(57)【要約】【課題】チャージサンプリングフィルタ回路およびチャージサンプリング方法を提供すること。【解決手段】入力信号をサンプリングする第一のキャパシタを備え、サンプリングにより第一のキャパシタに蓄えられた電荷の少なくとも一部を、第一のキャパシタと導通可能な第二のキャパシタに出力するチャージサンプリングフィルタ回路であって、入力信号を第一のキャパシタにサンプリングさせるサンプリングモードと、第一のキャパシタと第二のキャパシタとを導通させる出力モードと、を含む回路モードを切替えるスイッチング部を備え、第一のキャパシタの出力モード時の容量値は、サンプリングモード時の容量値と比してより低くされることを特徴とする。【選択図】図４
2008032635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号をサンプリングする第一のキャパシタを備え、前記サンプリングにより前記第一のキャパシタに蓄えられた電荷の少なくとも一部を、前記第一のキャパシタと導通可能な第二のキャパシタに出力するチャージサンプリングフィルタ回路であって：
前記入力信号を前記第一のキャパシタにサンプリングさせるサンプリングモードと、前記第一のキャパシタと前記第二のキャパシタとを導通させる出力モードと、を含む回路モードを切替えるスイッチング部を備え、
前記回路モードが前記出力モードであるときの前記第一のキャパシタの容量値は、前記回路モードが前記サンプリングモードであるときの前記第一のキャパシタの容量値より低くされることを特徴とする、チャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項２】
前記スイッチング部は、クロックに同期して入力されるモード切替信号に基づいて前記回路モードを切替え、
前記第一のキャパシタの容量値は、前記クロックに同期して入力される容量値制御信号に基づいて変更されることを特徴とする、請求項１に記載のチャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項３】
前記第一のキャパシタの容量値を減少させる前記容量値制御信号の位相は、前記スイッチング部に前記回路モードを前記出力モードに切替えるよう指示するモード切替信号と同一位相であることを特徴とする、請求項２に記載のチャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項４】
前記第一のキャパシタの容量値を減少させる前記容量値制御信号は、前記スイッチング部に前記回路モードを前記出力モードに切替えるよう指示するモード切替信号が入力されている期間を含む所定期間に、前記第一のキャパシタに入力されることを特徴とする、請求項２に記載のチャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項５】
前記第一のキャパシタの容量値を、前記出力モードである期間以外にも可変としたことを特徴とする、請求項１に記載のチャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項６】
前記回路モードは、前記第一のキャパシタが蓄えている電荷を放電する放電モードをさらに含み、
前記スイッチング部は、前記回路モードが前記出力モードである期間が終了してから前記サンプリングモードである期間が開始するまでに、前記回路モードを前記放電モードに切替えることを特徴とする、請求項１に記載のチャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項７】
前記第一のキャパシタの前記放電モード時の容量値を、前記第一のキャパシタの前記出力モード時の容量値と近似させることを特徴とする、請求項６に記載のチャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項８】
前記第一のキャパシタを、前記回路モードに応じて容量値を可変とする可変容量として動作させるか、固定容量として動作させるかを選択可能としたことを特徴とする、請求項１に記載のチャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項９】
少なくとも２以上のキャパシタを含む単位キャパシタ群と；
サンプリングモードと出力モードを含む前記単位キャパシタ群の回路モードを切替える第二のスイッチング部と；
をさらに備え、
前記第二のスイッチング部により前記単位キャパシタ群の回路モードが前記サンプリングモードに切替えられると、前記単位キャパシタ群に含まれる複数のキャパシタがサンプリングを行い、
前記第二のスイッチング部により前記単位キャパシタ群の回路モードが前記出力モードに切替えられると、前記複数のキャパシタのうちの少なくともいずれかのキャパシタが、前記サンプリングにより蓄えられた電荷を出力することを特徴とする、請求項１に記載のチャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項１０】
前記単位キャパシタ群に含まれる少なくともいずれかのキャパシタは、容量値が可変である可変キャパシタであることを特徴とする、請求項９に記載のチャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項１１】
前記単位キャパシタ群のうちの、前記複数のキャパシタおよび／または前記複数のキャパシタのうちの少なくともいずれかのキャパシタは、前記チャージサンプリングフィルタ回路に入力される信号の信号レベルに応じて選択されることを特徴とする、請求項９に記載のチャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項１２】
前記単位キャパシタ群の回路モードは、前記複数のキャパシタが蓄えている電荷を放電する放電モードをさらに含み、
前記第２のスイッチング部は、前記単位キャパシタ群の回路モードが前記出力モードである期間が終了してから前記サンプリングモードである期間が開始するまでに、前記単位キャパシタ群の回路モードを前記放電モードに切替えることを特徴とする、請求項９に記載のチャージサンプリングフィルタ回路。
【請求項１３】
第一のキャパシタが入力信号をサンプリングするサンプリングステップと；
前記第一のキャパシタの容量値を減少させるステップと；
前記第一のキャパシタが前記サンプリングにより蓄えた電荷の少なくとも一部を、前記第一のキャパシタと導通された第二のキャパシタに出力する出力ステップと；
前記第一のキャパシタが蓄えている電荷を放電する放電ステップと；
を含むことを特徴とする、チャージサンプリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャージサンプリングフィルタ回路およびチャージサンプリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話サービスや無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの高周波を用いた無線サービスが広く普及している。かかる無線サービスは、一般に、無線サービス毎あるいは無線サービスの提供地域毎に異なる周波数帯域を利用している。このような現状を背景とし、一台の無線端末で複数の無線サービスが利用できるリコンフィギャラブルＲＦ技術が注目を集めいている。例えば、異なる周波数帯域の無線信号を一つのＲＦ回路で受信できるリコンフィギャラブルＲＦ技術として、チャージドメインフィルタ回路があげられる（非特許文献１参照。）。以下、簡単に図１０を参照してチャージドメインフィルタ回路について説明する。【０００３】
図１０は、チャージドメインフィルタ回路１０の回路構成を示した説明図である。チャージドメインフィルタ回路１０は、トランスコンダクタ（ｇｍ）１２と、ＩＩＲキャパシタ１４と、第一のチャージサンプル回路２０と、第二のチャージサンプル回路４０と、出力キャパシタ５０とを備える。また、チャージドメインフィルタ回路１０は、回路制御装置（図示せず）が出力する制御信号に基づいて動作する。【０００４】
トランスコンダクタ１２は、入力された信号の電圧を、該電圧に比例する電流に変換して出力する電圧電流変換装置である。ＩＩＲキャパシタ１４は、トランスコンダクタ１２と接続され、チャージドメインフィルタ回路１０にＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）特性を付与するよう機能する。【０００５】
第一のチャージサンプル回路２０は、キャパシタ２２、２６、３０および３４を備える。例えば、チャージドメインフィルタ回路１０に入力される制御信号φ１がハイレベルである間は、スイッチ２１が導通し、キャパシタ２２はトランスコンダクタ１２が出力する電流をチャージ（充電）する。また、チャージドメインフィルタ回路１０に入力される制御信号φ２がハイレベルである間は、スイッチ２５が導通し、キャパシタ２６はトランスコンダクタ１２が出力する電流をチャージする。【０００６】
続いて、チャージドメインフィルタ回路１０に入力される制御信号φ４およびψ１がハイレベルである間にスイッチ２３、２７および４１が導通する。すると、キャパシタ２２および２６にチャージにより蓄えられた電荷の一部が、第二のチャージサンプル回路４０のキャパシタ４２に出力される。そして、キャパシタ２２、２６および４２の容量値に応じた電荷がキャパシタ２２、２６および４２のそれぞれに蓄えられ、平衡状態に達する。以下、このように複数のキャパシタ間で電荷を共有することをチャージシェアリングと称する。【０００７】
その後、チャージドメインフィルタ回路１０に入力される制御信号φ１ｒがハイレベルである間にスイッチ２４が導通し、キャパシタ２２に残存している電荷が放電される。また、チャージドメインフィルタ回路１０に入力される制御信号φ２ｒがハイレベルである間にスイッチ２８が導通し、キャパシタ２８に残存している電荷が放電される。同様に、キャパシタ３０および３４は、トランスコンダクタ１２から供給される電流を充電した後、チャージシェアリングを行い、キャパシタ３０および３４に残存した電荷を次回のチャージに備えて放電する。【０００８】
