本公开的实施例和实施方式涉及集成电路,特别是涉及电流的生成,其强度由信号调制,特别是在受控系统的反馈回路中。
背景技术:
1、受控系统通常旨在经由反馈回路生成输出信号,该输出信号对其生成提供反馈。
2、反馈回路可以生成与输出信号不同类型的反馈信号。例如,反馈回路控制的输出信号可以是电压振荡器信号振幅的平均值,或电位点的电压水平;而反馈信号可以,例如,由控制电流携带。
3、此外,不是由系统生成的变量可以控制系统,例如温度测量可以控制生成任何类型输出信号的系统。控制电流可以作为温度的函数被生成,以控制输出信号。
4、独立于受控系统,控制电流的生成,特别是在反馈回路中控制电流的生成呈现出困难,因为电流发生器电路通常是基于β-乘法器(“beta乘法器”)类型的架构,例如图1所示。
5、图1图示了具有衰减回路atlp_0的自调节β-乘法器类型电流发生器电路igen_0的一个经典示例,该电路通常用于生成ac信号vin_0的系统的反馈。
6、反馈使用设计中提供削波效应rect_0和低通滤波器lpf_0的非线性来生成输出电流iout_0,其强度与输入信号vin的振幅平均值成反比变化(通过削波效应rect_0隔离振幅,通过滤波器效应lpf_0获得平均值)。
7、这种类型的电路igen_0的缺点是反馈增益强烈依赖于输出电流iout_0的dc分量的值,并且很难(如果不是不可能)在不干扰所有其他元件的情况下对电路igen_0的一个元件进行修整。因此,任何修改都会导致完全重新调整电路igen_0的尺寸,这使得电路难以配置和调整,例如,以适于其应用。
8、这种类型的电路igen_0还要求由辅助电路生成的初始启动电流istrtup_0,这本质上是不利的。
9、这种类型的电路还会受到驼峰效应的影响,这在某些条件下大致等价于寄生晶体管效应。驼峰效应可以放大输出信号iout_0上的负反馈,使输出信号降低到低于最小操作值,并且使得电路以初始启动电流istrtup_0重新启动,该初始启动电流istrtup_0具有循环泵浦现象pmp。关于驼峰效应的更多信息,本领域的技术人员可以参考出版物:y.joly等人,“驼峰效应对低功率模拟应用中亚阈值区域mosfet失配的影响(impact of humpeffect on mosfet mismatch in the sub-threshold area for low power analogapplications)”,2010年第10届ieee固态与集成电路技术国际会议2010年,第1817-1819页,doi:10.1109/icsict.2010.5667684。
10、因此,需要提出其强度由输入信号调制的电流源,特别是在受控系统的反馈回路内,该电流源不遭受前述缺点。
技术实现思路
1、在这方面,并且根据一个方面,本公开提出了一种集成电路,包括被配置为生成控制电流的电流源,该控制电流的强度由输入信号调制,其中电流源包括被配置为自主生成控制电流的恒定分量的第一级,以及被配置为自主生成由输入信号调制的控制电流分量的第二级。
2、因此,与具有衰减回路的自调节β-乘法器类型的常规架构(图1)不同,恒定电流的生成和经调制反馈电流的生成是完全去相关的。因此,控制电流的两个分量可以容易地进行修整并被配置有很大的灵活性,有利于加快设计周期,允许电路容易地适于影响与电流源一起工作的辅助电路的修改或更新,并促进工业生产中的修整阶段。
3、因此,例如并且特别地,控制电流的dc分量的大小可以被调整以抵消或防止驼峰效应或循环泵浦效应,而不管反馈设计。反过来,经调制的分量也可以独立于dc分量被修整。应当注意的是,驼峰效应可能会或可能不会随机地出现在相同集成电路的给定材料上。
4、根据一个实施例,电流源包括被配置为生成参考电流的参考发生器电路,第一级包括由参考电流供电的第一电流镜组件,并且第二级包括由参考电流供电的第二电流镜组件。
