(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が同じで位相が異なる複数の制御信号を生成する制御信号生成部と、
受信信号が入力される畳み込み容量部と、
前記畳み込み容量部から放出された離散信号を積分するバッファキャパシタと、
を有する離散フィルタであって、
前記畳み込み容量部は、互いに並列に接続されたｍ（ｍは２以上の自然数）個の積分素子を有する積分ユニットをｍ＋１個含み、
前記制御信号に基づいて、
前記ｍ＋１個の積分ユニットから選択される１個の積分ユニットに含まれるｍ個の積分素子の全てにおいて、同じタイミングで前記受信信号を積分し、
前記受信信号の積分と同じタイミングで、前記選択された１個の積分ユニット以外のｍ個の積分ユニットの、それぞれの積分ユニットから１個ずつ選択される積分素子から、既に積分された信号を前記バッファキャパシタへ放出する離散フィルタ。
【請求項２】
前記ｍ＋１個の積分ユニットは、並列に接続されており、
前記制御信号に基づいて、前記受信信号が積分されるｍ個の積分素子を有する積分ユニットが、タイミングごとに別の積分ユニットに切り替わる請求項１に記載の離散フィルタ。
【請求項３】
各積分ユニットは、前記受信信号の前記ｍ個の積分素子への入力状態を切り替える積分スイッチと、各積分素子に接続されたｍ個の放出スイッチとを有し、
前記積分スイッチは、互いのＯＮ状態が時間的に重なることなく周期的にＯＮし、
各積分ユニットのｍ個の放出スイッチは、互いのＯＮ状態、及び、同じ積分ユニットに設けられる積分スイッチのＯＮ状態と時間的に重なることなく周期的にＯＮする、
請求項２に記載の離散フィルタ。
【請求項４】
既に積分された信号を前記バッファキャパシタへ放出した後に、前記バッファキャパシタへ放出を行った前記積分素子に保持されている信号をリセットさせる信号リセット部と、
前記信号のリセット後、前記積分ユニットの出力特性を調整するためのフィードバック信号を前記バッファキャパシタへ放出を行った前記積分素子に対し帰還させる帰還スイッチと、
を更に具備する請求項２に記載の離散フィルタ。
【請求項５】
前記積分ユニットと前記バッファキャパシタとの間に設けられるローテートキャパシタと、
前記積分ユニットの放出信号の前記ローテートキャパシタへの入力状態を切り替える他の積分スイッチと、
前記ローテートキャパシタの一端に接続され前記ローテートキャパシタで積分された信号の前記バッファキャパシタへの放出状態を切り替える他の放出スイッチと、
を更に具備する請求項２に記載の離散フィルタ。
【請求項６】
前記畳み込み容量部の前段に一端が接続されたヒストリキャパシタを更に具備する請求項２に記載の離散フィルタ。
【請求項７】
前記並列接続されたｍ＋１個の積分ユニットが複数直列に配設される請求項２に記載の離散フィルタ。
【請求項８】
互いに並列に接続され、受信信号を積分するｍ（ｍは２以上の自然数）個の積分素子を有し、互いに並列に接続されたｍ＋１個の積分ユニットを具備する第１畳み込み容量部と、
前記第１畳み込み容量部と同じ構成を有し、前記第１畳み込み容量部へ入力される前記
受信信号と逆位相の受信信号が入力される第２畳み込み容量部と、
前記第１畳み込み容量部及び前記第２畳み込み容量部の放出信号を積分する第１バッファキャパシタ及び第２バッファキャパシタと、
を具備し、
前記第１畳み込み容量部の各積分ユニットは、前記ｍ個の積分素子で積分された受信信号を、前記ｍ個の積分素子に対応するｍ回の放出タイミングのうち特定の放出タイミングでは前記第２バッファキャパシタに放出する一方、前記特定の放出タイミングを除く放出タイミングでは前記第１バッファキャパシタに放出し、
前記第２畳み込み容量部の各積分ユニットは、前記ｍ個の積分素子で積分された受信信号を、対応する前記第１畳み込み容量部の積分ユニットと同じ放出タイミングで、当該積分ユニットとは逆のバッファキャパシタに放出する、
離散フィルタ。
【請求項９】
前記特定の放出タイミングは、前記ｍ回の放出タイミングのうち偶数番目の放出タイミングである、
請求項８に記載の離散フィルタ。
【請求項１０】
各積分ユニットは、前記受信信号の前記ｍ個の積分素子への入力状態を切り替える積分スイッチと、各積分素子に接続されたｍ個の放出スイッチとを有し、
前記第１畳み込み容量部の各積分ユニットにおいては、前記積分スイッチの状態が切り替わるタイミングから偶数番目にＯＮする放出スイッチが前記第２バッファキャパシタに接続される一方、奇数番目にＯＮする放出スイッチが前記第１バッファキャパシタに接続され、
前記第２畳み込み容量部の各積分ユニットにおいては、前記積分スイッチの状態が切り替わるタイミングから奇数番目にＯＮする放出スイッチが前記第２バッファキャパシタに接続される一方、偶数番目にＯＮする放出スイッチが前記第１バッファキャパシタに接続される、
請求項８に記載の離散フィルタ。
【請求項１１】
請求項１に記載の離散フィルタと、
前記離散フィルタの前段に設けられ、受信信号を所定の周波数でサンプリングするサンプリングスイッチと、
を含む、サンプリングミキサ。
【請求項１２】
請求項８に記載の離散フィルタと、
前記離散フィルタの前記第１畳み込み容量部および前記第２畳み込み容量部のそれぞれの前段に設けられ、受信信号を所定の周波数でサンプリングするサンプリングスイッチと、
を含む、サンプリングミキサ。
【請求項１３】
請求項１に記載の離散フィルタと、
前記離散フィルタの出力信号に基づいて信号処理する信号処理部と、
前記信号処理部における信号処理の出力信号を変調する変調部と、
を含む、無線装置。
【請求項１４】
請求項８に記載の離散フィルタと、
前記離散フィルタの出力信号に基づいて信号処理する信号処理部と、
前記信号処理部における信号処理の出力信号を変調する変調部と、
を含む、無線装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載のサンプリングミキサと、
前記離散フィルタの出力信号に基づいて信号処理する信号処理部と、
前記信号処理部における信号処理の出力信号を変調する変調部と、
を含む、無線装置。
【請求項１６】
請求項１２に記載のサンプリングミキサと、
前記離散フィルタの出力信号に基づいて信号処理する信号処理部と、
前記信号処理部における信号処理の出力信号を変調する変調部と、
を含む、無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタリングなどのデジタル信号処理を行う離散フィルタ、サンプリングミキサおよび無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のサンプリングミキサにおいては、デジタル変換された信号がサンプリング回路でサンプリングされ、サンプリング回路に内蔵されているスイッチトキャパシタでフィルタ効果が得られていた（例えば、特許文献１）。以下、特許文献１に記載のサンプリングミキサについて図面を参照しながら詳述する。
【０００３】
図１５は特許文献１に記載されたサンプリングミキサ７００の回路図である。
【０００４】
図１５において、サンプリングミキサ７００は、受信した無線周波数（ＲＦ）信号をＲＦ電流ｉRFに変換するＴＡ（トランスコンダクタンスアンプ）１と、ＴＡ１に変換されたＲＦ電流ｉRFをサンプリングする同相サンプリングミキサ部２と、それと組み合わせられた逆相サンプリングミキサ部３と、同相サンプリングミキサ部２および逆相サンプリングミキサ部３への制御信号を生成するＤＣＵ（デジタルコントロールユニット）４とを備えている。
【０００５】
同相サンプリングミキサ部２は、ＦＥＴで構成されたサンプリングスイッチ５と、このサンプリングスイッチ５でサンプリングされた信号を時間的に連続して積分するＣｈ（ヒストリキャパシタ）６とを含んでいる。また、同相サンプリングミキサ部２は、サンプリングスイッチ５でサンプリングされた信号の積分と放出とを繰り返す複数のＣｒ（ローテートキャパシタ）７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４と、各ローテートキャパシタ７〜１４で放出した信号をバッファするＣｂ（バッファキャパシタ）１５とを含んでいる。
【０００６】
さらに、同相ミキサ部２は、各Ｃｒ７〜１４に保持された信号をＣｂ１５へ放出させるためのダンプスイッチ１６と、信号放出後に各Ｃｒ７〜１４に保持されている信号をリセットさせるリセットスイッチ１７と、各Ｃｒ７〜１４にＣｈ６を順次接続させるための複数の積分スイッチ１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５とを含んでいる。さらに、同相ミキサ部２は、各Ｃｒ７〜１４をＣｂ１５に順次接続させるための複数の放出スイッチ２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３と、ＤＡ（デジタル・アナログ）変換器からサンプリングミキサ７００側へのフィードバック信号の入力を制御するフィードバックスイッチ３４とを含んでいる。
【０００７】
ダンプスイッチ１６、リセットスイッチ１７、各積分スイッチ１８〜２５、各放出スイッチ２６〜３３、およびフィードバックスイッチ３４の各々は、ｎ型ＦＥＴで構成されている。ｎ型ＦＥＴは、ゲート電圧がハイレベル（高レベル）のときオンし、ゲート電圧がローレベル（低レベル）のときオフする。なお、逆相ミキサ部３は、同相ミキサ部２と同様に構成されている。
【０００８】
ＤＣＵ４は、各積分スイッチ１８〜２５、各放出スイッチ２６〜３３、ダンプスイッチ１６、リセットスイッチ１７、およびフィードバックスイッチ３４の各ゲートに接続されている。そして、ＤＣＵ４は、それらのスイッチ１６〜３４のゲートに各種制御信号を出力する。
【０００９】
制御信号の種類としては、各ＳＶ０信号〜ＳＶ７信号、ＳＡＺ信号、ＳＢＺ信号、Ｄ信号、Ｒ信号、およびＦ信号がある。各ＳＶ０信号〜ＳＶ７信号は、対応する各積分スイッチ１８〜２５のゲート信号として動作する。ＳＡＺ信号は、各放出スイッチ３０〜３３のゲート信号として動作し、ＳＢＺ信号は、各放出スイッチ２６〜２９のゲート信号として動作する。
【００１０】
Ｄ信号は、ダンプスイッチ１６のゲート信号として動作し、Ｒ信号は、リセットスイッチ１７のゲート信号として動作する。Ｆ信号は、フィードバックスイッチ３４のゲート信号として動作する。
【００１１】
図１６は、ＤＣＵ４に生成される制御信号のタイミングチャートを示す図である。
【００１２】
図１６に示すように、ＬＯ信号は、周期方形パルスであり、ＬＯ信号が所定の周期を経て立ち上がると、各ＳＶ０信号〜ＳＶ７信号は、交互に立ち上がりおよび立ち下がりを繰り返す。
【００１３】
そして、ＳＶ０信号およびＳＶ４信号の立ち上がり時に、ＳＡＺ信号およびＳＢＺ信号の状態がそれぞれ反転する。
【００１４】
Ｄ信号は、ＳＶ０信号およびＳＶ４信号の立ち上がり時に立ち上がる。他方、ＳＶ１信号およびＳＶ５信号の立ち下がり時に、Ｄ信号は立ち下がる。
【００１５】
Ｒ信号は、Ｄ信号の立ち下がり時に立ち上がる。また、Ｆ信号は、Ｒ信号の立ち下がり時に立ち上がる。
【００１６】
次に、上述した制御信号のタイミングを参照しつつ、サンプリングミキサ７００の動作について説明する。ここでは、同相ミキサ部２の動作を例にして詳述する。
