(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅して出力信号を発生させるために、共通のバイアス電流を用いるように適応された複数の増幅ステージを備え、
前記増幅ステージは、
第１の相互コンダクタンスゲインを前記入力信号に関連する第１の電圧信号に適用して第１の電流信号を発生させるように適応された第１の増幅ステージであって、前記第１の電圧信号を実質的に前記入力信号の２倍にするように前記入力信号をルートするように適応されたルーティングネットワークを備える第１の増幅ステージと、
前記第１の電流信号を第２の電圧信号に変換し、第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号に適用して第２の電流信号を発生させるように適応された第２の増幅ステージと
を備える装置。
【請求項２】
前記第１の増幅ステージは、
コモンゲート増幅ステージを備える請求項１の装置。
【請求項３】
前記第２の増幅ステージは、
前記第１の電流信号を前記第２の電圧信号に変換するように適応された共振器を備える請求項１の装置。
【請求項４】
前記第２の増幅ステージは、
コモンソース増幅ステージを備える請求項１の装置。
【請求項５】
前記増幅ステージは、
電流ゲインを前記第２の電流信号に適用して第３の電流信号を発生させ、
負荷を通して前記第３の電流信号を適用して前記出力信号に関連する第３の電圧信号を発生させ、
前記負荷をまたいでネガティブコンダクタンスを適用するように適応された第３の増幅ステージを備える請求項１の装置。
【請求項６】
前記電流ゲインは調整可能である請求項５の装置。
【請求項７】
前記増幅ステージは、相互に関連する別個の周波数帯にそれぞれ調整されている請求項１の装置。
【請求項８】
入力信号を増幅して出力信号を発生させる方法であって、
共通のバイアス電流を用いて複数のステージで前記入力信号を増幅して前記出力信号を発生させることを備え、
前記複数のステージで前記入力信号を増幅することは、
第１の相互コンダクタンスゲインを前記入力信号に関連する第１の電圧信号に適用して第１の電流信号を発生させること、
前記第１の電圧信号を実質的に前記入力信号の２倍にするように前記入力信号をルートすること、
前記第１の電流信号を前記第２の電圧信号に変換すること、
第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号に適用して第２の電流信号を発生させること
を備える方法。
【請求項９】
前記第１の相互コンダクタンスゲインを適用することは、前記第１の電圧信号をコモンゲート増幅ステージに適用することを備える請求項８の方法。
【請求項１０】
前記第１の電流信号を前記第２の電圧信号に変換することは、共振器を通して前記第１の電流信号を適用することを備える請求項８の方法。
【請求項１１】
前記第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号に適用することは、前記第２の電圧信号をコモンソース増幅ステージに適用することを備える請求項８の方法。
【請求項１２】
前記複数のステージで入力信号を増幅することは、
電流ゲインを前記第２の電流信号に適用して第３の電流信号を発生させること、
負荷を通して前記第３の電流信号を適用して前記出力信号に関連する第３の電圧信号を発生させること、
前記負荷をまたいでネガティブコンダクタンスを適用すること
を備える請求項８の方法。
【請求項１３】
前記電流ゲインを調整することをさらに備えた請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記複数のステージで入力信号を増幅することは、相互に関連する別個の周波数帯にそれぞれ調整された前記増幅ステージによって前記入力信号を増幅することを備える請求項８の方法。
【請求項１５】
入力信号を増幅して出力信号を発生させる装置であって、
共通のバイアス電流を用いて前記入力信号を増幅して中間信号を発生させる手段であって、第１の相互コンダクタンスゲインを前記入力信号に関連する第１の電圧信号に適用して第１の電流信号を発生させる手段と、
前記共通のバイアス電流を用いて前記中間信号を増幅して前記出力信号を発生させる手段であって、前記第１の電流信号を第２の電圧信号に変換する手段及び第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号を適用して第２の電流信号を発生させる手段と、
前記第１の電圧信号を実質的に前記入力信号の２倍にするように前記入力信号をルートする手段と
を備える装置。
【請求項１６】
前記第１の相互コンダクタンスゲインを適用する手段は、前記第１の電圧信号をコモンゲート増幅ステージに適用する手段を備える請求項１５の装置。
【請求項１７】
前記第１の電流信号を前記第２の電圧信号に変換する手段は、共振器を通して前記第１の電流信号を適用する手段を備える請求項１５の装置。
【請求項１８】
前記第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号に適用する手段は、前記第２の電圧信号をコモンソース増幅ステージに適用する手段を備える請求項１５の装置。
【請求項１９】
前記中間信号を増幅する手段は、
電流ゲインを前記第２の電流信号に適用して第３の電流信号を発生させる手段と、
負荷を通して前記第３の電流信号を適用して前記出力信号に関連する第３の電圧信号を発生させる手段と、
前記負荷をまたいでネガティブコンダクタンスを適用する手段と
をさらに備える請求項１５の装置。
【請求項２０】
前記電流ゲインを調整する手段をさらに備えた請求項１９の装置。
【請求項２１】
前記入力信号を増幅する手段及び前記中間信号を増幅する手段は、相互に関連する別個の周波数帯にそれぞれ調整される請求項１５の装置。
【請求項２２】
入力信号を増幅して出力信号を発生させるためのコンピュータプログラムを記憶するコンピュータ可読媒体であって、
共通のバイアス電流を用いて複数のステージで前記入力信号を増幅して前記出力信号を発生させることを実行可能なインストラクションであって、第１の相互コンダクタンスゲインを前記入力信号に関連する第１の電圧信号に適用して第１の電流信号を発生させるインストラクションと、
前記第１の電圧信号を実質的に前記入力信号の２倍にするように前記入力信号をルートすることを実行可能なインストラクションと、
前記第１の電流信号を前記第２の電圧信号に変換することを実行可能なインストラクションと、
第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号を適用して第２の電流信号を発生させることを実行可能なインストラクションと
を備えるコンピュータ可読媒体。
【請求項２３】
オーディオデータを発生させるように適応されたトランスデューサと、
前記オーディオデータを送信するように適応された送信機であって、入力信号を増幅して前記オーディオデータを有する出力信号を発生させるために、共通のバイアス電流を用いるように適応された複数の増幅ステージを備えた送信機とを備え、
前記増幅ステージは、
第１の相互コンダクタンスゲインを前記入力信号に関連する第１の電圧信号に適用して第１の電流信号を発生させるように適応された第１の増幅ステージであって、前記第１の電圧信号を実質的に前記入力信号の２倍にするように前記入力信号をルートするように適応されたルーティングネットワークを備える第１の増幅ステージと、
前記第１の電流信号を前記第２の電圧信号に変換し、第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号を適用して第２の電流信号を発生させるように適応された第２の増幅ステージと
を備えるヘッドセット。
【請求項２４】
データを受信するように適応された受信機であって、入力信号を増幅して前記受信されたデータを有する出力信号を発生させるために、共通のバイアス電流を用いるように適応された複数の増幅ステージを備えた受信機と、
前記受信されたデータに基づいてインディケーションを表示するように適応されたインターフェースとを備え、
前記増幅ステージは、
第１の相互コンダクタンスゲインを前記入力信号に関連する第１の電圧信号に適用して第１の電流信号を発生させるように適応された第１の増幅ステージであって、前記第１の電圧信号を実質的に前記入力信号の２倍にするように前記入力信号をルートするように適応されたルーティングネットワークを備える第１の増幅ステージと、
前記第１の電流信号を前記第２の電圧信号に変換し、第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号を適用して第２の電流信号を発生させるように適応された第２の増幅ステージと
を備えるユーザーデバイス。
【請求項２５】
センスされたデータを発生させるように適応されたセンサと、
出力信号を送信するように適応された送信機であって、入力信号を増幅して前記センスされたデータを有する前記出力信号を発生させるために、共通のバイアス電流を用いるように適応された複数の増幅ステージを備えた送信機とを備え、
前記増幅ステージは、
第１の相互コンダクタンスゲインを前記入力信号に関連する第１の電圧信号に適用して第１の電流信号を発生させるように適応された第１の増幅ステージであって、前記第１の電圧信号を実質的に前記入力信号の２倍にするように前記入力信号をルートするように適応されたルーティングネットワークを備える第１の増幅ステージと、
