(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲイン・ステージであって、
高帯域幅伝達関数を第１の入力信号に対して適用する高帯域幅ゲイン回路であり、その高帯域幅伝達関数が、第２の入力信号のレベルにより調整される高帯域幅ゲインを有している高帯域幅ゲイン回路と、
低帯域幅伝達関数を第１の入力信号に対して適用する低帯域幅ゲイン回路であり、その低帯域幅伝達関数が、第３の入力信号が第１レベルである場合はゼロゲインを有して、第３の入力信号が第２レベルである場合は第２の入力信号のレベルが増加する時は減少させる低帯域幅ゲインを有している低帯域幅ゲイン回路と、を備える
ことを特徴とするゲイン・ステージ。
【請求項２】
第１の入力信号が、非理想伝送媒体を通じて伝送された後にゲイン・ステージにより受信された信号を含み、第２の入力信号が、自動ゲイン制御信号を含む
請求項１に記載のゲイン・ステージ。
【請求項３】
高帯域幅ゲイン・モジュール及び低帯域幅ゲイン・モジュールにより適用される伝達関数が、周波数依存のゲインを有している
請求項１または２に記載のゲイン・ステージ。
【請求項４】
第３の入力信号の第１レベルと第２レベルの間での遷移が、連続遷移とすることも不連続遷移とすることも可能である
請求項１ないし３のいずれかに記載のゲイン・ステージ。
【請求項５】
ゲイン・ステージが、高帯域幅ゲイン回路及び低帯域幅ゲイン回路の伝達関数が適用された第１の入力信号に等しい出力信号を生成する
請求項１ないし４のいずれかに記載のゲイン・ステージ。
【請求項６】
ゲイン・ステージがフラットゲイン・パスをさらに備えていて、これがゲイン回路の各々の寄与によるゲインと合計されて、ゲイン・ステージの出力信号が生成される
請求項５に記載のゲイン・ステージ。
【請求項７】
第２の入力信号により調整された第１の入力信号に等しい出力信号を生成する第１のフラットゲイン・パスと、
第２の入力信号のレベルが増加する時は減少させる第１の入力信号に等しい出力信号を生成する第２のフラットゲイン・パスと、をさらに備え、
ゲイン・ステージの出力信号が、第１のフラットゲイン・パスの出力信号と、第２のフラットゲイン・パスの出力信号と、高帯域幅ゲイン回路の寄与によるゲインと、低帯域幅ゲイン回路の寄与によるゲインとからなる和に等しい
請求項５に記載のゲイン・ステージ。
【請求項８】
高帯域幅ゲイン回路と低帯域幅ゲイン回路が、一部、共通の回路部品を共有している
請求項１ないし７のいずれかに記載のゲイン・ステージ。
【請求項９】
等化器であって、
畳み込み信号及び少なくとも１つのゲイン制御信号を生成するゲイン制御ループと、
伝送媒体からの入力信号に接続されている等化器コアであり、高帯域幅伝達関数及び低帯域幅伝達関数を入力信号に対して適用して、出力信号を生成する等化器コアと、を備え、
高帯域幅伝達関数が、少なくとも１つのゲイン制御信号に比例する高帯域幅ゲインを有し、
畳み込み信号が第１レベルであるときには、低帯域幅伝達関数がゲインを有さず、
畳み込み信号が第２レベルであるときには、低帯域幅伝達関数が少なくとも１つのゲイン制御信号に反比例する低帯域幅ゲインを有する
ことを特徴とする等化器。
【請求項１０】
各伝達関数が、周波数依存のゲインを有している
請求項９に記載の等化器。
【請求項１１】
等化器コアにより適用される伝達関数の総ゲインが、伝送媒体を通じた入力信号の伝送において生じる損失の逆に近似している
請求項９または１０に記載の等化器。
【請求項１２】
入力信号を等化するのに必要な低周波数ゲインの量が小さいときには、畳み込み信号は第１レベルであり、入力信号を等化するのに必要な低周波数ゲインの量が所定の閾値を超えると、畳み込み信号は第２レベルに遷移する
請求項９ないし１１のいずれかに記載の等化器。
【請求項１３】
畳み込み信号の第１レベルと第２レベルの間での遷移が、連続遷移とすることも不連続遷移とすることも可能である
請求項９ないし１２のいずれかに記載の等化器。
【請求項１４】
少なくとも１つのゲイン制御信号が、２つの形態に応じて作用し、
畳み込み信号がその第１レベルにあるときには、これは第１の形態を特徴付けていて、入力信号を等化するのに必要なゲインの量が増加するに連れて、少なくとも１つのゲイン制御信号のレベルが増加し、
畳み込み信号がその第２レベルにあるときには、これは第２の形態を特徴付けていて、入力信号を等化するのに必要な低周波数ゲインの量が増加するに連れて、少なくとも１つのゲイン制御信号のレベルが減少する
請求項９ないし１３のいずれかに記載の等化器。
【請求項１５】
等化器コアが、複数のゲイン・ステージを有し、
少なくとも１つのゲイン制御信号が、複数のゲイン・ステージに対応する複数のゲイン制御信号を含んでいて、
各ゲイン・ステージは、高帯域幅伝達関数と低帯域幅伝達関数とを入力信号に対して適用し、
各ゲイン・ステージにより適用される高帯域幅伝達関数は、そのステージのゲイン制御信号に比例する高帯域幅ゲインを有していて、
畳み込み信号が第１レベルにあるときには、各ゲイン・ステージにより適用される低域幅伝達関数はゲインを有さず、
畳み込み信号が第２レベルにあるときには、各ゲイン・ステージにより適用される低帯域幅伝達関数は、そのステージのゲイン制御信号に反比例する低帯域幅ゲインを有する
請求項９ないし１４のいずれかに記載の等化器。
【請求項１６】
畳み込み信号がその第１レベルにあるときに、入力信号を等化するのに必要なゲインの量が増加するに連れて、各ゲイン・ステージのゲイン制御信号が、その前のゲイン・ステージのゲイン制御信号が最大レベルに達した後にのみ、増加する
請求項１５に記載の等化器。
【請求項１７】
畳み込み信号がその第２レベルにあるときに、入力信号を等化するのに必要な低帯域幅ゲインの量が増加するに連れて、各ゲイン・ステージのゲイン制御信号のレベルが、その前のゲイン・ステージのゲイン制御信号が最小レベルに達した後にのみ、減少する
請求項１５に記載の等化器。
【請求項１８】
畳み込み信号がその第２レベルにあるときに、入力信号を等化するのに必要な低帯域幅ゲインの量が増加するに連れて、２つ以上のゲイン制御信号のレベルが同時に減少する
請求項１５に記載の等化器。
【請求項１９】
複数のゲイン・ステージにより適用される低帯域幅伝達関数によってゲインが適用されない結果となるような複数のゲイン制御信号のレベルであるときに、畳み込み信号をその第１レベルと第２レベルとの間で遷移させることにより、２つの形態の間での滑らかな遷移が得られる
請求項１４に記載の等化器。
【請求項２０】
入力信号を等化する方法であって、
