(57)【要約】【課題】信号の周波数変換のためのミキサ機構を提供する。【解決手段】ミキサ機構（１）のアナログ入力信号を離散時間ミキシング信号とミキシングすることによってミキサ機構（１）のアナログ出力信号を発生するためのミキサ機構（１）。ミキサ機構は複数のユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）を含む。各ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）は、ユニット要素に供給されたイネーブル信号の第１の状態においてイネーブルモードにあり、イネーブル信号の第２の状態においてディスエーブルモードにあるように適合されている。更に、各ユニット要素は、ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の出力信号がディスエーブルモードでなくイネーブルモードにおけるミキサ機構（１）のアナログ入力信号に基づくように、ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の出力信号を発生するように適合されている。ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）は、ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）からの出力信号の和として共通出力信号を発生するために接続されている。更に、ミキサ機構（１）は、共通出力信号に基づいてミキサ機構（１）のアナログ出力信号を発生するように適合されている。制御ユニット（３０）は、制御信号が所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の数を、１つ以上の制御パラメータのパラメータセットに基づいて選択するように適合されている。このパラメータセットは、離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆS及び周波数ｆMの比率ｆS／ｆM、及び／又は離散時間ミキシング信号の位相シフト等である。また、対応する方法も開示する。【選択図】図１
2013526086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミキサ機構（１）のアナログ入力信号を離散時間ミキシング信号とミキシングすることによって前記ミキサ機構（１）のアナログ出力信号を発生するための前記ミキサ機構（１）であって、
複数のユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）であって、各々が、
前記ユニット要素のイネーブル信号を受信するためのイネーブルポート（１２）と、
前記ミキサ機構（１２）の前記アナログ入力信号を受信するための入力ポート（１４ａ〜１４ｂ）と、
前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の出力信号を出力するための出力ポート（１６ａ〜１６ｂ）と、
を含む、複数のユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）を含み、
各ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）ごとに、前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）が、
前記イネーブル信号の第１の状態においてイネーブルモードにあり、前記イネーブル信号の第２の状態においてディスエーブルモードにあり、
前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の前記出力信号が、前記ディスエーブルモードでなく前記イネーブルモードにおける前記ミキサ機構（１）の前記アナログ入力信号に基づくように、前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の前記出力信号を発生するようになされ、
前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）からの前記出力信号の和として共通出力信号を発生するために、前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）が接続され、
前記ミキサ機構（１）が、前記共通出力信号に基づいて前記ミキサ機構（１）の前記アナログ出力信号を発生するようになされ、
前記ミキサ機構が制御ユニット（３０）を含み、前記制御ユニットが、前記イネーブル信号を前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）に供給し、前記イネーブル信号を前記離散時間ミキシング信号に基づいて制御して、イネーブルされたユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の数を前記離散時間ミキシング信号から導出した制御信号に比例させるようになされ、
前記制御ユニット（３０）が、前記制御信号が所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の数を、１つ以上の制御パラメータのパラメータセットに基づいて選択するようになされ、前記パラメータセットが、
前記離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆS及び周波数ｆMの比率ｆS／ｆM、と、
前記離散時間ミキシング信号の位相シフト、の少なくとも一方
を含む、ミキサ機構。
【請求項２】
前記ミキサ機構（１）が、前記共通出力信号に比例した前記ミキサ機構（１）の前記出力信号を発生するようになされ、前記制御信号が前記離散時間ミキシング信号の絶対値に等しく、各ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）が、前記ミキサ機構（１）の前記アナログ入力信号を前記イネーブル状態における前記離散時間ミキシング信号の符号とミキシングすることによって前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の前記出力信号を発生するようになされている、請求項１に記載のミキサ機構（１）。
【請求項３】
入力ポート（４２ａ〜４２ｂ）上で前記共通出力信号を、制御ポート（４４ａ〜４４ｂ）上で前記離散時間ミキシング信号の符号を受信するようになされたスイッチミキサ要素（４０）を更に含み、前記スイッチミキサ要素（４０）が、前記ミキサ機構（１）の前記出力信号を発生するために、前記共通出力信号を前記離散時間ミキシング信号の前記符号とミキシングするようになされ、前記制御信号が前記離散時間ミキシング信号の絶対値に等しく、各ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）が、前記ミキサ機構（１）の前記アナログ入力信号の実質的に線形の関数として前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の前記出力信号を発生するようになされている、請求項１に記載のミキサ機構（１）。
【請求項４】
前記制御ユニット（３０）が、抑制対象の前記離散時間ミキシング信号の高調波セットに基づいて、前記離散時間ミキシング信号の前記サンプリング周波数ｆSをｆS＝Ｌ・ｆMと設定するようになされ、Ｌは１よりも大きい整数であり、ｆMは前記離散時間ミキシング信号の前記周波数であり、更に、前記抑制対象の高調波セット内の全ての高調波を抑制するように前記Ｌの値を充分に大きく選択するようになされている、請求項１から３のいずれかに記載のミキサ機構（１）。
【請求項５】
前記制御ユニット（３０）が、前記離散時間ミキシング信号の３の整数倍の次数の高調波を抑制するために、前記離散時間ミキシング信号の前記サンプリング周波数ｆSを６・ｆMに設定するようになされ、ｆMは前記離散時間ミキシング信号の前記周波数であり、更に、以下によって前記離散時間ミキシング信号のサンプルが与えられるように前記離散時間ミキシング信号の位相シフトを設定するようになされ、
【数１】
2013526086.tif 000013
ここで、Ａは定数であり、ｎはシーケンス指数であり、Ｌ0は整数である、請求項１から４のいずれかに記載のミキサ機構（１）。
【請求項６】
前記制御ユニット（３０）が、前記パラメータセット内の前記制御パラメータに基づいて選択される、前記制御信号が前記所与の値をとる場合にイネーブルされる前記ユニット要素数を表す所定の値を記憶しているルックアップテーブルを含む、請求項１から５のいずれかに記載のミキサ機構（１）。
【請求項７】
前記制御信号が前記所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の数の変化を補償するために可変利得の利得補償回路を含む、請求項１から６のいずれかに記載のミキサ機構（１）。
【請求項８】
