JP2004297165A - Analog / digital conversion circuit and communication apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analog/digital conversion circuit and a communication apparatus capable of reducing the power consumption furthermore. <P>SOLUTION: While an analog power supply voltage 120 of 2.5 V is applied to an analog circuit section 100, a digital power supply voltage 130 of 1.5 V lower than the analog power supply voltage 120 is applied to a digital circuit section 200 and a clock processing circuit 300. Further, an analog switch drive circuit 140 is provided at a position close to an analog switch circuit 105, and an analog switch drive signal 141 supplied from the clock processing circuit 300 is boosted just before the analog switch circuit 105 and fed to the analog switch circuit 105. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ/ディジタル変換回路とこのアナログ/ディジタル変換回路を備える通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
アナログ/ディジタル変換回路(以下A/D変換回路と表記する)においては、アナログ信号を扱う(以下、アナログ回路と表記する)と、ディジタル信号を扱う回路(以下、ディジタル回路と表記する)とが共通の半導体チップ上に混在する。近年の半導体デバイスは低消費電力で動作することや、高速かつ高精度に動作することなどを求められている。近年になり需要が急増している通信装置などに備えられるA/D変換回路もその例外ではない。
【0003】
A/D変換回路の消費電力を少なくするには、その電源電圧をできるだけ低くすることが有効である。事実、近年の半導体技術の進歩により、一つの半導体デバイスとしてのA/D変換回路の電源電圧は次第に低くなってきている。しかしながら、A/D変換回路内のアナログ回路とディジタル回路とにそれぞれ着目すると、低電源電圧化のための技術的困難さが両者で異なる。
【0004】
すなわち、クロック処理回路やディジタル出力信号処理部に一般に用いられる相補型電界効果トランジスタの動作電源電圧は、下記非特許文献1に述べられているように1997年には3.3V、2001年には1.5V、2012年には0.6V、というように、将来に渡り更に大きく低下することが予想される。
【0005】
一方、アナログ回路の動作電源電圧を下げると増幅器の利得が低くなり、信号/雑音比が劣化して高速かつ高精度の動作が妨げられるという問題がある。また、アナログスイッチ回路のON抵抗が増えスイッチのオン/オフが困難になるという問題もある。よって、現在の半導体技術では、ディジタル回路に対してアナログ回路の低電源電圧化は困難であるといえる。
【0006】
このようにアナログ回路の動作電圧を低くすることが困難であるので、既存のA/D変換回路の多くは、例えば下記非特許文献1に開示されるように回路全体を1つの電源電圧で動作させる構成をとる。しかしながらこのような構成では、ディジタル回路に本来必要な値よりも高い駆動電圧が供給されるため、動作速度の低下など種々の弊害が及ぼされる。
【0007】
一部のA/D変換回路では、アナログ回路とディジタル回路とで動作電源電圧を変えるようにしている(例えば下記特許文献1を参照)。この文献の図63には、ディジタル回路用の電源電圧をアナログ回路用の電源電圧よりも低くすることで全体としての消費電力の低減を促す構成が開示されている。
【0008】
しかしながらこの文献の内容からは、特にクロック信号やクロック処理回路の扱いに関する詳細を読み取ることができない。図63を見る限り、タイミング発生回路32で生成されたクロック信号は、アナログ回路201の外部にあるレベルコンバータ30により5V程度にまで昇圧されてアナログ回路201内に入力されている。すなわち、クロック信号がアナログ回路201の外で昇圧されたうえでアナログ回路201に供給される構成である。このことは、アナログ回路201内のアナログスイッチ回路などに至るまでに、振幅の大きなアナログスイッチ駆動信号が比較的長い経路を辿ることを意味し、よって回路配線間の寄生容量などに起因する消費電力が大きくなる虞が有る。
【0009】
【特許文献1】
特開平6−283980(例えば段落番号[0373]〜[0379]、図63)
【0010】
【非特許文献1】
アイ・エス・エス・シー・シー、1999年,599頁〜606頁(IEEE Journal of Solid State Circuits Vol.34 No.5 May.1999、p599〜p606 A 1.5−V,10−bit,14.3−MS/s CMOS Pipeline Analog−to−Digital Converter)
【0011】
【非特許文献2】
アイ・エス・エス・シー・シー、1995年、166頁〜172頁(IEEE Journal of Solid State Circuits Vol.30 No.3 Mar.1995、p166〜p172 A 10 b,20 Msample/s, 35mW Pipeline A/D Converter)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように従来のA/D変換回路は、動作電力の消費量が比較的大きいという不具合を有する。
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、消費電力のさらなる低減を図り得るアナログ/ディジタル変換回路および通信装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係わるアナログ/ディジタル変換回路は、第1の動作電源電圧(例えばアナログ用電源電圧120から供給される2.5Vの電圧)のもとで動作するアナログ回路(例えばアナログ回路部100)と、前記第1の動作電源電圧よりも低い第2の動作電源電圧(例えばディジタル用電源電圧130から供給される1.5Vの電圧)のもとで動作し、前記アナログ回路に供給するためのクロック信号を生成するクロック回路(例えばクロック処理回路300)とを具備し、前記アナログ回路は、入力されるアナログ信号をディジタル変換するアナログ処理部(例えばアナログ信号処理部101)と、このアナログ処理部の動作を制御するアナログスイッチ部(例えばアナログスイッチ回路105)と、前記クロック信号を昇圧して当該アナログスイッチ部のオン/オフを制御する駆動信号を生成するスイッチ駆動部(例えばアナログスイッチ駆動回路104)とを備えることを特徴とする。
【0014】
このような手段を講じることにより、アナログ回路とクロック回路とを、それぞれ必要最低限の電圧で駆動することができ、これにより消費電力の低減が図られる。アナログ回路、およびクロック回路を駆動する電圧はアナログ/ディジタル変換回路の内部で生成しても良いし、外部から供給するようにしても良い。
【0015】
さらに本発明では、スイッチ駆動部によりクロック信号が昇圧され、アナログスイッチ部をオン/オフ制御するための駆動信号が生成される。このような構成においてスイッチ駆動部を好ましくはアナログスイッチ部に近接して配置することにより、昇圧後の駆動信号が通過する回路配線の長さが最小限に抑えられ、配線間の寄生容量などに起因する電力消費を最小限にできる。従って、消費電力をさらに低く抑えることが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明に係わるA/D変換回路を備える通信装置の実施の形態を示すブロック図である。この通信装置は、64QAMや256QAMなどの、多値QAM変調方式を採用するシステムに適用される。この通信装置は、アンテナ40と、ハイブリッド回路50と、受信装置10と、送信装置20と、制御部19とを備える。送信装置20に与えられる送信信号は多値QAM変調され、ハイブリッド回路50を介してアンテナ40から出力される。アンテナ40に到来する多値QAM変調信号はハイブリッド回路50を介して受信装置10に与えられ、復調された受信信号が出力される。
【0017】
受信装置10は、高周波受信回路(RF/IF)12と、直交復調器13と、A/D変換回路14−1、14−2と、リサンプラ15−1、15−2と、適応等化器16−1、16−2と、キャリア(搬送波)再生部17−1、17−2と、復号処理部18とを備える。
【0018】
アンテナ40に到来するQAM変調信号は、高周波受信回路(RF/IF)12においてフィルタリングおよび低雑音増幅されたのち周波数変換され、中間周波数信号に変換される。この中間周波数信号は、フィルタリング処理およびAGC処理などが施されて、直交復調器13に入力される。
【0019】
直交復調器13に与えられた中間周波数信号は直交復調され、互いに直交するIチャネル(I−ch)およびQチャネル(Q−ch)の複素ベースバンド信号が出力される。各チャネルのベースバンド信号は、それぞれA/D変換回路14−1、14−2に入力され、ディジタル信号に変換される。
