JP2016184918A - Switch control circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、スイッチのオン/オフによって制御される回路に対する制御クロックの調整を行うスイッチ制御回路及びそれを用いた回路並びに無線機に関し、例えば、クロックの調整によって特性が変化する周波数変換またはフィルタ処理を含む信号処理に関する。 The present disclosure relates to a switch control circuit that adjusts a control clock with respect to a circuit controlled by turning on / off the switch, a circuit using the switch, and a radio device, for example, frequency conversion or filter processing whose characteristics change according to clock adjustment Related to signal processing.
無線機において周波数変換を行う回路として、スイッチ等から構成されるミクサがある。ミクサの特性は、スイッチに供給される信号であるローカル信号におけるDUTY比(=パルス幅Ts/クロックの周期TCK)を適切に設定することによって、改善することが知られている。 As a circuit that performs frequency conversion in a wireless device, there is a mixer that includes a switch or the like. It is known that the characteristics of the mixer can be improved by appropriately setting a DUTY ratio (= pulse width Ts / clock period T CK ) in a local signal that is a signal supplied to the switch.
また、微細CMOSプロセスでの設計に適し、高い可変性を有する回路として、スイッチおよび容量等から構成される離散時間アナログ型の回路が知られている。離散時間アナログ型の回路の特性は、スイッチに供給されるクロックによって制御される。 A discrete-time analog circuit composed of a switch, a capacitor, and the like is known as a highly variable circuit that is suitable for design in a fine CMOS process. The characteristics of the discrete-time analog circuit are controlled by a clock supplied to the switch.
いずれの回路においても、スイッチのオン、オフの時間を所望の値に調整することが求められる。 In any circuit, it is required to adjust the switch ON / OFF time to a desired value.
例えば、非特許文献1には、DUTY比25%の4相のクロックをローカル信号としたミクサの構成とDUTY比25%のクロックの生成回路が記載されている。
For example, Non-Patent
図1Aは、非特許文献1に開示されるDUTY比25%のクロックを使用したミクサの概要を示す図であり、図1Bは、非特許文献1に開示されるDUTY比25%のクロックを生成するクロック生成回路の実現例を示す図である。
FIG. 1A is a diagram showing an overview of a mixer using a clock with a 25% duty ratio disclosed in
図1Bに示すクロック生成回路は、シンセサイザが生成する信号から90度位相のずれた4相のDUTY比50%のクロックを生成し、生成した4相のDUTY比50%のクロックのうち、2つのクロックのANDをとることによって、DUTY比25%のクロックを実現する。 The clock generation circuit shown in FIG. 1B generates a four-phase DUTY ratio 50% clock that is 90 degrees out of phase from the signal generated by the synthesizer, and two of the generated four-phase DUTY ratio 50% clocks. By taking the AND of the clocks, a clock with a DUTY ratio of 25% is realized.
ミクサ、離散時間アナログ回路等が高周波で動作するためには、回路に供給するクロックのクロック周波数を高くする必要がある。 In order for a mixer, a discrete-time analog circuit, etc. to operate at a high frequency, it is necessary to increase the clock frequency of the clock supplied to the circuit.
しかしながら、非特許文献1のクロック生成回路では、クロック周波数が高くなった場合にシンセサイザが生成する信号の波形がなまってしまうため、クロックのDUTY比が25%を下回ってしまう可能性が高い。
However, in the clock generation circuit of Non-Patent
例えば、図1Bのクロック生成回路では、ANDに入力される2つの信号がある一定のしきい値を越えなければ、ANDの出力は出ない(つまり、ANDの結果がゼロとなる)。したがって、入力信号であるDUTY比50%のクロックの波形がなまればなまるほど、出力信号のDUTY比は25%より小さくなり、場合によっては出力信号が必要な電圧値にまで達しない。これによって、クロックを供給される回路が高周波では動作困難であるという事態を生じる。 For example, in the clock generation circuit of FIG. 1B, if two signals input to the AND do not exceed a certain threshold value, the AND output does not occur (that is, the AND result becomes zero). Therefore, the more the waveform of the clock having a DUTY ratio of 50% that is the input signal becomes, the smaller the DUTY ratio of the output signal becomes less than 25%, and in some cases, the output signal does not reach the required voltage value. This causes a situation where the circuit supplied with the clock is difficult to operate at a high frequency.
本開示の非限定的な実施例は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高周波で動作する回路にも適切なDUTY比を供給することに相当する動作を実現するスイッチ制御回路を提供する。 A non-limiting embodiment of the present disclosure has been made in view of such a point, and provides a switch control circuit that realizes an operation equivalent to supplying an appropriate DUTY ratio to a circuit that operates at a high frequency. .
本開示の一態様のスイッチ制御回路は、所定の周期を有する1つ以上の周期信号を生成するクロック生成回路と、前記周期信号のバイアス電圧を調整し、前記1つ以上の周期信号のオン期間を変更することによって、1つ以上の制御信号を生成するクロック調整回路と、前記1つ以上の制御信号の振幅が閾値以上においてオンに切り替わり、前記1つ以上の制御信号の振幅が閾値未満においてオフに切り替わる、1つ以上のスイッチを有するスイッチング回路と、を有する。 A switch control circuit according to one embodiment of the present disclosure includes a clock generation circuit that generates one or more periodic signals having a predetermined period, an adjustment period of a bias voltage of the periodic signal, and an on period of the one or more periodic signals And the clock adjustment circuit that generates one or more control signals, and the amplitude of the one or more control signals is switched on when the amplitude is greater than or equal to a threshold, and the amplitude of the one or more control signals is less than the threshold And a switching circuit having one or more switches that are switched off.
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、装置及び方法の任意の組み合わせにより実現してもよい。 These general and specific aspects may be realized by any combination of systems, apparatuses and methods.
本開示によれば、高周波で動作する回路にも適切なDUTY比を供給することに相当する動作を実現できる。 According to the present disclosure, an operation equivalent to supplying an appropriate DUTY ratio to a circuit operating at a high frequency can be realized.
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。 Further advantages and effects in one aspect of the present disclosure will become apparent from the specification and drawings. Such advantages and / or effects are provided by some embodiments and features described in the description and drawings, respectively, but all need to be provided in order to obtain one or more identical features. There is no.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施の形態は一例であり、本開示はこれらの実施の形態により限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Each embodiment described below is an example, and the present disclosure is not limited by these embodiments.
(実施の形態1)
[送信装置および受信装置の構成]
図2Aは、本開示の実施の形態1に係る送信装置10の構成を示す図であり、図2Bは、本開示の実施の形態1に係る受信装置20の構成を示す図である。
(Embodiment 1)
[Configuration of transmitter and receiver]
2A is a diagram illustrating a configuration of the
図2Aに示す送信装置10は、デジタル送信処理部11と、D/A(Digital to Analog)変換処理部12と、参照周波数発振部13と、LO(Local Oscillator)周波数発振部14と、アナログベースバンド回路15と、送信ミクサ(Mixer)16と、パワーアンプ(PA)17と、アンテナ18と、を有する。
2A includes a digital
デジタル送信処理部11は、送信データに、例えば、符号化処理及び変調処理を含む所定のデジタル送信処理を施し、ベースバンドデジタル送信信号を生成し、D/A変換処理部12に出力する。
The digital
D/A変換処理部12は、ベースバンドデジタル送信信号をベースバンドアナログ送信信号に変換し、アナログベースバンド回路15に出力する。D/A変換処理部12によって変換されたベースバンドアナログ送信信号は、不要な信号(例えば、高調波)を含む。
The D / A
参照周波数発振部13は、局部発振信号fLO1の生成に用いる参照周波数信号fREF_LO1を生成し、LO周波数発振部14に出力する。
The reference
LO周波数発振部14は、参照周波数信号fREF_LO1に基づいて、局部発振信号fLO1を生成して送信ミクサ16へ出力する。
The LO frequency oscillating unit 14 generates a local oscillation signal f LO1 based on the reference frequency signal f REF_LO1 and outputs the local oscillation signal f LO1 to the
アナログベースバンド回路15は、ベースバンドアナログ送信信号に対してゲイン調整とフィルタリングを行い、不要な信号(例えば、高調波成分)を除去する。アナログベースバンド回路15は、フィルタリング後のベースバンドアナログ送信信号を送信ミクサ16に出力する。
The
アナログベースバンド回路15は、離散時間型の回路で構成することも可能である。その場合、参照周波数発振部13は、離散時間アナログ信号処理に用いる参照周波数信号fREF1を生成し、離散時間アナログ回路で構成されるアナログベースバンド回路15に出力する。離散時間アナログ回路への参照周波数信号fREF1とLO周波数発振部14への参照周波数信号fREF_LO1の周波数は、同じ周波数であっても良く、異なる周波数であってもよい。
The
なお、アナログベースバンド回路15を離散時間アナログ回路で構成する場合のアナログベースバンド回路15の構成および動作については後述する。
The configuration and operation of the
送信ミクサ16は、局部発振信号fLO1に基づいて、フィルタリング後のベースバンドアナログ送信信号をRF(無線周波数:radio frequency)周波数にアップコンバートし、RF周波数にアップコンバートされたアナログ送信信号をパワーアンプ17に出力する。
The
パワーアンプ17は、RF周波数にアップコンバートされたアナログ送信信号の電力を増幅し、アンテナ18に出力する。
The
アンテナ18は、電力増幅後のアナログ送信信号を放射する。
The
図2Bに示す受信装置20は、アンテナ21と、低雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)22と、参照周波数発振部23と、LO周波数発振部24と、受信ミクサ(Mixer)25と、アナログベースバンド回路26と、A/D(Analog to Digital)変換処理部27と、デジタル受信処理部28と、を有する。
2B includes an
アンテナ21は、図示していない送信局からRF周波数のアナログ受信信号を受信し、低雑音増幅器22へ出力する。
The
低雑音増幅器22は、受信したRF周波数のアナログ受信信号を増幅し、受信ミクサ25へ出力する。
The
参照周波数発振部23は、参照周波数信号fREF_LO2をLO周波数発振部24に出力する。
The reference
LO周波数発振部24は、参照周波数信号fREF_LO2に基づいて、局部発振信号fLO2を生成して受信ミクサ25へ出力する。
The LO
受信ミクサ25は、局部発振信号fLO2に基づいて、RF周波数のアナログ受信信号をベースバンドアナログ受信信号に周波数変換し、アナログベースバンド回路26に出力する。
Based on the local oscillation signal f LO2 , the
アナログベースバンド回路26は、ベースバンドアナログ受信信号に対してフィルタリングを行う。アナログベースバンド回路26は、フィルタリング後のベースバンドアナログ受信信号をA/D変換処理部27に出力する。
The
アナログベースバンド回路26は、離散時間型の回路で構成することも可能である。その場合、参照周波数発振部23は、離散時間アナログ信号処理に用いる参照周波数信号fREF2を生成し、離散時間アナログ回路で構成されるアナログベースバンド回路26に出力する。離散時間アナログ回路への参照周波数信号fREF2とLO周波数発振部24への参照周波数信号fREF_LO2の周波数は、同じ周波数であっても良く、異なる周波数であってもよい。
The
なお、アナログベースバンド回路26を離散時間アナログ回路で構成する場合のアナログベースバンド回路26の構成および動作については後述する。
The configuration and operation of the
A/D変換処理部27は、フィルタリング後のベースバンドアナログ受信信号をベースバンドデジタル受信信号に変換し、デジタル受信処理部28に出力する。
The A / D
デジタル受信処理部28は、ベースバンドデジタル信号に対して、例えば、復調処理及び復号処理等を含む所定のデジタル受信処理を行って受信データを生成し、出力する。
The digital
なお、図2Aに示す送信装置10および図2Bに示す受信装置20は、ダイレクトコンバージョンの構成として説明した。本実施の形態に係る送信装置10または受信装置20は、ミクサを1つ以上追加し、中間周波数(IF:Intermediate Frequency)を用いる方式でもよい。
Note that the transmitting
また、参照周波数信号fREF1、fREF2は、1つの信号を共用しても良いし、参照発振周波数発振部13、23、又は、LO周波数発振部14、24は、送信装置10及び受信装置20において共用してもよい。なお、本実施の形態の構成は、他の実施の形態でも同様の構成を用いることができる。
Further, the reference frequency signals f REF1 and f REF2 may share one signal, and the reference oscillation
[ミクサの構成]
次に、本実施の形態に係る送信ミクサ16、受信ミクサ25の構成について説明する。
[Composition of mixer]
Next, the configuration of the
図3は、本実施の形態に係るミクサ100の構成の一例を示す図である。図3に示すミクサ100は、図2Aに示す送信装置10が有する送信ミクサ16、および、図2Bに示す受信装置20が有する受信ミクサ25に相当する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
ミクサ100は、4つのスイッチ110−1〜110−4、クロック生成回路120、クロック調整回路130を有し、端子INから入力される信号に対し、4相の信号を出力するスイッチング回路である。
The
スイッチ110−1〜110−4は、クロック調整回路130からのクロックS1〜S4によってオン/オフを制御される。具体的に、スイッチ110−1〜110−4は、それぞれ、クロックS1〜S4の振幅が閾値以上になる時間でオンに切り替わり、それ以外の区間でオフに切り替わる。つまり、クロックS1〜S4のDUTY比、振幅、位相を調整することによって、スイッチ110−1〜110−4が閾値以上になる時間を制御できる。
The switches 110-1 to 110-4 are controlled to be turned on / off by the clocks S1 to S4 from the
なお、スイッチ110−1〜110−4における閾値は、互いに異なっていても同一であってもよい。 The threshold values in the switches 110-1 to 110-4 may be different from each other or the same.
なお、ここでは、スイッチ110−1〜110−4がNMOSスイッチを用いた構成で示しているが、PMOSスイッチ、NMOSとPMOSを用いた相補型スイッチなど、その他の構成でもよい。 Here, the switches 110-1 to 110-4 are shown as having a configuration using NMOS switches, but other configurations such as a PMOS switch and a complementary switch using NMOS and PMOS may be used.
クロック生成回路120は、LO周波数発振部(図2Aおよび図2B参照)から出力される局部発振信号(fLO1又はfLO2)からベースクロックB1〜B4を生成し、クロック調整回路130に出力する。なお、クロック生成回路120によって生成されるクロックについては後述する。
The
なお、クロック生成回路120は、参照周波数発振部(図2Aおよび図2B参照)からの参照信号(fREF1又はfREF2又はfREF_LO1又はfREF_LO2)からベースクロックB1〜B4を生成しても良い。
The
クロック調整回路130は、ベースクロックB1〜B4のDUTY比、位相、振幅を調整し、調整したクロックをクロックS1〜S4としてスイッチ110−1〜110−4へ供給する。
The
ここで、スイッチ110−1〜110−4に供給されるクロックS1〜S4について説明する。図4Aは、スイッチ110−1〜110−4に供給されるクロックS1〜S4の一例を示す図である。図4AのクロックS1〜S4は、位相が90度ずれた4相の矩形信号であり、ハイとなる時間がパルス幅Ts、クロックの周期がTCKである。クロックS1〜S4のDUTY比25%は、スイッチ110−1〜110−4における所望のDUTY比である。
Here, the clocks S1 to S4 supplied to the switches 110-1 to 110-4 will be described. FIG. 4A is a diagram illustrating an example of clocks S1 to S4 supplied to the switches 110-1 to 110-4. The clocks S1 to S4 in FIG. 4A are four-phase rectangular signals whose phases are shifted by 90 degrees, and the high time is the pulse width Ts and the clock cycle is TCK . The
図4Aに示すように、クロックS1〜S4のlowからhighへの立ち上がり、および、highからlowへの立ち下がりが急峻であれば、スイッチ110−1〜110−4は、パルス幅Tsの区間でオンに切り替わる。 As shown in FIG. 4A, if the rising edge of the clocks S1 to S4 from low to high and the falling edge from high to low are steep, the switches 110-1 to 110-4 are in the interval of the pulse width Ts. Switch on.
しかしながら、図3に示すミクサ100を高周波数で動作させるためにクロック周波数(=1/TCK)を高くする場合、クロック生成回路120が生成するクロックの波形は、なまってしまう。
However, when the clock frequency (= 1 / T CK ) is increased to operate the
例えば、図4AのクロックS1〜S4のような矩形信号がなまる場合、lowからhighへの立ち上がり、および、highからlowへの立ち下がりがなめらかになり、スイッチ110−1〜110−4のオンに切り替わっている時間(以下、オン時間TONと記載)は、パルス幅Tsと異なる。つまり、クロックのDUTY比(=Ts/TCK)と、スイッチにおけるDUTY比(=スイッチのオン時間TON/クロックの周期TCK)が異なる。 For example, when rectangular signals such as the clocks S1 to S4 in FIG. 4A are rounded, the rise from low to high and the fall from high to low become smooth, and the switches 110-1 to 110-4 are turned on. switching the times (hereinafter, described as the on-time T oN), the different pulse width Ts. That, DUTY ratio of the clock and (= Ts / T CK), DUTY ratio in the switch (= the period T CK of switch on-time T ON / clock) is different.
本実施の形態に係るクロック調整回路130は、クロック生成回路120が生成するクロックの波形がなまっている場合においても、クロックのDUTY比、振幅、位相を調整することによって、スイッチにおけるDUTY比(=TON/TCK)を所望のDUTY比に制御する。
The
また、本実施の形態に係るクロック調整回路130は、クロック生成回路120が生成するクロックが矩形信号の場合においても、クロックのDUTY比、振幅、位相を調整することによって、スイッチにおけるDUTY比(=TON/TCK)を所望のDUTY比に制御する。
In addition, the
図4Bは、クロック生成回路120が生成するベースクロックB1〜B4の一例を示す図である。図4BのベースクロックB1〜B4は、位相が90度ずれた4相の正弦波信号である。なお、ベースクロックB1〜B4は、正弦波信号に限定されない。
FIG. 4B is a diagram illustrating an example of the base clocks B1 to B4 generated by the
クロック調整回路130は、図4BのベースクロックB1〜B4のDUTY比、振幅、位相を調整して、図4AのクロックS1〜S4が示す理想クロックに相当するクロックをスイッチ110−1〜110−4に供給し、スイッチ110−1〜110−4におけるDUTY比を所望のDUTY比に制御する。なお、理想クロックとは、クロック調整回路130から供給されるクロックのスイッチにおけるDUTY比(=TON/TCK)と同一のクロックのDUTY比(Ts//TCK)を有する矩形信号を指す。つまり、クロック調整回路130から供給されるクロックによるスイッチ110−1〜110−4は、理想クロックによるスイッチ110−1〜110−4の動作と同様の動作を行う。
The
[クロック調整回路の構成]
具体的に、クロック調整回路130の構成について説明する。図5A〜図5Cは、本実施の形態に係るクロック調整回路130の構成の一例を示す図である。なお、図5A〜図5Cは、1相信号に対するクロック調整回路130の構成を示している。4相信号に対するクロック調整回路130の場合、同じ構成を4系統、N相信号に対しては同じ構成をN系統有する。なお、以下では、図5A〜図5Cのクロック調整回路130は、スイッチ110−1に接続する構成として説明する。
[Configuration of clock adjustment circuit]
Specifically, the configuration of the
図5Aのクロック調整回路130は、バッファ131、容量132、抵抗133を有し、端子INから入力されるベースクロックB1の振幅、バイアスを調整し、端子OUTへクロックS1を出力する。
The
バッファ131は、入力されるベースクロックB1を増幅または矩形に立ち上げる。なお、バッファ131は、アンプに置き換えられてもよい。
The
容量132は、増幅または矩形にたちあげられたベースクロックB1のDC成分をカットする。抵抗133は、一方の端子から電圧V1が印加されることによって、容量132から出力されるベースクロックのバイアスを調整する。図5Aに示すクロック調整回路130は、バイアスが調整されたベースクロックB1をクロックS1として、スイッチ110−1へ供給する。
The
前述の通り、スイッチ110−1は、クロックS1の振幅が閾値以上になる時間でオンに切り替わるので、ベースクロックの振幅、具体的にはDC成分を調整することによって、スイッチ110−1のオン時間TONを制御できる。 As described above, since the switch 110-1 is turned on when the amplitude of the clock S1 is equal to or greater than the threshold, the switch 110-1 is turned on by adjusting the amplitude of the base clock, specifically, the DC component. TON can be controlled.
