興味のある信号の周波数選択評価を与える。
【図９】図９は、トランジスタＭ１のソースで直列フィードバックを組み込むＬＮＡを示し、直列フィードバックは現開示の技術によって可変である。
【詳細な説明】
【０００９】
図１は、ＬＮＡについての従来の回路形態を示す。図１において、電源電圧Ｖsは、入力マッチによってトランジスタＭ１のゲート（Ｇ）に結合される。トランジスタＭ１のドレイン（Ｄ）は、出力マッチおよび負荷に結合される。回路は、ゲイン要素（トランジスタＭ１）によって出力信号(ドレイン電圧)を生成するために、有効に入力信号に利得を供給する。
【００１０】
ＬＮＡの線形性を改善するために、インピーダンスＺFBのシャント（shunt）フィードバックは、ドレイン（Ｄ）からゲート（Ｇ）まで提供される。フィードバックは、直列ＲＣネットワーク、またはいずれかの他のネットワークでもよい。フィードバックは、ゲイン要素（トランジスタＭ１）に対するモデファイ入力信号（ゲート電圧）を発生させるために、入力信号（Ｖs）に出力信号（ドレイン電圧）を結合する。
【００１１】
フィードバックが一般的にＬＮＡの線形性を改善している間に、それはまたゲインを減少させおよびノイズを加えてもよく、それによってＬＮＡのノイズ指数を下げる、ことに注意すべきである。現開示の局面は、検出された信号のレベルに基づいてフィードバックの量を設定することを与える。
【００１２】
図２は、現開示の実施形態に係る可変インピーダンスを持つシャントフィードバックを備えるＬＮＡの実施形態を示す。図２において、トランジスタＭ１のドレイン電圧２０１ａは、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）ブロック２０１に連結される。ＲＳＳＩは、ドレイン電圧２０１ａの振幅（または他のレベル指標）を測定し、それに比例するＲＳＳＩ信号２０２ａを生産する。ＲＳＳＩ信号２０２ａは、ＲＳＳＩ論理ブロック２０２に連結され、ＲＳＳＩ信号２０２ａのレベルに依存する制御信号２０３ａを出力する。制御信号２０３ａは、可変インピーダンスブロック２０３の変化する（variable）インピーダンスＺconfigを制御するために、可変インピーダンスブロック２０３に入力される。シャントフィードバックが利用される実施形態では、変化するインピーダンスＺconfigは、Ｚconfigが、測定された信号が低い場合により大きいインピーダンス、測定された信号が高い場合により少ないインピーダンスを持つように、ＲＳＳＩ２０１によって測定された信号レベルと逆に変えられる。受信信号が強い場合に、より大きいフィードバックによって与えられるよりよい線形性（シャントフィードバックについてのより低いインピーダンス）が一般的に好ましいゆえ、このことは有益であり、それゆえ、受信信号が弱い場合に、少ないフィードバックに対応するより高いゲイン（シャントフィードバックについてのより高いインピーダンス）は一般的に好ましい。
【００１３】
図２の設計において、ＲＳＳＩブロック２０１が負荷と比較される高入力インピーダンスを持つ設計をされてもよいことに、注意すべきである。トランジスタＭ１のドレインにおけるＲＳＳＩブロック２０１のローディングは、出力マッチ２０５の設計の要因とされてもよい。
【００１４】
実施形態において、制御信号２３０ａは、可変インピーダンスブロック２０３内の一つのスイッチまたは複数のスイッチを制御するための一つまたは複数の活性化信号を含むとしてもよい。図３は、ＲＳＳＩ論理ブロック２０２と可変隠避イーダンスブロック２０３の実施形態を示す。図３において，制御信号２０３ａは、あるスイッチ２０３．１を制御するためのある活性化信号２０３ａ．１を含む。示されている実施形態において、活性化信号２０３ａ．１は、コンパレータ２０２．１によって発生される。コンパレータ２０２．１は、ＲＳＳＩ信号２０２ａの振幅とリファレンス信号Ｖref1とを比較する。コンパレータ２０２．１は、２０２ａがリファレンス信号Ｖref1よりも大きい場合、２０３ａ．１に対して高レベルを、２０２ａがリファレンス信号Ｖref1よりも小さい場合、２０３ａ．１に対して低出力レベルを出力する。実施形態において、高出力レベルは、１．５ボルトまたはそれより高くすることができ、その一方で、低出力レベルは、０．８ボルトまたはそれより低くすることができる。
【００１５】
実施形態において、信号２０３ａ．１についての高出力レベルはスイッチ２０３．１を閉じ、その一方で、信号２０３ａ．１についての低出力レベルはスイッチ２０３．１を開く。スイッチ２０３．１が開いている場合、可変インピーダンスブロック２０３は有効にノード２０１と２０４の間の開回路であることは理解される。すなわち、ＬＮＡにおけるシャントフィードバックはない。あるいは、スイッチ２０３．１が閉まっている場合、可変インピーダンスブロック２０３はインピーダンスＺ1を持つ。したがって、示された実施形態は、ＬＮＡ出力信号２０１ａがリファレンスレベルＶref1を超える場合、インピーダンスＺ1のシャントフィードバックを与え、ＬＮＡ出力信号２０１ａがリファレンスレベルＶref1を下回る場合、シャントフィードバックを与えない。実施形態において、Ｖref1は２５０ｍＶである。
