专利名称：电气及/或电子电路的配置方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种在所有技术型态的配置、优化及电气及/或电子电路制造的领域矽(金氧半导体，双极互补式金氧半场效电晶体，矽基绝缘体...)，砷化镓或什至奈米碳管的组成。同样地，本发明无限定在一特定的频率范围下控制电路，或根据一特定的设计建立。本发明有关于例如制造无线电频率(射频)，模拟或混合的模拟数字电路。本发明也有关一种配置，一种优化及利用电气及/或电气组件(电阻，电容，电感， 晶体管，...)制造的电路，或有关于包括此类元件的子电路，子电路的电子特性具有一或多个任意分散值。本发明也适用于电路的制造，当电子特性实际值间的差异大时，电气及/或电气组件的性能衰减。本发明可有效地执行配置、优化及制造模拟转数字或数字转模拟转换器、比较器、 交换式电容滤波器、差分放大器或任何其他电气及/或电子电路。
背景技术：
两个电气及/或电气组件，例如电阻具有相同的标称值，实际上的数值不完全相同。例如，在两个具有相同的标称值等于r欧姆的情况下，这两个电阻都有实际的数值等于 r欧姆加减r欧姆的正负几个百分比，这个百分比变化从一电子电阻至其他。关于元件标称值的分散是由于元件制造时的公差。因此，当欲使用一电气及/或电子电路，两个(或多个)电气及/或电气组件具有相同的数值或具有一特定比例的数值时，因此有一个非常好的机会使这些数值取决于一差异，称为”不匹配”，由于元件制造时的不确定性，其数值是随机的。以目前存在的几种技术，来减少这个随机分散的组件的电气特性值的影响。为减少这种随机分散的最简单的解决方案，包括增加元件的大小，以用来改善这些元件的电气特性实际值的准确性。例如，据了解，在矽技术制造元件时，其准确性是正比于这些元件的表面积。这个解决方法虽然有效，然而却增加了电路的表面积(及制造成本)的缺点，而且它的耗电量需要一更大的电流，例如，对一个较大规格的电容充电。在模拟数字或三角积分编码转换器的情况中，在转换器的输出周围藉由信号的模拟或数字补偿取得这些转换器的电子电容数值，以减少分散的影响。为此，根据信号为主进行转换器的性能量测，无论已知与否，适用于转换器的输入或于中间测试信号。然后，在转换器的输出或转换器的量测基础上，推论元件数值的估计值，例如，在转换器的输出中获得的数值是修正使用电路。估计值的精确可以反复执行或不执行。然而，这种补偿技术有一些缺点。事实上，计算每个元件的数值估算通常是复杂的，且涉及表面面积及耗电量的增加。除此之外，由于这些电路通常还有其他的缺陷(非线性，偏移，插入寄生电荷，...)，分散的估算往往是错误的且因此精度有限。
因此，增益在取得时是有限的。最后，由分散产生的错误，有时可以是转换器输出信号的后果，例如信号的饱和度，这是不可逆转的，因此不可能通过补偿后的转换，在转换器的输出正确信号转换器。在某些系统，如模拟数字转换器或数字模拟转换器，藉由不准确的产生可以减少组件数值的误差的影响，透过随机地时间变化或是确定性的方式。错误的变化一般用于当相同元件的数量被大量使用时。这个解决的原则是在每一个时刻，随机的或确定的去选择，为了大量的可用零件中的电路，一个数量的确定是必须的。这个技术被叫做混合，也有一些缺点。第一，这只能被一些有限数量的电子来应用于机智电路，其不仅有大量的元件，其所产生的错误使有可以减少其影响。例如，这个混合技术不能总是用于操作数字模拟转换器在奈奎斯特频率中(整个带宽是用于这应用)，因为这随机混合非线性地转换成杂讯，这是不能接受的，因为杂讯调节只能用于如果过采样的因素，这并不能总是在这种电路的情况中。
发明内容