5、这是一种简单且有效的解决方案,具有上文所提及的所有优点。例如,参考发生器电路可以是自偏置参考电路。
6、根据一个实施例,第二级包括转换器电路,该转换器电路被配置为生成具有根据输入信号而变化的强度的调制电流,并且将调制电流注入为第二电流镜组件供电的参考电流中或从为第二电流镜组件供电的参考电流中提取调制电流。
7、同样,这使得用于经调制分量的调制函数易于适于控制电流生成原理。更具体地,转换器电路可以适于所需的调制函数,例如线性函数、或平方阶跃、或抛物线函数、或任何其他数学变换。
8、根据一个实施例,第二级被配置为生成与作为输入信号的ac信号的振幅的平均值成比例的经调制分量。
9、根据一个实施例,集成电路包括由控制回路(例如反馈回路)控制的系统,该控制回路包括所述电流源,控制电流控制系统的输出信号。
10、根据一个实施例,系统包括被配置为生成系统的ac输出信号的晶体振荡器,系统的输出信号是控制回路的ac输入信号。
11、根据另一方面,本公开提出了一种用于生成其强度由输入信号调制的控制电流的方法,其中控制电流的生成包括控制电流的恒定分量的第一自主生成,以及由输入信号调制的控制电流分量的第二自主生成。
12、根据一种实施方式,控制电流的生成包括:生成为所述第一自主生成和所述第二自主生成供电的参考电流。
13、根据一种实施方式,控制电流的经调制分量的第二自主生成包括:生成其强度根据输入信号而变化的调制电流,并且将调制电流注入为所述第二生成供电的参考电流中或从为所述第二生成供电的参考电流中提取调制电流。
14、根据一种实施方式,经调制的分量与ac输入信号的振幅的平均值成比例。
15、根据一种实施方式,该方法包括:通过控制回路控制系统,该控制回路包括控制电流的所述生成,控制电流控制系统的输出信号。
16、根据一种实施方式,通过晶体振荡器生成系统的ac输出信号,系统的输出信号是控制回路的ac输入信号。
1.一种集成电路,包括:电流源,被配置为生成控制电流,所述控制电流的强度由输入信号调制,其中所述电流源包括:第一级,被配置为自主生成所述控制电流的恒定分量,以及第二级,被配置为自主生成由所述输入信号调制的控制电流分量。
2.根据权利要求1所述的集成电路,其中所述电流源包括:参考发生器电路,被配置为生成参考电流,所述第一级包括由所述参考电流供电的第一电流镜组件,并且所述第二级包括由所述参考电流供电的第二电流镜组件。
3.根据权利要求2所述的集成电路,其中所述第二级包括:转换器电路,被配置为生成具有根据所述输入信号而变化的强度的调制电流,并且被配置为将所述调制电流注入为所述第二电流镜组件供电的所述参考电流中或者从为所述第二电流镜组件供电的所述参考电流中提取所述调制电流。
4.根据权利要求1所述的集成电路,其中所述第二级被配置为生成被调制为与作为所述输入信号的ac信号的振幅的平均值成比例的所述控制电流分量。
5.根据权利要求1所述的集成电路,还包括:由控制回路控制的系统,其中所述控制回路包括所述电流源,并且所述控制电流被配置为用于控制所述系统的输出信号。
6.根据权利要求5所述的集成电路,其中所述系统包括:晶体振荡器,被配置为生成所述系统的ac输出信号,其中所述系统的所述ac输出信号是所述控制回路的所述ac输入信号。
7.一种方法,包括:
8.根据权利要求7所述的方法,其中生成所述控制电流包括:生成为所述第一自主生成和所述第二自主生成供电的参考电流。
9.根据权利要求8所述的方法,其中被调制的所述控制电流分量的所述第二自主生成包括:生成调制电流,所述调制电流的强度根据所述输入信号而变化,以及将所述调制电流注入为所述第二生成供电的所述参考电流中或者从为所述第二生成供电的所述参考电流中提取所述调制电流。
10.根据权利要求7所述的方法,其中被调制的所述控制电流分量与ac输入信号的振幅的平均值成比例。
11.根据权利要求7所述的方法,还包括:
12.根据权利要求11所述的方法,还包括:
