JP2009100237A - サンプリング受信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】増幅回路後段にて、直列に接続された高周波スイッチでのスイッチング動作により、増幅回路で負荷変動を生じ、増幅回路と高周波スイッチとが直接接続されることにより、帯域内マッチングが不整合によることで利得の低下を引き起こす。
【解決手段】高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その増幅回路10の出力にて配線分配し、その後段で直列に接続された抵抗11、12と、その抵抗11、12と後段の高周波スイッチ16、17との間にはRCフィルタ13が並列接続され、抵抗14とコンデンサ15で構成される。高周波スイッチ16、17のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。また、高周波スイッチ16、17とその後段にて並列でコンデンサ18、19が接続されており、スイッチトキャパシタ回路を形成して、出力端子P4とP5に接続される。
【選択図】図1
【解決手段】高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その増幅回路10の出力にて配線分配し、その後段で直列に接続された抵抗11、12と、その抵抗11、12と後段の高周波スイッチ16、17との間にはRCフィルタ13が並列接続され、抵抗14とコンデンサ15で構成される。高周波スイッチ16、17のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。また、高周波スイッチ16、17とその後段にて並列でコンデンサ18、19が接続されており、スイッチトキャパシタ回路を形成して、出力端子P4とP5に接続される。
【選択図】図1
Description
本発明は、移動体端末を含む無線受信機の技術に関し、さらに詳しくはサンプリング受信装置に関する。
携帯電話に代表される無線システムの受信機において、アンテナで受信した信号は初段増幅回路によって増幅され、その後段にてサンプリング受信装置に入力されて周波数変換され、信号処理回路へ入力される。このサンプリング受信装置は、微弱信号を入力して増幅し、周波数変換を行う機能を有する。この場合、低歪みでかつ高利得な性能が必要とされる。特に近年の移動体通信では、基地局直下で移動局がもし隣接チャネルを受信する場合に、妨害特性が問題となる。自分含め3名で、もし基地局直下にてそれぞれのチャネルが接している場合に、自分のチャネル以外の、他2チャネル受信により発生する歪み特性により、自分の信号帯域内にその歪みが発生した時に、受信感度が劣化する。これを防ぐ為に、サンプリング受信装置には低歪みな回路特性、並びに受信感度確保の為に高利得な特性が必要とされている。
受信機の構成としては従来様々な構成が提案されている。近年、半導体の微細化高集積化に対応する技術として実現されるようになってきたのが直接サンプリング方式である。これは、高周波の連続信号である受信信号を高周波でサンプリングし、ベースバンドへの周波数変換と同時に離散信号に変換する方式である。この方式の一例として、特許文献1の周波数変換装置がある。特許文献1では周波数変換後にフィルタを設け、段数を増やして周波数特性を急峻にして歪みを低減化させる構成としている。
米国特許出願公開第2005/0104654号明細書
受信機の構成としては従来様々な構成が提案されている。近年、半導体の微細化高集積化に対応する技術として実現されるようになってきたのが直接サンプリング方式である。これは、高周波の連続信号である受信信号を高周波でサンプリングし、ベースバンドへの周波数変換と同時に離散信号に変換する方式である。この方式の一例として、特許文献1の周波数変換装置がある。特許文献1では周波数変換後にフィルタを設け、段数を増やして周波数特性を急峻にして歪みを低減化させる構成としている。
しかしながら、前記構成からなる従来のサンプリング受信装置は、低歪みにさせる素子を周波数変換後の回路部分に用いており、入力増幅回路と高周波スイッチとが直接接続されている。そのため、増幅回路の出力インピーダンスと高周波スイッチの入力インピーダンスがずれて接続されることで不整合が起こり、出力信号における利得低下や歪み増大となる問題がある。
本発明は、前記従来の問題を解決し、増幅回路の出力インピーダンスおよび高周波スイッチの入力インピーダンスにて整合を取り、かつ増幅回路における利得を劣化させず、歪みを低下させるようにしたサンプリング受信装置を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するために、本発明のサンプリング受信装置によれば、高周波信号を増幅し、増幅信号を生成する増幅部と、増幅信号をインピーダンスマッチングさせた緩衝信号を生成する緩衝部と、緩衝信号を所望の周波数でサンプリングし、サンプルホールド信号を生成するサンプリング部と、を有し、緩衝信号は、前記サンプリング部のサンプリング動作によるインピーダンス変動を吸収することを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記緩衝部は、前記増幅部と前記サンプリング部との間に直列に挿入される直列緩衝部と、前記増幅部と前記サンプリング部との間に並列に挿入される並列緩衝部と、を含むことを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記直列緩衝部は、前記増幅部と前記並列緩衝部との間に挿入されることを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記並列緩衝部は、前記増幅部と前記直列緩衝部との間に挿入されることを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記直列緩衝部は、抵抗、インダクタ、およびコンデンサのうち、少なくとも1種類を含むことを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記直列緩衝部は、インダクタおよびコンデンサが並列に接続された回路を含むことを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記並列緩衝部は、抵抗、コンデンサ、およびインダクタのうち、少なくとも2種類を含むことを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、さらに、前記サンプリング部に電源を供給するとともに電源のオン/オフを制御する制御部を有することを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記制御部は、前記直列緩衝部と前記並列緩衝部との間に挿入されることを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記制御部は、前記緩衝部と前記サンプリング部との間に挿入されることを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記緩衝部は、前記直列緩衝部および前記並列緩衝部を含む第1副緩衝部と、前記並列緩衝部を含む第2副緩衝部と、を含み、さらに、増幅信号が第1副緩衝部に入力される第1経路と、増幅信号が第2副緩衝部に入力される第2経路のうち、いずれか一方を選択するスイッチ部と、増幅信号の振幅レベルを検出し、振幅レベル信号を生成する振幅レベル検出回路と、を有し、前記スイッチ部は、振幅レベル信号に基づいて選択し、前記緩衝部は、選択された経路を介して増幅信号を入力し、緩衝信号を生成することを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記サンプリング部は、振幅レベル信号に基づいて、緩衝信号に対するサンプルホールド信号の利得を変化させることを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記増幅部は、1系統の高周波信号に基づいて、2系統の増幅信号を生成し、前記緩衝部は、2系統の増幅信号に基づいて、2系統の緩衝信号を生成し、前記サンプリング部は、2系統の緩衝信号に基づいて、2系統のサンプルホールド信号を生成することを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記増幅部は、1系統の高周波信号に基づいて、互いに逆位相の2系統の増幅入力信号を生成する差動変換回路と、2系統の増幅入力信号を増幅し、互いに逆位相の2系統の増幅信号を生成する増幅回路と、を含むことを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記増幅部は、1系統の高周波信号を増幅し、1系統の増幅出力信号を生成する増幅回路と、1系統の増幅出力信号を分岐し、互いに同位相の2系統の増幅信号を生成する分岐回路と、を含むことを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記増幅部は、1系統の高周波信号を増幅し、1系統の増幅出力信号を生成する増幅回路と、1系統の増幅出力信号に基づいて、互いに逆位相の2系統の増幅信号を生成する差動変換回路と、を含むことを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記差動変換回路は、差動インダクタを含むことを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記差動変換回路は、1系統の1次側電力を、互いに逆位相の2系統の2次側電力に変換する差動トランスを含むことを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記増幅部は、高周波信号の電圧を電流に変換し、増幅信号を生成することを特徴としている。
また、本発明のサンプリング受信装置によれば、さらに、サンプルホールド信号の周波数帯域を制限するスイッチトキャパシタフィルタを有することを特徴としている。
さらに、本発明のサンプリング受信装置によれば、前記スイッチトキャパシタフィルタは、従属に接続される、少なくとも第1および第2のクロックドインバータと、前記第1クロックドインバータと前記第2クロックドインバータとの間に並列に挿入されるコンデンサと、前記コンデンサと前記第2クロックドインバータとの間に直列に挿入されるインバータと、を含むことを特徴としている。
本発明に係るサンプリング受信装置によれば、増幅部後段にて配線分配し、直列接続された抵抗によって、その抵抗の後段に直列に接続されたサンプリング部でのスイッチング動作により生じる負荷変動を抑えることができる。また直列に接続される抵抗に変わり、直並列にインダクタとコンデンサを入れることにより、インダクタの配線による抵抗寄生成分にて、後段に接続されたサンプリング部のスイッチング動作により生じる負荷変動を、同様に抑えることができる。
その抵抗と後段のサンプリング部との間に、抵抗とコンデンサが並列に接続されており、サンプリング部で発生する高調波に対するフィルタリング、および帯域内マッチングを可能にする。これはインダクタとコンデンサが並列に接続されている場合も同様である。
