(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電過程において所定の電圧を発生し得るように所定の電流を供給されるキャパシタを有して構成された電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックを具備し、入力信号が前記複数の基本ブロックに順番に供給され、該入力信号に応答して当該基本ブロックの前記キャパシタに前記所定の電流が供給され、該キャパシタに所定の電圧が充電させたとき前記スイッチを介して放電することにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力することを特徴とする移相器。
【請求項２】
所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、前記キャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量が可変し得る可変容量キャパシタおよび前記キャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方と、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックを具備し、入力信号が前記複数の基本ブロックに順番に供給され、該入力信号に応答して当該基本ブロックの前記キャパシタに前記所定の電流が供給され、該キャパシタに所定の電圧が充電させたとき前記スイッチを介して放電することにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力することを特徴とする移相器。
【請求項３】
所定の電圧を発生する電圧発生手段と、
所定の電流を供給されるキャパシタと、
該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、
前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックを具備し、
入力信号が前記複数の基本ブロックに順番に供給され、該入力信号に応答して当該基本ブロックの前記キャパシタに前記所定の電流が供給され、該キャパシタに所定の電圧が充電させたとき前記スイッチを介して放電することにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を正弦波信号に変換する波形変換手段により正弦波信号に変換して出力することを特徴とする移相器。
【請求項４】
所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給する電流源から所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックを具備し、入力信号が前記複数の基本ブロックに順番に供給され、該入力信号に応答して当該基本ブロックの前記キャパシタに前記所定の電流が供給され、該キャパシタに所定の電圧が充電させたとき前記スイッチを介して放電することにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力することを特徴とする移相器。
【請求項５】
所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給される所定の容量値を有する複数のキャパシタと、該複数のキャパシタの電圧を放電するスイッチ手段と、各々が前記所定の電圧と前記複数のキャパシタの各々の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器とを有し、入力信号に応答して前記複数のキャパシタに順番に前記所定の電流が供給され、該複数のキャパシタに所定の電圧が充電されたとき前記スイッチを介して放電することにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力することを特徴とする移相器。
【請求項６】
前記電圧発生手段は、充放電過程において前記所定の電圧を発生し得るように所定の電流を供給されるキャパシタを有して構成されることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の移相器。
【請求項７】
前記キャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量が可変し得る可変容量キャパシタおよび前記キャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１、３乃至６のいずれかに記載の移相器。
【請求項８】
前記所望の位相差の出力信号を正弦波信号に変換する波形変換手段を有することを特徴とする請求項１、２、４、５乃至７のいずれかに記載の移相器。
【請求項９】