等化器コアの１つ以上のゲイン・ステージを入力信号に対して適用することであり、各ゲイン・ステージにより、高帯域幅伝達関数と低帯域幅伝達関数とを入力信号に対して適用するステップと、
ゲイン制御ループを用いて、信号を等化するのに必要な低帯域幅ゲインの量が所定の閾値を超えたときに畳み込み信号をその第１レベルから第２レベルに遷移させるステップとを含み、
各ゲイン制御ステージは、ゲイン制御ループにより生成されるゲイン制御信号によって制御され、
各高帯域幅伝達関数のゲインは、そのステージのゲイン制御信号のレベルに比例し、
各低帯域幅伝達関数のゲインは、畳み込み信号が第１レベルであるときにはフラットであり、畳み込み信号が第２レベルであるときにはそのステージのゲイン制御信号のレベルに反比例する
ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
各高帯域幅伝達関数及び低帯域幅伝達関数が、周波数依存のゲインを有している
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
等化器コアにより適用される伝達関数の総ゲインが、伝送媒体を通じた入力信号の伝送において生じる損失の逆に近似している
請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２３】
畳み込み信号がその第１レベルにあるときは、これは第１の形態を特徴付けていて、入力信号を等化するのに必要なゲインの量が増加するに連れて、各ゲイン・ステージのゲイン制御信号のレベルが増加し、
畳み込み信号がその第２レベルにあるときには、これは第２の形態を特徴付けていて、入力信号を等化するのに必要な低周波数ゲインの量が増加するに連れて、各ゲイン・ステージのゲイン制御信号のレベルが減少する
請求項２０ないし２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
第１の形態にある間に、入力信号を等化するのに必要なゲインの量が増加するに連れて、各ゲイン・ステージは順にアクティブにされ、このとき、各ゲイン・ステージのゲイン制御信号のレベルは、その前のゲイン・ステージのゲイン制御信号が最大レベルに達した後にのみ、増加する
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
第２の形態にある間に、入力信号を等化するのに必要な低帯域幅ゲインの量が増加するに連れて、各ゲイン・ステージの伝達関数は順に周波数シフトにされ、このとき、各ゲイン・ステージのゲイン制御信号のレベルは、その前のゲイン・ステージのゲイン制御信号が最小レベルに達した後にのみ、減少する
請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
第２の形態にある間に、入力信号を等化するのに必要な低帯域幅ゲインの量が増加するに連れて、２つ以上のゲイン制御信号のレベルが同時に減少する
請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
各低帯域幅伝達関数によりゲインが生成されない結果となるような各ゲイン・ステージのゲイン制御信号のレベルであるときに、畳み込み信号をその第１レベルと第２レベルとの間で遷移させることにより、２つの形態の間での滑らかな遷移が得られる
請求項２３ないし２６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、“ＦＯＬＤＩＮＧ ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＥＱＵＡＬＩＺＥＲ”という名称で、２００８年１１月１８日に出願された特許文献１の関連出願である。
特許文献１の内容は、明示的に、参照により本明細書の詳細な説明に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、適応等化器の分野に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
等化器は、非理想媒体を通じた伝送により生じた信号損失を補償するために用いることができる。そのような等化器は、一般的に、伝送媒体により取り込まれた劣化と逆のゲイン‐周波数特性をもつ伝達関数を受信信号に適用することにより、信号損失を補償する。
【０００４】
可変長のケーブルにより取り込まれる劣化のように、程度が変化する伝送劣化を扱うように設計された適応等化器においては、通常、ケーブルあるいは他の伝送媒体の逆応答を実現するのに伝達関数１＋αＧ（ｓ）が用いられる。定数項の１は、直流（周波数＝０）ではケーブル減衰が無いことを表していて、伝達関数Ｇ（ｓ）は高周波ブースティング・ゲインである。係数αは適応係数であり、０メートルのケーブルに対応する０から、等化器が適応するように設計されている最大ケーブル長に対応する１まで変化する。
【０００５】
逐次型のシングルレート及びマルチレート適応等化器の実施例及び動作についての記載が、本願の出願人が所有する特許文献２に開示されていて、これは、参照により本願に組み込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願１２／２７２、８５１
【特許文献２】米国特許公開２００３／００４３８９７
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】伝送媒体を通じて入力信号を受信する典型的データ通信システムにおける等化器のブロック図
【図２】伝送媒体において生じる損失（ｄＢ）を示すグラフであって、信号の周波数（ｆ）の関数として表示し、また、２つの異なる長さ（Ｌ１及びＬ２）の伝送媒体について、この２つの長さの伝送媒体により生じる信号損失を等化するための２つの等化器応答（Ｒ１及びＲ２）と共に示している。
【図３】マルチステージ等化器コアを示すブロック図
【図４】マルチステージ適応等化器の２つのゲイン・ブースティング・ステージの各々の最大限のアクティブ化に対応する、２つの異なる伝達関数を示すグラフ
【図５】図１のマルチステージ等化器コアにおけるゲイン制御信号が、伝送媒体の長さに応じてどのように調整されるのかを示すグラフ
【図６】４つのステージを備えたマルチレート適応等化器コアを示すブロック図であって、最初の２つのステージは可変帯域幅の伝達関数ＧＨＢＷ（ｓ）を実現するものであり、最後の２つのステージは低帯域幅の伝達関数ＧＬＢＷ（ｓ）を実現するものである。
【図７】マルチレート適応等化器の５つの異なる伝達関数を示すグラフであって、これらは４つの逐次ゲイン・ブースティング・ステージの各々の最大限のアクティブ化と４つのステージ全ての非アクティブ化とに対応している。
