JP3588018B2 - 信号分配器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、等しい振幅を有する所定の位相差の複数の信号を発生する信号分配器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の信号分配器を使用している装置の一例として、図１５に示すようなイメージリジェクションミキサがある。このようなミキサを使用することにより不要な周波数成分であるイメージ周波数成分を抑圧することができるが、このミキサにおいて使用されている従来の信号分配器は、位相差が９０°でかつ同振幅の２つの信号を出力しているが、この２つの信号の位相差および振幅の誤差が大きいとイメージ抑圧効果が著しく低下する。
【０００３】
このような信号分配器として、従来は図１６に示すようなキャパシタと抵抗による回路が使用されている。この従来の信号分配器において、例えばキャパシタの値を１２ｐＦとし、抵抗の値を１００Ωとした時の出力１および２の入力に対する振幅比および出力１および２の位相差を計算すると、図１７に示すようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、図１６に示す従来の信号分配器では、出力１および２の入力に対する振幅比および出力１および２の位相差は、図１７に示すようになり、位相差９０°かつ同振幅の正確な信号分配は、限られた狭い周波数範囲でしか行なうことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、広い周波数帯域にわたって等しい振幅かつ所望の位相差の複数の信号を容易に発生することができる信号分配器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックと、前記キャパシタの各々に対して前記所定の電流を供給する電流源と、を具備し、該複数の基本ブロックは、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを要旨とする。
請求項１記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧を所定の電圧と比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する基本ブロックを複数設け、キャパシタの各々は電流源から所定の電流を供給されるので、この複数の基本ブロックにおいて各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて位相の異なる複数の出力信号が複数の基本ブロックから出力されるため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【０００７】
また、請求項２記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックと、前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方と、を具備し、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを要旨とする。
請求項２記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧を所定の電圧と比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する基本ブロックを複数設け、１つまたは複数の可変容量キャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有するため、可変容量キャパシタおよび電流可変手段の少なくとも一方の値を任意の値に設定することにより位相差を任意の値に設定することができ、この複数の基本ブロックにおいて各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて位相の異なる複数の出力信号が複数の基本ブロックから出力されるため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【０００８】
また、請求項３記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックで構成される信号分配回路を複数並列に設け、この並列に設けられた複数の信号分配回路を順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを要旨とする。
【０００９】
請求項３記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧を所定の電圧と比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を各々が発生する複数の基本ブロックからなる信号分配回路を複数並列に設け、この並列に設けられた複数の信号分配回路を順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００１０】
また、請求項４記載の本発明は、請求項３記載の発明において、前記キャパシタの各々に対して前記所定の電流を供給する電流源を有することを要旨とする。
【００１１】
請求項４記載の本発明にあっては、キャパシタの各々は電流源から所定の電流を供給される。
【００１２】
請求項５記載の本発明は、請求項３記載の発明において、前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有することを要旨とする。
【００１３】
請求項５記載の本発明にあっては、１つまたは複数の可変容量キャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有するため、可変容量キャパシタおよび電流可変手段の少なくとも一方の値を任意の値に設定することにより位相差を任意の値に設定することができる。
【００１４】
また、請求項６記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、各々が所定の複数の電流を供給される複数のキャパシタと、該複数のキャパシタの電圧を放電するスイッチと、各々が前記所定の電圧と前記複数のキャパシタの各々の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器と、前記複数のキャパシタに所定の複数の電流をそれぞれ供給する複数の電流源と、を有し、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを要旨とする。
請求項６記載の本発明にあっては、複数のキャパシタに対して複数の電流源から異なる所定の複数の電流をそれぞれ供給し、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタのそれぞれの電圧を所定の電圧と複数の電圧比較器でそれぞれ比較し、それぞれの両電圧が所定の条件になったとき複数の出力信号を発生する場合において各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００１５】
また、請求項７記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、各々が所定の複数の電流を供給される複数のキャパシタと、該複数のキャパシタの電圧を放電するスイッチと、各々が前記所定の電圧と前記複数のキャパシタの各々の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器と、前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方と、を有し、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生すること要旨とする。
請求項７記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタのそれぞれの電圧を所定の電圧と複数の電圧比較器でそれぞれ比較し、それぞれの両電圧が所定の条件になったとき複数の出力信号を発生する場合において各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができ、複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタでおよび前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有するため、可変容量キャパシタおよび電流可変手段のそれぞれの値を任意の値に設定することにより位相差を任意の値に設定することができる。
【００１６】
更に、請求項８記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、各々が所定の複数の電流を供給される複数のキャパシタと、該複数のキャパシタの電圧を放電するスイッチと、各々が前記所定の電圧と前記複数のキャパシタの各々の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器とを有する基本ブロックを複数設け、この複数の基本ブロックを順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを要旨とする。
【００１７】
請求項８記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタのそれぞれの電圧を所定の電圧と比較し、それぞれの両電圧が所定の条件になったとき複数の出力信号を発生する基本ブロックを複数設け、この複数の基本ブロックを順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００１８】
請求項９記載の本発明は、請求項８記載の発明において、前記複数のキャパシタに所定の複数の電流をそれぞれ供給する複数の電流源を有することを要旨とする。
【００１９】
請求項９記載の本発明にあっては、複数のキャパシタに対して複数の電流源から異なる所定の複数の電流をそれぞれ供給する。
【００２０】
また、請求項１０記載の本発明は、請求項８記載の発明において、前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタでおよび前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有することを要旨とする。
【００２１】
請求項１０記載の本発明にあっては、複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタでおよび前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有するため、可変容量キャパシタおよび電流可変手段のそれぞれの値を任意の値に設定することにより位相差を任意の値に設定することができる。
【００２２】
更に、請求項１１記載の本発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の発明において、前記所望の位相差の複数の出力信号を正弦波信号に変換する波形変換手段を有することを要旨とする。
【００２３】
請求項１１記載の本発明にあっては、所望の位相差の複数の出力信号を正弦波信号に変換して出力する。
【００２４】