前記制御ユニット（３０）が、ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）間の不整合を抑制するための動的要素整合化スキームに従って、前記制御信号の所与の値でイネーブルされる前記ユニット要素又は複数の要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）を動的に選択するようになされている、請求項１から７のいずれかに記載のミキサ機構（１）。
【請求項９】
各ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）が切り換え可能トランスコンダクタを含む、請求項１から８のいずれかに記載のミキサ機構。
【請求項１０】
前記ミキサ機構（１）が差動アーキテクチャを有する、請求項１から９のいずれかに記載のミキサ機構（１）。
【請求項１１】
ミキサ機構（１）のアナログ入力信号を離散時間ミキシング信号とミキシングすることによって前記ミキサ機構（１）のアナログ出力信号を発生するための前記ミキサ機構（１）を動作させる方法であって、前記ミキサ機構が、
複数のユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）であって、各々が、
前記ユニット要素のイネーブル信号を受信するためのイネーブルポート（１２）と、
前記ミキサ機構（１２）の前記アナログ入力信号を受信するための入力ポート（１４ａ〜１４ｂ）と、
前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の出力信号を出力するための出力ポート（１６ａ〜１６ｂ）と、
を含む、複数のユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）を含み、
各ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）ごとに、前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）が、
前記イネーブル信号の第１の状態においてイネーブルモードにあり、前記イネーブル信号の第２の状態においてディスエーブルモードにあり、
前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の前記出力信号が、前記ディスエーブルモードでなく前記イネーブルモードにおける前記ミキサ機構（１）の前記アナログ入力信号に基づくように、前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の前記出力信号を発生するようになされ、
前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）からの前記出力信号の和として共通出力信号を発生するために、前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）が接続され、
前記ミキサ機構（１）が、前記共通出力信号に基づいて前記ミキサ機構（１）の前記アナログ出力信号を発生するようになされ、
前記方法が、
前記離散時間ミキシング信号から制御信号を発生することと、
イネーブルされたユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の数が前記制御信号に比例するように、前記離散時間ミキシング信号に基づいて前記ユニット要素に対する前記イネーブル信号を発生することと、
前記制御信号が所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の数を、１つ以上の制御パラメータのパラメータセットに基づいて選択することと、を含み、前記パラメータセットが、
前記離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆS及び周波数ｆMの比率ｆS／ｆM、と、
前記離散時間ミキシング信号の位相シフト、の少なくとも一方
を含む、方法。
【請求項１２】
前記ミキサ機構（１）が、前記共通出力信号に比例した前記ミキサ機構（１）の前記出力信号を発生するようになされ、各ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）が、前記ミキサ機構（１）の前記アナログ入力信号を前記イネーブル状態における前記離散時間ミキシング信号の符号とミキシングすることによって前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の前記出力信号を発生するようになされ、前記制御信号を発生することが、前記離散時間ミキシング信号の絶対値に等しい前記制御信号を発生することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ミキサ機構（１）が、入力ポート（４２ａ〜４２ｂ）上で前記共通出力信号を、制御ポート（４４ａ〜４４ｂ）上で前記離散時間ミキシング信号の符号を受信するようになされたスイッチミキサ要素（４０）を含み、前記スイッチミキサ要素（４０）が、前記ミキサ機構（１）の前記出力信号を発生するために、前記共通出力信号を前記離散時間ミキシング信号の前記符号とミキシングするようになされ、各ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）が、前記ミキサ機構（１）の前記アナログ入力信号の実質的に線形の関数として前記ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の前記出力信号を発生するようになされ、前記制御信号を発生することが、前記離散時間ミキシング信号の絶対値に等しい前記制御信号を発生することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
抑制対象の前記離散時間ミキシング信号の高調波セットに基づいて、
前記離散時間ミキシング信号の前記サンプリング周波数ｆSをｆS＝Ｌ・ｆMと設定することであって、Ｌは１よりも大きい整数であり、ｆMは前記離散時間ミキシング信号の前記周波数である、ことと、
前記抑制対象の高調波セット内の全ての高調波を抑制するように前記Ｌの値を充分に大きく選択することと、
を含む、請求項１１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記離散時間ミキシング信号の３の整数倍の次数の高調波を抑制するために、前記離散時間ミキシング信号の前記サンプリング周波数ｆSを６・ｆMに設定することであって、ｆMは前記離散時間ミキシング信号の前記周波数である、ことと、以下によって前記離散時間ミキシング信号のサンプルが与えられるように前記離散時間ミキシング信号の位相シフトを設定することであって、
【数２】
2013526086.tif 000014
ここで、Ａは定数であり、ｎはシーケンス指数であり、Ｌ0は整数である、ことと、を含む、請求項１１から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記制御信号が前記所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の数を選択することが、前記パラメータセット内の前記制御パラメータに基づいて、ユニット要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）の前記数を表す値を、所定のかかる値を記憶しているルックアップテーブルからフェッチすることを含む、請求項１１から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
ユニット要素間の不整合を抑制するための動的要素整合化スキームに従って、前記制御信号の所与の値でイネーブルされる前記ユニット要素又は複数の要素（１０−１、・・・、１０−Ｎ）を動的に選択することを含む、請求項１１から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
請求項１から１０のいずれかに記載の前記ミキサ機構（１）を含む電子装置（５００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号の周波数変換のためのミキサ機構に関する。更に、本発明は、このミキサ機構を動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミキサは通常、ベースバンド、中間周波数（ＩＦ）帯、及び無線周波数（ＲＦ）帯等の異なる周波数帯間における信号の周波数変換のための無線送信又は受信回路において用いられる。
【０００３】
