(57)【要約】  制御可能ゲイン回路（ＴＩ、Ｒｔ、ＴＳ１、．．、ＴＳ４）は、入力信号（ＲＦＩ）に応答して相補ゲイン制御信号の第１および第２のペア（Ｉｐ１、Ｉｐ３；Ｉｐ２、Ｉｐ４）を提供する。各ペアにおいて、一方のゲイン制御信号（Ｉｐ１、Ｉｐ２）は、最小ゲインＧｍｉｎと最大ゲインＧｍａｘ間の範囲に含まれるゲインＧで増幅される入力信号である。もう一方のゲイン制御信号（Ｉｐ３、Ｉｐ４）は、相補ゲインＧｍａｘ−Ｇで増幅される入力信号である。固定ゲイン出力回路（Ｒｆｇ、Ｎｆｇ）は、相補ゲイン制御信号の第１のペアにおける一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号との加重和（Ｉｐ１＊Ｒｆｇ＋Ｉｐ３＊Ｒｆｇ）を作成する。一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号とのそれぞれの加重係数は、実質的に類似している（Ｒｆｇ）。制御可能ゲイン出力回路（Ｒｌｇ、Ｒｈｇ、Ｎｌｇ、Ｎｈｇ）は、相補ゲイン制御信号の第２のペアにおける一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号との加重和（Ｉｐ２＊Ｒｌｇ＋Ｉｐ４＊（Ｒｌｇ＋Ｒｈｇ））を作成する。一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号とのそれぞれの加重係数は、実質的に異なっている（Ｒｌｇ、Ｒｌｇ＋Ｒｈｇ）。
2008514089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号スプリッタ（ＳＰＬ）であって、
−  入力信号（ＲＦＩ）に応答して相補ゲイン制御信号の第１および第２のペア（Ｉｐ１、Ｉｐ３；Ｉｐ２、Ｉｐ４）を提供するように配置されたゲイン制御可能回路（ＴＩ、Ｒｔ、ＴＳ１、．．、ＴＳ４）であって、各ペアにおいて一方のゲイン制御信号（Ｉｐ１、Ｉｐ２）は最小ゲインＧｍｉｎと最大ゲインＧｍａｘ間の範囲に含まれるゲインＧで増幅される前記入力信号であり、もう一方のゲイン制御信号（Ｉｐ３、Ｉｐ４）は相補ゲインＧｍａｘ−Ｇで増幅される入力信号であるゲイン制御可能回路と、
−  相補ゲイン制御信号の第１のペア（Ｉｐ１、Ｉｐ３）における一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号の加重和（Ｉｐ１＊Ｒｆｇ＋Ｉｐ３＊Ｒｆｇ）とを作成するように配置された固定ゲイン出力回路（Ｒｆｇ、Ｎｆｇ）であって、一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号とのそれぞれの加重係数（Ｒｆｇ）は実質的に類似している固定ゲイン出力回路と、
−  相補ゲイン制御信号の第２のペア（Ｉｐ２、Ｉｐ４）における一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号との加重和（Ｉｐ２＊Ｒｌｇ＋Ｉｐ４＊（Ｒｌｇ＋Ｒｈｇ））を作成するように配置された制御可能ゲイン出力回路（Ｒｌｇ、Ｒｈｇ、Ｎｌｇ、Ｎｈｇ）であって、一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号とのそれぞれの加重係数（Ｒｌｇ、Ｒｌｇ＋Ｒｈｇ）は実質的に異なっている制御可能ゲイン出力回路と、
を備える信号スプリッタ。
【請求項２】
前記ゲイン制御可能回路が、
−  前記入力信号（ＲＦＩ）に応答して信号電流（Ｉｓ）を提供するトランスアドミタンス回路（ＴＩ、Ｒｔ）と、
−  前記信号電流（Ｉｓ）を４つの部分（Ｉｐ１、．．、Ｉｐ４）に分割する電流スプリッタ（ＴＳ１、．．、ＴＳ４）であって、そのうちの２つの部分（Ｉｐ１、Ｉｐ３）は相補ゲイン制御信号の第１のペアを構成し、他の２つの部分（Ｉｐ２、Ｉｐ４）は相補ゲイン制御信号の第２のペアを構成する電流スプリッタと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の信号スプリッタ（ＳＰＬ）。
【請求項３】
前記電流スプリッタが、４つのトランジスタ（ＴＳ１、．．、ＴＳ４）を備え、その各々は入力電流接続と電流制御接続とを有し、前記それぞれの入力電流接続は前記信号電流（Ｉｓ）を前記トランスアドミタンス回路から受け取るように結合された入力電流ノード（Ｎｓｐ）に結合され、前記４つのトランジスタのうちの２つ（ＴＳ１、ＴＳ２）のそれぞれの電流制御接続はゲイン制御ノード（Ｎｇｃ２）に結合され、前記４つのトランジスタのうちの他の２つ（ＴＳ３、ＴＳ４）の前記それぞれの電流制御終端は別のゲイン制御ノード（Ｎｇｃ１）に結合されることを特徴とする請求項２に記載の信号スプリッタ（ＳＰＬ）。
