專利名稱：離散濾波器、采樣混頻器以及無(wú)線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行濾波等數(shù)字信號(hào)處理的離散濾波器、采樣混頻器以及無(wú) 線裝置。
背景技術(shù)：
在采樣混頻器中，由采樣電路對(duì)數(shù)字調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行采樣，通過(guò)內(nèi)置
在采樣電路中的開(kāi)關(guān)電容器(switched capacitor)獲得濾波效果(例如，專利 文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2)。
圖1是專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中記載的采樣混頻器600的電路圖，圖 2是采樣混頻器600中的控制信號(hào)的定時(shí)圖。
在圖1中，采樣混頻器600包括TA (Transconductance Amplifier:跨 導(dǎo)放大器)1，將接收到的射頻(RF)信號(hào)變換為RF電流W;同相混頻單 元2，對(duì)由TAl變換出的RF電流iRF進(jìn)行采樣；反相混頻單元3，與同相混 頻單元2相組合；以及DCU (Digital Control Unit:數(shù)字控制單元)4，生成 對(duì)同相混頻單元2和反相混頻單元3的控制信號(hào)。
同相混頻單元2包含采樣開(kāi)關(guān)5;以及Ch (History Capacitor:歷史電 容器)6，對(duì)該采樣開(kāi)關(guān)5所采樣出的信號(hào)進(jìn)行時(shí)間上地連續(xù)的積分。此外， 同相混頻單元2包含多個(gè)Cr (rotating capacitor:旋轉(zhuǎn)電容器)7 14，對(duì) 采樣開(kāi)關(guān)5所采樣出的信號(hào)反復(fù)地進(jìn)行積分和釋放；以及Cb(buffer capacitor: 緩沖電容器)15，對(duì)由各個(gè)Cr7 14釋放出的信號(hào)進(jìn)行緩存。
另外，同相混頻單元2包含轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)關(guān)(dump switch) 16，用于使各個(gè) Cr7 14所保持的信號(hào)釋放到Cbl5;重置開(kāi)關(guān)17，用于在信號(hào)釋放后使各個(gè) Cr7 14所保持的信號(hào)重置；以及多個(gè)積分開(kāi)關(guān)18 25，用于使Ch6與各個(gè) Cr7 14依次連接。另外，同相混頻單元2包含多個(gè)釋放開(kāi)關(guān)26 33，用 于使各個(gè)Cr7 14依次連接到Cbl5;以及反饋開(kāi)關(guān)34和35，控制從DA (數(shù) 字/模擬)變換器向采樣混頻器600端輸入的反饋信號(hào)。
接下來(lái)，以同相混頻單元2的動(dòng)作為例，說(shuō)明采樣混頻器600的動(dòng)作。首先，RF電流iRF由開(kāi)關(guān)5進(jìn)行采樣，成為時(shí)間上進(jìn)行了離散的離散信 號(hào)。對(duì)于該離散信號(hào)，基于SV0信號(hào) SV7信號(hào)，由Ch6和各個(gè)Cr7 14依 次對(duì)其進(jìn)行積分，其被濾波和縮減(decimation (稀疏))。
由此，獲得8抽頭(tap)的FIR (Finite Impulse Response:有限脈沖響應(yīng)) 濾波器的效果。此時(shí)的采樣率被縮減為1/8。理由是，八個(gè)積分開(kāi)關(guān)18 25 所保持的信號(hào)被移動(dòng)平均。這樣的濾波器稱為第一級(jí)FIR濾波器。用下式表 示第一級(jí)FIR濾波器的傳遞函數(shù)。
W =jf^ (式l)
此外，由于依次連接到各個(gè)Cr7 14的Ch6保持輸出電位，所以也能夠 獲得IIR(Infinite Impulse Response:無(wú)限脈沖響應(yīng))濾波器的效果。這樣的濾 波器稱為第一級(jí)HR濾波器。用下式表示第一級(jí)nR濾波器的傳遞函數(shù)。其中， 將Ch6的電容量設(shè)為Ch，將各個(gè)Cr7 14的電容量設(shè)為Cr。
進(jìn)而，SAZ信號(hào)輸入到各個(gè)釋放開(kāi)關(guān)30 33的柵極(Gate)時(shí)，釋放開(kāi) 關(guān)30 33在SAZ信號(hào)為高電平的期間導(dǎo)通。于是，由各個(gè)Crll 14進(jìn)行了 積分的離散信號(hào)通過(guò)處于導(dǎo)通狀態(tài)的各個(gè)釋放開(kāi)關(guān)30 33同時(shí)被釋放到 CM5。
進(jìn)行該釋放后，接著，D信號(hào)變成低電平，轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)關(guān)16截止，Cbl5從 各個(gè)Crl1 14斷幵。
接著，R信號(hào)變成高電平，重置開(kāi)關(guān)17導(dǎo)通，各個(gè)Crll 14所保持的
這樣，由各個(gè)Crll 14進(jìn)行了積分的信號(hào)同時(shí)被釋放到Cb15，由此， 能夠獲得4抽頭的FIR濾波器的效果。此時(shí)的采樣率被縮減為1/4。理由是， 由Cbl5對(duì)四個(gè)Crl1 14中進(jìn)行了積分的信號(hào)進(jìn)行移動(dòng)平均。
而且，由各個(gè)Cr7 10進(jìn)行了積分的信號(hào)也起到與各個(gè)Cr11 14的情況 同樣地作用。這樣的濾波器稱為第二級(jí)FIR濾波器。用下式表示第二級(jí)FIR 濾波器的傳遞函數(shù)。此外，以上述的四個(gè)Cr7 10的組或四個(gè)Crl1 14的組為單位，四個(gè) Cr連接到CM5。由此能夠獲得IIR濾波器的效果。這樣的濾波器稱為第二級(jí) IIR濾波器。用下式表示第二級(jí)IIR濾波器的傳遞函數(shù)。其中，假設(shè)Cbl5的 電容量為Cb。
40
"腦40+cn'(式4)
另外，除了比同相混頻單元2遲1/2周期地進(jìn)行采樣之外，反相混頻單 元3大致與同相混頻單元2進(jìn)行同樣的動(dòng)作。
這樣構(gòu)成采樣混頻器600時(shí)，該采樣混頻器600的輸出信號(hào)為通過(guò)了第 一級(jí)FIR濾波器、第一級(jí)IIR濾波器、第二級(jí)FIR濾波器以及第二級(jí)IIR濾 波器的信號(hào)，使用式(l)、式(2)、式(3)、式(4)以及由TA1進(jìn)行的電流變換的 式子，整體的濾波器傳遞函數(shù)由下式表示。其中，假設(shè)TAl的跨導(dǎo)為gm，
所輸入的RF信號(hào)的頻率為fRF。 一 g附 /7 ff w
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《 十 g;w卜z-8 1 1 l-z-" (式5)
《l-z隱'(CH+CR)-C^-8 4 l-z一8 (4CR+Ca)-C,
接著，參照?qǐng)D3說(shuō)明包含上述的各種濾波器的濾波特性。這里，假設(shè)LO 信號(hào)頻率為2.4GHz， Ch6為15pF，各個(gè)Cr7 14為0.5pF， Cbl5為15pF以 及TA1的跨導(dǎo)為7.5mS。
圖3(a)表示第一級(jí)FIR濾波器的特性，圖3(b)表示第一級(jí)IIR濾波器的 特性。而且，圖3(c)表示第二級(jí)FIR濾波器的特性，圖3(d)表示第二級(jí)IIR濾 波器的特性。另外，圖3(e)表示采樣混頻器600整體的濾波特性。圖3所示 的傳統(tǒng)技術(shù)的特性例中，對(duì)在采樣開(kāi)關(guān)5中進(jìn)行2.4GHz采樣所得的信號(hào)進(jìn)行 32縮減，并將其輸出。此時(shí)的采樣頻率為300MHz，以300MHz為單位遠(yuǎn)離 LO頻率的頻率分量在期望波附近折疊。如上所述，存在如果縮減數(shù)較大，則 在期望波附近出現(xiàn)折疊頻率(folding frequency)的問(wèn)題。