図5Aに示すクロック調整回路130の調整方法について説明する。図6A〜図6Dは、図5Aに示すクロック調整回路130の調整方法を示す図である。図6A〜図6Dにおいて、TSINは、ベースクロックである正弦波信号の周期を示している。
An adjustment method of the
図6Aは、バイアス条件Aとして、ベースクロックB1に対して、バイアスVAが加えられたクロックS1を示している。図6Bは、バイアス条件Bとして、ベースクロックB1に対して、バイアスVBが加えられたクロックS1を示している。図6A、図6Bにおいて、Vthはスイッチ110−1の閾値である。スイッチ110−1は、クロックS1の振幅がVth以上になる時間でオンに切り替わる。図6A、図6Bに示すように、バイアス条件を調整することによって、スイッチ110−1の閾値Vth以上となる時間、つまり、オン時間が変わる。 FIG. 6A shows a clock S1 in which a bias VA is added to a base clock B1 as a bias condition A. FIG. 6B shows a clock S1 in which a bias V B is added to the base clock B1 as the bias condition B. 6A and 6B, Vth is a threshold value of the switch 110-1. The switch 110-1 is turned on when the amplitude of the clock S1 becomes Vth or more. As shown in FIG. 6A and FIG. 6B, by adjusting the bias condition, the time that is equal to or higher than the threshold value Vth of the switch 110-1, that is, the ON time is changed.
図6Aにおいて、ベースクロックB1に対して、バイアスVAが加えられることによって、スイッチ110−1のオン時間TONは、TAとなる。つまり、クロックS1は図6Cに示すようなオン時間がTAとなる矩形信号と等価になる。このとき、スイッチ110−1におけるDUTY比は、TA/TSINである。 In Figure 6A, the base clock B1, by biasing V A is applied, the on-time T ON of the switch 110-1, the T A. In other words, the clock S1 is made to the rectangular signal equivalent to the on-time, as shown in FIG. 6C becomes T A. At this time, the DUTY ratio in the switch 110-1 is T A / T SIN .
また、図6Bにおいて、ベースクロックB1に対して、バイアスVBが加えられることによって、スイッチ110−1のオン時間TONは、TBとなる。つまり、クロックS1は図6Dに示すようなオン時間がTBとなる矩形信号と等価になる。このとき、スイッチ110−1におけるDUTY比は、TB/TSINである。 Further, in FIG. 6B, the base clock B1, by biasing V B is applied, the on-time T ON of switch 110-1, the T B. In other words, the clock S1 is made to the rectangular signal equivalent to the on-time, as shown in FIG. 6D becomes T B. At this time, the DUTY ratio in the switch 110-1 is T B / T SIN .
すなわち、図5Aに示すクロック生成回路130は、ベースクロックに対して、バイアスを調整することによって、周期TSINの正弦波信号のベースクロックに対して、任意のDUTY比(TON/TSIN)に制御できる。図5Aの構成は、高周波のクロックで回路を制御したい場合に有効である。
That is, the
次に、図5Bのクロック生成回路130について説明する。図5Bにおいて、図5Aと共通する構成については、図5Aと同一の符号を付し、その説明を省略する。図5Bの構成は、図5Aの構成に加えて、可変容量134を有する。
Next, the
可変容量134は、可変な容量値C1を有し、ベースクロックB1の波形をなまらせる。波形のなまり具合は、容量値C1を調整して制御する。なお、可変容量134は、容量値が固定されていてもよい。
The
ここで、図5Bに示すクロック調整回路130の調整方法について説明する。図7A、7Bは、図5Bに示すクロック調整回路130の調整方法を示す図である。
Here, an adjustment method of the
図7A、7Bは、ベースクロックB1として、矩形信号がクロック調整回路130に入力される場合において、可変容量134の容量値C1を0[fF]、100[fF]、200[fF]に調整した例を示している。また、バイアス条件C、Dの矢印は、それぞれが指す線がスイッチ110−1の閾値となるように、ベースクロックB1に対してバイアスを調整した場合を示している。
7A and 7B, when a rectangular signal is input to the
図7Aに示すように、可変容量134の容量値C1を調整することにより、ベースクロックB1の波形をなまらせることができる。ベースクロックB1の波形をなまらせて、かつ、バイアス条件を調整することによって、クロック調整回路130は、スイッチ110−1におけるDUTY比を所望のDUTY比に制御できる。
As shown in FIG. 7A, the waveform of the base clock B1 can be smoothed by adjusting the capacitance value C1 of the
例えば、容量値C1を200[fF]に調整し、バイアスをバイアス条件Cに調整した場合、スイッチ110−1におけるオン区間は、TCとなる。また、容量値C1を200[fF]に調整し、バイアスをバイアス条件Dに調整した場合、スイッチ110−1におけるオン区間は、TDとなる。つまり、容量とバイアスの制御によって、スイッチがオンとなる区間を制御し、スイッチ110がオンとなるDUTY比を所望のDUTY比に調整できる。
For example, when the capacitance value C1 is adjusted to 200 [fF] and the bias is adjusted to the bias condition C, the ON interval in the switch 110-1 is TC. When the capacitance value C1 is adjusted to 200 [fF] and the bias is adjusted to the bias condition D, the ON interval in the switch 110-1 is TD. That is, by controlling the capacitance and the bias, it is possible to control the section in which the switch is turned on and adjust the DUTY ratio in which the
また、図7Bに示すように、容量とバイアスの組み合わせによっては、DUTY比の調整を省略し、位相の制御に用いることもできる。なお、DUTY比と位相の両者を調整することもできる。 Also, as shown in FIG. 7B, depending on the combination of capacitance and bias, adjustment of the DUTY ratio can be omitted and used for phase control. It is also possible to adjust both the DUTY ratio and the phase.
例えば、容量値C1を100[fF]に調整し、バイアスをバイアス条件Cに調整した場合、スイッチ110−1におけるオン区間は、TCとなる。また、容量値C1を200[fF]に調整し、バイアスをバイアス条件Dに調整した場合、スイッチ110−1におけるオン区間は、TDとなる。 For example, by adjusting the capacitance value C1 to 100 [fF], adjusted for bias to bias condition C, ON zone in the switch 110-1, the T C. Further, by adjusting the capacitance value C1 to 200 [fF], adjusted for bias to the bias condition D, on the section of the switch 110-1, the T D.
ここで、オン区間TCとオン区間TDは、長さが略同一であるが、オンとなるタイミング、オフとなるタイミングが互いに異なる。つまり、図5Bに示すクロック調整回路130は、可変容量134の容量値C1を調整し、バイアス条件を調整することによって、位相の調整ができる。
つまり、容量とバイアス条件の調整によって、DUTY比と位相の調整が可能である。
Here, on the interval T C and on interval T D is a length of substantially the same timing as the on, the timing of the off different. That is, the
That is, the DUTY ratio and the phase can be adjusted by adjusting the capacitance and the bias condition.
なお、図7A、図7Bでは、ベースクロックB1が矩形信号であるとして説明したが、図5Bに示すクロック調整回路130は、矩形信号に限らず、任意のベースクロックB1に対して、DUTY比及び位相が調整できる。
7A and 7B, the base clock B1 is described as a rectangular signal. However, the
次に、図5Cのクロック生成回路130について説明する。図5Cにおいて、図5Bと共通する構成については、図5Bと同一の符号を付し、その説明を省略する。図5Cの構成は、図5Bの構成と比較して、スイッチ110−1の構成が異なる。
Next, the
図5Cのスイッチ110−1は、スイッチ側のバイアス調整を行う構成である。スイッチ110−1がMOSスイッチの場合、DUTY比の調整は、スイッチ110−1のバイアス調整よっても可能である。例えば、スイッチ110−1のドレインとソースの少なくとも一方あるいは両方のバイアスと、ゲートのバイアスを調整することによって、スイッチ110−1におけるオン時間を調整できる。スイッチ110−1のバックゲートの電位を変え、スイッチの閾値Vthを変えることで、オン時間を変えることも可能である。 The switch 110-1 in FIG. 5C is configured to perform bias adjustment on the switch side. When the switch 110-1 is a MOS switch, the DUTY ratio can be adjusted by adjusting the bias of the switch 110-1. For example, the on-time of the switch 110-1 can be adjusted by adjusting the bias of at least one or both of the drain and source of the switch 110-1 and the bias of the gate. It is also possible to change the on-time by changing the potential of the back gate of the switch 110-1 and changing the threshold value Vth of the switch.
[スイッチの構成]
ここで、バイアス調整を行うスイッチの構成について説明する。図8A〜図8Dは、本実施の形態に係るスイッチ110の構成の一例を示す図である。
[Switch configuration]
Here, a configuration of a switch for performing bias adjustment will be described. 8A to 8D are diagrams illustrating an example of the configuration of the
図8A〜図8Cにおいて、容量132−1〜132−3は、それぞれ、ソース、ゲート、ドレインに設けられ、通過する信号のDC成分を除去する。抵抗133−1は、一方の端子から電圧V1が印加されることによって、ゲートのバイアスが調整される。抵抗133−2は、一方の端子から電圧V2が印加されることによって、ドレインのバイアスが調整される。抵抗133−3は、一方の端子から電圧V3が印加されることによって、ソースのバイアスが調整される。抵抗133−4は、一方の端子から電圧V3が印加されることによって、バックゲートのバイアスが調整される。 8A to 8C, capacitors 132-1 to 132-3 are provided at the source, the gate, and the drain, respectively, and remove the DC component of the signal that passes therethrough. The resistor 133-1 has its gate bias adjusted by applying the voltage V 1 from one terminal. The resistor 133-2 has its drain bias adjusted by applying the voltage V 2 from one terminal. Resistor 133-3, by the voltage V 3 from one terminal is applied, the source bias is adjusted. Resistor 133-4, by which the voltage V 3 is applied from one terminal, the bias of the back gate is adjusted.
図8A〜図8Dに示すように、スイッチ110のゲート、ドレイン、ソース、バックゲートのいずれかを調整することによってスイッチ110のオン時間を調整できる。ドレイン、ソースのバイアスは、図8A、図8Bのように片側に与えてもよいし、図8Cに示すように両側に与えてもよい。ドレインとソースの両側にバイアスをあたえる場合は、そのバイアス値に差をつけてスイッチに電流を流してもよい。図8Dのようにしてバックゲートに電位を与えてスイッチの閾値Vthを制御してもよい。
As shown in FIGS. 8A to 8D, the on-time of the
[クロック生成回路の構成]
ここで、1つの正弦波信号から4相の正弦波信号を生成するクロック生成回路120の構成について説明する。図9A〜図9Eは、クロック生成回路の構成の一例を示す図である。
[Configuration of clock generation circuit]
Here, the configuration of the
図9Aは、D型フリップフロップ回路121−1〜121−4によるシフトレジスタを用いた構成を示している。図9Aの構成では、出力端子Q0〜Q3に位相の異なる4相の信号が出力される。 FIG. 9A shows a configuration using a shift register with D-type flip-flop circuits 121-1 to 121-4. In the configuration of FIG. 9A, four-phase signals having different phases are output to the output terminals Q0 to Q3.
図9Bは、抵抗122−1、122−2と容量123−1、123−2を用いた構成を示している。抵抗122−1、122−2と容量123−1、123−2の値を適切に設定することによって、目標の周波数に対して、位相のずれた信号を生成できる。例えば、端子INから入力される信号に対して、出力端子OUT1、OUT2から出力される信号を互いに90度位相の異なる信号を生成する。出力端子OUT1、OUT2から出力される信号を、それぞれ、図示しないバランを用いて180度位相の異なる信号に分けることによって、90度位相の異なる4相の信号を生成できる。また、RC回路の組み合わせを用いて90度位相の異なる4相の信号を生成できる。例えば、図9Eに示すように、単一入力信号からRC回路の組み合わせによって、90度位相の異なる4相の信号を生成できる。 FIG. 9B shows a configuration using resistors 122-1 and 122-2 and capacitors 123-1 and 123-2. By appropriately setting the values of the resistors 122-1 and 122-2 and the capacitors 123-1 and 123-2, a signal having a phase shift with respect to the target frequency can be generated. For example, the signals output from the output terminals OUT1 and OUT2 with respect to the signal input from the terminal IN are generated as signals having a phase difference of 90 degrees. By dividing the signals output from the output terminals OUT1 and OUT2 into signals having a phase difference of 180 degrees using a balun (not shown), four-phase signals having a phase difference of 90 degrees can be generated. In addition, a four-phase signal having a phase difference of 90 degrees can be generated using a combination of RC circuits. For example, as shown in FIG. 9E, a four-phase signal having a phase difference of 90 degrees can be generated from a single input signal by a combination of RC circuits.
図9Cは、任意の位相の信号を生成する位相器の構成を示している。図9Cに示す構成は、90度位相差信号生成回路124、可変利得増幅器125−1、125−2、合成回路126を有する。90度位相差信号生成回路124は、入力信号から90度位相の異なる2つの信号を生成する。可変利得増幅器125−1、125−2は、90度位相差信号生成回路124から出力される信号それぞれの振幅を適切な値に調整する。最後に、合成回路126は、それらの信号を合成することで任意の位相の信号を生成できる。
FIG. 9C shows a configuration of a phase shifter that generates a signal having an arbitrary phase. The configuration illustrated in FIG. 9C includes a 90-degree phase difference signal generation circuit 124, variable gain amplifiers 125-1 and 125-2, and a
図9Dは、CMOSインバータ127−1〜127−12を用いた構成を示す。入出力系統120A、120B、120Cには、それぞれ、6つのCMOSインバータ127−1〜127−6、4つのCMOSインバータ127−7〜127−10、2つのCMOSインバータ127−11〜127−12が接続されている。なお、各入出力系統に接続されるCMOSインバータの数は、これに限定されない。CMOSインバータ127−1〜127−12は、通過した信号に遅延を与える。そのため、入出力系統120A〜120Cは、接続するCMOSプロセスインバータの数を変えることによって、互いに異なる遅延量を入力される信号に与え、4相の異なる出力信号を生成できる。
FIG. 9D shows a configuration using CMOS inverters 127-1 to 127-12. Six CMOS inverters 127-1 to 127-6, four CMOS inverters 127-7 to 127-10, and two CMOS inverters 127-11 to 127-12 are connected to the input /
[ミクサの別の構成]
図3では、ミクサ100がシングルバランスミクサの構成として説明した。本実施の形態では、ダブルバランスミクサの構成に対してクロック生成回路とクロック調整回路を用いてもよい。
[Another mix of mixer]
In FIG. 3, the
図10は、本実施の形態に係るミクサ200の構成の一例を示す図である。図10のミクサ200は、電圧電流変換回路(TA)210、スイッチ220−1〜220−8、クロック生成回路230、クロック調整回路240を有する。ミクサ200は、ダブルバランスミクサの構成であり、端子IN_P、IN_Nから入力される正相と逆相の信号に対して、4相の信号を出力する。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
TA210は、入力される信号を増幅する。なお、TA210は、アンプでもよいし、バッファであってもよい。
The
スイッチ220−1〜220−8は、図3に示したスイッチ110−1〜110−4と同様であり、クロック調整回路230からのクロックS1〜S4によって制御される。
The switches 220-1 to 220-8 are the same as the switches 110-1 to 110-4 shown in FIG. 3, and are controlled by the clocks S1 to S4 from the
クロック生成回路230は、図3に示したクロック生成回路120と同様であり、LO周波数発振部(図2Aおよび図2B参照)から出力される局部発振信号(fLO1又はfLO2)からベースクロックB1〜B4を生成し、クロック調整回路240に出力する。
The
クロック調整回路240は、図3に示したクロック調整回路130と同様であり、ベースクロックB1〜B4のDUTY比、位相、振幅を調整し、調整したクロックをクロックS1〜S4としてスイッチ220−1〜220−8へ供給する。
The
[4相のクロックを調整するクロック調整回路の構成]
ここで、4相のクロックを調整するクロック調整回路240の構成について説明する。図11A〜図11Cは、本実施の形態に係るクロック調整回路240の構成の一例を示す図である。
[Configuration of clock adjustment circuit for adjusting the 4-phase clock]
Here, the configuration of the
図11Aは、クロックS1〜S4それぞれのDUTY比を調整する構成である。図11Aの構成は、それぞれ、4相のベースクロックB1〜B4に対して4相のクロックS1〜S4を出力する4系統を含み、アンプ241−1〜241−4、容量242−1〜242−4、抵抗243−1〜243−4、可変容量244−1〜244−4を有する。また、4系統のそれぞれの抵抗243−1〜243−4には、電圧V1〜V4が印加される。 FIG. 11A is a configuration for adjusting the DUTY ratio of each of the clocks S1 to S4. The configuration of FIG. 11A includes four systems that output four-phase clocks S1 to S4 to four-phase base clocks B1 to B4, respectively, and include amplifiers 241-1 to 241-4 and capacitors 242-1 to 242. 4, resistors 243-1 to 243-4 and variable capacitors 244-1 to 244-4. Voltages V1 to V4 are applied to the resistors 243-1 to 243-4 of the four systems.
