JP5360056B2 - ポリフェーズフィルタの帯域調整装置及びポリフェーズフィルタの帯域調整方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態によるポリフェーズフィルタの帯域調整装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のポリフェーズフィルタの帯域調整装置は、差動クロック信号を発生する電圧制御発振器(VCO)1と、VCOの出力を入力としてIQ信号(4相信号)を発生するポリフェーズフィルタ2と、ポリフェーズフィルタの出力およびテスト信号を入力とするミキサー3と、ミキサーの出力を入力とする包絡線検波回路(エンベロープディテクター)4と、エンベロープディテクターの出力を入力とする帯域制御信号発生回路5とで構成される。なお本明細書において、「○○の出力」とは「○○から出力される信号(データ)」を示す。例えば、「VCOの出力」とは「VCOから出力される信号」のことである。
第1の効果は、省面積および低消費電力なポリフェーズフィルタの帯域調整を実現することができることである。第1の効果が得られる理由は、従来例の位相比較器に変えて、ミキサーのDCオフセットキャンセルに用いられるエンベロープディテクターを共用できることによる。
第2の効果は、高速動作可能なポリフェーズフィルタの帯域調整を実現することができることである。第2の効果が得られる理由は、従来例の位相比較器の負荷が除去されていることによる。
図2は、本発明の第2の実施形態によるポリフェーズフィルタの帯域調整装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のポリフェーズフィルタの帯域調整装置は、差動クロック信号を発生する電圧制御発振器(VCO)101と、VCOの出力を入力としてIQ信号を発生するポリフェーズフィルタ102と、ポリフェーズフィルタの出力およびテスト信号を入力とするミキサー103と、ミキサー出力を入力とする包絡線検波回路(エンベロープディテクター)104と、エンベロープディテクターの出力を入力とする帯域制御デジタル信号発生回路105とで構成される。
図3は、本発明の第3の実施形態によるポリフェーズフィルタの帯域調整装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のポリフェーズフィルタの帯域調整装置は、差動クロック信号を発生する電圧制御発振器(VCO)201と、VCOの出力を入力としてIQ信号を発生するポリフェーズフィルタ202と、ポリフェーズフィルタの出力およびテスト信号を入力とするミキサー203と、ミキサー出力を入力とする包絡線検波回路(エンベロープディテクター)204と、エンベロープディテクターの出力および所望周波数切り替え制御信号を入力とする帯域制御デジタル信号発生回路205とで構成される。
図4は、本発明の第4の実施形態によるポリフェーズフィルタの帯域調整装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のポリフェーズフィルタの帯域調整装置は、差動クロック信号を発生する電圧制御発振器(VCO)301と、VCOの出力を入力としてIQ信号を発生するポリフェーズフィルタ302と、ポリフェーズフィルタの出力およびテスト信号を入力とするミキサー303と、ミキサー出力を入力とする包絡線検波回路(エンベロープディテクター)304と、エンベロープディテクターの出力を入力とする帯域制御デジタル信号発生回路305と、アナログベースバンド回路306とで構成される。
図5は、本発明の第5の実施形態によるポリフェーズフィルタの帯域調整装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のポリフェーズフィルタの帯域調整装置は、差動クロック信号を発生する電圧制御発振器(VCO)401と、VCOの出力を入力としてIQ信号を発生するポリフェーズフィルタ402と、ポリフェーズフィルタの出力およびテスト信号を入力とするミキサー403と、ミキサー出力を入力とする包絡線検波回路(エンベロープディテクター)404と、エンベロープディテクターの出力を入力とする帯域制御デジタル信号発生回路405と、アナログベースバンド回路406と、デジタルベースバンド回路407とで構成される。
図6は、本発明の第6の実施形態によるポリフェーズフィルタの帯域調整装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のポリフェーズフィルタの帯域調整装置は、差動クロック信号を発生する電圧制御発振器(VCO)501と、VCOの出力を入力としてIQ信号を発生するポリフェーズフィルタ502と、ポリフェーズフィルタの出力およびテスト信号を入力とするミキサー503と、ミキサー出力を入力とする包絡線検波回路(エンベロープディテクター)504と、エンベロープディテクターの出力を入力とする帯域制御デジタル信号発生回路505と、メモリ回路506と、スイッチ507−509とで構成される。