【００１７】
まず、ＴＡ１が、ＲＦ信号をＲＦ電流ｉRFに変換し、そのＲＦ電流ｉRFを同相サンプリングミキサ部２に供給する。そして、同相ミキサ部２が、供給されたＲＦ電流ｉRFをＬＯ信号でサンプリングする。ＬＯ信号は、ＲＦ電流ｉRFとほぼ同一の周波数を持つ信号である。その結果、ＲＦ電流ｉRFが時間的に離散化されて離散信号となる。
【００１８】
その後、離散信号は、Ｃｈ６および各Ｃｒ７〜１４に積分され、フィルタリングおよびデシメーション（ｄｅｃｉｍａｔｉｏｎ：間引き）が行われる。具体的には、まず、積分スイッチ１８のゲートにＳＶ０信号が入力すると、積分スイッチ１８が、ＳＶ０信号のハイレベルの間オンし、Ｃｈ６がＣｒ７に接続される。すると、Ｃｈ６およびＣｒ７に離散信号が保持される。このときＣｒ７は、ＳＶ０信号がハイレベルの間（例えば、ＬＯ信号の８周期の間）、離散信号を積分する。
【００１９】
次に、ハイレベルのＳＶ０信号が立ち下がると、ＳＶ１信号が同時に立ち上がる。すると、積分スイッチ１８はオフし、積分スイッチ１９はオンする。その結果、Ｃｒ７がＣｒ６から切り離され、Ｃｒ８がＣｈ６に接続される。すると、Ｃｈ６およびＣｒ８に離散信号が保持され、Ｃｒ８は、ＳＶ１信号のハイレベルの間（例えば、ＬＯ信号の８周期の間）、その離散信号を積分する。
【００２０】
その後、各ＳＶ２信号〜ＳＶ７信号が、順次、各積分スイッチ２０〜２５のゲートに入力すると、各積分スイッチ２０〜２５も、各ＳＶ２信号〜ＳＶ７信号のハイレベルの間（例えば、ＬＯ信号の８周期の間）、オンする。すると、各Ｃｒ９〜１４も、順次、Ｃｈ６に接続され、各Ｃｒ９〜１４において、例えば、ＬＯ信号の８周期の間、離散信号が積分
される。
【００２１】
このようにすると、８タップのＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタの効果が
得られる。このときのサンプリングレートは、１／８にデシメーションされる。ＬＯ信号の８周期分の信号が、８個の積分スイッチ１８〜２５に保持されることによって、移動平均されるからである。このようなフィルタを１段目ＦＩＲフィルタという。
【００２２】
また、各Ｃｒ７〜１４に順次接続されるＣｈ６は、出力電位を保持するので、ＩＩＲ(Infinite Impulse Response)フィルタの効果も得られる。このようなフィルタを１段目Ｉ
ＩＲフィルタという。
【００２３】
さらに、上述したＳＡＺ信号が、各放出スイッチ２６〜３３のゲートに入力すると、すべての放出スイッチ２６〜３３が、ＳＡＺ信号のハイレベルの間オンする。すると、各Ｃｒ７〜１０に積分された離散信号が、オン状態の各放出スイッチ２６〜３３を介して、Ｃｂ１５に同時に放出される。
【００２４】
この放出後、次に、Ｄ信号がローレベルになり、ダンプスイッチ１６がオフし、Ｃｂ１５が、各Ｃｒ７〜１０から切り離される。
【００２５】
次に、Ｒ信号がハイレベルになり、リセットスイッチ１７がオンし、各Ｃｒ７〜１０に保持されている信号がリセットされる。
【００２６】
このようにすると、各Ｃｒ７〜１０に積分された信号が、同時にＣｂ１５に放出され、これにより、４タップのＦＩＲフィルタの効果が得られる。このときのサンプリングレートは、１／４にデシメーションされる。４個のＣｒ７〜１０に積分された信号が、Ｃｂ１５に移動平均されるからである。
【００２７】
また、各Ｃｒ１１〜１４に積分された信号も、各Ｃｒ７〜１０の場合と同様に機能し、ＳＢＺ信号のハイレベルの間、同時にＣｂ１５に放出される。したがって、４タップのＦＩＲフィルタの効果が得られる。また、サンプリングレートが１／４にデシメーションされる。このようなフィルタを２段目ＦＩＲフィルタという。
【００２８】
また、ＳＡＺ信号がハイレベルで、かつＳＢＺ信号がローレベルのときに、Ｒ信号がリセットスイッチ１７のゲートに入力し、リセットスイッチ１７がオンすると、４個のＣｒ７〜１０に保持されている信号が、各Ｃｒ７〜１０の接地端子側へ放出されて、リセットされる。他方、ＳＢＺ信号がハイレベルで、かつＳＡＺ信号がローレベルのときに、Ｒ信号がリセットスイッチ１７のゲートに入力すると、リセットスイッチ１７がオンし、４個のＣｒ１１〜１４に保持されている信号が、各Ｃｒ１１〜１４の接地端子側へ放出されて、リセットされる。
【００２９】
その後、Ｆ信号がフィードバックスイッチ３４のゲートに入力し、フィードバックスイッチ３４がオンすると、フィードバック信号が、不図示のＤＡ変換器を介して信号処理部からサンプリングミキサ７００側へ入力する。フィードバック信号は、ＤＣオフセットや差動オフセットなどを補償するための信号であり、不図示の信号処理部に生成される。具体的には、信号処理部は、サンプリングミキサ７００の出力信号を、ＡＤ変換器を介して入力される。そして、信号処理部は、その出力信号を基に、上述したフィードバック信号を生成し、ＤＡ変換器を介してサンプリングミキサ７００に入力する。これにより、ＤＣオフセットや差動オフセットなどが補償される。このときのフィードバック信号により、１段目ＩＩＲフィルタの動作時に、ＤＣオフセットや差動オフセットなどが補償される。
【００３０】
また、上述した４個のＣｒ７〜１０、または４個のＣｒ１１〜１４のグループ単位で、４個のＣｒがＣｂ１５に接続される。これにより、ＩＩＲフィルタの効果が得られる。このようなフィルタを２段目ＩＩＲフィルタという。
【００３１】
なお、逆相サンプリングミキサ部３も、同相サンプリングミキサ部２とほぼ同様に動作するが、次の点が異なる。
【００３２】
すなわち、逆相サンプリングミキサ部３のサンプリングスイッチ３５のゲート信号として動作するＬＯＢ信号は、ＬＯ信号に対し、位相遅れが１８０度となり、逆相サンプリングミキサ部３におけるサンプリングのタイミングが、同相サンプリングミキサ部２におけるタイミングよりも、１／２周期遅れる。
【００３３】
このようにしてサンプリングミキサ７００を構成すると、そのサンプリングミキサ７００の出力信号は、１段目ＦＩＲフィルタ、１段目ＩＩＲフィルタ、２段目ＦＩＲフィルタおよび２段目ＩＩＲフィルタを通過した信号となる。
【００３４】
次に、上述した各種フィルタを含むフィルタ特性について図１７を参照して説明する。ここでは、ＬＯ信号周波数を２．４ＧＨｚ、Ｃｈ６を１５ｐＦ、各Ｃｒ７〜１４を０．５ｐF、Ｃｂ１５を１５ｐＦ、ＴＡ１の相互コンダクタンスを７．５ｍＳとするものとする。
【００３５】
図１７Ａには、１段目ＦＩＲフィルタの特性が示され、図１７Ｂには、１段目ＩＩＲフィルタの特性が示されている。また、図１７Ｃには、２段目ＦＩＲフィルタの特性が示され、図１７Ｄには、２段目ＩＩＲフィルタの特性が示されている。そして、図１７Ｅには、サンプリングミキサ７００全体のフィルタ特性が示されている。この図１７Ｅによると、サンプリングミキサ７００全体のノッチ（零点）は、１段目ＦＩＲフィルタ（図１７Ａ参照）のノッチと、２段目ＩＩＲフィルタ（図１７Ｃ参照）のノッチとによるものになっている。
【００３６】
このようにして構成されたサンプリングミキサ７００では、４つのフィルタ、すなわち１段目ＦＩＲフィルタ、１段目ＩＩＲフィルタ、２段目ＦＩＲフィルタおよび２段目ＩＩＲフィルタを通過した信号がＡＤ変換器に出力される。  
【特許文献１】特開２００４−２８９７９３号公報（第６−９頁、図３ａ、図３ｂ、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
しかしながら、特許文献１に記載されたサンプリングミキサでは、ＦＩＲフィルタで得られたノッチの帯域幅が狭くなり、ノッチにより、特定の周波数成分が除去されにくかった。
【００３８】
また、ＦＩＲフィルタで得られるノッチは、サンプリンググレートがデシメーションされて与えられるので、ノッチ数およびノッチ周波数が、デシメーションに起因して決定されていた。
【００３９】
本発明の目的は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ノッチ数およびノッチ周波数の調整が可能で、かつ、特定の周波数成分を除去しやすい離散フィルタ等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明の離散フィルタは、周波数が同じで位相が異なる複数の制御信号を生成する制御信号生成部と、受信信号が入力される畳み込み容量部と、前記畳み込み容量部から放出された離散信号を積分するバッファキャパシタと、を有する離散フィルタであって、前記畳み込み容量部は、互いに並列に接続されたｍ（ｍは２以上の自然数）個の積分素子を有する積分ユニットをｍ＋１個含み、前記制御信号に基づいて、前記ｍ＋１個の積分ユニットから選択される１個の積分ユニットに含まれるｍ個の積分素子の全てにおいて、同じタイミングで前記受信信号を積分し、前記受信信号の積分と同じタイミングで、前記選択された１個の積分ユニット以外のｍ個の積分ユニットの、それぞれの積分ユニットから１個ずつ選択される積分素子から、既に積分された信号を前記バッファキャパシタへ放出する構成を採る。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、離散信号の畳み込みにより、畳み込み容量部およびバッファキャパシタで構成されるＩＩＲフィルタの入力が高次化される。よって、ノッチをもつフィルタが構成され、ノッチ数およびノッチ周波数の調整が可能で、かつ特定の周波数成分を除去しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態１ないし６について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一の部分については同一の符号（用語）を用いて説明する。
【００４３】
（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ミキサの回路例を示す図である。図１において、サンプリングミキサ１００は、ＴＡ（トランスコンダクタンスアンプ）１と、ＴＡ１に並列接続された同相サンプリングミキサ部（以下、同相ミキサ部という）１０２および逆相サンプリングミキサ部（以下、逆相ミキサ部という）１０３と、同相ミキサ部１０２および逆相ミキサ部１０３への制御信号を生成する制御信号生成部（信号生成部）１０４とを備えている。
【００４４】
ＴＡ１は、受信した無線周波数（ＲＦ）信号をＲＦ電流ｉRFに変換して、同相ミキサ部
１０２および逆相ミキサ部１０３に供給する。
【００４５】
同相ミキサ部１０２は、サンプリングスイッチ５と、畳み込み容量部（信号積分部）１１０と、Ｃｂ（バッファキャパシタ：これを第１キャパシタともいう）１５とを有する。サンプリングスイッチ５は、例えば、ｎ型ＦＥＴで構成されている。なお、逆相ミキサ部１０３は、図示していないが、同相ミキサ部１０２と同様に構成されている。
【００４６】