【請求項４】
前記固定ゲイン出力回路（Ｒｆｇ、Ｎｆｇ）が、供給電圧パス（ＶＣＣ）と固定ゲインノード（Ｎｆｇ）との間に結合された固定ゲイン抵抗（Ｒｆｇ）を備え、前記固定ゲインノード（Ｎｆｇ）は相補ゲイン制御信号の第１のペア（Ｉｐ１、Ｉｐ３）の一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号を受け取るように結合されることを特徴とする請求項２に記載の信号スプリッタ（ＳＰＬ）。
【請求項５】
前記制御可能ゲイン出力回路（Ｒｌｇ、Ｒｈｇ、Ｎｌｇ、Ｎｈｇ）が、低ゲインおよび高ゲインの抵抗（Ｒｌｇ、Ｒｈｇ）を備え、前記低ゲイン抵抗（Ｒｌｇ）は供給電圧パス（ＶＣＣ）と低ゲインノード（Ｎｌｇ）との間に結合され、前記低ゲインノード（Ｎｌｇ）は相補ゲイン制御信号の第２のペア（Ｉｐ２、Ｉｐ４）の一方のゲイン制御信号（Ｉｐ２）を受け取るように結合され、前記高ゲイン抵抗（Ｒｈｇ）は前記低ゲインノードと高ゲインノード（Ｎｈｇ）との間に結合され、前記高ゲインノード（Ｎｈｇ）は相補ゲイン制御信号の第２のペアのもう一方のゲイン制御信号（Ｉｐ４）を受け取るように結合されることを特徴とする請求項２に記載の信号スプリッタ（ＳＰＬ）。
【請求項６】
前記信号スプリッタは、入力ノード（Ｎｉｎ）と前記固定ゲイン回路（Ｒｆｇ、Ｎｆｇ）の出力ノード（Ｎｆｇ）との間に結合されたフィードバック抵抗（Ｒｆ）を備え、前記入力ノード（Ｎｉｎ）は入力信号（ＲＦＩ）を受け取るように結合され、前記出力ノード（Ｎｆｇ）は相補ゲイン制御信号の第２のペア（Ｉｐ１、Ｉｐ３）における一方のゲイン制御信号およびもう一方のゲイン制御信号の加重和（Ｉｐ１＊Ｒｆｇ＋Ｉｐ３＊Ｒｆｇ）を提供するように結合されることを特徴とする請求項１に記載の信号スプリッタ（ＳＰＬ）。
【請求項７】
信号（ＲＦＩ）を分割する方法であって、
−  入力信号（ＲＦＩ）に応答して相補ゲイン制御信号の第１および第２のペア（Ｉｐ１、Ｉｐ３；Ｉｐ２、Ｉｐ４）が提供され、各ペアにおいて一方のゲイン制御信号（Ｉｐ１、Ｉｐ２）は最小ゲインＧｍｉｎと最大ゲインＧｍａｘ間の範囲に含まれるゲインＧで増幅される入力信号であり、もう一方のゲイン制御信号（Ｉｐ３、Ｉｐ４）は相補ゲインＧｍａｘ−Ｇで増幅される入力信号である、ゲイン制御ステップと、
−  加重和（Ｉｐ１＊Ｒｆｇ＋Ｉｐ３＊Ｒｆｇ）が相補ゲイン制御信号の第１のペア（Ｉｐ１、Ｉｐ３）における一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号とから作成され、一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号のそれぞれの加重係数（Ｒｆｇ）は実質的に類似している、固定ゲイン出力ステップと、
−  加重和（Ｉｐ２＊Ｒｌｇ＋Ｉｐ４＊（Ｒｌｇ＋Ｒｈｇ））が相補ゲイン制御信号の第２のペア（Ｉｐ２、Ｉｐ４）における一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号とから作成され、一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号のそれぞれの加重係数（Ｒｌｇ、Ｒｌｇ＋Ｒｈｇ）は実質的に異なっている、制御可能ゲイン出力ステップと、
を備える方法。
【請求項８】
請求項１に記載の信号スプリッタ（ＳＰＬ）と、前記信号スプリッタの出力信号（ＲＦＧＣ）を処理する信号処理回路（ＴＵＮ、ＤＥＣ）とを備える信号処理配置（ＲＥＣ）。
【請求項９】
請求項１に記載の信号スプリッタ（ＳＰＬ）と、前記信号スプリッタ（ＳＰＬ）の出力信号（ＲＦＧＣ）を処理して記録可能信号（ＤＡＴ）を取得するようにする信号処理回路（ＴＵＮ、ＤＥＣ）と、前記記録可能信号を記録媒体（ＤＳＫ）に記録するレコーダ（ＲＥＣ）とを備える情報記録装置（ＶＤＳ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一つの態様は、信号スプリッタに関する。この信号スプリッタの配置は、例えば、入力信号を別の受信機に「ループスルー（loop-through）」するように、受信機の入力セクションに使用されうる。本発明のその他の態様は、信号を分割する方法、信号処理の配置、および情報記録装置に関する。この情報記録装置は、例えば、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）レコーダまたはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）レコーダ、またはその両方の組み合わせであってもよい。