どちらか1つの対策のみでは、歪み低減作用は効果がない。直列に抵抗を入れるだけでは、高周波スイッチにおける高調波を低減させるのは無理であり、並列に抵抗とコンデンサを入れるだけでは、高周波スイッチによる入力インピーダンスが前段の増幅回路に対して生ずる負荷変動を抑えることが出来ない。両方の対策を取る事によって、増幅回路および高周波スイッチ間で生じる歪みを抑圧し、かつマッチングも取れる事により、利得の低下を防ぐことができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態に関するいくつかの例について、図面を参照しながら説明する。なお、図面において、実質的に同一の構成、動作、および効果を表す要素については、同一の符号を付す。また、以下において記述される数字は、すべて本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。ハイおよびローで表される論理レベルについても、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、例示された論理レベルが異なる組み合わせで、同等な結果を得ることも可能である。さらに、構成要素間の接続関係は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1のサンプリング受信装置の回路構成図であって、実施形態1に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その増幅回路10の出力にて配線分配し、その後段で直列に接続された抵抗11、12と、その抵抗11、12と後段の高周波スイッチ16、17との間にはRCフィルタ13が並列接続され、抵抗14とコンデンサ15で構成される。高周波スイッチ16、17のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。また、高周波スイッチ16、17とその後段にて並列でコンデンサ18、19が接続されており、スイッチトキャパシタ回路を形成して、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
図1は本発明の実施形態1のサンプリング受信装置の回路構成図であって、実施形態1に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その増幅回路10の出力にて配線分配し、その後段で直列に接続された抵抗11、12と、その抵抗11、12と後段の高周波スイッチ16、17との間にはRCフィルタ13が並列接続され、抵抗14とコンデンサ15で構成される。高周波スイッチ16、17のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。また、高周波スイッチ16、17とその後段にて並列でコンデンサ18、19が接続されており、スイッチトキャパシタ回路を形成して、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
増幅回路10の後段で直列に接続される抵抗11、12は、高周波スイッチ16、17のスイッチング動作による、増幅回路10の負荷変動を抑制するために接続され、RCフィルタ13は抵抗14およびコンデンサ15が並列で接続され、高周波スイッチ16、17で発生する高調波に対するフィルタリング作用により高調波を低減でき、かつ帯域内マッチングを取ることができる。素子数を抑えた構成であるので、面積的にも大きくなるようなことはない。
次に、図1の構成を別の観点から説明する。増幅部は、増幅回路10および分岐回路70を含む。入力端子P1は、代表例では無線信号を受信可能なアンテナに接続される。増幅部は、入力端子P1からの1つの系統Aの高周波信号SP1を増幅し、2つの系統B、Cの増幅信号S70P、S70Qをそれぞれ生成する。増幅回路10は、高周波信号SP1を増幅し、増幅出力信号S10を生成する。代表例では増幅回路10は、高周波信号SP1の電圧を電流に変換し、増幅出力信号S10を生成する。分岐回路70は、系統Aの増幅出力信号S10を分岐し、振幅、周波数、および位相が互いに大略等しい、系統B、Cの増幅信号S70P、S70Qをそれぞれ生成する。
緩衝部は、抵抗11、12で構成される直列緩衝部と並列緩衝部13とを含む。緩衝部は、系統B、Cの増幅信号S70P、S70Qに基づいて、系統B、Cの緩衝信号S16P、S17Pをそれぞれ生成する。直列緩衝部は増幅部の下流側に接続され、並列緩衝部13は直列緩衝部の下流側に接続される。直列緩衝部は、抵抗11、12を含む。抵抗11、12は、系統B、Cに対してそれぞれ直列に挿入される。並列緩衝部13は、抵抗14およびコンデンサ15を含み、系統Bと系統Cとの間に並列に挿入される。
サンプリング部は、系統Bにおける高周波スイッチ16およびコンデンサ18と、系統Cにおける高周波スイッチ17およびコンデンサ19と、を含む。サンプリング部は、系統B、Cの緩衝信号S16P、S17Pを、局部発振器(図示せず)からの所望の周波数のサンプルクロック信号S16R、S17Rによりサンプリングし、系統B、Cのサンプルホールド信号S16Q、S17Qをそれぞれ生成する。代表例ではサンプルクロック信号S16R、S17Rの位相は、互いに180度異なる。
サンプルホールド信号S16Q、S17Qの周波数帯域FSHWは、サンプルクロック信号S16R、S17Rの周波数FSC(サンプルクロック周波数とも呼ぶ)、緩衝信号S16P、S17Pの受信すべき所要周波数帯域FINWの下限周波数FIN1、上限周波数FIN2、サンプルクロック周波数FSCと周波数帯域FINWの差の周波数帯域FSHWM、および和の周波数帯域FINPを用いて、次のように表される。
FINW=FIN1〜FIN2
FSHW =FSHWM+FSHWP
FSHWM=(FSC−FIN2)〜(FSC−FIN1)
ここで和の周波数帯域FINPは、後段のスイッチトキャパシタ部で遮断され、利用されない。サンプルクロック風波数FSCは、代表例では周波数帯域FINWの中心周波数に選ばれる。
FSC =(FIN1+FIN2)/2
FSHWM=−(FIN2−FIN1)/2〜(FIN2−FIN1)/2
このように、差の周波数帯域FSHWMは、緩衝信号S16P、S17Pの周波数帯域FINWにおいて、中心周波数をゼロ周波数に変換し、下限から上限への周波数成分の並びを上限から下限に反転したものとなる。
FINW=FIN1〜FIN2
FSHW =FSHWM+FSHWP
FSHWM=(FSC−FIN2)〜(FSC−FIN1)
ここで和の周波数帯域FINPは、後段のスイッチトキャパシタ部で遮断され、利用されない。サンプルクロック風波数FSCは、代表例では周波数帯域FINWの中心周波数に選ばれる。
FSC =(FIN1+FIN2)/2
FSHWM=−(FIN2−FIN1)/2〜(FIN2−FIN1)/2
このように、差の周波数帯域FSHWMは、緩衝信号S16P、S17Pの周波数帯域FINWにおいて、中心周波数をゼロ周波数に変換し、下限から上限への周波数成分の並びを上限から下限に反転したものとなる。
各高周波スイッチ16、17は、代表例ではNMOS(Negative channel Metal Oxide Semiconductor:Nチャネル金属酸化膜半導体)トランジスタで構成される。高周波スイッチ16、17は、各ドレインに入力される緩衝信号S16P、S17Pを、各ゲートに入力されるサンプルクロック信号S16R、S17Rによりサンプリングし、各ソースからサンプルホールド信号S16Q、S17Qをそれぞれ生成する。コンデンサ18、19は、高周波スイッチ16、17によりサンプリングされた信号を所定期間サンプルホールドし、サンプルホールド信号S16Q、S17Qをそれぞれ生成する。
スイッチトキャパシタ部は、各スイッチトキャパシタフィルタ120、121を含む。スイッチトキャパシタ部は、系統B、Cのサンプルホールド信号S16Q、S17Qの周波数帯域を、それぞれ制限し、制限サンプルホールド信号S120、S121を、端子P4、P5にそれぞれ出力する。スイッチトキャパシタ部は、代表例では和の周波数帯域((FSC+FIN1)〜(FSC+FIN2))を遮断し、差の周波数帯域((FSC−FIN2)〜(FSC−FIN1))を通過させる。
以上のように、実施形態1のサンプリング受信装置は、増幅部、緩衝部、サンプリング部、およびスイッチトキャパシタ部を含み、高周波信号SP1を増幅し、サンプリングすることにより、低域に周波数変換された制限サンプルホールド信号S120、S121を生成する。
ここでサンプリング部は、サンプリング時のオン/オフ動作により、各系統B、Cにインピーダンス変動を引き起こし、歪み成分および雑音成分を発生させる。
直列緩衝部は、サンプリング部のサンプリング動作によるインピーダンス変動を吸収する。その結果、増幅信号S70P、S70Qの変動は抑制され、サンプルホールド信号S16Q、S17Qの大きさは安定化される。直列緩衝部および並列緩衝部13は、増幅信号S70P、S70Qをインピーダンスマッチングさせる。その結果、増幅信号S70P、S70Qの電力は最大化され、信号対雑音比の高いサンプルホールド信号S16Q、S17Qが生成される。並列緩衝部13は、さらに増幅信号S70P、S70Qにおける受信すべき所要周波数帯以上の不要高周波を抑制するとともに、サンプリング部のサンプリング動作による歪み成分および雑音成分の発生を低減させる。その結果、サンプルホールド信号S16Q、S17Qの大きさは高精度化され、信号対雑音比は高くなる。
緩衝部は数個ないし10数個程度の受動素子で構成されるため、実施形態1のサンプリング受信装置全体を半導体集積回路に集積化または基板上にモジュール化しても、緩衝部の占める割合は十分に小さい。それゆえに、実施形態1のサンプリング受信装置は、わずかなコスト増により、上述した大きな効果を生み出すことが可能となる。
図2は実施形態1における増幅回路10の回路構成である。
図2に示すように、入力端子P1は配線で分配されて第1のコンデンサ25と、第2のコンデンサ26と、第3のコンデンサ27と、第4のコンデンサ28と直列に接続され、その第1と第2のコンデンサは、それぞれPチャネルFET29、30のゲートと接続され、第3と第4のコンデンサは、それぞれNチャネルFET31、32のゲートと接続される。また、制御部20が抵抗21、22を介して、それぞれPチャネルFET29、30のゲートと接続され、制御部20が抵抗23、24を介して、それぞれNチャネルFET31、32のゲートと接続されている。
制御部20からロー信号が印加された時、抵抗21、22を介してそれぞれPチャネルFET29、30のゲートに入力され、PチャネルFET29、30のソースには、電源電圧Vccが印加されることで、PチャネルFET29、30はオンとなる。PチャネルFET29、30のドレインは、それぞれカスケード接続させており、増幅機能を備えている。その出力信号はP7と配線とで接続される。ちなみに、NチャネルFET31、32には、抵抗23、24を介してゲート電圧がローで印加され、ソース電圧はGND接地によりローとなり、NチャネルFET31、32はオフとなることで、出力信号はP7へ流れる。また、制御部20からハイ信号が印加された時、抵抗21、22を介してそれぞれPチャネルFET29、30のゲートに入力されるが、PチャネルFET29、30のソースには、電源電圧Vccが印加されていることで、PチャネルFET29、30はオフとなる。NチャネルFET31、32には、抵抗23、24を介してゲート電圧がハイで印加され、ソース電圧はGND接地によりローとなり、NチャネルFET31、32はオンとなることで、高周波信号はP7からNチャネルFET31、32のドレインを介してGNDへ流れる。
以上のように、増幅回路10は、高周波信号SP1の電圧を電流に変換し、増幅出力信号S10を生成する。