6特別是，在接收頻帶為寬帶的UHF頻帶地面數(shù)字電視廣播(約470MHz 770MHz)等的無(wú)線系統(tǒng)中，如果進(jìn)行縮減動(dòng)作，則在接收頻帶內(nèi)出現(xiàn)折疊的 頻率，所以需要降低了縮減數(shù)的采樣混頻器。具體而言，如果通過(guò)2縮減動(dòng) 作的采樣混頻器接收地面數(shù)字電視廣播的13頻道(中心頻率約為473MHz)， 從473MHz每隔236.5MHz地出現(xiàn)折疊頻率。此時(shí)，709.5MHz在地面數(shù)字電 視廣播的52頻道(中心頻率約為707MHz)的信號(hào)頻帶內(nèi)，所以52頻道的信號(hào) 在期望波段折疊而導(dǎo)致接收敏感度的劣化。因此，需要使通過(guò)無(wú)縮減的采樣 混頻器接收13頻道時(shí)的折疊頻率，為770MHz以上的946MHz。
這里，圖4表示無(wú)縮減地進(jìn)行動(dòng)作的傳統(tǒng)的采樣混頻器610的電路圖。 圖4中，與圖1的采樣混頻器600的不同之處在于，同相混頻單元42和反相 混頻單元43分別包括兩個(gè)Cr，以及DCU 44的輸出控制信號(hào)為SVO和SV1 信號(hào)、D信號(hào)、R信號(hào)、以及FB0和FB1信號(hào)。圖5為DCU44的方框圖。 其是以DCU生成控制信號(hào)所需的REF信號(hào)為基準(zhǔn)，由一般的電路即D觸發(fā) (flip-flop)電路構(gòu)成的。圖6表示采樣混頻器610的控制信號(hào)的定時(shí)圖。根據(jù) 圖5和圖6， SVO和SV1信號(hào)為對(duì)REF信號(hào)進(jìn)行八分頻所得的信號(hào)。另夕卜， D信號(hào)為對(duì)REF信號(hào)進(jìn)行四分頻所得的信號(hào)。另外，R信號(hào)為以REF信號(hào)為 基準(zhǔn)進(jìn)行四相化所得的信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)。另外，F(xiàn)B0和FB1信號(hào)為以REF 信號(hào)為基準(zhǔn)進(jìn)行八相化所得的信號(hào)中的二個(gè)信號(hào)。如上所述，如果要利用傳 統(tǒng)的方法構(gòu)成縮減數(shù)較低的采樣混頻器，則如圖6所示，需要高頻率的REF 信號(hào)，且需要準(zhǔn)備不同波形(例如，不同脈沖寬度)的控制信號(hào)。
專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2004—289793號(hào)公報(bào)(第6—9頁(yè)、圖3a、圖3b以及
圖4)
專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2003/0083033號(hào)說(shuō)明書"SAMPLING MIXER WITH ASYNCHRONOUS CLOCK AND SIGNAL DOMAINS"

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題
然而，如果REF信號(hào)的頻率提高了，則存在如下問(wèn)題，即，在實(shí)際電路 中，控制信號(hào)的脈沖波形因電路的負(fù)荷等而變形，而且頻率越高，成為越失 真的波形。因此，需要提供離散濾波器和采樣濾波器，其具有即使減少縮減 數(shù)，也不需要高頻率的REF信號(hào)的電路結(jié)構(gòu)。另外，使用較多的不同波形的控制信號(hào)，所以控制信號(hào)生成單元(DCU) 的電路規(guī)模較大。
本發(fā)明是在這樣的情況下作出的，其提供能夠減少縮減數(shù)而不使用高頻 率的REF信號(hào)，并能夠抑制因折疊分量造成的接收敏感度的劣化的采樣混頻 器。
解決問(wèn)題的方案
本發(fā)明的第一個(gè)形態(tài)的離散濾波器包括控制信號(hào)生成單元，生成頻率 相同而相位不同的N個(gè)控制信號(hào)，其中N為2以上的整數(shù)；以及開(kāi)關(guān)電容單 元，輸入接收信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)電容單元包括相互并行地連接的N個(gè)開(kāi)關(guān)電容 電路，各個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路包括積分開(kāi)關(guān)和釋放開(kāi)關(guān)，并進(jìn)行包括信號(hào)的積分 動(dòng)作和信號(hào)的釋放動(dòng)作的N個(gè)動(dòng)作，該積分開(kāi)關(guān)切換對(duì)電容的輸入狀態(tài)，該 釋放開(kāi)關(guān)切換從電容的釋放狀態(tài)，所述N個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路基于所述N個(gè)控制 信號(hào)，在相同的定時(shí)進(jìn)行互不相同的動(dòng)作。
另外，本發(fā)明的第二個(gè)形態(tài)的離散濾波器為，在第一個(gè)形態(tài)所述的離散 濾波器中，在所述開(kāi)關(guān)電容電路的動(dòng)作狀態(tài)中包括將所述電容的電荷重置的 重置動(dòng)作以及反饋動(dòng)作，并且設(shè)N二4。
另外，本發(fā)明的第三個(gè)形態(tài)的離散濾波器為，在第一個(gè)形態(tài)所述的離散 濾波器中，在所述開(kāi)關(guān)電容電路的動(dòng)作狀態(tài)中包括反饋動(dòng)作，并且將反饋信 號(hào)作為電壓。
另外，本發(fā)明的第四個(gè)形態(tài)的離散濾波器為，在第一個(gè)形態(tài)所述的離散 濾波器中，能夠?qū)λ鯪個(gè)控制信號(hào)的頻率進(jìn)行切換。
另外，本發(fā)明的第五個(gè)形態(tài)的采樣混頻器包括第一個(gè)形態(tài)所述的離散 濾波器；以及采樣開(kāi)關(guān)，設(shè)置在所述離散濾波器的前級(jí)，以規(guī)定的頻率對(duì)接 收信號(hào)進(jìn)行采樣。
另外，本發(fā)明的第六個(gè)形態(tài)的無(wú)線裝置包括第一個(gè)形態(tài)所述的離散濾 波器；以及信號(hào)處理單元，基于所述離散濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。
另外，本發(fā)明的第七個(gè)形態(tài)的無(wú)線裝置包括第五個(gè)形態(tài)所述的采樣混 頻器；以及信號(hào)處理單元，基于所述采樣混頻器的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。
另外，本發(fā)明的第八個(gè)形態(tài)的離散濾波器為，在第一個(gè)形態(tài)所述的離散 濾波器中，還包括非重疊電路，在所述N個(gè)控制信號(hào)的每一個(gè)控制信號(hào)之間 設(shè)置非重疊區(qū)間。另外，本發(fā)明的第九個(gè)形態(tài)的離散濾波器為，在第八個(gè)形態(tài)所述的離散 濾波器中，所述非重疊電路包括"與"門，輸入從所述控制信號(hào)生成單元輸 出的第一控制信號(hào)經(jīng)過(guò)奇數(shù)個(gè)的"非"門所得的信號(hào)、以及從所述控制信號(hào)生 成單元輸出的第二控制信號(hào)，該離散濾波器將所述"與"門的輸出作為輸入到 所述開(kāi)關(guān)電容單元的信號(hào)。
另外，本發(fā)明的第十個(gè)形態(tài)的采樣混頻器包括第八個(gè)形態(tài)所述的離散 濾波器；以及采樣開(kāi)關(guān)，設(shè)置在所述離散濾波器的前級(jí)，以規(guī)定的頻率對(duì)接 收信號(hào)進(jìn)行采樣，所述非重疊電路，將所述非重疊區(qū)間設(shè)為所述采樣開(kāi)關(guān)的 周期x(l-N/M)，其中M為與N不同的自然數(shù)。
