DE112011106011B4

DE112011106011B4 - Vorrichtung, Verfahren und System mit einer Rauschsperre

Info

Publication number: DE112011106011B4
Application number: DE112011106011.4T
Authority: DE
Inventors: Hongjiang Song; Dianbo Le
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: BR112014015644A8; TWI493889B; US9363070B2; WO2013095432A1; US20150222417A1; BR112014015644A2; TW201340626A; DE112011106011T5

Abstract

Beansprucht wird wie folgt:

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der Erfindung betreffen im Allgemeinen den Bereich von Prozessoren. Insbesondere beziehen sich die Ausführungsformen der Erfindung auf eine Niederspannungsrauschsperre.
HINTERGRUND
Eine typische Rauschsperre ist ein mehrstufiger Schaltkreis, der mehrere Verstärkerschaltstufen, Strommoduslogik (CML) zum zusätzlichen Metalloxidhalbleiter (CMOS)-Konverter, eine Integrationsstufe und einen Komparator umfasst. Solche Schaltkreise verfügen zusätzlich über weitere unterstützende Funktionsblöcke wie Ruhestrom-, Schwellenwertschaltungen und die Schaltungen für die Offsetkalibrierungen. Diese Schaltungsblöcke werden zum Erfassen eines Signals und zur Kompensierung von Schaltkreis-Nichtidealitäten, wie ein Gleichstrom (DC)-Offset, genutzt. Diese Rauschsperren entsprechen jedoch nicht den strengen Niederspannungspezifikationen des Mobile Industry Processor Interface (MIPI®), wie sie in der MIPI® Alliance-Spezifikation für M-PHY^SM, Version 1.00.00 vom 08. Februar 2011, freigegeben am 28. April 2011, beschrieben sind.
US 2011 / 0 221 518 A1 beschreibt einen geschalteten Kondensator-Kerbfilter zum Abtasten eines Eingangssignals unter Verwendung mehrerer Abtastkondensatoren während mehrerer nicht überlappender Zeitperioden.
DE 197 44 620 A1 beschreibt ein System mit einer Signalübertragungsleitung mit einer Ansprechzeit gleich oder länger als die Länge eines Übertragungssymbols.
Figurenliste
Erfindungsgemäße Ausführungsformen werden aus der nachstehend aufgeführten ausführlichen Beschreibung und aus den begleitenden Zeichnungen von verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen vollständiger verstanden werden, die jedoch die Erfindung nicht auf die spezifischen beschriebenen Ausführungsformen beschränken sollen, sondern lediglich der Erläuterung und dem Verständnis dienen.

ist ein Eingangs-/Ausgangsempfänger (Input/Output (I/O)-Empfänger) (Rx) mit einer Rauschsperre zur Erfassung eines Signals am Rx entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
zeigt ein detailliertes Blockdiagramm einer Rauchsperreeinheit zur Erfassung eines Signals entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. zeigt eine Rauschsperre entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
zeigt eine Rauschsperre in Betrieb in der Auto-Nullphase entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
zeigt eine Rauschsperre in Sampling-Phase entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
zeigt die Anwendung eines Verstärkers auf Schaltungsebene in der Rauschsperre entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
zeigt eine mit der Rauschsperre gekoppelte Takterzeugungseinheit entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
zeigt ein Flussdiagramm der Methode zur Erfassung eines Signals mit der Rauschsperre entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
zeigt ein Diagramm der Systemebene eines aus einem Prozessor und der Rauschsperre bestehenden intelligenten Geräts entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bereitgestellt. Ausführungsformen der Vorrichtung sind z.B. gemäß den Unteransprüchen 2 bis 19 bereitgestellt. Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren nach Anspruch 18 bereitgestellt. Eine Ausführungsform des Verfahrens ist z.B. gemäß dem Unteranspruch 19 bereitgestellt. Erfindungsgemäß wird auch ein System nach Anspruch 20 bereitgestellt. Ausführungsformen des Systems sind z.B. gemäß den Unteransprüchen 21 bis 26 bereitgestellt.
Die Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf eine Niederspannungsrauschsperre. Die Vorrichtung umfasst eine Niederspannungsrauschsperre eine Takterzeugungseinheit zur Erzeugung der ersten und zweiten Phase eines Taktsignals; eine Sampling-Einheit zum Sampling eines Differenzeingangssignals gemäß der ersten und zweiten Phase des Taktsignals, den Sampler zur Erzeugung eines abgetasteten Differenzsignals; und einen Differenzialverstärker zur Verstärkung des abgetasteten Differenzsignals.
Die Sampling-Einheit weist auf: einen ersten Schalter zum Abtasten eines ersten Signals des Differenzeingangssignals zur Erzeugung eines ersten abgetasteten Signals des abgetasteten Differenzsignals; einen zweiten Schalter zum Abtasten eines zweiten Signals des Differenzeingangssignals zur Erzeugung eines zweiten abgetasteten Signals des abgetasteten Differenzsignals, und einen dritten Schalter zur Kopplung des ersten Signals des verstärkten Differenzsignals mit einem Knoten, der an den zweiten Schalter gekoppelt ist..
Der erste und der zweite Schalter können durch die erste Phase des Taktsignals betätigt werden.. In einer Ausführungsform besteht die Sampling-Einheit außerdem aus: Einem vierten Schalter zur Kopplung des zweiten Signals des verstärkten Differenzsignals mit einem mit dem ersten Schalter gekoppelten Knoten, wobei der dritte und der vierte Schalter durch die zweite Phase des Taktsignals betätigt werden können. In einer Ausführungsform ist der erste Schalter über den ersten Kondensator an den Differenzialverstärker gekoppelt. In einer Ausführungsform ist der zweite Schalter über den zweiten Kondensator an den Differenzialverstärker gekoppelt.
In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre außerdem einen fünften Schalter zur Kopplung an den Masseknoten mit einem Eingang des Differenzialverstärkers über einen dritten Kondensator, wobei der fünfte Schalter durch die erste Phase des Taktsignals betätigt werden kann. In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre außerdem einen sechsten Schalter zur Kopplung eines Hochspannungsnetzknotens mit Eingang des Differenzialverstärkers über den dritten Kondensator, wobei der sechste Schalter durch die zweite Phase des Taktsignals betätigt werden kann. In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre außerdem einen siebten Schalter zur Kopplung an den Masseknoten mit einem Eingang des Differenzialverstärkers über einen vierten Kondensator, wobei der siebte Schalter durch die erste Phase des Taktsignals betätigt werden kann. In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre außerdem einen achten Schalter zur Kopplung eines Hochspannungsnetzknotens mit Eingang des Differenzialverstärkers über den vierten Kondensator, wobei der achte Schalter durch die zweite Phase des Taktsignals betätigt werden kann. In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre zudem einen neunten Schalter zur Kopplung eines ersten Ausgangs des Differenzialverstärkers mit einem Eingang des Differenzialverstärkers, wobei der neunte Schalter durch die zweite Phase des Taktsignals betätigt werden kann. In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre einen zehnten Schalter zur Kopplung eines zweiten Ausgangs des Differenzialverstärkers mit einem anderen Eingang des Differenzialverstärkers, wobei der zehnte Schalter durch die zweite Phase des Taktsignals betätigt werden kann.