前記第１の電流信号を前記第２の電圧信号に変換し、第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号を適用して第２の電流信号を発生させるように適応された第２の増幅ステージと
を備えるセンシングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の表示】
【０００１】
［関連する出願のクロスリファレンス］
この出願は、２００９年８月２６日に出願され、"System and Method for Amplifying a Signal Using Multiple Amplification Stages Sharing a Common Bias Current" とタイトルされた、出願番号６１／２３７０４７の米国仮特許出願の出願日の利益を主張し、それはリファレンスとしてここに組み入れられる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般に通信システムに関し、より具体的には、共通のバイアス電流をシェアする複数の増幅ステージを用いて信号を増幅するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
通信システムにおいて、信号増幅器は、信号の受信及び送信を容易にするために、信号の増幅率或いは電力をブート（boot）するために採用されている。例えば、リモート通信デバイスから受信された弱い信号の強度を、処理及びデータリカバリーに対する十分なレベルにブートするために、通信デバイスは受信機内に低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）を採用するかもしれない。他の例として、リモート通信デバイスへの確実な送信に対して信号の強度をブートするために、通信デバイスは送信機内に電力増幅器（ＰＡ）を採用するかもしれない。
【０００４】
これらの通信デバイスの多くは、セルラー電話、ポータブルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ハンドへルドデバイス、及び他のポータブル通信デバイスのようなポータブルデバイスである。これらのポータブル通信デバイスは、典型的には、種々の意図する動作を実行するために、電池のような限られた電源に頼っている。限られた電源は、典型的には、ポータブルデバイスによって用いられる電力の量に依存した、連続的な使用の寿命を有している。連続的な使用の寿命を可能な限り長く延ばすことが、一般に望まれている。したがって、ポータブル通信デバイスは、電力をより少なく消費するための設計が頻繁に行われている。
【０００５】
したがって、より少なく電力を消費し及び／又はより十分に信号を増幅する増幅器が、そのような通信デバイスに対して望まれている。
【発明の概要】
【０００６】
開示の一視点は、入力信号を増幅して出力信号を発生させるために、共通のバイアス電流によってバイアスされるように構成された複数の増幅ステージを備えた装置に関する。他の視点では、増幅ステージの１つは、第１の相互コンダクタンスゲイン（transconductance gain）を入力信号に関連する第１の電圧信号に適用して（apply）第１の電流信号を発生させるように適応された（adapted）第１の増幅ステージを備える。さらに他の視点では、第１の増幅ステージは、第１の電圧信号を実質的に２倍にするように適応されたルーティング（routing）ネットワークを備える。さらに他の視点では、第１の増幅ステージは、コモンゲート増幅ステージとして構成される。
【０００７】
開示の他の視点では、増幅ステージの１つは、第１の電流信号を第２の電圧信号に変換し、第２の相互コンダクタンスゲインを第２の電圧信号に適用して第２の電流信号を発生させるように適応された第２の増幅ステージを備える。さらに他の視点では、第２の増幅ステージは、第１の電流信号を第２の電圧信号に変換するように適応された共振器を備える。さらに他の視点では、第２の増幅ステージは、コモンソース増幅ステージとして構成される。
【０００８】
開示の他の視点では、増幅ステージの１つは、電流ゲインを第２の電流信号に適用して第３の電流信号を発生させ、負荷を通して（through a load）第３の電流信号を適用して出力信号に関連する第３の電圧信号を発生させ、負荷をまたいで（across the load）ネガティブコンダクタンスを適用するように適応された第３の増幅ステージを備える。さらに他の視点では、電流ゲインは調整可能である。さらに他の視点では、増幅ステージは、別個の周波数帯（distinct frequency band）にそれぞれ調整されている。
【０００９】
開示の他の視点では、増幅ステージの１つは、電流ゲインを第１の電流信号に適用して第２の電流信号を発生させ、負荷を通して第２の電流信号を適用して出力信号に関連する第２の電圧信号を発生させ、負荷をまたいでネガティブコンダクタンスを適用するように適応された第２の増幅ステージを備える。
【００１０】
本開示の他の視点、効果及び新規な特徴は、添付の図面に関連して考慮されるとき、開示の以下の詳細な説明から明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａは、開示の一視点にしたがった例示的な信号増幅器のブロック図を示している。
【図１Ｂ】図１Ｂは、開示の一視点にしたがった他の例示的な信号増幅器のブロック図を示している。
【図２】図２は、開示の他の視点にしたがった他の例示的な信号増幅器のブロック図を示している。
【図３Ａ】図３Ａは、開示の他の視点にしたがった例示的な３ステージ信号増幅器の模式的な図を示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、開示の他の視点にしたがった他の例示的な３ステージ信号増幅器の模式的な図を示している。
【図４】図４は、開示の他の視点にしたがった例示的な２ステージ信号増幅器の模式的な図を示している。
【図５】図５は、開示の他の視点にしたがった他の例示的な２ステージ信号増幅器の模式的な図を示している。
【図６】図６は、開示の他の視点にしたがった例示的なトランシーバのブロック図を示している。
【図７】図７は、開示の他の視点にしたがった例示的な受信機のブロック図を示している。
【図８】図８は、開示の他の視点にしたがった例示的な送信機のブロック図を示している。
【図９Ａ】図９Ａは、開示の他の視点にしたがった種々のパルス変調技術のタイミング図を示している。
【図９Ｂ】図９Ｂは、開示の他の視点にしたがった種々のパルス変調技術のタイミング図を示している。
【図９Ｃ】図９Ｃは、開示の他の視点にしたがった種々のパルス変調技術のタイミング図を示している。
【図９Ｄ】図９Ｄは、開示の他の視点にしたがった種々のパルス変調技術のタイミング図を示している。
【図１０】図１０は、開示の他の視点にしたがった、種々のチャネルを介して互いに通信を行う種々の通信デバイスのブロック図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
開示の種々の視点が、以下に説明される。ここでの教示は広い種々の形態で実施されるかもしれず、ここで開示された任意の特別な構造、機能、或いは両者は単なる代表的なものであるかもしれないことは、明白である。ここでの教示に基づき、ここで開示された視点は、任意の他の視点から独立してインプリメントされるかもしれないこと、及びこれらの視点の２以上が種々の方法で結合されるかもしれないことを、当業者は認識すべきである。例えば、ここで明らかにされる任意の数の視点を用いて、装置がインプリメントされるかもしれず、或いは方法が実行されるかもしれない。また、ここで明らかにされる１以上の視点に追加した、或いはここで明らかにされる１以上の視点以外の、他の構造、機能、或いは構造及び機能を用いて、そのような構造がインプリメントされるかもしれず、そのような方法が実行されるかもしれない。
【００１３】
図１Ａは、本開示の一視点にしたがった、例示的な信号増幅器１００のブロック図を示している。要約すると、増幅器１００は、入力信号（例えば、無線周波数（ＲＦ）信号）を増幅して出力信号を発生するように適応された（adapted）複数のカスケードの（cascaded）増幅器ステージ或いはモジュールを含む。増幅器ステージは、共通の（common）バイアス電流を用いて、入力信号の増幅を実行する。増幅器１００は、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）アプリケーション、電力増幅器（ＰＡ）アプリケーション等のような、任意の信号増幅アプリケーションが用いられるかもしれない。
【００１４】