【図８】マルチレート適応等化器の自動ゲイン制御ループにおける４つのゲイン制御信号と帯域幅制御信号の生成を示すブロック図
【図９】マルチステージ等化器コアにおいて、ゲイン制御信号及び帯域幅制限信号が、一次ゲイン制御信号ａｇｃの値に応じてどのように調整されるのかを示すグラフ
【図１０】本発明の一実施形態による、逐次畳み込みマルチレート適応等化器を示すブロック図
【図１１】図１０の逐次畳み込みマルチレート適応等化器の自動ゲイン制御ループを示すブロック図
【図１２】図１１の畳み込みマルチレート適応等化器の自動ゲイン制御ループにおける、４つのゲイン制御信号及び１つの畳み込み信号のレベルを、一次自動ゲイン制御信号に対して示すグラフ
【図１３】図１０の等化器の畳み込みマルチレート適応等化器コアを示すブロック図
【図１４】図１０の畳み込みマルチレート適応等化器の５つの異なる伝達関数の例を示すグラフ
【図１５Ａ】図１３の畳み込みマルチレート適応等化器コアの１つのゲイン・ステージを示すブロック図
【図１５Ｂ】図１３の畳み込みマルチレート適応等化器コアの１つのゲイン・ステージの別の実施形態を示すブロック図
【図１６】図１５Ａまたは図１５Ｂのゲイン・ステージの３つの異なる伝達関数の例を示すグラフ
【図１７】図１５Ｂのゲイン・ステージを実現するために用いることができ、差動トランジスタ対とＲＣ回路からなるセットの例を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここで説明する実施形態の例は、受信信号の特性に応じて変化するゲイン‐帯域幅特性をもつ伝達関数を適用することにより、非理想媒体を通じた伝送によって生じる信号損失を補償する適応等化器を含んでいて、これは同じゲイン・ブースティング回路を用いて高帯域幅信号と低帯域幅信号の両方をブーストするために畳み込み関数を利用する。ここで説明する適応等化器の実施形態例は、例えば、シリアル・デジタル・インタフェース（ＳＤＩ）を含み、様々に異なるデータ転送速度及びケーブル長を用いる、様々なデータ通信システムで利用するのに適したものとすることができる。
【００１０】
本発明の実施形態例がよりよく理解されるようにするため、本発明の具体的な特徴の説明の前に、適応等化器の概略について説明する。
図１は、伝送媒体を通じて伝送された入力信号２を受信する典型的なデータ通信システムにおける、適応等化器１の利用について示している。受信信号２は、伝達関数Ｇ（ｓ）を実現するゲイン・ブースティング・ステージ３を通して供給される。このゲイン・ブースティング・ステージ３は、モジュレータ８において、値αに対応する自動ゲイン制御（“ａｇｃ”）信号４により調整され、ブースティング・ステージ３により適用されるゲインはこのゲイン制御信号４の強度に比例していて、結果として、ゲイン・ブースティング・ステージ３に送り込まれた入力信号２に対して伝達関数αＧ（ｓ）が適用されることになる。そして、このステージ３の出力６が、加算器７において未加工の受信信号２と加算されることで、伝達関数１＋αＧ（ｓ）により特徴付けられる最終的な出力信号９が生成される。
【００１１】
図２は、２つの異なる長さのケーブルについての、信号損失１０、１１及び等化器応答１２、１３を、信号周波数の関数として示している。第１の短いケーブルＬ１により生じる信号損失１０は、この長さＬ１のケーブルの伝達関数１０の逆に近似した等化器応答Ｒ１（１２）により等化され、等化器には、この等化により増幅される高周波ノイズの量を制限するためのローパス・フィルタが追加されている。同様に、それより長いケーブルＬ２の、もっと損失の大きい伝達関数１１が、ローパス・フィルタを備えた、より高いゲインの等化器応答Ｒ２（１３）により等化される。これらの伝達関数１２、１３のいずれかを、対応するケーブル長１０、１１により生じる劣化信号に対して適用することにより、高周波ノイズを取り除くため減衰される非常に高周波数の部分を除いて平坦な出力信号５を生成する。
【００１２】
適応等化器は、いくつかのゲイン・ステージ１を用いることもでき、これらは、ケーブルの長さに伴って信号劣化の程度が増すに連れて、順に導入される。これらのステージ１の各々が、ケーブルの所与の長さに比例して、受信信号２を等化する伝達関数を適用する。従って、典型的な例としては、３００メートルまでのケーブル長に対応できるように設計された３ステージの適応等化器の場合、１００メートルまでのケーブル長に対して第１のゲイン・ブースティング・ステージ１を適用し、１００から２００メートルの長さに対しては第１と第２のステージ１を適用し、２００から３００メートルのケーブル長に対しては３つのステージ１全てを適用する。この場合、適応係数αは、３つのステージに、すなわちα１、α２、及びα３に分解することができ、これらは全て、その最小値から始まって、順々に、それぞれ、その最大値まで増加する。このようにして、ケーブル長が増加するに従って、まずα１が０から１まで増加し、ケーブルが１００メートルのときにα１は、その最大値である１になり、ケーブル長がさらに増加すると、α２の値が増加し始める。ケーブルが２００メートルのときに、α２は、その最大値である１に達し、α３が増加し始める。ケーブルが３００メートルのときに、３つの係数が全てその最大値となり、等化器の適応限界に達する。
【００１３】
図３は、２ステージの適応等化器１４の動作を示している。受信信号２は、２つのゲイン・ステージ１５、１６を順に通過し、その各々において、伝送媒体により生じた信号損失の全てあるいは一部を打ち消すための伝達関数が適用されて、最終的に等化された出力信号９が生成される。第１のゲイン・ステージ１５は自動ゲイン制御信号ａｇｃ１（１７）により調整され、第２のゲイン・ステージ１６は自動ゲイン制御信号ａｇｃ２（１８）により調整される。
【００１４】
図４は、図３の２ステージ適応等化器により実現される伝達関数の例を示している。３つの異なる伝達関数１９、２０、２１を示しているが、これらは自動ゲイン制御信号ａｇｃ１（１７）及びａｇｃ２（１８）の値の３通りのセットに対応している。適応係数α（ここでは、ゲイン制御信号ａｇｃ（４）により実現される）が、その最小値であるときには、信号ａｇｃ１（１７）及びａｇｃ２（１８）は両方とも、それらの最小値であって、どちらのゲイン・ステージもアクティブではなく、その結果、第１の伝達関数１９に示すように、平坦なゲインをもつ伝達関数となる。自動ゲイン制御信号ａｇｃ（４）が増加するに連れて、第１のゲイン制御信号ａｇｃ１（１７）が０から１に増加し、その結果、第１のゲイン・ステージ１５は次第にアクティブにされて、第２の伝達関数２０により示される、その最大ゲインに達する。自動ゲイン制御信号ａｇｃ（４）がさらに増加すると、第２のゲイン制御信号ａｇｃ２（１８）が０から１に増加し、その結果、第２のゲイン・ステージ１６が次第にアクティブにされて、第３の伝達関数２１により示される、その最大ゲインに達する。
