(57)【要約】集積回路のサブ回路は、電力供給線および基板等の共通導体上で雑音源として働く可能性がある。これらの各導体は、雑音源からの雑音信号を他のサブ回路へ伝達することが可能な雑音媒体として働く場合がある。保護すべき回路がこのような媒体に接続された場所の向かい合うサイドの入力点と出力点との間に２つ以上のフィードバック回路が連結されるので、フィードバック回路の出力は、フィードバック回路の入力よりも、ある雑音源に近接して雑音媒体に結合される。多重フィードバック回路が交差連結され、且つ伝達接続を有することにより、異なるフィードバック回路の入力と出力との結合が少なくとも部分的に抑制されることが好ましい。
2006508531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雑音源と、
サブ回路と、
前記雑音源からの雑音信号を前記サブ回路に伝達することができる雑音媒体と、
前記サブ回路の第１サイドの入力点で前記雑音媒体に結合された入力、および前記サブ回路の第２サイドの出力点で前記雑音媒体に結合された出力を有するフィードバック回路とを具備してなる集積回路であって、前記第１および第２サイドは前記サブ回路に関連して互いに向かい合い、前記雑音源は前記第２サイドで前記雑音媒体に結合されている、集積回路。
【請求項２】
前記雑音媒体は電力供給線である、請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記雑音媒体は、デジタルおよびアナログ回路モジュールの間の境界に沿った基板領域である、請求項１に記載の集積回路。
【請求項４】
前記集積回路は、入力および出力が前記雑音媒体に結合されたさらなるフィードバック回路を備え、前記フィードバック回路の出力は、前記フィードバック回路の入力よりも前記さらなるフィードバック回路の入力に近接して前記雑音媒体に結合され、前記フィードバック回路の出力および前記さらなるフィードバック回路の入力は相互に配列され、それにより前記さらなるフィードバック回路によってフィードバックされた信号成分への前記フィードバック回路の出力からの出力信号の伝達が少なくとも部分的に抑制される、請求項１に記載の集積回路。
【請求項５】
前記さらなるフィードバック回路は、互いに異なる重みを有する前記雑音媒体におけるさらなる入力点からの入力信号を受信する差動入力を有し、前記互いに異なる重みによって前記伝達が少なくとも部分的に抑制される、請求項１に記載の集積回路。
【請求項６】
前記集積回路は、前記雑音媒体に結合されたさらなる雑音源と、前記雑音媒体に結合された入力および出力を有するさらなるフィードバック回路を備え、前記フィードバック回路および前記さらなるフィードバック回路の入力は差動入力であり、前記フィードバック回路の差動入力は前記さらなる雑音源の互いに向かい合うサイドで前記雑音媒体に結合され、前記さらなるフィードバック回路の差動入力は前記雑音源の互いに向かい合うサイドで前記雑音媒体に結合されている、請求項１に記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子集積回路に関し、より詳細には、このような回路における干渉雑音の抑制に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第６，０４０，７２８号より、雑音消去信号の注入により集積回路における雑音を低減することが知られている。集積回路においては、同一基板上に多くの異なるサブ回路が組み合わされている。目的とする信号の他に、各サブ回路は基板において雑音と呼ばれる望ましくない信号を発生させる。基板は騒音媒体として働き、それにより１つのサブ回路からの雑音が他のサブ回路に対して望ましくない影響の及ぼし方をすることが可能となる。従って、サブ回路も雑音源として働く。デジタル回路からアナログ回路へ到達する雑音は、例えばアナログ回路の信号対雑音比を低下させる原因となる。
【０００３】