本发明的目的之一是一种配置电气及/或电子电路的方法和装置，其允许减少电气及/或电气组件的分散，电气及/或电子电路关于电气及/或电气组件与制造元件的特性。本发明的目的之一也是为了提高电路的可靠性与电气及/或电子组件，及/或值的准确性或减少的标称值的随机分散的影响正在设计中的电气及/或电气组件的电气及/ 或电子电路的电气特性。本发明的目的之一也是为了提高电路的可靠性与电气及/或电子组件，及/或数值的准确性，及/或减少标称值的随机分散的影响正在设计中的电气及/或电气组件的电气及/或电子电路的电气特性。为了此目的，这个发明提出了一种方法可以配置电子电路，包含了好几种功能方块，在相同的型式和数值下特徵数或价值并且是关于互成比例的。功能方块在相同的型式或是相同名义的理论数值下，被至少一种的电气组件制造，并且连接的方式指出电子的元件到另一个或是其他部分的电路是根据不同的连接配置，包括至少几种步骤针对一组连接配置中的每一个测试过的电子电路，量测其至少一个参数的值；从测试过的连接配置中选择一个，使所选择的配置方式的量测数值对应的至少一对功能方块的特徵数的数值差异是最小的；以及根据所选择的配置定位连接手段。在不同的连接配置下，连接配置的至少一部分电气组件分布在至少两个功能方块。根据连接的配置，这些电气组件可以因此从一个功能方块通过至另一个。为清晰起见，“电气” 一词将被用来指定表达“电气及/或电子”于文件的其余部分。而且，即使“电子”这个名词被使用，本发明根据微电子及/或奈米电子元素及/或元件也相关于微电子及/或是奈米电子电路的配置。因此，本发明使其可根据一个具有相同理论标称值的电气组件，可显示关于电子特徵数值的离散作用以改善电路的性能，其包括藉由明智的结合这些电气组件而得到功能
5方块，且选择电气组件的配置使可获得最佳的性能，且对应不匹配的情况下，在至少一对功能方块的特徵数值间是最小的。本发明可由结合所组成，例如使用开关，几个电气组件获得几个功能方块，例如对应相同的电气组件，其电气特性，数量或特征与实际值接近另一个，如果每个方块已经从一个单一元件制造出具有相同的制造误差当电气组件用以制造相同的零件时。因此本发明可使明智地相结合的电气元件，也结合其公差，这使得可以藉由最佳化配置的选择，以优化补偿和平衡的电器元件的容差，从而降低了两个元件间的差异，或“不匹配“，其标称值的组件尽可能接近。因此，在电路设计上，电气元件的几种可能的组合，可以从一个功能方块传递到另一个进行比较，对应电气元件的不同的连接配置，而评估的完整系统的性能根据这些元件所取得的，例如藉由测量功能方块的特徵数之间的差额来构成相结合的电气组件。找到最佳的解决方案然后保留，即构成功能方块的电气元件的组合，此特徵数是最接近另一个或所需相称的比例。这也可以选择，在电路的功能方块中，参考功能方块和所选择的配置在另一个功能方块中有着特徵数的数值，且尽可能的接近这个参考功能方块的实际值。本发明可特别的由配置的选择所组成，其功能方块的电流输出及/或电压最接近另一个。电子电路的量测参数可为信噪比，或一线性准位，或电子电路的一偏移准位。在一个有利的实施中，电子电路的量测参数在一对功能方块的特徵数的值可为不匹配。电气组件可为电气元件对应于电阻及/或电感及/或电容及/或晶体管，或每个有多个电气元件的电气装置，其元件可能对应于电阻及/或电感及/或电容及/或晶体管。电路可包括至少一模拟数字转换器模拟数字转换器及/或一数字模拟转换器及/ 或一比较仪及/或一放大器及/或一交换式电容滤波器及/或差动电晶体对。可取得反向至少一电气组件的至少一输入及/或输出信号的正负号，以获得至少一部份的连接配置。连接手段能够以电性串联及/或并联方式互连所述电气组件的开关，以组成功能方块。每个连接配置的电气组件是从若干个电气组件中选择的。因此，配置过程根据本发明也可使用重复原则，进而使配置的数量增加，所以有可能进一步减少欲组装的功能方块的特徵数数值之间的差异。电路的测量可提供一已知的输入信号至功能方块，以构成每个配置藉由测量功能方块的至少一个输出特性。本发明也可以不直接计算特徵数的数值，但确认是否匹配良好。本发明也关于一种制造电路的方法，其至少包含下列步骤制造一组相似型态的电气组件，且根据不同的连接配置的连接手段，其电气组件到另一个及/且电子电路的其余部分；以及实施配置电路的方法如前所述。本发明也关于一种用以配置电子电路的装置，其至少包含—类似型态的电气组件，且/或具有相同的理论标称值；
