KR100309028B1

KR100309028B1 - 제조 방법 및 동작 상태의 변화로 인한 동작 변화를 ｄｃ바이어싱의 변화를 트래킹해서 트랙하는 게인 제어 신호 발생기

Info

Publication number: KR100309028B1
Application number: KR1019990037044A
Authority: KR
Inventors: 어브히지트펜스; 윙히
Original assignee: 클라크 3세 존 엠.; 내셔널 세미콘덕터 코포레이션
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2001-11-01
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: US6259302B1; DE19950713A1; KR20000028635A

Abstract

일관된 회로 게인이 게인 제어와 신호 혼합 단에서 동일한 해당 장치 크기를 가진 트랜지스터와, 게인 제어와 신호 혼합 단의 전력을 위해 사용되는 dc바이어스 전류의 변화를 각각 트랙하는 역 및 비역 차동 전압 위상을 가진 차동 게인 제어 전압을 이용함으로써 유지되는 신호 혼합기용 게인 제어기를 제공한다. 이는 회로 제조 방법과 동작 전압 및 온도의 변화로 인한 회로 동작의 변화에 무관한 게인 요소를 제공한다. 그러한 게인 제어기는 게인 제어와 신호 혼합 단의 전력에 이용되는 dc 바이어싱의 변화를 트랙함으로써 회로 제조 방법과 동작 전압 및 온도에서 변화로 인한 회로 동작의 가변 게인 제어 요소와 트랙 변화에 기초하는 자동-보상 게인 제어 신호를 제공한다. 게인 제어에 의한 바이어싱의 그러한 트래킹은 증가된 동적 범위를 제공한다.

Description

제조 방법 및 동작 상태의 변화로 인한 동작 변화를 ＤＣ바이어싱의 변화를 트래킹해서 트랙하는 게인 제어 신호 발생기{GAIN CONTROL SIGNAL GENERATOR THAT TRACKS OPERATING VARIATIONS DUE TO VARIATIONS IN MANUFACTURING PROCESSES AND OPERATING CONDITIONS BY TRACKING VARIATIONS IN DC BIASING}

본 발명은 긴 길이의 케이블을 통해 수신된 고 데이터 율 신호를 적응성으로 등화하기 위한 적응성 신호 등화기에 관한 것으로, 특히 그러한 적응성 신호 등화기의 신호 게인을 제어하기 위한 게인 제어기에 관한 것이다.

고 데이터 율로서 케이블의 긴 길이를 통해 전송된 데이터를 복원하는 방법의 일부로서, 손실에 대한 보상 및 케이블의 위상 분산 특성을 위해 수신된 데이터 신호의 등화가 필요하다. 예를들어 도1을 보면, 케이블과 관련된 신호 손실은 주파수와 함께 증가하며, 그러한 신호 손실은, 케이블 길이가 가상의 제로 길이(L₀)로부터 더 큰 케이블 길이(L₁, L₂, L_3....)로 증가하기 때문에 더 커지게 된다. 그러므로, 데이터 신호의 고계 주파수 성분은 저계 주파수 성분과 비교할 때 점진적으로 감쇠된다. 따라서 필요한 신호 등화의 크기는 주파수 뿐 만 아니라 케이블 길이와 함께 증가한다.

또한, 전송 케이블 길이를 변경할 수 있는 응용에서, 그러한 등화는 케이블 길이의 변화로 인한 케이블의 전달기능의 변화에 적응할 수 있을만큰 적응성이어야만 한다.

도2를 참조하면, 종래의 적응성 등화기(20)는 그림에서 처럼 연결된 단위-게인 버퍼(22), 고역 필터(24), 혼합기(26) 및 신호 합산 단(28)을 포함한다. 입력 신호(V_i)는 양측 단위-게인 버퍼 단(22)에 의해 처리되며 고역필터(24)에 의해 필터링된다. 고역 필터링된 신호(25)는 혼합기(26)에서 게인 제어 신호(α)와 혼합된다. 단위-게인 버퍼링된 신호(23)와 게인-제어된 고역 필터링된 신호(27)는 최종 출력 신호(V₀)를 발생하기 위해 합산 회로(28)에서 서로 합산된다.

도3을 참조하면, 제어신호(α)의 값을 변화시킴으로써 고역 필터의 전체 게인이 조정될 수 있으며, 이에 의해 출력 신호(V₀)의 적응성 등화에 제공하게 됨을 알 수 있다.