この例では、増幅器１００は、ポジティブ電源レール（rail）Ｖｄｄと、図示されるようなグラウンド電位或いはＶｄｄよりもよりネガティブな電圧であるネガティブ電源レール（rail）との間に接続された、複数のカスケードの信号増幅モジュール１０２−１から１０２−Ｎを備えている。活性化されると、電源はＤＣ電流Ｉ１を生成して、複数の信号増幅モジュール１０２−１から１０２−Ｎをバイアスする。この例では、入力信号が第１の増幅モジュール１０２−１に印加され、それは入力信号の第１ステージの増幅を実行する。増幅された入力信号は、第２の増幅モジュール１０２−２に印加されるかもしれず、それは増幅された入力信号の第２ステージの増幅を実行する。信号の増幅は、最後の増幅ステージ１０２−Ｎまで続けられ、出力信号が発生する。Ｎは２以上であることが理解されるであろう。要約すると、増幅器１００は、共通のＤＣ電流Ｉ１を用いて、全ての増幅ステージ１０２−１から１０２−Ｎをバイアスするため、非常に電力効率に優れた方法で入力信号を増幅する。ステージ１０２−１から１０２−Ｎのそれぞれは、増幅器１００の全体の帯域幅がそれぞれのステージの個別の帯域幅のそれぞれよりも大きく構成されるように、別個の（distinct）周波数帯に調整されている（tuned）かもしれない。
【００１５】
図１Ｂは、本開示の一視点にしたがった、例示的な信号増幅器１５０のブロック図を示している。要約すると、増幅器１５０は、入力信号を増幅して出力信号を発生するように構成されている。特に、増幅器１５０は、共通の（common）バイアス電流Ｉ１を用いて入力信号を増幅して中間信号（intermediate signal）を発生するように適応された入力信号増幅モジュール１５２を備えている。増幅器１５０はさらに、共通のバイアス電流Ｉ１を用いて中間信号を増幅して出力信号を発生するように適応された中間信号増幅モジュール１５４を備えている。
【００１６】
図２は、本開示の他の視点にしたがった、他の例示的な信号増幅器２００のブロック図を示している。共通のＤＣ電流によってバイアスされた複数の増幅ステージを用いる上述したコンセプトは、カスケードの増幅ステージの複数の直列接続されたセットに広げられるかもしれず、各セットは、増幅器２００内に例示されるように、共通のＤＣ電流によってバイアスされる。
【００１７】
特に、増幅器２００は、ポジティブ電源レール（rail）Ｖｄｄとネガティブ電源レール（rail）（例えば、グラウンド）との間に接続された増幅ステージ２０２−１から２０２−３の第１のセットを備えている。この例では、増幅ステージ２０２−１から２０２−３の第１のセットは、３つのステージを備えている。すでに議論したように、増幅ステージの任意のセットは、２以上のステージを備えている。活性化されると、電源は、第１のセットの増幅ステージ２０２−１から２０２−３をバイアスする共通のＤＣ電流Ｉ１を生成する。入力信号（例えば、入力ＲＦ信号）が、第１のセットの第１の増幅ステージ２０２−１に印加される。入力信号は、３つのステージ２０２−１から２０２−３によって増幅され、第１の中間（intermediate）信号を発生する。
【００１８】
増幅器２００は、ポジティブ電源レールＶｄｄとネガティブ電源レール（例えば、グラウンド）との間に接続された増幅ステージ２０４−１から２０４−２の第２のセットをさらに備えている。この例では、増幅ステージ２０４−１から２０４−２の第２のセットは、２つのステージを備えている。活性化されると、電源は、第２のセットの増幅ステージ２０４−１から２０４−２をバイアスする共通のＤＣ電流Ｉ２を生成する。信号増幅モジュール２０２−３の出力の第１の中間信号が、第２のセットの第１の増幅モジュール２０４−１に印加される。第１の中間信号は、２つのステージ２０４−１から２０４−２によって増幅され、第２の中間信号を発生する。
【００１９】
増幅器２００は、共通のバイアス電流Ｉ３を用いる増幅ステージ２０６−１から２０６−２の第３のセット、及び共通のバイアス電流Ｉ４を用いる増幅ステージ２０８−１から２０８−２の第４のセットによってここで示されるように、カスケードの増幅ステージのさらなるセットによって構成されるかもしれない。増幅ステージ２０６−１から２０６−２の第３のセットは、信号増幅モジュール２０４−２の出力で第２の中間信号を増幅し、第３の中間信号を発生する。同様に、増幅ステージ２０８−１から２０８−２の第４のセットは、信号増幅モジュール２０６−２の出力で第３の中間信号を増幅し、出力信号を発生する。すでに議論したように、増幅器２００の増幅モジュールの帯域幅は、規定された周波数帯域幅にまたがる規定されたゲイン応答を達成するようにそれぞれ選択されるかもしれない。
【００２０】
図３Ａは、本開示の他の視点にしたがった例示的な３ステージの信号増幅器３００の模式的な図を示している。３ステージの信号増幅器３００は、複数の増幅ステージ（本例では、３）を含み、ステージをバイアスする共通のＤＣ電流２×Ｉ１を用いる増幅器の例示的なインプリメンテーションである。さらに、増幅ステージは、増幅器３００の規定された全体の周波数帯域幅を達成するために、それぞれが別個の（distinct）周波数帯域幅を有するように構成されているかもしれない。
【００２１】
特に、増幅器３００は、第１の増幅ステージ３０２−１、第２の増幅ステージ３０２−２、及び第３の増幅ステージ３０２−３を含む３つのカスケードの増幅ステージを備えている。増幅ステージ３０２−１から３０２−３は、ポジティブ電源電圧端子Ｖｄｄと、図示されるようにグラウンド電位であるかもしれないネガティブ電源電圧端子との間に位置している。活性化されると、電源は、増幅ステージ３０２−１から３０２−３をバイアスするＤＣ電流２×Ｉ１を発生する。
【００２２】
第１の増幅ステージ３０２−１は、相互コンダクタンス（transconductance）ゲインを入力差動電圧信号（Ｖｉｎ＋，Ｖｉｎ−）に適用し、アクティブデバイスを通して電流信号を発生させるように構成されている。この例では、第１の増幅ステージ３０２−１は、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を用い、相互コンダクタンスゲインを入力差動電圧信号（Ｖｉｎ＋，Ｖｉｎ−）に適用し、アクティブデバイスを通して電流信号を発生させる。入力電圧信号は差動電圧である必要はなく、アクティブデバイスはＭＯＳＦＥＴである必要はなく、他のタイプのトランジスタを含んでもよいことを理解すべきである。さらに、以下でより詳細に議論されるように、第１の増幅ステージ３０２−１は、ＭＯＳＦＥＴに印加される電圧を実質的に２倍にする方法で、入力差動電圧信号（Ｖｉｎ＋，Ｖｉｎ−）をルートする（route）ために、ルーティング（routing）ネットワークを含んでいる。
【００２３】
より具体的には、第１の増幅ステージ３０２−１は、第１及び第２のＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２、キャパシタＣ１−Ｃ４、及びバイアス抵抗Ｒbiasを備えている。キャパシタＣ１は、ポジティブ入力信号Ｖｉｎ＋ポートとＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１のソースとの間に結合されている。キャパシタＣ２は、ポジティブ入力信号Ｖｉｎ＋ポートとＭＯＳＦＥＴ  Ｍ２のゲートとの間に結合されている。キャパシタＣ３は、ネガティブ入力信号Ｖｉｎ−ポートとＭＯＳＦＥＴ  Ｍ２のソースとの間に結合されている。キャパシタＣ４は、ネガティブ入力信号Ｖｉｎ−ポートとＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１のゲートとの間に結合されている。バイアス抵抗Ｒbiasは、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２のソースと、ネガティブ電源電圧レール（例えば、グラウンド）との間に、それぞれ結合されている。バイアス抵抗Ｒbiasは、インダクタ、電流源、或いは他のタイプのバイアス構造に、置き換えられ或いは結合されていてもよい。この構成において、第１の増幅ステージ３０２−１は、ゲインブースティング（gain boosting）を有するコモンゲート増幅ステージとして構成されている。
【００２４】
動作において、キャパシタＣ１−Ｃ４は、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２に印加される実効的な電圧を実質的に２倍にする方法で、差動入力電圧（Ｖｉｎ＋，Ｖｉｎ−）をルートする（rout）。より具体的には、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１への入力電圧は、そのゲート−ソース電圧（Ｖｇｓ１）であり、このケースではそれは、Ｖｉｎ−  −  Ｖｉｎ＋に実質的に等しい。ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ２への入力電圧は、そのゲート−ソース電圧（Ｖｇｓ２）であり、このケースではそれは、Ｖｉｎ＋  −  Ｖｉｎ−に実質的に等しい。それ故、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２への実効的な入力差動電圧信号Ｖｉｎeff は、以下のように与えられるかもしれない。
【００２５】
Ｖｉｎeff ＝（Ｖｉｎ＋  −  Ｖｉｎ−）−（Ｖｉｎ−  −  Ｖｉｎ＋）
＝２＊（Ｖｉｎ＋  −  Ｖｉｎ−）                      （式１）