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，７０６，０６０号では、アンテナ入力およびアンテナ出力を備えるビデオレコーダについて説明している。テレビジョン受像機は、ビデオレコーダのアンテナ出力に接続される。このビデオレコーダはＲＦ受信セクションを有し、このＲＦ受信セクションはアンテナ入力を介してアンテナ信号を受信する。このＲＦ受信セクションは、広帯域増幅器とインダクタンスとを含み、それは信号パスを構成し、この信号パス内をアンテナ信号がテレビジョン受像機までループスルーされる。このアンテナ信号は、ビデオレコーダがオンに切り替えられると、同時に増幅される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の一つの態様によれば、信号スプリッタは次の特徴を有する。制御可能ゲイン回路は、入力信号に応答して、相補ゲイン制御信号（complementary gain-controlled signals）の第１および第２のペアを提供する。各ペアにおいて、１つのゲイン制御信号（gain-controlled signal）は、最小ゲインＧｍｉｎと最大ゲインＧｍａｘ間の範囲に含まれるゲインＧで増幅された入力信号である。その他のゲイン制御信号は、相補ゲインＧｍａｘ−Ｇで増幅された入力信号である。一定ゲイン出力回路は、相補ゲイン制御信号の第１のペアにおける一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号の加重和を作成する。一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号のそれぞれの加重係数は、実質的に類似している。制御可能ゲイン出力回路は、相補ゲイン制御信号の第２のペアにおける一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号の加重和を作成する。一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号のそれぞれの加重係数は、実質的に異なっている。
【０００４】
本発明は、次の態様を考慮に入れる。信号処理チェーンへの信号スプリッタの挿入は、一般に、信号対雑音比に悪影響をもたらす。悪影響をもたらすことは、信号スプリッタが信号処理チェーンのフロントエンドに挿入される場合、特にあてはまる。増幅器は、信号対雑音比への悪影響を軽減するために、信号スプリッタの前に結合されてもよい。しかし、その場合、増幅器の背後にある信号処理段階は、より強い信号を受信することになる。強い信号を受信することは、一般に、信号対歪み比に悪影響をもたらす。信号対雑音比と信号対歪み比との間で妥協が行われる必要がある。
【０００５】
増幅器が制御可能なゲインを有する場合、妥協はより良好なものになりうる。１つまたは複数の小信号のみが入力において提示される場合、増幅器は、比較的高いゲインを提供するように制御される。その場合、信号処理チェーンは、比較的良好な信号対雑音比を提供する。強い信号が入力において提示される場合、増幅器は、比較的低いゲインを提供するように制御される。その場合、信号処理チェーンは、比較的良好な信号対歪み比を提供する。
【０００６】
しかし、制御可能なゲインを備える増幅器が信号スプリッタの前に結合される場合、不利な点がある。信号スプリッタは出力信号を提供し、その出力信号のそれぞれの振幅が増幅器のゲインに依存し、そのゲインは特定の基準に従って制御される。この基準は、信号スプリッタが提供するある出力信号には適している場合もあるが、別の出力信号には適していない場合もある。例えば、１つの出力信号が第１のチューナに適用され、別の出力信号が第２のチューナに適用されると仮定されるとする。さらに、第１のチューナが特定のチャネル「Ａ」に同調され、増幅器のゲインがチャネルＡの信号の振幅に基づいて制御されると仮定されるとする。第２のチューナは、異なるチャネル「Ｂ」に同調されているかもしれない。チャネルＡの信号の振幅は、第２のチューナが受信するチャネルＢの信号の振幅に影響を及ぼすことになる。これは一般に、望ましくない。
【０００７】
本発明の前述の態様によれば、制御可能ゲイン回路は、相補ゲイン制御信号の２つのペアを提供し、その一方のペアは制御可能ゲイン出力回路用、もう一方のペアは一定ゲイン出力回路用である。制御可能ゲイン出力回路が作成する加重和は出力信号を構成し、出力信号の振幅は制御可能ゲインに依存する。一定ゲイン出力回路が作成する加重和は、さらなる出力信号を構成し、出力信号の振幅は実質的に制御可能ゲインには依存しない。