【0020】
各チャネルのディジタル信号は、それぞれリサンプラ15−1、15−2に入力され、所定のサンプリングレートおよびサンプリングタイミングでリサンプルされて互いの同期がとられる。これにより、A/D変換回路14−1、14−2のサンプリングレートを任意に設計することが可能になる。
【0021】
リサンプラ15−1、15−2の出力は、それぞれ適応等化器16−1、16−2に与えられ、遅延歪みを補償して符号間干渉を低減するための処理が施される。適応等化器16−1、16−2の出力は、それぞれキャリア再生部17−1、17−2に与えられ、再生されたキャリアによりベースバンドに落とされ、残留キャリア成分(キャリア周波数誤差)および位相オフセットが取り除かれる。そうして、得られた複素ベースバンド信号は復号処理部18においてQAM復号される。
【0022】
リサンプラ15−1,15−2におけるリサンプルタイミングやサンプリング周波数、適応等化器16−1,16−2における入出力タイミングやタップ係数の更新処理、キャリア再生部17−1,17−2における入出力タイミングおよび再生方法などは、制御部19においてフレキシブルに制御される。制御部19は、例えばDSP(Digital Signal Processor)やFPGA(Field Programmable Gate Array)、PLD(Programmable Logic Device)などの書き換え可能なデバイスによって実現され、パラメータや制御内容などを容易に変更できる。
【0023】
適応等化器16−1,16−2は、ディジタル信号領域にある信号を取り扱うためシフトレジスタやMAC(積和演算器)などを備えて実現される。シフトレジスタのタップ数はシステム仕様に合わせて最適化される。
【0024】
図2は、本発明に係わるA/D変換回路の実施の形態を示す回路ブロック図である。このA/D変換回路は集積化された半導体チップなどとして実現され、例えば図1の通信装置におけるA/D変換回路14−1、14−2として好適に利用され得る。
【0025】
図2のA/D変換回路は、アナログ回路部100と、ディジタル回路部200と、クロック処理回路300とを備える。このうちアナログ回路部100には、2.5Vのアナログ用電源電圧120が供給される。ディジタル回路部200、クロック処理回路300には、1.5Vのディジタル用電源電圧130が供給される。
【0026】
アナログ回路部100は、アナログ信号処理部101と、アナログスイッチ回路105と、アナログスイッチ駆動回路104とを備える。アナログスイッチ駆動回路104はアナログスイッチ回路105に近接して、好ましくはアナログスイッチ回路105に隣接する位置にパターン形成される。
【0027】
ディジタル回路部200は、ディジタル信号処理部102を備える。クロック処理回路300は、アナログスイッチ駆動信号141をアナログスイッチ駆動回路104に供給する。
【0028】
図2において、例えば1VのPP(Peak to Peak)電圧を持つアナログ信号110がアナログ回路部100に入力されると、このアナログ信号110はアナログ信号処理部101によりディジタル変換されてディジタル回路部200に入力される。ディジタル回路部200のディジタル信号処理部102は、アナログ信号処理部101からのディジタル信号に対して所定のコード変換処理を施し、ディジタル信号111として出力する。
【0029】
クロック処理回路300は、外部から入力される1.5Vの入力クロック信号140に対してクロックタイミング制御、およびノンオーバーラップなどの処理を施してアナログスイッチ駆動信号141を生成し、これをアナログスイッチ駆動回路104に供給する。生成されたアナログスイッチ駆動信号141の電圧は、1.5Vとなる。
【0030】
アナログスイッチ駆動回路104は、アナログスイッチ駆動信号141をほぼアナログ用電源電圧120の電圧値、すなわち2.5V程度にまで昇圧してアナログスイッチ駆動信号142を生成する。アナログスイッチ駆動信号142は、近接するアナログスイッチ回路105に対して最小限の配線経路を経て供給され、アナログスイッチ回路105のオン/オフを制御する。
【0031】
図3は、図2のアナログスイッチ駆動回路104の一構成例を示す回路図である。この回路は、各々のゲートが互いのドレインにそれぞれ接続される二つのPチャネル電界効果トランジスタ301,302を備える。Pチャネル電界効果トランジスタ301,302のソースには、いずれも2.5Vのアナログ用電源電圧120が供給される。
【0032】
Pチャネル電界効果トランジスタ301のドレインにはNANDゲート303が接続され、その接続点を出力ノード360とする。Pチャネル電界効果トランジスタ302のドレインにはANDゲート304が接続され、その接続点を出力ノード361とする。
【0033】
NANDゲート303は、出力ノード360にドレインが接続されるNチャネル電界効果トランジスタ305と、このNチャネル電界効果トランジスタ305のソースにドレインが接続され、ソースが接地されるNチャネル電界効果トランジスタ306とを備える。ANDゲート304は、いずれもドレインが出力ノード361に接続され、ソースが接地される二つのNチャネル電界効果トランジスタ307,308を備える。
【0034】
このうちNチャネル電界効果トランジスタ305,307のゲートをそれぞれ入力ノード340,341とする。またNチャネル電界効果トランジスタ306,308のゲートをそれぞれ入力ノード350,351とする。
【0035】
入力ノード340,341には、図2のクロック処理回路300からのアナログスイッチ駆動信号141の非反転信号、および反転信号をそれぞれ入力する。入力ノード350,351には、図2のアナログ信号処理部101からディジタル信号処理部102を経由するディジタル信号112の非反転信号、および反転信号をそれぞれ入力する。
【0036】
次に、図3の構成における作用を複数のケースに分けて説明する。
[ケース1] 入力ノード340,350にディジット「1」が入力される場合
この場合、Nチャネル電界効果トランジスタ305,306がターンオンし、出力ノード360は約0Vになる。すると、Pチャネル電界効果トランジスタ302は、ゲート−ソース間電圧が大きくなりターンオンし、よって出力ノード361は約2.5Vになる。また、入力ノード341,351にはディジット「0」が入力される。よってNチャネル電界効果トランジスタ307,308はターンオフし、かつ、Pチャネル電界効果トランジスタ301はゲート−ソース間電圧が小さくターンオフする。これにより出力ノード360,361の電圧が保たれる。
【0037】
[ケース2] 入力ノード340,350にディジット「0」が入力される場合
この場合、入力ノード341,351にディジット「1」が入力されるので、Nチャネル電界効果トランジスタ307,308がターンオンし、出力ノード361が約0Vになる。すると、Pチャネル電界効果トランジスタ301は、ゲート−ソース間電圧が大きくなりターンオンし、よって出力ノード360は約2.5Vになる。また、Nチャネル電界効果トランジスタ305,306はターンオフし、かつ、Pチャネル電界効果トランジスタ302はゲート−ソース間電圧が小さくターンオフする。これにより出力ノード360,361の電圧が保たれる。
【0038】
[ケース3] 入力ノード340にディジット「0」が入力され、入力ノード350にディジット「1」が入力される場合
この場合、入力ノード341にディジット「1」が入力されるので、Nチャネル電界効果トランジスタ307がターンオンし、出力ノード361が約0Vになる。すると、Pチャネル電界効果トランジスタ301は、ゲート−ソース間電圧が大きくなりターンオンし、よって出力ノード360は約2.5Vになる。また、Nチャネル電界効果トランジスタ305はターンオフし、かつ、Pチャネル電界効果トランジスタ302はゲート−ソース間電圧が小さくターンオフする。これにより、出力ノード360,361の電圧が保たれる。
【0039】
[ケース4] 入力ノード340にディジット「1」が入力され、入力ノード350にディジット「0」が入力される場合
この場合、入力ノード351にディジット「1」が入力されるので、Nチャネル電界効果トランジスタ308がターンオンし、出力ノード361が約0Vになる。すると、Pチャネル電界効果トランジスタ301は、ゲート−ソース間電圧が大きくなりターンオンし、よって出力ノード360は約2.5Vになる。また、Nチャネル電界効果トランジスタ306はターンオフし、かつ、Pチャネル電界効果トランジスタ302はゲート−ソース間電圧が小さくターンオフする。これにより、出力ノード360,361の電圧が保たれる。
【0040】
[ケース1]〜[ケース4]の結果からわかるように、入力ノード340,350から入力される信号に対し否定論理積(NAND)演算が施され、その結果が出力ノード360から出力される。また入力ノード340,350から入力される信号に対し論理積(AND)演算が施され、その結果が出力ノード361から出力される。さらに、入力信号の電圧が1.5Vから2.5Vに昇圧される。
【0041】
従って図3の構成によれば、入力ノード350,351から入力されるディジタル出力信号112の状態(すなわち「0」であるかまたは「1」であるか)に応じて、出力ノード360,361からアナログスイッチ駆動信号141を出力するか否かを選択することが可能になる。つまり、アナログスイッチ回路105のオン/オフ動作を行なうか否かを制御することができる。これにより、例えばパイプライン型A/D変換回路やデルタシグマ回路内におけるD/A変換回路のアナログスイッチ回路を選択するために図3の回路を利用することで、回路規模を小さくすることが可能になる。
【0042】