高速化するデータレートでの無線通信を容易にするため、モバイル通信のための様々な新しい規格及びシステムが出現している。ＩＭＴ（International Mobile Telecommunication）−Ａｄｖａｎｃｅｄのもとで、第４世代（４Ｇ）モバイル通信システムのための仕様が作成されている。ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄに準拠する今後の通信システムでは、例えば比較的高いビットレートに対応するため、比較的広いＲＦ（無線周波数）帯を必要とする。ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄに準拠する通信システムについて認められている問題は、一般に、充分に広い無料のＲＦ周波数帯がないこと、ほとんどの周波数帯はフラグメント化していること、例えば、ある帯の異なる部分が異なるオペレータ等による使用のために認可されていることである。例えば、１００ＭＨｚ以上の帯域幅の連続周波数帯は一般に利用可能でない。この問題に対処する１つの方法は、全周波数帯域幅に拡散したいくつかのサブバンドを用いて基地局とモバイル端末との間の伝送リンクを設けて、集合スペクトルを形成することである。
【０００４】
新進のセル式システムの一例が３Ｇ  ＬＴＥ（Long Term Evolution）である。３Ｇ  ＬＴＥでは、基地局からモバイル端末へのダウンリンクにおいて、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多重接続）と称される多重接続技法で、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重方式）を用いて信号を伝送する。基地局から伝送されるＯＦＤＭ符号の、一般にリソースブロック（ＲＢ）と称されるサブキャリアの異なるグループを、異なるモバイル端末に割り当てることができ、これによって多重接続が得られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の例では、特定のモバイル端末に割り当てた周波数帯又は複数の周波数帯は、通常は固定されず、比較的大きい可能な周波数帯範囲内で経時的に変動し得る。送信器及び／又は受信器における周波数変換に用いられるミキサ機構においては、例えば局部発振器（ＬＯ）信号の高調波の抑制に関して、比較的高い要件が設定される場合がある。
【０００６】
ＷＯ２００９／０５７０５１号は、受動高調波拒絶ミキサを含む電子デバイスを開示する。受動高調波拒絶ミキサは、入力がいくつかのサブミキサ段に接続されており、これらのサブミキサ段は出力を発生させるための加算モジュールに接続されている。各サブミキシング段は、ゲートモジュール及び各増幅器を含み、ゲートモジュールは、制御信号の制御のもとで、入力信号又は反転極性の入力信号を選択的に渡すように適合されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、信号の周波数変換のためのミキサ機構を提供することである。
【０００８】
第１の態様によれば、ミキサ機構のアナログ入力信号を離散時間ミキシング信号とミキシングすることによってミキサ機構のアナログ出力信号を発生するためのミキサ機構が提供される。ミキサ機構は複数のユニット要素を含む。各ユニット要素は、ユニット要素のイネーブル信号を受信するためのイネーブルポートを含む。更に、各ユニット要素は、ミキサ機構のアナログ入力信号を受信するための入力ポートを含む。更に、各ユニット要素は、ユニット要素の出力信号を出力するための出力ポートを含む。各ユニット要素は、イネーブル信号の第１の状態においてイネーブルモードにあり、イネーブル信号の第２の状態においてディスエーブルモードにあるように適合されている。更に、各ユニット要素は、ユニット要素の出力信号がディスエーブルモードでなくイネーブルモードにおけるミキサ機構のアナログ入力信号に基づくように、ユニット要素の出力信号を発生するように適合されている。ユニット要素は、ユニット要素からの出力信号の和として共通出力信号を発生するために接続されている。更に、ミキサ機構は、共通出力信号に基づいてミキサ機構のアナログ出力信号を発生するように適合されている。
【０００９】
ミキサ機構は制御ユニットを含み、これは、イネーブル信号をユニット要素に供給し、前記イネーブル信号を離散時間ミキシング信号に基づいて制御して、イネーブルされたユニット要素の数を離散時間ミキシング信号から導出した制御信号に比例させるように適合されている。
【００１０】
更に、いくつかの実施形態によれば、制御ユニットは、制御信号が所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素の数を、１つ以上の制御パラメータのパラメータセットに基づいて選択するように適合されている。いくつかの実施形態によれば、前記パラメータセットは、離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆS及び周波数ｆMの比率ｆS／ｆM、及び／又は離散時間ミキシング信号の位相シフトを含む。
【００１１】
ミキサ機構は、共通出力信号に比例したミキサ機構の出力信号を発生するように適合することができ、制御信号はこの場合、離散時間ミキシング信号の絶対値に等しくすることができる。各ユニット要素は、ミキサ機構のアナログ入力信号をイネーブル状態における離散時間ミキシング信号の符号とミキシングすることによってユニット要素の出力信号を発生するように適合することができる。
【００１２】
あるいは、ミキサ機構は、入力ポート上で共通出力信号を、制御ポート上で離散時間ミキシング信号の符号を受信するように適合されたスイッチミキサ要素を含むことができる。スイッチミキサ要素は、ミキサ機構の出力信号を発生するために、共通出力信号を離散時間ミキシング信号の符号とミキシングするように適合することができる。この場合、制御信号は離散時間ミキシング信号の絶対値に等しくすることができ、各ユニット要素は、ミキサ機構のアナログ入力信号の実質的に線形の関数としてユニット要素の出力信号を発生するように適合することができる。
【００１３】
制御ユニットは、抑制対象の離散時間ミキシング信号の高調波セットに基づいて、離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆSをｆS＝Ｌ・ｆMと設定するように適合することができる。ここで、Ｌは１よりも大きい整数であり、ｆMは離散時間ミキシング信号の周波数である。更に、制御ユニットは、抑制対象の前記高調波セット内の全ての高調波を抑制するようにＬの値を充分に大きく選択するように適合することができる。
【００１４】
更に、制御ユニットは、離散時間ミキシング信号の３の整数倍の次数の高調波を抑制するために、離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆSを６・ｆMに設定するように適合することができ、ｆMは離散時間ミキシング信号の周波数であり、更に、以下によって離散時間ミキシング信号のサンプルが与えられるように離散時間ミキシング信号の位相シフトを設定するように適合することができる。
【数１】
2013526086.tif 000003
ここで、Ａは定数であり、ｎはシーケンス指数であり、Ｌ0は整数である。
【００１５】
制御ユニットは、パラメータセット内の制御パラメータに基づいて選択される、制御信号が前記所与の値をとる場合にイネーブルされる前記ユニット要素数を表す所定の値を記憶しているルックアップテーブルを含むことができる。更に、ミキサ機構は、制御信号が前記所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素の数の変化を補償するために可変利得の利得補償回路を含むことができる。
【００１６】
制御ユニットは、ユニット要素間の不整合を抑制するための動的要素整合化スキームに従って、制御信号の所与の値でイネーブルされるユニット要素又は複数の要素を動的に選択するように適合することができる。
【００１７】
各ユニット要素は切り換え可能トランスコンダクタを含むことができる。更に、ミキサ機構は差動アーキテクチャを有することができる。
【００１８】
第２の態様によれば、ミキサ機構のアナログ入力信号を離散時間ミキシング信号とミキシングすることによってミキサ機構のアナログ出力信号を発生するためのミキサ機構を動作させる方法が提供される。ミキサ機構は複数のユニット要素を含む。各ユニット要素は、ユニット要素のイネーブル信号を受信するためのイネーブルポートを含む。更に、各ユニット要素は、ミキサ機構のアナログ入力信号を受信するための入力ポートを含む。更に、各ユニット要素は、ユニット要素の出力信号を出力するための出力ポートを含む。各ユニット要素は、イネーブル信号の第１の状態においてイネーブルモードにあり、イネーブル信号の第２の状態においてディスエーブルモードにあるように適合されている。更に、各ユニット要素は、ユニット要素の出力信号が、ディスエーブルモードでなくイネーブルモードにおけるミキサ機構のアナログ入力信号に基づくように、ユニット要素の出力信号を発生するように適合されている。ユニット要素からの出力信号の和として共通出力信号を発生するために、ユニット要素が接続されている。更に、ミキサ機構は、共通出力信号に基づいてミキサ機構のアナログ出力信号を発生するように適合されている。
【００１９】
この方法は、離散時間ミキシング信号から制御信号を発生することを含む。更に、この方法は、イネーブルされたユニット要素の数が制御信号に比例するように、離散時間ミキシング信号に基づいてユニット要素に対する前記イネーブル信号を発生することを含む。
