JP4950225B2 - アナログデジタル変換器における複数のアナログ信号の変換 - Google Patents

Description

背景

［分野］
本発明は、一般に、アナログデジタル変換(analog to digital conversion)に関し、より詳細には、アナログデジタル変換器において複数の信号を処理するための装置、システム、および方法に関する。

［背景］
アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）は、多くの場合、アナログ信号をデジタル表現に変換するために受信機によって使用される。アナログ信号は数値によって表される一連のサンプルを作成するためにサンプリングされる。ＡＤＣを利用する従来のシステムでは、各アナログ信号をデジタル信号に変換するために単一のＡＤＣが使用される。従来の装置のサイズおよびコストは、同時に変換されなければならないアナログ信号の数が増えると増大する。

したがって、単一のＡＤＣを使用して複数のアナログ信号をデジタル信号に同時に変換するための装置およびシステムの必要性がある。

詳細な説明

複数のアナログ信号変換器は、単一のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を使用して、複数のアナログ信号をデジタル信号に同時に変換する。第１の中心周波数での第１のアナログ信号と第２の中心周波数での第２のアナログ信号とは、第１のアナログ信号に対応する第１のデジタル信号と第２のアナログ信号に対応する第２のデジタル信号とを備える複合デジタル信号を生成するためにＡＤＣによって処理される。複合デジタル信号は、第２のデジタル信号を回復するために、デジタル的に周波数シフトされる。第１のデジタル信号は、複合デジタル信号をデジタル的にフィルタ処理することによって回復される。例示的な実施形態では、第１の無線周波数（ＲＦ）信号と第２のＲＦ信号とは、第１のアナログ信号と第２のアナログ信号とを生成するために周波数シフトされる。

図１は、本発明の例示的な実施形態による、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１０２を使用した複数信号の変換器１００のブロック図である。図１はＡＤＣ１０２で受信される２個の信号１０４、１０６を示すが、下で議論される原理は任意の数の信号に適用され得る。複数信号の変換器１００を参照して説明されるブロックの様々な機能および動作は、任意の数の装置、回路、またはエレメントで実施され得る。２つ以上の機能ブロックは、単一の装置内に組み込まれることが可能であり、任意の単一の装置内で実行されるとして説明される機能は、場合によっては、いくつかの装置上で実施され得る。

第１の中心周波数での第１のアナログ信号１０４と第２の中心周波数での第２のアナログ信号１０６とは、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１０２の入力１０８で受信される。ＡＤＣ１０２は、アナログ信号を、第１のアナログ信号１０４に対応する第１のデジタル信号１１２と第２のアナログ信号１０６に対応する第２のデジタル信号１１４とを含む複合デジタル信号１１０に変換する。例示的な実施形態では、周波数シフタ１１６は、第１のアナログ信号１０４を０の中心周波数にシフトするために、第１の無線周波数（ＲＦ）信号１１８を周波数シフトする。したがって、例示的な実施形態の第１のアナログ信号１０４はベースバンド信号である。オフセット周波数シフタ１２０(offset frequency shifter)は、第２のアナログ信号１０６を０より大きい中間周波数（ＩＦ）中心周波数にシフトするために、第２のＲＦ信号１２２を周波数シフトする。したがって、例示的な実施形態では、第２のアナログ信号１０６の中心周波数は、第１のアナログ信号１０４の中心周波数よりも大きい。ＩＦ周波数の選択は、アナログ信号の帯域幅と、ＡＤＣ１０２の量子化雑音応答と、受信信号の相対的な信号強度とに基づく。下で議論されるように、より高い信号強度を有するアナログ信号は、より高いレベルの雑音を有する量子化雑音スペクトル内の領域にシフトされる。