Die technischen Effekte der hierin diskutierten Ausführungsformen sind vielfältig. Die hierin beschriebene Rauschsperre bietet Mikro-Power-Betrieb, hohe Rauschdetektionsgenauigkeit, nutzt eine integrierte Auto-Nullfunktion, verfügt über eine vollständige Differenz- und verhältnisbasierte Schaltungsstruktur und bietet niedrige Entwicklungs-/Validierungskosten auf Grund der Verwendung stark vereinfachter Schaltungselemente und einer stark vereinfachten Ausführung. Die hierin beschriebene Rauschsperre kann als Einschaltdetektor in einem Prozessor zur Detektion der Netzspannung verwendet werden. Die hierin diskutierten technischen Effekte sind nicht auf die oben genannten Effekte beschränkt. Weitere technische Effekte werden durch die hierin diskutierten Ausführungsformen beschrieben.
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche Details erörtert, um eine gründlichere Erläuterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu liefern. Für einen Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ohne diese spezifischen Details praktiziert werden können. In anderen Fällen werden wohlbekannte Strukturen und Geräte in Blockdiagrammform statt im Detail gezeigt, um Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht zu verschleiern.
Es ist zu beachten, dass in den entsprechenden Zeichnungen der Ausführungsformen Signale durch Linien angezeigt werden. Einige Linien können dicker sein, um maßgeblichere Signalwege darzustellen und/oder sie können Pfeile an einem oder mehreren Enden aufweisen, um die primäre Informationsflussrichtung anzuzeigen. Solche Anzeigen sollen als nicht einschränkend erachtet werden. Stattdessen werden die Linien in Verbindung mit einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen verwendet, um ein besseres Verständnis einer Schaltung oder einer logischen Einheit zu ermöglichen. Jedes dargestellte Signal, abhängig von Aufbauanforderungen oder Präferenzen, kann tatsächlich ein oder mehrere Signale umfassen, die in jede Richtung gehen und mit jedem geeigneten Signalschematyp implementiert werden können.
In der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen können der Begriff „gekoppelt“ und dessen Ableitungen verwendet werden. Der Begriff „gekoppelt“ bezieht sich hierin auf zwei oder mehr Elemente, die in direktem Kontakt stehen (physisch, elektrisch, magnetisch, optisch usw.). Der Begriff „gekoppelt“ kann jedoch auch bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente nicht in direktem Kontakt miteinander stehen, aber dennoch miteinander arbeiten oder interagieren.
Der Begriff „Leistung“ bezieht sich hierin allgemein auf das Netzstörunterdrückungsverhältnis (PSRR), den Stromverbrauch, Prozess-, Temperatur-, Spannungsschwankungen (PVT), Bereich, Skalierbarkeit auf niedrigere Versorgungsspannungen, I/O-Übertragungsrate usw.
Wie hierin verwendet, zeigt die Verwendung der Ordnungsadjektive „erste“, „zweite“, „dritte“ usw. zur Beschreibung eines allgemeinen Elements nur an, dass unterschiedliche Fälle von ähnlichen Elementen bezeichnet werden, und dass sie nicht dazu beabsichtigt sind, anzudeuten, dass die so beschriebenen Elemente in einer gegebenen Sequenz, entweder zeitlich, räumlich, in der Rangfolge oder in irgendeiner anderen Weise sein müssen, es sei denn, es ist anders angegeben.
Die Begriffe „breiter Frequenzbereich“ oder „Hochgeschwindigkeit“ hierin beziehen sich mindestens auf die High Speed GEAR-Bereiche von HS-GEAR 1 bis HS-GEAR 3 wie in der MIPI® Alliance Specification für M-PHY^SM Version 1.00.00 vom 08. Februar 2011, freigegeben am 28. April 2011, beschrieben.
ist ein Eingangs-/Ausgangsempfänger (Input/Output (I/O)-Empfänger) (Rx) 100 mit einer Rauschsperre 102 zur Erfassung eines Signals am Rx 100 entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. In einer Ausführungsform umfasst der Rx 100 eine Datenwiederherstellungseinheit 101 mit einem Buffer, einer Datenwiederherstellungsschaltung und einem Seriell-an-Parallel-Generator. In einer solchen Ausführungsform empfängt die Datenwiederherstellungseinheit 101 ein Differenzeingangssignal Rx+ und Rx- generiert die Daten zur Verarbeitung durch eine andere Einheit. In einer Ausführungsform überwacht die Rauschsperre 102 ständig die Eingangssignale Rx+ und Rx- um festzustellen, ob die Eingangssignale Rx+ und Rx- Daten oder Rauschen übertragen. In einer Ausführungsform überträgt die Rauschsperre 102 ihren Leistungsausgang an eine Logik-Einheit 103, die für die Stromsparfunktion des Rx 100 und anderer logischer Einheiten im Prozessor verwendet wird.
So kann beispielsweise die Logik-Einheit 103 die Leistungsabgabe der Rauschsperre 102 nutzen, um zu bestimmen, ob die Datenwiederherstellungseinheit 101 oder jede andere Logik-Einheit abgeschaltet werden soll, da der Leistungsausgang der Rauschsperre 102 anzeigt, dass die Eingangssignale Rx+ und Rx- lediglich Rauschen und keine Daten zur Verarbeitung übertragen. In einem anderen Beispiel kann die Logik-Einheit 103 die Leistungsabgabe der Rauschsperre 102 nutzen, um zu bestimmen, ob die Datenwiederherstellungseinheit 101 oder jede andere Logik-Einheit eingeschaltet werden soll, da der Leistungsausgang der Rauschsperre 102 anzeigt, dass die Eingangssignale Rx+ und Rx- ausschließlich Daten übertragen.
In einer solchen Ausführungsform kann der Rx 100 als Mobile Industry Processor Interface (MIPI®) M-PHY^SM-Empfänger, als Peripheral Component Interconnect Express (PCIe)-Empfänger, als Serial Advanced Technology Attachment (SATA)-Empfänger, als Serial Attached SCSI (SAS)-Empfänger, als Double Data Rate x (DDRx)-Empfänger, wobei ‚x‘ für eine ganze Zahl steht, zum Beispiel x=4 und höher, als High-Definition Multimedia Interface (HDMI)-Empfänger oder als Universal Serial Bus x (USBx)-Empfänger, wobei ‚x‘ für eine ganze Zahl steht, zum Beispiel x=2 und höher, eingesetzt werden.
zeigt ein detailliertes Blockdiagramm einer Rauschsperreeinheit 110/102 zur Erfassung eines Signals entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. In einer Ausführungsform umfasst die Rauschsperreeinheit 110/102 eine Rauschsperre 111, die kommunikativ mit einer Takterzeugungseinheit 112 gekoppelt ist. Obwohl die Ausführungsarten die Rauschsperre 111 als separates, an eine Takterzeugungseinheit 112 gekoppeltes Element beschreiben, können sich beide Elemente entsprechend einer Ausführungsform in einer logischen Einheit befinden. In einer Ausführungsform überwacht die Rauschsperre 111 die Signale Rx+ und Rx- und nutzt dazu die Sampling-Schaltung des Schalterkondensators, der unter Bezugnahme auf die und beschrieben wird, der von mindestens zwei Phasen 113 (Φ1 und Φ2), die von der Takterzeugungseinheit 112 erzeugt werden, kontrolliert wird. Der Leistungsausgang Do der Rauschsperre 111 wird von einer anderen logischen Einheit empfangen, zum Beispiel der logischen Einheit 103, die bestimmt, ob eine andere Logik-Einheit entsprechend der im Signal Do enthaltenen Information ein- oder abgeschaltet wird. In einer Ausführungsform kann die Taktfrequenzeinheit 112 vom Signal En aktiviert werden, das unter Bezugnahme auf beschrieben wird.