【００２０】
更に、いくつかの実施形態によれば、この方法は、制御信号が所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素の数を、１つ以上の制御パラメータのパラメータセットに基づいて選択することを含む。いくつかの実施携帯によれば、前記パラメータセットは、離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆS及び周波数ｆMの比率ｆS／ｆM、及び／又は離散時間ミキシング信号の位相シフトを含む。
【００２１】
ミキサ機構は、共通出力信号に比例したミキサ機構の出力信号を発生するように適合することができ、各ユニット要素は、ミキサ機構のアナログ入力信号をイネーブル状態における離散時間ミキシング信号の符号とミキシングすることによってユニット要素の出力信号を発生するように適合することができる。この場合、制御信号を発生することは、離散時間ミキシング信号の絶対値に等しい制御信号を発生することを含むことができる。
【００２２】
あるいは、ミキサ機構が、入力ポート上で共通出力信号を、制御ポート上で離散時間ミキシング信号の符号を受信するように適合されたスイッチミキサ要素を含むことができる。更に、スイッチミキサ要素は、ミキサ機構の出力信号を発生するために、共通出力信号を離散時間ミキシング信号の符号とミキシングするように適合することができる。更に、各ユニット要素は、ミキサ機構のアナログ入力信号の実質的に線形の関数としてユニット要素の出力信号を発生するように適合することができる。この場合、制御信号を発生することは、離散時間ミキシング信号の絶対値に等しい制御信号を発生することを含むことができる。
【００２３】
この方法は、抑制対象の離散時間ミキシング信号の高調波セットに基づいて、離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆSをｆS＝Ｌ・ｆMと設定することを含むことができ、ここでＬは１よりも大きい整数であり、ｆMは離散時間ミキシング信号の周波数であり、更に、抑制対象の高調波セット内の全ての高調波を抑制するようにＬの値を充分に大きく選択することを含むことができる。
【００２４】
更に、この方法は、離散時間ミキシング信号の３の整数倍の次数の高調波を抑制するために、離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆSを６・ｆMに設定することであって、ｆMは離散時間ミキシング信号の周波数である、ことと、以下によって離散時間ミキシング信号のサンプルが与えられるように離散時間ミキシング信号の位相シフトを設定することであって、
【数２】
2013526086.tif 000004
ここで、Ａは定数であり、ｎはシーケンス指数であり、Ｌ0は整数である、ことと、を含む。
【００２５】
制御信号が前記所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素の数を選択することは、パラメータセット内の制御パラメータに基づいて、ユニット要素の前記数を表す値を、所定のかかる値を記憶しているルックアップテーブルからフェッチすることを含むことができる。
【００２６】
この方法は、ユニット要素間の不整合を抑制するための動的要素整合化スキームに従って、制御信号の所与の値でイネーブルされるユニット要素又は複数の要素を動的に選択することを含むことができる。
【００２７】
第３の実施形態によれば、第１の態様に従ったミキサ機構を含む電子装置が提供される。
【００２８】
本発明の更に別の実施形態については、従属クレームで規定する。
【００２９】
本明細書において用いる場合、「含む／含んでいる」という言葉は、記載したフィーチャ、整数、ステップ、又は構成要素の存在を指定するために用いるが、１つ以上の他のフィーチャ、整数、ステップ、コンポーネント、又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではないことを強調しておく。
【００３０】
本発明の実施形態の更に別の目的、フィーチャ、及び利点は、以下の詳細な説明、添付図面の参照から、明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態によるミキサ機構のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態によるミキサ機構のブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態によるユニット要素の概略回路図である。
【図４】本発明の一実施形態によるスイッチミキサ要素の概略回路図である。
【図５】本発明の一実施形態によるミキサ機構及び増幅回路のブロック図である。
【図６】本発明の実施形態による信号のグラフを示す。
【図７】本発明の実施形態による信号のグラフを示す。
【図８】シミュレーション例による信号スペクトルを示す。
【図９】シミュレーション例による信号スペクトルを示す。
【図１０】１を表す異なるレベル数についての√２／２の表現の量子化エラーを示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態による電子装置を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、ミキサ機構１のアナログ入力信号を離散時間ミキシング信号とミキシングすることによってミキサ機構１のアナログ出力信号を発生させるように適合されたミキサ機構１の様々な実施形態について説明する。本発明の実施形態によれば、離散時間ミキシング信号は以下の正弦波信号である。
【数３】
2013526086.tif 000005
（式１）
ここでｍ（ｎ）は離散時間ミキシング信号であり、ｎはシーケンス指数であり、Ａは振幅であり、ｆMは離散時間ミキシング信号の周波数であり、ｆSは離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数であり、φは離散時間ミキシング信号の位相シフトである。以下に提示する例及び実施形態では、振幅Ａは通常１に設定する。以下に記載する実施形態では、離散時間ミキシング信号ｍ（ｎ）は有限数のレベルで表す。従って、これらの実施形態では、ｍ（ｎ）は実際には式１の右辺を量子化したものに等しい。更に、本発明の実施形態によれば、ミキサ機構１のアナログ出力信号は理想的には、ミキサ機構１のアナログ入力信号に、時間期間ｎ／ｆS＜ｔ＜（ｎ＋１）／ｆSにおけるｍ（ｎ）（いくつかの実施形態ではオフセットを加えることがある）に等しい区分的な一定の信号を乗算したものに等しいはずである。時間期間ｎ／ｆS＜ｔ＜（ｎ＋１）／ｆSにおけるｍ（ｎ）に等しい区分的な一定の信号を、以下ではｍ（ｔ）と称する。しかしながら、例えば回路構成要素の限られた帯域幅、非線形の回路構成要素、ノイズ、及び回路構成要素の製造上の精度が限られているために、ミキサ機構１のアナログ出力信号は実際には、ミキサ機構１のアナログ入力信号及び前記の区分的な一定の信号の積に近似的に等しいだけである。
【００３３】
一般に、（例えば制御、乗算等のため）連続時間ドメインにおいて離散時間信号を用いる本明細書に記載する実施形態では、時間期間ｎ／ｆS＜ｔ＜（ｎ＋１）／ｆSにおいてシーケンス指数ｎのためにその信号のサンプル値を利用する。かかる期間の終点において（すなわち１／ｆSの整数倍において）用いる値は無関係である。例えば、（ｎ＋１）／ｆSにおいて用いる値は、例えば、シーケンス指数ｎのための信号のサンプル値又はｎ＋１のいずれかとすることができる。以下では、あらゆる離散時間信号ｄ（ｎ）について、時間期間ｎ／ｆS＜ｔ＜（ｎ＋１）／ｆSにおける離散時間信号ｄ（ｎ）に等しい区分的な一定の信号のために、標記ｄ（ｔ）（すなわちｔによるｎの置換）を用いる。
【００３４】
図１は、本発明の一実施形態によるミキサ機構１のブロック図である。ミキサ機構１は、アナログ入力信号を受信するための入力ポート４を有する。更に、ミキサ機構１は、アナログ出力信号を出力するための出力ポートを有する。ミキサ機構１は、複数のユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎを含む。ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの各々は、ユニット要素のイネーブル信号を受信するためのイネーブルポート１２と、ミキサ機構１のアナログ入力信号を受信するための、入力端子１４ａ〜１４ｂを含む入力ポートと、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの出力信号を出力するための、出力端子１６ａ〜１６ｂを含む出力ポートと、を含む。ユニット要素は全て同一の機能性を有するように設計することができる。
【００３５】