이러한 종래의 기술은 합리적으로 잘 수행되고는 있지만, 특히 더욱 정밀한 등화 제어가 요구될 때는 여러 가지 단점이 존재한다. 예를들어, 동작 전압과 온도에서 제조 및 변경하는 동안 제조방법의 변화와 같은 등화회로(20)의 다수의 동작 파라미터에 의존하면, 게인 요소(α)는 회로(20)의 일부의 DC바이어싱에 영향을 줄 수 있다. 또한 출력신호(V₀)는 변화에 의해 회로(20)내의 DC바이어스 성분에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 게인요소(α)가 회로 제조 방법 및 동작 전압과 온도의 변화로 인한 회로 동작의 변화에 무관하게 되는 게인-제어된 적응성 등화기를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은 게인요소(α)가 등화회로의 일부DC 바이어싱에 영향을 주지 않으며 또한 출력 신호가 등화회로내의 DC바이어스 성분에 영향을 주지 않도록게인요소(α)가 회로 제조 방법 및 동작 전압과 온도의 변화로 인한 회로 동작의 변화에 무관한 게인-제어된 적응성 등화기 회로 및 방법을 제공하는 것이다.

도1은 신호 등화기에 의해 제공된 신호세기와 대응하는 등화 사이의 보상관계를 예시하는 주파수 대 게인의 그래프도.

도2는 종래의 적응성 신호 등화기의 기능 블록도.

도3은 게인 제어된 도2의 등화기의 고역 필터링 된 부분에 대한 주파수 대 게인의 그래프도.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응성 신호 등화기의 기능 블럭도.

도5는 도4의 회로의 단위게인, 전압-전류 변환기 단의 구성도.

도6은 도4의 회로의 고역, 전압-전류 변환기 단의 구성도.

도7은 도4의 회로의 가변-게인 혼합기 단의 '비역 성분'부분의 구성도.

도8은 도4의 회로의 게인 제어기 및 트래킹 회로단의 기능 블럭도.

도9는 도8의 회로의 디지털-아날로그 변환기 단에 대한 게인요소 대 전압의 그패프도.

도10은 도8의 회로의 게인 제어 레벨 발생기 단의 구성도.

도11은 도4의 회로의 전류-전압 변환기 단의 '비역 성분' 부분의 구성도.

본 발명에 따른 적응성 등화기용 게인 제어기는 회로 제조 방법 및 동작 전압과 온도의 변화로 인한 회로 동작의 변화에 무관한 게인요소를 제공한다. 그러한 게인 제어기는 가변 게인 제어 요소에 기초한 자동-보상 게인 제어 신호를 제공하며 또한 회로 제조 방법 및 동작 상태(예, 전압 및 온도)의 변화로 인한 회로 동작의 변화를 게인 제어 및 신호 혼합 단의 전력을 위해 사용되는 dc바이어싱의 변화를 트래킹해서 트랙한다. 그러한 게인 제어에 의한 바이어싱의 트래킹은 증가된 동적 범위를 유리하게 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 결합 회로용 게인 제어기는 기준 신호 발생기 회로 및 신호 변환 회로를 포함한다. 기준 신호 발생기 회로는 제1 바이어스 신호를 수신하기 구성되어 제1 및 제2 기준 신호를 제공한다. 제1 바이어스 신호의 변화는 상기 제1 및 제2 기준 신호의 각각의 변화에 대응하여 트래킹된다. 기준 신호 발생기 회로에 연결된 신호 변환 회로는 입력 제어 신호와 상기 제1 및 제2 기준 신호를 수신하기 위해 구성되어 제1 및 제2 출력 제어 신호를 제공한다. 입력 제어 신호는 최소 값과 최대 값을 가진 값의 범위를 갖는다. 제1 출력 제어 신호는 각각 최소 및 최대 입력 제어 신호 값에 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 입력 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖는다. 제2 출력 제어 신호는 각각 최대 및 최소 입력 제어 신호 값에 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 입력 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖는다. 제1 및 제2 출력 제어 신호는 서로 차동 제어 신호를 형성한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 신호 결합 회로용 게인 제어기는 기준 신호 발생기 회로 및 디지털-아날로그 신호 변환 회로를 포함한다. 다수의 다이오드-연결된 트랜지스터를 가진 기준 신호 발생기 회로는 제1 바이어스 전류를 수신하기 위해 구성되어 제1 및 제2 기준 전압을 제공한다. 제1 바이어스 전류의 변화는 제1 및 제2 기준 전압의 각각의 변화에 대응하여 트래킹된다. 기준 신호 발생기 회로에 연결된 디지털-아날로그 신호 변환 회로는 디지털 제어 신호와 제1 및 제2 기준 전압을 수신하기 구성되어 제1 및 제2 아날로그 제어 전압을 제공한다. 디지털 제어 신호는 최소 및 최대 값을 가진 값의 범위를 갖는다. 제1 아날로그 제어 전압은 각각 최소 및 최대 디지털 제어 신호 값에 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 디지털 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖는다. 제2 아날로그 제어 전압은 각각 최대 및 최소 디지털 제어 신호 값에 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 디지털 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖는다. 제1 및 제2 아날로그 제어 전압은 서로 차동 제어 전압을 형성한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 신호 결합 회로에 게인 제어를 제공하는 방법은

