(57)【要約】【課題】ＣＣＤマッチドフィルタの駆動信号の周波数及び横方向に並ぶ電極本数を半減させる。【解決手段】２個の駆動電極を組として複数組が並べられ、同一の信号が入力して転送される２相駆動型の第１および第２のＣＣＤ１０，２０を用いたマッチドフィルタである。第１のＣＣＤ１０の各組の駆動電極は２相の駆動信号で駆動され、第２のＣＣＤ２０の各組の駆動電極は第１のＣＣＤ１０の各組の駆動信号と逆相の駆動信号で駆動される。各駆動電極を検出電極とし、拡散符号の論理値“１”に対応した検出電極で検出された加算信号と拡散符号の論理値“０”に対応した検出電極で検出された加算信号との差分を検出信号とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ個（ｎは偶数）の駆動電極を組として複数組が並べられ、同一の信号が入力して転送されるｎ相駆動型の第１および第２のＣＣＤを用いたマッチドフィルタであって、
前記第１のＣＣＤの各組の駆動電極を３６０度／ｎの位相差をもつｎ個の駆動信号で駆動し、
前記第２のＣＣＤの各組の駆動電極を前記ｎ個の駆動信号とは１８０度の位相差をもつｎ個の駆動信号で駆動し、
前記第１および第２のＣＣＤの各組内の１８０度位相差をもって駆動される同一の２個の駆動電極を検出電極とし、
前記第１および第２のＣＣＤの各組の検出電極を拡散符号の第１又は第２の論理値のいずれか一方に対応させ、
前記第１および第２のＣＣＤの前記第１の論理値に対応した前記各組の検出電極で検出された信号の加算信号と、前記第１および第２のＣＣＤの前記第２の論理値に対応した前記各組の検出電極で検出された信号の加算信号との差分を検出信号とすることを特徴とするＣＣＤマッチドフィルタ。
【請求項２】
前記駆動信号の周波数をチップレートと同じ周波数に設定したことを特徴とする請求項１に記載のＣＣＤマッチドフィルタ。
【請求項３】
前記駆動電極の組の数を拡散符号長と同じに設定したことを特徴とする請求項１に記載のＣＣＤマッチドフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスペクトラム拡散通信などに使用されるマッチドフィルタ（相関器）に関し、特に電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いたマッチドフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤを用いたトランスバーサルフィルタやマッチドフィルタなどでは、フローティングにした駆動電極を検出電極と兼用させ、信号電荷による誘起電圧を検出する方法が用いられている。しかし、駆動電極には数Ｖの電圧が印加されるのに対して、信号電荷による誘起電圧は高々数１００ｍＶであるため、信号電荷による誘起電圧の差分を取り出すための差動増幅器には、信号電荷による誘起電圧の他に大きな駆動電圧が同相の形で入力することになり、非常に大きな同相入力範囲と同相信号除去比（ＣＭＲＲ）とを持つ差動増幅器が必要となる。
【０００３】
そこで、例えば、特開２００１−８５６６９号公報に記載されているように、１８０度位相のずれた駆動信号で駆動される２個の駆動電極を検出電極とすると共に該２個の検出電極に同じ重み付け（同じ長さ）をし、これを１組として横方向に複数組並べて配置し、各組の検出電極に誘起される信号を加算手段で加算して駆動電圧を互いにキャンセルすることにより、信号電荷による誘起電圧のみを取り出す方法が知られている。
【０００４】
図６に特開２００１−８５６６９号公報に記載されている方法により２相駆動型のＣＣＤを用いてマッチドフィルタを構成した例を示す。１相目の駆動電極５１と２相目の駆動電極５２を１組として、その複数組を横方向に所定ピッチで並べることによりＣＣＤが形成されている。そして、２組の駆動電極を１単位として、各単位が拡散符号（一例として１，０，０，…，１，１）に応じて図６において上側又は下側に引き出され、駆動電極５１は駆動信号φ１’で駆動され、駆動電極５２は駆動信号φ１’と１８０度位相がずれた駆動信号φ２’で駆動されるようになっている。
【０００５】
そして、ここでは蓄積電荷の信号を取り出すために、各組における駆動電極５１と５２を検出電極として兼用させている。また、各組の検出電極をフローティングにするための直流カット用の容量Ｃ５ａ，Ｃ５ｂ，Ｃ６ａ，Ｃ６ｂを介して駆動信号φ１’，φ２’が印加されるようになっている。ＩＤは入力信号を取り込むための入力ダイオード、ＯＤは最終信号を廃棄するための出力ダイオード、ＯＧはＯＤから電荷が逆流するのを防ぐための逆流防止電極である。また、７は各組の検出電極５１，５２で検出された電荷の差分信号を取り出すための差動増幅器である。