以上述べたように本実施形態では、アナログ回路部100に2.5Vのアナログ用電源電圧120を供給するのに対し、ディジタル回路部200とクロック処理回路300とに、これより低い1.5Vのディジタル用電源電圧130を供給する。また、アナログスイッチ回路105に近接する位置にアナログスイッチ駆動回路104を設け、クロック処理回路300から供給されるアナログスイッチ駆動信号141をアナログスイッチ回路105に至る直前で昇圧してアナログスイッチ回路105に供給するようにしている。
【0043】
このようにしたので、ディジタル用電源電圧130と同じ1.5Vによりクロック処理回路300が駆動され、ディジタル回路部100、クロック処理回路300とに必要最小限の電圧が供給されることで電力消費量を最小限に抑圧することができる。
【0044】
また、アナログスイッチ駆動信号141が、1.5Vのままアナログスイッチ回路105の直前まで回路配線上を伝搬する。このためアナログ回路部100において2.5V振幅のアナログスイッチ駆動信号141が伝搬する回路配線の長さを、既存のA/D変換回路に比べて著しく短くすることができる。従って、回路配線間の寄生容量などによる消費電力を低減でき、電力消費量をさらに抑圧することができる。
【0045】
また本実施形態に係わるアナログスイッチ駆動回路104は、それぞれソースにアナログスイッチ駆動信号141が供給され各々のゲートが互いのドレインに接続されるPチャネル電界効果トランジスタ301,302を備え、Pチャネル電界効果トランジスタ301のドレインにNANDゲート303を接続し、Pチャネル電界効果トランジスタ302のドレインにANDゲート304を接続するようにした。
【0046】
このような構成によれば、アナログスイッチ駆動信号141を、アナログスイッチ回路105をオン/オフ制御するために必要な電圧にまで昇圧することと、ディジタル出力信号112の状態に応じてアナログスイッチ回路104を選択することとが、一つのアナログスイッチ駆動回路104の回路内で実現できる。これによりA/D変換回路の回路構成を簡略化することが可能になる。
【0047】
(アナログスイッチ駆動回路104の変形例1)
図4は、図2のアナログスイッチ駆動回路104に関して、他の構成例を示す回路図である。この回路は、各々のゲートが互いのドレインにそれぞれ接続される二つのPチャネル電界効果トランジスタ401,402を備える。Pチャネル電界効果トランジスタ401,402のソースには、いずれも2.5Vのアナログ用電源電圧120が供給される。
【0048】
Pチャネル電界効果トランジスタ401,402のドレインには、いずれもXORゲート403およびXNORゲート404が接続される。XORゲート403は、Nチャネル電界効果トランジスタ405,406,407を備え、XNORゲート404は、Nチャネル電界効果トランジスタ408,409,410を備える。
【0049】
このうちNチャネル電界効果トランジスタ405,409のドレインは、いずれもPチャネル電界効果トランジスタ401のドレインに接続される。Nチャネル電界効果トランジスタ406,408のドレインは、いずれもPチャネル電界効果トランジスタ402のドレインに接続される。
【0050】
Nチャネル電界効果トランジスタ405,406のソースは、いずれもNチャネル電界効果トランジスタ407のドレインに接続される。Nチャネル電界効果トランジスタ407のソースは接地される。
【0051】
Nチャネル電界効果トランジスタ408,409のソースは、いずれもNチャネル電界効果トランジスタ410のドレインに接続される。Nチャネル電界効果トランジスタ410のソースは接地される。
【0052】
さらに、Nチャネル電界効果トランジスタ405,408のゲートは互いに接続され、この接続点を入力ノード440とする。Nチャネル電界効果トランジスタ406,409のゲートは互いに接続され、この接続点を入力ノード441とする。Nチャネル電界効果トランジスタ407,410のゲートをそれぞれ入力ノード450,451とする。また、Pチャネル電界効果トランジスタ401のドレインに出力ノード460を接続し、Pチャネル電界効果トランジスタ402のドレインに出力ノード461を接続する。
【0053】
入力ノード440,441には、図2のクロック処理回路300からのアナログスイッチ駆動信号141の非反転信号、および反転信号をそれぞれ入力する。入力ノード450,451には、図2のアナログ信号処理部101からディジタル信号処理部102を経由するディジタル信号112の非反転信号、および反転信号をそれぞれ入力する。
【0054】
次に、図4の構成における作用を複数のケースに分けて説明する。
[ケース1] 入力ノード440,450にディジット「1」が入力される場合
この場合、Nチャネル電界効果トランジスタ405,407がターンオンし、出力ノード460は約0Vになる。すると、Pチャネル電界効果トランジスタ402は、ゲート−ソース間電圧が大きくなりターンオンし、よって出力ノード461は約2.5Vになる。また、入力ノード441,451にはディジット「0」が入力される。よってNチャネル電界効果トランジスタ406,410はターンオフし、かつ、Pチャネル電界効果トランジスタ401はゲート−ソース間電圧が小さくターンオフする。これにより出力ノード460,461の電圧が保たれる。
【0055】
[ケース2] 入力ノード440,450にディジット「0」が入力される場合
この場合、入力ノード441,451にディジット「1」が入力されるので、Nチャネル電界効果トランジスタ409,410がターンオンし、出力ノード460が約0Vになる。すると、Pチャネル電界効果トランジスタ402は、ゲート−ソース間電圧が大きくなりターンオンし、よって出力ノード461は約2.5Vになる。また、Nチャネル電界効果トランジスタ406,408はターンオフし、かつ、Pチャネル電界効果トランジスタ401はゲート−ソース間電圧が小さくターンオフする。これにより出力ノード460,461の電圧が保たれる。
【0056】
[ケース3] 入力ノード440にディジット「0」が入力され、入力ノード450にディジット「1」が入力される場合
この場合、入力ノード441にディジット「1」が入力されるので、Nチャネル電界効果トランジスタ406,407がターンオンし、出力ノード461が約0Vになる。すると、Pチャネル電界効果トランジスタ401は、ゲート−ソース間電圧が大きくなりターンオンし、よって出力ノード460は約2.5Vになる。また、Nチャネル電界効果トランジスタ405はターンオフし、かつ、入力ノード451にディジット「0」が入力されているためNチャネル電界効果トランジスタ410はターンオフし、かつ、Pチャネル電界効果トランジスタ401はゲート−ソース間電圧が小さくターンオフする。これにより、出力ノード460,461の電圧が保たれる。
【0057】
[ケース4] 入力ノード440にディジット「1」が入力され、入力ノード450にディジット「0」が入力される場合
この場合、入力ノード451にディジット「1」が入力されるので、Nチャネル電界効果トランジスタ408,410がターンオンし、出力ノード461が約0Vになる。すると、Pチャネル電界効果トランジスタ401は、ゲート−ソース間電圧が大きくなりターンオンし、よって出力ノード460は約2.5Vになる。また、Nチャネル電界効果トランジスタ407はターンオフし、かつ、入力ノード441にディジット「0」が入力されているためNチャネル電界効果トランジスタ409はターンオフし、かつ、Pチャネル電界効果トランジスタ402はゲート−ソース間電圧が小さくターンオフする。これにより、出力ノード460,461の電圧が保たれる。
【0058】
[ケース1]〜[ケース4]の結果からわかるように、入力ノード440,450から入力される信号に対し排他的論理和(XOR)演算が施され、その結果が出力ノード460から出力される。また入力ノード440,450から入力される信号に対し否定排他的論理和(XNOR)演算が施され、その結果が出力ノード461から出力される。さらに、入力信号の電圧が1.5Vから2.5Vに昇圧される。
【0059】
従って図4の構成によっても、入力ノード450,451から入力されるディジタル出力信号112の状態に応じてアナログスイッチ駆動信号141を出力するか否かを選択することが可能になる。これにより図3の構成と同様の効果を得ることが可能になる。
【0060】
(アナログスイッチ駆動回路104の変形例2)
図5は、図2のアナログスイッチ駆動回路104の別の構成例を示す回路図である。この回路は、各々のゲートが互いのドレインにそれぞれ接続される二つのPチャネル電界効果トランジスタ501,502を備える。Pチャネル電界効果トランジスタ501,502のソースには、いずれも2.5Vのアナログ用電源電圧120が供給される。
【0061】
Pチャネル電界効果トランジスタ501のドレインには、NOTゲートとしてのNチャネル電界効果トランジスタ503のドレインが接続される。このNチャネル電界効果トランジスタ503のソースは接地され、ゲートは入力ノード540に接続される。またPチャネル電界効果トランジスタ502のドレインには、NOTゲートとしてのNチャネル電界効果トランジスタ504のドレインが接続される。このNチャネル電界効果トランジスタ504のソースは接地され、ゲートは入力ノード541に接続される。さらに、Pチャネル電界効果トランジスタ501,502の各ドレインにそれぞれ出力ノード560,561を接続する。
【0062】
入力ノード540,541には、図2のクロック処理回路300からのアナログスイッチ駆動信号141の非反転信号、および反転信号をそれぞれ入力する。出力ノード560,561から出力される信号は、図2のアナログスイッチ駆動回路104に入力される。
【0063】
次に、図5の構成における作用を二つのケースに分けて説明する。
[ケース1] 入力ノード540にディジット「1」が入力される場合
