JP2015211392A - Band pass filter - Google Patents

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紘明 榎本
Hiroaki Enomoto
紘明 榎本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a band pass filter which can suppress the deterioration of attenuation, by making unnecessary a duty conversion circuit.SOLUTION: A 4-phase band pass filter includes: a load element 12 which converts an input current signal into an output voltage signal; an impedance element group 14 including four impedance elements Z141-Z144; and four switch groups 131-134. The switch groups 131-134 include four switches SW1311-SW1314, switches SW1321-SW1324, switches SW1331-SW1334 and switches SW1341-SW1344, respectively. The connection/non-connection of the switch SW1311, the switch SW1342 etc. is controlled by clocks LO1-LO8.

Description

本発明は、バンドパスフィルタ(帯域通過フィルタ;BPF)に関し、より詳細には、減衰量の劣化や希望波のゲインの減衰を抑えることができるバンドパスフィルタを備えた受信システムの回路技術に関する。   The present invention relates to a bandpass filter (bandpass filter; BPF), and more particularly, to a circuit technology of a reception system including a bandpass filter that can suppress deterioration of attenuation and attenuation of gain of a desired wave.

従来から無線信号の受信システムにおいて、希望波を正常に復調するために、アンテナと受信器の間に、妨害波を十分除去するためのSAWフィルタ(surface acoustic wave filter;表面弾性波フィルタ)を用いることが多い。このSAWフィルタは、圧電体の薄膜、もしくは基板上に形成された規則性のある櫛型電極(IDT)により、特定の周波数帯域の電気信号を取り出す素子で、櫛型電極(IDT)の構造周期と圧電体や電極の物性により、中心周波数や帯域を決めることができる。
しかし、システムの小型化やコスト削減を目指す上では、SAWフィルタレスの受信システムが望ましい。近年、SAWフィルタレスの受信システムにおいて、SAWフィルタの代替手段として、ICチップ内にM相バンドパスフィルタを用いる手段が多く採用されている(例えば、特許文献1及び非特許文献1参照)。
Conventionally, in a radio signal receiving system, a SAW filter (surface acoustic wave filter) is used between an antenna and a receiver to sufficiently demodulate a desired wave. There are many cases. This SAW filter is an element that takes out an electric signal in a specific frequency band by a regular comb-shaped electrode (IDT) formed on a piezoelectric thin film or substrate, and has a structure period of the comb-shaped electrode (IDT). The center frequency and band can be determined by the physical properties of the piezoelectric body and electrodes.
However, in order to reduce the size of the system and reduce the cost, a SAW filterless receiving system is desirable. In recent years, in a SAW filterless receiving system, many means using an M-phase bandpass filter in an IC chip have been adopted as an alternative to a SAW filter (for example, see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).

図7は、一般的なM相バンドパスフィルタの回路構成図である。M相バンドパスフィルタ70は、入力電流信号を電圧信号に変換して出力するロード素子72とスイッチ群73とインピーダンス素子群74とから構成されている。また、ロード素子72は、例えば、低雑音増幅器などの増幅器のロード素子で良い。また、スイッチ群73は、M個のスイッチSW731乃至73Mから構成されている。ただし、Mは2以上の整数である。
また、インピーダンス素子群74は、M個のインピーダンス素子Z741乃至Z74Mから構成されている。また、スイッチSW73iは、出力信号とインピーダンス素子Z74iとを接続している。ただし、iは1乃至Mの整数である。インピーダンス素子Z74iは、スイッチSW73iと接続されないもう一方の端子がグランドと接続されている。スイッチSW73iの接続/非接続は、M相クロックLOi(LO71乃至LO7M)で制御されている。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a general M-phase bandpass filter. The M-phase bandpass filter 70 includes a load element 72 that converts an input current signal into a voltage signal and outputs the voltage signal, a switch group 73, and an impedance element group 74. The load element 72 may be an amplifier load element such as a low noise amplifier. The switch group 73 includes M switches SW731 to 73M. However, M is an integer of 2 or more.
The impedance element group 74 includes M impedance elements Z741 to Z74M. The switch SW73i connects the output signal and the impedance element Z74i. However, i is an integer of 1 to M. In the impedance element Z74i, the other terminal not connected to the switch SW73i is connected to the ground. The connection / disconnection of the switch SW73i is controlled by the M-phase clock LOi (LO71 to LO7M).

図8は、図7に示したM相クロック群のタイミング図である。M相クロックLOiの周期はTで、Highの区間はT/Mであり、つまり、Duty比100/M%の信号である。また、互いにT/Mの遅延差があり、つまり、360/M度ずつ位相がずれている。
例えば、スイッチSW73iをNMOSトランジスタで構成すると、M相クロックLO7iがHighのとき、スイッチSW73iは接続状態となり、M相クロックLOiがLowのとき、スイッチSW73iは非接続状態となる。つまり、SW731乃至SW73Mは、どの2つも同時に接続状態にならず、常に、1つがT/M区間だけ接続状態になる。
以下に、M相バンドパスフィルタの特性を示すために、M=4の場合を例にして説明する。
図9は、一般的な4相バンドパスフィルタの回路構成図である。4相バンドパスフィルタ80は、図7におけるロード素子72をロード抵抗92に置き換え、インピーダンス素子群74は、キャパシタから構成されるキャパシタ群94(941乃至944)に置き換えている。なお、SW931乃至SW934はスイッチ群を示し、LO91乃至LO94は4相クロック群を示している。
FIG. 8 is a timing chart of the M-phase clock group shown in FIG. The period of the M-phase clock LOi is T, and the High period is T / M, that is, a signal with a duty ratio of 100 / M%. Further, there is a T / M delay difference from each other, that is, the phases are shifted by 360 / M degrees.
For example, when the switch SW73i is configured with an NMOS transistor, the switch SW73i is in a connected state when the M-phase clock LO7i is High, and the switch SW73i is in a disconnected state when the M-phase clock LOi is Low. That is, none of SW731 to SW73M is connected at the same time, and one is always connected only for the T / M section.
Hereinafter, in order to show the characteristics of the M-phase bandpass filter, a case where M = 4 will be described as an example.
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a general four-phase bandpass filter. In the four-phase bandpass filter 80, the load element 72 in FIG. 7 is replaced with a load resistor 92, and the impedance element group 74 is replaced with a capacitor group 94 (941 to 944) composed of capacitors. SW931 to SW934 indicate switch groups, and LO91 to LO94 indicate four-phase clock groups.

図10は、図9に示した4個のスイッチ群の接続/非接続を制御する4相クロック群のタイミング図である。4相クロックLO91乃至LO94の周期はTで、Highの区間はT/4であり、つまり、Duty比25%の信号である。また、互いにT/4の遅延差があり、つまり、90度ずつ位相がずれている。
図11は、図9に示した4相バンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。横軸は対数目盛の周波数を示している。通過帯域の中心周波数FLOは、4相クロックLO91乃至LO94の周波数に相当する。縦軸はゲインを示しており、帯域は一次の傾きを持ち、中心周波数においてゲインをG0とする、周波数Fc1、Fc2は、通過帯域からG0−3dBのゲインになる周波数を示している。FLO−Fc1及びFc2−FLOは、1/(2π×4RC)で与えられる。
FIG. 10 is a timing chart of a four-phase clock group that controls connection / disconnection of the four switch groups shown in FIG. The period of the four-phase clocks LO91 to LO94 is T, and the high period is T / 4, that is, a signal with a duty ratio of 25%. Further, there is a T / 4 delay difference from each other, that is, the phases are shifted by 90 degrees.
FIG. 11 is a diagram showing the frequency characteristics of the four-phase bandpass filter shown in FIG. The horizontal axis indicates the logarithmic scale frequency. The center frequency FLO of the pass band corresponds to the frequency of the four-phase clocks LO91 to LO94. The vertical axis represents the gain, the band has a first-order slope, and the gain is G0 at the center frequency. The frequencies Fc1 and Fc2 indicate frequencies that become a gain of G0-3 dB from the passband. FLO-Fc1 and Fc2-FLO are given by 1 / (2π × 4RC).

