相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求均于2015年11月2日提交的臨時(shí)申請(qǐng)第62/249,483號(hào)和第62/249,490號(hào)的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部內(nèi)容并入本文中。本發(fā)明總體涉及可調(diào)節(jié)電路，并且更具體地涉及可以在運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)的電路。
背景技術(shù)：
：存在需要編程即特定的配置或調(diào)節(jié)的各種電路以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。在制造芯片或系統(tǒng)時(shí)制作可編程部件是已知的。例如，現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)包含如下部件：上述部件在芯片設(shè)計(jì)的布局過程期間被布置成使得部件之間的連接可以被后續(xù)改變即被編程，以獲得期望的電路。然而，對(duì)部件之間的連接進(jìn)行重新配置以編程期望的電路耗費(fèi)一定量的時(shí)間，因而在特定應(yīng)用中不太實(shí)用。例如，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或模擬信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)可能需要在運(yùn)行時(shí)間，即在電路操作期間，而不是在芯片或系統(tǒng)制造時(shí)間，更快速地調(diào)節(jié)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，可以期望使用在特定形式的數(shù)字控制下快速地被改變的模擬部件。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(dac)是這樣的電路，特別地，以可數(shù)字調(diào)節(jié)的量乘以一個(gè)數(shù)的乘法(multiplying)類型的dac。這樣的乘法dac的一個(gè)制造商是analogdevices公司。即使可以在運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行這樣的調(diào)節(jié)，使這樣的調(diào)節(jié)成為模擬量的方法也存在某些問題。有三個(gè)這樣的問題：1)調(diào)節(jié)方法是否是本質(zhì)線性的；2)調(diào)節(jié)方法是否不利地影響模擬元件消耗的功率；以及3)調(diào)節(jié)使電路中存在的噪聲增加或降低的程度。作為一個(gè)示例，考慮圖1中所示的本領(lǐng)域所公知的“積分”電路100。這樣的電路通常用于提供作為輸入信號(hào)的積分的輸出信號(hào)。設(shè)計(jì)者選擇電阻器e1'和電容器c1'的值，以便選擇輸出以多快的時(shí)間對(duì)輸入變化作出響應(yīng)，稱為“時(shí)間常數(shù)”；電阻器和電容器的值的乘積是時(shí)間常數(shù)，也稱為rc時(shí)間常數(shù)。在圖2至圖5中示出了在電路已經(jīng)被構(gòu)造之后調(diào)節(jié)部件的值的一些已知方式。例如，可以使圖1中的電容器c1'或電阻器r1'的有效值可通過用二進(jìn)制加權(quán)值進(jìn)行構(gòu)建上述有效值來進(jìn)行調(diào)節(jié)；如將在下面進(jìn)一步解釋的，在圖2至圖5中的每一個(gè)中斷開和閉合開關(guān)s1至s4將分別調(diào)節(jié)電容器c1'或電阻器r1'的有效值。然而，如將進(jìn)一步解釋的那樣，在這些情況下，可實(shí)現(xiàn)的值在給定范圍上線性分布。雖然典型的是，在給定的設(shè)計(jì)中，部件的絕對(duì)值的變化決定了電路性能，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可能值的線性分布意味著在該范圍的低端處的誤差百分比可能通常大于在該范圍的高端處的誤差百分比。例如，在圖2的電路200中，使用四個(gè)電容器來創(chuàng)建可調(diào)電容以代替圖1的單個(gè)電容器c1'。這四個(gè)電容器的值相對(duì)于某個(gè)標(biāo)稱電容c被選擇，并且分別是標(biāo)稱電容c的1/2、1/4、1/8和1/16。開關(guān)s1至s4可以各自斷開或閉合。如果開關(guān)斷開，則相應(yīng)的電容器不對(duì)電路有貢獻(xiàn)；如果開關(guān)閉合，則對(duì)應(yīng)的電容器對(duì)對(duì)應(yīng)于圖1中的電容器c1'的有效電容有貢獻(xiàn)。如果所有四個(gè)開關(guān)斷開，則有效電容為零，沒有電流流動(dòng)，并且電路不工作。通過斷開和閉合開關(guān)s1至s4，c1'的有效非零值可以在1/16c至15/16c的范圍內(nèi)，具有在整個(gè)范圍上線性分布的1/16c的分辨率(即值的階躍(step))。