【非特許文献１】2006 IEEE International Solid-State Circuits Conference 26.6 「An800MHz to 5GHz Software-Defined Radio Receiver in 90nm CMOS」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来のチャージドメインフィルタ回路においては、キャパシタが電流を充電してチャージシェアリングを行った後に、キャパシタに残留した多量の電荷が放電されてしまう問題があった。例えば、一のキャパシタが自己と同一容量の後段キャパシタとチャージシェアリングを行った場合、当該一のキャパシタと後段キャパシタの間で電荷が等分されることとなる。この結果、上記一のキャパシタには自己が保持していた電荷の半分もの電荷が残留し、該半分の電荷が上記一のキャパシタから放電されてしまう。すなわち、従来のチャージドメインフィルタ回路では、キャパシタに残留した電荷の放電により多大な信号情報が損失され、同時にフィルタ回路としての利得が低減するという問題があった。【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、回路を構成するキャパシタから放電される電荷を抑制することが可能な、新規かつ改良されたチャージサンプリングフィルタ回路およびチャージサンプリング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、入力信号をサンプリングする第一のキャパシタを備え、サンプリングにより第一のキャパシタに蓄えられた電荷の少なくとも一部を、第一のキャパシタと導通可能な第二のキャパシタに出力するチャージサンプリングフィルタ回路が提供される。このチャージサンプリングフィルタ回路は、第一のキャパシタに入力信号をサンプリングさせるサンプリングモードと、第一のキャパシタと第二のキャパシタとを導通させる出力モードと、を含む回路モードを切替えるスイッチング部を備え、第一のキャパシタの出力モード時の容量値は、サンプリングモード時の容量値と比して低くされることを特徴とする。【００１２】
かかる構成においては、少なくとも１つの第一のキャパシタは、出力モード時より高い容量値で入力信号をサンプリングし、サンプリングモード時より低い容量値で第二のキャパシタに少なくとも一部の電荷を出力、すなわち第二のキャパシタとのチャージシェアリングを行う。通常、チャージシェアリングを行う場合、前段のキャパシタ（すなわち、第一のキャパシタ）と、後段のキャパシタ（すなわち、第２のキャパシタ）の各々には、各々の容量値に比例した電荷がシェアされる。このため、出力モードに移行した際、サンプリングモード時よりも前段のキャパシタの容量値を意図的に小さくする制御を行えば、後段のキャパシタに移す電荷量を大きくする事ができ、例えば、チャージシェアリング後に前段のキャパシタに残存する電荷量を１／４〜１／５程度まで低減させる事が可能となる。その結果、第一のキャパシタにおいては、チャージシェアリングの後に放電する電荷を低減させる事が可能となり、もってチャージサンプリングフィルタ回路全体としての利得の向上を図ることができる。【００１３】
スイッチング部は、クロックに同期して入力されるモード切替信号に基づいて回路モードを切替え、第一のキャパシタの容量値は、クロックに同期して入力される容量値制御信号に基づいて変更されるようにしてもよい。かかる構成においては、例えば、チャージサンプリングフィルタ回路と接続された回路制御装置が、設定された周波数特性に基づいてモード切替信号を生成および出力する。また、該回路制御装置が、設定されたキャパシタ特性に基づいて容量値制御信号を生成および出力する。その結果、チャージサンプリングフィルタ回路は、構成を維持しつつ、入力されるモード切替信号や容量値制御信号を可変とするのみで回路特性を変更することができる。【００１４】
第一のキャパシタの容量値を減少させる容量値制御信号は、スイッチング部に回路モードを出力モードに切替えるよう指示するモード切替信号と同一位相であってもよい。かかる構成によれば、回路制御装置が、チャージサンプリングフィルタ回路の回路モードを出力モードに切替えるよう指示するモード切替信号を、第一のキャパシタの容量値を減少させる容量値制御信号としても機能させることができる。したがって、容量値制御信号を生成する過程を削除することができ、処理過程の簡素化およびコストの削減を図ることができる。【００１５】
第一のキャパシタの容量値を減少させる容量値制御信号は、回路モードが出力モードである出力モード期間を含む所定期間に第一のキャパシタに入力されるようにしてもよい。かかる構成においては、容量値制御信号は、出力モード期間の前期間および／または後期間にも第一のキャパシタに入力される。例えば、第一のキャパシタに出力モード期間の以前から容量値制御信号を入力すれば、出力モードに切り替わるときには第一のキャパシタの容量値を十分に減少させておくことが可能となる。すなわち、第一のキャパシタの容量値が下がれば、第一のキャパシタの電位は数式「Ｑ＝ＣＶ」に従って増加し、出力モードに切り替わると同時に、第二のキャパシタの電位との差分に基づく速度で電荷を移動（電流を流す）ことができる。【００１６】
第一のキャパシタの容量値を、回路モードが出力モードである期間以外にも可変としてもよい。かかる構成によれば、第一のキャパシタの容量値を変化させれば、第一のキャパシタの電位は数式「Ｑ＝ＣＶ」に従って変化する。したがって、第一のキャパシタの容量値を、例えば回路モードがサンプリングモードである期間にも可変とすれば、サンプリングにより第一のキャパシタに生じる電圧も変化するため、チャージサンプリングフィルタ回路全体の利得を調整することができる。【００１７】
回路モードは、第一のキャパシタが蓄えている電荷を放電する放電モードをさらに含み、スイッチング部は、回路モードが出力モードである期間が終了してからサンプリングモードである期間が開始するまでに、回路モードを放電モードに切替えるようにしてもよい。かかる構成によれば、回路モードは、第一のキャパシタの電荷が放電され、第一のキャパシタの充電状態が初期化された後に、再びサンプリングモードに切替えられる。したがって、第一のキャパシタに電荷が加算的に蓄えられ、電圧が飽和してしまう問題を防止することができる。【００１８】
第一のキャパシタの放電モード時の容量値を、第一のキャパシタの出力モード時の容量値と近似させてもよい。かかる構成によれば、第一のキャパシタは、例えば出力モード時と同一の容量値が少ない状態で初期化電圧（Ｖｂｉａｓ）により電荷の初期値が設定された後に入力信号をサンプリングする。その結果、該入力信号は、出力モード時のＤＣレベルのばらつきに対する差分と等価となり、出力モード時の誤差成分を低減することができる。【００１９】
第一のキャパシタを、回路モードに応じて容量値を可変とする可変容量として動作させるか、固定容量として動作させるかを選択可能としてもよい。かかる構成によれば、チャージサンプリングフィルタ回路の用途や目的に応じて上記選択を適切に行うことで、大信号入力時におけるチャージサンプリングフィルタ回路内の信号レベルを調整し、回路内電圧の飽和による信号ひずみを大幅に低減することが可能となる。【００２０】
また、当該チャージサンプリングフィルタ回路は、少なくとも２以上のキャパシタを含む単位キャパシタ群と、サンプリングモードと出力モードを含む前記単位キャパシタ群の回路モードを切替える第二のスイッチング部とをさらに備えてもよい。そして、前記第二のスイッチング部により前記単位キャパシタ群の回路モードが前記サンプリングモードに切替えられると、前記単位キャパシタ群に含まれる複数のキャパシタがサンプリングを行い、前記第二のスイッチング部により前記単位キャパシタ群の回路モードが前記出力モードに切替えられると、前記複数のキャパシタのうちの少なくともいずれかのキャパシタが、前記サンプリングにより蓄えられた電荷を出力してもよい。【００２１】
かかる構成においては、単位キャパシタ群の回路モードがサンプリングモードであるとき、単位キャパシタ群に含まれる複数のキャパシタが入力信号をサンプリングする。そして、単位キャパシタ群の回路モードがサンプリングモードであるとき、複数のキャパシタの少なくともいずれかのキャパシタに蓄えられている電荷が出力される。すなわち、当該キャパシタ群に入力された信号は、信号成分の一部が排除されて出力される。したがって、チャージサンプリング回路に高レベルの信号が入力された場合には、当該単位キャパシタ群により、信号成分を減衰させることが可能である。【００２２】
前記単位キャパシタ群に含まれる少なくともいずれかのキャパシタは、容量値が可変である可変キャパシタであってもよい。単位キャパシタ群に入力される信号成分と、単位キャパシタ群から出力される信号成分との比率は、複数のキャパシタの静電容量の総計と、複数のキャパシタの少なくともいずれかのキャパシタの静電容量の総計との比率に基づく。したがって、単位キャパシタ群に含まれる少なくともいずれかのキャパシタを可変キャパシタとすることにより、例えば、当該単位キャパシタ群における信号成分の減衰量を調整することができる。【００２３】
前記単位キャパシタ群のうちの、前記複数のキャパシタおよび／または前記複数のキャパシタのうちの少なくともいずれかのキャパシタは、前記チャージサンプリングフィルタ回路に入力される信号の信号レベルに応じて選択されてもよい。例えば、信号レベルが高く減衰量を高くしたい場合には、より多くのキャパシタを複数のキャパシタとして選択し、より少ないキャパシタを複数のキャパシタのうちの少なくともいずれかのキャパシタとして選択しても良い。【００２４】
前記単位キャパシタ群の回路モードは、前記複数のキャパシタが蓄えている電荷を放電する放電モードをさらに含み、前記第２のスイッチング部は、前記単位キャパシタ群の回路モードが前記出力モードである期間が終了してから前記サンプリングモードである期間が開始するまでに、前記単位キャパシタ群の回路モードを前記放電モードに切替えてもよい。かかる構成によれば、単位キャパシタ群の回路モードは、複数のキャパシタの電荷が放電され、複数のキャパシタの充電状態が初期化された後に、再びサンプリングモードに切替えられる。したがって、複数のキャパシタに電荷が加算的に蓄えられ、電圧が飽和してしまう問題を防止することができる。【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第一のキャパシタが入力信号をサンプリングするサンプリングステップと、第一のキャパシタの容量値を減少させるステップと、第一のキャパシタがサンプリングにより蓄えた電荷の少なくとも一部を、第一のキャパシタと導通された第二のキャパシタに出力する出力ステップと、第一のキャパシタが蓄えている電荷を放電する放電ステップとを含むことを特徴とする、チャージサンプリング方法が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明にかかるチャージサンプリングフィルタ回路およびチャージサンプリング方法によれば、回路を構成するキャパシタから放電される電荷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路を適用したフィルタリングシステムの構成を示した説明図である。
【図２】フィルタリングシステムの動作により得られる出力信号の周波数特性を示した説明図である。
【図３】チャージドメインフィルタ回路に供給される制御信号を示した説明図である。
【図４】同実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路の回路構成を示した説明図である。
【図５】スイッチング部の他の構成例を示した説明図である。