オフセット周波数シフタ１２０は、第２のＲＦ信号１２２をシフトおよびフィルタ処理して、第２のアナログ信号１０６を生成するために、複数の信号混合器、フィルタ、および／または信号チョッパ(signal choppers)を含み得る。例えば、下で議論される第２の例示的な実施形態では、第２のＲＦ信号１２２は、ベースバンド周波数に混合され、低域フィルタ処理され、中間周波数に混合される。第１の例示的な実施形態では、第２のＲＦ信号は、第２のＲＦ周波数を、第２のＲＦ信号の周波数と第２の中心周波数の間の差（ＲＦ２−ＩＦ）と等しい値を有する混合信号と混合することによって、中間周波数に直接的にシフトされる。第３の例示的な実施形態では、チョッパ回路は、第２のアナログ信号をシフトするために信号をアップサンリングする。ＲＦ信号を対応する周波数にシフトするために、任意の数および任意の組合せの技術が使用され得る。さらに、ＲＦ信号は、多数のタイプの信号および周波数のいずれかであり得る。ＲＦ信号１１８、１２２の例は、全地球測位システム（ＧＰＳ）信号と、ＣＤＭＡ信号およびパーソナル通信サービス（ＰＣＳ）信号などの移動通信信号とを含む。場合によっては、アナログ信号１０４、１０６は、直交信号の同相（Ｉ）成分と直交（Ｑ）成分とを含み得る。

ＲＦ信号１１８、１２２が周波数シフトおよびフィルタ処理された後で、信号加算器１２４は、ＡＤＣ１０２内に供給されるようにアナログ信号１０４、１０６を組み合わせる。上で説明されたように、ＡＤＣ１０２は、信号１０４、１０６を複合デジタル信号１１０に変換する。例示的な実施形態では、デジタル低域フィルタ（ＬＰＦ）１２６は、第１のデジタル信号１１２を回復するために、複合デジタル信号１１０をデジタル的にフィルタ処理する。第１のデジタル信号１１２を作成する目的で複合デジタル信号１１０をフィルタ処理するために、デジタル領域内のデジタル信号１１０をフィルタ処理するための任意の適切な技術が使用され得る。反転オフセット周波数シフタ１２８は、ベースバンドで第２のデジタル信号１１４を回復するために、デジタル領域内の複合デジタル信号１１０を周波数シフトする。したがって、反転オフセット周波数シフタ１２８は、第２の中心周波数（ＩＦ）からベースバンドに第２のデジタル信号１１４をシフトするために適切なデジタル処理を適用する。

図２は、第１の例示的な実施形態による複数信号の変換器２００のブロック図である。上で説明されたように、アナログ信号を含む２個のＲＦ信号１１８、１２２は、２個の異なる中心周波数に周波数シフトされて、組み合わされ、ＡＤＣ１０２によって処理される。結果として生じる複合デジタル信号１１０は、アナログ信号１０４、１０６に対応する２個のデジタル信号１１２、１１４を回復するためにデジタル的に処理される。第１の例示的な実施形態では、周波数シフタ１１６は、信号混合器２０２と低域フィルタ（ＬＰＦ１）２０４とを含み、オフセット周波数シフタ１２０は、信号混合器２０６と低域フィルタ（ＬＰＦ２）２０８とを含む。第１のＲＦ信号１１８は、第１のＲＦ信号１１８の搬送周波数（ＲＦ１）と同じ周波数（ＬＯ周波数）を有する混合信号２１０と混合される。したがって、信号混合器２０２は、第１のアナログ信号１０４をベースバンドに至るまで混合する。第１の低域フィルタ（ＬＰＦ１）２０４は、任意の高周波数画像ならびに任意の高周波数雑音を除外するために信号をフィルタ処理する。第２のＲＦ信号１２２は、結果として、第２のアナログ信号を第２の中心周波数にシフトすることをもたらす周波数を有する第２の混合周波数２１２と混合される。第２の混合信号２１２の周波数は、ＲＦ２−ＩＦと等しく、ＲＦ２は第２のＲＦ信号の搬送周波数であり、ＩＦは０よりも大きい第２の中心周波数である。したがって、第２の信号混合器２０６の出力は、ＩＦと等しい中心周波数を有する第２のアナログ信号１０６である。第２の低域フィルタ（ＬＰＦ２）２０８は、任意の高周波数画像を除外して、第２のアナログ信号１０６より高い雑音を最低限に抑える。適切な低域フィルタの例は、単極アナログ低域フィルタ（single pole analog low pass filters）を含む。信号１０４、１０６は、加算器１２４によって組み合わされて、ＡＤＣ１０２によって処理される。複合デジタル信号１１０は、第１のデジタル信号１１２を回復するためにデジタル的に低域フィルタ処理される。第１の例示的な実施形態では、反転デジタル混合器２１４は、デジタル信号をベースバンドにシフトするためにデジタル領域内の複合デジタル信号１１０を混合する。もう１つのデジタル低域フィルタ２１６は、第２のデジタル信号１１４を回復するために、結果として生じるシフトされた信号をフィルタ処理する。したがって、複数のアナログ信号１０４、１０６をデジタル信号１１２、１１４に同時に変換するために単一のＡＤＣ１０２が使用される。