一连接手段，用以根据不同的连接配置连接所述电气组件到另一个电气组件及/ 或所述电路的其余部分，组成数个具有一相同型态的特徵数的功能方块，其特徵数的值是互成比例，且其中所述电气组件的至少一部份在所述至少两个功能方块间是不同的分布；一测量手段，用以量测一组测试过的连接配置中的所述电子电路的至少一个参数的值；一选择手段，用以从测试过的连接配置中选择一个，使所选择的配置方式的量测数值对应的至少一对功能方块的特徵数的数值差异是最小的；以及一定位手段，用以根据所选的连接配置定位所述连接手段。本装置也可包含反向至少一电气组件的至少一输入及/或输出信号的正负号的手段。连接手段可包括电性地串联及/或并联方式互连连结电气组件的开关，以组成一及其相同的功能方块。装置可包括多个电气元件，其中每一连接配置在所述若干电气组件中选择一组电气组件。装置可包括一施加手段，用以施加一已知信号于所述每一配置所构成的功能方块的输入端口，及一量测手段(706)，用以量测所述功能方块的至少一输出特性。装置可包括控制手段，用以控制连接手段。
在阅读具体的说明时，藉由例子的体现本发明将可更好地理解，没有任何的限制， 以附加的图示作为参考图1至图6显示本发明的电子电路所实施的电子配置方法，根据一些特定的实施例；以及图7显示本发明根据一个特定的实施例之一电子电路配置装置。不同数字的同一、类似或相同部分的描述，此后支持相同参考号码，以便从一个数字转换到另一个。图中显示不同的部分不一定是一个统一的尺度，使数字更具可读性。不同的可能 (变化及实施方式)必须被理解为不互相排斥，且能互相结合。
具体实施例方式首先请参阅图1，其显示配置电子电路100的方法是根据一特殊具体化的一个实施例。欲完成电子电路100，其电路包含在端点IOla及IOlb的第一电阻103，及在端点 IOlc及IOld的第二电阻105。这些第一及第二的电阻103、105，每个功能方块构成的特徵数对应电阻所获得的数值，将根据四个电阻102a-102d安排在端点IOla和IOlb间，且将四个电阻104a-104d安排在端点IOlc和IOld间。有鉴于此，每个电阻102a，102d, 10 和104d包括一端点分别地通过IOld直接地连接端点101a，电阻10 和102d将必须由在端点IOla和IOlb间的电阻的一部分所组成， 且电阻10 和104d将必须由在端点IOlc和IOld间的电阻的一部分所组成。
电子电路100还包括连接手段允许电阻102a-102d及104a-104d跟据不同的配置以不同的方式连结。这些连接手段特别包括四个开关106a-106d允许电阻10 及10 以不同的方式连结电阻102b及104b。这些连接手段也包括四个其他的开关108a-108d允许电阻102b及104b根据不同的配置连结到电阻102c及104c。最后，连接手段还包括四个其他的开关IlOa-IlOd允许电阻102c及l(Mc根据不同的配置连结到电阻102d及104d。下表把两个串联在一起的电阻当作关闭的开关功能。
关闭开关连接电阻^ ~106a102a 及 10
~106b104a 及 10
~106c102a 及 104b
~106d104a 及 104b
~108a102b 及 102c
~108b104b 及 102c
~108c102b 及 104c
~108d104b 及 104c
~UOa102c 及 102d
~UOb104c 及 102d
~UOc102c 及 104d
~UOd104c 及 104d其目的是建立电阻10加-102(1及l(Ma-104d每一个都有相同的理论标称值500Ω， 两个电阻103及105具有理论值等于2000 Ω。然而，电阻具有一个真值，其不同于理论标称值的百分比差异(由于电阻102a-102d及104a-104d制造时的误差而分散)。然后其目的是建立藉由明智地利用电路100的连接手段组合电阻102a-102d及 l(Ma-104d，如此一来两个电阻103及105具有的真值会尽可能的接近另一个。最佳组合的选择是允许电阻103及105获得最接近的可能值的最佳的配置，将评估不同的组合所获得的性能，利用关闭适当的开关以获得保留最佳的解决方案。在本实施例中，性能的评估包括量测电阻103及105中的每一个不同配置的电阻。若电阻102a_102d及104a_104d有如下列的实际值