畳み込み容量部１１０は、複数の畳み込み用コンデンサ（積分素子）４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１と、複数の積分スイッチ５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３と、複数の放出スイッチ６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５とを含んでいる。これらのスイッチ５２〜７５は、例えば、ｎ型ＦＥＴで構成されている。
【００４７】
具体的には、４個の積分スイッチ５４、５７、６０、６３の各ドレインは、サンプリングスイッチ５のドレインに並列接続されている。
【００４８】
４個の積分スイッチ５４、５７、６０、６３の各ソースは、各畳み込み用コンデンサ４２、４５、４８、５１の一端に接続されている。そして各畳み込み用コンデンサ４２、４５、４８、５１の他端は、接地されている。
【００４９】
そして、積分スイッチ５４のドレインとサンプリングスイッチ５のドレインとの間には、２個の積分スイッチ５２、５３が並列接続されている。これらの積分スイッチ５２、５３の各ソースにも、各畳み込み用コンデンサ４０、４１がそれぞれ接続されている。そして、各畳み込み用コンデンサ４０、４１の他端は接地されている。
【００５０】
また、積分スイッチ５２のソースと畳み込み用コンデンサ４０の一端との間には、放出スイッチ６４のソースが接続されている。また、積分スイッチ５３のソースと畳み込み用コンデンサ４１の一端との間には、放出スイッチ６５のドレインが接続されている。さらに、積分スイッチ５４のソースと畳み込み用コンデンサ４２の一端との間には、放出スイッチ６６のソースが接続されている。
【００５１】
上述した３個の積分スイッチ５２、５３、５４のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ０信号が入力するように構成されている。そして、放出スイッチ６４のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ１信号が入力するように構成されている。放出スイッチ６５のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ２信号が入力するように構成されている。放出スイッチ６６のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ３信号が入力するように構成されている。
【００５２】
同様に、３個の積分スイッチ５５、５６、５７と、３個の畳み込み用コンデンサ４３、４４、４５と、３個の放出スイッチ６４、６５、６６とを含む回路（以下、「積分ユニット」と呼ばれることがある）が１組、サンプリングスイッチ５のドレイン側に構成されている。本実施の形態においては、例えば、このような回路が４組形成され、これら４組の回路が並列接続されている。ただし、これらの回路数は変更してもよい。
【００５３】
２組目の回路（積分ユニット）は、３個の積分スイッチ５５、５６、５７と、３個の畳み込み用コンデンサ４３、４４、４５と、３個の放出スイッチ６７、６８、６９とを含んで構成されている。この場合、３個の積分スイッチ５５、５６、５７のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ１信号が入力するように構成されている。そして、放出スイッチ６７のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ２信号が入力するように構成されている。放出スイッチ６８のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ３信号が入力するように
構成されている。放出スイッチ６９のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ０信号が入力するように構成されている。
【００５４】
３組目の回路（積分ユニット）は、３個の積分スイッチ５８、５９、６０と、３個の畳み込み用コンデンサ４６、４７、４８と、３個の放出スイッチ７０、７１、７２とを含んで構成されている。この場合、３個の積分スイッチ５８、５９、６０のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ２信号が入力するように構成されている。そして、放出スイッチ７０のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ３信号が入力するように構成されている。放出スイッチ７１のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ０信号が入力するように構成されている。放出スイッチ７２のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ１信号が入力するように構成されている。
【００５５】
４組目の回路（積分ユニット）は、３個の積分スイッチ６１、６２、６３と、３個の畳み込み用コンデンサ４９、５０、５１と、３個の放出スイッチ７３、７４、７５とを含んで構成されている。この場合、３個の積分スイッチ６１、６２、６３のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ３信号が入力するように構成されている。そして、放出スイッチ７３のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ０信号が入力するように構成されている。放出スイッチ７４のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ１信号が入力するように構成されている。放出スイッチ７５のゲートは、制御信号生成部１０４からのＳ２信号が入力するように構成されている。
【００５６】
制御信号生成部１０４は、例えば、４個のレジスタからなるシフトレジスタで構成されている。そして、制御信号生成部１０４は、１／８のＬＯ信号（局部発振信号）に基づいて、上述したＳＶ０信号などの制御信号を生成するようになっている。
【００５７】
次に、畳み込み容量部１１０の構成について詳述する。畳み込み容量部１１０は、複数の畳み込み用コンデンサ４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１と、複数の積分スイッチ５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３と、複数の放出スイッチ６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５とを含んでいる。これらのスイッチ５２〜７５は、例えば、ｎ型ＦＥＴで構成されている。
【００５８】
ここで、畳み込み用コンデンサ４０〜４２を第１のキャパシタ群とする。同様に、畳み込み用コンデンサ４３−４５を第２のキャパシタ群とする。畳み込み用コンデンサ４６〜４８を第３のキャパシタ群とする。畳み込み用コンデンサ４９−５１を第４のキャパシタ群とする。畳み込み容量部１１０は、複数のキャパシタ群から構成されることになる。
【００５９】
すなわち、サンプリングミキサ１００の畳み込み容量部１１０は、互いに並列に接続された３個の畳み込み用コンデンサと、受信信号が順次サンプリングされた離散信号の前記３個の畳み込み用コンデンサへの入力状態を切り替える積分スイッチと、各畳み込み用コンデンサに接続され且つ互いに並列接続された３個の放出スイッチとをそれぞれ有し、互いに並列接続された４個の積分ユニットと、積分ユニットの出力信号を積分する第１キャパシタ１５と、を具備する。
【００６０】
図２は、制御信号生成部１０４に生成される制御信号のタイミングチャートである。図２によると、Ｓ０信号、Ｓ１信号、Ｓ２信号およびＳ３信号の各信号は、１／４周期ずつずれてパルスを生じる。これら各信号のハイレベルの期間は、ＬＯ信号の８周期の期間に相当する。即ち、上記複数の制御信号は、周波数が同じで位相が異なる。なお、各Ｓ０〜Ｓ３信号は、制御信号生成部１０４のシフトレジスタで生成される。その際、ＬＯ／８信号（ＬＯ信号を８分周したもの）がクロックとして用いられる。本実施の形態では、各Ｓ
０〜Ｓ３信号のハイ状態の期間は、ＬＯ信号の８周期として説明するが、これに限られず、変更してもよい。
【００６１】
次に、上述した制御信号のタイミングを参照しつつ、サンプリングミキサ１００の動作について説明する。ここでは、同相ミキサ部１０２を例にして詳述する。まず、ＴＡ１が、ＲＦ信号をＲＦ電流ｉRFに変換し、そのＲＦ電流ｉRFを同相ミキサ部１０２に供給する。そして、同相ミキサ部２が、ＲＦ電流ｉRFをＬＯ信号でサンプリングする。ＬＯ信号は、ＲＦ電流ｉRFとほぼ同等の周波数を持つ信号である。このようにしてＲＦ電流ｉRFがサンプリングされると、ＲＦ電流ｉRFは時間的に離散化され、離散信号となる。
【００６２】
その後、Ｓ０信号が立ち上がると、各積分スイッチ５２〜５４は、Ｓ０信号がハイレベルの間（例えば、図２のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）オンする。すると、上述した離散信号は、オン状態の各積分スイッチ５２〜５４を介して、各畳み込み用コンデンサ４０〜４２（第１のキャパシタ群）に移動する。この結果、離散信号が各畳み込み用コンデンサ４０〜４２（第１のキャパシタ群）に積分される。
【００６３】
続いて、Ｓ０信号が立ち下がり、Ｓ１信号が立ち上がると、各積分スイッチ５２〜５４がオフする一方、各積分スイッチ５５〜５７が、Ｓ１信号のハイレベルの間（例えば、図２のｔ（ｎ＋１）〜ｔ（ｎ＋２）参照）オンする。すると、上述した離散信号は、オン状態の各積分スイッチ５５〜５７を介して、各畳み込み用コンデンサ４３〜４５（第２のキャパシタ群）に移動する。この結果、離散信号が各畳み込み用コンデンサ４３〜４５（第２のキャパシタ群）に積分される。
【００６４】
次に、Ｓ１信号が立ち下がり、Ｓ２信号が立ち上がると、各積分スイッチ５５〜５７がオフする一方、各積分スイッチ５８〜６０が、Ｓ２信号のハイレベルの間（例えば、図２のｔ（ｎ＋２）〜ｔ（ｎ＋３）参照）オンする。すると、上述した離散信号は、オン状態の各積分スイッチ５８〜６０を介して、各畳み込み用コンデンサ４６〜４８（第３のキャパシタ群）に移動する。この結果、離散信号が各畳み込み用コンデンサ４６〜４８（第３のキャパシタ群）に積分される。
【００６５】
次に、Ｓ２信号が立ち下がり、Ｓ３信号が立ち上がると、各積分スイッチ５８〜６０がオフする一方、各積分スイッチ６１〜６３が、Ｓ３信号のハイレベルの間（例えば、図２のｔ（ｎ＋３）〜ｔ（ｎ＋４）参照）オンする。すると、上述した離散信号は、オン状態の各積分スイッチ６１〜６３を介して、各畳み込み用コンデンサ４９〜５１（第４のキャパシタ群）に移動する。この結果、離散信号が各畳み込み用コンデンサ４９〜５１（第４のキャパシタ群）に積分される。
【００６６】
このようにして、離散信号は、Ｓ０〜Ｓ３信号のレベル状態に応じて、順次、３個の畳み込み用コンデンサに積分される。つまり、キャパシタ群ごとに離散信号が積分される。よって、ＦＩＲフィルタとしての効果が得られる。このときのサンプリングレートは、１／８にデシメーションされる。
【００６７】