前記キャパシタの各々に対して前記所定の電流を供給する電流源を有することを特徴とする請求項１乃至３、５乃至８のいずれかに記載の移相器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号の位相を所望の位相に変換した信号を出力する移相器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の移相器である無限移相器の一例として、ベクトル合成型の移相器（電子情報通信学会編「モノリシックマイクロ波集積回路」ｐ．１８３  参照）の構成を図１０に示す。この従来のベクトル合成型の移相器は、９０°方向性結合器、２つのバランス型変調器、および信号合成器から構成され、バランス型変調器を制御することにより、任意の移相量の移相器を実現することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のベクトル合成型の移相器は、バランス型変調器を使用しているため、構成が複雑であるとともに、また９０°方向性結合器を使用しているために構造が大きく、更に使用可能な周波数帯域が狭いという問題がある。また更に、この従来の移相器は、９０°方向性結合器のポート間のバランスやバランス型変調器のばらつきなど、移相量の誤差原因が多く、正確な移相量を得ることが困難であるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、比較的簡単かつ小型な構造で広い周波数帯域にわたって所望の位相差の出力信号を正確に得ることができる移相器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、充放電過程において所定の電圧を発生し得るように所定の電流を供給されるキャパシタを有して構成された電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックを具備し、入力信号が前記複数の基本ブロックに順番に供給され、該入力信号に応答して当該基本ブロックの前記キャパシタに前記所定の電流が供給され、該キャパシタに所定の電圧が充電させたとき前記スイッチを介して放電することにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力することを要旨とする。
請求項１記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧と所定の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の基本ブロックを設け、この複数の基本ブロックに入力信号を順番に供給し、該入力信号に応答して当該基本ブロックのキャパシタに前記所定の電流が供給されることにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力するため、電圧発生手段からの所定の電圧は所定の電流を供給されるキャパシタからの電圧であり、移相量がキャパシタの容量と該キャパシタに供給される電流の比で決まり、回路素子のパラメータのプロセス誤差の影響を受けずに任意の移相量を正確に得られるとともに、回路構成も簡単かつ小さく、また構成要素には周波数を限定する要素がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差の出力信号を正確に得ることができる。
また、請求項２記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、前記キャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量が可変し得る可変容量キャパシタおよび前記キャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方と、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックを具備し、入力信号が前記複数の基本ブロックに順番に供給され、該入力信号に応答して当該基本ブロックの前記キャパシタに前記所定の電流が供給され、該キャパシタに所定の電圧が充電させたとき前記スイッチを介して放電することにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力することを要旨とする。
請求項１記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧と所定の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の基本ブロックを設け、この複数の基本ブロックに入力信号を順番に供給し、該入力信号に応答して当該基本ブロックのキャパシタに前記所定の電流が供給されることにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力するため、移相量がキャパシタの容量と該キャパシタに供給される電流の比で決まり、１つまたは複数のキャパシタの容量が可変し得る可変容量キャパシタおよび１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有するため、可変容量キャパシタおよび電流可変手段の少なくとも一方の値を任意の値に設定することにより位相差を任意の値に設定でき、回路素子のパラメータのプロセス誤差の影響を受けずに任意の移相量を正確に得られるとともに、回路構成も簡単かつ小さく、また構成要素には周波数を限定する要素がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差の出力信号を正確に得ることができる。