次に、出力信号は図1に示す抵抗11、12にそれぞれ直列に接続される。抵抗11、12は、高周波スイッチ16、17におけるスイッチング動作により、増幅回路10で生じる負荷変動を抑制する。また、抵抗11、12と高周波スイッチ16、17との間には、RCフィルタ13が並列に接続される。RCフィルタ13は、抵抗14とコンデンサ15が接続されており、高周波スイッチ16、17での高調波に対するフィルタリング、および使用帯域内マッチングを取っている。しかも素子数を抑えた構成であるので、面積的にも大きくなるようなことはない。
高周波スイッチ16、17のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。増幅回路10から出力された高周波信号が高周波スイッチ16、17のそれぞれのドレインから入力されて、さらにP2、P3からも高周波スイッチ16、17のゲートに高周波信号が入力されることで、高周波スイッチ16、17のソースから周波数変換された信号が出力される。また、高周波スイッチ16、17とその後段にて並列でコンデンサ18、19が接続されており、高周波スイッチ16、17のオン抵抗とコンデンサにてRCフィルタとなってスイッチトキャパシタ回路を形成しており、周波数変換後のフィルタとして高次の歪み低減に作用し、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
(実施形態2)
実施形態2では、実施形態1と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態1と同等であるので、説明を省略する。図3は本発明の実施形態2のサンプリング受信装置の回路構成図である。実施形態2に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その後段で直列に接続された抵抗11、12との間にはRCフィルタ13が並列接続されている。RCフィルタ13は抵抗14とコンデンサ15で構成されており、増幅回路10から発する高調波をフィルタリングする効果があり、高調波を抑えることができる。また抵抗11、12は、高周波スイッチ16、17のスイッチング動作による、増幅回路10の負荷変動を抑制することができる。高周波スイッチ16、17のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。増幅回路10から出力された高周波信号がドレインから入力されて、さらに高周波スイッチ16、17からも高周波信号が入力されることで、高周波スイッチ16、17のソースから周波数変換された信号が出力される。高周波スイッチ16、17の後段には、並列でコンデンサ18、19が接続されており、高周波スイッチ16、17のオン抵抗とコンデンサにてRCフィルタとなってスイッチトキャパシタ回路を形成しており、周波数変換後のフィルタとして高次の歪み低減に作用し、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
実施形態2では、実施形態1と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態1と同等であるので、説明を省略する。図3は本発明の実施形態2のサンプリング受信装置の回路構成図である。実施形態2に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その後段で直列に接続された抵抗11、12との間にはRCフィルタ13が並列接続されている。RCフィルタ13は抵抗14とコンデンサ15で構成されており、増幅回路10から発する高調波をフィルタリングする効果があり、高調波を抑えることができる。また抵抗11、12は、高周波スイッチ16、17のスイッチング動作による、増幅回路10の負荷変動を抑制することができる。高周波スイッチ16、17のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。増幅回路10から出力された高周波信号がドレインから入力されて、さらに高周波スイッチ16、17からも高周波信号が入力されることで、高周波スイッチ16、17のソースから周波数変換された信号が出力される。高周波スイッチ16、17の後段には、並列でコンデンサ18、19が接続されており、高周波スイッチ16、17のオン抵抗とコンデンサにてRCフィルタとなってスイッチトキャパシタ回路を形成しており、周波数変換後のフィルタとして高次の歪み低減に作用し、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
次に、図3の構成を別の観点から説明する。図3の構成は、図1の構成において、緩衝部における抵抗11、12を含む直列緩衝部と並列緩衝部13との従属構成の順番を逆にしたものである。すなわち図3において、並列緩衝部13は増幅部の下流側に接続され、抵抗11、12を含む直列緩衝部は並列緩衝部13の下流側に接続される。
実施形態2においても、実施形態1と同様な効果を得ることができる。すなわち並列緩衝部13は、増幅信号S70P、S70Qをインピーダンスマッチングさせる。その結果、増幅信号S70P、S70Qの電力は最大化され、信号対雑音比の高いサンプルホールド信号S16Q、S17Qが生成される。並列緩衝部13は、さらに増幅信号S70P、S70Qにおける受信すべき所要周波数帯以上の不要高周波を抑制するとともに、サンプリング部のサンプリング動作による歪み成分および雑音成分の発生を低減させる。その結果、サンプルホールド信号S16Q、S17Qの大きさは高精度化され、信号対雑音比は高くなる。抵抗11、12を含む直列緩衝部は、サンプリング部のサンプリング動作によるインピーダンス変動を吸収する。その結果、増幅信号S70P、S70Qの変動は抑制され、サンプルホールド信号S16Q、S17Qの大きさは安定化される。
(実施形態3)
実施形態3では、上述した実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態と同等であるので、説明を省略する。図4は本発明の実施形態3のサンプリング受信装置の回路構成図であって、実施形態3に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その増幅回路10の出力にて配線分配し、その後段で直並列にLCフィルタ30、33が接続され、コンデンサ32、34およびインダクタ31、35で構成される。インダクタ31、35の抵抗寄生成分にて、高周波スイッチ39、40のスイッチング動作によって生じる増幅回路の負荷変動を抑制することができる。LCフィルタ30、33では増幅回路10から生じる高調波をフィルタリングして、高調波を抑制することができる。更にその後段には高周波スイッチ39、40が接続され、LCフィルタ31、33と高周波スイッチ39、40との間には、抵抗37とコンデンサ38で構成されたRCフィルタ36が並列接続されている。RCフィルタ36は、高周波スイッチ39、40のスイッチング動作により発生する高調波を抑制させることができる。
実施形態3では、上述した実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態と同等であるので、説明を省略する。図4は本発明の実施形態3のサンプリング受信装置の回路構成図であって、実施形態3に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その増幅回路10の出力にて配線分配し、その後段で直並列にLCフィルタ30、33が接続され、コンデンサ32、34およびインダクタ31、35で構成される。インダクタ31、35の抵抗寄生成分にて、高周波スイッチ39、40のスイッチング動作によって生じる増幅回路の負荷変動を抑制することができる。LCフィルタ30、33では増幅回路10から生じる高調波をフィルタリングして、高調波を抑制することができる。更にその後段には高周波スイッチ39、40が接続され、LCフィルタ31、33と高周波スイッチ39、40との間には、抵抗37とコンデンサ38で構成されたRCフィルタ36が並列接続されている。RCフィルタ36は、高周波スイッチ39、40のスイッチング動作により発生する高調波を抑制させることができる。
増幅回路10から出力された高周波信号が高周波スイッチ39、40のそれぞれのドレインから入力されて、さらにP2、P3からも高周波スイッチ39、40のゲートに高周波信号が入力されることで、高周波スイッチ39、40のソースから周波数変換された信号が出力される。また、高周波スイッチ39、40とその後段にて並列でコンデンサ41、42が接続されており、高周波スイッチ39、40のオン抵抗とコンデンサにてRCフィルタとなってスイッチトキャパシタ回路を形成しており、周波数変換後のフィルタとして高次の歪み低減に作用し、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
次に、図4の構成を別の観点から説明する。図4の構成は、図1の構成において、直列緩衝部の構成を変更し、さらに制御部20の構成を変更し、サンプリング部の電源を供給するようにしたものである。すなわち図4において、直列緩衝部は、副直列緩衝部30および副直列緩衝部33を含む。副直列緩衝部30は、インダクタ31およびコンデンサ32が並列に接続された回路で構成され、副直列緩衝部33は、インダクタ35およびコンデンサ34が並列に接続された回路で構成される。各副直列緩衝部30、33の共振周波数は、代表例では増幅信号S70P、S70Qにおける受信すべき所要周波数帯以上の周波数に設定される。副直列緩衝部30、33は、系統B、Cに対してそれぞれ直列に挿入され、増幅信号S70P、S70Qに基づいて直列緩衝信号S30、S33をそれぞれ生成する。並列緩衝部36は、直列緩衝信号S30、S33に基づいて緩衝信号S39P、S40Pをそれぞれ生成する。さらに制御部20Aは、サンプリング部に電源を供給するとともに電源のオン/オフを制御する電源制御信号S20Rを生成し、直列緩衝信号S30、S33にそれぞれ加算する。これにより、制御部20Aは、緩衝信号S39P、S40Pを介して高周波スイッチ39、40の電源をそれぞれオン/オフする。
実施形態3においても、上述した実施形態と同様な効果を得ることができる。すなわち直列緩衝部は、各インダクタ31、35に含まれる寄生抵抗により、サンプリング部のサンプリング動作によるインピーダンス変動を吸収する。その結果、増幅信号S70P、S70Qの変動は抑制され、サンプルホールド信号S39Q、S40Qの大きさは安定化される。直列緩衝部および並列緩衝部36は、増幅信号S70P、S70Qをインピーダンスマッチングさせる。その結果、増幅信号S70P、S70Qの電力は最大化され、信号対雑音比の高いサンプルホールド信号S39Q、S40Qが生成される。直列緩衝部および並列緩衝部36は、さらに増幅信号S70P、S70Qにおける受信すべき所要周波数帯以上の不要高周波を抑制するとともに、サンプリング部のサンプリング動作による歪み成分および雑音成分の発生を低減させる。これらの結果、サンプルホールド信号S39Q、S40Qの大きさは高精度化され、信号対雑音比は高くなる。
(実施形態3の変形例)
実施形態3の変形例では、実施形態3と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態3と同等であるので、説明を省略する。図5は実施形態3に係るサンプリング受信装置の変形例の回路構成図である。
実施形態3の変形例では、実施形態3と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態3と同等であるので、説明を省略する。図5は実施形態3に係るサンプリング受信装置の変形例の回路構成図である。