zeigt eine Rauschsperre 200/111 entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die Rauschsperre 200/111 umfasst eine Sampling-Einheit 211, die an einen Differenzialverstärker 212 gekoppelt ist. Die Sampling-Einheit 211 umfasst einen ersten Schalter 221 zum Abtasten eines ersten Signals Rx+ des differentiellen Eingangssignals (z. B. „data_input“) zur Erzeugung eines ersten abgetasteten Signals X des abgetasteten Differenzsignals (X und Y). Der erste Schalter 221 kann von einer ersten Phase Φ1 eines Taktsignals betrieben werden. Der erste Schalter 221 kann über einen ersten Kondensator C0 an einen Eingangsknoten X des Differenzialverstärkers 212 gekoppelt sein. Der Ausdruck ‚X‘ wird synonym zur Bezugnahme auf Knoten X oder das erste abgetastete Signal X verwendet, was impliziert, dass der Knoten X das erste Signal nach dem Abtasten durch den zweiten Schalter 221 überträgt.
Ferner umfasst die Sampling-Einheit 211 einen zweiten Schalter 222 zum Abtasten eines zweiten Signals Rx- des differentiellen Eingangssignals (z. B. „data _input“) zur Erzeugung eines zweiten abgetasteten Signals Y des abgetasteten Differenzsignals. Der zweite Schalter 222 kann von einer ersten Phase Φ1 eines Taktsignals betrieben werden. Der zweite Schalter 222 kann über einen zweiten Kondensator C0 an einen anderen Eingang Y des Differenzialverstärkers 212 gekoppelt sein. Der Ausdruck ‚Y‘ wird synonym zur Bezugnahme auf Knoten Y oder das zweite abgetastete Signal Y verwendet, was impliziert, dass der Knoten Y das zweite Signal nach dem Abtasten durch den zweiten Schalter 222 überträgt.
Ferner besteht die Sampling-Einheit 211 aus: einem dritten Schalter 223 zur Kopplung des ersten Signals Rx+ des verstärkten Differenzsignals mit einem Knoten, der an den zweiten Schalter 222 gekoppelt ist. Der dritte Schalter 223 kann von einer zweiten Phase Φ2 des Taktsignals betrieben werden. In einer Ausführungsform besteht die Sampling-Einheit 222 aus: Einem vierten Schalter 224 zur Kopplung des zweiten Signals Rx- des verstärkten Differenzsignals mit einem Knoten, der an den ersten Schalter 221 gekoppelt ist. In dieser Ausführungsform wird der vierte Schalter 224 von einer zweiten Phase Φ2 des Taktsignals betrieben.
In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre 211 außerdem einen fünften Schalter 225 zur Kopplung an den Masseknoten mit dem Knoten X, der über den dritten Kondensator C1 der Leistungseingang für den Differenzialverstärker 212 ist. In dieser Ausführungsform kann der fünfte Schalter von einer ersten Phase Φ1 des Taktsignals betrieben werden. In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre 211 außerdem einen sechsten Schalter 226 zur Kopplung eines Hochspannungsnetzknotens (Vcc) mit dem Eingangsknoten X des Differenzialverstärkers 212 über den dritten Kondensator C1. In dieser Ausführungsform wird der sechsten Schalter 226 von einer zweiten Phase Φ2 des Taktsignals betrieben.
In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre 211 außerdem einen siebten Schalter 227 zur Kopplung eines Masseknotens mit dem Eingangsknoten Y des Differenzialverstärkers 212 über den vierten Kondensator C1. In dieser Ausführungsform kann der siebte Schalter 227 von einer ersten Phase Φ1 eines Taktsignals betrieben werden. In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre 211 außerdem einen achten Schalter 228 zur Kopplung eines Hochspannungsnetzknotens (Vcc) mit dem Eingangsknoten Y des Differenzialverstärkers 212 über den vierten Kondensator C1. In dieser Ausführungsform wird der achte Schalter 228 von einer zweiten Phase Φ2 des Taktsignals betrieben. In einer Ausführungsform liegen die Werte der Kondensatoren C0 und C1 im Bereich 50fF bis 500fF. In einer Ausführungsform liegt das Verhältnis von Kondensator C0 zu Kondensator C1 (C0:C1) im Wesentlichen nahe 10. Der hierin verwendete Begriff „im Wesentlichen“ bezieht sich auf einen Wert innerhalb von 20 % des Sollwerts. Kapazitätsverhältnisse, die im Wesentlichen nahe 10 (dem Sollwert) liegen, bedeuten, dass das Verhältnis zum Beispiel 1:10, 1:8, 1:12 usw. sein kann.
In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre 211 zudem einen neunten Schalter 229 zur Kopplung eines ersten Ausgangs Do+ des Differenzialverstärkers 212 mit dem Eingangsknoten X des Differenzialverstärkers 212. In dieser Ausführungsform wird der neunte Schalter 229 von einer zweiten Phase Φ2 des Taktsignals betrieben. Der Ausdruck ‚Do+‘ wird synonym zur Bezugnahme auf Knoten Do+ oder das erste verstärkte Signal Do+ verwendet, was impliziert, dass der Knoten Do+ das erste verstärkte Signal nach dem Verstärken durch den Verstärker 212 überträgt.
In einer Ausführungsform beinhaltet die Rauschsperre 211 zudem einen zehnten Schalter 230 zur Kopplung eines zweiten Ausgangs Do- des Differenzialverstärkers 212 mit einem anderen Eingangsknoten Y des Differenzialverstärkers 212. In dieser Ausführungsform wird der zehnte Schalter 230 von einer zweiten Phase Φ2 des Taktsignals betrieben. Der Ausdruck ‚Do-‘ wird synonym zur Bezugnahme auf Knoten Do- oder das zweite verstärkte Signal Do- verwendet, was impliziert, dass der Knoten Do- das zweite verstärkte Signal nach dem Verstärken durch den Verstärker 212 überträgt.
Zum Zweck dieser Anmeldung sind die hierin beschriebenen Transistoren Metalloxidhalbleiter (MOS)-Transistoren, die Drain-, Source- und Gate-Anschlussklemmen beinhalten. Jedoch werden Sachkundige auf dem betreffenden Fachgebiet anerkennen, dass andere Transistoren verwendet werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Die hierin erläuterten Schalter werden als Transistoren implementiert (z. B. als MOS-Transistoren), die von den Phasen des Taktsignals gesteuert werden. So wird zum Beispiel der erste Schalter 221 von der Phase Φ1 des Taktsignals gesteuert. Der hierin verwendete Begriff „gesteuert von“ bezieht sich auf das Ein- oder Abschalten des Schalters während der Phase Φ1 des Taktsignals. In einer Ausführungsform wird das die Phase Φ1 des Taktsignals übertragende Signal mit einer Gate-Anschlussklemme des Transistors gekoppelt, die von der Phase Φ1 des Taktsignals gesteuert wird. In einer solchen Ausführungsform wird der Schalter während der Phase Φ1 eingeschaltet, wobei die Phase Φ1 ein logisches Tief der Phase des Taktsignals ist. Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen können ebenfalls über die Umkehrung der Logik arbeiten, dabei wird der Schalter während der Phase Φ1 abgeschaltet, wobei die Phase Φ1 ein logisches Hoch der Phase des Taktsignals ist.