式１から明らかなように、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２への実効的な入力差動電圧信号Ｖｉｎeff は、入力差動電圧Ｖｉｎ＋  −  Ｖｉｎ−の実質的に２倍である。これは、デバイスの相互コンダクタンスゲインｇｍを増加させる、或いは低くなるバイアス電流及び電力消費によって同じゲイン／相互コンダクタンスを維持する、という効果を有する。共通のバイアス電流２×Ｉ１によってバイアスされると、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ２及びＭ１は、相互コンダクタンスゲインを実効的な入力差動電圧信号Ｖｉｎeff に適用し、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２を通して第１の差動電流信号を発生する。さらに、第１の増幅ステージ３０２−１は、ブロードバンド入力インピーダンスを与えるというさらなる利点を有し、それはウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）のようなワイドバンドアプリケーションに特に都合がよい。
【００２６】
第２の増幅ステージ３０２−２は、第１の増幅ステージ３０２−１によって発生した第１の差動電流信号から第２の差動電圧信号（Ｖｃ１＋、Ｖｃ１−）を発生するように、及び、相互コンダクタンスゲインを第２の差動電圧信号（Ｖｃ１＋、Ｖｃ１−）に適用して第２の差動電流信号を発生するように構成されている。この例では、第２の増幅ステージ３０２−２は、相互コンダクタンスゲインを適用するためにＭＯＳＦＥＴを用いている。さらに、以下により詳細に議論されるように、第２の増幅ステージ３０２−２は、第１の差動電流信号を第２の差動電圧信号（Ｖｃ１＋、Ｖｃ１−）に変換するために共振器を採用している。
【００２７】
より具体的には、第２の増幅ステージ３０２−２は、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３及びＭ４、キャパシタＣ５、及びインダクタＬ１及びＬ２を備えている。キャパシタＣ５は、ＭＯＳＦＥＴのソース間に結合され、着目している周波数においてＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３及びＭ４のソース間でのＲＦショートを実質的に生じさせるために、相対的に大きく構成されるべきである。これは、コモンソース増幅ステージとして第２の増幅ステージ３０２−２を構成している。インダクタＬ１及びＬ２は、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３及びＭ４のソースと、第１の増幅ステージ３０２−１のＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２のドレインとの間に、それぞれ結合されている。ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３及びＭ４のゲートは、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２のドレインに、それぞれ結合されている。
【００２８】
動作において、インダクタＬ１及びＬ２は、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３及びＭ４のゲートキャパシタンスとＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２のドレインキャパシタンスとによって、共振器を形成している。インダクタＬ１及びＬ２とＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１−Ｍ４は、共振器の共振周波数を、規定された周波数レンジ内、凡そ増幅器３００の全体の帯域幅の中心周波数に設定するように構成されるかもしれない。第１の増幅ステージ３０２−１によって発生される第１の差動電流信号は、共振器を流れ、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３及びＭ４のゲート間に第２の差動電圧信号（Ｖｃ１＋、Ｖｃ１−）を形成する。また、共通のバイアス電流２×Ｉ１によってバイアスされると、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３及びＭ４は、相互コンダクタンスゲインを第２の差動電圧信号（Ｖｃ１＋、Ｖｃ１−）に適用し、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３及びＭ４を通して第２の差動電流信号を発生する。
【００２９】
第３の増幅ステージ３０２−３は、電流ゲインを第２の増幅ステージ３０２−２によって発生される第２の差動電流信号に適用し、第３の差動電流信号を発生するように構成される。第３の増幅ステージ３０２−３は、出力差動電圧信号（Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−）を発生させるために第３の差動電流信号が流れるインダクティブ負荷をさらに含んでいる。さらに、以下に詳細に議論されるように、第３の増幅ステージ３０２−３は、出力差動電圧信号（Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−）を増加させるように負荷のインピーダンスを増加させるために、負荷に並列に結合されたネガティブコンダクタンスデバイスを採用している。
【００３０】
より具体的には、第３の増幅ステージ３０２−３は、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５及びＭ６、インダクティブ負荷Ｌload１及びＬload２、周波数チューニングキャパシタＣ６、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ７及びＭ８、及び電流源Ｉｇｍを備えている。ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５及びＭ６のソースは、それぞれＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３及びＭ４のドレインに結合されている。ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５及びＭ６のゲートは、ポジティブ電源電圧レールＶｄｄに結合されている。インダクティブ負荷Ｌload１及びＬload２は、ポジティブ電源電圧レールＶｄｄとＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５及びＭ６のドレインとの間にそれぞれ結合されている。周波数チューニングキャパシタＣ６は、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５及びＭ６のドレイン間に結合されている。ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ７のドレイン及びＭＯＳＦＥＴ  Ｍ８のゲートは、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５のドレインに結合されている。同様に、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ７のゲート及びＭＯＳＦＥＴ  Ｍ８のドレインは、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ６のドレインに結合されている。電流源Ｉｇｍは、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ７及びＭ８のソースとネガティブ電源電圧レール（例えば、グラウンド）との間に結合されている。電流源Ｉｇｍは、抵抗或いは他のタイプのバイアス構造で置き換えることができる。
【００３１】
動作において、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５及びＭ６は、共通のバイアス電流２×Ｉ１によってバイアスされると、電流ゲインを第２の増幅ステージ３０２−２によって発生される第２の差動電流信号に適用し、第３の差動電流信号を発生する。第３の差動電流信号は、インダクティブ負荷Ｌload１及びＬload２を流れ、出力差動電圧信号（Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−）を発生する。ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ７及びＭ８と電流源Ｉｇｍは、インダクティブ負荷Ｌload１及びＬload２に並列に結合されたネガティブコンダクタンスとして動作し、負荷のインピーダンスを増加させる。インダクティブ負荷のインピーダンスの増加は、出力差動電圧信号（Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−）の対応する増加を生じさせる。
【００３２】