図３は、第２の例示的な実施形態による複数信号の変換器３００のブロック図である。第２の例示的な実施形態では、オフセット周波数シフタ１２０は、ベースバンド信号混合器２０６と、低域フィルタ３０２と、ＩＦ信号混合器３０４とを含む。第２のＲＦ信号１２２は、第２のアナログ信号をベースバンドに置くために、第２のＲＦ信号１２２（ＲＦ２）の周波数と等しい混合信号２１２と混合される。低域フィルタ３０２は、ＩＦ信号混合器３０４がベースバンド信号を第２の中心周波数（ＩＦ）に混合する前に高周波成分とその他の雑音とを最低限に抑える。上で説明されたように、ＩＦ周波数の選択は、アナログ信号１０４、１０６の帯域幅と、ＡＤＣ１０２の量子化雑音応答と、受信信号の信号強度とに基づくことが可能である。第２の中心周波数（ＩＦ）での第２のアナログ信号１０６は、第１の例示的な実施形態を参照して上で説明されたように、ベースバンドで第１のアナログ信号１０４と組み合わされて、処理される。

図４は、第３の例示的な実施形態による複数信号の変換器４００のブロック図である。第２のＲＦ信号１２２は、第２の例示的な実施形態を参照して説明されたように、ベースバンドに混合されて、フィルタ処理される。チョッパ４０２は、ベースバンド信号をＩＦ中心周波数（第２の中心周波数）にシフトする。アップサンプリング技術を使用して、チョッパ４０２は、より高い周波数に集中したベースバンド信号の複数の画像を作成する。適切なチョッパ４０２の例は、選択された周期でアナログ信号の交互のセクションを反転させることによってベースバンドアナログ信号を乗じる回路である。例えば、［１ １ １ １ −１ −１ −１ −１］などの系列がベースバンド信号に適用され得る。結果として生じるスペクトルの例は図５を参照して議論される。加算器１２４内で組み合わせてＡＤＣ１０２内で処理した後で、信号は、ＩＦ中心周波数（第２の中心周波数）で第２のデジタル信号を回復するために、反転チョッピング技術を適用する反転チョッパ２１４で受信される。デジタルＬＰＦ２１６は、所望されないより高い周波数成分と雑音とを除外するために、デジタル領域内の複合デジタル信号１１０をフィルタ処理する。第１のＲＦ信号１１８と第１のアナログ信号１０４とは上で議論されたように処理される。

図５は、第３の例示的な実施形態による、アップサンプリングされた信号の周波数スペクトルのグラフ図である。図５の例示的なパワースペクトル曲線５０２は、標準化された、アップサンプリングされた信号のｄＢの形の振幅であり、１はサンプリング周波数の半分と等しい。したがって、ｘ軸にサンプリング周波数の２倍を乗じることは、実際の周波数をヘルツ（Ｈｚ）で提供する。第１の画像５０４は、ベースバンドより高く周波数シフトされた信号である。第２の画像５０６は、ベースバンドより高い繰返し信号であり、チョッパの期間は、画像５０４、５０６の周波数に反比例する。したがって、期間を増大することは周波数を低減する。期間が「１ −１」である例では、第１の画像５０４は１．０に位置づけられる。図５の例示的な実施形態では、アナログ信号の第１の画像はおよそ０．２５の標準化された周波数に現れる。