這些值可以由對(duì)應(yīng)于開關(guān)s1至s4中的哪些開關(guān)斷開或閉合的控制信號(hào)或代碼來表示，并且可以以二進(jìn)制形式表示。因此，1/16c由1(二進(jìn)制0001)表示即僅開關(guān)s1閉合；而15/16c由15(二進(jìn)制1111)表示，意味著所有4個(gè)開關(guān)閉合；控制代碼0(二進(jìn)制0000)表示所有4個(gè)開關(guān)斷開，并且有效電容為0。(并聯(lián)電容器的有效阻抗以與有效電容相同的方式計(jì)算，因此阻抗值的分布也是線性的。)假設(shè)使用圖2的電路的設(shè)計(jì)者想要使電容器的有效值為0.28c。圖2的電路可以達(dá)到該期望有效值的最接近的是0.25c(僅閉合開關(guān)s3即代碼4或0100)或0.3125c(5/16c，閉合開關(guān)s3和s1，代碼5或0101)。選擇0.25c作為與期望值0.28c最接近的值導(dǎo)致0.03c或c1的期望有效值的10.7％(0.03/0.28＝10.7％)的誤差。然而，如果設(shè)計(jì)者想要0.85c的值，則利用圖2的電路可實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)最接近的值是0.8125c(代碼13或1101)或0.875c(代碼14或1110)。選擇0.875c意味著與期望值的誤差為0.025或2.9％(0.025/0.85＝2.9％)。這是一個(gè)明顯更小的誤差。本領(lǐng)域中已知的是，如在上述示例中，作為期望值的比例的誤差變化，原因是可能值在整個(gè)范圍上線性分布。據(jù)信，所有現(xiàn)有技術(shù)的可調(diào)節(jié)部件都具有此限制。如下面將進(jìn)一步討論的，現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)節(jié)部件的方法還具有其他不期望的限制。例如，功率被可調(diào)節(jié)部件浪費(fèi)，并且在電路中存在不期望的熱噪聲。具有在運(yùn)行時(shí)可調(diào)節(jié)的可調(diào)節(jié)部件將是有利的，該可調(diào)節(jié)部件提供在部件的整個(gè)范圍上更一致的誤差，隨著受控參數(shù)減小而減小消耗的功率，并且減少噪聲，所有這些都不會(huì)不利地影響包含可調(diào)節(jié)部件的電路的性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：描述了一種電路和制造電路的方法，其允許在運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)模擬元件。所描述的電路允許以對(duì)數(shù)方式而不是如現(xiàn)有技術(shù)中的線性方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)減少由模擬元件消耗的功率，同時(shí)降低對(duì)噪聲的敏感度并且不會(huì)不利地影響電路的增益。一個(gè)實(shí)施方式是一種可調(diào)節(jié)電路部件，包括：第一兩端口復(fù)合元件，其包含各自具有阻抗的第一和第二簡單元件、第一多個(gè)開關(guān)和第一控制輸入端，第一多個(gè)開關(guān)被配置為單獨(dú)地?cái)嚅_或關(guān)閉以使第一簡單元件和第二簡單元件串聯(lián)或并聯(lián)連接，第一控制輸入端用于接收使所述第一多個(gè)開關(guān)斷開或閉合的第一控制信號(hào)；第二兩端口復(fù)合元件，其包含各自具有阻抗的第三和第四簡單元件、第二多個(gè)開關(guān)和第二控制輸入端，第二多個(gè)開關(guān)被配置為單獨(dú)地?cái)嚅_或閉合以便串聯(lián)或并聯(lián)連接第三和第四簡單元件，第二控制輸入端用于接收使所述第二多個(gè)開關(guān)斷開或閉合的第二控制信號(hào)；以及第三兩端口復(fù)合元件，其包含第一和第二兩端口復(fù)合元件、第三多個(gè)開關(guān)以及第三控制輸入端，第三多個(gè)開關(guān)被配置為單獨(dú)地?cái)嚅_或關(guān)閉以使第一和第二兩端口復(fù)合元件串聯(lián)或并聯(lián)連接，第三控制輸入端用于接收使第三多個(gè)開關(guān)斷開或閉合的第三控制信號(hào)。另一實(shí)施例是一種設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)電路部件的方法，包括以下步驟：選擇可調(diào)節(jié)電路部件的可能值的期望數(shù)目；選擇標(biāo)稱阻抗值；指定零級(jí)兩端口復(fù)合元件，其包含各自具有標(biāo)稱阻抗值的阻抗的第一和第二簡單元件、第一多個(gè)開關(guān)以及第一控制輸入端，第一多個(gè)開關(guān)被配置為單獨(dú)斷開或關(guān)閉以使第一和第二簡單元件串聯(lián)或并聯(lián)連接，第一控制輸入端用于接收使所述第一多個(gè)開關(guān)斷開或閉合的第一控制信號(hào)；指定第一級(jí)兩端口復(fù)合元件，其包含零級(jí)復(fù)合元件的兩個(gè)實(shí)例、第二多個(gè)開關(guān)以及第二控制輸入端，第二多個(gè)開關(guān)被配置為