另外，本發(fā)明的第十一個(gè)形態(tài)的無(wú)線裝置包括第十個(gè)形態(tài)所述的采樣 混頻器；以及信號(hào)處理單元，基于所述采樣混頻器的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。 發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)采用與開(kāi)關(guān)電容電路的動(dòng)作狀態(tài)的數(shù)對(duì)應(yīng)的并行結(jié)構(gòu)， 能夠在多個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路之間共享控制信號(hào)，不需要導(dǎo)通時(shí)間較短的控制信 號(hào)。而且，能夠縮小用于生成控制信號(hào)的控制信號(hào)生成單元的電路規(guī)模。
由此，能夠減少縮減數(shù)而不使用高頻率的REF信號(hào)，并能夠抑制因折疊 分量造成的接收敏感度的劣化。


圖1是傳統(tǒng)技術(shù)的采樣混頻器的電路圖。
圖2是傳統(tǒng)技術(shù)的采樣混頻器的控制信號(hào)的定時(shí)圖。
圖3是傳統(tǒng)技術(shù)的采樣混頻器的特性圖。
圖4是傳統(tǒng)技術(shù)的采樣混頻器的電路圖。
圖5是傳統(tǒng)技術(shù)的數(shù)字控制單元的方框圖。
圖6是傳統(tǒng)技術(shù)的采樣混頻器的控制信號(hào)的定時(shí)圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施方式1的采樣混頻器的電路圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施方式1的控制信號(hào)的定時(shí)圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施方式2的采樣混頻器的電路圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施方式3的采樣混頻器的電路圖。
圖11是本發(fā)明實(shí)施方式3的控制信號(hào)的定時(shí)圖。
圖12是本發(fā)明實(shí)施方式3的采樣混頻器的特性圖。
9圖13是本發(fā)明實(shí)施方式4的采樣混頻器的電路圖。圖14是本發(fā)明實(shí)施方式4的可變分頻器的方框圖。圖15是本發(fā)明實(shí)施方式4的控制信號(hào)的定時(shí)圖。圖16是本發(fā)明實(shí)施方式5的采樣混頻器的電路圖。圖17是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的非重疊(non-overlapping)電路的結(jié)構(gòu)的方框圖(結(jié)構(gòu)例1)。
圖18是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的控制信號(hào)的圖。
圖19是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的非重疊電路的結(jié)構(gòu)的方框圖(結(jié)構(gòu)例2)。圖20是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的特定頻率分量的增益與非重疊區(qū)間之間的關(guān)系的圖。
圖21是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的非重疊電路的結(jié)構(gòu)的方框圖(結(jié)構(gòu)例3)。
圖22是本發(fā)明實(shí)施方式5的采樣混頻器的電路圖。
圖23是本發(fā)明實(shí)施方式5的采樣混頻器的電路圖。
圖24是本發(fā)明實(shí)施方式5的采樣混頻器的電路圖。
圖25是本發(fā)明實(shí)施方式6的無(wú)線裝置的方框圖。
圖26是本發(fā)明實(shí)施方式7的無(wú)線裝置的方框圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在附圖中，對(duì)于相同的部分，附加相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。(實(shí)施方式1)
圖7是本發(fā)明實(shí)施方式1的采樣混頻器的電路圖。在圖7中，采樣混頻器100包括TA (跨導(dǎo)放大器)1;開(kāi)關(guān)電容單元102和103; DCU (數(shù)字控制單元，也稱為"控制信號(hào)生成單元")104;以及采樣開(kāi)關(guān)5和36。
開(kāi)關(guān)電容單元102包括Ch(歷史電容)6; Cr(旋轉(zhuǎn)電容)7a、 7b、 7c和7d;Cb(緩沖電容)15;轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)關(guān)16a、 16b、 16c和16d;重置開(kāi)關(guān)17a、 17b、 17c和17d;積分開(kāi)關(guān)18a、 18b、 18c禾口 18d;以及反饋開(kāi)關(guān)34a、 34b、 34c和34d。開(kāi)關(guān)電容單元103也具有同樣的結(jié)構(gòu)，不同之處在于，輸入到開(kāi)關(guān)電容單元102和開(kāi)關(guān)電容單元103的信號(hào)的相位相差180度。理由是，輸入到與開(kāi)關(guān)電容單元102連接的采樣開(kāi)關(guān)5的柵極的LO信號(hào)的相位和輸入到與開(kāi)關(guān)電容單元103連接的采樣開(kāi)關(guān)36的柵極的LOB信號(hào)的相位相差180度。
10DCU 104為利用了 D觸發(fā)電路的移位寄存器結(jié)構(gòu)，其將以REF信號(hào)為基準(zhǔn)的四相的信號(hào)(SO信號(hào)、Sl信號(hào)、S2信號(hào)以及S3信號(hào))輸出到開(kāi)關(guān)電容單元102和103。本實(shí)施方式中，DCU 104的電路結(jié)構(gòu)是利用了D觸發(fā)電路的移位寄存器結(jié)構(gòu)，但是只要能夠輸出四相的信號(hào)，也可以是其他的電路結(jié)構(gòu)。
圖8是用于本發(fā)明實(shí)施方式1的采樣混頻器100的控制信號(hào)的定時(shí)圖。S0信號(hào)、Sl信號(hào)、S2信號(hào)以及S3信號(hào)為錯(cuò)開(kāi)了l/4周期的信號(hào)，成為"高(high)"的時(shí)間相當(dāng)于LO信號(hào)的一個(gè)周期。如果對(duì)DCU 104的移位寄存器輸入與LO信號(hào)相同頻率的REF信號(hào)，則能生成S0 S3信號(hào)。SO信號(hào)輸入到積分開(kāi)關(guān)18a、反饋開(kāi)關(guān)34b、重置開(kāi)關(guān)17c以及轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)關(guān)16d的柵極。Sl信號(hào)輸入到轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)關(guān)16a、積分開(kāi)關(guān)18b、反饋開(kāi)關(guān)34c以及重置開(kāi)關(guān)17d。 S2信號(hào)輸入到重置開(kāi)關(guān)17a、轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)關(guān)16b、積分開(kāi)關(guān)18c以及反饋開(kāi)關(guān)34d。 S3信號(hào)輸入到反饋開(kāi)關(guān)34a、重置開(kāi)關(guān)17b、轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)關(guān)16c以及積分開(kāi)關(guān)18d。