請求項１２記載の本発明は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の発明において、前記電圧発生手段が、充放電過程において前記所定の電圧を発生し得るように所定の電流を供給されるキャパシタを有して構成されることを要旨とする。
【００２５】
請求項１２記載の本発明にあっては、電圧発生手段からの所定の電圧は所定の電流を供給されるキャパシタからの電圧である。
【００２６】
また、請求項１３記載の本発明は、請求項１２記載の発明において、前記キャパシタに対して所定の電流を供給する電流源を有することを要旨とする。
【００２７】
請求項１３記載の本発明にあっては、キャパシタは電流源から所定の電流を供給される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。同図に示す信号分配器は、同じ回路構成の複数の基本ブロックＢ１，Ｂ２で構成され、各基本ブロックＢ１（Ｂ２）は、一端が電源電圧ＶＤＤに供給され、容量値１を有するキャパシタＣ１（Ｃ３）、このキャパシタＣ１（Ｃ３）の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１（Ｓ３）、電流値１の電流をキャパシタＣ１（Ｃ３）に供給するようにキャパシタＣ１（Ｃ３）の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１（Ｋ３）、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値ａ１（ａ２）を有するキャパシタＣ２（Ｃ４）、このキャパシタＣ２（Ｃ４）の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ２（Ｓ４）、電流値ｂ１（ｂ２）の電流をキャパシタＣ２（Ｃ４）に供給するようにキャパシタＣ２（Ｃ４）の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ２（Ｋ４）、キャパシタＣ１（Ｃ３）と電流源Ｋ１（Ｋ３）との接続点の電圧ＶＲ１（ＶＲ２）とキャパシタＣ２（Ｃ４）と電流源Ｋ２（Ｋ４）との接続点の電圧ＶＴ１（ＶＴ２）とを比較し、両電圧が等しくなったときに出力電圧Ｖ１（Ｖ２）を発生する電圧比較器Ｈ１（Ｈ２）から構成されている。なお、この構成の記載でカッコ内の符号は基本ブロックＢ２の構成要素の符号である。
【００２９】
次に、以上のように構成される信号分配器の作用について図２に示すタイミング図を参照して説明する。
【００３０】
まず、時刻ｔ１以前ではすべてのスイッチＳ１〜Ｓ４はオン状態にあり、これによりすべてのキャパシタＣ１〜Ｃ４は十分に放電されている。このような状態において、時刻ｔ１で基本ブロックＢ１のスイッチＳ１をオフとし、電流源Ｋ１を動作させ、これによりキャパシタＣ１を電流値１の割合で時刻ｔ２まで充電すると同時に、基本ブロックＢ２のスイッチＳ３もオフとし、電流源Ｋ３も動作させ、これによりキャパシタＣ３を電流１の割合で時刻ｔ２まで充電する。
【００３１】
そして、時刻ｔ２になると、電流源Ｋ１および電流源Ｋ３をオフとする。この結果、キャパシタＣ１と電流源Ｋ１との接続点の電圧ＶＲ１およびキャパシタＣ３と電流源Ｋ３との接続点の電圧ＶＲ２は、時刻ｔ１までは電源電圧ＶＤＤに等しい電圧であるが、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は図２に示すように傾き１の割合で低下し、時刻ｔ２からは一定の電圧で保持される。
【００３２】
次に、時刻ｔ２において、基本ブロックＢ１のスイッチＳ２をオフとし、電流源Ｋ２を動作させ、これによりキャパシタＣ２を電流値ｂ１の割合で充電すると同時に、基本ブロックＢ２のスイッチＳ４もオフとし、電流源Ｋ４も動作させ、これによりキャパシタＣ４を電流値ｂ２の割合で充電する。
【００３３】
この結果、キャパシタＣ２と電流源Ｋ２との接続点の電圧ＶＴ１およびキャパシタＣ４と電流源Ｋ４との接続点の電圧ＶＴ２は、時刻ｔ２までは電源電圧ＶＤＤに等しい電圧であるが、時刻ｔ２からは図２に示すように容量ａ１，ａ２のキャパシタＣ２，Ｃ４を電流値ｂ１，ｂ２の割合で充電するため、両電圧ＶＴ１，ＶＴ２はそれぞれ傾きｂ１／ａ１，ｂ２／ａ２の割合で低下していく。
【００３４】
このように低下していく電圧ＶＴ１，ＶＴ２は、基本ブロックＢ１の電圧比較器Ｈ１および基本ブロックＢ２の電圧比較器Ｈ２に供給されて、電圧ＶＲ１，ＶＲ２とそれぞれ比較され、この比較の結果、電圧ＶＴ１，ＶＴ２がそれぞれ電圧ＶＲ１，ＶＲ２に一致すると、電圧比較器Ｈ１，Ｈ２は、それぞれ出力電圧Ｖ１，Ｖ２を発生する。以上の動作を繰り返し行なうことにより、位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の２つの出力信号Ｖ１，Ｖ２を発生することができる。
【００３５】
このように出力電圧Ｖ１，Ｖ２が出力された時点において、スイッチＳ１〜Ｓ４をオンとして、キャパシタＣ１〜Ｃ４の放電を行なってもよい。または、電流源Ｋ２，Ｋ４をこの時点でオフとしてもよい。この場合は、次のクロックが来るまで電圧比較器Ｈ１，Ｈ２から信号を出力させないようにすることが必要である。また、この時点でキャパシタＣ２，Ｃ４の充電を継続してもよい。この場合、時刻ｔ３から放電を行なう。なお、図２に示す動作では、キャパシタＣ２，Ｃ４の充電を継続し、時刻ｔ３でスイッチＳ１〜Ｓ４をオンとして、キャパシタＣ１〜Ｃ４を放電させる場合について図示している。
【００３６】
なお、図１に示す実施形態では、基本ブロックとして、２つの基本ブロックＢ１，Ｂ２を有する場合について説明したが、この基本ブロックは２つに限定されるものでなく、任意の複数の基本ブロックを使用することができるものである。
【００３７】
図３は、図１に示した回路構成の信号分配器において、キャパシタＣ１およびＣ３を最初に充電する代わりに、キャパシタＣ２およびＣ４の充電を最初に行ない、その後でキャパシタＣ１およびＣ３の充電を行ない、これにより電圧比較器Ｈ１，Ｈ２から出力電圧Ｖ１，Ｖ２を発生し、この時点で各キャパシタＣ１〜Ｃ４の放電を行なった場合の各ブロックの動作を示すタイミング図である。このように動作させた場合において、電圧比較器Ｈ１，Ｈ２から出力される出力電圧Ｖ１，Ｖ２の位相差は、３６０｜ｂ１／ａ１−ｂ２／ａ２｜°となる。
【００３８】
なお、上述した各動作において、各電流源をオフとする場合に、電流源の動作は継続したまま、該電流源をキャパシタから切り離すように構成してもよい。また、上記回路構成において、電源電圧ＶＤＤの代わりにグランドを接続し、グランドの代わりに負の電源電圧を接続するように構成してもよい。更に、上記各説明において、放電を行なった箇所で充電を行ない、また充電を行なった箇所で放電を行なうように動作させても同様の効果が得られるものである。
【００３９】
図４は、図１に示した信号分配器に使用されている電流源Ｋ２等の代わりに使用し得る電流源の構成を示す回路図である。図４に示す電流源は、複数の電流源Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，…，Ｋｎ、およびこれら複数の電流源Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，…，Ｋｎのそれぞれに直列に接続された複数のスイッチＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，…，Ｓｎから構成されている。このように構成される電流源では、複数のスイッチＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，…，Ｓｎのうちのいくつかをオンすることにより、図４の電流源から出力される全体の電流値を可変することができる。上述したように、電圧比較器Ｈ１，Ｈ２から出力される出力電圧Ｖ１，Ｖ２の位相差は、キャパシタの容量と電流源からの電流値とによって変化するものであるため、図４のよううに電流源からの電流値を可変し得るように構成することにより出力電圧Ｖ１，Ｖ２の位相差を選択的に可変することができる。
【００４０】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。同図に示す信号分配器は、図１に示した複数の基本ブロックＢ１，Ｂ２からなる信号分配器を３つ並列に設けて、順番に動作させ、これにより所望の位相差の２つの出力電圧Ｖ０，Ｖ１を発生するように構成したものである。
【００４１】
図５に示す信号分配器は、図１の基本ブロックＢ１と基本ブロックＢ２からなる第１の信号分配器と、図１の基本ブロックＢ１に相当する基本ブロックＢ３と図１の基本ブロックＢ２に相当する基本ブロックＢ４からなる第２の信号分配器と、図１の基本ブロックＢ１に相当する基本ブロックＢ５と図１の基本ブロックＢ２に相当する基本ブロックＢ６からなる第３の信号分配器とを並列に接続して構成されるとともに、基本ブロックＢ１、基本ブロックＢ３、基本ブロックＢ５の出力信号が入力され、出力電圧Ｖ０を出力するオア回路ＯＲ１および基本ブロックＢ２、基本ブロックＢ４、基本ブロックＢ６の出力信号が入力され、出力電圧Ｖ１を出力するオア回路ＯＲ２を有する。
【００４２】
なお、この実施形態では、各基本ブロックの出力はオア回路で接続されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、直接接続してもよいし、または他の形態の信号合成手段で接続してもよい。また、本実施形態では、各信号分配器を構成する基本ブロックは２つのみであり、またこのように構成される３つの信号分配器のみが使用されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、各信号分配器を任意の複数の基本ブロックで構成し、また信号分配器を任意の複数の信号分配器で構成してもよいものである。
【００４３】
次に、図６に示すタイミング図を参照して、上述したように構成される図５に示す実施形態の信号分配器の動作について説明する。
【００４４】
図５のように構成される信号分配器の各基本ブロックを図２で説明したように動作させることにより、図６に示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間では基本ブロックＢ１およびＢ２から位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の２つの出力信号Ｖ０，Ｖ１を発生し、時刻ｔ３から時刻ｔｂ４の間では基本ブロックＢ３およびＢ４から位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の２つの出力信号Ｖ０，Ｖ１を発生し、また時刻ｔ４から時刻ｔ５の間では基本ブロックＢ５およびＢ６から位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の２つの出力信号Ｖ０，Ｖ１を発生する。
【００４５】
そして、基本ブロックＢ１，Ｂ３，Ｂ５からの出力信号Ｖ０は、オア回路ＯＲ１に入力され、基本ブロックＢ２，Ｂ４，Ｂ６からの出力信号Ｖ１は、オア回路ＯＲ２に入力される。従って、オア回路ＯＲ１およびオア回路ＯＲ２からは、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、時刻ｔ４から時刻ｔ５の間にそれぞれ位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の出力信号Ｖ０，Ｖ１が出力される。時刻ｔ５以降は、上述した時刻ｔ２から時刻ｔ５の動作を繰り返し行なう。このように、本実施形態の信号分配器からは、クロックと同じ周期の位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の出力信号Ｖ０，Ｖ１を発生することができる。
【００４６】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。同図に示す信号分配器は、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値１を有する基準キャパシタＣ１０、このキャパシタＣ１０の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１０、電流値１の電流をキャパシタＣ１０に供給するようにキャパシタＣ１０の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１０からなり、キャパシタＣ１０と電流源Ｋ１０との接続点から電圧ＶＲを発生する基準直列回路と、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値ａ１を有するキャパシタＣ１１、このキャパシタＣ１１の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１１、電流値ｂ１の電流をキャパシタＣ１１に供給するようにキャパシタＣ１１の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１１からなり、キャパシタＣ１１と電流源Ｋ１１との接続点から電圧ＶＴ１を発生する第１の直列回路と、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値ａ２を有するキャパシタＣ１２、このキャパシタＣ１２の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１２、電流値ｂ２の電流をキャパシタＣ１２に供給するようにキャパシタＣ１２の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１２からなり、キャパシタＣ１２と電流源Ｋ１２との接続点から電圧ＶＴ２を発生する第２の直列回路と、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値ａ３を有するキャパシタＣ１３、このキャパシタＣ１３の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１３、電流値ｂ３の電流をキャパシタＣ１３に供給するようにキャパシタＣ１３の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１３からなり、キャパシタＣ１３と電流源Ｋ１３との接続点から電圧ＶＴ３を発生する第３の直列回路と、前記基準直列回路から発生する電圧ＶＲと第１の直列回路から発生する電圧ＶＴ１とを比較し、両電圧が等しくなったときに出力電圧Ｖ１を発生する電圧比較器Ｈ１１とを、基準直列回路から発生する電圧ＶＲと第２の直列回路から発生する電圧ＶＴ２とを比較し、両電圧が等しくなったときに出力電圧Ｖ２を発生する電圧比較器Ｈ１２と、基準直列回路から発生する電圧ＶＲと第３の直列回路から発生する電圧ＶＴ３とを比較し、両電圧が等しくなったときに出力電圧Ｖ３を発生する電圧比較器Ｈ１３とから構成されている。
【００４７】
次に、図８に示すタイミング図を参照して、図７に示す実施形態の信号分配器の作用を説明する。
【００４８】
時刻ｔ１以前にはスイッチＳ１０〜Ｓ１３はすべてオンの状態に設定し、これによりキャパシタＣ１０からＣ１３は十分に放電しておく。そして、時刻ｔ１において、スイッチＳ１０をオフとし、電流源Ｋ１０を動作させ、これにより電流値１の割合で時刻ｔ２までキャパシタＣ１０を充電する。
【００４９】
次に、時刻ｔ２において電流源Ｋ１０をオフにする。この結果、基準直列回路からの電圧ＶＲは、図８に示すように、時刻ｔ１までは電源電圧ＶＤＤに等しい電圧となっていたが、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは傾き１の割合で低下し、時刻ｔ２からは一定の電圧に保持される。
【００５０】
次に、時刻ｔ２において、スイッチＳ１１からスイッチＳ１３をオフとし、電流源Ｋ１１から電流源Ｋ１３を動作させ、それぞれ電流値ｂ１，ｂ２，ｂ３の割合でキャパシタＣ１１からＣ１３を充電する。この結果、第１、第２および第３の直列回路からそれぞれ出力される電圧ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３は、時刻ｔ２までは電源電圧ＶＤＤに等しい電圧となっていたが、時刻ｔ２からはそれぞれ容量値ａ１，ａ２，ａ３のキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を電流値ｂ１，ｂ２，ｂ３の割合で充電するため、電圧ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３は、それぞれ傾きｂ１／ａ１，ｂ２／ａ２，ｂ３／ａ３の割合で図８に示すように低下していく。
【００５１】
このように低下していく第１、第２および第３の直列回路からの電圧ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３は、それぞれ電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３において基準直列からの電圧ＶＲと比較され、電圧ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３が電圧ＶＲに一致した時刻において電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３からそれぞれ出力電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が発生する。以上の動作を繰り返し行なうことにより、図８のように所望の位相差の３つの出力信号を発生することができる。
【００５２】
なお、上述したように、出力電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が出力された時点において、スイッチＳ１０〜Ｓ１３をオンとして、キャパシタＣ１０〜Ｃ１３を放電してもよい。または、この時点において、電流源Ｋ１１〜Ｋ１３をオフとしてもよい。この場合、次のクロックが来るまで電圧比較器Ｈ１１〜Ｈ１３から信号を出力させないようにすることが必要である。また、この時点において、キャパシタＣ１１からＣ１３の充電を継続してもよい。この場合には、時刻ｔ３からキャパシタＣ１０からＣ１３の放電を行なう。図８に示す例では、出力電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が発生した時点でキャパシタＣ１０からＣ１３の放電を行なった場合を示している。
【００５３】
また、上述した動作において、電流源をオフとするところで、電流源を動作させたまま、キャパシタとの接続を切り離すようにしてもよい。また、上記回路構成において、電源電圧ＶＤＤの代わりにグランドを接続し、グランドの代わりに負の電源電圧を接続するように構成してもよい。更に、上記各説明において、放電を行なった箇所で充電を行ない、また充電を行なった箇所で放電を行なうように動作させても同様の効果が得られるものである。
【００５４】
上述した図７に示す実施形態では、電圧ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３をそれぞれ発生する第１、第２および第３の直列回路および電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３は、それぞれ３個の場合の構成について示しているが、本発明ではこれらの回路は３つに限定されるものでなく、任意の複数個でもよいものである。
【００５５】
図９は、本発明の第４の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。図９に示す実施形態の信号分配器は、図７に示した信号分配器を基本ブロックとし、この基本ブロックを２つ設けて構成したものであり、基本ブロックとしてＢ１０およびＢ２０を有するが、各基本ブロックＢ１０（Ｂ２０）は、図７の信号分配器において電圧ＶＴ３を発生するキャパシタＣ１３、スイッチＳ１３、電流源Ｋ１３からなる第３の直列回路および電圧比較器Ｈ１３を除去し、１つの基準直列回路、第１および第２の２つの直列回路、および２つの電圧比較器Ｈ１１（Ｈ２１），Ｈ１２（Ｈ２２）で構成したものである。なお、この構成の記載でカッコ内の符号は基本ブロックＢ２の構成要素の符号である。
【００５６】
そして、基本ブロックＢ１０の電圧比較器Ｈ１１からの出力電圧Ｖ１１と基本ブロックＢ２０の電圧比較器Ｈ２１からの出力電圧Ｖ２１は、オア回路ＯＲ１１に入力され、オア回路ＯＲ１１から出力電圧Ｖ１として出力され、また基本ブロックＢ１０の電圧比較器Ｈ１２からの出力電圧Ｖ１２と基本ブロックＢ２０の電圧比較器Ｈ２２からの出力電圧Ｖ２２は、オア回路ＯＲ１２に入力され、オア回路ＯＲ１２から出力電圧Ｖ２として出力されている。
【００５７】
なお、図９に示す実施形態の信号分配器は、基本ブロックの数が２個であり、また各基本ブロック内の電圧ＶＴを発生する直列回路および電圧比較器が２個のみであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、基本ブロックおよび各基本ブロック内の電圧ＶＴを発生する直列回路および電圧比較器は任意の複数個を有することができるものである。
【００５８】
このように構成される図９の実施形態の信号分配器の動作は、図１０のタイミング図に示すとおりである。同図に示すように、まず、基本ブロックＢ１０において第２の直列回路および第１の直列回路からそれぞれ出力される電圧ＶＴ２，ＶＴ１がこの記載順に基準直列回路からの電圧ＶＲ１に等しくなると、電圧比較器Ｈ１２，Ｈ１１から順に出力される電圧がそれぞれオア回路ＯＲ１１，ＯＲ１２を介して出力電圧Ｖ１，Ｖ２としてそれぞれ出力される。それから、基本ブロックＢ２０において第２の直列回路および第１の直列回路からそれぞれ出力される電圧ＶＴ４，ＶＴ３がこの記載順に基準直列回路からの電圧ＶＲ２に等しくなると、電圧比較器Ｈ２１，Ｈ２２から順に出力される電圧がそれぞれオア回路ＯＲ１１，ＯＲ１２を介して出力電圧Ｖ１，Ｖ２としてそれぞれ出力される。以上の動作を繰り返し行なうことにより、所望の位相差の２つの信号が順次発生することになる。
【００５９】
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。同図に示す実施形態の信号分配器は、図９に示した実施形態においてオア回路ＯＲ１１，ＯＲ１２の出力に波形変換手段を構成するローパスフィルタ（ＬＰＦ）Ｌ１，Ｌ２を接続し、このローパスフィルタＬ１，Ｌ２によりオア回路ＯＲ１１，ＯＲ１２から出力される信号Ｖ１，Ｖ２を正弦波信号Ｖ３，Ｖ４に変換して出力するように構成した点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じである。
【００６０】