本変形例に係るサンプリング受信装置には、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その増幅回路10の出力にて配線分配し、その後段で直並列にLCフィルタ30、33が接続され、コンデンサ32、34およびインダクタ31、35で構成される。LCフィルタ30、33では増幅回路10から生じる高調波をフィルタリングして、高調波を抑制することができる。更にその後段には高周波スイッチ39、40が接続され、LCフィルタ31、33と高周波スイッチ39、40との間には、インダクタ44とコンデンサ38で構成されたLCフィルタ43が並列接続されている。これにより、高周波スイッチ39、40のスイッチング動作により発生する高調波を抑制させることができる。
次に、図5の構成を別の観点から説明する。図5の構成は、図4の構成において、並列緩衝部の構成を変更したものである。すなわち図5において、並列緩衝部43は、インダクタ44およびコンデンサ38を含む。並列緩衝部43の共振周波数は、代表例では増幅信号S70P、S70Qにおける受信すべき所要周波数帯以上の周波数に設定される。
実施形態3の変形例においても、実施形態3と同様な効果を得ることができる。すなわち副直列緩衝部30および副直列緩衝部33を含む直列緩衝部、ならびに並列緩衝部43は、増幅信号S70P、S70Qをインピーダンスマッチングさせる。その結果、増幅信号S70P、S70Qの電力は最大化され、信号対雑音比の高いサンプルホールド信号S39Q、S40Qが生成される。副直列緩衝部30および副直列緩衝部33を含む直列緩衝部、ならびに並列緩衝部43は、さらに増幅信号S70P、S70Qにおける受信すべき所要周波数帯以上の不要高周波を抑制するとともに、サンプリング部のサンプリング動作による歪み成分および雑音成分の発生を低減させる。その結果、サンプルホールド信号S39Q、S40Qの大きさは高精度化され、信号対雑音比は高くなる。
(実施形態4)
実施形態4では、上述した実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態と同等であるので、説明を省略する。図6は本発明の実施形態4のサンプリング受信装置の回路構成図である。実施形態4に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その後段で直並列に接続されたLCフィルタ53、56が接続される。LCフィルタ53、56はインダクタ54、58、およびコンデンサ55、57で構成される。インダクタ54、58の抵抗寄生成分にて、高周波スイッチ59、60のスイッチング動作によって生じる増幅回路の負荷変動を抑制できる。増幅回路10と直並列接続されたLCフィルタ53、56との間には、RCフィルタ50が並列接続されている。RCフィルタ50は抵抗51とコンデンサ52で構成されており、増幅回路10から発生する高調波をフィルタリングして、高調波を抑制させることができる。また、LCフィルタ後段には高周波スイッチ59、60が接続されている。高周波スイッチ59、60のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。増幅回路10から出力された高周波信号がドレインから入力されて、さらにP2、P3からも高周波スイッチ59、60のゲートに高周波信号が入力されることで、高周波スイッチ59、60のソースから周波数変換された信号が出力される。高周波スイッチ59、60の後段には、並列でコンデンサ61、62が接続されており、高周波スイッチ59、60のオン抵抗とコンデンサにてRCフィルタとなってスイッチトキャパシタ回路を形成しており、周波数変換後のフィルタとして高次の歪み低減に作用し、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
実施形態4では、上述した実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態と同等であるので、説明を省略する。図6は本発明の実施形態4のサンプリング受信装置の回路構成図である。実施形態4に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その後段で直並列に接続されたLCフィルタ53、56が接続される。LCフィルタ53、56はインダクタ54、58、およびコンデンサ55、57で構成される。インダクタ54、58の抵抗寄生成分にて、高周波スイッチ59、60のスイッチング動作によって生じる増幅回路の負荷変動を抑制できる。増幅回路10と直並列接続されたLCフィルタ53、56との間には、RCフィルタ50が並列接続されている。RCフィルタ50は抵抗51とコンデンサ52で構成されており、増幅回路10から発生する高調波をフィルタリングして、高調波を抑制させることができる。また、LCフィルタ後段には高周波スイッチ59、60が接続されている。高周波スイッチ59、60のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。増幅回路10から出力された高周波信号がドレインから入力されて、さらにP2、P3からも高周波スイッチ59、60のゲートに高周波信号が入力されることで、高周波スイッチ59、60のソースから周波数変換された信号が出力される。高周波スイッチ59、60の後段には、並列でコンデンサ61、62が接続されており、高周波スイッチ59、60のオン抵抗とコンデンサにてRCフィルタとなってスイッチトキャパシタ回路を形成しており、周波数変換後のフィルタとして高次の歪み低減に作用し、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
次に、図6の構成を別の観点から説明する。図6の構成は、図4の構成において、緩衝部における直列緩衝部および並列緩衝部36の従属構成の順番を逆にするとともに、電源制御信号S20Rを緩衝信号S59P、S60Pに直接にそれぞれ加算したものである。すなわち図6において、直列緩衝部は、副直列緩衝部53および副直列緩衝部56を含む。副直列緩衝部53は、インダクタ54およびコンデンサ55が並列に接続された回路で構成され、副直列緩衝部56は、インダクタ58およびコンデンサ57が並列に接続された回路で構成される。各副直列緩衝部53、56の共振周波数は、代表例では増幅信号S70P、S70Qにおける受信すべき所要周波数帯以上の周波数に設定される。並列緩衝部50は増幅部の下流側に接続され、直列緩衝部は並列緩衝部50の下流側に接続される。制御部20Aは、緩衝信号S59P、S60Pを介して高周波スイッチ59、60の電源をそれぞれオン/オフする。
実施形態4においても、上述した実施形態と同様な効果を得ることができる。すなわち並列緩衝部50は、増幅信号S70P、S70Qをインピーダンスマッチングさせる。その結果、増幅信号S70P、S70Qの電力は最大化され、信号対雑音比の高いサンプルホールド信号S59Q、S60Qが生成される。直列緩衝部は、各インダクタ54、58に含まれる寄生抵抗により、サンプリング部のサンプリング動作によるインピーダンス変動を吸収する。その結果、増幅信号S70P、S70Qの変動は抑制され、サンプルホールド信号S59Q、S60Qの大きさは安定化される。並列緩衝部13および直列緩衝部は、さらに増幅信号S70P、S70Qにおける受信すべき所要周波数帯以上の不要高周波を抑制するとともに、サンプリング部のサンプリング動作による歪み成分および雑音成分の発生を低減させる。これらの結果、サンプルホールド信号S59Q、S60Qの大きさは高精度化され、信号対雑音比は高くなる。
(実施形態4の変形例)
実施形態4の変形例では、実施形態4と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態4と同等であるので、説明を省略する。図7は実施形態4に係るサンプリング受信装置の変形例の回路構成図である。
実施形態4の変形例では、実施形態4と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態4と同等であるので、説明を省略する。図7は実施形態4に係るサンプリング受信装置の変形例の回路構成図である。
本変形例に係るサンプリング受信装置には、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その増幅回路10の出力にて配線分配し、その後段で直並列にLCフィルタ53、56が接続され、コンデンサ55、57およびインダクタ54、58で構成される。LCフィルタ53、56では、インダクタ54、58の抵抗寄生成分にて、高周波スイッチ59、60のスイッチング動作によって生じる増幅回路の負荷変動を抑制できる。増幅回路10と直並列接続されたLCフィルタ53、56との間には、LCフィルタ63が並列接続されている。LCフィルタ63はインダクタ45とコンデンサ52で構成されており、増幅回路10から発生する高調波をフィルタリングして、高調波を抑制させることができる。
次に、図7の構成を別の観点から説明する。図7の構成は、図6の構成において、並列緩衝部の構成を変更したものである。すなわち図7において、並列緩衝部63は、インダクタ45およびコンデンサ52を含む。並列緩衝部63の共振周波数は、代表例では増幅信号S70P、S70Qにおける受信すべき所要周波数帯以上の周波数に設定される。
実施形態4の変形例においても、実施形態4と同様な効果を得ることができる。すなわち並列緩衝部63は、増幅信号S70P、S70Qをインピーダンスマッチングさせる。その結果、増幅信号S70P、S70Qの電力は最大化され、信号対雑音比の高いサンプルホールド信号S59Q、S60Qが生成される。並列緩衝部13および直列緩衝部は、さらに増幅信号S70P、S70Qにおける受信すべき所要周波数帯以上の不要高周波を抑制するとともに、サンプリング部のサンプリング動作による歪み成分および雑音成分の発生を低減させる。その結果、サンプルホールド信号S59Q、S60Qの大きさは高精度化され、信号対雑音比は高くなる。
(実施形態5)
実施形態5では、実施形態1と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態1と同等であるので、説明を省略する。図8は本発明の実施形態5のサンプリング受信装置の回路構成図であって、実施形態5に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、増幅回路10の出力には差動インダクタ70Aが直列に接続されて差動配線分配し、その後段で直列に接続された抵抗71、72と、その抵抗と後段の高周波スイッチ76、77との間にはRCフィルタ73が並列接続され、抵抗74とコンデンサ75で構成される。高周波スイッチ76、77のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。また、高周波スイッチ76、77とその後段にて並列でコンデンサ78、79が接続されており、スイッチトキャパシタ回路を形成して、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
実施形態5では、実施形態1と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態1と同等であるので、説明を省略する。図8は本発明の実施形態5のサンプリング受信装置の回路構成図であって、実施形態5に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、増幅回路10の出力には差動インダクタ70Aが直列に接続されて差動配線分配し、その後段で直列に接続された抵抗71、72と、その抵抗と後段の高周波スイッチ76、77との間にはRCフィルタ73が並列接続され、抵抗74とコンデンサ75で構成される。高周波スイッチ76、77のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。また、高周波スイッチ76、77とその後段にて並列でコンデンサ78、79が接続されており、スイッチトキャパシタ回路を形成して、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