図１に示すミキサ機構１の実施形態は、異なる入力ポート４及び異なる出力ポート６を用いた異なるアーキテクチャを有し、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの全ては同様に、入力端子１４ａ〜１４ｂ及び出力端子１６ａ〜１６ｂをそれぞれ含む異なる入力ポート及び出力ポートを有する。本明細書に記載する実施形態では異なるアーキテクチャについて考察するが、他の実施形態ではシングルエンドアーキテクチャを用いることも可能である。
【００３６】
ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎは、これらのユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎからの出力信号の和として共通出力信号を発生するために接続されている。図１に示す実施形態では、これは加算ユニット２０によって達成される。ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの出力信号を電流で表す実施形態では、加算ユニット２０は、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの全ての出力信号１６ａを単に相互接続し、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの全ての出力信号１６ｂも同様に相互接続することによって実施することができる。
【００３７】
各ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎは、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎのイネーブル信号の第１の状態においてイネーブルモードであり、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎのイネーブル信号の第２の状態においてディスエーブルモードであるように適合されている。更に、各ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎは、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの出力信号がディスエーブルモードではなくイネーブルモードのミキサ機構１のアナログ入力信号に基づくように、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの出力信号を発生するように適合されている。従って、いくつかの実施形態では、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎは、イネーブルモードにおいてのみミキサ機構１のアナログ入力信号に基づいてユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの出力信号を発生するように適合することができる。例えばイネーブルモードにおいて、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎは、線形の関係ｙunit（ｔ）＝ｋｘ（ｔ）（いくつかの実施形態ではオフセットを加えることがある）に従ってユニット要素の出力信号を発生するように適合することができる。ここで、ｙunit（ｔ）はユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの出力信号を表し、ｘ（ｔ）はミキサ機構のアナログ入力信号を表し、ｔは時間を表し、ｋは定数であり、又はかかる線形の関係の近似である（例えばトランジスタ等の本質的に非線形の構成要素を用いてユニット要素を実施している場合、ある程度の非線形性は避けられないのが一般的である）。以下に記載する例では、各ユニット要素は、イネーブルモードにおいて以下の入力−出力関係を有することが想定されている。
【数４】
2013526086.tif 000006
（式２）
【００３８】
ディスエーブルモードにおいては、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎは、例えば、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの出力信号を、ゼロ信号（又は「信号なし」）、浮動出力を生じる所定の信号、又は共通出力信号に何の寄与も生じない（又は無視できる寄与しか生じない）信号として、発生するように適合することができる。従って、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎは、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの出力信号を、入力信号とは無関係に発生するように適合することができる。
【００３９】
本発明の実施形態によれば、ミキサ機構１は、共通出力信号に基づいてミキサ機構１のアナログ出力信号を発生するように適合されている。図１に示す実施形態では、ミキサ機構１は、共通出力信号に等しいミキサ機構１の出力信号を発生するように適合されている。更に一般的には、ミキサ機構１は、共通出力信号に比例したミキサ機構１の出力信号を発生するように適合することができる。特定の実施形態における状況において、以下に更に別の代替案を示す。
【００４０】
本発明の実施形態によれば、ミキサ機構１は制御ユニット３０を含み、これは、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎにイネーブル信号を供給し、前記イネーブル信号を離散時間ミキシング信号に基づいて制御して、イネーブルされたユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの数を離散時間ミキシング信号から導出された制御信号に比例させるように適合されている。制御信号は以下においてｃ（ｎ）と表す。
【００４１】
例えば図１に示す実施形態におけるように、共通出力信号に比例したミキサ機構１の出力信号を発生するようにミキサ機構１が適合されている実施形態において、制御信号は、離散時間ミキシング信号をレベルシフトしたものに等しい。すなわち以下が成り立つ。
【数５】
2013526086.tif 000007
（式３）
ここで、ｃ（ｎ）は制御信号を表し、ｍLSは、ｃ（ｎ）が負の値をとらないように選択されたレベルシフト定数である。この場合、共通出力信号（ｙC（ｔ）と表す）は以下となる。
【数６】
2013526086.tif 000008
（式４）
【００４２】
図２は、本発明の別の実施形態によるミキサ機構１のブロック図である。図１に示した実施形態の回路要素に加えて、図２に示すミキサ機構１の実施形態は、スイッチミキサ要素４０を含む。スイッチミキサ要素４０は、入力端子４２ａ〜４２ｎを含む入力ポート上で共通出力信号を受信し、制御端子４４ａ〜４４ｂを含む出力ポート上で離散時間ミキシング信号の符号を受信するように配置されている。図２に示す実施形態では、離散時間ミキシング信号の符号は、制御ユニット３０によって差動信号としてスイッチミキサ要素４０に供給される。代替的な実施形態では、制御ユニット３０は、離散時間ミキシング信号の符号をシングルエンド信号として供給するように適合することができ、スイッチミキサ要素４０は、必要な場合にこのシングルエンド信号を差動信号に変換するように適合することができる。
【００４３】
スイッチミキサ要素４０は、ミキサ機構１の出力信号を発生させるために、共通出力信号を離散時間ミキシング信号の符号とミキシングするように適合されている。また、制御信号は離散時間ミキシング信号の絶対値に等しい。この実施形態では、共通出力信号は以下となる。
【数７】
2013526086.tif 000009
（式５）
また、ミキサ機構のアナログ出力信号（ｙ（ｔ））と表す）は以下となる。
【数８】
2013526086.tif 000010
（式６）
図１に示す実施形態に比べ、図２に示す実施形態の利点は、式６によって与えられたアナログ出力信号において、（通常は望ましくない）項ｋｘ（ｔ）ｍLSが存在しないことである（式４には存在する）。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態によれば、ユニット要素は、（イネーブルモードにおいて）オン、及び（ディスエーブルモードにおいて）オフに切り換えることができる切り換え可能トランスコンダクタとして実施することができる。これらの実施形態では、ミキサ機構の（従ってユニット要素の）入力信号は入力電圧によって表し、ユニット要素の出力信号は出力電流によって表す。イネーブルモードでは、切り換え可能トランスコンダクタは、入力電圧に依存してその出力電流を送出する。ディスエーブルモードでは、出力電流は入力電圧とは無関係である。図３は、本発明の一実施形態による、かかるユニット要素１０の概略回路図である。ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎは全て、図３に示すユニット要素１０として実施することができる。
【００４５】
