WO2005046054A1

WO2005046054A1 - 半導体装置、無線端末装置及び無線通信機器

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Publication number: WO2005046054A1
Application number: PCT/JP2003/014289
Authority: WO
Inventors: Kenichi Minobe; Atsushi Matsuda; Masashi Okubo
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2005-05-19
Also published as: CN1860682A; AU2003277662A1; CN1860682B; EP1684426A4; EP1684426A1; JPWO2005046054A1; US20060183456A1; US7684780B2

Abstract

　第１の性能に合わされた第１のアナログ回路（５３）と、上記第１のアナログ回路と協働することで上記第１の性能より高い第２の性能を実現する第２のアナログ回路（５５）とを有し、第１の性能が要求される場合には第１のアナログ回路を動作させるとともに第２のアナログ回路への電源供給を遮断し、第２の性能が要求される場合には第１のアナログ回路及び第２のアナログ回路をともに動作させるようにして、第１のアナログ回路を共有することにより回路規模の増大を抑制しながらも、要求される性能に応じて回路特性を適切に切り替えることができるようにする。

Description

明細書

半導体装置、無線端末装置及び無線通信機器技術分野

本発明は、半導体装置、無線端末装置及び無線通信機器に関し、特に、回路特性が切り替え可能な半導体装置、無線端末装置及び無線通信機器に関する。背景技術

従来のデジタル無線端末は、一般に図 8に示すように、 RF部 80、 AFE ( Analog Front End) 部 90、及び D B B (Digital Base Band) 部 1 00で構成される。 RF部 80は、アンテナ 8 1と、ミキサーやパワーアンプ等をそれぞれ含む送信アンプ部 82及び受信アンプ部 83と、共用回路 84とを有する。

また、信号をアナログ一デジタルの相互に変換する AF E部 90は、受信部と送信部とからなり、受信用フィルター 9 1と、受信用の ADC (アナログ一デジタル変換器） 92と、送信用の D AC (デジタル—アナログ変換器） 9 3と、送信用フィルター 94とを有する。デジタル信号処理を行う DB B部 1 00は信号処理部 1 0 1を有する。

図 7に示した無線端末において、アンテナ 8 1にて受信されたアナログ信号は、受信アンプ部 83で増幅等された後、受信用フィルター 9 1にてフィルター処理が施される。さらに、フィルター処理されたアナログ信号は、 ADC 92によりデジタル信号に変換され、信号処理部 1 0 1に供給される。

また、信号処理部 1 0 1より出力された送信するデジタル信号は、 DAC 9 3 によりアナログ信号に変換された後、送信用フィルター 94にてフィルター処理が施される。さらに、送信アンプで増幅等の所定の処理が行われた後、アンテナ 8 1を介して送信される。

ここで、 2つの無線方式に対応する無線端末を構成する場合、 1つの無線方式に対応する図 8に示した回路を、図 9に示すように 2つ並列に並べて構成するのが一般的である。なお、図 9において、図 8に示したブロック等と同一の機能を有するブロック等には同一の符号を付している。図 9においては、 RF— A80 、 AFE— A9 0、及ぴ AFE— A90に接続される信号処理部 10 1が 1つの無線方式に対応し、 RF— B 80、 AFE— B 90、及び AFE— B 90に接続される信号処理部 1 0 1が他の 1つの無線方式に対応する。

また、複数の無線方式に対応する無線端末の構成として、無線方式に応じて広帯域フィルターと低帯域フィルターを切り替えるもの（例えば、特開平 1 0— 2 24243号公報（特許文献 1) 参照）、デジタルフィルターのサンプリング周波数を変更することでバンド幅を変更するもの（例えば、特表 2002— 500 490号公報（特許文献 2) 参照）、及びソフトウア切り替えによりフィルタ一を変更しパンド幅を変更するもの（例えば、特開 2000— 1 3 279号公報 (特許文献 3) 参照）等があった。

しかしながら、図 9に示したように構成した場合には、無線端末を構成する部品点数が非常に多くなり,、部品実装に必要な面積が増大して無線端末の小型化が困難になる。また、製造に要するコスト（部品コスト等）も高くなる。

上記図 9に示した構成に対し、部品点数の削減及び無線端末の小型化を図る方法として、 AFE部や DB B部を 2つの無線方式で共通化する構成が考えられる。しかしながら、無線方式に応じて要求される特性（送受信フィルターの減衰特性、 AD C及び D ACの動作周波数や分解性能等）が異なるので、 AFE部を共有する場合には、無線方式の中で最も高い仕様に合わせたフィルター、 ADC、及ぴ DA Cを用いる必要がある。

そのため、回路を共有化した場合には、実際に動作する無線方式によっては必要以上の性能で動作することとなり、電力を浪費してしまう。また、フィルターの減衰特性も選択する無線方式によっては不十分となる場合があり、無線方式によっては更なるデジタルフィルター処理が必要となり電力を浪費してしまう。

特許文献 1 ■

特開平 1 0— 224243号公報

特許文献 2

特表 2002— 500490号公報

特許文献 3

特開 2000— 1 3 279号公報発明の開示

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、回路規模の増大を抑制しながらも、通信環境に応じて回路特性を適切に切り替えることができるようにすることを目的とする。