【図６】チャージドメインフィルタ回路のキャパシタＣ１、Ｃ２およびＣ５が平衡状態に達する様子を示すための説明図である。
【図７】同実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路の動作を示したフローチャートである。
【図８】チャージドメインフィルタ回路に入力される制御信号の他の例を示した説明図である。
【図９】チャージドメインフィルタ回路に入力される制御信号の他の例を示した説明図である。
【図１０】本願に関連するチャージドメインフィルタ回路の回路構成を示した説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路の回路構成を示した説明図である。
【図１２】減衰機能部の回路構成の第１の変更例を示した説明図である。
【図１３】減衰機能部の回路構成の第２の変更例を示した説明図である。
【図１４】減衰機能部の回路構成の第３の変更例を示した説明図である。
【図１５】制御信号の生成方法を示した説明図である。
【図１６】選択信号と制御信号の関係を示した説明図である。
【図１７】本実施形態の変形例にかかるチャージドメインフィルタ回路の回路構成を示した説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１００    フィルタリングシステム
１０２    回路制御装置
１０８    制御信号生成部
１１０、１１１、１１２    チャージドメインフィルタ回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。【００３０】
本発明の好適な実施の形態については、まず、図１〜３を参照して、本発明の第１の実施形態にかかるチャージサンプリングフィルタ回路としてのチャージドメインフィルタ回路を適用したフィルタリングシステムについて説明する。その後、図４〜６を参照して、同実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路の構成および動作について説明する。続いて、図８を参照して、同実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路を構成するキャパシタの一例を説明する。その後、図９を参照して、同実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路の変形例を説明する。さらに、図１１〜図１６を参照し、本発明の第２の実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路を説明する。【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１０を適用したフィルタリングシステム１００の構成を示した説明図である。図２は、フィルタリングシステム１００の動作により得られる出力信号の周波数特性を示した説明図である。図３は、回路制御装置が出力する制御信号を示した説明図である。【００３２】
フィルタリングシステム１００は、回路制御装置１０２と、チャージドメインフィルタ回路１１０とを備える。回路制御部１０２は、チャージドメインフィルタ回路１１０を制御する制御信号を出力し、チャージドメインフィルタ回路１１０は、該制御信号による制御に基づいて、外部から入力される入力信号をフィルタリングする。【００３３】
具体的には、回路制御部１０２は、周波数特性設定部１０４と、キャパシタ特性設定部１０６と、制御信号生成部１０８と、を備える。【００３４】
周波数特性設定部１０４は、チャージドメインフィルタ回路１１０を介して得られる出力信号の周波数特性（図２参照。）を設定する。周波数特性設定部１０４は、ユーザが所望の周波数特性を得るために、ユーザにより操作されるユーザインターフェースを備えてもよい。【００３５】
キャパシタ特性設定部１０６は、チャージドメインフィルタ回路１１０に設けられたキャパシタの特性を設定する。キャパシタの特性としては容量値があげられ、キャパシタ特性設定部１０６は、キャパシタの容量値を変化させるタイミングおよびキャパシタの容量値を減少させる程度を設定できるよう構成してもよい。キャパシタ特性設定部１０６は、周波数特性設定部１０４と同様に、ユーザが所望のキャパシタ特性を得るために、ユーザにより操作されるユーザインターフェースを備えてもよい。【００３６】
制御信号生成部１０８は、周波数特性設定部１０４およびキャパシタ特性設定部１０６により設定されたチャージドメインフィルタ回路１１０の周波数特性およびキャパシタ特性を実現するような制御信号を生成し、チャージドメインフィルタ回路１１０に出力する。制御信号には、例えば図３に示したように、基本クロックφ０に基づいて生成された位相の異なる複数の信号が含まれる。また、当該制御信号には、チャージドメインフィルタ回路１１０の回路モード（回路構成）を切替えるためのモード切替信号と、キャパシタの特性を変化させる容量値制御信号が含まれる。【００３７】
チャージドメインフィルタ回路１１０は、回路制御装置１０２の制御信号生成部１０８が生成した図３に示す制御信号に基づいて動作し、入力信号をフィルタリングする。チャージドメインフィルタ回路１１０を構成する後述の第一のチャージサンプリング回路部１２０介して出力される信号は、例えば図２に示したような周波数特性を有する。【００３８】
図２に示したように、チャージドメインフィルタ回路１１０を構成する後述の第一のチャージサンプリング回路部１２０介して出力される信号の周波数特性は、制御信号生成部１０８が生成する制御信号の周期に応じて特定される周波数ｆｓと、その整数倍の周波数とがゼロ点あるいはヌル点となるものである。かかる周波数特性はＳＩＮＣ関数と形状が類似するため、このような周波数特性を与えられる回路をＳＩＮＣフィルタ回路と称することもできる。また、かかる周波数特性は、制御信号生成部１０８が生成する制御信号を可変とするのみで変更することができるため、異なる周波数特性を得るために複数のフィルタ回路を設ける必要が無い点で有利である。【００３９】
次に、チャージドメインフィルタ回路１１０の詳細な回路構成を図４を参照して説明する。【００４０】
図４は、本実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１０の回路構成を示した説明図である。チャージドメインフィルタ回路１１０は、トランスコンダクタ（ｇｍ）１１４と、ＩＩＲキャパシタ１１８と、第一のチャージサンプリング回路部１２０と、第二のチャージサンプリング回路部１６０と、内部または外部に出力キャパシタ１７０とを備える。また、チャージドメインフィルタ回路１１０は、図３に示した制御信号が入力されるものとする。また、以下では、第二のチャージサンプリング回路部１６０で第一のチャージサンプリング回路部１２０の標本化速度を１／２に落とす（デシメーション）場合を例に説明する。【００４１】
トランスコンダクタ１１４は、入力された信号の電圧を、該電圧に比例する電流に変換して出力する信号電流出力部として機能する。ＩＩＲキャパシタ１１８は、トランスコンダクタ１２と接続され、チャージドメインフィルタ回路１１０にＩＩＲ特性を付与するよう機能する。なお、チャージドメインフィルタ回路１１０にＩＩＲ特性を付与することは、本実施形態の本質でないため、チャージドメインフィルタ回路１１０に必ずしもＩＩＲキャパシタ１１８を設けなくてもよい。【００４２】
第一のチャージサンプリング回路部１２０は、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４と、スイッチング部としてのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１４およびＳ１５と、を含む。【００４３】
キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４は、電荷を蓄積する機能を有する。また、本実施形態にかかるキャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４は、容量を可変とすることが可能な、ＭＯＳを用いたバリキャップ（バラクタ）や、可変容量ダイオードなどから構成する点を特徴とする。上記ＭＯＳは、インバージョン・モードで動作するものであっても、アキュムレーション・モードで動作するものであってもよい。【００４４】
また、本実施形態において、キャパシタＣ１の脇に記載されたφ４は、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ２がハイレベルである間に、キャパシタＣ１の容量値が減少されることを示している。キャパシタＣ２、３および４の脇に記載されたφ２またはφ４も同様である。なお、このようなキャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４の詳細な構成は、図８を用いて後述する。【００４５】
スイッチＳ１は、キャパシタＣ１とトランスコンダクタ１１４とを導通、または非導通させるためスイッチである。スイッチＳ１の脇に記載したφ１は、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ１がハイレベルである間、スイッチＳ１が閉じ、キャパシタＣ１とトランスコンダクタ１１４とを導通させることを示している。すなわち、φ１は、チャージドメインフィルタ回路１１０の少なくとも一部の回路モードを切替えるモード切替信号として機能する。制御信号φ２〜φ４、制御信号φ１ｒ〜φ４ｒ、制御信号ψ１〜ψ４および制御信号ψ１ｒ〜ψ４ｒも同様にモード切替信号として機能する。【００４６】
スイッチＳ２は、キャパシタＣ１と、キャパシタＣ２と、第二のチャージサンプリング回路部１６０のキャパシタＣ５またはＣ７とを導通、または非導通させるためスイッチである。スイッチＳ２の脇に記載したφ４は、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ４がハイレベルである間、スイッチＳ２が閉じ、キャパシタＣ１と、キャパシタＣ２と、第二のチャージサンプリング回路部１６０のキャパシタＣ５またはＣ７とを導通させようとすることを示している。【００４７】
スイッチＳ３は、キャパシタＣ１をＶｂｉａｓと導通、または非導通させるためスイッチである。スイッチＳ３の脇に記載したφ１ｒは、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力されるの制御信号φ１ｒがハイレベルである間、スイッチＳ３が閉じ、キャパシタＣ１とＶｂｉａｓとを導通させることを示している。【００４８】
スイッチＳ１と同様に、スイッチＳ５は制御信号φ２に基づいてキャパシタＣ２とトランスコンダクタ１１４とを導通、または非導通させるためスイッチであり、スイッチＳ９は制御信号φ３に基づいてキャパシタＣ３とトランスコンダクタ１１４とを導通、または非導通させるためスイッチであり、スイッチＳ１３は制御信号φ４に基づいてキャパシタＣ４とトランスコンダクタ１１４とを導通、または非導通させるためスイッチである。【００４９】
スイッチＳ２と同様に、スイッチＳ６は制御信号φ４に基づいてキャパシタＣ１と、キャパシタＣ２と、第二のチャージサンプリング回路部１６０のキャパシタＣ５またはＣ７とを導通、または非導通させるためスイッチであり、スイッチＳ１０は制御信号φ２に基づいてキャパシタＣ３と、キャパシタＣ４と、第二のチャージサンプリング回路部１６０のキャパシタＣ６またはＣ８とを導通、または非導通させるためスイッチであり、スイッチＳ１０は制御信号φ４に基づいてキャパシタＣ３と、キャパシタＣ４と、第二のチャージサンプリング回路部１６０のキャパシタＣ６またはＣ８とを導通、または非導通させるためスイッチである。【００５０】
スイッチＳ３と同様に、スイッチＳ７は制御信号φ２ｒに基づいてキャパシタＣ２をＶｂｉａｓと導通、または非導通させるためスイッチであり、スイッチＳ１１は制御信号φ３ｒに基づいてキャパシタＣ３をＶｂｉａｓと導通、または非導通させるためスイッチであり、スイッチＳ１５は制御信号φ４ｒに基づいてキャパシタＣ４をＶｂｉａｓと導通、または非導通させるためスイッチである。【００５１】
第二のチャージサンプリング回路部１６０は、キャパシタＣ５、Ｃ６、Ｃ７およびＣ８と、スイッチＳ１７、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２５、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２９、Ｓ３０およびＳ３１と、を含む。【００５２】
キャパシタＣ５、Ｃ６、Ｃ７およびＣ８は、電荷を蓄積する機能を有する。また、本実施形態にかかるキャパシタＣ５、Ｃ６、Ｃ７およびＣ８は、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４容量を可変とすることが可能な、ＭＯＳを用いたバリキャップ（バラクタ）や、可変容量ダイオードなどから構成する点を特徴とする。また、キャパシタＣ５およびＣ６は、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号ψ４がハイレベルである期間に容量値が減少され、キャパシタＣ７およびＣ８は、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号ψ２がハイレベルである期間に容量値が減少される。【００５３】
スイッチＳ１７は、第一のチャージサンプリング回路部１２０のキャパシタＣ１およびＣ２と、キャパシタＣ５とを導通、または非導通させるためのスイッチである。スイッチＳ１７の脇に記載したψ１は、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号ψ１がハイレベルである間、スイッチＳ１７が閉じ、キャパシタＣ１およびＣ２と、キャパシタＣ５とを導通させようとすることを示している。【００５４】
スイッチＳ１８は、キャパシタＣ５と、キャパシタＣ６および出力キャパシタ１７０とを導通、または非導通させるためのスイッチである。スイッチＳ１８の脇に記載したψ４は、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号ψ４がハイレベルである間、スイッチＳ１８が閉じ、キャパシタＣ５およびＣ６と、出力キャパシタ１７０とを導通させようとすることを示している。【００５５】
スイッチＳ１９は、キャパシタＣ５をＶｂｉａｓと導通、または非導通させるためスイッチである。スイッチＳ１９の脇に記載したψ１ｒは、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力されるの制御信号ψ１ｒがハイレベルである間、スイッチＳ１９が閉じ、キャパシタＣ５とＶｂｉａｓとを導通させることを示している。【００５６】
スイッチＳ１７と同様に、スイッチＳ２１は制御信号ψ２に基づいて第一のチャージサンプリング回路部１２０のキャパシタＣ３およびＣ４と、キャパシタＣ６とを導通、または非導通させようとし、スイッチＳ２５は制御信号ψ３に基づいて第一のチャージサンプリング回路部１２０のキャパシタＣ１およびＣ２と、キャパシタＣ７とを導通、または非導通させようとし、スイッチＳ２９は制御信号ψ４に基づいて第一のチャージサンプリング回路部１２０のキャパシタＣ３およびＣ４と、キャパシタＣ８とを導通、または非導通させようとする。【００５７】
スイッチＳ１８と同様に、スイッチＳ２２は制御信号ψ４に基づいてキャパシタＣ５と、キャパシタＣ６および出力キャパシタ１７０とを導通、または非導通させようとし、スイッチＳ２６は制御信号ψ２に基づいてキャパシタＣ７と、キャパシタＣ８および出力キャパシタ１７０とを導通、または非導通させようとし、スイッチＳ３０は制御信号ψ２に基づいてキャパシタＣ７と、キャパシタＣ８および出力キャパシタ１７０とを導通、または非導通させようとする。【００５８】
スイッチＳ１９と同様に、スイッチＳ２３は制御信号ψ２ｒに基づいてキャパシタＣ６をＶｂｉａｓと導通、または非導通させ、スイッチＳ２７は制御信号ψ３ｒに基づいてキャパシタＣ７をＶｂｉａｓと導通、または非導通させ、スイッチＳ３１は制御信号ψ４ｒに基づいてキャパシタＣ８をＶｂｉａｓと導通、または非導通させる。【００５９】
出力キャパシタ１７０は、例えば、チャージドメインフィルタ回路１１０から出力を取り出すための容量を有し、Ａ／Ｄ変換器であってもよい。【００６０】
以上、チャージドメインフィルタ回路１１０の構成を説明したが、チャージドメインフィルタ回路１１０の回路構成が上記説明に限定されないことは言うまでも無い。例えば、スイッチング部としてのスイッチＳ１、Ｓ２およびＳ３を、図５に示すように構成することもできる。【００６１】
図５は、スイッチング部の他の構成例を示した説明図である。かかる構成例のように、スイッチング部として、スイッチＳ１、Ｓ２およびＳ３に換えてロータリー式のスイッチ１２８を設けることもできる。具体的には、スイッチ１２８が、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ１がハイレベルであるときはトランスコンダクタ１１４側の端子と導通し、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ４がハイレベルであるときは第２のサンプリングフィルタ回路１６０側の端子と導通し、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ１ｒがハイレベルであるときはＶｂｉａｓ側の端子と導通するように構成することができる。【００６２】
かかる構成によれば、単一のスイッチ１２８により回路モードを多様に切替えることができる。また、図４においてスイッチＳ１とＳ３が同時に導通し、トランスコンダクタ１１４から供給される電流がそのまま放電されてしまう場合を防止できる。【００６３】
また、チャージドメインフィルタ回路１１０を構成するサンプリングフィルタ回路は２段に限らず、１段のみ、あるいは３段以上の多数の組み合わせであってもよい。また、各サンプリングフィルタ回路を構成するキャパシタＣの数も４つに限られず、６つ、あるいはそれ以上の多数であってもよい。【００６４】
次に、図３および図４を参照して本実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１０の動作を説明する。【００６５】
まず、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ１がハイレベルになると、スイッチＳ１が閉じて回路モードがサンプリングモードとなり、トランスコンダクタ１１４とキャパシタＣ１とが導通する。なお、上記回路モードは、必ずしもチャージドメインフィルタ回路１１０全体の回路モードを示すわけでなく、少なくとも対象となるキャパシタ（この場合はキャパシタＣ１）の状態（例えば、サンプリング状態、出力状態、放電状態または維持状態など）に変化を与えうる回路部分、すなわち特定のキャパシタに対応する回路部分における回路モードを意味する。例えば、キャパシタＣ１に対応する回路部分は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ１７をスイッチング部として含む。【００６６】
キャパシタＣ１は、回路モードがサンプリングモードに切替わると、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ１がハイレベルになってから時間ｔが経過するまで、トランスコンダクタ１１４から供給される入力信号としての電流をサンプリングする。すなわち、トランスコンダクタ１１４から供給される電流をウィンドウインテグレイションサンプリング（Ｗｉｎｄｏｗｅｄ  Ｉｎｔｅｇｒｔｉｏｎ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）、または矩形サンプリングする。【００６７】
続いて、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ２がハイレベルになると、スイッチＳ５が閉じて回路モードがサンプリングモードとなり、トランスコンダクタ１１４とキャパシタＣ２とが導通する。したがって、キャパシタＣ２は、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ２がハイレベルになってから時間ｔが経過するまで、トランスコンダクタ１１４から供給される電流をサンプリングする。なお、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ３がハイレベルである期間は、キャパシタＣ１に対応する回路部分およびキャパシタＣ２に対応する回路部分の回路モードは、直前の充電状態を維持する維持モードである。【００６８】
さらに、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ４および制御信号ψ１がハイレベルになると、スイッチＳ２、Ｓ６およびＳ１７が閉じて回路モードが出力モードとなり、キャパシタＣ１、Ｃ２およびＣ５が導通する。なお、回路モードは、キャパシタＣ１およびＣ２側から見ると出力モードに該当するが、キャパシタＣ５の側から見るとサンプリングモードに該当し、キャパシタＣ１およびＣ２が入力信号の供給元に該当する。また、制御信号φ４に基づいてキャパシタＣ１およびＣ２の容量値が減少する。また、上記では、キャパシタＣ１およびＣ２の容量値を変更するための容量値制御信号として制御信号φ４を用いているが、回路制御装置１０２が容量値制御信号を独立して生成するようにしてもよい。【００６９】
このとき、キャパシタＣ１、Ｃ２およびＣ５は、以下の数式１に従って保持する電荷に関して平衡状態に達する。
【数１】
2008032635.tif 000003