図11Aの構成では、各系統にそれぞれ入力されるベースクロックB1〜B4に対して、互いに異なる電圧V1〜V4によって異なるバイアスを調整し、可変容量244−1〜244−4によって容量の値を調整することによって、それぞれのDUTY比を調整できる。回路の配線のレイアウト等の影響により、ベースクロックB1〜B4が互いに異なるDUTY比であった場合でも、各系統でそれぞれ異なるバイアス、容量の値を調整できるので、各系統から出力されるクロックS1〜S4を理想的なクロックと等価にすることができる。 In the configuration of FIG. 11A, different biases are adjusted by different voltages V1 to V4 for the base clocks B1 to B4 respectively input to the respective systems, and the capacitance values are adjusted by the variable capacitors 244-1 to 244-4. By doing so, each DUTY ratio can be adjusted. Even when the base clocks B1 to B4 have different DUTY ratios due to the influence of the circuit wiring layout or the like, different bias and capacitance values can be adjusted in each system, so that the clocks S1 to S1 output from each system can be adjusted. S4 can be equivalent to an ideal clock.
なお、図7Bに示したように、図11Aの構成で4相の信号の位相を調整することも可能である。 As shown in FIG. 7B, the phase of the four-phase signal can be adjusted with the configuration of FIG. 11A.
図11Bは、クロックS1〜S4それぞれの位相を調整する構成である。なお、図11Bにおいて、図11Aと共通する構成については、図11Aと同一の符号を付し、その説明を省略する。図11Bの構成は、図11Aの構成に加えて、アンプ246−1〜246−4、容量245−1〜245−4を有する。また、4系統のそれぞれの抵抗243−1〜243−4には、電圧V1が印加される。 FIG. 11B is a configuration for adjusting the phases of the clocks S1 to S4. In FIG. 11B, the same components as those in FIG. 11A are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 11A, and the description thereof is omitted. The configuration in FIG. 11B includes amplifiers 246-1 to 246-4 and capacitors 245-1 to 245-4 in addition to the configuration in FIG. 11A. The voltage V1 is applied to each of the four systems of resistors 243-1 to 243-4.
図11Bの構成において、可変容量244−1〜244−4は、信号のなまらせ方を各系統で変える。そして、アンプ246−1〜246−4は、それぞれ、なまり方の異なる信号を再度立ち上げる。この構成により、信号の立ち上がりのタイミングを各系統で変えられるため、立ち上がりのタイミングを調整、つまり、位相を調整できる。アンプ246−1〜246−4から出力される信号は、スイッチにおけるDUTY比が所望のDUTY比となるように各系統の容量245−1〜245−4、バイアスによって調整される。 In the configuration of FIG. 11B, the variable capacitors 244-1 to 244-4 change the way signals are signaled in each system. Then, each of the amplifiers 246-1 to 246-4 restarts signals having different rounding methods. With this configuration, the rising timing of the signal can be changed in each system, so that the rising timing can be adjusted, that is, the phase can be adjusted. The signals output from the amplifiers 246-1 to 246-4 are adjusted by the capacities 245-1 to 245-4 and the bias of each system so that the DUTY ratio in the switch becomes a desired DUTY ratio.
図11Cは、クロックS1〜S4それぞれの位相とDUTY比を調整する構成である。なお、図11Cにおいて、図11Bと共通する構成については、図11Bと同一の符号を付し、その説明を省略する。図11Cの構成は、図11Bの構成における容量245−1〜245−4が可変容量247−1〜247−4に置き換わった構成を有する。また、4系統のそれぞれの抵抗243−1〜243−4には、電圧V1〜V4が印加される。 FIG. 11C is a configuration for adjusting the phase and the DUTY ratio of each of the clocks S1 to S4. Note that in FIG. 11C, components that are the same as in FIG. 11B are assigned the same reference numerals as in FIG. 11B, and descriptions thereof are omitted. The configuration of FIG. 11C has a configuration in which the capacitors 245-1 to 245-4 in the configuration of FIG. 11B are replaced with variable capacitors 247-1 to 247-4. Voltages V1 to V4 are applied to the resistors 243-1 to 243-4 of the four systems.
図11Cの構成は、図11Bと同様に、可変容量244−1〜244−4、アンプ246−1〜246−4によって、信号の立ち上がりのタイミングを各系統で変えて、位相を調整する。更に、図11Aと同様に、互いに異なる電圧V1〜V4によって異なるバイアスを調整し、可変容量247−1〜247−4によって容量の値を調整することによって、それぞれのDUTY比を調整できる。 In the configuration of FIG. 11C, similarly to FIG. 11B, the phase of the signal is adjusted by the variable capacitors 244-1 to 244-4 and the amplifiers 246-1 to 246-4 while changing the signal rising timing in each system. Further, as in FIG. 11A, the respective DUTY ratios can be adjusted by adjusting different biases by different voltages V1 to V4 and adjusting capacitance values by the variable capacitors 247-1 to 247-4.
なお、4相のクロックの調整は、別の構成を用いても行うことができる。図12Aは、クロック生成回路の別の構成の一例を示す図である。図12Bは、クロック調整回路の別の構成の一例を示す図である。 Note that the adjustment of the four-phase clock can be performed using another configuration. FIG. 12A is a diagram illustrating an example of another configuration of the clock generation circuit. FIG. 12B is a diagram illustrating an example of another configuration of the clock adjustment circuit.
なお、図12Aに示すクロック生成回路と、クロック調整回路である図1Bの4相信号のAND回路に対して、図12Bに示すクロック調整回路を追加してもよい。 Note that the clock adjustment circuit shown in FIG. 12B may be added to the clock generation circuit shown in FIG. 12A and the 4-phase signal AND circuit shown in FIG. 1B as the clock adjustment circuit.
図12Aに示すクロック生成回答の挿入点A,挿入点A’(または挿入点B,挿入点B’,挿入点C,挿入点C’)に図12Bに示すクロック調整回路を挿入することによってバイアスを調整し、AND動作できる周波数を高めることができる。挿入点Dまたは挿入点Eに、図12Bに示すクロック調整回路を挿入することでインバータ動作を高周波化することができる。 Bias by inserting the clock adjustment circuit shown in FIG. 12B at insertion point A and insertion point A ′ (or insertion point B, insertion point B ′, insertion point C, and insertion point C ′) of the clock generation answer shown in FIG. And the frequency at which the AND operation can be performed can be increased. By inserting the clock adjustment circuit shown in FIG. 12B at the insertion point D or the insertion point E, the frequency of the inverter operation can be increased.
また、スイッチに接続される挿入点Fに、図12Bに示すクロック調整回路を挿入することで、スイッチのオン時間調整をすることができる。なお、図12Aのクロック生成回路に挿入する図12Bのクロック調整回路は、いずれの位置に挿入してもよいし、複数個挿入してもよい。また、図12Aのクロック生成回路は、インバータ(またはバッファ)の数が6個であるが、これに限られない。 Further, the on-time of the switch can be adjusted by inserting the clock adjusting circuit shown in FIG. 12B at the insertion point F connected to the switch. Note that the clock adjustment circuit of FIG. 12B inserted into the clock generation circuit of FIG. 12A may be inserted at any position, or a plurality of clock adjustment circuits may be inserted. 12A has six inverters (or buffers), but is not limited thereto.
(実施の形態2)
実施の形態1では、クロック生成回路が生成するベースクロックのバイアス、位相、DUTY比を調整するクロック調整回路について説明した。本実施の形態では、実施の形態1で説明したクロック調整回路を使用し、低周波のクロックで動作させるミクサの構成について、図13A〜図13C、図14A〜図14Cを用いて説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the clock adjustment circuit that adjusts the bias, phase, and DUTY ratio of the base clock generated by the clock generation circuit has been described. In this embodiment, a structure of a mixer that uses the clock adjustment circuit described in
図13Aは、基本的なシングルバランス型のミクサ300の構成を示す図である。ミクサ300は、スイッチ310−1、310−2、クロック生成回路320、クロック調整回路330を有し、端子INから入力される信号に対し、端子OUT_P、OUT_Nからそれぞれ正相と逆相の信号を出力する。
FIG. 13A is a diagram showing a configuration of a basic single
スイッチ310−1、310−2は、クロック調整回路330からのクロックSP、SNによってオン/オフを制御される。図14Aは、図13Aに示すミクサ300を動作させるクロックの一例を示す図である。図14Aに示すクロックSP、SNは、スイッチ310−1、310−2における等価なクロックであり、スイッチ310−1、310−2は、それぞれ、クロックSP、SNのhighの時間にオンに切り替わり、lowの時間にオフに切り替わる。
The switches 310-1 and 310-2 are controlled to be turned on / off by the clocks SP and SN from the
図13Bは、図13Aのミクサ300と同様の動作を1/2のクロック周波数で実現するシングルバランス型のミクサ400の構成を示す図である。ミクサ400は、スイッチ410−1〜410−4、クロック生成回路420、クロック調整回路430を有し、端子INから入力される信号に対し、端子OUT_P、OUT_Nからそれぞれ正相と逆相の信号を出力する。
FIG. 13B is a diagram illustrating a configuration of a single-
スイッチ410−1〜410−4は、クロック調整回路430からのクロックS1〜S4によってオン/オフを制御される。図14Bは、図13Bに示すミクサ400を動作させるクロックの一例を示す図である。図14Bに示すクロックS1〜S4は、スイッチ410−1〜410−4における等価なクロックであり、スイッチ410−1〜410−4は、それぞれ、クロックS1〜S4のhighの時間にオンに切り替わり、lowの時間にオフに切り替わる。
The switches 410-1 to 410-4 are controlled to be turned on / off by clocks S1 to S4 from the
ミクサ300とミクサ400は、図14Aに示すミクサ300を動作させるクロックと図14Bに示すミクサ400を動作させるクロックのオン時間、つまり、パルス幅Tsを同一にすることによって、同じ動作を行う。その場合、図14Bのクロックの周期Tckは、図14Aのクロックの周期Tckの2倍、つまり、クロック周波数は1/2となる。
The
図13Cは、図13Aのミクサ300と同様の動作を1/Mのクロック周波数で実現するシングルバランス型のミクサ500の構成を示す図である。ミクサ500は、スイッチ510−1〜510−2M、クロック生成回路520、クロック調整回路530を有し、端子INから入力される信号に対し、端子OUT_P、OUT_Nからそれぞれ正相と逆相の信号を出力する。
FIG. 13C is a diagram illustrating a configuration of a single
スイッチ510−1〜510−2Mは、クロック調整回路430からのクロックS1〜S(2M)によってオン/オフを制御される。図14Cは、図13Cに示すミクサ500を動作させるクロックの一例を示す図である。図14Cに示すクロックS1〜S(2M)は、スイッチ510−1〜510−2Mにおける等価なクロックであり、スイッチ510−1〜510−2Mは、それぞれ、クロックS1〜S(2M)のhighの時間にオンに切り替わり、lowの時間にオフに切り替わる。
The switches 510-1 to 510-2M are controlled to be turned on / off by clocks S1 to S (2M) from the
ミクサ300とミクサ500は、図14Aに示すミクサ300を動作させるクロックと図14Cに示すミクサ500を動作させるクロックのオン時間、つまり、パルス幅Tsを同一にすることによって、同じ動作を行う。その場合、図14Cのクロックの周期Tckは、図14Aのクロックの周期TckのM倍、つまり、クロック周波数は1/Mとなる。
The
また、図14A〜図14Cに示すように、各クロックは、互いにDUTY比と位相が異なる。図13A〜図13Cに示すクロック生成回路320〜520、クロック調整回路330〜530は、実施の形態1で説明した構成と同様の構成をとることによって、各クロックのDUTY比と位相を調整する。
Further, as shown in FIGS. 14A to 14C, the clocks have different DUTY ratios and phases. The
DUTY比と位相の調整は、図5A〜図5C、図11A〜図11Cで説明したクロック調整回路の構成を用いる。また、位相の調整は、図9A、図9B、図9Dで説明したクロック生成回路の構成を用いる。なお、DUTY比の調整は、図8A〜図8Dで説明したスイッチの構成を用いてもよい。 The adjustment of the DUTY ratio and the phase uses the configuration of the clock adjustment circuit described in FIGS. 5A to 5C and FIGS. 11A to 11C. The phase adjustment uses the configuration of the clock generation circuit described with reference to FIGS. 9A, 9B, and 9D. Note that the adjustment of the DUTY ratio may use the configuration of the switch described with reference to FIGS. 8A to 8D.
以上説明した本実施の形態によれば、高周波クロックでのミクサの動作と同様の動作を低周波クロックで実現することができる。その場合において、供給されるクロックは、クロック生成回路、クロック調整回路がDUTY比、位相を調整することによって、実現される。 According to the present embodiment described above, an operation similar to the operation of the mixer with the high frequency clock can be realized with the low frequency clock. In that case, the supplied clock is realized by the clock generation circuit and the clock adjustment circuit adjusting the DUTY ratio and phase.
(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態1で説明したクロック調整回路を使用して、図2A、図2Bで説明したアナログベースバンド回路を離散時間アナログ回路で構成する場合について説明する。なお、ここで説明する離散時間アナログ回路は、連続時間系と離散時間系が組み合わさった周期時変連続時間系の回路を指している。
(Embodiment 3)
In this embodiment, the case where the analog baseband circuit described in FIGS. 2A and 2B is configured by a discrete-time analog circuit using the clock adjustment circuit described in
図15A〜図15Cは、周期時変連続時間系の概念図である。図15Aは、連続時間(CT:Continuous Time)の信号が入力され、CTの信号を出力する連続時間系の回路である。連続時間系の回路は、インダクタのサイズが大きかったり、R、Cの絶対値のバラツキが大きかったり、オペアンプ等のアクティブ回路が低電源電圧の動作が難しいということがあり、微細CMOSプロセスでの設計は、容易でない。 15A to 15C are conceptual diagrams of a periodic time-varying continuous time system. FIG. 15A is a continuous-time circuit that receives a continuous time (CT) signal and outputs a CT signal. A continuous-time circuit may have a large inductor size, a large variation in the absolute values of R and C, or an active circuit such as an operational amplifier that is difficult to operate at a low power supply voltage. Is not easy.
図15Bは、連続時間の入力信号をサンプリング回路等で離散時間(DT:Discrete Time)の信号に変換し、変換した信号を離散時間系の回路で処理し、処理した離散時間の信号をホールド回路等で連続時間の信号に変換する、離散時間系の回路である。離散時間系の回路では、クロック周波数、容量比で特性が決まり、低電源圧で設計できるので、微細CMOSでの設計に適する。ただし、入出力で連続系と離散系の変換用にスイッチとクロックが必要になり、連続時間系よりもスイッチとクロックという構成要素が増える。広帯域動作を考えた場合、スイッチの数を削減し、構成をできるだけ簡略化することが望ましい。 FIG. 15B shows a case where a continuous time input signal is converted into a discrete time (DT) signal by a sampling circuit or the like, the converted signal is processed by a discrete time circuit, and the processed discrete time signal is held by a hold circuit. This is a discrete-time circuit that converts the signal into a continuous-time signal. In a discrete-time circuit, the characteristics are determined by the clock frequency and the capacitance ratio, and the circuit can be designed with a low power supply voltage, so that it is suitable for designing with a fine CMOS. However, a switch and a clock are required for conversion between a continuous system and a discrete system at the input and output, and the number of components of the switch and the clock increases compared to the continuous time system. When considering broadband operation, it is desirable to reduce the number of switches and simplify the configuration as much as possible.
図15Cは、連続時間系と離散時間系のハイブリッドともいえる周期時変連続時間系の回路構成である。連続時間系の回路の一部に離散時間系の回路を用いる構成となっている。これによって、簡易な構成で離散時間系の特徴を活かした回路を実現でき、微細CMOSに適した広帯域動作可能な回路を実現することができる。 FIG. 15C shows a circuit configuration of a periodic time-varying continuous time system that can be said to be a hybrid of a continuous time system and a discrete time system. A discrete-time circuit is used as part of the continuous-time circuit. As a result, it is possible to realize a circuit that makes use of the characteristics of the discrete time system with a simple configuration, and it is possible to realize a circuit capable of operating in a wide band suitable for a fine CMOS.
[離散時間アナログ回路600の構成と動作]
図16は、実施の形態3に係る離散時間アナログ回路600の要部構成の一例を示す図である。図16に示す離散時間アナログ回路600は、TA610(Transconductance Amplifier:トランスコンダクタンスアンプ)と、2つの容量620(620−1、620−2)と、電荷反転回路630と、クロック生成回路640と、クロック調整回路650を有する。
[Configuration and Operation of Discrete Time Analog Circuit 600]
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a main configuration of a discrete-
離散時間アナログ回路600は、正相と逆相の2系統を含む入力電圧信号Vinを入力とする、差動型の離散時間アナログ回路である。
Discrete
TA610は、電圧電流変換回路であり、正相と逆相の2系統を含む入力電圧信号Vinを入力とし、入力電圧信号Vinを電流(gm×Vin)に変換し、正相と逆相の2系統の電流を出力する。なお、gmはTA610のトランスコンダクタンス(相互コンダクタンス)の値である。 TA610 is a voltage-current conversion circuit, receives the input voltage signal V in including the positive phase and negative phase of the two systems, and converts the input voltage signal V in to the current (g m × V in), a positive phase Outputs two currents of opposite phase. Note that g m is the value of transconductance (mutual conductance) of TA610.