單獨(dú)斷開或關(guān)閉以使兩個(gè)零級(jí)復(fù)合元件串聯(lián)或并聯(lián)連接，第二控制輸入端用于接收使所述第二多個(gè)開關(guān)斷開或閉合的第二控制信號(hào)；指定較高級(jí)兩端口復(fù)合元件，其包含較低級(jí)復(fù)合元件的兩個(gè)實(shí)例、第三多個(gè)開關(guān)以及第三控制輸入端，第三多個(gè)開關(guān)被配置為單獨(dú)斷開或關(guān)閉以使兩個(gè)較低級(jí)復(fù)合元件串聯(lián)或并聯(lián)連接，第三控制輸入端第三控制輸入端用于接收使第三多個(gè)開關(guān)斷開或閉合的第三控制信號(hào)；重復(fù)指定包含較低級(jí)復(fù)合元件的兩個(gè)實(shí)例的較高級(jí)兩端口復(fù)合元件的步驟，直到最高級(jí)別復(fù)合元件的可能值的數(shù)目等于或大于可調(diào)節(jié)電路部件的可能值的期望數(shù)目為止。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)的積分電路的圖。圖2是電容器的有效值可以如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣調(diào)節(jié)的積分電路的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的圖。圖3是電容器的有效值可以如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣調(diào)節(jié)的積分電路的另一實(shí)現(xiàn)方式的圖。圖4是電阻器的有效值可以如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣調(diào)節(jié)的積分電路的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的圖。圖5是在不同操作條件下圖4的積分電路的實(shí)現(xiàn)方式的圖。圖6是在兩種不同操作配置下現(xiàn)有技術(shù)積分電路諸如圖4中的積分電路中的噪聲的比較的圖表。圖7是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的遞歸元件的框圖。圖8是圖7的遞歸元件的更高級(jí)的框圖。圖9是圖7和圖8所示類型的兩個(gè)元件的網(wǎng)絡(luò)。圖10是圖9的遞歸元件的更高級(jí)的框圖。圖11是圖9和圖10所示類型的兩個(gè)元件的網(wǎng)絡(luò)。圖12是圖11的遞歸元件的更高級(jí)的框圖。圖13是兩個(gè)元件的網(wǎng)絡(luò)，其一是圖9和圖10中所示的類型而另一是圖11和圖12中所示的類型。圖14是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的具有四級(jí)遞歸的可調(diào)元件的可能值的圖表。圖15是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的阻抗的任何期望值與具有四級(jí)遞歸的可調(diào)元件的下一可用值之間的誤差的圖表。圖16是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的包括可調(diào)電阻器和可調(diào)電容器的積分電路的圖。圖17是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的在兩個(gè)不同操作條件下積分電路中的噪聲的比較的圖表。圖18是設(shè)計(jì)根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的可調(diào)部件的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。具體實(shí)施方式本文中描述的是允許在運(yùn)行時(shí)對(duì)模擬元件進(jìn)行調(diào)節(jié)的電路以及構(gòu)造該電路的方法。所描述的電路允許以對(duì)數(shù)方式而非現(xiàn)有技術(shù)中的線性方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)降低由模擬元件消耗的功率和減少對(duì)噪聲的敏感度，而不會(huì)不利地影響電路的總增益?？赡苤档膶?duì)數(shù)分布被認(rèn)為是期望的，這是因?yàn)槠涫乖谌魏纹谕蹬c最接近的可能值之間的比例誤差在整個(gè)范圍上更一致。電路的建立是基于被以遞歸式限定的結(jié)構(gòu)，即基于其中結(jié)構(gòu)的各元件本身都具有相同結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過使用可編程元件的這種遞歸式連接，模擬元件的值可以被容易地調(diào)節(jié)，而沒有現(xiàn)有技術(shù)解決方案的限制。如上所述，在圖2至圖5的各種現(xiàn)有技術(shù)電路中，例如在數(shù)字式控制下，開關(guān)s1至s4可以被閉合以改變積分電路如圖1中的積分電路中的電容器或電阻器的有效值。