【０００６】
拡散符号の論理値“１”に対応する各単位の検出電極は上側に引き出され、各組の検出電極５１の検出信号（駆動信号φ１’と電荷信号）の総和信号Ｓ５ａと各組の検出電極５２の検出信号（駆動信号φ２’と電荷信号）の総和信号Ｓ６ａは、抵抗Ｒ５ａ，Ｒ６ａからなる抵抗加算回路で加算されて差動増幅器７の非反転入力端子（＋）に入力されている。
【０００７】
また、拡散符号の論理値“０”に対応する各単位の検出電極は下側に引き出され、各組の検出電極５１の検出信号（駆動信号φ１’と電荷信号）の総和信号Ｓ５ｂと各組の検出電極５２の検出信号（駆動信号φ２’と電荷信号）の総和信号Ｓ６ｂは、抵抗Ｒ５ｂ，Ｒ６ｂからなる抵抗加算回路で加算されて差動増幅器７の反転入力端子（−）に入力されている。
【０００８】
更に、差動増幅器７の非反転入力端子には抵抗Ｒａを介して電圧ＶＧが直流バイアスとして印加され、反転入力端子には抵抗Ｒｂを介して電圧ＶＧが同様に直流バイアスとして印加されている。
【０００９】
ここで、Ｃ５ａ＝Ｃ６ａ，Ｃ５ｂ＝Ｃ６ｂ，Ｒ５ａ＝Ｒ６ａ，Ｒ５ｂ＝Ｒ６ｂ，Ｒａ＝Ｒｂとし、駆動信号φ１’，φ２’は振幅が同じで位相が１８０度ずれるように設定すると、図６に示すように、抵抗Ｒ５ａとＲ６ａの共通接続点（差動増幅器７の非反転入力端子）の信号ＳＡ’には、駆動信号φ１’とφ２’が互いにキャンセルされて電荷Ａ’の信号のみが残る。また抵抗Ｒ４ｂとＲ６ｂの共通接続点（差動増幅器７の反転入力端子）の信号ＳＢ’には、駆動信号φ１’とφ２’が互いにキャンセルされて電荷Ｂ’の信号のみが残る。よって、電荷Ａ’，Ｂ’の信号の差分が差動増幅器７から検出されることになる。そして、入力信号が拡散符号と一致した瞬間には、信号ＳＡ’は電荷最大値を、ＳＢ’は電荷最低値を示すので、差動増幅器７から相関ピーク値が出力する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、スペクトラム拡散通信などに用いられるマッチドフィルタは、図７のように１拡散符号に対して２回サンプリングを行うダブルサンプリング方式が一般的であるため、図６に示したように、１つの拡散符号に対して２組の駆動電極が必要になり、駆動信号φ１’，φ２’の周波数もチップレートの２倍の周波数が必要となる。そのため、拡散符号長が長い場合にはＣＣＤの横方向に並ぶ電極本数が多くなり、またチップレートが高い場合には駆動周波数が高くなるため、高速且つ転送効率が高いＣＣＤが必要となる。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みたもので、その目的は高速且つ高転送効率のＣＣＤが要求されないＣＣＤマッチドフィルタを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は、ｎ個（ｎは偶数）の駆動電極を組として複数組が並べられ、同一の信号が入力して転送されるｎ相駆動型の第１および第２のＣＣＤを用いたマッチドフィルタであって、前記第１のＣＣＤの各組の駆動電極を３６０度／ｎの位相差をもつｎ個の駆動信号で駆動し、前記第２のＣＣＤの各組の駆動電極を前記ｎ個の駆動信号とは１８０度の位相差をもつｎ個の駆動信号で駆動し、前記第１および第２のＣＣＤの各組内の１８０度位相差をもって駆動される同一の２個の駆動電極を検出電極とし、前記第１および第２のＣＣＤの各組の検出電極を拡散符号の第１又は第２の論理値のいずれか一方に対応させ、前記第１および第２のＣＣＤの前記第１の論理値に対応した前記各組の検出電極で検出された信号の加算信号と、前記第１および第２のＣＣＤの前記第２の論理値に対応した前記各組の検出電極で検出された信号の加算信号との差分を検出信号とすることを特徴とするＣＣＤマッチドフィルタとした。
【００１３】
請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記駆動信号の周波数をチップレートと同じ周波数に設定したことを特徴とするＣＣＤマッチドフィルタとした。
【００１４】
請求項３にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記駆動電極の組の数を拡散符号長と同じに設定したことを特徴とするＣＣＤマッチドフィルタとした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の１つの実施形態を示す図で、同一信号が同一タイミングで入力する２個の２相駆動型のＣＣＤを用いて構成したＣＣＤマッチドフィルタの構成を示す図である。