図12は、M相バンドパスフィルタを用いるダイレクトコンバージョン方式の受信器の回路構成図である。受信器120のRF(Radio Frequency)入力電圧信号は、GMセル121に入力され、RF電流信号に変換されたのち、M相バンドパスフィルタ70に入力されてミキサーに入力されるミキサー入力信号として出力される。ここで、GMセル121と、M相バンドパスフィルタ70のロード素子72の組合せは、低雑音増幅器として考えてよい。
ミキサー入力信号は、ミキサー122にて、ミキサーローカル信号と掛け合わされて、ベースバンド信号に周波数変換されて出力される。このとき、ミキサーローカル信号の周波数は、RF入力信号のキャリア周波数に相当する。多くの場合、受信器のミキサーに用いるローカル信号は高い周波数精度が求められるため、Phase Locked Loop(PLL)回路を用いて正確な周波数を生成される。ここでは、ミキサーローカル信号はPLL回路124の出力である。
FIG. 12 is a circuit configuration diagram of a direct conversion type receiver using an M-phase bandpass filter. An RF (Radio Frequency) input voltage signal of the receiver 120 is input to the GM cell 121, converted into an RF current signal, input to the M-phase bandpass filter 70, and output as a mixer input signal input to the mixer. Is done. Here, the combination of the GM cell 121 and the load element 72 of the M-phase bandpass filter 70 may be considered as a low noise amplifier.
The mixer input signal is multiplied by the mixer local signal in the mixer 122, converted into a baseband signal, and output. At this time, the frequency of the mixer local signal corresponds to the carrier frequency of the RF input signal. In many cases, since a high frequency accuracy is required for a local signal used for a mixer of a receiver, an accurate frequency is generated using a Phase Locked Loop (PLL) circuit. Here, the mixer local signal is an output of the PLL circuit 124.

高周波のPLL回路で生成される信号は、多くの場合、正弦波を分周や増幅して生成されるため、PLL回路124が出力するローカル信号のDuty比は50%である。従って、Duty比が50%のDuty50M相クロックをDuty変換回路123でM相バンドパスフィルタ70に必要なDuty比に変換して、M相クロックが得られる。
M相クロックの周波数は、RF信号のキャリア周波数であるから、M相バンドパスフィルタ70の通過帯域の中心周波数は、高い精度でRF入力信号のキャリア周波数と等価である。すなわち、4相バンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数は高い精度で設定することができる。
Since the signal generated by the high-frequency PLL circuit is often generated by dividing or amplifying a sine wave, the duty ratio of the local signal output from the PLL circuit 124 is 50%. Therefore, a Duty 50 M-phase clock having a Duty ratio of 50% is converted into a Duty ratio required for the M-phase bandpass filter 70 by the Duty conversion circuit 123, and an M-phase clock is obtained.
Since the frequency of the M-phase clock is the carrier frequency of the RF signal, the center frequency of the passband of the M-phase bandpass filter 70 is equivalent to the carrier frequency of the RF input signal with high accuracy. That is, the center frequency of the passband of the four-phase bandpass filter can be set with high accuracy.

また、RF入力信号の周波数帯域やチャネルが複数あり、周波数帯域やチャネルに応じて、キャリア周波数が変化する場合、PLL回路は、出力周波数を変更できるシンセサイザPLL回路を用いる。その場合、M相クロックの周波数は常に、キャリア周波数となるため、M相バンドパスフィルタ70の通過帯域の中心周波数は常に、RF入力信号のキャリア周波数となる。
このように、M相バンドパスフィルタ70は、通常の受信器が有する周波数変換器に用いるローカル信号と同一の周波数のクロックを用いることができ、また、周波数精度が高く、かつ周波数帯域やチャネルに応じて通過帯域の中心周波数を変えることができることから、RF信号のバンドパスフィルタとして非常に有効な手段とされている。
When there are a plurality of frequency bands or channels of the RF input signal and the carrier frequency changes according to the frequency band or channel, the PLL circuit uses a synthesizer PLL circuit that can change the output frequency. In this case, since the frequency of the M-phase clock is always the carrier frequency, the center frequency of the pass band of the M-phase bandpass filter 70 is always the carrier frequency of the RF input signal.
As described above, the M-phase bandpass filter 70 can use a clock having the same frequency as that of a local signal used for a frequency converter of a normal receiver, has high frequency accuracy, and is suitable for a frequency band or channel. Since the center frequency of the pass band can be changed accordingly, it is a very effective means as a band pass filter for RF signals.

図13は、図12に示したDuty変換回路の回路構成図で、図14は、図13に示したIQローカル信号と4相クロックのタイミング図である。M=4の場合、図10で示したように、4相クロックのそれぞれの位相差は90度である。ミキサー122がIQ直交ミキサーの場合、ミキサーローカル信号は互いに90度位相がずれたIQローカル信号である。
図13に示したAND回路231乃至234は論理積の動作となり、2つの入力レベルがともにHighのときだけ、出力がHighとなる。AND回路231には、LQPとLIPが入力されてLO91が出力され、AND回路232には、LIPとLQNが入力されてLO92が出力され、AND回路233には、LQNとLINが入力されてLO93が出力され、AND回路234には、LINとLQPが入力されてLO94が出力される。
このとき、ローカル信号の周波数が高くなるほど、図13に示したAND回路231乃至234の消費電流が大きくなる。また、M相クロックの波形が鈍ると、スイッチのオンする時間が、本来のクロック周期の1/Mからずれてきて、減衰量が下がるなどの特性劣化を引き起こす。高い周波数で急峻なM相クロックを得るためには、微細な製造プロセスを必要とするなど、製造コストが増大になる。
13 is a circuit configuration diagram of the duty conversion circuit shown in FIG. 12, and FIG. 14 is a timing diagram of the IQ local signal and four-phase clock shown in FIG. When M = 4, as shown in FIG. 10, each phase difference of the four-phase clock is 90 degrees. When the mixer 122 is an IQ orthogonal mixer, the mixer local signals are IQ local signals that are 90 degrees out of phase with each other.
The AND circuits 231 to 234 shown in FIG. 13 perform a logical product operation, and the output becomes High only when the two input levels are both High. The AND circuit 231 receives LQP and LIP and outputs LO 91, the AND circuit 232 receives LIP and LQN and outputs LO 92, and the AND circuit 233 receives LQN and LIN and LO 93. And LIN and LQP are input to the AND circuit 234 and LO94 is output.
At this time, the current consumption of the AND circuits 231 to 234 shown in FIG. 13 increases as the frequency of the local signal increases. In addition, when the waveform of the M-phase clock is dull, the switch-on time is deviated from 1 / M of the original clock cycle, causing deterioration of characteristics such as a decrease in attenuation. In order to obtain a sharp M-phase clock at a high frequency, a manufacturing cost increases, for example, a fine manufacturing process is required.

図15は、図9におけるスイッチを直列に2段接続した場合の4相バンドパスフィルタの回路構成図である。図15に示した4相バンドパスフィルタ150は、スイッチ1535とスイッチ1532にLIPを入力し、スイッチ1537とスイッチ1534にLINを入力し、スイッチ1531とスイッチ1538にLQPを入力し、スイッチ1536とスイッチ1533にLQNを入力する。
すなわち、図13に示したAND回路131乃至134のそれぞれに入力されるローカル信号の組合せと、図15に示したそれぞれの直列接続された2つのスイッチに入力は適切な組み合わせが同じである。それぞれの直列接続された2つのスイッチに入力されたローカル信号が同時にHighになるときのみ、出力信号とインピーダンス素子が接続される。従って、4相クロック生成回路を用いなくとも、4相クロックを用いる場合と等価の動作にすることができる。このように4相クロック生成回路を不要とすることで、消費電力の増大を避けて、必要な製造プロセスの微細化によるコスト増大を抑えることができる。
FIG. 15 is a circuit configuration diagram of a four-phase bandpass filter when the switches in FIG. 9 are connected in two stages in series. The four-phase bandpass filter 150 shown in FIG. 15 inputs LIP to the switches 1535 and 1532, inputs LIN to the switches 1537 and 1534, inputs LQP to the switches 1531 and 1538, and switches to the switches 1536 and 1538. LQN is input to 1533.
That is, the combination of local signals input to each of the AND circuits 131 to 134 shown in FIG. 13 and the appropriate combination of inputs to the two switches connected in series shown in FIG. 15 are the same. The output signal and the impedance element are connected only when the local signals input to the two switches connected in series simultaneously become High. Therefore, an operation equivalent to that using a four-phase clock can be achieved without using a four-phase clock generation circuit. By eliminating the need for the four-phase clock generation circuit in this way, it is possible to avoid an increase in power consumption and to suppress an increase in cost due to the miniaturization of a necessary manufacturing process.