如參照?qǐng)D2中的電路200所描述的那樣，當(dāng)電容器被認(rèn)為提供電容或阻抗時(shí)，電容器提供了線性分布的值。圖3的電路示出了替選配置，其中，電容器串聯(lián)放置而不是并聯(lián)放置。如所示出的那樣，在串聯(lián)配置中，電容器具有為標(biāo)稱電容c的1倍、2倍、4倍和8倍的電容。在圖3的電路300中，開關(guān)s1至s4也分別可以被斷開或閉合。如果開關(guān)斷開，則電流將流過相應(yīng)的電容器而不是流過開關(guān)，而如果開關(guān)閉合，則電流將流過開關(guān)并且繞過相應(yīng)的電容器。同樣，具有所示出的值的四個(gè)電容器可以提供15種不同的組合，由此提供15個(gè)不同的值。(如果四個(gè)開關(guān)全部閉合，則將不存在有效電容，而僅是從運(yùn)算放大器a的輸出端繞過電容器至運(yùn)算放大器a的反相輸入端的直接連接)。圖3的電路300也會(huì)得到線性分布的值，無論電容器被認(rèn)為提供電容還是導(dǎo)納(相當(dāng)于圖2的電容器的并聯(lián)配置中的阻抗)，并且與圖2的電路200一樣都會(huì)遇到期望值與實(shí)際值之間的非恒定比例誤差的問題?，F(xiàn)有技術(shù)中還已知對(duì)積分電路進(jìn)行調(diào)節(jié)的其他方式。圖1的電路100的電阻器r1'可以以下述方式來調(diào)節(jié)，所述方式類似于可以通過圖2和圖3的電路200和300對(duì)圖1中的c1的值進(jìn)行的調(diào)節(jié)的方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解如何將電阻器串聯(lián)或并聯(lián)放置以產(chǎn)生可調(diào)節(jié)的且與圖1的電路100中的r1'對(duì)應(yīng)的有效電阻。結(jié)合乘法dac，可以對(duì)圖1的r1'進(jìn)行不同形式的調(diào)節(jié)。在圖4中，以電路400示出這樣的具有乘法dac的電路的一個(gè)示例。在電路400中，電阻器r3、r4、r5和r6的值都是電阻器r1和r2的值的兩倍，并且組成了公知的乘法dac配置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，如以上的圖2的電路200和圖3的300那樣，這個(gè)2:1的比率允許電阻器網(wǎng)絡(luò)在分步驟中具有不同的值，因此，與電容器c1的值結(jié)合，使得電路400具有不同的時(shí)間常數(shù)。將進(jìn)一步理解，可以基于時(shí)間常數(shù)的調(diào)節(jié)范圍的期望的中心，同樣地結(jié)合c1的值，來選擇電阻器r1和r2的標(biāo)稱值r?，F(xiàn)在，將輸入信號(hào)饋送到運(yùn)算放大器a的電阻器——同樣等效于圖1的電阻器r1'——的有效值，可以通過使用開關(guān)s1至s4將到電路in的輸入端連接到運(yùn)算放大器a的反相輸入端或接地來調(diào)節(jié)。然而，與圖2和圖3的電路200和300一樣，這會(huì)導(dǎo)致可實(shí)現(xiàn)值的線性分布，并且因此再次遇到上述問題，即比例誤差在電路的整個(gè)范圍上不是恒定的。除此之外，圖4的現(xiàn)有技術(shù)乘法dac電路400浪費(fèi)電流，因此費(fèi)電。如本領(lǐng)域中已知的并且從圖4可以看出，不管哪個(gè)有效電阻被選擇，驅(qū)動(dòng)輸入端口的裝置都看作為恒定電阻，這是因?yàn)殡娏骺偸橇鬟^所有電阻器。然而，未被引導(dǎo)到運(yùn)算放大器a的任何電流都不被使用并流到地，并且被浪費(fèi)。由于在圖4中所有四個(gè)開關(guān)s1至s4將輸入端連接到地，所以沒有信號(hào)流到運(yùn)算放大器a，而是所有的輸入電流都流到地并且被浪費(fèi)。如上所述，另一個(gè)問題是電路中的熱噪聲，其可以表現(xiàn)為與放大的輸入信號(hào)一起出現(xiàn)在放大器的輸出端處的不想要的信號(hào)。如本領(lǐng)域中已知的那樣，制造商通常將噪聲指定為在放大器的輸入端處的附加電壓；附加輸入電壓與輸出電壓中的并非由于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大而引起的部分之間的差被描述為噪聲增益，并且可以不同于放大器的增益，因?yàn)樵肼曈龅脚c由輸入信號(hào)看到的網(wǎng)絡(luò)不同的網(wǎng)絡(luò)。圖5中的電路500示出了圖4的電路400，其中開關(guān)s1現(xiàn)在被激活為處于允許電流通過s1流到運(yùn)算放大器a而不是流到地的位置；通過開關(guān)s2、s3和s4的電流仍然被引導(dǎo)到地并且被浪費(fèi)。在此配置中，到運(yùn)算放大器a的輸入端的電阻器(即圖1中的r1')的有效值約為其最大值的八分之一；如果如本領(lǐng)域中通常的那樣，有效電阻的范圍可以為標(biāo)稱電阻r的1倍至16倍，則圖5的配置具有為r的2倍的有效電阻，因?yàn)殡娏鲀H通過電阻器r3流到運(yùn)算放大器a。圖6示出了圖5的電路500中的噪聲與圖4的另一電路400中的噪聲的比較，在另一電路400中，開關(guān)處于與圖5不同的配置(未示出)，在該配置中僅開關(guān)s4而不是僅開關(guān)s1被激活以將電流傳遞到運(yùn)算放大器a。