本発明の半導体装置は、回路特性が第 1の性能に合わされた第 1のアナログ回路と、上記第 1のアナログ回路と協働することで、上記第 1の性能より高い第 2 の性能を実現する第 2のアナログ回路とを有し、上記第 1の性能が要求される場合には上記第 2のアナログ回路への電源供給を遮断する。

本発明によれば、上記第 1のアナログ回路を動作させるとともに上記第 2のァナログ回路への電源供給を遮断して上記第 1の性能が実現され、上記第 1のアナ口グ回路及び第 2のアナログ回路をともに動作させることで上記第 2の性能が実現される。したがって、第 1のアナログ回路を共有することにより、回路規模の増大を抑制しながらも、要求される性能に応じて回路特性を適切に切り替えることができる。また、要求される性能に応じて、動作させる必要がないアナログ回路への電源供給を遮断することにより消費電力を削減することができる。

また、無線方式に応じて、第 1の無線方式の場合には上記第 1のアナログ回路を動作させるとともに上記第 2のアナログ回路への電源供給を遮断し、第 2の無線方式の場合には上記第 1のアナログ回路及び第 2のアナログ回路をともに動作させるようにしても良い。このようにした場合には、無線方式に応じて要求される性能に合うように回路特性を適切に切り替えることができる。

また、無線通信における受信信号の品質に応じて、上記第 1のアナログ回路を動作させるとともに上記第 2のアナログ回路への電源供給を遮断する状態と、上記第 1のアナログ回路及ぴ第 2のアナログ回路をともに動作させる状態とを切り替えるようにしても良い。このようにした場合には、回路特性を適切に切り替え、受信信号の品質を向上させることができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施形態による半導体装置を適用した無線端末装置の構成例を示すプロック図である。

図 2は、異なる無線方式にて要求されるフィルター減衰特性の一例を示す図である。

図 3は、第 1の実施形態におけるフィルターの構成例を示すプロック図である図 4は、図 3に示したフィルターの動作原理を概念的に示す図である。

図 5は、第 1の実施形態における AD変換器の構成例を示すプロック図である図 6は、第 1の実施形態における D A変換器の構成例を示すプロック図である図 7は、第 2の実施形態におけるフィルターの減衰特性の一例を示す図である図 8は、従来の無線端末の構成を示すブロック図である。

図 9は、従来の 2つの無線方式に対応した無線端末の構成を示すプロック図でめる。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

(第 1の実施形態）

図 1は、本癸明の第 1の実施形態による半導体装置を適用した無線端末装置の構成例を示すブロック図である。第 1の実施形態における無線端末装置は、複数の無線方式（以下の説明では 2つとする）に対応し、動作する無線方式に応じて回路特性を切り替えるものである。

図 1に示すように、第 1の実施形態における無線端末装置は、第 1の無線方式の RF (Radio Frequency) 部（RF— A) 1 0、第 2の無線方式の RF部（R F - B ) 20、 AFE (Analog Front End) 部 30、 DB B (Digital Base Band) 部 40、及びスィッチ SW1、 SW2を有する。

RF— A 1 0は、アンテナ 1 1、ミキサーやパワーアンプ等をそれぞれ含み信号の増幅等を行う送信アンプ部 1 2と受信アンプ部 1 3、及び共用回路 14を有する。 RF— B 20は、 RF— A10と同様に構成され、アンテナ 2 1、送信ァンプ部 22、受信アンプ部 2 3、及び共用回路 24を有する。 R F— A 1 0、 R F— B 20は、高周波信号処理等を行う。

AFE部 30は、受信部と送信部とからなり、入力される信号をアナログ信号一デジタル信号の相互に変換する。受信部は、 RF部 1 0、 20から入力されるアナログ信号にフィルター処理を施す受信用フィルター 3 1と、フィルター処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換する受信用の AD変換器（アナログ一デジタル変換器、 ADC) 3 2を有する。また、送信部は、 DBB部 40から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する送信用の D A変換器（デジタル —アナログ変換器、 DAC) 33と、 DA変換して得られたアナログ信号にフィルター処理を施す送信用フィルター 34を有する。

ここで、詳細は後述するが受信用フィルター 3 1、 ADC 32、 DAC 33、及び送信用フィルター 34は、 DBB部 40から供給される制御信号 CTLに基づいて、回路特性（フィルター 3 1、 34の減衰特性、 ADC 32や DAC 3 3 の分解性能等）が選択された無線方式に適した回路特性に切り替え可能なように構成されている。

DB B部 40は、信号処理部 4 1を有しており、ベースバンド信号処理等のデジタル信号処理を行う。信号処理部 4 1は、選択された無線方式に応じて制御信号 CTLを出力する。また、信号処理部 4 1は、入力されるデジタル信号を用いて所定のデジタル信号処理を行ったり、デジタル信号処理等により得られるデジタル信号を出力したりする。

