(57)【要約】      （修正有）【課題】計装増幅器に関し、正確なゲイン規制を有するアンプ及び低いゲイン・ドリフトを提供する。【解決手段】アンプ２００は、第1のアンプ218と、第1のレジスタ230および第1のダミー・スイッチ231から成る第1の抵抗素子270と、第2のアンプ220と、第2のレジスタ232および第2のダミー・スイッチ233から成る第2の抵抗素子272と、制御入力を受信するように操作可能なプログラム可能な抵抗素子250とを備える。抵抗素子の抵抗値は、少なくとも一部の受信制御入力に基づき、抵抗素子の第1の端部は、第1のアンプの反転入力226及び第1のダミー・スイッチの第2の端部に接続し、抵抗ゲイン・エレメントの第2の端部は、第2のアンプの反転入力244及び第2のダミー・スイッチの第2の端部とに接続している。【選択図】図３
2015061320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の非反転入力、第１の反転入力および第１の出力端からを有する第１のアンプであって、第１のアンプの第１の非反転入力が第１の入力電圧端子に接続していることを特徴とする第１のアンプと、
第１のレジスタおよび第１のダミー・スイッチを有する第１の抵抗素子であって、第１の抵抗素子の第１の端部が第１のアンプの第１の出力端に接続し、および、第１の抵抗素子の第2の端部が、第１のアンプの第１の反転入力に接続していることを特徴とする第１の抵抗素子と、
第2の非反転入力、第2の反転入力および第2の出力を有する第2のアンプであって、第2のアンプの第2の非反転入力が第2の入力電圧ターミナルに接続していることを特徴とする第2のアンプと、
第2のレジスタおよび第2のダミー・スイッチを有する第2の抵抗素子であって、第2の抵抗素子の第１の端部が第2のアンプの第2の出力に接続し、第2の抵抗素子の第2の端部が、第2のアンプの第2の反転入力に接続していることを特徴とする第2の抵抗素子と、制御入力を受信するように操作可能なプログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントと、
を有し、
プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの抵抗値は、少なくとも部分的には受信制御入力に基づき、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第１の端部は、第１のアンプの第１の反転入力と、第１のダミー・スイッチの第2の端部との両方に接続し、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第2の端部は、第2のアンプの第2の反転入力と、第2のダミー・スイッチの第2の端部との両方に接続している、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項２】
それぞれのゲイン・スイッチが、それぞれの第１のゲイン・スイッチであり、
プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントが、１またはそれ以上のゲイン・レジスタと、それぞれの第１のゲイン・スイッチと、それぞれの第２のゲイン・スイッチとを備え、
第１の抵抗素子の第１の端部は、第１のレジスタの第１端部を備え、第１の抵抗器の第２の端部は、第１のダミー・スイッチの第１の端部に接続し、第１の抵抗素子の第２の端部は、第１のダミー・スイッチの第２の端部を備え、
第２の抵抗素子の第１の端部は、第２のレジスタの第１の端部を備え、第２の抵抗器の第２の端部は、第２のダミー・スイッチの第１の端部に接続し、第２の抵抗素子の第２の端部は、第２のダミー・スイッチの第２の端部を備え、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第１の端部は、それぞれの第１のゲイン・スイッチの各々の総体的な第１の端部から成り、それぞれの第１のゲイン・スイッチの各々の第2の端部は一つ以上のゲイン・レジスタのそれぞれのうちの一つの第１の端部に接続し、一つ以上のゲイン・レジスタの各々の第2の端部はそれぞれの第2のゲイン・スイッチの第2の端部に接続し、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第2の端部はそれぞれの第2のゲイン・スイッチの各々の総体的な第１の端から成る、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
第３の非反転入力、第３の反転入力および第３の出力を備えた第３のアンプであって、第３のアンプの第３の出力が出力電圧端子に接続していることを特徴とする第３のアンプと、
第３のレジスタであって、第３のレジスタの第１の端部が第１のアンプの第一出力端に接続し、第３の抵抗器の第2の端部が第３のアンプの第３の反転入力に接続していることを特徴とする第３のレジスタと、
第４のレジスタであって、第４のレジスタの第１の端部が第2のアンプの第2の出力に接続し、第４の抵抗器の第2の端部が第３のアンプの第３の非反転入力に接続していることを特徴とする第４のレジスタと、
第５のレジスタであって、第５のレジスタの第１の端部が第３のアンプの第３の反転入力に接続し、第５の抵抗器の第2の端部が第３のアンプの第３の出力に接続していることを特徴とする第５のレジスタと、
第６のレジスタであって、第６のレジスタの第１の端部が第３のアンプの第３の非反転入力に接続し、第６の抵抗器の第2の端部が接地点に、または、リファレンス電圧源に接続していることを特徴とする第６のレジスタと
を更に有することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦政府支援に関する声明
空軍研究所によって、与えられるＦＡ８６５０―１０―Ｍ―２０８４の下で、本発明は、政府によって、サポートをされた。政府は、本発明の特定の権利を有する。
【０００２】
研究又は開発
この開示は、集積回路、より詳しくは、集積回路の計装増幅器に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般のモード電圧と呼ばれる潜在的に極めて大きい電圧が個々の電圧の両方ともに共通である２つの個々の電圧との間に、研究所、産業、および音声アプリケーションを含むさまざまなアプリケーションは、例えば、差動のモード電圧と呼ばれる比較的少ない電圧差を計量する必要性を共有する。すなわち、一般のモード電圧は入力により共有される電圧である。ここで、差動のモード電圧は共有されない電圧である。２つの個々の入力電圧上の重畳されたコモン電圧（すなわち、一般のモード電圧）を拒絶し、２つの個々の入力電圧（すなわち、差動のモード電圧）の違いに正比例する出力電圧を生成することによって、計装増幅器は、この必要性を満たすことができる。かくして、式１によれば、計装増幅器の出力電圧（ＶＯＵＴ）は、一般のモード・ゲイン、ＡＣＭおよび２つの入力電圧、ＶＩＮ１およびＶＩＮ２上の差動のゲイン（ＡＤＭ）の演算によって、特徴づけられる。