In einer Ausführungsform ist der Verstärker 212 ein Differenzialverstärker 341/212, wie hierin unter Bezugnahme auf beschrieben.
In einer Ausführungsform ist der Differenzialverstärker 341/212 ein mit symmetrischer Last selbst vorgespannter Ausgabepuffer. In einer Ausführungsform empfängt der Differenzialverstärker 341 die abgetasteten ersten und zweiten Signale X und Y als Leistungseingang von der Sampling-Einheit 211 und erzeugt die Differenzsignale D0+ bzw. D0-. In einer Ausführungsform wird der Differenzialverstärker 341 zur Abweisung des Gleichtakts im abgetasteten ersten und zweiten Signal (Differenzsignale) verwendet. In einer Ausführungsform verfügt der Differenzialverstärker 341 über eine integrierte Auto-Nullfunktion. In einer Ausführungsform wird der Differenzialverstärker 341 zur Verstärkung des ersten und zweiten Signals X und Y von der Sampling-Einheit 201 unabhängig von der Offset-Kompensation im abgetasteten Differenzsignal betrieben.
In einer Ausführungsform umfasst der Differenzialverstärker 341 zwei zusätzliche MOS (CMOS)-Transistorenpaare (M1, M2 und M3, M4), die als Eingangselemente verwendet werden, die das Eingangssignal auf volle Höhe erweitern. In einer Ausführungsform werden zusätzliche CMOS-Transistorenpaare (M5, M6 und M7, M8) entweder für Bias-Ströme oder Lasten verwendet. Die Gate-Terminals der Bias- /Last-Transistoren können wie abgebildet gekoppelt werden. In diesen Ausführungsformen sind die Schaltungen 343 und 344 sowohl in Links-Rechts-Richtung als auch von oben nach unten symmetrisch. In der Schaltungsstruktur sind drei Rückkopplungsschleifen vorgesehen, darunter eine linke Schleife durch die Transistoren M1, M2, M5 und M6, eine rechte Schleife durch die Transistoren M3, M4, M7 und M8 und eine Gleichtaktschleife durch die Transistoren M5, M6, M7 und M8.
In einer Ausführungsform sind die Transistoren M1, M4, M5 und M7 n-Typ-MOS (NMOS)-Transistoren, während die Transistoren M2, M3, M6 und M8 p-Typ-MOS (PMOS)-Transistoren gemäß dargestellt sind.
Die Ausführungsform des Differenzialverstärkers 341 liefert um den Koppelpunkt einen höheren Vorstrom, um etwa Null Gleichstrom (DC)-Bias, Hochgeschwindigkeitsumschalten und eine „sanfte Landung“ (z. B. im Wesentlichen zur Vermeidung von Rauschen und Störimpulsen im Signal) zu erreichen. Diese Eigenschaften unterstützen das Erreichen einer größeren Robustheit des Differenzialverstärkers 341 für verschiedene Anwendungen (z. B. größer Spannungsversorgungsbereich, Rail-to-Rail-Signalschwingung, große Transistorengrößen usw.) und machen ihn für verschiedene Herstellungsprozesstechnologien skalierbar.
zeigt eine Rauschsperre 240 in Betrieb in der Auto-Nullphase entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. In der Auto-Nullphase (Φ2-Phase) werden die Leistungsausgänge Do+/Do- des Verstärkers 212 und die Eingänge X/Y elektrisch kurzgeschlossen. Das DC-Offset (Vaus) des Verstärkers 212 wird abgetastet und in den Sampling-Kapazitoren C1 und C0 zur Offset-Kompensation in der Abtastphase gespeichert. In der Phase Φ2 werden beide Leistungsausgänge Do+/Do- auf Gleichtaktspannung V_CM gezwungen. Die Ladungen (Q) werden in den vier Kondensatoren - zwei C1 und zwei C0 - gespeichert und kann bereitgestellt werden als: ${\begin{cases} Q_{C 1 +} = C_{1} (V_{C C} - V_{C M} - V_{o f f}) \\ Q_{C 1 -} = C_{1} (V_{S S} - V_{C M}) \\ Q_{C 0 +} = C_{0} (V_{R X -} - V_{C M} - V_{o f f}) \\ Q_{C 0 -} = C_{0} (V_{R X +} - V_{C M}) \end{cases}$
zeigt eine Rauschsperre 250 in Sampling-Phase entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. In der Sampling-Phase (Φ1 -Phase) werden die Leistungsausgänge Do+/Do- und die Eingänge X/Y des Verstärkers 212 nicht mehr elektrisch kurzgeschlossen. Die Ladungen (Q) werden in den vier Kondensatoren - zwei C1 und zwei C0 - gespeichert und kann bereitgestellt werden als: ${\begin{cases} Q_{C 1 +} = C_{1} (V_{S S} - V_{X}) \\ Q_{C 1 -} = C_{1} (V_{C C} - V_{Y}) \\ Q_{C 0 +} = C_{0} (V_{R X +} - V_{X}) \\ Q_{C 0 -} = C_{0} (V_{R X -} - V_{Y}) \end{cases}$
Unter Anwendung des Ladungsumverteilungsprinzips (Ladungskonservierung) werden die folgenden Gleichungen gemäß der hierin beschriebenen Ladungen (Q) bestimmt: ${\begin{cases} C_{1} (V_{C C} - V_{C M} - V_{o f f}) + C_{0} (V_{R X -} - V_{C M} - V_{o f f}) = C_{1} (V_{S S} - V_{X}) + C_{0} (V_{R X +} - V_{X}) \\ C_{1} (V_{S S} - V_{C M}) + C_{0} (V_{R X +} - V_{C M}) = C_{1} (V_{C C} - V_{Y}) + C_{0} (V_{R X -} - V_{Y}) \end{cases}$
Durch Lösung der Differenzeingangssignale (V_X- V_Y) des Verstärkers 212, wobei V_X und Vy Spannungen an den Knoten X und Y am Eingang des Verstärkers 212 sind, kann die folgende Gleichung aufgestellt werden: $(V_{X} - V_{Y}) = \frac{2 C_{0}}{C_{0} + C_{1}} [(V_{R X +} - V_{R X -}) - \frac{C_{1}}{C_{0}} (V_{C C} - V_{S S})] + V_{a u s}$
In dieser Ausführungsform können der Leistungsausgang (V_Do+-V_Do-) des Verstärkers 212 in der Sampling-Phase wie folgt beschrieben werden: $(V_{o +} - V_{o -}) = G (V_{X} - V_{o f f} - V_{Y}) = G \frac{2 C_{0}}{C_{0} + C_{1}} [(V_{R X +} - V_{R X -}) - \frac{C_{1}}{C_{0}} (V_{C C} - V_{S S})]$
Die obige Gleichung zeigt, dass der Leistungsausgang des Differenzialverstärkers 212 proportional zur Differenz der Differenzeingangsgröße ist und eine Spannungsschwelle von der Versorgungsspannung Vcc gesetzt wird. In dieser Ausführungsform wird die Spannungsschwelle der Rauschsperre 211 direkt von der Versorgungsspannung Vcc erzeugt. Die Versorgungsspannung unterliegt im Allgemeinen hohen Genauigkeitsanforderungen, beispielsweise einer Genauigkeit von 5-10 %.
