WO2007072712A4 - サンプリングフィルタ装置 - Google Patents

サンプリングフィルタ装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2007072712A4
WO2007072712A4 PCT/JP2006/324765 JP2006324765W WO2007072712A4 WO 2007072712 A4 WO2007072712 A4 WO 2007072712A4 JP 2006324765 W JP2006324765 W JP 2006324765W WO 2007072712 A4 WO2007072712 A4 WO 2007072712A4
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
charge
filter device
integrators
sampling filter
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/324765
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2007072712A1 (ja
Inventor
Kentaro Miyano
Yoshifumi Hosokawa
Katsuaki Abe
Akihiko Matsuoka
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
Kentaro Miyano
Yoshifumi Hosokawa
Katsuaki Abe
Akihiko Matsuoka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Ind Co Ltd, Kentaro Miyano, Yoshifumi Hosokawa, Katsuaki Abe, Akihiko Matsuoka filed Critical Matsushita Electric Ind Co Ltd
Priority to US12/097,109 priority Critical patent/US7979047B2/en
Priority to CN2006800471569A priority patent/CN101331682B/zh
Publication of WO2007072712A1 publication Critical patent/WO2007072712A1/ja
Publication of WO2007072712A4 publication Critical patent/WO2007072712A4/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H15/00—Transversal filters
    • H03H15/02—Transversal filters using analogue shift registers
    • H03H15/023—Transversal filters using analogue shift registers with parallel-input configuration
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
    • G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
    • G11C27/024—Sample-and-hold arrangements using a capacitive memory element
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H15/00—Transversal filters
    • H03H2015/007—Programmable filters