接下來(lái)，著眼于開(kāi)關(guān)電容單元102，說(shuō)明采樣混頻器100的動(dòng)作。首先，作為第一個(gè)狀態(tài)，SO信號(hào)為"高"時(shí)，Ch6與Cr7a連接，從采樣開(kāi)關(guān)5輸出的離散信號(hào)由Ch6與Cr7a進(jìn)行積分。其次，作為第二個(gè)狀態(tài)，SO信號(hào)成為"低(low)"且Sl信號(hào)成為"高"時(shí)，Cr7a與Cbl5連接，由Cr7a進(jìn)行了積分的信號(hào)被釋放到Cbl5。作為第三個(gè)狀態(tài)，S1信號(hào)成為"低"且S2信號(hào)成為"高"時(shí)，殘留在Cr7a的電荷通過(guò)重置開(kāi)關(guān)17a被接地，從而重置Cr7a的電荷。作為第四個(gè)狀態(tài)，S2信號(hào)成為"低"且S3信號(hào)成為"高"時(shí)，反饋開(kāi)關(guān)34a導(dǎo)通，來(lái)自DA變換器的反饋信號(hào)輸入到Cr7a，從而能夠補(bǔ)償DC偏移或差動(dòng)偏移等。Cr7a反復(fù)進(jìn)行這四個(gè)狀態(tài)的動(dòng)作。而且，Cr7b、 Cr7c、 Cr7d也同樣地進(jìn)行四個(gè)狀態(tài)的反復(fù)動(dòng)作。在Cr7a Cr7d的反復(fù)動(dòng)作中的不同之處在于，在相同的定時(shí)進(jìn)行不同的動(dòng)作。具體而言，在SO信號(hào)為"高"時(shí)，Cr7a對(duì)來(lái)自采樣開(kāi)關(guān)5的信號(hào)進(jìn)行積分，Cr7b輸入反饋信號(hào)，Cr7c被接地而重置其電荷，Cr7d將進(jìn)行了積分的信號(hào)釋放到CM5，這樣，Cr7a Cr7d在相同的定時(shí)進(jìn)行不同的動(dòng)作。
也就是說(shuō)，包含Cr7a Cr7d的四并行的開(kāi)關(guān)電容電路，以四相動(dòng)作進(jìn)行四個(gè)狀態(tài)。另外，對(duì)于每一個(gè)Cr7a Q7d， SO信號(hào) S3信號(hào)分別被用于"積分"、"釋放"、"重置"以及"反饋"的動(dòng)作而被共享。由此，能夠減少DCU104所輸出的控制信號(hào)的種類，并縮小電路規(guī)模。另外，通過(guò)使Ch6依序與Ci7a Cr7d連接而構(gòu)成第一級(jí)IIR濾波器，通過(guò)使Chl5依序與Cr7a Cr7d連接而構(gòu)成第二級(jí)IIR濾波器。用下式表示此時(shí)的傳遞函數(shù)。
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此時(shí)，開(kāi)關(guān)電容單元102的輸出信號(hào)的采樣頻率取決于將信號(hào)釋放到Cb的定時(shí)，也就是Cr7a Cr7d與Cb連接的定時(shí)。根據(jù)圖8，在與LO信號(hào)的頻率相同的頻率Cb與Cr7a Cr7d連接，從而能夠進(jìn)行無(wú)縮減動(dòng)作。
綜上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的采樣混頻器，構(gòu)成為四并行的、包含Cr7a Cr7d的開(kāi)關(guān)電容電路進(jìn)行四相動(dòng)作，并共享用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電容電路的控制信號(hào)，從而能夠削減DCU104的電路規(guī)模，該四相動(dòng)作為在相同的定時(shí)進(jìn)行互不相同的動(dòng)作的動(dòng)作。而且，能夠利用相同的波形作為S0 S3信號(hào)，無(wú)需準(zhǔn)備不同波形的控制信號(hào)。進(jìn)而，即使在無(wú)縮減的電路結(jié)構(gòu)，也能夠?qū)EF信號(hào)的頻率降低到與LO信號(hào)的頻率相同的頻率。
由此，在實(shí)際電路中也能夠進(jìn)行無(wú)縮減動(dòng)作，能夠使折疊頻率遠(yuǎn)離期望波段，并抑制因折疊分量造成的接收敏感度的劣化。
另外，在本實(shí)施方式中，構(gòu)成開(kāi)關(guān)的元件為n型FET，但也可以是p型或組合n型和p型來(lái)使用。此外，也可以使用微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)作為開(kāi)關(guān)。
此外，在本實(shí)施方式中，采樣混頻器為連接了采樣開(kāi)關(guān)的采樣混頻器，但也可以不使用采樣開(kāi)關(guān)而為輸入了 BB(基帶)信號(hào)的離散濾波器。BB信號(hào)為從RF頻帶變頻為BB頻帶后的接收信號(hào)，時(shí)間上既可以是連續(xù)信號(hào)，也可以是離散信號(hào)。
另夕卜，在本實(shí)施方式中，假設(shè)Ch、 Cr和Cb為并行平板的電容器進(jìn)行了說(shuō)明，但可以是使用了n型FET的電容器，也可以是使用了p型FET的電容器。
另外，在本實(shí)施方式中，假設(shè)Ch、 Cr和Cb為固定的值進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以采用準(zhǔn)備多個(gè)電容器和開(kāi)關(guān)而切換電容器的值的結(jié)構(gòu)。(實(shí)施方式2)圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的采樣混頻器200的電路圖。這里，主要說(shuō)明與實(shí)施方式l不同之處。
采樣混頻器200包括開(kāi)關(guān)電容單元202和203、以及DCU 204，以代替圖7所示的實(shí)施方式1中的開(kāi)關(guān)電容單元102和103、以及DCU104。
開(kāi)關(guān)電容單元202為如下結(jié)構(gòu)，g卩，從實(shí)施方式1的開(kāi)關(guān)電容單元102中去除了Cr7d、轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)關(guān)16d、重置開(kāi)關(guān)17a 17d、積分開(kāi)關(guān)18d、以及反饋開(kāi)關(guān)34d所得的結(jié)構(gòu)。反相混頻單元203也具有同樣的結(jié)構(gòu)。
DCU 204將三相的信號(hào)(S0信號(hào)、Sl信號(hào)以及S2信號(hào))輸出到開(kāi)關(guān)電容單元202和203。
接著，采樣混頻器200的動(dòng)作的與實(shí)施方式1的不同之處在于，包含Cr7a Cr7c的三并行的開(kāi)關(guān)電容電路，以三相動(dòng)作進(jìn)行"積分"、"釋放"以及"反饋"的三個(gè)狀態(tài)。只要反饋信號(hào)為DC電壓信號(hào)，則與有無(wú)重置動(dòng)作無(wú)關(guān)都為相同的動(dòng)作。因此，能夠從開(kāi)關(guān)電容電路的動(dòng)作中省去重置動(dòng)作，從而削減開(kāi)關(guān)電容電路的并行數(shù)。
綜上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的采樣混頻器，構(gòu)成為三并行的、包含Cr7a Cr7c的開(kāi)關(guān)電容電路進(jìn)行三相動(dòng)作，在實(shí)施方式l的效果上，能夠進(jìn)一步削減電路規(guī)模，該三相動(dòng)作為在相同的定時(shí)進(jìn)行互不相同的動(dòng)作的動(dòng)作。
另外，在本實(shí)施方式中，使用DA變換器的輸出信號(hào)作為反饋信號(hào)，但是也可以將DC電壓源的電壓作為反饋信號(hào)。
另夕卜，在本實(shí)施方式中，三并行的開(kāi)關(guān)電容電路以三相動(dòng)作進(jìn)行"積分"、"釋放"以及"反饋"的三個(gè)狀態(tài)，但是也可以使去除了反饋開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)電容電路為二并行，使其以二相動(dòng)作進(jìn)行"積分"和"釋放"的二個(gè)狀態(tài)。關(guān)鍵在于，在開(kāi)關(guān)電容電路的動(dòng)作狀態(tài)的數(shù)量為N時(shí)，使開(kāi)關(guān)電容電路的并行數(shù)為N，使從DCU輸出的控制信號(hào)為頻率相同而相位不同的N個(gè)信號(hào)，并在相同的定時(shí)進(jìn)行不同的動(dòng)作。由此，能夠以與LO信號(hào)相同頻率的REF信號(hào)，進(jìn)行采樣混頻器的無(wú)縮減動(dòng)作。