図１２は、図１１に示した信号分配器の各部の信号波形を示す図であるが、同図に示すようにローパスフィルタＬ１，Ｌ２からの信号Ｖ３，Ｖ４は、所望の位相差の２つの正弦波信号として出力されている。なお、図１１に示すように、ローパスフィルタを出力に接続して、出力信号を正弦波信号に変換する方法は、図１１に示したように図９の実施形態に適用し得るのみでなく、本発明の他の実施形態のすべてに適用し得るものである。
【００６１】
図１３は、本発明の第６の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。同図に示す信号分配器は、図７の信号分配器においてキャパシタＣ１０、スイッチＳ１０、電流源Ｋ１０からなる基準直列回路を削除し、その代わりに外部からの直流電圧ＶＲを使用するとともに、電圧ＶＴ３を発生するキャパシタＣ１３は、スイッチＳ１３、電流源Ｋ１３からなる第３の直列回路および電圧比較器Ｈ１３を除去し、１つの直流電圧ＶＲ、第１および第２の２つの直列回路、および２つの電圧比較器Ｈ１１（Ｈ２１），Ｈ１２（Ｈ２２）で構成したものである。すなわち、直流電圧ＶＲは、キャパシタＣ１０、スイッチＳ１０、電流源Ｋ１０からなる基準直列回路で電圧を発生する代わりに外部からの電圧ＶＲを直接供給するようにしたものである。
【００６２】
次に、図１４に示すタイミング図を参照して、図１３に示す実施形態の信号分配器の作用を説明する。
【００６３】
時刻ｔ２以前にはスイッチＳ１１およびＳ１２をオフとし、キャパシタＣ１１，Ｃ１２を十分に放電しておく。そして、時刻ｔ２においてスイッチＳ１１，Ｓ１２をオフとし、電流源Ｋ１１，Ｋ１２を動作させ、これによりキャパシタＣ１１，Ｃ１２をそれぞれ電流値ｂ１，ｂ２の割合で充電する。この結果、電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２にそれぞれ入力される第１の直列回路からの電圧ＶＴ１および第２の直列回路からの電圧ＶＴ２は、図１４に示すように、時刻ｔ２までは電源電圧ＶＤＤと等しい電圧になっているが、時刻ｔ２からはそれぞれ容量値ａ１，ａ２のキャパシタＣ１１，Ｃ１２を電流値ｂ１，ｂ２の割合で充電するため、傾きｂ１／ａ１，ｂ２／ａ２の割合でそれぞれ低下していく。そして、これらの電圧ＶＴ１，ＶＴ２は電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２で電圧ＶＲとそれぞれ比較され、電圧ＶＴ１，ＶＴ２がそれぞれ外部からの電圧ＶＲに一致すると、電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２から出力電圧Ｖ１，Ｖ２がそれぞれ発生する。以上の動作を繰り返すことにより所望の位相差の２つの出力電圧Ｖ１，Ｖ２を得ることができる。
【００６４】
なお、上述したように、出力電圧Ｖ１，Ｖ２が発生した時点において、スイッチＳ１１，Ｓ１２をオンとしてキャパシタＣ１１，Ｃ１２の放電を行なってもよいし、または電流源Ｋ１１，Ｋ１２をこの時点でオフとしてもよい。この場合は、次のクロックが来るまで電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２から信号を出力させないようにしておく必要がある。また、この時点でキャパシタＣ１１，Ｃ１２の充電を継続してもよい。この場合は、時刻ｔ３からキャパシタＣ１１，Ｃ１２の放電を行なう。図１４に示す例では、出力電圧Ｖ１，Ｖ２が発生した時点でキャパシタＣ１１，Ｃ１２の放電を行なった場合を図示している。
【００６５】
なお、図１３に示すように、外部からの電圧ＶＲを利用する方法は、図７の実施形態に対して適用しているが、本発明はこれに限定されるものでなく、図１、図５、図９、図１１を含むすべての実施形態に適用し得るものである。
【００６６】
また、上述した各実施形態では、複数のキャパシタの各々の容量値および複数の電流源の各々の電流値を固定しているように説説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、複数のキャパシタの容量値および複数の電流源の電流値の１つまたは複数の値を可変にし、これにより所望の複数の位相差の出力電圧を発生させるようにしてもよいものである。
【００６７】
また、上記各実施形態では、出力信号の振幅については特に説明していないが、振幅の等しい出力信号を出力するためには、例えばＣＭＯＳからなるコンパレータなどの電圧比較手段を用いて容易に実現することができるものである。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧を所定の電圧と比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する基本ブロックを複数設け、この複数の基本ブロックにおいて各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて位相の異なる複数の出力信号が複数の基本ブロックから出力されるので、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００６９】
また、本発明によれば、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧を所定の電圧と比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を各々が発生する複数の基本ブロックからなる信号分配回路を複数並列に設け、この並列に設けられた複数の信号分配回路を順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するので、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００７０】
更に、本発明によれば、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタのそれぞれの電圧を所定の電圧と複数の電圧比較器でそれぞれ比較し、それぞれの両電圧が所定の条件になったとき複数の出力信号を発生する場合において各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するので、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００７１】
本発明によれば、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタのそれぞれの電圧を所定の電圧と比較し、それぞれの両電圧が所定の条件になったとき複数の出力信号を発生する基本ブロックを複数設け、この複数の基本ブロックを順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するので、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示す実施形態の信号分配器の作用を示すタイミング図である。
【図３】図１に示した回路構成の信号分配器においてキャパシタの充電順序を変更した場合の動作を示すタイミング図である。
【図４】図１に示した信号分配器に使用されている電流源の代わりに使用し得る電流源の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。
【図６】図５に示す第２の実施形態の信号分配器の作用を示すタイミング図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。
【図８】図７に示す第３の実施形態の信号分配器の作用を示すタイミング図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。
【図１０】図９に示す第４の実施形態の信号分配器の動作を示すタイミング図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。
【図１２】図１１に示す第５の実施形態の信号分配器の動作を示すタイミング図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。
【図１４】図１３に示す第６の実施形態の信号分配器の作用を示すタイミング図である。
【図１５】従来の信号分配器を使用しているイメージリジェクションミキサの構成を示す図である。
【図１６】図１５に示すイメージリジェクションミキサに使用されている従来の信号分配器の構成を示す回路図である。
【図１７】図１６に示す従来の信号分配器の出力特性を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｂ１−Ｂ６，Ｂ１０，Ｂ２０ 基本ブロック
Ｃ１−Ｃ１３ キャパシタ
Ｈ１−Ｈ６，Ｈ１１−Ｈ２２ 電圧比較器
Ｋ１−Ｋ１３ 電流源
Ｌ１，Ｌ２ ローパスフィルタ
Ｓ１−Ｓ１３ スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、等しい振幅を有する所定の位相差の複数の信号を発生する信号分配器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の信号分配器を使用している装置の一例として、図１５に示すようなイメージリジェクションミキサがある。このようなミキサを使用することにより不要な周波数成分であるイメージ周波数成分を抑圧することができるが、このミキサにおいて使用されている従来の信号分配器は、位相差が９０°でかつ同振幅の２つの信号を出力しているが、この２つの信号の位相差および振幅の誤差が大きいとイメージ抑圧効果が著しく低下する。
【０００３】
このような信号分配器として、従来は図１６に示すようなキャパシタと抵抗による回路が使用されている。この従来の信号分配器において、例えばキャパシタの値を１２ｐＦとし、抵抗の値を１００Ωとした時の出力１および２の入力に対する振幅比および出力１および２の位相差を計算すると、図１７に示すようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、図１６に示す従来の信号分配器では、出力１および２の入力に対する振幅比および出力１および２の位相差は、図１７に示すようになり、位相差９０°かつ同振幅の正確な信号分配は、限られた狭い周波数範囲でしか行なうことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、広い周波数帯域にわたって等しい振幅かつ所望の位相差の複数の信号を容易に発生することができる信号分配器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックと、前記キャパシタの各々に対して前記所定の電流を供給する電流源と、を具備し、該複数の基本ブロックは、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを要旨とする。
請求項１記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧を所定の電圧と比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する基本ブロックを複数設け、キャパシタの各々は電流源から所定の電流を供給されるので、この複数の基本ブロックにおいて各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて位相の異なる複数の出力信号が複数の基本ブロックから出力されるため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【０００７】