増幅器３００は、相対的に広帯域のマッチ（wideband match）及び入力信号の増幅を与えるように構成されているかもしれない。例えば、増幅ステージ３０２−１から３０２−３は、増幅器３００に対する相対的に広い全体の帯域幅を達成するために、別個の（distinct）周波数帯域幅を有するように構成されるかもしれない。例えば、第１の増幅ステージ３０２−１の周波数選択コンポーネント、すなわち、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４のキャパシタンス、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２のサイズ及びバイアス、及び任意の外部インピーダンスマッチングコンポーネントは、第１のステージ３０２−１に対する規定された帯域幅に設定されるように構成されるかもしれない。同様に、第２の増幅ステージ３０２−２の周波数選択コンポーネント、すなわち、インダクタＬ１及びＬ２のインダクタンス、及びＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３及びＭ４のサイズ及びバイアスは、第１のステージ３０２−１とは異なる第２のステージ３０２−２に対する規定された帯域幅に設定されるように構成されるかもしれない。同様に、第３の増幅ステージ３０２−３の周波数選択コンポーネント、すなわち、インダクティブ負荷Ｌload１及びＬload２のインダクタンス、Ｃ６の選択されたキャパシタンス、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５からＭ７のサイズ及びバイアス、及び増幅器３００の出力負荷は、第１及び第２のステージ３０２−１及び３０２−２の少なくとも１つとは異なる第３のステージ３０２−３に対する規定された帯域幅に設定されるように構成されるかもしれない。
【００３３】
図３Ｂは、本開示の他の視点にしたがった他の例示的な３ステージ信号増幅器３５０の模式的な図を示している。増幅器３５０は、増幅器３５０の出力電力を設定或いはコントロールするために最後のステージが調整可能な電流ゲインを与えるように構成されている点を除いて、増幅器３００と同様である。特に、増幅器３５０は、すでに議論したような第１の増幅ステージ３０２−１、すでに議論したような第２の増幅ステージ３０２−２、及び第３の増幅ステージ３５２を備えている。
【００３４】
第３の増幅ステージ３５２は、第３の増幅ステージ３０２−３と類似しており、インダクティブ負荷Ｌload１及びＬload２、チューニングキャパシタＣ６、及びＭＯＳＦＥＴ  Ｍ７及びＭ８と電流源Ｉｇｍとを含むネガティブコンダクタンスを、同様に含んでいる。第３の増幅ステージ３５２は、電流ゲインＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５及びＭ６がそれぞれ３つの選択可能な電流ゲインＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５−１からＭ５−３及びＭ６−１からＭ６−３に置き換わっていることが、増幅ステージ３０２−３とは異なっている。ゲイン選択信号Ｓ１−Ｓ３は、ＭＯＳＦＥＴペア（Ｍ５−１、Ｍ６−１）、（Ｍ５−２、Ｍ６−２）、及び（Ｍ５−３、Ｍ６−３）のゲートにそれぞれ印加され、第３の増幅ステージ３５２のゲインを選択的に調整する。
【００３５】
図４は、本開示の他の視点にしたがった例示的な２ステージ信号増幅器４００の模式的な図を示している。増幅器４００は、増幅器３００の第１及び第３の増幅ステージ３０２−１及び３０２−３を備えている。動作において、第１の増幅ステージ３０２−１は、入力差動電圧信号（Ｖｉｎ＋，Ｖｉｎ−）を受け取り、キャパシタＣ１−Ｃ４を用いて、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２に適用される入力差動電圧を実効的に２倍する。ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２は、共通のＤＣ電流２×Ｉ１によってバイアスされ、相互コンダクタンスゲインを実効的な入力電圧信号に適用し、第１の電流信号を発生する。ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５及びＭ６もまた、共通のＤＣ電流２×Ｉ１によってバイアスされ、電流ゲインを第１の電流信号に適用し、第２の電流信号を発生する。第２の電流信号は、インダクティブ負荷Ｌload１−２を流れ、出力電圧信号（Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−）を発生する。ネガティブコンダクタンス回路は、第３の増幅ステージ３５２のゲインをさらに増加させるように、負荷の実効的なインピーダンスを増加させる。
【００３６】
図５は、本開示の他の視点にしたがった他の例示的な２ステージ信号増幅器５００の模式的な図を示している。増幅器５００は、増幅器３００の第１及び第２の増幅ステージ３０２−１及び３０２−２とインダクティブ負荷Ｌload１−２とを備えている。動作において、第１の増幅ステージ３０２−１は、差動電圧信号（Ｖｉｎ＋，Ｖｉｎ−）を受け取り、キャパシタＣ１−Ｃ４を用いて、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２に適用されるような入力差動電圧を実効的に２倍する。ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１及びＭ２は、共通のＤＣ電流２×Ｉ１によってバイアスされ、相互コンダクタンスゲインを実効的な入力電圧信号に適用し、第１の電流信号を発生する。第１の電流信号は、共振器（例えば、インダクタＬ１−Ｌ２、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３−Ｍ４のゲートキャパシタンス、及びＭＯＳＦＥＴ  Ｍ５−Ｍ６のドレインキャパシタンス）を流れ、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３−Ｍ４のゲートで、中間差動電圧信号（Ｖｃｌ＋，Ｖｃｌ−）を発生する。ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ３及びＭ４は、相互コンダクタンスゲインを中間差動電圧信号（Ｖｃｌ＋，Ｖｃｌ−）に適用し、第２の差動電流信号を発生する。第２の差動電流信号は、インダクティブ負荷Ｌload１−２を流れ、出力差動電圧信号（Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−）を発生する。ネガティブコンダクタンス回路は、増幅器５００のゲインをさらに増加させるように、負荷の実効的なインピーダンスを増加させる。
【００３７】
図６は、本開示の他の視点にしたがった例示的な通信デバイス６００のブロック図を示している。通信デバイス６００は、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）及び／又は電力増幅器（ＰＡ）としてすでに議論された任意の装置に用いられる通信デバイスの一例示的インプリメンテーションであるかもしれない。特に、通信デバイス６００は、アンテナ６０２、インピーダンスマッチングフィルタ６０４、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）６０６、パルス復調器６０８、受信機ベースバンドプロセッシングモジュール６１０、ローカルオシレータ（ＬＯ）６１２、送信機ベースバンドプロセッシングモジュール６１４、パルス変調器６１６、及び電力増幅器（ＰＡ）６１８を備えている。すでに議論したように、ＬＮＡ６０６及び／又はＰＡ６１８は、上述した任意の装置として構成されているかもしれない。
【００３８】
ソース通信デバイスとして、目的地通信デバイスに送信されるデータは、送信機ベースバンドプロセッシングモジュール６１４に送られる。送信機ベースバンドプロセッシングモジュール６１４は、送信データを処理し、出力されるベースバンド信号を発生する。パルス変調器６１６は、ローカルオシレータ（ＬＯ）６１２によって発生される信号を用いて、出力されるベースバンド信号を処理し、ＲＦ信号を発生する。ＰＡ６１８は、ＲＦ信号を増幅し、それを、無線媒体への送信のためのインピーダンスマッチングフィルタ６０４を介してアンテナ６０２に供給する。送信データは、センサ、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、マウス或い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、データを発生するシュー（shoe）、ロボティック（robotic）或いはメカニカルデバイス、タッチセンシティブディスプレイのようなユーザーインターフェース、ユーザーデバイス等、によって発生されるかもしれない。
【００３９】
目的地通信デバイスとして、ＲＦ信号キャリーデータがアンテナ６０２によってピックアップされ、インピーダンスマッチングフィルタ６０４を介してＬＮＡ６０６に印加される。ＬＮＡ６０６は、受信されたＲＦ信号を増幅する。パルス復調器６０８は、ローカルオシレータ（ＬＯ）６１２によって発生された信号を用いて、受信されたＲＦ信号を処理し、受信されたベースバンド信号を発生する。受信機ベースバンドプロセッシング６１０は、受信されたベースバンド信号を処理し、受信データを生成する。データプロセッサ（図示せず）は、受信データに基づいて１以上の規定されたオペレーションを実行するかもしれない。例えば、データプロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、リデューストインストラクション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、データに応答するシュー、ウオッチ、ロボティック或いはメカニカルデバイス、ディスプレイのようなユーザーインターフェース、１以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、ユーザーデバイス等、を含むかもしれない。一例として、ユーザーデバイスは、以下のインディケーションの少なくとも１つ、（１）シューズ内のセンサによるコミュニケーションに基づきどのくらい速く走っているか、（２）どのくらい遠くまで走ったか、（３）ボディに取り付けられたセンサによるコミュニケーションに基づく心拍、を表示するウオッチウオーン（watch worn）であるかもしれない。或いは、ウオッチの代わりに、ユーザーデバイスは、そのようなインディケーションを表示する自転車にマウントされているかもしれない。