米国特許第６，０４０，７２８号では、（雑音媒体として働く）基板の上に感度の良いアナログ回路が存在する集積回路の基板において「静かな」領域を実現することができる方法について記載されている。この目的のため、静かな領域の境界に沿って複数のフィードバック回路がアレイ内に設けられている。各フィードバック回路が静かな領域の境界に沿った各地点で基板における電圧を調整することにより、局所電圧が「静かな」基準電圧と等しくなる。局所電圧を調整するために、フィードバック回路は各地点で雑音に影響された信号を感知し、局所電圧と基準電圧との差に負比例する電流をフィードバックする。
【０００４】
従って、雑音信号は少なくとも局所的に低減し、各地点によって囲まれた領域内でも雑音が低減することが期待される場合がある。この技術には多数のフィードバック回路が必要とされる。そのような場合でも、注入地点から離れた位置の関数として注入された反雑音の影響の空間変動が雑音と同じでないと、前記領域内部の雑音は部分的にしか低減しない。これは特に前記領域内部で発生した雑音に当てはまることである。
【発明の開示】
【０００５】
特に、本発明の目的は、抑制すべき雑音が空間変動強度を有する場合に、とりわけ、雑音を抑制すべき領域内に雑音源が位置する場合に、雑音抑制を向上させることである。
【０００６】
特に、本発明のさらなる目的は、局所フィードバック効果への傾向を軽減しながら、多重非局所フィードバック回路を用いてより大きな領域で雑音を低減することである。
【０００７】
非局所フィードバック、即ち、雑音源およびフィードバックの注入点が雑音から保護すべきサブ回路の第１サイドで雑音媒体に結合され、フィードバックの入力がサブ回路の第２サイドで雑音媒体に接続され、第２サイドは第１サイドに向かい合っているフィードバックを用いることによって、雑音源からの空間変動雑音をより良く抑制することができる。このような非局所フィードバックを適用して、例えば、入力と、互いから離れた地点で電力供給線に結合された注入点とを有し、少なくともいくつかの保護されたサブ回路が前記入力と前記注入点との間の電力供給線に接続されたフィードバック回路を用いることにより、集積回路における電力供給線のような雑音媒体での電力供給跳ね返り伝搬、または集積回路の基板におけるデジタルアナログ境界を超える基板雑音伝搬の影響を抑制してもよい。従って、入力は、注入点および雑音源から比較的遠くに離れた媒体の領域内にある。このような領域では、注入点および雑音源の影響の空間変動は位置にあまり強く依存することはなく、または両方の影響が位置に合同依存してもよい。従って、雑音源および注入の消去が大きな領域で発生する。局所フィードバックでは、入力の周囲での注入の影響および雑音源の影響は、入力が注入点に近接し、雑音源は近接していないために位置に対して異なる依存の仕方をするので、局所フィードバックの場合のように消去は極めて局所的とならない。
【０００８】
非局所フィードバックを用いると、例えば、フィードバック回路の入力から見て雑音源が注入点に向かい合っている場合、雑音が抑制される領域から離れた領域において雑音源からの雑音に悪影響を与えるという欠点があり得る。２つ以上の方向の発生源からの雑音を抑制するためには、異なるフィードバック回路を用いて、２つ以上の位置で異なる相殺雑音を注入することが望ましい。しかしながら、多重フィードバック回路を非局所フィードバック回路と組み合わせた場合、１つのフィードバック回路が雑音を感知する地点が他のフィードバックループが雑音を注入する地点に近接すること、またその逆となることがある。このようにして、両方のフィードバックループを含む総合的なフィードバックループが作られる。このような総合的フィードバックループは、入力に近接して相殺雑音を注入することによって入力で局所的に雑音を抑制するため、非局所フィードバックの利点がなくなる。
【０００９】
実施の形態において、集積回路は、雑音媒体に結合されたさらなる雑音源と、前記雑音媒体に結合された入力および出力を有するさらなる非局所フィードバック回路とを備え、前記非局所フィードバック回路および前記さらなる非局所フィードバック回路の入力は差動入力であり、前記非局所フィードバック回路の差動入力は前記さらなる雑音源の互いに向かい合うサイドで前記雑音媒体に結合され、前記さらなる非局所フィードバック回路の差動入力は前記雑音源の互いに向かい合うサイドで前記雑音媒体に結合されている。このようにして雑音が低減することが分かった。暫定的な説明として、この空間フィードバックはその２つの端点でフィードバック信号を等しくすることを試み、そのようにして、ループ内に含まれる騒音の大きさを減衰させるものである。その結果、総合的フィードバック効果に対するこれらの発生源からの雑音の寄与が低減する。これによって、非局所フィードバック効果を有する多重非局所フィードバック回路の作用が少なくとも部分的に可能となる。