【０００８】
したがって、本発明による信号スプリッタは、ある信号処理分岐に制御可能ゲインを提供し、別の信号処理分岐に固定ゲインを提供することができる。信号スプリッタは、２つの望ましい特徴を組み合わせる。１つの望ましい特性は、分割されるべき入力信号が制御可能ゲインにより増幅されることである。これにより、信号スプリッタが制御可能ゲインを提供する信号処理分岐は、信号対雑音比および信号対歪み比に関して十分なパフォーマンスを有することができる。もう１つの望ましい特性は、信号分割から生じる少なくとも１つの出力信号が、制御可能ゲインには実質的に依存しない振幅を有することである。これにより、もう一方の信号処理分岐は、信号を受信することができ、信号は最初に説明された信号処理分岐のゲイン制御によって影響を受けない。これらの理由により、本発明は、信号分割を必要とする用途において、十分な信号処理パフォーマンスに寄与する。
【０００９】
本発明のこれらおよびその他の態様は、これ以降図面を参照してさらに詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、例えば、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）レコーダまたはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）レコーダ、または両方の組み合わせのような、データ記録装置ＤＲＡを示す。データ記録装置ＤＲＡは、入力を受信した無線周波数スペクトルＲＦＩ内に存在する希望信号を選択する。この希望信号は、データを搬送する。データ記録装置ＤＲＡは、このデータをディスクに記録する。データ記録装置ＤＲＡは、テレビ受像機ＴＶＳに結合されてもよく、テレビ受像機ＴＶＳは破線により示されている。
【００１１】
データ記録装置ＤＲＡは、信号スプリッタＳＰＬと、チューナＴＵＮと、デコーダＤＥＣと、レコーダＲＥＣとを備える。信号スプリッタＳＰＬは、無線周波数スペクトルＲＦを増幅する。信号スプリッタＳＰＬは、２つの出力信号：制御可能ゲイン増幅無線周波数スペクトルＲＦＧＣおよび固定ゲイン増幅無線周波数スペクトルＲＦＧＦを提供する。データ記録装置ＤＲＡのチューナＴＵＮは、制御可能ゲイン増幅無線周波数スペクトルＲＦＧＣを受信する。テレビ受像機ＴＶＳは、固定ゲイン増幅無線周波数スペクトルＲＦＧＦを受信する。このように、固定ゲイン増幅無線周波数スペクトルＲＦＧＦは、いわゆるループスルー信号を構成し、このループスルー信号は、図１に示されるテレビ受像機ＴＶＳのような、１つまたは複数の他の装置に適用されうる。
【００１２】
チューナＴＵＮは、制御可能ゲイン増幅無線周波数スペクトルＲＦＧＣに応答して、中間周波数信号ＩＦを提供する。中間周波数信号ＩＦは、無線周波数スペクトルＲＦＩにおける希望信号の周波数偏移バージョンである。無線周波数スペクトルＲＦＩのその他の信号は、比較的大きい程度で減衰される。デコーダＤＥＣは、中間周波数信号ＩＦから記録可能データＤＡＴを取り出す。記録可能データＤＡＴは、例えば、ムービーを表してもよい。レコーダＲＥＣは、記録可能データＤＡＴを、データ記録装置ＤＲＡ内に存在するディスクに記録する。
【００１３】
図２は、信号スプリッタＳＰＬを示している。信号スプリッタＳＰＬは、入力キャパシタンスＣｉと、入力トランジスタＴＩと、トランスアドミタンス抵抗Ｒｔと、４つの電流スプリッタトランジスタＴＳ１、．．、ＴＳ４と、低ゲイン抵抗Ｒｌｇと、高ゲイン抵抗Ｒｈｇと、固定ゲイン抵抗Ｒｆｇと、フィードバックトランジスタＴＦと、フィードバック抵抗Ｒｆと、ＤＣ電流源ＣＳとを備える。信号スプリッタＳＰＬは、正の供給電圧パスＶＣＣおよび負の供給電圧パスＧＮＤを介して供給電圧を受け取る。入力トランジスタＴＩおよびフィードバックトランジスタＴＦは、好ましくはバイポーラトランジスタであり、そのバイポーラトランジスタは各々ベースと、エミッタと、コレクタとを有する。４つの電流スプリッタトランジスタＴＳ１、．．、ＴＳ４は、好ましくはＭＯＳトランジスタであり、そのＭＯＳトランジスタは各々ゲートと、ソースと、ドレインとを有する。高ゲイン抵抗Ｒｈｇは、低ゲイン抵抗Ｒｌｇと比較して比較的高い値を有することが好ましく、例えば１桁高い値である。
【００１４】