【００１６】
他の実施形態は、フィードバック対フィードバックがないことよりもむしろ、シャントフィードバックの２つの異なるレベルを与えることができることに注意すべきである。例えば、実施形態において、８００オームのシャントフィードバックは、ＬＮＡ出力信号２０１がリファレンスレベル未満の場合に与えられてもよく、また２８００オームのシャントフィードバックは、ＬＮＡ出力信号２０１がリファレンスレベルを超える場合に与えられてもよい。そのような実装のための回路構成は当業者によって実現可能であり、ここでは記述されないだろう。
【００１７】
実施形態において、制御信号２０３ａは、可変インピーダンスブロック２０３における１以上のスイッチを制御するための１以上の活性化信号を含むとしてもよい。図４は、制御信号２０３ａが、それぞれ２つのスイッチ２０３．１および２０３．２を制御するための２つの活性化信号２０３ａ．１および２０３ａ．２を含む実施形態を示す。活性化信号２０３ａ．１および２０３ａ．２は、それぞれ、コンパレータ２０２．１および２０２．２によって発生される。コンパレータ２０２．１および２０２．２は、ＲＳＳＩ信号２０２ａとリファレンス信号Ｖref1およびＶref2とを比較する。実施形態において、Ｖref2は、Ｖref1よりも大きい。
【００１８】
ＲＳＳＩ信号２０２ａがＶref1およびVref2の双方より小さい場合、その時、スイッチ２０３．１および２０３．２の双方は開になる。この場合、図２におけるトランジスタＭ１のドレインからゲートへのフィードバックはない。ＲＳＳＩ信号２０２ａがＶref1よりも大きいがＶref2よりも小さい場合、スイッチ２０３．１は閉じられ、その一方でスイッチ２０３．２は開になる。この場合、トランジスタＭ１のドレインからゲートへのフィードバックは、インピーダンスＺ１＋Ｚ２を持つ。最後に、ＲＳＳＩ信号２０２ａがＶref1およびVref2の双方より大きい場合、スイッチ２０３．１および２０３．２の双方は閉じられる。この場合、トランジスタＭ１のドレインからゲートへのフィードバックは、インピーダンスＺ１を持つ。したがって、図４に示されるシャントフードバックは、ＲＳＳＩ信号２０２ａのレベルの増加に伴う離散的ステップにおいて増加 (すなわちインピーダンス減少)することが理解される。
【００１９】
１つおよび２つのリファレンスレベルについて上で議論された技術は、ＲＳＳＩ論理２０２および可変インピーダンスブロック２０３が２つを超えるリファレンスレベルに適応することを可能にするために容易に拡張されてもよい。例えば、付加的なコンパレータがＲＳＳＩ論理２０２に加えられてもよく、さらに付加的なスイッチおよびインピーダンスのペアが、図４におけるスイッチおよびインピーダンスのペア２０３．２／Ｚ2の後に直列に加えられてもよい。そのような変更は、容易に回路設計の当業者によって引き出すことができ、現開示の範囲内にあると考えられる。
【００２０】
加えて、可変インピーダンスブロック２０３の代替の実装はまた熟考され、現開示の範囲内である。例えば、図５に示されるように、スイッチおよびインピーダンスは、ペアを形成するために直列に接続されることができ、複数のペアは、可変インピーダンスブロックを形成するために並列に接続されることができる。図５は、それぞれ３つの制御信号２０３ａ．１，２０３ａ．２，および２０３ａ．３によって制御される３つのスイッチ２０３．１，２０３．２，２０３．３を持つ可変インピーダンスブロック２０３の実施形態を示す（制御信号の発生は図示せず）。他の実装は、また回路設計の当業者によって容易に引き出すことができる。
【００２１】
制御信号２０３ａとスイッチのアクションとの関係が上述と同じ必要はないことに注意すべきである。例えば、代替の実施形態において、制御信号２０３ａの高レベルは、可変インピーダンスブロック２０３におけるスイッチを閉じるよりむしろ開くとしてもよい。説明された回路構成の各種の他の変更は当業者にとって明らかであり、そのような変 更は、現開示の範囲内であると考えられる。
【００２２】
あるシナリオにおいて、ＲＳＳＩ信号２０２ａの一時的な変動は、可変インピーダンスブロック２０３におけるスイッチの望まないスイッチングを引き起こすかもしれない。実施形態において、ＲＳＳＩ論理２０２は、そのような望まないスイッチングを減少させるために、１以上のコンパレータにおける振幅および／または時間ヒステリシスを組み込むとしてもよい。
【００２３】
図６は、制御信号２０３ａを発生させるために、シュミットトリガ２０２Ｓ．１が振幅ヒステリシスをインプリメントする実施形態を示す。シュミットトリガ２０２Ｓ．１は、２つのしきい値Ｖref1_plusおよびＶref1_minus(図６に図示せず)を持つための前セットがなされるとしてもよく、Ｖref1_plusはＶref1_minusより大きい。この実施形態において、もし制御信号２０３ａが低い場合、その時、スイッチングしきい値はＶref1_plusだろう。他方では、もし制御信号２０３ａが高い場合、スイッチングしきい値はＶref1_minusだろう。本実施形態は、制御信号２０３ａが、ＲＳＳＩ出力２０２ａにおいて小スケール振幅バリエーションに継続的に応答することを防止する。シュミットトリガの設計は、従来技術においてよく知られており、さらにここで説明はされないだろう。