【０００６】
また、請求項３に記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックを具備し、入力信号が前記複数の基本ブロックに順番に供給され、該入力信号に応答して当該基本ブロックの前記キャパシタに前記所定の電流が供給され、該キャパシタに所定の電圧が充電させたとき前記スイッチを介して放電することにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を正弦波信号に変換する波形変換手段により正弦波信号に変換して出力することを要旨とする。
このような請求項３に記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧と所定の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の基本ブロックを設け、この複数の基本ブロックに入力信号を順番に供給し、該入力信号に応答して当該基本ブロックのキャパシタに前記所定の電流が供給されることにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力するため、移相量がキャパシタの容量と該キャパシタに供給される電流の比で決まり、回路素子のパラメータのプロセス誤差の影響を受けずに任意の移相量を正確に得られるとともに、回路構成も簡単かつ小さく、また構成要素には周波数を限定する要素がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差の出力信号を正弦波信号に変換して正確に得ることができる。
また、請求項４に記載の本発明にあっては、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給する電流源から所定の電流を供給されるキャパシタと、該キャパシタの電圧を放電するスイッチと、前記所定の電圧および前記キャパシタの電圧を比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する電圧比較器とを各々が有する複数の基本ブロックを具備し、入力信号が前記複数の基本ブロックに順番に供給され、該入力信号に応答して当該基本ブロックの前記キャパシタに前記所定の電流が供給され、該キャパシタに所定の電圧が充電させたとき前記スイッチを介して放電することにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力することを要旨とする。
このような請求項４に記載の本発明にあっては、各キャパシタは電流源から所定の電流を供給され、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧と所定の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の基本ブロックを設け、この複数の基本ブロックに入力信号を順番に供給し、該入力信号に応答して当該基本ブロックのキャパシタに前記所定の電流が供給されることにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力するため、移相量がキャパシタの容量と該キャパシタに供給される電流の比で決まり、回路素子のパラメータのプロセス誤差の影響を受けずに任意の移相量を正確に得られるとともに、回路構成も簡単かつ小さく、また構成要素には周波数を限定する要素がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差の出力信号を正確に得ることができる。
【０００７】
また、請求項５記載の本発明は、所定の電圧を発生する電圧発生手段と、所定の電流を供給される所定の容量値を有する複数のキャパシタと、該複数のキャパシタの電圧を放電するスイッチ手段と、各々が前記所定の電圧と前記複数のキャパシタの各々の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器とを有し、入力信号に応答して前記複数のキャパシタに順番に前記所定の電流が供給され、該複数のキャパシタに所定の電圧が充電されたとき前記スイッチを介して放電することにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力するすることを要旨とする。
【０００８】
請求項５記載の本発明にあっては、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタの各々の電圧と所定の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器を設け、入力信号に応答して複数のキャパシタに順番に前記所定の電流が供給されることにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力するため、移相量がキャパシタの容量と該キャパシタに供給される電流の比で決まり、回路素子のパラメータのプロセス誤差の影響を受けずに任意の移相量を正確に得られるとともに、回路構成も簡単かつ小さく、また構成要素には周波数を限定する要素がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差の出力信号を正確に得ることができる。