図３に示す実施形態によれば、ユニット要素１０は２つの制御トランジスタ６２及び６４を含む。ユニット要素１０のイネーブルポート１２は、制御端子１２ａ及び１２ｂを含む差動制御ポートである。このため、この実施形態では、ユニット要素１０のイネーブル信号は差動イネーブル信号である。制御トランジスタ６２のゲートは制御端子１２ａに接続され、制御トランジスタ６４のゲートは制御端子１２ｂに接続されている。トランジスタ６２及び６４の双方のソース端子は接地ノードに接続されている。トランジスタ６２及び６４は、同一の幅（Ｗ）対長さ（Ｌ）比Ｗ／Ｌを有することができる。例えば、トランジスタ６２及び６４は同一のＷ及び同一のＬを有することができる。以下の説明では、トランジスタ６２及び６４は同一のＷ及び同一のＬを有すると想定する。更に、図３に示すユニット要素１０は、差動対構成に接続されたトランジスタ６６ａ及び６６ｂを含む。トランジスタ６６ａ及び６６ｂのゲート端子はそれぞれ入力端子１４ａ及び１４ｂに接続され、従ってミキサ機構１０の差動入力電圧を受信するように配置されている。トランジスタ６６ａ及び６６ｂの共通ソース端子は制御トランジスタ６２のドレイン端子に接続されている。トランジスタ６６ａ及び６６ｂのドレインノードはそれぞれユニット要素１０の出力端子１６ａ及び１６ｂに接続されている。更に、ユニット要素１０はトランジスタ６８ａ及び６８ｂを含む。トランジスタ６８ａ及び６８ｂのゲート端子は相互接続され電圧Ｖ１によりバイアスされている。トランジスタ６８ａ及び６８ｂのソース端子も相互接続され、制御トランジスタ６４のドレイン端子に接続されている。トランジスタ６８ａ及び６８ｂのドレイン端子はそれぞれユニット要素１０の出力端子１６ａ及び１６ｂに接続されている。
【００４６】
トランジスタ６６ａ〜６６ｂ及び６８ａ〜６８ｂは全て同一のＷ／Ｌを有することができる。例えば、トランジスタ６６ａ〜６６ｂ及び６８ａ〜６８ｂは全て同一のＷ及び同一のＬを有することができる。以下の説明では、トランジスタ６６ａ〜６６ｂ及び６８ａ〜６８ｂは全て同一のＷ及び同一のＬを有すると想定する。
【００４７】
イネーブル状態では、制御端子１２ａの電圧は「ハイ」電圧であり、制御トランジスタ６２を導通状態にセットし、制御端子１２ｂの電圧は「ロー」電圧であり（限定ではないが接地すなわち０Ｖ等）、制御トランジスタ６４を非導通状態にセットする。すなわち、制御トランジスタ６２はオンに切り換えられ、制御トランジスタ６４はオフに切り換えられる。この状態で、制御トランジスタ６２は電流源として機能し、トランジスタ６６ａ及び６６ｂを含む差動対にバイアス電流を供給する。次いで、この差動対はユニット要素１０の差動出力電流を発生し、これがユニット要素１０の出力端子１６ａ及び１６ｂを含む出力端子に送出される。差動出力電流は、ミキサ機構１の差動入力電圧に基づいている。
【００４８】
ディスエーブル状態では、制御端子１２ｂの電圧は前記「ハイ」電圧であり、制御トランジスタ６４を導通状態にセットし、制御端子１２ａの電圧は前記「ロー」電圧であり、制御トランジスタ６２を非導通状態にセットする。すなわち、制御トランジスタ６４はオンに切り換えられ、制御トランジスタ６２はオフに切り換えられる。この状態で、制御トランジスタ６４は、トランジスタ６８ａ及び６８ｂにバイアスを供給する電流源として機能する。次いでトランジスタ６８ａ及び６８ｂは、バイアス電流のほぼ（又は理想的には正確に）半分をユニット要素１０の出力端子１６ａに、他の半分を出力端子１６ｂに送る。換言すると、ディスエーブルモードでは、ユニット要素１０の差動出力電流はほぼゼロである。
【００４９】
前記「ハイ」電圧は、異なる実施形態において様々な方法で選択することができる。例えば、「ハイ」電圧は、ダイオード接続トランジスタ（すなわちそのドレイン端子がそのゲート端子に接続されたトランジスタ）のゲート端子上で発生することができ、そのドレイン端子に基準電流を供給する。イネーブル状態では、ダイオード接続トランジスタ及び制御トランジスタ６２を電流ミラー構成に接続して、ダイオード接続トランジスタを入力トランジスタとすると共に、制御トランジスタ６２は前記基準電流をミラーリングする出力トランジスタとすることができる。同様に、ディスエーブル状態では、同一のダイオード接続トランジスタ（又は別のダイオード接続トランジスタ）及び制御トランジスタ６４を電流ミラー構成に接続して、ダイオード接続トランジスタを入力トランジスタとすると共に、制御トランジスタ６４は前記基準電流をミラーリングする出力トランジスタとすることができる。あるいは、限定ではないが、ミキサ機構１の供給電源等の基準電圧を「ハイ」電圧として用いることも可能である。
【００５０】
制御トランジスタ６２及び６４は同一のＷ及びＬを有するので、それによってイネーブル及びディスエーブル状態で発生される各バイアス電流はほぼ等しい。これが意味するのは、ユニット要素１０の共通モード出力電流がディスエーブル状態においてイネーブル状態におけるものとほぼ等しいということであり、これによってミキサ機構全体の比較的安定した動作点が促進される。
【００５１】
図４は、スイッチミキサ要素４０の一実施形態の概略回路図である。図４に示すスイッチミキサ要素４０の実施形態は、図３のユニット要素１０の実施形態と共に用いるのに適している。この実施形態によれば、スイッチミキサ要素４０はトランジスタ７２ａ〜７２ｂ及び７４ａ〜７４ｂを含む。トランジスタ７２ａ及び７４ａのゲート端子は双方とも制御端子４４ａに接続され、トランジスタ７２ｂ及び７４ｂのゲート端子は双方とも制御端子４４ｂに接続されている。トランジスタ７２ａ〜７２ｂのソース端子は双方とも入力端子４２ｂに接続され、トランジスタ７４ａ〜７４ｂのソース端子は双方とも入力端子４２ａに接続されている。トランジスタ７２ａ及び７４ｂのドレイン端子は双方とも出力端子４６ｂに接続され、トランジスタ７２ｂ及び７４ａのドレイン端子は双方とも出力端子４６ａに接続されている。離散時間ミキシング信号の符号の第１の状態では、トランジスタ７２ａ及び７４ａはオンに切り換えられ、トランジスタ７２ｂ及び７４ｂはオフに切り換えられている。この第１の状態では、入力端子４２ａに送出された電流は出力端子４６ａに送られ、入力端子４２ｂに送出された電流は出力端子４６ｂに送られる。離散時間タイミング信号の符号の他の状態では、スイッチミキサ要素４０の極性は第１の状態に比べて反転されて、トランジスタ７２ｂ及び７４ｂがオンに切り換えられ、トランジスタ７２ａ及び７４ａがオフに切り換えられる。この他方の状態では、入力端子４２ａに送出された電流は出力端子４６ｂに送られ、入力端子４２ｂに送出された電流は出力端子４６ａに送られる。
【００５２】
図３及び図４に示す概略回路図は単なる例であり、多くの変更を実行可能であることを強調しておく。例えば、直接接続されていると図に示した２つの端子間の信号経路に、限定ではないが受動構成要素又はカスケードトランジスタ等の介在要素を挿入することも可能である。更に、図示したＮＭＯＳトランジスタをＰＭＯＳトランジスタに置き換え、図３における接地に対する接続を正の供給電源に対する接続に置き換えるという補足的な解決策も可能である。
【００５３】
更に別の代替的な実施形態（図示せず）では、スイッチミキサ４０（図２）の機能をユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎに分散させる。この実施形態では、各ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎは、イネーブル状態においてミキサ機構１のアナログ入力信号を離散時間ミキシング信号の符号とミキシングすることによって、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの出力信号を発生するように適合されている。限定でない例として、各ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎは、図３に示すタイプの切り換え可能トランスコンダクタ及び図４に示すタイプのスイッチミキサによって実施して、端子４２ａ及び４２ｂを切り換え可能トランスコンダクタンスの端子１６ａ及び１６ｂにそれぞれ接続することができる。この実施形態では、図２に示した実施形態についてと同様に、制御信号は離散時間ミキシング信号の絶対値に等しい。更にこの実施形態では、図１に示した実施形態についてと同様に、ミキサ機構１は、共通出力信号に等しいか又は比例するミキサ機構１の出力信号を発生するように適合することができる。この実施形態の出力信号は、図２に示した実施形態についてと同様に、上述の式６によって与えられる。従って、この実施形態は、図１に示した実施形態に比べて、アナログ出力信号に項ｋｘ（ｔ）ｍLSが存在しないという利点も有する。
【００５４】