【００２４】
代わりに、または振幅ヒステリシスと共に、時間ヒステリシスはＲＳＳＩ論理ブロック２０２に組み入まれるとしてもよい。図６Ａは、コンパレータ２０２Ｔ．１において時間ヒステリシスを使用するＲＳＳＩロジックブロック２０２の実施形態を示す。時間ヒステリシスの下で、コンパレータ２０２Ｔ．１の出力２０３ａ．１は、時間の所定期間が過ぎて、ＲＳＳＩ出力２０２ａの振幅と関係するいくつかの他の基準が満たされるまで、レベル間の移行（transition）について許可されない。実施形態において、基準は、時間の所定期間のすべてまたはある部分の間に振幅レベルがしきい値レベルを超える（出力の上向きの移行のため）または下で維持される（下向きの移行のため）条件を具備する。時間ヒステリシス回路構成は、コンパレータ２０２Ｔ．１内に設計されるとしてもよく、または分離ブロック（図示せず）として提供されるとしてもよい。そのような時間ヒステリシスの実装の回路構成は当業者にとって明確であり、さらにここでは説明されないことに注意すべきである。
【００２５】
実施形態において、時間ヒステリシスは、検出された振幅レベルにおけるいくつかの移行のみに対して選択的に導入されるとしてもよい。例えば、時間ヒステリシスは、検出された振幅レベルがしきい値レベルより下に落ちた場合に利用されるとしてもよく、その一方で、時間ヒステリシスは、検出された振幅レベルがしきい値を超えた場合に利用される必要はないとしてもよい。
【００２６】
可変インピーダンスブロック２０３が、インピーダンスが離散的ステップで可変である実装に制限される必要はないことに注意すべきである。連続的に可変インピーダンスを備えたバラクタ（varactor）もまた現開示の範囲内で使用されるとしてもよい。そのような実装は、バラクタのインピーダンスをコントロールするために、ＲＳＳＩブロック２０１の出力に連続的に比例する制御信号２０３ａを利用してもよい。本実施形態において、ＲＳＳＩロジックブロック２０２はバイパスされてもよい。
【００２７】
図７は、ＲＳＳＩブロック２０１の実施形態を示す。図７の実施形態において、単純なダイオード検出器は、入力信号Ｖinの低周波数エンベロープを検出するために使用される。ダイオード検出器の出力Ｖoutは、Ｖinの振幅にしたがう。実施形態において、ＲＣ回路の３ｄＢの帯域幅は３０ＭＨｚである。
【００２８】
図８は、ＲＳＳＩブロック２０１代替の実施形態を示す。図８の実施形態は、興味のある信号の周波数選択評価を与える。示される実施形態において、ミキサー８０２は、入力信号Ｖin ８００につながれる。実施形態において、ローカルオシレータ（ＬＯ）８０４の周波数は、Ｖin ８００における希望信号成分の周波数に調整されることができ、それにより、ミキサー８０２の出力で希望信号をベースバンドに変換する。そして、ミキサー出力は、フィルタ８０６に提供されるとしてもよい。実施形態において、フィルタ８０６は、ベースバンドに変換された希望信号に関連する低周波数成分を取り除き、パッシブジャマーに関連付けられる高周波数成分のみを残す高域パスフィルタ（high-pass filter）でもよい。高周波数成分のエンベロープは、その後、ダイオード検出器８０８によって検出され、出力信号８１０として提供される。Ｖin ８００における希望信号成分をろ過するために、ミキサー８０２および高域パスフィルタ８０６のコンビネーションが、バンド・リジェクト（band-reject）・フィルタとして作用することが、理解されるだろう。図８に示される周波数選択ＲＳＳＩは、このように、信号のジャマー部分の強度に基づいてのみ、図２における可変インピーダンス２０３を制御するとしてもよい。このことは、受信信号が希望信号から主に構成される場合に、ＬＮＡのゲインがフィードバックによって縮小される必要がないので、ＬＮＡのノイズ指数を改善するだろう。
【００２９】
現開示に係るさらなる実施形態において、ＲＳＳＩは、図２におけるトランジスタＭ１のドレインよりむしろゲートの信号強度を測定するために構成されてもよい。実施形態において、ＲＳＳＩへの入力は、トランジスタＭ１のゲート電圧２０４から得られるとしてもよい。ＲＳＳＩ２０１が出力よりむしろＬＮＡ入力を有効にロードすることができたため、この設計が図２に示される実施形態よりも小さいＬＮＡゲインに帰着してもよいことは、注意すべきである。示されない代替の実施形態において、ＲＳＳＩの入力は、Ｖsから直接的に、すなわち、入力マッチ２０６に先立って、与えられるとしてもよい。
【００３０】