【００１６】
駆動電極１１，１２を１組として、そのＭ（Ｍは拡散符号長）組を横方向に所定ピッチで並べることにより第１のＣＣＤ１０が形成されている。各組の駆動電極は、拡散符号（一例として１，０，０，…，１，１）に応じて上側又は下側に引き出されている。また、各組の駆動電極１１は駆動信号φ１で駆動され、駆動電極１２は駆動信号φ１と１８０度位相がずれた駆動信号φ２で駆動される。駆動電極１１，１２は蓄積電荷取出用の検出電極としても機能する。駆動信号φ１，φ２の周波数は入力信号のチップレートと同じである。
【００１７】
また、駆動電極２１，２２を１組として、そのＭ組を横方向に所定ピッチで並べることにより第２のＣＣＤ２０が形成されている。各組の駆動電極は、上記と同じ拡散符号（１，０，０，…，１，１）に応じて上側又は下側に引き出されている。また、各組の駆動電極２２は駆動信号φ１で駆動され、駆動電極２１は駆動信号φ２で駆動される。駆動電極２１，２２は蓄積電荷取出用の検出電極としても機能する。
【００１８】
すなわち、本実施形態は、第１のＣＣＤ１０では１相目の電極１１と２相目の電極１２を１組として、第２のＣＣＤ２０では２相目の電極２１と１相目の電極２２を１組として、それらを同じ拡散符号毎に上側又は下側に引き出し、且つＭ組横方向に並べて配置している。つまり、第１のＣＣＤ１０と第２のＣＣＤ２０は全く同じ電極構造を持ち、各組の電極の上側への引き出し、下側への引き出しも全く同じであるが、第１のＣＣＤ１０は電極１１をφ１で駆動し電極１２をφ２で駆動するのに対して、第２のＣＣＤ２０は電極２１をφ２で駆動し電極２２をφ１で駆動する（第１のＣＣＤ１０と１８０度位相が異なる駆動信号で駆動する）点が異なっている。
【００１９】
また、第１のＣＣＤ１０においては、各組の駆動電極１１，１２をフローティングにするための直流カット用の容量Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ２ａ，Ｃ２ｂを介して駆動信号φ１，φ２が印加されるようになっている。第２のＣＣＤ２０においては、各組の駆動電極２１，２２をフローティングにするための直流カット用の容量Ｃ３ａ，Ｃ３ｂ，Ｃ４ａ，Ｃ４ｂを介して駆動信号φ２，φ１が印加されるようになっている。
【００２０】
第１のＣＣＤ１０におけるＩＤ１は入力信号を取り込むための入力ダイオード、ＯＤ１は最終信号を廃棄するための出力ダイオード、ＯＧ１はＯＤ１から電荷が逆流するのを防ぐための電極である。第２のＣＣＤ２０におけるＩＤ２は入力信号を取り込むための入力ダイオード、ＯＤ２は最終信号を廃棄するための出力ダイオード、ＯＧ２はＯＤ２から電荷が逆流するのを防ぐための電極である。
【００２１】
また、７は差動増幅器であり、第１のＣＣＤ１０と第２のＣＣＤ２０の検出電極１１，１２，２１，２２のうち、拡散符号の論理値“１”に対応する電極で検出された電荷の総和と、拡散符号の論理値“０”に対応する電極で検出された電荷の総和の差分信号を取り出す動作を行う。
【００２２】
拡散符号の論理値“１”に対応する第１のＣＣＤ１０と第２のＣＣＤ２０の検出電極１１，１２，２１，２２の総和信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａ，Ｓ３ａ，Ｓ４ａは、各々抵抗Ｒ１ａ，Ｒ２ａ，Ｒ３ａ，Ｒ４ａからなる抵抗加算回路で加算されて差動増幅器７の非反転入力端子に入力されている。
【００２３】
また、拡散符号の論理値“０”に対応する第１のＣＣＤ１０と第２のＣＣＤ２０の検出電極１１，１２，２１，２２の総和信号Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂ，Ｓ３ｂ，Ｓ４ｂは、各々抵抗Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂ，Ｒ３ｂ，Ｒ４ｂからなる抵抗加算回路で加算されて差動増幅器７の反転入力端子に入力されている。
【００２４】
更に、差動増幅器７の非反転入力端子には抵抗Ｒａを介して電圧ＶＧが直流バイアスとして印加され、反転入力端子には抵抗Ｒｂを介して電圧ＶＧが同様に直流バイアスとして印加されている。
【００２５】
ここで、Ｃ１ａ＝Ｃ２ａ＝Ｃ３ａ＝Ｃ４ａ，Ｃ１ｂ＝Ｃ２ｂ＝Ｃ３ｂ＝Ｃ４ｂ，Ｒ１ａ＝Ｒ２ａ＝Ｒ３ａ＝Ｒ４ａ，Ｒ１ｂ＝Ｒ２ｂ＝Ｒ３ｂ＝Ｒ４ｂ、Ｒａ＝Ｒｂとし、駆動信号φ１，φ２は振幅が同じで位相が１８０度ずれるように設定する。
【００２６】