この場合、Nチャネル電界効果トランジスタ503がターンオンし、出力ノード560が約0Vになる。すると、Pチャネル電界効果トランジスタ502は、ゲート−ソース間電圧が大きくなりターンオンし、よって出力ノード561は約2.5Vになる。また、入力ノード541にはディジット「0」が入力されるためNチャネル電界効果トランジスタ504はターンオフする。またPチャネル電界効果トランジスタ501はゲート−ソース間電圧が小さく、ターンオフする。これにより、出力ノード560,561の電圧が保たれる。
[ケース2] 入力ノード540にディジット「0」が入力される場合
この場合、出力ノード560は約2.5V、出力ノード561は約0Vになる。
【0064】
[ケース1],[ケース2]の結果からわかるように、入力ノード540から入力される信号に対し否定(NOT)演算が施され、その結果が出力ノード560から出力される。また入力ノード541から入力される信号がそのまま出力ノード561から出力される。入力信号の電圧が1.5Vから2.5Vに昇圧される。
【0065】
従って図5の構成によれば、入力ノード540,541から入力されるアナログスイッチ駆動信号141の状態に応じて、アナログスイッチ駆動信号141それ自身を出力するか否かを選択することが可能になる。これによっても、図3および図4の構成と同様の効果を得ることが可能になる。
【0066】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば図2において、アナログ用電源電圧120およびディジタル用電源電圧130の電圧は、それぞれ複数の電圧源および電圧値を用いても良い。また、ディジタル回路部200の動作電圧とクロック処理回路300の動作電圧とを異ならせても良い。
【0067】
また図3〜図5の各論理ゲートの構成は図示したものに限らず、必要に応じて、論理演算可能な他の回路を使用してもよい。このように、本発明は様々な実施の形態を包含し得る。従って本発明は、上記の開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定され得る。また上記実施形態における開示の一部をなす記述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではなく、上記の開示から、当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が理解されると思われる。
【0068】
すなわち、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【0069】
【発明の効果】
以上詳しく述べたように本発明によれば、消費電力のさらなる低減を図り得るアナログ/ディジタル変換回路および通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるA/D変換回路を備える通信装置の実施の形態を示すブロック図。
【図2】本発明に係わるA/D変換回路の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図3】図2のアナログスイッチ駆動回路104の一構成例を示す回路図。
【図4】図2のアナログスイッチ駆動回路104の他の構成例を示す回路図。
【図5】図2のアナログスイッチ駆動回路104の別の構成例を示す回路図。
【符号の説明】
10…受信装置、12…高周波受信回路、13…直交復調器、14−1,14−2…アナログ/ディジタル(A/D)変換回路、15−1,15−2…リサンプラ、16−1,16−2…適応等化器、17−1,17−2…キャリア再生部、18…復号処理部、19…制御部、20…送信装置、30…レベルコンバータ、32…タイミング発生回路、40…アンテナ、50…ハイブリッド回路、100…アナログ回路部、101…アナログ信号処理部、102…ディジタル信号処理部、104…アナログスイッチ駆動回路、105…アナログスイッチ回路、120…アナログ用電源電圧、130…ディジタル用電源電圧、200…ディジタル回路部、201…アナログ回路、300…クロック処理回路、301,302…Pチャネル電界効果トランジスタ、303…NANDゲート、304…ANDゲート、305〜308…Nチャネル電界効果トランジスタ、340,341,350,351…入力ノード、360,361…出力ノード、401,402…Pチャネル電界効果トランジスタ、403…XORゲート、404…XNORゲート、405〜410…Nチャネル電界効果トランジスタ、440,441,450,451…入力ノード、460,461…出力ノード、501,502…Pチャネル電界効果トランジスタ、503,504…Nチャネル電界効果トランジスタ、540,541…入力ノード、560,561…出力ノード
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an analog / digital conversion circuit and a communication device including the analog / digital conversion circuit.
[0002]
[Prior art]
In an analog / digital conversion circuit (hereinafter, referred to as an A / D conversion circuit), a circuit for handling an analog signal (hereinafter, referred to as an analog circuit) and a circuit for handling a digital signal (hereinafter, referred to as a digital circuit) are provided. Mixed on a common semiconductor chip. In recent years, semiconductor devices are required to operate with low power consumption, operate at high speed and with high accuracy, and the like. A / D conversion circuits provided in communication devices and the like, whose demand has been rapidly increasing in recent years, are no exception.
[0003]
In order to reduce the power consumption of the A / D conversion circuit, it is effective to lower the power supply voltage as much as possible. In fact, the power supply voltage of an A / D conversion circuit as one semiconductor device has been gradually reduced due to recent advances in semiconductor technology. However, focusing on the analog circuit and the digital circuit in the A / D conversion circuit, respectively, the technical difficulty for lowering the power supply voltage differs between the two.
[0004]
That is, the operating power supply voltage of the complementary field effect transistor generally used for the clock processing circuit and the digital output signal processing unit is 3.3 V in 1997 and 2001 as described in Non-Patent Document 1. It is expected that the voltage will drop further in the future, such as 1.5 V and 0.6 V in 2012.
[0005]
On the other hand, when the operating power supply voltage of the analog circuit is lowered, the gain of the amplifier is lowered, and the signal / noise ratio is degraded, which hinders high-speed and high-precision operation. Another problem is that the ON resistance of the analog switch circuit increases and it is difficult to turn on / off the switch. Therefore, it can be said that it is difficult for the current semiconductor technology to reduce the power supply voltage of the analog circuit with respect to the digital circuit.