Definitions

  • the present invention relates to a sampling filter device whose frequency characteristic is variable.
  • a sampling filter apparatus which discretes a signal in time and performs frequency conversion and filtering.
  • a conventional sampling filter device for example, there is one as described in Patent Document 1.
  • FIG. 7 shows a conventional sampling filter device described in Patent Document 1. As shown in FIG.
  • the conventional sampling filter device includes a switch 2A, a switch 2B, an integrator 3, a weight and sampling (W & S) element 6, and a control signal generator 7.
  • the clock generated by the control signal generator 7, the inverted clock, the W & S signal, and the reset signal execute three processes of reset, sampling and hold.
  • the filter characteristics of this sampling filter device are determined by the weighting function.
  • the weighting function depends on the combination of the W & S element 6 and the W & S signal, and the W & S signal corresponds to, for example, three weighting functions (constant, slope, Gaussian).
  • the signal current through the W & S element 6 is zero outside the sampling window and is weighted according to the weighting function (constant, slope, gaussian) in the sampling window.
  • the weighting function Constant, slope, gaussian
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a sampling filter device capable of changing filter characteristics without using a complicated waveform as a control signal.
  • the sampling filter device is a sampling filter device whose filter characteristics are determined according to an output from an integrator, which includes a plurality of integrators that integrate current, and a charge switch provided in an input stage of the integrator.
  • a discharge switch provided in the output stage of the integrator, and control means for controlling the charge switch and the discharge switch for each of the integrators, the control means including the plurality of integrators Different charge amounts are charged at the same timing, and control is performed to discharge different charge amounts at different timings from the plurality of integrators.
  • the charges accumulated in each integrator can be weighted, and the added charges can be output.
  • the filter characteristics can be changed by the control signal of Therefore, it is possible to realize a control unit that controls the sampling filter device with a simple configuration.
  • weighting can be utilized by performing a convolution operation on the weighted and added charges.
  • the plurality of integrators are (N + 1) integrator groups each consisting of N (N is an integer of 2 or more) integrators
  • the control means Charge the N integrators included in the set of integrator groups, and select N integrators one from each of the N integrator groups other than the integrator group being charged Is controlled so as to perform the addition and output of the charge stored in each clock.
  • the sampling filter device of the present invention has a plurality of current sources, and inputs a different amount of charge to the plurality of integrators for each clock.
  • the input current is accumulated in N integrators for each clock, and the charges accumulated in the integrator for one clock before N clocks are added and output, and further one
  • the output charges can be weighted and added, so that the filter characteristics can be changed.
  • control unit outputs the charge y integrated by the plurality of integrators in one clock as a 1 to a M. It controls so that it becomes.
  • the filter characteristics can be changed by changing the coefficients a 1 , a 2, etc. corresponding to the charges that the integrator integrates.
  • the control means switches the current input to the integrator by switching the current sources.
  • the amount of charge to be charged in each integrator can be changed, and the filter characteristics can be changed.
  • sampling filter device of the present invention includes a current source, and the control means switches the current input to the integrator by switching the voltage-current characteristics of the current source.
  • the charge amount to be charged in each integrator can be changed without providing a plurality of current sources, and the filter characteristics can be changed.
  • the sampling filter device further includes a current source, and the plurality of integrators have different capacitance values, and the control unit switches the current input to the integrator by switching the integrator. It is a thing.
  • the amount of charge to be charged in each integrator can be changed, and the filter characteristics can be changed.
  • sampling filter device of the present invention is provided with a plurality of changeover switches for switching the integrator.
  • control means performs control so as to reset the charge stored in the integrator at a predetermined timing without outputting the charge.
  • control means accumulates positive charge and negative charge in different integrators in one clock, so that the charge y to be output is set by the positive and negative coefficients. is there.
  • the sampling filter device of the present invention for performing discretization and filtering on a radio frequency signal input from an antenna, and the plurality of integrators in the sampling filter device are charged.
  • a buffer unit for converting the amount of charge into a voltage value for output
  • an A / D unit for digitizing an analog signal output from the buffer unit, and a signal digitized at the A / D unit
  • a baseband unit that performs demodulation processing or decoding processing.
  • a wireless communication apparatus using the sampling filter device according to the present invention can be realized.
  • the wireless communication apparatus performs discretization and filtering on a radio frequency signal input from an antenna, and corresponds to the plurality of integrators corresponding to the first or second radio communication system.
  • the sampling filter device according to any one of claims 1 to 10, wherein the charge amount to be charged is changed, and the charge amounts charged in the plurality of integrators in the sampling filter device are converted into voltage values and output.
  • the sampling filter device of the present invention instead of changing the control signal, the sampling filter device does not require a complicated control unit by weighting and adding at the time of charge output and performing convolution operation. Can be provided.
  • the figure which shows the control signal of the control part in Embodiment 1 of this invention. Table showing control timing in the first embodiment of the present invention The figure (1) which shows the frequency characteristic in the sampling filter apparatus in Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 6 shows frequency characteristics of the sampling filter device according to the first embodiment of the present invention.
  • a diagram showing a configuration of a conventional sampling filter device The figure which shows the structure of the sampling filter apparatus in Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a sampling filter device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • sampling filter apparatus 100 includes antenna 110, voltage-current conversion units 120 and 121, control unit 140, capacitors 1500 to 1519, sampling switches 160 and 161, charge switches 1700 to 1719, and discharge switches. And 1800 to 1819, respectively.
  • An antenna 110 receives radio frequency signals of the wireless system.
  • the radio frequency signal received by the antenna 110 is subjected to high frequency signal processing corresponding to a radio system, such as a filter, and is input to the voltage-current conversion units 120 and 121.
  • the voltage-current converters 120 and 121 convert voltage input signals into currents and output the currents.
  • it is a transconductance amplifier, and each voltage-current conversion unit 120, 121 has different voltage-current characteristics.
  • the sampling switches 160 and 161 sample the currents respectively input from the voltage-current conversion units 120 and 121 based on the signals input from the control unit 140 and output the sampled currents to the capacitors 1500 to 1519.
  • Capacitors 1500 to 1519 are charged based on the current sampled at sampling switches 160 and 161 when charging switches 1700 to 1719 are ON.
  • the capacitors 1500, 1503, 1504, 1507, 1508, 1511, 1512, 1515, 1516, and 1519 charge the charge input from the sampling switch 160, and the capacitors 1501, 1502, 1505, 1506, 1509, 1509, 1510, 1513, 1514, 1517 and 1518 charge the charge input from the sampling switch 161.
  • the charged charge is output when the discharge switches 1800 to 1819 are ON.
  • the charging switches 1700 to 1719 switch whether to charge the capacitors 1500 to 1519 based on the charging signal input from the control unit 140.
  • the discharge switches 1800 to 1819 switch whether to output the charge stored in the capacitor or not based on the discharge signal input from the control unit 140.
  • discharge switches 1807, 1810, 1813 and 1816 selected one by one from each group other than the group being charged, and discharge switches 1800, 1811, 1814 and 1817
  • the discharge switches 1801, 1804, 1815, 1818, the switches 1802, 1805, 1808, 1819, and the discharge switches 1803, 1806, 1809, 1812 are respectively controlled by the same discharge signal as shown in FIG.
  • the ON time of the signal is T / 5, and the ON time of each discharge signal is shifted by T / 5.
  • FIG. 3 is a table showing timings of turning on the charge switches 1700 to 1719 and the discharge switches 1800 to 1819.
  • Clock timing 1 is from 0 to T / 5
  • timing 2 is from T / 5 to 2 ⁇ T / 5
  • timing L is from (L-1) ⁇ T / 5 to L ⁇ T / 5.
  • the charge switches 1700 to 1703 are turned ON to charge the capacitors of the capacitors 1500 to 1503 (group 1).
  • the discharge switches 1807, 1810, 1813, and 1816 are turned on, and the charge stored in the capacitors 1507 (group 2), 1510 (group 3), 1513 (group 4), 1516 (group 5) is output. Do.
  • the charge switches 1704 to 1707 are turned on to charge the capacitors of the capacitors 1504 to 1507 (group 2).
  • the discharge switches 1800, 1811, 1814, and 1817 are turned on, and the charges stored in the capacitors 1500 (group 1), 1511 (group 3), 1514 (group 4), 1517 (group 5) are output. Do.
  • the charge switches 1708 to 1711 are turned ON to charge the capacitors of the capacitors 1508 to 1511 (group 3).
  • the discharge switches 1801, 1804, 1815, and 1818 are turned on, and the charge stored in the capacitors 1501 (group 1), 1504 (group 2), 1515 (group 4), 1518 (group 5) is output. Do.
  • the charge switches 1712 to 1715 are turned ON to charge the capacitors of the capacitors 1512 to 1515 (group 4).
  • the discharge switches 1802, 1805, 1808, and 1819 are turned on, and the charges stored in the capacitors 1502 (group 1), 1505 (group 2), 1508 (group 3), 1519 (group 5) are output. Do.
  • the charge switches 1716 to 1719 are turned ON to charge the capacitors of the capacitors 1516 to 1519 (group 5).
  • the discharge switches 1803, 1806, 1809, and 1812 are turned on, and the capacitors 1503 (group 1), 1506 (group 2), 1509 (group 3), and 1512 (group 4) are output. Do.
  • timings 1 to 5 are repeated.
  • one of the groups (group 4) charged in the immediately preceding timing at the same timing as charging all the capacitors of a group (group 5).