（数式１）
数式１において、Ｑは電荷（クーロン）を、Ｃはキャパシタの容量（ファラッド）を、Ｖは電圧（ボルト）を示す。以下、キャパシタＣ１、Ｃ２およびＣ５が平衡状態に達する様子を図６を参照して説明する。【００７０】
図６は、チャージドメインフィルタ回路１１０のキャパシタＣ１、Ｃ２およびＣ５が平衡状態に達する様子を示すための説明図である。図６（ａ）は、キャパシタＣ１、Ｃ２がトランスコンダクタ１１４から供給される電流をサンプリングした直後の回路状態を示している。図６（ｂ）は、キャパシタＣ１、Ｃ２およびＣ５がチャージシェアリングし、平衡状態に達した回路状態を示している。図６（ｃ）は、図１０を参照して説明した従来のチャージドメインフィルタ回路１１０におけるキャパシタ２２、２６および４２が平衡状態に達した回路状態を示している。【００７１】
まず、図６（ａ）に示したように、キャパシタＣ１およびＣ２の容量値は同一のｎであり、同一の電荷量の電荷ｘが蓄積されていた場合を考える。キャパシタＣ５は、容量値がｎであり、このときは電荷が蓄えられていない。【００７２】
続いて、制御信号φ４および制御信号ψ１に基づいてスイッチＳ２、Ｓ６およびＳ１７に対応するスイッチ１３２が閉じると、キャパシタＣ１、Ｃ２およびＣ５が導通する。また、キャパシタＣ１およびＣ２の容量値が制御信号φ４に基づいてｎ／５まで減少されるものと仮定する。【００７３】
このとき、キャパシタＣ１、Ｃ２およびＣ５は同電位の平衡状態になろうとする。したがって、数式１を利用して算出されるように、キャパシタＣ１およびＣ２にはそれぞれ０．２８ｘの電荷が、キャパシタＣ５には１．４４ｘの電荷が蓄えられ、キャパシタＣ１、Ｃ２およびＣ５が（１．４４ｘ／ｎ）Ｖの電位を有する状態が平衡状態となる。【００７４】
一方、キャパシタＣ１およびＣ２の容量値をサンプリングモード時と出力モード時とで変化させない従来の方法においては、図６（ｃ）に示したように、キャパシタ２２および２６にはそれぞれ０．６６ｘの電荷が蓄えられた状態が平衡状態となる。また、キャパシタ２２、２６および４２の電位は、（０．６６ｘ／ｎ）Ｖとなる。【００７５】
このように、本実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１０においては、チャージシェアリング後に、電荷の出力元となる第一のキャパシタ（上記例では、キャパシタＣ１およびＣ２）に残存する電荷量を抑制することができる。あるいは、第一のキャパシタからの電荷の出力先となる第二のキャパシタ（上記例では、キャパシタＣ５）に、より多くの電荷を出力することができる。したがって、後段に接続するチャージサンプリングフィルタ回路部の段数を増加させることができる。また、上述したように、平衡状態における各キャパシタＣの電位の向上を図ることが可能である。【００７６】
なお、第一のキャパシタの容量値を減少させる割合は１／５に限られず、任意の割合であってよい。また、キャパシタＣ５は、キャパシタＣ１およびＣ２の容量に基づいて電荷を蓄えるため、キャパシタＣ１とＣ２との移動平均をとっていることと等価である。したがって、キャパシタＣ５の有する信号情報の周波数特性もやはり図２に示したＳＩＮＣ関数に類似するものとなる。また、当該周波数特性を変更するには、各制御信号φの周期、キャパシタＣ（タップ）の数、タップ定数（本実施形態においては全て１）を変更する手段も考えられる。また、第一のキャパシタの容量値は、回路モードが出力モードである期間のうちの一期間減少させるように構成してもよい。【００７７】
チャージドメインフィルタ回路１１０の動作の説明に戻ると、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ１ｒがハイレベルである期間は、スイッチＳ３が閉じ、回路モードが放電モードとなる。したがって、キャパシタＣ１に残存する電荷が放電される。ここで、上記説明したように、本実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１０によれば、キャパシタＣ１に残存する電荷量を抑制できるので、チャージドメインフィルタ回路１１０全体としての利得の向上を図ることができる。また、本実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１０によれば、過多な信号情報が損なわれるという問題を防止することができる。【００７８】
また、恒常的にキャパシタＣ１の容量を低くすれば、供給される電荷と共に、放電する電荷も抑制でき、さらに高い利得も得られるように思われる。しかし、キャパシタＣ１はトランスコンダクタ１１４により電流入力されるため、容量値が小さい固定容量だとサンプルモード時にキャパシタＣ１の容量端に生ずる電圧が大きくなる。その結果、信号のひずみが増加してしまうというフィルタ回路として重大な問題が発生しかねない。【００７９】
また、仮に第一のチャージサンプリング回路部１２０の前段にさらにチャージサンプリング回路部があると想定し、キャパシタＣ１が前段のキャパシタとのチャージシェアリングにより電荷を供給される場合、前段のキャパシタで放電されてしまう電荷が増大してしまう。その結果、恒常的にキャパシタＣ１の容量を低くした場合、入力信号のＳＮ比を劣化させかねない。また、恒常的にキャパシタＣ１の容量を低くした場合、チャージドメインフィルタ回路１１０に寄生する容量による影響が増加し、所望の周波数特性が得られなくなる恐れがある。このような観点からも、本実施形態のようにサンプリングモード時と出力モード時とでキャパシタＣ１の容量値を切替えることが効果的である。【００８０】
上記キャパシタＣ１およびＣ２同様に、キャパシタＣ３およびＣ４は制御信号φ２および制御信号ψ２に基づいてキャパシタＣ６とチャージシェアリングする。この時、キャパシタＣ３およびＣ４の容量値は制御信号φ２に基づいて減少されているため、チャージシェアリング後にキャパシタＣ３およびＣ４に残留する電荷量を抑制可能である。そして、制御信号φ３ｒに基づいてキャパシタＣ３の電荷が放電され、制御信号φ４ｒに基づいてキャパシタＣ４の電荷が放電される。【００８１】
上記キャパシタＣ１およびＣ２同様に、キャパシタＣ５およびＣ６は制御信号ψ４に基づいて出力キャパシタ１７０とチャージシェアリングする。この時、キャパシタＣ５およびＣ６の容量値は制御信号ψ４に基づいて減少されているため、チャージシェアリング後にキャパシタＣ５およびＣ６に残留する電荷量を抑制可能である。そして、制御信号ψ１ｒに基づいてキャパシタＣ５の電荷が放電され、制御信号ψ２ｒに基づいてキャパシタＣ６の電荷が放電される。ここでは、キャパシタＣ５およびＣ６が第一のキャパシタとして機能し、出力キャパシタ１７０が第二のキャパシタとして機能する。【００８２】
上記キャパシタＣ５およびＣ６と同様に、キャパシタＣ７およびＣ８は制御信号ψ２に基づいて出力キャパシタ１７０とチャージシェアリングする。この時、キャパシタＣ７およびＣ８の容量値は制御信号ψ２に基づいて減少されているため、チャージシェアリング後にキャパシタＣ７およびＣ８に残留する電荷量を抑制可能である。そして、制御信号ψ３ｒに基づいてキャパシタＣ７の電荷が放電され、制御信号ψ４ｒに基づいてキャパシタＣ８の電荷が放電される。ここでは、キャパシタＣ７およびＣ８が第一のキャパシタとして機能し、出力キャパシタ１７０が第二のキャパシタとして機能する。【００８３】
以上、本実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１０の動作を説明した。チャージドメインフィルタ回路１１０が上記のような動作を行う方法をまとめると、図７に示したように、まず、第一のキャパシタが入力信号をサンプリングする（Ｓ２００）。そして、第一のキャパシタは、入力される容量値制御信号に基づいて、自己の容量値をサンプリング時より減少させる（Ｓ２１０）。【００８４】
その後、第一のキャパシタは、後段の第二のキャパシタとのチャージシェアリングを行い、上記サンプリングにより蓄えた電荷の少なくとも一部を後段の第二のキャパシタに出力する（Ｓ２２０）。なお、第一のキャパシタの数は一つに限られず、複数であってもよい。続いて、第一のキャパシタは、第一のキャパシタに残留している電荷を放電する（Ｓ２３０）。かかるＳ２００〜Ｓ２３０に示した動作を繰り返すことにより、チャージドメインフィルタ回路１１０が図２に示したような周波数特性の信号を出力しつつ、第一のキャパシタから放電される電荷を抑制できる。【００８５】
また、本実施形態に示すように、チャージドメインフィルタ回路１１０を構成するキャパシタを可変容量としたため、各キャパシタの容量値を可変とするか、または固定とするかを選択することもできる。例えば、チャージドメインフィルタ回路１１０において、チャージサンプリング回路部１２０の可変容量としてのキャパシタに与える制御信号を、ＧＮＤ信号とすることで、チャージサンプリング回路部１２０を構成するキャパシタの可変容量の動作を抑制し、チャージサンプリング回路部１２０の信号利得を下げることができる。【００８６】
同様に、各キャパシタについて可変容量として用いるか、固定容量として用いるかを選択することにより、チャージドメインフィルタ回路１１０に粗い利得の調整機能を付与することができる。チャージドメインフィルタ回路１１０の用途や目的に応じてかかる選択を適切に行うことで、大信号入力時におけるチャージドメインフィルタ回路１１０内の信号レベルを調整し、回路内電圧の飽和による信号ひずみを大幅に低減することが可能となる。上記構成は、同フィルタ回路の無線機へ応用上、極めて重要な特徴であり、別途ＶＧＡ回路や、フィルタ回路に過大な線形性を与えずに済むため、大きな消費電力の削減が達成される。【００８７】
また、このような効果を得るために、容量値の異なる複数のキャパシタを設け、複数のキャパシタのうちから用いるキャパシタをスイッチング動作により選択する手段も考えられる。かかる手段と比較して、本実施形態にかかる可変容量を用いる手段は、チャージドメインフィルタ回路１１０が要するキャパシタの数を低減できる点でより有効である。【００８８】
次に、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７およびＣ８の詳細な構成の一例を、キャパシタＣ１を例に図８を参照して説明する。【００８９】
図８は、チャージドメインフィルタ回路１１０のキャパシタＣ１の構成を示した模式図である。図８（ａ）はサンプリングモード時のキャパシタＣ１の様子を、図８（ｂ）は出力モード時のキャパシタＣ１の様子を示している。【００９０】
図８（ａ）に示したように、例えば、キャパシタＣ１はｎ型ＭＯＳで構成することができる。サンプリングモード時には、スイッチＳ１が閉じ、ｎ型ＭＯＳのゲートにトランスコンダクタ１１４から電流が供給される。このとき、ｎ型ＭＯＳは反転状態となり、ゲート酸化膜の下には反転層が形成される。したがって、サンプリングモード時は、ｎ型ＭＯＳの容量値が大きくなっている。【００９１】