[0006]
Since it is difficult to lower the operating voltage of the analog circuit as described above, many of the existing A / D conversion circuits operate the entire circuit with one power supply voltage as disclosed in, for example, Non-Patent Document 1 below. Take the configuration to make it. However, in such a configuration, since a drive voltage higher than the originally required value is supplied to the digital circuit, various adverse effects such as a decrease in operation speed are exerted.
[0007]
In some A / D conversion circuits, the operating power supply voltage is changed between an analog circuit and a digital circuit (for example, see Patent Document 1 below). FIG. 63 of this document discloses a configuration in which the power supply voltage for a digital circuit is made lower than the power supply voltage for an analog circuit to promote a reduction in overall power consumption.
[0008]
However, it is not possible to read in detail the handling of clock signals and clock processing circuits from the contents of this document. As shown in FIG. 63, the clock signal generated by the timing generation circuit 32 is boosted to about 5 V by the level converter 30 outside the analog circuit 201 and is input into the analog circuit 201. That is, the clock signal is boosted outside the analog circuit 201 and then supplied to the analog circuit 201. This means that the analog switch drive signal having a large amplitude follows a relatively long path before reaching the analog switch circuit or the like in the analog circuit 201, and therefore, the power consumption caused by the parasitic capacitance between circuit wirings and the like. May increase.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-6-283980 (for example, paragraph numbers [0373] to [0379], FIG. 63)
[0010]
[Non-patent document 1]
ISSC, 1999, pp. 599-606 (IEEE Journal of Solid State Circuits Vol. 34 No. 5 May. 1999, p599-p606 A 1.5-V, 10-bit, 14). .3-MS / s CMOS Pipeline Analog-to-Digital Converter)
[0011]
[Non-patent document 2]
ISSC, 1995, pp. 166-172 (IEEE Journal of Solid State Circuits Vol. 30 No. 3 Mar. 1995, p166-p172 A 10b, 20 Msample / s, 35mW Pi. / D Converter)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional A / D conversion circuit has a disadvantage that the operation power consumption is relatively large.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an analog / digital conversion circuit and a communication device capable of further reducing power consumption.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an analog / digital conversion circuit according to the present invention comprises an analog circuit operating under a first operating power supply voltage (for example, 2.5 V supplied from an analog power supply voltage 120). For example, the analog circuit unit 100) operates under a second operating power supply voltage (for example, a voltage of 1.5 V supplied from the digital power supply voltage 130) lower than the first operating power supply voltage, and A clock circuit (for example, a clock processing circuit 300) that generates a clock signal to be supplied to the circuit, wherein the analog circuit converts an input analog signal into a digital signal (for example, the analog signal processing unit 101). An analog switch unit (for example, an analog switch circuit 105) for controlling the operation of the analog processing unit; Boosts the click signal, characterized in that it comprises a switch driver for generating a driving signal for controlling on / off the analog switch section (e.g., the analog switch drive circuit 104).
[0014]
By taking such measures, the analog circuit and the clock circuit can be respectively driven at the minimum necessary voltage, thereby reducing power consumption. The voltage for driving the analog circuit and the clock circuit may be generated inside the analog / digital conversion circuit or may be supplied from outside.
[0015]
Further, in the present invention, the clock signal is boosted by the switch drive unit, and a drive signal for controlling on / off of the analog switch unit is generated. In such a configuration, by arranging the switch drive unit preferably near the analog switch unit, the length of the circuit wiring through which the boosted drive signal passes is minimized, and the parasitic capacitance between the wirings is reduced. The resulting power consumption can be minimized. Therefore, power consumption can be further reduced.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a communication device including an A / D conversion circuit according to the present invention. This communication apparatus is applied to a system employing a multi-level QAM modulation scheme such as 64QAM or 256QAM. This communication device includes an antenna 40, a hybrid circuit 50, a receiving device 10, a transmitting device 20, and a control unit 19. The transmission signal provided to the transmission device 20 is subjected to multi-level QAM modulation and output from the antenna 40 via the hybrid circuit 50. The multi-level QAM modulated signal arriving at antenna 40 is provided to receiving apparatus 10 via hybrid circuit 50, and a demodulated received signal is output.
[0017]
The receiving apparatus 10 includes a high-frequency receiving circuit (RF / IF) 12, a quadrature demodulator 13, A / D conversion circuits 14-1 and 14-2, resamplers 15-1 and 15-2, and an adaptive equalizer. 16-1 and 16-2, carrier (carrier) reproducing units 17-1 and 17-2, and a decoding processing unit 18.
[0018]
The QAM modulated signal arriving at the antenna 40 is filtered and low-noise-amplified in a high-frequency receiving circuit (RF / IF) 12, frequency-converted, and converted to an intermediate frequency signal. This intermediate frequency signal is subjected to filtering processing, AGC processing, and the like, and is input to the quadrature demodulator 13.
[0019]
The intermediate frequency signal supplied to the quadrature demodulator 13 is quadrature-demodulated, and a mutually orthogonal I-channel (I-ch) and Q-channel (Q-ch) complex baseband signal is output. The baseband signals of each channel are input to A / D conversion circuits 14-1 and 14-2, respectively, and are converted into digital signals.
[0020]
The digital signals of each channel are input to resamplers 15-1 and 15-2, respectively, resampled at a predetermined sampling rate and sampling timing, and synchronized with each other. This makes it possible to arbitrarily design the sampling rates of the A / D conversion circuits 14-1 and 14-2.
[0021]
Outputs of the resamplers 15-1 and 15-2 are supplied to adaptive equalizers 16-1 and 16-2, respectively, and subjected to processing for compensating delay distortion and reducing intersymbol interference. Outputs of the adaptive equalizers 16-1 and 16-2 are supplied to carrier reproducing units 17-1 and 17-2, respectively, are dropped to baseband by the reproduced carriers, and residual carrier components (carrier frequency errors) and The phase offset is removed. Then, the obtained complex baseband signal is subjected to QAM decoding in the decoding processing unit 18.
[0022]
Update processing of resampling timings and sampling frequencies in resamplers 15-1 and 15-2, input / output timings and tap coefficients in adaptive equalizers 16-1 and 16-2, input processing in carrier reproducing units 17-1 and 17-2. The output timing and the reproduction method are flexibly controlled by the control unit 19. The control unit 19 is realized by a rewritable device such as a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), and a PLD (Programmable Logic Device), and can easily change parameters and control contents.
[0023]
The adaptive equalizers 16-1 and 16-2 are realized by including a shift register, a MAC (product-sum operation unit) and the like for handling signals in the digital signal domain. The number of taps in the shift register is optimized according to the system specifications.
[0024]
FIG. 2 is a circuit block diagram showing an embodiment of the A / D conversion circuit according to the present invention. This A / D conversion circuit is realized as an integrated semiconductor chip or the like, and can be suitably used as, for example, the A / D conversion circuits 14-1 and 14-2 in the communication device of FIG.
[0025]
The A / D conversion circuit in FIG. 2 includes an analog circuit section 100, a digital circuit section 200, and a clock processing circuit 300. The analog power supply voltage 120 of 2.5 V is supplied to the analog circuit section 100. A digital power supply voltage of 1.5 V is supplied to the digital circuit section 200 and the clock processing circuit 300.
[0026]
The analog circuit section 100 includes an analog signal processing section 101, an analog switch circuit 105, and an analog switch drive circuit 104. The analog switch drive circuit 104 is patterned near the analog switch circuit 105, preferably at a position adjacent to the analog switch circuit 105.
[0027]
The digital circuit unit 200 includes a digital signal processing unit 102. The clock processing circuit 300 supplies the analog switch drive signal 141 to the analog switch drive circuit 104.