  • Two capacitors, one capacitor in the group (group 3) charged in the previous timing, one capacitor in the group (group 2) charged in the previous timing, and four capacitors in the previous timing The charge stored in one capacitor of the group (group 1) is simultaneously output.
  • the charge to be charged from the voltage-current conversion unit 120 to the capacitors 1500, 1503, 1504, 1507, 1508, 1511, 1512, 1515, 1516, and 1519 is a 1
  • the voltage-current conversion unit 121 from the capacitors 1501, 1502, 1505, 1506 when the charge to be charged to 1509,1510,1513,1514,1517,1518 and a 2
  • the output y of the sampling filter section 100 can be expressed in the same (number 1) and FIR filters of the digital filter.
  • the solid line in FIG. 4 shows the filter characteristics when 5 / T is 800 MHz, a 1 is 0.6, and a 2 is 1.4.
  • the dotted line in FIG. 4 is a 1 is 0.8, a 2 shows the case of 1.2. As described above, it is possible to change the filter characteristics by changing the values of a 1 and a 2 .
  • the sampling switches 160 and 161 are controlled to sample at period T / 10
  • the filter characteristics shown in FIG. 5 are obtained. That is, it is possible to change the filter characteristics by changing the sampling cycle of the sampling switches 160 and 161 or the switching cycle of the charge switches 1700 to 1719 and the discharge switches 1800 to 1819.
  • the sampling filter device 100 further includes voltage-current conversion units 620 and 621 and changeover switches 630 and 631 so that the amount of charge to be charged in the capacitor by switching the voltage-current conversion units. It is possible to change
  • the charge switches 1700 to 1719 are turned on.
  • the filter characteristic of the sampling filter device is controlled by performing control to perform weighting operation, addition, and convolution operation. It is possible to change.
  • the control signal may be a sine wave instead of a rectangular wave, and the order of controlling switches for outputting charge is not limited (for example, 1803 ⁇ 1802 ⁇ 1801 ⁇ 1800 may be used instead of 1800 ⁇ 1801 ⁇ 1802 ⁇ 1803).
  • the capacitances of the capacitors 1500, 1503, 1504, 1507, 1508, 1511, 1512, 1515, 1516, 1519 and the capacitors 1501, 1502, 1505, 1506, 1509, 1510, 1513, 1514, 1517, 1518 have different values. By doing this, a configuration in which the voltage-current conversion unit 121 is omitted is also possible.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration in which the voltage-current conversion unit 121 is omitted from the sampling filter device 100 of FIG.
  • the sampling filter device 101 shown in FIG. 8 for example, capacitors 1500, 1503, 1504, 1507, 1508, 1511, 1512, 1515, 1516, and 1519, and capacitors 1501, 1502, 1505, 1506, 1509, 1510, 1513, and 1514. , And 1518, and control the sampling switch 160 so as to sample at period T / 5, and by controlling the charge switches 1700 to 1719 and the discharge switches 1800 to 1819 as shown in FIG.
  • the capacitors 1500, 1503, 1504, 1507, 1508, 1511, 1512, 1515, 1516, and 1519 are charged from the voltage-current conversion unit 120 while the charging switches 1700 to 1719 are on.
  • the sampling filter device 101 shown in FIG. 8 when the switches 1900 to 1919 and the capacitors 2500 to 2519 are further provided and the switches 1900 to 1919 are H, the charging switches 1700 to 1719 are provided. And the capacitors 1500 to 1519 may be connected to each other, and when the changeover switches 1900 to 1919 are L, the charging switches 1700 to 1719 and the capacitors 1500 to 1519 may be connected to each other.
  • the sampling switch 160 is controlled to sample at period T / 5, and charging is performed by controlling the charge switches 1700 to 1719 and the discharge switches 1800 to 1819 as shown in FIG.
  • control without decimation is described by outputting the charge charged at each timing, but decimation is performed by controlling the timing of outputting the charge charged in each capacitor. Control is also possible.
  • FIG. 13 shows a control signal for each switch, and shows the ON / OFF timing of each switch.
  • FIG. 14 is a table showing the timing when each switch is ON. The timing at which the discharge switches 1800 to 1819 are turned on and off differs from FIG.
  • the decimation ratio is set to 2 by repeating the control of outputting the charge stored in 1505, 1508, and 1519 and outputting the charge stored in the capacitors 1503, 1506, 1509, and 1512 without outputting the charge at timing 10. Can. That is, it is possible to change the decimation ratio by timing control as well as control that does not perform decimation.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a sampling filter device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • sampling filter apparatus 103 includes antenna 110, voltage-current conversion units 120 and 121, control unit 140, capacitors 1500 to 1519, 3500 to 3519, sampling switches 160, 161, 360, and 361, and charging. Switches 1700 to 1719 and 3700 to 3719 and discharge switches 1800 to 1819 and 3800 to 3819 are provided.
  • FIG. 11 is a table showing the timing of turning on each switch, and the clock timing is the same as FIG.
  • the charge switches 1700 to 1719, the discharge switches 1800 to 1819, and the sampling switches 160 and 161 operate at the same timing as in the first embodiment.
  • the ON times of the sampling switches 360 and 361 are in the reverse phase relationship with the sampling switches 160 and 161, and are out of phase by 180 degrees. That is, assuming that the charge with which capacitor 1500 is charged at a certain timing is ⁇ , the charge with which capacitor 3500 is charged is ⁇ .
  • Charge switches 3700 to 3703 operate at the same timing as charge switches 1700 to 1703
  • charge switches 3704 to 3707 operate at the same timing as charge switches 1704 to 1707
  • charge switches 3708 to 3711 have the same timing as charge switches 1708 to 1711.
  • the charge switches 3712 to 3715 operate at the same timing as the charge switches 1712 to 1715
  • the charge switches 3716 to 3719 operate at the same timing as the charge switches 1716 to 1719
  • the discharge switches 3807, 3810, 3813, 3816 It operates at the same timing as the discharge switches 1807, 1810, 1813 and 1816
  • the discharge switches 3800, 3811, 3814 and 3817 are discharge switches 1800, 1811, 1814 and 1 respectively.
  • the discharge switches 3802, 3805, 3808, 3819 operate at the same timing as the discharge switches 1802, 1805, 1808, 1819, and the discharge switches 3803, 3806, 3809, 3812 are discharge switches 1803, 1806, respectively. It operates at the same timing as 1809 and 1812.
  • a 1 a voltage-current conversion unit, a charge that is charged from the voltage-current conversion unit 120 to the capacitors 1500, 1503, 1504, 1507, 1508, 1511, 1512, 1515, 1516, and 1519 while the charging switches 1700 to 1719 are ON
  • the charge from 120 to the capacitors 3500, 3503, 3504, 3507, 3508, 3511, 3512, 3515, 3516, and 3519 is -a 1
  • the voltage-current conversion unit 121 to the capacitors 1501, 1502, 1505, 15 06, 1509, 1510, 1513, 1514, 1517, 1518 charge a 2 from the voltage-current conversion unit 121 to the capacitors 3501, 3502, 3505, 3506, 3509, 3510, 3513, 3514, 3517, 3518 Assuming that the charge to be generated
  • FIG. 12 shows the filter characteristics when 5 / T is 800 [MHz], a 1 is 0.2, and a 2 is 1.2. Become.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the wireless communication apparatus 200 includes a sampling filter unit 201, a buffer unit 202, an A / D unit 203, and a baseband unit 204.
  • the sampling filter unit 201 performs the same operation with the same configuration as the sampling filter device 100 of FIG. 1 in the first embodiment, and performs discretization and filter processing on a radio frequency signal input from the antenna 110.
  • the buffer unit 202 converts the charges stored in the capacitors 1500 to 1519 of the sampling filter unit 201 into voltage values and outputs the voltage values.
  • it can be configured by an operational amplifier.
  • the sampling filter unit 201 is configured as shown in FIG. 10, it is possible to increase the output voltage value by differentially combining.
  • the A / D unit 203 digitizes the discretized analog signal input from the buffer unit 202.
  • the baseband unit 204 performs digital signal processing on the digital signal input from the A / D unit 203.
  • the baseband unit 204 subjects the signal digitized by the A / D unit 203 to demodulation processing, decoding processing and the like. According to this configuration, it is possible to apply the sampling filter device according to the first embodiment to a wireless communication device.
  • the sampling filter unit 201 can also be configured as shown in FIG.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the wireless communication apparatus 300 includes a sampling filter unit 301, a buffer unit 302, an A / D unit 303, a first baseband unit 304, a second baseband unit 306, and a switch 307. Have.
  • the sampling filter unit 301 operates in the same manner as the sampling filter device of FIG. 6 in the first embodiment, performs discretization and filtering on a radio frequency signal input from the antenna 110, and further performs a switch. By switching 630 and 631 it is possible to change the amount of charge charged to the capacitor.
  • the buffer unit 302 has the same function as the buffer unit 202, and converts the charges stored in the capacitors 1500 to 1519 of the sampling filter unit 301 into voltage values and outputs the voltage values.
  • the A / D unit 303 digitizes the discretized analog signal input from the buffer unit 302.
  • the first baseband unit 304 corresponds to the first wireless communication method, and performs digital signal processing on the digital signal input from the A / D unit 303.
  • the second baseband unit 306 corresponds to the second wireless communication scheme, and performs digital signal processing on the digital signal input from the A / D unit 303.
  • the switch 307 outputs the output of the A / D unit 303 to the first baseband unit 304 or the first baseband unit 304 corresponding to whether the wireless communication scheme is the first wireless communication scheme or the second wireless communication scheme. 2 is input to the baseband unit 306.
  • the A / D unit is arranged at the front stage of the switch 307, a plurality of the A / D units may be arranged at the rear stage of the switch 307 depending on the wireless communication system.
  • the sampling filter unit 301 can also be configured as shown in FIG.
  • sampling filter device According to this configuration, it is possible to apply the sampling filter device according to the first embodiment to a wireless communication device compatible with a plurality of wireless communication methods.
  • Examples of the wireless communication system include, for example, the W-CDMA system and the IEEE 802.11a system.
  • the bandwidth of the W-CDMA system is about 4 MHz, and the bandwidth of the IEEE 802.11a system is about 20 MHz, so a filter suitable for each system is required, but according to this embodiment, the filter characteristics of the sampling filter device Since it can be variable, it becomes possible to cope with both methods with one filter.
  • examples of the first wireless communication method and the second wireless communication method are not particularly limited.
  • the present invention can provide a sampling filter device that does not require a complicated control unit, by performing weighting and adding at the time of output of charges instead of changing control signals, and performing convolution operation. It has an effect and is useful as a filter etc. in an analog circuit of a wireless communication device.