相比于圖5中的為r的2倍的有效電阻，使電流僅通過s4而不是僅通過s1使輸入端和運(yùn)算放大器a之間的有效電阻(即圖1中的r1')最大化為r的16倍的值。在輸入端處出現(xiàn)的任何噪聲vnoise將在輸出端處出現(xiàn)并具有一定的增益。在圖6中，實(shí)線602示出了在從10赫茲(hz)到10千兆赫茲(ghz)的范圍內(nèi)的每個(gè)頻率處，即圖5的電路100的10兆赫茲處，從vnoise到輸出的響應(yīng)的以分貝(db)為單位的差(即增益)，而虛線604示出了替選配置的噪聲，在該替選配置中僅開關(guān)s4將電流傳送到運(yùn)算放大器a。在圖6中可以看出，使電路400中的輸入端與運(yùn)算放大器a之間的有效電阻的最大化使噪聲的增益增加，并且因此導(dǎo)致在高達(dá)約10兆赫茲(mhz)的任何給定頻率處差的性能。(當(dāng)頻率變得高于10兆赫茲時(shí)，噪聲被過濾掉而因此趨近于零)。例如，在1千赫茲(khz)處，當(dāng)有效輸入電阻為2r時(shí)，噪聲增加約72db，而當(dāng)有效輸入電阻為最大的16r時(shí)，噪聲增加約78db。這也與上述到地的被浪費(fèi)的電流有關(guān)。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)此不會(huì)感到驚訝，因?yàn)橐阎娐?00的噪聲增益差，并且隨著(由于有效輸入電阻的增大導(dǎo)致的)較長的時(shí)間常數(shù)使積分器減慢，噪聲增益將上升。本發(fā)明通過使用基于遞歸式限定的結(jié)構(gòu)而建立的電路來解決上述問題，并且允許容易地調(diào)節(jié)模擬元件的值，而沒有現(xiàn)有技術(shù)解決方案的限制。圖7是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的簡單復(fù)合元件700的框圖。復(fù)合元件700具有兩個(gè)端口a和b，并且包含兩個(gè)“簡單”元件u1和u2，每個(gè)簡單元件都具有阻抗(阻抗值在下面也稱為u1和u2)，以及三個(gè)開關(guān)s1、s2和s3。簡單元件u1和u2可以是具有阻抗的任何元件，例如電阻器、電容器、電感器或場效應(yīng)晶體管(fet)。“簡單”元件是下述元件，其中該元件在放置在較大電路中時(shí)具有兩個(gè)端部，使得流入元件一端的任何電流必須流出另一端，并且在元件中不包含可以借助于其對(duì)元件進(jìn)行調(diào)節(jié)或編程的開關(guān)或機(jī)構(gòu)。由于沒有能力調(diào)節(jié)元件，所以一旦元件被制成，它的值就被固定。在其最簡單的形式中，簡單元件是單個(gè)部件，例如電阻器、電容器、電感器或fet；然而，如果對(duì)于較大的電路來說這樣的器件的組合僅具有兩個(gè)端部并且該組合一旦被設(shè)計(jì)或制造就不能被調(diào)節(jié)，那么甚至該組合也可以是在本文的定義內(nèi)的“簡單元件”。通過斷開或閉合開關(guān)，可以從復(fù)合元件700的五個(gè)不同的阻抗值中進(jìn)行選擇。下表1指示了五個(gè)可能的阻抗值，以及每個(gè)值時(shí)開關(guān)s1、s2和s3的位置。在表1中，符號(hào)x是“無關(guān)”即開關(guān)是斷開還是閉合無關(guān)緊要，符號(hào)+意味著u1和u2串聯(lián)，而符號(hào)||意味著u1和u2并聯(lián)：表1選擇s1s2s3阻抗1x斷開斷開無窮大2斷開閉合xu13閉合閉合斷開u1||u24斷開斷開閉合u1+u25閉合x閉合0因此，例如，如果開關(guān)s2和s3斷開，則沒有電流可以從a流到b，并且阻抗是無窮大；開關(guān)s1是斷開還是閉合無關(guān)緊要。如果開關(guān)s1和s3閉合，則電流從a流到b而沒有電阻，并且開關(guān)s2是斷開還是閉合無關(guān)緊要。其他可能的開關(guān)位置和所得到的阻抗如所示出的那樣。為了選擇5種可能狀態(tài)中的一種，使用3比特控制信號(hào)，盡管3比特控制信號(hào)的八個(gè)可能值中的三個(gè)不需要使用。在現(xiàn)在描述的更簡單的實(shí)施方式中，僅使用復(fù)合元件700的可能的五種狀態(tài)中的兩種，在上表中的選項(xiàng)3和4，即u1和u2并聯(lián)以及u1和u2串聯(lián)。因此，稱為c的單比特控制信號(hào)將足以在這兩種狀態(tài)之間進(jìn)行選擇。控制信號(hào)c的一個(gè)值(例如低或0)將使開關(guān)s1和s2閉合并使開關(guān)s3斷開，從而導(dǎo)致u1和u2并聯(lián)?？刂菩盘?hào)c的相反值，在這種情況下為高或1，將使開關(guān)s1和s2斷開并使開關(guān)s3閉合，從而導(dǎo)致u1和u2串聯(lián)。圖8是復(fù)合元件700的較高級(jí)別框圖800，其未示出所包含的簡單元件u1和u2，而是僅將u1和u2的組合示出為單個(gè)復(fù)合元件u3，其具有端口a和b以及控制端口c，控制端口c用于如上所述的那樣對(duì)開關(guān)s1、s2和s3的位置進(jìn)行選擇的單比特控制信號(hào)。