また、Ｓ０信号が立ち上がると、各放出スイッチ６９、７１、７３は、Ｓ０信号がハイレベルの間（例えば、図２のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）オンする。すると、各放出スイッチ６９、７１、７３に接続されている各畳み込み用コンデンサ４５、４７、４９に積分された信号が、オン状態の各放出スイッチ６９、７１、７３を介して、Ｃｂ１５に放出される。
【００６８】
この場合、畳み込み用コンデンサ４５に積分された信号は、図２のｔ（ｎ−３）〜ｔ（ｎ−２）の期間に積分された信号に相当する。また、畳み込み用コンデンサ４７に積分さ
れた信号は、図２のｔ（ｎ−２）〜ｔ（ｎ−１）の期間に積分された信号に相当する。そして、畳み込み用コンデンサ４９に積分された信号は、図２のｔ（ｎ−１）〜ｔ（ｎ）の期間に積分された信号に相当する。つまり、第２のキャパシタ群、第３のキャパシタ群、第４のキャパシタ群に積分された離散信号の一部分、即ち異なる期間に積分された離散信号の一部分が、Ｃｂ１５に積分される。結局、Ｃｂ１５は、１／４周期ずつずれて積分された信号を同時に保持することになる。
【００６９】
また、Ｓ１信号が立ち上がると、各放出スイッチ６４、７２、７４も、Ｓ１信号がハイレベルの間（例えば、図２のｔ（ｎ＋１）〜ｔ（ｎ＋２）参照）オンする。すると、各放出スイッチ６４、７２、７４に接続されている各畳み込み用コンデンサ４０、４８、５０に積分された信号が、オン状態の各放出スイッチ６４、７２、７４を介して、Ｃｂ１５に放出される。
【００７０】
この場合、畳み込み用コンデンサ４０に積分された信号は、図２のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）の期間に積分された信号に相当する。また、畳み込み用コンデンサ４８に積分された信号は、図２のｔ（ｎ−２）〜ｔ（ｎ−１）の期間に積分された信号に相当する。そして、畳み込み用コンデンサ５０に積分された信号は、図２のｔ（ｎ−１）〜ｔ（ｎ）の期間に積分された信号に相当する。つまり、第１のキャパシタ群、第３のキャパシタ群、第４のキャパシタ群で積分された離散信号の一部分、すなわち異なる期間に積分された離散信号の一部分が、Ｃｂ１５に積分される。この場合も、Ｃｂ１５は、１／４周期ずつずれて積分された信号を同時に保持することになる。
【００７１】
また、Ｓ２信号およびＳ３信号が立ち上ったときも、Ｓ０信号およびＳ１信号のハイレベル時と同様に、Ｃｂ１５は、１／４周期ずつずれて積分された信号を同時に保持する。
【００７２】
すなわち、Ｓ２信号が立ち上がると、各放出スイッチ６５、６７、７５は、Ｓ２信号がハイレベルの間（例えば、図２のｔ（ｎ＋２）〜ｔ（ｎ＋３）参照）オンする。すると、各放出スイッチ６５、６７、７５に接続されている各畳み込み用コンデンサ４１、４３、５１に積分された信号が、オン状態の各放出スイッチ６５、６７、７５を介して、同時にＣｂ１５に放出される。
【００７３】
この場合、畳み込み用コンデンサ４１に積分された信号は、図２のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）の期間に積分された信号に相当する。また、畳み込み用コンデンサ４３に積分された信号は、図２のｔ（ｎ＋１）〜ｔ（ｎ＋２）の期間に積分された信号に相当する。さらに、畳み込み用コンデンサ５０に積分された信号は、図２のｔ（ｎ−１）〜ｔ（ｎ）の期間に積分された信号に相当する。つまり、第１のキャパシタ群、第２のキャパシタ群、第４のキャパシタ群で積分された離散信号の一部分、すなわち異なる期間に積分された離散信号の一部分が、Ｃｂ１５に積分される。この場合も、Ｃｂ１５は、１／４周期ずつずれて積分された信号を同時に保持することになる。
【００７４】
Ｓ３信号が立ち上がると、各放出スイッチ６６、６８、７０は、Ｓ３信号がハイレベルの間（例えば、図２のｔ（ｎ＋３）〜ｔ（ｎ＋４）参照）オンする。すると、各放出スイッチ６６、６８、７０に接続されている各畳み込み用コンデンサ４２、４４、４６に積分された信号が、オン状態の各放出スイッチ６６、６８、７０を介して、同時にＣｂ１５に放出される。
【００７５】
この場合、畳み込み用コンデンサ４２に積分された信号は、図２のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）の期間に積分された信号に相当する。また、畳み込み用コンデンサ４４に積分された信号は、図２のｔ（ｎ＋１）〜ｔ（ｎ＋２）の期間に積分された信号に相当する。さらに、畳み込み用コンデンサ４６に積分された信号は、図２のｔ（ｎ＋２）〜ｔ（ｎ＋３）の
期間に積分された信号に相当する。つまり、第１のキャパシタ群、第２のキャパシタ群、第３のキャパシタ群で積分された離散信号の一部分、すなわち異なる期間に積分された離散信号の一部分が、Ｃｂ１５に積分される。この場合も、Ｃｂ１５は、１／４周期ずつずれて積分された信号を同時に保持することになる。
【００７６】
以上のように、各積分ユニットの積分スイッチは、積分ユニット間で互いのＯＮ状態が時間的に重なることなく同じ周期でＯＮする。各積分ユニットが有する複数の積分スイッチは、同時にＯＮＯＦＦする。さらに、各積分ユニットの３個の放出スイッチは、互いのＯＮ状態、及び、同じ積分ユニットに設けられる積分スイッチのＯＮ状態と時間的に重なることなく同じ周期でＯＮする。
【００７７】
そして、畳み込み容量部１１０は、複数の制御信号Ｓ０〜Ｓ３に基づくタイミング毎に、積分ユニットが備える３つの積分素子で積分する。各積分ユニットで積分タイミングとして用いる制御信号は異なる。そのため、各積分ユニットの積分タイミングは、時間的にずれている。そして、各積分のタイミングに３つの積分素子で積分された信号は、積分のタイミングに用いた制御信号以外の制御信号に基づくタイミングで順次放出される。
【００７８】
このように、Ｓ０〜Ｓ３信号が交互にハイレベルになることにより、３個の積分スイッチおよび３個の放出スイッチが同時にオンするので、過去における３つのタイミングで積分された信号が同時にＣｂ１５に放出されて保持される。また、複数の制御信号Ｓ０〜Ｓ３に基づいて積分および放出がなされるので、畳み込み容量部１１０から出力される信号は上記制御信号で積分されるタイミングで決まるサンプリング周波数と同じサンプリング周波数を持つ。
【００７９】
具体例で説明する。例えば、図２のｔ（ｎ）において、各畳み込み用コンデンサ４５、４７、４９で積分された信号がＣｂ１５に放出される前であれば、Ｃｂ１５には、ｔ（ｎ−１）のときに放出された信号（各畳み込み用コンデンサ４２、４４、４６から放出された信号）が畳み込み容量部１１０の出力信号として保持されている。
【００８０】
このため、図２のｔ（ｎ）において、各畳み込み容量４５、４７、４９で積分された信号がＣｂ１５に放出された場合、Ｃｂ１５は、ｔ（ｎ）のときに各畳み込み容量４５、４７、４９で積分された信号と、ｔ（ｎ−１）のときにＣｂ１５に保持された信号とを共有することになる。
【００８１】
つまり、図２のｔ（ｎ）において、各畳み込み容量４５、４７、４９から放出される信号に対して、ｔ（ｎ−１）のときにＣｂ１５に保持された信号がフィードバックされることになる。その結果、ＩＩＲフィルタとしての効果が得られる。
【００８２】
次に、このＩＩＲフィルタの伝達関数について説明する。ここでは、サンプリングスイッチ５から出力される離散信号をｑ（ｔ）、離散信号入力後の畳み込み用コンデンサの電圧をｘ（ｔ）、Ｃｂ１５の電圧をｙ（ｔ）とする。また、畳み込み用コンデンサ４０、４３、４６、４９の容量をＣ１、畳み込み用コンデンサ４１、４４、４７、５０の容量をＣ２、畳み込み用コンデンサ４２、４５、４８、５１の容量をＣ３、Ｃｂ１５の容量をＣｂとする。
【００８３】
この場合、図２のｔ（ｎ）において、畳み込み用コンデンサ４０〜４２で積分される離散信号ｑ（ｎ）は、次式で表される。
【数１】
0005258559.tif 000002
【００８４】
また、図２のｔ（ｎ）のときにＣｂ１５に保持される信号は、次式で表される。
【数２】
0005258559.tif 000003
【００８５】
さらに、式（１）および式（２）から、Ｚ変換したＩＩＲフィルタの伝達関数Ｈは、次式で表される。
【数３】
0005258559.tif 000004
【００８６】
式（３）からわかるように、Ｈは、２つの零点をもつ（分子のｚ-1・ｚ-2参照）。したがって、式（３）の分母で表されたＩＩＲフィルタ特性に加えて、深いノッチが得られる。従来のサンプリングミキサにおいては、ＦＩＲフィルタのノッチとＩＩＲフィルタのピークが相殺している。このため、従来のサンプリングミキサ全体のフィルタ特性に現れるノッチは、周波数帯域が狭く、特定周波数成分の除去能力が低い。これに対して、本実施の形態では、ノッチがＩＩＲフィルタのピークと相殺しないので、サンプリングミキサ全体のフィルタ特性において、周波数帯域が広く特定周波数成分の除去が可能となる深いノッチが得られている。さらに、ＩＩＲフィルタの伝達関数Ｈは、式（３）からわかるように、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値を変更することで調整することが可能となる。
【００８７】
次に、サンプリングミキサ１００に関する特性について説明する。ここでは、ＬＯ信号周波数を２．４ＧＨｚ、畳み込み用コンデンサ４０〜５１の容量をすべて０．５ｐＦ、Ｃｂ１５の容量を１５ｐＦ、ＴＡ１の相互コンダクタンスを７．５ｍＳとする。
【００８８】
図３Ａは、ＩＩＲフィルタの特性図である。図３Ａによると、ＩＩＲフィルタの特性（横軸・周波数−縦軸・ゲイン）は、３００ＭＨｚの間隔で変化している。これは、２．４ＧＨｚのＬＯ信号がＦＩＲフィルタで１／８にデシメーションされるからである。
【００８９】
そして、２．４ＧＨｚから２．７ＧＨｚまでの帯域では、２つのノッチが、２．５ＧＨｚ付近および２．６ＧＨｚ付近で得られている。
【００９０】
図３Ｂは、サンプリングミキサ１００全体の特性図である。なお、この特性は、図３Ａに示したＩＩＲフィルタの特性と図１７Ａに示した１段目ＦＩＲフィルタの特性とが加え合わせられて得られている。
【００９１】
図３Ｂによると、２．４ＧＨｚの希望波付近において、ゲインが最大になる。このため、サンプリングミキサ１００は、使用帯域（希望波）のみを通過させることができる。
【００９２】
また、ノッチが、２．５ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ、２．８ＧＨｚおよび２．９ＧＨｚ付近で得られている。このため、これらの周波数をもつ信号は、サンプリングミキサ１００で処理されることで、そのノッチにより減衰させられる。この結果、電力の低減が実現される。
【００９３】
以上のように、本実施の形態のサンプリングミキサ１００によれば、Ｃｂ１５には、特定のタイミングで積分された離散信号が、異なる複数のタイミングで放出される。また、
離散信号が積分されるタイミングは、複数ある。さらに、積分されている離散信号がＣｂ１５に各放出タイミングで放出される場合、Ｃｂ１５に蓄積される信号には、異なる積分タイミングで積分された複数の離散信号が含まれる。
【００９４】
