(57)【要約】プログラマブルゲイン増幅器に適したプログラマブルゲイン回路が記述される。一設計において、プログラマブルゲイン回路は、直列に連結された多数の減衰回路を含む。各減衰回路は、第１のモードまたは第２のモードにおいて動作し、第１のモードにおいて入力信号を減衰させ、第２のモードにおいて入力信号を通過させる。多数の減衰回路は、同一のまたは異なる減衰量を提供し得る。多数の減衰回路は、バイナリ復号減衰回路及び／または温度計復号減衰回路を含み得る。一設計において、各減衰回路は分配回路及び少なくとも１つのスイッチを含み得る。スイッチは、第１のモードまたは第２のモードを選択する。分配回路は、第１のモードにおいて入力信号を減衰させ、第２のモードにおいて入力信号を通過させる。プログラマブルゲイン回路は、全てのゲイン設定について所定の入力インピーダンス及び所定の出力インピーダンスを持ち得る。
2011502442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を受けて、出力信号を供給するように構成された分配回路と、
前記分配回路に連結され、前記分配回路のために第１のモードまたは第２のモードを選択するように構成された少なくとも１つのスイッチと
を具備し、
前記分配回路は、前記第１のモードにおいて前記入力信号を減衰させ、前記第２のモードにおいて前記入力信号を減衰させない、
装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのスイッチは、前記第１のモードにおいてグラウンドに前記分配回路からの中間電流を導き、前記第２のモードにおいて回路出力に前記分配回路からの中間電流を導くように構成された単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチを備える、請求項１の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのスイッチは、
前記分配回路の入力及び出力を渡って連結される第１のスイッチと、
前記分配回路の中間ポートとグラウンドとの間に連結される第２のスイッチと
を備え、
前記第１のモードにおいて、前記第１のスイッチは開であり、かつ、前記第２のスイッチは閉であり、
前記第２のモードにおいて、前記第１のスイッチは閉であり、かつ、前記第２のスイッチは開である、
請求項１の装置。
【請求項４】
前記分配回路は、
前記分配回路の入力と中心ノードとの間に連結される第１の抵抗器と、
前記分配回路の前記中心ノードと出力との間に連結される第２の抵抗器と、
前記分配回路の前記中心ノードと中間ポートとの間に連結される第３の抵抗器と
を含む抵抗パッドを備える、請求項１の装置。
【請求項５】
前記分配回路は、
前記分配回路の入力と出力との間に連結される第１の抵抗器と、
前記分配回路の前記入力と中間ポートとの間に連結される第２の抵抗器と、
前記分配回路の前記出力と前記中間ポートとの間に連結される第３の抵抗器と
を含む抵抗パッドを備える、請求項１の装置。
【請求項６】
前記分配回路は、前記第１及び第２のモードの両方について所定の入力インピーダンス及び所定の出力インピーダンスを持つ、請求項１の装置。
【請求項７】
直列に連結された複数の減衰回路を備えるプログラマブルゲイン回路を具備し、
各減衰回路は、第１のモードまたは第２のモードにおいて動作可能であり、前記第１のモードにおいて入力信号を減衰させ、かつ、前記第２のモードにおいて前記入力信号を減衰させないように構成される、
装置。
【請求項８】
前記プログラマブルゲイン回路に連結される入力を持つ増幅器を更に具備し、
前記増幅器は、前記プログラマブルゲイン回路の出力インピーダンスに基づいて固定のゲインを提供する、
請求項７の装置。
【請求項９】
各減衰回路は、
入力信号を受けて、分配回路についての出力信号を供給するように構成された分配回路と、
前記分配回路に連結され、前記減衰回路のために前記第１のモードまたは前記第２のモードを選択するように構成された少なくとも１つのスイッチと
を備え、
前記分配回路は前記第１のモードにおいて前記入力信号を減衰させ、前記第２のモードにおいて前記入力信号を減衰させない、
請求項７の装置。
【請求項１０】
前記複数の減衰回路は、
異なる減衰量を提供するバイナリ復号減衰回路のセットと、
等しい減衰量を提供する温度計復号減衰回路のセットと
を備える、請求項７の装置。
【請求項１１】
前記バイナリ復号減衰回路は任意順で選択可能であり、前記温度計復号減衰回路は所定順で選択される、請求項１０の装置。
【請求項１２】
前記バイナリ復号減衰回路の各々は、
入力信号を受けて、分配回路についての出力信号を供給するように構成された分配回路と、
前記分配回路の入力及び出力を渡って連結される第１のスイッチと、
前記分配回路の中間ポートとグラウンドとの間に連結される第２のスイッチと
を備え、
前記第１のモードについて、前記第１のスイッチは開であり、かつ、前記第２のスイッチは閉であり、
前記第２のモードについて、前記第１のスイッチは閉であり、かつ、前記第２のスイッチは開である、
請求項１０の装置。
【請求項１３】
前記温度計復号減衰回路の各々は、
入力信号を受けて、出力信号を供給するように構成された分配回路と、
前記第１のモードにおいてグラウンドへ前記分配回路からの中間電流を導き、前記第２のモードにおいて前記プログラマブルゲイン回路の出力へ前記分配回路からの中間電流を導くように構成された単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチと
を備える、
請求項１０の装置。
【請求項１４】
前記プログラマブルゲイン回路は、異なる減衰量に対応する複数のゲイン設定をサポートする、請求項７の装置。
【請求項１５】
前記プログラマブルゲイン回路は、全ての前記複数のゲイン設定について所定の入力インピーダンス及び所定の出力インピーダンスを持つ、請求項１４の装置。
【請求項１６】
直列に連結された複数の減衰回路を備えるプログラマブルゲイン回路を具備し、
各減衰回路は、第１のモードまたは第２のモードにおいて動作可能であり、前記第１のモードにおいて入力信号を減衰させ、かつ、前記第２のモードにおいて前記入力信号を減衰させないように構成される、
集積回路。
【請求項１７】
前記プログラマブルゲイン回路に連結される入力を持ち、前記プログラマブルゲイン回路の出力インピーダンスに基づいて固定のゲインを提供する増幅器を更に具備する、請求項１６の集積回路。
【請求項１８】
各減衰回路は、
入力信号を受けて、分配回路についての出力信号を供給するように構成された分配回路と、