102a :505 Ω102b 501Ω102c 503 Ω102d 499 Ω104a 497 Ω104b 495 Ω104c 502 Ω104d 500 Ω最佳的解决方案包括藉由关闭开关106c、108d及IlOb用电阻104b及1 (Mc连接电阻10 及102d，且藉由关闭开关106b，108a and 110c，用电阻102b and 102c连接电阻 104a and 104d，如此使两个电阻103及105取得每个数值为2001 Ω。不份电气组件，电阻 102b, 102c, 104b and 104c，根据设置不同开关的配置可因此从一功能方块通过至另一个， 也就是说，根据被建立的连接配置可以被分布到两个不同的功能方块。根据电子电路100设计过程所实施，因而不包括选择电气组件，其个别具有实际值接近各自的理论标称值，但是宁可选择及元件结合，一旦他们结合，构成一电路包括至少两个功能方块，电阻103及105，特徵数(实际电阻值)尽可能靠近一另一个，以为了降低在这两个功能方块的特徵数的数值中的最小不匹配。在先前叙述的例子中，电气组件因而选择及结合，以便获得两个功能方块的特徵数尽可能的接近另一个。电子电路100不允许电阻所有可能被作出的组合。可从例子得知在电路100中， 电阻10 及102d必须是第一电阻103的一部分，且电阻10 及104d必然是第二电阻105 的一部分。在电子电路中，藉由增加开关的数量是可能增加可组合的数量。如图2所示，电子电路200根据类似电路100的方式所设计，以建立一电路包含在端点IOla及IOlb的第一电阻103，及在端点IOlc及IOld的第二电阻105。电路200包含电子电路100的所有元件，即电阻10加-102(1 andl04a_104d，以及开关106a-106d，108a-108d and IlOa-IlOd0除此之外，电子电路200还包括额外的开关 107a-107d and 10% _109d，让所有可能的电阻10加-102(1 and 104a_104d的组合被形成。 因此，所有的电气组件，即所有的电阻10加-102(1 and 104a-104d能被不同地分布在两个功能方块中，也就是说，根据被建立的连接配置，他们能从一功能方块通过另一个。因此，比较电路200与电路100，当建立的配置数量较多时，在电阻103及105的数值兼可获得较佳的平衡，以电路200来说，更复杂和更多开关可能影响电阻103及105所获得的数值如此一来，根据电路(频率，表面面积...)的制造限制，电路所提供更多或少量可能性的制造将被选择，换句话说可能的组合因此有更多或更少的开关。先前描述的电路100及200与图1和图2的例子中，所有电阻102a-102d及 104a-104d被用来构成两个功能方块，其特徵数需要被平衡，即平衡电阻103及105所形成的数值。在一个变化中，电路100或200可能有一个数量较大的电阻器，且在所有这些电阻器中，只有其中的一部分结合另一个以创造电阻103及105，且因此可形成最佳组合，使在电阻103及105所取得的电阻值有最小的不匹配。因此例如电路100及200都可以包括12 个电阻，每一个都具有相同理论标称值等于500 Ω，且根据这些电路的开关，12个电阻器只有8个用来形成具有理论标称值为2000 Ω的两个电阻103及105，其余四个电阻器不用来形成电阻103及105。另外，在另一个变化中，欲平衡超过两个功能方块的特徵数，也就是说超过两个电阻被形成，其数值尽可能的接近另一个。图3显示一个电路300基于欲在输入302及输出304间电性地并联连接电容 306a-306d，来形成两个功能方块，对应两个电容，其特徵数对应电容，其特征值尽可能的接近另一个。为此，电路300包括用于连接四个电容306a-306d，其包含16个开关308a-308p 的手段。在电路300中，因此需要建立两个具有特徵数尽可能接近另一个的功能方块，每个方块对应一个电容器组成两个并联连接的四个电容器306a-306d。根据被组成的连接配置， 电容306a-306d分布在不同地两个功能方块间。下表显示开关在封闭位置上决定两个电容电性地互相并联。
关闭的开关连结的电容
权利要求