Abstract

　本発明は、制御信号として複雑な波形を用いずにフィルタ特性を変更することができるサンプリングフィルタ装置を提供することを目的とする。 　サンプリングフィルタ装置１００は、制御部１４０と、複数の積分器と、複数のスイッチとを有している。入力される電流を１クロックで複数のコンデンサに蓄積するとともに、数クロック前から１クロック前に積分器に蓄積された電荷を加算して出力する。各クロックで積分器に電荷を蓄積する際に、入力される電流を切り換えることにより、出力する電荷を重み付けして加算することが可能となり、フィルタ特性が変化する。

Description

サンプリングフィルタ装置
　本発明は、周波数特性が可変であるサンプリングフィルタ装置に関するものである。
　移動体通信などの無線通信装置では、信号を時間的に離散化し周波数変換およびフィルタリングを行うサンプリングフィルタ装置が用いられる。従来のサンプリングフィルタ装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがあった。図７は、特許文献１に記載された従来のサンプリングフィルタ装置を示すものである。
　図７において、従来のサンプリングフィルタ装置は、スイッチ２Ａと、スイッチ２Ｂと、積分器３と、重みおよびサンプリング（Ｗ＆Ｓ）要素６と、制御信号発生器７とを有している。制御信号発生器７から生成されるクロックと、反転クロックと、Ｗ＆Ｓ信号と、リセット信号により、リセットとサンプリングとホールドの３つのプロセスを実行する。
　このサンプリングフィルタ装置のフィルタ特性は、重み関数により決定される。また、重み関数は、Ｗ＆Ｓ要素６とＷ＆Ｓ信号の組み合わせに依存し、Ｗ＆Ｓ信号は、例えば、３つの重み関数（一定、傾斜、ガウス）に対応する。Ｗ＆Ｓ要素６を通る信号電流は、サンプリング窓の外ではゼロであり、サンプリング窓の中では重み関数（一定、傾斜、ガウス）に従って重みが付けられる。このように、Ｗ＆Ｓ信号によりＷ＆Ｓ要素６の出力に重み付けを行うことにより、フィルタ特性を変更することが可能である。
特表２００３－５１０９３３号公報（第３１頁、図２Ａ）
　しかしながら、前記特許文献１に記載の従来の方法では、フィルタ特性を変更するためのＷ＆Ｓ信号として、傾斜波形およびガウス波形などの複雑な波形を用意する必要があるとともに、クロックの幅を細かく制御しなければならなかった。
　本発明は、前記従来の事情に鑑みてなされたものであって、制御信号として複雑な波形を用いずにフィルタ特性を変更することができるサンプリングフィルタ装置を提供することを目的とする。
　本発明のサンプリングフィルタ装置は、積分器からの出力に応じてフィルタ特性が決定されるサンプリングフィルタ装置であって、電流を積分する複数の積分器と、前記積分器の入力段に設けた充電スイッチと、前記積分器の出力段に設けた放電スイッチと、前記積分器毎に、前記充電スイッチおよび前記放電スイッチをそれぞれ制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の積分器に異なる電荷量を同じタイミングで充電し、前記複数の積分器から異なるタイミングで異なる電荷量の放電を行うよう制御するものである。
　上記構成によれば、１クロック毎に複数の積分器に異なる電荷量を充電するので、積分器毎に蓄積する電荷に重み付けをして、加算した電荷を出力することができる為、矩形波のみの制御信号でフィルタ特性を変化させることができる。したがって、サンプリングフィルタ装置を制御する制御部を、簡単な構成で実現することが可能になる。また、重み付けをして加算した電荷を畳み込み演算することにより、重み付けを活かすことができる。
　また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、前記複数の積分器が、それぞれがＮ個（Ｎは２以上の整数）の積分器から構成される（Ｎ＋１）個の積分器グループであり、前記制御手段が、前記１組の積分器グループに含まれるＮ個の積分器への充電、および、充電中の積分器グループ以外のＮ組の前記積分器グループのそれぞれからひとつずつ選択したＮ個の積分器に充電された電荷の加算と出力と、を１クロック毎に行うよう制御するものである。また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、電流源を複数持ち、１クロック毎に、前記複数の積分器に異なる電荷量を入力するものである。
　上記構成によれば、１クロック毎に、入力される電流をＮ個の積分器に蓄積するとともに、Ｎクロック前から１クロック前に積分器に蓄積された電荷を加算して出力し、さらに１クロックごとに複数の積分器に異なる電荷量を蓄積することにより、出力する電荷を重み付けして加算することができる為、フィルタ特性を変更することができる。
　また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、前記制御手段が、１クロックで前記複数の積分器が積分する電荷をａ１～ａＭとして、出力する電荷ｙが、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
となるよう制御するものである。
　上記構成によれば、積分器が積分する電荷に対応する係数ａ１，ａ２等を変更することにより、フィルタ特性を変更することができる。
　また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、電流源を複数備え、前記制御手段が、前記電流源を切り替えることにより前記積分器に入力される電流を切り替えるものである。
　上記構成によれば、電流源を切り換えることにより、各積分器に充電される電荷量を変化させることができ、フィルタ特性を変更することができる。
　また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、電流源を備え、前記制御手段が、前記電流源の電圧－電流特性を切り替えることにより前記積分器に入力される電流を切り替えるものである。
　上記構成によれば、電流源を複数設けることなく、各積分器に充電される電荷量を変化させることができ、フィルタ特性を変更することができる。
　また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、電流源を備え、前記複数の積分器は、容量値が異なり、前記制御手段が、前記積分器を切り替えることにより、前記積分器に入力される電流を切り替えるものである。
　上記構成によれば、積分器を切り換えることにより、各積分器に充電される電荷量を変化させることができ、フィルタ特性を変更することができる。
　また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、前記積分器を切り替える複数の切替スイッチを備えるものである。
　上記構成によれば、容量値が異なる積分器を切替スイッチで切り替えることにより、電圧電流変換部を１つにして構成を簡素化することができる。
　また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、前記制御手段が、所定のタイミングで前記積分器に充電された電荷を出力せずにリセットするよう制御するものである。
　上記構成によれば、タイミング制御によってデシメーション比を変更することが可能である。
　また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、前記制御手段が、１クロックで正の電荷と負の電荷をそれぞれ異なる積分器に蓄積することにより、出力する電荷ｙが正負の係数で設定されるものである。
　上記構成によれば、負の電荷を用いることにより、正負の係数を用いたフィルタ特性を実現できる。
　また、本発明の無線通信装置は、アンテナより入力される無線周波数信号に対して離散化およびフィルタ処理を行う本発明のサンプリングフィルタ装置と、前記サンプリングフィルタ装置内における前記複数の積分器に充電された電荷量を電圧値に変換して出力するバッファ部と、前記バッファ部から出力されるアナログ信号をデジタル化するＡ／Ｄ部と、前記Ａ／Ｄ部でデジタル化された信号に対して、復調処理または復号処理を行うベースバンド部と、を有する。
　上記構成によれば、本発明に係るサンプリングフィルタ装置を用いた無線通信装置を実現することができる。
　さらに、本発明の無線通信装置は、アンテナより入力される無線周波数信号に対して離散化およびフィルタ処理を行うとともに、第１または第２の無線通信方式に対応して、前記複数の積分器に充電する電荷量を変更する請求項１から１０のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置と、前記サンプリングフィルタ装置内における前記複数の積分器に充電された電荷量を電圧値に変換して出力するバッファ部と、前記バッファ部から出力されたアナログ信号をデジタル化するＡ／Ｄ部と、前記Ａ／Ｄ部の出力を前記第１または第２の無線通信方式に対応して切り換えるスイッチ部と、前記第１の無線通信方式に対応し、前記Ａ／Ｄ部から前記スイッチ部を介して出力されるデジタル信号に対して復調処理または復号処理を行う第１のベースバンド部と、前記第２の無線通信方式に対応し、前記Ａ／Ｄ部から前記スイッチ部を介して出力されるデジタル信号に対して復調処理または復号処理を行う第２のベースバンド部とを有する。
　上記構成によれば、サンプリングフィルタ装置のフィルタ特性を切り換えることにより、複数の無線通信方式に対応した無線通信装置を実現できる。
　本発明のサンプリングフィルタ装置によれば、制御信号を変化させる代わりに、電荷の出力時に重み付けをして加算し、畳み込み演算を行う構成にすることにより、複雑な制御部を必要としないサンプリングフィルタ装置を提供することができる。
本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図 本発明の実施の形態１における制御部の制御信号を示す図 本発明の実施の形態１における制御タイミングを示す表 本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置における周波数特性を示す図（１） 本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置における周波数特性を示す図（２） 本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図 従来のサンプリングフィルタ装置の構成を示す図 本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図 本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図 本発明の実施の形態２におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図 本発明の実施の形態２における制御部の制御信号を示す図 本発明の実施の形態２におけるサンプリングフィルタ装置における周波数特性を示す図 本発明の実施の形態１における制御部の制御信号を示す図 本発明の実施の形態１における制御タイミングを示す表 本発明の実施の形態３における無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４における無線通信装置の構成を示すブロック図
符号の説明
　１００、１０１、１０２、１０３　サンプリングフィルタ装置
　１１０　アンテナ
　１２０、１２１、６２０、６２１　電圧電流変換部
　６３０、６３１　切替スイッチ
　１４０　制御部
　１５００～１５１９　コンデンサ
　１６０、１６１、３６０、３６１　サンプリングスイッチ
　１７００～１７１９　充電スイッチ
　１８００～１８１９　放電スイッチ
 １９００～１９１９ 切替スイッチ
 ２５００～２５１９　コンデンサ
　３５００～３５１９　コンデンサ
 ３７００～３７１９　充電スイッチ
 ３８００～３８１９　放電スイッチ
 ２００、３００ 無線通信装置
 ２０１、３０１ サンプリングフィルタ部
 ２０２、３０２ バッファ部
 ２０３、３０３ Ａ／Ｄ部
 ２０４、３０５、３０６ ベースバンド部
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図である。図１において、サンプリングフィルタ装置１００は、アンテナ１１０と、電圧電流変換部１２０，１２１と、制御部１４０と、コンデンサ１５００～１５１９と、サンプリングスイッチ１６０，１６１と、充電スイッチ１７００～１７１９と、放電スイッチ１８００～１８１９とを有している。