このようにすると、図３に示すように、抵抗Ｒ１ａ，Ｒ２ａ，Ｒ３ａ，Ｒ４ａの共通接続点（差動増幅器７の非反転入力端子）の信号ＳＡには、駆動信号φ１，φ２が互いにキャンセルされて電荷Ａの信号のみが残る。また抵抗Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂ，Ｒ３ｂ，Ｒ４ｂの共通接続点（差動増幅器７の反転入力端子）の信号ＳＢには、駆動信号φ１，φ２が互いにキャンセルされて電荷Ｂの信号のみが残る。よって、電荷Ａ，Ｂの信号の差分が差動増幅器７から検出されることになる。そして、入力信号が拡散符号と一致した瞬間には、信号ＳＡは電荷最大値を、ＳＢは電荷最低値を示すので、差動増幅器７から相関ピーク値が出力する。
【００２７】
以上のように本実施形態では、第１のＣＣＤ１０の電極１１，１２を駆動信号φ１，φ２により電荷転送方向に駆動し、第２のＣＣＤ２０の電極２１，２２を駆動信号φ２，φ１により電荷転送方向に駆動することにより、図２に示すように、駆動信号φ１，φ２の周波数はチップレートと同じでよく、更に拡散符号１つに対して１組の電極のみを配置すればよいため駆動信号の周波数も従来例の２分の１で済み、横方向の電極本数は従来例の２分の１で済む。
【００２８】
なお、上記では２相駆動型ＣＣＤを例にとって説明したが、４相、６相等のようにｎ相（ｎは偶数）駆動型ＣＣＤであれば同様な構成により同様な作用効果を得ることができる。その例として、図４に４相駆動型のＣＣＤを使用する場合を示し、図５にその４相駆動信号（位相差９０度）の波形図を示す。
【００２９】
図４において、第１のＣＣＤ３０は駆動信号φ１，φ２，φ３，φ４で電荷転送方向に順次駆動される駆動電極３１，３２，３３，３４を１組としてこれが６組並んで配置されている。また、第２のＣＣＤ４０は駆動信号φ３，φ４，φ１，φ２で電荷転送方向に順次駆動される駆動電極４１，４２，４３，４４を１組としてこれが６組並んで配置されている。第１のＣＣＤ３０では、駆動信号φ１，φ３で駆動される駆動電極３１，３３を検出電極とし、第２のＣＣＤ４０では、駆動信号φ３，φ１で駆動される駆動電極４１，４３を検出電極としている。そして、各組の検出電極は、拡散符号の論理値が“１”に対応するものは上側に引き出され、“０”に対応するものは下側に引き出されている。図４にセットされた拡散符号は「１，０，１，０，０，１」となっている。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、従来と同じ転送速度で同じ段数のＣＣＤマッチドフィルタを実現するために、駆動信号の周波数及び横方向に並ぶ電極本数を従来の２分の１にでき、高速で高転送効率のＣＣＤを用いることなく、ＣＣＤマッチドフィルタが構成できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態の２相駆動型ＣＣＤマッチドフィルタの構成図である。
【図２】図１に示した２相駆動型ＣＣＤマッチドフィルタに入力する信号と駆動信号の関係を示すタイムチャートである。
【図３】図１に示した２相駆動型ＣＣＤマッチドフィルタの差動増幅器の入力側、出力側の信号波形図である。
【図４】本発明の別の実施の形態の４相駆動型ＣＣＤマッチドフィルタの構成図である。
【図５】図４に示した４相駆動型ＣＣＤマッチドフィルタの駆動信号の波形図である。
【図６】従来の２相駆動型ＣＣＤマッチドフィルタの構成図である。
【図７】図６に示した２相駆動型ＣＣＤマッチドフィルタに入力する信号と駆動信号の関係を示すタイムチャートである。
【図８】図６に示した２相駆動型ＣＣＤマッチドフィルタの差動増幅器の入力側、出力側の信号波形図である。
【符号の説明】
７：差動増幅器
１０：第１のＣＣＤ、１１，１２：駆動電極
２０：第２のＣＣＤ、２１，２２：駆動電極
３０：第１のＣＣＤ、３１，３２，３３，３４：駆動電極
４０：第２のＣＣＤ、４１，４２，４３，４４：駆動電極
ＩＤ，ＩＤ１，ＩＤ２：入力ダイオード
ＯＤ，ＯＤ１，ＯＤ２：出力ダイオード
ＯＧ，ＯＧ１，ＯＧ２：逆流防止電極
【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】
2004055863.tif 000009
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年7月24日(2002.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2004055863.tif 000011