次に、図8の構成を別の観点から説明する。図8の構成は、図1の構成において、分岐回路70を差動変換回路70Aに変更したものである。すなわち図8において、増幅部は、増幅回路10および差動変換回路70Aを含む。増幅部は、入力端子P1からの1つの系統Aの高周波信号SP1を増幅し、2つの系統B、Cの増幅信号S70AP、S70AQをそれぞれ生成する。差動変換回路70Aは、系統Aの増幅出力信号S10に基づいて、振幅および周波数が互いに大略等しくかつ位相が互いに大略180度異なる、系統B、Cの増幅信号S70AP、S70AQをそれぞれ生成する。
実施形態5では、差動変換回路70Aの代表例として差動インダクタが用いられる。図16は、差動インダクタの一例である。図16の差動インダクタは、端子P20に増幅出力信号S10を入力し、端子P21P、P21Qから増幅信号S70AP、S70AQをそれぞれ出力する。図1の構成では、サンプルクロック信号S16R、S17Rの位相は互いに逆相であったが、図8の構成では、増幅信号S70AP、S70AQの位相が互いに逆相であるため、サンプルクロック信号S76R、S77Rの位相は互いに同相にする。
実施形態5においても、実施形態1と同様な効果を得ることができる。すなわち抵抗71、72を含む直列緩衝部は、サンプリング部のサンプリング動作によるインピーダンス変動を吸収する。その結果、増幅信号S70AP、S70AQの変動は抑制され、サンプルホールド信号S76Q、S77Qの大きさは安定化される。抵抗71、72を含む直列緩衝部、および並列緩衝部73は、増幅信号S70AP、S70AQをインピーダンスマッチングさせる。その結果、増幅信号S70AP、S70AQの電力は最大化され、信号対雑音比の高いサンプルホールド信号S76Q、S77Qが生成される。並列緩衝部73は、さらに増幅信号S70AP、S70AQにおける受信すべき所要周波数帯以上の不要高周波を抑制するとともに、サンプリング部のサンプリング動作による歪み成分および雑音成分の発生を低減させる。その結果、サンプルホールド信号S76Q、S77Qの大きさは高精度化され、信号対雑音比は高くなる。
(実施形態5の変形例1)
実施形態5の変形例1では、実施形態5と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態5と同等であるので、説明を省略する。図9は実施形態5に係るサンプリング受信装置の変形例1の回路構成図である。
実施形態5の変形例1では、実施形態5と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態5と同等であるので、説明を省略する。図9は実施形態5に係るサンプリング受信装置の変形例1の回路構成図である。
本変形例に係るサンプリング受信装置には、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、増幅回路10の出力には差動インダクタ70Aが直列に接続されて差動配線分配し、その後段で直列に接続された抵抗71、72と、その抵抗と後段の高周波スイッチ76、77との間にはLCフィルタ69が並列接続され、インダクタ46とコンデンサ75で構成される。高周波スイッチ76、77のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。また、高周波スイッチ76、77とその後段にて並列でコンデンサ78、79が接続されており、スイッチトキャパシタ回路を形成して、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
次に、図9の構成を別の観点から説明する。図9の構成は、図8の構成において、並列緩衝部の構成を変更したものである。すなわち図9において、並列緩衝部69は、インダクタ46およびコンデンサ75を含む。並列緩衝部69の共振周波数は、代表例では増幅信号S70AP、S70AQにおける受信すべき所要周波数帯以上の周波数に設定される。
実施形態5の変形例1においても、実施形態5と同様な効果を得ることができる。すなわち抵抗71、72を含む直列緩衝部、および並列緩衝部69は、増幅信号S70AP、S70AQをインピーダンスマッチングさせる。その結果、増幅信号S70AP、S70AQの電力は最大化され、信号対雑音比の高いサンプルホールド信号S76Q、S77Qが生成される。並列緩衝部69は、さらに増幅信号S70AP、S70AQにおける受信すべき所要周波数帯以上の不要高周波を抑制するとともに、サンプリング部のサンプリング動作による歪み成分および雑音成分の発生を低減させる。その結果、サンプルホールド信号S76Q、S77Qの大きさは高精度化され、信号対雑音比は高くなる。
(実施形態5の変形例2)
実施形態5の変形例2では、実施形態5およびその変形例1と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態5およびその変形例1と同等であるので、説明を省略する。図10は実施形態5に係るサンプリング受信装置の変形例2の回路構成図である。
実施形態5の変形例2では、実施形態5およびその変形例1と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、実施形態5およびその変形例1と同等であるので、説明を省略する。図10は実施形態5に係るサンプリング受信装置の変形例2の回路構成図である。
本変形例に係るサンプリング受信装置には、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、増幅回路10の出力には差動変換回路123が直列に接続されて差動配線分配し、その後段で直列に接続された抵抗71、72と、その抵抗と後段の高周波スイッチ76、77との間にはLCフィルタ69が並列接続され、インダクタ46とコンデンサ75で構成される。高周波スイッチ76、77のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。また、高周波スイッチ76、77とその後段にて並列でコンデンサ78、79が接続されており、スイッチトキャパシタ回路を形成して、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
次に、図10の構成を別の観点から説明する。図10の構成は、図9の構成において、差動変換回路70Aを差動変換回路123に変更したものである。すなわち図10において、増幅部は、増幅回路10および差動変換回路123を含む。増幅部は、入力端子P1からの1つの系統Aの高周波信号SP1を増幅し、2つの系統B、Cの増幅信号S70AP、S70AQをそれぞれ生成する。差動変換回路123は、系統Aの増幅出力信号S10に基づいて、振幅および周波数が互いに大略等しくかつ位相が互いに大略180度異なる、系統B、Cの増幅信号S123P、S123Qをそれぞれ生成する。実施形態5では、差動変換回路123として、1系統の1次側電力を互いに逆位相の2系統の2次側電力に変換する差動トランスが用いられる。図10の構成では、図9の構成と同様に、サンプルクロック信号S76R、S77Rの位相は互いに同相にする。
実施形態5の変形例2においても、実施形態5の変形例1と同様な効果を得ることができる。
(実施形態6)
実施形態6のでは、上述した実施形態およびその変形例と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態およびその変形例と同等であるので、説明を省略する。図11は本発明の実施形態6のサンプリング受信装置の回路構成図であって、実施形態6に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と同相から差動変換する差動変換回路122で構成されており、増幅回路100と接続され、その増幅回路100は差動出力となっている。その後段で直列に接続された抵抗80、81と、その抵抗80、81と後段の高周波スイッチ85、86との間にはRCフィルタ82が並列接続され、抵抗83とコンデンサ84で構成される。高周波スイッチ85、86で発生する高調波に対するフィルタリング作用により高調波を低減でき、かつ帯域内マッチングを取ることができる。素子数を抑えた構成であるので、面積的にも大きくなるようなことはない。
実施形態6のでは、上述した実施形態およびその変形例と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態およびその変形例と同等であるので、説明を省略する。図11は本発明の実施形態6のサンプリング受信装置の回路構成図であって、実施形態6に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と同相から差動変換する差動変換回路122で構成されており、増幅回路100と接続され、その増幅回路100は差動出力となっている。その後段で直列に接続された抵抗80、81と、その抵抗80、81と後段の高周波スイッチ85、86との間にはRCフィルタ82が並列接続され、抵抗83とコンデンサ84で構成される。高周波スイッチ85、86で発生する高調波に対するフィルタリング作用により高調波を低減でき、かつ帯域内マッチングを取ることができる。素子数を抑えた構成であるので、面積的にも大きくなるようなことはない。
高周波スイッチ85、86のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。また、高周波スイッチ85、86とその後段にて並列でコンデンサ87、88が接続されており、スイッチトキャパシタ回路を形成して、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
増幅回路100の後段で直列に接続される抵抗80、81は、高周波スイッチ85、86のスイッチング動作による、増幅回路100の負荷変動を抑制するために接続され、RCフィルタ82は抵抗83およびコンデンサ84が並列で接続され、高周波スイッチ85、86で発生する高調波に対するフィルタリング、および帯域内マッチングをすることを目的とする。
増幅回路100の後段で直列に接続される抵抗80、81は、高周波スイッチ85、86のスイッチング動作による、増幅回路100の負荷変動を抑制するために接続され、RCフィルタ82は抵抗83およびコンデンサ84が並列で接続され、高周波スイッチ85、86で発生する高調波に対するフィルタリング、および帯域内マッチングをすることを目的とする。
図12は実施形態6における増幅回路100の回路構成である。
図12は実施形態1に係る図2の増幅回路10の回路構成例を、差動回路として追加したものである。同相から差動変換する差動変換回路122より差動信号が生成され、入力端子P1とP8に入力される。図11において、図2に示す構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付することにより説明を省略する。
図12は実施形態1に係る図2の増幅回路10の回路構成例を、差動回路として追加したものである。同相から差動変換する差動変換回路122より差動信号が生成され、入力端子P1とP8に入力される。図11において、図2に示す構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付することにより説明を省略する。