一方、図８（ｂ）に示したように、出力モード時は、スイッチＳ１が開き、スイッチＳ２が閉じ、スイッチＳ４がＶｄｄとソースおよびドレインを導通させるように切替わる。このとき、ソースとドレインがＶｄｄと導通することにより反転層が消失し、ｎ型ＭＯＳの容量値が減少する。上述した構成により、キャパシタＣ１の容量値をサンプリングモード時と出力モード時とで可変とすることができる。なお、キャパシタＣ１は、容量値を可変とできればよく、例えば、空乏層の幅の変化を容量値に反映させる可変容量ダイオードであってもよい。【００９２】
次に、回路制御装置１０２からチャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号の変形例を図９を参照して説明する。【００９３】
図９は、チャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号の他の例を示した説明図である。当該変形例では、チャージドメインフィルタ回路１１０は、キャパシタＣ１およびＣ３の容量値を制御する容量値制御信号としての制御信号φ５およびφ６を、モード切替信号とは独立して入力されるよう構成される。【００９４】
かかる構成においては、キャパシタＣ１はチャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ５がハイレベルである期間に容量値が減少され、キャパシタＣ３はチャージドメインフィルタ回路１１０に入力される制御信号φ６がハイレベルである期間に容量値が減少される。【００９５】
ここで、制御信号φ５は、制御信号φ４がハイレベルになる出力モードの期間を含む所定期間にわたってハイレベルを維持することができる。図９に示した例では、制御信号φ５は、制御信号φ１がハイレベルであるサンプリングモード期間を除いてハイレベルを維持するよう設定されている。すなわち、図９には、所定期間に回路モードが放電モードである期間が含まれる場合を示している。かかる構成においては、キャパシタＣ１の容量値は、放電モード時にも減少している状態となる。【００９６】
その結果、第一に、キャパシタＣ１から出力モード時に出力される信号の誤差成分を抑制することができる。仮に、チャージドメインフィルタ回路１１０に図３に示した制御信号が入力されると、まず、キャパシタＣ１は、容量値が大きいときにＶｂｉａｓにより端子電圧を初期化される。次いで、キャパシタＣ１は、容量値が大きいときに入力信号をサンプリングあるいはチャージする。その後、キャパシタＣ１は、出力モードへの移行に伴い、容量値が大きい状態から小さい状態に変化する。【００９７】
ここで、キャパシタＣ１の出力電圧となる端子電圧のＤＣレベルは、キャパシタＣ１を具現するために用いられる素子（例えば、ＭＯＳ）特性や、周囲の温度や電源電圧の大きさにより、入力信号の有無に拘らずばらつきを生じる。かかるＤＣレベルのばらつきは、
所望の信号成分に対して誤差成分となる。したがって、実用上、このＤＣ成分のばらつきを出力信号から差し引くことが重要となる。【００９８】
上記誤差成分を抑制するために、具体的には、図９に示したように、放電モード時のキャパシタＣ１の値を小さい値に設定する、すなわち、出力モード時の回路状態にした上でキャパシタＣ１をＶｂｉａｓにセットすることができる。かかる構成によれば、キャパシタＣ１は、Ｖｂｉａｓにより電荷の初期値が設定された後に入力信号をチャージするため、該入力信号は、出力モード時の上記ＤＣレベルのばらつきに対する差分と等価となり、上記誤差成分を低減することができる。【００９９】
第二に、キャパシタＣ１の容量値は、放電モード時にも減少しているため、キャパシタＣ１を放電させて初期化（リセット）する際に要求される容量駆動力を小さくすることができる。すなわち、容量駆動力は、Ｖｂｉａｓ以下に接続されるリファレンス電圧源に基づいて発生されるので、安価で省電力なリファレンス電圧発生回路を用いることが可能となる。その他、出力モード期間中にキャパシタＣ１の容量値が下がりきらず、所望の平衡状態が得られないという問題を防止できる。また、制御信号φ５は、制御信号φ１を単にインバータを通すのみで生成できる点で有効である。【０１００】
制御信号φ５と同様に、制御信号φ６は、制御信号φ２がハイレベルになる出力モードの期間を含む所定期間にわたってハイレベルを維持することができる。図９に示した例では、制御信号φ６は、制御信号φ３がハイレベルであるサンプリングモード期間を除いてハイレベルを維持するよう設定されている。かかる構成においては、キャパシタＣ１の容量値は、放電モード時にも減少しており、電圧が上昇している状態となる。したがって、上記同様に、キャパシタＣ１から出力モード時に出力される信号の直流成分の抑制および安価で省電力なリファレンス電圧発生回路を用いることが可能となる。【０１０１】
また、制御信号φ５およびφ６の電圧レベルを変更し、各キャパシタＣの容量値の減少度合いを適宜調整できるよう構成することもできる。【０１０２】
また、キャパシタＣの出力モード時の容量値がサンプリングモード時の容量値より低ければよく、サンプリングモード時の容量値も適宜変更するようにしてもよい。したがって、チャージドメインフィルタ回路１１０の用途および目的に応じて、出力モード期間以外のキャパシタＣの容量値を変更し、チャージドメインフィルタ回路１１０の利得の増減を図ることもできる。【０１０３】
制御信号φ５およびφ６と同様に、他のキャパシタＣ２、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７およびＣ８に作用する制御信号も、モード切替信号とは独立して生成され、各キャパシタＣに対応する回路モードが出力モードである期間を含む所定期間に各キャパシタＣの容量値を下げるようにしてもよい。【０１０４】
以上説明したように、本実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１０によれば、チャージシェアリングの際に、電荷を供給する側のキャパシタＣの容量値を減少させることにより、電荷を供給する側のキャパシタＣに残される電荷を抑制することができる。その結果、チャージシェアリングの後に、電荷を供給した側のキャパシタＣから放電される電荷量も抑制することができ、チャージドメインフィルタ回路１１０全体としての利得の向上を図ることができる。【０１０５】
また、チャージドメインフィルタ回路１１０は、後段に従来に比して多くの電荷を供給できるため、例えば後段に複雑な周波数特性を有する回路を配置することが可能となり、著しく回路構成の設計にあたっての自由度を高めることができる。【０１０６】
また、チャージドメインフィルタ回路１１０の回路モードを出力モードに切替えるよう指示するモード切替信号を、チャージシェアリングの際に電荷を供給する側のキャパシタＣの容量値を減少させる容量値制御信号としても機能させることができる。すなわち、容量値制御信号を、チャージドメインフィルタ回路１１０の回路モードを出力モードに切替えるよう指示するモード切替信号と同一位相とすることができる。その結果、容量値制御信号を生成する過程が削除され、処理過程の簡素化およびコストの削減を図ることができる。【０１０７】
また、出力モードと放電モードにおけるキャパシタＣの容量値を同一とすれば、キャパシタＣ１から出力モード時に出力される信号の直流成分を抑制し、また、安価で省電力なリファレンス電圧発生回路を用いることが可能となる。【０１０８】
（第２の実施形態）
上述したように、第１の実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１０によれば、チャージシェアリングの後に、電荷を供給した側のキャパシタＣから放電される電荷量も抑制し、チャージドメインフィルタ回路１１０全体としての利得の向上を図ることができた。しかし、チャージドメインフィルタ回路１１０に高レベルの信号が入力された場合など、逆に、チャージドメインフィルタ回路１１０の利得を下げたい場面が想定される。【０１０９】
そこで、上記事情に鑑みて本発明の第２の実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１１を創作するに至った。本実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１１によれば、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力された信号の信号成分を必要に応じて減衰させることが可能である。以下、図１１〜図１６を参照しつつ、当該チャージドメインフィルタ回路１１１について詳細に説明する。【０１１０】
図１１は、本実施形態にかかるチャージドメインフィルタ回路１１１の回路構成を示した説明図である。図１１に示したように、トランスコンダクタ（ｇｍ）１１４と、ＩＩＲキャパシタ１１８と、第一のチャージサンプリング回路部１２０’と、第二のチャージサンプリング回路部１６０と、内部または外部に出力キャパシタ１７０とを備える。また、チャージドメインフィルタ回路１１１は、図３に示した制御信号が入力されるものとする。【０１１１】
第一のチャージサンプリング回路部１２０’は、キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂを含む単位キャパシタ群と、当該単位キャパシタ群の回路モードを切替える第二のスイッチング部としてのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３ａおよびＳ３ｂと、を含む減衰機能部１２４を備える。また、第一のチャージサンプリング回路部１２０’は、キャパシタＣ２ａおよびＣ２ｂを含む単位キャパシタ群、キャパシタＣ３ａおよびＣ３ｂを含む単位キャパシタ群、キャパシタＣ４ａおよびＣ４ｂを含む単位キャパシタ群を備える。また、第一のチャージサンプリング回路部１２０’は、上記各単位キャパシタ群の回路モードを切替えるスイッチＳ５、Ｓ６、Ｓ７ａ、Ｓ７ｂ、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５ａおよびＳ１５ｂを備える。【０１１２】
スイッチＳ１は、キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂを含む単位キャパシタ群と、トランスコンダクタ１１４を導通、または非導通させるためのスイッチである。スイッチＳ１の脇に記載したφ１は、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力される制御信号φ１がハイレベルである間、スイッチＳ１が閉じ、キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂを含む単位キャパシタ群とトランスコンダクタ１１４とを導通させることを示している。すなわち、φ１は、チャージドメインフィルタ回路１１１の少なくとも一部の回路モードを切替えるモード切替信号として機能する。制御信号φ２〜φ４、制御信号φ１ｒ〜φ４ｒ、制御信号ψ１〜ψ４および制御信号ψ１ｒ〜ψ４ｒも同様にモード切替信号として機能する。【０１１３】