前記分配回路に連結され、前記減衰回路のために前記第１のモードまたは前記第２のモードを選択するように構成されたスイッチと
を備え、
前記分配回路は、前記第１のモードにおいて前記入力信号を減衰させ、前記第２のモードにおいて前記入力信号を減衰させない、
請求項１６の集積回路。
【請求項１９】
前記複数の減衰回路は、
異なる減衰量を提供するバイナリ復号減衰回路のセットと、
等しい減衰量を提供する温度計復号減衰回路のセットと
を備える、請求項１６の集積回路。
【請求項２０】
複数のゲイン設定の中から１つのゲイン設定を選択することと、
選択されたゲイン設定に基づいて複数の減衰回路のための複数の制御信号を生成することと、
前記選択されたゲイン設定に対応するゲインを得るために、前記複数の減衰回路に入力信号を通すことと
を具備し、
各制御信号は、関連する減衰回路のために第１のモードまたは第２のモードを選択し、
各減衰回路は、前記第１のモードにおいて前記入力信号を減衰させ、前記第２のモードにおいて前記入力信号を減衰させない、
方法。
【請求項２１】
前記複数の減衰回路は、バイナリ復号減衰回路のセットを備え、
前記複数の制御信号を生成することは、任意順で前記バイナリ復号減衰回路を選択するために前記複数の制御信号を生成することを備え、
選択されるバイナリ復号減衰回路は、前記選択されたゲイン設定に基づいて決定される、
請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記複数の減衰回路は、温度計復号減衰回路のセットを備え、
前記複数の制御信号を生成することは、所定順で前記温度計復号減衰回路を選択するために前記複数の制御信号を生成することを備え、
選択される温度計復号減衰回路の数は、前記選択されたゲイン設定に基づいて決定される、
請求項２０の方法。
【請求項２３】
複数のゲイン設定の中から１つのゲイン設定を選択するための手段と、
選択されたゲイン設定に基づいて複数の減衰回路のための複数の制御信号を生成するための手段と、
前記選択されたゲイン設定に対応するゲインを得るために、前記複数の減衰回路に入力信号を通すための手段と
を具備し、
各制御信号は、関連する減衰回路のために第１のモードまたは第２のモードを選択し、
各減衰回路は、前記第１のモードにおいて前記入力信号を減衰させ、前記第２のモードにおいて前記入力信号を減衰させない、
装置。
【請求項２４】
前記複数の減衰回路は、バイナリ復号減衰回路のセットを備え、
前記複数の制御信号を生成するための手段は、任意順で前記バイナリ復号減衰回路を選択するために前記複数の制御信号を生成するための手段を備え、
選択されるバイナリ復号減衰回路は、前記選択されたゲイン設定に基づいて決定される、
請求項２３の装置。
【請求項２５】
前記複数の減衰回路は、温度計復号減衰回路のセットを備え、
前記複数の制御信号を生成するための手段は、所定順で前記温度計復号減衰回路を選択するために前記複数の制御信号を生成するための手段を備え、
選択される温度計復号減衰回路の数は、前記選択されたゲイン設定に基づいて決定される、
請求項２３の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にエレクトロニクスに関し、より具体的にはゲイン回路及び増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
増幅器は、信号を増幅して所望の信号レベルを得るために一般に使用される。増幅器は、通信、コンピューティング、ネットワーキング、コンシューマエレクトロニクスなどの種々のアプリケーションのために広く使用される。例えば、無線通信デバイスにおいて、増幅器は、ヘッドフォン、スピーカ、外部デバイスなどを駆動するために使用され得る。
【０００３】
増幅器は、種々の要求を持ち得る。例えば、増幅器は、大きなゲインレンジを提供し、かつ、小さなプログラマブルゲインステップを持つことを要求され得る。増幅器が、ロバスト性能を持ち、かつ、コスト削減のために小さなレイアウト領域を占めることもまた望まれ得る。
【発明の概要】
【０００４】
プログラマブルゲイン増幅器における使用及び他の回路と一緒の使用に適したプログラマブルゲイン回路が、本願において記述される。一設計において、プログラマブルゲイン回路は、直列に連結された多数の減衰回路を含む。各減衰回路は、第１のモードまたは第２のモードで動作し、第１のモードにおいて入力信号を減衰させ、第２のモードにおいて入力信号を通す（または、減衰させない）。多数の減衰回路は、同一の減衰量または異なる減衰量を提供し得る。様々な全体の減衰量に対応する多数のゲイン設定は、多数の減衰回路の各々を第１または第２モードのどちらかで動作するように制御することによって得ることができる。
【０００５】
一設計において、多数の減衰回路は、バイナリ復号減衰回路のセットと、温度計復号減衰回路のセットとを含む。バイナリ復号減衰回路は、例えばデシベル（dB）で２倍ずつ、異なる減衰量を提供し、任意順で選択され得る。選択されたバイナリ復号減衰回路は、選択されるゲイン設定に基づいて決定され得る。温度計復号減衰回路は、等しい減衰量を提供し、所定順で選択され得る。選択される温度計復号減衰回路の数は、選択されるゲイン設定に基づいて決定され得る。
【０００６】
プログラマブルゲイン回路は、全てのゲイン設定について所定の入力インピーダンス及び所定の出力インピーダンスを持ち得る。増幅器は、プログラマブルゲイン回路に連結され、プログラマブルゲイン回路の出力インピーダンスと帰還抵抗器とに基づいて固定のゲインを提供し得る。
【０００７】
一設計において、各減衰回路は、分配回路と少なくとも１つのスイッチとを含む。少なくとも１つのスイッチは、減衰回路について第１のモードまたは第２のモードを選択する。分配回路は、第１のモードにおいて入力信号を減衰させ、第２のモードにおいて入力信号を通す。分配回路は、Ｔ型抵抗パッド、π型抵抗パッドなどを用いて実装され、第１及び第２のモードの両方について固定の入力インピーダンス及び固定の出力インピーダンスを持ち得る。一設計において、少なくとも１つのスイッチは、分配回路からの中間（intermediate）電流を第１のモードにおいてグラウンドに導き、第２のモードにおいてプログラマブルゲイン回路に導く単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチを備える。別の設計において、少なくとも１つのスイッチは、第１及び第２のスイッチを備える。第１のスイッチは、分配回路の入力及び出力を渡って連結される。第２のスイッチは、分配器の中間ポートとグラウンドとの間に連結される。第１及び第２のスイッチは、第１のモードについて分配回路を使用可能（enable）にさせ、第２のモードについて分配回路をショートさせる。