信号スプリッタＳＰＬは、さまざまなノード：入力ノードＮｉｎと、電流スプリッタノードＮｓｐと、ゲイン制御ノードＮｇｃ１、Ｎｇｃ２のペアと、低ゲインノードＮｌｇと、高ゲインノードＮｈｇと、固定ゲインノードＮｆｇとを備える。入力トランジスタＴＩのベースは、入力ノードＮｉｎに結合される。４つの電流スプリッタトランジスタＴＳ１、．．、ＴＳ４のそれぞれのソースは、電流スプリッタノードＮｓｐに結合される。電流スプリッタトランジスタＴＳ１およびＴＳ２のそれぞれのゲートは、ゲイン制御ノードＮｇｃ２に結合されるが、電流スプリッタトランジスタＴＳ３およびＴＳ４のそれぞれのゲートは、ゲイン制御ノードＮｇｃ１に結合される。電流スプリッタトランジスタＴＳ１およびＴＳ３のそれぞれのドレインは、固定ゲインノードＮｆｇに結合される。電流スプリッタトランジスタＴＳ２のドレインは、低ゲインノードＮｌｇに結合される。電流スプリッタトランジスタＴＳ４のドレインは、高ゲインノードＮｈｇに結合される。
【００１５】
低ゲイン抵抗Ｒｌｇは、正の供給電圧パスＶＣＣと低ゲインノードＮｌｇとの間に結合される。高ゲイン抵抗Ｒｈｇは、低ゲインノードＮｌｇと高ゲインノードＮｈｇとの間に結合される。固定ゲイン抵抗Ｒｆｇは、正の供給電圧パスＶＣＣと固定ゲインノードＮｆｇとの間に結合される。制御可能ゲイン増幅無線周波数スペクトルＲＦＧＣは、高ゲインノードＮｈｇから引かれる。固定ゲイン増幅無線周波数スペクトルＲＦＧＦは、固定ゲインノードＮｆｇから引かれる。
【００１６】
図２に示される電流スプリッタは、次のように動作する。入力トランジスタＴＩは、そのベースにおいて入力キャパシタンスＣｉを介して無線周波数スペクトルＲＦＩを受け取る。入力トランジスタＴＩおよびトランスアドミタンス抵抗Ｒｔはトランスアドミタンス段階を構成し、この段階が無線周波数スペクトルＲＦＩを信号電流Ｉｓに変換する。トランスアドミタンス段階はトランスアドミタンスゲインを有し、このゲインは電圧対電流変換率である。トランスアドミタンスゲインは、トランスアドミタンス抵抗Ｒｔの値と、入力トランジスタＴＩを経由して流れるバイアス電流とに依存する。トランスアドミタンスゲインはトランスアドミタンス抵抗Ｒｔの値のほぼ逆数であるが（１／Ｒｔ）、それはバイアス電流がトランスアドミタンス抵抗Ｒｔにわたり電圧を低下させ、その電圧の低下が２５ｍＶよりも少なくとも１桁大きくなる場合である。このことは以下で、事実であると仮定される。
【００１７】
４つの電流スプリッタトランジスタＴＳ１、．．、ＴＳ４は電流スプリッタを構成し、この電流スプリッタは信号電流Ｉｓを４つの部分Ｉｐ１、．．、Ｉｐ４に分割する。電流スプリッタノードＮｓｐは、電流スプリッタの入力として見なされうる。各電流スプリッタトランジスタＴＳのドレインは電流スプリッタの出力を構成し、電流スプリッタの出力は信号電流Ｉｓの特定部分を提供する。電流スプリッタトランジスタＴＳ１のドレインにおける信号電流Ｉｓの部分Ｉｐ１は、電流スプリッタトランジスタＴＳ２のドレインにおける部分Ｉｐ２とほぼ等しい。同様に、電流スプリッタトランジスタＴＳ３のドレインにおける信号電流Ｉｓの部分Ｉｐ３は、電流スプリッタトランジスタＴＳ４のドレインにおける部分Ｉｐ４と実質的に等しい。電流スプリッタトランジスタＴＳ１のドレインにおける信号電流Ｉｓの部分Ｉｐ１は１／２Ｘ＊Ｉｓであり、Ｘは０と１の間に含まれる電流スプリット係数であると仮定されるとする。その場合、電流スプリッタトランジスタＴＳ２のドレインにおける部分Ｉｐ２は、同様に１／２Ｘ＊Ｉｓである。電流スプリッタトランジスタＴＳ３のドレインにおける信号電流Ｉｓの部分Ｉｐ３は、１／２（１−Ｘ）＊Ｉｓである。電流スプリッタトランジスタＴＳ４のドレインにおける部分Ｉｐ４は、１／２（１−Ｘ）＊Ｉｓである。
【００１８】
電流スプリット係数Ｘは、ゲイン制御電圧に依存し、このゲイン制御電圧はゲイン制御ノードＮｇｃ１、Ｎｇｃ２のペアの間に存在する。例えば、電圧がゲイン制御ノードＮｇｃ２に存在し、その電圧がゲイン制御ノードＮｇｃ１に存在する電圧よりも著しく高いと仮定されるとする。その場合、電流スプリット係数Ｘは、実質的に１と等しくなる：信号電流Ｉｓの半分が電流スプリッタトランジスタＴＳ１を経由して流れ、残りの半分は電流スプリッタトランジスタＴＳ２を経由して流れることになる。実質的に、電流は、電流スプリッタトランジスタＴＳ３およびＴＳ４を経由して流れなくなる。今度は、電圧がゲイン制御ノードＮｇｃ１に存在し、その電圧がゲイン制御ノードＮｇｃ２に存在する電圧よりも著しく高いと仮定されるとする。その場合、電流スプリット係数は、実質的に０と等しくなる：信号電流Ｉｓの半分が電流スプリッタトランジスタＴＳ３を経由して流れ、残りの半分は電流スプリッタトランジスタＴＳ４を経由して流れることになる。実質的に、電流は、電流スプリッタトランジスタＴＳ１およびＴＳ２を経由して流れなくなる。
【００１９】