【０００４】
【数１】
2015061320.tif 000003
【０００５】
理想的な計装増幅器は一定のディファレンシャルモード・ゲイン（すなわちＡＤＭに関し一定値）を有することができて、ゼロの一般のモード・ゲイン（ＡＣＭ）を有することができる。そして、一般のモード電圧が出力から完全に取り除かれることを意味する。実際には、一般のモード・ゲイン（ＡＣＭ）は、ゼロでなくてもよくて、非常にディファレンシャルモード・ゲイン（ＡＤＭ）未満でもよい。計装増幅器に関し重要な測定値は一般のモード拒否比率（ＣＭＲＲ）である。そして、それはデシベル（ｄＢ）において、表される差動のゲイン（ＡＤＭ）の一般のモード・ゲイン（ＡＣＭ）と比である。典型的計装増幅器は、３０〜１００ｄＢの範囲のＣＭＲＲを有することができる。ＣＭＲＲがより高いほど、計装増幅器は、理想により間近である。
【０００６】
典型的計装増幅器は、動作中のアンプおよび４つ以上のレジスタを用いて実装される。計装増幅器の特定のレジスタにより表される抵抗の大きさは、アンプのゲインを口述できる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
現在の態様は正確なゲイン設定に関し外部のコンポーネントに依存する必要はないデジタル的にプログラム可能な、プログラマブルゲイン計装増幅器を提供できる、その一方で、微細なゲイン調整制御（例えば、１２８以上のゲイン設定）を維持する。このようにして、現在の態様は、正確なゲイン規制を有するアンプおよび外部のコンポーネントに依存しているゲイン値を有しているアンプと比較した低いゲイン・ドリフトを提供できる。すなわち、現在の態様は、操作の条件（例えば温度）の変化に関して非常に弾力的である正確な増幅を提供できる。
【０００８】
ある例では、デバイスは、第１の非反転入力、第１の反転入力および第１の出力端からを有する第１のアンプであって、第１のアンプの第１の非反転入力が第１の入力電圧端子に接続していることを特徴とする第１のアンプと、第１のレジスタおよび第１のダミー・スイッチを有する第１の抵抗素子であって、第１の抵抗素子の第１の端部が第１のアンプの第１の出力端に接続し、および、第１の抵抗素子の第2の端部が、第１のアンプの第１の反転入力に接続していることを特徴とする第１の抵抗素子と、第2の非反転入力、第2の反転入力および第2の出力を有する第2のアンプであって、第2のアンプの第2の非反転入力が第2の入力電圧ターミナルに接続していることを特徴とする第2のアンプと、第2のレジスタおよび第2のダミー・スイッチを有する第2の抵抗素子であって、第2の抵抗素子の第１の端部が第2のアンプの第2の出力に接続し、第2の抵抗素子の第2の端部が、第2のアンプの第2の反転入力に接続していることを特徴とする第2の抵抗素子と、制御入力を受信するように操作可能なプログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントと、を有し、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの抵抗値は、少なくとも部分的には受信制御入力に基づき、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第１の端部は、第１のアンプの第１の反転入力と、第１のダミー・スイッチの第2の端部との両方に接続し、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第2の端部は、第2のアンプの第2の反転入力と、第2のダミー・スイッチの第2の端部との両方に接続している、ことを特徴とする。
【０００９】
他の例示において、デバイスは、第１の非反転入力、第１の反転入力および第一の出力端から成る第１のアンプを包含し、第１のアンプの第１の非反転入力は、第一の入力電圧端子と、第2の非反転入力、第2の反転入力および第2の出力から成る第2のアンプとに接続し、第2のアンプの第2の非反転入力は、第2の入力電圧ターミナルと、第３の非反転入力、第３の反転入力および第３の出力から成る第３のアンプとに接続し、第３のアンプの第３の出力は、出力電圧端子に接続している。デバイスは、第１のレジスタを更に包含し、第１のレジスタの第１の端部は第１のアンプの第一の出力端に接続し、第１の抵抗器の第2の端部は第１のダミー・スイッチ、第2のレジスタの第１の端部に接続し、第2のレジスタの第１の端部は第2のアンプの第2の出力に接続し、第2の抵抗器の第2の端部は第2のダミー・スイッチおよび第３のレジスタの第１の端部に接続し、第３のレジスタの第１の端部は第１のアンプの第一の出力端にも接続し、第３の抵抗器の第2の端部は第３のアンプの第３の反転入力に接続している。デバイスはまた、第４のレジスタを包含し、第４のレジスタの第１の端部は第2のアンプの第2の出力に接続し、第４の抵抗器の第2の端部は第３のアンプ、第５のレジスタの第３の非反転入力に接続し、第５のレジスタの第１の端部は第３のアンプの第３の反転入力に接続し、第５の抵抗器の第2の端部は第３のアンプ、第６のレジスタの第３の出力に接続し、第６のレジスタの第１の端部は第３のアンプの第３の非反転入力に接続し、接地点および入力を受信し、受信された入力の少なくとも一部に基づく抵抗素子の抵抗値を調整するように操作可能なプログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントに、第６の抵抗器の第2の端部は接続し、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第１の端部は、第１のアンプの第１の反転入力と、第１のダミー・スイッチの第2の端部の両方に接続し、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第2の端部は、第2のアンプの第2の反転入力と、第2のダミー・スイッチの第2の端部の両方に接続している。
【００１０】