假設(shè)現(xiàn)在重復(fù)圖7的連接，但是使用圖8的復(fù)合元件u3和另一相同的復(fù)合元件u4，而不是使用圖7的簡單元件u1和u2。圖9示出了所得到的電路900，其是“較高級(jí)”的另一復(fù)合元件，這是因?yàn)樗蓛蓚€(gè)其他“較低級(jí)”的復(fù)合元件而不是簡單元件組成。u3和u4各自都是復(fù)合元件即圖7的二元件復(fù)合元件700的實(shí)例，如圖8所示，并且u3和u4通過開關(guān)s4、s5和s6以與圖7中每個(gè)復(fù)合元件700中的兩個(gè)簡單元件u1和u2的連接方式相同的方式連接。較高級(jí)復(fù)合元件900同樣也具有輸入端口a和輸出端口b以及用于控制信號(hào)的控制端口c。現(xiàn)在控制信號(hào)使用3比特。兩個(gè)復(fù)合元件u3和u4中的每個(gè)復(fù)合元件中的開關(guān)由如上文串聯(lián)或者并聯(lián)布置u3和u4內(nèi)的簡單元件u1和u2的比特來控制。第三控制信號(hào)比特以與如圖7所示控制每個(gè)復(fù)合元件u3和u4中的開關(guān)相同的方式來控制開關(guān)s4、s5及s6，并且串聯(lián)或并聯(lián)布置復(fù)合元件u3和u4自身。可以重復(fù)該處理，以使得復(fù)合元件900可以被示出為圖10中的電路1000中的較高級(jí)復(fù)合元件u5，并且兩個(gè)這樣的復(fù)合元件u5和u6通過開關(guān)s7、s8和s9而被組合和連接以形成圖11中的更高級(jí)復(fù)合元件1100。圖11中的復(fù)合元件1100的表示與圖9中的復(fù)合元件900之間的差異為控制信號(hào)的數(shù)目，當(dāng)構(gòu)成更高級(jí)復(fù)合元件時(shí)該數(shù)目增加。在復(fù)合元件1100中，現(xiàn)在需要7個(gè)控制比特而非圖9的3比特控制信號(hào)，即3比特用于控制u5中的開關(guān)，3比特用于控制u7中的開關(guān)，以及第七比特用于控制開關(guān)s7、s8及s9以再次串聯(lián)或并聯(lián)布置復(fù)合元件u5和u6。如上，復(fù)合元件1100可以表示為圖12中的復(fù)合元件u7，并且該復(fù)合元件再次用于形成再高級(jí)的復(fù)合元件。可以根據(jù)需要多次重復(fù)該遞歸設(shè)計(jì)，在該遞歸設(shè)計(jì)中，每個(gè)任何級(jí)的復(fù)合元件是下一低級(jí)的復(fù)合元件的實(shí)例(除了最低級(jí)或“零”級(jí)之外)。注意，在這些示例中，每個(gè)新級(jí)或復(fù)合元件(再次，除由兩個(gè)簡單元件構(gòu)成的零級(jí)之外)由相同復(fù)雜度的兩個(gè)低級(jí)復(fù)合元件構(gòu)成，以使得網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)復(fù)合元件以同一速率“增長”，即復(fù)合元件中的每個(gè)元件的遞歸“深度”對(duì)于任意級(jí)中的每個(gè)實(shí)例是相同的。這樣的電路可以被描述為“均勻的”或“平衡的”。并不需要是這樣，事實(shí)上，如將闡述的那樣，具有不同遞歸級(jí)會(huì)是有利的。圖13示出了該構(gòu)思。如果以上描述的進(jìn)展繼續(xù)，則下一級(jí)的“等同級(jí)”遞歸將使用圖12的復(fù)合元件u7的兩個(gè)實(shí)例。反之，圖13中的網(wǎng)絡(luò)1300使用由開關(guān)s10、s11及s12所組合的復(fù)合元件u7的一個(gè)實(shí)例和圖10的復(fù)合元件u5的一個(gè)實(shí)例?，F(xiàn)在使用11比特控制信號(hào)，7比特用于控制復(fù)合元件u7，3比特用于控制復(fù)合元件u5，以及1比特用于控制開關(guān)s10、s11和s12。(將明顯的是，如果使用了u7的兩個(gè)實(shí)例，則將使用15比特控制信號(hào)。)所描述的實(shí)施方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于生成復(fù)合元件的大量的可能值?？紤]圖7的復(fù)合元件700中的每個(gè)元件u1和u2具有阻抗值1的情形。眾所周知，串聯(lián)布置兩個(gè)元件u1和u2導(dǎo)致阻抗為2，而將其并聯(lián)布置導(dǎo)致阻抗為1/2?，F(xiàn)在考慮使用圖9的較高級(jí)復(fù)合元件900中的兩個(gè)這樣的復(fù)合元件?？赡艿淖杩怪等缦拢罕?注意，當(dāng)u1和u2的值不同但反轉(zhuǎn)時(shí)，即u1具有值1/2而不是2，而u2具有值2而不是1/2時(shí)，當(dāng)它們串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)具有相同的值。如果u1和u2每個(gè)具有兩個(gè)可能值，如在表2中，串聯(lián)或并聯(lián)布置u1和u2的這些可能值的幾個(gè)可能的組合導(dǎo)致相同的值，留下圖9的“第一級(jí)”遞歸復(fù)合元件900的五個(gè)不同的可能值。(再次，由兩個(gè)簡單元件構(gòu)成的復(fù)合元件被認(rèn)為是零級(jí)復(fù)合元件。)