信号電流Ｉｓの部分Ｉｐ１および部分Ｉｐ３は、固定ゲインノードＮｆｇにおいて合計される。これらの部分の合計は、固定ゲイン抵抗Ｒｆｇを経由して流れる。したがって、信号電圧は固定ゲインノードＮｆｇにおいて存在し、その信号電圧は、固定ゲイン抵抗Ｒｆｇの値を乗算された部分Ｉｐ１およびＩｐ３の合計：Ｉｐ１＊Ｒｆｇ＋Ｉｐ３＊Ｒｆｇと等しい。部分Ｉｐ１が１／２Ｘ＊Ｉｓと等しく、部分Ｉｐ３が１／２（１−Ｘ）＊Ｉｓと等しいことが思い起こされる。これらの部分の合計は、１／２＊Ｉｓと等しい。したがって、信号電圧は固定ゲインノードＮｆｇにおいて存在し、その信号電圧は、固定ゲイン抵抗Ｒｆｇの値を乗算された１／２＊Ｉｓと等しい。信号電流Ｉｓは、トランスアドミタンス抵抗Ｒｔの値で除算された入力ノードＮｉｎにおける信号電圧とほぼ等しい。
【００２０】
したがって、信号スプリッタＳＰＬは、入力ノードＮｉｎから固定ゲインノードＮｆｇに固定ゲインを提供する。この固定ゲインは、トランスアドミタンス抵抗Ｒｔの値で除算された固定ゲイン抵抗Ｒｆｇの値のほぼ半分である：１／２Ｒｆｇ／Ｒｔ。信号電流Ｉｓの部分Ｉｐ４は高ゲイン抵抗Ｒｈｇを経由して流れ、この高ゲイン抵抗Ｒｈｇは低ゲインノードＮｌｇと高ゲインノードＮｈｇとの間に結合される。したがって、信号電圧は、低ゲインノードＮｌｇと高ゲインノードＮｈｇとの間に存在することになる。この信号電圧は、高ゲイン抵抗Ｒｈｇの値を乗算された信号電流Ｉｓの部分Ｉｐ４：Ｉｐ４＊Ｒｈｇと等しい。信号電流Ｉｓの部分Ｉｐ２および部分Ｉｐ４は、低ゲインノードＮｌｇにおいて合計される。これらの部分の合計は、低ゲイン抵抗Ｒｌｇを経由して流れる。したがって、信号電圧は低ゲインノードＮｌｇにおいて存在し、その信号電圧は、低ゲイン抵抗Ｒｌｇの値を乗算された部分Ｉｐ２およびＩｐ４の合計：Ｉｐ２＊Ｒｌｇ＋Ｉｐ４＊Ｒｌｇと等しい。
【００２１】
信号電圧は、高ゲインノードＮｈｇにおいて存在する。この信号電圧は、低ゲインノードＮｌｇにおいて存在する信号電圧と、低ゲインノードＮｌｇと高ゲインノードＮｈｇの間に存在する信号電圧との合計：Ｉｐ２＊Ｒｌｇ＋Ｉｐ４＊（Ｒｌｇ＋Ｒｈｇ）である。部分Ｉｐ２が１／２Ｘ＊Ｉｓと等しく、部分Ｉｐ４が１／２（１−Ｘ）＊Ｉｓと等しいことが思い起こされる。したがって、高ゲインノードＮｈｇにおいて存在する信号電圧は、１／２＊Ｉｓ＊Ｒｌｇ＋１／２（１−Ｘ）＊Ｉｓ＊Ｒｈｇである。
【００２２】
したがって、信号スプリッタＳＰＬは、入力ノードＮｉｎから高ゲインノードＮｈｇへの制御可能ゲインを提供する。制御可能ゲインは、電流スプリット係数が０と等しい場合に最大値を有する。最大値は、高ゲイン抵抗Ｒｈｇの値と低ゲイン抵抗Ｒｌｇの値の合計をトランスアドミタンス抵抗Ｒｔの値で除算したもののほぼ半分である：１／２（Ｒｈｇ＋Ｒｌｇ）／Ｒｔ。制御可能ゲインは、電流スプリット係数が１と等しい場合に最小値を有する。最小値は、トランスアドミタンス抵抗Ｒｔの値で除算された低ゲイン抵抗Ｒｌｇの値のほぼ半分である：１／２Ｒｌｇ／Ｒｔ。
【００２３】
フィードバックトランジスタＴＦは、エミッタフォロワを構成するものであり、固定ゲインノードＮｆｇにおいて存在する信号電圧を、フィードバック抵抗Ｒｆの接続に適用する。フィードバック抵抗Ｒｆの反対側の接続は、入力ノードＮｉｎに結合される。フィードバック抵抗Ｒｆは、入力信号電流を、フィードバックトランジスタＴＦを介して入力ノードＮｉｎから正の供給電圧パスＶＣＣに流れるようにさせる。この入力信号電流は、固定ゲインノードＮｆｇにおいて存在する信号電圧をフィードバック抵抗Ｒｆの値で除算したものとほぼ等しい。対象とする周波数において、短絡が、正の供給電圧パスＶＣＣと負の供給電圧パスＧＮＤとの間に存在すると考えられ、これが信号用接地を構成する。したがって、フィードバック抵抗Ｒｆが流れを生じさせる入力信号電流は、信号用接地に流れる。その結果、フィードバック抵抗Ｒｆは、入力ノードＮｉｎと信号用接地との間に存在する入力インピーダンスを実質的に決定する。
【００２４】
信号電圧Ｖｓが入力ノードＮｉｎにおいて存在すると仮定されるとする。その場合、固定ゲインノードＮｆｇにおける信号電圧は、固定ゲインを乗算された信号電圧Ｖｓである。フィードバック抵抗Ｒｆが流れを生じさせる入力信号電流は、固定ゲインが乗算され、フィードバック抵抗Ｒｆの値で除算された信号電圧Ｖｓである。入力ノードＮｉｎにおける入力インピーダンスは、入力信号電流で除算された信号電圧Ｖｓとほぼ等しい。したがって、入力インピーダンスは、固定ゲインで除算されたフィードバック抵抗Ｒｆの値である。
【００２５】
したがって、フィードバック抵抗Ｒｆの比較的高い値で、適切な入力インピーダンス、例えば５０または７５Ｏｈｍのような、を取得することが可能である。フィードバック抵抗Ｒｆの比較的高い値は、比較的低雑音を可能にする。このことは、適切な入力インピーダンスが、入力ノードＮｉｎと信号用接地との間に単に入力抵抗を結合することにより達成されるような解決策と比較すると、特にあてはまる。