スイッチＳ２は、キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂを含む単位キャパシタ群と、キャパシタＣ２ａおよびＣ２ｂを含む単位キャパシタ群と、第二のチャージサンプリング回路部１６０のキャパシタＣ５またはＣ７とを導通、または非導通させるためスイッチである。スイッチＳ２の脇に記載したφ４は、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力される制御信号φ４がハイレベルである間、スイッチＳ２が閉じ、キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂを含む単位キャパシタ群と、キャパシタＣ２ａおよびＣ２ｂを含む単位キャパシタ群と、第二のチャージサンプリング回路部１６０のキャパシタＣ５またはＣ７とを導通させようとすることを示している。【０１１４】
スイッチＳ３ａは、キャパシタＣ１ａをＶｂｉａｓと導通、または非導通させるためスイッチである。スイッチＳ３ａの脇に記載したφ１ｒは、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力される制御信号φ１ｒがハイレベルである間、スイッチＳ３が閉じ、キャパシタＣ１ａとＶｂｉａｓとを導通させることを示している。【０１１５】
スイッチＳ３ｂは、キャパシタＣ１ｂをトランスコンダクタ１１４を導通、または非導通させるためのスイッチである。また、スイッチＳ３ｂは、キャパシタＣ１ｂをＶｂｉａｓと導通、または非導通させるためスイッチである。スイッチＳ３ｂの脇に記載したφ１ｒφ１は、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力される制御信号φ１ｒおよびφ１がハイレベルである間、スイッチＳ３ｂが閉じることを示す。したがって、制御信号φ１がハイレベルである間にキャパシタＣ１ｂをトランスコンダクタ１１４と導通し、制御信号φ１ｒがハイレベルである間にキャパシタＣ１ｂとＶｂｉａｓとが導通する。【０１１６】
スイッチＳ１と同様に、スイッチＳ５は制御信号φ２に基づいてキャパシタＣ２ａおよびＣ２ｂを含む単位キャパシタ群とトランスコンダクタ１１４とを導通、または非導通させるためスイッチであり、スイッチＳ９は制御信号φ３に基づいてキャパシタＣ３ａおよびＣ３ｂを含む単位キャパシタ群とトランスコンダクタ１１４とを導通、または非導通させるためスイッチであり、スイッチＳ１３は制御信号φ４に基づいてキャパシタＣ４ａおよびＣ４ｂを含む単位キャパシタ群とトランスコンダクタ１１４とを導通、または非導通させるためスイッチである。【０１１７】
スイッチＳ２と同様に、スイッチＳ６は制御信号φ４に基づいてキャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂを含む単位キャパシタ群と、キャパシタＣ２ａおよびＣ２ｂを含む単位キャパシタ群と、第二のチャージサンプリング回路部１６０のキャパシタＣ５またはＣ７とを導通、または非導通させるためスイッチである。スイッチＳ１０は制御信号φ２に基づいてキャパシタＣ３ａおよびＣ３ｂを含む単位キャパシタ群と、キャパシタＣ４ａおよびＣ４ｂを含む単位キャパシタ群と、第二のチャージサンプリング回路部１６０のキャパシタＣ６またはＣ８とを導通、または非導通させるためスイッチである。スイッチＳ１４は制御信号φ２に基づいてキャパシタＣ３ａおよびＣ３ｂを含む単位キャパシタ群と、キャパシタＣ４ａおよびＣ４ｂを含む単位キャパシタ群と、第二のチャージサンプリング回路部１６０のキャパシタＣ６またはＣ８とを導通、または非導通させるためスイッチである。【０１１８】
スイッチＳ３ａと同様に、スイッチＳ７ａは制御信号φ２ｒに基づいてキャパシタＣ２ａをＶｂｉａｓと導通、または非導通させるためスイッチであり、スイッチＳ１１ａは制御信号φ３ｒに基づいてキャパシタＣ３ａをＶｂｉａｓと導通、または非導通させるためスイッチであり、スイッチＳ１５ａは制御信号φ４ｒに基づいてキャパシタＣ４ａをＶｂｉａｓと導通、または非導通させるためスイッチである。【０１１９】
スイッチＳ３ｂと同様に、スイッチＳ７ｂは、制御信号φ２がハイレベルである間にキャパシタＣ２ｂをトランスコンダクタ１１４と導通させ、制御信号φ２ｒがハイレベルである間にキャパシタＣ２ｂとＶｂｉａｓを導通させるためのスイッチである。また、スイッチＳ１１ｂは、制御信号φ３がハイレベルである間にキャパシタＣ３ｂをトランスコンダクタ１１４と導通させ、制御信号φ３ｒがハイレベルである間にキャパシタＣ３ｂとＶｂｉａｓを導通させるためのスイッチである。また、スイッチＳ１５ｂは、制御信号φ４がハイレベルである間にキャパシタＣ４ｂをトランスコンダクタ１１４と導通させ、制御信号φ４ｒがハイレベルである間にキャパシタＣ４ｂとＶｂｉａｓを導通させるためのスイッチである。【０１２０】
次に、当該チャージドメインフィルタ回路１１１の動作を、減衰機能部１２４に焦点を当てつつ説明する。まず、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力される制御信号φ１がハイレベルになると、スイッチＳ１およびＳ３ｂが閉じ、減衰機能部１２４（キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂを含む単位キャパシタ群に対応する回路部分）の回路モードがサンプリングモードとなる。すなわち、トランスコンダクタ１１４と、キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂとが導通する。【０１２１】
キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂは、減衰機能部１２４の回路モードがサンプリングモードに切替わると、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力される制御信号φ１がハイレベルになってから時間ｔが経過するまで、トランスコンダクタ１１４から供給される入力信号としての電流をサンプリングする。すなわち、トランスコンダクタ１１４から供給される電流をウィンドウインテグレイションサンプリング（Ｗｉｎｄｏｗｅｄ  Ｉｎｔｅｇｒｔｉｏｎ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）、または矩形サンプリングする。【０１２２】
続いて、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力される制御信号φ２がハイレベルになると、スイッチＳ５およびＳ７ｂが閉じ、キャパシタＣ２ａおよびＣ２ｂを含む単位キャパシタ群の回路モードがサンプリングモードとなる。すなわち、トランスコンダクタ１１４とキャパシタＣ２ａおよびＣ２ｂとが導通する。したがって、キャパシタＣ２ａおよびＣ２ｂは、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力される制御信号φ２がハイレベルになってから時間ｔが経過するまで、トランスコンダクタ１１４から供給される電流をサンプリングする。なお、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力される制御信号φ３がハイレベルである期間は、キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂを含む単位キャパシタ群およびキャパシタＣ２ａおよびＣ２ｂを含む単位キャパシタ群の回路モードは、直前の充電状態を維持する維持モードである。【０１２３】
さらに、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力される制御信号φ４および制御信号ψ１がハイレベルになると、スイッチＳ２、Ｓ６およびＳ１７が閉じ、キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂを含む単位キャパシタ群およびキャパシタＣ２ａおよびＣ２ｂを含む単位キャパシタ群の回路モードが出力モードとなる。【０１２４】
かかる出力モードにおいて、キャパシタＣ１ａ、キャパシタＣ２ａ、およびキャパシタＣ５が導通するものの、スイッチＳ３ｂおよびＳ７ｂは開いているため、キャパシタＣ１およびキャパシタＣ２ｂは導通しない。したがって、キャパシタＣ１ａおよびキャパシタＣ２ａに充電された電荷のみがチャージシェアリングによりキャパシタＣ５に出力され、キャパシタＣ１ｂおよびキャパシタＣ２ｂに充電された電荷は出力されない。【０１２５】
このように、第１のチャージサンプリング回路部１２０’においては、異なる単位キャパシタ群が順次入力信号をサンプリングし、１または２以上の単位キャパシタ群にサンプリングにより蓄えられた電荷が順次後段に出力される。また、減衰機能部１２４は、単位キャパシタ群を構成する複数のキャパシタで入力信号をサンプリングしつつ、出力は複数のキャパシタのいずれかのみから行なう。その結果、減衰機能部１２４は、入力された信号を減衰させて出力することができる。【０１２６】
さらに、チャージドメインフィルタ回路１１１に入力される制御信号φ１ｒがハイレベルになると、スイッチＳ３ａが閉じ、キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂを含む単位キャパシタ群の回路モードが放電モードとなる。すなわち、キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂに残留している電荷がスイッチＳ３ａを介して放電される。【０１２７】
以上、減衰機能部１２４に焦点を当てて第一のチャージサンプリング回路部１２０’の動作を説明したが、キャパシタＣ２ａおよびＣ２ｂを含む単位キャパシタ群およびスイッチＳ５〜Ｓ７ａ，ｂと、キャパシタＣ３ａおよびＣ３ｂを含む単位キャパシタ群およびスイッチＳ９〜Ｓ１１ａ，ｂと、キャパシタＣ４ａおよびＣ５ｂを含む単位キャパシタ群およびスイッチＳ１３〜Ｓ１５ａ，ｂも同様に動作する。【０１２８】
なお、図１１に示した減衰機能部１２４の回路構成は一例に過ぎず、例えば、減衰機能部１２４を図１２〜図１４に示すような回路構成にすることも可能である。【０１２９】
図１２は、減衰機能部１２４の回路構成の第１の変更例を示した説明図である。第１の変更例にかかる減衰機能部１２４は、図１２に示したように、第２のスイッチング部としてのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３ｃ、Ｓ３ｄおよびＳ３ｅと、キャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂを含む。【０１３０】