1.一种配置电子电路(100-500)的方法，所述电子电路(100-500)包含数个具有一相同型态的特徵数的功能方块，且所述特徵数的值互成比例，所述功能方块是由一具有相同理论标称值的至少一电气组件(102a-102d, 104a_104d，306a_306d，402a_402d，604，606， 608，610，612)，及根据不同的连接配置连接所述电气组件到另一个电气组件及/或所述电路的其余部分的连接手段(106a-106d, 107a_107d，108a_108d，109a_109d，110a-110d， 308a-308p,406a-406d,408)所组成，所述连接配置的至少一部分电气组件分布在至少两个功能方块，至少包含下列步骤针对一组连接配置中的每一个测试过的电子电路(100-500)，量测其至少一个参数的值；从测试过的连接配置中选择一个，使所选择的配置方式的量测数值对应的至少一对功能方块的特徵数的数值差异是最小的；以及根据所选的连接配置定位所述连接手段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述电子电路(100-500)量测的所述参数是所述电子电路(100-500)的一信噪比，或一线性准位或，一偏移准位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述电子电路量测的所述参数是所述至少一对功能方块的特徵数的数值差异。
4.根据权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述电气组件是对应于电阻 (102a-102d，104a-104d)及 / 或电感及 / 或电容(306a_306d，604，606，608，610，612)及 / 或晶体管的电气元件，或包含若干个所述电气元件的电子装置(40h-402d)。
5.根据权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述电子电路(400-500)包含一至少一模拟数字转换器及/或一数字模拟转换器及/或一比较仪及/或一放大器及/或一交换式电容滤波器。
6.根据权利要求中任一项所述的方法，其特征在于至少有一部份的连接配置是藉由反向至少一所述电气组件(40h-402d)的至少一输入及/或输出信号的正负号所实现。
7.根据权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述连接手段(106a-106d， 107a-107d, 108a_108d，109a_109d，IlOa-IlOd, 308a-308p)能够以串联及 / 或并联方式互连所述电气组件(10加-102(1，104a-104d,306a-306d)，以组成所述功能方块。
8.根据权利要求中任一项所述的方法，其特征在于每个连接配置的所述电气组件 (102a-102d, 104a_104d，306a_306d，402a_402d，604，606，608，610，612)是从若干个电气组件中选择的。
9.根据权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述电子电路(100-500)的所述参数的量测，是通过施加一已知信号于所述每一配置所构成的功能方块的输入端口，并量测所述功能方块的至少一输出特征而实现。
10.一种制造电子电路(100-500)的方法，其至少包含下列步骤根据不同的连接配置，将一组相似型态的电气组件(10加-102(1，104a-104d, 306a-306d，402a-402d，604，606，608，610，612)以连接手段(106a_106d，107a_107d， 108a-108d, 109a_109d，1 IOa-IIOd, 308a-308p, 406a-406d, 408)连接到另一各所述电气组件及/或连接到电子电路的其余部分；以及根据权利要求第1项至第9项的任一项的方法实施配置所述电子电路(100-500)。