[0028]
In FIG. 2, when an analog signal 110 having a PP (Peak to Peak) voltage of, for example, 1 V is input to the analog circuit unit 100, the analog signal 110 is converted into a digital signal by an analog signal processing unit 101, and is converted to a digital circuit unit 200. Is entered. The digital signal processing unit 102 of the digital circuit unit 200 performs a predetermined code conversion process on the digital signal from the analog signal processing unit 101 and outputs the digital signal as a digital signal 111.
[0029]
The clock processing circuit 300 performs processing such as clock timing control and non-overlap on an externally input 1.5 V input clock signal 140 to generate an analog switch drive signal 141, and converts the analog switch drive signal 141 into an analog switch drive signal. The signal is supplied to the circuit 104. The voltage of the generated analog switch drive signal 141 becomes 1.5V.
[0030]
The analog switch drive circuit 104 generates the analog switch drive signal 142 by boosting the analog switch drive signal 141 to almost the voltage value of the analog power supply voltage 120, that is, about 2.5V. The analog switch drive signal 142 is supplied to the adjacent analog switch circuit 105 via a minimum wiring path, and controls on / off of the analog switch circuit 105.
[0031]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the analog switch driving circuit 104 of FIG. This circuit comprises two P-channel field-effect transistors 301, 302, each having a gate connected to the drain of the other. The analog power supply voltage 120 of 2.5 V is supplied to the sources of the P-channel field-effect transistors 301 and 302.
[0032]
The NAND gate 303 is connected to the drain of the P-channel field-effect transistor 301, and the connection point is defined as an output node 360. An AND gate 304 is connected to the drain of the P-channel field-effect transistor 302, and the connection point is an output node 361.
[0033]
NAND gate 303 includes an N-channel field-effect transistor 305 having a drain connected to output node 360, and an N-channel field-effect transistor 306 having a drain connected to the source of N-channel field-effect transistor 305 and having a source grounded. Prepare. The AND gate 304 includes two N-channel field effect transistors 307 and 308 each having a drain connected to the output node 361 and a source grounded.
[0034]
The gates of the N-channel field effect transistors 305 and 307 are input nodes 340 and 341 respectively. The gates of the N-channel field effect transistors 306 and 308 are input nodes 350 and 351 respectively.
[0035]
The non-inverted signal and the inverted signal of the analog switch drive signal 141 from the clock processing circuit 300 in FIG. 2 are input to the input nodes 340 and 341, respectively. To the input nodes 350 and 351, a non-inverted signal and an inverted signal of the digital signal 112 passing through the digital signal processing unit 102 from the analog signal processing unit 101 in FIG.
[0036]
Next, the operation in the configuration of FIG. 3 will be described for a plurality of cases.
[Case 1] When digit "1" is input to input nodes 340 and 350
In this case, N-channel field effect transistors 305 and 306 are turned on, and output node 360 is at about 0V. Then, the gate-source voltage of the P-channel field-effect transistor 302 is increased, and the P-channel field-effect transistor 302 is turned on, so that the output node 361 becomes about 2.5V. The digit "0" is input to the input nodes 341 and 351. Therefore, the N-channel field-effect transistors 307 and 308 are turned off, and the P-channel field-effect transistor 301 is turned off because the gate-source voltage is small. As a result, the voltages of output nodes 360 and 361 are maintained.
[0037]
[Case 2] When digit "0" is input to input nodes 340 and 350
In this case, since digit “1” is input to input nodes 341 and 351, N-channel field effect transistors 307 and 308 are turned on, and output node 361 is at about 0V. Then, the gate-source voltage of the P-channel field-effect transistor 301 increases, and the P-channel field-effect transistor 301 is turned on, so that the output node 360 becomes about 2.5V. Further, the N-channel field-effect transistors 305 and 306 turn off, and the P-channel field-effect transistor 302 turns off because the gate-source voltage is small. As a result, the voltages of output nodes 360 and 361 are maintained.
[0038]
[Case 3] When digit “0” is input to input node 340 and digit “1” is input to input node 350
In this case, since the digit “1” is input to the input node 341, the N-channel field-effect transistor 307 is turned on, and the output node 361 becomes about 0V. Then, the gate-source voltage of the P-channel field-effect transistor 301 increases, and the P-channel field-effect transistor 301 turns on, so that the output node 360 becomes about 2.5V. Further, the N-channel field-effect transistor 305 is turned off, and the P-channel field-effect transistor 302 is turned off because the gate-source voltage is small. As a result, the voltages of output nodes 360 and 361 are maintained.
[0039]
[Case 4] When digit “1” is input to input node 340 and digit “0” is input to input node 350
In this case, since the digit “1” is input to the input node 351, the N-channel field-effect transistor 308 is turned on, and the output node 361 becomes about 0V. Then, the gate-source voltage of the P-channel field-effect transistor 301 increases, and the P-channel field-effect transistor 301 is turned on, so that the output node 360 becomes about 2.5V. Further, the N-channel field-effect transistor 306 turns off, and the P-channel field-effect transistor 302 turns off because the gate-source voltage is small. As a result, the voltages of output nodes 360 and 361 are maintained.
[0040]
As can be seen from the results of [Case 1] to [Case 4], signals input from input nodes 340 and 350 are subjected to a NAND operation, and the result is output from output node 360. Further, a logical product (AND) operation is performed on signals input from input nodes 340 and 350, and the result is output from output node 361. Further, the voltage of the input signal is boosted from 1.5V to 2.5V.
[0041]
Therefore, according to the configuration of FIG. 3, according to the state of digital output signal 112 input from input nodes 350 and 351 (ie, whether it is “0” or “1”), output nodes 360 and 361 It is possible to select whether or not to output the analog switch drive signal 141. That is, it is possible to control whether or not the on / off operation of the analog switch circuit 105 is performed. Thus, for example, by using the circuit of FIG. 3 to select an analog switch circuit of a D / A conversion circuit in a pipeline type A / D conversion circuit or a delta sigma circuit, the circuit scale can be reduced. become.
[0042]
As described above, in the present embodiment, the analog power supply voltage 120 of 2.5 V is supplied to the analog circuit unit 100, whereas the digital circuit unit 200 and the clock processing circuit 300 are supplied with the lower 1.5 V power supply voltage. A digital power supply voltage 130 is supplied. Further, an analog switch drive circuit 104 is provided at a position close to the analog switch circuit 105, and boosts the analog switch drive signal 141 supplied from the clock processing circuit 300 immediately before reaching the analog switch circuit 105 and supplies it to the analog switch circuit 105. I am trying to do it.
[0043]
With this configuration, the clock processing circuit 300 is driven by 1.5 V, which is the same as the digital power supply voltage 130, and the minimum necessary voltage is supplied to the digital circuit unit 100 and the clock processing circuit 300. Can be suppressed to a minimum.
[0044]
Further, the analog switch drive signal 141 propagates on the circuit wiring until just before the analog switch circuit 105 at 1.5 V. For this reason, the length of the circuit wiring through which the analog switch drive signal 141 having the amplitude of 2.5 V propagates in the analog circuit section 100 can be significantly reduced as compared with the existing A / D conversion circuit. Therefore, power consumption due to parasitic capacitance between circuit wirings can be reduced, and power consumption can be further suppressed.
[0045]
The analog switch driving circuit 104 according to the present embodiment includes P-channel field-effect transistors 301 and 302 each having a source to which the analog switch driving signal 141 is supplied and a gate connected to each drain, respectively. The NAND gate 303 is connected to the drain of the transistor 301, and the AND gate 304 is connected to the drain of the P-channel field-effect transistor 302.
[0046]
According to such a configuration, the analog switch drive signal 141 is boosted to a voltage required for on / off control of the analog switch circuit 105, and the analog switch circuit 104 is switched according to the state of the digital output signal 112. Can be realized in the circuit of one analog switch driving circuit 104. This makes it possible to simplify the circuit configuration of the A / D conversion circuit.