また、請求項２記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックと、前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方と、を具備し、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを要旨とする。
請求項２記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧を所定の電圧と比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する基本ブロックを複数設け、１つまたは複数の可変容量キャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有するため、可変容量キャパシタおよび電流可変手段の少なくとも一方の値を任意の値に設定することにより位相差を任意の値に設定することができ、この複数の基本ブロックにおいて各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて位相の異なる複数の出力信号が複数の基本ブロックから出力されるため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【０００８】
また、請求項３記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックで構成される信号分配回路を複数並列に設け、この並列に設けられた複数の信号分配回路を順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを要旨とする。
【０００９】
請求項３記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧を所定の電圧と比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を各々が発生する複数の基本ブロックからなる信号分配回路を複数並列に設け、この並列に設けられた複数の信号分配回路を順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００１０】
また、請求項４記載の本発明は、請求項３記載の発明において、前記キャパシタの各々に対して前記所定の電流を供給する電流源を有することを要旨とする。
【００１１】
請求項４記載の本発明にあっては、キャパシタの各々は電流源から所定の電流を供給される。
【００１２】
請求項５記載の本発明は、請求項３記載の発明において、前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有することを要旨とする。
【００１３】
請求項５記載の本発明にあっては、１つまたは複数の可変容量キャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有するため、可変容量キャパシタおよび電流可変手段の少なくとも一方の値を任意の値に設定することにより位相差を任意の値に設定することができる。
【００１４】
また、請求項６記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、各々が所定の複数の電流を供給される複数のキャパシタと、該複数のキャパシタの電圧を放電するスイッチと、各々が前記所定の電圧と前記複数のキャパシタの各々の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器と、前記複数のキャパシタに所定の複数の電流をそれぞれ供給する複数の電流源と、を有し、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを要旨とする。
請求項６記載の本発明にあっては、複数のキャパシタに対して複数の電流源から異なる所定の複数の電流をそれぞれ供給し、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタのそれぞれの電圧を所定の電圧と複数の電圧比較器でそれぞれ比較し、それぞれの両電圧が所定の条件になったとき複数の出力信号を発生する場合において各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００１５】
また、請求項７記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、各々が所定の複数の電流を供給される複数のキャパシタと、該複数のキャパシタの電圧を放電するスイッチと、各々が前記所定の電圧と前記複数のキャパシタの各々の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器と、前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方と、を有し、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生すること要旨とする。
請求項７記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタのそれぞれの電圧を所定の電圧と複数の電圧比較器でそれぞれ比較し、それぞれの両電圧が所定の条件になったとき複数の出力信号を発生する場合において各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができ、複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタでおよび前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有するため、可変容量キャパシタおよび電流可変手段のそれぞれの値を任意の値に設定することにより位相差を任意の値に設定することができる。
【００１６】
更に、請求項８記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、各々が所定の複数の電流を供給される複数のキャパシタと、該複数のキャパシタの電圧を放電するスイッチと、各々が前記所定の電圧と前記複数のキャパシタの各々の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器とを有する基本ブロックを複数設け、この複数の基本ブロックを順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを要旨とする。
【００１７】
請求項８記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタのそれぞれの電圧を所定の電圧と比較し、それぞれの両電圧が所定の条件になったとき複数の出力信号を発生する基本ブロックを複数設け、この複数の基本ブロックを順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するため、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００１８】
請求項９記載の本発明は、請求項８記載の発明において、前記複数のキャパシタに所定の複数の電流をそれぞれ供給する複数の電流源を有することを要旨とする。
【００１９】
請求項９記載の本発明にあっては、複数のキャパシタに対して複数の電流源から異なる所定の複数の電流をそれぞれ供給する。
【００２０】
また、請求項１０記載の本発明は、請求項８記載の発明において、前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタでおよび前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有することを要旨とする。
【００２１】
請求項１０記載の本発明にあっては、複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタでおよび前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有するため、可変容量キャパシタおよび電流可変手段のそれぞれの値を任意の値に設定することにより位相差を任意の値に設定することができる。
【００２２】
更に、請求項１１記載の本発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の発明において、前記所望の位相差の複数の出力信号を正弦波信号に変換する波形変換手段を有することを要旨とする。
【００２３】
請求項１１記載の本発明にあっては、所望の位相差の複数の出力信号を正弦波信号に変換して出力する。
【００２４】
請求項１２記載の本発明は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の発明において、前記電圧発生手段が、充放電過程において前記所定の電圧を発生し得るように所定の電流を供給されるキャパシタを有して構成されることを要旨とする。
【００２５】
請求項１２記載の本発明にあっては、電圧発生手段からの所定の電圧は所定の電流を供給されるキャパシタからの電圧である。
【００２６】
また、請求項１３記載の本発明は、請求項１２記載の発明において、前記キャパシタに対して所定の電流を供給する電流源を有することを要旨とする。
【００２７】
請求項１３記載の本発明にあっては、キャパシタは電流源から所定の電流を供給される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。同図に示す信号分配器は、同じ回路構成の複数の基本ブロックＢ１，Ｂ２で構成され、各基本ブロックＢ１（Ｂ２）は、一端が電源電圧ＶＤＤに供給され、容量値１を有するキャパシタＣ１（Ｃ３）、このキャパシタＣ１（Ｃ３）の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１（Ｓ３）、電流値１の電流をキャパシタＣ１（Ｃ３）に供給するようにキャパシタＣ１（Ｃ３）の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１（Ｋ３）、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値ａ１（ａ２）を有するキャパシタＣ２（Ｃ４）、このキャパシタＣ２（Ｃ４）の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ２（Ｓ４）、電流値ｂ１（ｂ２）の電流をキャパシタＣ２（Ｃ４）に供給するようにキャパシタＣ２（Ｃ４）の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ２（Ｋ４）、キャパシタＣ１（Ｃ３）と電流源Ｋ１（Ｋ３）との接続点の電圧ＶＲ１（ＶＲ２）とキャパシタＣ２（Ｃ４）と電流源Ｋ２（Ｋ４）との接続点の電圧ＶＴ１（ＶＴ２）とを比較し、両電圧が等しくなったときに出力電圧Ｖ１（Ｖ２）を発生する電圧比較器Ｈ１（Ｈ２）から構成されている。なお、この構成の記載でカッコ内の符号は基本ブロックＢ２の構成要素の符号である。
【００２９】
次に、以上のように構成される信号分配器の作用について図２に示すタイミング図を参照して説明する。
【００３０】
まず、時刻ｔ１以前ではすべてのスイッチＳ１〜Ｓ４はオン状態にあり、これによりすべてのキャパシタＣ１〜Ｃ４は十分に放電されている。このような状態において、時刻ｔ１で基本ブロックＢ１のスイッチＳ１をオフとし、電流源Ｋ１を動作させ、これによりキャパシタＣ１を電流値１の割合で時刻ｔ２まで充電すると同時に、基本ブロックＢ２のスイッチＳ３もオフとし、電流源Ｋ３も動作させ、これによりキャパシタＣ３を電流１の割合で時刻ｔ２まで充電する。
