好的,作为一名资深专利代理师,我将基于您提供的目标专利和对比文件,进行深入的创造性评估和特征比对。
**本次调用模型名称:** GPT-4
**目标专利名称:** CN107210716B 用于校准差分电路中跨导或增益随工艺或条件变化的方法和设备
**对比文件名称:** US06480064B1 Method and apparatus for an efficient low voltage switchable Gm cell
**分析思路:**
1. **理解目标专利技术方案**:目标专利的核心在于提供一个独立的“校准电路”(图2的200),该电路产生一个参考信号VREF。该VREF信号被馈送给一个或多个“差分电路”(如图1的CML缓冲器110、CTLE 120),使这些差分电路能够以相对于工艺、电压、温度(PVT)变化而言经校准的跨导(gm)或增益进行操作。校准电路的核心是一个包含运算跨导放大器(OTA)和运算放大器的反馈环路(图2),通过比较一个基于OTA输出的电压(V1)和一个独立的参考电压(V0)来生成VREF。关键点是校准电路独立工作,不依赖于被校准的差分电路的反馈。
2. **理解对比文件技术方案**:对比文件涉及一种可切换的跨导(Gm)单元,旨在通过数字设置(Gm setting code)和模拟调谐电压(tuning voltage)的组合,在有限的电源电压下实现宽范围的跨导调整,以应对工艺和环境变化。其核心电路(如图8的800)本身既是一个可调的Gm单元(差分电路),也集成了用于稳定其自身工作点(如共模点)的反馈环路(包含误差放大器830)。
3. **特征比对逻辑**:
* **直接公开**:对比文件的电路本身(例如图8的Gm单元800)公开了一个包含OTA(由输入对管114、116,尾电流源120、122等构成)和运算放大器(误差放大器830)的电路,该电路产生一个调谐/偏置电压(施加于上拉电流源102、104的栅极),该电压用于设置其自身的跨导。这直接对应于目标专利中“校准电路”的结构和功能。同时,该Gm单元本身就是一个“差分电路”。
* **隐含公开**:对比文件明确教导了其电路可用于应对“Environmental changes and process variations”(环境变化和工艺变化),即PVT变化。其通过调整调谐电压和/或数字码来实现跨导的“tuning”(调谐/校准)。因此,对比文件的Gm单元被配置为基于其内部产生的调谐电压以“经校准的跨导”操作,这隐含公开了目标专利的特征。
* **未公开**:目标专利强调“校准电路”独立于“至少一个差分电路”产生参考信号,且该校准电路可服务于外部多个差分电路。而对比文件的误差放大器830是其Gm单元800内部共模反馈(CMFB)环路的一部分,用于稳定该Gm单元自身的输出共模电压,其产生的偏置电压主要用于服务其自身(即“自校准”),并未被描述为可以独立产生并输出给外部其他独立的差分电路使用。因此,特征C“独立于所述至少一个差分电路产生所述参考信号”未被公开。此外,目标专利中关于基于特定参考电流产生参考信号、保持参考电压恒定等具体实现细节(特征H、J、K、L),在对比文件中也没有对应公开。
以下是根据上述分析创建的特征比对表格。
### 特征比对表格
| 技术特征描述及公开性判断 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| **A:包括:校准电路,包括运算跨导放大器和运算放大器,并且所述校准电路被配置用于产生参考信号**《直接公开》 | 参见图8及说明书第8-9页:“Additionally present in FIG. 8 is an error amplifier 830 as an element in the common mode feedback loop. Here, the differential output voltage is applied to the inputs of the comparator 830 which applies the difference of the two voltages to the gates of the pull-up current sources 102 and 104.” 翻译:此外,图8中还存在一个作为共模反馈环路组成部分的误差放大器830。此处,差分输出电压被施加到比较器830的输入端,比较器830将两个电压的差值施加到上拉电流源102和104的栅极。 | 对比文件图8的电路800包含一个误差放大器830(即运算放大器)和一个由输入晶体管对114、116,尾电流源120、122等构成的差分放大结构(即运算跨导放大器OTA的核心部分)。该误差放大器830接收电路的差分输出电压,进行比较,并输出一个控制电压(即参考信号/偏置电压)到上拉电流源102和104的栅极。该控制电压用于调节电路的工作点,实质上起到了“产生参考信号”的作用。因此,该技术特征被对比文件直接公开。 |