例如通過以下代碼容易地計(jì)算這種遞歸復(fù)合元件的任何數(shù)目的級(jí)的可能值的數(shù)目：這樣的計(jì)算對(duì)于多達(dá)四級(jí)的等深度的遞歸復(fù)合元件導(dǎo)致以下數(shù)目的可能值：表3將看出，隨著遞歸級(jí)的數(shù)目增加，可能值的數(shù)目非?？焖俚卦黾?；在僅4級(jí)的情況下，僅使用在每個(gè)零級(jí)復(fù)合元件中串聯(lián)或并聯(lián)布置的值都為1的基本元件u1和u2，可以有超過146000個(gè)值，如上所述，在每個(gè)復(fù)合元件中，兩個(gè)較低級(jí)復(fù)合元件不需要總是具有相同的深度，例如如圖13所示。針對(duì)不同深度的復(fù)合元件計(jì)算可能值的數(shù)目的代碼的一個(gè)樣本如下(在這種情況下，一個(gè)3級(jí)的復(fù)合元件和一個(gè)2級(jí)的復(fù)合元件)：該計(jì)算表明，將第二級(jí)復(fù)合元件與第三級(jí)復(fù)合元件組合將導(dǎo)致12518個(gè)不同的值。如上表3所示，使用三級(jí)的兩個(gè)復(fù)合元件都僅導(dǎo)致443個(gè)可能值。因此，與均勻深度的結(jié)構(gòu)相比，使用不同級(jí)的遞歸可以提供數(shù)目要大得多的可能值。可以繪制任何特定復(fù)合元件的可用值以示出值的范圍。例如，圖14是四級(jí)的等深度遞歸的146610個(gè)值的圖。豎直y軸是對(duì)數(shù)的，并且可以看出，除了極值，大多數(shù)的值形成幾乎均勻的對(duì)數(shù)數(shù)列，即可能值的圖形線形成穿過大多數(shù)的值而非在頂端和低端處穿過的近似直線。圖15是由圖14所示的146610個(gè)可能值所涵蓋的絕對(duì)值范圍中的任何期望值與最接近的可能值之間的最大誤差的圖。除了極點(diǎn)之外，任何任意期望值和最接近的可能值之間的差小于千分之一。在圖15的曲線圖的中心范圍中，誤差總是不大于0.003％。圖15中的向下“尖峰”是任意期望值與最接近的可能值幾乎完全相同的情形。圖16示出了如何將本方法合并到圖1的積分電路中。圖1的積分電路100的電阻器r1'和電容器c1'現(xiàn)在是可調(diào)部件radj和cadj，這些可調(diào)部件是以上述遞歸方式構(gòu)造的復(fù)合元件。在圖16中，假設(shè)radj和cadj均是如圖11的電路1100所示的具有兩級(jí)遞歸的復(fù)合元件。radj是其中簡單元件ui和u2都是電阻器的遞歸復(fù)合元件，而cadj是其中ui和u2都是電容器的遞歸復(fù)合元件。由于每個(gè)復(fù)合元件是在兩級(jí)的情況下進(jìn)行遞歸，所以每個(gè)使用7比特控制信號(hào)；這些分別由7比特控制信號(hào)總線rcont和ccont示出。使用這些遞歸復(fù)合元件來代替圖1的電路100中的r1'和c1'的固定值使得能夠在運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)積分電路1600。另外，如上所述，遞歸復(fù)合元件具有優(yōu)于上面圖2至圖5所示的現(xiàn)有技術(shù)可調(diào)電路的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閳D16中的radj和cadj如上所述能夠近似以對(duì)數(shù)方式調(diào)節(jié)(其在對(duì)數(shù)圖上看起來是線性的，例如圖15中所示)，在整個(gè)范圍內(nèi)，任何特定期望值和最接近的實(shí)際值之間的誤差是相對(duì)恒定的，作為期望值的分?jǐn)?shù)，并且遠(yuǎn)小于如上所述的現(xiàn)有技術(shù)所允許的大的典型誤差中的一些。此外，因?yàn)槊總€(gè)復(fù)合元件由兩端口元件組成并且自身保持為兩端口元件，所以進(jìn)入復(fù)合元件radj中的任何電流必須出來并進(jìn)入運(yùn)算放大器a中。因此，沒有電流損失到地。由于這些原因，在圖16的積分電路1600中的噪聲增益比例如在圖4和圖5的電路400和500中更低。圖17是設(shè)置為兩種配置的圖16的積分電路1600的噪聲增益的曲線圖，在一種配置中radj的值被設(shè)置為1/4r，而在第二種配置中radj被設(shè)置為2r，其中，r是標(biāo)稱值，即8比1的比率。這兩種配置對(duì)應(yīng)于在圖6的曲線圖中使用的圖4的現(xiàn)有技術(shù)電路400的兩種配置。圖17的實(shí)線曲線1702與圖6的實(shí)線曲線602相同，對(duì)應(yīng)于開關(guān)s1將信號(hào)傳遞到圖5的電路500中的運(yùn)算放大器a的情況。回看一下，在圖6中，對(duì)應(yīng)于開關(guān)s4將信號(hào)傳遞給運(yùn)算放大器a，即r1具有高8倍的值的情況的虛線曲線604總是具有更多的噪聲。然而，現(xiàn)在，圖17中表示radj具有較高值的情況的虛線曲線1704總是低于實(shí)線，這指示對(duì)于較大的radj值現(xiàn)在存在較小的噪聲。事實(shí)上，如圖17所示，在積分器的幾乎整個(gè)帶寬上，從10赫茲到接近1兆赫都存在約小20db的噪聲。(再次，在任何情況下，噪聲基本上在約10兆赫處消失。)