特開2011−82875号公報JP 2011-82875 A

“Architectural Evolution of Integrated M−Phase High−Q Bandpass Filters” Ahamad Mirzaei et al. IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I:REGRLAR PAPERS,VOL.59,NO.1 JAN.2012“Architecture Evolution of Integrated M-Phase High-Q Bandpass Filters” Ahammad Mirzai et al. IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I: REGRLAR PAPERS, VOL. 59, NO. 1 JAN. 2012

しかしながら、図15に示したバンドパスフィルタは、通過させるRF信号の周波数が高くなると、それに応じてローカル信号の周波数を高くする必要があり、M相クロックが鈍り、バンドパスフィルタの減衰量が下がるなどの特性劣化を引き起こすという問題がある。消費電力を増大させることで、M相クロックをある程度急峻にすることができるが、トランジスタや配線の寄生容量の影響により、それも限界がある。より微細な製造プロセスを選択することで寄生容量を減少させることができるが、コストが増大してしまう。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、Duty変換を行うためのDuty変換回路を不要として、必要な製造プロセス微細化によるコスト増大を抑えながら、減衰量の劣化を抑えることができるバンドパスフィルタを提供することにある。
However, in the bandpass filter shown in FIG. 15, when the frequency of the RF signal to be passed increases, the frequency of the local signal needs to be increased accordingly, the M-phase clock becomes dull, and the attenuation of the bandpass filter decreases. There is a problem of causing deterioration of characteristics. By increasing the power consumption, the M-phase clock can be sharpened to some extent, but there is a limit due to the influence of the parasitic capacitance of the transistor and wiring. Parasitic capacitance can be reduced by selecting a finer manufacturing process, but the cost increases.
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to eliminate the need for a duty conversion circuit for performing duty conversion, while suppressing an increase in cost due to necessary miniaturization of the manufacturing process. An object of the present invention is to provide a band-pass filter that can suppress the deterioration of the amount.

本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、入力電流信号を出力電圧信号に変換するロード素子(12,32,52)と、M個(Mは2以上の整数)のインピーダンス素子(Z141乃至Z144,Z341乃至Z34M,Z541乃至Z54M)からなるインピーダンス素子群(14,34,54)と、前記インピーダンス素子毎に対応づけられたM組のスイッチ群(131乃至134,331乃至33(M),531乃至53(M))とを備え、前記スイッチ群(131乃至134,331乃至33(M),531乃至53(M))は、2個ずつ直列に接続された、直列接続スイッチの組がN組(Nは偶数)(SW1311乃至SW1314,SW3311乃至SW3314,SW5311乃至SW531(N))からなり、前記直列接続スイッチのうち第1のスイッチは前記出力電圧信号に接続され、前記直列接続スイッチのうち第2のスイッチは対応付けられたインピーダンス素子に接続され、前記M組のスイッチ群(131乃至134,331乃至33(M),531乃至53(M))の前記N組の直列接続スイッチ(SW1311乃至SW1344,SW3311乃至SW33M4,SW5311乃至SW53(M)(N))の接続/非接続は、M×N個のクロックから成るクロック群(LO1乃至LO(M×N))で制御されることを特徴とするバンドパスフィルタ(10,30,50)である。(図1,図3,図5;実施例1乃至3)。   The present invention has been made to achieve such an object. The invention according to claim 1 is directed to a load element (12, 32, 52) for converting an input current signal into an output voltage signal, and M elements. (M is an integer of 2 or more) impedance elements (14, 34, 54) composed of impedance elements (Z141 to Z144, Z341 to Z34M, Z541 to Z54M), and M sets of M elements associated with each impedance element Switch groups (131 to 134, 331 to 33 (M), 531 to 53 (M)), and the switch groups (131 to 134, 331 to 33 (M), 531 to 53 (M)) are 2 N sets (N is an even number) of series connection switches connected in series one by one (N is an even number) (SW1311 to SW1314, SW3311 to SW3314, SW5311) SW531 (N)), the first switch of the series connection switches is connected to the output voltage signal, the second switch of the series connection switches is connected to the associated impedance element, and the M The N sets of series connection switches (SW1311 to SW1344, SW3311 to SW33M4, SW5311 to SW53 (M) (N)) of the switch group (131 to 134, 331 to 33 (M), 531 to 53 (M)) The connection / disconnection of the band pass filter (10, 30, 50) is controlled by a clock group (LO1 to LO (M × N)) composed of M × N clocks. (FIGS. 1, 3 and 5; Examples 1 to 3).

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記各スイッチ群の直列接続スイッチの接続/非接続を制御する各クロックは、(360/(M×N))度づつ位相が異なり、前記直列接続スイッチの前記第1のスイッチの接続/非接続を制御するクロックと前記第2のスイッチの接続/非接続を制御するクロックはともにHigh時間がクロックの周期の1/(M×N)である位相関係となり、全ての前記第1のスイッチの接続/非接続を制御するN個のクロックは、互いに(360/N)度だけ位相が異なることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein each clock for controlling connection / disconnection of the serial connection switch of each switch group is (360 / (M × N)) degrees. The clocks controlling the connection / non-connection of the first switch of the series-connected switches and the clocks controlling the connection / non-connection of the second switch are both high times 1 / of the clock cycle. A phase relationship of (M × N) is established, and the N clocks that control connection / disconnection of all the first switches have phases different from each other by (360 / N) degrees.

本発明によれば、通過帯域の周波数が高くなっても、製造プロセス微細化してコスト増大させることを抑えるために、通過帯域の周波数よりも低い周波数のクロックを用いて、減衰量の劣化を抑えたM相のRFバンドパスフィルタを実現することができる。   According to the present invention, even when the passband frequency becomes high, a clock having a frequency lower than that of the passband is used to suppress deterioration of attenuation in order to suppress a manufacturing process miniaturization and increase in cost. In addition, an M-phase RF bandpass filter can be realized.