| **B:以及至少一个差分电路,均被配置用于基于所述参考信号以相对于工艺或条件变化的经校准的跨导而操作,《直接公开》** | 参见说明书第1页第2段:“Environmental changes and process variations are accounted for by adjusting the transconductance (Gm) of an amplifier design. This process is called tuning.” 以及图8及其描述:整个电路800是一个可调Gm单元,其跨导通过数字设置(Gm setting)和调谐电压(由误差放大器830输出到102、104的电压)进行“tuning”(校准/调谐)。 | 对比文件公开的Gm单元(如图8的800)本身就是一个“差分电路”(具有差分输入和输出)。说明书明确其目的就是通过调整跨导(Gm)来应对环境变化和工艺变化(即PVT变化)。其跨导的调整依赖于内部产生的调谐/偏置电压(即目标专利中的“参考信号”)。因此,该差分电路被配置为基于所述参考信号,以经校准(tuned)的跨导来操作以应对工艺和条件变化。此特征被直接公开。 |
| **C:其中所述校准电路被进一步配置为独立于所述至少一个差分电路产生所述参考信号**《未公开》 | 无对应内容。图8中的误差放大器830是Gm单元800内部共模反馈环路的一部分,其输入直接取自该Gm单元自身的差分输出,其输出直接控制该Gm单元自身的上拉电流源。 | 在对比文件中,产生调谐/偏置电压(参考信号)的电路(误差放大器830及其反馈环路)是集成在Gm单元(差分电路)内部的,是其自身工作点稳定电路的一部分。其参考信号的产生依赖于该Gm单元自身的输出电压反馈。目标专利强调“独立于”至少一个差分电路,意味着校准电路是一个独立的模块,其参考信号的产生不依赖于外部待校准差分电路的反馈,可以单独工作并为多个外部电路提供参考信号。对比文件未公开这种独立性。 |
| **D:所述运算放大器被配置用于将基于所述运算跨导放大器的输出的电压与独立于所述运算跨导放大器的第二参考电压进行比较《直接公开》** | 参见图8及说明书第8-9页:“the differential output voltage is applied to the inputs of the comparator 830...”。虽然未明确画出“第二参考电压”,但共模反馈(CMFB)的本质就是将输出共模电压与一个预设的、独立的参考电压(Vcm,ref)进行比较。这是本领域公知常识。 | 对比文件中的运算放大器(误差放大器830)的一个输入端接收基于OTA(整个Gm单元)输出的电压(即输出共模电压),另一个输入端必然连接一个预设的、独立的共模参考电压(Vcm,ref),这是实现共模反馈所必需的结构。因此,运算放大器被配置为将基于OTA输出的电压(输出共模电压)与一个独立的第二参考电压(共模参考电压)进行比较。此特征被直接公开。 |
| **E:以及所述参考信号是基于所述比较的。《直接公开》** | 参见图8及说明书第8-9页:“which applies the difference of the two voltages to the gates of the pull-up current sources 102 and 104.” | 对比文件明确记载,误差放大器830将两个输入电压的差值(即比较的结果)施加到上拉电流源102和104的栅极。这个施加的电压就是用于调节电路跨导的调谐/偏置电压,即目标专利中的“参考信号”。因此,参考信号是基于运算放大器的比较结果产生的。此特征被直接公开。 |
| **F:其中,所述至少一个差分电路中的每个差分电路包括晶体管的差分配对,以及其中所述至少一个差分电路中的每个差分电路被进一步配置为基于所述参考信号针对其相应的晶体管的差分配对产生尾电流。《直接公开》** | 参见图8:电路800包含输入晶体管114和116构成的差分配对。尾电流由尾电流源120和122提供。误差放大器830输出的偏置电压(参考信号)控制上拉电流源102和104,进而影响整个电路的偏置点和工作电流,间接决定了差分配对的尾电流大小。更直接地,在背景技术图10(a)中明确描述了通过改变尾电流来设置跨导。 | 对比文件的Gm单元(差分电路)明确包括由输入晶体管114和116构成的差分配对。虽然图8中误差放大器830的输出直接控制的是上拉电流源,但在差分放大器中,上拉电流源和尾电流源的偏置共同决定了差分配对的静态工作电流(尾电流)。本领域技术人员能够直接且毫无疑义地理解,调节上拉电流源的偏置电压(参考信号)会改变流经差分配对的电流。因此,该特征被直接公开。 |
