(57)【要約】【課題】集積回路の１つの値を同調及び設定する構成及び方法を提供する。【解決手段】本構成は、基準電圧入力及び可変電圧入力を有し、基準電圧と可変電圧との比較に基づいて出力にデジタル値を生成するように設けられた比較器回路を含む。比較器には、比較器から供給されるデジタル値に基づいて第１のクロック駆動式カウンタの値を増分あるいは減分させるように設けられた第１のクロック駆動式カウンタ回路が接続される。構成は、更に、比較器に接続されて、比較器の値が変化するたびに第２のクロック駆動式カウンタの値を増分させるように設けられた第２のクロック駆動式カウンタと、第２のクロック駆動式カウンタが第１の閾値に到達したときに、第１のクロック駆動式カウンタ回路に記憶された値をそれ以上変化しないようにロックするために設けられたロック回路とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの値を設定する集積回路の構成であって、基準電圧入力及び可変電圧入力を有し、基準電圧と可変電圧との間の比較に基づいてデジタル値を出力に生成するように設けられた比較器と、比較器に接続され、比較器から供給されるデジタル値に基づいてカウンタの値を増減させるように設けられた第１のクロック駆動式カウンタと、
比較器に接続され、比較器の値が変化するたびにカウンタの値を増加させるように設けられた第２のクロック駆動式カウンタと、
第２のクロック駆動式カウンタに接続され、第２のクロック駆動式カウンタが第１の閾値に達したときに第１のクロック駆動式カウンタ回路に記憶された値がそれ以上変化しないようにロックするように設けられたロック回路と、
を含むことを特徴とする前記構成。
【請求項２】
請求項１に記載の構成であって、
第１のクロック駆動式カウンタが１つの出力を有し、
第１のクロック駆動式カウンタの出力が、第１のクロック駆動式カウンタ値によって制御すべきシステムに接続され、更に
制御すべきシステムが比較器の可変電圧入力に可変電圧を供給するようになった前記構成。
【請求項３】
請求項１に記載の構成であって、
比較器は、クロック式サンプル・ホールド回路を介して第１及び第２のクロック駆動式カウンタに接続されている前記構成。
【請求項４】
請求項１に記載の構成であって、
比較器は、第１のサンプル・ホールド回路を介して第１のクロック駆動式カウンタに接続され、更に
比較器は、第２のサンプル・ホールド回路を介して第２のクロック駆動式カウンタに接続されている前記構成。
【請求項５】
請求項３または４に記載の構成であって、
クロックは、クロック駆動式サンプル・ホールド回路への第１のクロック・パルスを生成し、またクロック駆動式カウンタへの第２及び第３のクロック・パルスを生成、更に
第１、第２及び第３クロック・パルスが逐次的に生成され、時間軸で分離されている前記構成。
【請求項６】
請求項３または４に記載の構成であって、
クロックは、クロック駆動式サンプル・ホールド回路への第１及び第３のクロック・パルスを生成し、またクロック駆動式カウンタへの第２及び第３のクロック・パルスを生成、更に
第１、第２及び第３クロック・パルスが逐次的に生成され、時間軸で分離されている前記構成。
【請求項７】
集積回路中の１つの値を設定する方法であって、基準電圧を受信する第１の入力、可変電圧を受信する第２の入力、及びデジタル出力を有する比較器を含み、
可変電圧を基準電圧と比較し、可変電圧と基準電圧の大きいほうに依存するデジタル値を出力に生成する工程と、
デジタル値が第１の値である場合に第１のカウンタを増加させる工程と、
デジタル値が第２の値である場合に第１のカウンタを減少させる工程と、
デジタル値が第１の値から第２の値、あるいは第２の値から第１の値へ変化したときに第２のカウンタを増加させる工程と、及び
第２のカウンタが閾値に等しいかそれより大きいときに第１のカウンタをロックする工程と、
を含むことを特徴とする前記方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
デジタル値は二進数デジタル値である前記方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法であって、