次に、第 1の実施形態における無線端末装置の動作について説明する。

まず、 DB B 40は、選択された無線方式に応じて制御信号 CTLを AFE部 30に出力する。また、 DB B 40は、第 1の無線方式を選択した場合には、 R F - A 10と AFE部 30との間で信号の入出力が可能となるようにスィツチ S Wl、 SW 2を制御する。同様に、 DBB 40は、第 2の無線方式を選択した場合には、 RF— B 20と AF E部 30との間で信号の入出力が可能となるようにスィッチ SW1、 SW2を制御する。

なお、以下では第 1の無線方式が選択された場合を一例として説明するが、第 2の'無線方式が選択された場合は、 RF— B 20が用いられる点が異なるだけで同様である。

アンテナ 1 1にて受信されたアナログ信号は、受信アンプ部 1 3で増幅され、スィッチ SW 1を介して受信用フィルター 3 1に供給される。受信用フィルター 3 1に供給されたアナログ信号は、受信用フィルター 3 1にてフィルター処理が施された後、 ADC 32にてアナログ信号からデジタル信号に変換され、信号処理部 4 1に供給される。

また、信号処理部 4 1より出力されたデジタル信号は D AC 3 3に供給される。 D AC 33に供給されたデジタル信号は、 D AC 33にてデジタル信号からァナログ信号に変換された後、送信用フィルター 34にてフィルター処理が施される。フィルター処理された信号は、スィッチ SW2を介して送信アンプ 1 2に供給され、送信アンプ 1 2で増幅等の所定の処理が行われた後、アンテナ 1 1を介して送信される。

次に、 AF E部 30が有するフィルター 31、 34、 ADC 3 2、 D AC 33 について具体的に説明する。

くフィルタ一 3 1、 34 >

まず、フィルター 3 1、 34について説明する。

本実施形態における 2つの無線方式においては、図 2に示すようなフィルターの減衰特性がそれぞれ要求されているとする。すなわち、第 1の無線方式では実線 R Aにて示されるように、カットオフ周波数（F c) が 7MH zである 5次フィルター（ローパスフィルター）が要求され、第 2の無線方式では点線 RBにて示されるように、カットオフ周波数が 2. 5MH zである 2次フィルター（ローパスフィルター）が要求されている。なお、図 2において、横軸は周波数であり、縦軸は減衰特性である。

ここで、一般に高次のフィルタ一は、低次のフィルターよりも消費電力が大きい。消費電力を削減する点からすれば、第 2の無線方式の 2次フィルターが優れているが、第 2の無線方式のフィルターを用いると、第 1の無線方式にて必要な周波数の信号が遮断されてしまう。一方、第 1の無線方式の 5次フィルターを用いると、第 2の無線方式が選択された際に余分な電力を消費することになる。そこで本実施形態では、図 3に示すようにフィルター 3 1、 3 4を 2次特性フィルターと 3次特性フィルタ一とで構成する。そして、第 1の無線方式が選択された場合には 2次特性フィルターと 3次特性フィルターとをともに使用するように制御し、第 2の無線方式が選択された場合には 2次特性フィルターのみを使用するように制御する。

ここで、例えば 1次フィルターの入力を V i nとすると、出力 V o u t 1は

Voutl = ( 1/ (sRC) ) X Vin

で表される。さらに、この出力を同じ 1次フィルターに入力すると、その出力 V o u t 2は、

Vout2= ( 1/ ( sRC) ) X Voutl = { \/ ( sRC) ) X ( 1/ ( sRC) ) X Vin となり、 2次の特性が得られる。つまり、 1次フィルターを n段直列に接続することで n次の特性のフィルターを構成することができる。したがって、直列に接続された 2次特性フィルターと 3次特性フィルターをともに使用することで、 2 次 + 3次 = 5次特性のフィルターを実現することができる。

図 3は、フィルター 3 1の構成例を示す図である。

図 3において、 5 1はフィルター 3 1の入力ノードである。 5 2は低スペック側のフィルタ一部であり、 2次特性フィルター（アナログフィルター） 5 3と、制御信号 C T Lに基づいて力ットオフ周波数を調整するカツトオフ周波数（F c ) 調整回路 5 4とを有する。 5 5は 3次特性フィルタ一（アナログフィルター）であり、 5 6は制御信号 C T Lに応じて 3次特性フィルター 5 5に電源を供給するか否かを切り替える電源制御回路である。

また、 S W 3は制御信号 C T Lに応じて制御されるスィッチであり、 2次特性フィルター 5 3のフィルター出力を、 3次特性フィルター 5 5またはバイパスライン B Lに選択的に供給するためのものである。 S W 4は制御信号 C T Lに応じて制御されるスィツチであり、バイパスライン B Lを介した 2次特性フィルター 5 3のフィルター出力または 3次特性フィルター 5 5のフィルター出力を選択的に出力ノード 5 7に供給するためのものである。

なお、 2次特性フィルター 5 3は、 2つの 1次フィルターを直列接続して構成するようにしても良い。 3次特性フィルター 5 5は、 2つの 1次フィルターを直列接続して構成するようにしても良いし、 1次フィルターと 2次フィルタ一とを直列接続して構成するようにしても良い。また、 2次特性フィルター 53及ぴ 3 次特性フィルター 55は、オペアンプフィルターであっても良いし、 Gm—Cフィルターであっても良い。