[0047]
(Modification 1 of analog switch driving circuit 104)
FIG. 4 is a circuit diagram showing another configuration example of the analog switch driving circuit 104 of FIG. This circuit comprises two P-channel field-effect transistors 401, 402, each having a gate connected to the other's drain. The analog power supply voltage 120 of 2.5 V is supplied to the sources of the P-channel field effect transistors 401 and 402.
[0048]
An XOR gate 403 and an XNOR gate 404 are connected to the drains of the P-channel field effect transistors 401 and 402, respectively. XOR gate 403 includes N-channel field-effect transistors 405, 406, and 407, and XNOR gate 404 includes N-channel field-effect transistors 408, 409, and 410.
[0049]
The drains of the N-channel field-effect transistors 405 and 409 are connected to the drain of the P-channel field-effect transistor 401. The drains of the N-channel field-effect transistors 406 and 408 are both connected to the drain of the P-channel field-effect transistor 402.
[0050]
The sources of the N-channel field-effect transistors 405 and 406 are both connected to the drain of the N-channel field-effect transistor 407. The source of N-channel field effect transistor 407 is grounded.
[0051]
The sources of the N-channel field-effect transistors 408 and 409 are both connected to the drain of the N-channel field-effect transistor 410. The source of N-channel field effect transistor 410 is grounded.
[0052]
Further, the gates of N-channel field-effect transistors 405 and 408 are connected to each other, and this connection point is used as input node 440. The gates of the N-channel field effect transistors 406 and 409 are connected to each other, and this connection point is referred to as an input node 441. The gates of the N-channel field-effect transistors 407 and 410 are input nodes 450 and 451, respectively. The output node 460 is connected to the drain of the P-channel field-effect transistor 401, and the output node 461 is connected to the drain of the P-channel field-effect transistor 402.
[0053]
The non-inverted signal and the inverted signal of the analog switch drive signal 141 from the clock processing circuit 300 in FIG. 2 are input to the input nodes 440 and 441, respectively. To the input nodes 450 and 451, a non-inverted signal and an inverted signal of the digital signal 112 passing through the digital signal processing unit 102 from the analog signal processing unit 101 in FIG.
[0054]
Next, the operation in the configuration of FIG. 4 will be described for a plurality of cases.
[Case 1] When digit "1" is input to input nodes 440 and 450
In this case, N-channel field effect transistors 405 and 407 are turned on, and output node 460 is at about 0V. Then, the gate-source voltage of the P-channel field-effect transistor 402 is increased, and the P-channel field-effect transistor 402 is turned on, so that the output node 461 becomes about 2.5V. The digit "0" is input to the input nodes 441 and 451. Therefore, the N-channel field-effect transistors 406 and 410 are turned off, and the P-channel field-effect transistor 401 is turned off because the gate-source voltage is small. As a result, the voltages of output nodes 460 and 461 are maintained.
[0055]
[Case 2] When digit "0" is input to input nodes 440 and 450
In this case, since digit “1” is input to input nodes 441 and 451, N-channel field effect transistors 409 and 410 are turned on, and output node 460 is at about 0V. Then, the gate-source voltage of the P-channel field-effect transistor 402 is increased, and the P-channel field-effect transistor 402 is turned on, so that the output node 461 becomes about 2.5V. Further, the N-channel field-effect transistors 406 and 408 turn off, and the P-channel field-effect transistor 401 turns off because the gate-source voltage is small. As a result, the voltages of output nodes 460 and 461 are maintained.
[0056]
[Case 3] When digit “0” is input to input node 440 and digit “1” is input to input node 450
In this case, since digit “1” is input to input node 441, N-channel field effect transistors 406 and 407 are turned on, and output node 461 is at about 0V. Then, the gate-source voltage of the P-channel field-effect transistor 401 increases, and the P-channel field-effect transistor 401 turns on, so that the output node 460 becomes about 2.5V. The N-channel field-effect transistor 405 is turned off, and since the digit “0” is input to the input node 451, the N-channel field-effect transistor 410 is turned off, and the P-channel field-effect transistor 401 is gate-source The inter-voltage is small and turns off. As a result, the voltages of output nodes 460 and 461 are maintained.
[0057]
[Case 4] When digit “1” is input to input node 440 and digit “0” is input to input node 450
In this case, since digit “1” is input to input node 451, N-channel field effect transistors 408 and 410 are turned on, and output node 461 is at about 0V. Then, the gate-source voltage of the P-channel field-effect transistor 401 increases, and the P-channel field-effect transistor 401 turns on, so that the output node 460 becomes about 2.5V. Also, the N-channel field-effect transistor 407 is turned off, and since the digit “0” is input to the input node 441, the N-channel field-effect transistor 409 is turned off, and the P-channel field-effect transistor 402 is gate-source The inter-voltage is small and turns off. As a result, the voltages of output nodes 460 and 461 are maintained.
[0058]
As can be seen from the results of [Case 1] to [Case 4], signals input from input nodes 440 and 450 are subjected to an exclusive OR (XOR) operation, and the result is output from output node 460. . Also, signals input from input nodes 440 and 450 are subjected to a negative exclusive OR (XNOR) operation, and the result is output from output node 461. Further, the voltage of the input signal is boosted from 1.5V to 2.5V.
[0059]
Therefore, according to the configuration of FIG. 4, it is also possible to select whether or not to output the analog switch drive signal 141 according to the state of the digital output signal 112 input from the input nodes 450 and 451. This makes it possible to obtain the same effect as the configuration of FIG.
[0060]
(Modification 2 of analog switch driving circuit 104)
FIG. 5 is a circuit diagram showing another configuration example of the analog switch driving circuit 104 of FIG. This circuit comprises two P-channel field-effect transistors 501 and 502, each gate connected to the other's drain, respectively. The analog power supply voltage 120 of 2.5 V is supplied to the sources of the P-channel field-effect transistors 501 and 502.
[0061]
The drain of the P-channel field-effect transistor 501 is connected to the drain of an N-channel field-effect transistor 503 as a NOT gate. The source of this N-channel field effect transistor 503 is grounded, and the gate is connected to input node 540. The drain of the P-channel field-effect transistor 502 is connected to the drain of an N-channel field-effect transistor 504 as a NOT gate. The source of this N-channel field effect transistor 504 is grounded, and the gate is connected to input node 541. Further, output nodes 560 and 561 are connected to the drains of the P-channel field effect transistors 501 and 502, respectively.
[0062]
The non-inverted signal and the inverted signal of the analog switch drive signal 141 from the clock processing circuit 300 in FIG. 2 are input to the input nodes 540 and 541, respectively. The signals output from the output nodes 560 and 561 are input to the analog switch driving circuit 104 in FIG.
[0063]
Next, the operation in the configuration of FIG. 5 will be described in two cases.
[Case 1] When digit "1" is input to input node 540
In this case, the N-channel field effect transistor 503 turns on, and the output node 560 becomes about 0V. Then, the gate-source voltage of the P-channel field-effect transistor 502 is increased, and the P-channel field-effect transistor 502 is turned on, so that the output node 561 becomes about 2.5V. Since digit “0” is input to input node 541, N-channel field-effect transistor 504 is turned off. In addition, the P-channel field-effect transistor 501 has a small gate-source voltage and is turned off. As a result, the voltages of output nodes 560 and 561 are maintained.
[Case 2] When digit "0" is input to input node 540
In this case, output node 560 is at about 2.5V and output node 561 is at about 0V.
[0064]
As can be seen from the results of [Case 1] and [Case 2], the signal input from input node 540 is subjected to a NOT (NOT) operation, and the result is output from output node 560. The signal input from input node 541 is output from output node 561 as it is. The voltage of the input signal is boosted from 1.5V to 2.5V.
[0065]
Therefore, according to the configuration of FIG. 5, it is possible to select whether to output the analog switch drive signal 141 itself according to the state of the analog switch drive signal 141 input from the input nodes 540 and 541. . With this configuration, it is also possible to obtain the same effect as the configuration shown in FIGS.
