[发明专利]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

说明书

本主题涉及用于开关电容器阵列控制的方法、装置及系统。对于能独立地处于工作状态或不工作状态的双态元件的阵列来说，所述方法、装置及系统能够确定实现期望行为所需的处于工作状态的元件的线性个数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，启动第一个数n个不工作元件，并且停用第二个数m个工作元件，其中第一个数n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，其中，n及m均为非零值。

本申请是申请号为201380037453.5(国际申请号为 PCT/US2013/045425)、申请日为2013年6月12日、发明名称为“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”的发明专利申请的分案申请。

优先权要求

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

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

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。

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(resolution)并维持如图2中所示的全部7个比特的二 进制控制。

在阵列的总电容量从7.75pF(例如，二进制控制字011111)被切 换至8.00pF(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。

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 excursions)且无阵列寿命限制。

发明内容