【００４０】
図７は、本開示の他の視点にしたがった例示的な通信デバイス７００のブロック図を示している。通信デバイス７００は、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）としてすでに議論された任意の装置を用いる通信デバイスの一例示的インプリメンテーションであるかもしれない。特に、通信デバイス７００は、アンテナ７０２、インピーダンスマッチングフィルタ７０３、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）７０４、パルス復調器７０６、ベースバンドプロセッシングモジュール７０８、及びローカルオシレータ（ＬＯ）７１０を備えている。すでに議論したように、ＬＮＡ７０４は、上述した任意の増幅器として構成されるかもしれない。
【００４１】
動作において、ＲＦ信号キャリーデータ（carrying data）は、アンテナ７０２によってピックアップされ、インピーダンスマッチングフィルタ７０３を介してＬＮＡ７０４に印加される。ＬＮＡ７０４は、受信されたＲＦ信号を増幅する。パルス復調器７０６は、ローカルオシレータ（ＬＯ）７１０によって発生された信号を用いて、受信されたＲＦ信号を処理し、ベースバンド信号を発生する。プロセッシングモジュール７０８は、ベースバンド信号を処理し、受信データを生成する。データプロセッサ（図示せず）は、受信データに基づいて１以上の規定されたオペレーションを実行するかもしれない。例えば、データプロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、リデューストインストラクション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、データに応答するシュー、ウオッチ、ロボティック或いはメカニカルデバイス、ディスプレイのようなユーザーインターフェース、１以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、ユーザーデバイス等、を含む化もしれない。
【００４２】
図８は、本開示の他の視点にしたがった例示的な通信デバイス８００のブロック図を示している。通信デバイス８００は、電力増幅器（ＰＡ）としてすでに議論された任意の装置を用いる通信デバイスの一例示的インプリメンテーションであるかもしれない。特に、通信デバイス８００は、アンテナ８０２、インピーダンスマッチングフィルタ８０３、電力増幅器（ＰＡ）８０４、パルス変調器８０６、ローカルオシレータ（ＬＯ）、及びベースバンドプロセッシングモジュール８０８を備えている。すでに議論したように、ＰＡ８０４は、上述した任意の装置として構成されるかもしれない。
【００４３】
動作において、目的地通信デバイスに送信されるデータは、ベースバンドプロセッシングモジュール８０８に送られる。ベースバンドプロセッシングモジュール８０８は、送信データを処理し、ベースバンド信号を発生する。パルス変調器８０６は、ローカルオシレータ（ＬＯ）８１０によって発生される信号を用いて、ベースバンド信号を処理し、ＲＦ信号を発生する。ＰＡ８０４は、ＲＦ信号を増幅し、それを、無線媒体への送信のためのインピーダンスマッチングフィルタ８０３を介してアンテナ８０２に供給する。送信データは、センサ、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、マウス或い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、データを発生するシュー（shoe）、ロボティック（robotic）或いはメカニカルデバイス、タッチセンシティブディスプレイのようなユーザーインターフェース、等によって発生されるかもしれない。
【００４４】
図９Ａは、ここで説明される任意の通信システム、デバイス及び装置に採用されるかもしれないパルス変調の一例として、異なったパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）によって規定される異なったチャネル（チャネル１及び２）を示している。具体的には、チャネル１のパルスは、パルストゥパルス（pulse-to-pulse）遅延期間９０２に対応するパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）を有している。一方、チャネル２のパルスは、パルストゥパルス（pulse-to-pulse）遅延期間９０４に対応するパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）を有している。この技術は、２つのチャネル間のパルス衝突（collision）の相対的に低い可能性を有する擬似直交チャネル（pseudo-orthogonal channel）を規定するために用いられるかもしれない。特に、パルス衝突の低い可能性は、パルスに対する低いデューティサイクルの使用によって達成されるかもしれない。例えば、パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）の適切な選択によって、与えられたチャネルに対する実質的に全てのパルスが、任意の他のチャネルに対するパルスとは異なった時間に送られるかもしれない。
【００４５】
与えられたチャネルに対して規定されたパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）は、そのチャネルによってサポートされたデータレートに依存しているかもしれない。例えば、非常に低いデータレート（例えば、毎秒数キロビット或いは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）を採用するかもしれない。一方、相対的に高いデータレート（例えば、毎秒数メガビット或いはＭｂｐｓのオーダー）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）を採用するかもしれない。
【００４６】
図９Ｂは、ここで説明される任意の通信システムに採用されるかもしれない変調の一例として、異なったパルスポジション又はオフセットによって規定される異なったチャネル（チャネル１及び２）を示している。チャネル１に対するパルスは、第１のパルスオフセット（例えば、インタイムの与えられたポイントについて、図示せず）にしたがって、ライン９０６によって表されるようなインタイムのポイントで発生される。一方、チャネル２に対するパルスは、第２のパルスオフセットにしたがって、ライン９０８によって表されるようなインタイムのポイントで発生される。パルス間（矢印９１０によって表されるような）のパルスオフセット差が与えられると、この技術は２つのチャネル間のパルス衝突（collision）の可能性を減少させるために用いられるかもしれない。チャネルに対して規定される任意の他のシグナリングパラメータ（例えば、ここで議論されるような）及びデバイス間のタイミングの正確性（例えば、相対的なクロックドリフト）に依存して、異なったパルスオフセットの使用は、直交或いは擬似直交チャネル（pseudo-orthogonal channel）を与えるために用いられるかもしれない。
【００４７】
図９Ｃは、ここで説明される任意の通信システムに採用されるかもしれない、異なったタイミングのホッピングシーケンス変調（different timing hopping sequences modulation）によって規定される異なったチャネル（チャネル１及び２）を示している。例えば、チャネル１に対するパルス９１２は、１つのタイムホッピングシーケンスにしたがった時間で発生するかもしれず、チャネル２に対するパルス９１４は、他のタイムホッピングシーケンスにしたがった時間で発生するかもしれない。使用される特別のシーケンス及びデバイス間のタイミングの正確性に依存して、この技術は直交或いは擬似直交チャネルを与えるために用いられるかもしれない。例えば、タイムホップされたパルスポジションは、隣接するチャネルからの繰り返しパルス衝突の可能性を減少させるために、周期的でないかもしれない。
【００４８】
図９Ｄは、ここで説明される任意の通信システムに採用されるかもしれないパルス変調の例として、異なった時間スロットによって規定される異なったチャネルを示している。チャネルＬ１に対するパルスは、特定の時間で発生する。同様に、チャネルＬ２に対するパルスは、他の時間で発生する。同様にして、チャネルＬ３に対するパルスは、さらに他の時間で発生する。一般に、異なったチャネルに関係する時間は、一致せず、或いは種々のチャネル間の干渉を減少させる或いは除去するために直交しているかもしれない。
【００４９】