Damit kann die Rauschsperre 111 Signale (Rx+ und Rx-) mit Schwingungen über 140 mV und unter 50 mV erfasst werden, wie von der MIPI®-konformen Schaltung, die in der MIPI® Alliance Specification for M-PHY^SM Version 1.00.00 vom 08. Februar 2011 und freigegeben am 28. April 2011, auf Seite 96 Tabelle 22 beschrieben wird. In einer Ausführungsform zeigt sie, wenn die Rauschsperre 111 ein Signal unter 50 mV an ihren Eingängen erfasst, an, dass an den Eingängen Rauschen vorhanden ist, jedoch keine Daten vorhanden sind. In einer Ausführungsform zeigt sie, wenn die Rauschsperre 111 ein Signal über 140 mV an ihren Eingängen erfasst, an, dass die Eingaben Daten sind. In den obigen zwei Ausführungsformen hält die Logik-Einheit 103 die Schaltung aktiv. Wenn zum Beispiel die Datenwiederherstellungsschaltung 101 eingeschaltet oder aus dem Standby- in den Wakeup-Modus übergeht und so auf die Ausgabe der Rauschsperre 111 reagiert.
Die Rauschsperre 111 in dieser Ausführungsform erfordert keine Bias-Schaltung. In einer Ausführungsform basiert der Betrieb der Rauschsperre 111 auf dem Kapazitätsverhältnis der Kondensatoren, das inhärent genau ist und von Prozess-, Spannungs- und Temperaturschwankungen (PVT) verursachte Schwankungen kompensiert. In den hierin erläuterten Ausführungsformen verfügt die Rauschsperre 111 über eine integrierte Auto-Nullstellung zum Ausschluss von Diskrepanzen im Differenzialverstärker 212.
zeigt eine mit der Rauschsperre 111 gekoppelte Takterzeugungseinheit 400/102 entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. In einer Ausführungsform erzeugt die Takterzeugungsschaltung 400/102 die Ausgabe eines niedrigen (nicht 50 %) Tastverhältnisses basierend auf einem RC (Widerstand-Kondensator)-Ringoszillator (RO). Die Takterzeugungsschaltung 400/102 nimmt im Vergleich zu herkömmlichen Takterzeugern (z. B. einer PLL-Schaltung) wenig Leistung auf, um den Betrieb der Rauschsperre 111 zu unterstützen. In einer Ausführungsform kann jedes verfügbare Taktsignal im Chip/Prozessor zur Bereitstellung der Phasen Φ1 und Φ2 genutzt werden. In einer solchen Ausführungsform kann die Takterzeugungsschaltung 400/102 (über das EN-Signal) deaktiviert oder entfernt werden, um die Größe der Rauschsperre 100/102 und damit ihre Verlustleistung weiter zu verringern.
In einer Ausführungsform umfasst der RO die Transistoren MP1 und MN1, die die erste Invertierungsstufe bilden. In dieser Ausführungsform bilden die Transistoren MP3 und MN2 und MN3 die zweite Invertierungsstufe, die Transistoren MP4 und MN4 bilden die dritte Invertierungsstufe, um einen Ring zu bilden, sodass die Ausgabe der dritten Invertierungsstufe über ein Tiefpassfilter-RC-Netzwerk die Eingabe für die Gate-Terminals der ersten Invertierungsstufe bilden. In einer Ausführungsform liegt die Kapazität von C im Bereich zwischen 500fF bis 1pF, während sich der Widerstand im Bereich von 500 KOhm bis 20 MOhm bewegt. In dieser Ausführungsform verändert eine Änderung der Werte von R und C die Frequenz des RO und damit die Frequenz des Ausgangstaktsignals. Die Werte von R und C sind in einer Ausführungsform über Hardware-Logik oder Software-Anweisungen programmierbar.
In einer Ausführungsform ist das EN-Signal an die Gate-Terminals von MP2 und MN3 gekoppelt. Wenn der Pegel des EN-Signals logisch low ist, der Transistor MN3 ausgeschaltet ist und der Transistors MP2 eingeschaltet ist, wodurch der Transistor MP6 ausgeschaltet wird und somit die Takterzeugungseinheit 400/102 deaktiviert wird. In einer Ausführungsform kann das RC-Netzwerk entfallen und die Ausgabe der dritten Stufe ist die Eingabe für die erste Stufe des RO.
Obwohl die hierin gezeigten Ausführungsformen einen aus drei Invertierungsstufen gebildeten RO zeigen, kann jede Anzahl Stufen verwendet werden, um ein oszillierendes Signal mit einem Tastverhältnis zu erzeugen, das nicht 50 % entspricht. In einer Ausführungsform bestimmt die Verzögerung T₂ der dritten Invertierungsstufe die Phase Φ2 des Ausgangstaktsignals. In dieser Ausführungsform ist Phase Φ2 eine High-Phase. Die Low-Phase des Ausgangstaktsignals besitzt die Dauer T₁, die die Phase Φ1 des Ausgangstaktsignals bestimmt.
In einer Ausführungsform wird die Ausgabe des RO durch eine Steuerstufe, die die Transistoren MP5, MP6 und MN5 und MN6 umfasst, gesteuert. In dieser Ausführungsform erhalten die Transistoren MN5 und MP5 eine Ausgabe aus der dritten Stufe an ihren jeweiligen Gate-Terminals. In einer Ausführungsform werden die Gate-Terminals der Transistoren MP6 und MN6 an die Ausgabe der zweiten Stufe im RO gekoppelt.
In der Ausführungsform nach sind die Transistoren MN1-MN6 NMOS-Transistoren und die Transistoren MP1-MP6 PMOS-Transistoren. In einer Ausführungsform können der Widerstand R und der Kondensator C mit Hilfe von Transistoren gebildet werden. In anderen Ausführungsformen ist der Widerstand R ein Poly-Widerstand und der Kondensator C ein Metallkondensator, der aus sich überlappenden Metallschichten geformt wird.
zeigt ein Flussdiagramm 500 zur Erfassung eines Signals mit der Rauschsperre entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Obwohl die Blocks im Flussdiagramm 500 in einer bestimmten Reihenfolge abgebildet sind, kann die Reihenfolge der Schritte verändert werden. Daher können die dargestellten Ausführungsformen in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden und einige Aktionen/Blöcke können parallel ausgeführt werden. Zusätzlich können einer oder mehrere Aktionen/Blöcke in verschiedenen Ausführungsformen zum Abtasten eines eingehenden Signals durch das digitale Niederspannungs-Hochgeschwindigkeits-Rx-Frontend 200 entfallen. Das Flussdiagramm in wurde mit Bezug auf die Ausführungsformen aus den - dargestellt.
