[發明專利]用于開關電容器陣列控制以在調諧期間提供單調電容器變化的方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201380037453.5
• 申請日: 2013-06-12
• 公開（公告）號: CN104620228B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 亞瑟·S·莫里斯三世
• 申請（專利權）人: 維斯普瑞公司
• 主分類號: G06F12/00
• 分類號: G06F12/00
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司11225
• 代理人: 黃威,徐愛萍

優先權要求

本申請要求提交于2012年7月13日的序列號為61/671,494的美國臨時專利申請的權益，其全部公開通過引用合并于此。

技術領域

在此所公開的主題主要地涉及用于操作能夠獨立地處于工作狀態或不工作狀態的雙態元件的陣列的方法、裝置及系統。更具體地，此處所公開的主題涉及用于開關電容器陣列控制的系統及方法。

背景技術

相同的或結構上大體相似的開關電容器元件的陣列能夠被電力地組合成組(例如通過互連)以提供給定量的集體電容量。在此種陣列之前的實施中，子組已被分組并通過單個控制線驅動以最小化所需要的驅動電路數量。這樣的配置能夠使用混合的線性控制序列及二進制控制序列。當達到二進制界限時，一些子組被接通，并且其他的子組被關斷。這樣可能產生總的組電容量在起始態與結束態之間的范圍之外變化的瞬態。對于冷切換來說，這不會造成問題。但是，對于電路在切換事件期間處于操作中的熱切換來說，這可能在瞬態期間引起使用電容器的電路的非期望的響應。此外，元件的固定分組會造成高切換速率及高度依賴于應用的元件切換速率的特定分布。

例如，如圖1所示，多個開關電容器元件10布置于陣列100中。特別地，如圖1所示，陣列100可為包括64個元件10的8x8的陣列。例如，對于16pF的總調諧范圍，元件10可各自具有250fF的電容量變化。元件10可被分組為二進制元件小組以最小化選擇多個元件10中的任一個所需的控制線數量。在圖1所示的8x8的陣列中，例如，64個元件10可被分組為6個控制比特。在此種配置中，存在不易被組合至二進制方案中的單個比特10a。在常規的控制配置中，此單個的比特能被配置為比較小的電容量比特(例如，相比于250fF的125fF)以增加分辨率(resolution)并維持如圖2中所示的全部7個比特的二進制控制。

在陣列的總電容量從7.75pF(例如，二進制控制字011111)被切換至8.00pF(例如二進制控制字100000)的一個特別情況下，總電容量中的該單個比特的變化導致如圖3中所示的幾乎所有比特的變化狀態。此種幾乎全部的切換可導致短的產品壽命，并且，取決于哪個轉變更快，此種幾乎全部的切換可能導致在瞬態期間的某一點暫時地具有幾乎全部的陣列電容量或幾乎沒有陣列電容量。對于開啟比關閉更早開始的裝置來說，例如，調諧電容量將短時間地下降至幾乎為零。此下降會影響瞬態期間的電路性能，因此其對于熱切換應用來說能成為關鍵缺點。而且，當耗損是壽命限制方時，此途徑會導致所有元件的耗損。

因此，對于陣列控制系統及方法來說，將期望的是有效地控制單獨能切換元件的陣列的操作，且在調諧期間無電容量偏移(capacitance excursions)且無陣列壽命限制。

發明內容

依照本公開，提供了用于開關電容器陣列控制的方法、裝置及系統。在一個方案中，提供了一種用于操作雙態元件陣列的方法，所述雙態元件能獨立地處于工作狀態或不工作狀態。此方法可包括：確定實現對應于期望行為的總的組合活動度所需的處于工作狀態的元件的線性個數D；及將處于工作狀態的元件的個數A與實現期望行為所需的元件的線性個數D進行比較。第一個數n個不工作元件可被啟動，第二個數m個工作元件可被停用，使得第一個數n與第二個數m之間的差值等于實現期望行為所需的元件的線性個數D與處于工作狀態的元件的當前個數A之間的差值。換句話說，(n-m)＝(D-A)。

在另一個方案，一種用于開關電容器陣列控制的系統，可包括能獨立地處于工作狀態或不工作狀態的雙態元件的陣列及控制器。控制器可配置為接收對應于期望行為的輸入，確定實現與期望行為相對應的總的組合活動度所需的處于工作狀態的雙態元件的線性個數D，將處于工作狀態的元件的個數A與實現期望行為所需的元件的線性個數D進行比較，并且啟動元件中的第一個數n個不工作元件和停用元件中的第二個數m個工作元件，其中第一個數n與第二個數m之間的差值等于實現期望行為所需的元件的線性個數D與處于工作狀態的元件的當前個數A之間的差值。

雖然已經在上文中陳述了此處所公開的主題的一些方案，并且這些方案已被本公開的主題完全或部分實現，但是隨著如在下文中最佳進行描述的結合附圖所進行的說明，其他方案將會變得顯而易見。

附圖說明

通過以下的應結合附圖一起閱讀的詳細描述，本主題的特征及優點將更加容易理解，且附圖僅通過解釋性的及非限制性的例子的方式所給出，其中：

圖1是可調諧電容元件陣列的示意圖；

圖2是根據常規控制配置的布置在二進制小組中的可調諧電容元件陣列的示意圖；