【０００８】
この開示の種々の態様及び特徴は、以下に更に詳細に記述される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａ及び図１Ｂは、可変帰還抵抗器及び可変入力抵抗器を持つ可変ゲイン増幅器を夫々示す。
【図１Ｂ】図１Ａ及び図１Ｂは、可変帰還抵抗器及び可変入力抵抗器を持つ可変ゲイン増幅器を夫々示す。
【図２】図２は、プログラマブルゲイン回路を持つプログラマブルゲイン増幅器を示す。
【図３Ａ】図３Ａ乃至図３Ｃは、Ｔ型抵抗パッドを持つ３つの減衰回路を示す。
【図３Ｂ】図３Ａ乃至図３Ｃは、Ｔ型抵抗パッドを持つ３つの減衰回路を示す。
【図３Ｃ】図３Ａ乃至図３Ｃは、Ｔ型抵抗パッドを持つ３つの減衰回路を示す。
【図４】図４は、π型抵抗パッドを持つ減衰回路を示す。
【図５】図５は、Ｔ型抵抗パッドを持つ別の減衰回路を示す。
【図６】図６は、２つの６ｄＢ減衰回路を持つプログラマブルゲイン回路を示す。
【図７】図７は、多数の減衰回路を持つプログラマブルゲイン回路を示す。
【図８】図８は、プログラマブルゲイン回路を持つ差動プログラマブルゲイン増幅器を示す。
【図９】図９は、信号を調整するための処理を示す。
【図１０】図１０は、無線通信デバイスのブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１Ａは、可変帰還抵抗器を持つ可変ゲイン増幅器１００の概略図を示す。増幅器１００内で、抵抗器１１２及び１１４はＶｉｎｐ及びＶｉｎｎ信号を夫々受ける一端と、オペアンプ（op-amp）１１０の非反転及び反転入力に夫々連結される他端とを持つ。Ｖｉｎｐ及びＶｉｎｎ信号は、増幅器１００の差動入力信号を形成する。抵抗器１１６は、op-amp１１０の非反転入力に連結される一端と、回路グラウンドに連結される他端とを持つ。抵抗器１１８は、反転入力に連結される一端と、op-amp１１０の出力に連結される他端とを持つ。抵抗器１１２及び１１４はＲｉｎという固定値を持ち、抵抗器１１６及び１１８はＲｆｂという可変値を持つ。op-amp１１０は、信号増幅を提供する。抵抗器１１２から１１８までが増幅器１００のゲインＧを決定し、これは次のように表され得る。  
【数１】
2011502442.tif 000003
【００１１】
一般的に、及び、本願で使用されるように、ゲインは、（ｉ）線形単位で１（これは対数単位で０ｄＢ）に等しいか、（ｉｉ）線形単位で１より大きいか、（ｉｉｉ）線形単位で１より小さい。線形単位で１より大きいゲインは、信号増幅及び（ｄＢで）正のゲインに対応する。線形単位で１より小さいゲインは、信号減衰及び（ｄＢで）負のゲインに対応する。ｘｄＢの減衰が−ｘｄＢのゲインと同等であるように、減衰は負のゲインである。
【００１２】
抵抗器１１６及び１１８の値は、増幅器１００のゲインを調整するために変化し得る。増幅器１００は、例えば５４ｄＢの広いゲインレンジを提供するように要求され得るが、これは最小ゲインの約５００倍である最大ゲインに相当する。この場合には、抵抗器１１６及び１１８は、最大値が最小値の約５００倍であるように設計される必要があるだろう。そのような大きな抵抗比率は、シグナルインテグリティを低下させ得るし、大きな抵抗器領域を更に必要とし得るが、これはコストを増大させる。更に、Ｒｆｂ対Ｒｉｎという帰還比率がゲインＧを変更するために変化すると、帰還ループにおける浮遊（stray）寄生だけでなくループゲイン及び帯域幅も変化し得るが、これら全てが増幅器１００の安定性に影響し得る。最悪の場合のシナリオについて安定性が保証され得るように、増幅器１００が設計される必要があるだろう。
【００１３】
図１Ｂは、可変入力抵抗器を持つ可変ゲイン増幅器１５０の概略図を示す。増幅器１５０内で、op-amp１６０と抵抗器１６２、１６４、１６６及び１６８とが、図１Ａにおけるop-amp１１０と抵抗器１１２、１１４、１１６及び１１８と夫々同じ方法で連結される。抵抗器１６２及び１６４はＲｉｎという可変値を持ち、抵抗器１６６及び１６８はＲｆｂという固定値を持つ。増幅器１５０のゲインは、数式（１）に示されるように決定され得る。抵抗器１６６及び１６８は固定値を持つので、帰還ループにおける浮遊寄生はゲインＧの変更と共に変化しないだろうし、安定性における少しの追加的な変化もゲインの変更から生じないだろう。しかしながら、広いゲインレンジ（例えば、５４ｄＢ）を得るために、抵抗器１６２及び１６４は、最大値が最小値の多数倍（例えば、５００倍）であるように、設計されるかもしれない。大きな抵抗比率は、シグナルインテグリティを低下させ得るし、大きな抵抗器領域を更に必要とし得る。
【００１４】
増幅器１５０は、抵抗器１６２及び１６４についてのＲｉｎという可変値及び抵抗器１６６及び１６８についてのＲｆｂという可変値（図１Ｂに示されていない）を持つように設計され得る。これは、全体の比率が抵抗器１６２及び１６４と、抵抗器１６６及び１６８との間で分配されることを許容する。例えば、５４ｄＢというゲインレンジは、５００という帰還比率レンジを得るために、２０倍だけ変化する抵抗器１６２及び１６４と、２５倍だけ変化する抵抗器１６６及び１６８とを用いて達成され得る。しかしながら、帰還ループにおける浮遊寄生はＲｆｂを変更することによりなおも変化し得るが、これは追加的な安定性の変化に帰着し得る。
【００１５】
一態様において、プログラマブルゲイン増幅器は、固定ゲイン増幅器が後続するプログラマブルゲイン回路を用いて実装され得る。固定ゲイン増幅器は、Ｒｆｂという固定値を持ち、故に浮遊寄生の帰還ループの安定性に与える影響の変化を回避し得る。プログラマブルゲイン回路は約ｌｏｇ２（Ｎ）ステージを持つＮ個の異なるゲイン設定をサポートし得るが、ここでＮは任意の整数値であり得る。プログラマブルゲイン回路は、全Ｎ個のゲイン設定について固定の入力インピーダンス及び固定の出力インピーダンスも提供し得る。
【００１６】
図２は、プログラマブルゲイン増幅器２００の設計の概略図を示す。増幅器２００内で、プログラマブルゲイン回路２１０は、差動入力信号のためのＶｉｎｐ及びＶｉｎｎ信号を受ける差動入力と、op-amp２２０の非反転及び反転入力に連結される差動出力を持つ。抵抗器２２２は、op-amp２２０の非反転入力に連結される一端と、回路グラウンドに連結される他端とを持つ。抵抗器２２４は、op-amp２２０の反転入力と出力との間に連結される。抵抗器２２２及び２２４は、Ｒｆｂという固定値を持つ。op-amp２２０は、シングルエンド出力信号Ｖｏｕｔを供給する。
【００１７】