ここで示された技術は、ＬＮＡの組み込みシャントフィードバックに制限される必要はないことに、注意すべきである。任意のタイプのフィードバックは現開示の技術にしたがって可変とすることができる。例えば、図９は、トランジスタＭ１のソース（Ｓ）におけるＬＮＡ組み込み直列フィードバック９０３を示し、直列フィードバックは、現開示の技術にしたがって可変である。より大きなインピーダンスは、図９に示される直列フォードバックスキームについてより大きいフィードバックと等価であるため、対応するＲＳＳＩ論理フィードバック９０２および可変インピーダンスブロック９０３は、シャントフィードバックについて以前に記述された実施形態から修正される必要があるだろうということに、注意すべきである。そのような修正は、当業者にとって明らかであり、現開示の範囲以内にあると考えられる。
【００３１】
ここでの技術は、図１の基礎的な形態（topology）を利用する低ノイズ増幅器に関して記述されており、この技術はそのような増幅器の形態に制限される必要はないことに注意すべきである。例えば、複合トランジスタを含むオペレーショナル増幅器は、ゲイン要素として使用されてもよい。ここで示された技術は、単一端信号（single-end signals）にも差分信号（differential signals）にも適用する。
【００３２】
ここに記述された教示に基づいて、ここに示された局面は、他の局面と無関係に実装され、これらの局面の２以上が様々な方法で組み合わされてもよいことは明白に違いない。例えば、ＲＳＳＩロジックおよび可変インピーダンスブロックについて示された特定の実施形態は、もっぱらＲＳＳＩブロックについて示された特定の実施形態に実装されるとしてもよく、ＲＳＳＩブロックについて示された特定の実施形態と共に実装されてもよい。
【００３３】
ここに記述された技術は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、あるいはそれの任意のコンビネーションにより実装されてもよい。もしハードウェアで実装されると、技術はディジタルハードウェア、アナログハードウェア、あるいはそれのコンビネーションを使用して実現されてもよい。例えば、ＲＳＳＩ論理ブロックは、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を使用してアナログＲＳＳＩ出力をデジタル化することによってデジタル分野に実装されるとしてもよい。もしソフトウェアに実装されると、この技術は、１以上の指示またはコードが記憶されているコンピュータ読み出し可能媒体を含むコンピュータプログラムプロダクトによって少なくとも一部分で実現されるとしてもよい。
【００３４】
制限ではなく例示の手段によって、そのようなコンピュータ読み出し可能媒体は、synchronous dynamic random access memory（ＳＤＲＡＭ）のようなＲＡＭ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、ＲＯＭ、electrically erasable programmable read-only memory（ＥＥＰＲＯＭ）、erasable programmable read-only memory（ＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光学ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、または、コンピュータによってアクセス可能な指示またはデータ構造の形で所望のプログラムを運ぶまたは記憶するために使用可能なあらゆる他の実体的媒体、を具備する。
【００３５】
コンピュータプログラムプロダクトのコンピュータ読み出し可能媒体に関連した指示またはコードは、コンピュータ、例えば１以上のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、(DSP)、汎用マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または、他の等価な統合または離散的な論理回路構成、によって実行されるとしてもよい。
【００３６】
この明細書および請求項において、要素が他の要素に対して“接続”または“結合”されるとして言及される場合、それは、他の要素に対して直接的に接続または結合されてもよく、または、介在する要素が存在するとしてもよい。対照的に、要素が他の要素に対して“直接的に接続”または“直接的に結合”されるとして言及される場合、介在するエレメントは存在しない。
【００３７】
多くの局面および例が記述された。しかしながら、これらの例への様々な変更は可能であり、ここに示された法則は、他の局面に同様に適用されてもよい。これらおよび他の局面は次の請求項の範囲内である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器において、
前記入力信号に前記出力信号を結合し、モデファイ信号を発生させるためのネガティブフィードバック要素であって、前記フィードバック要素は可変インピーダンス具備する、フィードバック要素と、