第１及び第２のカウンタがクロックを与えられクロックごとに第１のカウンタが増分あるいは減分される前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路の１つの値を設定または調節する構成及びその方法に関する。更に詳細には、本発明は、集積回路の１つの値を確実に設定または調節する構成に関するものであり、その値は、値を増加させながら値に依存する電圧が閾値を通過する時点を検出することによって設定される。更に本発明は、その方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠隔地に位置する応用では、回路の調節は高価、かつ困難である。このことは、マストの天辺に位置したり、地面に埋め込まれていたりするなど、その他の理由のためにアクセスすることが困難である場所に設置された応用に関しても当てはまることは、もちろんである。それにも拘らず、そのような回路で作動している変数を設定及び調節することは、高額な機器に対する損傷を防止し、電源などのコストを節約するように、正確な動作のために極めて重要である。
【０００３】
そのような応用の一例は、電気通信用送信機の電力増幅トランジスタの動作点の設定または調節である。
【０００４】
この応用では、回路は電源投入後に、送信機の電力増幅トランジスタの正しい動作点にそれ自身で同調し、それを維持すべきである。例のごとく、例えば、電気通信応用には信頼性に関する高い要求が課せられるし、トランジスタの正確な動作のためには電力トランジスタの動作点の同調及び設定が極めて重要であることから、確実で信頼性高い同調及び設定が行われることが非常に重要である。
【０００５】
従来技術の応用では、このことは、１つは基準電圧用、１つは設定すべき値とともに変化する可変電圧となる２つの入力を有する比較器をメモリを含む閉ループ中に配置することで実行することができた。設定すべき値を増大させることによって、可変電圧が基準電圧よりも大きくなるまで可変電圧を増大させると、その時点で比較器は、値を変化させる。比較器が値を変化させるときに、カウンタの値がメモリに記憶されて、例えば、電力増幅器トランジスタの動作点の値として使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この構成の欠点は、比較的高速のスキームが適用されたときに、比較器が値を変化させる前にカウンタが最適値を超えてカウントする可能性があることである。この原因の１つは、設定あるいは調節すべき値が制御すべきシステムに使用され、次に、それが比較器に可変電圧を供給することでシステムに導入される遅延のためである。もっと低速のスキームが適用されると、必然的に同調は長時間を要し、そのことは重大な欠点となるが、その場合でも、制御すべきシステムにおける遅延は、なおも結果に影響し、しばしば不確定である。
【０００７】
もっと重要なことは、過渡現象によって比較器の値が変化する場合があるということである。過渡現象は、測定値に比べて大きい場合が多く、比較器に対して可変電圧が基準電圧を超えたこと、従って最適値に到達したことをシステムが同調するはるか以前に表示させることになる。雑音もまた比較器の誤った変化、従って最適設定の誤った表示に寄与することがある。
【０００８】
その他の従来技術のシステムは、完璧な同調を実現するために、例えば、複雑で高価な大型マイクロ・プロセッサにも適用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの主要な目的は、上述の問題点を少なくとも緩和する装置及び方法を提供することである。
【００１０】
この観点から、本発明の１つの特別な目的は、集積回路の１つの値を信頼性よく調節及び設定、複雑度の小さい実施の容易な装置及び方法を提供することである。
【００１１】
本発明の別の１つの目的は、論理回路のレーシング（ｒａｃｉｎｇ）及び障害による故障のリスクを低減する装置及び方法を提供することである。
【００１２】
本発明の更に別の１つの目的は、過渡現象及び雑音に対して頑強な装置及び方法を提供することである。
【００１３】