【００１０】
他の実施の形態において、入力および出力が前記雑音媒体に結合されたさらなる非局所フィードバック回路を用いることによって局所フィードバックの効果が抑制され、前記非局所フィードバック回路の出力は、前記非局所フィードバック回路の入力よりも前記さらなる非局所フィードバック回路の入力に近接して前記雑音媒体に結合され、前記非局所フィードバック回路の出力および前記さらなる非局所フィードバック回路の入力は相互に配列され、それにより前記さらなる非局所フィードバック回路によってフィードバックされた信号成分への前記非局所フィードバック回路の出力からの出力信号の伝達が少なくとも部分的に抑制される。このようにして、各領域においてその領域から比較的離れた注入により雑音の補償を強制することによって、雑音消去が比較的大きな領域に確実に広がる。抑制によって入力および出力が互いからマスキングされる。マスキングは、例えば媒体に結合された差動入力を有するフィードバック回路を設け、これらのフィードバック回路が各入力からの信号に重みづけをして、隣接する注入点からの入力信号がフィードバック信号に実質的に寄与しないようにすることによって実現されるようにしてもよい。別の方法としては、隣接する入力に影響を及ぼさないように重みづけされた差動出力結合によってマスキングを実現してもよい。
【００１１】
本発明による集積回路のこれらおよび他の目的と有利な態様について、以下の図面を用いてより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、第１の電力供給導体１０と、第２の電力供給導体１１とを有し、それらの間にいくつかのサブ回路が接続された（４つのサブ回路１２ａ乃至ｃのみを示す）回路を示している。フィードバック反転増幅器１５を備えるフィードバック回路が設けられている。フィードバック増幅器１５は、第１の電力供給導体１０上の入力点１４ａに結合された入力と、入力点１４ａから離れた出力点１８に結合された出力とを有している。電力供給導体１０、１１は信号の伝達媒体として働き、即ちこれらの導体に沿った異なる地点での電圧は、伝搬効果、例えばＲＣフィルタのような作用または伝搬遅延によって互いに異なる場合がある。電力供給導体１０、１１の性質のような伝達媒体を強調するために、これらの電力供給導体に含まれた象徴的なフィルタ１００（１つのみを標示）が示されている。
【００１３】
動作時において、サブ回路１２ａ乃至ｄは、電力供給導体１０、１１の間に流れる電力供給電流を引き込む。電力供給電流は、電力供給導体１０、１１で電圧変動を引き起こす。これらの電圧変動によって、サブ回路１２ａ乃至ｃは互いに望ましくない影響を及ぼす。これらの電圧変動を雑音と考えられなければならない。従って、この点において、電力供給導体１０、１１は雑音媒体として働き、サブ回路１２ａ、ｂは雑音源として働く。フィードバック増幅器１５は雑音の影響を打ち消す。フィードバック増幅器１５は入力点１４ａで電圧変動を感知し、出力点１８で打ち消し電圧変動を発生させる電流を注入する。これには一般的に、フィードバック増幅器１５が負の利得係数を有することが必要とされる。
【００１４】
図２ａは、電力供給線１０に沿った位置Ｘの関数としての、第１のサブ回路１２ａによって引き起こされた雑音変動の第１の振幅２０を概略的に示している。（尚、電力供給導体１０は実際には湾曲のある経路をたどり、その場合にＸは、関連する経路を介して移動した距離を表す）。図２ａはさらに、第１のサブ回路１２ａによって引き起こされた雑音変動に応答するフィードバック増幅器１５によって導入される打ち消し雑音変動の第２の振幅２２を示している。（フィードバック増幅器１５によって導入される実際の打ち消し雑音変動は、サブ回路１２ａ乃至ｄ等の異なる雑音源による雑音変動に対する応答の合計である。尚、実際には、この合計のみが観測可能であり、異なるサブ回路１２ａ乃至ｄに対する個々の応答は観測可能ではない）。出力点１８のＸ位置２４および入力点１４ａのＸ位置２６が示されている。