前記モデファイ入力信号にゲインを提供するためのゲイン要素であって、前記ゲイン要素の出力は前記出力信号に結合される、ゲイン要素と、
前記出力信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出要素であって、前記信号強度検出要素の出力は、前記信号強度検出要素によって測定された前記信号レベルに応じて前記可変インピーダンスを制御するために、前記フィードバック要素に結合される、信号強度検出要素と、
を具備する増幅器。
【請求項２】
前記出力信号から得られる前記信号は前記出力信号である、請求項１の増幅器。
【請求項３】
前記出力信号から得られる前記信号は前記出力信号のバンド・リジェクト・フィルタ化されたバージョンである、請求項１の増幅器。
【請求項４】
前記ゲイン要素はトランジスタであり、前記トランジスタのドレイン電圧は前記出力信号であり、前記トランジスタのゲイン電圧は前記モデファイ入力信号である、請求項２の増幅器。
【請求項５】
前記増幅器は前記信号強度検出要素の出力に結合されている論理要素をさらに具備し、前記論理要素の出力は前記可変インピーダンスを制御するためのフィードバック要素に結合されている、請求項４の増幅器。
【請求項６】
前記論理要素は，前記信号強度検出要素の前記出力信号と第１のリファレンス電圧とを比較するための第１のコンパレータを具備する、請求項５の増幅器。
【請求項７】
前記可変インピーダンスは第１のスイッチと結合される第１のインピーダンス要素を具備し、前記第１のスイッチは前記第１のコンパレータの出力と結合された制御信号によって制御される、請求項６の増幅器。
【請求項８】
前記第１のスイッチは、前記第１のインピーダンス要素と直列に結合されており、前記第１のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第１のリファレンス電圧よりも大きいことに応じて閉じられ、前記第１のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第１のリファレンス電圧よりも小さいことに応じて開く、請求項７の増幅器。
【請求項９】
前記論理要素は、前記信号強度検出要素の前記出力信号と第２のリファレンス電圧とを比較するための第２のコンパレータをさらに具備し、前記可変インピーダンスは、第２のスイッチと並列に結合されている第２のインピーダンス要素をさらに具備し、前記第２のインピーダンス要素および前記第２のスイッチは、前記第１のインピーダンスおよび前記第１のスイッチと直列に結合されており、前記第２のスイッチは、前記第２のコンパレータの出力と結合される制御信号によって制御され、前記第２のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第２のリファレンス電圧よりも大きいことに応じて閉じられ、前記第２のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第２のリファレンス電圧よりも小さいことに応じて開く、請求項８の増幅器。
【請求項１０】
前記論理要素は、前記信号強度検出要素の前記出力信号と第２のリファレンス電圧とを比較するための第２のコンパレータをさらに具備し、前記可変インピーダンスは、第２のスイッチと直列に結合されている第２のインピーダンス要素をさらに具備し、前記第２のインピーダンス要素および前記第２のスイッチは、前記第１のインピーダンスおよび前記第１のスイッチと並列に結合されており、前記第２のスイッチは、前記第２のコンパレータの出力と結合される制御信号によって制御され、前記第２のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第２のリファレンス電圧よりも大きいことに応じて閉じられ、前記第２のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第２のリファレンス電圧よりも小さいことに応じて開く、請求項８の増幅器。
【請求項１１】
前記第１のコンパレータは、振幅ヒステリシスを組み込む、請求項６の増幅器。
【請求項１２】
前記第１のコンパレータは、時間ヒステリシスを組み込む、請求項６の増幅器。
【請求項１３】
前記第１のコンパレータは、前記信号強度検出要素の前記出力における下向きの移行のみに時間ヒステリシスを組み込む、請求項１２の増幅器。
【請求項１４】
前記可変インピーダンスは、前記出力信号の測定されたレベルに反比例するインピーダンスを持つバラクタを具備する、請求項４の増幅器。
【請求項１５】
前記信号強度検出要素は、ダイオード検出器を具備する、請求項４の増幅器。
【請求項１６】
前記信号強度検出要素に前記出力信号を結合するバンド・リジェクト・フィルタをさらに具備する、請求項３の増幅器。
【請求項１７】
前記バンド・リジェクト・フィルタは、
前記出力信号を、希望周波数を持つローカルオシレータと混合するミキサーと、
前記ミキサーの出力と結合された高パスフィルタと、
をさらに具備する、請求項１６の増幅器。
【請求項１８】