次に、出力信号は図10に示す抵抗80、81にそれぞれ直列に接続される。抵抗80、81は、高周波スイッチ85、86におけるスイッチング動作により、増幅回路10で生じる負荷変動を抑制する。また、抵抗80、81と高周波スイッチ85、86との間には、RCフィルタ82が並列に接続される。RCフィルタ82は、抵抗83とコンデンサ84が接続されており、高周波スイッチ85、86での高調波に対するフィルタリング、および使用帯域内マッチングを取っている。高周波スイッチ85、86のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。増幅回路100から出力された高周波信号が高周波スイッチ85、86のそれぞれのドレインから入力されて、さらにP2、P3からも高周波スイッチ85、86のゲートに高周波信号が入力されることで、高周波スイッチ85、86のソースから周波数変換された信号が出力される。また、高周波スイッチ85、86とその後段にて並列でコンデンサ87、88が接続されており、高周波スイッチ85、86のオン抵抗とコンデンサにてRCフィルタとなってスイッチトキャパシタ回路を形成しており、周波数変換後のフィルタとして高次の歪み低減に作用し、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P5とP6に接続される。
次に、図11の構成を別の観点から説明する。図11の構成は、図1の構成において、増幅部の構成を変更したものである。すなわち図11において、増幅部は、差動変換回路122および増幅回路100を含む。増幅部は、入力端子P1からの1つの系統Aの高周波信号SP1を増幅し、2つの系統B、Cの増幅信号S100P、S100Qをそれぞれ生成する。差動変換回路122は、高周波信号SP1に基づいて、振幅および周波数が互いに大略等しくかつ位相が互いに大略180度異なる、系統B、Cの増幅入力信号S122P、S122Qをそれぞれ生成する。実施形態6では、差動変換回路122として、1系統の1次側電力を互いに逆位相の2系統の2次側電力に変換する差動トランスが用いられる。増幅回路100は、2系統の増幅入力信号S122P、S122Qを増幅し、互いに逆位相の2系統の増幅信号S100P、S100Qをそれぞれ生成する。増幅回路100は、差動入力S122P、S122Qおよび差動出力S100P、S100Qの差動増幅回路であり、図12のように、代表例では差動入力S122P、S122Qの電圧を電流に変換し、差動出力S100P、S100Qを生成する。図11の構成では、図9の構成と同様に、サンプルクロック信号S85R、S86Rの位相は互いに同相にする。
実施形態6においても、実施形態1と同等な効果を得ることができる。加えて、増幅回路100が差動増幅構成を取ることにより、増幅部入力における外来ノイズなどの同相妨害を相殺し、増幅信号S100P、S100Qの信号対雑音比を高めることが可能になる。
(実施形態7)
実施形態7では、上述した実施形態およびその変形例と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態およびその変形例と同等であるので、説明を省略する。図13は本発明の実施形態7のサンプリング受信装置の回路構成図である。実施形態7に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と同相から差動変換する差動変換回路122で構成されており、増幅回路100と接続され、その増幅回路100は差動出力となっている。また、その後段で直列に接続された抵抗80、81との間にはRCフィルタ82が並列接続されている。RCフィルタ82は抵抗83とコンデンサ84で構成されており、増幅回路100から発する高調波をフィルタリングし、かつ帯域内マッチングを取ることができる。素子数を抑えた構成であるので、面積的にも大きくなるようなことはない。
実施形態7では、上述した実施形態およびその変形例と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態およびその変形例と同等であるので、説明を省略する。図13は本発明の実施形態7のサンプリング受信装置の回路構成図である。実施形態7に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と同相から差動変換する差動変換回路122で構成されており、増幅回路100と接続され、その増幅回路100は差動出力となっている。また、その後段で直列に接続された抵抗80、81との間にはRCフィルタ82が並列接続されている。RCフィルタ82は抵抗83とコンデンサ84で構成されており、増幅回路100から発する高調波をフィルタリングし、かつ帯域内マッチングを取ることができる。素子数を抑えた構成であるので、面積的にも大きくなるようなことはない。
また抵抗80、81は、高周波スイッチ85、86のスイッチング動作による、増幅回路100の負荷変動を抑制することができる。高周波スイッチ85、86のゲートには、高周波信号を入力するための入力端子P2、P3が接続される。増幅回路100から出力された高周波信号がドレインから入力されて、さらに高周波スイッチ85、86からも高周波信号が入力されることで、高周波スイッチ85、86のソースから周波数変換された信号が出力される。高周波スイッチ85、86の後段には、並列でコンデンサ87、88が接続されており、高周波スイッチ85、86のオン抵抗とコンデンサにてRCフィルタとなってスイッチトキャパシタ回路を形成しており、周波数変換後のフィルタとして高次の歪み低減に作用し、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
次に、図13の構成を別の観点から説明する。図13の構成は、図3の構成において、増幅部の構成を変更したものである。すなわち図13において、増幅部は、入力端子P1からの1つの系統Aの高周波信号SP1を増幅し、2つの系統B、Cの増幅信号S100P、S100Qをそれぞれ生成する。差動変換回路122は、高周波信号SP1に基づいて、振幅および周波数が互いに大略等しくかつ位相が互いに大略180度異なる、系統B、Cの増幅入力信号S122P、S122Qをそれぞれ生成する。実施形態7では、差動変換回路122として、1系統の1次側電力を互いに逆位相の2系統の2次側電力に変換する差動トランスが用いられる。増幅回路100は、2系統の増幅入力信号S122P、S122Qを増幅し、互いに逆位相の2系統の増幅信号S100P、S100Qをそれぞれ生成する。増幅回路100は、差動入力S122P、S122Qおよび差動出力S100P、S100Qの差動増幅回路であり、図12のように、代表例では差動入力S122P、S122Qの電圧を電流に変換し、差動出力S100P、S100Qを生成する。図13の構成では、図11の構成と同様に、サンプルクロック信号S85R、S86Rの位相は互いに同相にする。
実施形態7においても、実施形態2と同等な効果を得ることができる。加えて、増幅回路100が差動増幅構成を取ることにより、増幅部入力における外来ノイズなどの同相妨害を相殺し、増幅信号S100P、S100Qの信号対雑音比を高めることが可能になる。
(実施形態8)
実施形態8では、上述した実施形態およびその変形例と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態およびその変形例と同等であるので、説明を省略する。図14は本発明の実施形態8のサンプリング受信装置の回路構成図であって、実施形態8に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その増幅回路10の出力にはスイッチ部124が接続される。増幅回路10の出力レベルが大きい場合には、スイッチ部124は経路R128に、また増幅回路10の出力レベルが小さい場合には、スイッチ部124は経路R129に接続する。経路R128に接続された場合、配線分配されてその後段で直列に抵抗71、72が接続され、高周波スイッチ126、127のスイッチング動作によって生じる増幅回路10の負荷変動を抑制することができる。LCフィルタ69では増幅回路10から生じる高調波をフィルタリングして、高調波を抑制することができる。経路R129に接続された場合、配線分配されてLCフィルタ69に接続される。この場合、直列に抵抗を介さないことで、利得低下を防ぐことができ、雑音指数を上昇させること無く、信号を伝達させることが可能となる。LCフィルタ69の後段には、デュアルゲートFET126、127が接続されており、ゲートの1つに増幅出力信号S10の振幅レベルを表す振幅レベル信号S125が入力され、増幅回路10の出力レベルに応じてゲインコントロールが掛けられるようにしている。
実施形態8では、上述した実施形態およびその変形例と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態およびその変形例と同等であるので、説明を省略する。図14は本発明の実施形態8のサンプリング受信装置の回路構成図であって、実施形態8に係るサンプリング受信装置は、高周波信号を入力する為の入力端子P1と増幅回路10と接続され、その増幅回路10の出力にはスイッチ部124が接続される。増幅回路10の出力レベルが大きい場合には、スイッチ部124は経路R128に、また増幅回路10の出力レベルが小さい場合には、スイッチ部124は経路R129に接続する。経路R128に接続された場合、配線分配されてその後段で直列に抵抗71、72が接続され、高周波スイッチ126、127のスイッチング動作によって生じる増幅回路10の負荷変動を抑制することができる。LCフィルタ69では増幅回路10から生じる高調波をフィルタリングして、高調波を抑制することができる。経路R129に接続された場合、配線分配されてLCフィルタ69に接続される。この場合、直列に抵抗を介さないことで、利得低下を防ぐことができ、雑音指数を上昇させること無く、信号を伝達させることが可能となる。LCフィルタ69の後段には、デュアルゲートFET126、127が接続されており、ゲートの1つに増幅出力信号S10の振幅レベルを表す振幅レベル信号S125が入力され、増幅回路10の出力レベルに応じてゲインコントロールが掛けられるようにしている。
増幅回路10から出力された高周波信号が高周波スイッチ126、127のそれぞれのドレインから入力されて、さらにP2、P3からも高周波スイッチ126、127のゲートに高周波信号が入力されることで、高周波スイッチ126、127のソースから周波数変換された信号が出力される。また、高周波スイッチ126、127とその後段にて並列でコンデンサ78、79が接続されており、高周波スイッチ126、127のオン抵抗とコンデンサにてRCフィルタとなってスイッチトキャパシタ回路を形成しており、周波数変換後のフィルタとして高次の歪み低減に作用し、さらにスイッチトキャパシタフィルタ120、121に接続されて出力端子P4とP5に接続される。
次に、図14の構成を別の観点から説明する。図14の構成は、図1の構成において、増幅部における増幅回路10と分岐回路70との間にスイッチ部124を設け、並列緩衝部69、高周波スイッチ126、127、および制御部20の構成を変更したものである。すなわち図14において、緩衝部は、抵抗71、72で構成される直列緩衝部と、インダクタ46とコンデンサ75が並列に構成される並列緩衝部69とを含む。並列緩衝部69の共振周波数は、代表例では増幅出力信号S10における受信すべき所要周波数帯以上の周波数に設定される。緩衝部は、抵抗71、72で構成される直列緩衝部および並列緩衝部69を含む副緩衝部と、並列緩衝部69だけを含む副緩衝部とを含む。