제1 바이어스 신호를 수신하고 제1 및 제2 기준 신호를 발생하는 단계를 포함하고, 상기 제1 바이어스 신호의 변화는 상기 제1 및 제2 기준 신호의 각각의 변화에 대응하여 트래킹되고; 및

입력 제어 신호와 상기 제1 및 제2 기준 신호를 수신하고 제1 및 제2 출력 제어 신호를 발생하는 단계를 포함하고,

입력 제어 신호는 최소 값 및 최대 값을 가진 값의 범위를 갖고,

상기 제1 출력 제어 신호는 각각 상기 최소 및 최대 입력 제어 신호 값에 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 입력 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖고,

상기 제2 출력 제어 신호는 각각 최대 및 최소 입력 제어 신호 값에 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 입력 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖고, 및

상기 제1 및 제2 출력 제어 신호는 서로 차동 제어 신호를 형성한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 신호 결합 회로용 게인 제어를 제공하는 방법은

제1 바이어스를 수신하고 다수의 다이오드-연결된 트랜지스터를 가진 제1 및 제2 기준 전압을 발생하는 단계를 포함하고, 상기 제1 바이어스 전류의 변화는 각각 상기 제1 및 제2 기준 전압의 변화에 대응해서 트래킹되고; 및

디지털 제어 신호와 상기 제1 및 제2 기준 전압을 수신하고 제1 및 제2 아날로그 제어 전압을 발생하는 단계를 포함하고,

상기 디지털 제어 신호는 최소 값 및 최대 값을 가진 값의 범위를 갖고,

상기 제2 아날로그 제어 전압은 각각 상기 최소 및 최대 디지털 제어 신호 값에 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 디지털 제어 신호 값에 대응하는 값의범위를 갖고,

상기 제1 아날로그 제어 전압은 각각 최대 및 최소 디지털 제어 신호 값에 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 디지털 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖고, 및

상기 제 1 및 제2 아날로그 제어 전압은 서로 차동 제어 전압을 형성한다.

본 발명의 이들 특징 및 다른 특징 그리고 장점은 본 발명의 다음의 상세한 설명과 첨부 도면을 참작해서 이해될 것이다.

실시예

도4를 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적응성 등화기(40)는 도시한 바와 같이 상호 연결된 단위-게인 전압-전류 변환기(50), 고역 전압-전류 변환기(60), 가변-게인 혼합기(70), 게인 제어기 및 트래킹 회로(80) 및 전류-전압 변환기(110)를 포함한다. (비역 V_i ⁺과 역 V_i ^-성분에 의해 차이가 있는)입력 신호 전압(V_i)은 바이어스 성분(I_i)과 신호 성분(i)을 갖는 차동 출력 전류 신호(I₁+i₁)/(I₁-i₁)를 발생하기 위해 바이어스 전류(I_Bias)에 의해 바이어스 되는 단위-게인 전압-전류 변환기(50)에 의해 버퍼링 된다. (알고 있는 바와 같이 바이어스 성분은 회로의 DC바이어싱으로 인한 것이라는 점이며, 한편 신호 성분은 입력 신호로 인한 것이라 점이다.) 또한 입력 신호(V_i)는 DC바이어스 전류(I_Bias)에 의해 바이어스 되는 고역 전압 -전류 변환기(60)에 의해 고역 필터링 된다. 단(60)은 바이어스 성분(I_H(f))과신호 성분(i_H(f))을 갖는 고역 필터링 된 차 신호(I_H(f)+i_H(f))/(I_H(f)-i_H(f))를 발생한다. 이들 신호(I₁+i₁)/(I₁-i₁), (I_H(f)+i_H(f))/(I_H(f)-i_H(f))모두는 가변-게인 혼합기(70)에 제공된다.