Die Takterzeugungseinheit 112 erzeugt am Block 501 die erste Φ1 Phase und zweite Φ2 Phase eines Taktsignals. Die Sampling-Einheit 211 der Rauschsperre 200/11 tastet an Block 502 ein differentielles Eingangssignal (Rx+, Rx-) entsprechend der ersten Φ1 und der zweiten Φ2 Phase des Taktsignals, das Abtasten erzeugt ein abgetastetes Differenzsignal (X, Y). Am Block 503 verstärkt der an die Abtasteinheit 211 gekoppelte Differenzialverstärker 212 das abgetastete Differenzsignal (X, Y) zur Erzeugung eines Ausgangssignals (Do+, Do-). Am Block 504 analysiert die Logik-Einheit die Ausgabe der Rauschsperre 111 und bestimmt, ob eine Logik-Einheit in einem Prozessor gemäß den im Ausgabesignal enthaltenen Informationen (Do+, Do-) ein- oder ausgeschaltet werden soll.
zeigt ein Diagramm der Systemebene eines aus einem Prozessor und der Rauschsperre bestehenden intelligenten Geräts entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. zeigt ebenfalls ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Mobilgerätes, in dem flache Oberflächen-Schnittstellensteckverbinder verwendet werden können. Das Rechengerät 600 repräsentiert ein mobiles Rechengerät, wie ein Computing Tablet, ein Mobiltelefon oder Smartphone, einen eReader, der drahtlos betrieben werden kann, oder andere drahtlose Mobilgeräte. Es ist offensichtlich, dass bestimmte Komponenten allgemein dargestellt werden und nicht alle Komponenten eines solchen Geräts im Gerät 600 dargestellt werden.
Das Gerät 600 umfasst einen Prozessor 610, der die Hauptverarbeitungsprozesse des Geräts 600 ausführt. In einer Ausführungsform umfasst der Prozessor 610 die Niederspannungs-Rauschsperre 102/111, wie unter Bezugnahme auf - erläutert.
Unter Rückbezug auf kann der Prozessor 610 ein oder mehrere physische Elemente wie Mikroprozessoren, Anwendungsprozessoren, Mikrocontroller, programmierbare Logik-Elemente und andere Verarbeitungselemente, aufweisen. Die vom Prozessor 610 ausgeführten Verarbeitungsprozesse beinhalten die Ausführung einer Betriebsplattform oder eines Betriebssystems, auf dem die Anwendungen und/oder Gerätefunktionen ausgeführt werden. Die Verarbeitungsprozesse beinhalten Prozesse in Verbindung mit I/O (Eingang/Ausgang) mit einem menschlichen Benutzer oder anderen Geräten, Prozesse in Verbindung mit Power Management, und/oder Prozesse, die sich auf die Verbindung des Geräts 600 mit einem anderen Gerät beziehen. Die Verarbeitungsprozesse können ebenfalls Prozesse in Verbindung mit Audio I/O und/oder Anzeige I/O beinhalten.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Gerät 600 ein Subsystem 620, das Hardware (z. B. Audio-Hardware und Audioschaltungen) und Software-Komponenten (z. B. Treiber, Codecs) in Zusammenhang mit der Bereitstellung von Audiofunktionen für den Computer beinhaltet. Audiofunktionen können den Ausgang über Lautsprecher und/oder Kopfhörer sowie den Eingang über ein Mikrophon beinhalten. Geräte für solche Funktionen können in das Gerät 600 integriert oder an das Gerät 600 angeschlossen werden. In einer Ausführungsform interagiert ein Benutzer mit dem Gerät 600 durch die Übertragung von Audiobefehlen, die vom Prozessor 610 empfangen und verarbeitet werden.
Das Anzeige-Subsystem 630 stellt Hardware (z. B. Anzeigegeräte) und Software-Komponenten (z. B. Treiber) dar, die eine visuelle und/oder taktile Anzeige für einen Benutzer bereitstellen, der so mit dem Computer interagieren kann. Das Anzeigesubsystem 630 beinhalten die Anzeigeschnittstelle 632, die einen bestimmten Bildschirm oder Hardware-Gerät umfasst, das zur Bereitstellung einer Anzeige für den Benutzer verwendet wird. In einer Ausführungsform umfasst die Anzeigeschnittstelle 632 eine vom Prozessor 610 getrennte Logik, um mindestens einige Verarbeitungsaufgaben in Verbindung mit der Anzeige auszuführen. In einer Ausführungsform umfasst das Anzeige-Subsystem 630 ein Touchscreen (oder Touchpad)-Element, das sowohl zur Ausgabe an als auch zur Eingabe durch den Benutzer dient.
Der I/O-Controller 640 repräsentiert Hardware-Geräte und Software-Komponenten in Verbindung mit der Interaktion mit einem Benutzer. Der I/O-Controller 640 kann für das Management der Hardware, die Teil des Audio-Subsystems 620 und/oder des Anzeige-Subsystems 630 ist, genutzt werden. Zudem verdeutlicht der I/O-Controller 640einen Verbindungspunkt für zusätzliche Geräte, die mit dem Gerät 600 verbunden sind und über die ein Benutzer mit dem System interagiert. Zu den Geräten, die an das Gerät 600 angeschlossen werden können, können u. a. Mikrofon, Lautsprecher- oder Stereosysteme, Videosysteme oder andere Anzeigegeräte, Tastatur oder Keypad-Geräte oder andere I/O-Geräte zur Nutzung bei spezifischen Anwendungen, wie Kartenleser oder andere Geräte, umfassen.
Wie oben angegeben, kann der I/O-Controller 640 mit dem Audio-Subsystem 620 und/oder dem Anzeige-Subsystem 630 interagieren. Beispiel: Eingang über ein Mikrophon oder ein anderes Audiogerät Input oder Befehle für eine oder mehrere Anwendungen oder Funktionen des Geräts 600. Zusätzlich kann ein Audioausgang anstelle oder zusätzlich zur Display-Ausgabe erfolgen. In einem anderen Beispiel, wenn das Anzeige-Subsystem einen Touchscreen umfasst, kann das Anzeigegerät auch als Eingabegerät betrieben werden, das zumindest teilweise vom I/O-Controller 640 gesteuert wird. Am Gerät 600 können zusätzliche Schaltflächen oder Schalter vorhanden sein, um vom I/O-Controller 640 verwaltete I/O-Funktionen bereitzustellen.
In einer Ausführungsform verwaltet der I/O-Controller 640 Geräte, wie Beschleunigungsgeber, Kameras, Lichtsensoren oder andere Umgebungssensoren oder andere Hardware, die das Gerät 600 umfassen kann. Der Eingang kann Teil einer direkten Interaktion des Benutzers oder Eingaben aus der Umgebung in das System sein, die seine Prozesse (wie die Rauschfilterung, Anpassung der Anzeigen zur Helligkeitsdetektion, Anwendung eines Blitzlichts für eine Kamera oder andere Funktionen) beeinflussen.
In einer Ausführungsform umfasst das Gerät 600 das Power Management 650, das die Nutzung des Batteriestroms, das Laden der Batterie und Funktionen in Verbindung mit Energiesparbetrieb verwaltet. Das Speichersubsystem 660 umfasst Speichereinheiten zur Speicherung von Informationen im Gerät 600. Der Speicher kann nichtflüchtige (keine Statusänderung wenn die Versorgungsspannung zum Gerät unterbrochen wird) und/oder flüchtigen (ungewisser Status, wenn die Versorgungsspannung zur Speichereinheit unterbrochen wird) Speichereinheiten umfassen. Der Speicher 660 kann Anwendungsdaten, Benutzerdaten, Musik, Fotos, Dokumente oder andere Daten sowie Systemdaten (gleich, ob langfristig oder temporäre) in Verbindung mit der Ausführung der Anwendungen und Funktionen des Systems 600 speichern.