図 4は、図 3に示したフィルターの動作原理を説明するための図である。なお、図 4においては、説明を簡単にするためにフィルターの次数については考慮していない。

図 4において、電源 VDDに接続された差動アンプ AMP 1の正入力は、一端が入力端子 I Nに接続された可変抵抗 R 1の他端に接続され、正出力はスィツチ SWAの第 1端子に接続される。

差動アンプ AMP 1の正入力と可変抵抗 R 1の他端との相互接続点には、容量 C 1の一端、可変抵抗 R 2の一端、及びスィッチ SWCの第 1端子が接続される。また、差動アンプ AMP 1の正出力とスィッチ SWAの第 1端子との相互接続点には、容量 C 1の他端及び可変抵抗 R 2の他端が接続される。

上述のように接続された差動アンプ AMP 1、容量 C l、及び可変抵抗 R 2により前段のフィルタ一回路が構成され、これが図 3に示した 2次特性フィルター 5 3に相当する。また、可変抵抗 R 2がカットオフ周波数調整回路 54に相当し、可変抵抗 R 2の抵抗値を制御することでカツトオフ周波数が調整される。また、制御信号 S Cがゲートに供給される MOS トランジスタ T 1 (Pチヤネル型、 Nチャネル型は問わない。）を介して電源 VDDに接続された差動アンプ AMP 2の正入力は、スィッチ SWAの第 3端子に接続され、正出力はスィッチ SWBの第 3端子に接続される。

差動アンプ AMP 2の正入力とスィツチ SWAの第 3端子との相互接続点には、容量 C 2の一端及ぴ抵抗 R 3の一端が接続され、差動アンプ AMP 2の正出力とスィツチ SWBの第 3端子との相互接続点には、容量 C 2の他端及び抵抗 R 3 の他端が接続される。

ここで、上述したのと同様に差動アンプ AMP 2、容量 C 2、及び抵抗 R 3により後段のフィルター回路が構成され、これが図 3に示した 3次性フィルター 5 5に相当し、トランジスタ T 1が電源制御回路 56に相当する。スィツチ SWAの第 2端子はバイパスライン B Lの一端に接続され、スィッチ SWBの第 2端子はパイパスライン B Lの他端に接続される。スィッチ SWBの第 1端子は出力端子 OUTに接続される。また、抵抗 R 4の一端はスィッチ SW Cの第 2端子に接続され、他端はスィツチ SWDを介してスィツチ SWBの第 1 端子に接続される。

なお、図 4においては、差動アンプ AMP 1、 AMP 2の正入力側及ぴ正出力側の回路のみを図示しているが、負入力側及び負出力側についても同様に構成される。

図 4に示した回路において、差動アンプ AMP 1、容量 C l、及び可変抵抗 R 2により構成される前段のフィルター回路のみを動作させる場合には、スィッチ SWA、 SWBは第 1端子と第 2端子が接続されるようにし、スィッチ SWC、 SWDは開くように制御する。これにより、入力端子 V i nより入力された信号は、前段のフィルター回路でフィルター処理が施された後、バイパスライン B L を介して出力端子 OUTより出力される。

また、このとき制御信号 S Cによりトランジスタ T 1をオフ状態にする。これにより、差動アンプ AMP 2、容量 C 2、及び抵抗 R 3により構成される後段のフィルター回路は、電源が供給されなくなり、電力の消費を防止することができる。

一方、前段のフィルター回路に加え、後段のフィルター回路を動作させる場合には、スィッチ SWA、 SWBは第 1端子と第 3端子が接続されるようにし、スイッチ SWC、 SWDは閉じるように制御する。また、このとき制御信号 S Cによりトランジスタ T 1をオン状態にし、後段のフィルター回路に電源を供給する。これにより、入力端子 V i nより入力された信号は、前段のフィルター回路でフィルター処理が施された後、さらに後段のフィルター回路でフィルター処理が施される。そして、後段のフィルター回路でフィルター処理された信号は、出力端子 OUTより出力されるとともに、抵抗 R 4を介して前段のフィルター回路に帰還される。

図 3に戻り、図 3に示したフィルター 3 1の動作について説明する。

まず、第 1の無線方式（フィルターの減衰特性は 5次特性）が選択された場合には、信号処理部 4 1から供給される制御信号 C T Lに基づいて、 2次特性フィルター 5 3の出力と 3次特性フィルタ一 5 5の入力とがスィッチ S W 3を介して接続され、 3次特性フィルター 5 5の出力と出力ノード 5 7とがスィッチ S W 4 を介して接続される。また、電源制御回路 5 6は、第 1の無線方式が選択された旨を示す制御信号 C T Lに応じて、 3次特性フィルター 5 5に電源を供給する。これにより、入力ノード 5 1から入力された信号は、 2次特性フィルター 5 3 及ぴ 3次特性フィルター 5 5により順次フィルタ処理が施され、すなわち 5次特性フィルターと同様のフィルター処理が施され出力ノード 5 7より出力される。なお、このときカツトオフ周波数調整回路 5 4によりカツトオフ周波数が適宜制御される。