또한 게인 제어기 및 트래킹 회로(80)는 DC바이어스 전류(I_Bias)에 의해 바이어스 되고 디지털(예, 8-bit)게인 제어 신호(α)를 수신한다. 그러한 게인 제어 신호(α)에 따르면, 게인 제어기 및 트래킹 회로(80)는 비역성분 V_c ⁺과 역 성분 V_c ^-을 갖는 차 게인 제어 신호(V_c)를 발생한다. 이들 차 제어 전압 성분(V_c ⁺, V_c ^-)은 가변-게인 혼합기(70)에 제공된다.

또한 가변-게인 혼합기(70)는 DC바이어스 전류(I_Bias)에 의해 바이어스 된다. 게인 요소(α)를 나타내는 상기 제어 전압 성분(V_c ⁺, V_c ^-)에 따르면, 가변 게인 혼합기(70)는 3 입력 전류 신호, 즉 DC바이어스 전류(I_Bias), 단위-게인 전류 신호(I₁+i₁), 및 고역 필터링된 전류((I_H(f)+i_H(f))/(I_H(f)-i_H(f))를 혼합한다. 이들 신호의 혼합에 기초하여, 가변-게인 혼합기(70)는 바이어스 성분(I₀)와 신호 성분(i₀)을 갖는 출력 전류(I₀+i₀)/(I₀-i₀)를 발생한다.

가변 게인 혼합기(70)로부터의 출력 전류(I₀+i₀)/(I₀-i₀)는 전류-전압변환기(110)에 의해 (비역 V_i ⁺과 역 V_i ^-성분에 의해 차이가 있는)출력 전압(V₀)으로 변환된다.

도5를 참조하면, 단위-게인 전압-전류 변환기(50)는 전원공급장치의 양의 VDD와 음의 VSS/GND단자사이에서 바이어스된 2 전류 미러와 결합된 차동 증폭기를 포함한다. 차동 증폭기는 트랜지스터(P51,P52,N51,N52,N53 및 N54)를 포함한다.(머리 글자 'P'는 P-채널 금속 산화 반도체 전계 효과 트랜지스터(P-MOSFET)를 나타내고 머리글자 'N'은 N-채널 MOSFET(N-MOSFET)를 나타낸다.) 바이어스 전류 미러는 트랜지스터(N55, N53 및 N54)를 포함한다. 신호 전류 미러는 트랜지스터(P51, P52, P53 및 P54)를 포함한다.

차동 증폭기에 대한 DC바이어싱은 DC바이어스 전류(I_Bias)로 바이어스 전류 미러(I_Bias)를 구동하는 것을 포함한다. 차동 증폭기에 대한 게인은 2개의 차동 증폭기 회로 브랜치들 사이에 연결된 저항기(R)에 의해 성취된다. 차동 증폭기로의 입력은 차동 입력 신호 전압(V_i)의 비역 V_i ⁺과 역 V_i ^-성분에 의해 구동된다. 결정된 차동 전류, 즉 트랜지스터( N51 및 N52)의 드레인 전류는 비역 성분 (I₁+i₁)과 역 성분(I₁-i₁)을 가진 차동 출력 전류를 발생시키기위해 신호 전류 미러에 의해 중복(replicated)된다. 바이어스 성분(I₁)은 회로에 대한 DC바이어싱 즉 입력 DC바이어스 전류(I_Bias)에 대응하는 출력 전류 신호의 성분이다. 신호 성분(i₁)은 입력 신호 즉 입력 신호 전압(V_i)에 대응하는 출력 전류 신호의 성분이다.

도6을 보면, 또한 고역 전압-전류 변환기(60)는 전원공급장치의 양의 VDD와 음의 VSS/GND 단자사이에서 바이어스된 2 전류 미러 회로와 결합된 차동 증폭기를 포함한다. 차동 증폭기는 트랜지스터(P61, P62, N61, N62, N63 및 N64를 포함한다. 바이어스 전류 미러는 트랜지스터(N65, N63 및 N64)를 포함한다. 신호 전류 미러는 트랜지스터(P61, P62, P63 및 P64)를 포함한다.

차동 증폭기용 DC바이어싱은 DC바이어스 전류(I_Bias)를 가진 바이어스 전류 미러에 입력을 구동하는 것을 포함한다. 차동 증폭기용 고역 필터 전달 함수는 2 차동 증폭기 회로 브랜치 사이에 고역 필터 회로(62)를 연결함으로서 확립된다. 차동 증폭기는 차동 입력 신호 전압(V_i)의 비역 V_i ⁺과 역 V_i ^-성분에 의해 구동된다. 결정된 차동 전류, 즉 트랜지스터(N61 및N63)의 드레인 전류는 비역 성분(I_H(f)+i_H(f))과 역 성분(I_H(f)-i_H(f))을 가진 차동 출력 전류를 제공하기 위해 신호 전류 미러에 의해 중복된다. 출력전류 신호의 바이어스 성분(I_H(f))과 신호 성분(i_H(f))은 DC바이어스 전류(I_Bias)와 입력 신호 전압(V_i) 각각에 대응한다.