本発明に係るバンドパスフィルタにおける実施例1のクロックの2倍周波数の4相バンドパスフィルタを説明するための回路構成図である。It is a circuit block diagram for demonstrating the 4 phase band pass filter of the double frequency of the clock of Example 1 in the band pass filter which concerns on this invention. 図1に示したスイッチの接続/非接続を制御するクロック群のタイミング図である。FIG. 2 is a timing chart of a clock group that controls connection / disconnection of the switch illustrated in FIG. 1. 本発明に係るバンドパスフィルタにおける実施例2のクロックの2倍周波数のM相バンドパスフィルタを説明するための回路構成図である。It is a circuit block diagram for demonstrating the M phase band pass filter of the double frequency of the clock of Example 2 in the band pass filter which concerns on this invention. 図3に示したスイッチの接続/非接続を制御するクロック群のタイミング図である。FIG. 4 is a timing chart of a clock group that controls connection / disconnection of the switch illustrated in FIG. 3. 本発明に係るバンドパスフィルタにおける実施例3のクロックのN倍周波数のM相差動バンドパスフィルタを説明するための回路構成図である。It is a circuit block diagram for demonstrating the M phase differential band pass filter of N frequency of the clock of Example 3 in the band pass filter which concerns on this invention. 図5に示したスイッチの接続/非接続を制御するクロック群のタイミング図である。FIG. 6 is a timing chart of a clock group that controls connection / disconnection of the switch illustrated in FIG. 5. 一般的なM相バンドパスフィルタの回路構成図である。It is a circuit block diagram of a general M phase band pass filter. 図7に示したM相クロック群のタイミング図である。FIG. 8 is a timing diagram of the M-phase clock group illustrated in FIG. 7. 一般的な4相バンドパスフィルタの回路構成図である。It is a circuit block diagram of a general 4 phase band pass filter. 図9に示した4個のスイッチ群の接続/非接続を制御する4相クロック群のタイミング図である。FIG. 10 is a timing diagram of a four-phase clock group that controls connection / disconnection of the four switch groups illustrated in FIG. 9. 図9に示した4相バンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the 4-phase band pass filter shown in FIG. M相バンドパスフィルタを用いるダイレクトコンバージョン方式の受信器の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the receiver of the direct conversion system using an M phase band pass filter. 図12に示したDuty変換回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the Duty conversion circuit shown in FIG. 図13に示したIQローカル信号と4相クロックのタイミング図である。FIG. 14 is a timing diagram of the IQ local signal and the four-phase clock shown in FIG. 13. 図9におけるスイッチを直列に2段接続した場合の4相バンドパスフィルタの回路構成図である。FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a four-phase bandpass filter when the switches in FIG. 9 are connected in two stages in series.

以下、図面を参照して本発明の各実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明に係るバンドパスフィルタにおける実施例1のクロックの2倍速の4相バンドパスフィルタを説明するための回路構成図である。図中符号10は4相バンドパスフィルタ、12はロード素子、13はスイッチ群、14はインピーダンス素子群を示している。
本実施例1のバンドパスフィルタ10は、入力電流信号を出力電圧信号に変換するロード素子12と、4個のインピーダンス素子Z141乃至Z144からなるインピーダンス素子群14と、この4個のインピーダンス素子Z141乃至Z144毎に対応づけられた4組のスイッチ群131乃至134とを備えている。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram for explaining a double-phase four-phase band-pass filter of the clock according to the first embodiment in the band-pass filter according to the present invention. In the figure, reference numeral 10 is a four-phase bandpass filter, 12 is a load element, 13 is a switch group, and 14 is an impedance element group.
The bandpass filter 10 according to the first embodiment includes a load element 12 that converts an input current signal into an output voltage signal, an impedance element group 14 that includes four impedance elements Z141 to Z144, and the four impedance elements Z141 to Z141. 4 sets of switch groups 131 to 134 associated with each Z144.

4個のスイッチ群131乃至134は、それぞれ2個ずつ直列に接続された、直列接続スイッチの組が2組SW1311とSW1312及びSW1313とSW1314からなり、直列接続スイッチのうち第1のスイッチSW1311及びSW1313は出力電圧信号に接続され、直列接続スイッチのうち第2のスイッチSW1312及びSW1314は対応付けられたインピーダンス素子Z141に接続されている。
また、4組のスイッチ群131乃至134の2組の直列接続スイッチSW1311乃至SW1344の接続/非接続は、4×2個のクロックから成るクロック群LO1乃至LO8で制御される。
Each of the four switch groups 131 to 134 is connected in series, and two sets of series connection switches are composed of two sets SW1311 and SW1312, SW1313 and SW1314, and the first switches SW1311 and SW1313 among the series connection switches. Are connected to the output voltage signal, and the second switches SW1312 and SW1314 among the series connected switches are connected to the associated impedance element Z141.
In addition, the connection / non-connection of the two sets of serial connection switches SW1311 to SW1344 of the four sets of switch groups 131 to 134 is controlled by clock groups LO1 to LO8 composed of 4 × 2 clocks.

また、各スイッチ群の直列接続スイッチの接続/非接続を制御する各クロックは、(360/(4×2))度づつ位相が異なり、直列接続スイッチの第1のスイッチの接続/非接続を制御するクロックと第2のスイッチの接続/非接続を制御するクロックはともにHigh時間がクロックの周期の1/(4×2)である位相関係となり、全ての第1のスイッチの接続/非接続を制御するN個のクロックは、互いに(360/2)度だけ位相が異なる。
つまり、本実施例1の4相バンドパスフィルタは、入力電流信号を出力電圧信号に変換するロード素子12と、M個(本実施例1においてはM=4の4相)のインピーダンス素子Z141乃至Z144からなるインピーダンス素子群14と、4個のスイッチ群131乃至134を備えている。
In addition, the clocks for controlling the connection / non-connection of the series connection switches of each switch group have different phases by (360 / (4 × 2)), and the connection / non-connection of the first switch of the series connection switches is determined. Both the clock to be controlled and the clock to control connection / disconnection of the second switch have a phase relationship in which the High time is 1 / (4 × 2) of the clock cycle, and all the first switches are connected / disconnected. The N clocks that control are different in phase by (360/2) degrees.
That is, the four-phase bandpass filter according to the first embodiment includes a load element 12 that converts an input current signal into an output voltage signal, and M impedance elements Z141 to M (four phases with M = 4 in the first embodiment). An impedance element group 14 made of Z144 and four switch groups 131 to 134 are provided.

スイッチ群131は、4個のスイッチSW1311乃至SW1314からなり、スイッチ群132は、4個のスイッチSW1321乃至SW1324からなり、スイッチ群133は、4個のスイッチSW1331乃至SW1334からなり、スイッチ群134は、4個のスイッチSW1341乃至SW1344からなっている。
スイッチSW13(n)1とスイッチSW13(n)2は直列に接続されている。スイッチSW13(n)3とスイッチSW13(n)4は直列に接続されている。スイッチSW13(n)1とスイッチSW13(n)3は出力信号に接続されている。ここでnは1から4までの整数である。また、スイッチSW1312及びスイッチSW1314はインピーダンス素子141に接続され、スイッチSW1322及びスイッチSW1324はインピーダンス素子142に接続され、スイッチSW1332及びスイッチSW1334はインピーダンス素子143に接続され、スイッチSW1342及びスイッチSW1344はインピーダンス素子144に接続されている。
The switch group 131 includes four switches SW1311 to SW1314, the switch group 132 includes four switches SW1321 to SW1324, the switch group 133 includes four switches SW1331 to SW1334, and the switch group 134 includes It consists of four switches SW1341 to SW1344.
The switch SW13 (n) 1 and the switch SW13 (n) 2 are connected in series. The switch SW13 (n) 3 and the switch SW13 (n) 4 are connected in series. The switches SW13 (n) 1 and SW13 (n) 3 are connected to the output signal. Here, n is an integer from 1 to 4. The switches SW1312 and SW1314 are connected to the impedance element 141, the switches SW1322 and SW1324 are connected to the impedance element 142, the switches SW1332 and SW1334 are connected to the impedance element 143, and the switches SW1342 and SW1344 are connected to the impedance element 144. It is connected to the.

スイッチSW1311及びスイッチSW1342の接続/非接続はクロックLO1で制御され、スイッチSW1321及びスイッチSW1314の接続/非接続はクロックLO2で制御され、スイッチSW1331及びスイッチSW1324の接続/非接続はクロックLO3で制御され、スイッチSW1341及びスイッチSW1334の接続/非接続はクロックLO4で制御される。
また、スイッチSW1313及びスイッチSW1344の接続/非接続はクロックLO5で制御され、スイッチSW1323及びスイッチSW1312の接続/非接続はクロックLO6で制御され、スイッチSW1333及びスイッチSW1322の接続/非接続はクロックLO7で制御され、スイッチSW1343及びスイッチSW1332の接続/非接続はクロックLO8で制御される。
なお、クロック群LO1及至LO8は、位相が45度ずつ異なるDuty比50%のクロックである。
The connection / disconnection of the switch SW1311 and the switch SW1342 is controlled by the clock LO1, the connection / disconnection of the switch SW1321 and the switch SW1314 is controlled by the clock LO2, and the connection / disconnection of the switch SW1331 and the switch SW1324 is controlled by the clock LO3. The connection / disconnection of the switch SW1341 and the switch SW1334 is controlled by the clock LO4.
The connection / disconnection of the switch SW1313 and the switch SW1344 is controlled by the clock LO5, the connection / disconnection of the switch SW1323 and the switch SW1312 is controlled by the clock LO6, and the connection / disconnection of the switch SW1333 and the switch SW1322 is controlled by the clock LO7. The connection / disconnection of the switch SW 1343 and the switch SW 1332 is controlled by the clock LO8.
The clock groups LO1 to LO8 are clocks having a duty ratio of 50%, the phases of which differ by 45 degrees.