【００１５】
理想的なフィードバック条件下では、第１のサブ回路１２ａによる入力点１４ａ（Ｘ位置２６）での変動は、フィードバック増幅器１５による応答を原因とするその入力点１４ａでの変動と同じ振幅を有するが、異符号であるため、入力点１４ａ（Ｘ位置２６）での正味の雑音はゼロである。入力点１４ａ雑音のＸ位置２６の前後の比較的広範囲のＸ位置では、これらのＸ位置は第１のサブ回路１２ａおよび出力点１８の両方の位置から離れており、第１のサブ回路１２ａによる雑音およびフィードバック増幅器１５による相殺雑音はこの領域においてほぼ同一のＸ位置依存性を有するので、正味の雑音も低い。
【００１６】
対照的に、図２ｂは、フィードバック増幅器１５の出力が実質的に入力点１４ａの位置で電力供給導体１０に結合された場合に起きた状況を示している。この場合、フィードバック増幅器１５による相殺雑音の振幅２８は通常、入力点１８のＸ位置２６で最大となる。その結果、第１のサブ回路１２ａによる雑音およびフィードバック増幅器１５による相殺雑音はこの位置の前後で実質的に異なるＸ位置依存性を有する。従って、比較的狭い範囲でのみ正味の雑音がゼロとは異なる。
【００１７】
このようにして、非局所フィードバックを設けることによって、出力点が入力点よりも雑音源１２ａに近接する場合に、サブ回路１２ａ乃至ｄが電力供給導体１０に結合される比較的広い領域で、離れた雑音源による雑音が消去される。この意味で関連する雑音源のみが離れている場合の雑音消去の目的には、第１のフィードバック増幅器１５で充分である。しかし、他の雑音源がある場合には複数の少なくとも２つのフィードバック増幅器を使用することが好ましい。
【００１８】
図３は、本発明による回路を示しており、それぞれフィードバック増幅器３５、３７を備える２つのフィードバック回路が設けられている。第１のフィードバック増幅器３５は、第１の電力供給導体１０上の入力点１４ａ、ｂに結合された差動入力と、入力点１４ａ、ｂから離れた出力点１８に結合された出力とを有している。第２のフィードバック増幅器３７は、第１の電力供給導体１０上の入力点１６ａ、ｂに結合された差動入力と、入力点１６ａ、ｂから離れた出力点１９に結合された出力とを有している。
【００１９】
動作時において、図１の増幅器１５のように、図３のフィードバック増幅器３５、３７は電力供給導体１０上の雑音を抑制する効果を有する。（「フィードバック」という語は、フィードバック増幅器３５、３７による増幅の符号によって、入力信号の増大がこの増大を取り消す出力信号を導くものであることを意味するものと理解する）。フィードバック増幅器３５、３７は、それらの各入力点１４ａ、ｂと１６ａ、ｂとの間の電力供給導体１０上の雑音電圧変動を差動感知し、それらの各出力位置１８および１９で打ち消し雑音を導入する。より広範囲の位置での雑音源からの雑音が、単一のフィードバック増幅器を用いて可能となる場合よりも抑制される。差動感知は、増幅器３５、３７の一方の各出力点が他方の増幅器３５、３７の各入力点に近接して配置されている場合、またその逆の場合に発生することがある局所化の影響を低減する。フィードバック増幅器３５、３７の両方が他方の増幅器の出力点に近接したシングルエンド入力（差動入力ではない）を有する場合、２つの増幅器は単一のフィードバックループとして協働する傾向があり、各増幅器３５、３７の出力は、それぞれほぼ図２ｂに示されているように局所的に雑音を抑制する働きをする。その結果、これによって、雑音が所定の閾値を下回る位置の範囲が縮小する。差動感知がこの影響を低減し、雑音が所定の閾値を下回る範囲がより広くなる。
【００２０】
