用于开关电容器阵列控制以在调谐期间提供单调电容器变化的方法、装置及系统的制作方法
【专利说明】用于开关电容器阵列控制以在调谐期间提供单调电容器变化的方法、装置及系统
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求提交于2012年7月13日的序列号为61/671，494的美国临时专利申请的权益，其全部公开通过引用合并于此。
技术领域
[0003]在此所公开的主题主要地涉及用于操作能够独立地处于工作状态或不工作状态的双态元件的阵列的方法、装置及系统。更具体地，此处所公开的主题涉及用于开关电容器阵列控制的系统及方法。
【背景技术】
[0004]相同的或结构上大体相似的开关电容器元件的阵列能够被电力地组合成组(例如通过互连)以提供给定量的集体电容量。在此种阵列之前的实施中，子组已被分组并通过单个控制线驱动以最小化所需要的驱动电路数量。这样的配置能够使用混合的线性控制序列及二进制控制序列。当达到二进制界限时，一些子组被接通，并且其他的子组被关断。这样可能产生总的组电容量在起始态与结束态之间的范围之外变化的瞬态。对于冷切换来说，这不会造成问题。但是，对于电路在切换事件期间处于操作中的热切换来说，这可能在瞬态期间引起使用电容器的电路的非期望的响应。此外，元件的固定分组会造成高切换速率及高度依赖于应用的元件切换速率的特定分布。
[0005]例如，如图1所示，多个开关电容器元件10布置于阵列100中。特别地，如图1所示，阵列100可为包括64个元件10的8x8的阵列。例如，对于16pF的总调谐范围，元件10可各自具有250fF的电容量变化。元件10可被分组为二进制元件小组以最小化选择多个元件10中的任一个所需的控制线数量。在图1所示的8x8的阵列中，例如，64个元件10可被分组为6个控制比特。在此种配置中，存在不易被组合至二进制方案中的单个比特10a。在常规的控制配置中，此单个的比特能被配置为比较小的电容量比特(例如，相比于250fF的125fF)以增加分辨率(resolut1n)并维持如图2中所示的全部7个比特的二进制控制。
[0006]在阵列的总电容量从7.75pF(例如，二进制控制字011111)被切换至8.0OpF(例如二进制控制字100000)的一个特别情况下，总电容量中的该单个比特的变化导致如图3中所示的几乎所有比特的变化状态。此种几乎全部的切换可导致短的产品寿命，并且，取决于哪个转变更快，此种几乎全部的切换可能导致在瞬态期间的某一点暂时地具有几乎全部的阵列电容量或几乎没有阵列电容量。对于开启比关闭更早开始的装置来说，例如，调谐电容量将短时间地下降至几乎为零。此下降会影响瞬态期间的电路性能，因此其对于热切换应用来说能成为关键缺点。而且，当耗损是寿命限制方时，此途径会导致所有元件的耗损。
[0007]因此，对于阵列控制系统及方法来说，将期望的是有效地控制单独能切换元件的阵列的操作，且在调谐期间无电容量偏移(capacitance excurs1ns)且无阵列寿命限制。
【发明内容】
[0008]依照本公开，提供了用于开关电容器阵列控制的方法、装置及系统。在一个方案中，提供了一种用于操作双态元件阵列的方法，所述双态元件能独立地处于工作状态或不工作状态。此方法可包括:确定实现对应于期望行为的总的组合活动度所需的处于工作状态的元件的线性个数D ;及将处于工作状态的元件的个数A与实现期望行为所需的元件的线性个数D进行比较。第一个数η个不工作元件可被启动，第二个数m个工作元件可被停用，使得第一个数η与第二个数m之间的差值等于实现期望行为所需的元件的线性个数D与处于工作状态的元件的当前个数A之间的差值。换句话说，(n-m) = (D-A)。
[0009]在另一个方案，一种用于开关电容器阵列控制的系统，可包括能独立地处于工作状态或不工作状态的双态元件的阵列及控制器。控制器可配置为接收对应于期望行为的输入，确定实现与期望行为相对应的总的组合活动度所需的处于工作状态的双态元件的线性个数D，将处于工作状态的元件的个数A与实现期望行为所需的元件的线性个数D进行比较，并且启动元件中的第一个数η个不工作元件和停用元件中的第二个数m个工作元件，其中第一个数η与第二个数m之间的差值等于实现期望行为所需的元件的线性个数D与处于工作状态的元件的当前个数A之间的差值。
[0010]虽然已经在上文中陈述了此处所公开的主题的一些方案，并且这些方案已被本公开的主题完全或部分实现，但是随着如在下文中最佳进行描述的结合附图所进行的说明，其他方案将会变得显而易见。
【附图说明】
[0011]通过以下的应结合附图一起阅读的详细描述，本主题的特征及优点将更加容易理解，且附图仅通过解释性的及非限制性的例子的方式所给出，其中:
[0012]图1是可调谐电容元件阵列的示意图；
[0013]图2是根据常规控制配置的布置在二进制小组中的可调谐电容元件阵列的示意图；
[0014]图3是根据常规控制配置的切换事件期间的可调谐电容元件阵列的示意图；
[0015]图4是根据本公开的主题的实施例的切换事件期间的可调谐电容元件阵列的示意图；
[0016]图5A-图5C是使用根据本公开的主题的实施例的方法正在被切换的可调谐电容元件阵列的示意图；
[0017]图6A是根据本公开的主题的实施例的布置于不同的元件组中的可调谐电容元件阵列的示意图；
[0018]图6B是根据本公开的主题的实施例的用于可调谐电容元件阵列的连续二进制行列方案；
[0019]图6C是根据本公开的主题的实施例的用于可调谐电容元件阵列的启动序列的图；以及
[0020]图6D是根据本公开的主题的实施例的提供期望顺序的用于可调谐电容元件阵列的地址的列表。
【具体实施方式】
[0021]本主题提供了一种用于开关电容器阵列控制的方法、装置及系统，其可处理上文提到的关于常规二进制控制方案的瞬态及寿命问题。在一个方案中，本主题提供了一种用于操作能独立地处于工作状态或不工作状态的双态元件10的阵列100的方法。例如，如上文中所讨论的，每个双态元件10可包括电容器，并且每个元件可具有其自己独立可控的驱动器。
[0022]对于此种阵列100，可提供对应于期望行为的输入。尽管存在如上文所讨论的与常规控制方案有关的问题，但是二进制的控制输入仍能够有利地在控制通信及寄存器中限制比特个数。然而，为了避免常规二进制控制算法的这种大量切换，取代将元件固定分配为二进制子组，而是二进制控制字可被转换为应当被接通以实现对应于期望行为的总的组合活动度的元件10的线性个数D (例如温度计代码)。例如，在每个双态元件10包括电容器的情况下，期望的行为可包括总的期望电容量。
[0023]实现期望行为所需的元件10的线性个数D可与当前处于工作状态的元件10的当前个数A进行比较。基于此比较，可启动第一个数η个不工作元件，可停用第二个数m个工作元件，其中第一个数η与第二个数m之间的差值等于实现期望行为所需的元件10的线性个数D与处于工作状态的元件10的当前个数A之间的差值。
[0024]在一个特定的例子中，当处于工作状态的元件的当前个数A小于实现期望行为所需的元件10的线性个数D时，待被启动的不工作元件的第一个数η可等于实现期望行为所需的元件10的线性个数D与处于工作状态的元件10的当前个数A之间的差值(即，