他の例において、集積回路は、非反転入力、反転入力および出力から成る第１のアンプを包含し、非反転入力は、第一の入力電圧端子と、非反転入力、反転入力および出力から成る第2のアンプとに接続し、非反転入力は、第2の入力電圧ターミナルと、非反転入力、反転入力および出力から成る第３のアンプとに接続し、出力は、出力電圧端子に接続している。集積回路は、第１のレジスタを更に包含し、第１のレジスタの第１の端部は第１のアンプの出力に接続し、第１の抵抗器の第2の端部は第１のダミー・スイッチ、第2のレジスタの第１端部に接続し、第2のレジスタの第１の端部は第2のアンプの出力に接続し、第2の抵抗器の第2の端部は第2のダミー・スイッチおよび第３のレジスタの第１の端部に接続し、第３のレジスタの第１の端部は第１のアンプの出力にも接続し、第３の抵抗器の第2の端部は第３のアンプの反転入力に接続している。集積回路はまた、第４のレジスタを包含し、第４のレジスタの第１の端部は第2のアンプの出力に接続し、第４の抵抗器の第2の端部は第３のアンプ、第５のレジスタの非反転入力に接続し、第５のレジスタの第１の端部は第３のアンプの反転入力に接続し、第５の抵抗器の第2の端部は第３のアンプ、第６のレジスタの出力に接続し、第６のレジスタの第１の端部は第３のアンプの非反転の端に接続し、接地点および入力を受信して、受信された入力の少なくとも一部に基づくプログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの抵抗値を調整するように操作可能なプログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントに、第６の抵抗器の第2の端部は接続し、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第１の端部は、第１のアンプの第１の反転させている入力と、第１のダミー・スイッチの第2の端部との両方に接続し、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第2の端部は、第2のアンプの第2の反転させている入力と、第2のダミー・スイッチの第2の端部の両方に接続している。
【００１１】
一つ以上の例の詳細は、添付の図面および下記の説明に記載される。他の特徴、目的および利点は、説明および図面から、そして、特許請求の範囲から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一つ以上の現在の態様に従って、図１は、プログラム可能利得増幅器の１つの例を例示している回路図である。
【図２】一つ以上の現在の態様に従って、図２は、プログラム可能利得増幅器の１つの例を例示している回路図である。
【図３】一つ以上の現在の態様に従って、図３は、プログラム可能利得増幅器の１つの例を例示している回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
従来の計装増幅器のゲインは、計装増幅器のコンポーネント間の抵抗値の比率に対応する設定値でもよい。計装増幅器の例には、調節可能なまたはプログラマブルゲイン計装増幅器を含めることができる。いくつかの例において、これらの計装増幅器は、モノリシック集積回路の形である。他の例において、一つ以上の外部のコンポーネントが、使うことができる。例えば、利得調整可能計装増幅器の場合、ゲイン調整は、外部を用いてコンポーネント（例えば、レジスタ）を一般にされることができる。一旦レジスタが適当であると、計装増幅器のゲインは固定できる。そして、更にゲインを調整することを困難におよび／または非実用的にする。加えて、可能であるように、同一の抵抗に対する終わりとして特性（例えば、温度係数）を有する一対のレジスタに適合させることに、正確なゲインを達成することは、左右される。温度係数は、抵抗またはコンダクタンスが作用している温度に基づいて変化する方法を記載するために用いる値でもよい。例えば、より高い温度に従属するときに、同じであるか同程度の温度係数を有する２つの抵抗素子は同じであるか類似の増加を抵抗値に経験できる。異なる抵抗特性（例えば温度係数または入力信号電圧の変化）は、出力電圧のゲイン・ドリフト、歪曲および／または非線形性の原因となることがある。
【００１４】
プログラム可能なゲイン、モノリシック計装増幅器は、例えば、デジタル（例えば、ロジック）制御によって、プログラムされるゲインを提供する。デジタル論理は、複数の「オンチップ」ゲイン設定レジスタの１つを適用するために用いる。非常に正確なゲイン―設定レジスタ値を必要とせずに、調節可能な計装増幅器と比較されるとき、外部のコンポーネントに依存しないプログラマブルゲイン計装増幅器はより良いゲイン精度（例えば、より正確なゲイン値、下部のゲイン・ドリフト）を成し遂げることができる。しかしながら、プログラマブルゲイン計装増幅器は、利用できるゲイン設定の数において、制限されることができる。すなわち、アプリケーションが多種多様なゲイン値を必要とするときに、多数のゲイン設定を加えることは抑制的であるか不可能にさえなることができる。ゲイン設定上の限定は、レジスタの実際的な限定およびオンチップで実装されるスイッチ回路網に起因できる。加えて、スイッチ自体の抵抗特性（例えば、温度係数、電圧係数）は計装増幅器のゲインおよび線形に影響を及ぼすことができる。これは、次のことの故である。スイッチ自体は抵抗素子として作用できる。例えば、計装増幅器のエレメントの抵抗は、アンプが作用している温度に応じて変化できる。かかる可変性は、差動のゲインを変えることによって、出力電圧を効果的に変調できる。他の例（いくつかのエレメントの抵抗）である例えば抵抗上のスイッチの、さまざまな作用している電圧（例えば、ゲート電圧および／または入力信号電圧）に影響を受けることができる。抵抗上の値を変えることは、いくつかの例において、抵抗比率およびかくして計装増幅器のゲインを変えることができる。すなわち、様々な操作の条件（例えば熱または寒さ）の間、または、様々な作用しているパラメータ（例えば様々な入力信号電圧）の間、スイッチは、アンプのゲインを望ましくなく増減できる。温度変動および／または入力信号電圧の結果としてのアンプのゲインのかかる変化は、一般にゲイン・ドリフトと呼ばれる。
【００１５】
現在の態様は正確なゲイン設定に関し外部のコンポーネントに依存しないデジタル的にプログラム可能な、プログラマブルゲイン計装増幅器を提供することができ、その一方で、微細なゲイン調整制御（例えば、１２８以上のゲイン設定）を維持する。このようにして、現在の態様は、外部のコンポーネントに依存しているゲイン値を有しているアンプと比較して、正確なゲイン規制および低いゲイン・ドリフトを有するアンプを提供できる。すなわち、現在の態様は、操作の条件（例えば温度または入力信号電圧）の変化に関して非常に弾力的である正確な増幅を提供できる。現在の開示の一つ以上の技術を利用している装置は、温度および入力信号電圧の上のゲイン追跡を改善することができ、外部のコンポーネントを必要とすることができない。
【００１６】
一つ以上の現在の態様に従って、図１は、プログラム可能利得増幅器の１つの例を例示している回路図である。図１の回路図は、計装増幅器１０を包含する。いくつかの例において、他の増幅回路において、または、正確な抵抗比率（例えば単一の動作中のアンプおよび２つの抵抗素子を有する増幅回路を反転し、及び、非反転にすること）が使用されることができる他のコンテキストにおいて、本開示の一つ以上の技術を、実装できる。図１の例において、計装増幅器１０のすべてのエレメントは、モノリシック集積回路内部で実装される。計装増幅器１０は、それぞれ、接続ポイント１２および接続ポイント１４で入力電圧ＶＩＮ１およびＶＩＮ２を受信するように操作可能である。計装増幅器１０は、入力電圧値（例えば、ＶＩＮ２―ＶＩＮ１）の違いを増幅することができて、接続ポイント１６で増幅された電圧ＶＯＵＴを出力できる。
【００１７】
計装増幅器１０は、図１に示すように、動作中のアンプ（演算増幅器）１８、２０および２２を包含する。演算増幅器１８、２０および２２の各々は、差動入力および少なくとも一つの出力を有する直流結合された、高利得電圧増幅器でもよい。すなわち、演算増幅器１８、２０および２２は、差動電圧増幅を提供できる。いくつかの例において、演算増幅器は、非反転入力、反転入力および非反転出力を含むことができる。例示の演算増幅器は、差動アンプ、電圧増幅器および出力アンプを全般的に含むことができる。演算増幅器は、パワー供給電圧に関し入力を含むこともできる。いくつかの例において、演算増幅器は、より多くまたはより少い入力または出力を含むことができる。
【００１８】
図１の例において、演算増幅器１８は、非反転入力２４、反転入力２６および非反転出力２８を包含する。演算増幅器１８も、供給入力８０および８２を包含する。演算増幅器１８の非反転入力２４は、接続ポイント１２に接続していて、第１の入力電圧（ＶＩＮ１）を受信できる。抵抗Ｒ２については、演算増幅器１８の非反転出力２８は、抵抗Ｒ１によって、第１のレジスタ３０の第１端部ならびに第３のレジスタ３４の第１端部に接続している。演算増幅器１８の反転入力２６は、第１の抵抗器３０の他の端に接続している。供給入力８０はＶ＋に接続している。そして、供給入力８２はＶＳＳに接続している。Ｖ＋およびＶＳＳは、計装増幅器１０に対するパワー供給接続ポイントである。Ｖ＋はいかなる値でもあってもよい。そして、アンプ（例えば、全般的に接地点に関して＋2ボルトから＋30ボルトまたはより多くにわたる）の特定の使用による。同様に、ＶＳＳはいかなる値でもあってもよい。そして、アンプ・アプリケーション（例えば、全般的に接地点に関して０ボルトから―３０ボルトまたはより多くにわたる）による。
【００１９】
演算増幅器２０は、図１の例に示すように、非反転入力４２、反転入力４４および非反転出力４６を包含する。演算増幅器２０も、供給入力８４および８６を包含する。演算増幅器２０の非反転入力４２は、接続ポイント１４に接続していて、第2の入力電圧（ＶＩＮ２）を受信できる。抵抗Ｒ２については、演算増幅器２０の非反転出力４６は、抵抗Ｒ１によって、第2のレジスタ３２の第１端部ならびに第４のレジスタ３６の第１端部に接続している。演算増幅器２０の反転入力４４は、第2の抵抗器３２の他の端に接続している。供給入力８４はＶ＋に接続している。そして、供給入力８６はＶＳＳに接続している。
【００２０】
図１の例において、演算増幅器２２は、非反転入力５２、反転入力５４および非反転出力５６を包含する。演算増幅器２２も、供給入力８８および９０を包含する。演算増幅器２２の非反転入力５２は、抵抗Ｒ３を有して、第４の抵抗器３６（第６のレジスタ４０の第１端部と同様に）の第2の端に接続している。図１の例において、第６の抵抗器４０の第2の端は、接地点（図１の「ＧＮＤ」とされる）に接続している。他の例において、第６の抵抗器４０の第2の端は、リファレンス電圧に接続していることができる。第６の抵抗器４０の第2の端をリファレンス電圧に接続することは、ＶＯＵＴをリファレンス電圧の大きさで相殺できる。さまざまな例示の（例えば計装増幅器１０が単一に供給用のシステムにおいて、作用している時）において、かかるオフセットは、有益でもよく、ＶＯＵＴが接地点の下で揺動することはできない。抵抗Ｒ３については、演算増幅器２２の反転入力５４は、第３の抵抗器３４の第2の端に、そして、第５のレジスタ３８の第１端部に接続している。演算増幅器２２の非反転出力５６は、第５の抵抗器３８（接続ポイント１６と同様に）の両方の第2の端に接続している。すなわち、演算増幅器２２の非反転出力５６は増幅出力電圧（ＶＯＵＴ）を提供することができ、入力ＶＩＮ１とＶＩＮ２の間の電圧差と比例している。供給入力８８はＶ＋に接続し、供給入力９０はＶＳＳに接続している。いくつかの例において、供給入力８０、８４、および、８８は同じＶ＋に接続し、供給入力８２、８６、及び、９０は同じＶＳＳに接続する。すなわち、演算増幅器１８、２０および２２は、パワー供給を共有できる。他の例において、演算増幅器１８、２０および２２の各々は、別々のパワー供給によって、電力を供給されることができる。
【００２１】
また、計装増幅器１０は、図１の例に示すように、抵抗素子５０を包含する。第１の抵抗器３０の第2の端は抵抗素子５０の第１端部に接続し、抵抗素子５０の第2の端は抵抗器３２の第2の端に接続している。抵抗素子５０は、プログラム可能な抵抗値（ＲＧＡＩＮ）を有することができる。図１に示すように、計装増幅器１０のディファレンシャルモード・ゲインは、かくして下の方程式２により定義される。
【００２２】
【数２】
2015061320.tif 000004
【００２３】
すなわち、計装増幅器１０、（ＶＯＵＴ／（ＶＩＮ２―ＶＩＮ１））の総合利得は、第１のゲイン・ステージ、（1＋（２Ｒ１／ＲＧＡＩＮ）、および第2のゲイン・ステージ（Ｒ３／Ｒ２）を含むことができる。アンプ１０の第１のゲイン・ステージに関して記載されると共に、（例えば、第３のレジスタ３４および／または第４のレジスタ３６を抵抗素子５０の事例に置き換えることによって）第2のゲイン・ステージに、一つ以上の現在の態様を加え、または、択一的に直ちに適用できる。抵抗素子５０は、他の事例のさまざまな他の増幅回路のゲインを決定するために用いることもできる。
【００２４】
一つ以上のオンチップ、モノリシック抵抗器として抵抗素子５０を実装することによって、一つには外部のコンポーネントに基づくゲイン値を有するアンプと比較して、計装増幅器１０のゲイン精度は、本質的に高くてもよい。加えて、抵抗素子５０（例えば温度係数、電圧係数または他の特性）の抵抗特性は他のオンチップ・レジスタ（例えば、第１のレジスタ３０および第2のレジスタ３２）の抵抗特性を密接に追跡できる。そして、正確な比率に広範囲にわたる入力信号電圧および作用している温度（例えば摂氏５５度乃至＋300度程度に、または、それ以上）の上の適合させることおよび極めて低であるゲイン・ドリフト（例えば、一つ以上の外部のコンポーネントを用いてアンプと比較して）を与える。（例えばプログラム可能なロジックを用いて）ＲＧＡＩＮの値を変えることによって、抵抗素子５０は、計装増幅器１０の第一ステージに関しゲイン値およびかくして全体としての計装増幅器１０に関しゲイン値を定めることができる。抵抗素子５０の更なる詳細は、図２および３に関して下に記載される。
【００２５】
一つ以上の現在の態様に従って、図２は、プログラム可能利得増幅器１００の１つの例を例示している回路図である。いくつかの例において、アンプ１００は、図１において、例示されるアンプ１０と類似していてもよい。すなわち、図２に示すように、アンプ１００は、コンポーネント（例えば演算増幅器１１８、１２０および１２２）、ならびに第１のレジスタ１３０、第2のレジスタ１３２、第３のレジスタ１３４、第４のレジスタ１３６、第５のレジスタ１３８および第６のレジスタ１４０を含むことができる。他の例において、アンプ１００は、より多く又はより少ないコンポーネントを含むことができる。