容量620−1は、TA610の正相の出力端子T_TAout1に接続され、容量620−2は逆相の出力端子T_TAout2の間に接続される。容量620−1,620−2の容量値は、CH1である。
The capacitor 620-1 is connected to the positive-phase output terminal T_TA out1 of the
電荷反転回路630は、複数のスイッチを有し、一方の端子がTA610の出力端子T_TAout1に接続され、他方の端子が出力端子T_TAout2に接続される。電荷反転回路630は、複数のスイッチのオン/オフを制御することによって、電荷を保持する動作および電荷を反転して接続する動作を行うスイッチング回路である。電荷反転回路630は、クロック調整回路650から供給されるクロックに基づいて電荷共有を行い、入力されるアナログ信号に対するフィルタリング処理を行う。
The
クロック生成回路640、クロック調整回路650は、実施の形態1で説明した構成と同様の構成を有し、クロックS1〜S4を電荷反転回路630へ供給する。クロックS1〜S4は、スイッチのオン時間であるハイ期間、スイッチがオフとなる時間(オフ時間)であるロー期間から構成される。
The
[電荷反転回路の構成例1]
ここで、電荷反転回路630の具体的な構成について説明する。図17Aは、実施の形態3に係る電荷反転回路630Aの構成の一例を示す図である。図17Bは、実施の形態3に係る電荷反転回路630Aの内部構成の一例を示す図である。図17Bに示す電荷反転回路630Aは、2個の容量631−1、631−2と、容量631−1、631−2の接続を制御する8個のスイッチ632−1〜632−8を有する。電荷反転回路630の端子Aは、TA610の正相の出力端子T_TAout1に接続され、端子Bは、TA610の逆相の出力端子T_TAout2に接続される。
[Configuration Example 1 of Charge Inversion Circuit]
Here, a specific configuration of the
スイッチ632−1は、端子X1と端子Aの接続をクロックS1によって制御し、ハイ期間中は接続し、ロー期間中は切断する。スイッチ632−2は、端子X1と端子Bの接続をクロックS3によって制御し、ハイ期間中は接続し、ロー期間中は切断する。スイッチ632−3は、端子X2と端子Aの接続を制御信号S2によって制御し、ハイ期間中は接続し、ロー期間中は切断する。スイッチ632−4は、端子X2と端子Bの接続を制御信号S4によって制御し、ハイ期間中は接続し、ロー期間中は切断する。スイッチ632−5は、端子X1と端子Bの接続をクロックS3によって制御し、ハイ期間中は接続し、ロー期間中は切断する。スイッチ632−6は、端子Y1と端子Aの接続をクロックS3によって制御し、ハイ期間中は接続し、ロー期間中は切断する。スイッチ632−7は、端子X2と端子Bの接続をクロックS4によって制御し、ハイ期間中は接続し、ロー期間中は切断する。スイッチ632−8は、端子Y2と端子Aの接続をクロックS4によって制御し、ハイ期間中は接続し、ロー期間中は切断する。 The switch 632-1 controls the connection between the terminal X1 and the terminal A by the clock S1, connects during the high period, and disconnects during the low period. The switch 632-2 controls the connection between the terminal X1 and the terminal B by the clock S3, and is connected during the high period and disconnected during the low period. The switch 632-3 controls the connection between the terminal X2 and the terminal A by the control signal S2, and connects during the high period and disconnects during the low period. The switch 632-4 controls the connection between the terminal X2 and the terminal B by the control signal S4, and connects during the high period and disconnects during the low period. The switch 632-5 controls the connection between the terminal X1 and the terminal B by the clock S3, connects during the high period, and disconnects during the low period. The switch 632-6 controls the connection between the terminal Y1 and the terminal A by the clock S3, connects during the high period, and disconnects during the low period. The switch 632-7 controls connection between the terminal X2 and the terminal B by the clock S4, and connects during the high period and disconnects during the low period. The switch 632-8 controls connection between the terminal Y2 and the terminal A by the clock S4, and connects during the high period and disconnects during the low period.
上記において、ハイ期間、ロー期間は、図4Aの理想クロックを指しているが、クロック生成回路640が図4Bのような正弦波信号を生成する場合でも、クロック調整回路650によって、図4Aに相当するスイッチのオン、オフ時間を実現可能である。
In the above, the high period and the low period indicate the ideal clock in FIG. 4A. However, even when the
[クロックの生成]
クロック生成回路640とクロック調整回路650から供給されるクロックの生成について説明する。本実施の形態において、クロック生成回路640とクロック調整回路650は、図4Aに示した理想クロックに相当するクロックを生成する。図4Aにおいて、パルス幅Tsは、サンプル間隔と同一である。クロックS1〜S4は、DUTY比(=パルス幅Ts/クロックの周期TCK)が0.25であり、90度ずつ位相がずれた4相の制御信号である。
[Generate clock]
Generation of clocks supplied from the
つまり、クロック調整回路650は、図4Aのクロックがハイになる区間、制御対象のスイッチがオンし、ローとなる区間で制御対象のスイッチがオフになるように、スイッチを制御する。なお、図4Aでは、理想的なクロック波形として矩形クロックを示しているが、正弦波入力でも同様の波形に相当するスイッチ動作を実現可能である。例えば、クロック生成回路640が図4Bの4相の正弦波信号を生成し、クロック調整回路650がバイアス、容量を調整し、スイッチがオンとなる期間を調整する。クロック生成回路640における位相の異なる信号の生成は、図9A〜図9Dの構成によって実現でき、クロック調整回路650におけるバイアスの調整は、図5A〜図5C、図11A〜図11Cの構成によって実現できる。なお、バイアスの調整は、後述する図32A、32Bの構成を用いて実現することができる。スイッチのオンオフを決める閾値の調整はスイッチ632−1〜632−8を図8の構成にすることによっても実現できる。
That is, the
[離散時間アナログ回路600の動作例1]
離散時間アナログ回路600における動作について説明する。図18A〜18Dは、離散時間アナログ回路600における動作の概略を示す図である。なお、図18A〜18Dでは、TA610、容量631−1、631−2、容量620−1の接続状態を順に示している。また、図16に示す離散時間アナログ回路600は、正相と逆相の2系統を含む差動の構成として説明したが、図18A〜18Dは、説明の簡略化のため、単相の入出力系統の構成として説明する。
[Operation Example 1 of Discrete-Time Analog Circuit 600]
The operation in the discrete
離散時間アナログ回路600は、間隔Ts毎に電荷共有を繰り返し行い、サンプル値を生成する。離散時間アナログ回路600は、次の3種類の電荷を電荷共有する。
The discrete-
(1−a)TA610が入力電圧信号Vinを電流に変換した電荷、つまり、TA110の出力端子T_TAoutに出力される電荷(以下、入力電荷と記載)
(1−b)容量620が保持している1サンプル前の電荷
(1−c)電荷反転回路630が保持している2サンプル前の電荷
(1-a)
(1-b) Charge before one sample held by the capacitor 620 (1-c) Charge before two samples held by the
なお、3種類の共有において、電荷反転回路630は、保持している2サンプル前の電荷の極性を反転させることによって電荷共有する。
In the three types of sharing, the
電荷反転回路630は、図4Aに示した理想クロックに相当するクロックS1〜S4に基づくスイッチ632−1〜632−8の制御(オンとオフ)によって、図18A〜18D示すように、次の4つの動作を1周期(1TCK)内に行い、周期TCK毎に繰り返す。なお、以下の第1〜第4の動作は、それぞれ、図18A〜18Dに対応する。
As shown in FIGS. 18A to 18D, the
第1の動作:クロックS1がハイ期間中は、容量631−1の端子X1が端子Aに接続され、端子Y1が端子Bに接続される(以下、容量631−1の正相接続と記載)。
第2の動作:クロックS2がハイ期間中は、容量631−2の端子X2が端子Aに接続され、端子Y2が端子Bに接続される(以下、容量631−2の正相接続と記載)。
第3の動作:クロックS3がハイ期間中は、容量631−1の端子Y1が端子Aに接続され、端子X1が端子Bに接続される(以下、容量631−1の逆相接続と記載)。
第4の動作:クロックS4がハイ期間中は、容量631−2の端子Y2が端子Aに接続され、端子X2が端子Bに接続される(以下、容量631−2の逆相接続と記載)。
First operation: During the high period of the clock S1, the terminal X1 of the capacitor 631-1 is connected to the terminal A, and the terminal Y1 is connected to the terminal B (hereinafter referred to as a positive phase connection of the capacitor 631-1). .
Second operation: While the clock S2 is high, the terminal X2 of the capacitor 631-2 is connected to the terminal A, and the terminal Y2 is connected to the terminal B (hereinafter referred to as a positive phase connection of the capacitor 631-2). .
Third operation: While the clock S3 is in the high period, the terminal Y1 of the capacitor 631-1 is connected to the terminal A, and the terminal X1 is connected to the terminal B (hereinafter referred to as a reverse phase connection of the capacitor 631-1). .
Fourth operation: While the clock S4 is in the high period, the terminal Y2 of the capacitor 631-2 is connected to the terminal A, and the terminal X2 is connected to the terminal B (hereinafter referred to as reverse-phase connection of the capacitor 631-2). .
つまり、容量631−1が正相接続され、容量631−2が逆相接続により電荷共有された電荷を保持する第1の動作、容量631−2が正相接続され、容量631−1が正相接続により電荷共有された電荷を保持する第2の動作、容量631−1が逆相接続され、容量631−2が正相接続により電荷共有された電荷を保持する第3の動作、および、容量631−2が逆相接続され、容量631−1が逆相接続により電荷共有された電荷を保持する第4の動作、という4つの動作が間隔Ts毎に行われる。 That is, the first operation in which the capacitor 631-1 is connected in the positive phase and the capacitor 631-2 holds the charge shared by the reverse phase connection, the capacitor 631-2 is connected in the positive phase, and the capacitor 631-1 is connected in the positive phase. A second operation for holding the charge shared by the phase connection; a third operation in which the capacitor 631-1 is connected in reverse phase; and the capacitor 631-2 holds the charge shared in charge by the positive phase connection; Four operations, the fourth operation in which the capacitor 631-2 is connected in reverse phase and the capacitor 631-1 holds the charge shared by the reverse phase connection, are performed every interval Ts.
容量631−1および631−2は、正相接続(逆相接続)により電荷共有された電荷を逆相接続(正相接続)することによって、保持している電荷の極性を反転させて接続する動作を行う。 The capacitors 631-1 and 631-2 are connected by reversing the polarity of the held charges by connecting the charges shared by the positive phase connection (reverse phase connection) in the reverse phase connection (positive phase connection). Perform the action.
つまり、上記第1の動作から第4の動作によって、電荷反転回路630Aは、容量631−1が保持している電荷の極性を反転させて接続し、容量631−2の接続が開放されて電荷を保持する動作(第1の動作及び第3の動作)と、容量631−2が保持している電荷の極性を反転させて接続し、容量631−1の接続が開放されて電荷を保持する動作(第2の動作及び第4の動作)が、Ts期間毎に交互に繰り返される。
That is, the
第1の動作から第4の動作について数学的に説明する。
離散時間アナログ回路600におけるn時点での電荷共有の概略は、次式(1)の差分方程式により記述できる。
An outline of charge sharing at time n in the discrete-
式(1)において、左辺第1項は入力電荷に相当し、第2項は容量620に保持された1サンプル前の電荷であり、左辺第3項は、容量631−1または631−2に保持された2サンプル前の電荷である。z変換することにより、離散時間アナログ回路600の伝達関数のコア部分は、次式(2)によって表わされる。
つまり、図16に示す連続時間系のGmCフィルタ内部に離散時間系の回路を含んだ回路(または連続時間系と離散時関係の並列システム)としての解析が必要であり、GmCの連続時間フィルタと離散時間フィルタの伝達関数が合成された伝達関数となるが、伝達関数のコアは上式となり、離散時間系の効果によって帯域内偏差の調整が可能となる。 That is, an analysis as a circuit including a discrete time system circuit (or a parallel system having a discrete time relationship with the continuous time system) inside the continuous time system GmC filter shown in FIG. 16 is necessary. The transfer function of the discrete time filter becomes a synthesized transfer function, but the core of the transfer function is the above equation, and the in-band deviation can be adjusted by the effect of the discrete time system.
離散時間アナログ回路600の周波数特性について説明する。図19は、離散時間アナログ回路600の低域通過特性の回路シミュレーションの結果を示す図である。図19の横軸は周波数を示し、縦軸はGainを示す。また、図19は、CH1が300fFであり、CH2がパラメータとして変化する離散時間アナログ回路600の低域通過特性を示す。なお、離散時間アナログ回路600は、CH2を固定し、CH1をパラメータとしてもよい。
The frequency characteristics of the discrete
図19に示すように、離散時間アナログ回路600は、広帯域信号が通過可能であり、CH2(またはCH1)を変化させることによって、通過帯域の帯域内偏差(レベル差)を調整できる。さらに、離散時間アナログ回路600は、差動構成であるため、差動合成後に偶数次成分を除去できる。
As shown in FIG. 19, the discrete-
[電荷反転回路の構成例2]
次に、電荷反転回路630の別の構成について説明する。図17Cは、実施の形態3に係る電荷反転回路630Bの構成の一例を示す図である。図17Dは、実施の形態3に係る電荷反転回路630Bの内部構成の一例を示す図である。図17C、図17Dにおいて、図17A、図17Bと共通する構成には、図17A、図17Bと同一の符号を付しその詳しい説明を省略する。また、電荷反転回路630Bに供給されるクロックS1〜S4は、上記で説明した電荷反転回路630Aに供給されるクロックS1〜S4と同様であるので、その説明を省略する。
[Configuration Example 2 of Charge Inversion Circuit]
Next, another configuration of the
電荷反転回路630Bは、電荷反転回路630Aと比較して、スイッチの数と容量631−1、631−2の接続位置が異なる。以下、図16の電荷反転回路630を電荷反転回路630Bとした場合の動作について説明する。
The
図4Aに示した理想クロックS1〜S4に相当するクロックS1〜S4に基づくスイッチ632−1〜632−4の制御(オンとオフ)によって、次の4つの動作を1周期(1TCK)内に行い、周期TCK毎に繰り返す。
第1の動作:制御信号S1がハイ期間中は、容量631−1の端子X1が端子Aに接続される。(以下、容量631−1の正相接続と記載)
第2の動作:制御信号S2がハイ期間中は、容量631−2の端子X2が端子Aに接続される。(以下、容量631−2の正相接続と記載)
第3の動作:制御信号S3がハイ期間中は、容量631−1の端子X1が端子Bに接続される(以下、容量631−1の逆相接続と記載)。
第4の動作:制御信号S4がハイ期間中は、容量631−2の端子X2が端子Bに接続される(以下、容量631−2の逆相接続と記載)。
By controlling the switches 632-1 to 632-4 based on the clocks S1 to S4 corresponding to the ideal clocks S1 to S4 shown in FIG. 4A (on and off), the following four operations are performed within one cycle (1T CK ). And repeat every cycle TCK .
First operation: The terminal X1 of the capacitor 631-1 is connected to the terminal A while the control signal S1 is in the high period. (Hereinafter referred to as positive phase connection of the capacitor 631-1)
Second operation: The terminal X2 of the capacitor 631-2 is connected to the terminal A while the control signal S2 is high. (Hereinafter referred to as positive phase connection of capacitor 631-2)
Third operation: While the control signal S3 is in the high period, the terminal X1 of the capacitor 631-1 is connected to the terminal B (hereinafter referred to as reverse-phase connection of the capacitor 631-1).
Fourth operation: While the control signal S4 is in the high period, the terminal X2 of the capacitor 631-2 is connected to the terminal B (hereinafter referred to as reverse-phase connection of the capacitor 631-2).
つまり、容量631−1が正相接続され、容量631−2が逆相接続により電荷共有された電荷を保持する第1の動作、容量631−2が正相接続され、容量631−1が正相接続により電荷共有された電荷を保持する第2の動作、容量631−1が逆相接続され、容量631−2が正相接続により電荷共有された電荷を保持する第3の動作、および、容量631−2が逆相接続され、容量631−1が逆相接続により電荷共有された電荷を保持する第4の動作、という4つの動作が間隔Ts毎に行われる。 That is, the first operation in which the capacitor 631-1 is connected in the positive phase and the capacitor 631-2 holds the charge shared by the reverse phase connection, the capacitor 631-2 is connected in the positive phase, and the capacitor 631-1 is connected in the positive phase. A second operation for holding the charge shared by the phase connection; a third operation in which the capacitor 631-1 is connected in reverse phase; and the capacitor 631-2 holds the charge shared in charge by the positive phase connection; Four operations, the fourth operation in which the capacitor 631-2 is connected in reverse phase and the capacitor 631-1 holds the charge shared by the reverse phase connection, are performed every interval Ts.
容量631−1および631−2は、正相接続(逆相接続)により電荷共有された電荷を逆相接続(正相接続)することによって、保持している電荷の極性を反転させて接続する動作を行う。 The capacitors 631-1 and 631-2 are connected by reversing the polarity of the held charges by connecting the charges shared by the positive phase connection (reverse phase connection) in the reverse phase connection (positive phase connection). Perform the action.
つまり、上記第1の動作から第4の動作によって、電荷反転回路630Bは、容量631−1が保持している電荷の極性を反転させて接続し、容量631−2の接続が開放されて電荷を保持する動作(第1の動作及び第3の動作)と、容量631−2が保持している電荷の極性を反転させて接続し、容量631−1の接続が開放されて電荷を保持する動作(第2の動作及び第4の動作)が、Ts期間毎に交互に繰り返される。
That is, the
なお、図16の電荷反転回路630を電荷反転回路630Bとした場合の数学的な説明、および、周波数特性は、上記で説明した電荷反転回路630Aの場合と同様である。
The mathematical description and frequency characteristics when the
図17C、図17Dの構成でも通過域にリプルを持たせることが可能で、広帯域なフィルタ特性を実現することが可能である。 In the configurations of FIGS. 17C and 17D, it is possible to provide ripples in the passband, and it is possible to realize a broadband filter characteristic.
[電荷反転回路の構成例3]
次に、電荷反転回路630の更に別の構成について説明する。図20Aは、実施の形態3に係る電荷反転回路630Cの構成の一例を示す図である。図20Bは、実施の形態3に係る電荷反転回路630Cの内部構成の一例を示す図である。図20A、図20Bにおいて、図17C、図17Dと共通する構成には、図17C、図17Dと同一の符号を付しその詳しい説明を省略する。
[Configuration Example 3 of Charge Inversion Circuit]
Next, still another configuration of the
電荷反転回路630Cは、電荷反転回路630Bと回路の構成は同一である。ただし、スイッチ632−1〜632−4を制御するクロックSP、SNが、電荷反転回路630Bの場合と異なる。
The
また、図16の電荷反転回路630を電荷反転回路630Cとする場合、図16のクロック調整回路650から供給されるクロックも、電荷反転回路630Bの場合と異なる。
When the
具体的に、電荷反転回路630Cのスイッチ632−1〜632−4を制御するクロックSP、SNは、理想的には図14Aのようなクロックである。
Specifically, the clocks SP and SN for controlling the switches 632-1 to 632-4 of the
クロック調整回路650は、図14Aのクロックがハイになる区間で制御対象のスイッチがオンし、ローとなる区間で制御対象のスイッチがオフになるように、バイアス、位相を調整する。例えば、クロック生成回路640が2相の正弦波信号を生成し、クロック調整回路650がバイアス、位相を調整し、スイッチがオンとなる期間を調整する。
The
図16の電荷反転回路630を電荷反転回路630Cとした場合の離散時間アナログ回路600の伝達関数HHの概略は、次式で表わされる。
式(3)に示すように、電荷反転回路630Cは、1次の伝達関数を実現できる。CH1、CH2、fsの調整によって周波数特性にリプルを得ることができる。なお、容量620(容量値CH1)を省略した構成でも、同様の動作が可能である。
As shown in Expression (3), the
また、図17Dと同様の動作は、別の構成を用いても同様の動作となる。図21Aは、実施の形態3に係る電荷反転回路630Dの構成の別の一例を示す図である。図21Bは、実施の形態3に係る電荷反転回路630Dの内部構成の別の一例を示す図である。図21Cは、図21Bに示す電荷反転回路630Dを動作させるクロックの一例を示す図である。
Further, the same operation as that in FIG. 17D is the same operation even when another configuration is used. FIG. 21A is a diagram showing another example of the configuration of the
図21Bに示す電荷反転回路630Dは、図21Cに示すクロックにより、図17Dと同様の動作を行う。
The
[効果]
以上のように、本実施の形態によれば、図16および図17A〜図17Dに示した構成、具体的には電圧電流変換回路であるTA610、容量(容量620−1および620−2、容量631−1および631−2)、スイッチ、および、4種類のクロック(S1〜S4)におけるCH1とCH2の比の制御によって、図19に示す広帯域な通過特性を有し、帯域内偏差を調整可能なフィルタを実現することができる。
[effect]
As described above, according to the present embodiment, the configuration shown in FIGS. 16 and 17A to 17D, specifically,
つまり、数GHzを超えるような広帯域な通過特性を実現しようとした場合、スイッチの寄生容量の影響が大きくなるが、本開示では、スイッチの数が少ないため、離散時間アナログ回路600は、小さい寄生容量で回路を構成できる。また、離散時間アナログ回路600は、帯域内偏差を調整できるので、他の回路ブロックの周波数特性を含めて帯域内偏差を小さくすることが可能であり、イコライザとして機能させることもできる。また、離散時間アナログ回路600は、gm、CH1、CH2の値を調整することによりゲイン調整が可能なため、可変利得増幅器(VGA)としても使用できる。TA610の入力に増幅器を接続し、ゲインを増加させてもよい。
That is, when trying to realize a wide band pass characteristic exceeding several GHz, the influence of the parasitic capacitance of the switch is increased. However, in the present disclosure, since the number of switches is small, the discrete-
なお、離散時間アナログ回路600は、容量620−1、620−2(容量値CH1)、および、容量631−1、631−2(容量値CH2)を可変容量とすることで、特性の変更が容易となり、通信環境(例えば、周囲温度又は電源電圧の変化)又は回路素子のバラツキの影響に対して、適応的に特性変更が可能となる。
Note that the discrete-
可変容量の構成としては、スイッチによって接続される容量数を制御する方法、電圧によってバラクタ容量に印加する電圧値を制御して、容量値を変化させる方法、といったものが挙げられる。これは以降の実施の形態でも同様である。つまり、従来の離散時間アナログ回路は、可変容量を構成する容量の数の増加によって、スイッチが増え、結果として、寄生容量の合計量が増えるが、本開示は、容量の数が従来の離散時間アナログ回路よりも少ないため、スイッチの合計数も少なく、結果として、従来構成よりも寄生容量の合計量が小さい。 Examples of the configuration of the variable capacitor include a method of controlling the number of capacitors connected by a switch, and a method of changing a capacitance value by controlling a voltage value applied to a varactor capacitor by a voltage. The same applies to the following embodiments. That is, in the conventional discrete-time analog circuit, the number of switches increases as the number of capacitors constituting the variable capacitor increases, and as a result, the total amount of parasitic capacitance increases. Since it is smaller than an analog circuit, the total number of switches is also small, and as a result, the total amount of parasitic capacitance is smaller than that of the conventional configuration.