【０００９】
また、請求項６記載の本発明は、請求項２乃至５のいずれかにおいて、前記電圧発生手段が、充放電過程において前記所定の電圧を発生し得るように所定の電流を供給されるキャパシタを有して構成されることを要旨とする。
【００１０】
請求項６記載の本発明にあっては、電圧発生手段からの所定の電圧は所定の電流を供給されるキャパシタからの電圧である。
【００１１】
また、請求項７記載の本発明は、請求項１、３乃至６のいずれかに記載の発明において、前記キャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタの容量が可変し得る可変容量キャパシタおよび前記キャパシタのうちの１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有することを要旨とする。
【００１２】
請求項７記載の本発明にあっては、１つまたは複数のキャパシタの容量が可変し得る可変容量キャパシタおよび１つまたは複数のキャパシタに供給する電流を可変し得る電流可変手段の少なくとも一方を有するため、可変容量キャパシタおよび電流可変手段の少なくとも一方の値を任意の値に設定することにより位相差を任意の値に設定することができる。
【００１３】
また、請求項８記載の本発明は、請求項１、２、４、５乃至７のいずれかに記載の発明において、前記所望の位相差の出力信号を正弦波信号に変換する波形変換手段を有することを要旨とする。
【００１４】
請求項８記載の本発明にあっては、所望の位相差の出力信号を正弦波信号に変換して出力する。
【００１５】
更に、請求項９記載の本発明は、請求項１乃至３、５乃至８のいずれかに記載の発明において、前記キャパシタの各々に対して前記所定の電流を供給する電流源を有することを要旨とする。
【００１６】
請求項９記載の本発明にあっては、各キャパシタは電流源から所定の電流を供給される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る移相器の構成を示す回路図である。同図に示す移相器は、同じ回路構成の複数（本実施形態では３つ）の基本ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３で構成され、各基本ブロックＢ１（Ｂ２，Ｂ３）は、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値１を有するキャパシタＣ１（Ｃ３，Ｃ５）、このキャパシタＣ１（Ｃ３，Ｃ５）の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１（Ｓ３，Ｓ５）、電流値１の電流をキャパシタＣ１（Ｃ３，Ｃ５）に供給するようにキャパシタＣ１（Ｃ３，Ｃ５）の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１（Ｋ３，Ｋ５）、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値ａを有するキャパシタＣ２（Ｃ４，Ｃ６）、このキャパシタＣ２（Ｃ４，Ｃ６）の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ２（Ｓ４，Ｓ６）、電流値ｂの電流をキャパシタＣ２（Ｃ４，Ｃ６）に供給するようにキャパシタＣ２（Ｃ４，Ｃ６）の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ２（Ｋ４，Ｋ６）、キャパシタＣ１（Ｃ３，Ｃ５）と電流源Ｋ１（Ｋ３，Ｋ５）との接続点の電圧ＶＲ１（ＶＲ２，ＶＲ３）とキャパシタＣ２（Ｃ４，Ｃ６）と電流源Ｋ２（Ｋ４，Ｋ６）との接続点の電圧ＶＴ１（ＶＴ２，ＶＴ３）とをそれぞれ比較し、両電圧が等しくなったときに出力電圧Ｖ１（Ｖ２，Ｖ３）を発生する電圧比較器Ｈ１（Ｈ２，Ｈ３）から構成されている。なお、この構成の記載でカッコ内の符号は基本ブロックＢ２，Ｂ３の構成要素の符号である。
【００１８】
次に、以上のように構成される移相器の作用について図２に示すタイミング図を参照して説明する。
【００１９】
まず、時刻ｔ１以前ではすべてのスイッチＳ１〜Ｓ６はオン状態にあり、これによりすべてのキャパシタＣ１〜Ｃ６は十分に放電されている。このような状態において、時刻ｔ１で入力信号としてクロックが入力されると、この入力信号に応答して基本ブロックＢ１のスイッチＳ１をオフとし、電流源Ｋ１を動作させ、これによりキャパシタＣ１を電流値１の割合で時刻ｔ２まで充電する。そして、時刻ｔ２で電流源Ｋ１をオフとし、これにより図２に示すようにキャパシタＣ１と電流源Ｋ１との接続点の電圧ＶＲ１は、時刻ｔ１まで電源電圧ＶＤＤに等しい電圧になっているが、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは傾き１の割合で低下し、時刻ｔ２からは一定の電圧に保持される。