11.一种用以配置一电子电路(100-500,702)的装置(700)，其至少包含一具有相同的理论标称值的电气组件(102a-102d，104a-104d，306a-306d，402a-402d， 604,606,608,610,612)；一连接手段(106a-106d, 107a_107d，108a_108d，109a_109d，110a-110d，308a_308p， 406a-406d，408)，用以根据不同的连接配置连接所述电气组件到另一个电气组件及/或所述电路的其余部分，所述连接配置组成数个具有相同型态的特徵数的功能方块，且所述特徵数的值互成比例，其中所述电气组件的至少一部份在至少两个所述功能方块间是不同的分布；一测量手段(706)，用以量测一组测试过的连接配置中的所述电子电路(100-500， 702)的至少一个参数的值；一选择手段，用以从测试过的连接配置中选择一个，使所选择的配置方式的量测数值对应的至少一对功能方块的特徵数的数值差异是最小的；以及一定位手段(712)，用以根据所选的连接配置定位所述连接手段。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于所述电子电路(100-500)的量测的所述参数是所述电子电路(100-500)的一信噪比，或一线性准位，或一偏移准位。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于所述电子电路量测的所述参数是所述至少一对功能方块的特徵数的数值差异。
14.根据权利要求11至权利要求13的任一项所述的装置(700)，其特征在于所述电气组件是对应于电阻(10加-102(1，l(Ma-104d)及/或电感及/或电容(306a_306d，604， 606,608,610,612)及/或晶体管的电气元件，或包括若干个所述电气元件的电子装置 (402a-402d)。
15.根据权利要求11至权利要求14的任一项所述的装置(700)，其特征在于所述电子电路(400-500)包括至少一模拟数字转换器及/或一数字模拟转换器及/或一比较器及 /或一反向放大器及/或一交换式电容滤波器。
16.根据权利要求11至权利要求15的任一项所述的装置(700)，其特征在于包含一反向手段(406a-406d，408)，是反向至少有所述电气组件的至少一输入及/或输出信号的正负号。
17.根据权利要求11至权利要求16的任一项所述的装置(700)，其特征在于所述连接手段(106a-106d, 107a_107d，108a_108d，109a_109d，110a-110d，308a_308p)包含以电性串联及/或并联方式互连所述电气组件(10加-102(1，104a-104d,306a-306d)的开关，以组成所述功能方块。
18.根据权利要求11至权利要求17的任一项所述的装置(700)，其特征在于包括若干电气组件，其中每一连接配置在所述若干电气组件中选择一组电气组件(102a-102d， 104a-104d,306a_306d，402a_402d，604，606，608，610，612)。
19.根据权利要求11至权利要求18的任一项所述的装置(700)，其特征在于包括一施加手段(704)，用以施加一已知信号于所述每一配置所构成的功能方块的输入端口，及一量测手段(706)，用以量测所述功能方块的至少一输出特性。
20.根据权利要求11至权利要求19的任一项所述的装置(700)，其特征在于包含一控制手段(712)，用以控制所述连接手段。
全文摘要
一种配置电子电路(100)的方法包含数个具有一相同型态的特徵数的功能方块，且所述特徵量的值互成比例。功能方块是由一相似型态的至少一电气组件(102a-102d，104a-104d)的手段，及连接手段(106a-106d，108a-108d，110a-110d)所构成，是根据不同的连接配置连接所述电气组件到另一个电气组件及/或电路的其余部分，至少包含下列步骤针对一组连接配置中的每一个测试过的电子电路，量测其参数的值；从测试过的耦合配置中选择一个，使所选择的配置方式的量测数值对应的至少一对功能方块的特徵数的数值差异是最小的；以及根据所选的配置定位所述连接手段。
文档编号H03H11/00GK102468819SQ20111035035
公开日2012年5月23日 申请日期2011年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者莫歇·多米尼克 申请人:法国原子能与替代能委员会