(實(shí)施方式3)
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的采樣混頻器300的電路圖。這里，主要說(shuō)明與實(shí)施方式l不同之處。
采樣混頻器300包括DCU 304，以代替圖7所示的實(shí)施方式1中的DCU
104。圖11是用于本發(fā)明實(shí)施方式3的采樣混頻器300的控制信號(hào)的定時(shí)圖。DCU304輸入具有LO信號(hào)的頻率的兩倍的頻率的REF信號(hào)，而且，控制信號(hào)SO信號(hào) S3信號(hào)成為"高"的時(shí)間相當(dāng)于LO信號(hào)的1/2周期。與傳統(tǒng)的采樣混頻器相比，本實(shí)施方式的采樣混頻器300相應(yīng)于動(dòng)作所需的控制信號(hào)的種類的減少以及DCU所需的REF信號(hào)的頻率的降低而能夠進(jìn)行高速動(dòng)作。由此，輸出信號(hào)的采樣頻率變高，折疊頻率成為遠(yuǎn)離期望波段兩倍LO信號(hào)頻率的頻率。
圖12是與本實(shí)施方式3的釆樣混頻器300的特性(REF信號(hào)頻率=2倍LO頻率)一并表示了實(shí)施方式1的采樣混頻器100的特性(REF信號(hào)頻率=1/)頻率)的圖。從圖12可知，實(shí)施方式1的特性中在940MHz處出現(xiàn)了折疊的峰值，而實(shí)施方式3的特性中沒(méi)有在940MHz處出現(xiàn)折疊的峰值。
綜上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的采樣混頻器，能夠相應(yīng)于DCU所需的REF信號(hào)的頻率的降低進(jìn)行高速動(dòng)作，與實(shí)施方式1相比，能夠進(jìn)一步使折疊頻率遠(yuǎn)離期望波段。此時(shí)，LO信號(hào)頻率為470MHz。
(實(shí)施方式4)
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的采樣混頻器400的電路圖。這里，主要
說(shuō)明與實(shí)施方式1不同之處。
采樣混頻器400包括DCU 404，以代替圖7所示的實(shí)施方式1中的DCU
104。
DCU 404包括可變分頻器405，該可變分頻器405切換輸入到用于生成四相信號(hào)的移位寄存器的REF信號(hào)的頻率?？勺兎诸l器405基于從未圖示的信號(hào)處理單元輸出的REF切換信號(hào)，使分頻數(shù)可變。
圖14是表示可變分頻器405的例子的方框圖。根據(jù)圖14，可變分頻器405具有如下結(jié)構(gòu)，即，在不進(jìn)行分頻而將REF信號(hào)輸出到移位寄存器的路徑與對(duì)REF信號(hào)進(jìn)行二分頻后輸出到移位寄存器的路徑之間進(jìn)行切換?；赗EF切換信號(hào)切換這些路徑，并使輸入到移位寄存器的信號(hào)的頻率可變。在本實(shí)施方式中為，不進(jìn)行分頻的路徑與進(jìn)行二分頻的路徑之間的切換，但并不限于此，也可以準(zhǔn)備其他分頻數(shù)的路徑而進(jìn)行切換。
圖15為采樣混頻器400進(jìn)行了二縮減動(dòng)作時(shí)的控制信號(hào)的定時(shí)圖。該動(dòng)作相當(dāng)于，由可變分頻器405對(duì)輸入到移位寄存器的REF信號(hào)的頻率進(jìn)行二分頻的動(dòng)作。根據(jù)圖15， S0信號(hào) S3信號(hào)的"高"時(shí)間相當(dāng)于LO信號(hào)的兩個(gè)周期，在該期間內(nèi)對(duì)離散信號(hào)進(jìn)行積分。該動(dòng)作成為2抽頭的FIR濾波器,進(jìn)行2縮減。用下式表示該傳遞函數(shù)。
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用下式表示此時(shí)的進(jìn)行2縮減動(dòng)作的采樣混頻器400整體的傳遞函數(shù)(
—g傷卜尸 1__Q (式8)
接著，說(shuō)明采樣混頻器400的動(dòng)作。作為例子，假設(shè)采樣混頻器400為UHF頻帶地面數(shù)字電視廣播接收用的采樣混頻器，接收頻帶為470MHz(13頻道) 770MHz(62頻道)。此時(shí)，在接收低頻率的頻道時(shí)，如果進(jìn)行縮減則其他頻道的信號(hào)在期望波段折疊而導(dǎo)致接收敏感度的劣化，所以需要設(shè)為無(wú)縮減。在接收高頻率的頻帶時(shí)，能夠使因縮減造成的折疊頻率在770MHz以
上而能夠進(jìn)行縮減，根據(jù)式8，對(duì)因1/fRF而在高頻率降低的增益，以通過(guò)縮
減所得的FIR濾波器的增益來(lái)補(bǔ)償，從而能夠抑制接收敏感度的劣化。
綜上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的采樣混頻器，通過(guò)切換至DCU的移位寄存器的輸入信號(hào)的頻率，能夠切換縮減數(shù)，從而能夠在接收低頻率頻道時(shí)通過(guò)無(wú)縮減動(dòng)作來(lái)抑制因折疊分量造成的接收敏感度的劣化，而在接收高頻率頻道時(shí)通過(guò)縮減動(dòng)作抑制因增益的劣化造成的接收敏感度的劣化。
另外，在本實(shí)施方式中說(shuō)明了地面數(shù)字電視廣播的接收，但也可以是其他無(wú)線系統(tǒng)。
另外，在本實(shí)施方式中，以地上數(shù)字電視廣播為例，不使折疊頻率出現(xiàn)在同一個(gè)無(wú)線系統(tǒng)中的其他頻道頻帶內(nèi)，但也可以不使折疊頻率出現(xiàn)在正在接收的無(wú)線系統(tǒng)以外的不同無(wú)線系統(tǒng)的頻帶內(nèi)。
(實(shí)施方式5)
圖16是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的采樣混頻器700的電路圖。采樣混頻器700為在圖7所示的實(shí)施方式1中的采樣混頻器100中追加了非重疊電路1400。
15這里，即使減少縮減數(shù)，由于在用于驅(qū)動(dòng)采樣混頻器的控制信號(hào)上重疊
有采樣頻率的M/N倍(M， N為互不相同的自然數(shù))的頻率分量，所以在頻率變換后的接收信號(hào)頻帶內(nèi)，產(chǎn)生在采樣頻率的M/N倍的頻率中所存在的干擾信號(hào)。由此，由于導(dǎo)致接收敏感度的劣化，所以需要抑制在控制信號(hào)上所重疊的采樣頻率的M/N倍的分量。因此，采樣混頻器700具有非重疊電路1400。
下面，說(shuō)明本實(shí)施方式的非重疊電路的結(jié)構(gòu)。
<結(jié)構(gòu)例1:非重疊電路1400-1(圖17)>
圖17中，非重疊電路1400-1包括"非(NOT)"門1410、 1411、 1412和1413;以及"與(AND)"門1420、 1421、 1422和1423。
輸出信號(hào)4為經(jīng)過(guò)"非"門1410的、從DCU 104輸出的輸出信號(hào)3和從DCU 104輸出的輸出信號(hào)0之間進(jìn)行AND運(yùn)算所得的結(jié)果。因此，在輸出信號(hào)O為'T'的情況下，直到輸出信號(hào)3為"0"為止，輸出信號(hào)4不為"1"。另
外，如果輸出信號(hào)2為"o"，則在輸出信號(hào)3為"r時(shí)，輸出信號(hào)7為"r。因此，采用了輸出信號(hào)7和輸出信號(hào)4不會(huì)同時(shí)為"r的結(jié)構(gòu)。
輸出信號(hào)5為經(jīng)過(guò)"非"門1411的、從DCU 104輸出的輸出信號(hào)0和從DCU 104輸出的輸出信號(hào)1之間進(jìn)行AND運(yùn)算所得的結(jié)果。因此，在輸出信號(hào)1為'T，的情況下，直到輸出信號(hào)O為"O"為止，輸出信號(hào)5不為'T'。另外，如果輸出信號(hào)3為"0"，則在輸出信號(hào)0為"1"時(shí)，輸出信號(hào)4為"1"。因此，采用了輸出信號(hào)4和輸出信號(hào)5不會(huì)同時(shí)為"l"的結(jié)構(gòu)。