　アンテナ１１０は無線システムの無線周波数信号を受信する。図１には記載されていないが、アンテナ１１０で受信された無線周波数信号は、例えばフィルタなど、無線システムに対応した高周波信号処理を施され、電圧電流変換部１２０，１２１に入力される。電圧電流変換部１２０，１２１は、電圧の入力信号を電流に変換して出力する。例えば、トランスコンダクタンスアンプであり、各電圧電流変換部１２０，１２１は、電圧－電流特性が異なる。
　サンプリングスイッチ１６０，１６１は、制御部１４０から入力される信号に基づき、電圧電流変換部１２０，１２１からそれぞれ入力される電流をサンプリングしてコンデンサ１５００～１５１９に出力する。
　コンデンサ１５００～１５１９は、サンプリングスイッチ１６０，１６１においてサンプリングされた電流に基づき、充電スイッチ１７００～１７１９がＯＮのときに電荷がチャージされる。コンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９はサンプリングスイッチ１６０から入力される電荷をチャージし、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８はサンプリングスイッチ１６１から入力される電荷をチャージする。チャージされた電荷は放電スイッチ１８００～１８１９がＯＮのときに出力される。
　充電スイッチ１７００～１７１９は、制御部１４０から入力される充電信号に基づき、コンデンサ１５００～１５１９に電荷をチャージするかチャージしないかを切り換える。放電スイッチ１８００～１８１９は、制御部１４０から入力される放電信号に基づき、コンデンサにチャージされた電荷を出力するか出力しないかを切り換える。
　例えば、サンプリングフィルタ装置１００がＮ＝４タップのフィルタ特性を持つ場合について説明する。コンデンサ１５００～１５１９に電荷をチャージする場合、充電スイッチ１７００～１７０３（グループ１）と、充電スイッチ１７０４～１７０７（グループ２）と、充電スイッチ１７０８～１７１１（グループ３）と、充電スイッチ１７１２～１７１５（グループ４）と、充電スイッチ１７１６～１７１９（グループ５＝Ｎ＋１）は、図２に示すように、それぞれ同じ充電信号で制御され、各充電信号のＯＮ時間はＴ／５で、各充電信号のＯＮ時間はＴ／５ずれている。
　コンデンサ１５００～１５１９にチャージされた電荷を出力する場合、充電中のグループ以外の各グループから一つずつ選択された放電スイッチ１８０７、１８１０、１８１３、１８１６と、放電スイッチ１８００、１８１１、１８１４、１８１７と、放電スイッチ１８０１、１８０４、１８１５、１８１８と、スイッチ１８０２、１８０５、１８０８、１８１９と、放電スイッチ１８０３、１８０６、１８０９、１８１２は、図２に示すように、それぞれ同じ放電信号で制御され、各放電信号のＯＮ時間はＴ／５で、各放電信号のＯＮ時間はＴ／５ずれている。
　図３は、充電スイッチ１７００～１７１９および放電スイッチ１８００～１８１９をＯＮするタイミングを示す表である。クロックのタイミング１は０～Ｔ／５の期間、タイミング２はＴ／５～２×Ｔ／５の期間、タイミングＬは、（Ｌ－１）×Ｔ／５～Ｌ×Ｔ／５の期間を示す。
　タイミング１では、充電スイッチ１７００～１７０３をＯＮにして、コンデンサ１５００～１５０３（グループ１）のコンデンサに電荷をチャージする。また、同じタイミングで放電スイッチ１８０７、１８１０、１８１３、１８１６をＯＮにし、コンデンサ１５０７（グループ２）、１５１０（グループ３）、１５１３（グループ４）、１５１６（グループ５）にチャージされている電荷を出力する。
　タイミング２では、充電スイッチ１７０４～１７０７をＯＮにして、コンデンサ１５０４～１５０７（グループ２）のコンデンサに電荷をチャージする。また、同じタイミングで放電スイッチ１８００、１８１１、１８１４、１８１７をＯＮにし、コンデンサ１５００（グループ１）、１５１１（グループ３）、１５１４（グループ４）、１５１７（グループ５）にチャージされている電荷を出力する。
　タイミング３では、充電スイッチ１７０８～１７１１をＯＮにして、コンデンサ１５０８～１５１１（グループ３）のコンデンサに電荷をチャージする。また、同じタイミングで放電スイッチ１８０１、１８０４、１８１５、１８１８をＯＮにし、コンデンサ１５０１（グループ１）、１５０４（グループ２）、１５１５（グループ４）、１５１８（グループ５）にチャージされている電荷を出力する。
　タイミング４では、充電スイッチ１７１２～１７１５をＯＮにして、コンデンサ１５１２～１５１５（グループ４）のコンデンサに電荷をチャージする。また、同じタイミングで放電スイッチ１８０２、１８０５、１８０８、１８１９をＯＮにし、コンデンサ１５０２（グループ１）、１５０５（グループ２）、１５０８（グループ３）、１５１９（グループ５）にチャージされている電荷を出力する。
　タイミング５では、充電スイッチ１７１６～１７１９をＯＮにして、コンデンサ１５１６～１５１９（グループ５）のコンデンサに電荷をチャージする。また、同じタイミングで放電スイッチ１８０３、１８０６、１８０９、１８１２をＯＮにし、コンデンサ１５０３（グループ１）、１５０６（グループ２）、１５０９（グループ３）、１５１２（グループ４）にチャージされている電荷を出力する。
　タイミング６以降は、タイミング１～５を繰り返す。
　このように、各タイミング（例えばタイミング５）では、あるグループ（グループ５）のすべてのコンデンサに電荷をチャージするのと同じタイミングで、１つ前のタイミングでチャージされたグループ（グループ４）の１つのコンデンサ、２つ前のタイミングでチャージされたグループ（グループ３）の１つのコンデンサ、３つ前のタイミングでチャージされたグループ（グループ２）の１つのコンデンサ、および４つ前のタイミングでチャージされたグループ（グループ１）の１つのコンデンサにチャージされている電荷を同時に出力する。
　サンプリングスイッチ１６０，１６１が周期Ｔ／５でサンプリングするように制御し、図３に示すように充電スイッチ１７００～１７１９および放電スイッチ１８００～１８１９を制御することにより、充電スイッチ１７００～１７１９がＯＮの間に電圧電流変換部１２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ１、電圧電流変換部１２１からコンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ２とすると、サンプリングフィルタ部１００の出力ｙは、デジタルフィルタのＦＩＲフィルタと同じ（数１）と表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　図４の実線は、５／Ｔが８００［ＭＨｚ］で、ａ１が０．６、ａ２が１．４の場合のフィルタ特性を示し、図４の点線はａ１が０．８、ａ２が１．２の場合を示している。このように、ａ１とａ２の値を変えることで、フィルタの特性を変更させることが可能である。
　また、サンプリングスイッチ１６０，１６１が周期Ｔ／１０でサンプリングするように制御すると、図５に示すフィルタ特性となる。すなわち、サンプリングスイッチ１６０，１６１のサンプリングの周期、あるいは充電スイッチ１７００～１７１９および放電スイッチ１８００～１８１９のスイッチングの周期を変えることでフィルタ特性を変更させることが可能である。
　Ｎが偶数（Ｎ＝２Ｍ）の場合、サンプリングフィルタ装置１００が、電圧電流変換部をＮ／２（＝Ｍ）個、コンデンサ、電荷チャージ用のスイッチおよび電荷出力用のスイッチをそれぞれＮ×（Ｎ＋１）個有する構成、すなわちコンデンサ、充電スイッチおよび放電スイッチをＮ個ずつで（Ｎ＋１）グループ有する構成にすることにより、Ｎタップのフィルタを構成することが可能である。その場合、サンプリングフィルタ装置１００の出力ｙは、（数２）と表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　Ｎが奇数（Ｎ＝２Ｍ－１）の場合は、サンプリングフィルタ装置１００が、電圧電流変換部を（Ｎ＋１）／２（＝Ｍ）個を有する構成にすることにより、Ｎタップのフィルタを構成することが可能である。その場合、サンプリングフィルタ装置１００の出力ｙは、（数３）と表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　かかる構成によれば、制御信号として矩形波のみを用い、また、チャージされた電荷を出力する際に、重み付けをして加算し、畳み込み演算を行う制御を行うことでデジタルフィルタのＦＩＲフィルタと同じフィルタ特性を持つサンプリングフィルタ装置を実現することが可能である。
　また、図６に示すように、サンプリングフィルタ装置１００が、さらに電圧電流変換部６２０，６２１と切替スイッチ６３０，６３１とを有することにより、電圧電流変換部を切り換えることでコンデンサにチャージされる電荷量を変更することが可能となる。
　例えば、サンプリングスイッチ１６０，１６１が周期Ｔ／５でサンプリングするように制御し、図３に示すように充電スイッチ１７００～１７１９および放電スイッチ１８００～１８１９を制御することにより、充電スイッチ１７００～１７１９がＯＮの間に電圧電流変換部１２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ１（＝０．６）、電圧電流変換部１２１からコンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ２（＝１．４）、電圧電流変換部６２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ３（＝０．８）、電圧電流変換部６２１からコンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ４（＝１．２）とすると、切替スイッチ６３０、６３１がＨのとき、図４の実線のフィルタ特性となり、切替スイッチ６３０、６３１がＬのとき、図４の点線のフィルタ特性となり、フィルタ特性を切り換えることが可能となる。
　さらに、電圧電流変換部の電圧－電流変換特性のダイナミックレンジが広い場合、図６に示すように電圧電流変換部自体を切り換えるのではなく、電圧電流変換部の内部電圧などを切り換えることでコンデンサにチャージされる電荷量を変更し、フィルタ特性を切り換えることも可能である。
　すなわち、（数２）の係数として必要なダイナミックレンジおよび要求される内部電圧などのスイッチング速度に応じて、図１および図６の電圧電流変換部の数および内部電圧などを切り換える構成が決定される。例えば、図６で係数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４を用意する場合、ａ１とａ３を電圧電流変換部１２０の電圧－電流特性を切り換えることで実現し、ａ２とａ４は電圧電流変換部１２１と電圧電流変換部６２１とを切り換えることで実現することにより、電圧電流変換部を３つで構成することが可能である。
　かかる構成によれば、制御信号として矩形波のみを用い、また、チャージされた電荷を出力する際に、重み付けをして加算し、畳み込み演算を行う制御を行うことでサンプリングフィルタ装置のフィルタ特性を変更することが可能である。
　なお、制御信号として矩形波ではなく正弦波でもよく、電荷を出力するスイッチの制御を行う順番も特に問わない（例えば、１８００→１８０１→１８０２→１８０３ではなく、１８０３→１８０２→１８０１→１８００でもよい）。また、コンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９と、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８の容量を異なる値にすることで、電圧電流変換部１２１を省く構成も可能である。
　図８は、図１のサンプリングフィルタ装置１００から電圧電流変換部１２１を省いた構成を示す図である。図８に示すサンプリングフィルタ装置１０１において、例えば、コンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９と、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８の容量値が異なっており、サンプリングスイッチ１６０が周期Ｔ／５でサンプリングするように制御し、図３に示すように充電スイッチ１７００～１７１９および放電スイッチ１８００～１８１９を制御することにより、充電スイッチ１７００～１７１９がＯＮの間に電圧電流変換部１２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ１（＝０．６）、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ２（＝１．４）とすると、図４の実線のフィルタ特性となる。