このため、複数の畳み込み用コンデンサとＣｂ１５とから構成されるＩＩＲフィルタの特性にノッチをもたせることが可能となる。このときのノッチ数は、同時に離散信号を積分する畳み込み用コンデンサの個数、および、同時にＣｂ１５に信号を放出する畳み込み用コンデンサの個数によって決まる。本実施の形態では、同時に離散信号を積分する畳み込み用コンデンサの個数、および、同時にＣｂ１５に信号を放出する畳み込み用コンデンサの個数はそれぞれ３個であり、３から１を引いた２つのノッチが得られる。また、ノッチが出現する周波数位置は、同時に離散信号を積分する畳み込み用コンデンサの各容量によって決まる。
【００９５】
よって、畳み込み用コンデンサの個数および容量値を任意に調整することにより、フィルタ特性を調整することが可能となる。
【００９６】
以上から、ノッチがある周波数成分の妨害波を除去することにより、サンプリングミキサの出力の歪による受信感度を劣化させないように抑えることが可能となる。また、このように妨害波を除去させることができるので、そのためのフィルタ部品を削減することもできる。
【００９７】
なお、本実施の形態では、サンプリングスイッチ５を含む各種スイッチは、ｎ型ＦＥＴとしたが、これに限られない。例えば、各種スイッチは、ｐ型ＦＥＴとしてもよいし、ｎ型ＦＥＴおよびｐ型ＦＥＴを組み合わせてもよい。このとき、ソース端子とドレイン端子は入れ替えてもかまわない。あるいは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を適用してよい。
【００９８】
また、サンプリングミキサ１００について説明したが、離散時間処理フィルタとして適用してもよい。この場合、離散時間処理フィルタは、サンプリングミキサ１００からサンプリングスイッチ５を取り除く。そして、離散時間処理フィルタの入力信号として、ＢＢ（ベースバンド）信号を用いる。ＢＢ信号は、ＲＦ周波数帯からＢＢ周波数帯に周波数変換された受信信号であり、連続信号でも、離散信号でもかまわない。
【００９９】
さらに、３個の畳み込み用コンデンサからなるグループ単位（キャパシタ群）に、離散信号の積算および放出を動作させたが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、畳み込み用コンデンサの個数は変更してもよい。
【０１００】
例えば、上述したグループを構成する畳み込み用コンデンサの個数をｍ（ｍは２以上の自然数）個とした場合、ｍ個の畳み込み用コンデンサは、図２のｔ（ｎ）のときに積分した信号を、ｔ（n+1）、ｔ（n+2）、・・・、ｔ（ｎ＋ｍ）のタイミングでＣｂ１５に放出する。
【０１０１】
この場合、制御信号生成部１０４からの制御信号は、ｍ個の畳み込み用コンデンサを動作させるため、１/（ｍ＋１）周期ずつ位相をずらした（ｍ＋１）個のパルスが必要となり、同時に信号を積分する畳み込み用コンデンサのグループ数は、ｍ＋１個必要となる。このように構成すると、（ｍ−１）個のノッチが得られる。
【０１０２】
また、各畳み込み用コンデンサの容量は、すべて０．５ｐＦとし、Ｃｂ１５の容量は１５ｐＦとしたが、これに限られない。例えば、各畳み込み用コンデンサは、互いに異なる容量をもつようにしてもよい。この場合、畳み込み用コンデンサの容量を変更することに
より、ＩＩＲフィルタの特性は、所望の特性に調整することが可能となる（式（３）参照）。よって、サンプリングミキサ１００全体の特性（周波数-ゲイン）を所望の特性に調整することが可能となる。
【０１０３】
また、ＬＯ信号周波数は２．４ＧＨｚの場合で説明したが、これに限られず、変更してもよい。
【０１０４】
以上のように本実施の形態によれば、サンプリングミキサ１００は、互いに並列に接続されたｍ（ｍは２以上）個の畳み込み用コンデンサからなる積分ユニットをｍ＋１個有し、これらのｍ＋１個の積分ユニットは互いに並列接続されている。前記サンプリングミキサは、前記積分ユニットのそれぞれについて、サンプリングスイッチが受信信号を順次サンプリングすることにより生成された離散信号の前記ｍ個の畳み込み用コンデンサへの入力状態を切り替えるｍ個の積分スイッチと、各畳み込み用コンデンサに接続され且つ互いに並列接続されたｍ個の放出スイッチとをさらに有すると共に、各積分ユニットの出力信号を積分する第１キャパシタ１５を有する。
【０１０５】
そして、積分スイッチおよび放出スイッチは、次のようなタイミングでＯＮＯＦＦする。すなわち、各積分ユニットの積分スイッチは、積分ユニット間で互いのＯＮ状態が時間的に重なることなく同じ周期でＯＮする。各積分ユニットが有する複数の積分スイッチは、同時にＯＮＯＦＦする。さらに、各積分ユニットのｍ個の放出スイッチは、互いのＯＮ状態、及び、同じ積分ユニットに設けられる積分スイッチのＯＮ状態と時間的に重なることなく同じ周期でＯＮする。なお、各積分ユニットのｍ個の積分スイッチは、同時にＯＮＯＦＦするので、１つの積分スイッチにしてもよい。こうすることにより、構成が簡略化されるメリットがある。
【０１０６】
そして、サンプリングミキサ１００は、受信信号をサンプリングした離散信号を制御信号生成部１０４で生成された複数の制御信号に基づくタイミング毎に異なる積分ユニットに設けられる複数の畳み込み用コンデンサで積分し、当該複数の畳み込み用コンデンサで積分された信号をその積分のタイミングに用いた制御信号以外の制御信号に基づくタイミングで順次放出する。
【０１０７】
こうすることにより、積分ユニットに並列に配設される畳み込み用コンデンサの数およびそれぞれの畳み込み用コンデンサの容量値を調整することで、ノッチ数およびノッチ周波数の調整が可能で、かつ特定の周波数成分を除去し易いサンプリングミキサを実現することができる。
【０１０８】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるサンプリングミキサ２００の回路例を示す図である。ここでは、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
【０１０９】
サンプリングミキサ２００は、図１の実施の形態１における同相ミキサ部１０２、逆相ミキサ部１０３および制御信号生成部１０４に代えて、同相ミキサ部２０２、逆相ミキサ部２０３および制御信号生成部２０４を含んで構成されている。
【０１１０】
同相ミキサ部２０２は、実施の形態１の場合と異なり、ダンプスイッチ１６、リセットスイッチ１７およびフィードバックスイッチ３４をさらに有する。これらのスイッチ１６、１７、３４は、例えば、ｎ型ＦＥＴで構成されている。
【０１１１】
制御信号生成部２０４は、実施の形態１におけるＳ０〜Ｓ３信号のほかにも、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号をさらに生成する。
【０１１２】
Ｄ信号は、ダンプスイッチ１６のゲート信号として動作する。Ｒ信号は、リセットスイッチ１７のゲート信号として動作し、Ｆ信号は、フィードバックスイッチ３４のゲート信号として動作する。
【０１１３】
ダンプスイッチ１６は、ＡＤ（アナログ・デジタル）変換器２０５を介してＤＳＰ（デジタルシングルプロセッサ）２０６に接続されている。ＡＤ変換器２０５は、サンプリングミキサ２００の出力信号（アナログ信号）をデジタル形式に変換する。ＤＳＰ２０６は、ＡＤ変換器２０５により変換された出力信号に基づいて、ＤＣオフセットや差動オフセットなどを補償するためのフィードバック信号を算出する。
【０１１４】
例えば、ＤＣオフセットの補償は、ＤＣの基準値と上述した出力信号との比較結果に基づいて行われる。また、差動オフセットの補償は、出力信号に基づく平均パワーの算出に基づいて行われる。
【０１１５】
そして、ＤＳＰ２０６は、上述したフィードバック信号を、ＤＡ（デジタル・アナログ）変換器２０７およびフィードバックスイッチ３４を介して、各畳み込み用コンデンサ４０〜５１に出力する。ＤＡ変換器２０７は、フィードバック信号をアナログ形式に変換する。その他のサンプリングミキサ２００の構成は、実施の形態１の場合とほぼ同様であるので、重複説明を省略する。
【０１１６】
このように構成すると、サンプリングミキサ２００の出力信号が各畳み込み用コンデンサ４０〜５１にフィードバックされ、これによりＤＣオフセットや差動オフセットなどを補償することが可能となる。この点については後述する。
【０１１７】
なお、逆相ミキサ部２０３は、同相ミキサ部２０２と同様に構成されている。逆相ミキサ部２０３の出力側は、ＡＤ変換器２０８およびＤＡ変換器２１０に接続されている。ＡＤ変換器２０８およびＤＡ変換器２１０の構成は、上述したＡＤ変換器２０５およびＤＡ変換器２０７と同様である。
【０１１８】
図５は、制御信号生成部２０４に生成される制御信号のタイミングチャートである。ここでも図２の場合と同様、Ｓ０〜Ｓ３信号では、互いに１／４周期ずつずれてパルスが生じている。そして、Ｓ０〜Ｓ３信号の各々がハイ状態のときに、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号が、交互にハイ状態になっている。
【０１１９】
この場合、例えばｔ（ｎ）において、Ｓ０信号およびＤ信号が立ち上がると、各積分スイッチ４０〜４２は、Ｓ０信号がハイレベルの間（例えば、図５のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）オンする。すると、上述した離散信号は、オン状態の各積分スイッチ４０〜４２を介して、各畳み込み用コンデンサ４０〜４２に移動する。この結果、離散信号が各畳み込み用コンデンサ４０〜４２で積分される。
【０１２０】
さらに、Ｓ０信号がハイレベルの間（例えば、図２のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）、各放出スイッチ６９、７１、７３もオンする。そして、Ｓ０信号と同様、Ｄ信号もハイレベルになると（例えば、図５のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）、ダンプスイッチ１６もオンする。
【０１２１】
すると、例えば、Ｄ信号がハイレベルの間、各畳み込み用コンデンサ４５、４７、４９に積分された信号が、オン状態の各放出スイッチ６９、７１、７３およびダンプスイッチ１６を介して、Ｃｂ１５に放出される。
【０１２２】
また、例えば、Ｄ信号がハイレベルの間、各畳み込み用コンデンサ４５、４７、４９に積分された信号（一部）が、オン状態の各放出スイッチ６９、７１、７３およびダンプスイッチ１６を介して、同相ミキサ部１１０の出力信号としてＡＤ変換器２０５へ出力される。すると、ＡＤ変換器２０５によりデジタル変換された出力信号が、ＤＳＰ２０６に読み出される。そして、ＤＳＰ２０６は、その読み出された出力信号に基づき、上述したフィードバック信号を生成する。
【０１２３】
次に、Ｄ信号が立ち下って、Ｒ信号が立ち上がると、リセットスイッチ１７は、Ｒ信号がハイレベルの間（例えば、図５のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）オンする。すると、各畳み込み用コンデンサ４０〜５１に保持されている信号が、接地端子を通して流れてリセットされる。
【０１２４】