【００２０】
次に、時刻ｔ２においてスイッチＳ２をオフとし、電流源Ｋ２を動作させ、キャパシタＣ２を電流値ｂの割合で充電する。これによりキャパシタＣ２と電流源Ｋ２との接続点の電圧ＶＴ１は、図２に示すように、時刻ｔ２までは電源電圧ＶＤＤに等しい電圧となっているが、時刻ｔ２からは容量値ａのキャパシタＣ２を電流値ｂの割合で充電するため傾きｂ／ａの割合で低下していく。
【００２１】
そして、このように低下していく電圧ＶＴ１は、電圧比較器Ｈ１において電圧ＶＲ１と比較され、電圧ＶＴ１が電圧ＶＲ１に一致すると、電圧比較器Ｈ１から出力電圧Ｖ１が発生し、この出力電圧Ｖ１は出力電圧Ｖ０として出力される。
【００２２】
なお、このように出力電圧が発生した時点において、スイッチＳ１をオンとし、キャパシタＣ１の放電を行なってもよいし、または電流源Ｋ２をオフとしてもよい。この場合には、次のクロックとなる入力信号が来るまで電圧比較器Ｈ１から信号を出力させないようにする必要がある。また、この時点でキャパシタＣ２の充電を継続してもよい。この場合には、時刻ｔ３からキャパシタＣ２の放電を行なう。なお、図２では、キャパシタＣ２の充電を継続し、時刻ｔ３から放電を行なう場合について図示している。
【００２３】
以上は基本ブロックＢ１の動作であるが、この基本ブロックＢ１の動作に続いて、基本ブロックＢ２の動作が時刻ｔ２から時刻ｔ４に基本ブロックＢ１と同様に行なわれ、更に続いて時刻ｔ３から時刻ｔ５に基本ブロックＢ３の動作が同様に行なわれ、これにより図２に示すように、基本ブロックＢ２から出力電圧Ｖ２が出力され、更に基本ブロックＢ３から出力電圧Ｖ３が出力され、このような動作を繰り返し行なうことにより、これらの出力電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が合成され、図２に示すように入力信号に対して位相差３６０ａ／ｂ°の出力電圧Ｖ０が順次出力されることになる。
【００２４】
なお、図１の実施形態では、３つの基本ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３を有する場合について示しているが、本発明はこれに限定されるものでない。また、本実施形態では、電圧ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３を発生するために、キャパシタＣ１，Ｃ３，Ｃ５、スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ５、電流源Ｋ１，Ｋ３，Ｋ５からなる回路を用いているが、本発明はこれに限定されるものでなく、このような回路の代わりに電圧ＶＲ１，ＶＲ３，ＶＲ５を発生する電圧発生手段を用いてもよいものである。
【００２５】
図３は、図１に示した実施形態の移相器において基本ブロックＢ１，Ｂ２から出力される出力電圧Ｖ１，Ｖ２を合成するのにオア回路ＯＲ１を用いた場合の移相器の回路図である。なお、図３では、２つの基本ブロックＢ１，Ｂ２の場合について示しているが、図１のように３つまたは複数任意の基本ブロックの出力信号をオア回路で結合することができるものである。
【００２６】
図４は、図３に示した実施形態の移相器において図２で説明した動作と逆に、先にキャパシタＣ２，Ｃ４などの充電を行ない、それからキャパシタＣ１，Ｃ３などの充電を行なった場合の動作を示すタイミング図である。
【００２７】
なお、図４に示す動作は、先にキャパシタＣ２，Ｃ４などの充電を行ない、それからキャパシタＣ１，Ｃ３などの充電を行なって、出力電圧Ｖ１，Ｖ２が発生した時点で各キャパシタの放電を行なった場合の各電圧の波形を示している。この場合の入力信号に対する出力信号の位相差は３６０ｂ／ａ°になる。また、上記動作において、電流源をオフとするところで、電流源を動作させたまま、キャパシタとの接続を切り離してもよいものである。
【００２８】
また、上記回路構成において、電源電圧ＶＤＤの代わりにグランドを接続し、グランドの代わりに負の電源電圧を接続するように構成してもよい。更に、上記各説明において、放電を行なった箇所で充電を行ない、また充電を行なった箇所で放電を行なうように動作させても同様の効果が得られるものである。
【００２９】
図５は、本発明の他の実施形態に係る移相器の構成を示す回路図である。同図に示す移相器は、図１に示した実施形態の各基本ブロックにおいてキャパシタＣ１（Ｃ３，Ｃ５）、スイッチＳ１（Ｓ３，Ｓ５）および電流源Ｋ１（Ｋ３，Ｋ５）からなり、電圧ＶＲを発生する回路の代わりに外部から供給される電圧ＶＲを使用し、この電圧ＶＲを各電圧比較器に入力するとともに、キャパシタＣ２（Ｃ４，Ｃ６）、スイッチＳ２（Ｓ４，Ｓ６）および電流源Ｋ２（Ｋ４，Ｋ６）からなる回路を複数、本実施形態では２つ設けて構成したものであり、具体的には一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値ａを有するキャパシタＣ１１、このキャパシタＣ１１の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１１、電流値ｂの電流をキャパシタＣ１１に供給するようにキャパシタＣ１１の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１１、キャパシタＣ１１と電流源Ｋ１１との接続点からの電圧ＶＴ１と外部からの電圧ＶＲとを比較する電圧比較器Ｈ１１、一端が電源電圧ＶＤＤに接続され、容量値ａを有するキャパシタＣ１２、このキャパシタＣ１２の電圧を放電するように該キャパシタの両端を接続するスイッチＳ１２、電流値ｂの電流をキャパシタＣ１２に供給するようにキャパシタＣ１２の他端とグランドとの間に接続された電流源Ｋ１２、キャパシタＣ１２と電流源Ｋ１２との接続点からの電圧ＶＴ２と外部からの電圧ＶＲとを比較する電圧比較器Ｈ１２、電圧比較器Ｈ１１，Ｈ１２からの出力電圧Ｖ１，Ｖ２が入力され、両出力電圧Ｖ１，Ｖ２を合成した出力信号Ｖ０を出力するオア回路ＯＲ１から構成されている。
【００３０】
次に、以上のように構成される移相器の作用について図６に示すタイミング図を参照して説明する。
【００３１】
まず、時刻ｔ１以前ではスイッチＳ１，Ｓ２はオン状態にあり、キャパシタＣ１１，Ｃ１２は十分に放電させている。この状態において、時刻ｔ１でクロックが入力信号として入力されると、この入力信号に応答してスイッチＳ１１をオフとし、電流源Ｋ１１を動作させ、電流値ｂの割合でキャパシタＣ１１を充電する。この結果、図６に示すように、キャパシタＣ１１と電流源Ｋ１１との接続点の電圧ＶＴ１は、時刻ｔ１までは電源電圧ＶＤＤと等しい電圧にあるが、時刻ｔ１からは容量値ａのキャパシタＣ１１を電流値ｂの割合で充電するため傾きｂ／ａの割合で低下していく。このように低下している電圧ＶＴ１は、電圧比較器Ｈ１１において外部からの電圧ＶＲと比較され、電圧ＶＴ１が電圧ＶＲに一致すると、電圧比較器Ｈ１１から出力電圧Ｖ１が発生し、この出力電圧Ｖ１はオア回路ＯＲ１を介して出力信号Ｖ０として出力される。この時点でスイッチＳ１１をオンとし、キャパシタＣ１１の放電を行なう。なお、この時点で電流源Ｋ１１をオフとしてもよい。この場合には、次のクロックが来るまでは電圧比較器Ｈ１１から信号を出力しないようにする必要がある。また、この時点でキャパシタＣ１１の充電を継続してもよい。この場合には、時刻ｔ２からキャパシタＣ１１の放電を行なう。
【００３２】
次に、時刻ｔ２において入力信号であるクロックに応答してスイッチＳ１２をオフとし、電流源Ｋ１２を動作させ、電流値ｂの割合でキャパシタＣ１２を充電する。この結果、図６に示すように、キャパシタＣ１２と電流源Ｋ１２との接続点の電圧ＶＴ２は、時刻ｔ２までは電源電圧ＶＤＤと等しい電圧にあるが、時刻ｔ２からは容量値ａのキャパシタＣ１２を電流値ｂの割合で充電するため傾きｂ／ａの割合で低下していく。このように低下している電圧ＶＴ２は、電圧比較器Ｈ１２において外部からの電圧ＶＲと比較され、電圧ＶＴ２が電圧ＶＲに一致すると、電圧比較器Ｈ１２から出力電圧Ｖ２が発生し、この出力電圧Ｖ２はオア回路ＯＲ１を介して出力信号Ｖ０として出力される。このような動作を繰り返し行なうことにより、入力信号に対して所望の位相差の出力信号Ｖ０を得ることができる。なお、この時点でスイッチＳ１２をオンとし、キャパシタＣ１２の放電を行なう。また、この時点で電流源Ｋ１２をオフとしてもよい。この場合には、次のクロックが来るまでは電圧比較器Ｈ１２から信号を出力しないようにする必要がある。また、この時点でキャパシタＣ１２の充電を継続してもよい。この場合には、時刻ｔ３からキャパシタＣ１２の放電を行なう。
【００３３】
また、上記回路構成において、電源電圧ＶＤＤの代わりにグランドを接続し、グランドの代わりに負の電源電圧を接続するように構成してもよい。更に、上記各説明において、放電を行なった箇所で充電を行ない、また充電を行なった箇所で放電を行なうように動作させても同様の効果が得られるものである。
【００３４】
また、本実施形態では、外部からの電圧ＶＲを利用しているが、この代わりに図１で示したようにキャパシタＣ１、スイッチＳ１、電流源Ｋ１などからなる回路を利用し、この回路におけるキャパシタの充放電過程において前記電圧ＶＲを発生するように構成してもよいものである。
【００３５】
図７は、図１、図３、図５に示した移相器に使用されている電流値ｂの電流源Ｋ２，Ｋ４，Ｋ６等の代わりに使用し得る電流源の構成を示す回路図である。同図に示す電流源は、複数の電流源Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，…，Ｋｎ、およびこれらの複数の電流源Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，…，Ｋｎのそれぞれに直列に接続された複数のスイッチＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，…，Ｓｎから構成されている。このように構成される電流源では、複数のスイッチＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，…，Ｓｎのうちのいくつかをオンすることにより、図７の電流源から出力される全体の電流値を可変することができる。上述したように、電圧比較器から出力される出力電圧の位相差は、キャパシタの容量と電流源からの電流値とによって変化するものであるため、図７のように電流源からの電流値を可変し得るように構成することにより出力電圧の位相差を選択的に可変することができる。