図４は、本発明による雑音抑制回路のさらなる実施の形態を示している。（ここでも「フィードバック」という語は、フィードバック増幅器３５、３７による増幅の符号によって、入力信号の増大がこの増大を取り消す出力信号を導くものであることを意味するものと理解する）。図４において、差動増幅器３５、３７の入力にシングルエンド利得係数調節回路４０、４２が付加されている。動作時において、シングルエンド利得係数調節回路４０、４２は、差動増幅器３５、３７の差動入力の感度の調節を行うため、各増幅器３５、３７で、増幅器３５、３７の各出力信号Ｙ（図示せず）は、
Ｙ＝ｇ（Ｖａ−αＶｂ）
に基づいて入力点１４ａ、ｂ、１６ａ、ｂでの各電圧Ｖａ、Ｖｂ（図示せず）に依存する。
【００２１】
係数αは、シングルエンド利得係数調節回路４０、４２によって実現され、ＶａおよびＶｂが感知される入力点１４ａ、ｂに近接する出力点１９で導入された相殺雑音が出力信号Ｙに実質的に影響を及ぼさないように選択される。即ち、隣接する出力点１９からＶａおよびＶｂを感知する入力点１４ａ、ｂへの出力信号Ｙの伝達因子がそれぞれＨａおよびＨｂ（図示せず）である場合、係数αはＨａ／Ｈｂと等しい。シングルエンド利得係数調節回路４０、４２が最も近い出力点１８、１９に最も近接する入力点１４ａ、１６ｂに適用された場合、αは通常、単純な回路によって実現することができる減衰を表す。従って、増幅器３５、３７の各出力信号Ｙを互いから独立させる。その結果、フィードバック増幅器３５、３７は別個のフィードバックループとして動作するように強制され、出力点で導入された相殺雑音はＶａ−αＶｂをゼロに、即ち隣接する出力点１９によって導入された相殺雑音を除く局所的な雑音を示す信号にする働きをする。
【００２２】
単一のフィードバックで示した図４の実施の形態を、増幅器３５、３７の特定の入力に結合されたシングルエンド利得係数調節回路４０、４２に関して説明したが、実際には、他の入力または両方の入力での利得係数調節を用いることによって入力の感度を減じることを実現できると考えられる。また、電力供給導体１０上の３つ以上の入力点での雑音に重みづけをすることによって得られる信号を用いてもよい。別の方法としては、増幅器３５、３７の出力は、別の増幅器の隣接する入力で実質的に全く入力信号を発生させないように配列されてもよい。これは例えば、異符号の出力信号を有する電力供給導体１０に結合された２つの出力、および振幅率を利用することによって実現してもよく、それによって隣接する入力で正味の出力信号が発生しない。
【００２３】
１つの電力供給導体１０の場合について本発明を例証したが、両方の電力供給導体１０、１１に同様のフィードバック配列を適用してもよい。これらの電力供給導体１０、１１は直線形状であっても、または湾曲のある経路に沿った本質的に１次元の構造であってもよい。両方の場合において、１対の増幅器３５、３７によって雑音を効果的に抑制することができる。しかし、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、電力供給導体１０、１１は２次元に広がってもよい。しかし、この場合、入力および出力が２次元領域に分布し、隣接する入力と出力との結合が局所雑音補正につながる打ち消し対策を常に有する３つ以上の非局所フィードバック回路を用いることが好ましい。さらに、本発明を勿論、電力供給線以外の雑音媒体、例えばサブ回路１２ａ乃至ｄの下の半導体基板に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】雑音補正を行う回路を示す。
【図２ａ】雑音媒体に沿った位置の関数としての雑音振幅を示す。
【図２ｂ】雑音媒体に沿った位置の関数としての雑音振幅を示す。
【図３】雑音補正を行う回路の実施の形態を示す。
【図４】雑音補正を行う回路のさらなる実施の形態を示す。
【符号の説明】
【００２５】
１０  第１の電力供給導体
１１  第２の電力供給導体
１２ａ〜１２ｄ  サブ回路
１４ａ  入力点
１５、３５、３６  フィードバック増幅器
１００  フィルタ
１８  出力点
【図１】
2006508531.tif 000003
2006508531.tif 000004
【図３】
2006508531.tif 000005
【図４】
2006508531.tif 000006
【国際調査報告】
2006508531.tif 000007
2006508531.tif 000008
2006508531.tif 000009