図7は、本発明の第7の実施形態によるポリフェーズフィルタの帯域調整装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のポリフェーズフィルタの帯域調整装置は、差動クロック信号を発生する電圧制御発振器(VCO)601と、VCOの出力を入力としてIQ信号を発生するポリフェーズフィルタ602と、ポリフェーズフィルタの出力を入力とするアンプ606と、アンプの出力およびテスト信号を入力とするミキサー603と、ミキサー出力を入力とする包絡線検波回路(エンベロープディテクター)604と、エンベロープディテクターの出力を入力とする帯域制御デジタル信号発生回路605とで構成される。
図8は、本発明の第8の実施形態によるポリフェーズフィルタの帯域調整装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のポリフェーズフィルタの帯域調整装置は、差動クロック信号を発生する電圧制御発振器(VCO)701と、VCOの出力を入力としてIQ信号を発生するポリフェーズフィルタ702と、ポリフェーズフィルタの出力およびテスト信号を入力とするミキサー703と、ミキサー出力を入力とする包絡線検波回路(エンベロープディテクター)704と、エンベロープディテクターの出力を入力とする帯域制御デジタル信号発生回路705と、デルタシグマ変調回路706と、スイッチ707−709とで構成される。
図9は、本発明の第9の実施形態によるポリフェーズフィルタの帯域調整装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のポリフェーズフィルタの帯域調整装置は、差動クロック信号を発生する電圧制御発振器(VCO)801と、VCOの出力を入力としてIQ信号を発生するポリフェーズフィルタ802と、VCOの出力を入力とする分周器806と、ポリフェーズフィルタの出力または分周器の出力を切り替えて出力するセレクタ807と、セレクタの出力およびテスト信号を入力とするミキサー803と、ミキサー出力を入力とする包絡線検波回路(エンベロープディテクター)804と、エンベロープディテクターの出力を入力とする帯域制御デジタル信号発生回路805とで構成される。
2、102、202、302、402、502、602、702、802 ポリフェーズフィルタ
3、103、203、303、403、503、603、703、803 ミキサー 4、104、204、304、404、504、604、704、804 包絡線検波回路(エンベロープディテクター)
5、805 帯域制御信号発生回路
11、111、211、311、411、511、611、711、811 VCOの出力信号
12、112、212、312、412、512、617、712、818 ポリフェーズフィルタの出力信号
13、113、213、313、413、513、613、713、813 ミキサーの出力信号
14、114、214、314、414、514、614、714、814 エンベロープディテクターの出力信号
15、815 帯域制御信号発生回路の出力信号
16、116、216、316、416、516、616、716、816 ミキサーの入力信号
105、205、305、405、505、605、705 帯域制御デジタル信号発生回路
115、215、315、415、518、615、718 帯域制御デジタル信号発生回路の出力信号
217 帯域制御デジタル信号発生回路の制御信号
306、406 アナログベースバンド回路
407 デジタルベースバンド回路
506 メモリ回路
507、707 第1のスイッチ
508、708 第2のスイッチ
509、709 第3のスイッチ
515、715 ポリフェーズフィルタの制御信号
517 メモリ回路の制御信号
519 メモリ回路の入力信号
520 メモリ回路の出力信号
606 アンプ
618 アンプの出力信号
706 デルタシグマ変調回路
717 デルタシグマ変調回路の制御信号
719 デルタシグマ変調回路の入力信号
720 デルタシグマ変調回路の出力信号
806 分周器
807 セレクタ
812 セレクタの出力信号
817 分周器の出力信号
2001、2201、3002 第1の可変容量素子
2002、2202、3003 第2の可変容量素子
2003、2203、3004 第3の可変容量素子
2004、2204、3005 第4の可変容量素子
2005、2205、3006 第5の可変容量素子
2006、2206、3007 第6の可変容量素子
2007、2207、3008 第7の可変容量素子
2008、2208、3009 第8の可変容量素子
2009、2209、3001 第1の抵抗素子
2010、2210、3010 第2の抵抗素子
2011、2211、3011 第3の抵抗素子
2012、2212、3012 第4の抵抗素子
2013、2213、3013 第5の抵抗素子
2014、2214、3014 第6の抵抗素子
2015、2215 第7の抵抗素子
2016、2216 第8の抵抗素子
2017、2117、2217 第1の入力端子
2018、2118、2218 第2の入力端子
2019、2119、2219、3020 第1の出力端子
2020、2120、2220、3025 第2の出力端子
2021、2121、2221 第3の出力端子
2022、2122、2222 第4の出力端子
2023、2123、2223、3021 第1の制御端子