これらの目的は、なかでも本発明の第１の態様に従えば、集積回路の１つの値を調節及び設定する構成によって達成される。この構成は、基準電圧入力と可変電圧入力とを有し、基準電圧と可変電圧との比較に依存するデジタル値を出力に生成するように設けられた比較器回路と、第１のクロック駆動式カウンタ回路であって、比較器に接続され比較器から供給されるデジタル値に依存して第１のクロック駆動式カウンタの値を増減させる第１のクロック駆動式カウンタ回路とを含む。この構成は、更に、比較器に接続され比較器の値が変化するたびにカウンタの値を増大させるように設けられた第２のクロック駆動式カウンタ回路と、第２のクロック駆動式カウンタ回路に接続され、第２のクロック駆動式カウンタが第１の閾値の到達したときに第１のクロック駆動式カウンタ回路に記憶された値をそれ以上変化しないようにロックするロック回路とを含む。
【００１４】
上述の目的は、なかでも本発明の第２の態様に従えば、基準電圧を受信するための第１の入力と可変電圧を受信するための第２の入力とデジタル出力とを有する比較器を含む集積回路の１つの値を設定する方法によって達成される。本方法は、可変電圧と基準電圧とを比較し、可変電圧と基準電圧の大きいほうに依存するデジタル値を比較器の出力に生成する工程と、デジタル値が第１の値であれば第１のカウンタを増加させ、またデジタル値が第２の値であれば第１のカウンタを減少させる工程と、デジタル値が第１の値から第２の値に変化するか、あるいは第２の値から第１の値に変化するときに第２のカウンタを増加させる工程と、第２のカウンタが閾値に等しいかそれよりも大きいときに、第１のカウンタをロックする工程とを含む。
【００１５】
上述の構成および方法によって、制御すべきシステムが利用する第１のカウンタの値は、それが最終的にその動作値にロックされる前に、その最適値を複数回だけ通過できることになる。すなわち、動作時にシステムが利用すべき最適値に等しいか、あるいはそれにできる限り接近しているこの値は、それがロックされる前に前後に振動しながら最適状態に接近することが許容される。従って、より高速スキームを使用して、より信頼でき、より最適な値が実現できる。更に、本構成及び方法は、過渡現象や雑音が存在する場合でも、誤った値を提供することがない。
【００１６】
好適な実施の形態に従えば、第１のクロック駆動式カウンタは、第１のクロック駆動式カウンタ値によって制御されるシステムに接続され、この制御すべき本システムは、比較器の可変電圧入力に可変電圧を供給する。
【００１７】
より詳細には、第１のクロック駆動式カウンタは、好適な実施の形態に従えば、電力増幅器トランジスタを含む送信機などのシステムに接続される。第１のクロック駆動式カウンタは、電力トランジスタの動作点を示す値をシステムに供給する。システムは、受信した値を電力トランジスタの動作点として使用して、電力トランジスタの効率または性能を測定し、その測定値を電圧レベルに変換する。従って、この電圧レベルは、電力トランジスタが与えられた動作点でどのくらい正しく動作しているかの指標になる。この電圧レベルは、可変電圧として比較器に供給され、基準電圧と比較される。比較器は、これに従って、より良い動作点、すなわち、電力トランジスタのより優れた性能を実現する動作点を実現するために、第１のクロック駆動式カウンタ用の値を増加すべきか、あるいは減少すべきかを指示する値を取る。比較器が符号を第２のクロック駆動式カウンタが計数する複数回だけ変化させたときに、第１のクロック駆動式カウンタの値は、ロックされて、その値が動作時の電力トランジスタの動作点としてシステムによって利用されるものとなる。
【００１８】
あるいは、本システムは、その値をＤＣ変換器に供給して、後者がその値をＤＣ電圧に変換することもできる。このＤＣ電圧が次に基準電圧と比較される。
【００１９】
このように、本構成及び本方法は、例えば、電力増幅器トランジスタの動作点を調節及び設定するために使用される。
【００２０】
別の好適な実施の形態に従えば、比較器は、クロック駆動式サンプル・ホールド回路を介して第１及び第２のクロック駆動式カウンタに接続され、論理回路による有害な振る舞い、例えば、いわゆる「レーシング」のリスクを低減する。
【００２１】