図６は、ＡＤＣ１０２の例示的な量子化雑音スペクトル６０２のグラフ図である。図６の曲線６０２は、ＡＤＣ１０２の実際の量子化雑音スペクトルを表すとは限らず、原寸に比例するとは限らない。例示的な実施形態のＡＤＣ１０２は周波数と共に増大する量子化雑音スペクトル６０２を有する。そのような特性を有するＡＤＣ１０２の例は、シグマ−デルタアナログデジタル変換器(sigma-delta analog to digital converter)であり、ここでは、オーバサンプリングは、量子化雑音を減らすことによってより低い周波数でダイナミックレンジを増大する。第１の信号領域６０４は、第１のアナログ信号１０４の期待される周波数範囲と信号振幅とを制限する。第２の信号領域６０６は、ＩＦ中心周波数で、第２のアナログ信号１０６の期待される周波数範囲と信号振幅とを制限する。適切なＩＦ中心周波数を選択することによって、第２のアナログ信号は、量子化雑音は第２のアナログ信号を処理するために十分低いが、アナログ信号１０４、１０６の両方が最低干渉で処理されることを可能にするスペクトル内の領域６０６内に置かれる。したがって、複数のアナログ信号を、アナログベースバンド信号のデジタル表現を回復するためにさらに処理される複合デジタル信号１１０に変換するために、ＡＤＣ１０２が利用される。図６の例示的な領域６０６、６０４は、ＧＰＳ信号およびＣＤＭＡ移動通信信号のための典型的な領域を表す。当業者は、図６の例をその他のタイプの信号とＡＤＣとに容易に適用するであろう。

図７は、複数信号の変換器４００を利用するのに適した受信機回路７００のブロック図である。受信機回路７００を参照して説明されるブロックの様々な機能および動作は、任意の数の装置、回路、またはエレメントで実施され得る。２個以上の機能ブロックは単一の装置内に組み込まれることが可能であり、任意の単一の装置内で実行されるとして説明される機能は、場合によっては、いくつかの装置上で実施されることが可能である。さらに、回路７００は、当業者によって認められるような任意の数の追加の装置を含み得るが、簡潔さのために図７に例示されない。

受信機回路７００は、例えば、移動通信電話または無線携帯情報端末（ＰＤＡ）などの移動通信装置の一部として実施され得る。例示的な受信機７００は、ＣＤＭＡ移動通信システム、ＰＣＳシステム、およびＧＰＳシステムを含む３個の通信システムから信号を受信する。信号はアンテナを介して受信されて、ダイプレクサ７０２(diplexer)によって異なる通信システムに対応する受信機チェーンに分散される。各受信機チェーンは、信号が低雑音増幅器（ＬＮＡ）７１０、７１２、７１４によって増幅される前に、所望される受信信号を帯域制限して、特定の周波数帯域外の受信エネルギーを削減する弾性表面波(Surface Acoustic Wave)（ＳＡＷ）を含む。増幅信号は、場合によっては、さらにフィルタ処理され得る。

各受信機チェーンは、混合信号７２２、７２４、７２６を着信ＲＦ信号と混合する信号混合器７１６、７１８、７２０を含む。混合信号（ＬＯ１、ＬＯ２、およびＬＯ３）７２２、７２４、７２６の周波数は、ＲＦ信号をベースバンドにシフトするために選択される。ＰＣＳ信号混合器７１６は、ＰＣＳ信号をベースバンドにシフトするために、増幅されフィルタ処理されたＰＣＳ信号を混合信号７２２と混合する。移動通信信号混合器７１８は、移動通信信号をベースバンドにシフトするために、増幅およびフィルタ処理された移動通信信号をもう１つの混合信号７２４と混合する。ＧＰＳ信号混合器７２０は、ＧＰＳをベースバンドにシフトするために、増幅およびフィルタ処理されたＧＰＳ信号を第３の混合信号７２６と混合する。信号混合器７１６、７１８、７２０は、同相（Ｉ）成分と、Ｉ成分から９０度の位相オフセットを有する直交（Ｑ）成分とを作成する直交混合器である。