他の技術が、パルス変調にしたがったチャネルを規定するために用いられるかもしれないことを認識すべきである。例えば、チャネルは、異なったスプレッディング（spreading）擬似ランダム数シーケンス、或いは他の適したパラメータに基づいて規定されるかもしれない。さらに、チャネルは、２以上のパラメータの組み合わせに基づいて規定されるかもしれない。
【００５０】
図１０は、本開示の他の視点にしたがった種々のチャネルを介して互いに通信を行う種々のウルトラ広帯域（ＵＷＢ）の通信デバイスのブロック図を示している。例えば、ＵＷＢデバイス１  １００２は、２つのコンカレント（concurrent）ＵＷＢチャネル１及び２を介して、ＵＷＢデバイス２  １００４と通信を行う。ＵＷＢデバイス１００２は、単一のチャネル３を介してＵＷＢデバイス３  １００６と通信を行う。ＵＷＢデバイス３  １００６は、単一のチャネル４を介してＵＷＢデバイス４  １００８と通信を行う。他の構成も可能である。通信デバイスは、多くの異なったアプリケーションに用いられるかもしれず、例えば、ヘッドセット、マイクロフォン、バイオメトリックセンサ、心拍モニタ、歩数計、ＥＫＧデバイス、ウオッチ、シュー（shoe）、リモートコントロール、スイッチ、タイヤ圧モニタ、或いは他の通信デバイスにインプリメントされるかもしれない。メディカルデバイスは、スマートバンドエイド、センサ、バイタルサインモニタ、等を含むかもしれない。ここで説明される通信デバイスは、自動車（automotive）、運動、及び生理学（メディカル）の応答をセンスするような、任意のタイプのセンシングアプリケーションに用いられるかもしれない。
【００５１】
本開示の任意の上記視点は、多くの異なったデバイスにインプリメントされるかもしれない。例えば、上述したようなメディカルアプリケーションの他に、本開示の視点は、ヘルス及びフィットネスのアプリケーションに適用されるかもしれない。さらに、本開示の視点は、異なったタイプのアプリケーションに対するシューズにインプリメントされるかもしれない。ここで説明されたような本開示の任意の視点を組み入れるかもしれない他の多くのアプリケーションがある。
【００５２】
本開示の種々の視点が上述されてきた。ここでの教示は、広い種々の形態で実施されるかもしれず、ここで開示された任意の特別な構造、機能或いはその両方は、代表的なものにすぎないことは明らかである。ここでの教示に基づき、当業者は、ここで開示された視点が任意の他の視点に依存せずにインプリメントされるかもしれず、２以上のこれらの視点が種々の方法で組み合わされるかもしれないことを認識すべきである。例えば、ここで明らかにされた任意の数の視点を用いて、装置がインプリメントされるかもしれず、方法が実行されるかもしれない。さらに、ここで明らかにされた１以上の視点に追加して或いは１以上の視点以外に、他の構造、機能、或いは構造及び機能を用いて、そのような装置がインプリメントされるかもしれず、そのような方法が実行されるかもしれない。上記コンセプトのいくつかの例として、いくつかの視点においてコンカレントチャネルがパルス繰り返し周波数に基づいて確立されるかもしれない。いくつかの視点においてコンカレントチャネルが、パルスポジション或いはオフセットに基づいて確立されるかもしれない。いくつかの視点においてコンカレントチャネルが、タイムホッピングシーケンスに基づいて確立されるかもしれない。いくつかの視点においてコンカレントチャネルが、パルス繰り返し周波数、パルスポジション或いはオフセット、及びタイムホッピングシーケンスに基づいて確立されるかもしれない。
【００５３】
当業者は、インフォメーション及び信号が、種々の任意の異なったテクノロジー及びテクニックを用いて表されるかもしれないことを理解するであろう。例えば、上述した説明を通して参照されるかもしれないデータ、インストラクション、コマンド、インフォメーション、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁気的フィールド又はパーティクル、光学的フィールド又はパーティクル、或いはそれらの組み合わせによって表現されるかもしれない。
【００５４】
当業者は、ここで開示された視点に関連して説明された種々のロジックブロック、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、電子的ハードウェア（例えば、ソースコーディング又は他のテクニックを用いて設計されるかもしれないデジタルインプリメンテーション、アナログインプリメンテーション、又は２つの組み合わせ）、インストラクションを組み入れた種々の形態のプログラム又はデザインコード（それらは、便宜上、“ソフトウェア”或いは“ソフトウェアモジュール”として、ここでは言及されるかもしれない）、或いは両者の組み合わせとしてインプリメントされるかもしれないことを、さらに認識するであろう。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を明確にするために、種々のコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、及びステップが、一般にそれらの機能の観点から上述されている。そのような機能が、ハードウェア又はソフトウェアとしてインプリメントされるか否かは、システム全体にインポーズされた特定のアプリケーション及びデザイン制約に依存する。当業者は、各特定のアプリケーションに対する方法を変える際に、説明された機能をインプリメントするかもしれないが、そのようなインプリメンテーションの決定は、本開示の範囲からの逸脱を生じさせるものとして解釈されるべきではない。
【００５５】
ここで開示された視点に関連して説明された種々のロジックブロック、モジュール及び回路は、集積回路（“ＩＣ”）、アクセスターミナル、或いはアクセスポイント内にインプリメントされ、又は集積回路（“ＩＣ”）、アクセスターミナル、或いはアクセスポイントによって実行されるかもしれない。ＩＣは、ここで説明された機能を実行するように設計された汎用目的プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（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）又は他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、電子コンポーネント、光学コンポーネント、磁気コンポーネント、或いはそれらの任意の組み合わせを備えるかもしれず、ＩＣ内、ＩＣの外側、或いはその両者に存在するコード又はインストラクションを実行するかもしれない。汎用目的プロセッサは、マイクロプロセッサであるかもしれないが、プロセッサは、任意のコンベンショナルなプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、或いはステートマシンであるかもしれない。プロセッサは、例えば、ＤＳＰ及び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コアに接続された１以上のマイクロプロセッサ、或いは任意の他のそのような構成といった、コンピューティングデバイスの組み合わせとしてもインプリメントされるかもしれない。
【００５６】
任意の開示されたプロセスにおけるステップの特別な順序或いは階層は、サンプルアプローチの一例である。設計の選択に基づき、プロセスにおけるステップの特別の順序又は階層が、本開示の範囲を維持しながら、再アレンジされるかもしれない。添付の方法クレームは、サンプルオーダーにおける種々のステップの要素を提示しており、提示された特別の順序或いは階層に限定されることを意味するものではない。
【００５７】
ここで開示された視点に関連して説明された方法又はアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで、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で、或いは２つの組み合わせで実施されるかもしれない。ソフトウェアモジュール（例えば、実行可能なインストラクション及び関連するデータを含む）及び他のデータは、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、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、或いは公知の任意の他の形態のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体のようなデータメモリ内に存在するかもしれない。サンプル記憶媒体は、例えば、プロセッサが記憶媒体からインフォメーション（例えば、コード）を読み出す或いはインフォメーションを書き込むようなコンピュータ／プロセッサ（ここでは、便宜上、“プロセッサ”と言及される）のようなマシンに結合されているかもしれない。サンプル記憶媒体は、プロセッサと一体であるかもしれない。プロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に存在するかもしれない。ＡＳＩＣは、ユーザー装置内に存在するかもしれない。或いは、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザー装置内のディスクリートコンポーネントとして存在するかもしれない。さらに、いくつかの視点において、任意の適切なコンピュータプログラム製品は、本開示の１以上の視点に関連したコードを備えたコンピュータ読み取り可能な媒体を備えているかもしれない。いくつかの視点において、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るかもしてない。