一方、第 2の無線方式（フィルターの減衰特性は 2次特性）が選択された場合には、信号処理部 4 1から供給される制御信号 C T Lに基づいて、 2次特性フィルター 5 3の出力とバイパスライン B Lの一端とがスィツチ S W 3を介して接続され、バイパスライン B Lの他端と出力ノード 5 7とがスィッチ S W 4を介して接続される。また、電源制御回路 5 6は、第 2の無線方式が選択された旨を示す制御信号 C T Lに応じて、 3次特性フィルター 5 5への電源供給を遮断する。これにより、入力ノード 5 1から入力された信号は、 2次特性フィルター 5 3 によりフィルタ処理が施された後、パイパスライン B Lを介して出力ノード 5 7 より出力される。なお、このときもカットオフ周波数調整回路 5 4によりカットオフ周波数が適宜制御される。

以上のように、高い 5次特性のフィルターが要求される場合には、 2次特性フィルター 5 3及び 3次特性フィルター 5 5の双方を動作させ、低い 2次特性のフィルターが要求される場合には、 2次特性フィルター 5 3のみを動作させ、 3次特性フィルター 5 5への電源供給を遮断する。これにより、 2つの無線方式で 2 次特性フィルター 5 3を共用することで回路規模の増大を抑制することができるとともに、無線方式に応じてフィルターの減衰特性を適切に切り替えることができる。また、無線方式に応じて 3次特性フィルター 5 5への電源供給を遮断することで、電力の浪費を防止することができ、消費電力を削減することができる。 < A D C 3 2 > 次に、 AD C 32について説明する。

以下の説明では、第 1の無線方式では 1 0ビットの性能が要求され、第 2の無線方式では 8ビットの性能が要求されているものとする。

図 5は、パイプライン方式を採用した AD C 32の構成例を示す図である。図 5に示すように、 AD C 32は、 1. 5ビットの AD変換回路 60—！ ( iは添え字であり、 i = l、 2、 …ゝ 10) と、 AD変換回路 60_i ( i = 2 ~ 9 ) にそれぞれ対応して設けられた加算回路 6 1-j (jは添え字であり、 j= l、 2、 "-、 9) と、電源制御回路 6 2とを有する。

AD変換回路 60_iは従属接続され、基準電圧と入力された入力電圧とを比較してデジタルデータ（1ビット）を決定して対応する加算回路 6 1-jに出力するとともに、残差信号を次段に接続された AD変換回路 6 Ο-iに出力する。加算回路 6 1-jも従属接続され、前段の加算回路 6 l_jからのデジタルデータを適宜ビットシフトして A D変換回路 6 Ο-iから供給されたデジタルデータを加算し、カロ算結果を次段に接続された加算回路 6 1 に出力する。また、電源制御回路 62 は、制御信号 CTLに応じて AD変換回路 60—₉、 60^。に電源を供給するか否かを切り替える。

次に、 AD C 32の動作について説明する。

第 1の無線方式（1 0ビット）が選択きれた場合には、電源制御回路 6 2は、信号処理部 4 1から供給される第 1の無線方式が選択された旨を示す制御信号 C TLに応じて、 AD変換回路 60-₉、 6 Ο—i。に電源を供給する。すなわち、，すべての AD変換回路 6 0—〜60 ^。に電源が供給される。

A D変換回路 60^は、入力されるアナログ信号 A Iの電圧と基準電圧とを比較してデジタルデータの最上位ビット（MS B) の値を決定し加算回路 6 に出力する。また、 AD変換回路 60—！は、残差信号を AD変換回路 60—2に出力する。

続いて、 AD変換回路 6 0-₂は、 AD変換回路 6 からの残差信号の電圧と基準電圧とを比較してデジタルデータの最上位側から 2桁目のビットの値を決定し加算回路 6 1 __tに出力するとともに、残差信号を AD変換回路 60—2に出力する。加算回路 6 1^は、 A D変換回路 60^からの出力をビットシフトし、これに AD変換回路 6 0-₂からの出力を加算し、演算結果を加算回路 6 1-2に出力する。

以降、同様にして AD変換回路 6 Ο-iによるデジタルデータ値の決定、及ぴ加算回路 6 1—jによる加算演算を最終段まで順次行う。これにより、入力されたァナログ信号 A Iは、 1 0ビットのデジタルデータに変換され、その値が加算回路 6 1-9からデジタル信号 DO 1 0として出力される。

一方、第 2の無線方式（8 ビット）が選択された場合には、電源制御回路 6 2 は、信号処理部 4 1から供給される第 2の無線方式が選択された旨を示す制御信号 CTLに応じて、 AD変換回路 6 0—9、 6 。への電源を遮断する。

そして、上述した第 1の無線方式が選択された場合と同様にして、 AD変換回路 6 0.!~ 6 0-₈によるデジタルデータ値の決定、及び加算回路 6 Ι^ θ 1_₇による加算演算を順次行う。これにより、入力されたアナログ信号 A Iは、 8ビットのデジタルデータに変換され、その値が加算回路 6 I-?からデジタル信号 DO 8として出力される。