図2は、図1に示したクロック群LO1及至LO8のタイミング図である。クロック群LO1及至LO8は、周期がTで、Highの区間とLowの区間はT/2であり、つまり、Duty比50%の信号である。また、クロックLO1及至LO8のLowからHighになる立ち上りエッジの時間差をτ1からτ8で示す。τ1及至τ8は等しい時間でT/8である。つまり、LO1及至LO8は45度ずつ位相がずれている。
クロックLO1とLO6がともにHighのとき、つまり、時間τ1の間、スイッチSW1311およびSW1312がオンし、また、クロックLO5とLO2がともにHighのとき、つまり、時間τ5の間、スイッチSW1313およびSW1314がオンする。従って、時間τ1およびτ5の間、出力信号とインピーダンス素子Z141が接続される。
FIG. 2 is a timing chart of the clock groups LO1 to LO8 shown in FIG. The clock groups LO1 to LO8 are signals having a period of T and a high period and a low period of T / 2, that is, a duty ratio of 50%. Further, the time difference between the rising edges of the clocks LO1 to LO8 from Low to High is indicated by τ1 to τ8. τ1 to τ8 are T / 8 in equal time. That is, LO1 to LO8 are out of phase by 45 degrees.
When the clocks LO1 and LO6 are both high, that is, during the time τ1, the switches SW1311 and SW1312 are turned on. When the clocks LO5 and LO2 are both high, that is, during the time τ5, the switches SW1313 and SW1314 are turned on. To do. Therefore, the output signal and the impedance element Z141 are connected during the time τ1 and τ5.

クロックLO2とLO7がともにHighのとき、つまり、時間τ2の間、スイッチSW1321およびSW1322がオンし、また、クロックLO6とLO3がともにHighのとき、つまり、時間τ6の間、スイッチSW1323およびSW1324がオンする。従って、時間τ2およびτ6の間、出力信号とインピーダンス素子Z142が接続される。
クロックLO3とLO8がともにHighのとき、つまり、時間τ3の間、スイッチSW1331およびSW1332がオンし、また、クロックLO7とLO4がともにHighのとき、つまり、時間τ7の間、スイッチSW1333およびSW1334がオンする。従って、時間τ3およびτ7の間、出力信号とインピーダンス素子Z143が接続される。
クロックLO4とLO1がともにHighのとき、つまり、時間τ4の間、スイッチSW1341およびSW1342がオンし、また、クロックLO8とLO5がともにHighのとき、つまり、時間τ8の間、スイッチSW1343およびSW1344がオンする。従って、時間τ4およびτ8の間、出力信号とインピーダンス素子Z144が接続される。
When the clocks LO2 and LO7 are both high, that is, during the time τ2, the switches SW1321 and SW1322 are turned on, and when both the clocks LO6 and LO3 are high, that is, during the time τ6, the switches SW1323 and SW1324 are turned on. To do. Therefore, the output signal and the impedance element Z142 are connected during the times τ2 and τ6.
When the clocks LO3 and LO8 are both High, that is, during the time τ3, the switches SW1331 and SW1332 are turned on. When both the clocks LO7 and LO4 are High, that is, during the time τ7, the switches SW1333 and SW1334 are turned on. To do. Therefore, the output signal and the impedance element Z143 are connected during the time τ3 and τ7.
When the clocks LO4 and LO1 are both high, that is, during the time τ4, the switches SW1341 and SW1342 are turned on, and when both the clocks LO8 and LO5 are high, that is, during the time τ8, the switches SW1343 and SW1344 are turned on. To do. Therefore, the output signal and impedance element Z144 are connected during times τ4 and τ8.

このような構成により、インピーダンス素子Z141乃至Z144は、T/2の周期でそれぞれT/8の時間だけ出力信号と接続され、つまり、T/2の周期の4相バンドパスフィルタと同じ働きになることがわかる。このようにして、通過させたい周波数の半分の周波数のクロック群を用いて、4相バンドパスフィルタを構成することができる。周波数が遅い方が、より急峻なクロックにすることができるので、製造プロセス微細化によるコスト増大を抑えながら、減衰量の劣化を抑えた4相のRFバンドパスフィルタを実現することができる。   With such a configuration, the impedance elements Z141 to Z144 are connected to the output signal for a period of T / 8 with a period of T / 2, that is, the same function as a four-phase bandpass filter with a period of T / 2. I understand that. In this manner, a four-phase bandpass filter can be configured using a clock group having a frequency that is half the frequency that is desired to pass. The slower the frequency, the steeper the clock, so that it is possible to realize a four-phase RF bandpass filter that suppresses deterioration in attenuation while suppressing cost increase due to miniaturization of the manufacturing process.

図3は、本発明に係るバンドパスフィルタにおける実施例2のクロックの2倍速のM相バンドパスフィルタを説明するための回路構成図である。図中符号30はM相バンドパスフィルタ、32はロード素子、33はスイッチ群、34はインピーダンス素子群を示している。
本実施例2のバンドパスフィルタ30は、入力電流信号を出力電圧信号に変換するロード素子32と、M個(Mは2以上の整数)のインピーダンス素子Z341乃至Z34Mからなるインピーダンス素子群34と、インピーダンス素子毎に対応づけられたM組のスイッチ群331乃至33Mとを備えている。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram for explaining an M-phase band-pass filter having a double speed of the clock of the second embodiment in the band-pass filter according to the present invention. In the figure, reference numeral 30 denotes an M-phase bandpass filter, 32 denotes a load element, 33 denotes a switch group, and 34 denotes an impedance element group.
The bandpass filter 30 according to the second embodiment includes a load element 32 that converts an input current signal into an output voltage signal, an impedance element group 34 that includes M impedance elements Z341 to Z34M (M is an integer of 2 or more), There are provided M sets of switch groups 331 to 33M associated with each impedance element.

スイッチ群331乃至33Mは、2個ずつ直列に接続された、直列接続スイッチの組が2組SW3311とSW3312及びSW3313とSW3314からなり、直列接続スイッチのうち第1のスイッチSW3311及びSW3313は出力電圧信号に接続され、直列接続スイッチのうち第2のスイッチSW3312及びSW3314は対応付けられたインピーダンス素子に接続されている。
また、M組のスイッチ群331乃至33Mの2組の直列接続スイッチSW3311乃至SW33M4の接続/非接続は、M×2個のクロックから成るクロック群(LO1乃至LO(M×2))で制御される。
The switch groups 331 to 33M are connected in series two by two, and the set of series connection switches is composed of two sets SW3311, SW3312, SW3313, and SW3314. Of the series connection switches, the first switches SW3311 and SW3313 are output voltage signals. The second switches SW3312 and SW3314 among the serial connection switches are connected to the associated impedance elements.
Further, the connection / non-connection of the two series connection switches SW3311 to SW33M4 of the M group of switch groups 331 to 33M is controlled by a clock group (LO1 to LO (M × 2)) composed of M × 2 clocks. The

つまり、本実施例2のM相バンドパスフィルタは、入力電流信号を出力電圧信号に変換するロード素子32と、M個のインピーダンス素子Z341乃至Z34(M)からなるインピーダンス素子群34と、M個のスイッチ群331乃至33(M)を備えている。
スイッチ群33(n)は、4個のスイッチSW33(n)1乃至SW33(n)4からなる。スイッチSW33(n)1とスイッチSW33(n)2は直列に接続されている。スイッチSW33(n)3とスイッチSW33(n)4は直列に接続されている。スイッチSW33(n)1とスイッチSW33(n)3は出力信号に接続されている。また、スイッチSW33(n)2及びスイッチSW33(n)4はインピーダンス素子34(n)に接続されている。ここでnは1からMまでの整数である。
That is, the M-phase bandpass filter of the second embodiment includes a load element 32 that converts an input current signal into an output voltage signal, an impedance element group 34 that includes M impedance elements Z341 to Z34 (M), and M elements. Switch groups 331 to 33 (M).
The switch group 33 (n) includes four switches SW33 (n) 1 to SW33 (n) 4. The switch SW33 (n) 1 and the switch SW33 (n) 2 are connected in series. The switch SW33 (n) 3 and the switch SW33 (n) 4 are connected in series. The switches SW33 (n) 1 and SW33 (n) 3 are connected to the output signal. The switches SW33 (n) 2 and SW33 (n) 4 are connected to the impedance element 34 (n). Here, n is an integer from 1 to M.