도7을 보면, 가변-게인 혼합기(70)의 '비역 성분' 부분(70n)은 2 교차-연결된 차동 증폭기 회로, 즉 트랜지스터(N71 및 N72) 및 트랜지스터(N73 및 N74)를 포함한다. (차동 신호의 비역 성분을 처리하는 가변-게인 혼합기(70)의 부분(70n)만을 여기에 도시하였지만, 유사한 부분이 역 성분을 처리하는데 이용되는 것은 당연하다.) 차동 증폭기 트랜지스터(N71, N72, N73, N74)는 동일한 채널 폭(W_A)과 길이(L_A)를 갖는다. 제1 차동 증폭기는 고역 필터링 된 신호 전류의 비역 성분(I_H(f)+i_H(f))과 (게인 요소 α를 나타내는)차동 제어 전압(V_C)에 의해 구동된다. 이 결과가 출력 합산 노드(72)에 제공되는 역 성분(I₀₁ ^-+i₀₁ ^-)과 '해제(discard)'합산 노드(74)에 제공되는 비역 성분(I₀₁ ⁺+i₀₁ ⁺)을 갖는 차동 출력 전류이다.

제2 차동 증폭기는 DC바이어스 전류(I_Bias)와 차동 제어 전압(V_C)에 의해 구동된다. 이것은 출력 합산 노드(72)에 제공되는 비역 성분(I₀₂ ⁺)과 '해제'합산 노드(74)에 제공되는 역 성분(I₀₂ ^-)을 갖는 차동 출력 전류를 발생한다. 또한 출력 합산 노드(72)는 비역 단위-게인 신호 전류 성분(I₁+i₁)을 수신하고, 이것을 제1 역 차동 출력 전류 성분(I₀₁+i₀₁)과 제2 비역 차동 출력 전력 성분(I₀₂ ⁺)으로 서로 합산하여 출력 전류(I₀+i₀)를 발생한다. 유사하게, '해제노드(74)'는 제2 비역 차동 출력 전류 성분(I₀₁ ⁺+i₀₁ ⁺)과 제2 역 차동 출력 전류 성분(I₀₂ ^-)을 서로 합산하여 '해제'전류(I_D+i_D)를 발생한다.

출력 전류(I₀+i₀)는 식1에 나타낸바와 같이, DC바이어스 전류(I_Bias), (차동게인 제어 신호(V_C)에 의해 표현되는)게인 요소(α), 고역 신호 성분 (I_H(f)+i_H(f)) 및 단위-게인 신호 전류 성분(I₁+i₁ ⁺)에 의하여 표현될 수 있다.

I₀+ i₀= ( I₁+ i₁) + α( I_H(f)+ i_H(f)) +( 1-α )(I_Bias) <식1>

이 표현은 식2에 나타낸바와 같이 바이어스 성분과 신호 성분으로 분리하여 다시 쓸 수 있다.

I₀+ i₀= ( i₁+ αi_H(f)) + ( I₁+ αI_H(f)+ ( 1-α)I_Bias) <식2>

따라서, 신호(i₀)와 바이어스(I₀) 출력 전류 성분은 각각 식3 및 식4에 나타낸바와 같이 표현될 수 있다.

i₀= i₁+ αi_H(f)<식3>

I₀= I₁+ αI_H(f)+ I_Bias- αI_Bias<식4>

고역 필터링 된 신호 전류 성분(I_H(f)+i_H(f))의 바이어스 성분(I_H(f))이 DC바이어스 전류(I_Bias)와 동일하기 때문에, 출력 전류(I₀+i₀)의 바이어스 성분(I₀)은 식5에 나타낸바와 같이 표현될 수 있다.

I₀= I₁+ I_Bias<식5>

유사하게, '해제'전류(I_D+i_D)는 식6에 나타낸바와 같이 표현될 수 있다.

I_D+ i_D= ( 1 - α) + ( I_H(f)+ i_H(f)) +αI_Bias<식6>

이 표현은 식7에 나타낸바와 같이 게인 제어 요소(α)에 의존함을 보이기 위해 다시 쓸 수 있다.