前記ゲイン要素はトランジスタであり、前記出力信号は前記トランジスタのトレインソース電流であり、前記入力信号は前記トランジスタのゲート電圧であり、モデファイ入力信号は前記トランジスタのゲートソース電圧であり、前記フィードバック要素は固定された電圧に前記トランジスタのソースを結合するインピーダンスである、請求項１の増幅器。
【請求項１９】
入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器において、
前記増幅器は、
前記入力信号に前記出力信号を結合し、モデファイ信号を発生させるためのフィードバック要素であって、前記フィードバック要素は可変インピーダンスを具備する、フィードバック要素と、
前記モデファイ入力信号にゲインを提供するためのゲイン要素であって、前記ゲイン要素の出力は前記出力信号に結合される、ゲイン要素と、
前記出力信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出要素であって、前記信号強度検出要素の出力は、前記信号強度検出要素によって測定された前記信号レベルに応じて前記可変インピーダンスを制御するために、前記フィードバック要素に結合される、信号強度検出要素と、
を具備する増幅器。
【請求項２０】
入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための方法において、
可変インピーダンス経由でネガティブフィードバックを使用して、前記入力信号に前記出力信号を結合することであって、前記信号はモデファイ入力信号を発生させるために連結される、こと、
前記出力信号を発生させるために、モデファイ入力信号にゲインを提供すること、
前記出力信号から得られる信号のレベルを測定すること、
前記測定された信号レベルに応じて前記可変インピーダンスのインピーダンスを制御すること、
を具備する、方法。
【請求項２１】
前記出力信号から得られる前記信号は、前記出力信号であり、前記モデファイ入力信号にゲインを提供することは、トランジスタのゲートに前記モデファイ入力信号を結合することを含み、前記ゲインは、前記トランジスタのゲート電圧と前記トランジスタのドレイン電圧との間であり、前記測定された信号レベルに応じて前記可変インピーダンスのインピーダンスを制御することは、
前記測定された信号レベルと第１のリファレンス電圧とを比較することと、前記測定された信号レベルが前記第１のリファレンス電圧を超える場合に、前記出力信号から前記可変インピーダンスを経由して前記入力信号へのフィードバックを増加することと、をさらに具備する、請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記測定された信号レベルに応じて前記可変インピーダンスの前記インピーダンスを制御することは、
前記測定された信号レベルと第２のリファレンス電圧とを比較することと、前記測定されたレベルが前記第２のリファレンス電圧より小さい場合に、時間の所定期間の後前記出力信号から前記可変インピーダンス経由で前記入力信号へのフィードバックを減少することとをさらに具備し、前記第２のリファレンス電圧は前記第１のリファレンス電圧よりも小さい、請求項２１の方法。
【請求項２３】
前記出力信号から得られる信号のレベルを測定することは、
希望信号を取り除くために前記出力信号をフィルタリングすることを含む、請求項２０の方法。
【請求項２４】
前記フィルタリングすることは、前記出力信号からベースバンド信号にダウンコンバートすることと、前記ベースバンド信号を高パスフィルタリングすること、を具備する、請求項２３の方法。
【請求項２５】
入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器において、
可変インピーダンスを備え、前記入力信号に前記出力信号を結合し、モデファイ入力信号を発生させるための可変インピーダンス手段と、
前記モデファイ入力信号にゲインを提供し、前記出力信号を発生させるための手段と、
前記出力信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出手段と、
前記信号強度検出手段の出力に基づいて、前記可変インピーダンス手段を制御するための論理手段と、
を具備する、増幅器。
【請求項１】
入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器において、
前記入力信号に前記出力信号を結合し、モデファイ信号を発生させるためのネガティブフィードバック要素であって、前記フィードバック要素は可変インピーダンス具備する、フィードバック要素と、
前記モデファイ入力信号にゲインを提供するためのゲイン要素であって、前記ゲイン要素の出力は前記出力信号に結合される、ゲイン要素と、
前記出力信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出要素であって、前記信号強度検出要素の出力は、前記信号強度検出要素によって測定された前記信号レベルに応じて前記可変インピーダンスを制御するために、前記フィードバック要素に結合される、信号強度検出要素と、