【００３１】
そして、時刻ｔ２になると、電流源Ｋ１および電流源Ｋ３をオフとする。この結果、キャパシタＣ１と電流源Ｋ１との接続点の電圧ＶＲ１およびキャパシタＣ３と電流源Ｋ３との接続点の電圧ＶＲ２は、時刻ｔ１までは電源電圧ＶＤＤに等しい電圧であるが、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は図２に示すように傾き１の割合で低下し、時刻ｔ２からは一定の電圧で保持される。
【００３２】
次に、時刻ｔ２において、基本ブロックＢ１のスイッチＳ２をオフとし、電流源Ｋ２を動作させ、これによりキャパシタＣ２を電流値ｂ１の割合で充電すると同時に、基本ブロックＢ２のスイッチＳ４もオフとし、電流源Ｋ４も動作させ、これによりキャパシタＣ４を電流値ｂ２の割合で充電する。
【００３３】
この結果、キャパシタＣ２と電流源Ｋ２との接続点の電圧ＶＴ１およびキャパシタＣ４と電流源Ｋ４との接続点の電圧ＶＴ２は、時刻ｔ２までは電源電圧ＶＤＤに等しい電圧であるが、時刻ｔ２からは図２に示すように容量ａ１，ａ２のキャパシタＣ２，Ｃ４を電流値ｂ１，ｂ２の割合で充電するため、両電圧ＶＴ１，ＶＴ２はそれぞれ傾きｂ１／ａ１，ｂ２／ａ２の割合で低下していく。
【００３４】
このように低下していく電圧ＶＴ１，ＶＴ２は、基本ブロックＢ１の電圧比較器Ｈ１および基本ブロックＢ２の電圧比較器Ｈ２に供給されて、電圧ＶＲ１，ＶＲ２とそれぞれ比較され、この比較の結果、電圧ＶＴ１，ＶＴ２がそれぞれ電圧ＶＲ１，ＶＲ２に一致すると、電圧比較器Ｈ１，Ｈ２は、それぞれ出力電圧Ｖ１，Ｖ２を発生する。以上の動作を繰り返し行なうことにより、位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の２つの出力信号Ｖ１，Ｖ２を発生することができる。
【００３５】
このように出力電圧Ｖ１，Ｖ２が出力された時点において、スイッチＳ１〜Ｓ４をオンとして、キャパシタＣ１〜Ｃ４の放電を行なってもよい。または、電流源Ｋ２，Ｋ４をこの時点でオフとしてもよい。この場合は、次のクロックが来るまで電圧比較器Ｈ１，Ｈ２から信号を出力させないようにすることが必要である。また、この時点でキャパシタＣ２，Ｃ４の充電を継続してもよい。この場合、時刻ｔ３から放電を行なう。なお、図２に示す動作では、キャパシタＣ２，Ｃ４の充電を継続し、時刻ｔ３でスイッチＳ１〜Ｓ４をオンとして、キャパシタＣ１〜Ｃ４を放電させる場合について図示している。
【００３６】
なお、図１に示す実施形態では、基本ブロックとして、２つの基本ブロックＢ１，Ｂ２を有する場合について説明したが、この基本ブロックは２つに限定されるものでなく、任意の複数の基本ブロックを使用することができるものである。
【００３７】
図３は、図１に示した回路構成の信号分配器において、キャパシタＣ１およびＣ３を最初に充電する代わりに、キャパシタＣ２およびＣ４の充電を最初に行ない、その後でキャパシタＣ１およびＣ３の充電を行ない、これにより電圧比較器Ｈ１，Ｈ２から出力電圧Ｖ１，Ｖ２を発生し、この時点で各キャパシタＣ１〜Ｃ４の放電を行なった場合の各ブロックの動作を示すタイミング図である。このように動作させた場合において、電圧比較器Ｈ１，Ｈ２から出力される出力電圧Ｖ１，Ｖ２の位相差は、３６０｜ｂ１／ａ１−ｂ２／ａ２｜°となる。
【００３８】
なお、上述した各動作において、各電流源をオフとする場合に、電流源の動作は継続したまま、該電流源をキャパシタから切り離すように構成してもよい。また、上記回路構成において、電源電圧ＶＤＤの代わりにグランドを接続し、グランドの代わりに負の電源電圧を接続するように構成してもよい。更に、上記各説明において、放電を行なった箇所で充電を行ない、また充電を行なった箇所で放電を行なうように動作させても同様の効果が得られるものである。
【００３９】
図４は、図１に示した信号分配器に使用されている電流源Ｋ２等の代わりに使用し得る電流源の構成を示す回路図である。図４に示す電流源は、複数の電流源Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，…，Ｋｎ、およびこれら複数の電流源Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，…，Ｋｎのそれぞれに直列に接続された複数のスイッチＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，…，Ｓｎから構成されている。このように構成される電流源では、複数のスイッチＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，…，Ｓｎのうちのいくつかをオンすることにより、図４の電流源から出力される全体の電流値を可変することができる。上述したように、電圧比較器Ｈ１，Ｈ２から出力される出力電圧Ｖ１，Ｖ２の位相差は、キャパシタの容量と電流源からの電流値とによって変化するものであるため、図４のよううに電流源からの電流値を可変し得るように構成することにより出力電圧Ｖ１，Ｖ２の位相差を選択的に可変することができる。
【００４０】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。同図に示す信号分配器は、図１に示した複数の基本ブロックＢ１，Ｂ２からなる信号分配器を３つ並列に設けて、順番に動作させ、これにより所望の位相差の２つの出力電圧Ｖ０，Ｖ１を発生するように構成したものである。
【００４１】
図５に示す信号分配器は、図１の基本ブロックＢ１と基本ブロックＢ２からなる第１の信号分配器と、図１の基本ブロックＢ１に相当する基本ブロックＢ３と図１の基本ブロックＢ２に相当する基本ブロックＢ４からなる第２の信号分配器と、図１の基本ブロックＢ１に相当する基本ブロックＢ５と図１の基本ブロックＢ２に相当する基本ブロックＢ６からなる第３の信号分配器とを並列に接続して構成されるとともに、基本ブロックＢ１、基本ブロックＢ３、基本ブロックＢ５の出力信号が入力され、出力電圧Ｖ０を出力するオア回路ＯＲ１および基本ブロックＢ２、基本ブロックＢ４、基本ブロックＢ６の出力信号が入力され、出力電圧Ｖ１を出力するオア回路ＯＲ２を有する。
【００４２】
なお、この実施形態では、各基本ブロックの出力はオア回路で接続されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、直接接続してもよいし、または他の形態の信号合成手段で接続してもよい。また、本実施形態では、各信号分配器を構成する基本ブロックは２つのみであり、またこのように構成される３つの信号分配器のみが使用されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、各信号分配器を任意の複数の基本ブロックで構成し、また信号分配器を任意の複数の信号分配器で構成してもよいものである。
【００４３】
次に、図６に示すタイミング図を参照して、上述したように構成される図５に示す実施形態の信号分配器の動作について説明する。
【００４４】
図５のように構成される信号分配器の各基本ブロックを図２で説明したように動作させることにより、図６に示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間では基本ブロックＢ１およびＢ２から位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の２つの出力信号Ｖ０，Ｖ１を発生し、時刻ｔ３から時刻ｔｂ４の間では基本ブロックＢ３およびＢ４から位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の２つの出力信号Ｖ０，Ｖ１を発生し、また時刻ｔ４から時刻ｔ５の間では基本ブロックＢ５およびＢ６から位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の２つの出力信号Ｖ０，Ｖ１を発生する。
【００４５】
そして、基本ブロックＢ１，Ｂ３，Ｂ５からの出力信号Ｖ０は、オア回路ＯＲ１に入力され、基本ブロックＢ２，Ｂ４，Ｂ６からの出力信号Ｖ１は、オア回路ＯＲ２に入力される。従って、オア回路ＯＲ１およびオア回路ＯＲ２からは、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、時刻ｔ４から時刻ｔ５の間にそれぞれ位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の出力信号Ｖ０，Ｖ１が出力される。時刻ｔ５以降は、上述した時刻ｔ２から時刻ｔ５の動作を繰り返し行なう。このように、本実施形態の信号分配器からは、クロックと同じ周期の位相差３６０｜ａ１／ｂ１−ａ２／ｂ２｜°の出力信号Ｖ０，Ｖ１を発生することができる。
【００４６】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。同図に示す信号分配器は、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値１を有する基準キャパシタＣ１０、このキャパシタＣ１０の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１０、電流値１の電流をキャパシタＣ１０に供給するようにキャパシタＣ１０の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１０からなり、キャパシタＣ１０と電流源Ｋ１０との接続点から電圧ＶＲを発生する基準直列回路と、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値ａ１を有するキャパシタＣ１１、このキャパシタＣ１１の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１１、電流値ｂ１の電流をキャパシタＣ１１に供給するようにキャパシタＣ１１の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１１からなり、キャパシタＣ１１と電流源Ｋ１１との接続点から電圧ＶＴ１を発生する第１の直列回路と、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値ａ２を有するキャパシタＣ１２、このキャパシタＣ１２の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１２、電流値ｂ２の電流をキャパシタＣ１２に供給するようにキャパシタＣ１２の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１２からなり、キャパシタＣ１２と電流源Ｋ１２との接続点から電圧ＶＴ２を発生する第２の直列回路と、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値ａ３を有するキャパシタＣ１３、このキャパシタＣ１３の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１３、電流値ｂ３の電流をキャパシタＣ１３に供給するようにキャパシタＣ１３の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１３からなり、キャパシタＣ１３と電流源Ｋ１３との接続点から電圧ＶＴ３を発生する第３の直列回路と、前記基準直列回路から発生する電圧ＶＲと第１の直列回路から発生する電圧ＶＴ１とを比較し、両電圧が等しくなったときに出力電圧Ｖ１を発生する電圧比較器Ｈ１１とを、基準直列回路から発生する電圧ＶＲと第２の直列回路から発生する電圧ＶＴ２とを比較し、両電圧が等しくなったときに出力電圧Ｖ２を発生する電圧比較器Ｈ１２と、基準直列回路から発生する電圧ＶＲと第３の直列回路から発生する電圧ＶＴ３とを比較し、両電圧が等しくなったときに出力電圧Ｖ３を発生する電圧比較器Ｈ１３とから構成されている。