　また、図９のように、図８に示すサンプリングフィルタ装置１０１において、切替スイッチ１９００～１９１９と、コンデンサ２５００～２５１９とをさらに有し、切替スイッチ１９００～１９１９がＨの場合に充電スイッチ１７００～１７１９とコンデンサ１５００～１５１９とをそれぞれ接続し、切替スイッチ１９００～１９１９がＬの場合に充電スイッチ１７００～１７１９とコンデンサ１５００～１５１９とをそれぞれ接続する構成でもよい。図９に示すサンプリングフィルタ装置１０２において、サンプリングスイッチ１６０が周期Ｔ／５でサンプリングするように制御し、図３に示すように充電スイッチ１７００～１７１９および放電スイッチ１８００～１８１９を制御することにより、充電スイッチ１７００～１７１９がＯＮの間に電圧電流変換部１２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ１（＝０．６）、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ２（＝１．４）、コンデンサ２５００、２５０３、２５０４、２５０７、２５０８、２５１１、２５１２、２５１５、２５１６、２５１９にチャージされる電荷をａ３（＝０．８）、コンデンサ２５０１、２５０２、２５０５、２５０６、２５０９、２５１０、２５１３、２５１４、２５１７、２５１８にチャージされる電荷をａ４（＝１．２）とすると、切替スイッチ１９００～１９１９がＨのとき、図４の実線のフィルタ特性となり、切替スイッチ１９００～１９１９がＬのとき、図４の点線のフィルタ特性となり、フィルタ特性を切り換えることが可能となる。
　また、以上の説明では、各タイミングでチャージされた電荷を出力することにより、デシメーションを行わない制御について示したが、各コンデンサにチャージされた電荷を出力するタイミングを制御することにより、デシメーションを行う制御も可能である。
　図１３は、各スイッチに対する制御信号を示し、各スイッチのＯＮ、ＯＦＦのタイミングを表しており、図１４は、各スイッチをＯＮするタイミングを示す表である。図２とは、放電スイッチ１８００～１８１９のＯＮ、ＯＦＦのタイミングが異なる。
　Ｎ＝４タップの場合、各コンデンサにチャージされた電荷を出力する際に、タイミング１ではコンデンサ１５０７、１５１０、１５１３、１５１６にチャージされた電荷を出力し、タイミング２ではコンデンサ１５００、１５１１、１５１４、１５１７にチャージされた電荷を出力せずリセットし、タイミング３ではコンデンサ１５０１、１５０４、１５１５、１５１８にチャージされた電荷を出力し、タイミング４ではコンデンサ１５０２、１５０５、１５０８、１５１９にチャージされた電荷を出力せずリセットし、タイミング５ではコンデンサ１５０３、１５０６、１５０９、１５１２にチャージされた電荷を出力し、タイミング６ではコンデンサ１５０７、１５１０、１５１３、１５１６にチャージされた電荷を出力せずリセットし、タイミング７ではコンデンサ１５００、１５１１、１５１４、１５１７にチャージされた電荷を出力し、タイミング８ではコンデンサ１５０１、１５０４、１５１５、１５１８にチャージされた電荷を出力せずリセットし、タイミング９ではコンデンサ１５０２、１５０５、１５０８、１５１９にチャージされた電荷を出力し、タイミング１０ではコンデンサ１５０３、１５０６、１５０９、１５１２にチャージされた電荷を出力せずリセットするという制御を繰り返すことにより、デシメーション比を２とすることができる。すなわち、デシメーションを行わない制御だけでなく、タイミング制御によってデシメーション比を変更することも可能である。
　（実施の形態２）
　図１０は、本発明の実施の形態２におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図である。図１０において、サンプリングフィルタ装置１０３は、アンテナ１１０と、電圧電流変換部１２０，１２１と、制御部１４０と、コンデンサ１５００～１５１９，３５００～３５１９と、サンプリングスイッチ１６０，１６１，３６０，３６１と、充電スイッチ１７００～１７１９，３７００～３７１９と、放電スイッチ１８００～１８１９，３８００～３８１９とを有している。
　図１１は各スイッチをＯＮにするタイミングを示す表であり、クロックのタイミングは図３と同じである。充電スイッチ１７００～１７１９と、放電スイッチ１８００～１８１９と、サンプリングスイッチ１６０、１６１とは、実施の形態１と同じタイミングで動作を行う。
　サンプリングスイッチ３６０、３６１のＯＮ時間はサンプリングスイッチ１６０、１６１と逆相の関係にあり、位相が１８０度ずれている。すなわち、あるタイミングでコンデンサ１５００にチャージされる電荷をαとすると、コンデンサ３５００にチャージされる電荷は－αとなる。
　充電スイッチ３７００～３７０３は充電スイッチ１７００～１７０３と同じタイミングで動作し、充電スイッチ３７０４～３７０７は充電スイッチ１７０４～１７０７と同じタイミングで動作し、充電スイッチ３７０８～３７１１は充電スイッチ１７０８～１７１１と同じタイミングで動作し、充電スイッチ３７１２～３７１５は充電スイッチ１７１２～１７１５と同じタイミングで動作し、充電スイッチ３７１６～３７１９は充電スイッチ１７１６～１７１９と同じタイミングで動作し、放電スイッチ３８０７、３８１０、３８１３、３８１６は放電スイッチ１８０７、１８１０、１８１３、１８１６と同じタイミングで動作し、放電スイッチ３８００、３８１１、３８１４、３８１７は放電スイッチ１８００、１８１１、１８１４、１８１７と同じタイミングで動作し、放電スイッチ３８０２、３８０５、３８０８、３８１９は放電スイッチ１８０２、１８０５、１８０８、１８１９と同じタイミングで動作し、放電スイッチ３８０３、３８０６、３８０９、３８１２は放電スイッチ１８０３、１８０６、１８０９、１８１２と同じタイミングで動作する。
　例えば、サンプリングスイッチ１６０，１６１が周期Ｔ／５でサンプリングするように制御し、図１１に示すように充電スイッチ１７００～１７１９、３７００～３７１９および放電スイッチ１８００～１８１９、３８００～３８１９を制御することにより、充電スイッチ１７００～１７１９がＯＮの間に電圧電流変換部１２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ１、電圧電流変換部１２０からコンデンサ３５００、３５０３、３５０４、３５０７、３５０８、３５１１、３５１２、３５１５、３５１６、３５１９にチャージされる電荷を－ａ１、電圧電流変換部１２１からコンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ２、電圧電流変換部１２１からコンデンサ３５０１、３５０２、３５０５、３５０６、３５０９、３５１０、３５１３、３５１４、３５１７、３５１８にチャージされる電荷を－ａ２とすると、サンプリングフィルタ装置１０３の出力ｙは、デジタルフィルタのＦＩＲフィルタと同じ（数４）あるいは（数５）と表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　図１２は、５／Ｔが８００［ＭＨｚ］で、ａ１が０．２、ａ２が１．２の場合のフィルタ特性を示しており、（数４）と（数５）では同じ特性となる。
　かかる構成によれば、逆相の信号を使うことで、デジタルフィルタのＦＩＲフィルタと同じフィルタ特性を持つサンプリングフィルタ装置を構成する際に、負のタップ係数も実現することが可能である。
　なお、図６、図９と同じ構成にすることにより、フィルタ特性を切り換える構成も可能であり、図８と同じ構成にすることにより、コンデンサによる重み付けも可能である。
　（実施の形態３）
　図１５は、本発明の実施の形態３における無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１５において、無線通信装置２００は、サンプリングフィルタ部２０１と、バッファ部２０２と、Ａ／Ｄ部２０３と、ベースバンド部２０４とを有している。
　サンプリングフィルタ部２０１は、実施の形態１における図１のサンプリングフィルタ装置１００と同じ構成で同様の動作をし、アンテナ１１０より入力される無線周波数信号に対して離散化、フィルタ処理を行う。
　バッファ部２０２は、サンプリングフィルタ部２０１のコンデンサ１５００～１５１９にチャージされた電荷を電圧値に変換して出力する。例えば、オペアンプなどで構成することが可能である。サンプリングフィルタ部２０１が図１０のように構成される場合、差動合成することにより、出力される電圧値を大きくすることが可能である。
　Ａ／Ｄ部２０３は、バッファ部２０２から入力される離散化されたアナログ信号をデジタル化する。ベースバンド部２０４は、Ａ／Ｄ部２０３から入力されるデジタル信号に対してデジタル信号処理を行う。
　すなわち、ベースバンド部２０４では、Ａ／Ｄ部２０３でデジタル化された信号に対して、復調処理、復号処理などを行う。かかる構成によれば、実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置を無線通信装置に適用することが可能である。なお、サンプリングフィルタ部２０１は、図８のように構成することも可能である。
　（実施の形態４）
　図１６は、本発明の実施の形態４における無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１６において、無線通信装置３００は、サンプリングフィルタ部３０１と、バッファ部３０２と、Ａ／Ｄ部３０３と、第１のベースバンド部３０４と、第２のベースバンド部３０６と、スイッチ３０７とを有している。
　サンプリングフィルタ部３０１は、実施の形態１における図６のサンプリングフィルタ装置と同じ構成で同様の動作をし、アンテナ１１０より入力される無線周波数信号に対して離散化、フィルタ処理を行い、さらに、スイッチ６３０および６３１を切り換えることによってコンデンサにチャージされる電荷量を変更することが可能である。
　バッファ部３０２は、バッファ部２０２と同様の機能を持ち、サンプリングフィルタ部３０１のコンデンサ１５００～１５１９にチャージされた電荷を電圧値に変換して出力する。Ａ／Ｄ部３０３は、バッファ部３０２から入力される離散化されたアナログ信号をデジタル化する。第１のベースバンド部３０４は、第１の無線通信方式に対応し、Ａ／Ｄ部３０３から入力されるデジタル信号に対してデジタル信号処理を行う。第２のベースバンド部３０６は、第２の無線通信方式に対応し、Ａ／Ｄ部３０３から入力されるデジタル信号に対してデジタル信号処理を行う。
　スイッチ３０７は、Ａ／Ｄ部３０３の出力を、無線通信方式が第１の無線通信方式であるか、第２の無線通信方式であるかに対応して、第１のベースバンド部３０４または第２のベースバンド部３０６に入力する。なお、本実施の形態では、Ａ／Ｄ部をスイッチ３０７の前段に配置したが、無線通信方式によっては、スイッチ３０７の後段に複数配置する構成も可能である。また、サンプリングフィルタ部３０１は、図９のように構成することも可能である。
　かかる構成によれば、実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置を複数の無線通信方式に対応した無線通信装置に適用することが可能である。
　無線通信方式の例としては、例えば、Ｗ－ＣＤＭＡ方式とＩＥＥＥ８０２．１１ａ方式が挙げられる。Ｗ－ＣＤＭＡ方式の帯域幅は約４ＭＨｚ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ方式の帯域幅は約２０ＭＨｚなので、それぞれの方式に適したフィルタが必要となるが、本実施形態によれば、サンプリングフィルタ装置のフィルタ特性を可変にできるので、一つのフィルタで、両方式に対応することが可能となる。なお、第１の無線通信方式および第２の無線通信方式の例は特に問わない。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、2005年12月13日出願の日本特許出願（特願2005－359190）、2006年11月24日出願の日本特許出願（特願2006-317276）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明は、制御信号を変化させる代わりに、電荷の出力時に重み付けをして加算し、畳み込み演算を行う構成にすることにより、複雑な制御部を必要としないサンプリングフィルタ装置を提供することができる効果を有し、無線通信装置のアナログ回路におけるフィルタ等として有用である。