【００２６】
上記の図面を参照した詳細な説明は、次の特徴を明らかにする。制御可能ゲイン回路は、入力信号に応答して相補ゲイン制御信号の第１および第２のペアを提供する（無線周波数スペクトルＲＦＩは入力信号を形成する；入力トランジスタＴＩ、トランスアドミタンス抵抗Ｒｔ、および電流スプリッタトランジスタＴＳ１、．．、ＴＳ４は制御可能ゲイン回路を形成する；部分Ｉｐ１およびＩｐ３は、相補ゲイン制御信号の第１のペアを構成する、部分Ｉｐ２およびＩｐ４は第２のペアを構成する）。各ペアにおいて、１つのゲイン制御信号は、最小ゲインＧｍｉｎと最大ゲインＧｍａｘ間の範囲に含まれるゲインＧで増幅される入力信号である（ゲインは、Ｉｐ１およびＩｐ２に対して１／２Ｒｔ＊Ｘ、Ｘは０と１の間で制御可能）。その他のゲイン制御信号は、相補ゲインＧｍａｘ−Ｇで増幅される入力信号である（ゲインは、Ｉｐ３およびＩｐ４に対して１／２Ｒｔ＊（１−Ｘ））。固定ゲイン出力回路は、相補ゲイン制御信号の第１のペアにおける一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号の加重和を作成する（固定ゲイン抵抗Ｒｆｇおよび固定ゲインノードＮｆｇは、Ｉｐ１およびＩｐ３の加重和を作成する：Ｉｐ１＊Ｒｆｇ＋Ｉｐ３＊Ｒｆｇ）。一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号のそれぞれの加重係数は、実質的に類似している（ＲｆｇはＩｐ１およびＩｐ３の両方の加重係数である）。制御可能ゲイン出力回路は、相補ゲイン制御信号の第２のペアにおける一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号の加重和を作成する（低ゲイン抵抗Ｒｌｇ、高ゲイン抵抗Ｒｈｇ、低ゲインノードＮｌｇ、および高ゲインノードＮｈｇは、Ｉｐ２およびＩｐ４の加重和を作成する：Ｉｐ２＊Ｒｌｇ＋Ｉｐ４＊（Ｒｌｇ＋Ｒｈｇ））。一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号のそれぞれの加重係数は、実質的に異なっている（ＲｌｇはＩｐ２の加重係数であり、Ｒｌｇ＋ＲｈｇはＩｐ４の加重係数である）。
【００２７】
以上の詳細な説明は、次のオプションの特徴をさらに明らかにする。ゲイン制御可能回路は、入力信号（無線周波数スペクトルＲＦＩ）に応答して信号電流（Ｉｓ）を提供するトランスアドミタンス回路（入力トランジスタＴＩ、トランスアドミタンス抵抗Ｒｔ）を備える。ゲイン制御可能回路はさらに、信号電流（Ｉｓ）を４つの部分（Ｉｐ１、．．、Ｉｐ４）に分割する電流スプリッタ（電流分割トランジスタＴＳ１、．．、ＴＳ４）を備え、電流スプリッタのうちの２つ（Ｉｐ１、Ｉｐ３）は相補ゲイン制御信号の第１のペアを構成し、電流スプリッタの他の２つの部分（Ｉｐ２、Ｉｐ４）は相補ゲイン制御信号の第２のペアを構成する。これらの特徴は、さらに十分な信号処理パフォーマンスに寄与するが、それは電流分割がもたらす歪みが比較的少ないからである。
【００２８】
以上の詳細な説明は、次ののオプションの特徴をさらに明らかにする。電流スプリッタは４つのトランジスタ（ＴＳ１、．．、ＴＳ４）を備え、各トランジスタは入力電流接続（ソース）と電流制御接続（ゲート）とを有し、それぞれの入力電流接続は入力電流ノード（電流スプリッタノードＮｓｐ）に結合され、入力電流ノードはトランスアドミタンス回路（入力トランジスタＴＩ、トランスアドミタンス抵抗Ｒｔ）から信号電流（Ｉｓ）を受け取るように結合され、４つのトランジスタのうちの２つ（ＴＳ１、ＴＳ２）のそれぞれの電流制御接続はゲイン制御ノード（Ｎｇｃ２）に結合され、４つのトランジスタのうちの他の２つ（ＴＳ３、ＴＳ４）のそれぞれの電流制御終端は別のゲイン制御ノード（Ｎｇｃ１）に結合される。これらの特徴により、比較的少ないコンポーネントで連続的なゲイン制御を行うことができる：ゲイン制御ノード間の電圧がゲインを決定する。
【００２９】
以上の詳細な説明は、次のオプションの特徴をさらに明らかにする。固定ゲイン出力回路は、供給電圧パス（ＶＣＣ）と固定ゲインノード（Ｎｆｇ）との間に結合された固定ゲイン抵抗（Ｒｆｇ）を備え、固定ゲインノード（Ｎｆｇ）は相補ゲイン制御信号の第１のペア（Ｉｐ１、Ｉｐ３）の一方のゲイン制御信号ともう一方のゲイン制御信号を受け取るように結合される。これにより、必要とされるコンポーネントが比較的少ないため、費用効率の高い実装が可能になる。
【００３０】