プログラマブルゲイン回路２１０は、図２に示されるように、回路２１０の各入力ポートをのぞき込む２Ｒ０の入力インピーダンスと、回路２１０の各出力ポートをのぞき込む２Ｒ０の出力インピーダンスを持つ。回路２１０はＧｐｇｃという可変量だけ差動入力信号を減衰させるが、これはゲイン選択信号によって決定される。op-amp２２０はＧｏｐ−ａｍｐという固定ゲインを提供するが、これは回路２１０の出力インピーダンス２Ｒ０と抵抗器２２２及び２２４の抵抗値Ｒｆｂとによって決定される。増幅器２００の全体のゲインＧｔｏｔａｌは、次のように表され得る。  
【数２】
2011502442.tif 000004
【００１８】
一般に、プログラマブルゲイン回路は、任意の範囲のゲインを提供し、任意の数のゲイン設定をサポートし得る。プログラマブルゲイン回路は、op-amp（例えば、図２に示されるように）などの増幅器と一緒に使用され得るし、他の回路とも一緒に使用され得る。
【００１９】
プログラマブルゲイン回路は、１つまたは複数の減衰回路を用いて実装され得る。各減衰回路は、選択されるときには特定の減衰量を提供し、バイパスされるときには少しの減衰も提供しないだろう。各減衰回路は、適切に終端されるときに、Ｒ０という固定の入力インピーダンス及びＲ０という固定の出力インピーダンスを持ち得る。整合された入力及び出力インピーダンスは、任意の数の減衰回路が直列に連結されることを許容し得る。
【００２０】
図３Ａは、減衰回路３２０の設計の概略図を示す。入力信号源３１０はＶｉｎ＝２Ｖという入力電圧及びＩｉｎ＝Ｉという入力電流を供給するが、Ｖ及びＩは任意の適切な値であり得るし、時間と共に変化し得る。入力抵抗器３１２は、Ｒ０という値を持ち、信号源３１０と減衰回路３２０の入力との間に連結される。出力抵抗器３１４もまた、Ｒ０の値を持ち、減衰回路３２０の出力と出力信号源３１６との間に連結される。信号源３１６は、減衰回路３２０が連結される低インピーダンス回路（例えば、op-ampの反転入力）をモデル化する。信号源３１６の出力は、仮想グラウンドと見なされ得る。
【００２１】
減衰回路３２０は、分配回路３３０を含む。分配回路３３０は、３つの抵抗器３３２、３３４及び３３６を用いて形成されるＴ型抵抗パッドを実装する。抵抗器３３２は、Ｒ１という値を持ち、分配回路３３０の入力と中心ノードＣとの間に連結される。抵抗器３３４は、Ｒ２という値を持ち、中心ノードＣと分配回路３３０の出力との間に連結される。抵抗器３３６は、Ｒ３という値を持ち、中心ノードＣと分配回路３３０の中間ポートＰとの間に連結される。図３Ａにおいて、中間ポートＰは回路グラウンドに連結される。
【００２２】
抵抗値Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、分配回路３３０について所望の減衰量Ｇａｔｔｅｎを提供するように選択され得る。更に、図３Ａに示されるように、減衰回路３２０の入力及び出力がＲ０を用いて適切に終端されるときに減衰回路３２０がＲ０という入力インピーダンス及びＲ０という出力インピーダンスを持つように、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は選択され得る。
【００２３】
テーブル１の列２は、分配回路３３０が６ｄＢの減衰を提供する設計についてのＲ１、Ｒ２及びＲ３の値を与える。列２は、図３Ａにおいてラベル付けされた種々の電圧及び電流の値も与える。  
【表１】
2011502442.tif 000005
【００２４】
テーブル１の列２に示されるように、仮想グラウンドを通り抜ける出力電流Ｉｏｕｔは、信号源３１０からの入力電流Ｉｉｎ＝Ｉの半分（または−６ｄＢ）である。Ｇａｔｔｅｎの他の値（例えば、１．５ｄＢ、３ｄＢ、１２ｄＢなど）はＲ１、Ｒ２及びＲ３の他の値を用いて得ることができるし、これらもまた減衰回路についてＲ０という固定の入力及び出力インピーダンスを提供するように選択され得る。
【００２５】
減衰回路３２０は、入力電流Ｉ１の一部を電流Ｉ２として出力ポートに導き、Ｉ１の残りの部分を電流Ｉ３として中間ポートに導くことができる電流減衰器と見なされ得る。入力電流Ｉ１に対する出力電流Ｉ２の比率は、減衰Ｇａｔｔｅｎに等しく、Ｒ０の選択値だけでなくＲ１、Ｒ２及びＲ３の選択値に依存する。Ｒ０は、減衰回路３２０が使用されるアプリケーションに基づいて選択され得るが、ＲＦ（radio frequency）アプリケーションについて５０または７５オーム、オーディオアプリケーションについて５Ｋ、１０Ｋまたは１５Ｋオームなどと同値であり得る。
【００２６】
図３Ｂは、０ｄＢまたはＧａｔｔｅｎのどちらかの減衰を提供できる減衰回路３２２の設計の概略図を示す。減衰回路３２２は、分配回路３３０及びスイッチ３４０を含む。スイッチ３４０は、その単極（pole）が分配回路３３０の中間ポートＰに連結され、その第１の投（throw）がノードＡ（これは信号源３１０の出力に連結される）に連結され、その第２の投がノードＢ（これは仮想グラウンドである）に連結される、単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチである。
【００２７】
減衰回路３２２は、バイパスモードまたは減衰モードで動作し得る。バイパスモードにおいて、スイッチ３４０はノードＡに連結され、減衰回路３２２は少しの減衰も提供しない（または０ｄＢ減衰を提供する）。減衰モードにおいて、スイッチ３４０はノードＢに連結され、減衰回路３２２はＧａｔｔｅｎの減衰を提供する。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、減衰回路３２２が選択されるときに所望の減衰量Ｇａｔｔｅｎを提供するように選択され得る。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、図３Ｂに示されるように、Ｒ０という適切な入力及び出力終端に対して減衰回路３２２がＲ０という入力インピーダンス及びＲ０という出力インピーダンスを持つようにも選択され得る。
【００２８】
テーブル１の列３及び４は、選択時に減衰回路３２２が６ｄＢの減衰を提供する設計についてのＲ１、Ｒ２及びＲ３の値を与える。列３は、減衰回路３２２がバイパスモードであるときの、図３Ｂにおいてラベル付けされた種々の電圧及び電流の値も与える。列４は、減衰回路３２２が減衰モードであるときの種々の電圧及び電流の値を与える。列３に示されるように、仮想グラウンドを通り抜ける出力電流Ｉｏｕｔは、バイパスモードにおいて、信号源３１０からの入力電流Ｉｉｎに等しい。列４に示されるように、仮想グラウンドを通り抜ける出力電流Ｉｏｕｔは、減衰モードにおいて、信号源３１０からの入力電流Ｉｉｎの半分（または−６ｄＢ）である。減衰回路３２２の入力及び出力インピーダンスは、バイパス及び減衰モードの両方についてＲ０に等しい。