別の好適な実施の形態に従えば、比較器は、第１のクロック駆動式サンプル・ホールド回路を介して第１のクロック駆動式カウンタに接続され、また比較器は、第２のクロック駆動式サンプル・ホールド回路を介して第２のクロック駆動式カウンタに接続され、論理回路による有害な振る舞い、例えば、いわゆる「レーシング」のリスクを更に低減する。
【００２２】
別の好適な実施の形態に従えば、クロックは、クロック駆動式サンプル・ホールド回路への第１のクロック・パルス、クロック駆動式カウンタへの第２及び第３のクロック・パルスを生成する。それら第１、第２及び第３のクロック・パルスは、逐次的に生成され、時間軸で分離されている。これによって、論理回路による有害な振る舞いのリスクを更に低減するより信頼性高い回路が実現できる。
【００２３】
別の好適な実施の形態に従えば、クロックは、クロック駆動式サンプル・ホールド回路への第１及び第３のクロック・パルス並びにクロック駆動式カウンタへの第２及び第３のクロック・パルスを生成する。それら第１、第２及び第３のクロック・パルスは、逐次的に生成され、時間軸で分離されている。
【００２４】
別の好適な実施の形態に従えば、デジタル値は、二進数のデジタル値である。
【００２５】
別の好適な実施の形態に従えば、第１及び第２のカウンタは、クロック駆動され、また第１カウンタは、各クロック駆動に対して増分あるいは減分する。
【００２６】
本発明のこれ以上の特徴と、それの利点は、本発明の実施の形態についての以下の詳細な説明から明らかになる。
【００２７】
本発明は、以下に示す本発明の実施の形態の詳細な説明からより完全に理解される。ほんの一例として与えた添付図面の図１から図３は、従って本発明を限定するものではない。
【実施例】
【００２８】
以下の説明では、説明の便宜上及び非限定的な意味で、本発明の完全な理解を与えるために、特別な技術とか応用など特定の詳細について提示される。しかし、当業者には明らかなように、本発明は、これらの特定の詳細から離れたその他の実施の形態として具体化することができる。その他の例では、良く知られた方法及び装置の詳細な説明は、不必要な詳細で本発明の説明を曖昧にしないように省略されている。
【００２９】
図１は、本発明の好適な実施の形態に従う模式的ブロック図であり、第１の入力に基準電圧１０２が接続され、第２の入力に電力増幅器トランジスタを含むシステム１０４が接続された比較器１０１を含む。システム１０４は、比較器１０１に１つの電圧レベルを供給し、それは基準電圧１０２と比較される。比較器１０１からの出力は、二進数のデジタル数あるいは１つの論理レベルである。
【００３０】
この二進数は、システム１０４からの電圧が基準電圧１０２よりも低いときには、第１の値、例えば、論理値１を取り、またシステム１０４からの電圧が基準電圧１０２よりも大きいときには、第２の値、例えば、論理値０を取る。
【００３１】
比較器１０１からの出力は、第１のカウンタ１０５に接続され、それは比較器が論理値１を取るクロック・サイクルごとにそれの値を増分させるように、また比較器が論理値０を取るクロック・サイクルごとに、それの値を減分させるように動作する。カウンタは、更にシステム１０４に接続される。システム１０４は、この第１のカウンタの値１０５を使用して電力増幅器トランジスタ（図示されていない）の動作点を設定する。このことは、第１のカウンタの値をデジタル・レベルに変換するデジタル・アナログ変換器を用いて実現できる。電力増幅器トランジスタの動作特性が測定され、その電力増幅器トランジスタ用として選ばれた動作点における性能を示す電圧に変換される。電力増幅器トランジスタのシステム１０４の最適動作点は、基準電圧１０２に等しい１つの値を生成する。
【００３２】
比較器１０１からの出力は、更に第２のカウンタ１０６に接続される。第２のカウンタ１０６は、比較器１０１がその値を変化させるたびに、その値を増分させるように設けられている。すなわち、第２のカウンタ１０６の値は、比較器出力が論理値１から論理値０へ、あるいはその逆の変化をするたびに増分される。すなわち、第２のカウンタ１０６は第１のカウンタ１０５の値が最適値を通過するたびに計数記録する。
【００３３】
第２のカウンタ１０６は、更にロック回路１０７に接続されている。第２のカウンタが予め定められた閾値、例えば、６に到達すると、第１のカウンタ１０５に接続されたロック回路１０７は、第１のカウンタ１０５をそれ以上変化しないようにロックするので、システム１０４は、第１のカウンタ１０５の値を使用して電力増幅器トランジスタの動作点を最適に設定することができる。