【００４７】
次に、図８に示すタイミング図を参照して、図７に示す実施形態の信号分配器の作用を説明する。
【００４８】
時刻ｔ１以前にはスイッチＳ１０〜Ｓ１３はすべてオンの状態に設定し、これによりキャパシタＣ１０からＣ１３は十分に放電しておく。そして、時刻ｔ１において、スイッチＳ１０をオフとし、電流源Ｋ１０を動作させ、これにより電流値１の割合で時刻ｔ２までキャパシタＣ１０を充電する。
【００４９】
次に、時刻ｔ２において電流源Ｋ１０をオフにする。この結果、基準直列回路からの電圧ＶＲは、図８に示すように、時刻ｔ１までは電源電圧ＶＤＤに等しい電圧となっていたが、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは傾き１の割合で低下し、時刻ｔ２からは一定の電圧に保持される。
【００５０】
次に、時刻ｔ２において、スイッチＳ１１からスイッチＳ１３をオフとし、電流源Ｋ１１から電流源Ｋ１３を動作させ、それぞれ電流値ｂ１，ｂ２，ｂ３の割合でキャパシタＣ１１からＣ１３を充電する。この結果、第１、第２および第３の直列回路からそれぞれ出力される電圧ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３は、時刻ｔ２までは電源電圧ＶＤＤに等しい電圧となっていたが、時刻ｔ２からはそれぞれ容量値ａ１，ａ２，ａ３のキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を電流値ｂ１，ｂ２，ｂ３の割合で充電するため、電圧ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３は、それぞれ傾きｂ１／ａ１，ｂ２／ａ２，ｂ３／ａ３の割合で図８に示すように低下していく。
【００５１】
このように低下していく第１、第２および第３の直列回路からの電圧ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３は、それぞれ電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３において基準直列からの電圧ＶＲと比較され、電圧ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３が電圧ＶＲに一致した時刻において電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３からそれぞれ出力電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が発生する。以上の動作を繰り返し行なうことにより、図８のように所望の位相差の３つの出力信号を発生することができる。
【００５２】
なお、上述したように、出力電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が出力された時点において、スイッチＳ１０〜Ｓ１３をオンとして、キャパシタＣ１０〜Ｃ１３を放電してもよい。または、この時点において、電流源Ｋ１１〜Ｋ１３をオフとしてもよい。この場合、次のクロックが来るまで電圧比較器Ｈ１１〜Ｈ１３から信号を出力させないようにすることが必要である。また、この時点において、キャパシタＣ１１からＣ１３の充電を継続してもよい。この場合には、時刻ｔ３からキャパシタＣ１０からＣ１３の放電を行なう。図８に示す例では、出力電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が発生した時点でキャパシタＣ１０からＣ１３の放電を行なった場合を示している。
【００５３】
また、上述した動作において、電流源をオフとするところで、電流源を動作させたまま、キャパシタとの接続を切り離すようにしてもよい。また、上記回路構成において、電源電圧ＶＤＤの代わりにグランドを接続し、グランドの代わりに負の電源電圧を接続するように構成してもよい。更に、上記各説明において、放電を行なった箇所で充電を行ない、また充電を行なった箇所で放電を行なうように動作させても同様の効果が得られるものである。
【００５４】
上述した図７に示す実施形態では、電圧ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３をそれぞれ発生する第１、第２および第３の直列回路および電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３は、それぞれ３個の場合の構成について示しているが、本発明ではこれらの回路は３つに限定されるものでなく、任意の複数個でもよいものである。
【００５５】
図９は、本発明の第４の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。図９に示す実施形態の信号分配器は、図７に示した信号分配器を基本ブロックとし、この基本ブロックを２つ設けて構成したものであり、基本ブロックとしてＢ１０およびＢ２０を有するが、各基本ブロックＢ１０（Ｂ２０）は、図７の信号分配器において電圧ＶＴ３を発生するキャパシタＣ１３、スイッチＳ１３、電流源Ｋ１３からなる第３の直列回路および電圧比較器Ｈ１３を除去し、１つの基準直列回路、第１および第２の２つの直列回路、および２つの電圧比較器Ｈ１１（Ｈ２１），Ｈ１２（Ｈ２２）で構成したものである。なお、この構成の記載でカッコ内の符号は基本ブロックＢ２の構成要素の符号である。
【００５６】
そして、基本ブロックＢ１０の電圧比較器Ｈ１１からの出力電圧Ｖ１１と基本ブロックＢ２０の電圧比較器Ｈ２１からの出力電圧Ｖ２１は、オア回路ＯＲ１１に入力され、オア回路ＯＲ１１から出力電圧Ｖ１として出力され、また基本ブロックＢ１０の電圧比較器Ｈ１２からの出力電圧Ｖ１２と基本ブロックＢ２０の電圧比較器Ｈ２２からの出力電圧Ｖ２２は、オア回路ＯＲ１２に入力され、オア回路ＯＲ１２から出力電圧Ｖ２として出力されている。
【００５７】
なお、図９に示す実施形態の信号分配器は、基本ブロックの数が２個であり、また各基本ブロック内の電圧ＶＴを発生する直列回路および電圧比較器が２個のみであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、基本ブロックおよび各基本ブロック内の電圧ＶＴを発生する直列回路および電圧比較器は任意の複数個を有することができるものである。
【００５８】
このように構成される図９の実施形態の信号分配器の動作は、図１０のタイミング図に示すとおりである。同図に示すように、まず、基本ブロックＢ１０において第２の直列回路および第１の直列回路からそれぞれ出力される電圧ＶＴ２，ＶＴ１がこの記載順に基準直列回路からの電圧ＶＲ１に等しくなると、電圧比較器Ｈ１２，Ｈ１１から順に出力される電圧がそれぞれオア回路ＯＲ１１，ＯＲ１２を介して出力電圧Ｖ１，Ｖ２としてそれぞれ出力される。それから、基本ブロックＢ２０において第２の直列回路および第１の直列回路からそれぞれ出力される電圧ＶＴ４，ＶＴ３がこの記載順に基準直列回路からの電圧ＶＲ２に等しくなると、電圧比較器Ｈ２１，Ｈ２２から順に出力される電圧がそれぞれオア回路ＯＲ１１，ＯＲ１２を介して出力電圧Ｖ１，Ｖ２としてそれぞれ出力される。以上の動作を繰り返し行なうことにより、所望の位相差の２つの信号が順次発生することになる。
【００５９】
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。同図に示す実施形態の信号分配器は、図９に示した実施形態においてオア回路ＯＲ１１，ＯＲ１２の出力に波形変換手段を構成するローパスフィルタ（ＬＰＦ）Ｌ１，Ｌ２を接続し、このローパスフィルタＬ１，Ｌ２によりオア回路ＯＲ１１，ＯＲ１２から出力される信号Ｖ１，Ｖ２を正弦波信号Ｖ３，Ｖ４に変換して出力するように構成した点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じである。
【００６０】
図１２は、図１１に示した信号分配器の各部の信号波形を示す図であるが、同図に示すようにローパスフィルタＬ１，Ｌ２からの信号Ｖ３，Ｖ４は、所望の位相差の２つの正弦波信号として出力されている。なお、図１１に示すように、ローパスフィルタを出力に接続して、出力信号を正弦波信号に変換する方法は、図１１に示したように図９の実施形態に適用し得るのみでなく、本発明の他の実施形態のすべてに適用し得るものである。
【００６１】
図１３は、本発明の第６の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。同図に示す信号分配器は、図７の信号分配器においてキャパシタＣ１０、スイッチＳ１０、電流源Ｋ１０からなる基準直列回路を削除し、その代わりに外部からの直流電圧ＶＲを使用するとともに、電圧ＶＴ３を発生するキャパシタＣ１３は、スイッチＳ１３、電流源Ｋ１３からなる第３の直列回路および電圧比較器Ｈ１３を除去し、１つの直流電圧ＶＲ、第１および第２の２つの直列回路、および２つの電圧比較器Ｈ１１（Ｈ２１），Ｈ１２（Ｈ２２）で構成したものである。すなわち、直流電圧ＶＲは、キャパシタＣ１０、スイッチＳ１０、電流源Ｋ１０からなる基準直列回路で電圧を発生する代わりに外部からの電圧ＶＲを直接供給するようにしたものである。
【００６２】
次に、図１４に示すタイミング図を参照して、図１３に示す実施形態の信号分配器の作用を説明する。
【００６３】
時刻ｔ２以前にはスイッチＳ１１およびＳ１２をオフとし、キャパシタＣ１１，Ｃ１２を十分に放電しておく。そして、時刻ｔ２においてスイッチＳ１１，Ｓ１２をオフとし、電流源Ｋ１１，Ｋ１２を動作させ、これによりキャパシタＣ１１，Ｃ１２をそれぞれ電流値ｂ１，ｂ２の割合で充電する。この結果、電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２にそれぞれ入力される第１の直列回路からの電圧ＶＴ１および第２の直列回路からの電圧ＶＴ２は、図１４に示すように、時刻ｔ２までは電源電圧ＶＤＤと等しい電圧になっているが、時刻ｔ２からはそれぞれ容量値ａ１，ａ２のキャパシタＣ１１，Ｃ１２を電流値ｂ１，ｂ２の割合で充電するため、傾きｂ１／ａ１，ｂ２／ａ２の割合でそれぞれ低下していく。そして、これらの電圧ＶＴ１，ＶＴ２は電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２で電圧ＶＲとそれぞれ比較され、電圧ＶＴ１，ＶＴ２がそれぞれ外部からの電圧ＶＲに一致すると、電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２から出力電圧Ｖ１，Ｖ２がそれぞれ発生する。以上の動作を繰り返すことにより所望の位相差の２つの出力電圧Ｖ１，Ｖ２を得ることができる。
【００６４】