圖18是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的設(shè)計(jì)可調(diào)部件的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。該方法可以例如由包括例如以上所示的指令的計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行，所述指令用于計(jì)算具有一定層級(jí)數(shù)目或本文所述的遞歸級(jí)數(shù)目的部件的可能值的數(shù)目。在步驟1802處，選擇可調(diào)部件的可能值的期望數(shù)目。如上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠選擇可能值的期望數(shù)目，以使得部件的期望值與最接近的可能值之間的最大誤差在可接收的誤差幅度內(nèi)。同樣在步驟1802處，如本文所述，在層級(jí)的零級(jí)處對(duì)簡單元件選擇標(biāo)稱阻抗。再次，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)稱阻抗，以使得以對(duì)數(shù)方式均勻間隔的可能值的范圍涵蓋部件的期望操作范圍。接下來，在步驟1804處，指定零級(jí)復(fù)合元件包含標(biāo)稱阻抗的兩個(gè)簡單元件、開關(guān)和如上針對(duì)圖7的復(fù)合元件700描述的用于接收控制信號(hào)的控制輸入端。在步驟1806處，指定第一級(jí)復(fù)合元件包含兩個(gè)零級(jí)復(fù)合元件、開關(guān)和如上針對(duì)圖9的復(fù)合元件900描述的用于接收控制信號(hào)的控制輸入端。在步驟1808處，指定較高級(jí)復(fù)合元件包含兩個(gè)較低級(jí)復(fù)合元件、開關(guān)和如上例如針對(duì)圖11的復(fù)合元件1100或圖13的復(fù)合元件1300描述的用于接收控制信號(hào)的控制輸入端。如上所述，可以指定較高級(jí)復(fù)合元件包含如圖11的復(fù)合元件1100中緊鄰的較低級(jí)復(fù)合元件的兩個(gè)實(shí)例，。替選地，可以指定較高級(jí)復(fù)合元件包含在緊鄰的較低級(jí)復(fù)合元件的一個(gè)實(shí)例，以及在如圖13的復(fù)合元件1300中的較高級(jí)下至少兩級(jí)的級(jí)處的一個(gè)復(fù)合元件。在步驟1810處，確定較高級(jí)的可能值的數(shù)目是否等于或大于期望的可能值的數(shù)目。如果有足夠的可能值，則設(shè)計(jì)出可調(diào)部件，并且該方法終止。如果沒有足夠的可能值，則該方法返回到步驟1808以根據(jù)上述相同的過程來指定更高級(jí)的復(fù)合元件。因此可以看出，與上述現(xiàn)有技術(shù)解決方案相比，使用通過使用遞歸復(fù)合元件構(gòu)造的可調(diào)部件使得能夠?qū)Σ考M(jìn)行運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)，同時(shí)誤差、浪費(fèi)的功率和噪聲明顯更小。以上參考若干實(shí)施方式闡述了所公開的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本公開內(nèi)容，其他實(shí)施方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。所描述的方法和設(shè)備的某些方面可以使用除了上述實(shí)施方式中描述的那些之外的配置或步驟、或者結(jié)合并非上述元件或除了上述元件之外的元件來容易地實(shí)現(xiàn)。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，所描述的實(shí)施方式的許多變型是可能的。例如，如本文所述，兩個(gè)部件(單個(gè)或復(fù)合)的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)僅使用單個(gè)控制比特來串聯(lián)或并聯(lián)布置這兩個(gè)部件。在其它實(shí)施方式中，可能希望使用如表1所示的復(fù)合元件的更多可能值。如上所述，如果希望使用所有五個(gè)可能值，則將使用多于單個(gè)控制比特。使用任何級(jí)的復(fù)合元件的所有五個(gè)值的一種方式是通過使用3比特控制信號(hào)而不是針對(duì)該級(jí)的單個(gè)比特。此外，由于對(duì)于給定級(jí)使用3比特控制信號(hào)的八個(gè)可能值中的僅五個(gè)，所以如果復(fù)合元件具有多于一級(jí)，則能夠通過確定復(fù)合元件的值的總數(shù)并使用僅具有足夠比特以容納那些值的控制信號(hào)，而不是針對(duì)在整個(gè)復(fù)合元件內(nèi)發(fā)現(xiàn)的每個(gè)復(fù)合元件使用單獨(dú)的3比特控制信號(hào)，來“合并(consolidate)”在各種控制信號(hào)中使用的比特?cái)?shù)。對(duì)實(shí)施方式的這些和其它變型旨在被涵蓋在本公開內(nèi)容中，本公開內(nèi)容僅由所附權(quán)利要求限制。當(dāng)前第1頁12