スイッチSW3311の接続/非接続はクロックLO1で制御され、スイッチSW3312の接続/非接続はクロックLO(M+2)で制御され、スイッチSW3313の接続/非接続はクロックLO(M+1)で制御され、スイッチSW3314の接続/非接続はクロックLO2で制御される。2からMまでの整数iに対して、スイッチSW33(i)1の接続/非接続はクロックLO(i)で制御され、スイッチSW33(i)2の接続/非接続はクロックLO(i+M+1)で制御され、スイッチSW33(i)3の接続/非接続はクロックLO(i+M)で制御され、スイッチSW33(i)4の接続/非接続はクロックLO(i+1)で制御される。
なお、クロック群LO1及至LO(2M)は、位相が(180/M)度ずつ異なるDuty比50%のクロックである。
Connection / non-connection of the switch SW3311 is controlled by the clock LO1, connection / non-connection of the switch SW3312 is controlled by the clock LO (M + 2), connection / non-connection of the switch SW3313 is controlled by the clock LO (M + 1), and the switch SW3314 The connection / disconnection is controlled by the clock LO2. For an integer i from 2 to M, connection / disconnection of the switch SW33 (i) 1 is controlled by the clock LO (i), and connection / disconnection of the switch SW33 (i) 2 is controlled by the clock LO (i + M + 1). The connection / disconnection of the switch SW33 (i) 3 is controlled by the clock LO (i + M), and the connection / disconnection of the switch SW33 (i) 4 is controlled by the clock LO (i + 1).
The clock groups LO1 to LO (2M) are clocks with a duty ratio of 50%, the phases of which differ by (180 / M) degrees.

図4は、図3に示したクロック群LO1及至LO(2M)のタイミング図である。クロック群LO1及至LO(2M)は、周期がTで、Highの区間とLowの区間はT/2であり、つまり、Duty比50%の信号である。また、クロックLO1及至LO(2M)のLowからHighになる立ち上りエッジの時間差をτ1からτ(2M)で示す。τ1及至τ(2M)は等しい時間でT/(2M)である。つまり、LO1及至LO(2M)は(180/M)度ずつ位相がずれている。
クロックLO1とLO(M+2)がともにHighのとき、つまり、時間τ1の間、スイッチSW3311およびSW3312がオンし、また、クロックLO(M+1)とLO2がともにHighのとき、つまり、時間τ(M+1)の間、スイッチSW3313およびSW3314がオンする。従って、時間τ1およびτ(M+1)の間、出力信号とインピーダンス素子Z341が接続される。
FIG. 4 is a timing chart of the clock groups LO1 to LO (2M) shown in FIG. The clock groups LO1 to LO (2M) are signals having a period of T and a high period and a low period of T / 2, that is, a duty ratio of 50%. Further, the time difference between the rising edges of the clocks LO1 and LO (2M) from Low to High is indicated by τ1 to τ (2M). τ1 to τ (2M) are T / (2M) at equal time. That is, the phase of LO1 to LO (2M) is shifted by (180 / M) degrees.
When the clocks LO1 and LO (M + 2) are both high, that is, during the time τ1, the switches SW3311 and SW3312 are turned on, and when both the clocks LO (M + 1) and LO2 are high, that is, the time τ (M + 1). During this period, the switches SW3313 and SW3314 are turned on. Therefore, the output signal and the impedance element Z341 are connected during the time τ1 and τ (M + 1).

2からMまでの整数iに対して、クロックLO(i)とLO(i+M+1)がともにHighのとき、つまり、時間τ(i)の間、スイッチSW33(i)1およびSW33(i)2がオンし、また、クロックLO(i+M)とLO(i+1)がともにHighのとき、つまり、時間τ(i+M)の間、スイッチSW33(i)3およびSW33(i)4がオンする。従って、時間τ(i)およびτ(i+M)の間、出力信号とインピーダンス素子Z34(i)が接続される。   For the integer i from 2 to M, when the clocks LO (i) and LO (i + M + 1) are both high, that is, during the time τ (i), the switches SW33 (i) 1 and SW33 (i) 2 are When the clocks LO (i + M) and LO (i + 1) are both high, that is, during the time τ (i + M), the switches SW33 (i) 3 and SW33 (i) 4 are turned on. Therefore, the output signal and the impedance element Z34 (i) are connected during the time τ (i) and τ (i + M).

このような構成により、インピーダンス素子Z341乃至Z34(M)は、T/2の周期でそれぞれT/2Mの時間だけ出力信号と接続され、つまり、T/2の周期のM相バンドパスフィルタと同じ働きになることがわかる。このようにして、通過させたい周波数の半分の周波数のクロック群を用いて、M相バンドパスフィルタを構成することができる。周波数が遅い方が、より急峻なクロックにすることができるので、製造プロセス微細化によるコスト増大を抑えながら、減衰量の劣化を抑えたM相のRFバンドパスフィルタを実現することができる。   With such a configuration, the impedance elements Z341 to Z34 (M) are connected to the output signal for a period of T / 2M in a period of T / 2, that is, the same as the M-phase bandpass filter having a period of T / 2. I understand that it works. In this way, an M-phase bandpass filter can be configured using a clock group having a frequency that is half the frequency that is desired to pass. The slower the frequency, the steeper the clock, so that an M-phase RF band-pass filter with reduced deterioration of attenuation can be realized while suppressing cost increase due to miniaturization of the manufacturing process.

図5は、本発明に係るバンドパスフィルタにおける実施例3のクロックのN倍速のM相バンドパスフィルタを説明するための回路構成図である。図中符号50はM相バンドパスフィルタ、52はロード素子、53はスイッチ群、54はインピーダンス素子群を示している。
本実施例3のバンドパスフィルタ50は、入力電流信号を出力電圧信号に変換するロード素子52と、M個(Mは2以上の整数)のインピーダンス素子Z541乃至Z54Mからなるインピーダンス素子群54と、インピーダンス素子毎に対応づけられたM組のスイッチ群531乃至53Mとを備えている。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram for explaining an N-phase M-phase band-pass filter of the clock of the third embodiment in the band-pass filter according to the present invention. In the figure, reference numeral 50 denotes an M-phase bandpass filter, 52 denotes a load element, 53 denotes a switch group, and 54 denotes an impedance element group.
The bandpass filter 50 according to the third embodiment includes a load element 52 that converts an input current signal into an output voltage signal, an impedance element group 54 including M impedance elements Z541 to Z54M (M is an integer of 2 or more), M sets of switch groups 531 to 53M associated with each impedance element are provided.