【００２９】
図３Ｂに示される設計において、スイッチ３４０は、いかなる時もノードＡまたはノードＢのどちらかに連結される。ノードＢはグラウンドである一方、ノードＡは可変入力電圧Ｖｉｎである。スイッチ３４０は、１つまたは複数のＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）を用いて実装され得る。ＭＯＳＦＥＴの線形性は、ＭＯＳＦＥＴのソース及びドレインが大きな可変電圧の代わりに固定電圧または小さな電圧に連結されるときに改善し得る。
【００３０】
図３Ｃは、０ｄＢまたはＧａｔｔｅｎのどちらかの減衰を提供できる減衰回路３２４の設計の概略図を示す。減衰回路３２４は、分配回路３３０及びスイッチ３４０を含む。スイッチ３４０は、その単極が分配回路３３０の中間ポートＰに連結され、その第１の投がノードＹ（これは回路グラウンドである）に連結され、その第２の投がノードＺ（これは信号源３１６の仮想グラウンドに連結される）に連結される。減衰回路３２２は、スイッチ３４０がノードＹに連結されるときにＧａｔｔｅｎの減衰を提供し、スイッチ３４０がノードＺに連結されるときに少しの減衰も提供しない。ノードＹ及びＺは現実または仮想のグラウンドであるので、スイッチ３４０の線形性は改善し得る。テーブル１の列５及び６は、減衰回路３２４がバイパスモード及び減衰モードにあるときの、図３Ｃにおける種々の電圧及び電流の値を夫々与える。
【００３１】
図３Ｂ及び図３Ｃに示されるように、減衰回路３２２は、相補的（即ち、対称）であり、減衰回路３２４を得るために水平にひっくり返され得る。たとえ減衰回路３２４内の電圧及び電流の値がバイパス及び減衰モードについて減衰回路３２２内の対応する電圧及び電流の値と異なり得るとしても、減衰回路３２２及び３２４は同一の全体の伝達関数を持つ。
【００３２】
図４は、０ｄＢまたはＧａｔｔｅｎのどちらかの減衰を同様に提供できる減衰回路４２０の設計の概略図を示す。減衰回路４２０は、図３における分配回路３３０及びスイッチ３４０と同じ方法で連結される分配回路４３０及びスイッチ４４０を含む。
【００３３】
分配回路４３０は、３つの抵抗器４３２、４３４及び４３６により形成されるπ型抵抗パッドを実装する。抵抗器４３２は、Ｒａの値を持ち、分配回路４３０の入力と出力との間に連結される。抵抗器４３４は、Ｒｂの値を持ち、分配回路４３０の入力と中間ポートＰとの間に連結される。抵抗器４３６は、Ｒｃの値を持ち、分配回路４３０の出力と中間ポートＰとの間に連結される。Ｒａ、Ｒｂ及びＲｃは、減衰回路４２０が減衰モードにおいて所望の減衰量Ｇａｔｔｅｎを提供するように、選択され得る。Ｒａ、Ｒｂ及びＲｃは、減衰回路４２０が減衰モード及びバイパスモードの両方についてのＲ０という適切な入力及び出力終端に対して、Ｒ０という入力インピーダンス及びＲ０という出力インピーダンスを持つように、更に選択され得る。
【００３４】
図５は、０ｄＢまたはＧａｔｔｅｎのどちらかの減衰を同様に提供できる減衰回路５２０の設計の概略図を示す。減衰回路５２０は、分配回路５３０と、スイッチ５４０及び５４２とを含む。分配回路５３０は、３つの抵抗器５３２、５３４及び５３６により形成されるＴ型抵抗パッド実装する。スイッチ５４０は、分配回路５３０の中間ポートＰに連結される一端と、回路グラウンドに連結される他端とを持つ。スイッチ５４２は、分配回路５３０の入力と連結される一端と、分配回路５３０の出力に連結される他端とを持つ。
【００３５】
バイパスモードについて、スイッチ５４２は閉であり、スイッチ５４０は開であり、分配回路５３０は本質的にショートされている。このモードにおいて、Ｖ２＝Ｖ１であり、Ｉｏｕｔ＝Ｉ２＝Ｉ１＝Ｉｉｎである。減衰モードについて、スイッチ５４２は開であり、スイッチ５４０は閉であり、分配回路５３０は使用可能である。このモードにおいて、Ｖ２はＶ１の一部分（fraction）であり、Ｉ２はＩ１の一部分である。減衰回路５２０が、図５に示されるように、（ｉ）減衰モードにおいて所望の減衰量Ｇａｔｔｅｎを提供し、（ｉｉ）適切な入力及び出力終端に対してＲ０という入力及び出力インピーダンスを持つように、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は選択され得る。
【００３６】
図５に示される設計において、スイッチ５４２は、バイパスモードが選択されるときに、信号パスに位置している。スイッチ５４２は、入力信号が過度に劣化しないように、十分に小さな「オン」抵抗を持ち、かつ、十分に小さな寄生キャパシタンスを持つように設計され得る。
【００３７】
図３Ｂから５までは、バイパスモードまたは減衰モードのどちらにおいても動作し得る減衰回路の一部の例示的な設計を示す。減衰回路は、他の設計を用いて同様に実装され得る。一般に、減衰回路は、例えば、抵抗器により形成される抵抗パッド、キャパシタにより形成される容量パッドなどの任意のタイプの分配回路を使用し得る。抵抗パッドは、Ｔ型抵抗パッド、π型抵抗パッドなどであり得る。減衰回路は、減衰回路内の任意の場所に位置し、所望の機能を達成するために任意の方法で動作し得る１つまたは複数のスイッチも持ち得る。
【００３８】
明確性のために、図３Ａから５までは、入力信号源３１０と出力信号源３１６との間に連結される単一の減衰回路を示す。多数の減衰回路が、３以上のゲイン設定をサポートするために直列に連結され得る。
【００３９】
図６は、２つの減衰回路６２０ａ及び６２０ｂを持つプログラマブルゲイン回路６００の設計の概略図を示す。各減衰回路６２０ａは分配回路６３０及びスイッチ６４０を含み、これらは図６Ｃにおいて分配回路３３０及びスイッチ３４０について前述された通りに連結される。減衰回路６２０ａは、その入力が入力抵抗器６１２に連結され、その出力が減衰回路６２０ｂの入力に連結される。減衰回路６２０ｂは、その出力が出力抵抗器６１４に連結される。入力信号源６１０は抵抗器６１２に連結され、出力信号源６１６は抵抗器６１４に連結される。
【００４０】