以上の詳細な説明は、次のオプションの特徴をさらに明らかにする。制御可能ゲイン出力回路は、低ゲインおよび高ゲインの抵抗（Ｒｌｇ、Ｒｈｇ）を備え、低ゲイン抵抗（Ｒｌｇ）は供給電圧パス（ＶＣＣ）と低ゲインノード（Ｎｌｇ）との間に結合され、低ゲインノード（Ｎｌｇ）は相補ゲイン制御信号の第２のペア（Ｉｐ２、Ｉｐ４）の一方のゲイン制御信号（Ｉｐ２）を受け取るように結合され、高ゲイン抵抗（Ｒｈｇ）は低ゲインノードと高ゲインノード（Ｎｈｇ）との間に結合され、高ゲインノード（Ｎｈｇ）は相補ゲイン制御信号の第２のペアのもう一方のゲイン制御信号（Ｉｐ４）を受け取るように結合される。これにより、必要とされるコンポーネントが比較的少ないため、費用効率の高い実装が可能になる。
【００３１】
以上の詳細な説明は、次のオプションの特徴をさらに明らかにする。信号スプリッタは、入力ノード（Ｎｉｎ）と固定ゲイン回路（Ｒｆｇ、Ｎｆｇ）の出力接続（Ｎｆｇ）との間に結合されたフィードバック抵抗（Ｒｆ）を備え、入力ノード（Ｎｉｎ）は入力信号（ＲＦＩ）を受け取るように結合され、出力接続（Ｎｆｇ）は相補ゲイン制御信号の第２のペア（Ｉｐ１、Ｉｐ３）における一方のゲイン制御信号およびもう一方のゲイン制御信号の加重和（Ｉｐ１＊Ｒｆｇ＋Ｉｐ３＊Ｒｆｇ）を提供するように結合される。これにより、比較的低雑音の適切な入力インピーダンスが可能になる。
【００３２】
前述の特徴は、数多くのさまざまな対応によって実装されうる。このことを説明するため、一部の代替が簡単に示される。例えば、制御可能ゲイン回路は、４つの個別の増幅器により実装されてもよく、各増幅器は特定のゲイン制御信号を提供する。各増幅器は、例えば、トランジスタを備えることができ、トランジスタのベースは入力信号を受け取り、トランジスタのエミッタは比較的低インピーダンスを介して信号用接地に結合される。トランジスタを経由して流れるバイアス電流は、ゲインを決定することになる。したがって、適切なゲインおよび相補ゲインは、それぞれのバイアス電流を適切に制御することにより達成されうる。例えば、バイアス電流は、単一の電流源から導かれてもよく、電流源の出力電流は４つの部分に分かれ、各部分は特定のトランジスタのバイアス電流を構成する。
【００３３】
電流を分割する数多くの対応がある。前述の説明は、振幅連続アプローチ（an amplitude-continuous approach）の例である。電流を不連続ステップで（in discrete steps）分割することも可能である。デジタル制御値は電流分割を決定することもでき、電流分割は、例えば電流分割係数０、１／４、１／２、３／４、および１の間で切り替えられてもよい。信号の加重和を作成する数多くの対応がある。前述の説明は、電流をベースにしたのアプローチの例であり、その中で抵抗は加重係数を構成する。例えば、加重組み合わせを作成する１つまたは複数の出力増幅器を実装することも可能である。そのような手法において、増幅器ゲインは、加重係数を構成することができる。
【００３４】
ハードウェアまたはソフトウェア、あるいはその両方の製品により機能を実装する数多くの方法がある。この点において、図面は非常に概略的であり、図面は各々、本発明の１つの可能な実施形態のみを表している。したがって、図面がさまざまな機能をさまざまなブロックとして示していても、これは決してハードウェアまたはソフトウェアの単一の製品が複数の機能を実行することを除外するものではない。また、ハードウェアまたはソフトウェア、あるいはその両方の製品の集まりが一つの機能を実行することを除外することもない。
【００３５】
前段で述べられた見解は、図面を参照した詳細な説明が本発明を限定するのではなく、本発明を例示することを明らかにする。数多くの代替実施形態があり、代替実施形態は、付属の特許請求の範囲内に含まれる。特許請求の範囲における任意の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」（含む）という語は、特許請求の範囲に記載されている要素またはステップ以外の要素またはステップの存在を除外するものではない。「ａ」または「ａｎ」（単数の）という語は、複数のそのような要素の存在を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】データ記録装置を示すブロック図である。
【図２】データ記録装置の一部を形成する信号スプリッタを示す回路図である。
【図１】
2008514089.tif 000003
【図２】
2008514089.tif 000004
【国際調査報告】
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