輸出信號(hào)6為經(jīng)過(guò)"非"門1412的、從DCU 104輸出的輸出信號(hào)1和從DCU 104輸出的輸出信號(hào)2之間進(jìn)行AND運(yùn)算所得的結(jié)果。因此，在輸出信號(hào)2為"1"的情況下，直到輸出信號(hào)1為"O"為止，輸出信號(hào)6不為"1"。另外，如果輸出信號(hào)O為"O"，則在輸出信號(hào)1為'T，時(shí)，輸出信號(hào)5為'T，。因此，采用了輸出信號(hào)5和輸出信號(hào)6不會(huì)同時(shí)為'T'的結(jié)構(gòu)。
輸出信號(hào)7為經(jīng)過(guò)"非"門1413的、從DCU 104輸出的輸出信號(hào)2和從DCU 104輸出的輸出信號(hào)3之間進(jìn)行AND運(yùn)算所得的結(jié)果。因此，在輸出信號(hào)3為"1"的情況下，直到輸出信號(hào)2為"0"為止，輸出信號(hào)7不為"1"。另夕卜，加果輸出信號(hào)1為"0"，則在輸出信號(hào)2為"1"時(shí)，輸出信號(hào)6為"1"。因此，采用了輸出信號(hào)6和輸出信號(hào)7不會(huì)同時(shí)為1的結(jié)構(gòu)。
通過(guò)使用如上生成的輸出信號(hào)4 7作為控制信號(hào)0 3，能夠生成圖18所示的具有非重疊區(qū)間的控制信號(hào)群。
16<結(jié)構(gòu)例2:非重疊電路1400-2(圖19)>
圖19中，非重疊電路1400-2在圖17的結(jié)構(gòu)上還包括延遲單元1430、 1431、 1432和1433。
輸出信號(hào)4為經(jīng)過(guò)"非"門1410的、使用延遲單元1430延遲了從DCU 104 輸出的輸出信號(hào)3所得的信號(hào)和從DCU104輸出的輸出信號(hào)0之間進(jìn)行AND 運(yùn)算所得的結(jié)果。因此，在輸出信號(hào)0為"1"的情況下，直到延遲了輸出信號(hào) 3所得的信號(hào)為"O"為止，輸出信號(hào)4不為"1"。另外，如果輸出信號(hào)2為"0"， 則在輸出信號(hào)3為"1"時(shí)，輸出信號(hào)7為"1"。因此，輸出信號(hào)7的導(dǎo)通時(shí)間 和輸出信號(hào)4的導(dǎo)通時(shí)間，相隔了相當(dāng)于由延遲單元1430的延遲時(shí)間的間隔 (非重疊區(qū)間)。
輸出信號(hào)5為經(jīng)過(guò)"非"門1411的、使用延遲單元1431延遲了從DCU 104 輸出的輸出信號(hào)O所得的信號(hào)和從DCU 104輸出的輸出信號(hào)1之間進(jìn)行AND 運(yùn)算所得的結(jié)果。因此，在輸出信號(hào)1為"l"的情況下，直到延遲了輸出信號(hào) O所得的信號(hào)為"O"為止，輸出信號(hào)5不為"1"。另外，如果輸出信號(hào)3為"0"， 則在輸出信號(hào)0為'T'時(shí)，輸出信號(hào)4為"1"。因此，輸出信號(hào)4的導(dǎo)通時(shí)間 和輸出信號(hào)5的導(dǎo)通時(shí)間，相隔了相當(dāng)于由延遲單元1431的延遲時(shí)間的間隔 (非重疊區(qū)間)。
輸出信號(hào)6為經(jīng)過(guò)"非"門1412的、使用延遲單元1432延遲了從DCU 104 輸出的輸出信號(hào)1所得的信號(hào)和從DCU 104輸出的輸出信號(hào)2之間進(jìn)行AND 運(yùn)算所得的結(jié)果。因此，在輸出信號(hào)2為"1"的情況下，直到延遲了輸出信號(hào) 1所得的信號(hào)為"O"為止，輸出信號(hào)6不為"1"。另夕卜，如果輸出信號(hào)O為"O"， 則在輸出信號(hào)1為"1"時(shí)，輸出信號(hào)5為'T'。因此，輸出信號(hào)5的導(dǎo)通時(shí)間 和輸出信號(hào)6的導(dǎo)通時(shí)間，相隔了相當(dāng)于由延遲單元1432的延遲時(shí)間的間隔 (非重疊區(qū)間)。
輸出信號(hào)7為經(jīng)過(guò)"非"門1413的、使用延遲單元1433延遲了從DCU 104 輸出的輸出信號(hào)2所得的信號(hào)和從DCU104輸出的輸出信號(hào)3之間進(jìn)行AND 運(yùn)算所得的結(jié)果。因此，在輸出信號(hào)3為"1"的情況下，直到延遲了輸出信號(hào) 2所得的信號(hào)為"0"為止，輸出信號(hào)7不為"1"。另外，如果輸出信號(hào)1為"0"， 則在輸出信號(hào)2為"1"時(shí)，輸出信號(hào)6為"1"。因此，輸出信號(hào)6的導(dǎo)通時(shí)間 和輸出信號(hào)7的導(dǎo)通時(shí)間，相隔了相當(dāng)于由延遲單元1433的延遲時(shí)間的間隔 (非重疊區(qū)間)。
17通過(guò)將如上生成的輸出信號(hào)4 7作為控制信號(hào)0 3，根據(jù)延遲單元 1430 1433的延遲量，能夠使圖18所示的非重疊區(qū)間的寬度變化。
接下來(lái)，使用圖20，說(shuō)明在使非重疊區(qū)間變化的情況下的動(dòng)作頻率x5/4 倍的頻率分量的增益。圖20是表示在采樣開(kāi)關(guān)5和36的動(dòng)作頻率設(shè)為 500[MHz]時(shí)以及設(shè)為800[MHz]時(shí)，使控制信號(hào)S0 S3的非重疊區(qū)間變化的 情況下的、動(dòng)作頻率x5/4倍的頻率分量的增益的曲線圖。根據(jù)動(dòng)作頻率可知，
存在有降低特定的頻率分量的增益最佳的非重疊區(qū)間的值。例如，在為 500[MHz]的情況下，在400ps(微微秒)時(shí)增益最小，而在為800[MHz]的情況 下，在250ps時(shí)增益最小。
例如，可以用式9表示使動(dòng)作頻率xM/4倍(g卩，N-4)的頻率分量的增益 降低的最佳的非重疊區(qū)間。
最佳的非重疊區(qū)間-周期x(l-4/M) (式9)
這樣，通過(guò)設(shè)定各個(gè)控制信號(hào)的非重疊區(qū)間以使特定的頻率分量的增益 最小，能夠減少特定的頻率分量的重疊。
這里，并不限定用于設(shè)定特定的非重疊區(qū)間的延遲單元的數(shù)量。這里， 作為一例說(shuō)明了以周期x4循環(huán)(cycle)進(jìn)行動(dòng)作的采樣混頻器中的、采樣頻率 x5/4倍的頻率分量的增益，但是在以周期xN循環(huán)進(jìn)行動(dòng)作的情況下，對(duì)于采 樣頻率的M/N倍(M和N為互不相同的自然數(shù))的分量，也同樣通過(guò)設(shè)定各個(gè) 控制信號(hào)的非重疊區(qū)間以使其頻率分量的增益最小，能夠減少特定的頻率分 量的重疊。
<結(jié)構(gòu)例3:非重疊電路1400-3(圖21)>
圖21中，非重疊電路1400-3在圖20的結(jié)構(gòu)上還包括延遲單元1434、 1435、 1436和1437;以及選擇器1440、 1441、 1442和1443。
選擇器1440基于切換信號(hào)，對(duì)于將輸出到"非"門1410的信號(hào)切換是使 其為僅通過(guò)了延遲單元1434的輸出，還是使其為通過(guò)了延遲單元1434和1430 雙方的輸出。
選擇器1441基于切換信號(hào)，對(duì)于將輸出到"非"門1411的信號(hào)切換是使 其為僅通過(guò)了延遲單元1435的輸出，還是使其為通過(guò)了延遲單元1435和1431 雙方的輸出。
選擇器1442基于切換信號(hào)，對(duì)于將輸出到"非"門1412的信號(hào)切換是使其為僅通過(guò)了延遲單元1436的輸出，還是使其為通過(guò)了延遲單元1436和1432 雙方的輸出。
選擇器1443基于切換信號(hào)，對(duì)于將輸出到"非"門1413的信號(hào)切換是使 其為僅通過(guò)了延遲單元1437的輸出，還是使其為通過(guò)了延遲單元1437和1433 雙方的輸出。