| **G:其中,所述校准电路被进一步配置为反馈所述参考信号并且基于所述反馈而调节所述参考信号。《直接公开》** | 参见图8及说明书第8-9页:“the differential output voltage is applied to the inputs of the comparator 830 which applies the difference ... to the gates of the pull-up current sources”。这是一个典型的负反馈环路:参考信号(偏置电压)控制电流源,影响输出,输出又被反馈回比较器以调节参考信号。 | 对比文件中的误差放大器830、其输出的偏置电压(参考信号)、以及Gm单元的输出构成了一个完整的反馈环路。差分输出电压被反馈到误差放大器的输入端,与其另一个输入端的参考电压比较,产生的误差信号用于调节输出到电流源的偏置电压(即参考信号本身)。这明确公开了基于反馈来调节参考信号的技术特征。 |
| **H:其中,所述校准电路被进一步配置为基于第一参考电流和第二参考电流产生所述参考信号。《未公开》** | 无对应内容。对比文件中未描述基于两个特定参考电流(如IP和I0)来产生调谐电压的具体电路结构。 | 对比文件产生调谐电压(参考信号)的机制是基于共模反馈环路,通过比较输出共模电压与预设参考电压来实现。其中并未提及或暗示使用了如目标专利图2中所示的、基于第一参考电流IP(通过Rb产生VIN)和第二参考电流I0(通过Rd产生V0)来生成用于比较的电压V1和V0的具体方案。此特征未被公开。 |
| **I:其中,所述运算跨导放大器被配置用于基于所述反馈产生尾电流。《直接公开》** | 参见图8:误差放大器830输出的偏置电压(基于反馈产生)控制上拉电流源102和104。整个Gm单元(包含OTA功能)的尾电流由尾电流源120和122提供,而上拉电流和尾电流共同决定了OTA核心(输入对管114、116)的静态工作点。调节上拉电流必然影响OTA的尾电流设置。 | 在对比文件的电路架构中,运算跨导放大器(由输入对管114、116等构成)的尾电流(由120、122提供)虽然不直接由误差放大器830控制,但误差放大器830通过控制上拉电流源102、104,直接调节了OTA输出支路的电流,这本质上与调节OTA的尾电流以达到期望的跨导是等效且关联的。本领域技术人员能够毫无疑义地理解,该反馈环路的作用就是通过调节偏置来设定OTA的跨导,而这必然涉及对尾电流的间接控制。因此,该特征被直接公开。 |
| **J:其中,所述校准电路进一步包括被配置用于将参考电流转换为参考电压的电路,以及其中所述运算跨导放大器被进一步配置为基于所述参考电压产生输出。《未公开》** | 无对应内容。对比文件中没有描述将特定参考电流转换为参考电压(如目标专利中通过电阻Rb将IP转换为VIN)的电路,也未描述OTA基于这样一个转换得到的参考电压产生输出。 | 对比文件中OTA(Gm单元)的输入是外部的差分信号输入(Vin+, Vin-),而不是一个由内部参考电流转换而来的、用于校准的参考电压(如VIN)。其校准机制依赖于共模反馈,而不是一个独立的参考电压输入给OTA。此特征未被公开。 |
| **K:其中,所述校准电路被进一步配置为相对于所述工艺或条件变化保持所述参考电压恒定。《未公开》** | 无对应内容。对比文件未提及或描述保持某个内部参考电压(如VIN)相对于PVT恒定的技术手段。 | 目标专利通过特定的电路设计(使用带隙基准和片上电阻比例)使得电压VIN (=Kb*Vbg) 相对于PVT恒定。对比文件没有公开这样的设计或意图。其共模参考电压Vcm,ref可能是一个稳定电压,但说明书未描述其产生电路或如何保持其相对于PVT恒定。此特征未被公开。 |
| **L:其中,所述第二参考电压是基于第二参考电流的,以及其中所述第二参考电流相对于所述工艺或条件变化是恒定的。《未公开》** | 无对应内容。对比文件未描述第二参考电压(共模参考电压Vcm,ref)是基于一个恒定的第二参考电流(如I0)产生的。 | 目标专利中,用于比较的参考电压V0是由一个恒定的参考电流I0流过电阻Rd产生的。对比文件中的共模参考电压Vcm,ref的来源并未在说明书中详细说明,也没有被描述为基于一个恒定的参考电流产生。此特征未被公开。 |
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