以上のように、高い分解性能（1 0ビット）が要求される場合には、すべての AD変換回路 6 0—； (8ビット分に対応する AD変換回路 6 0— !〜 6 0_₈及びそれに直列接続された 2 ビット分に対応する AD変換回路 6 0-₉、 6 0.₁₀) を動作させ、低い分解性能（8ビット）が要求される場合には、 AD変換回路 e o^ 6 0-8を動作させ、 AD変換回路 6 0_₉、 6 0^。への電源供給を遮断する。これにより、低い分解性能が要求された際に動作させる AD変換回路 6 Ο^ β 0_₈ を 2つの無線方式で共用し回路規模の増大を抑制することができる。また、無線方式に応じて分解性能を適切に切り替えることができるとともに、電力の浪費を防止し消費電力を削減することができる。

なお、図 5においては、 1. 5ビットの AD変換回路を用いて AD C 3 2を構成するようにしているが、 1. 5ビットの AD変換回路に限らず、使用用途（消費電力、変換時間等）に応じて 2. 5ビットの AD変換回路や 3. 5 ビットの A D変換回路を用いて構成するようにしても良い。また、ビット数の異なる AD変換回路を混在させて AD C 3 2を構成するようにしても良い。

< D AC 3 3 > 次に、 D AC 3 2について説明する。

以下の説明では、第 1の無線方式では 1 3ビットの性能が要求され、第 2の無線方式では 1 1ビットの性能が要求されているものとする。

図 6は、電流加算型の D AC 3 3の構成例を示す図である。

図 6に示すように、 D AC 3 3は、電流源 7 0__k (kは添え字であり、 k = 1 、 2、 ···、 1 3 ) と、電流源 7 0-_kにそれぞれ対応して設けられた 2端子スイツチ 7 1 __kと、 I V (電流一電圧）変換回路 7 3と、ゲイン制御回路 7 4と、入力回路 7 2と、電源制御回路 7 5とを有する。

電流?原 7 0__kは、 I a X —⁰¹"^の電流をそれぞれ供給する。スィッチ 7 1— _kは、一方の端子が電流源 7。^に対して接続され、他方の端子が I /V変換回路 7 3に共通接続される。 1 ¥変換回路7 3は、スィッチ 7 l _kを介して電流源 7 0—_kから供給される電流を電圧に変換して出力する。この I /V変換回路 7 3のゲイン制御は、制御信号 C T Lに応じてゲイン制御回路 7 4により行われる。入力回路 7 2は、入力されるデジタル信号 D Iに基づいてスィツチ 7 l—_kの開閉制御を行う。例えば、入力されるデジタル信号の最下位ビット（L S B) の値力 S " 1 " のときにはスィツチ 7 1 _₁₃を閉じ、 " 0 " のときにはスィツチ 7 1.₁₃ を開くように制御を行う。同様に、例えば入力されるデジタル信号の下位側から 1 0ビット目の値が " 1 " のときにはスィツチ 7 1 -₄を閉じ、 " 0 " のときにはスィッチ 7 1—₄を開くように制御を行う。

また、電源制御回路 7 5は、電流源 7 0_ぃ 7 0-2に電源を供給するか否かを切り替える。具体的には、第 1の無線方式（1 3ビット）が選択された場合には、電源制御回路 7 5は、信号処理部 4 1から供給される第 1の無線方式が選択された旨を示す制御信号 C T Lに応じて、電流源 7 0—い 7 0_₂に電源を供給する。一方、第 2の無線方式（1 1 ビット）が選択された場合には、電源制御回路 6 2は、電流源 7 0—い 7 0_₂への電源を遮断する。

上述のように構成することで、入力されるデジタル信号 D Iに基づいてスィッチ 7 1— _kが開閉制御され、デジタル信号 D Iに応じた電流が I "V変換回路 7 3 に供給される。そして、 I /V変換回路 7 3にて電流一電圧変換が行われ、デジタル信号 D Iの値に応じた電圧のアナログ信号 AOが出力される。このとき、選択された無線方式に応じて電流源 7 0—い 7 0—₂への電源供給を遮断する。

これにより、低い性能（8ビット）が要求され際に動作させる電流源 7 0 _₃ 〜 7 0 _₁₂を 2つの無線方式で共用し回路規模の増大を抑制することができる。また、無線方式に応じて回路特性を適切に切り替えることができるとともに、電力の浪費を防止し消費電力を削減することができる。

以上、説明したように第 1の実施形態によれば、フィルター 3 1 、 3 4 、 A D C 3 2、及び D A C 3 3において、第 2の無線方式で通信を行う際に動作させるアナログ回路の一部を、第 1の無線方式で通信を行う際に動作させるアナログ回路と共有することで、回路面積の増大を抑制しながらも、無線方式に応じて回路特性を適切に切り替えることができ、例えば無線端末装置を容易に小型化することができる。また、第 1の無線方式で通信を行う際には、第 2の無線方式で通信を行う際にのみ動作させる回路部分への電源供給を遮断することで消費電力を削減することができる。

なお、上述した説明では、ユーザにより無線方式が選択されるものとしているが、例えば待ち受け時に自動的に無線方式を切り替えてそれぞれの通信環境を確認することにより、ユーザが意識しなくとも通信環境に応じて最適な無線方式を自動的に切り替えることが可能である。