【００２６】
アンプ１００は、図２の例において、抵抗素子１５０を包含する。抵抗素子１５０はゲイン・レジスタ１６０Ａ―１６０Ｈ（集合的に「ゲイン・レジスタ１６０」）を包含し、ゲインは１６２Ａ―１６２Ｈ（集合的に「ゲイン・スイッチ１６２」）を切替える。ゲイン・レジスタ１６０およびゲイン・スイッチ１６２の各々は、第１端部および第2の端を包含する。ゲイン・レジスタ１６０の各々の第１端部は、第１の抵抗器１３０の第2の端に、ならびに演算増幅器１１８の反転入力１２６に接続している。ゲイン・レジスタ１６０の各々の第2の端は、ゲイン・スイッチ１６２のそれぞれの一つの第１端部に接続している。例えば、ゲイン抵抗器１６０Ａの第2の端はゲイン・スイッチ１６２Ａの第１端部に接続している、ゲイン抵抗器１６０Ｂの第2の端はゲイン・スイッチ１２６Ｂなどの第１端部に接続している。ゲイン・スイッチ１６２の各々の第2の端は、第2の抵抗器１３２の第2の端に、ならびに演算増幅器１２０の反転入力１４４に接続している。図２の例において、すなわち、抵抗素子１５０は、直列にレジスタおよびスイッチの並列グループ化として構築される。他の例において、ゲイン・レジスタ１６０およびゲイン・スイッチ１６２は、異なる建築において、構成されることができる。８つの並列レジスタ／スイッチ・グループ化として図２に示されると共に、抵抗素子１５０はより多くまたはより少しのレジスタ／スイッチ・グループ化（例えば１６のグループ化、４つのグループ化または単一のレジスタ／スイッチ・グループ化さえ）を含むことができる。
【００２７】
いくつかの例において、ゲイン・レジスタ１６０は、同じ抵抗値を各々有することができる。他の例において、一つ以上のゲイン・レジスタ１６０は、異なる抵抗値を有することができる。図２の例において、ゲイン・レジスタ１６０の抵抗値は、二進数加重でもよい。すなわち、ゲイン・レジスタの抵抗値は、以前のゲイン・レジスタの2倍でもよい。例えば、ゲイン・レジスタ１６０Ａは、ＲＧＡＩＮの抵抗値を有することができる。二倍のゲイン・レジスタ１６０Ａ（例えば、２ＲＧＡＩＮ）のそれと同じ大きさの抵抗値、１６０Ｃが４ＲＧＡＩＮ抵抗値を有することができるゲイン・レジスタなどを、ゲイン・レジスタ１６０Ｂは、有することができる。かかるバイナリの方法のゲイン・レジスタ１６０の値を重くすることによって、ゲイン・スイッチ１６２の特別結合を閉じることによって、抵抗素子１５０の全体のコンダクタンスは、いかなる数の値にセットされることができる。
【００２８】
ゲイン・スイッチ１６２の各々は、抵抗値を有することもできる。たとえば、閉（すなわち作動中の）状態にあるとき、ゲイン・スイッチ１６２Ａは、ゲイン・スイッチ１６２Ａの中を流れている電流に対するゼロ以外の抵抗（ＲＧ―ＯＮ）を表すことができる。ゲイン・スイッチ１６２がゲイン・レジスタ１６０と直列にあるので、それぞれのゲイン・レジスタ１６０の抵抗に閉じる（すなわち、起動する）ゲイン・スイッチ１６２のそれらの抵抗を加えることで、抵抗素子１５０の全体の抵抗値を測定できる。従って、ゲイン・スイッチ１６２の抵抗値は、アンプ１００の入力段のゲイン値に影響を及ぼすことができる。例えば、ゲイン・スイッチ１６２Ａだけが閉じるとき、入力段のゲインまたはアンプの第一ステージ１００が、（１＋（２Ｒ１／（ＲＧＡＩＮ＋ＲＧ―ＯＮ）））となってもよい。
【００２９】
いくつかの例示において、ゲイン・スイッチ１６２を非常に大きくすること（例えば、各々が広いチャネルを有すること）は、抵抗素子１５０の全体の抵抗に関して、ゲイン・スイッチ１６２の抵抗をごくわずかにすることができる。すなわち、ゲイン・レジスタ１６０と直列に現れるにもかかわらず、ゲイン・スイッチ１６２が十分に大きいとき、ゲイン・スイッチ１６２はアンプ１００の第一ステージ・ゲインに意味ありげに影響を及ぼすことができない。他の例示において、抵抗上のゲインの中で、ゲイン・レジスタ１６０の抵抗値を著しく増加させることによって、スイッチ１６２が、ごくわずかにされることができる（例えば、ゲイン・スイッチ162のオン抵抗よりもはるかに大きい値）。
【００３０】
ゲイン・スイッチ１６２は、いくつかの例において、入力を受信するように操作可能であり、起動させ（例えば、スイッチを終える）、または、受信される入力に基づいて、停止させる（例えば、スイッチを開始する）。例えば、ゲイン・スイッチ１６２は、各々トランジスタのゲートで電圧を受信するように操作可能な電界効果トランジスタでもよい。ゲート電圧が十分に大きい場合、トランジスタによって、電流が自由にソースおよびドレイン端子の中を流れることができることができる。そうすると、スイッチは「閉」または「オン」とみなされることがありえる。しかしながら、ゲート電圧が十分に大きくない場合、または、ゼロで効果的にある、トランジスタのインピーダンスは電流がソースとドレイン端子の間に流れるのを防止できる。そうすると、スイッチは「開いている」か「オフである」とみなされることがありえる。他の例において、ゲイン・スイッチ１６２は、電流の流れを可能にして、使用不能にするように操作可能な他のコンポーネントでもよい。いくつかの例において、付加的なロジック（例えばラッチまたは他のコンポーネント）によって、ゲイン・スイッチ１６２がバイナリの値を経てプログラムされることができることができる。例えば、図２の例で、ゲイン・スイッチ１６２は、データの単一のバイト（例えば、８ビット）の入力を経てプログラム可能でもよい。
【００３１】
図２の例において、ゲイン・レジスタ１６０および／またはゲイン・スイッチ１６２は、内部オンチップ・コンポーネントとして実装される。いくつかの例において、すなわち、アンプ１００は、モノリシックデバイスでもよい。８つの切替えられた並列レジスタのバイナリ加重配列として抵抗素子１５０を組織することによって、抵抗素子１５０の抵抗値は、８つの入力（例えば、制御信号）だけを使用して２５５の等しい加重増加にセットされることができる。換言すれば、可能な抵抗値の数は、包含される各レジスタ／スイッチペアによって、２倍になる。特定のアプリケーションに関し全体のレジスタ域および／またはマッチングにより課される実際的な制限に、バイナリの配列は、いかなる整数値も上へとることができる。このようにして、現在の開示の技術は、多数の入力制御信号または多数のスイッチを必要とすることのない多数のゲイン値で、能力のある用途が広いプログラマブルゲイン計装増幅器を提供できる。
【００３２】
一つ以上の現在の態様に従って、図３は、プログラム可能利得増幅器２００の他の例を例示している回路図である。いくつかの例において、図１において、例示されるアンプ１０および／または図２において、例示されるアンプ１００と、アンプ２００は、類似していてもよい。図３に示すように、アンプ２００は、演算増幅器２１８、２２０および２２２、ならびに第１のレジスタ２３０、第2のレジスタ２３２、第３のレジスタ２３４、第４のレジスタ２３６、第５のレジスタ２３８および／または第６のレジスタ２４０を包含する。いくつかの例において、アンプ２００は、モノリシックデバイスとして実装されることができる。従って、いくつかの抵抗値またはすべてのコンポーネントは、同じであるか類似の抵抗特性を有することができる。