Elemente der Ausführungsformen werden ebenfalls als maschinenlesbares Medium (z. B. Speicher 660) zur Speicherung von computerausführbaren Anweisungen (z. B. Anweisungen zur Implementierung des Flussdiagramms aus und aller anderen oben erläuterten Prozesse) bereitgestellt. Das maschinenlesbare Speichermedium (z. B. Speicher 660) kann u. a. Flash-Memory, optische Disks, CD-ROMs, DVD ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, magnetische oder optische Karten oder eine andere Art von maschinenlesbaren Speichermedien, die geeignet sind, um elektronische oder computerausführbare Befehle zu speichern, beinhalten. Beispielsweise können erfindungsgemäße Ausführungsformen als ein Computerprogramm (z. B. BIOS) heruntergeladen werden, das von einem entfernten Computer (z. B. einem Server) an einen anfragenden Computer (z. B. einem Client) mittels Datensignalen über einen Kommunikationslink (z. B. ein Modem oder eine Netzwerkverbindung) übertragen werden kann.
Konnektivität 670 beinhaltet Hardware-Geräte (z. B. drahtlose und/oder verdrahtete Anschlüsse und Kommunikationshardware) und Software-Komponenten (z. B. Treiber, Protokollstapel), um dem Gerät 600 die Kommunikation mit externen Geräten zu ermöglichen. Das Gerät kann separate Geräte wie andere Computer, drahtlose Zugangspunkte oder Basisstationen, sowie Peripheriegeräte wie Headsets, Drucker oder andere Geräte sein.
Konnektivität 670 kann mehrere verschiedene Arten der Konnektivität beinhalten. Zur Verallgemeinerung ist das Gerät 600 mit zellulärer Konnektivität 672 und drahtloser Konnektivität 674 abgebildet. Die zelluläre Konnektivität 672 bezieht sich im Allgemeinen auf die Konnektivität mit zellulären Netzwerken, die von Mobilfunkbetreibern wie über GSM (Global System for Mobile Communications) oder Varianten oder Ableitungen, CDMA (Code Division Multiple Acces) oder Varianten oder Ableitungen, TDM (Time Division Multiplexing) oder Varianten oder Ableitungen oder andere zellulären Servicestandards bereitgestellt wird. Die drahtlose Konnektivität 674 bezieht sich auf drahtlose Verbindungen, die nicht zellulär sind und können Personal Area Networks (wie Bluetooth, Near Field etc.), Local Area Networks (wie WiFi) und/oder Wide Area Networks (wie WiMax) oder andere drahtlose Kommunikationen beinhalten.
Die peripheren Verbindungen 680 beinhalten Hardware-Schnittstellen und Anschlüsse sowie Software-Komponenten (z. B. Treiber, Protokollstapel) zur Herstellung peripherer Verbindungen. Es ist offensichtlich, dass das Gerät 600 sowohl ein peripheres Gerät („an“ 682) für andere Computergeräte sein kann als auch Peripheriegeräte besitzen kann („von“ 684), die mit ihm verbunden sind. Das Gerät 600 besitzt im Allgemeinen einen „Docking“-Anschluss zur Verbindung mit anderen Computergeräte zum Zweck der Verwaltung (z. B. Herunterladen und/oder Hochladen, Änderung, Synchronisierung) von Content auf dem Gerät 600. Zusätzlich kann ein Docking-Verbinder die Verbindung des Geräts 600 mit bestimmten Peripheriegeräten ermöglichen, mit denen die Content-Ausgabe mithilfe des Geräts 600 beispielsweise an audiovisuelle oder andere Systeme kontrolliert wird. Zusätzlich zu einem eigenentwickelten Docking-Anschluss oder anderer eigenentwickelter Verbindungshardware kann das Gerät 600 Peripherieverbindungen 680 über herkömmliche oder auf Standards basierenden Verbindern herstellen. Herkömmliche Typen können einen Universal Serial Bus (USB)-Anschluss (der jede Anzahl verschiedener Hardware-Schnittstellen beinhalten kann), DisplayPort einschließlich MiniDisplayPort (MDP), High Definition Multimedia Interface (HDMI), Firewire oder einen anderen Typ beinhalten.
Bezugnahme in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“, „einige Ausführungsformen“ oder „andere Ausführungsformen“ bedeutet, dass eine bestimmte Funktion, Struktur oder ein bestimmtes Merkmal, die/das im Zusammenhang mit den Ausführungsformen beschrieben wird, in mindestens einigen Ausführungsformen, aber nicht notwendigerweise allen Ausführungsformen eingeschlossen ist. Die verschiedenen Aufführungen von „eine Ausführungsform“ oder „einige Ausführungsformen“ beziehen sich nicht notwendigerweise auf dieselben Ausführungsformen. Wenn die Beschreibung einer Komponente, Funktion, Struktur oder eines Merkmals aussagt, dass sie enthalten sein „kann“ oder „könnte“, dann ist es zum Beispiel für diese bestimmte Komponente, Funktion, Struktur oder dieses bestimmte Merkmal nicht erforderlich, enthalten zu sein. Wenn die Beschreibung oder der Anspruch Bezug auf „ein“ Element nimmt, bedeutet das nicht, dass es nur eines dieser Elemente gibt. Wenn die Beschreibung oder die Ansprüche Bezug auf „ein zusätzliches“ Element nehmen, schließt das nicht aus, dass es dort mehr als ein zusätzliches Element gibt.
Während die Erfindung in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen davon beschrieben wurde, sind für den Fachmann viele Alternativen, Modifizierungen und Variationen solcher Ausführungsformen aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich. Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen sollen alle solche Alternativen, Modifizierungen und Variationen abdecken, sodass sie in den breiten Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.
Es wird hervorgehoben, dass die Zusammenfassung der Offenbarung bereitgestellt wird, wodurch eine Zusammenfassung erfordert wird, die es dem Leser ermöglicht, schnell die Natur der technischen Offenbarung zu bestimmen. Sie wird eingereicht mit dem Verständnis, dass sie nicht dazu verwendet wird, den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder einzuschränken. Die folgenden Ansprüche sind somit in der detaillierten Beschreibung enthalten, und jeder Anspruch gilt als einzelne Ausführungsform.

Claims

Beansprucht wird wie folgt:
Vorrichtung (110/102), umfassend: eine Takterzeugungseinheit (112) zur Erzeugung der ersten und zweiten Phase eines Taktsignals; eine Sampling-Einheit (211) zum Abtasten eines Input-Differenzsignals entsprechend der ersten und der zweiten Phase des Taktsignals, die Sampling-Einheit (211) erzeugt ein abgetastetes Differenzsignal und ein Differenzialverstärker (212) zur Verstärkung des abgetasteten Differenzsignals; wobei die Sampling-Einheit (211) Folgendes umfasst: einen ersten Schalter (221) zum Sampling des ersten Signals des Differenzeingangssignals zur Erzeugung eines ersten abgetasteten Signals des abgetasteten Differenzsignals; einen zweiten Schalter (222) zum Sampling des zweiten Signals des Differenzeingangssignals zur Erzeugung eines zweiten abgetasteten Signals des abgetasteten Differenzsignals; und einen dritten Schalter (223) zur Kopplung des ersten Signals des verstärkten Differenzsignals mit einem Knoten, der an den zweiten Schalter gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sampling-Einheit (211) Folgendes umfasst: einen vierten Schalter (224) zur Kopplung des zweiten Signals des verstärkten Differenzsignals mit einem Knoten, der an den ersten Schalter gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der erste und der zweite Schalter (221), 222) von der ersten Phase des Taktsignals betrieben werden.