【００３６】
図８は、本発明の別の実施形態に係る移相器の構成を示す回路図である。同図に示す実施形態の移相器は、図５に示した実施形態においてオア回路ＯＲ１の出力に波形変換手段を構成するローパスフィルタ（ＬＰＦ）Ｌ１を接続し、このローパスフィルタＬ１によりオア回路ＯＲ１から出力される信号Ｖ０を正弦波信号Ｖ３に変換して出力するように構成した点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じである。
【００３７】
図９は、図８に示した移相器の各部の信号波形を示す図であるが、同図に示すようにローパスフィルタＬ１からの信号Ｖ３は、所望の位相差の２つの正弦波信号として出力されている。なお、図８に示すように、ローパスフィルタを出力に接続して、出力信号を正弦波信号に変換する方法は、図８に示したように図５の実施形態に適用し得るのみでなく、本発明の他の実施形態のすべてに適用し得るものである。
【００３８】
なお、上述した各実施形態では、複数のキャパシタの各々の容量値および複数の電流源の各々の電流値を固定しているように説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、複数のキャパシタの容量値および複数の電流源の電流値の１つまたは複数の値を必要により可変にし、これにより所望の複数の位相差の出力電圧を発生させるようにしてもよいものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所定の電流を供給されて充放電するキャパシタの電圧と所定の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の基本ブロックを設け、この複数の基本ブロックに入力信号を順番に供給し、該入力信号に応答して当該基本ブロックのキャパシタに前記所定の電流が供給されることにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力するので、移相量がキャパシタの容量と該キャパシタに供給される電流の比で決まり、回路素子のパラメータのプロセス誤差の影響を受けずに任意の移相量を正確に得られるとともに、回路構成も簡単かつ小さく、また構成要素には周波数を限定する要素がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差の出力信号を正確に得ることができる。
【００４０】
また、本発明によれば、所定の電流を供給されて充放電する複数のキャパシタの各々の電圧と所定の電圧とを比較し、両電圧が所定の条件になったとき出力信号を発生する複数の電圧比較器を設け、入力信号に応答して複数のキャパシタに順番に前記所定の電流が供給されることにより該入力信号に対して所望の位相差の出力信号を出力するので、移相量がキャパシタの容量と該キャパシタに供給される電流の比で決まり、回路素子のパラメータのプロセス誤差の影響を受けずに任意の移相量を正確に得られるとともに、回路構成も簡単かつ小さく、また構成要素には周波数を限定する要素がなく、広い周波数帯域にわたって所望の位相差の出力信号を正確に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る移相器の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示す移相器の作用を示すタイミング図である。
【図３】図１に示した実施形態の移相器において出力にオア回路を用いた場合の移相器の回路図である。
【図４】図３に示した実施形態の移相器において図２で説明した動作と逆に充電を行なった場合の動作を示すタイミング図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る移相器の構成を示す回路図である。
【図６】図５に示した実施形態の移相器の作用を示すタイミング図である。
【図７】図１、図３、図５に示した移相器に使用されている電流源の代わりに使用し得る電流源の構成を示す回路図である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る移相器の構成を示す回路図である。
【図９】図８に示した実施形態の移相器の作用を示すタイミング図である。
【図１０】従来の移相器である無限移相器の一例として、ベクトル合成型の移相器の構成を示す図である。
【符号の説明】
Ｂ１−Ｂ３  基本ブロック
Ｃ１−Ｃ６，Ｃ１１，Ｃ１２  キャパシタ
Ｈ１−Ｈ３，Ｈ１１，Ｈ１２  電圧比較器
Ｋ１−Ｋ６，Ｋ１１，Ｋ１２  電流源
ＯＲ１  オア回路
Ｌ１  ローパスフィルタ
Ｓ１−Ｓ６，Ｓ１１，Ｓ１２  スイッチ
【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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