I_D+ i_D= I_H(f)- α( I_H(f)- I_Bias) + ( 1-α) i_H(f)<식7>

따라서 신호(i_D)와 바이어스(I_D)전류 성분은 각각 식8과 식9에 나타낸바와 같이 표현될 수 있다.

i_D= ( 1-α) i_H(f)<식8>

I_D= I_H(f)- αI_H(f)+ αI_Bias<식9>

고역 필터링 된 신호( I_H(f)+ i_H(f))의 바이어스 성분은 상술한 바와 같이 DC바이어스 전류(I_Bias)와 동일하기 때문에, '해제' 전류 바이어스 성분(I_D)은 식10에 나타낸바와 같이 표현될 수 있다.

I_D= I_H(f)<식10>

도8을 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게인 제어기 및 트래킹 회로(80; 도4)는 디지털-아날로그 변환기(82)와 게인 제어 레벨 발생기(100)를 포함한다. (선택적으로, 디지털-아날로그 변환기 대신에 펄스 밀도 변조기가 이용될 수 있다.) 디지털-아날로그 변환기(82)는 디지털 게인 제어 요소(α)를 가변-게인 혼합기(70)에 의해 이용되는 차동 제어 전압 성분(V_C ⁺,V_C ^-)으로 변환할 수 있다. 이들 차동 제어 전압 성분(V_C ⁺,V_C ^-)은 DC바이어스 전류(I_Bias)에 의해 바이어스 되는 게인 제어 레벨 발생기(100)에 의해 제공된 2기준전압(V_High, V_Low)에 기초하여 발생된다.

도9를 보면, 차동 제어 전압 성분(V_C ⁺,V_C ^-)은 다른 방법으로 로우( V_Low)와 하이(V_High)기준전압 값 사이의 값에서 게인 제어 요소(α)의 값에 따라 변화한다. 예를들어 게인 제어 요소(α)가 0과 동일할 때, 비역 (V_C ⁺)과 역(V_C ^-)성분은 각각 하이(V_High)와 로우(V_Low)기준전압과 동일하다. 역으로, α가 그의 최대값에 있을 때, 예를들어 FF(hex), 비역(V_C ⁺)과 역(V_C ^-)제어 전압 성분은 각각 로우(V_Low)와 하이(V_High)기준 전압과 동일하다.

도10을 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게인 제어 레벨 발생기(100, 도8)는 도시한바와 같이 모두 상호 연결된 4 트랜지스터(P101, P102, P103, P104)와 다이어드(103) 및 5 전류원(101, 102, 104, 105, 106)을 포함한다. (채널 폭(W_B)과 길이(L_B)를 각각 갖는)트랜지스터(P101)와 (채널 폭(W_C)과 길이(L_C)를 각각 갖는) 트랜지스터(P102)는 전류 원 회로(102)와 전류 싱크 회로(101)에 의해 바이어스 되고 이의 각각은 바이어스 전류(I_B)를 발생한다. 다이오드(103)는 트랜지스터(P102) 양단의 전압 강하를 감소시키는데 이용되지만 불필요하며, 따라서 VSS/GND에 직접 트랜지스터(P102)의 드레인을 연결함으로써 생략될 수 있다. 트랜지스터(P101 및 P102)는 동일한 임계전압(V_th)과 각각의 게이트-소오스 '온' 전압(V_on(P101)및 V_on(P102))을 갖는다. 따라서 트랜지스터(P102)의 소오스에서 발생되는 보상된 전압(V(PVT))은 식11에서 나타낸바와 같이 표현될 수 있다.

V(PVT) = VDD - V_gs(P101)+ V_gs(P102)<식11>

이 표현은 식 12에 나타낸바와 같이 각각 트랜지스터(P101 및 P102)에 대한 게이트-소오스 전압(V_gs(P101)및 V_gs(P102))을 치환함으로써 다시 쓸 수 있다.

V(PVT) = VDD - (V_th+ V_on(P101)) + (V_th+ V_on(P102)) <식12>

좀더 간단히 하면, 이 표현은 식13에 나타낸바와 같이 축소된다.

V(PVT) = VDD - (V_on(P101)- V_on(P102)) <식13>

따라서, 고역 전압-전류 변환기(60,도6)에서 고역 필터링 된 신호(I_H(f)+ i_H(f))의 비역 성분을 제공하는 전류 미러 트랜지스터(P64) 양단의 요구된 전압(V_P64)과 동일 또는 보다 큰 전류원(102,104) 양단의 전압(V_on)은 식14에 나타낸바와 같이 표현될 수 있다.