【００３３】
アンプ２００はダミー・スイッチ２３１およびダミー・スイッチ２３３を包含し、各々が第１の端部および第2の端部を有する。ダミー・スイッチ２３１の第１の端部は第１の抵抗器２３０の第2の端部に接続している。そして、ダミー・スイッチ２３１の第2の端部は抵抗素子２５０の第１端部に接続している。ダミー・スイッチ２３３の第１の端部は第2の抵抗器２３２の第2の端部に接続し、ダミー・スイッチ２３３の第2の端部は抵抗素子２５０の第2の端部に接続している。図３の例において、すなわち、ダミー・スイッチ２３１および２３３は、上下の入力段レジスタと直列にある。
【００３４】
図３の例において、アンプ２００は、抵抗素子２５０を包含する。抵抗素子２５０はゲイン・レジスタ２６０Ａ―２６０Ｈ（集合的に「ゲイン・レジスタ２６０」）、第１のゲイン・スイッチ２６１Ａ―２６１Ｈ（集合的に「第１のゲイン・スイッチ２６１」）、及び、第2のゲイン・スイッチ２６２Ａ―２６２Ｈ（集合的に「第2のゲイン・スイッチ２６２」）を包含する。ゲイン・レジスタ２６０、第１のゲイン・スイッチ２６１および第2のゲイン・スイッチ２６２の各々は、第１端部および第2の端部を有する。第１のゲイン・スイッチ２６１の各々の第１端部は、ダミー・スイッチ２３１の第2の端部に、ならびに演算増幅器２１８の反転入力２２６に接続している。第１のゲイン・スイッチ２６１の各々の第2の端部は、ゲイン・レジスタ２６０のそれぞれの一つの第１の端部に接続している。ゲイン・レジスタ２６０の各々の第2の端部は、第2のゲイン・スイッチ２６２のそれぞれの一つの第2の端部に接続している。例えば、第１のゲイン・スイッチ２６１Ａの第2の端部はゲイン・レジスタ２６０Ａの第１端部に接続し、ゲイン抵抗器２６０Ａの第2の端部は第2のゲイン・スイッチ２６２Ａの第2の端部に接続している。同様に、第１のゲイン・スイッチ２６１Ｂの第2の端部はゲイン・レジスタ２６０Ｂの第１端部に接続し、ゲイン抵抗器２６０Ｂの第2の端部は第2のゲイン・スイッチ２６２Ｂ、などの第2の端部に接続している。
【００３５】
第2のゲイン・スイッチ２６２の各々の第１端部は、ダミー・スイッチ２３３の第2の端部に、ならびに演算増幅器２２０の反転入力２４４に接続している。すなわち、図３の例で、抵抗素子２５０は、直列に第１のスイッチ、レジスタおよび第2のスイッチの並列グループ化として構築される。８つの並列スイッチ／レジスタ／スイッチ・グループ化として図３に示されると共に、抵抗素子２５０はより多くまたはより少しのスイッチ／レジスタ／スイッチ・グループ化（例えば１６のグループ化、４つのグループ化または単一のスイッチ／レジスタ／スイッチ・グループ化さえ）を含むことができる。
【００３６】
いくつかの例において、ゲイン・レジスタ２６０は、同じ抵抗値を各々有することができる。他の例において、一つ以上のゲイン・レジスタ２６０は、異なる抵抗値を有することができる。図３の例において、ゲイン・レジスタ２６０の抵抗値は、二進数加重でもよい。すなわち、ゲイン・レジスタの抵抗値は、以前のゲイン・レジスタの2倍でもよい。例えば、ゲイン・レジスタ２６０Ａは、ＲＧＡＩＮの抵抗値を有することができる。二倍のゲイン・レジスタ２６０Ａ（例えば、２ＲＧＡＩＮ）のそれと同じ大きさの抵抗値、２６０Ｃが４ＲＧＡＩＮ抵抗値を有することができるゲイン・レジスタなどを、ゲイン・レジスタ２６０Ｂは、有することができる。かかるバイナリの方法のゲイン・レジスタ２６０の値を重くすることによって、抵抗素子２５０の全体のコンダクタンスは２Ｎの等間隔コンダクタンス値のいずれかにセットされることができる。ここで、Ｎは抵抗素子２５０に含まれる並列脚の数である。第１のゲイン・スイッチ２６１および第2のゲイン・スイッチ２６２の特別結合を閉じることによって、特定の伝導性値は、セットされる。
【００３７】
第１のゲイン・スイッチ２６１および第2のゲイン・スイッチ２６２は、入力に応答して電流の流れを許容するかまたは制限する能力のある電界効果トランジスタでもよい。第１のゲイン・スイッチ２６１および第2のゲイン・スイッチ２６２の各々はトランジスタのゲートで、入力として、電圧を受信することができ、トランジスタはソースおよびドレイン端子による電流の流れを許容できるかまたはそれを制限できる。第１のゲイン・スイッチ２６１のそれぞれのものおよび第2のゲイン・スイッチ２６２のそれぞれのものは、同じ入力により制御される。例えば、第１のゲイン・スイッチ２６１Ａおよび第2のゲイン・スイッチ２６２Ａのゲートは同じゲート電圧を受信する。それによって、両方とも閉であるかまたは両方とも開いているために第１のゲイン・スイッチ２６１Ａおよび第2のゲイン・スイッチ２６２Ａを生じさせる。
【００３８】
ダミー・スイッチ２３１および２３３は、第１のゲイン・スイッチ２６１および第2のゲイン・スイッチ２６２と類似の電界効果トランジスタでもよい。
いくつかの例において、ダミー・スイッチ２３１および２３３は、永久に閉状態であってもよい。すなわち、ダミー・スイッチ２３１および２３３によって、入力により制御されることがでず、その代わり、連続的にオンでもよく、電流が流れることができてもよい。他の例において、ダミー・スイッチ２３１および２３３は、第１のゲイン・スイッチ２６１および第2のゲイン・スイッチ２６２に対する制御可能な類似物でもよい。例えば、レジスタおよびダミー・スイッチの単一の組合せとして図３に示されると共に、平行に配列されて、複数の組合せ（例えばレジスタがＲ１の値を有する第１の組合せおよびレジスタが１０Ｒ１の値を有する第2の組合せ）を、抵抗要素２７０および２７２は各々含むことができる。２７０、抵抗要素および２７２が複数の、並列レジスタ／擬装品スイッチ組合せを包含するときに、抵抗素子および２７２の複数のダミー・スイッチはプログラム可能でもよい（例えば、電圧入力により制御される）２７０、計装増幅器がゲイン値のさらにより大きなレンジを達成できる。オンのとき、いかなるケースにおいても、ダミー・スイッチ２３１および２３３は、それぞれ、ダミー・スイッチ２３１および２３３の中を流れている電流に対するゼロ以外の抵抗（ＲＤＵＭＭＹ）を表すことができる。ダミー・スイッチ２３１および２３３（例えば、チャネル幅、コンポーネント・サイズまたは他の特性）を実装するために用いるコンポーネントの特性で、ＲＤＵＭＭＹを、測定できる。図３の例において、ＲＤＵＭＭＹは、第１のレジスタ２３０および第2のレジスタ２３２の抵抗（Ｒ１）と比例していてもよい。
【００３９】