ＰＣＳ信号のＩ成分と移動通信信号のＩ成分とは低域フィルタ７２８を通過し、移動通信信号およびＰＣＳ信号のＱ成分は、もう１つの低域フィルタ７３０を通過する。ＧＰＳ信号のＩ成分は、チョッパがフィルタ処理された信号を中間周波数（ＩＦ）に上方シフトする(upshifts)前に低域フィルタ７３２によってフィルタ処理される。もう１つの低域フィルタ７３４は、もう１つのチョッパ７３８がＱ成分をＩＦに上方シフトする前に、ＧＰＳ信号のＱ成分をフィルタ処理する。

受信機回路７００は、ＰＣＳ信号または移動通信信号と同時にＧＳＰ信号を受信するように構成される。しかし、例示的な受信機回路７００は、移動通信信号とＰＣＳ信号とを同時に受信しない。ＧＰＳ Ｉ成分と、移動通信Ｉ成分またはＰＣＳ Ｉ成分とは、複合デジタルＩ信号を形成するために、加算器７４０内に組み合わされて、ＡＤＣ７４４内で変換される。ＧＰＳ Ｑ成分と、移動通信Ｑ成分またはＰＣＳ Ｑ成分とは、複合デジタルＱ信号を形成するために、もう１つの加算器７４２内で組み合わされて、もう１つのＡＤＣ７４６内で変換される。

受信機フロントエンド７４８は、ＧＰＳデジタルＩ成分信号とＧＰＳデジタルＱ成分信号とを回復するために、上で議論されたように各複合デジタル信号を処理する。各ＧＰＳ信号成分は、ベースバンド領域６０４より高い信号領域６０６に周波数シフトされ、ＧＰＳ信号と移動通信（またはＰＣＳ）信号の両方が単一のＡＤＣによって同時に処理されることを可能にする。ＧＰＳ信号のより高い信号レベルにより、ＧＰＳ信号は、ベースバンド領域６０４よりもより高い雑音を有するＡＤＣ量子化雑音スペクトルの領域６０６内に位置づけられることが可能である。したがって、ＧＰＳ信号のために追加のＡＤＣは要求されない。

図８は、複数信号の変換器２００を利用するのに適した受信機回路８００のブロック図である。例示的な受信機回路８００では、ＧＰＳ信号は、移動通信信号またはＰＣＳ信号のＱ成分と組み合わされている前に、ＩＦ周波数に周波数シフトされる。ＳＡＷフィルタ７０８およびＧＰＳ ＬＮＡ７１４によるフィルタ処理および増幅の後で、ＧＰＳ ＲＦ信号はＩＦに周波数シフトされる。ＧＰＳ信号混合器７２０は、信号を、ＧＰＳ信号の中心周波数（ＲＦ）からＩＦ周波数を差し引いたものと等しい混合信号８０２と混合することによって、ＧＰＳ信号をシフトする。低域フィルタ８０４は、ＩＦでのＧＰＳ信号がＰＣＳまたは移動通信信号のＱ成分と加算器７４２で組み合わされる前に、より高い周波数成分と雑音とを削減する。場合によっては、低域フィルタ８０４のために、通過帯域フィルタが使用され得る。ＧＰＳ信号はベースバンドにシフトされないため、Ｉ成分とＱ成分の両方はＧＰＳ ＩＦ信号内に存在する。受信機前部７４８は、図２を参照して上で説明されたように、ＧＰＳデジタル信号を受信するために信号を処理する。

図９は、複数のアナログ信号をデジタル信号に変換する方法の流れ図である。方法は任意の数のハードウェア構成およびソフトウェア構成で実行され得るが、例示的な方法は、例示的な複数信号の変換器１００、２００、３００、４００を参照して議論される。