次に、Ｒ信号が立ち下がり、Ｆ信号が立ち上がると、フィードバックスイッチ３４は、フィードバック信号がハイレベルの間（例えば、図５のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）オンする。すると、上述したフィードバック信号が、ＤＳＰ２０６から、ＤＡ変換器２０７およびフィードバックスイッチ３４を介して、畳み込み容量部１１０側へフィードバックされる。このように構成すると、フィードバック信号により、サンプリングミキサ２００のＤＣオフセットや差動オフセットなどを補償することが可能となる。
【０１２５】
このようにして、サンプリングミキサ２００は、図５に示した制御信号に従って動作する。なお、本実施の形態では、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号は、３個のレジスタからなるシフトレジスタを用いて生成される。このシフトレジスタは、制御信号生成部２０４に含まれている。
【０１２６】
また、制御信号生成部２０４は、例えば、３個のレジスタからなるシフトレジスタにＬＯ信号を８／３分周した信号を入力クロックに用いて、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号を生成する。ただし、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号の生成方法は、これに限られない。Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号の生成条件として、次のように設定すればよい。
【０１２７】
すなわち、Ｓ０〜Ｓ３信号の各信号がハイ状態のときに、Ｄ信号、Ｒ信号、Ｆ信号の順にハイ状態とし、かつ、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号が互いに重ならないように生成することである。
【０１２８】
この場合、例えば、４個のレジスタからなるシフトレジスタが、ＬＯ信号を２分周したＬＯ／２信号を入力クロックに用いて生成する。このときのＤ信号、Ｒ信号およびＦ信号は、シフトレジスタに生成された４つのパルスのうち、３つのパルスを用いてもよい。
【０１２９】
次に、実施の形態２におけるＩＩＲフィルタの伝達関数について説明する。
図５のｔ（ｎ）において、畳み込み用コンデンサ４０〜４２に積分される離散信号ｑ（ｔ）は、次式で表される。
【数４】
0005258559.tif 000005
【０１３０】
また、図２のｔ（ｎ）のときにＣｂ１５に保持される信号は、次式で表される。
【数５】
0005258559.tif 000006
【０１３１】
さらに、式（４）および式（５）から、Ｚ変換したＩＩＲフィルタの伝達関数Ｈは、次
式で表される。
【数６】
0005258559.tif 000007
【０１３２】
式（６）からわかるように、Ｈは、２つの零点をもつ（分子のｚ-1・ｚ-2参照）。したがって、式６における分母で表されたＩＩＲフィルタ特性に加えてノッチも得られる。さらに、式（６）のＩＩＲフィルタの伝達関数Ｈは、式（６）からわかるように、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値を変更することで調整することが可能となる。
【０１３３】
次に、サンプリングミキサ２００に関する特性について説明する。ここでは、図３に示した実施の形態１の場合と同様の条件を設定する。すなわち、ＬＯ信号周波数を２．４ＧＨｚ、畳み込み用コンデンサ４０〜５１の容量をすべて０．５ｐＦ、Ｃｂ１５の容量を１５ｐＦ、ＴＡ１の相互コンダクタンスを７．５ｍＳとする。
【０１３４】
図６Ａは、実施の形態２におけるＩＩＲフィルタの特性図である。
図６Ａにおいても、図３Ａの場合と同様、ＩＩＲフィルタの特性（横軸・周波数−縦軸・ゲイン）は、３００ＭＨｚの間隔で変化している。２．４ＧＨｚのＬＯ信号がＦＩＲフィルタで１／８にデシメーションされるからである。
【０１３５】
そして、２．４ＧＨｚから２．７ＧＨｚまでの帯域において、２つのノッチが、２．５ＧＨｚ付近および２．６ＧＨｚ付近で得られている。ただし、これらのノッチは、図３Ａの場合に比べて、帯域幅が広くなっていることがわかる。
【０１３６】
図６Ｂは、サンプリングミキサ２００全体の特性図である。なお、この特性は、図６Ａに示したＩＩＲフィルタの特性と図１７Ａに示した１段目ＦＩＲフィルタの特性とが加え合わせられて得られている。
【０１３７】
図６Ｂにおいても、図３Ｂの場合と同様、２．４ＧＨｚの希望波付近において、ゲインが最大になっている。ただし、２．５ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ、２．８ＧＨｚおよび２．９ＧＨｚ付近のノッチの帯域幅が、図３Ｂの場合に比べて広いので、ノッチ付近の妨害波を広範囲に除去できることがわかる。また、ノッチによる減衰をより効果的に実現できることがわかる。
【０１３８】
以上のように、本実施の形態のサンプリングミキサ２００によれば、実施の形態１の場合とは異なり、フィードバック信号に基づきＤＣオフセットや差動オフセットなどを補償することができる。よって、感度劣化をより抑えることができる。
【０１３９】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３におけるサンプリングミキサ３００の回路例を示す図である。ここでは、実施の形態２と異なる点を主に説明する。
【０１４０】
サンプリングミキサ３００は、図４の同相ミキサ部２０２、逆相ミキサ部２０３および制御信号生成部２０４に代えて、同相ミキサ部３０２、逆相ミキサ部３０３および制御信号生成部３０４を含んで構成されている。
【０１４１】
同相ミキサ部３０２では、実施の形態２の場合とは異なり、畳み込み容量部１１０の出力側とダンプスイッチ１６のドレインとの間に、Ｃｒ（ローテートキャパシタ：これを第２キャパシタともいう）７、積分スイッチ１８および放出スイッチ２６をさらに有する。
これらのスイッチ７、１８、２６は、例えば、ｎ型ＦＥＴで構成されている。
【０１４２】
具体的には、積分スイッチ１８のドレインは、畳み込み容量部１１０の出力側に接続され、積分スイッチ１８のソースは、Ｃｒ７の一端に接続されている。Ｃｒ７の他端は、接地されている。積分スイッチ１８のゲートには、後述するＳ１０信号が入力するように構成されている。
【０１４３】
また、積分スイッチ１８のドレインとＣｒ７の一端との間には、放出スイッチ２６のソースが接続され、放出スイッチ２６のドレインは、ダンプスイッチ１６のドレインに接続されている。放出スイッチ２６のゲートには、後述するＳ１１信号が入力するように構成されている。
【０１４４】
制御信号生成部３０４は、Ｓ０〜Ｓ３信号、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号のほかにも、上述したＳ１０信号およびＳ１１信号をさらに生成する。Ｓ１０信号は、Ｓ０〜Ｓ３信号のいずれかが立ち上がっている期間のうち、前半部分で立ち上がっている。一方、Ｓ１１信号は、その期間のうち、後半部分で立ち上がっている。
【０１４５】
Ｓ１０信号は、積分スイッチ１８のゲート信号として動作し、Ｓ１１信号は、放出スイッチ２６のゲート信号として動作する。
【０１４６】
なお、逆相ミキサ部３０３は、同相ミキサ部３０２と同様に構成されている。その他のサンプリングミキサ３００の構成は、実施の形態２の場合とほぼ同様であるので、重複説明を省略する。
【０１４７】
このように構成すると、サンプリングミキサ３００は、畳み込み容量部１１０およびＣｒ７で構成されるＩＩＲフィルタ（これを１段目ＩＩＲフィルタという）の効果に加えて、Ｃｒ７およびＣｂ１５で構成されるＩＩＲフィルタ（これを２段目ＩＩＲフィルタという）の効果が得られる。この点については後述する。
【０１４８】
図８は、制御信号生成部３０４に生成される制御信号のタイミングチャートである。ここでは、Ｓ０〜Ｓ３信号、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号は、図５の場合とほぼ同様であるので、Ｓ１０信号およびＳ１１信号を主に説明する。
【０１４９】
Ｓ１０信号およびＳ１１信号は、Ｓ０〜Ｓ３信号のいずれかの信号がハイレベルのときに、交互にハイレベルになる。
【０１５０】
例えばｔ（ｎ）において、Ｓ０信号およびＳ１０信号が立ち上がると、各積分スイッチ４０〜４２は、Ｓ０信号がハイレベルの間（例えば、図８のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）オンする。すると、上述した離散信号は、各畳み込み用コンデンサ４０〜４２に移動して積分される。また、Ｓ０信号がハイレベルの間（例えば、図８のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）、各放出スイッチ６９、７１、７３もオンする。
【０１５１】
そして、Ｓ１０信号が立ち上がると、積分スイッチ１８は、Ｓ１０信号がハイレベルの間（例えば、図８のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）オンする。すると、各畳み込み用コンデンサ４５、４７、４９に積分された信号が、オン状態の積分スイッチ１８を介して、Ｃｒ７に放出される。
【０１５２】
次に、Ｓ１０信号が立ち下がり、Ｓ１１信号およびＤ信号がともに立ち上がると、放出スイッチ２６およびダンプスイッチ１６は、Ｓ１１信号およびＤ信号がハイレベルの間（例えば、図８のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）、オンする。すると、Ｃｒ７に保持された
信号が、Ｄ信号のハイレベルの間、Ｃｂ１５に放出される。これにより、Ｃｒ７およびＣｂ１５で構成される第２段目ＩＩＲフィルタとしての効果が得られる。
【０１５３】
次に、Ｄ信号が立ち下がり、Ｒ信号が立ち上がると（例えば、図８のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）、リセットスイッチ１７は、Ｒ信号がハイレベルの間、オンする。すると、Ｃｒ７に保持されている信号が、接地端子側へ流れてリセットされる。
【０１５４】
次に、Ｒ信号が立ち下がり、Ｆ信号が立ち上がると（例えば、図８のｔ（ｎ）〜ｔ（ｎ＋１）参照）、フィードバックスイッチ３４は、フィードバック信号がハイレベルの間、オンする。この場合、実施の形態２の場合と同様、上述したフィードバック信号により、サンプリングミキサ３００のＤＣオフセットや差動オフセットなどを補償することが可能となる。
【０１５５】
このようにして、サンプリングミキサ３００は、図８に示した制御信号に従って動作する。
【０１５６】
なお、実施の形態３において、Ｓ１０信号およびＳ１１信号は、ＬＯ信号を８分周して得られる。ただし、Ｓ０信号のハイレベルの期間が、ＬＯ信号のｗ周期分の期間に相当する場合は、Ｓ１０信号およびＳ１１信号は、ＬＯ信号をｗ分周した信号となる。
【０１５７】
また、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号は、６個のレジスタからなるシフトレジスタを用いて生成される。このシフトレジスタは、制御信号生成部３０４に含まれている。