作動状態のときに、第１のゲイン・スイッチ２６１および第2のゲイン・スイッチ２６２は抵抗値を有することができる。第１のゲイン・スイッチ２６１および第2のゲイン・スイッチ２６２の各々の抵抗は、ゲイン・レジスタ２６０のそれぞれのものと比例していてもよい。例えば、第１のゲイン・スイッチ２６１Ａおよび第2のゲイン・スイッチ２６２Ａは抵抗上の値（ＲＧ―ＯＮ）を各々有することができる。そして、ゲイン・レジスタ２６０Ａ（ＲＧＡＩＮ）の抵抗値と比例している。第１のゲイン・スイッチ２６１Ｂおよび第2のゲイン・スイッチ２６２Ｂは、抵抗上の値（ゲイン・レジスタ２６０Ｂ、２ＲＧＡＩＮの抵抗値と比例した２ＲＧ―ＯＮ）を有することができる。第3の組合せは、第２の組合せのサイズの２倍の抵抗上の値等を有し得る。換言すれば、第１のゲイン・スイッチ２６１および第2のゲイン・スイッチ２６２は、バイナリ加重のコンダクタンスに、正当な同類ゲイン・レジスタ２６０を有することもできる。例えば、そのとき、ダミー・スイッチ２３１および２３３は閉じ、第１のゲイン・スイッチ２６１Ａおよび第2のゲイン・スイッチ２６２Ａが閉じるときに、アンプ２００の総合利得は下の式３により記載されることができる。
【００４０】
【数３】
2015061320.tif 000005
【００４１】
いくつかの例において、それぞれ、ＲＤＵＭＭＹおよびＲＧ―ＯＮは、Ｒ１およびＲＧＡＩＮに対する同じ割合でもよい。例えば、各スイッチの抵抗は、関連したレジスタに関し抵抗値の少ないパーセンテージ（例えば、１％、０．５％または他の値）だけでもよい。ＲＧＡＩＮに対するＲＧ―ＯＮの比率と類似のＲ１に対する割合のサイジングＲＤＵＭＭＹによって、現在の態様はＲ１の間に意図された抵抗比率を維持することができ、それぞれ、ＲＧＡＩＮ、かかるそのＲＤＵＭＭＹおよびＲＧ―ＯＮは一部のＲ１およびＲＧＡＩＮとして定義されることがありえる。式３はかくして低減させられることができ、アンプ２００の総合利得は下の式４により記載されることができる。
【００４２】
【数４】
2015061320.tif 000006
【００４３】
図３の例示において、ダミー・スイッチおよびゲイン・スイッチは、ほとんど同じことであるそれぞれの電圧係数および温度係数を有することができ、上の広範囲にわたる操作の温度および電圧を通じて一緒に追跡するそれぞれのスイッチ組合せ（例えば、ＲＤＵＭＭＹおよびＲＧ―ＯＮ）に関する抵抗を許容する。例えば、ダミー・スイッチ２３１および各々のゲイン・スイッチ２６１は、同じ操作の電圧（例えば、各々のトランジスタのゲートの同じゲート電圧）を有することができる。増幅器入力端における変化によって、変化することがＶＩＮ１およびＶＩＮ２の信号を送ると共に、ダミー・スイッチ２３１および第１のゲイン・スイッチ２６１の抵抗にそれぞれのものは各々を追跡し、かくして抵抗均整および安定したゲインを維持することを、この同じゲート電圧は意味する。同じように、ダミー・スイッチ２３３および第2のゲイン・スイッチ２６２も、同じゲート電圧を共有し、かくして抵抗均整を維持する。
【００４４】
加えて、ダミー・スイッチ２３１および第１のゲイン・スイッチ２６１がダミー・スイッチ２３３および第2のゲイン・スイッチ２６２（例えば、計装増幅器への入力信号電圧の特異な性質による）より異なる入力信号電圧で全般的に作動できると共に、すべてのスイッチに対する印加適切なスケーリングファクタはいかなる矛盾も低減させることができるかまたは除去できる。すなわち、しかし抵抗上のゲインの両側のスイッチの中でレジスタ２６０が動的入力信号（例えば、ＶＩＮ１およびＶＩＮ２で受信される入力）によって、変動することができ、わずかに左右にかくして異なることができ、アンプのゲイン２００は、スイッチオン抵抗から効果的に独立している。これにより、ゲインに関し、広範囲にわたる温度の上のならびに入力の広い変動の上の精度および安定性が電圧の信号を送ることができる。式４は、まだ保持される。
【００４５】
一つ以上の現在の態様に従って、第１のゲイン・スイッチ２６１の包含および抵抗素子２５０の範囲内の第2のゲイン・スイッチ２６２は、アンプ２００が多数のゲイン値を提供することを可能にすることができる。第１のレジスタ２３０および第2のレジスタ２３２と直列にダミー・スイッチ２３１および２３３を配置することによって、それぞれ、本願明細書において、記載される技術は、抵抗素子に関し２７０および２７２を提供できる。抵抗素子２７０および２７２が抵抗素子２５０（例えば、類似のスイッチおよびレジスタ）のエレメントと類似のエレメントを各々有するので、抵抗特性は同じことでもよいかまたは類似的でもよい。従って、抵抗素子２７０および２７２は、広範囲にわたる入力信号電圧および温度条件の上の抵抗素子２５０に適合させることができておよび／または追跡できる。従って、ダミー・スイッチ２３１および２３２の包含は、第１のゲイン・ステージのいかなる不適当な組合せも生じさせることを回避できる。
【００４６】
現在の開示の技術は、第１の非反転入力、第１の反転入力および第一出力端から成る第１のアンプを包含する装置を提供でき、第１のアンプの第１の非反転入力は第一入力電圧端子に接続し、第１のレジスタから成る第１の抵抗素子および第１のダミーは切り替わり、第１の抵抗素子の第１端部は第１のアンプの第一出力端に接続し、第１の抵抗素子の第2の端は第１のアンプの第１の反転入力に接続している。装置は、第2の非反転入力、第2の反転入力および第2の出力から成る第2のアンプを更に含むことができ、第2のアンプの第2の非反転入力は第2の入力電圧ターミナルに接続し、第2のレジスタから成る第2の抵抗素子および第2のダミーは切り替わり、第2の抵抗素子の第１端部は第2のアンプの第2の出力に接続し、第2の抵抗素子の第2の端部は第2のアンプの第2の反転入力に接続している。最後に、装置は、制御入力を受信するように操作可能なプログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントを含むこともでき、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの抵抗値は、一つには少なくとも受信制御入力に基づき、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第１の端部は、第１のアンプの両方の第１の反転入力に、そして、第１のダミー・スイッチの第2の端部に接続し、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第2の端部は、第2のアンプの両方の第2の反転入力に、そして、第2のダミー・スイッチの第2の端部に接続している。
【００４７】