また、スイッチ632−1〜632−8は、トランジスタによって構成してもよい。一般的なトランジスタの構成は、微細CMOSプロセスによって製造する場合、NMOSトランジスタを用いた構成、PMOSトランジスタを用いた構成、NMOSとPMOSを用いた相補型スイッチの構成が知られている。 Further, the switches 632-1 to 632-8 may be configured by transistors. As a general transistor configuration, when manufactured by a fine CMOS process, a configuration using an NMOS transistor, a configuration using a PMOS transistor, and a configuration of a complementary switch using NMOS and PMOS are known.
なお、出力端子T_Vout1、T_Vout2のモニタの方法としては、保持している電荷の移動を最小限に抑えるVCVS(Voltage-Controlled Voltage Source)のようなバッファ又はアンプを接続してモニタする方法を用いてもよい。 As a method of monitoring the output terminals T_V out1 and T_V out2 , a method of monitoring by connecting a buffer or amplifier such as a VCVS (Voltage-Controlled Voltage Source) that minimizes the movement of the held charge is used. It may be used.
また、離散時間アナログ回路600は、容量620(容量値CH1)を省略した構成でもよい。この構成により、電荷反転回路630A、630Bを用いた場合、式(4)においてCH1=0とした2次IIRの伝達関数を実現できる。なお、上記効果は、他の実施の形態にも同様の効果を有する。
The discrete-
なお、本実施の形態において、容量620−1、620−2は、TA610の正相の出力端子T_TAout1と逆相の出力端子T_TAout2のそれぞれに接続されるとしたが、1つの容量がTA610の正相の出力端子T_TAout1と逆相の出力端子T_TAout2の間に接続されていてもよい。TA610の正相の出力端子T_TAout1と逆相の出力端子T_TAout2のそれぞれに接続される2つの容量の値は基本的には同じ値であるが、特性の自由度を高めるために互いに異なる値としてもよい。
Note that in this embodiment, the capacitors 620-1 and 620-2 are connected to the positive-phase output terminal T_TA out1 and the negative-phase output terminal T_TA out2 of the
[高次の伝達関数の実現]
電荷反転回路が電荷を保持する期間を長くすることによって、離散時間アナログ回路の伝達関数のIIRの部分の分母(以下、IIR関数と記載)に対して、より高次の伝達関数を実現できる。また、上記で説明した本実施の形態では、電荷反転回路の構成を変更することによって、IIR関数の各項の係数の正負を変更することができる。また、上記で説明した本実施の形態では、電荷反転回路の数を変更することによって、IIR関数の項数を変更することができる。以下では、これらのバリエーションの一例について説明する。
[Realization of higher-order transfer functions]
By increasing the period during which the charge inverting circuit holds the charge, a higher-order transfer function can be realized with respect to the denominator (hereinafter referred to as the IIR function) of the IIR part of the transfer function of the discrete-time analog circuit. In the present embodiment described above, the sign of the coefficient of each term of the IIR function can be changed by changing the configuration of the charge inverting circuit. In the present embodiment described above, the number of terms of the IIR function can be changed by changing the number of charge inverting circuits. Below, an example of these variations is demonstrated.
[離散時間アナログ回路700の構成]
図22は、実施の形態3に係る離散時間アナログ回路700の構成の一例を示す図である。離散時間アナログ回路700は、TA710と、2個の容量720(容量720−1、720−2)と、L個の電荷回路730(電荷回路730−1〜730−L)と、クロック生成回路740と、クロック調整回路750とを有する。
[Configuration of Discrete-Time Analog Circuit 700]
FIG. 22 is a diagram illustrating an example of the configuration of the discrete-
なお、離散時間アナログ回路700において容量720を省略することも可能である。図22に示す構成では、離散時間アナログ回路700は、容量720を有するため、例えば、IIR関数は、容量720に起因する係数がマイナスの1次の項を有する。一方、容量720を省略した場合、IIR関数は、L個の電荷回路730によって1次の項も正負の係数を選択できる。
Note that the capacitor 720 can be omitted in the discrete-
図22に示すTA710および容量720は、それぞれ、図16に示したTA610および容量620と同様である。
A
L個の電荷回路730−1〜730−Lは、それぞれ、端子A−1〜A−LがTA710の出力端子T_TAout1に接続され、端子B−1〜B−Lが出力端子T_TAout1に接続される。
In the L charge circuits 730-1 to 730-L, the terminals A-1 to A-L are connected to the output terminal T_TA out1 of the
電荷回路730は、所望の周波数特性に応じて、電荷を保持してから電荷の極性を反転させずに接続する動作を行う電荷反転回路、電荷を保持してから電荷の極性を反転して接続する電荷保持接続回路のいずれかの構成をとる。なお、離散時間アナログ回路700は、電荷回路730として、電荷保持接続回路及び電荷反転回路が混在していてもよいし、どちらか一方から構成されていてもよい。
The
ここで、電荷回路730を、電荷反転回路として使用する構成について説明する。
Here, a configuration in which the
図23Aは、実施の形態3に係る電荷反転回路730Aの構成の一例を示す図である。図23Bは、実施の形態3に係る電荷反転回路730Aの内部構成の一例を示す図である。図29Bに示す電荷反転回路730Aは、M個の容量731−1〜731−Mと、M個の容量731−1〜731−Mの接続を制御する4M個のスイッチ732−1〜732−4Mを有する。電荷反転回路730Aの構成は、すでに説明した電荷反転回路630Aの構成を拡張した構成であるので、詳細な説明は省略する。
FIG. 23A is a diagram illustrating an example of the configuration of the
図23Bに示す電荷反転回路730Aの構成に対するクロック生成回路740、クロック調整回路750によって生成されるクロックについて説明する。図24Aは、図23Bに示す電荷反転回路730Aに対する理想クロックのタイミングチャートである。クロックは、パルス幅Ts、周期TCKである。パルス幅Tsは、サンプル間隔と同一である。図24Aでは、理想クロックとして矩形信号を示しているが、クロック生成回路740とクロック調整回路750は、理想クロックのハイの期間で制御対象のスイッチがオンし、ローの期間で制御対象のスイッチがオフするように、調整を行う。
A clock generated by the
具体的には、クロック生成回路740とクロック調整回路750は、図23Bに示す電荷反転回路730Aに対して、スイッチにおけるDUTY比(=スイッチのオン時間TON/クロックの周期TCK)が1/2Mであり、(360/2M)度ずつ位相がずれた2M相のクロックS1〜S2Mを、電荷反転回路730Aへ供給する。
Specifically, the
クロックS1〜S2Mによる電荷反転回路730Aの動作は、実施の形態1で説明した2個の容量を有する電荷反転回路630Aの動作と同様の動作であるので、詳細な説明は省略する。
The operation of the
電荷反転回路730Aが有するM個の容量は、電荷共有された電荷を(M−1)Ts期間保持する動作と、保持された電荷の極性を反転させて外部に接続する動作とを交互に繰り返す。
The M capacitors included in the
つまり、電荷反転回路730Aは、離散時間アナログ回路700の電荷共有において、保持しているMサンプル前の電荷の極性を反転させて接続する。
That is, in the charge sharing of the discrete-
図23Bに示す電荷反転回路730Aを図22に示す電荷反転回路730−1〜730−Lのいずれかとして接続することによって、図22に示す離散時間アナログ回路700のIIR関数は、正の係数のM次の項を有する。
By connecting the
次に、電荷回路730を、電荷保持接続回路として使用する構成について説明する。
Next, a configuration in which the
図23Cは、実施の形態3に係る電荷保持接続回路730Bの構成の一例を示す図である。図23Dは、実施の形態3に係る電荷保持接続回路730Bの内部構成の一例を示す図である。図23Dに示す電荷保持接続回路730Bは、端子Aおよび端子Bと、M個の容量731−1〜731−Mと、M個の容量731−1〜731−Mの接続を制御する2M個のスイッチ732−1〜732−2Mを有する。
FIG. 23C is a diagram illustrating an example of the configuration of the charge
図23Dに示す電荷保持接続回路730Bの構成および動作について、容量731−1を例にとって説明する。
The configuration and operation of the charge
容量731−1は、端子X1、端子Y1を有し、スイッチ732−1、732−2と接続する。スイッチ732−1は、クロックS1のハイ期間中において、端子X1と端子Aを接続し、クロックS1のロー期間中において、切断する。スイッチ732−2は、クロックS1のハイ期間中において、端子Y1と端子Bを接続し、クロックS1のロー期間中において、切断する。 The capacitor 731-1 has a terminal X1 and a terminal Y1, and is connected to the switches 732-1 and 732-2. The switch 732-1 connects the terminal X1 and the terminal A during the high period of the clock S1, and disconnects during the low period of the clock S1. The switch 732-2 connects the terminal Y1 and the terminal B during the high period of the clock S1, and disconnects during the low period of the clock S1.
容量732−2〜732−Mについても、容量731−1と同様である。ただし、それぞれの容量の接続は、位相が(360/M)度ずつずれたクロックによって制御される。 The capacity 732-2 to 732-M is the same as the capacity 731-1. However, the connection of each capacitor is controlled by a clock whose phase is shifted by (360 / M) degrees.
図24Bは、図23Dに示す電荷保持接続回路730Bに対する理想クロックのタイミングチャートである。クロックは、パルス幅Ts、周期TCKである。パルス幅Tsは、サンプル間隔と同一である。図24Bでは、理想クロックとして矩形信号を示しているが、クロック生成回路740とクロック調整回路750は、理想クロックのハイの期間で制御対象のスイッチがオンし、ローの期間で制御対象のスイッチがオフするように、調整を行う。
FIG. 24B is a timing chart of an ideal clock for the charge holding
図24Bに示すように、クロック生成回路740とクロック調整回路750は、図23Dに示す電荷保持接続回路730Bに対して、スイッチにおけるDUTY比(=スイッチのオン時間TON/クロックの周期TCK)が1/Mであり、(360/M)度ずつ位相がずれたM相のクロックS1〜SMを、電荷保持接続回路730Bへ供給する。
As shown in FIG. 24B, the
図23Dに示す電荷保持接続回路730Bが有するM個の容量は、図24Bに示すクロックにより、電荷共有された電荷を(M−1)Ts期間保持する動作と、保持された電荷を同相により、外部に接続する動作とを交互に繰り返す。
The M capacitors included in the charge holding
つまり、図23Dに示す電荷保持接続回路730Bは、離散時間アナログ回路700の電荷共有において、保持しているMサンプル前の電荷を同相により接続する。
That is, the charge holding
図23Dに示す電荷保持接続回路730Bを図22に示す電荷回路730−1〜730−Lのいずれかとして接続することによって、図22に示す離散時間アナログ回路700のIIRは、負の係数のM次の項を有する。
By connecting the charge holding
なお、容量720は、M=1である電荷保持接続回路730Bと等価である。
Note that the capacitor 720 is equivalent to the charge holding
図23Bに示す電荷反転回路730Aと図23Dに示す電荷保持接続回路730Bのいずれかを、図22に示す電荷回路730−1〜730−Lとして接続することによって、図22に示す離散時間アナログ回路700のIIRの項の数、係数の符号、および、次数を次式(4)のように自由に設計できる。
つまり、図23Bに示す電荷反転回路730Aと図23Dに示す電荷保持接続回路730Bを、それぞれの次数を変更して複数組み合わせることによって、実現できるフィルタ特性の自由度を高めることができる。
That is, the degree of freedom of filter characteristics that can be realized can be increased by combining the
次に、図23A、図23Bの別の構成について説明する。図25Aは、実施の形態3に係る電荷反転回路730Cの構成の一例を示す図である。図25Bは、実施の形態3に係る電荷反転回路730Cの内部構成の一例を示す図である。図25A、図25Bにおいて、図23A、図23Bと共通する構成には、図23A、図23Bと同一の符号を付しその詳しい説明を省略する。
Next, another configuration of FIGS. 23A and 23B will be described. FIG. 25A is a diagram illustrating an example of the configuration of the
また、電荷反転回路730Cの構成および動作は、すでに説明した電荷反転回路630Bの構成および動作を、容量の数に応じて拡張したものであるので、詳細な説明は省略する。電荷回路730として、電荷反転回路730Cの構成を用いた場合でも、電荷反転回路730Aと同様に実現できるフィルタ特性の自由度を高めることができる。
The configuration and operation of the
次に、図23C、図23Dの別の構成について説明する。図25Cは、実施の形態3に係る電荷保持接続回路730Dの構成の一例を示す図である。図25Dは、実施の形態3に係る電荷保持接続回路730Dの内部構成の一例を示す図である。図25C、図25Dにおいて、図23C、図23Dと共通する構成には、図23C、図23Dと同一の符号を付しその詳しい説明を省略する。
Next, another configuration of FIGS. 23C and 23D will be described. FIG. 25C is a diagram illustrating an example of the configuration of the charge
図23Dに示す電荷保持接続回路730Bは、M個の容量731−1〜731−Mを有し、M個の容量731−1〜731−Mは、それぞれ、2つのスイッチの間に設けられている。一方で、図25Dに示す電荷保持接続回路730Dは、2M個の容量731−1〜731−2Mを有し、2M個の容量731−1〜731−2Mは、それぞれ、一方の端子がスイッチと接続し、他方の端子が接地されている。
A charge holding
この構成により、電荷保持接続回路730Dは、電荷保持接続回路730Bと同様の動作を行い、同様に実現できるフィルタ特性の自由度を高めることができる。
With this configuration, the charge
[多段離散時間アナログ回路800の構成と動作]
図26Aは、多段離散時間アナログ回路800の構成の一例を示す図である。図26Bは、多段離散時間アナログ回路800の内部構成の一例を示す図である。図26Aに示す多段離散時間アナログ回路800は、離散時間アナログ回路810がN個縦続接続(810−1〜810−N)される構成を有し、さらに、クロック生成回路820と、クロック調整回路830とを有する。
[Configuration and Operation of Multistage Discrete Time Analog Circuit 800]
FIG. 26A is a diagram illustrating an example of the configuration of the multi-stage discrete
図26Bに示す離散時間アナログ回路810は、図16に示した離散時間アナログ回路600と同様の構成を有し、図26Bに示すTA811および容量812は、それぞれ、図16に示したTA610および容量620と同様である。
The discrete-
図26Bに示す電荷反転回路813の構成は、図17A〜D、図20A、Bに示した電荷反転回路630の構成と同様である。
The configuration of the
また、図26Bに示すクロック生成回路820、クロック調整回路830は、図16に示したクロック生成回路640、クロック調整回路650と同様であり、図14A、図14Bに示した波形と同様のスイッチのオン/オフ時間を制御する信号をN個の離散時間アナログ回路810−1〜810−Nに供給する。
Further, the
多段離散時間アナログ回路800は、離散時間アナログ回路810のN個縦続接続される構成であるから、多段離散時間アナログ回路800の伝達関数は、次式(5)となる。
次式(6)は、式(5)において、各段のCH1k、CH2kを同じ値に変更した結果である。
上式に示すように、多段離散時間アナログ回路800は、縦続接続の段数を増加させるほど、高次のフィルタ特性を実現することができ、急峻なフィルタ特性を実現できる。
As shown in the above equation, the multistage discrete-
[効果]
以上のように、離散時間アナログ回路を縦続に接続する構成によって、急峻なフィルタ特性を実現できる。離散時間アナログ回路810は小型で簡易な構成であるため、高次化のために段数を増加させてもスイッチや容量の数を抑えることができる。さらに、多段離散時間アナログ回路800は、差動構成であるため、差動合成後に偶数次成分を除去できる。
[effect]
As described above, steep filter characteristics can be realized by a configuration in which discrete-time analog circuits are connected in cascade. Since the discrete-
なお、N個の離散時間アナログ回路810−1〜810−Nのそれぞれが有する容量の容量値は、全て同一であってもよいし、異なる値としてもよい。 Note that the capacitance values of the capacitors included in each of the N discrete-time analog circuits 810-1 to 810 -N may be the same or different.
なお、図26Bでは、離散時間アナログ回路810の構成を図16の構成を用いて説明したが、離散時間アナログ回路810は図22の構成を用いてよい。
In FIG. 26B, the configuration of the discrete-
なお、実施の形態3は差動構成に関して説明したが、シングルエンドの構成にも適用することが可能である。 Although the third embodiment has been described with respect to the differential configuration, it can also be applied to a single-ended configuration.