また、スイッチ群531乃至53Mは、2個ずつ直列に接続された、直列接続スイッチの組がN組(Nは偶数)SW5311乃至SW531Nからなり、直列接続スイッチのうち第1のスイッチは出力電圧信号に接続され、直列接続スイッチのうち第2のスイッチは対応付けられたインピーダンス素子に接続されている。
また、M組のスイッチ群531乃至53MのN組の直列接続スイッチSW5311乃至SW53MNの接続/非接続は、M×N個のクロックから成るクロック群(LO1乃至LO(M×N))で制御される。
In addition, the switch groups 531 to 53M are connected in series two by two, and N series (N is an even number) set of series connected switches are SW5311 to SW531N, and the first switch among the series connected switches is an output voltage signal. The second switch among the series connected switches is connected to the associated impedance element.
Further, the connection / disconnection of the N series connection switches SW5311 to SW53MN of the M group of switch groups 531 to 53M is controlled by a clock group (LO1 to LO (M × N)) composed of M × N clocks. The

つまり、本実施例3のM相バンドパスフィルタは、入力電流信号を出力電圧信号に変換するロード素子52と、M個のインピーダンス素子Z541乃至Z54(M)からなるインピーダンス素子群54と、M個のスイッチ群531乃至53(M)を備えている。
スイッチ群53(n)は、偶数Nに対して2N個のスイッチSW53(n)1乃至SW53(n)(2N)からなる。スイッチSW53(n)(2k−1)とスイッチSW53(n)(2k)は直列に接続されている。スイッチSW53(n)(2k−1)は出力信号に接続されている。また、スイッチSW53(n)(2k)はインピーダンス素子54(n)に接続されている。ここでkは1からNまでの整数、nは1からMまでの整数である。
That is, the M-phase bandpass filter according to the third embodiment includes a load element 52 that converts an input current signal into an output voltage signal, an impedance element group 54 that includes M impedance elements Z541 to Z54 (M), and M elements. Switch groups 531 to 53 (M).
The switch group 53 (n) includes 2N switches SW53 (n) 1 to SW53 (n) (2N) for an even number N. The switch SW53 (n) (2k-1) and the switch SW53 (n) (2k) are connected in series. The switch SW53 (n) (2k-1) is connected to the output signal. In addition, the switch SW53 (n) (2k) is connected to the impedance element 54 (n). Here, k is an integer from 1 to N, and n is an integer from 1 to M.

スイッチSW5311の接続/非接続はクロックLO1で制御され、スイッチSW5312の接続/非接続はクロックLO(M×N/2+2)で制御される。2からN−1までの整数jに対して、スイッチSW531(2j−1)の接続/非接続はクロックLO(M×j+1)で制御され、スイッチSW531(2j+1)の接続/非接続はクロックLO(M×N/2+j+1)で制御される。スイッチSW531(2N−1)の接続/非接続はクロックLO(M×(N−1)+1)で制御され、スイッチSW531(2N)の接続/非接続はクロックLO(M×(N/2−1)+2)で制御される。   Connection / non-connection of the switch SW5311 is controlled by the clock LO1, and connection / non-connection of the switch SW5312 is controlled by the clock LO (M × N / 2 + 2). For an integer j from 2 to N−1, connection / disconnection of the switch SW531 (2j−1) is controlled by the clock LO (M × j + 1), and connection / disconnection of the switch SW531 (2j + 1) is controlled by the clock LO. Controlled by (M × N / 2 + j + 1). The connection / disconnection of the switch SW531 (2N-1) is controlled by the clock LO (M × (N−1) +1), and the connection / disconnection of the switch SW531 (2N) is controlled by the clock LO (M × (N / 2−). 1) Controlled by +2).

2からMまでの整数iに対して、スイッチSW53(i)1の接続/非接続はクロックLO(i)で制御され、スイッチSW53(i)2の接続/非接続はクロックLO(M×N/2+i+1)で制御される。スイッチSW53(i)(2j−1)の接続/非接続はクロックLO(M×(j+1)+i)で制御され、スイッチSW53(i)(2j+1)の接続/非接続はクロックLO(M×(N/2+j)+i+1)で制御される。スイッチSW53(i)(2N−1)の接続/非接続はクロックLO(M×(N−1)+i)で制御され、スイッチSW53(i)(N)の接続/非接続はクロックLO(M×(N/2−1)+i+1)で制御される。   For an integer i from 2 to M, connection / disconnection of the switch SW53 (i) 1 is controlled by the clock LO (i), and connection / disconnection of the switch SW53 (i) 2 is controlled by the clock LO (M × N / 2 + i + 1). The connection / disconnection of the switch SW53 (i) (2j-1) is controlled by the clock LO (M × (j + 1) + i), and the connection / disconnection of the switch SW53 (i) (2j + 1) is controlled by the clock LO (M × ( N / 2 + j) + i + 1). The connection / disconnection of the switch SW53 (i) (2N−1) is controlled by the clock LO (M × (N−1) + i), and the connection / disconnection of the switch SW53 (i) (N) is controlled by the clock LO (M X (N / 2-1) + i + 1).

図6は、図5に示したクロック群LO1及至LO(M×N)のタイミング図である。クロック群LO1及至LO(M×N)は、周期がTで、Highの区間とLowの区間はT/2であり、つまり、Duty比50%の信号である。また、クロックLO1及至LO(M×N)のLowからHighになる立ち上りエッジの時間差をτ1からτ(M×N)で示す。τ1及至τ(M×N)は等しい時間でT/(M×N)である。つまり、LO1及至LO(M×N)は(360/(M×N))度ずつ位相がずれている。
クロックLO1とLO(M×N/2+2)がともにHighのとき、つまり、時間τ1の間、スイッチSW5311およびSW5312がオンする。また、1からN−2までの整数jに対して、クロックLO(M×j+1)とLO(M×(N/2+j)+2)がともにHighのとき、つまり時間τ(M×j+1)の間、スイッチSW531(2j−1)およびSW531(2j)がオンする。また、クロックLO(M×(N−1)+1)とLO(M×(N/2−1)+2)がともにHighのとき、つまり、時間τ(M×(N−1)+1)の間、スイッチSW531(2N−1)およびSW531(2N)がオンする。従って、時間τ1、τ(M×j+1)およびτ(M×(N−1)+1)の間、出力信号とインピーダンス素子Z541が接続される。すなわち、T/Nの周期でそれぞれT/(M×N)の時間だけ出力信号とインピーダンス素子Z541が接続される。
FIG. 6 is a timing chart of the clock groups LO1 to LO (M × N) shown in FIG. The clock group LO1 to LO (M × N) is a signal having a period of T and a high period and a low period of T / 2, that is, a duty ratio of 50%. Further, the time difference between rising edges from clock Low to high (M × N) from Low to High is represented by τ1 to τ (M × N). τ1 to τ (M × N) are T / (M × N) at equal time. That is, the phases of LO1 to LO (M × N) are shifted by (360 / (M × N)) degrees.
When the clocks LO1 and LO (M × N / 2 + 2) are both High, that is, during the time τ1, the switches SW5311 and SW5312 are turned on. For an integer j from 1 to N−2, when both the clocks LO (M × j + 1) and LO (M × (N / 2 + j) +2) are High, that is, during the time τ (M × j + 1). The switches SW531 (2j-1) and SW531 (2j) are turned on. Further, when both of the clocks LO (M × (N−1) +1) and LO (M × (N / 2−1) +2) are High, that is, during the time τ (M × (N−1) +1). The switches SW531 (2N-1) and SW531 (2N) are turned on. Therefore, the output signal and the impedance element Z541 are connected during the time τ1, τ (M × j + 1) and τ (M × (N−1) +1). That is, the output signal and the impedance element Z541 are connected for a time of T / (M × N) with a period of T / N.