いくつかの例において、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの抵抗値と比較されるとき、摂氏―５５度から摂氏３００度にわたって作用している温度または他の温度に関係なく、第１および第２の抵抗素子の抵抗値は指定された比率を維持する。いくつかの例において、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントは一つ以上のゲイン・レジスタから成り、それぞれのゲインは切り替わる。いくつかの例示において、それぞれのゲイン・スイッチは、それぞれの第１のゲイン・スイッチであり、更なるプログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントは、それぞれの第２のゲイン・スイッチを備え、第１の抵抗素子の第１端部は、第１のレジスタの第１端部を備え、第１の抵抗器の第2の端は、第１のダミー・スイッチの第１端部に接続し、第１の抵抗素子の第２の端は、第１のダミー・スイッチの第２の端を備え、第２の抵抗素子の第１端部は、第２のレジスタの第１端部を備え、第2の抵抗器の第2の端は、第2のダミー・スイッチの第１端部に接続し、第２の抵抗素子の第２の端は、第２のダミー・スイッチの第２の端を備え、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第１端部は、それぞれの第１のゲイン・スイッチの各々の総体的な第１の端を備え、それぞれの第１のゲイン・スイッチの各々の第2の端は、一つ以上のゲイン・レジスタのそれぞれの一つの第１端部に接続し、一つ以上のゲイン・レジスタの各々の第2の端は、それぞれの第2のゲイン・スイッチの第2の端に接続し、プログラム可能な抵抗ゲイン・エレメントの第２の端は、それぞれの第２のゲイン・スイッチの各々の総体的な第１の端部を備える。
【００４８】
いくつかの例において、一つ以上のゲイン・レジスタは複数のバイナリ加重ゲイン・レジスタを含む。そして、複数のバイナリ加重のゲイン・レジスタの各次のゲイン・レジスタが複数のバイナリ加重のゲイン・レジスタの従来のゲイン・レジスタの中で1抵抗値につき２倍に等しい抵抗値を有する。いくつかの例示において、それぞれの第１のゲイン・スイッチは、複数の二進数加重の第１のゲイン・スイッチを含み、複数の二進数加重の第１のゲイン・スイッチの各次の第１のゲイン・スイッチが、複数のバイナリ加重第１のゲイン・スイッチの従来の第１のゲイン・スイッチの抵抗上の値の２倍に等しい抵抗上の値を有し、それぞれの第2のゲイン・スイッチは、複数のバイナリ加重の第2のゲイン・スイッチを含み、複数のバイナリ加重の第2のゲイン・スイッチの各次の第2のゲイン・スイッチは、抵抗上の値の２倍の複数のバイナリ加重の第2のゲイン・スイッチの従来の第2のゲイン・スイッチの抵抗上の値に等しいオンスイッチ致抵抗を有している。
【００４９】
いくつかの例示において、第１の抵抗素子は、複数の第１のレジスタおよび複数の第１のダミー・スイッチ、複数の第１のレジスタの一つである第１のレジスタ、および、複数の第１のダミー・スイッチの一つである第１のダミー・スイッチから更に成り、更に第２の抵抗素子は、複数の第２のレジスタおよび複数の第２のダミー・スイッチと、複数の第２のレジスタの１つである第２のレジスタと、複数の第２のダミー・スイッチの１つである第２のダミー・スイッチとを備え、第１の抵抗素子の第１端部は複数の第１のレジスタの各々の総体的な第１の端部から更に成り、複数の第１のレジスタの各々の第2の端部は複数の第１のダミー・スイッチのそれぞれの一つの第１端部に接続し、第１の抵抗素子の第2の端部は、複数の第１のダミー・スイッチの各々の総体的な第2の端部から更に成り、第2の抵抗素子の第１の端部は、複数の第2のレジスタの各々の総体的な第１の端部から更に成り、複数の第2のレジスタの各々の第2の端部は、複数の第2のダミー・スイッチのそれぞれの一つの第１の端部に接続し、第2の抵抗素子の第2の端部は、複数の第2のダミー・スイッチの各々の総体的な第2の端部から更に成る。
【００５０】
いくつかの例において、装置は、第３の非反転入力、第３の反転入力および第３の出力から成る第３のアンプを更に包含し、第３のアンプの第３の出力は、出力電圧端子（第３のレジスタ）に接続し、第３のレジスタの第１端部は第１のアンプの第一の出力端に接続し、第３の抵抗器の第2の端は第３のアンプおよび第４のレジスタの第３の反転入力に接続し、第４のレジスタの第１端部は第2のアンプの第2の出力に接続し、第４の抵抗器の第2の端は第３のアンプの第３の非反転入力に接続している。かかる例において、装置は、第５のレジスタを含むこともでき、第５のレジスタの第１端部は、第３のアンプの第３の反転入力に接続し、第５の抵抗器の第2の端は、第３のアンプおよび第６のレジスタの第３の出力に接続している、第６のレジスタの第１端部は、第３のアンプの３回目の非反転入力に接続している、第６の抵抗器の第2の端は、接地点に、または、リファレンス電圧源に接続している。
【００５１】
いくつかの例示において、制御入力は、一つ以上のバイナリ桁から成る、それぞれのゲイン・スイッチは、１またはそれ以上のバイナリ桁のバイナリの桁を受信するように操作可能で、バイナリ１を受信することに応答してスイッチを閉じ、バイナリ０を受信することに応答してスイッチを開ける。いくつかの例において、装置は、モノリシック集積回路として実装される。いくつかの例では、第1のダミー・スイッチ及び第2のダミー・スイッチがオン状態に永久にある。
【００５２】
いかなる相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）プロセス（例えば薄膜またはポリシリコン・レジスタを組み込む集積された回路プロセス）でも、本願明細書において、記載される技術を、実装できる。一つの例として、本願明細書において、記載される技術の一つ以上に従って作用している集積された回路は、高温シリコン−オン−絶縁物プロセスで実装されることができる。
【００５３】
一つ以上の集積された装置またはいかなるそれらの組み合わせとしても、この開示に記載される回路部品は、別々のコンポーネントとして実装されることがありえる。相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）プロセス技術を包含している多種多様なプロセス技術のいずれかを用いて、本願明細書において、記載される回路部品を、製作できる。更に、電気通信アプリケーション、全体のコンピューティング・アプリケーションなどを包含しているさまざまなアプリケーションで、本願明細書において、記載される回路が、用いられることが可能である
さまざまな回路部品、モジュールまたはユニットは、開示された技術を実行するように構成される装置およびコンポーネントの機能的な態様を強調するためにこの開示に記載されるが、異なる回路部品によって、実現を必ずしも必要とするというわけではない。むしろさまざまなコンポーネントは、一まとまりの内部作用回路部品により結合されることができるかまたを、提供できる。更に、各種要素の機能的な態様または本願明細書において、記載される装置は、コンポーネントのより多くであるか他のタイプにより実行されることができる。
【００５４】
さまざまな例を記載してきた。これらのまた他の例は、以下の特許請求の範囲内にある。
【図１】
2015061320.tif 000007
【図２】
2015061320.tif 000008
【図３】
2015061320.tif 000009
【外国語明細書】
2015061320000001.pdf