【０１５８】
制御信号生成部３０４は、６個のレジスタからなるシフトレジスタにＬＯ信号を４／３分周した信号を入力クロックに用いて、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号を生成するが、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号の生成方法は、これに限られない。
【０１５９】
Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号の生成条件として、次のように設定すればよい。
すなわち、Ｓ１０信号と同じ周期をもつＳ１１信号がハイ状態のとき、Ｄ信号、Ｒ信号、Ｆ信号の順にハイ状態とし、かつ、Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号が互いに重ならないように設定すればよい。
【０１６０】
この場合、例えば、８個のレジスタからなるシフトレジスタが、ＬＯ信号を入力クロックに用いて生成する。Ｄ信号、Ｒ信号およびＦ信号は、シフトレジスタに生成された８つのパルスのうち、３つのパルスを用いてもよい。このときの３つのパルスは、Ｓ１１信号がハイレベルのときに、ハイレベルになることが条件になる。
【０１６１】
次に、実施の形態３における各畳み込み用コンデンサ４０〜５１およびＣｒ７により構成される第１段目ＩＩＲフィルタの伝達関数について説明する。
【０１６２】
図８のｔ（ｎ）において、畳み込み用コンデンサ４０〜４２に積分される離散信号ｑ（ｎ）は、次式で表される。
【数７】
0005258559.tif 000008
【０１６３】
また、図８のｔ（ｎ）のときにＣｂ１５に保持される信号は、次式で表される。
【数８】
0005258559.tif 000009
【０１６４】
さらに、式（７）および式（８）から、Ｚ変換したＩＩＲフィルタの伝達関数Ｈは、次式で表される。
【数９】
0005258559.tif 000010
【０１６５】
式（９）からわかるように、Ｈは、２つの零点をもつ（分子のｚ-1・ｚ-2参照）。したがって、式９の分母で表されたＩＩＲフィルタ特性に加えてノッチも得られる。さらに、式（９）のＩＩＲフィルタの特性は、式（９）から、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値を変更することで調整することが可能となる。
【０１６６】
次に、サンプリングミキサ３００に関する特性について説明する。ここでは、畳み込み用コンデンサ４０〜５１の容量をすべて１．０ｐＦとし、Ｃｒ７を０．５ｐＦとする。それ以外の条件は、実施の形態２と同様とする。すなわち、ＬＯ信号周波数を２．４ＧＨｚ、Ｃｂ１５を１５ｐＦ、ＴＡ１の相互コンダクタンスを７．５ｍＳとする。なお、Ｃｒ７の０．５ｐＦを含む上述した値は、変更してもよい。
【０１６７】
図９Ａは、各畳み込み用コンデンサ４０〜５１およびＣｒ７で構成される第１段目ＩＩＲフィルタの特性図である。
【０１６８】
図９Ａにおいても、図６Ａの場合と同様、ＩＩＲフィルタの特性（横軸・周波数−縦軸・ゲイン）は、３００ＭＨｚの間隔で変化している。２．４ＧＨｚのＬＯ信号がＦＩＲフィルタで１／８にデシメーションされるからである。
【０１６９】
そして、２．４ＧＨｚから２．７ＧＨｚまでの帯域において、図６Ａの場合に比べて、帯域幅の広いノッチが、２．５ＧＨｚ付近および２．６ＧＨｚ付近で存在することがわかる。
【０１７０】
図９Ｂは、実施の形態３におけるＣｒ７およびＣｒ１５で構成される２段目ＩＩＲフィルタの特性図である。
【０１７１】
図９Ｂによると、ＩＩＲフィルタの特性（横軸・周波数−縦軸・ゲイン）は、３００ＭＨｚの間隔で変化している。２．４ＧＨｚのＬＯ信号がＦＩＲフィルタで１／８にデシメーションされるからである。
【０１７２】
図９Ｃは、サンプリングミキサ３００の全体の特性図である。なお、この特性は、図９Ａ、図１７Ａおよび図９Ｂに示した特性が加え合わせられて得られている。
【０１７３】
図９Ｃでは、図６Ｂの場合に比べて、２．４ＧＨｚの希望波付近のゲインが小さくなり、希望波のみの通過を容易にしていることがわかる。
【０１７４】
また、図６Ｂの場合と同様、２．５ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ、２．８ＧＨｚおよび２．９
ＧＨｚ付近にはノッチが存在し、これらの周波数付近では、ノッチにより妨害波を除去することができることがわかる。
【０１７５】
なお、実施の形態３では、Ｃｒ７を１つとしたが、Ｃｒ７の数は、これに限られず、変更してもよい。例えば、サンプリングミキサ３００が、複数のＣｒ７を含み、これらのＣｒ７を同時にＣｂ１５に接続するように構成してもよい。この場合、サンプリングレートをデシメーションさせることにより、ＡＤ変換器に必要な動作速度を下げ、その結果、消費電流を低減させることが可能となる。
【０１７６】
また、Ｃｂ１５の次段に、不図示のＣｒとＣｂとを別途多段接続してもよい。
【０１７７】
以上のように本実施の形態によれば、サンプルミキサ３００には、畳み込み容量部１１０と第１キャパシタ１５との間に設けられるＣｒ７と、畳み込み容量部１１０の出力信号のＣｒ７への入力状態を切り替える積分スイッチ１８と、Ｃｒ７の一端に接続されＣｒ７で積分された信号の第１キャパシタ１５への出力状態を切り替える放出スイッチ２６と、を設けられている。
【０１７８】
この構成により、放出スイッチ６４〜７５のいずれかがＯＮ状態にある期間のうち、時間的に前の期間で積分スイッチ１８がＯＮし後の期間で放出スイッチ２６がＯＮするように制御することで、フィルタ特性において希望波付近のゲインが小さくなり、希望波のみの通過を容易するサンプルミキサを実現することができる。
【０１７９】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４におけるサンプリングミキサ４００の回路例を示す図である。ここでは、実施の形態２と異なる点を主に説明する。
【０１８０】
サンプリングミキサ４００は、図４の実施の形態２における同相ミキサ部２０２および逆相ミキサ部２０３に代えて、同相ミキサ部４０２および逆相ミキサ部４０３を含んで構成されている。
【０１８１】
同相ミキサ部４０２では、実施の形態２の場合と異なり、サンプリングスイッチ５のドレインと畳み込み容量部１１０の入力側との間に、Ｃｈ（ヒストリキャパシタ：これを第３キャパシタともいう）６の一端がさらに接続されている。そして、Ｃｈ６の他端は、接地されている。
【０１８２】
なお、逆相ミキサ部４０３は、同相ミキサ部４０２と同様の構成である。その他のサンプリングミキサ４００の構成は、実施の形態２の場合とほぼ同様であるので、重複説明を省略する。
【０１８３】
このように構成すると、サンプリングミキサ４００は、畳み込み容量部１１０およびＣｂ１５で構成されるＩＩＲフィルタの効果に加えて、Ｃｈ６および畳み込み容量部１１０で構成されるＩＩＲフィルタの効果が得られる。この点については後述する。
【０１８４】
次に、実施の形態４におけるＣｈ６および畳み込み容量部１１０で構成されるＩＩＲフィルタについてＺ変換した伝達関数は、次式で表される。なお、Ｃｈ６の容量をＣｈとする。
【数１０】
0005258559.tif 000011
【０１８５】
なお、畳み込み容量部１１０およびＣｂ１５で構成されるＩＩＲフィルタについてＺ変換した伝達関数は、上述した式６で与えられる。
【０１８６】
次に、サンプリングミキサ４００に関する特性について説明する。ここでは、Ｃｈ６の容量を１０ｐＦとする。それ以外の条件は、実施の形態２と同様とする。すなわち、ＬＯ信号周波数を２．４ＧＨｚ、畳み込み用コンデンサ４０〜５１の容量をすべて０．５ｐＦ、Ｃｂ１５の容量を１５ｐＦ、ＴＡ１の相互コンダクタンスを７．５ｍＳとする。なお、Ｃｈ６の１０ｐＦを含む上述した値は、変更してもよい。
【０１８７】
図１１Ａは、Ｃｈ６および畳み込み容量部１１０で構成されるＩＩＲフィルタの特性図である。
【０１８８】
図１１Ａにおいても、図６Ａの場合と同様、ＩＩＲフィルタの特性（横軸・周波数−縦軸・ゲイン）は、３００ＭＨｚの間隔で変化している。
【０１８９】
図１１Ｂは、サンプリングミキサ４００全体の特性図である。なお、この特性は、図１１Ａ、図６Ａおよび図１７Ａに示した各特性が加え合わせられて得られている。
【０１９０】
図１１Ｂでは、図６Ｂの場合に比べて、２．４ＧＨｚの希望波付近のゲインが小さくなり、希望波のみの通過を容易にしていることがわかる。
【０１９１】
また、図６Ｂの場合に比べて、２．５ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ、２．８ＧＨｚおよび２．９ＧＨｚ付近に存在するノッチが深くなり、これらの周波数付近では、ノッチによる妨害波の除去をより容易に実現できることがわかる。
【０１９２】
なお、実施の形態４において、Ｃｂ１５の次段に、不図示のＣｒとＣｂとを別途多段接続してもよい。
【０１９３】
（実施の形態５）
図１２は、本発明の実施の形態５におけるサンプリングミキサ５００の回路例を示す図である。ここでは、実施の形態２と異なる点を主に説明する。
【０１９４】
サンプリングミキサ５００は、図４の実施の形態２における同相ミキサ部２０２および逆相ミキサ部２０３に代えて、同相ミキサ部５０２および逆相ミキサ部５０３を含んで構成されている。
【０１９５】
同相ミキサ部５０２は、図４の実施の形態２における畳み込み容量部１１０のほかにも、畳み込み容量部１１０と直列接続された畳み込み容量部１２０をさらに有する。畳み込み容量部１２０は、畳み込み容量部１１０と同様に構成されている。
【０１９６】
なお、逆相ミキサ部５０３は、同相ミキサ部５０２と同様の構成である。その他のサンプリングミキサ５００の構成は、実施の形態２の場合とほぼ同様であるので、重複説明を省略する。
【０１９７】
このように構成すると、サンプリングミキサ５００は、畳み込み容量部１２０およびＣｂ１５で構成されるＩＩＲフィルタの効果に加えて、畳み込み容量部１１０および畳み込み容量部１２０で構成されるＩＩＲフィルタの効果が得られるが、この点は後述する。
【０１９８】
次に、畳み込み容量部１１０および畳み込み容量部１２０で構成されるＩＩＲフィルタについてＺ変換した伝達関数は、次式で表される。
【数１１】
0005258559.tif 000012
【０１９９】
なお、畳み込み容量部１２０およびＣｂ１５で構成されるＩＩＲフィルタについてＺ変換した伝達関数は、式（６）で与えられる。
【０２００】
次に、サンプリングミキサ５００に関する特性について説明する。ここでは、各畳み込み容量部１１０、１２０内の畳み込み用コンデンサ４０〜５１の容量をすべて１ｐＦとする。それ以外の条件は、実施の形態２と同様とする。すなわち、ＬＯ信号周波数を２．４ＧＨｚ、Ｃｂ１５の容量を１５ｐＦ、ＴＡ１の相互コンダクタンスを７．５ｍＳとする。
【０２０１】
図１３Ａは、畳み込み容量部１１０および畳み込み容量部１２０で構成されるＩＩＲフィルタの特性図である。
【０２０２】