なお、ここでは、周期時変連続時間系の回路を利用する例を説明したが、離散時間系の回路に対してクロック生成回路とクロック調整回路を用いることも可能である。 Although an example using a periodic time-varying continuous-time circuit has been described here, a clock generation circuit and a clock adjustment circuit can be used for a discrete-time circuit.
(実施の形態4)
次に、本開示の実施の形態4について説明する。本実施の形態は、実施の形態2における低周波数クロックで動作するミクサを離散時間受信機に適用するものである。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present disclosure will be described. In the present embodiment, the mixer operating with the low-frequency clock in the second embodiment is applied to a discrete-time receiver.
[低周波数クロック動作する離散時間受信機]
図27は、実施の形態4に係る受信装置30の構成を示すブロック図である。図27に示す受信装置30は、アンテナ31と、低雑音増幅器32と、参照周波数発振部33と、離散時間アナログ回路34と、A/D変換処理部35と、デジタル受信処理部36と、を有する。
[Discrete time receiver with low frequency clock]
FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of receiving
受信装置30は、図3Bに示した受信装置20から受信ミクサ25およびLO周波数発振部24を削除した構成を有する。受信装置30の離散時間アナログ回路34は、受信装置20の離散時間アナログ回路26、受信ミクサ25、および、LO周波数発振部24の機能を有する。
The receiving
受信装置30のアンテナ31、低雑音増幅器32、参照周波数発振部33、A/D変換処理部35、および、デジタル受信処理部36は、受信装置20のアンテナ21、低雑音増幅器22、参照周波数発振部23、A/D変換処理部27、および、デジタル受信処理部28と同様であるので、その説明を省略する。
The
離散時間アナログ回路34は、低雑音増幅器32から出力されたRF周波数のアナログ受信信号の周波数変換とフィルタリングを行う。
The discrete
なお、図27示す受信装置30は、ダイレクトコンバージョンの構成として説明した。本実施の形態に係る受信装置30は、ミクサを1つ以上追加し、中間周波数(IF:Intermediate Frequency)を用いる方式でもよい。離散時間アナログ回路34は、RF−IF間、IF−ベースバンド間、いずれのミクサとして用いても良い。複数のIFを使用する場合は、異なるIF間のミクサとして用いてもよい。
27 has been described as a direct conversion configuration. The receiving
[クロック調整回路付きダイレクトサンプリングミクサ]
図28Aは、実施の形態4に係る離散時間アナログ回路900の構成の一例を示す図である。離散時間アナログ回路900は、図27における離散時間アナログ回路34に対応する。
[Direct sampling mixer with clock adjustment circuit]
FIG. 28A is a diagram illustrating an example of a configuration of a discrete-
離散時間アナログ回路900は、電圧を電流に変換するTA910、周波数変換を行う2個のローカルスイッチ920(920−1、920−2)、2個のヒストリキャパシタ930(930−1、930−2)、2個のパッシブスイッチトキャパシタフィルタ(PSCF)940(940−1、940−2)、クロック生成回路950、クロック調整回路960を有する。
The discrete-
図28Bは、実施の形態4に係るPSCF940の構成の一例を示す図である。PSCF940は、電荷共有スイッチ941(941−1、941−2)、ローテーションキャパシタ942(942−1、942−2)、リセットスイッチ943(943−1、943−2)、フィードバックスイッチ944(944−1、944−2)、ダンプスイッチ945(945−1、945−2)、バッファキャパシタ946を有する。
FIG. 28B is a diagram illustrating an example of a configuration of the PSCF 940 according to
図28Cは、図28Aに示す離散時間アナログ回路900に対する理想クロックのタイミングチャートである。図28Cでは、理想クロックとして矩形信号を示しているが、クロック生成回路950とクロック調整回路960は、理想クロックのハイの期間で制御対象のスイッチがオンし、ローの期間で制御対象のスイッチがオフするように、調整を行う。
FIG. 28C is an ideal clock timing chart for the discrete-
ここで、図28Cに示す理想クロックに相当するクロックが供給される離散時間アナログ回路900の動作について説明する。
Here, the operation of the discrete-
まず、TA910は、入力電圧を電流に変換する。ヒストリキャパシタ930とローテーションキャパシタ942は、ローカルスイッチ920と電荷共有スイッチ941がオンとなる間、入力電荷を蓄積する。次に、ローテーションキャパシタ942とバッファキャパシタ946は、ローカルスイッチ920がオフとなりダンプスイッチ945がオンとなる間、電荷共有を行い、バッファキャパシタ946の電位が出力となる。
First,
次に、リセットスイッチ943がオンとなる間に、ローテーションキャパシタ942は、蓄積した電荷を、リセットスイッチ943を介して放電する。最後に、フィードバックスイッチ944がオンとなる間に、フィードバックスイッチ944を介して、ローテーションキャパシタ942にバイアス電位を与える。 Next, while the reset switch 943 is turned on, the rotation capacitor 942 discharges the accumulated charge via the reset switch 943. Finally, a bias potential is applied to the rotation capacitor 942 through the feedback switch 944 while the feedback switch 944 is turned on.
離散時間アナログ回路900は、この動作を繰り返すことによって、周波数変換とフィルタリングを行う。
The discrete-
次に、上記で説明した離散時間アナログ回路900の動作と同様の動作を、低周波のクロック周波数で実現する構成について説明する。
Next, a configuration for realizing the same operation as that of the discrete-
[低周波数クロック動作のダイレクトサンプリングミクサ]
図29Aは、実施の形態4に係る離散時間アナログ回路1000の構成の一例を示す図である。図29Aにおいて、図28Aと共通する構成には、図28Aと同一の符号を付しその詳しい説明を省略する。
[Direct sampling mixer with low frequency clock operation]
FIG. 29A is a diagram illustrating an example of a configuration of a discrete-
図29Aの離散時間アナログ回路1000は、図28Aの離散時間アナログ回路900におけるローカルスイッチ920、クロック生成回路950、クロック調整回路960が、それぞれ、ローカルスイッチ部1020、クロック生成回路1050、クロック調整回路1060に置き換わった構成を有する。
In the discrete-
ローカルスイッチ部1020は、図13Cに示した低周波数クロックで動作するミクサ500の構成をとる。また、図28Aのクロック調整回路960は、ローカルスイッチ920にクロックLO+、LO−を供給していたが、図29Aのクロック調整回路1060は、ローカルスイッチ部1020にクロックS1〜S(2M)を供給する。
The
図29Bは、図29Aに示す離散時間アナログ回路1000に対する理想クロックのタイミングチャートである。なお、図29Bには、比較のために、図28Cで示したクロックLO+、LO−を示しているが、離散時間アナログ回路1000では、これらのクロックを用いない。また、図29Bでは、理想クロックとして矩形信号を示しているが、クロック生成回路1050とクロック調整回路1060は、理想クロックのハイの期間で制御対象のスイッチがオンし、ローの期間で制御対象のスイッチがオフするように、調整を行ってもよい。
FIG. 29B is an ideal clock timing chart for the discrete-
離散時間アナログ回路900と離散時間アナログ回路1000は、スイッチにおけるオン時間(つまり、図28Cに示す理想クロックと図29Bに示す理想クロックのパルス幅Ts)を同一にすることによって、同じ動作を行う。その場合、図29Bのクロックの周期TLOは、図28Cのクロックの周期TLOのM倍、つまり、クロック周波数fLOは1/Mとなり、離散時間アナログ回路1000は、低周波数クロックで動作できる。
The discrete-
この構成により、離散時間アナログ回路1000も低周波数クロックで動作することが可能となる。
With this configuration, the discrete-
(実施の形態5)
上記の各実施の形態で説明したミクサ、離散時間アナログ回路の特性は、クロックのDUTY比に依存する可能性がある。本実施の形態では、ミクサまたは離散時間アナログ回路の特性をモニタし、クロック生成回路とクロック調整回路によってその特性を制御する構成について説明する。
(Embodiment 5)
The characteristics of the mixer and discrete time analog circuit described in each of the above embodiments may depend on the DUTY ratio of the clock. In this embodiment, a configuration in which the characteristics of a mixer or a discrete-time analog circuit are monitored and the characteristics are controlled by a clock generation circuit and a clock adjustment circuit will be described.
図30Aは、実施の形態5に係る特性制御機能つきミクサまたは離散時間アナログ回路1100の構成を示す図である。特性制御機能つきミクサまたは離散時間アナログ回路1100は、ミクサまたは離散時間アナログ回路1110、特性モニタ回路1120、特性制御回路1130を有する。ミクサまたは離散時間アナログ回路1110は、クロック生成回路1140、クロック調整回路1150、対象回路1160から構成される。
FIG. 30A is a diagram illustrating a configuration of a mixer with a characteristic control function or a discrete-
例えば、ミクサまたは離散アナログ回路1110が図3に示すミクサ100の場合、対象回路1160は、ミクサ100から、クロック生成回路120とクロック調整回路130を除いた回路に相当する。また、ミクサまたは離散アナログ回路1110が図16に示す離散時間アナログ回路600の場合、対象回路1160は、離散時間アナログ回路600から、クロック生成回路640とクロック調整回路650を除いた回路に相当する。
For example, when the mixer or
図30Bは、図5Bに示した構成のクロック調整回路1150を有する特性制御機能つきミクサまたは離散時間アナログ回路1200の構成を示す図である。クロック調整回路1150は、バッファ1210、可変容量1220、抵抗1230、容量1240を有し、クロック生成回路1140(図30A参照)からベースクロックを受け取る。クロック調整回路1120の動作は、図5Bで説明したクロック調整回路と同様であるので、その説明を省略する。
FIG. 30B is a diagram showing a configuration of a mixer with a characteristic control function or a discrete
特性制御機能つきミクサまたは離散時間アナログ回路1200の制御フローについて説明する。図30Cは、図30Bに示す構成の制御フローの一例を示す図である。
A control flow of the mixer with the characteristic control function or the discrete
特性制御機能つきミクサまたは離散時間アナログ回路1200において、特性モニタ回路1120は、対象回路1160の任意の周波数f1の出力電力のモニタを開始する(S01)。
In the mixer with characteristic control function or the discrete-
特性モニタ回路1120は、バイアス電位V1の調整によって周波数f1の出力電力の利得が変化することを検知するまで、特性制御回路1130によって可変容量1220の容量値を増加させる(S02)。
The
次に、特性モニタ回路1120は、モニタしている周波数f1の出力電力の利得が目標利得になるように、特性制御回路1130によってバイアス電位V1を調整させる(S03)。
Next, the
特性モニタ回路1120は、出力電力が目標の範囲内に収まると検知した場合、特性制御回路1130にバイアス調整を終了させ、モニタを終了する(S04)。
When the
上記で説明した制御によって、対象回路1160の出力電力をモニタしながら、クロックのバイアス、位相を調整し、特性制御機能つきミクサまたは離散時間アナログ回路1200の特性を所望の特性に維持できる。
With the control described above, the bias and phase of the clock are adjusted while monitoring the output power of the
なお、上記では、特性モニタ回路1140が対象回路1160の出力電力をモニタする構成を説明した。以下では、特性モニタ回路1140が他の出力をモニタする構成について説明する。
In the above description, the configuration in which the
具体的には、図30A〜Cで説明した特性モニタ回路1140が送受信装置の他の出力をモニタする例を示す。図31は、実施の形態5に係る特性モニタ回路1140が送受信装置の出力をモニタする例を示す図である。
Specifically, an example in which the
図31には、送信装置40と、受信装置50と、送信装置40、受信装置50の出力の特性をモニタする特性モニタ回路61と、送信装置40、受信装置50が有するミクサを制御する特性制御回路60が示されている。ここでは、送信装置40と受信装置50の両方を有している通信装置において、特性モニタ回路61が送信装置40への入力と受信装置50からの出力を比較する方法について説明する。
In FIG. 31, the
送信装置40と受信装置50の構成は、図2A、図2Bで説明した送信装置10、受信装置20の構成と同様であるので、その説明を省略する。
The configurations of the
なお、アナログベースバンド回路45、56が離散時間アナログ回路に置き換わった場合、特性制御回路60は、置き換わった離散時間アナログ回路45、56を制御する。
When the
特性制御回路60、特性モニタ回路61は、それぞれ、図30Aで説明した特性制御回路1130、特性モニタ回路1120と同様である。特性制御回路60は、図31では、ミクサ46、55、離散時間アナログ回路45、56の少なくとも1つを制御する。
The
具体的な特性モニタ回路61での特性モニタ方法を説明する。
A specific characteristic monitoring method in the
一例としては、送信装置40が、所定の送信データをデジタル送信処理部41からパワーアンプ47までの処理を介してアンテナ48から送信し、受信装置50が、アンテナ51から受信して低雑音増幅器52からデジタル受信処理部58までの処理を介して受信データを生成する。その処理において、特性モニタ回路61が送信データと受信データの周波数特性、SNR、ビットエラーレートなどの特性を比較する。特性モニタ回路61は、その特性が所望の特性になるように特性制御回路60によって、ミクサ46、55、または/および離散時間アナログ回路45、56を制御する。
As an example, the
その他の例としては、送信装置40が、所定の送信データに対してデジタル送信処理部41から離散時間アナログ回路45までの処理を行い、受信装置50が離散時間アナログ回路45の出力を離散時間アナログ回路56へ入力し、A/D変換処理部57、デジタル受信処理部58での処理を行って受信データを生成する。その処理において、特性モニタ回路61が送信データと受信データの周波数特性、SNR、ビットエラーレートなどの特性を比較する。特性モニタ回路61は、その特性が所望の特性になるように特性制御回路60によって離散時間アナログ回路45、56を制御する。
As another example, the
あるいは、送信装置40が、所定の送信データに対してデジタル送信処理部41からミクサ46までの処理を行い、受信装置50がミクサ46の出力をミクサ55へ入力し、離散時間アナログ回路56からデジタル受信処理部58までの処理を行って受信データを生成する。その処理において、特性モニタ回路61が送信データと受信データの周波数特性、SNR、ビットエラーレートなどの特性を比較する。特性モニタ回路61は、その特性が所望の特性になるように特性制御回路60によって、ミクサ46、55、または/および離散時間アナログ回路45、56を制御する。
Alternatively, the
周波数特性をモニタするためには、送信信号として、いくつかの周波数の正弦波信号を送信し、受信でそれぞれの振幅を見るということが挙げられる。 In order to monitor the frequency characteristics, a sine wave signal of several frequencies is transmitted as a transmission signal, and each amplitude is observed by reception.
送信装置としては、実際にデータを送信する装置を併用してもよいし、特性補正用に簡易な送信装置を用意してもよい。 As the transmission device, a device that actually transmits data may be used in combination, or a simple transmission device may be prepared for characteristic correction.
ここで、上記で説明した実施の形態1〜5において、バイアスの電圧値を調整する調整回路の例を説明する。 Here, an example of an adjustment circuit for adjusting the voltage value of the bias in the first to fifth embodiments described above will be described.
図32A、図32Bは、バイアスの電圧値を調整する調整回路の一例を示す図である。図32Aの構成では、可変の参照電流Irefを調整して、目標の電圧Vrefを得る構成であり、図32Bは、固定の参照電流Irefを複数の抵抗に流し、抵抗と出力位置の選択によって目標の電圧Vrefを得る方法である。 32A and 32B are diagrams illustrating an example of an adjustment circuit that adjusts the voltage value of the bias. In the configuration of FIG. 32A, a variable reference current Iref is adjusted to obtain a target voltage Vref, and FIG. 32B is a configuration in which a fixed reference current Iref is caused to flow through a plurality of resistors and a target is selected by selecting a resistor and an output position. This is a method for obtaining the voltage Vref.
(実施の形態6)
本実施の形態は、インバータの入力信号のバイアスを調整することによって簡易な構成で、任意のDUTY比の信号を生成するクロック生成回路について説明する。
(Embodiment 6)
In this embodiment, a clock generation circuit that generates a signal having an arbitrary DUTY ratio with a simple configuration by adjusting a bias of an input signal of an inverter will be described.
図33に、クロック生成回路1300の構成を示す。クロック生成回路1300は、4相信号生成部1310、及び、DUTY比制御部1320を含む。DUTY比制御部1320は、クロック調整回路1321、及び、クロックバッファ1322を含む。
FIG. 33 shows a configuration of the
図33では、4相信号生成部1310は、抵抗であるRp1311(1311−1〜1311−4)と、容量であるCp1312(1312−1〜1312−4)と、を含む。
In FIG. 33, the four-phase
図34A〜図34Dは、クロック生成回路1300の動作を示す図である。
34A to 34D are diagrams illustrating the operation of the
4相信号生成部1310には、図34Aに示す差動信号IN_P、IN_Nが、それぞれ、端子T_IN_P、端子T_IN_Nから入力される。そして、4相信号生成部1310は、図34Bに示す90°位相のずれた4相の信号IN_P−45、IN_P+45、IN_N−45、IN_N+45を、それぞれ、端子T_IN_P−45、T_IN_P+45、T_IN_N−45、T_IN_N+45から出力する。
The differential signals IN_P and IN_N illustrated in FIG. 34A are input to the four-phase
つまり、4相信号生成部1310は、Rp1311の抵抗値をRp、Cp1312の容量値をCpとすると、ωp=1/(Rp×Cp)となる周波数において、Rp1311とCp1312との組合せによって、入力された差動信号(IN_P、IN_N)の位相を+45°または−45°回転させる。
That is, the four-phase
具体的には、4相信号生成部1310は、Rp1311−1、Cp1312−1の回路構成により、入力された差動信号(IN_P)の位相を−45°回転させた等振幅の信号(IN_P−45)を出力する。また、4相信号生成部1310は、Cp1312−2、Rp1311−2の回路構成により、入力された差動信号(IN_P)の位相を+45°回転させた等振幅の信号(IN_P+45)を出力する。
Specifically, the four-phase
4相信号生成部1310は、Rp1311−3、Cp1312−3の回路構成により、入力された差動信号(IN_N)の位相を−45°回転させた等振幅の信号(IN_N−45)を出力する。また、4相信号生成部1310は、Cp1312−4、Rp1311−4の回路構成により、入力された差動信号(IN_N)の位相を+45°回転させた等振幅の信号(IN_N+45)を出力する。(参考文献:Behzad Razavi, "RF Microelectronics," Prentice Hall, pp. 236-237, Nov. 1997)
The four-phase
なお、4相信号生成部1310は、Rp1311、Cp1312の少なくとも一方を可変抵抗、可変容量とすることで、任意の周波数に対して90°位相回転した等振幅の信号を生成できる。
The four-phase
図35Aに可変容量の構成の一例を示し、図35Bに可変抵抗の構成の一例を示す。複数の抵抗、複数の容量には、Nビット制御信号(図35A、図35BにおけるB[0]、B[1]〜B[N−1])によって制御されるスイッチがそれぞれ直列接続されている。なお、図35Aでは、複数の容量が並列接続されているが、直列接続されてもよい。また、図35Bでは、複数の抵抗が並列接続されているが、直列接続されていてもよい。なお、複数の抵抗及び複数の容量の値は同じ値としてもよいし、異なる値としてもよい。 FIG. 35A shows an example of the configuration of the variable capacitor, and FIG. 35B shows an example of the configuration of the variable resistor. Switches controlled by N-bit control signals (B [0] and B [1] to B [N-1] in FIGS. 35A and 35B) are connected in series to the plurality of resistors and the plurality of capacitors, respectively. . In FIG. 35A, a plurality of capacitors are connected in parallel, but may be connected in series. In FIG. 35B, a plurality of resistors are connected in parallel, but may be connected in series. Note that the values of the plurality of resistors and the plurality of capacitors may be the same value or different values.