図１０を参照して以下で更に説明するように、制御信号が最大値等の特定の所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの数は、離散時間ミキシング信号及び制御信号の量子化の影響を軽減するように調節することができる。かかる調節の結果、ミキサ機構１の利得が変化する。この利得の変化を補償する必要がある場合がある。従って、いくつかの実施形態では、制御信号が前記特定の所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素の数の変化を補償するために可変利得の利得補償回路を含むことができる。利得補償回路は、ミキサ機構１に含ませるか、又はミキサ機構１の外部とすることができる。利得補償回路は、例えば、前記変化を補償して、制御信号の前記特定の所与の値を表すために用いられる前記ユニット要素数とは無関係に、ミキサ機構１（又は、外部の利得補償回路の場合にはミキサ機構１及び利得補償回路の組み合わせ）の一定の全体的な利得を維持するか、又は、前記全体的な利得をある区間内に維持する等とするように適合させることができる。図５は、ミキサ機構１の外部の利得補償回路の一実施形態を示す。図５に示す利得補償回路の実施形態は、演算増幅器８０並びに可変フィードバック抵抗器９０ａ及び９０ｂを含むトランスインピーダンス増幅回路である。利得補償回路は、ミキサ機構１の出力ポート６に接続されている。出力端子１００ａ〜１００ｂを含む差動出力ポート上に、利得補償された出力信号を発生する。ミキサ機構１の外部でなく内部に含まれる利得補償回路では、対応する解決策は、単に、出力ポート６でなく出力端子１００ａ〜１００ｂを含む出力ポートをミキサ機構１の出力ポートと見なすことによって、得ることができる。
【００５５】
純粋なスイッチミキサ、すなわち、方形波ミキシング信号とのミキシングを実行するミキサにおいては、方形波の高調波のために、望ましい信号と同じ周波数帯内に望ましくない信号成分が混合する。このため通常、ミキサの前のフィルタリングによってこれらの望ましくない信号成分を抑制する必要がある。かかるフィルタリングは、特に、望ましい信号までの（アップコンバートの場合）又は望ましい信号からの（ダウンコンバートの場合）割り当て周波数帯が周波数変換されて固定されておらず、例えば位置及び／又は帯域幅において変動し得る場合、複雑なものであることがある。
【００５６】
純粋なスイッチミキサ（すなわち方形波とのミキシングを実行するミキサ）と比較すると、本発明の実施形態によるミキサ機構１において用いるユニット要素手法は、上述の高調波に伴う問題の軽減を容易にする。ミキシングを線形ミキサのように、すなわち連続時間正弦波ミキシング信号とのミキシングを実行するミキサのように、実行可能であるからである。従って、上述の望ましくない信号成分のフィルタリング要求を緩和することができる。
【００５７】
線形ミキサと比較すると、本発明の実施形態によるミキサ機構１において用いるユニット要素手法は、ユニット要素を制御するイネーブル信号を適切に調節することによって、異なるミキシング周波数ｆMで動作するように比較的容易に調節可能である柔軟な解決策を提供する。更に、例えば以下に説明するように、離散時間ミキシング信号の高調波の抑制が容易となる。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態によれば、制御ユニット３０は、離散時間ミキシング信号のいくつかの望ましくない高調波を抑制するために離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆSを設定するように適合することができる。例えば、ｆS＝Ｌ・ｆM（ここでＬは整数である）ならば、（理想的に）現れる高調波は、ｍ・ｆS±ｆM＝（ｍ・Ｌ±１）ｆM（ここでｍ＝１、２、３、・・・、である）、すなわち第（ｍ・Ｌ±１）次の高調波だけである。しかしながら、例えば量子化の表現、ユニット要素間の整合の不正確さ等のために、他の高調波は、実際には抑制されるものの完全に排除されるわけではない。一例として、第Ｎ次以下の全ての高調波を抑制するため、ＬはＬ≧Ｎ＋２として選択しなければならない。このＬの選択は、第Ｎ次以下のもの以外の高調波も抑制することに留意すべきである。制御ユニット３０によって行い得るＬの選択は、例えば周囲の無線環境の知識に基づくことができる。例えば、特定の高調波によって周波数変換される周波数帯において所望の信号と干渉するような強い干渉物があることがわかっている場合、この高調波を抑制しなければならない。しかしながら他方で、かかる周波数帯に無視できる程度の信号内容しか存在しない場合、高調波は必ずしも抑制する必要はない。本発明のいくつかの実施形態によれば、Ｌは最も小さい整数として選択して、抑制すべき全ての高調波を抑制するようにする。
【００５９】
図６は、本発明のいくつかの実施形態において用いられる離散時間ミキシング信号の具体的な例である。グラフ化した離散時間ミキシング信号は、振幅Ａ＝１（式１と比較）を有する。しかしながら、別の振幅Ａも使用可能である。更に、離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆSは６・ｆMに設定し、離散時間ミキシング信号の位相シフトφ（式１を参照）は、離散時間ミキシング信号のサンプルが以下によって与えられるように設定する。
【数９】
2013526086.tif 000011
（式７）
ここで、Ｌ0は整数である。この信号では、離散時間ミキシング信号の３の整数倍の次数の高調波が抑制される。更に、離散時間ミキシング信号のサンプル値は、−１、−０．５、０．５、及び１だけである。留意すべきであるが、これらの値は、均一に離間した量子化レベルで量子化エラーなしの量子化形態で表すことができ、これは離散時間ミキシング信号の高調波を抑制するには好都合である。
【００６０】
図７に、図６にグラフ化した信号の絶対値がグラフ化されている。図２に示したミキサ機構の実施形態において図６に示した離散時間ミキシング信号を用いると、図７にグラフ化した信号に等しい制御信号が生じる。注記すべきことに、図７にグラフ化した信号は２つの値すなわち０．５及び１のみをとる。値０．５が、イネーブルされているＭのユニット要素に対応する場合（Ｍは整数である）、値１は、イネーブルされている２Ｍのユニット要素に対応する。Ｍ＝１である場合、この特定の離散時間ミキシング信号では、実際に必要とされるユニット要素は２つのみである（が、もっと多くのユニット要素をミキサ機構１に含ませて、他の制御信号を使用可能とすることも当然可能である）。
【００６１】
高調波の抑制を例示するため、図３に示したようなＮＭＯＳトランジスタにより実施された２つのユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎを有し、図４に示したようなスイッチミキサ要素４０を有するが、トランジスタ７２ａ〜７２ｂ及び７４ａ〜７４ｂの代わりに理想的なスイッチを有する、図２に示したタイプのミキサ機構１の一実施形態からのシミュレートした出力スペクトルが、図８及び図９にグラフ化されている。
【００６２】
これらのシミュレーションについてのミキサ機構１に対するアナログ入力信号は、非ゼロＤＣ信号である。従って、各図において、グラフ化したスペクトルは、「有効ＬＯ信号」のスペクトルであり、すなわち、対応するシミュレーションについてのミキシング信号（又はミキシング信号に比例した信号）のスペクトルと見なすことができる。
【００６３】
図９に示すシミュレーションでは、図６及び図７にそれぞれ示した離散時間ミキシング信号及び制御信号が用いられる。図８に示すシミュレーションでは、図９のシミュレーションと同じ制御信号をスイッチミキサ要素４０のために用いる。しかしながら、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎは異なる方法で制御する。すなわち、それらの１つは常にイネーブルされ、他方は常にディスエーブルされる。この構成では、ミキサ機構１は多かれ少なかれ、方形波局部発振器信号によって駆動される従来のギルバートセルミキサとして動作する。従って、図８にグラフ化したスペクトルは、多かれ少なかれ方形波のスペクトルであり、図９に示したシミュレーションに用いられる提案した方法によって得られる高調波の抑制を例示するため、比較のための参照例として以下で用いる。
【００６４】
高調波の抑制は、例えば第３高調波を考慮することによって説明することができる。図８において、第３高調波は基本音よりも約１０ｄＢ低いが、図９では、第３高調波は基本音よりも約６２ｄＢ低く、これは図８に比べて図９では５２ｄＢ抑制されたことに相当する。図９からわかるように、第９高調波も大きく抑制されている（これは、３の整数倍の次数の高調波が図６及び図７に示す信号によって抑制されるという先の考察と一致する）。更に、偶数次の高調波は差動アーキテクチャによって効率的に抑制される。
【００６５】
図６及び図７にグラフ化した信号は、量子化エラーなしで有限数の等しく離間した量子化レベルで表すことができるが、他の離散時間ミキシング信号は、無理数サンプル値等、量子化エラーなしでかかる方法で表すことができないサンプル値を有する場合がある。例えば、０、±√２／２、及び±１の値をとる信号ｓｉｎ（πｎ／４）について考える。図２に示したミキサ機構の実施形態について対応する制御信号は、サンプル値０、√２／２、及び１をとる。０と１との間の範囲を整数の等しく離間した量子化レベルに分割した場合（そのうち２つが０及び１と一致する）、√２／２は量子化エラーなしで表すことができない。前記数の等しく離間した量子化レベルを、以下では「１を表すレベル数」と称し、これは、ミキサ機構１の制御において、制御信号が最大値（前記最大値はこの例では１である）をとる場合にイネーブルされるユニット要素の数に相当する。