【００１５】
図５は、前の２つの図の２ステージ等化器１４において、自動ゲイン制御ループにより、ａｇｃ信号４の値に応じてゲイン制御信号１７、１８がどのように調整されるのかを示している。信号ａｇｃ１（１７）及びａｇｃ２（１８）は、一次ａｇｃ信号４を第１のａｇｃ１基準レベル２４及び第２のａｇｃ２基準レベル２５（点線により示している）と比較することにより生成され、ａｇｃ（４）が信号の基準レベル２４、２５に近づきこれを超えるに連れて、対応するゲイン制御信号１７、１８の値が次第に増加する。この例において、ａｇｃ１（１７）がその最大レベル２７に達するまでは、ａｇｃ２（１８）は値２６が増加し始めることはない。
【００１６】
マルチステージ適応等化器１４はさらに改良されて、１つ以上の帯域幅制限ステージが組み込まれる。これは、追加の低周波数ゲインを低帯域幅伝送に対してのみ適用するもので、これによって、信号９の帯域幅は制限されるが、高周波ノイズの増加を伴うことなくゲインが増加する。まず、１つ以上の最初の可変帯域幅ゲイン・ブースティング・ステージが、これらが最大ゲインとなるまで適用される。この最大ゲインは、高周波ノイズ閾値を表していて、この点より後は、これらの可変帯域幅ステージの帯域幅は減少して、１つ以上の低帯域幅ゲイン・ブースティング・ステージが適用され、これによって、最大ゲイン・ピークが効果的に低い周波数に向けてシフトされて、高周波数が除去される。この等化器は、自動ゲイン制御ループを用いて、これらのゲイン・ブースティング・ステージの各々のゲインを調整し、また、可変帯域幅ゲイン・ブースティング・ステージの帯域幅を制限する。このようなマルチレート適応等化器は、これにより等化される信号の最大帯域幅と、それらの信号を伝送し得る最大ケーブル長との間のトレードオフを示す。
【００１７】
図６は、ゲイン制御信号１７、１８、３３、３４及び帯域幅制御信号３５により制御される等化器コア２８からなるマルチレート適応等化器４１の例における動作を示している。受信信号２は、順に４つのゲイン・ブースティング・ステージ２９〜３２の各々の伝達関数によりブーストされて、等化された出力信号９を生成する。第１の可変帯域幅ゲイン・ブースティング・ステージ２９の伝達関数のゲインは、自動ゲイン制御信号ａｇｃ１（１７）により制御される。第２の可変帯域幅ゲイン・ブースティング・ステージ３０の伝達関数のゲインは、自動ゲイン制御信号ａｇｃ２（１８）により制御される。第１の低帯域幅ゲイン・ブースティング・ステージ３１の伝達関数のゲインは、自動ゲイン制御信号ａｇｃ３（３３）により制御される。第２の低帯域幅ゲイン・ブースティング・ステージ３２の伝達関数のゲインは、自動ゲイン制御信号ａｇｃ４（３４）により制御される。２つの可変帯域幅ステージ２９、３０の伝達関数の帯域幅は、帯域幅制限信号３５により制御される。
【００１８】
図７は、自動ゲイン制御信号ａｇｃ（４）が増加するときの、マルチレート適応等化器コア２８の伝達関数の全体を示すグラフを示している。５つの異なる伝達関数３６〜４０を示しているが、これらは、自動ゲイン制御信号ａｇｃ１（１７）、ａｇｃ２（１８）、ａｇｃ３（３３）、ａｇｃ４（３４）の値の５通りの異なるセットに対応している。第１の伝達関数３６は、４つの自動ゲイン制御信号１７、１８、３３、３４がそれらの最小値である点、すなわちａｇｃ１＝０、ａｇｃ２＝０、ａｇｃ３＝０、ａｇｃ４＝０である点に対応している。この第１の伝達関数３６は、高周波ノイズを取り除くため減衰される非常に高周波数の部分を除いて、基本的に全周波数においてユニティ・ゲインである。第２の伝達関数３７は、第１の自動ゲイン制御信号１７がその最大値に達した点、すなわちａｇｃ１＝１、ａｇｃ２＝０、ａｇｃ３＝０、ａｇｃ４＝０である点に対応している。第３の伝達関数３８は、第２の自動ゲイン制御信号１８がその最大値に達した点、すなわちａｇｃ１＝１、ａｇｃ２＝１、ａｇｃ３＝０、ａｇｃ４＝０である点に対応している。第４の伝達関数３９は、第３の自動ゲイン制御信号３３がその最大値に達した点、すなわちａｇｃ１＝１、ａｇｃ２＝１、ａｇｃ３＝１、ａｇｃ４＝０である点に対応している。第５の伝達関数４０は、４つの全ての自動ゲイン制御信号１７、１８、３３、３４がその最大値に達した点、すなわちａｇｃ１＝１、ａｇｃ２＝１、ａｇｃ３＝１、ａｇｃ４＝１である点に対応している。第４の伝達関数３９及び第５の伝達関数４０は、低帯域幅ゲイン・ブースティング・ステージ３１、３２をアクティブにし、帯域幅制御信号３５を用いて可変帯域幅ステージ２９、３０の帯域幅を制限する効果を示すが、これは、第２の可変帯域幅ブースティング・ステージ３０がその最大ゲインに達した後に始まるものである。信号９の帯域幅は下にシフトされるが、低周波数ゲインは増加する。
【００１９】
図８は、マルチレート適応等化器４１において、ａｇｃ信号ａｇｃ１、ａｇｃ２、ａｇｃ３、ａｇｃ４及び帯域幅信号３５を提供するゲイン制御ループ２３を示している。出力信号９が自動ゲイン制御ループ２３にフィードバックされ、基準４２と比較されることで、適応係数αに対応する一次自動ゲイン制御信号ａｇｃ（４）が生成される。そして、この一次自動ゲイン制御信号４が、５つの異なる基準レベル４４〜４８と比較されて、それに５つの異なる伝達関数４９〜５３が適用されることにより、４つの自動ゲイン制御信号ａｇｃ１（１７）、ａｇｃ２（１８）、ａｇｃ３（３３）、ａｇｃ４（３４）及び帯域幅制限信号３５が生成される。
【００２０】
図９は、マルチレート適応等化器４１のゲイン制御ループ２３により生成される、信号ａｇｃ１（１７）、ａｇｃ２（１８）、ａｇｃ３（３３）、ａｇｃ４（３４）及び帯域幅制限信号３５をプロットした５つのグラフを示している。信号１７、１８、３３、３４、３５の値は、それぞれのＹ軸にプロットしてあり、Ｘ軸には一次ゲイン制御信号ａｇｃ（４）がプロットしてある。点線は、５つの信号１７、１８、３３、３４、３５の基準レベル４４〜４８を示している。これらのグラフは、一次ゲイン制御信号４の値が増加するときの、５つの信号１７、１８、３３、３４、３５の動きを示している。４つのゲイン制御信号１７、１８、３３、３４は全て、その最小値であるゼロで始まり、一方、帯域幅制限信号３５は、高帯域幅リミット５４で始まる。ａｇｃ（４）の値が増加するに連れて、まずａｇｃ１（１７）が０から１まで増加し、そしてａｇｃ２（１８）が０から１まで増加し、その後、帯域幅制限信号３５が低帯域幅リミット５５に向かって減少し始める一方でａｇｃ３（３３）が０から１まで増加し、そして終には、帯域幅制限信号３５が低帯域幅リミット５５に向かって減少し続ける一方でａｇｃ４（３４）が０から１まで増加する。これは、図７に示した、ａｇｃ（４）の値が増加するときの、等化器コア２８の異なる伝達関数３６〜４０の説明になっている。