2024、2124、2224、3022 第2の制御端子
2025、2125、2225、3023 第3の制御端子
2026、2126、2226、3024 第4の制御端子
2027、2127、2227 第5の制御端子
2028、2128、2228 第6の制御端子
2029、2129、2229 第7の制御端子
2030、2130、2230 第8の制御端子
2101 第1の容量素子
2102 第2の容量素子
2103 第3の容量素子
2104 第4の容量素子
2105 第5の容量素子
2106 第6の容量素子
2107 第7の容量素子
2108 第8の容量素子
2109 第1の可変抵抗素子
2110 第2の可変抵抗素子
2111 第3の可変抵抗素子
2112 第4の可変抵抗素子
2113 第5の可変抵抗素子
2114 第6の可変抵抗素子
2115 第7の可変抵抗素子
2116 第8の可変抵抗素子
3015 第1のインバータアンプ
3016 第2のインバータアンプ
3017 第3のインバータアンプ
3018 第4のインバータアンプ
3019 入力端子
4000 第1の極の可動周波数範囲
4001 第2の極の可動周波数範囲
4002 第1の所望周波数
4003 第2の所望周波数
4004 第1の極周波数
4005 第2の極周波数
4006 第1の所望周波数
4007 第2の所望周波数
4008 第1の極周波数
4009 第2の極周波数
4010 第1の所望周波数
4011 第2の所望周波数
4012 第1の極周波数
4013 第2の極周波数
4014 第1の極の可動周波数範囲
4015 第1の所望周波数
4016 第2の所望周波数
4017 第1の極周波数
5001 電圧制御発振器(VCO)
5002 ポリフェーズフィルタ
5003 ミキサー
5004 位相比較器
5005 位相−制御電圧変換器
5010 VCOの出力信号
5011 ポリフェーズフィルタの出力信号
5012 位相比較器の出力信号
5013 位相−制御電圧変換器の出力信号
5014 ミキサーの出力信号
Claims (27)
- クロック信号を発生する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発信器から出力されるクロック信号を入力し、4相信号を出力するポリフェーズフィルタと、
前記ポリフェーズフィルタから出力される4相信号と、外部テスト信号とを入力するミキサーと、
前記ミキサーから出力される信号を入力する包絡線検波回路と、
前記包絡線検波回路から出力される信号を入力し、前記ポリフェーズフィルタの帯域を制御する帯域制御信号を発生する帯域制御信号発生回路と、
を備えることを特徴とするポリフェーズフィルタの帯域調整装置。 - 前記ポリフェーズフィルタの帯域は、可変容量素子により調整されることを特徴とする請求項1記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記ポリフェーズフィルタの帯域は、可変抵抗素子により調整されることを特徴とする請求項1記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記電圧制御発信器から出力されるクロック信号は、差動(2相)であることを特徴とする請求項第1記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記帯域制御信号発生回路は、前記帯域制御信号としてデジタル信号を発生することを特徴とする請求項1記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記ポリフェーズフィルタの帯域は、可変容量素子端に印可されるデジタル信号により調整されることを特徴とする請求項5記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記可変容量素子は、複数のバイナリコードで重み付けされた可変容量素子で構成されることを特徴とする請求項6記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記可変容量素子は、複数のサーモメータコードで重み付けされた可変容量素子で構成されることを特徴とする請求項6記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記帯域制御信号発生回路は、前記帯域制御信号としてデジタル信号を発生するとともに、前記ポリフェーズフィルタの複数の所望周波数に応じて、外部制御信号により前記デジタル信号発生のアルゴリズムを切り替えることを特徴とする請求項1記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記アルゴリズムは、所望周波数の近傍にあるポリフェーズフィルタの極周波数を主に決める可変素子値の探索後に、遠方にあるポリフェーズフィルタの極周波数を主に決める可変素子値の探索をするとともに、所望周波数に応じて制御する素子が切り替えられるものであることを特徴とする請求項9記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- アナログ波形のテスト信号を発生し、前記テスト信号を前記ミキサーへ入力するアナログベースバンド回路をさらに備えることを特徴とする請求項1記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- デジタル波形のテスト信号を発生し、前記テスト信号を前記ミキサーへ入力するデジタルベースバンド回路をさらに備えることを特徴とする請求項1記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記帯域制御信号発生回路により発生される前記帯域制御信号を蓄積するメモリ回路と、