振幅レベル検出回路は、増幅出力信号S10の振幅レベルを検出し、振幅レベル信号S125を生成する。振幅レベル検出回路は、制御部20Bに含まれる。スイッチ部124は、系統Aの増幅出力信号S10を入力し、振幅レベル信号S125に基づいて、経路R128または経路R129のうちいずれか一方の経路を選択し、選択された経路に増幅出力信号S10を出力する。代表例では、スイッチ部124は、振幅レベル信号の大きさが所定値以上の場合、経路R128を選択し、振幅レベル信号の大きさが所定値未満の場合、経路R129を選択する。分岐回路128は、出力された増幅出力信号S128Rを分岐し、振幅、周波数、および位相が互いに大略等しい、系統B、Cの増幅信号S128P、S128Qをそれぞれ生成する。分岐回路129は、出力された増幅出力信号S129Rを分岐し、振幅、周波数、および位相が互いに大略等しい、系統B、Cの増幅信号S129P、S129Qをそれぞれ生成する。直列緩衝部および並列緩衝部69を含む副緩衝部は、増幅信号S128P、S128Qに基づいて緩衝信号S126P、S127Pをそれぞれ生成する。並列緩衝部69だけを含む副緩衝部は、増幅信号S129P、S129Qに基づいて緩衝信号S126P、S127Pをそれぞれ生成する。
高周波スイッチ126、127は、それぞれ2つのゲートを有するデュアルゲート型NMOSトランジスタである。高周波スイッチ126、127は、各ゲートにサンプルクロック信号S39R、S40Rを入力するとともに、振幅レベル信号S125をそれぞれ入力する。高周波スイッチ126、127は、サンプルクロック信号S39R、S40Rに基づいて緩衝信号S126P、S127Pをサンプリングし、サンプルホールド信号S126Q、S127Qを生成するとともに、振幅レベル信号S125に基づいて、緩衝信号S126P、S127Pに対するサンプルホールド信号S126Q、S127Qの利得を変化させる。代表例では、高周波スイッチ126、127は、振幅レベル信号S125が低下するとともに、単調増加的に利得を増加させる。
実施形態8においても、実施形態1と同様な効果を得ることができる。すなわち抵抗11、12を含む直列緩衝部は、サンプリング部のサンプリング動作によるインピーダンス変動を吸収する。その結果、増幅出力信号S10の変動は抑制され、サンプルホールド信号S126Q、S127Qの大きさは安定化される。抵抗11、12を含む直列緩衝部、および並列緩衝部69は、増幅出力信号S10をインピーダンスマッチングさせる。その結果、増幅出力信号S10の電力は最大化され、信号対雑音比の高いサンプルホールド信号S126Q、S127Qが生成される。並列緩衝部69は、さらに増幅出力信号S10における受信すべき所要周波数帯以上の不要高周波を抑制するとともに、サンプリング部のサンプリング動作による歪み成分および雑音成分の発生を低減させる。その結果、サンプルホールド信号S126Q、S127Qの大きさは高精度化され、信号対雑音比は高くなる。
加えて、本発明のサンプリング受信装置を搭載した無線受信機が弱電界領域にあり、高周波信号SP1のレベルが低い場合、各増幅信号S129P、S129Qは、抵抗11、12を含む直列緩衝部を介さず直接に並列緩衝部69に入力される。このため、低レベルの各増幅信号S129P、S129Qは、直列緩衝部により信号対雑音比が低下する影響を受けず、サンプルホールド信号S126Q、S127Qの信号対雑音比は高くなる。さらに、振幅レベル信号S125の低下とともに高周波スイッチ126、127の利得は増加するため、無線受信機周囲の電界状態によらず、サンプルホールド信号S126Q、S127Qの大きさを一定に保持することが可能となる。
(実施形態9)
実施形態9では、上述した実施形態およびその変形例と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態およびその変形例と同等であるので、説明を省略する。図15は実施形態1〜8におけるスイッチトキャパシタフィルタ120、121の回路構成である。
実施形態9では、上述した実施形態およびその変形例と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、上述した実施形態およびその変形例と同等であるので、説明を省略する。図15は実施形態1〜8におけるスイッチトキャパシタフィルタ120、121の回路構成である。
P10から入った信号はコンデンサ137では位相がP10に対して反転するので、位相補正用にインバータ136をその後段に設ける。また、インバータ136を入れることにより、その後段で発生するスイッチング動作の影響を受けることはなく、負荷変動が生じない。一連の回路をカスケード接続にすることで、スイッチトキャパシタフィルタ特性を形成することが可能となり、かつ後段のスイッチング動作が前段に伝わらないことにより低歪み化が可能となる。
図15において、図2に示す構成要素および動作原理が同一であるので、同一の符号を付することにより説明を省略する。
次に、図15の構成を別の観点から説明する。図15は、各スイッチトキャパシタフィルタ120、121の代表例である。スイッチトキャパシタフィルタ120は、従属に接続される2つのクロックドインバータSC1、SC2と、クロックドインバータSC1とクロックドインバータSC2との間に並列に挿入されるコンデンサ137と、コンデンサ137とクロックドインバータSC2との間に直列に挿入されるインバータ136とを1ユニットとして、複数ユニットにより構成される。クロックドインバータSC1は、各PチャネルFET131、132および各NチャネルFET133、138を含む。クロックドインバータSC2は、各PチャネルFET139、140および各NチャネルFET141、146を含む。
各クロックドインバータSC1、SC2は、制御部20で生成されるスイッチトキャパシタクロック信号S20Q1、S20Q2により、交互にオン/オフする。例えば図1におけるサンプルホールド信号S16Qは、クロックドインバータSC1がオン状態でクロックドインバータSC2がオフ状態の場合、コンデンサ137に充電され、クロックドインバータSC1がオフ状態でクロックドインバータSC2がオン状態の場合、コンデンサ137に充電された信号が、後段のコンデンサ145に充電される。インバータ136は、コンデンサ137による信号の位相反転を元に戻す機能を有する。さらにインバータ136は、クロックドインバータSC2のスイッチングによる負荷変動が、コンデンサ137に充電された信号およびクロックドインバータSC1のスイッチング特性に影響を与えないように、隔離する機能を有する。
(実測結果)
図17は、以上の実施形態において制限サンプルホールド信号S120、S121の周波数スペクトラムを示す実測結果である。波線STM1は、緩衝部を含まない場合の周波数スペクトラムであり、実線STM2は、緩衝部を含む場合の周波数スペクトラムである。
図17は、以上の実施形態において制限サンプルホールド信号S120、S121の周波数スペクトラムを示す実測結果である。波線STM1は、緩衝部を含まない場合の周波数スペクトラムであり、実線STM2は、緩衝部を含む場合の周波数スペクトラムである。
高周波信号SP1は次の2つの周波数FX1、FX2を有する信号であり、サンプルクロック信号S16R、S17Rは次の周波数FSCを有する。
FX1=1.0022MHz
FX2=1.0032MHz
FSC=1MHz
この場合、サンプルホールド信号S16Q、S17Qは、次の2つの周波数FY1、FY2を有する信号となる。
FY1=FX1−FSC=2.2kHz
FY2=FX2−FSC=3.2kHz
FX1=1.0022MHz
FX2=1.0032MHz
FSC=1MHz
この場合、サンプルホールド信号S16Q、S17Qは、次の2つの周波数FY1、FY2を有する信号となる。
FY1=FX1−FSC=2.2kHz
FY2=FX2−FSC=3.2kHz
その他に、波線STM1の周波数スペクトラムは、周波数FY1、FY2の2つの信号の相互変調に起因するいくつかの歪み成分FY3、FY4、FY5、およびFY6を含む。
FY3=FY2−FY1=1.0kHz
FY4=FY1×2−FY1=1.2kHz
FY5=FY2×2−FY1×2=2.0kHz
FY6=FY1×3−FY2=3.4kHz
緩衝部を含む場合の周波数スペクトラムSTM2では、FY3〜FY6のような不要周波数が十分に低減され、受信すべき信号周波数FY1、FY2が、高信号対雑音比の状態で再生される。
FY3=FY2−FY1=1.0kHz
FY4=FY1×2−FY1=1.2kHz
FY5=FY2×2−FY1×2=2.0kHz
FY6=FY1×3−FY2=3.4kHz
緩衝部を含む場合の周波数スペクトラムSTM2では、FY3〜FY6のような不要周波数が十分に低減され、受信すべき信号周波数FY1、FY2が、高信号対雑音比の状態で再生される。
(まとめ)
本発明のサンプリング受信装置は、増幅部とサンプリング部の間に、直列緩衝部および並列緩衝部で構成される緩衝部を有することにより、次のような効果を得ることができる。すなわち直列緩衝部は、サンプリング部のサンプリング動作によるインピーダンス変動を吸収する。その結果、増幅信号の変動は抑制され、サンプルホールド信号の大きさは安定化される。直列緩衝部および並列緩衝部は、増幅信号をインピーダンスマッチングさせる。その結果、増幅信号の電力は最大化され、信号対雑音比の高いサンプルホールド信号が生成される。直列緩衝部および並列緩衝部は、さらに増幅信号における受信すべき所要周波数帯以上の不要高周波を抑制するとともに、サンプリング部のサンプリング動作による歪み成分および雑音成分の発生を低減させる。その結果、サンプルホールド信号の大きさは高精度化され、信号対雑音比は高くなる。
本発明のサンプリング受信装置は、増幅部とサンプリング部の間に、直列緩衝部および並列緩衝部で構成される緩衝部を有することにより、次のような効果を得ることができる。すなわち直列緩衝部は、サンプリング部のサンプリング動作によるインピーダンス変動を吸収する。その結果、増幅信号の変動は抑制され、サンプルホールド信号の大きさは安定化される。直列緩衝部および並列緩衝部は、増幅信号をインピーダンスマッチングさせる。その結果、増幅信号の電力は最大化され、信号対雑音比の高いサンプルホールド信号が生成される。直列緩衝部および並列緩衝部は、さらに増幅信号における受信すべき所要周波数帯以上の不要高周波を抑制するとともに、サンプリング部のサンプリング動作による歪み成分および雑音成分の発生を低減させる。その結果、サンプルホールド信号の大きさは高精度化され、信号対雑音比は高くなる。
緩衝部は数個ないし10数個程度の受動素子で構成されるため、サンプリング受信装置全体を半導体集積回路に集積化または基板上にモジュール化しても、緩衝部の占める割合は十分に小さい。それゆえに、本発明のサンプリング受信装置は、わずかなコスト増により、上述した大きな効果を生み出すことが可能となる。
本発明は、携帯電話などの無線回路などに用いられるサンプリング受信装置に適用され、特に低歪み特性を要求されるサンプリング受信装置に有効である。
以上、実施の形態におけるこれまでの説明は、すべて本発明を具体化した一例であって、本発明はこれらの例に限定されず、本発明の技術を用いて当業者が容易に構成可能な種々の例に展開可能である。
本発明は、サンプリング受信装置に利用できる。
10、100 増幅回路
11、12、14、21、22、23、24、37、50、71、72、74、80、81、83、101、102、103、104、221、222、223、224 抵抗
13、36、50、73、82 RCフィルタ