また、上述した説明では、 2つの無線方式の場合を一例として説明したが、本発明は 2つの無線方式に限らず、複数の無線方式に対応させる場合でも適用可能である。

(第 2の実施形態）

次に、第 2の実施形態について説明する。

本発明の第 2の実施形態による半導体装置を適用した無線端末装置は、通信環境（受信信号の品質等）に応じて回路特性を切り替えるものである。なお、本発明の第 2の実施形態における無線端末装置の全体構成は、 R F部を 1つだけ有する点が異なるだけで第 1の実施形態における無線端末装置と同様であるので説明は省略する。

無線端末装置は、そのおかれた通信環境に応じて通信特性が変化する。例えば、基地局から近い比較的電波環境が良好な地域もあれば、逆に基地局から遠い地域のように電波環境が悪い地域もある。電波環境が悪い地域では、通信に係る所望の信号レベルが低下し、電波環境が良好な地域と比較して受信信号におけるノィズの部分が大きくなり、受信信号の品質が低下する。状況によっては、チヤネル切断という事態を招いてしまうこともある。

そこで、本発明の第 2の実施形態では、無線端末装置に対して、例えば図 7において点線 RB' で示すような 4次特性フィルターの減衰特性が要求され、また AD C 32の分解能として 6ビットが要求される場合、予め、図 7において実線 RA' で示すようなカットオフ周波数（F c) が変動しないように調整された 4 次よりも高次の減衰特性を有するフィルター（例えば 5次特性のフィルター）によりフィルター 3 1を構成するとともに、 6ビットよりも分解能が高い（ビット数が多い） ADC (例えば、 8ビットの分解能を有する ADC) により ADC 3 2を構成する。

なお、フィルター 3 1及ぴ ADC 3 2は、上述した第 1の実施形態と同様に構成すれば良い。すなわち、フィルター 3 1は、 4次特性フィルターと 1次特性フィルターとを直列接続可能なようにし、 ADC 32は、 6ビット分の A D変換回路と 2ビット分の AD変換回路とを直列接続可能なようにすれば良い。

そして通常時には、フィルター 3 1は 4次特性フィルターを動作させ、 ADC 3 2は 6ビット分の AD変換回路のみを動作させる。また、このどき、フィルタ一 3 1において 5次目の部分に対応する 1次フィルター、及び AD C 32において 7、 8ビット目の部分に対応する 2ビット分の A D変換回路は、電力の浪費を防止するために電源の供給が遮断される。

一方、通信環境の悪化等により受信信号の品質が低下した場合には、フィルタ一 3 1は、 4次特性フィルターと 1次特性フィルターとをともに動作させる。つまり、フィルター 3 1を 5次特性のフィルタ一とし、フィルターの減衰特性が急峻になるようにする。このようにして、その他の信号、例えば他ユーザの信号等による干渉を防止し、ノイズを小さくすることにより、受信信号の品質を向上させることができる。

また、 ADC 32は、 8ビット分のすべての AD変換回路を動作させる。これにより、 AD C 32の分解能を高くし、通常時は廃棄していた部分の情報（本実施形態では 7、 8ビット目の情報）を活用することにより、受信信号の品質を向上させることができる。

ここで、受信信号の品質の低下は、受信信号の信号レベル、 BER (Bit Error Rate) 、あるいは S^N比 (Signal to Noise ratio) を測定することにより検出可能である。なお、受信信号の信号レベルは図 1に示した R F部の受信アンプ部で検出でき、 B ERは誤り訂正復号機能を有する DB B部で検出でき、 S/N比は R F部で検出することができる。

以上、説明したように第 2の実施形態によれば、受信信号の品質に応じてブイルター 3 1の次数（フィルターの減衰特性）、及ぴ AD C 32の分解能を必要最小限に適応的に制御することで、回路特性を切り替えて受信信号の品質を向上させ、通信環境の悪い状態でも安定した通信を行うことができる。また、受信信号の品質に応じて、フィルター 31及び ADC 32内の動作させる必要がない回路への電源供給を遮断することで消費電力を削減することができる。例えば、バッテリで動作する無線端末装置の場合には、通話時間や待ち受け時間を増大させることができる。

なお、上述した第 1及び第 2の実施形態にて説明したフィルター 3 1、 34、 AD C 32、及び D AC 33の構成は一例であり、フィルター 3 1、 34の次数や、 ADC 32及び D AC 3 3の分解性能は任意である。これらの性能値は、対応させる無線方式や通信環境等に応じて適宜決定し、それに合わせてフィルター 3 1、 34、 ADC 32、及ぴ D AC 33を上述した説明と同様にして構成すれば良い。

また、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによつて本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明によれば、第 1·の性能に合わされた第 1のアナログ回路を動作させるとともに、上記第 1のアナログ回路と協働することで上記第 1の性能より高い第 2の性能を実現する第 2のアナログ回路への電源供給を遮断して上記第 1の性能を実現し、上記第 1のアナログ回路及ぴ第 2のアナログ回路をともに動作させることで上記第 2の性能を実現する。これにより、第 1のアナログ回路を共有することで回路規模の増大を抑制しながらも、要求される性能に応じて回路特性を適切に切り替えることができ、容易に小型化することができる。また、動作させる必要がないアナログ回路への電源供給を遮断することで消費電力を削減することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 回路特性が第 1の性能に合わされた第 1のアナログ回路と、