Vorrichtung aus Anspruch 2, worin der dritte und vierte Schalter (223, 224) von der zweiten Phase des Taktsignals betrieben werden.
Vorrichtung aus Anspruch 1, worin der erste Schalter (221) über einen ersten Kondensator (C0) mit dem Differenzialverstärker (212) gekoppelt ist.
Vorrichtung aus Anspruch 1, worin der zweite Schalter (222) über einen zweiten Kondensator (C0) mit dem Differenzialverstärker (212) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die darüber hinaus einen fünften Schalter (225) zur Kopplung an den Masseknoten mit einem Eingang des Differenzialverstärkers (212) über einen dritten Kondensator (C1) umfasst, wobei der fünfte Schalter (225) durch die erste Phase des Taktsignals betätigt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 7, die darüber hinaus einen sechsten Schalter (226) zur Kopplung eines Hochspannungsnetzknotens mit dem Eingang des Differenzialverstärkers (212) über den dritten Kondensator (C1) umfasst, wobei der sechste Schalter (226) durch die zweite Phase des Taktsignals betätigt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die einen siebten Schalter (227) zur Kopplung an den Masseknoten mit einem Eingang des Differenzialverstärkers (212) über einen vierten Kondensator (C1) umfasst, wobei der siebte Schalter (227) durch die erste Phase des Taktsignals betätigt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 9, die einen achten Schalter (228) zur Kopplung eines Hochspannungsnetzknotens mit dem Eingang des Differenzialverstärkers (212) über den vierten Kondensator (C1) umfasst, wobei der achte Schalter durch die zweite Phase des Taktsignals betätigt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die einen neunten Schalter (229) zur Kopplung eines ersten Ausgangs des Differenzialverstärkers (212) mit einem Eingang des Differenzialverstärkers (212) umfasst, wobei der neunte Schalter (229) durch die zweite Phase des Taktsignals betätigt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die einen zehnten Schalter (230) zur Kopplung eines zweiten Ausgangs des Differenzialverstärkers (212) mit einem anderen Eingang des Differenzialverstärkers (212) umfasst, wobei der zehnte Schalter (230) durch die zweite Phase des Taktsignals betätigt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sampling-Einheit (211) und der Differenzialverstärker (212) in einem der folgenden Empfänger positioniert werden: ein Mobile Industry Processor Interface (MIPI®) M-PHY^(SM)-Empfänger; ein Peripheral Component Interconnect Express (PCIe)-Empfänger; ein Serial Advanced Technology Attachment (SATA)-Empfänger; ein Serial Attached SCSI (SAS)-Empfänger; ein Double Data Rate x (DDRx)-Empfänger, wobei ‚x‘ eine ganze Zahl ist; ein High Definition Multimedia Interface (HDMI)-Empfänger oder ein Universal Serial Bus x (USBx)-Empfänger, wobei ‚x‘ eine ganze Zahl ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, worin der MIPI® M-PHY^(SM)-Empfänger Hochgeschwindigkeits-(HS)-GEAR-Signale empfangen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Differenzialverstärker (212) Gleichtakt im abgetasteten Differenzsignal zurückweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Differenzialverstärker (212) eine integrierte Auto-Nullfunktion besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Differenzialverstärker (212) unabhängig von der Offset-Kompensation im abgetasteten Differenzsignal zur Verstärkung genutzt werden kann.
Verfahren, umfassend: Erzeugung der ersten und zweiten Phase eines Taktsignals; Abtasten eines differentiellen Eingangssignals entsprechend der ersten und der zweiten Phase des Taktsignals, das Abtasten erzeugt ein abgetastetes Differenzsignal; Verstärken des abgetasteten Differenzsignals zur Erzeugung des Ausgabesignals; wobei das Abtasten des differentiellen Eingangssignals Folgendes umfasst: Abtasten des ersten Signals des Differenzeingangssignals zur Erzeugung eines ersten abgetasteten Signals des abgetasteten Differenzsignals mittels eines ersten Schalters; Abtasten des zweiten Signals des Differenzeingangssignals zur Erzeugung eines zweiten abgetasteten Signals des abgetasteten Differenzsignals mittels eines zweiten Schalters; und Koppeln des ersten Signals des verstärkten Differenzsignals mit einem Knoten, der an den zweiten Schalter gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 18, weiter umfassend: Ein- oder Abschalten einer Logik-Einheit entsprechend des Ausgabesignals.
System umfassend: eine drahtlose Verbindung (674) und ein Prozessor (610), kommunikativ mit der drahtlosen Verbindung (674) verbunden, der Prozessor (610) ist mit einem Input/Output (I/O)-Receiver (640) verbunden, bestehend aus: eine Takterzeugungseinheit (112) zur Erzeugung der ersten und zweiten Phase eines Taktsignals; eine Sampling-Einheit (211) zum Abtasten eines Input-Differenzsignals entsprechend der ersten und der zweiten Phase des Taktsignals, die Sampling-Einheit (211) erzeugt ein abgetastetes Differenzsignal und ein Differenzialverstärker (212) zur Verstärkung des abgetasteten Differenzsignals; wobei die Sampling-Einheit (211) umfasst: einen ersten Schalter (221) zum Sampling des ersten Signals des Differenzeingangssignals zur Erzeugung eines ersten abgetasteten Signals des abgetasteten Differenzsignals; einen zweiten Schalter (222) zum Sampling des zweiten Signals des Differenzeingangssignals zur Erzeugung eines zweiten abgetasteten Signals des abgetasteten Differenzsignals; und einen dritten Schalter (223) zur Kopplung des ersten Signals des verstärkten Differenzsignals mit einem Knoten, der an den zweiten Schalter gekoppelt ist.
System nach Anspruch 20, das zudem Folgendes umfasst: eine Logik-Einheit (103) zum Empfang der Leistungsausgang des Differenzialverstärkers (212).
System nach Anspruch 21, wobei die Logik-Einheit (103) entsprechend der Leistungsausgang des Differenzialverstärkers (212) ein- oder ausgeschaltet werden kann.
System nach Anspruch 20, wobei die Sampling-Einheit (111) Folgendes umfasst: einen vierten Schalter (224) zur Kopplung des zweiten Signals des verstärkten Differenzsignals mit einem Knoten, der an den ersten Schalter gekoppelt ist.
System nach Anspruch 20, das zudem eine Display-Einheit (630) umfasst.
System nach Anspruch 24, wobei die Display-Einheit (630) ein Touchpad oder ein Touchscreen ist.
System nach Anspruch 20, wobei die Sampling-Einheit (211) und der Differenzialverstärker (212) in einem der folgenden Empfänger positioniert werden: ein Mobile Industry Processor Interface (MIPI®) M-PHY^(SM)-Empfänger; ein Peripheral Component Interconnect Express (PCIe)-Empfänger; ein Serial Advanced Technology Attachment (SATA)-Empfänger; ein Serial Attached SCSI (SAS)-Empfänger; ein Double Data Rate x (DDRx)-Empfänger, wobei ‚x‘ eine ganze Zahl ist; ein High Definition Multimedia Interface (HDMI)-Empfänger oder ein Universal Serial Bus x (USBx)-Empfänger, wobei ‚x‘ eine ganze Zahl ist.