ステップ９０２で、第１のアナログ信号と第２のアナログ信号とがＡＤＣ１０２の入力で受信される。第１のアナログ信号１０４は第１の中心周波数を有し、第２のアナログ信号１０６は第２の中心周波数を有する。例示的な実施形態では、第１のＲＦ信号１１８は第１の中心周波数に周波数シフトされ、第２のＲＦ信号１２２は第２の中心周波数に周波数シフトされ、第１の中心周波数は０であり、第２の中心周波数は０より大きいＩＦ周波数である。

ステップ９０４で、アナログ信号１０４は、第１のアナログ信号１０４に対応する第１のデジタル信号と、第２のアナログ信号１０６に対応する第２のデジタル信号とを備える複合デジタル信号１１０に変換される。

ステップ９０６で、複合デジタル信号は、ベースバンドとして第２のデジタル信号１１４を回復するために、デジタル的に周波数シフトされる。例示的な実施形態では、複合信号は、周波数シフトされた信号をデジタル的にフィルタ処理することによってさらに処理される。複合デジタル信号１１０は、反転デジタル混合によってまたは反転チョッピングによって周波数シフトされ得る。例示的な実施形態では、第１のデジタル信号は複合デジタル信号１１０をデジタル的にフィルタ処理することによって回復される。

したがって、例示的な実施形態では、単一のＡＤＣ１０２は、複数のアナログ信号１０４、１０６を変換する。アナログ信号１０４、１０６は、異なる中心周波数を有し、両方の信号が同時に変換されることを可能にする。デジタルフィルタ処理および周波数シフトは、アナログ信号１０４、１０６に対応するデジタル信号１１２、１１４を受信する。

当業者は、情報および信号は、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して、表現されることができることを、理解するであろう。例えば、上の説明の全体にわたって参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界もしくは磁性粒子、光場もしくは光粒子、またはそれらの任意の組合せによって表現され得る。

当業者は、ここに開示された実施形態に関して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはそれら両方の組合せとしてインプリメントされる(implemented)ことができるのを、さらに理解するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、様々な例示的な成分、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、一般に、それらの機能性の点から上で説明されてきた。このような機能性がハードウェアとしてインプリメントされるかまたはソフトウェアとしてインプリメントされるかは、システム全体に課せられた特定のアプリケーションおよび設計の制約によって決まる。熟練者(skilled artisans)は、各特定のアプリケーションについて、様々な方法で説明された機能性をインプリメントすることが可能であるが、そのようなインプリメンテーションの決定は本発明の範囲からの逸脱を生じさせるものとして解釈されるべきではない。

ここに開示された実施形態に関して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはその他のプログラム可能な論理装置、ディスクリートゲートもしくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア成分、あるいは、ここに説明された機能を実行するために設計されたそれらの任意の組合せを用いて、インプリメントまたは実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替形態では、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械でもよい。プロセッサはまた、コンピューティング装置の組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併せた１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成、としてインプリメントされることもできる。

ここに開示された実施形態に関して説明された方法ステップまたはアルゴリズムは、ハードウェアで直接的に、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで、またはそれら２つの組合せで具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で知られている任意の他の形式の記憶媒体の中に常駐し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体から情報を読み取り、当該記憶装置に情報を書き込むことが可能であるようにプロセッサに結合される。代替形態では、記憶媒体はプロセッサに組み込まれることが可能である。プロセッサおよび記憶媒体はＡＳＩＣ内に常駐し得る。ＡＳＩＣはユーザ端末内に常駐し得る。代替形態では、プロセッサと記憶媒体とは、ユーザ端末内の離散成分として常駐し得る。

明らかに、これらの教示を考慮して、本発明の他の実施形態および修正が、当業者に容易に思いつくであろう。上記の説明は、例示的であり、限定的ではない。本発明は、添付の特許請求範囲によってのみ限定されるべきであり、それは、上記の明細書および添付の図面と共に考察されると、すべてのそのような実施形態および修正を含む。本発明の範囲は、したがって、上記説明を参照して決定されるべきではなく、その代わりに、添付の特許請求の範囲を参照して、それらの均等物の全範囲と共に、決定されるべきである。