各減衰回路６２０において、分配回路６３０は３つの抵抗器６３２、６３４及び６３６により形成されるＴ型抵抗パッドを実装する。各減衰回路６２０における抵抗器６３２、６３４及び６３６は、当該減衰回路が選択されるときに６ｄＢの減衰を提供し、かつ、Ｒ０／３の値を持つように、設計される。スイッチ６４０ａは、その単極が分配回路６３０ａの中間ポートＰに連結され、その第１の投がノードＹ１（これは回路グラウンドである）に連結され、その第２の投がノードＺ（これは信号源６１６の出力における仮想グラウンドに連結される）に連結される。同様に、スイッチ６４０ｂは、その単極が分配回路６３０ｂの中間ポートＰに連結され、その第１の投がノードＹ２（これは回路グラウンドである）に連結され、その第２の投がノードＺに連結される。スイッチ６４０ａは、Ｓ１制御信号によって制御され、分配回路６３０ａのポートＰからのＩ／２という中間電流をノードＹ１またはノードＺのどちらかに導くことができる。スイッチ６４０ｂは、Ｓ２制御信号によって制御され、分配回路６３０ｂのポートＰからのＩ／４という中間電流をノードＹ２またはノードＺのどちらかに導くことができる。
【００４１】
テーブル２は、Ｓ１及びＳ２制御信号によって決定される４つの異なるゲイン設定についてのプログラマブルゲイン回路６００のゲインを示す。テーブル２において、各制御信号Ｓ１またはＳ２について、「０」の値はバイパスモードに対応し、「１」の値は減衰モードに対応する。各ゲイン設定について、線形ゲインは列３で与えられ、ｄＢゲインは列４で与えられる。
【表２】
2011502442.tif 000006
【００４２】
テーブル２の列３によって示されるように、プログラマブルゲイン回路６００のゲインは、線形単位で０．２５のインクリメントで変化し得る。しかしながら、対数単位で６ｄＢのインクリメントでプログラマブルゲイン回路６００のゲインを設定することが望ましいかもしれない。この場合には、テーブル２の行３におけるＳ１＝１かつＳ２＝０というゲイン設定は、捨てられてよい（即ち、使用されなくてよい）。プログラマブルゲイン回路６００は、Ｓ１＝Ｓ２＝０（両方の減衰回路６２０ａ及び６２０ｂが選択されない）状態で０ｄＢのゲイン、Ｓ１＝０かつＳ２＝１（減衰回路６２０ｂのみが選択された）状態で−６ｄＢのゲイン、Ｓ１＝Ｓ２＝１（両方の減衰回路６２０ａ及び６２０ｂが選択された）状態で−１２ｄＢのゲインを提供し得る。
【００４３】
図７は直列に連結された多数（Ｋ個）の減衰回路７２０ａから７２０ｋまでを持つプログラマブルゲイン回路７００の設計の概略図を示し、ここでＫは１より大きい任意の整数値であり得る。入力抵抗器７１２は、入力信号Ｖｉｎを一端で受け、その他端が第１の減衰回路７２０ａの入力に連結される。各減衰回路７２０（最後の減衰回路７２０ｋを除く）は、その出力が次の減衰回路の入力に連結される。出力抵抗器７１４は、最後の減衰回路７２０ｋの出力に連結される一端と、回路７００の出力に連結される他端とを持ち、これは図７に示されるような仮想グラウンドまたは低インピーダンスノードであり得る。
【００４４】
各減衰回路７２０は、図３Ｃにおける減衰回路３２４、図４における減衰回路４２０、図５における減衰回路５２０または何らかの他の減衰回路を用いて実装され得る。各減衰回路７２０はＳｋ制御信号に基づいて減衰モードまたはバイパスモードのどちらかで動作することができ、ここでｋ∈｛１，・・・，Ｋ｝である。減衰回路７２０ａから７２０ｋまでは、選択されるときにＧ１からＧＫまでという減衰を夫々提供するように設計され得る。Ｇ１からＧＫまでは、夫々任意の適した値であってよく、回路７００が使用されるアプリケーションに基づいて選択され得る。図７に示されるように、回路７００の入力及び出力がＲ０によって適切に終端されていることを仮定して、（ｉ）各減衰回路が選択されるときに当該減衰回路についての所望の減衰量Ｇｋを提供でき、（ｉｉ）最初の減衰回路７２０ａの入力をのぞき込む入力インピーダンスが全てのゲイン設定についてＲ０であり、（ｉｉｉ）最後の減衰回路７２０ｋの出力をのぞき込む出力インピーダンスもまた全てのゲイン設定についてＲ０であるように、減衰回路７２０ａから７２０ｋまでは設計され得る。
【００４５】
一般に、プログラマブルゲイン回路は、直列に連結された任意の数の減衰回路を含み得るし、各減衰回路は選択されるときに任意の減衰量を提供し得る。全体のゲインレンジ、ゲイン設定の数及びゲインステップは、プログラマブルゲイン回路が使用されるアプリケーションに基づいて選択され得る。
【００４６】
図８は、op-amp８３０が後続するプログラマブルゲイン回路８０２から成るプログラマブルゲイン増幅器８００の設計の概略図を示す。増幅器８００は、１．５ｄＢステップで５８．５ｄＢという全体のゲインレンジを提供し、合計４０個のゲイン設定を持つ。増幅器８００は、Ｖｉｎｐ及びＶｉｎｎ信号から成る差動入力信号を受け、Ｖｏｕｔ信号から成るシングルエンド出力信号を供給する。
【００４７】
Ｖｉｎｐ信号パスについて、プログラマブルゲイン回路８０２は、直列に連結された７つの減衰回路８２１ａから８２７ａまでを含む。入力抵抗器８１２ａは、一端でＶｉｎｐ信号を受け、その他端が最初の減衰回路８２１ａの入力に連結される。出力抵抗器８１４ａは、最後の減衰回路８２７ａの出力に連結される一端と、op-amp８３０の非反転入力に連結される他端とを持つ。Ｖｉｎｎ信号パスについて、プログラマブルゲイン回路８０２は、直列に連結された７つの減衰回路８２１ｂから８２７ｂまでを含む。入力抵抗器８１２ｂは、Ｖｉｎｎ信号を一端で受け、その他端が最初の減衰回路８２１ｂの入力に連結される。出力抵抗器８１４ｂは、最後の減衰回路８２７ｂの出力に連結される一端と、op-amp８３０の反転入力に連結される他端とを持つ。Ｖｉｎｎ信号パスは、本質的にＶｉｎｐ信号パスの鏡像である。
【００４８】
抵抗器８１６ａは、op-amp８３０の非反転入力に連結される一端と、回路グラウンドに連結される他端とを持つ。帰還抵抗器８１６ｂは、op-amp８３０の反転入力と出力との間に連結される。
【００４９】
図８に示される設計において、各入力信号パスにおける３つの減衰回路８２１から８２３までは、バイナリ復号を用いて実装され、ｄＢで２倍ずつ異なる減衰量を提供する。減衰回路８２１は選択されるときに１．５ｄＢの減衰を提供し、減衰回路８２２は選択されるときに３ｄＢの減衰を提供し、減衰回路８２３は選択されるときに６ｄＢの減衰を提供する。減衰回路８２１ａから８２３ｂまでの各々は、図５における減衰回路５２０を用いて実装され得る。減衰回路８２１ａから８２３ｂまでの各々のノードＸは、図５におけるノードＸに相当する。減衰回路８２１ａから８２３ｂまでのＸノードはコモンモードノードＶｃｍに連結されるが、これはＶｉｎｐ及びＶｉｎｎ信号の平均電圧の約半分のＤＣ電圧を持つ低インピーダンスノードである。減衰回路８２１ａから８２３ｂまでの各々は、図５について前述されたように、バイパスモードにおいてその入力電流Ｉ１の全てを出力に導き、減衰モードにおいてその中間電流Ｉ３をノードＶｃｍに導く。
【００５０】