【００６６】
図１０に、√２／２を表すための相対的な量子化エラーが、１を表すレベル数の関数としてグラフ化されている。グラフに含まれる円は、整数ビットによる１の表現に対応する値を示す。図１０からわかるように、エラーは、レベル数が増えるにつれて単調に低下するわけではない。グラフは「のこぎり歯の形状」であり、いくつかのレベルで多くの比較的大きい低下があり、これらのレベルの１つが√２／２の比較的近くである。グラフ化したデータから、この例で考察する信号について、量子化エラーの影響が、（６ビット表現に対応する）６４よりも１を表す４１レベルではかなり小さいが、例えば１７レベルでも同じであると推測することができる。
【００６７】
従って、いくつかの実施形態では、制御ユニット３０は、量子化エラーの影響を抑制するため、制御信号が最大値等の特定の所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの数を、異なる離散時間制御信号では異なるように選択するように適合することができる。制御信号が特定の所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの数の適正な選択は、例えば離散時間ミキシング信号の比率ｆS／ｆM及び／又は位相シフトφに依存する場合がある。これらのパラメータが、対応する量子化レベルで表す離散時間ミキシング信号のサンプル値及び制御信号がどれであるかに影響するからである。
【００６８】
従って、本発明のいくつかの実施形態によれば、制御ユニット３０は、制御信号が特定の所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの数を、１つ以上の制御パラメータのパラメータセットに基づいて選択するように適合されている。このパラメータセットは、離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆSと周波数ｆMとの比率ｆS／ｆM及び／又は離散時間ミキシング信号の位相シフトを含むことができる。
【００６９】
制御ユニット３０は、例えば、パラメータセット内の制御パラメータに基づいて選択される、制御信号が前記特定の所与の値をとる場合にイネーブルされる前記ユニット要素数を表す所定の値を記憶しているルックアップテーブル（図示せず）を含むことができる。
【００７０】
別の信号エラー源は、個々のユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎ間の不整合である。離散時間ミキシング信号がある値をとるたびに同一のユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎがイネーブルされた場合、かかる不整合から離散時間ミキシング信号と同一の周期性の周期性エラーが生じ、これが離散時間ミキシング信号の高調波の抑制に寄与するか、又はこの抑制を限定する場合がある。本発明のいくつかの実施形態によれば、不整合の影響を軽減するために動的要素整合化（ＤＥＭ：dynamic element matching）スキームを用いる。これらの実施形態では、制御ユニット３０は、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎ間の不整合を抑制するためのＤＥＭスキームに従って、制御信号の所与の値でイネーブルされるユニット要素又は複数の要素１０−１、・・・、１０−Ｎを動的に選択するように適合されている。例えば、イネーブルされるユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの数が制御信号によって決定されるとしても、制御ユニットは、同一の値を有する異なる制御信号サンプルでは異なるユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎを選択することができる。ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの動的選択は、例えばランダム又は疑似ランダムシーケンスに基づくことができる。ＤＥＭアルゴリズムは、例えばデジタル−アナログ変換（ＤＡＣ）の分野において開発されており、ＤＡＣのために開発されたＤＥＭアルゴリズムを、ミキサ機構１においてＤＥＭを実施するために用いることができる。
【００７１】
本発明のいくつかの実施形態によれば、ミキサ機構１を動作させる方法が提供される。この方法は、例えば制御ユニット３０によって実行することができる。この方法は、離散時間ミキシング信号から制御信号を発生させることを含む。更に、この方法は、離散時間ミキシング信号に基づいてユニット要素に対する前記イネーブル信号を発生させ、イネーブルされるユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの数を制御信号に比例させることを含む。
【００７２】
図１に示したミキサ機構１の実施形態では、制御信号の発生は、離散時間ミキシング信号をレベルシフトしたものに等しい制御信号を発生させることを含むことができる。
【００７３】
図２に示したミキサ機構１の実施形態、及び、ユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの各々がミキサ機構１のアナログ入力信号を離散時間ミキシング信号の符号とミキシングするように適合された実施形態では、制御信号の発生は、離散時間ミキシング信号の絶対値に等しい制御信号を発生させることを含むことができる。
【００７４】
この方法は、離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆSをｆS＝Ｌ・ｆMに設定することと、抑制する高調波セット内の全ての高調波を上述のとおり抑制するように充分に大きいＬの値を選択することと、を更に含むことができる。
【００７５】
この方法は、離散時間ミキシング信号のサンプリング周波数ｆSを６・ｆMに設定することと、上述のように離散時間ミキシング信号の３の整数倍の次数の高調波を抑制するために、離散時間ミキシング周波数のサンプルが
【数１０】
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によって与えられるように離散時間ミキシング信号の位相シフトを設定することと、を更に含むことができる。
【００７６】
更に、上述のものによれば、この方法は、制御信号が最大値等の特定の所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの数を、１つ以上の制御パラメータの前記パラメータセットに基づいて選択することを含むことができる。上述のように、前記パラメータセットは、離散時間ミキシング信号の比率ｆS／ｆM及び／又は位相シフトφを含むことができる。更に、制御信号が前記特定の所与の値をとる場合にイネーブルされるユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの数の選択は、パラメータセット内の制御パラメータに基づいて、所定のかかる値を記憶している上述のルックアップテーブルからユニット要素１０−１、・・・、１０−Ｎの前記数を表す値をフェッチすることを含むことができる。
【００７７】
更に、この方法は、上述のようなユニット要素間の不整合を抑制するために、ＤＥＭスキームに従って制御信号の所与の値でイネーブルされるユニット要素又は複数の要素１０−１、・・・、１０−Ｎを動的に選択することを含むことができる。
【００７８】
本発明のいくつかの実施形態によれば、電子装置はミキサ機構１を含む。これを図１１に概略的に示す。図１１は、ミキサ機構１を含む電子装置５００を示す。電子装置は、限定ではないが、例えば無線通信機能を有する携帯電話、スマートフォン、携帯型コンピュータ等の携帯型通信装置とすることができる。
【００７９】
本発明について、具体的な実施形態を参照して上述した。しかしながら、本発明の範囲内で上述のものとは別の実施形態も可能である。本発明の範囲内で、ハードウェア又はソフトウェアによって方法を実行する、上述のものとは異なる方法ステップを提供することができる。実施形態の異なるフィーチャ及びステップを、上述したものとは別の組み合わせにおいて組み合わせることも可能である。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【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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【国際調査報告】
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