本発明の例示的な実施形態による、アナログデジタル変換（ＡＤＣ）を使用した複数信号の変換器のブロック図。 第１の例示的な実施形態による複数信号の変換器のブロック図。 第２の例示的な実施形態による複数信号の変換器のブロック図。 第３の例示的な実施形態による複数信号の変換器のブロック図。 第３の例示的な実施形態による、アップサンプリングされた(upsampled)信号の周波数スペクトルのグラフ図。 ＡＤＣの例示的な量子化雑音スペクトルのグラフ図。 複数信号の変換器を利用するのに適した受信機回路のブロック図。 複数信号の変換器を利用するのに適した受信機回路のブロック図。 本発明の例示的な実施形態による、複数のアナログ信号をデジタル信号に変換する方法の流れ図。

Claims (17)

1. 第１のアナログ信号を生成するために、第１の無線周波数信号を第１の中心周波数に周波数シフトするように構成された周波数シフタと；
   第２のアナログ信号を生成するために、第２の無線周波数信号を第２の中心周波数に周波数シフトするように構成されたオフセット周波数シフタと、なお、前記第２の中心周波数は前記第１の中心周波数より大きい；
   前記第１のアナログ信号を前記第２のアナログ信号に加算するように構成された信号加算器と；
   前記信号加算器に結合され、前記第１の中心周波数での前記第１のアナログ信号と前記第２の中心周波数での前記第２のアナログ信号とを、前記第１のアナログ信号に対応する第１のデジタル信号と前記第２のアナログ信号に対応する第２のデジタル信号とを備える複合デジタル信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換器と、なお、前記アナログデジタル変換器の量子化雑音スペクトルは、前記第２の中心周波数での第２の雑音レベルより少ない、前記第１の中心周波数での第１の雑音レベルを有する；
   前記第２のデジタル信号を回復するために、前記複合デジタル信号をデジタル的に周波数シフトするように構成されたデジタル周波数シフタと；
   を備える複数信号の変換器。
2. 前記オフセット周波数シフタは、
   前記第２の無線周波数信号を前記第２の中心周波数にシフトするために、前記第２の無線周波数信号を混合信号と混合するように構成された信号混合器を備える、請求項１に記載の複数信号の変換器。
3. 前記オフセット周波数シフタは、
   前記第２の無線周波数信号をベースバンドにシフトするために、前記第２の無線周波数信号を第１の混合信号と混合するように構成された第１の信号混合器と；
   前記ベースバンドの第２の無線周波数信号を前記第２の中心周波数にシフトするために、前記ベースバンドの第２の無線周波数信号を第２の混合信号と混合するように構成された第２の信号混合器と；
   を備える、請求項１に記載の複数信号の変換器。
4. 前記オフセット周波数シフタは、
   前記第２の無線周波数信号をベースバンドにシフトするために、前記第２の無線周波数信号を混合信号と混合するように構成された信号混合器と；
   前記ベースバンドの第２の無線周波数信号を前記第２の中心周波数にシフトするために、前記ベースバンドの第２の無線周波数信号をアップサンプリングするように構成されたチョッパと；
   を備える、請求項１に記載の複数信号の変換器。
5. 前記デジタル周波数シフタは、反転チョッパを備える、請求項４に記載の複数信号の変換器。
6. 前記デジタル周波数シフタは、反転デジタル混合器を備える、請求項１に記載の複数信号の変換器。
7. 前記デジタル周波数シフタは、反転チョッパを備える、請求項１に記載の複数信号の変換器。
8. 前記第２のデジタル信号を回復するために、前記デジタル周波数シフタによって作成された、デジタル的に周波数シフトされた信号をフィルタ処理するように構成されたデジタルフィルタをさらに備える、請求項１に記載の複数信号の変換器。
9. 前記第１のデジタル信号を回復するために、前記複合デジタル信号をフィルタ処理するように構成されたデジタルフィルタをさらに備える、請求項１に記載の複数信号の変換器。