Claims (12)

  1. 　積分器からの出力に応じてフィルタ特性が決定されるサンプリングフィルタ装置であって、
    　電流を積分する複数の積分器と、
    　前記積分器の入力段に設けた充電スイッチと、
    　前記積分器の出力段に設けた放電スイッチと、
    　前記積分器毎に、前記充電スイッチおよび前記放電スイッチをそれぞれ制御する制御手段と、を備え、
    　前記制御手段は、前記複数の積分器に異なる電荷量を同じタイミングで充電し、前記複数の積分器から異なるタイミングで異なる電荷量の放電を行うよう制御するサンプリングフィルタ装置。
  2. 　前記複数の積分器は、それぞれがＮ個（Ｎは２以上の整数）の積分器から構成される（Ｎ＋１）組の積分器グループであり、
    　前記制御手段は、前記１組の積分器グループに含まれるＮ個の積分器への充電、および、充電中の積分器グループ以外のＮ組の前記積分器グループのそれぞれからひとつずつ選択したＮ個の積分器に充電された電荷の加算と出力と、を１クロック毎に行うよう制御する請求項１記載のサンプリングフィルタ装置。
  3. 　電流源を複数持ち、１クロック毎に、前記複数の積分器に異なる電荷量を入力する請求項１および２記載のサンプリングフィルタ装置。
  4. 　前記制御手段は、１クロックで前記複数の積分器が積分する電荷をａ１～ａＭとして、出力する電荷ｙが、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
    となるよう制御する請求項１から３のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置。
  5. 　電流源を複数備え、
    　前記制御手段は、前記電流源を切り替えることにより、前記積分器に入力される電流を切り替える請求項１から４のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置。
  6. 　電流源を備え、
    　前記制御手段は、前記電流源の電圧－電流特性を切り替えることにより、前記積分器に入力される電流を切り替える請求項１から４のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置。
  7. 　電流源を備え、
    　前記複数の積分器は、容量値が異なり、
    　前記制御手段は、前記積分器を切り替えることにより、前記積分器に入力される電流を切り替える請求項１から４のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置。
  8. 　前記積分器を切り替える複数の切替スイッチを備える請求項７記載のサンプリングフィルタ装置。
  9. 　前記制御手段は、所定のタイミングで前記積分器に充電された電荷を出力せずにリセットするよう制御する請求項１から４のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置。
  10. 　前記制御手段は、１クロックで正の電荷と負の電荷をそれぞれ異なる積分器に蓄積することにより、出力する電荷ｙが正負の係数で設定される請求項４記載のサンプリングフィルタ装置。
  11. 　アンテナより入力される無線周波数信号に対して離散化およびフィルタ処理を行う請求項１から１０のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置と、
    　前記サンプリングフィルタ装置内における前記複数の積分器に充電された電荷量を電圧値に変換して出力するバッファ部と、
    　前記バッファ部から出力されるアナログ信号をデジタル化するＡ／Ｄ部と、
    　前記Ａ／Ｄ部でデジタル化された信号に対して、復調処理または復号処理を行うベースバンド部と、を有する無線通信装置。
  12. 　アンテナより入力される無線周波数信号に対して離散化およびフィルタ処理を行うとともに、第１または第２の無線通信方式に対応して、前記複数の積分器に充電する電荷量を変更する請求項１から１０のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置と、
    　前記サンプリングフィルタ装置内における前記複数の積分器に充電された電荷量を電圧値に変換して出力するバッファ部と、
    　前記バッファ部から出力されたアナログ信号をデジタル化するＡ／Ｄ部と、
    　前記Ａ／Ｄ部の出力を前記第１または第２の無線通信方式に対応して切り換えるスイッチ部と、
    　前記第１の無線通信方式に対応し、前記Ａ／Ｄ部から前記スイッチ部を介して出力されるデジタル信号に対して復調処理または復号処理を行う第１のベースバンド部と、
    　前記第２の無線通信方式に対応し、前記Ａ／Ｄ部から前記スイッチ部を介して出力されるデジタル信号に対して復調処理または復号処理を行う第２のベースバンド部とを有する無線通信装置。
PCT/JP2006/324765 2005-12-13 2006-12-12 サンプリングフィルタ装置 WO2007072712A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/097,109 US7979047B2 (en) 2005-12-13 2006-12-12 Sampling filter
CN2006800471569A CN101331682B (zh) 2005-12-13 2006-12-12 采样滤波器设备