を具備する増幅器。
【請求項２】
前記出力信号から得られる前記信号は前記出力信号である、請求項１の増幅器。
【請求項３】
前記出力信号から得られる前記信号は前記出力信号のバンド・リジェクト・フィルタ化されたバージョンである、請求項１の増幅器。
【請求項４】
前記ゲイン要素はトランジスタであり、前記トランジスタのドレイン電圧は前記出力信号であり、前記トランジスタのゲイン電圧は前記モデファイ入力信号である、請求項２の増幅器。
【請求項５】
前記増幅器は前記信号強度検出要素の出力に結合されている論理要素をさらに具備し、前記論理要素の出力は前記可変インピーダンスを制御するためのフィードバック要素に結合されている、請求項４の増幅器。
【請求項６】
前記論理要素は，前記信号強度検出要素の前記出力信号と第１のリファレンス電圧とを比較するための第１のコンパレータを具備する、請求項５の増幅器。
【請求項７】
前記可変インピーダンスは第１のスイッチと結合される第１のインピーダンス要素を具備し、前記第１のスイッチは前記第１のコンパレータの出力と結合された制御信号によって制御される、請求項６の増幅器。
【請求項８】
前記第１のスイッチは、前記第１のインピーダンス要素と直列に結合されており、前記第１のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第１のリファレンス電圧よりも大きいことに応じて閉じられ、前記第１のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第１のリファレンス電圧よりも小さいことに応じて開く、請求項７の増幅器。
【請求項９】
前記論理要素は、前記信号強度検出要素の前記出力信号と第２のリファレンス電圧とを比較するための第２のコンパレータをさらに具備し、前記可変インピーダンスは、第２のスイッチと並列に結合されている第２のインピーダンス要素をさらに具備し、前記第２のインピーダンス要素および前記第２のスイッチは、前記第１のインピーダンスおよび前記第１のスイッチと直列に結合されており、前記第２のスイッチは、前記第２のコンパレータの出力と結合される制御信号によって制御され、前記第２のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第２のリファレンス電圧よりも大きいことに応じて閉じられ、前記第２のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第２のリファレンス電圧よりも小さいことに応じて開く、請求項８の増幅器。
【請求項１０】
前記論理要素は、前記信号強度検出要素の前記出力信号と第２のリファレンス電圧とを比較するための第２のコンパレータをさらに具備し、前記可変インピーダンスは、第２のスイッチと直列に結合されている第２のインピーダンス要素をさらに具備し、前記第２のインピーダンス要素および前記第２のスイッチは、前記第１のインピーダンスおよび前記第１のスイッチと並列に結合されており、前記第２のスイッチは、前記第２のコンパレータの出力と結合される制御信号によって制御され、前記第２のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第２のリファレンス電圧よりも大きいことに応じて閉じられ、前記第２のスイッチは、前記信号強度検出要素の前記出力信号が前記第２のリファレンス電圧よりも小さいことに応じて開く、請求項８の増幅器。
【請求項１１】
前記第１のコンパレータは、振幅ヒステリシスを組み込む、請求項６の増幅器。
【請求項１２】
前記第１のコンパレータは、時間ヒステリシスを組み込む、請求項６の増幅器。
【請求項１３】
前記第１のコンパレータは、前記信号強度検出要素の前記出力における下向きの移行のみに時間ヒステリシスを組み込む、請求項１２の増幅器。
【請求項１４】
前記可変インピーダンスは、前記出力信号の測定されたレベルに反比例するインピーダンスを持つバラクタを具備する、請求項４の増幅器。
【請求項１５】
前記信号強度検出要素は、ダイオード検出器を具備する、請求項４の増幅器。
【請求項１６】
前記信号強度検出要素に前記出力信号を結合するバンド・リジェクト・フィルタをさらに具備する、請求項３の増幅器。
【請求項１７】
前記バンド・リジェクト・フィルタは、
前記出力信号を、希望周波数を持つローカルオシレータと混合するミキサーと、
前記ミキサーの出力と結合された高パスフィルタと、
をさらに具備する、請求項１６の増幅器。
【請求項１８】
前記ゲイン要素はトランジスタであり、前記出力信号は前記トランジスタのトレインソース電流であり、前記入力信号は前記トランジスタのゲート電圧であり、モデファイ入力信号は前記トランジスタのゲートソース電圧であり、前記フィードバック要素は固定された電圧に前記トランジスタのソースを結合するインピーダンスである、請求項１の増幅器。
【請求項１９】