【００２１】
適応等化器の例について概略を説明したので、次に、本発明の実施形態の例による具体的な特徴について説明する。
これに関連して、図１０は、本発明の実施形態の一例による逐次畳み込みマルチレート適応等化器７０を示すブロック図である。畳み込みマルチレート適応等化器７０は、受信信号の特性に応じて変化するゲイン‐帯域幅特性をもつ伝達関数を適用することにより、非理想媒体を通じた伝送によって生じる信号損失を補償するもので、これは同じゲイン・ブースティング回路を用いて高帯域幅信号と低帯域幅信号の両方をブーストするために畳み込み機能を利用する。適応等化器７０は、自動ゲイン制御ループ７１と等化器コア７３とを有している。
【００２２】
逐次マルチレート畳み込み適応等化器７０は、畳み込み自動ゲイン制御ループ７１を用いることで、異なるゲイン・ブースティング回路として実現される追加の低帯域ゲイン・ブースティング・ステージを用いることなく、低帯域幅信号に追加のゲインを適用する。等化器コア７３は、最初の高周波数ゲイン閾値を超えて追加の低帯域幅ゲインの適用が必要であるときに、最初の可変帯域幅ゲイン・ステージを適用したのと同じブースティング回路を用いて、その伝達関数の周波数をスケーリングして下げるように作動する。これは、畳み込み信号７６をアクティブにすることにより達成され、畳み込み信号は高帯域幅回路パスがその最大ゲインに達するとオンに切り替わって、低帯域幅ゲイン制御回路パスを開き、その利用は、必要な追加の低帯域幅ゲインの量が増加するに連れて増加する。
【００２３】
図１３は、等化器コア７３の実施形態の一例をより詳細に示している。図示の実施形態では、等化器コア７３は、２つの可変周波数ゲイン・ステージ７４及び７５を有している。
【００２４】
図１７は、図１３の等化器コア７３を実現するために用いることができるゲイン・ステージ７４または７５を実現する、差動トランジスタ対及び単純な抵抗器‐コンデンサ（“ＲＣ”）回路からなるセットの例を示している。ゲイン・ステージ７４は、高帯域幅回路パス１１９と低帯域幅回路パス１２１とを含み、これらのパスの間の切り替えは畳み込み信号７６によりトリガされる。畳み込み信号７６によりトリガされる高帯域幅回路パス１１９から低帯域幅回路パス１２１への切り替えは、ハードスイッチではない。切り替えの開始時に、低帯域幅ゲイン・ブースティング・ステージを調整する低帯域幅信号ａｇｃｍ（９４）は既にその最小レベルであるゼロ（パラメータαの最大値である１に対応している）に達している。低周波数ゲイン・ブースティングがさらに必要になると、ａｇｃｍ（９４）信号が増加し始め、これによって、高帯域幅信号パスから低帯域幅信号パスへのソフトスイッチが生じる。ソフトスイッチを用いることで、信号パスにおけるあらゆる不連続性が排除されて、ゲイン制御ループ７１の再適応の必要がなくなる。あらゆる不連続性が回避されることに加えて、ソフトスイッチにより帯域幅が滑らかに減少することによって、もし起動初期にループのロックアップが生じた場合でもそこからの回復が緩和される。
【００２５】
実施形態の一例によると、等化器コア７３の各ゲイン・ステージにより受信信号２に適用される伝達関数は、次の式により特徴付けられる。
【００２６】
（数１）
１＋αＧＨＢＷ（ｓ）＋Ｆ（１−α）ＧＬＢＷ（ｓ）
【００２７】
この式において、定数項の１は、ユニティ・ゲインの平坦な周波数応答を表している。高周波数ゲインは、ブースティング伝達関数の高帯域幅バージョンと低帯域幅バージョン（ＨＢＷとＬＢＷ）により実現される。Ｆは、畳み込み信号に対応する論理値である１または０であり、それぞれ、アクティブであるときと、アクティブでないときに対応している。値α（０と１の間である）は、先のセクションにおいて記載した周知のマルチレート適応等化器４１におけるように、適応機構を実現している。適応ループ７１が、畳み込みすることなく、等化の最初のゲイン・ステージ７４、７５から得られるゲインのみを利用すると決めた場合、畳み込み信号７６は無効にされ（Ｆ＝０）、等化器７０は、高帯域幅信号パスにより適当な大きさのゲインを適用することで、高データ転送速度の動作をサポートする。この形態において実現される伝達関数は、単純に、１＋αＧＨＢＷ（ｓ）であり、αの値は０から１である。（従って、この伝達関数は、αの値に応じて、２つの極端な場合である１と１＋ＧＨＢＷ（ｓ）の間にあるものと見なすことができる。）より低い周波数において更にゲインが必要であるときには、適応ループ７１は畳み込み閾値７８を通過して、畳み込み信号を有効にする。畳み込み信号７６が有効にされると（Ｆ＝１）、伝達関数は、次のように変わる。
【００２８】
（数２）
１＋αＧＨＢＷ（ｓ）＋（１−α）ＧＬＢＷ（ｓ）
【００２９】
この実施形態の例では、畳み込み閾値７８において生じる畳み込み信号７６のアクティブ化によって、伝達関数の間のソフトスイッチが可能である。畳み込み信号７６のアクティブ化の開始時において、適応パラメータαは、既にその最大値である１であるため、畳み込みの直前と直後の伝達関数は同じで、１＋ＧＨＢＷ（ｓ）である。このソフトスイッチによって、等化フィルタの応答ひいては適応ループ７１の動作を急激に変化させることなく、非畳み込み形態から畳み込み形態への滑らかな切り替えが保証される。畳み込み信号７６がアクティブになると、αの向きが変わり、等化器７０がより大きいゲインを適用するほうへ適応が進められ続けると、αは１から０へ逆向きに動き始める。伝達関数が、高帯域幅の極端な場合を表す１＋ＧＨＢＷ（ｓ）から外れ始めて、次第に、低帯域幅の極端な場合を表す１＋ＧＬＢＷ（ｓ）に近づいていく。この畳み込み形態において、等化器の伝達関数は、２つの極端な場合である高帯域幅の伝達関数の最大ゲインと低帯域幅の伝達関数の最大ゲインの間にあるものと見なすことができる。
【００３０】
図１１は、実施形態の一例による畳み込みマルチレート適応等化器７０のゲイン制御ループ７１の動作を示している。等化器７０からの出力信号９は、自動ゲイン制御ループ７１にフィードバックされ、基準７９と比較されて、その結果信号が積分されることで一次自動ゲイン制御信号ａｇｃ（８０）が生成される。この一次ａｇｃ信号８０は、非畳み込み形態である間は適応係数αに対応している。しかし、畳み込み信号７６がアクティブにされると、一次ａｇｃ信号８０がさらに増加した場合に、適応係数αは増加するのではなく減少する。