【００３４】
第１のカウンタ１０５をロックする前に、第１のカウンタ１０５の値が最適な設定を複数回だけ通過することを許容することによって、値は、最適値の前後を振動しながら、それに接近することができる。これによって、回路にクロックを供給するためにより高速のクロック周波数を使用することができるようになるため、最適値の同調及び設定が一般により高速に実現できる。
【００３５】
第１のクロック駆動式カウンタの値がその最適値に近くないときに、比較器への入力に過渡現象が発生して、それが可変電圧の値を基準電圧以上に持ち上げるようなことが起こると、比較器は、値を変化させる。従来技術に従う構成では、このことがきっかけとなって、ロック機構が作動して、誤った最適動作点が設定される。しかし、本発明の構成では、このことは、単に第２のクロック駆動式カウンタの値を増分させるだけであって、電力増幅器トランジスタの動作点の同調は継続される。
【００３６】
「レーシング」のような論理回路の「有害な」振る舞いを防止するために、図１に関連して説明した実施の形態は、図２に開示したような「サンプル・ホールド」回路２０１及び６相クロック２０２と正しくマッチする。このサンプル・ホールド回路２０１は、比較器１０１からの値をサンプリングし、その値を一時記憶装置に記憶するように設けられている。六相クロック２０２によって供給されるクロック信号によって、この値は、第１及び第２カウンタ１０５、１０６にそれぞれ供給される。図２には、第１のクロック駆動式カウンタ１０５によって供給される値でシステム１０４の性能を指定する値をＤＣ値に変換する本発明の好適な実施の形態に従うＤＣ変換器１０３も開示されている。
【００３７】
六相クロック２０２は、時間軸で分離された３つのクロック・パルスを供給するように設けられている。すなわち、六相クロック２０２は、第１のクロック・パルスをサンプル・ホールド回路２０１に供給し、指定された時間だけ待機し、第２のクロック・パルスを第１及び第２カウンタ１０５、１０６にそれぞれ供給し、指定された時間だけ待機し、第３のクロック・パルスを第１及び第２カウンタ１０５、１０６に供給し、最後に再度、同じことを繰り返す前に指定された時間だけ待機する。こうして、３つのクロック・パルスが生成され、各クロック・パルス間には、次のクロック・パルスの前に指定された時間が経過するようになっている。
【００３８】
図３に開示された別の実施の形態では、本発明に従って、第１及び第２の「サンプル・ホールド」回路３０１、３０２がそれぞれ比較器１０１からの値をサンプリング及びホールドするために、またその値を第１及び第２カウンタ１０５、１０６にそれぞれ供給するように設けられている。
【００３９】
本発明は、複数のやり方で変形できることは明らかである。例えば、同調が異なれば基準電圧は変化しても構わないことに注目すべきである。そのような変形は、本発明の範囲から逸脱しているとみなすべきではない。そのような修正は、すべて、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲に含まれるものであると解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】主要な概念部を示す本発明に従う好適な実施の形態の模式的ブロック図。
【図２】サンプル・ホールド・ブロックを含む本発明に従う好適な実施の形態の模式的ブロック図。
【図３】２つのサンプル・ホールド・ブロックを含む本発明に従う好適な実施の形態の模式的ブロック図。
【符号の説明】
【００４１】
１０１  比較器
１０２  基準電圧
１０３  ＤＣ変換器
１０４  システム
１０５  第１のカウンタ
１０６  第２のカウンタ
１０７  ロック回路
２０１  サンプル・ホールド回路
２０２  六相クロック
３０１  第１のサンプル・ホールド回路
３０２  第２のサンプル・ホールド回路
【図１】
2005137008.tif 000003
【図２】
2005137008.tif 000004
【図３】
2005137008.tif 000005