入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器において、
前記増幅器は、
前記入力信号に前記出力信号を結合し、モデファイ信号を発生させるためのフィードバック要素であって、前記フィードバック要素は可変インピーダンスを具備する、フィードバック要素と、
前記モデファイ入力信号にゲインを提供するためのゲイン要素であって、前記ゲイン要素の出力は前記出力信号に結合される、ゲイン要素と、
前記出力信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出要素であって、前記信号強度検出要素の出力は、前記信号強度検出要素によって測定された前記信号レベルに応じて前記可変インピーダンスを制御するために、前記フィードバック要素に結合される、信号強度検出要素と、
を具備する増幅器。
【請求項２０】
入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための方法において、
可変インピーダンス経由でネガティブフィードバックを使用して、前記入力信号に前記出力信号を結合することであって、前記信号はモデファイ入力信号を発生させるために連結される、こと、
前記出力信号を発生させるために、モデファイ入力信号にゲインを提供すること、
前記出力信号から得られる信号のレベルを測定すること、
前記測定された信号レベルに応じて前記可変インピーダンスのインピーダンスを制御すること、
を具備する、方法。
【請求項２１】
前記出力信号から得られる前記信号は、前記出力信号であり、前記モデファイ入力信号にゲインを提供することは、トランジスタのゲートに前記モデファイ入力信号を結合することを含み、前記ゲインは、前記トランジスタのゲート電圧と前記トランジスタのドレイン電圧との間であり、前記測定された信号レベルに応じて前記可変インピーダンスのインピーダンスを制御することは、
前記測定された信号レベルと第１のリファレンス電圧とを比較することと、前記測定された信号レベルが前記第１のリファレンス電圧を超える場合に、前記出力信号から前記可変インピーダンスを経由して前記入力信号へのフィードバックを増加することと、をさらに具備する、請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記測定された信号レベルに応じて前記可変インピーダンスの前記インピーダンスを制御することは、
前記測定された信号レベルと第２のリファレンス電圧とを比較することと、前記測定されたレベルが前記第２のリファレンス電圧より小さい場合に、時間の所定期間の後前記出力信号から前記可変インピーダンス経由で前記入力信号へのフィードバックを減少することとをさらに具備し、前記第２のリファレンス電圧は前記第１のリファレンス電圧よりも小さい、請求項２１の方法。
【請求項２３】
前記出力信号から得られる信号のレベルを測定することは、
希望信号を取り除くために前記出力信号をフィルタリングすることを含む、請求項２０の方法。
【請求項２４】
前記フィルタリングすることは、前記出力信号からベースバンド信号にダウンコンバートすることと、前記ベースバンド信号を高パスフィルタリングすること、を具備する、請求項２３の方法。
【請求項２５】
入力信号を増幅し、出力信号を発生させるための増幅器において、
可変インピーダンスを備え、前記入力信号に前記出力信号を結合し、モデファイ入力信号を発生させるための可変インピーダンス手段と、
前記モデファイ入力信号にゲインを提供し、前記出力信号を発生させるための手段と、
前記出力信号から得られる信号のレベルを測定するための信号強度検出手段と、
前記信号強度検出手段の出力に基づいて、前記可変インピーダンス手段を制御するための論理手段と、
を具備する、増幅器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−５９０５９（Ｐ２０１３−５９０５９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２３１８５２（Ｐ２０１２−２３１８５２）
【出願日】平成２４年１０月１９日（２０１２．１０．１９）
【分割の表示】特願２０１０−５２８１８０（Ｐ２０１０−５２８１８０）の分割
【原出願日】平成２０年１０月３日（２００８．１０．３）
【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）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３１８５２（Ｐ２０１２−２３１８５２）
【出願日】平成２４年１０月１９日（２０１２．１０．１９）
【分割の表示】特願２０１０−５２８１８０（Ｐ２０１０−５２８１８０）の分割
【原出願日】平成２０年１０月３日（２００８．１０．３）
【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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