【００３１】
この一次自動ゲイン制御信号ａｇｃ（８０）は、４つの異なる基準レベル８５〜８８と比較されて、２つの非畳み込みゲイン制御信号、すなわち非畳み込みａｇｃ１（８１）及び非畳み込みａｇｃ２（８２）と、２つの畳み込みゲイン制御信号、すなわち畳み込みａｇｃ１（８３）及び畳み込みａｇｃ２（８４）とが生成される。一次信号ａｇｃ（８０）は、さらに、畳み込み閾値レベル７８とも比較されて、これにより、畳み込み信号７６が生成される。この場合、畳み込み閾値７８におけるａｇｃ（８０）の値は、αの最大値、α＝１に対応している。ａｇｃ（８０）が畳み込み閾値７８を通過すると、αは、その最小値０に向けて、折り返し減少し始める。
【００３２】
折り畳み信号７６の値は、２つの論理ゲート８９、９０に供給されて、最終的なゲイン制御信号ａｇｃ１（１７）及びａｇｃ２（１８）の生成に、ａｇｃ１とａｇｃ２の畳み込み値８３、８４を用いるか、非畳み込み値８１、８２を用いるかが決定される。畳み込み信号７６がアクティブである（Ｆ＝１）場合は、畳み込み値であるａｇｃ１（８３）とａｇｃ２（８４）が用いられ、畳み込み信号７６が非アクティブである（Ｆ＝０）場合は、非畳み込み値であるａｇｃ１（８１）とａｇｃ２（８２）が用いられる。そして、信号ａｇｃ１（１７）のこの畳み込みバージョン８３あるいは非畳み込みバージョン８１は、一対の伝達関数９７、９８が適用されることによって、第１の極性をもつ第１バージョンａｇｃ１ｐ（９３）と、第１の極性と逆の第２の極性をもつ第２バージョンａｇｃ１ｍ（９４）とに分割される。同様に、信号ａｇｃ２（１８）の畳み込みバージョン８４あるいは非畳み込みバージョン８２は、一対の伝達関数９９、１００が適用されることによって、第１の極性をもつ第１バージョンａｇｃ２ｐ（９５）と、第１の極性と逆の第２の極性をもつ第２バージョンａｇｃ２ｍ（９６）とに分割される。
【００３３】
図１２は、畳み込みマルチレート適応等化器７０の一例のゲイン制御ループ７１により生成される、信号ａｇｃ１ｐ（９３）、ａｇｃ１ｍ（９４）、ａｇｃ２ｐ（９５）、ａｇｃ２ｍ（９６）及び畳み込み信号７６をプロットした５つのグラフを示している。信号７６、９３〜９６の値はＹ軸にプロットされていて、Ｘ軸には一次ゲイン制御信号ａｇｃ（８０）がプロットされている。点線は、信号ａｇｃ１（１７）及びａｇｃ２（１８）についての、非畳み込み基準レベル８５、８６及び畳み込み基準レベル８７、８８を示している。これらのグラフは、一次ゲイン制御信号ａｇｃ（８０）の値が増加するときの５つの信号７６、９３〜９６の動きを示している。ここで、増加する一次ゲイン制御信号ａｇｃ（８０）に対する信号７６、９３〜９６の応答は、先に述べたマルチレート適応等化器４１のゲイン制御ループ２３の、図９に示したグラフに示されている応答とは異なる。
【００３４】
畳み込み等化器７０のこの実施形態例において、ａｇｃ（８０）がゼロであるときに、信号ａｇｃ１ｐ（９３）及びａｇｃ２ｐ（９５）は、その最小値であるゼロであり、一方、これらの信号の逆極性バージョンであるａｇｃ１ｍ（９４）及びａｇｃ２ｍ（９６）は、その最大値である１である。畳み込み信号７６は、その非アクティブ値であるゼロである。ａｇｃ（８０）の値が上昇するに連れて、まず、ａｇｃ１ｐ（９３）が０から１まで上昇し、これに対応してａｇｃ１ｍ（９４）は１から０に下降する。次に、ａｇｃ２ｐ（９５）が０から１に上昇し、これに対応してａｇｃ２ｍ（９６）が１から０に下降する。この点の後、畳み込み信号７６がアクティブにされて、値が０から１に切り替わる。畳み込み信号７６がアクティブにされた後にａｇｃ（８０）の値が上昇し続けると、ａｇｃ１ｐ（９３）が１から０に下降し始め、これに対応してａｇｃ１ｍ（９４）が０から１に上昇する。次に、ａｇｃ２ｐ（９５）が１から０に下降し始め、これに対応してａｇｃ２ｍ（９６）が０から１に上昇する。
【００３５】
そして、これらの異なるゲイン制御信号９３〜９６は、等化器７０の、図１３のブロック図に示した２つのゲイン・ステージ７４、７５に供給される。２つの異極性の信号ａｇｃ１ｐ（９３）とａｇｃ１ｍ（９４）は、第１のゲイン・ステージ７４の入力として用いられ、２つの異極性の信号ａｇｃ２ｐ（９５）とａｇｃ２ｍ（９６）は、第２のゲイン・ステージ７５の入力として用いられる。また、畳み込み信号７６は、両ステージ７４、７５の入力として用いられる。受信信号２は２つのステージ７４、７５の各々を順に通って供給され、各ステージ７４、７５において信号２に対し伝達関数が適用されて、その結果、出力信号９は、伝送媒体により取り込まれた歪みがなく、伝送前の信号を再現するようになっている。
【００３６】
各ゲイン・ステージ７４、７５においては、正極性のゲイン制御信号（ａｇｃ１ｐ（９３）またはａｇｃ２ｐ（９５））により調整された高帯域幅の伝達関数ＧＨＢＷ（ｓ）が、受信信号２に対して適用される。畳み込み信号７６がアクティブである場合は、負極性のゲイン制御信号（ａｇｃ１ｍ（９４）またはａｇｃ２ｍ（９６））により調整された低帯域幅の伝達関数ＧＬＢＷ（ｓ）がさらに適用される。このように１つあるいは両方の伝達関数を受信信号２に適用することにより、上記の式すなわち以下の式により特徴付けられる総合伝達関数が実現される。
【００３７】
（数３）
１＋αＧＨＢＷ（ｓ）＋Ｆ（１−α）ＧＬＢＷ（ｓ）
【００３８】
ここで、Ｆは畳み込み信号７６であり、αＧＨＢＷ（ｓ）は、正のゲイン制御信号ａｇｃ１ｐ（９３）及びａｇｃ２ｐ（９５）により生成される総伝達関数を表し、（１−α）ＧＬＢＷ（ｓ）は、負のゲイン制御信号ａｇｃ１ｍ（９４）及びａｇｃ２ｍ（９６）により生成される総伝達関数を表している。
【００３９】
２つのゲイン・ステージ７４、７５により適用される総合伝達関数を、畳み込みを伴うものと伴わないものについて、図１４に示している。この図では、ゲインがＹ軸に、周波数がＸ軸にプロットされていて、５つの異なる伝達関数１０６〜１１０を示していて、これらは、畳み込み信号７６と４つのゲイン制御信号ａｇｃ１ｐ（９３）、ａｇｃ１ｍ（９４）、ａｇｃ２ｐ（９５）、ａｇｃ２ｍ（９６）の値の５通りの異なるセットに対応している。これら５通りの異なる値のセットは、一次ゲイン制御信号ａｇｃ（８０）の５つの異なる値に対応している。