第１の変更例にかかる減衰機能部１２４において、制御信号φ１がハイレベルである期間、スイッチＳ１およびＳ３ｄが閉じ、減衰機能部１２４の回路モードがサンプリングモードになる。すなわち、入力信号がキャパシタＣ１ａおよびＣ１ｂによりサンプリングされる。【０１３１】
続いて、制御信号φ４がハイレベルである期間は、スイッチＳ２が閉じ、減衰機能部１２４の回路モードが出力モードになる。すなわち、キャパシタＣ１ａとキャパシタＣ５（およびキャパシタＣ２ａ）が導通し、サンプリングモードにおいてキャパシタＣ１ａに蓄えられた電荷が、キャパシタＣ５に出力される。一方、スイッチＳ３ｄは開いているため、サンプリングモードにおいてキャパシタＣ１ｂに蓄えられた電荷は出力されない。【０１３２】
そして、制御信号φ１ｒ４がハイレベルである期間は、スイッチＳ３ｃおよびＳ３ｅが閉じ、減衰機能部１２４の回路モードが放電モードになる。すなわち、キャパシタＣ１ａに残留している電荷がスイッチＳ３ｃを介して放電され、キャパシタＣ１ｂに残留している電荷がスイッチＳ３ｅを介して放電される。【０１３３】
かかる第１の変更例にかかる減衰機能部１２４は、図１１に示した回路構成と同様に、複数のキャパシタで入力信号をサンプリングしつつ、出力は複数のキャパシタの一部からのみ行なうため、信号成分を減衰することが可能である。【０１３４】
図１３は、減衰機能部１２４の回路構成の第２の変更例を示した説明図である。第２の変更例にかかる減衰機能部１２４は、図１３に示したように、第２のスイッチング部としてのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３ｆ、およびＳ３ｇと、キャパシタＣ１ｃおよびＣ１ｄを含む。【０１３５】
第２の変更例にかかる減衰機能部１２４の回路構成は、キャパシタＣ１ｃが可変キャパシタである点で図１１に示した回路構成と異なる。第２の変更例にかかる減衰機能部１２４において、例えばサンプリングモード時のキャパシタＣ１ｃの容量値を、出力モード時のキャパシタＣ１ｃの容量値より減少させてもよい。【０１３６】
かかる構成によれば、出力モード時にキャパシタＣ１ｃからキャパシタＣ５へと出力される電荷量がさらに抑制される。すなわち、減衰機能部１２４は、入力される信号成分をより減衰させることが可能である。なお、可変キャパシタであるキャパシタＣ１ｃを減衰機能部１２４に設ける場合、必ずしも他のキャパシタＣ１ｄを並列に接続しておかなくてもよい。【０１３７】
図１４は、減衰機能部１２４の回路構成の第３の変更例を示した説明図である。第３の変更例にかかる減衰機能部１２４は、第２のスイッチング部としてのＳ１、Ｓ２、およびＳ３ｈ〜Ｓ３ｎと、キャパシタＣ１ｅ、Ｃ１ｆ、Ｃ１ｇ、およびＣ１ｎを含む単位キャパシタ群を備える。【０１３８】
第３の変更例にかかる減衰機能部１２４においては、制御信号φ１がハイレベルである期間、スイッチＳ１が閉じて減衰機能部１２４の回路モードがサンプリングモードになると、単位キャパシタ群から選択されたキャパシタのみによりサンプリングが行なわれる。サンプリングを行なわせるキャパシタの選択方法を図１５および図１６を参照して説明する。【０１３９】
図１５は、制御信号Ｖ１〜Ｖ３の生成方法を示した説明図である。図１６は、選択信号Ｘ１〜Ｘ３と制御信号Ｖ１〜Ｖ３の関係を示した説明図である。【０１４０】
図１５に示したように、論理積演算部１２６は、制御信号φ１および選択信号Ｘ１が入力されると、制御信号φ１および選択信号Ｘ１の論理積を演算し、制御信号Ｖ１を出力する。【０１４１】
図１６の３段目に示したように、制御信号Ｖ１は、選択信号Ｘ１がローレベルである期間はローレベルであり、タイミングｔ１以降の選択信号Ｘ１がハイレベルである期間は制御信号φ１と同一の波形となる。かかる制御信号Ｖ１はスイッチＳ３ｉに入力され、制御信号Ｖ１がハイレベルである期間にスイッチＳ３ｉが閉じる。したがって、キャパシタＣ１ｆは、タイミングｔ１以降、制御信号φ１がハイレベルであるサンプリングモード時にスイッチＳ１およびＳ３ｉを介して信号をサンプリングする。【０１４２】
同様に、図１５に示したように、論理積演算部１２８は、制御信号φ１および選択信号Ｘ２が入力されると、制御信号φ１および選択信号Ｘ２の論理積を演算し、制御信号Ｖ２を出力する。図１６の５段目に示したように、制御信号Ｖ２は、選択信号Ｘ２がハイレベルである期間は制御信号φ１と同一の波形となる。かかる制御信号Ｖ２はスイッチＳ３ｊに入力され、制御信号Ｖ２がハイレベルである期間にスイッチＳ３ｊが閉じる。したがって、キャパシタＣ１ｇは、制御信号φ１がハイレベルであるサンプリングモード時にスイッチＳ１およびＳ３ｊを介して信号をサンプリングする。【０１４３】
また、図１５および図１６に示したように、選択信号Ｘ３がローレベルである場合、Ｓ３ｋに入力される制御信号Ｖ３がローレベルであり、Ｓ３ｋが開いた状態が維持されるため、キャパシタＣ１ｎはサンプリングモード時でも信号をサンプリングしない。このように、選択信号Ｘ１〜Ｘ３は、サンプリングモード時に単位キャパシタ群のうちで有効化するキャパシタを選択する機能を有する。【０１４４】
ここで、図１４を参照して第３の変更例にかかる減衰機能部１２４の説明に戻ると、制御信号φ４がハイレベルである期間、スイッチＳ２が閉じ、キャパシタＣ１ｅに充電されている電荷がキャパシタＣ５に出力される。一方、単位キャパシタ群のキャパシタＣ１ｅ以外のキャパシタは、サンプリングモード時にサンプリングを行なったとしても、サンプリングにより得られた電荷をキャパシタＣ５へ出力できず、制御信号φ１ｒがハイレベルである間に放電する。【０１４５】
したがって、単位キャパシタ群のうちで、サンプリングモード時にサンプリングさせるキャパシタ数が多いほど、すなわちハイレベルである選択信号Ｘが多いほど（各キャパシタの容量値が同一である場合）減衰機能部１２４が出力モード時に出力する電荷量を抑制することができる。そこで、制御信号生成部１０８が、チャージドメインフィルタ回路１１１の入力信号や出力信号の信号レベルに基づいて選択信号Ｘ１〜Ｘ３を生成してもよい。例えば、制御信号生成部１０８は、入力信号や出力信号の信号レベルが過大である場合、より多くの選択信号Ｘをハイレベルに設定することにより、減衰機能部１２４において信号成分をより減衰させることが可能である。【０１４６】
なお、上記では出力モード時に一のキャパシタＣ１ｅからのみ電荷が出力される場合を説明したが、複数のキャパシタから電荷が出力されるようにしてもよい。例えば、単位キャパシタ群が４つのキャパシタを含む場合、３つのキャパシタにサンプリングを行なわせ、サンプリングをさせたうちの２つのキャパシタに電荷を出力させてもよい。かかる構成により、減衰機能部１２４による信号成分の減衰量をより詳細に調節することが可能となる。【０１４７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。【０１４８】
例えば、上記第１の実施形態では、チャージドメインフィルタ回路１１０を構成する全てのキャパシタＣの容量値を可変とする場合を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、一部のキャパシタＣのみの容量値を可変としてもよい。【０１４９】
また、後段のチャージサンプリング回路部のキャパシタＣとチャージシェアリングする前段のチャージサンプリング回路部のキャパシタＣの数は２つに限られない。すなわち、デシメーションレベルは１／２に限られず、１／３や１／５など任意の程度であってよい。また、一つのチャージサンプリング回路部に例えば６つのキャパシタＣが設けられていた場合、前段のチャージサンプリング回路部の２つのキャパシタＣと後段のチャージサンプリング回路部の１つのキャパシタＣとでチャージフィルタリングさせるか、前段のチャージサンプリング回路部の３つのキャパシタＣと後段のチャージサンプリング回路部の１つのキャパシタＣとでチャージフィルタリングさせるか、を変更させるのみでデシメーションを変更することができる。【０１５０】
また、情報処理装置を上記説明したような回路制御装置として機能させるコンピュータプログラムおよび該コンピュータプログラムを記憶した記憶媒体も提供される。記憶媒体は、例えば、不揮発性メモリや、ハードディスクおよびフロッピー（登録商標）ディスクなどの磁気ディスクや、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）／ＲＷ（ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）／ＲＷ／＋Ｒ／＋ＲＷ／ＲＡＭ（Ｒａｍｄａｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＢＤ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標））―Ｒ／ＢＤ−ＲＥなどの光ディスクであってもよい。【０１５１】
また、本明細書のチャージドメインフィルタ回路１１０における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むとしてもよい。例えば、第一のキャパシタの容量値を減少させるＳ２１０と、第一および第二のキャパシタがチャージシェアリングするＳ２２０とは、並行して行われるようにしてもよい。【０１５２】
また、各スイッチＳが、対応する制御信号がハイレベルである期間に閉じる場合を例に説明したが、かかる例に限定されず、ローレベルである期間に閉じるようにしてもよい。また、キャパシタＣは、容量値制御信号が入力される期間に容量値を減少するのでなく、容量値制御信号が入力される期間に容量値が増加するように構成してもよい。【０１５３】
また、第２の実施形態においては、一のチャージサンプリング回路部にのみ減衰機能部１２４を適用する場合を説明したが、図１７に示したように、チャージドメインフィルタ回路１１２の全チャージサンプリング回路部に適用してもよい。【０１５４】
図１７は、本実施形態の変形例にかかるチャージドメインフィルタ回路１１２の回路構成を示した説明図である。図１７に示しように、チャージドメインフィルタ回路１１２を構成する全てのチャージサンプリング回路部に、図１１に示した減衰機能部１２４の回路構成を適用することも可能である。かかる構成によれば、第１のチャージサンプリング回路部１２０’のみでは信号成分を十分に抑制できない場合であっても、第２のチャージサンプリング回路部１６０’がさらに信号成分を抑制することにより、所望の信号レベルの信号を得ることが可能である。例えば、各チャージサンプリング回路部が信号成分を６ｄＢ減衰させる場合、第１のチャージサンプリング回路部１２０’および第２のチャージサンプリング回路部１６０’は信号成分を１２ｄＢ減衰することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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