前記帯域制御信号発生回路の出力あるいは前記メモリ回路の出力を切り替えるスイッチと、
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。 - 前記メモリ回路は、複数の所望周波数に対するデジタル信号を蓄積することを特徴とする請求項13記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記包絡線検波回路と前記帯域制御信号発生回路とは、前記メモリ回路のデータが読み出されているときに、電源が遮断されることを特徴とする請求項13または14記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記ポリフェーズフィルタから出力される信号を入力して振幅制限するアンプをさらに備え、
前記ミキサーは、前記外部テスト信号とともに、前記アンプから出力される信号を入力することを特徴とする請求項1記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。 - 前記帯域制御信号発生回路により発生される前記帯域制御信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調回路をさらに備えることを特徴とする請求項1記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。
- 前記電圧制御発信器から出力されるクロック信号を入力し、分周された4相信号を出力する分周器回路と、
前記ポリフェーズフィルタから出力される4相信号あるいは前記分周器回路から出力される4相信号を選択するセレクタと、をさらに備え、
前記ミキサーは、前記外部テスト信号とともに、前記セレクタにて選択される信号を入力することを特徴とする請求項1記載のポリフェーズフィルタの帯域調整装置。 - 電圧制御発振器が、クロック信号を発生するステップと、
ポリフェーズフィルタが、前記電圧制御発信器から出力されるクロック信号を入力し、4相信号を出力するステップと、
ミキサーが、前記ポリフェーズフィルタから出力される4相信号と、外部テスト信号とを入力するステップと、
包絡線検波回路が、前記ミキサーから出力される信号を入力するステップと、
帯域制御信号発生回路が、前記包絡線検波回路から出力される信号を入力し、前記ポリフェーズフィルタの帯域を制御する帯域制御信号を発生するステップと、
を備えることを特徴とするポリフェーズフィルタの帯域調整方法。 - 前記帯域制御信号としてデジタル信号が発生されることを特徴とする請求項19記載のポリフェーズフィルタの帯域調整方法。
- 前記帯域制御信号としてデジタル信号を発生するとともに、前記ポリフェーズフィルタの複数の所望周波数に応じて、外部制御信号により前記デジタル信号発生のアルゴリズムを切り替えるステップをさらに備えることを特徴とする請求項19記載のポリフェーズフィルタの帯域調整方法。
- アナログ波形のテスト信号を発生し、前記テスト信号を前記ミキサーへ入力するステップをさらに備えることを特徴とする請求項19記載のポリフェーズフィルタの帯域調整方法。
- デジタル波形のテスト信号を発生し、前記テスト信号を前記ミキサーへ入力するステップをさらに備えることを特徴とする請求項19記載のポリフェーズフィルタの帯域調整方法。
- 前記帯域制御信号発生回路により発生される前記帯域制御信号をメモリ回路に蓄積するステップと、
前記帯域制御信号発生回路の出力あるいは前記メモリ回路の出力を切り替えるステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項19記載のポリフェーズフィルタの帯域調整方法。 - 前記ポリフェーズフィルタから出力される信号を入力して振幅制限し、前記外部テスト信号とともに前記ミキサーに入力するステップをさらに備えることを特徴とする請求項19記載のポリフェーズフィルタの帯域調整方法。
- 前記帯域制御信号発生回路により発生される前記帯域制御信号をデルタシグマ変調するステップをさらに備えることを特徴とする請求項19記載のポリフェーズフィルタの帯域調整方法。
- 前記分周器回路が、前記電圧制御発信器から出力されるクロック信号を入力し、分周された4相信号を出力するステップと、
前記ポリフェーズフィルタから出力される4相信号あるいは前記分周器回路から出力される4相信号を選択し、前記外部テキスト信号とともに前記ミキサーに入力するステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項19記載のポリフェーズフィルタの帯域調整方法。
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