第１の伝達関数１０６は、ユニティ・ゲインの平坦な応答を示していて、この場合、ａｇｃ（８０）はその最小値である。すなわち、畳み込み信号７６はその非アクティブ値であるゼロであり、信号ａｇｃ１ｐ（９３）及びａｇｃ２ｐ（９５）はその最小値であるゼロであり、これに対応して逆極性の信号ａｇｃ１ｍ（９４）及びａｇｃ２ｍ（９６）はその最大値である１である。ａｇｃ（８０）が上昇すると、ａｇｃ１ｐ（９３）の値が０から１に上昇し、ａｇｃ１ｍ（９４）が１から０に下降して、その結果、第２の伝達関数１０７となる。ａｇｃ（８０）がこの点を超えてさらに上昇すると、ａｇｃ２ｐ（９５）が０から１に上昇し、ａｇｃ２ｍ（９６）が１から０に下降して、その結果、第３の伝達関数１０８となる。ａｇｃ（８０）がさらに上昇して畳み込み閾値７８を超えると、畳み込み信号７６の値が変わる。しかし、この点では、畳み込み信号７６によりその伝達関数がオンに切り替えられる負極性の信号ａｇｃ１ｍ（９４）及びａｇｃ２ｍ（９６）は値がゼロであるので、畳み込み信号７６の値が伝達関数の特性に影響することはない。従って、畳み込み信号７６がその閾値７８においてアクティブにされたときに、これがゲイン制御信号９３〜９６あるいは出力信号９それ自体のパスにおいて何らかの不連続性を生み出すことはなく、その結果、滑らかな適応応答及びゲイン制御ループ応答となる。畳み込み信号７６がアクティブにされた後に、ａｇｃ（８０）が増加し続けると、ａｇｃ１ｐ（９３）の値が１から０に下降し、ａｇｃ１ｍ（９４）が０から１に上昇して、その結果、第４の伝達関数１０９となる。最終的に、ａｇｃ（８０）がその最大値まで増加し続けると、ａｇｃ２ｐ（９５）の値が１から０に下降し、ａｇｃ２ｍ（９６）が０から１に上昇して、その結果、第５の伝達関数１１０となる。
【００４０】
畳み込みマルチステージ適応等化器の一例において、第１から第５の伝達関数１０６〜１１０を順に用いると、デシベルで測定した場合、低周波数ゲインにおいて単調増加を示す。同様に、上記の２ステージ畳み込み適応等化器の一実施形態において、第１から第３の伝達関数１０６〜１０８を順に用いると、高周波数ゲインにおいて単調増加を示す。このような実施形態では、畳み込み前の一連のゲイン・ステージでは、全ての周波数に渡ってゲインの単調増加を示し、一方、畳み込み後のゲイン・ステージでは、低周波数についてのみ、引き続きゲインの単調増加が見られる。
【００４１】
畳み込みマルチステージ等化器コア７３の一例における、１つのゲイン・ステージの動作を、図１５Ａのブロック図により示している。ゲイン・ステージ７４は、入力信号２、畳み込み信号７６、及び２つの異極性のゲイン制御信号ａｇｃｐ（９３)及びａｇｃｍ（９４)（図１３のａｇｃ１ｐとａｇｃ１ｍに、それぞれ対応している）を受け取る。ゲインがほとんどあるいは全く必要でないときは、畳み込み信号７６は非アクティブである。正極性のゲイン制御信号ａｇｃｐ（９３)の電圧が増加すると、それは、高帯域幅ゲインブースト・パス１１９に供給され、これにより、正極性のゲイン制御信号ａｇｃｐ（９３)により調整される高帯域幅の伝達関数ＧＨＢＷ（ｓ）が実現される。高帯域幅ブースト・ステージ１１９の出力は、入力信号２と合計されて、これにより、出力信号９が生成される。ａｇｃｐ（９３)がその最大電圧に達するときには、ａｇｃｍ（９４)はその最小電圧であり、また、低帯域幅ゲインがさらに必要である場合は、この点において畳み込み信号７６がアクティブにされる。畳み込み信号７６がアクティブにされることによって、低帯域幅ゲインブースト・パス１２１が開き、これは負極性のゲインブースト信号ａｇｃｍ（９４)により調整される低帯域幅の伝達関数ＧＬＢＷ（ｓ）を実現する。さらにゲインが必要であるときは、ａｇｃｐ（９３)の電圧がその最大値から減少し、ａｇｃｍ（９４)はその最小値から増加し、これによって、高帯域幅ブースト・パス１１９より生成される高帯域幅ゲインの量は減少するが、低帯域幅ブースト・パス１２１により生成される低帯域幅ゲインの量が増加する。低帯域幅ブースト・パス１２１により生成される低帯域幅ゲインは、高帯域幅パス１１９によりまだ生成されている高帯域幅ゲインと共に、入力信号２に合計されて、これにより出力信号９が生成される。
【００４２】
１つのゲイン・ステージの別の実施形態を、図１５Ｂのブロック図により示している。この場合、高帯域幅の伝達関数ＧＨＢＷ（ｓ）を実現する高帯域幅ゲインブースト・パス１１９と、低帯域幅の伝達関数ＧＬＢＷ（ｓ）を実現する低帯域幅ゲインブースト・パス１２１の両方が、それぞれ、平坦なゲイン応答を実現する自身のフラットゲイン・パスと並列に作動する。これら２つのパスは、常に逆の値である正極性のゲインブースト信号ａｇｃｐ（９３)と負極性のゲインブースト信号ａｇｃｍ（９４)により調整されるので、このゲイン・ステージにより実現される全体としての伝達関数は、いずれのゲイン制御信号によっても調整されない１つのユニティゲイン・パスを２つのゲインブースト・パスにより共有している図１５Ａのステージにより実現される伝達関数と同じである。図１５Ａのステージの伝達関数は、１＋αＧＨＢＷ（ｓ）＋Ｆ（１−α）ＧＬＢＷ（ｓ）と特徴付けることができるのに対して、図１５Ｂの伝達関数は数学的に同一であるα＋αＧＨＢＷ（ｓ）＋（１−α）＋Ｆ（１−α）ＧＬＢＷ（ｓ）と特徴付けることができ、これは簡約すると同じ式である１＋αＧＨＢＷ（ｓ）＋Ｆ（１−α）ＧＬＢＷ（ｓ）になる。図１５Ａと図１５Ｂのどちらによってゲイン・ステージを実現するかは、さまざまな実用上の理由によって選択されることになるが、本発明はどちらの図に従って実現されるゲイン・ステージにも適合する。
【００４３】
図１５Ａまたは図１５Ｂに示すような１つの畳み込みゲイン・ステージにより実現される伝達関数を、図１６に示している。一次ゲイン制御信号ａｇｃ（８０）がその最小値であるときには、これは信号の減衰がなくゲインの必要がないことを指していて、畳み込みゲイン・ステージにより第１のユニティ・ゲイン伝達関数１３０が実現される。ａｇｃ（８０）の値が上昇すると、これは高帯域幅ゲインの必要があることを指していて、このため、ａｇｃｐ（９３)の電圧がその最小値から最大値に上昇して、その結果、高帯域幅ブースト・パス１１９を流れる信号が最大となったときに、最大の高帯域幅ゲインをもつ第２の伝達関数１３２が実現される。この点において更にゲインが必要である場合は、畳み込み信号７６がアクティブにされて、ａｇｃｐ（９３)がその最小値に向かって折り返し下降し始めると共に、ａｇｃｍ（９４)がその最小値から最大値に向けて上昇し始める。これにより、信号が高帯域幅ブースト・パス１１９から低帯域幅ブースト・パス１２１にシフトして、効果的に伝達関数が左に周波数シフトし、その結果、最終的に最大の低帯域幅ゲインをもつ第３の伝達関数１３４となる。
【００４４】