上記第 1のアナログ回路と協働することで、上記第 1の性能より高い第 2の性能を実現するとともに、上記第 1の性能が要求される場合には電源供給が遮断される第 2のアナログ回路とを有することを特徴とする半導体装置。

2 . 第 1の性能が要求された場合には、上記第 2のアナログ回路への電源供給を遮断し、上記第 2の性能が要求された場合には、上記第 2のアナログ回路に電源を供給する電源制御回路をさらに有することを特徴とする請求項 1記載の半導体

3 . 上記アナログ回路は、フィルターであることを特徴とする請求項 1記載の半導体装置。

4 . 上記第 1のアナログ回路は、第 1のフィルターであり、

上記第 2のアナログ回路は、上記第 1のフィルターの出力端子に入力端子が接続可能な第 2のフィルターであるこどを特徴とする請求項 3に記載の半導体装置

5 . 要求される性能に応じて、上記フィルターのカットオフ周波数を調整する力ットオフ調整回路を有することを特徴とする請求項 3記載の半導体装置。

6 . 上記アナログ回路は、 A D変換器であることを特徴とする請求項 1記載の半

7 . 上記第 1のアナログ回路は、第 1の A D変換器であり、

上記第 2のアナログ回路は、上記第 1の A D変換器に直列接続された第 2の A D変換器であることを特徴とする請求項 6記載の半導体装置。

8 . 上記アナログ回路は、 D A変換器であることを特徴とする請求項 1記載の半導体装置。

9 . 上記第 1のアナログ回路は、第 1の D A変換器であり、

上記第 2のアナログ回路は、上記第 1の D A変換器の出力に共通接続された第 2の D A変換器であることを特徴とする請求項 8記載の半導体装置。

1 0 . 上記アナログ回路は、フィルター、 A D変換器及ぴ D A変換器を有し、上記フィルターは、直列接続可能な第 1のフィルターと第 2のフィルターとからなり、

上記 A D変換器は、直列接続された第 1の A D変換器と第 2の A D変換器とからなり、

上記 D A変換器は、出力が共通接続された第 1の D A変換器と第 2の D A変換器とからなり、，

上記第 1の性能が要求される場合には、上記第 2のアナログフィルター、上記第 2の A D変換器、及び上記第 2の D A変換器への電源供給が遮断されることを特徴とする請求項 1記載の半導体装置。

1 1 . 第 1の性能が要求される第 1の無線方式の信号と、上記第 1の性能より高い第 2の性能が要求される第 2の無線方式の信号との双方の信号の受信に使用される半導体装置であって、

回路特性が上記第 1の性能に合わされた第 1のアナログ回路と、

上記第 1のアナログ回路と協働することで、上記第 2の性能を実現する第 2のアナログ回路と、

上記第 1の無線方式の信号を受信する場合には、上記第 2のアナログ回路への電源供給を遮断し、上記第 2の無線方式の信号を受信する場合には、上記第 2のアナログ回路に電源を供給する電源制御回路とを有することを特徴とする半導体

1 2 . 上記アナログ回路は、フィルター、 A D変換器及び D A変換器の少なくとも 1つを含むことを特徴とする請求項 1 1記載の半導体装置。 .

1 3 . 無線通信における受信側に使用される半導体装置であって、

第 1の性能を有する第 1のアナログ回路と、

上記第 1のアナログ回路と協働することで、上記第 1の性能より高い性能を実現する第 2のアナログ回路と、

上記無線通信における受信信号の品質に応じて、上記第 1のアナログ回路に電源を供給するとともに上記第 2のアナログ回路への電源供給を遮断する第' 1の状態と、上記第 1のアナログ回路及び上記第 2のアナログ回路の双方に電源を供給する第 2の状態とを切り替え可能な電源制御回路とを有することを特徴とする半導体装置。

1 4 . 上記アナログ回路は、フィルター及 A D変換器の少なくとも 1つを含むことを特徴とする請求項 1 3記載の半導体装置。 '

1 5 . 回路特性が第 1の性能に合わされ、無線通信に係る信号処理を行う第 1のアナログ回路と、

上記第 1のアナログ回路と協働することで、上記第 1の性能より高い第 2の性能にて無線通信に係る信号処理を行うとともに、上記第 1の性能が要求される場合には電源供給が遮断される第 2のアナログ回路とを有することを特徴とする無線端末装置。

1 6 . 高周波信号処理する高周波部と、アナログ信号処理するアナログ処理部と、ベースバンド信号処理するベースパンド処理部とを有する無線通信機器であつて、

上記アナログ処理部は、回路特性が第 1の性能を有する第 1のアナログ回路と上記第 1のアナログ回路と協働することで、上記第 1の性能より高い第 2の性能を実現するとともに、上記第 1の性能が要求される場合には電源供給が遮断される第 2のアナログ回路とを有することを特徴とする無線通信機器。