V_on= V_on(P101)- V_on(P102)<식14>

이 전압(V(PVT))은 전류원(104, 105, 및 106)에 따라 하이(V_High)와 로우(V_Low)기준 전압을 발생하기 위해 바이어스 트랜지스터(P103 및 P104)에 이용된다. 다이오드-접속된 트랜지스터(P103 및 P104)는 가변-게인 혼합기(70,도7)에서 트랜지스터의 해당 장치크기와 동일한 동일 채널 폭(W_A)과 길이(L_A)를 갖는다. 전류원 회로(104)와 싱크 회로(105)는 단위-게인 전압-전류 변환기(50), 고역 전압-전류 변환기(60) 및 가변-게인 혼합기(70, 도4)를 바이어스 하는데 이용되는 DC 바이어스 전류(I_Bias)와 동일한 바이어스 전류(I_Bias)를 발생한다. 전류 싱크 회로(106)는 값이 매우 작고 최소 상태로 트랜지스터(P104)를 유지하는데 이용되는 세류(trickle) 전류(I_T)를 발생한다.

이 회로(100)는 바이어스 전류(I_Bias)와 트랜지스터 채널 크기(W_A,L_A)사이에서 상술한 관계 때문에, 이 전압(V_High, L_Low)은 바이어스 전류(I_Bias)의 변화 뿐 만 아니라 트랜지스터의 동작 파라미터, 이를테면 임계전압과 전하 캐리어 이동도의 변화를 따르도록 하이(V_High)와 로우(V_Low)기준 전압을 발생한다. 다음에 이것은 바이어스 전류(I_Bias)의 변화 뿐 만 아니라 임계전압 및 전하 캐리어 이동도와 같은 트랜지스터의 동작 파라미터의 변화(이 변화의 원인은 예를들어 제조과정과 동작 전압 및 온도 때문임.)를 따르도록 출력 전류 신호(I₀+ I₀)를 허용한다.

도 11을 보면, 출력 전류-전압 변환기(110, 도4)의 '비역성분'부분(110n)은 다음과 같이 수행될 수 있다.(차동출력전류의 비역성분을 처리하는 출력 전류-전압 변환기(110)의 부분(110n)만이 여기에 도시되었지만 유사한 부분이 역 성분을 처리하기위해 이용될 수 있음은 당연하다.) 출력전류신호(I₀+i₀)는 트랜지스터(N111 및 N112)에 의해 형성된 전류 미러에 대해 입력을 구동한다. 트랜지스터(N112)를 통과하는 출력 전류는 부하 저항기(R_L)의 양단에서 전압 강하를 발생함으로써 출력 전압(V₀ ⁺)을 발생시킨다.

본 발명의 구조 및 동작 방법에서 여러 가지 다른 변경과 변형이 본 발명의 범위와 사상으로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 명확해 질 것이다. 본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 의해 기술되었지만, 청구된 발명은 그러한 특정의 실시예에 과도하게 제한되지 않음은 당연하다. 다음의 청구항은 본 발명의 범위를 한정하며 이들 청구항 및 그 등가물의 범위내에서 의 구조 및 방법은 여기에 포함되어 있음을 의도하고 있다.

본 발명은 게인요소(α)가 회로 제조 방법 및 동작 전압과 온도의 변화로 인한 회로 동작의 변화에 무관한 게인-제어된 적응성 등화기를 이용함으로써, 게인 요소(α)가 등화 회로의 일부의 DC바이어싱에 영향을 주지 않게 되고 또한 출력신호가 회로내의 DC바이어스 성분에 영향을 주지 않게 된다.

Claims

제조 방법 및 동작 상태의 변화로 인한 동작 변화를 dc바이어싱의 변화를 트래킹해서 트랙하는 신호 결합 회로 게인 제어기를 갖는 장치에 있어서,

제1 바이어스 신호를 수신하기 위해 구성되어 제1 및 제2 기준 신호를 제공하는 기준 신호 발생기를 포함하고, 상기 제 1 바이어스 신호의 변화는 상기 제1 및 제2 기준 신호의 각각의 변화에 대응하여 트래킹되고; 및

상기 기준 신호 발생기 회로에 연결되고, 입력 제어 신호와 상기 제1 및 제2 기준 신호를 수신하기 위해 구성되고 그에따라 제1 및 제2 출력 제어 신호를 제공하는 신호 변환 회로를 포함하고,

상기 입력 제어 신호는 최소 값 및 최대 값을 가진 값의 범위를 갖고,

상기 제1 출력 제어 신호는 상기 최소 및 최대 입력 제어 신호 값에 각각 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 입력 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖고,