図１７は、図１５Ｂのブロック図に対応する１つの畳み込みゲイン・ステージ７４のトランジスタレベル回路実装１１１の一例を示している。入力信号２が正リード１１２と負リード１１３により供給され、自身の正リード１１４と負リード１１５により出力信号９が生成される。その正リードと負リードに対して測定される自動ゲイン制御信号ａｇｃ（１２２）は、ゲイン制御信号ａｇｃｐ（９３)に対応している。畳み込み信号７６が非アクティブであるときには、このａｇｃ信号１２２の電圧は、一次ゲイン制御信号８０の電圧が増加するに連れて増加し、畳み込み信号７６がアクティブであるときには、一次ゲイン制御信号８０の電圧が増加し続けるに連れて信号１２２の電圧は減少する。同様に、この信号１２２は、反転された負リードと正リードで測定される場合は、負極性のゲイン制御信号ａｇｃｍ（９４)に対応している。この回路実装の例において、差動対を構成するトランジスタ１１６、１１７のセットによりゲインブースト伝達関数の調整が実現される。ａｇｃ（１２２）がベースライン電圧であるときには、ａｇｃ信号１２２の負リードによりオンにされるトランジスタ１１７は完全に開いていて、固定抵抗パス１１８を流れる電流のみが出力に向けられることで、平坦なゲインが実現される。ａｇｃ（１２２）の値が上昇すると、ａｇｃ信号１２２の正リードによりオンにされるトランジスタ１１６の差動対が開き始めて、高帯域幅の高周波ブースト・パス１１９が使用可能となり、これによって、当該回路の伝達関数に高周波数ゲインが取り込まれる。この高帯域幅ブースト・パス１１９は、取り扱う特定の信号及び伝送媒体の特性に関して選択されたコンデンサと抵抗器の組み合わせを用いた単純なＲＣ回路により実現することができる。この高帯域幅パス１１９が最大電流に達したときに、さらにゲインが必要である場合は、ゲイン制御ループ７１の一部である上記機構を用いて畳み込み信号７６がアクティブにされて、この畳み込み信号７６のアクティブ化によって、２つのスイッチ１２０が閉じて、やはりコンデンサと抵抗器の組み合わせを用いた単純なＲＣ回路により実現される、低帯域幅の高周波ブースト・パス１２１が使用可能となる。低帯域幅ゲインがさらに必要であるときには、ａｇｃ信号１２２の電圧がベースライン値に向かって折り返し下降し、これにより、ａｇｃ信号１２２の正リードに接続されているトランジスタ１１６の差動対が次第に閉じて、ａｇｃ信号１２２の負リードに接続されているトランジスタ１１７の差動対が開く。これによって、電流が高帯域幅パス１１９から低帯域幅パス１２１にシフトして、効果的に伝達関数がより低い帯域幅に周波数シフトする。
【００４５】
最小電圧から最大電圧まで掃引されて、その後、畳み込み信号がアクティブにされたら折り返すゲイン制御信号を用いる、畳み込み適応等化ステージの両方のゲイン・ブースティング伝達関数を、同じ増幅コアの範囲内の単純なＲＣ回路によって実現することで、回路面積、電力消費、発熱に関して、大幅な節減が可能である。さらに、これによって、構成部品のノイズ、ばらつき、不整合といったノイズ及び欠陥の発生源が削減されることで、回路の性能も向上する。１つの回路を高帯域幅ゲインブーストあるいは低帯域幅ゲインブーストのどちらにも用いることができるので、回路面積が削減される。同様に、別個の低帯域幅ゲインブースト・ステージが必要ないことによって、回路の電力消費及び発熱が削減される。これは、ユニティ・ゲイン信号パスを実現していた既存の能動部品を再利用し、再度目的を持たせて、単に受動部品のスイッチングと、このスイッチング機能を適応等化器の適応ループ内で適切に制御することにより、低帯域幅のゲインブースト伝達関数も実現するものとすることで、達成される。このことは、既にバイアスされていて使用可能である能動部品を再利用して再度目的を持たせるのではなく、例えば図６に示すように、更なる等化ステージを単に追加することにより低帯域幅のより大きなゲインブーストを達成する、可変帯域幅等化器の他の実現とは対照的である。
【００４６】
図１３に示すようなマルチステージ等化器コアは、図１７に詳細を示すゲイン・ステージを１つ以上用いることで、実現することができる。いくつかのステージの各々において異なる起動閾値をもつトランジスタの差動対を用いることで、異なるステージの高帯域幅回路パス及び低帯域幅回路パスにより適用されるゲインの開始が、（図１２に示すように）カスケード式に順につながるように設定することが可能である。当業者であれば推測できるように、畳み込みアプローチは、ゲイン・ステージをいくつ備える等化器にでも適用することが可能であり、ここで記載した実施形態の例に限定されない。低帯域幅ゲインがさらに必要である場合にカスケード式につながったステージを順に畳み込みする代わりに、全てのあるいは一部のステージを同時に畳み込みして、同じａｇｃ信号により制御することができることも、当業者であれば理解できる。従って、畳み込みあるいは非畳み込みステージの並列かつ逐次的な起動の考え得る全ての組み合わせが可能であり、これらは本発明が取り組むものである。
【００４７】
畳み込み信号の低レベルから高レベルへの切り替えは、図１２に示すようなステップ関数として実現される必要はなく、もっと緩やかであってもよいということは、当業者であれば分かるであろう。畳み込み信号レベルにハードスイッチを用いることは、畳み込み信号の変化が確実に負極性のゲイン制御信号ａｇｃｍの値がゼロのときに生じるようにする助けとなり、これによって、信号パスの不連続性が回避される。しかしながら、畳み込み信号レベル間のより緩やかな切り替えを用いることは、実用上の利点がある場合があり、それは、出力信号パスの不連続性を回避するための別のメカニズムを提示する（すなわち、不連続な畳み込み信号入力をそもそも取り込まないことによる）。加えて、図１２のグラフは、ａｇｃは増加し続けているが、ａｇｃ１ｐ、ａｇｃ１ｍ、ａｇｃ２ｐ、及びａｇｃ２ｍの値は一定のままである区間を示している。本発明の実施形態の一例では、畳み込み信号は、この区間に渡って、その低レベルから高レベルまで緩やかに、出力信号に影響することなく増加させることができる。さらに、畳み込み信号の第２レベルは第１レベルより高い必要はなく、代わりに低くてもよいことがわかる。
【００４８】
ここで記載した実施形態は、請求項に記載の発明の要素に対応する要素を含む構造、システム、あるいは方法の例である。ここに書かれた説明によって、当業者は、請求項に記載の発明の要素に対応する同様の代替要素を含む実施形態を形成し使用することが可能である。従って、本発明の意図する範囲は、請求項の文言と相違しない他の構造、システム、あるいは方法を含んでいて、さらに、請求項の文言と実質的ではない差異のある他の構造、システム、あるいは方法を含んでいる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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