4相信号生成部1310の4相の出力信号(IN_P−45、IN_P+45、IN_N−45、IN_N+45)は、クロック調整回路1321に入力される。クロック調整回路1321は、容量1321−1〜1321−4、抵抗1321−5〜1321−8を含む構成であり、入力された4相信号(IN_P−45、IN_P+45、IN_N−45、IN_N+45)のDC成分を容量1321−1〜1321−4によってカットし、抵抗1321−5〜1321−8を介して4相信号にバイアス電位VDCCKを加える。つまり、クロック調整回路1321は、バイアス電位がVDCCKに調整された4相信号を出力する。
The four-phase output signals (IN_P-45, IN_P + 45, IN_N-45, IN_N + 45) of the four-phase
クロック調整回路1321の出力信号は、クロックバッファ1322に入力される。クロックバッファは複数のインバータ回路1322−1〜1322−8を含む構成である。
An output signal of the clock adjustment circuit 1321 is input to the
図34Cに示すように、クロックバッファ1322に入力される4相信号が所定の閾値電圧VTIを越えた場合に、クロックバッファ1322は、それぞれ、ハイ信号を出力する。クロックバッファ1322に入力される4相信号は、クロック調整回路1321においてバイアス電位が調整された4相信号である。つまり、クロック調整回路1321の供給するバイアス電位VDCCKによって、クロックバッファ1322が出力するハイ信号の期間を制御することができる。
As shown in FIG. 34C, when the 4-phase signal input to the
つまり、DUTY比制御部1320は、電位VDCCKを調整することによって、クロックバッファ1322の出力信号のDUTY比を制御できる。
That is, the DUTY
したがって、クロック生成回路1300は、4相信号生成部1310の4相の出力信号(IN_P−45、IN_P+45、IN_N−45、IN_N+45)の電位VDCCKを設定することによって、例えば、図34Dに示すようなDUTY比25%の4相の出力信号(OUT1、OUT2、OUT3、OUT4)を端子T_OUT1、T_OUT2、T_OUT3、T_OUT4から出力することができる。
Therefore, the
クロック生成回路1300の4相の出力信号OUT1〜OUT4がそれぞれ出力される端子T_OUT1、T_OUT2、T_OUT3、T_OUT4は、例えば、スイッチング回路(例えば、ミクサ)1330に接続される。そして、4相の出力信号OUT1〜OUT4は、スイッチング回路1330のオンオフを制御する。なお、スイッチング回路1330は、図3に示したミクサ100の構成を用いてもよい。
The terminals T_OUT1, T_OUT2, T_OUT3, and T_OUT4 from which the four-phase output signals OUT1 to OUT4 of the
なお、クロック生成回路1300は、電位VDCCKの設定によって任意のDUTY比の4相信号を出力できる。
Note that the
クロックバッファ1322は、図33において、インバータ回路1322−1〜8を2段接続した構成としているが、任意の段数としてよいし、途中で分岐してもよい。なお、インバータ回路の構成の一例としては、図35Cに示す構成を用いても良い。
In FIG. 33, the
なお、クロックバッファ1322に入力される信号(つまり、クロック調整回路1321の出力信号)の周波数がインバータ回路1322−1〜1322−8の使用困難な周波数である場合、クロック調整回路1321の出力信号がクロックバッファ1322に入力されないように、図示しないスイッチを経由してクロックバッファ1322をスルーして、出力側の端子T_OUT1〜T_OUT4に直接接続される構成でもよい。これによって、クロックバッファ1322は、インバータ回路1322−1〜1322−8を使用可能な周波数において、簡易な構成で、任意のDUTY比の信号を生成できる。
When the frequency of the signal input to the clock buffer 1322 (that is, the output signal of the clock adjustment circuit 1321) is a frequency that is difficult to use for the inverter circuits 1322-1 to 1322-8, the output signal of the clock adjustment circuit 1321 is In order not to be input to the
なお、本実施の形態において用いられる各インバータ回路の出力波形は、鈍っていてもよいし、図11A〜Cに示したように各インバータ回路の出力端子に可変容量を付加することで、図7Aに示したように、意図的に波形の鈍り方を調整してもよい。 Note that the output waveform of each inverter circuit used in the present embodiment may be dull, or by adding a variable capacitor to the output terminal of each inverter circuit as shown in FIGS. As shown in Fig. 5, the waveform dullness may be intentionally adjusted.
以上より、図1Bに示した従来のクロック生成回路では、AND回路を用いて3つ以上のトランジスタが縦積みされた構成となるが、本実施の形態のクロック生成回路ではトランジスタの縦積みは2つまでであり(例えば、図35CにおけるPMOS、NMOSの縦積み)、低電源電圧において動作でき、微細CMOSプロセスでの実装に適する。また、図1Bに示した従来のクロック生成回路は、DUTY比の細かな調整が難しいが、本実施の形態のクロック生成回路1300は、電位VDCCKの調整によって細かなDUTY比の調整ができる。
As described above, the conventional clock generation circuit shown in FIG. 1B has a configuration in which three or more transistors are vertically stacked using an AND circuit. However, in the clock generation circuit of this embodiment, two transistors are vertically stacked. (For example, a vertical stack of PMOS and NMOS in FIG. 35C), which can operate at a low power supply voltage, and is suitable for mounting in a fine CMOS process. Further, although it is difficult to finely adjust the DUTY ratio in the conventional clock generation circuit shown in FIG. 1B, the
本開示に係る実施形態の種々の態様として、以下のものが含まれる。 Various aspects of the embodiments according to the present disclosure include the following.
第1の開示に係るスイッチ制御回路は、所定の周期を有する1つ以上の周期信号を生成するクロック生成回路と、前記周期信号のバイアス電圧を調整し、前記1つ以上の周期信号のオン期間を変更することによって、1つ以上の制御信号を生成するクロック調整回路と、前記1つ以上の制御信号の振幅が閾値以上においてオンに切り替わり、前記1つ以上の制御信号の振幅が閾値未満においてオフに切り替わる、1つ以上のスイッチを有するスイッチング回路と、を有する。 A switch control circuit according to a first disclosure includes: a clock generation circuit that generates one or more periodic signals having a predetermined period; a bias voltage of the periodic signal; and an on period of the one or more periodic signals And the clock adjustment circuit that generates one or more control signals, and the amplitude of the one or more control signals is switched on when the amplitude is greater than or equal to a threshold, and the amplitude of the one or more control signals is less than the threshold And a switching circuit having one or more switches that are switched off.
第2の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第1の開示のスイッチ制御回路であって、前記クロック調整回路は、可変容量を有し、前記クロック調整回路は、前記可変容量の容量値に応じて前記周期信号の波形のなまらせ方を変え、前記1つ以上の周期信号のオン期間を変更する。 A switch control circuit according to a second disclosure is the switch control circuit according to the first disclosure, wherein the clock adjustment circuit has a variable capacitor, and the clock adjustment circuit corresponds to a capacitance value of the variable capacitor. The waveform of the periodic signal is changed to change the ON period of the one or more periodic signals.
第3の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第1の開示のスイッチ制御回路であって、前記クロック調整回路は、前記各周期信号が入力される入力端子と前記制御信号が出力される出力端子との間に設けられる2つのバッファと、一端が前記2つのバッファの間に接続され、他端が接地される可変容量と、を有し、前記クロック調整回路は、前記可変容量を調整することによって、前記周期信号の位相を調整する。 A switch control circuit according to a third disclosure is the switch control circuit according to the first disclosure, wherein the clock adjustment circuit includes an input terminal to which each periodic signal is input and an output terminal to which the control signal is output. And a variable capacitor having one end connected between the two buffers and the other end grounded, and the clock adjusting circuit adjusts the variable capacitor. To adjust the phase of the periodic signal.
第4の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第1の開示のスイッチ制御回路であって、前記クロック生成回路は、複数の周期信号を生成し、前記クロック調整回路は、前記複数の周期信号それぞれを受け取る複数の系統と、前記複数の系統それぞれに接続する可変容量を有し、前記複数の周期信号のバイアス電圧と前記可変容量を調整することによって、前記複数の周期信号それぞれのバイアス電圧および位相を調整する。 A switch control circuit according to a fourth disclosure is the switch control circuit according to the first disclosure, wherein the clock generation circuit generates a plurality of periodic signals, and the clock adjustment circuit includes each of the plurality of periodic signals. Each of the plurality of systems, and a variable capacitor connected to each of the plurality of systems, and by adjusting the bias voltage and the variable capacitor of the plurality of periodic signals, the bias voltage and the phase of each of the plurality of periodic signals Adjust.
第5の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第1の開示のスイッチ制御回路であって、前記スイッチング回路は、4相の制御信号がそれぞれ供給される4つのスイッチを有し、前記クロック生成回路は、4相の周期信号を生成し、前記クロック調整回路は、前記周期信号のバイアス電圧および位相を調整することによって、前記4つのスイッチがオンする時間が前記所定の周期の4分の1となり、かつ、前記4つのスイッチがオンする時間が互いに異なる前記4つの制御信号を生成する。 A switch control circuit according to a fifth disclosure is the switch control circuit according to the first disclosure, wherein the switching circuit includes four switches to which four-phase control signals are respectively supplied, and the clock generation circuit Generates a four-phase periodic signal, and the clock adjustment circuit adjusts the bias voltage and phase of the periodic signal, so that the time for which the four switches are turned on becomes a quarter of the predetermined period. The four control signals are generated with different times when the four switches are turned on.
第6の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第1の開示のスイッチ制御回路であって、前記スイッチング回路は、1つの入力端子と2つの出力端子を有し、前記2つの出力端子の一方と前記入力端子との間に並列に接続され、M個(Mは2以上)の第1制御信号がそれぞれ供給されるM個の第1スイッチと、前記2つの出力端子の他方と前記入力端子との間に並列に接続され、M個の第2制御信号がそれぞれ供給されるM個の第2スイッチと、を有し、前記クロック生成回路は、2M相の周期信号を生成し、前記クロック調整回路は、前記2M相の周期信号のバイアス電圧および位相を調整することによって、前記M個の第1スイッチおよび前記M個の第2スイッチがオンする時間が前記所定の周期の2M分の1となり、前記M個の第1スイッチおよび前記M個の第2スイッチがオンする時間が互いに異なり、かつ、前記第1スイッチのうちの1つがオンする時間と前記第2スイッチの1つがオンする時間との間隔は前記所定の周期の2分の1となる、前記M個の第1制御信号と前記M個の第2制御信号を生成する。 A switch control circuit according to a sixth disclosure is the switch control circuit according to the first disclosure, wherein the switching circuit has one input terminal and two output terminals, and one of the two output terminals and M first switches connected in parallel to the input terminal and supplied with M (M is 2 or more) first control signals, respectively, the other of the two output terminals, and the input terminal And M second switches to which M second control signals are respectively supplied, and the clock generation circuit generates a 2M-phase periodic signal, and the clock adjustment The circuit adjusts the bias voltage and the phase of the 2M-phase periodic signal so that the M first switches and the M second switches are turned on by 1 / M of the predetermined period. , The M first switches H and the M second switches are turned on at different times, and the interval between the time when one of the first switches is turned on and the time when one of the second switches is turned on is the predetermined period. The M first control signals and the M second control signals, which are ½ of the above, are generated.
第7の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第1の開示のスイッチ制御回路であって、前記スイッチング回路は、第1入力端子に入力された正相の第1信号と第2入力端子に入力された逆相の第2信号に対して離散時間のアナログ信号処理を行い、第1出力端子に第1出力信号を出力し、第2出力端子に第2出力信号する離散時間アナログ回路であって、前記第1入力端子に接続された第1端子に前記第1信号が入力され、前記第1信号を電圧から電流に変換した第1入力電荷を、前記第1出力端子に接続された第2端子に出力し、前記第2入力端子に接続された第3端子に前記第2信号が入力され、前記第2信号を電圧から電流に変換した第2入力電荷を、前記第2出力端子に接続された第4端子に出力する、電圧電流変換回路と、第5端子と第6端子とを有し、前記第1出力端子に前記第5端子が接続され、前記第2出力端子に前記第6端子が接続され、前記第1入力電荷および前記第2入力電荷の電荷共有を行う電荷反転回路と、を有し、前記電荷反転回路は、互いに並列に設けられ、電荷共有による前記第1入力電荷または前記第2入力電荷を保持する、2M個の電荷反転容量を含み(Mは1以上の整数)、前記2M個の電荷反転容量は、所定の間隔毎に、前記2M個の電荷反転容量のうち、1つの電荷反転容量が、順次、前記保持している第1入力電荷または第2入力電荷の極性を反転させて、前記第5端子および前記第6端子に接続し、前記1つの電荷反転容量以外の容量が、前記第5端子と前記第6端子の接続を開放する。 A switch control circuit according to a seventh disclosure is the switch control circuit according to the first disclosure, wherein the switching circuit is input to a positive-phase first signal input to a first input terminal and to a second input terminal. A discrete-time analog circuit that performs discrete-time analog signal processing on the second signal having the opposite phase, outputs a first output signal to a first output terminal, and outputs a second output signal to a second output terminal. The first signal is input to the first terminal connected to the first input terminal, and the first input charge obtained by converting the first signal from voltage to current is connected to the first output terminal. The second signal is input to the third terminal connected to the second input terminal, and the second input charge obtained by converting the second signal from voltage to current is connected to the second output terminal. A voltage-current conversion circuit that outputs to the fourth terminal, and a fifth terminal And the sixth terminal, the fifth terminal is connected to the first output terminal, the sixth terminal is connected to the second output terminal, and the charge of the first input charge and the second input charge A charge inverting circuit that performs sharing, and the charge inverting circuits include 2M charge inverting capacitors that are provided in parallel with each other and hold the first input charge or the second input charge by charge sharing. (M is an integer greater than or equal to 1) The 2M charge reversal capacitors are the first ones of the 2M charge reversal capacitors that are sequentially held in the 2M charge reversal capacitors at predetermined intervals. The polarity of the input charge or the second input charge is inverted and connected to the fifth terminal and the sixth terminal, and a capacitor other than the one charge inversion capacitor connects the fifth terminal and the sixth terminal. Open.
第8の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第7の開示のスイッチ制御回路であって、前記2M個の電荷反転容量は、第7端子および第8端子を有し、前記第8端子を接地させる第1電荷反転容量と、第9端子および第10端子を有し、前記第10端子を接地させる第2電荷反転容量と、を含み、前記電荷反転回路は、第1タイミングにおいて、前記第1電荷反転容量は、前記第7端子を前記第5端子に接続して電荷共有を行い、前記第2電荷反転容量は、前記第5端子および前記第6端子との接続を開放して電荷保持を行い、第2タイミングにおいて、前記第2電荷反転容量は、前記第9端子を前記第5端子に接続して電荷共有を行い、前記第1電荷反転容量は、前記第5端子および前記第6端子との接続を開放して電荷保持を行い、第(2M+1)タイミングにおいて、前記第1電荷反転容量は、前記第7端子を前記第6端子に接続して電荷共有を行い、前記第2電荷反転容量は、前記第5端子および前記第6端子との接続を開放して電荷保持を行い、第(2M+2)タイミングにおいて、前記第2電荷反転容量は、前記第9端子を前記第6端子に接続して電荷共有を行い、前記第1電荷反転容量は、前記第5端子および前記第6端子との接続を開放して電荷保持を行う。 A switch control circuit according to an eighth disclosure is the switch control circuit according to the seventh disclosure, wherein the 2M charge inversion capacitors have a seventh terminal and an eighth terminal, and the eighth terminal is grounded. And a second charge reversal capacitor having a ninth terminal and a tenth terminal and grounding the tenth terminal, wherein the charge reversal circuit includes the first charge reversal capacitor at a first timing. The charge reversal capacitor connects the seventh terminal to the fifth terminal for charge sharing, and the second charge reversal capacitor opens the connection between the fifth terminal and the sixth terminal to hold the charge. In the second timing, the second charge reversing capacitor performs charge sharing by connecting the ninth terminal to the fifth terminal, and the first charge reversing capacitor includes the fifth terminal and the sixth terminal. To hold the charge and open the second ( In the (M + 1) timing, the first charge reversal capacitor connects the seventh terminal to the sixth terminal to perform charge sharing, and the second charge reversal capacitor is connected to the fifth terminal and the sixth terminal. At the (2M + 2) timing, the second charge inversion capacitor performs charge sharing by connecting the ninth terminal to the sixth terminal, and the first charge inversion capacitor is Then, the connection between the fifth terminal and the sixth terminal is released to perform charge retention.
第9の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第7の開示のスイッチ制御回路であって、
前記スイッチング回路は、複数の前記電荷反転回路を有し、前記第1出力端子に前記複数の前記電荷反転回路の前記第5端子が接続され、前記第2出力端子に前記複数の前記電荷反転回路の前記第6端子が接続される。
A switch control circuit according to a ninth disclosure is the switch control circuit according to the seventh disclosure,
The switching circuit includes a plurality of the charge inverting circuits, the fifth terminals of the plurality of charge inverting circuits are connected to the first output terminal, and the plurality of charge inverting circuits are connected to the second output terminal. The sixth terminal is connected.
第10の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第7の開示のスイッチ制御回路であって、前記スイッチング回路を少なくとも2つ以上直列接続した多段スイッチング回路を有する。 A switch control circuit according to a tenth disclosure is the switch control circuit according to the seventh disclosure, and includes a multistage switching circuit in which at least two of the switching circuits are connected in series.
第11の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第6の開示のスイッチ制御回路であって、前記スイッチング回路は、前記2つの出力端子のそれぞれに接続するヒストリキャパシタと、スイッチトキャパシタフィルタと、を有する。 A switch control circuit according to an eleventh disclosure is the switch control circuit according to the sixth disclosure, wherein the switching circuit includes a history capacitor connected to each of the two output terminals, and a switched capacitor filter. .