상기 제2 출력 제어 신호는 상기 최대 및 최소 입력 제어 신호 값에 각각 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 입력 제어 신호에 대응하는 값의 범위를 갖고, 및

상기 제1 및 제2 출력 제어 신호는 서로 차동 제어 신호를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 출력 제어 신호의 최소 및 최대 값은 각각 상기 제1 및 제2 기준신호에 대응하고; 및

상기 제2 출력 제어 신호의 최소 및 최대 값은 각각 상기 제1 및 제2 기준 신호에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.
제조 방법 및 동작 상태의 변화로 인한 동작 변화를 dc바이어싱의 변화를 트래킹해서 트랙하는 신호 결합 회로 게인 제어기를 갖는 장치에 있어서,

제1 바이어스 전류를 수신하기 위해 구성되어 제1 및 제2 기준 전압을 제공하는 다수의 다이오드-연결된 트랜지스터를 가진 기준 신호 발생기 회로를 포함하고, 상기 제1 바이어스 전류의 변화는 상기 제1 및 제2 기준 전압의 변화에 각각 대응하여 트랙되고; 및

상기 기준 신호 발생기 회로에 연결되고, 디지털 제어 신호와 상기 제1 및 제2 기준 전압을 수신하기 위해 구성되고 그에따라 제1 및 제2 아날로그 제어 전압을 제공하는 디지털-아날로그 변환회로를 포함하고,

상기 디지털 제어 신호는 최소 값 및 최대 값을 가진 값의 범위를 갖고,

상기 제1 아날로그 제어 전압은 상기 최소 및 최대 디지털 제어 신호 값에 각각 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 디지털 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖고,

상기 제2 아날로그 제어 전압은 상기 최대 및 최소 디지털 제어 신호 값에각각 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 디지털 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖고, 및

상기 제1 및 제2 아날로그 제어 전압은 서로 차동 제어 전압을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제조 방법 및 동작 상태의 변화로 인한 동작 변화를 dc바이어싱의 변화를 트래킹해서 트랙하는 동안 신호 결합 회로에 게인 제어를 제공하는 방법에 있어서,

제1 바이어스 신호를 수신하고 그에 따라 제1 및 제2 기준 신호를 발생하는 단계를 포함하고, 상기 제1 바이어스 신호의 변화는 각각 상기 제1 및 제2 기준 신호의 변화에 대응하여 트래킹되고; 및

입력 제어 신호와 상기 제1 및 제2 기준 신호를 수신하고 그에 따라 제1 및 제2 출력 제어 신호를 발생하는 단계를 포함하고,

상기 입력 제어 신호는 최소 값 및 최대 값을 가진 값의 범위를 갖고,

상기 제1 출력 제어 신호는 상기 최소 및 최대 입력 제어 신호 값에 각각 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 입력 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖고,

상기 제2 출력 제어 신호는 상기 최대 및 최소 입력 제어 신호 값에 각각 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 입력 제어 신호에 대응하는 값의 범위를 갖고, 및

상기 제1 및 제2 출력 제어 신호는 서로 차동 제어 신호를 형성하는 것을특징으로 하는 방법.
제조 방법 및 동작 상태의 변화로 인한 동작 변화를 dc바이어싱의 변화를 트래킹해서 트랙하는 동안 게인 제어기를 신호 결합 회로에 제공하는 방법에 있어서,

제1 바이어스 전류를 수신하고 그에 따라 다수의 다이오드-연결된 트랜지스터를 가진 제1 및 제2 기준 전압을 발생하는 단계를 포함하고, 상기 제1 바이어스 전류의 변화는 상기 제1 및 제2 기준 전압의 변화에 각각 대응하여 트래킹되고; 및

디지털 제어 신호와 상기 제1 및 제2 기준 전압을 수신하고 그에 따라 제1 및 제2 아날로그 제어 전압을 발생하는 단계를 포함하고,

상기 디지털 제어 신호는 최소 값과 최대 값을 가진 값을 범위를 갖고,

상기 제1 아날로그 제어 전압은 상기 최소 및 최대 디지털 제어 신호 값에 각각 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 디지털 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖고,

상기 제2 아날로그 제어 전압은 상기 최대 및 최소 디지털 제어 신호 값에 각각 대응하는 최소 및 최대 값을 가진 상기 디지털 제어 신호 값에 대응하는 값의 범위를 갖고, 및

상기 제1 및 제2 아날로그 제어 전압은 서로 차동 제어 전압을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.