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-359190 2005-12-13
JP2005359190 2005-12-13
JP2006317276A JP5046622B2 (ja) 2005-12-13 2006-11-24 サンプリングフィルタ装置
JP2006-317276 2006-11-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2007072712A1 WO2007072712A1 (ja) 2007-06-28
WO2007072712A4 true WO2007072712A4 (ja) 2009-07-02

Family

ID=38188493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/324765 WO2007072712A1 (ja) 2005-12-13 2006-12-12 サンプリングフィルタ装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7979047B2 (ja)
JP (1) JP5046622B2 (ja)
CN (1) CN101331682B (ja)
WO (1) WO2007072712A1 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008017220A (ja) * 2006-07-06 2008-01-24 Sony Corp チャージドメインフィルタ回路
WO2008050630A1 (fr) * 2006-10-23 2008-05-02 Panasonic Corporation Dispositif de filtre d'échantillonnage et dispositif de communication radio
JP5078988B2 (ja) * 2007-03-06 2012-11-21 パナソニック株式会社 離散時間ダイレクトサンプリング回路及び受信機
JP5182895B2 (ja) * 2007-03-29 2013-04-17 パナソニック株式会社 サンプリングミキサ、フィルタ装置および無線機
JP2011504023A (ja) * 2007-11-15 2011-01-27 カベン ワイヤレス シリコン インコーポレイテッド 複数のクロックを用いるサンプリングフィルタ
JP5182897B2 (ja) * 2008-01-16 2013-04-17 パナソニック株式会社 サンプリングフィルタ装置
WO2009098989A1 (ja) 2008-02-04 2009-08-13 Nec Corporation 位相同期装置および位相同期方法
US7994850B2 (en) * 2008-06-25 2011-08-09 Qualcomm, Incorporated Discrete time multi-rate analog filter
US8589470B2 (en) 2008-09-18 2013-11-19 Industrial Technology Research Institute Down conversion filter
TWI376888B (en) * 2008-11-26 2012-11-11 Ind Tech Res Inst Down-conversion filter and communication receiving apparatus
JP2010258528A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Sony Corp フィルタ回路及び通信装置
WO2011082482A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Kaben Wireless Silicon Inc. Multi-layer switching in charge -domain or sampling if filters
JP5393607B2 (ja) * 2010-07-15 2014-01-22 パナソニック株式会社 ダイレクトサンプリング回路

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58107712A (ja) * 1981-12-22 1983-06-27 Fujitsu Ltd トランスバ−サルフイルタ
DE3739258A1 (de) 1987-11-18 1989-06-01 Bayer Ag Hochtemperatursupraleiter, verfahren zu ihrer herstellung sowie deren verwendung
JPH03160814A (ja) * 1989-11-20 1991-07-10 Canon Inc フィルタ装置
JP3392670B2 (ja) * 1996-11-28 2003-03-31 株式会社東芝 サンプリング装置
JP3761720B2 (ja) * 1998-07-14 2006-03-29 シャープ株式会社 マッチトフィルタ
SE516291C2 (sv) * 1999-06-15 2001-12-10 Ericsson Telefon Ab L M Omkopplingsbara kondensatorer samt förfarande för viktning av en insignal
SE9903532D0 (sv) 1999-09-28 1999-09-28 Jiren Yuan Versatile charge sampling circuits
US6621441B2 (en) * 2000-05-15 2003-09-16 Texas Instruments Incorporated Attenuating undesired frequencies while sampling a communication signal
US6930544B2 (en) * 2003-03-07 2005-08-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Filter
US7411444B2 (en) * 2003-11-13 2008-08-12 Texas Instruments Incorporated Technique for improving antialiasing and adjacent channel interference filtering using cascaded passive IIR filter stages combined with direct sampling and mixing
US8380781B2 (en) * 2007-07-18 2013-02-19 Panasonic Corporation Sampling filter and radio communication apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007189666A (ja) 2007-07-26
US7979047B2 (en) 2011-07-12
WO2007072712A1 (ja) 2007-06-28
JP5046622B2 (ja) 2012-10-10
US20080299937A1 (en) 2008-12-04
CN101331682B (zh) 2012-02-08
CN101331682A (zh) 2008-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007072712A4 (ja) サンプリングフィルタ装置
JP5182897B2 (ja) サンプリングフィルタ装置
US7535288B2 (en) Charge domain filter device
JP5078988B2 (ja) 離散時間ダイレクトサンプリング回路及び受信機
JP5755850B2 (ja) 離散時間アナログ回路及びそれを用いた受信機
JP5565859B2 (ja) デルタシグマａｄ変換器
JP5240193B2 (ja) 電圧電流変換器およびこれを用いたフィルタ回路
JPH10163912A (ja) サンプリング装置
US8111741B2 (en) Sampling filter apparatus and wireless communication apparatus
JP3628463B2 (ja) デルタシグマ型ａ／ｄ変換器
JP5038069B2 (ja) フィルタ回路及びこれを用いた通信用半導体装置
JP5515743B2 (ja) 電圧電流変換器、それを用いた、微分回路、積分回路およびフィルタ回路並びに電圧電流変換方法
JP2008005477A (ja) 周波数選択機能を有するミキサ
US11115042B1 (en) Low pass filter embedded digital-to-analog converter
JP5279141B2 (ja) サンプリングフィルタ装置
JP2008219413A (ja) 可変フィルタ
Kaabi et al. A novel current-conveyor-based switched-capacitor integrator
JP2008047975A (ja) 信号処理装置及び信号処理方法
Duppils et al. Realization of fully programmable narrow-band FIR filters with SC technique
JPH0823280A (ja) Ｄ／ａ変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680047156.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12097109

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06834520

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1