15、18、19、25、26、27、28、32、34、55、57、61、62、75、78、79、84、87、88、105、106、107、108、132、133、137、145、155、225、226、227、228 コンデンサ
16、17、31、32、39、40、59、60、76、77、85、86、111、112、133、138、141、146、147、150、153、231、232 NチャネルFET
29、30、109、110、131、132、139、140、148、149、229、230 PチャネルFET
20、20A、20B 制御部
30、33、43、63、69 LCフィルタ
31、35、44、45、54、58、46 インダクタ
70A 差動インダクタ
P1、P2、P3、P8、P10、P20 入力端子
P4、P5、P7、P9、P11、P21P、P21Q 出力端子
120、121 スイッチトキャパシタフィルタ
122、123 差動変換回路
124 スイッチ部
126、127 デュアルゲートFET
R128、R129 経路
134、135、142、143、151、152 インバータ
11、12、14、21、22、23、24、37、50、71、72、74、80、81、83、101、102、103、104、221、222、223、224 抵抗
13、36、50、73、82 RCフィルタ
15、18、19、25、26、27、28、32、34、55、57、61、62、75、78、79、84、87、88、105、106、107、108、132、133、137、145、155、225、226、227、228 コンデンサ
16、17、31、32、39、40、59、60、76、77、85、86、111、112、133、138、141、146、147、150、153、231、232 NチャネルFET
29、30、109、110、131、132、139、140、148、149、229、230 PチャネルFET
20、20A、20B 制御部
30、33、43、63、69 LCフィルタ
31、35、44、45、54、58、46 インダクタ
70A 差動インダクタ
P1、P2、P3、P8、P10、P20 入力端子
P4、P5、P7、P9、P11、P21P、P21Q 出力端子
120、121 スイッチトキャパシタフィルタ
122、123 差動変換回路
124 スイッチ部
126、127 デュアルゲートFET
R128、R129 経路
134、135、142、143、151、152 インバータ
Claims (21)
- 高周波信号を増幅し、増幅信号を生成する増幅部と、
増幅信号をインピーダンスマッチングさせた緩衝信号を生成する緩衝部と、
緩衝信号を所望の周波数でサンプリングし、サンプルホールド信号を生成するサンプリング部と、
を有し、
緩衝信号は、前記サンプリング部のサンプリング動作によるインピーダンス変動を吸収することを特徴とする、サンプリング受信装置。 - 前記緩衝部は、
前記増幅部と前記サンプリング部との間に直列に挿入される直列緩衝部と、
前記増幅部と前記サンプリング部との間に並列に挿入される並列緩衝部と、を含むことを特徴とする、請求項1に記載のサンプリング受信装置。 - 前記直列緩衝部は、前記増幅部と前記並列緩衝部との間に挿入されることを特徴とする、請求項2に記載のサンプリング受信装置。
- 前記並列緩衝部は、前記増幅部と前記直列緩衝部との間に挿入されることを特徴とする、請求項2に記載のサンプリング受信装置。
- 前記直列緩衝部は、抵抗、インダクタ、およびコンデンサのうち、少なくとも1種類を含むことを特徴とする、請求項2に記載のサンプリング受信装置。
- 前記直列緩衝部は、インダクタおよびコンデンサが並列に接続された回路を含むことを特徴とする、請求項5に記載のサンプリング受信装置。
- 前記並列緩衝部は、抵抗、コンデンサ、およびインダクタのうち、少なくとも2種類を含むことを特徴とする、請求項2に記載のサンプリング受信装置。
- さらに、前記サンプリング部に電源を供給するとともに電源のオン/オフを制御する制御部を有することを特徴とする、請求項2に記載のサンプリング受信装置。
- 前記制御部は、前記直列緩衝部と前記並列緩衝部との間に挿入されることを特徴とする、請求項8に記載のサンプリング受信装置。
- 前記制御部は、前記緩衝部と前記サンプリング部との間に挿入されることを特徴とする、請求項8に記載のサンプリング受信装置。
- 前記緩衝部は、
前記直列緩衝部および前記並列緩衝部を含む第1副緩衝部と、
前記並列緩衝部を含む第2副緩衝部と、を含み、
さらに、
増幅信号が第1副緩衝部に入力される第1経路と、増幅信号が第2副緩衝部に入力される第2経路のうち、いずれか一方を選択するスイッチ部と、
増幅信号の振幅レベルを検出し、振幅レベル信号を生成する振幅レベル検出回路と、を有し、
前記スイッチ部は、振幅レベル信号に基づいて選択し、
前記緩衝部は、選択された経路を介して増幅信号を入力し、緩衝信号を生成することを特徴とする、請求項2に記載のサンプリング受信装置。 - 前記サンプリング部は、振幅レベル信号に基づいて、緩衝信号に対するサンプルホールド信号の利得を変化させることを特徴とする、請求項11に記載のサンプリング受信装置。
- 前記増幅部は、1系統の高周波信号に基づいて、2系統の増幅信号を生成し、
前記緩衝部は、2系統の増幅信号に基づいて、2系統の緩衝信号を生成し、
前記サンプリング部は、2系統の緩衝信号に基づいて、2系統のサンプルホールド信号を生成することを特徴とする、請求項1に記載のサンプリング受信装置。 - 前記増幅部は、
1系統の高周波信号に基づいて、互いに逆位相の2系統の増幅入力信号を生成する差動変換回路と、
2系統の増幅入力信号を増幅し、互いに逆位相の2系統の増幅信号を生成する増幅回路と、を含むことを特徴とする、請求項13に記載のサンプリング受信装置。 - 前記増幅部は、
1系統の高周波信号を増幅し、1系統の増幅出力信号を生成する増幅回路と、
1系統の増幅出力信号を分岐し、互いに同位相の2系統の増幅信号を生成する分岐回路と、を含むことを特徴とする、請求項13に記載のサンプリング受信装置。 - 前記増幅部は、
1系統の高周波信号を増幅し、1系統の増幅出力信号を生成する増幅回路と、
1系統の増幅出力信号に基づいて、互いに逆位相の2系統の増幅信号を生成する差動変換回路と、を含むことを特徴とする、請求項13に記載のサンプリング受信装置。 - 前記差動変換回路は、差動インダクタを含むことを特徴とする、請求項16に記載のサンプリング受信装置。
- 前記差動変換回路は、1系統の1次側電力を、互いに逆位相の2系統の2次側電力に変換する差動トランスを含むことを特徴とする、請求項16に記載のサンプリング受信装置。
- 前記増幅部は、高周波信号の電圧を電流に変換し、増幅信号を生成することを特徴とする、請求項1に記載のサンプリング受信装置。
- さらに、サンプルホールド信号の周波数帯域を制限するスイッチトキャパシタフィルタを有することを特徴とする、請求項1に記載のサンプリング受信装置。
- 前記スイッチトキャパシタフィルタは、
従属に接続される、少なくとも第1および第2のクロックドインバータと、
前記第1クロックドインバータと前記第2クロックドインバータとの間に並列に挿入されるコンデンサと、
前記コンデンサと前記第2クロックドインバータとの間に直列に挿入されるインバータと、を含むことを特徴とする、請求項20に記載のサンプリング受信装置。
Priority Applications (2)
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JP2007269592A JP2009100237A (ja) | 2007-10-17 | 2007-10-17 | サンプリング受信装置 |
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---|---|---|---|
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---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016521491A (ja) * | 2013-05-10 | 2016-07-21 | インテル コーポレイション | 5GHz周波数バンドで動作するための方法、無線通信局及びシステム |
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CN110366690A (zh) * | 2018-02-11 | 2019-10-22 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 集成电路以及用于测量距离的系统 |
CN108988884B (zh) * | 2018-08-28 | 2020-03-17 | 中国科学院电子学研究所 | 高带宽大动态范围等效采样接收机 |
US11835557B2 (en) * | 2018-10-30 | 2023-12-05 | SK Hynix Inc. | Frequency detection circuit |
CN111257606B (zh) * | 2020-02-19 | 2022-06-17 | 南京邮电大学 | 相关双采样和静电保护的微弱电流积分电路及保护方法 |
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US6879817B1 (en) * | 1999-04-16 | 2005-04-12 | Parkervision, Inc. | DC offset, re-radiation, and I/Q solutions using universal frequency translation technology |
US7110732B2 (en) * | 2001-04-09 | 2006-09-19 | Texas Instruments Incorporated | Subsampling RF receiver architecture |
US7411444B2 (en) * | 2003-11-13 | 2008-08-12 | Texas Instruments Incorporated | Technique for improving antialiasing and adjacent channel interference filtering using cascaded passive IIR filter stages combined with direct sampling and mixing |
-
2007
- 2007-10-17 JP JP2007269592A patent/JP2009100237A/ja not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-09-15 US US12/210,465 patent/US20090103652A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016521491A (ja) * | 2013-05-10 | 2016-07-21 | インテル コーポレイション | 5GHz周波数バンドで動作するための方法、無線通信局及びシステム |
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US20090103652A1 (en) | 2009-04-23 |
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