図８に示される設計において、各入力信号パスにおける４つの減衰回路８２４から８２７までは、温度計復号を用いて実装され、同一の減衰量を提供する。各減衰回路は、選択されるときに１２ｄＢの減衰を提供する。減衰回路８２４ａから８２７ｂまでの各々は、図３Ｃにおける減衰回路３２４または図４における減衰回路４２０を用いて実装され得る。減衰回路８２４ａから８２７ｂまでの各々のノードＹは図３Ｃまたは４におけるノードＹに相当し、ノードＺは図３Ｃまたは４におけるノードＺに相当する。減衰回路８２４ａから８２７ａまでのＺノードは、op-amp８３０の非反転入力に連結される。減衰回路８２４ｂから８２７ｂまでのＺノードは、op-amp８３０の反転入力に連結される。減衰回路８２４ａから８２７ｂまでのＹノードは、ノードＶｃｍに連結される。減衰回路８２４ａから８２７ａまでの各々は、その中間電流Ｉ３を、バイパスモードにおいてop-amp８３０の非反転入力に導き、減衰モードにおいてノードＶｃｍに導く。減衰回路８２４ｂから８２７ｂまでの各々は、その中間電流Ｉ３を、バイパスモードにおいてop-amp８３０の反転入力に導き、減衰モードにおいてノードＶｃｍに導く。
【００５１】
減衰回路の３つのペア８２１ａ及び８２１ｂ、８２２ａ及び８２２ｂ、８２３ａ及び８２３ｂは、任意順かつ互いに独立に選択され得る。減衰回路８２１ａ及び８２１ｂは１．５ｄＢの減衰を提供するために選択され、減衰回路８２２ａ及び８２２ｂは３ｄＢの減衰を提供するために選択され、減衰回路８２３ａ及び８２３ｂは６ｄＢの減衰を提供するために選択され得る。選択された各減衰回路は、その中間電流Ｉ３をノードＶｃｍに導き、減衰を提供する。
【００５２】
減衰回路の４つのペア８２４ａ及び８２４ｂ、８２５ａ及び８２５ｂ、８２６ａ及び８２６ｂ、８２７ａ及び８２７ｂは、１２ｄＢステップで減衰を得るために所定順で選択され得る。減衰回路８２４ａ及び８２４ｂは１２ｄＢの減衰を提供するために１番目に選択され、減衰回路８２５ａ及び８２５ｂは２４ｄＢの減衰を提供するために次に更に選択され、減衰回路８２６ａ及び８２６ｂは３６ｄＢの減衰を提供するために次に更に選択され、減衰回路８２７ａ及び８２７ｂは４８ｄＢの減衰を提供するために最後に更に選択され得る。選択された各減衰回路は、その中間電流Ｉ３をノードＶｃｍに導き、減衰を提供する。選択されない各減衰回路は、その中間電流Ｉ３をop-amp８３０の非反転入力または反転入力のどちらかに導き、少しの減衰も提供しない。
【００５３】
テーブル３は、図８における各減衰回路についてＲ０、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の値を与える。テーブル３は、減衰回路８２１ａから８２３ｂまでの各々が図５に示されるように実装され、減衰回路８２４ａから８２７ｂまでの各々が図３Ｃに示されるように実装される設計を仮定する。  
【表３】
2011502442.tif 000007
【００５４】
図８に示される設計について、ビットｂ１からｂ６までから成る６ビットゲイン選択信号が、４０個のゲイン設定のうち１つを選択するために使用され得る。ゲイン選択信号は、０ｄＢという最大ゲイン設定のためのｂ６・・・ｂ１＝００００００（バイナリ）から、−５８．５ｄＢという最小ゲイン設定のためのｂ６・・・ｂ１＝１００１１１（バイナリ）までの範囲にわたる。ｘ（１０進法）というゲイン設定について減衰量は１．５ｘｄＢであり、ここでｘは０から３９までの範囲にわたる。図８における減衰回路の７つのペアのためのＳ１からＳ７までの制御信号は、次のように生成され得る。Ｓ１＝ｂ１、Ｓ２＝ｂ２、Ｓ３＝ｂ３、Ｓ４＝ｂ４＋ｂ５＋ｂ６、Ｓ５＝ｂ５＋ｂ６、Ｓ６＝ｂ４＊ｂ５＋ｂ６、Ｓ７＝ｂ６であり、ここで「＋」は論理ＯＲ演算を意味し、「＊」は論理ＡＮＤ演算を意味する。Ｓ１からＳ７までの制御信号は、バイナリコード化されたゲイン選択信号のビットｂ１からｂ６までから容易に生成され得る。
【００５５】
小さな減衰のためのバイナリ復号減衰回路８２１ａから８２３ｂまでと、大きな減衰のための温度計復号減衰回路８２４ａから８２７ｂまでとの両方の使用は、減衰回路の数を削減しつつゲイン精度を改善し得る。大きな減衰を持つ減衰回路について、集積回路（ＩＣ）製造プロセスにおけるランダム変動による抵抗値のわずかな比率の変化が、１．５ｄＢという最小のゲインステップと比較して相対的に大きなゲインエラーに帰着し得る。従って、ゲイン精度を改善するために、温度計復号が、大きな減衰を持つ減衰回路に使用され得る。小さな減衰を持つ減衰回路について、ランダムプロセス変動による抵抗値の同様のわずかな比率の変化は、１．５ｄＢという最小のゲインステップと比較して相対的に小さなゲインエラーに帰着し得る。従って、ゲイン精度を犠牲にすることなく減衰回路の数を削減するために、バイナリ復号が、より小さな減衰を持つ減衰回路に使用される。回路６００にあるように、ｄＢ単位で最も単純なゲインインクリメントを得るために、バイナリ復号減衰回路は温度計復号減衰回路の前に置かれるべきである。
【００５６】
図８は、バイナリ復号減衰回路の３つのペア８２１ａから８２３ｂまでと、温度計復号減衰回路の４つのペア８２４ａから８２７ｂまでとを持つ例示的なプログラマブルゲイン回路８０２を示す。一般に、プログラマブルゲイン回路は、任意の数のバイナリ復号減衰回路と、任意の数の温度計復号減衰回路とを含み得る。バイナリ復号減衰回路の数及び温度計復号減衰回路の数は、所望の全体のゲインレンジ、所望のゲインステップ、所望のゲイン精度、ＩＣプロセス変動の期待量及び／または他の要因に基づいて選択され得る。
【００５７】
図９は、信号を調整するための処理９００の設計のフロー図を示す。１つのゲイン設定が、複数のゲイン設定の中から選択され得る（ブロック９１２）。複数の制御信号が、選択されたゲイン設定に基づいて複数の減衰回路のために生成され得る（ブロック９１４）。各制御信号は、関連する減衰回路のために第１／減衰モードまたは第２／バイパスモードを選択し得る。各減衰回路は、第１のモードにおいて入力信号を減衰させ、第２のモードにおいて入力信号をバイパスさせる（減衰させない）ことができる。入力信号は、選択されたゲイン設定に対応するゲインを得るために複数の減衰回路に通され得る（ブロック９１６）。
【００５８】
複数の減衰回路は、バイナリ復号減衰回路のセットを備え得る。制御信号は、任意順でバイナリ復号減衰回路を選択するために生成され得るが、選択されるバイナリ復号減衰回路は選択されたゲイン設定に基づいて決定される。代替的または追加的に、複数の減衰回路は、温度計復号減衰回路のセットを備え得る。制御信号は、所定順で温度計復号減衰回路を選択するために生成され得るが、選択される温度計復号減衰回路の数は選択されたゲイン設定に基づいて決定される。一般に、減衰回路が選択される方法は、減衰回路の設計に依存し得る。
【００５９】