なお、上述したように、出力電圧Ｖ１，Ｖ２が発生した時点において、スイッチＳ１１，Ｓ１２をオンとしてキャパシタＣ１１，Ｃ１２の放電を行なってもよいし、または電流源Ｋ１１，Ｋ１２をこの時点でオフとしてもよい。この場合は、次のクロックが来るまで電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２から信号を出力させないようにしておく必要がある。また、この時点でキャパシタＣ１１，Ｃ１２の充電を継続してもよい。この場合は、時刻ｔ３からキャパシタＣ１１，Ｃ１２の放電を行なう。図１４に示す例では、出力電圧Ｖ１，Ｖ２が発生した時点でキャパシタＣ１１，Ｃ１２の放電を行なった場合を図示している。
【００６５】
なお、図１３に示すように、外部からの電圧ＶＲを利用する方法は、図７の実施形態に対して適用しているが、本発明はこれに限定されるものでなく、図１、図５、図９、図１１を含むすべての実施形態に適用し得るものである。
【００６６】
また、上述した各実施形態では、複数のキャパシタの各々の容量値および複数の電流源の各々の電流値を固定しているように説説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、複数のキャパシタの容量値および複数の電流源の電流値の１つまたは複数の値を可変にし、これにより所望の複数の位相差の出力電圧を発生させるようにしてもよいものである。
【００６７】
また、上記各実施形態では、出力信号の振幅については特に説明していないが、振幅の等しい出力信号を出力するためには、例えばＣＭＯＳからなるコンパレータなどの電圧比較手段を用いて容易に実現することができるものである。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧を所定の電圧と比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する基本ブロックを複数設け、この複数の基本ブロックにおいて各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて位相の異なる複数の出力信号が複数の基本ブロックから出力されるので、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００６９】
また、本発明によれば、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧を所定の電圧と比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を各々が発生する複数の基本ブロックからなる信号分配回路を複数並列に設け、この並列に設けられた複数の信号分配回路を順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するので、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００７０】
更に、本発明によれば、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタのそれぞれの電圧を所定の電圧と複数の電圧比較器でそれぞれ比較し、それぞれの両電圧が所定の条件になったとき複数の出力信号を発生する場合において各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するので、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【００７１】
本発明によれば、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタのそれぞれの電圧を所定の電圧と比較し、それぞれの両電圧が所定の条件になったとき複数の出力信号を発生する基本ブロックを複数設け、この複数の基本ブロックを順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生するので、周波数による位相の変動要因がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差でかつ等しい出力レベルの信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示す実施形態の信号分配器の作用を示すタイミング図である。
【図３】図１に示した回路構成の信号分配器においてキャパシタの充電順序を変更した場合の動作を示すタイミング図である。
【図４】図１に示した信号分配器に使用されている電流源の代わりに使用し得る電流源の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。
【図６】図５に示す第２の実施形態の信号分配器の作用を示すタイミング図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。
【図８】図７に示す第３の実施形態の信号分配器の作用を示すタイミング図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る信号分配器の回路構成を示す回路図である。
【図１０】図９に示す第４の実施形態の信号分配器の動作を示すタイミング図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。
【図１２】図１１に示す第５の実施形態の信号分配器の動作を示すタイミング図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る信号分配器の構成を示す回路図である。
【図１４】図１３に示す第６の実施形態の信号分配器の作用を示すタイミング図である。
【図１５】従来の信号分配器を使用しているイメージリジェクションミキサの構成を示す図である。
【図１６】図１５に示すイメージリジェクションミキサに使用されている従来の信号分配器の構成を示す回路図である。
【図１７】図１６に示す従来の信号分配器の出力特性を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｂ１−Ｂ６，Ｂ１０，Ｂ２０ 基本ブロック
Ｃ１−Ｃ１３ キャパシタ
Ｈ１−Ｈ６，Ｈ１１−Ｈ２２ 電圧比較器
Ｋ１−Ｋ１３ 電流源
Ｌ１，Ｌ２ ローパスフィルタ
Ｓ１−Ｓ１３ スイッチ
Claims (13)
- 所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックと、前記キャパシタの各々に対して前記所定の電流を供給する電流源と、を具備し、該複数の基本ブロックは、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを特徴とする信号分配器。
- 所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックと、前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方と、を具備し、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを特徴とする信号分配器。
- 所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックで構成される信号分配回路を複数並列に設け、この並列に設けられた複数の信号分配回路を順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを特徴とする信号分配器。
- 前記キャパシタの各々に対して前記所定の電流を供給する電流源を有することを特徴とする請求項３記載の信号分配器。
- 前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび前記複数の基本ブロックの複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項３記載の信号分配器。
- 所定の電圧を発生する電圧発生手段と、各々が所定の複数の電流を供給される複数のキャパシタと、該複数のキャパシタの電圧を放電するスイッチと、各々が前記所定の電圧と前記複数のキャパシタの各々の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器と、前記複数のキャパシタに所定の複数の電流をそれぞれ供給する複数の電流源と、を有し、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを特徴とする信号分配器。
- 所定の電圧を発生する電圧発生手段と、各々が所定の複数の電流を供給される複数のキャパシタと、該複数のキャパシタの電圧を放電するスイッチと、各々が前記所定の電圧と前記複数のキャパシタの各々の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器と、前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方と、を有し、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを特徴とする信号分配器。
- 所定の電圧を発生する電圧発生手段と、各々が所定の複数の電流を供給される複数のキャパシタと、該複数のキャパシタの電圧を放電するスイッチと、各々が前記所定の電圧と前記複数のキャパシタの各々の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器とを有する基本ブロックを複数設け、この複数の基本ブロックを順番に動作させ、各キャパシタに供給される電流の大きさおよび各キャパシタの容量に応じて所望の位相差の複数の出力信号を発生することを特徴とする信号分配器。
- 前記複数のキャパシタに所定の複数の電流をそれぞれ供給する複数の電流源を有することを特徴とする請求項８記載の信号分配器。
- 前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量を可変することができる可変容量キャパシタおよび前記複数のキャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項８記載の信号分配器。
- 前記所望の位相差の複数の出力信号を正弦波信号に変換する波形変換手段を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の信号分配器。
- 前記電圧発生手段は、充放電過程において前記所定の電圧を発生し得るように所定の電流を供給されるキャパシタを有して構成されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の信号分配器。
- 前記キャパシタに対して所定の電流を給する電流源を有することを特徴とする請求項１２記載の信号分配器。
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| JP30584999A JP3588018B2 (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 信号分配器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP30584999A JP3588018B2 (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 信号分配器 |
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-
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