10. 前記第１の無線周波数信号は移動通信信号であり、前記第２の無線周波数信号は全地球測位システム（ＧＰＳ）信号である、請求項１に記載の複数信号の変換器。
11. 前記アナログデジタル変換器は、シグマデルタアナログデジタル変換器である、請求項１に記載の複数信号の変換器。
12. 第１のアナログ信号を生成するために、第１の無線周波数信号を第１の中心周波数に周波数シフトするための第１の周波数シフト手段と；
    第２のアナログ信号を生成するために、第２の無線周波数信号を第２の中心周波数に周波数シフトするための第２の周波数シフト手段と、なお、前記第２の中心周波数は前記第１の中心周波数より大きい；
    前記第１のアナログ信号を前記第２のアナログ信号に加算するための信号加算手段と；
    前記信号加算手段に結合され、前記第１のアナログ信号と前記第２のアナログ信号とを、前記第１のアナログ信号に対応する第１のデジタル信号と前記第２のアナログ信号に対応する第２のデジタル信号とを備える複合デジタル信号に変換するための変換手段と、なお、前記変換手段の量子化雑音スペクトルは、前記第２の中心周波数での第２の雑音レベルより少ない、前記第１の中心周波数での第１の雑音レベルを有する；
    前記第２のデジタル信号を回復するために、前記複合デジタル信号をデジタル的に周波数シフトするためのデジタル周波数シフト手段と；
    を備える複数信号の変換器。
13. 前記第１のデジタル信号を回復するために、前記複合デジタル信号をデジタル的にフィルタ処理するための第１のデジタルフィルタ処理手段と；
    前記第２のデジタル信号を回復するために、前記デジタル的に周波数シフトされる複合デジタル信号をデジタル的にフィルタ処理するための第２のデジタルフィルタ処理手段と；
    をさらに備える、請求項１２に記載の複数信号の変換器。
14. 第１のアナログ信号を生成するために、第１の無線周波数信号を周波数シフトすることと；
    第２のアナログ信号を生成するために、第２の無線周波数信号を周波数シフトすることと、なお、前記第２の中心周波数は前記第１の中心周波数より大きい；
    アナログデジタル変換器の入力で前記第１のアナログ信号を受信することと；
    前記アナログデジタル変換器の入力で前記第２のアナログ信号を受信することと；
    前記第１のアナログ信号を前記第２のアナログ信号に加算することと；
    前記第１のアナログ信号と前記第２のアナログ信号とを、前記第１のアナログ信号に対応する第１のデジタル信号と前記第２のアナログ信号に対応する第２のデジタル信号とを備える複合デジタル信号に変換することと、なお、前記アナログデジタル変換器の量子化雑音スペクトルは、前記第２の中心周波数での第２の雑音レベルより少ない、前記第１の中心周波数での第１の雑音レベルを有する；
    前記第２のデジタル信号を回復するために、前記複合デジタル信号をデジタル的に周波数シフトすることと；
    を備える方法。
15. 前記第１のデジタル信号を回復するために、前記複合デジタル信号をデジタル的にフィルタ処理することと；
    前記第２のデジタル信号を回復するために、前記デジタル的に周波数シフトすることから生じた、周波数シフトされたデジタル信号をデジタル的にフィルタ処理することと；
    をさらに備える、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第１の中心周波数は０であり、前記第１のアナログ信号はベースバンド信号であり、前記第２の中心周波数は０より大きい、請求項１５に記載の方法。
17. 前記第２の無線周波数信号を前記周波数シフトすることは、
    アナログベースバンドの第２の信号を生成するために、前記第２の無線周波数信号を周波数シフトすることと；
    前記アナログベースバンドの第２の信号をフィルタ処理することと；
    前記アナログベースバンドの第２の信号を前記第２の中心周波数に周波数シフトすることと；
    を備える、請求項１６に記載の方法。

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