本願に記述されるプログラマブルゲイン回路は、通信、コンピューティング、ネットワーキング、パーソナルエレクトロニクスなどの種々のアプリケーションのために使用され得る。例えば、プログラマブルゲイン回路は、無線通信デバイス、セルラ電話機、ＰＤＡ（personal digital assistants）、ハンドヘルドデバイス、ゲームデバイス、コンピューティングデバイス、ラップトップコンピュータ、カスタマーエレクトロニクスデバイス、パーソナルコンピュータ、コードレス電話機などのために使用され得る。無線通信デバイスにおけるプログラマブルゲイン回路の例示的使用が、以下に記述される。
【００６０】
図１０は、無線通信システムのための無線通信デバイス１０００の設計のブロック図を示す。無線デバイス１０００は、セルラ電話機、端末、ハンドセット、無線モデムなどであり得る。無線通信デバイスは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）システムなどであり得る。
【００６１】
無線デバイス１０００は、受信パス及び送信パス経由での双方向通信を提供することができる。受信パスでは、基地局から送信された信号がアンテナ１０１２によって受信され、受信器（ＲＣＶＲ）１０１４に供給される。受信器１０１４は、受信信号を調整及びデジタル化し、更なる処理のためにデジタル部１０２０へサンプルを供給する。送信パスでは、送信器（ＴＭＴＲ）は、デジタル部１０２０から送られたデータを受け取り、データを処理及び調整し、変調信号を生成するが、これはアンテナ１０１２を経由して基地局に送信される。受信器１０１４及び送信器１０１６は、ＣＤＭＡ、ＧＳＭなどをサポートし得る送受信器の一部であり得る。
【００６２】
デジタル部１０２０は、モデムプロセッサ１０２２、ＲＩＳＣ／ＤＳＰ（reduced instruction set computer / digital signal processor）１０２４、コントローラ／プロセッサ１０２６、メモリ１０２８、オーディオプロセッサ１０３０、オーディオドライバ１０３２、外部デバイスドライバ１０３４及びディスプレイドライバ１０３６などの、種々の処理、インタフェース及びメモリユニットを含む。モデムプロセッサ１０２２は、例えば、エンコード、変調、復調、デコードなどの、データ送信及び受信のための処理を実行し得る。ＲＩＳＣ／ＤＳＰ１０２４は、無線デバイス１０００のために一般的な処理及び専門の処理を実行し得る。コントローラ／プロセッサ１０２６は、デジタル部１０２０内の種々のユニットの動作を指図し得る。メモリ１０２８は、デジタル部１０２０内の種々のユニットのためのデータ及び／または命令を保存し得る。
【００６３】
オーディオプロセッサ１０３０は、オーディオソース１０４０、マイクロホン１０４２などからの入力信号のためにエンコードを実行し得る。オーディオプロセッサ１０３０は、コード化されたオーディオデータのために同様にデコードを実行し、出力信号をオーディオドライバ１０３２に供給し得る。オーディオドライバ１０３２は、ヘッドセット１０４４、スピーカ１０４６などを駆動し得る。外部デバイスドライバ１０３４は、外部デバイス１０４８を駆動し、及び／または、外部デバイス１０４８から信号を受信し得る。ディスプレイドライバ１０３６は、ディスプレイユニット１０５０を駆動し得る。
【００６４】
図１０に示されるように、プログラマブルゲイン回路は、可変ゲインが望まれ、または、必要とされる種々のブロックにおいて使用され得る。例えば、プログラマブルゲイン回路は、受信器１０１４、送信器１０１６、オーディオドライバ１０３２、外部デバイスドライバ１０３４、ディスプレイドライバ１０３６、オーディオソース１０４０、外部デバイス１０４８などにおいて使用され得る。具体例として、図８のプログラマブルゲイン回路８００は、ヘッドセット１０４４及び／またはスピーカ１０４６を駆動するオーディオドライバ１０３２のために使用され得る。
【００６５】
本願において記述されるプログラマブルゲイン回路は、ＩＣ、アナログＩＣ、ＲＦ  ＩＣ（ＲＦＩＣ）、混合信号（mixed-signal）ＩＣ、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、プリント回路基板（ＰＣＢ）、エレクトロニクスデバイスなどで実装され得る。プログラマブルゲイン回路は、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）、ＮチャネルＭＯＳ（N-MOS）、ＰチャネルＭＯＳ（P-MOS）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、バイポーラＣＭＯＳ（BiCMOS）、シリコンゲルマニウム（SiGe）、ガリウムヒ素（GaAs）などの種々のＩＣプロセス技術を用いて同様に製造され得る。
【００６６】
本願において記述されるプログラマブルゲイン回路を実装する装置は、スタンドアロンデバイスであり得るし、または、より大きなデバイスの一部であり得る。デバイスは、（ｉ）スタンドアロンＩＣ、（ｉｉ）データ及び／または命令を保存するためのメモリＩＣを含み得る１つまたは複数のＩＣのセット、（ｉｉｉ）ＲＦ受信器（ＲＦＲ）またはＲＦ送信器／受信器（ＲＴＲ）などのＲＦＩＣ、（ｉｖ）ＭＳＭ（mobile station modem）などのＡＳＩＣ、（ｖ）他のデバイス内に組み込まれ得るモジュール、（ｖｉ）受信機、セルラ電話機、無線デバイス、ハンドセット、またはモバイルユニット、（ｖｉｉ）その他、であり得る。
【００６７】
本開示の先の説明は、任意の当業者が本開示を製造または使用することを可能にさせるために提供される。本開示に対する種々の修正は当業者にとって容易に明らかとなるだろうし、本願において定められる包括的な原理は本開示の範囲から逸脱することなく他の変形例に適用され得る。従って、本開示は本願において記述される実施例及び設計に限定されることを意図されておらず、本願において開示される原理及び新規な特徴に調和した最も広い範囲を与えられるべきである。
【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３Ｃ】
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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９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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