2からM−1までの整数iに対して、クロックLO(i)とLO(M×N/2+i+1)がともにHighのとき、つまり、時間τ(i)の間、スイッチSW53(i)1およびSW53(i)2がオンする。また、1からN−2までの整数jに対して、クロックLO(M×j+i)とLO(M×(N/2+j)+i+1)がともにHighのとき、つまり、時間τ(M×j+i)の間、スイッチSW53(i)(2j−1)およびSW53(i)(2j)がオンする。また、クロックLO(M×(N−1)+i)とLO(M×(N/2−1)+i+1)がともにHighのとき、つまり、時間τ(M×(N−1)+i)の間、スイッチSW53(i)(2N−1)およびSW53(i)(2N)がオンする。   For an integer i from 2 to M−1, when the clocks LO (i) and LO (M × N / 2 + i + 1) are both high, that is, during time τ (i), the switch SW53 (i) 1 and SW53 (i) 2 is turned on. Further, when the clock LO (M × j + i) and LO (M × (N / 2 + j) + i + 1) are both high for an integer j from 1 to N−2, that is, at time τ (M × j + i). Meanwhile, the switches SW53 (i) (2j-1) and SW53 (i) (2j) are turned on. Further, when both the clocks LO (M × (N−1) + i) and LO (M × (N / 2−1) + i + 1) are High, that is, during the time τ (M × (N−1) + i). The switches SW53 (i) (2N-1) and SW53 (i) (2N) are turned on.

従って、時間τ(i)、τ(M×j+i)およびτ(M×(N−1)+i)の間、出力信号とインピーダンス素子Z54(i)が接続される。すなわち、T/Nの周期でそれぞれT/(M×N)の時間だけ出力信号とインピーダンス素子Z54(i)が接続される。
クロックLO(M)とLO(M×(N/2+1)+1)がともにHighのとき、つまり時間τ(M)の間、スイッチSW53(M)1およびSW53(M)2がオンする。また、1からN−2までの整数jに対して、クロックLO(M×(j+1))とLO(M×(N/2+j+1)+1)がともにHighのとき、つまり、時間τ(M×(j+1))の間、スイッチSW53(M)(2j−1)およびSW53(M)(2j)がオンする。また、クロックLO(M×N)とLO(M×N/2+1)がともにHighのとき、つまり、時間τ(M×N)の間、スイッチSW53(M)(2N−1)およびSW53(M)(2N)がオンする。
Therefore, the output signal and the impedance element Z54 (i) are connected during the time τ (i), τ (M × j + i) and τ (M × (N−1) + i). That is, the output signal and the impedance element Z54 (i) are connected for a time of T / (M × N) with a period of T / N.
When the clocks LO (M) and LO (M × (N / 2 + 1) +1) are both High, that is, during the time τ (M), the switches SW53 (M) 1 and SW53 (M) 2 are turned on. When the clocks LO (M × (j + 1)) and LO (M × (N / 2 + j + 1) +1) are both high for an integer j from 1 to N−2, that is, time τ (M × ( j + 1)), the switches SW53 (M) (2j-1) and SW53 (M) (2j) are turned on. When the clocks LO (M × N) and LO (M × N / 2 + 1) are both High, that is, during the time τ (M × N), the switches SW53 (M) (2N−1) and SW53 (M ) (2N) is turned on.

従って、時間τ(M)、τ(M×(j+1))およびτ(M×N)の間、出力信号とインピーダンス素子Z54(M)が接続される。すなわち、T/Nの周期でそれぞれT/(M×N)の時間だけ出力信号とインピーダンス素子Z54(M)が接続される。
このような構成により、インピーダンス素子Z541乃至Z54(M)は、T/Nの周期でそれぞれT/(M×N)の時間だけ出力信号と接続され、つまり、T/Nの周期のM相バンドパスフィルタと同じ働きになることがわかる。このようにして、通過させたい周波数の1/Nの周波数のクロック群を用いて、M相バンドパスフィルタを構成することができる。周波数が遅い方が、より急峻なクロックにすることができるので、製造プロセス微細化によるコスト増大を抑えながら、減衰量の劣化を抑えたM相のRFバンドパスフィルタを実現することができる。
Accordingly, the output signal and the impedance element Z54 (M) are connected during the time τ (M), τ (M × (j + 1)), and τ (M × N). That is, the output signal and the impedance element Z54 (M) are connected for a time of T / (M × N) with a period of T / N.
With such a configuration, the impedance elements Z541 to Z54 (M) are connected to the output signal for a period of T / (M × N) with a period of T / N, that is, an M-phase band with a period of T / N. It turns out that it becomes the same work as a pass filter. In this way, an M-phase bandpass filter can be configured using a clock group having a frequency 1 / N of the frequency to be passed. The slower the frequency, the steeper the clock, so that an M-phase RF band-pass filter with reduced deterioration of attenuation can be realized while suppressing cost increase due to miniaturization of the manufacturing process.

なお、本発明の技術的範囲は、図示され、かつ記載された例示的な実施例に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施例をも含むものである。さらに、本発明の技術的範囲は、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって構成されうるものである。   It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, and includes all embodiments that bring about effects equivalent to those intended by the present invention. It is a waste. Further, the technical scope of the present invention can be constituted by any desired combination of specific features among all the disclosed features.

10,90,150 4相バンドパスフィルタ
12,32,52,72 ロード素子
14,34,54,74 インピーダンス素子群
30,50,70 M相バンドパスフィルタ
92,152 ロード抵抗
94,154 キャパシタ群
120 受信器
121 GMセル
122 ミキサー
123 Duty変換回路
124 PLL回路
131〜134,331〜33(M),511〜5NM,73,93,153 スイッチ群
231乃至234 AND回路
10, 90, 150 Four-phase bandpass filters 12, 32, 52, 72 Load elements 14, 34, 54, 74 Impedance element groups 30, 50, 70 M-phase bandpass filters 92, 152 Load resistors 94, 154 Capacitor groups 120 Receiver 121 GM cell 122 Mixer 123 Duty conversion circuit 124 PLL circuits 131 to 134, 331 to 33 (M), 511 to 5NM, 73, 93, 153 Switch groups 231 to 234 AND circuits

Claims (2)

入力電流信号を出力電圧信号に変換するロード素子と、
M個(Mは2以上の整数)のインピーダンス素子からなるインピーダンス素子群と、
前記インピーダンス素子毎に対応づけられたM組のスイッチ群とを備え、
前記スイッチ群は、2個ずつ直列に接続された、直列接続スイッチの組がN組(Nは偶数)からなり、前記直列接続スイッチのうち第1のスイッチは前記出力電圧信号に接続され、前記直列接続スイッチのうち第2のスイッチは対応付けられたインピーダンス素子に接続され、
前記M組のスイッチ群の前記N組の直列接続スイッチの接続/非接続は、M×N個のクロックから成るクロック群で制御されることを特徴とするバンドパスフィルタ。
A load element that converts an input current signal into an output voltage signal;
An impedance element group composed of M impedance elements (M is an integer of 2 or more);
A set of M switches associated with each impedance element;
The switch group is connected in series two by two, and a set of series connected switches is composed of N sets (N is an even number), and a first switch of the series connected switches is connected to the output voltage signal, The second switch of the series connection switches is connected to the associated impedance element,
The band-pass filter according to claim 1, wherein connection / disconnection of the N sets of serial connection switches of the M sets of switches is controlled by a clock group including M × N clocks.
前記各スイッチ群の直列接続スイッチの接続/非接続を制御する各クロックは、(360/(M×N))度づつ位相が異なり、
前記直列接続スイッチの前記第1のスイッチの接続/非接続を制御するクロックと前記第2のスイッチの接続/非接続を制御するクロックはともにHigh時間がクロックの周期の1/(M×N)である位相関係となり、
全ての前記第1のスイッチの接続/非接続を制御するN個のクロックは、互いに(360/N)度だけ位相が異なることを特徴とする請求項1に記載のバンドパスフィルタ。
Each clock for controlling the connection / disconnection of the serial connection switch of each switch group is different in phase by (360 / (M × N)).
The clock for controlling the connection / disconnection of the first switch of the series connection switch and the clock for controlling the connection / disconnection of the second switch are both high times 1 / (M × N) of the clock cycle. And the phase relationship
2. The band-pass filter according to claim 1, wherein the N clocks that control connection / disconnection of all the first switches have phases different from each other by (360 / N) degrees.
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