第12の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第1の開示のスイッチ制御回路であって、前記スイッチング回路の出力の特性をモニタする特性モニタ回路と、前記クロック生成回路および前記クロック調整回路を制御する特性制御回路と、を更に有し、前記特性制御回路は、前記特性が所望の特性となるように、前記クロック調整回路における前記周期信号のバイアス電圧および位相の大きさを調整する。 A switch control circuit according to a twelfth disclosure is the switch control circuit according to the first disclosure, and controls a characteristic monitor circuit that monitors an output characteristic of the switching circuit, the clock generation circuit, and the clock adjustment circuit. And a characteristic control circuit for adjusting the bias voltage and phase magnitude of the periodic signal in the clock adjustment circuit so that the characteristic becomes a desired characteristic.
第13の開示に係るスイッチ制御回路は、上記第1の開示のスイッチ制御回路であって、前記各クロック調整回路の出力と前記スイッチング回路のスイッチの入力との間に、少なくとも1つのインバータ回路を更に有する。 A switch control circuit according to a thirteenth disclosure is the switch control circuit according to the first disclosure, wherein at least one inverter circuit is provided between an output of each clock adjustment circuit and an input of a switch of the switching circuit. Also have.
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。 While various embodiments have been described above with reference to the drawings, it goes without saying that the present disclosure is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present disclosure. Understood. In addition, each component in the above embodiment may be arbitrarily combined within a scope that does not depart from the spirit of the disclosure.
上記各実施形態では、本開示はハードウェアを用いて構成する例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。 In each of the above embodiments, the present disclosure has been described for an example configured using hardware. However, the present disclosure can also be realized by software in cooperation with hardware.
また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。 In addition, each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically realized as an LSI that is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them. The name used here is LSI, but it may also be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、LSI内部の回路セルの接続又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブル プロセッサ(Reconfigurable Processor)を利用してもよい。 Further, the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI and a reconfigurable processor that can reconfigure the connection or setting of circuit cells inside the LSI may be used.
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により,LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。 Furthermore, if integrated circuit technology comes out to replace LSI's as a result of the advancement of semiconductor technology or a derivative other technology, it is naturally also possible to integrate function blocks using this technology. Biotechnology can be applied.
本開示に係るスイッチ制御回路は、無線通信装置およびレーダ装置における高周波信号およびベースバンド信号処理回路に有用であり、フィルタ処理または周波数変換処理に対して有用である。 The switch control circuit according to the present disclosure is useful for high-frequency signal and baseband signal processing circuits in radio communication apparatuses and radar apparatuses, and is useful for filter processing or frequency conversion processing.
10、40 送信装置
11、41 デジタル送信処理部
12、42 D/A変換処理部
13、23、33、43、53 参照周波数発振部
14、24、44、54 LO周波数発振部
15、26、45、56 アナログベースバンド回路
16、46 送信ミクサ
17、47 パワーアンプ
18、21、31、48、51 アンテナ
20、30、50 受信装置
22、32、52 低雑音増幅器
25、55 受信ミクサ
27、35、57 A/D変換処理部
28、36、58 デジタル受信処理部
34、600、700、810、900、1000 離散時間アナログ回路
60、1130 特性制御回路
61、1120 特性モニタ回路
100、200、1330 ミクサ
110、110−1〜110−4、220−1〜220−8、310−1、310−2、410−1〜410−4、510−1〜510−2M、632−1〜632−8、732−1〜732−4M スイッチ
120、230、640、740、820、950、1050、1140、1300 クロック生成回路
120A〜120C 入出力系統
121−1〜121−4 D型フリップフロップ回路
122−1、122−2、133、133−1〜133−4、243−1〜243−4、1230、1311、1321−5〜1321−8 抵抗
123−1、123−2、132、132−1〜132−3、242−1〜242−4245−1〜245−4、620−1、620−2、631−1、631−2、720−1、720−2、731−1〜731−(2M)、812、1240、1312、1321−1〜1321−4 容量
124 90度位相差信号生成回路
125−1、125−2 可変利得増幅器
126 合成回路
127−1〜127−12 CMOSインバータ
130、240、650、750、830、960、1060、1150、1321 クロック調整回路
131、241−1〜241−4、246−1〜246−4、1210 バッファ
134、244−1〜244−4、247−1〜247−4、1220 可変容量
210、610、710、811、910 TA
630、630A、630B、630C、730A、730C 電荷反転回路
730 電荷回路
730B、730D 電荷保持接続回路
800 多段離散時間アナログ回路
920 ローカルスイッチ
930 ヒストリキャパシタ
940 PSCF
941 電荷共有スイッチ
942 ローテーションキャパシタ
943 リセットスイッチ
944 フィードバックスイッチ
945 ダンプスイッチ
946 バッファキャパシタ
1020 ローカルスイッチ部
1100、1200 特性制御機能つきミクサまたは離散時間アナログ回路
1110 ミクサまたは離散時間アナログ回路
1160 対象回路
1310 4相信号生成部
1320 DUTY比制御部
1322 クロックバッファ
1322−1〜1322−8 インバータ回路
10, 40 Transmitting device 11, 41 Digital transmission processing unit 12, 42 D / A conversion processing unit 13, 23, 33, 43, 53 Reference frequency oscillating unit 14, 24, 44, 54 LO frequency oscillating unit 15, 26, 45 56 Analog baseband circuit 16, 46 Transmission mixer 17, 47 Power amplifier 18, 21, 31, 48, 51 Antenna 20, 30, 50 Receiving device 22, 32, 52 Low noise amplifier 25, 55 Receiving mixer 27, 35 57 A / D conversion processing unit 28, 36, 58 Digital reception processing unit 34, 600, 700, 810, 900, 1000 Discrete time analog circuit 60, 1130 Characteristic control circuit 61, 1120 Characteristic monitoring circuit 100, 200, 1330 Mixer 110 110-1 to 110-4, 220-1 to 220-8, 310-1, 310- , 410-1 to 410-4, 510-1 to 510-2M, 632-1 to 632-8, 732-1 to 732-4M switch 120, 230, 640, 740, 820, 950, 1050, 1140, 1300 Clock generation circuit 120A to 120C I / O system 121-1 to 121-4 D-type flip-flop circuit 122-1, 122-2, 133, 133-1 to 133-4, 243-1 to 243-4, 1230, 1311 , 1321-5 to 1321-8 resistors 123-1, 123-2, 132, 132-1 to 132-3, 242-1 to 242-24-1, 245-4, 620-1, 620-2, 631 -1, 631-2, 720-1, 720-2, 731-1 to 731- (2M), 812, 1240, 1312, 1321-1 to 1321 4 capacitance 124 90-degree phase difference signal generation circuit 125-1, 125-2 variable gain amplifier 126 synthesis circuit 127-1 to 127-12 CMOS inverter 130, 240, 650, 750, 830, 960, 1060, 1150, 1321 clock Adjustment circuit 131, 241-1 to 241-4, 246-1 to 246-4, 1210 buffer 134, 244-1 to 244-4, 247-1 to 247-4, 1220 variable capacitance 210, 610, 710, 811 910 TA
630, 630A, 630B, 630C, 730A, 730C
941 Charge Sharing Switch 942 Rotation Capacitor 943 Reset Switch 944 Feedback Switch 945
Claims (13)
前記周期信号のバイアス電圧を調整し、前記1つ以上の周期信号のオン期間を変更することによって、1つ以上の制御信号を生成するクロック調整回路と、
前記1つ以上の制御信号の振幅が閾値以上においてオンに切り替わり、前記1つ以上の制御信号の振幅が閾値未満においてオフに切り替わる、1つ以上のスイッチを有するスイッチング回路と、
を有する、
スイッチ制御回路。 A clock generation circuit for generating one or more periodic signals having a predetermined period;
A clock adjusting circuit that adjusts a bias voltage of the periodic signal and generates one or more control signals by changing an on period of the one or more periodic signals;
A switching circuit having one or more switches that switch on when the amplitude of the one or more control signals is above a threshold and switch off when the amplitude of the one or more control signals is below a threshold;
Having
Switch control circuit.
前記クロック調整回路は、前記可変容量の容量値に応じて前記周期信号の波形のなまらせ方を変え、前記1つ以上の周期信号のオン期間を変更する、
請求項1に記載のスイッチ制御回路。 The clock adjustment circuit has a variable capacitor,
The clock adjustment circuit changes a waveform of the periodic signal according to a capacitance value of the variable capacitor, and changes an ON period of the one or more periodic signals;
The switch control circuit according to claim 1.
前記各周期信号が入力される入力端子と前記制御信号が出力される出力端子との間に設けられる2つのバッファと、
一端が前記2つのバッファの間に接続され、他端が接地される可変容量と、
を有し、
前記クロック調整回路は、前記可変容量を調整することによって、前記周期信号の位相を調整する、
請求項1に記載のスイッチ制御回路。 The clock adjustment circuit includes:
Two buffers provided between an input terminal to which each periodic signal is input and an output terminal to which the control signal is output;
A variable capacitor having one end connected between the two buffers and the other end grounded;
Have
The clock adjustment circuit adjusts the phase of the periodic signal by adjusting the variable capacitor;
The switch control circuit according to claim 1.
前記クロック調整回路は、
前記複数の周期信号それぞれを受け取る複数の系統と、
前記複数の系統それぞれに接続する可変容量を有し、
前記複数の周期信号のバイアス電圧と前記可変容量を調整することによって、前記複数の周期信号それぞれのバイアス電圧および位相を調整する、
請求項1に記載のスイッチ制御回路。 The clock generation circuit generates a plurality of periodic signals,
The clock adjustment circuit includes:
A plurality of systems receiving each of the plurality of periodic signals;
Having a variable capacity connected to each of the plurality of systems;
Adjusting the bias voltage and phase of each of the plurality of periodic signals by adjusting the bias voltage and the variable capacitance of the plurality of periodic signals;
The switch control circuit according to claim 1.
前記クロック生成回路は、4相の周期信号を生成し、
前記クロック調整回路は、前記周期信号のバイアス電圧および位相を調整することによって、前記4つのスイッチがオンする時間が前記所定の周期の4分の1となり、かつ、前記4つのスイッチがオンする時間が互いに異なる前記4つの制御信号を生成する、
請求項1に記載のスイッチ制御回路。 The switching circuit has four switches to which four-phase control signals are supplied,
The clock generation circuit generates a four-phase periodic signal,
The clock adjusting circuit adjusts the bias voltage and the phase of the periodic signal, so that the time for which the four switches are turned on becomes a quarter of the predetermined period, and the time for which the four switches are turned on. Generate the four control signals different from each other,
The switch control circuit according to claim 1.
前記2つの出力端子の一方と前記入力端子との間に並列に接続され、M個(Mは2以上)の第1制御信号がそれぞれ供給されるM個の第1スイッチと、
前記2つの出力端子の他方と前記入力端子との間に並列に接続され、M個の第2制御信号がそれぞれ供給されるM個の第2スイッチと、
を有し、
前記クロック生成回路は、2M相の周期信号を生成し、
前記クロック調整回路は、前記2M相の周期信号のバイアス電圧および位相を調整することによって、前記M個の第1スイッチおよび前記M個の第2スイッチがオンする時間が前記所定の周期の2M分の1となり、前記M個の第1スイッチおよび前記M個の第2スイッチがオンする時間が互いに異なり、かつ、前記第1スイッチのうちの1つがオンする時間と前記第2スイッチの1つがオンする時間との間隔は前記所定の周期の2分の1となる、前記M個の第1制御信号と前記M個の第2制御信号を生成する、
請求項1に記載のスイッチ制御回路。 The switching circuit has one input terminal and two output terminals,
M first switches connected in parallel between one of the two output terminals and the input terminal and supplied with M (M is 2 or more) first control signals, respectively.
M second switches connected in parallel between the other of the two output terminals and the input terminal and supplied with M second control signals, respectively.
Have
The clock generation circuit generates a 2M phase periodic signal,
The clock adjustment circuit adjusts a bias voltage and a phase of the 2M-phase periodic signal to thereby turn on the M first switches and the M second switches by 2M of the predetermined period. The time when the M first switches and the M second switches are turned on is different from each other, and the time when one of the first switches is turned on and one of the second switches is turned on. The M first control signals and the M second control signals are generated at an interval with respect to the time to be half of the predetermined period,
The switch control circuit according to claim 1.
第1入力端子に入力された正相の第1信号と第2入力端子に入力された逆相の第2信号に対して離散時間のアナログ信号処理を行い、第1出力端子に第1出力信号を出力し、第2出力端子に第2出力信号する離散時間アナログ回路であって、
前記第1入力端子に接続された第1端子に前記第1信号が入力され、前記第1信号を電圧から電流に変換した第1入力電荷を、前記第1出力端子に接続された第2端子に出力し、
前記第2入力端子に接続された第3端子に前記第2信号が入力され、前記第2信号を電圧から電流に変換した第2入力電荷を、前記第2出力端子に接続された第4端子に出力する、電圧電流変換回路と、
第5端子と第6端子とを有し、前記第1出力端子に前記第5端子が接続され、前記第2出力端子に前記第6端子が接続され、前記第1入力電荷および前記第2入力電荷の電荷共有を行う電荷反転回路と、を有し、
前記電荷反転回路は、
互いに並列に設けられ、電荷共有による前記第1入力電荷または前記第2入力電荷を保持する、2M個の電荷反転容量を含み(Mは1以上の整数)、
前記2M個の電荷反転容量は、所定の間隔毎に、前記2M個の電荷反転容量のうち、1つの電荷反転容量が、順次、前記保持している第1入力電荷または第2入力電荷の極性を反転させて、前記第5端子および前記第6端子に接続し、前記1つの電荷反転容量以外の容量が、前記第5端子と前記第6端子の接続を開放する、
請求項1に記載のスイッチ制御回路。 The switching circuit is
Discrete time analog signal processing is performed on the positive-phase first signal input to the first input terminal and the negative-phase second signal input to the second input terminal, and the first output signal is output to the first output terminal. A discrete time analog circuit that outputs a second output signal to a second output terminal,
The first terminal is connected to the first input terminal, and the first input charge obtained by converting the first signal from voltage to current is connected to the first output terminal. Output to
The second signal is input to a third terminal connected to the second input terminal, and a second input charge obtained by converting the second signal from voltage to current is connected to the second output terminal. A voltage-current conversion circuit that outputs to
A fifth terminal and a sixth terminal; the fifth terminal is connected to the first output terminal; the sixth terminal is connected to the second output terminal; and the first input charge and the second input A charge inversion circuit that performs charge sharing of charges,
The charge inverting circuit
2M charge inversion capacitors provided in parallel with each other and holding the first input charge or the second input charge by charge sharing (M is an integer of 1 or more);
The 2M charge reversal capacitors are arranged such that one charge reversal capacitor among the 2M charge reversal capacitances sequentially holds the polarity of the first input charge or the second input charge held at a predetermined interval. Is connected to the fifth terminal and the sixth terminal, and a capacitor other than the one charge inversion capacitor opens the connection between the fifth terminal and the sixth terminal.
The switch control circuit according to claim 1.
第7端子および第8端子を有し、前記第8端子を接地させる第1電荷反転容量と、
第9端子および第10端子を有し、前記第10端子を接地させる第2電荷反転容量と、を含み、
前記電荷反転回路は、
第1タイミングにおいて、
前記第1電荷反転容量は、前記第7端子を前記第5端子に接続して電荷共有を行い、
前記第2電荷反転容量は、前記第5端子および前記第6端子との接続を開放して電荷保持を行い、
第2タイミングにおいて、
前記第2電荷反転容量は、前記第9端子を前記第5端子に接続して電荷共有を行い、
前記第1電荷反転容量は、前記第5端子および前記第6端子との接続を開放して電荷保持を行い、
第(2M+1)タイミングにおいて、
前記第1電荷反転容量は、前記第7端子を前記第6端子に接続して電荷共有を行い、
前記第2電荷反転容量は、前記第5端子および前記第6端子との接続を開放して電荷保持を行い、
第(2M+2)タイミングにおいて、
前記第2電荷反転容量は、前記第9端子を前記第6端子に接続して電荷共有を行い、
前記第1電荷反転容量は、前記第5端子および前記第6端子との接続を開放して電荷保持を行う、
請求項7に記載のスイッチ制御回路。 The 2M charge reversal capacitors are
A first charge reversal capacitor having a seventh terminal and an eighth terminal and grounding the eighth terminal;
A second charge reversal capacitor having a ninth terminal and a tenth terminal, and grounding the tenth terminal,
The charge inverting circuit
In the first timing,
The first charge reversal capacitor connects the seventh terminal to the fifth terminal for charge sharing,
The second charge reversal capacitor opens the connection between the fifth terminal and the sixth terminal to hold charge;
In the second timing,
The second charge reversal capacitor connects the ninth terminal to the fifth terminal to perform charge sharing;
The first charge reversal capacitor performs charge holding by opening a connection between the fifth terminal and the sixth terminal,
At the (2M + 1) th timing,
The first charge reversal capacitor connects the seventh terminal to the sixth terminal to perform charge sharing,
The second charge reversal capacitor opens the connection between the fifth terminal and the sixth terminal to hold charge;
At the (2M + 2) timing,
The second charge reversal capacitor performs charge sharing by connecting the ninth terminal to the sixth terminal,
The first charge reversal capacitor holds the charge by releasing the connection between the fifth terminal and the sixth terminal;
The switch control circuit according to claim 7.
複数の前記電荷反転回路を有し、
前記第1出力端子に前記複数の前記電荷反転回路の前記第5端子が接続され、
前記第2出力端子に前記複数の前記電荷反転回路の前記第6端子が接続される、
請求項7に記載のスイッチ制御回路。 The switching circuit is
A plurality of the charge inverting circuits;
The fifth terminal of the plurality of charge inverting circuits is connected to the first output terminal;
The sixth terminals of the plurality of charge inverting circuits are connected to the second output terminal.
The switch control circuit according to claim 7.
請求項7に記載のスイッチ制御回路。 A multistage switching circuit in which at least two of the switching circuits are connected in series;
The switch control circuit according to claim 7.
前記2つの出力端子のそれぞれに接続するヒストリキャパシタと、
スイッチトキャパシタフィルタと、
を有する、
請求項6に記載のスイッチ制御回路。 The switching circuit is
A history capacitor connected to each of the two output terminals;
A switched capacitor filter;
Having
The switch control circuit according to claim 6.
前記クロック生成回路および前記クロック調整回路を制御する特性制御回路と、
を更に有し、
前記特性制御回路は、前記特性が所望の特性となるように、前記クロック調整回路における前記周期信号のバイアス電圧および位相の大きさを調整する、
請求項1に記載のスイッチ制御回路。 A characteristic monitor circuit for monitoring the output characteristics of the switching circuit;
A characteristic control circuit for controlling the clock generation circuit and the clock adjustment circuit;
Further comprising
The characteristic control circuit adjusts a bias voltage and a phase magnitude of the periodic signal in the clock adjustment circuit so that the characteristic becomes a desired characteristic;
The switch control circuit according to claim 1.
請求項1に記載のスイッチ制御回路。 At least one inverter circuit is further provided between the output of each clock adjustment circuit and the input of the switch of the switching circuit.
The switch control circuit according to claim 1.
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