如果將如上生成的輸出信號(hào)4 7(S4 S7)作為控制信號(hào)0 3(S0 S3)， 將延遲單元1434、 1435、 1436和1437的延遲量設(shè)為a[s]，并將延遲單元1430、 1431、 1432和1433的延遲量設(shè)為b[s]，則能夠通過(guò)選擇器1440 1443，將 非重疊區(qū)間切換為是a+b[s]還是a[s]。例如，在a-250[ps]， b^50[ps]的情況 下，在采樣開(kāi)關(guān)5和36的動(dòng)作頻率為800[MHz]時(shí)使非重疊區(qū)間為a[ps]，而 在采樣開(kāi)關(guān)5和36的動(dòng)作頻率為500[MHz]時(shí)使非重疊區(qū)間為a+b[ps]，從而 能夠與動(dòng)作頻率匹配地減少動(dòng)作頻率x5/4倍的頻率分量的增益。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過(guò)切換各個(gè)控制信號(hào)的非重疊區(qū)間的寬度，能夠根 據(jù)動(dòng)作頻率減少特定的頻率分量的重疊。另外，也可以在動(dòng)作頻率為恒定的 情況下，切換要減少重疊的頻率分量。另外，用于設(shè)定特定的非重疊區(qū)間的 延遲單元的數(shù)量并不限于上述的例子，而且并不特別地限定選擇器能夠選擇 的數(shù)量。
以上說(shuō)明了非重疊電路1400的各個(gè)結(jié)構(gòu)例。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，能夠在各個(gè)控制信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間之間設(shè)置控制信號(hào)的導(dǎo) 通時(shí)間互不重疊的非重疊區(qū)間。而且，通過(guò)設(shè)置非重疊區(qū)間，能夠抑制控制 信號(hào)的采樣頻率的M/N倍分量。
另外，非重疊電路的上述結(jié)構(gòu)為一例，只要是能夠生成同樣的控制信號(hào) 的結(jié)構(gòu)，并不特別地限定其結(jié)構(gòu)。
另外，圖20和式9是適用于控制信號(hào)為理想的矩形波的情況，根據(jù)電路 的特性，使特定的頻率分量的增益最小的最佳值不同。此時(shí)，需要使非重疊 區(qū)間變化來(lái)求最佳值。
另外，圖22表示在圖9所示的實(shí)施方式2的采樣混頻器200中追加了非 重疊電路的結(jié)構(gòu)。圖22所示的采樣混頻器750包括非重疊電路1500，以代 替圖16的非重疊電路1400。與DCU 204的輸出為三相的信號(hào)(SO信號(hào)、Sl 信號(hào)以及S2信號(hào))對(duì)應(yīng)地，非重疊電路1500的結(jié)構(gòu)為，從圖17所示的結(jié)構(gòu) 中刪除了"非"門1413和"與"門1423的結(jié)構(gòu)，從圖19所示的結(jié)構(gòu)中刪除了延遲單元1433、"非"門1413禾Q"與"門1423的結(jié)構(gòu)，或者從圖21所示的結(jié)構(gòu)中 刪除了延遲單元1437、延遲單元1433、選擇器1443、"非"門1413禾口"與"門 1423的結(jié)構(gòu)。
另外，圖23表示在圖10所示的實(shí)施方式3的采樣混頻器300中追加了 非重疊電路1400的結(jié)構(gòu)(采樣混頻器800)。
另外，圖24表示在圖13所示的實(shí)施方式4的采樣混頻器400中追加了 非重疊電路1400的結(jié)構(gòu)(采樣混頻器850)。
(實(shí)施方式6)
圖25是表示本發(fā)明實(shí)施方式6的無(wú)線裝置500的結(jié)構(gòu)例的方框圖。無(wú)線 裝置500例如為移動(dòng)電話、車載電話、收發(fā)器(transceiver)等。
在圖25中，無(wú)線裝置500包括天線50K雙工器502、發(fā)送單元503、 接收單元504以及信號(hào)處理單元(DSP) 505。
而且，發(fā)送單元503具有功率放大器(PA) 506和調(diào)制單元507。接收 單元504具有低噪聲放大器(LNA) 508和采樣混頻器509。
天線501通過(guò)雙工器502分別連接到發(fā)送單元503和接收單元504。雙 工器502對(duì)應(yīng)發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的各個(gè)頻帶。雙工器502如果從發(fā)送單元 503輸入信號(hào)，則使該信號(hào)中的發(fā)送信號(hào)的頻帶通過(guò)天線501并將其輸出。 另一方面，如果來(lái)自天線501的信號(hào)輸入到雙工器502，則雙工器502使該 信號(hào)中的接收信號(hào)的頻帶通過(guò)而將其輸出到接收單元504。
在信號(hào)處理單元505中，將來(lái)自接收單元504的輸出信號(hào)進(jìn)行AD變換 后，對(duì)該輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理(例如，語(yǔ)音處理、數(shù)據(jù)處理)。此外，在信 號(hào)處理單元505中，對(duì)規(guī)定的輸入信號(hào)(例如，語(yǔ)音、數(shù)據(jù))進(jìn)行信號(hào)處理 后，進(jìn)行DA變換，并將其輸出到發(fā)送單元503。另外，在圖25中將信號(hào)處 理單元505設(shè)為一個(gè)，但也可以使用多個(gè)。
假設(shè)作為采樣混頻器509使用圖7所示的實(shí)施方式1中的采樣混頻器 100。如果這樣設(shè)置，能夠適用采樣混頻器100而極為有用，該采樣混頻器 100能通過(guò)無(wú)縮減動(dòng)作來(lái)抑制因折疊分量造成的接收敏感度的劣化。另外， 作為采樣混頻器509，也可以采用實(shí)施方式2、 3、 4以及5的任一實(shí)施方式 中的采樣混頻器。
另外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了包含采樣混頻器的無(wú)線裝置的情況，但 也可以作為包含不具有采樣開(kāi)關(guān)5的離散濾波器的無(wú)線裝置。(實(shí)施方式7)
圖26是表示本發(fā)明實(shí)施方式7的無(wú)線裝置510的結(jié)構(gòu)例的方框圖。本實(shí) 施方式中，作為UHF頻帶(470MHz 770MHz)以及VHF頻帶(90MHz 108MHz、 170MHz 222MHz)地面數(shù)字電視廣播的接收用，進(jìn)行說(shuō)明。
在圖26中，無(wú)線裝置510包括天線511和513; LNA512和514;采 樣混頻器520;以及信號(hào)處理單元505。采樣混頻器520包括TA521和522; 采樣開(kāi)關(guān)523、 524、 525和526;開(kāi)關(guān)電容單元527和528;以及DCU529。 將天線511、 LNA512、 TA521、采樣開(kāi)關(guān)523和524用于UHF頻帶的接收 用，將天線513、 LNA514、 TA 522、采樣開(kāi)關(guān)525和526用于VHF頻帶的 接收用。根據(jù)從信號(hào)處理單元505輸出的UV切換信號(hào)，LNA512和514以 及TA 521和522進(jìn)行動(dòng)作的導(dǎo)通/截?cái)嗟那袚Q。采樣開(kāi)關(guān)523和524通過(guò) UHF頻帶的接收用的LOU信號(hào)和LOBU信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣開(kāi)關(guān)525和526 通過(guò)VHF頻帶的接收用的LOV信號(hào)和LOBV信號(hào)進(jìn)行采樣。從未圖示的局 部振蕩單元輸出LOU信號(hào)、LOBU信號(hào)、LOV信號(hào)以及LOBV信號(hào)。在UHF 頻帶的接收和VHF頻帶的接收的雙方之間共享開(kāi)關(guān)電容單元527和528、 DCU 529以及信號(hào)處理單元505。