【００５８】
本発明が種々の視点に関連して説明されてきたが、本発明はさらなる変更が可能であることが理解されるであろう。この出願は、本発明の以下のような、任意の変更、使用或いは適応をカバーすることが意図されており、一般に、発明の原理、発明が関連する分野内の公知及び慣用的な実施に含まれるような本開示からの発展をカバーする。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  入力信号を増幅して出力信号を発生させるために、共通のバイアス電流を用いるように適応された複数の増幅ステージを備えた装置。
［２］  前記増幅ステージの１つは、第１の相互コンダクタンスゲインを前記入力信号に関連する第１の電圧信号に適用して第１の電流信号を発生させるように適応された第１の増幅ステージを備える［１］に記載の装置。
［３］  前記第１の増幅ステージは、前記第１の電圧信号を実質的に２倍にするように適応されたルーティングネットワークを備える［２］に記載の装置。
［４］  前記第１の増幅ステージは、コモンゲート増幅ステージを備える［２］に記載の装置。
［５］  前記増幅ステージの１つは、前記第１の電流信号を第２の電圧信号に変換し、第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号に適用して第２の電流信号を発生させるように適応された第２の増幅ステージを備える［２］に記載の装置。
［６］  前記第２の増幅ステージは、前記第１の電流信号を前記第２の電圧信号に変換するように適応された共振器を備える［５］に記載の装置。
［７］  前記第２の増幅ステージは、コモンソース増幅ステージを備える［５］に記載の装置。
［８］  前記増幅ステージの１つは、電流ゲインを前記第２の電流信号に適用して第３の電流信号を発生させ、負荷を通して前記第３の電流信号を適用して前記出力信号に関連する第３の電圧信号を発生させ、前記負荷をまたいでネガティブコンダクタンスを適用するように適応された第３の増幅ステージを備える［５］に記載の装置。
［９］  前記電流ゲインは調整可能である［８］に記載の装置。
［１０］  前記増幅ステージの１つは、電流ゲインを前記第１の電流信号に適用して第２の電流信号を発生させ、負荷を通して前記第２の電流信号を適用して前記出力信号に関連する第２の電圧信号を発生させ、前記負荷をまたいでネガティブコンダクタンスを適用するように適応された第２の増幅ステージを備える［２］に記載の装置。
［１１］  前記増幅ステージは、別個の周波数帯にそれぞれ調整されている［１］に記載の装置。
［１２］  入力信号を増幅して出力信号を発生させる方法であって、共通のバイアス電流を用いて複数のステージで前記入力信号を増幅して前記出力信号を発生させることを備えた方法。
［１３］  前記複数のステージで入力信号を増幅することは、第１の相互コンダクタンスゲインを前記入力信号に関連する第１の電圧信号に適用して第１の電流信号を発生させることを備える［１２］に記載の方法。
［１４］  前記第１の電圧信号を実質的に２倍にすることをさらに備えた［１３］に記載の方法。
［１５］  前記第１の相互コンダクタンスゲインを適用することは、前記第１の電圧信号をコモンゲート増幅ステージに適用することを備える［１３］に記載の方法。
［１６］  前記複数のステージで入力信号を増幅することは、前記第１の電流信号を第２の電圧信号に変換することと、第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号に適用して第２の電流信号を発生させることとをさらに備える［１３］に記載の方法。
［１７］  前記第１の電流信号を第２の電圧信号に変換することは、共振器を通して前記第１の電流信号を適用することを備える［１６］に記載の方法。
［１８］  前記第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号に適用することは、前記第２の電圧信号をコモンソース増幅ステージに適用することを備える［１６］に記載の方法。
［１９］  前記複数のステージで入力信号を増幅することは、電流ゲインを前記第２の電流信号に適用して第３の電流信号を発生させることと、負荷を通して前記第３の電流信号を適用して前記出力信号に関連する第３の電圧信号を発生させることと、前記負荷をまたいでネガティブコンダクタンスを適用することとを備える［１６］に記載の方法。
［２０］  前記電流ゲインを調整することをさらに備えた［１９］記載の方法。
［２１］  前記複数のステージで入力信号を増幅することは、電流ゲインを前記第１の電流信号に適用して第２の電流信号を発生させることと、負荷を通して前記第２の電流信号を適用して前記出力信号に関連する第２の電圧信号を発生させることと、前記負荷をまたいでネガティブコンダクタンスを適用することとを備える［１３］に記載の方法。
［２２］  前記複数のステージで入力信号を増幅することは、別個の周波数帯にそれぞれ調整された前記増幅ステージによって前記入力信号を増幅することを備える［１２］に記載の方法。
［２３］  入力信号を増幅して出力信号を発生させる装置であって、共通のバイアス電流を用いて前記入力信号を増幅して中間信号を発生させる手段と、前記共通のバイアス電流を用いて前記中間信号を増幅して前記出力信号を発生させる手段とを備えた装置。
［２４］  前記入力信号を増幅する手段は、第１の相互コンダクタンスゲインを前記入力信号に関連する第１の電圧信号に適用して第１の電流信号を発生させる手段を備える［２３］に記載の装置。
［２５］  前記第１の電圧信号を実質的に２倍する手段をさらに備えた［２４］に記載の装置。
［２６］  前記第１の相互コンダクタンスゲインを適用する手段は、前記第１の電圧信号をコモンゲート増幅ステージに適用する手段を備える［２４］に記載の装置。
［２７］  前記中間信号を増幅する手段は、前記第１の電流信号を第２の電圧信号に変換する手段と、第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号に適用して第２の電流信号を発生させる手段とを備える［２４］に記載の装置。
［２８］  前記第１の電流信号を前記第２の電圧信号に変換する手段は共振器を通して前記第１の電流信号を適用する手段を備える［２７］に記載の装置。
［２９］  前記第２の相互コンダクタンスゲインを前記第２の電圧信号に適用する手段は、前記第２の電圧信号をコモンソース増幅ステージに適用する手段を備える［２７］に記載の装置。
［３０］  前記中間信号を増幅する手段は、電流ゲインを前記第２の電流信号に適用して第３の電流信号を発生させる手段と、負荷を通して前記第３の電流信号を適用して前記出力信号に関連する第３の電圧信号を発生させる手段と、前記負荷をまたいでネガティブコンダクタンスを適用する手段とをさらに備える［２７］に記載の装置。
［３１］  前記電流ゲインを調整する手段をさらに備えた［３０］記載の装置。
［３２］  前記中間信号を増幅する手段は、電流ゲインを前記第１の電流信号に適用して第２の電流信号を発生させる手段と、負荷を通して前記第２の電流信号を適用して前記出力信号に関連する第２の電圧信号を発生させる手段と、前記負荷をまたいでネガティブコンダクタンスを適用する手段とを備える［２４］に記載の装置。
［３３］  前記入力信号を増幅する手段及び前記中間信号を増幅する手段は、別個の周波数帯にそれぞれ調整される［２３］に記載の装置。
［３４］  入力信号を増幅して出力信号を発生させるためのコンピュータプログラム製品であって、共通のバイアス電流を用いて複数のステージで前記入力信号を増幅して前記出力信号を発生させることを実行可能なインストラクションを備えたコンピュータ読み取り可能な媒体を備えたコンピュータプログラム製品。
［３５］  オーディオデータを発生させるように適応されたトランスデューサと、前記オーディオデータを送信するように適応された送信機であって、入力信号を増幅して前記オーディオデータを備えた出力信号を発生させるために、共通のバイアス電流を用いるように適応された複数の増幅ステージを備えた送信機とを備えたヘッドセット。
［３６］  データを受信するように適応された受信機であって、入力信号を増幅して前記受信されたデータを備えた出力信号を発生させるために、共通のバイアス電流を用いるように適応された複数の増幅ステージを備えた受信機と、前記受信されたデータに基づいてインディケーションを表示するように適応されたインテーフェースとを備えたユーザーデバイス。
［３７］  センスされたデータを発生させるように適応されたセンサと、出力信号を送信するように適応された送信機であって、入力信号を増幅して前記センスされたデータを備えた前記出力信号を発生させるために、共通のバイアス電流を用いるように適応された複数の増幅ステージを備えた送信機とを備えたセンシングデバイス。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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