[0066]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in FIG. 2, a plurality of voltage sources and a plurality of voltage values may be used for the analog power supply voltage 120 and the digital power supply voltage 130, respectively. Further, the operating voltage of the digital circuit unit 200 and the operating voltage of the clock processing circuit 300 may be different.
[0067]
The configuration of each logic gate in FIGS. 3 to 5 is not limited to the illustrated one, and another circuit capable of performing a logical operation may be used as necessary. As described above, the present invention can include various embodiments. Therefore, the present invention can be limited only by the invention specifying matters described in the claims that are appropriate from the above disclosure. It should not be understood that the description and drawings forming part of the disclosure in the above embodiments limit the present invention. From the above disclosure, those skilled in the art will recognize various alternative embodiments, examples, and operations. The technology seems to be understood.
[0068]
That is, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components in the implementation stage without departing from the scope of the invention. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Further, components of different embodiments may be appropriately combined.
[0069]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an analog / digital conversion circuit and a communication device capable of further reducing power consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of a communication device including an A / D conversion circuit according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit block diagram showing an embodiment of an A / D conversion circuit according to the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of an analog switch driving circuit 104 in FIG. 2;
FIG. 4 is a circuit diagram showing another configuration example of the analog switch driving circuit 104 of FIG. 2;
FIG. 5 is a circuit diagram showing another configuration example of the analog switch driving circuit 104 of FIG. 2;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Receiving apparatus, 12 ... High frequency receiving circuit, 13 ... Quadrature demodulator, 14-1, 14-2 ... Analog / digital (A / D) conversion circuit, 15-1, 15-2 ... Resampler, 16-1, 16-2: Adaptive equalizer, 17-1, 17-2: Carrier reproducing unit, 18: Decoding processing unit, 19: Control unit, 20: Transmitting device, 30: Level converter, 32: Timing generation circuit, 40 ... Antenna, 50 hybrid circuit, 100 analog circuit section, 101 analog signal processing section, 102 digital signal processing section, 104 analog switch drive circuit, 105 analog switch circuit, 120 analog power supply voltage, 130 digital Power supply voltage, 200: digital circuit section, 201: analog circuit, 300: clock processing circuit, 301, 302: P-channel field effect Transistors, 303 NAND gates, 304 AND gates, 305 to 308 N-channel field effect transistors, 340, 341, 350, 351 input nodes, 360, 361 output nodes, 401, 402 P-channel field effect transistors 403 XOR gate, 404 XNOR gate, 405-410 N-channel field effect transistor, 440, 441, 450, 451 input node, 460, 461 output node, 501, 502 P channel field effect transistor, 503 504... N-channel field effect transistors, 540, 541... Input nodes, 560, 561.

Claims (6)

第1の動作電源電圧のもとで動作するアナログ回路と、
前記第1の動作電源電圧よりも低い第2の動作電源電圧のもとで動作し、前記アナログ回路に供給するためのクロック信号を生成するクロック回路とを具備し、
前記アナログ回路は、入力されるアナログ信号をディジタル変換するアナログ処理部と、このアナログ処理部の動作を制御するアナログスイッチ部と、前記クロック信号を昇圧して当該アナログスイッチ部のオン/オフを制御する駆動信号を生成するスイッチ駆動部とを備えることを特徴とするアナログ/ディジタル変換回路。
An analog circuit operating under a first operating power supply voltage;
A clock circuit that operates under a second operating power supply voltage lower than the first operating power supply voltage and generates a clock signal to be supplied to the analog circuit;
The analog circuit includes an analog processing unit that converts an input analog signal into a digital signal, an analog switch unit that controls the operation of the analog processing unit, and controls on / off of the analog switch unit by boosting the clock signal. An analog / digital conversion circuit, comprising: a switch driving unit that generates a driving signal to be driven.
さらに、前記第1の動作電源電圧よりも低い第3の動作電源電圧のもとで動作するディジタル回路を具備することを特徴とする請求項1に記載のアナログ/ディジタル変換回路。2. The analog / digital conversion circuit according to claim 1, further comprising a digital circuit that operates under a third operation power supply voltage lower than said first operation power supply voltage. 前記アナログスイッチ部は、
それぞれソースに前記第1の動作電源電圧が供給され、各々のゲートが互いのドレインに接続される第1および第2の電界効果トランジスタと、
前記第1の電界効果トランジスタのドレインに接続される否定論理積ゲートと、
前記第2の電界効果トランジスタのドレインに接続される論理積ゲートとを備えることを特徴とする請求項1に記載のアナログ/ディジタル変換回路。
The analog switch unit includes:
First and second field-effect transistors each having a source supplied with the first operating power supply voltage and a gate connected to the drain of each other;
A NAND gate connected to the drain of the first field effect transistor;
2. The analog / digital conversion circuit according to claim 1, further comprising: an AND gate connected to a drain of the second field effect transistor.
前記アナログスイッチ部は、
それぞれソースに前記第1の動作電源電圧が供給され、各々のゲートが互いのドレインに接続される第1および第2の電界効果トランジスタと、
前記第1および第2の電界効果トランジスタのドレインに接続される排他的論理和ゲートと、
前記第1および第2の電界効果トランジスタのドレインに接続される否定排他的論理和ゲートとを備えることを特徴とする請求項1に記載のアナログ/ディジタル変換回路。
The analog switch unit includes:
First and second field-effect transistors each having a source supplied with the first operating power supply voltage and a gate connected to the drain of each other;
An exclusive OR gate connected to the drains of the first and second field effect transistors;
2. The analog / digital conversion circuit according to claim 1, further comprising: a NOT-OR gate connected to drains of the first and second field-effect transistors.
前記アナログスイッチ部は、
それぞれソースに前記第1の動作電源電圧が供給され、各々のゲートが互いのドレインに接続される第1および第2の電界効果トランジスタと、
前記第1の電界効果トランジスタのドレインに接続される第1の否定ゲートと、
前記第2の電界効果トランジスタのドレインに接続される第2の否定ゲートとを備えることを特徴とする請求項1に記載のアナログ/ディジタル変換回路。
The analog switch unit includes:
First and second field-effect transistors each having a source supplied with the first operating power supply voltage and a gate connected to the drain of each other;
A first NOT gate connected to the drain of the first field effect transistor;
2. The analog / digital conversion circuit according to claim 1, further comprising a second NOT gate connected to a drain of the second field effect transistor.
アナログ/ディジタル変換回路を備え、アナログの受信信号を前記アナログ/ディジタル変換回路でディジタル化したのち搬送波再生して受信復調する通信装置において、
前記アナログ/ディジタル変換回路は、
第1の動作電源電圧のもとで動作するアナログ回路と、
前記第1の動作電源電圧よりも低い第2の動作電源電圧のもとで動作し、前記アナログ回路に供給するためのクロック信号を生成するクロック回路とを備え、
前記アナログ回路は、
入力されるアナログ信号をディジタル変換するアナログ処理部と、
このアナログ処理部の動作を制御するアナログスイッチ部と、
前記クロック信号を昇圧して当該アナログスイッチ部のオン/オフを制御する駆動信号を生成するスイッチ駆動部とを備えることを特徴とする通信装置。
A communication device comprising an analog / digital conversion circuit, wherein an analog reception signal is digitized by the analog / digital conversion circuit, and then the carrier is reproduced and demodulated.
The analog / digital conversion circuit includes:
An analog circuit operating under a first operating power supply voltage;
A clock circuit that operates under a second operation power supply voltage lower than the first operation power supply voltage and generates a clock signal to be supplied to the analog circuit;
The analog circuit includes:
An analog processing unit that converts an input analog signal into a digital signal;
An analog switch unit for controlling the operation of the analog processing unit;
And a switch drive section for boosting the clock signal to generate a drive signal for controlling on / off of the analog switch section.
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