接著，說(shuō)明無(wú)線裝置510的動(dòng)作。在UHF頻帶的接收時(shí)，通過(guò)UV切換 信號(hào)，LNA512和TA521的動(dòng)作導(dǎo)通，LNA514和TA522的動(dòng)作截?cái)啵琇OV 信號(hào)和LOBV信號(hào)為低信號(hào)，以將采樣開(kāi)關(guān)525和526固定為截?cái)酄顟B(tài)。因 此，將通過(guò)天線511接收到的UHF頻帶接收信號(hào)，通過(guò)LNA512進(jìn)行放大， 并將其輸入到采樣混頻器520。在采樣混頻器520中，通過(guò)TA 521對(duì)接收信 號(hào)進(jìn)行電流變換，通過(guò)采樣開(kāi)關(guān)523和524進(jìn)行采樣，通過(guò)開(kāi)關(guān)電容單元527 和528進(jìn)行濾波，并將信號(hào)輸出到信號(hào)處理單元505。同樣地，在VHF頻帶 的接收時(shí)，LNA512和TA521的動(dòng)作截?cái)?，采樣開(kāi)關(guān)523和524為截?cái)?。?通過(guò)天線513接收到的VHF頻帶接收信號(hào)，通過(guò)LNA 514進(jìn)行放大，并將 其輸入到采樣混頻器520。在采樣混頻器520中，通過(guò)TA 522對(duì)接收信號(hào)進(jìn) 行電流變換，通過(guò)采樣開(kāi)關(guān)525和526進(jìn)行采樣，通過(guò)開(kāi)關(guān)電容單元527和 528進(jìn)行濾波，并將信號(hào)輸出到信號(hào)處理單元505。
作為采樣混頻器520的開(kāi)關(guān)電容單元527和528以及DCU529，使用圖 7所示的實(shí)施方式中的開(kāi)關(guān)電容單元102和103以及DCU 104。如果這樣設(shè) 置，能夠適用采樣混頻器而極為有用，該采樣混頻器能通過(guò)無(wú)縮減動(dòng)作來(lái)抑
21制因折疊分量造成的接收敏感度的劣化。另外，作為采樣混頻器520的開(kāi)關(guān) 電容單元527和528以及DCU 529，也可以使用實(shí)施方式2、 3 、 4和5的任 一實(shí)施方式中的開(kāi)關(guān)電容單元以及DCU。另外，通過(guò)將以RF頻率進(jìn)行動(dòng)作 的LNA和TA分為UHF頻帶用和VHF頻帶用，能夠?qū)Ω鱾€(gè)頻帶最佳地設(shè)計(jì) 電路，進(jìn)而，通過(guò)將不進(jìn)行接收的頻帶的電路的動(dòng)作截?cái)?，能夠削減消耗電 流。
在2007年7月5日提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)卦?007-176920、 2007年11 月22日提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)卦?007-302678以及2008年6月26日提交的 日本專利申請(qǐng)?zhí)卦?008-167269中所包含的說(shuō)明書、附圖以及說(shuō)明書摘要所 公開(kāi)的內(nèi)容都引用于本申請(qǐng)中。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明的離散時(shí)間處理濾波器以及采樣混頻器，用于無(wú)線裝置的無(wú)線電 路時(shí)極為有用。特別適合于進(jìn)行信號(hào)的頻率變換。
權(quán)利要求
1、離散濾波器，包括控制信號(hào)生成單元，生成頻率相同而相位不同的N個(gè)控制信號(hào)，其中N為2以上的整數(shù)；以及開(kāi)關(guān)電容單元，輸入接收信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)電容單元包括相互并行地連接的N個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路，各個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路包括積分開(kāi)關(guān)和釋放開(kāi)關(guān)，并進(jìn)行包括信號(hào)的積分動(dòng)作和信號(hào)的釋放動(dòng)作的N個(gè)動(dòng)作，該積分開(kāi)關(guān)切換對(duì)電容的輸入狀態(tài)，該釋放開(kāi)關(guān)切換從電容的釋放狀態(tài)，所述N個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路基于所述N個(gè)控制信號(hào)，在相同的定時(shí)進(jìn)行互不相同的動(dòng)作。
2、 如權(quán)利要求1所述的離散濾波器，在所述開(kāi)關(guān)電容電路的動(dòng)作狀態(tài)中 包括將所述電容的電荷重置的重置動(dòng)作以及反饋動(dòng)作，并且設(shè)N-4。
3、 如權(quán)利要求1所述的離散濾波器，在所述開(kāi)關(guān)電容電路的動(dòng)作狀態(tài)中 包括反饋動(dòng)作，并且將反饋信號(hào)作為電壓。
4、 如權(quán)利要求1所述的離散濾波器，能夠?qū)λ鯪個(gè)控制信號(hào)的頻率 進(jìn)行切換。
5、 采樣混頻器，包括權(quán)利要求1所述的離散濾波器；以及采樣開(kāi)關(guān)，設(shè)置在所述離散濾波器的前級(jí)，以規(guī)定的頻率對(duì)接收信號(hào)進(jìn) 行采樣。
6、 無(wú)線裝置，包括權(quán)利要求1所述的離散濾波器；以及信號(hào)處理單元，基于所述離散濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。
7、 無(wú)線裝置，包括 權(quán)利要求5所述的采樣混頻器；以及信號(hào)處理單元，基于所述采樣混頻器的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。
8、 如權(quán)利要求1所述的離散濾波器，還包括非重疊電路，在所述N個(gè)控制信號(hào)的每一個(gè)控制信號(hào)之間設(shè)置非重疊區(qū)間。
9、 如權(quán)利要求8所述的離散濾波器，所述非重疊電路包括"與"門，輸入從所述控制信號(hào)生成單元輸出的第一控制信號(hào)經(jīng)過(guò)奇數(shù)個(gè) 的"非"門所得的信號(hào)、以及從所述控制信號(hào)生成單元輸出的第二控制信號(hào)，該離散濾波器將所述"與"門的輸出作為輸入到所述開(kāi)關(guān)電容單元的信號(hào)。
10、 采樣混頻器，包括 權(quán)利要求8所述的離散濾波器；以及采樣開(kāi)關(guān)，設(shè)置在所述離散濾波器的前級(jí)，以規(guī)定的頻率對(duì)接收信號(hào)進(jìn) 行采樣，所述非重疊電路，將所述非重疊區(qū)間設(shè)為所述采樣開(kāi)關(guān)的周期x(l-N/M)，其中M為與N不同的自然數(shù)。
11、 無(wú)線裝置，包括權(quán)利要求IO所述的采樣混頻器；以及信號(hào)處理單元，基于所述采樣混頻器的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。
全文摘要
公開(kāi)了采樣濾波器，其具有即使降低縮減數(shù)，也不需要高頻率的REF信號(hào)的電路結(jié)構(gòu)。在該采樣混頻器中，構(gòu)成為四并行的、包含Cr(7a～7d)的開(kāi)關(guān)電容電路中的各個(gè)旋轉(zhuǎn)電容器，在相同的定時(shí)進(jìn)行互不相同的四相動(dòng)作，即，“積分”、“釋放”、“重置”以及“反饋”。由此，共享用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電容電路的控制信號(hào)。因此，能夠削減DCU(104)的電路規(guī)模，即使在無(wú)縮減的動(dòng)作，也能夠使REF信號(hào)的頻率降低到與LO信號(hào)的頻率相同的頻率。
文檔編號(hào)H03D7/00GK101689832SQ200880023508
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者安倍克明, 宮野謙太郎, 細(xì)川嘉史, 齊藤典昭 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社