図１３Ａにおいても、図６Ａの場合と同様、ＩＩＲフィルタの特性（横軸・周波数−縦軸・ゲイン）は、３００ＭＨｚの間隔で変化している。
【０２０３】
図１３Ｂは、サンプリングミキサ５００全体の特性図である。なお、この特性は、図１３Ａ、図６Ａおよび図１７Ａに示した各特性が加え合わせられて得られている。
【０２０４】
図１３Ｂでは、図６Ｂの場合に比べて、２．４ＧＨｚの希望波付近のゲインが小さくなり、希望波のみの通過を容易にしていることがわかる。
【０２０５】
また、図６Ｂの場合に比べて、２．５ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ、２．８ＧＨｚおよび２．９ＧＨｚ付近に存在するノッチが深くなり、これらの周波数付近では、ノッチによる妨害波の除去をより容易に実現できることがわかる。
【０２０６】
なお、実施の形態５では、各畳み込み容量部１１０、１２０内の畳み込み用コンデンサの容量を同一としたが、変更してもよい。例えば、畳み込み用コンデンサの容量を変更して、サンプリングミキサ５００全体の特性を所望の特性に調整してもよい。
【０２０７】
また、各畳み込み容量部１１０、１２０内の畳み込み用コンデンサは、すべて同一容量とし、各畳み込み容量部１１０、１２０内の総容量を同一としたが、これに限られない。例えば、各畳み込み容量部１１０、１２０間において、上述した総容量が異なるように設定し、ノッチ数を制御してもよい。
【０２０８】
さらに、２つの畳み込み容量部１１０、１２０を用いた場合について説明したが、３つ以上の畳み込み容量部を適用してもよい。この場合、畳み込み容量部を直列接続数が増えるにつれ、サンプリングミキサ５００全体におけるフィルタ特性の減衰量が大きくなり、有用である。
【０２０９】
（実施の形態６）
図１８は、本発明の実施の形態６におけるサンプリングミキサ５１０の回路例を示す図である。ここでは、実施の形態４と異なる点を主に説明する。
【０２１０】
サンプリングミキサ５１０は、図１０の実施の形態４における同相ミキサ部４０２および逆相ミキサ部４０３に代えて、同相ミキサ部５１２および逆相ミキサ部５１３を含んで構成されている。同相ミキサ部５１２は、畳み込み容量部１３０を備えている。逆相ミキサ部５１３は、畳み込み容量部１４０を備えている。
【０２１１】
同相ミキサ部５１２の畳み込み容量部１３０は、畳み込み用コンデンサ４１、４４、４７、５０で積分した信号を逆相ミキサ部５１３のＣｂ１５に出力する。同様に、逆相ミキサ部５１３の畳み込み容量部１４０は、畳み込み用コンデンサ４１、４４、４７、５０で積分した信号を同相ミキサ部５１２のＣｂ１５に出力する。その他のサンプリングミキサ５１０の構成は、実施の形態４の場合とほぼ同様であるので、重複説明を省略する。
【０２１２】
このように構成すると、サンプリングミキサ５１０において、畳み込み容量部１３０、１４０およびＣｂ１５で構成されるＩＩＲフィルタのノッチの設計自由度が向上する。
【０２１３】
ここで、畳み込み用コンデンサ４０、４３、４６、４９の容量値をＣ１、畳み込み用コンデンサ４１、４４、４７、５０の容量値をＣ２、畳み込み用コンデンサ４２、４５、４８、５１の容量値Ｃ１、バッファ容量の容量値をＣｂとする。そうすると、畳み込み部１３０、１４０およびＣｂ１５で構成されるＩＩＲフィルタの伝達関数Ｈは、次式で表される。
【数１２】
0005258559.tif 000013
【０２１４】
（式１２）の分子は、以下のように変形することができる。
【数１３】
0005258559.tif 000014
【０２１５】
（式１３）より、（式１２）の分子は、絶対値１の共役複素数の極を持つことが分かる。これにより、Ｃ２、Ｃ１の容量比によって、フィルタ特性上で２個のノッチを設計することが可能となる。このとき、一方のノッチは、任意の周波数に設計することができ、もう一方のノッチは、或る周波数範囲の中心を基準として対称に現れる。その周波数範囲は、畳み込み容量部１３０からＣｂ１５に出力される信号のサンプリング周波数で決まる。
【０２１６】
具体的には、畳み込み容量部１３０からＣｂ１５に出力される信号のサンプリング周波数が３００ＭＨｚであり、且つ、一方のノッチがＬＯ信号周波数から２０ＭＨｚ離調に現れるように設計する場合、もう一方のノッチは、ＬＯ信号周波数から２８０ＭＨｚ離調に現れる。
【０２１７】
以上から、実施の形態６のサンプリングミキサ５１０では、任意の周波数にノッチが現
れるように設計することができる。そして、ノッチの現れる周波数と任意の妨害波が存在する周波数とが一致するように設計することで、妨害波を除去することが可能である。
【０２１８】
なお、本実施の形態では、サンプリングスイッチからの出力を同時に積分する畳み込み用コンデンサの数を３としたが、これ以外でも構わない。
【０２１９】
一般化すると、任意に設計できるノッチ数をｎとした場合、サンプリングスイッチからの出力を同時に積分する畳み込み用コンデンサに必要な数、すなわち積分ユニットに含まれる畳み込み用コンデンサの数ｍは、ｍ＝２ｎ＋１となる。
【０２２０】
また、１つの積分ユニットのｍ個の畳み込み用コンデンサが、１番目からｍ番目まで順番にＣｂ１５と接続することにより離散信号を順次放出する場合、Ｃｂ１５と接続する順番が偶数番目の畳み込み用コンデンサは、位相が反転しているミキサ部のＣｂ１５に接続される必要がある。本実施の形態６では、畳み込み用コンデンサ４１、４４、４７、５０がこれに相当する。
【０２２１】
このように本実施の形態によれば、サンプリングミキサ５１０において、畳み込み容量部１３０では、積分スイッチの状態が切り替わるタイミングから偶数番目にＯＮする放出スイッチが逆相ミキサ部５１３のＣｂ１５に接続される一方、奇数番目にＯＮする放出スイッチが同相ミキサ部５１２のＣｂ１５に接続され、畳み込み容量部１４０の各積分ユニットでは、積分スイッチの状態が切り替わるタイミングから奇数番目にＯＮする放出スイッチが逆相ミキサ部５１３のＣｂ１５に接続される一方、偶数番目にＯＮする放出スイッチが同相ミキサ部５１２のＣｂ１５に接続される。
【０２２２】
このような構成とすることにより、サンプリングミキサ５１０におけるＩＩＲフィルタの伝達関数Ｈの分子が絶対値１の共役複素数の極を持つことになる。このため、畳み込み用コンデンサの容量を調整することにより、ノッチの現れる周波数位置をより自由に調整することができる。ノッチの数は、各実施の形態と同様に、積分ユニットに並列に配列される畳み込み用コンデンサの数ｍによって調整することができる。
【０２２３】
なお上記説明においては、積分スイッチの状態が切り替わるタイミングから偶数番目にＯＮする放出スイッチが、畳み込み容量部１３０では逆相ミキサ部５１３のＣｂ１５に固定的に接続され、畳み込み容量部１４０の各積分ユニットでは同相ミキサ部５１２のＣｂ１５に固定的に接続されている構成として説明を行った。
【０２２４】
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、逆相ミキサ部５１３のＣｂ１５と積分ユニットとを繋ぐ配線と、同相ミキサ部５１２のＣｂ１５と積分ユニットとを繋ぐ配線とを用意し、各積分ユニットと両配線との接続状態を切り替えるスイッチが配設される構成としてもよい。この場合、畳み込み容量部１３０においては、積分スイッチの状態が切り替わるタイミングから偶数番目の放出タイミングでは、各積分ユニットと両配線との接続状態を切り替えるスイッチが逆相ミキサ部５１３のＣｂ１５と繋がる状態に切り替わる。一方、畳み込み容量部１４０においては、積分スイッチの状態が切り替わるタイミングから偶数番目の放出タイミングでは、各積分ユニットと両配線との接続状態を切り替えるスイッチが同相ミキサ部５１２のＣｂ１５と繋がる状態に切り替わる。
【０２２５】
要は、畳み込み容量部１３０の各積分ユニットは、ｍ個の積分素子で積分された離散信号を、ｍ個の積分素子に対応するｍ回の放出タイミングのうち特定の放出タイミングでは逆相ミキサ部５１３のＣｂ１５に放出する一方、前記特定の放出タイミングを除く放出タイミングでは同相ミキサ部５１２のＣｂ１５に放出し、畳み込み容量部１４０の各積分ユニットは、ｍ個の積分素子で積分された離散信号を、対応する畳み込み容量部１３０の積
分ユニットと同じ放出タイミングで、当該積分ユニットとは逆のキャパシタに放出することができればよい。その特定の放出タイミングは、ｍ回の放出タイミングのうち偶数番目の放出タイミングである。
【０２２６】
（実施の形態７）
図１４は、本発明の実施の形態７における無線装置６００の構成例を示すブロック図である。無線装置６００は、例えば、携帯電話、自動車電話、トランシーバなどである。
【０２２７】
図１４において、無線装置６００は、アンテナ６０１、共用器６０２、送信部６０３、受信部６０４および信号処理部（ＤＳＰ）６０５を備えている。
【０２２８】
そして、送信部６０３は、電力増幅器（ＰＡ）６０６および変調部６０７を有する。受信部６０４は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）６０８およびサンプリングミキサ６０９を有する。サンプリングミキサ６０９として、図１の実施の形態１におけるサンプリングミキサ１００を用いることとする。このようにすると、ノッチ数およびノッチ周波数を調整することができるサンプリングミキサ１００を適用することができ、有用である。なお、サンプリングミキサ６０９として、実施の形態２、３、４、５および６のいずれかにおけるサンプリングミキサを用いてもよい（図４、図７、図１０、図１２参照）。
【０２２９】
アンテナ６０１は、共用器６０２を介して、送信部６０３および受信部６０４にそれぞれ接続されている。
【０２３０】
共用器６０２は、送信信号および受信信号の各周波数帯に対応している。そして、共用器６０２は、送信部６０３からの信号が入力されれば、その信号のうち、送信信号の周波数帯域を通過させてアンテナ６０１に出力する。他方、アンテナ６０１からの信号が共用器６０２に入力されれば、共用器６０２は、その信号のうち、受信信号の周波数帯域を通過させて受信部６０３に出力する。
【０２３１】
信号処理部６０５では、受信部６０３からの出力信号が、ＡＤ変換された後、その出力信号が信号処理（例えば、音声処理、データ処理）される。また、信号処理部６０５では、所定の入力信号（例えば、音声、データ）が信号処理された後、ＤＡ変換（不図示）されて、送信部６０３に出力される。なお、図１４の信号処理部６０５は、１つとしたが、複数用いてもよい。
【０２３２】
このようにして無線装置６００を構成すると、たとえ、送信部６０３と受信部６０４との間の共用器６０２の減衰量が充分得られない場合であっても、サンプリングミキサ６０９のフィルタ特性（図３参照）を調整することにより、受信部６０４に漏れる送信信号の周波数帯（妨害波）を除去することが可能となる。よって、サンプリングミキサ６０９の出力の歪に起因する受信感度の劣化を抑えることが可能となる。また、妨害波を除去することができるので、無線装置６００において、妨害波を除去するためのフィルタ部品を具備する必要がなくなり、有用である。
【０２３３】
なお、実施の形態１〜７では、サンプリングミキサまたはこれを含む無線装置の場合で説明したが、サンプリングスイッチ５を有さない離散フィルタまたはこれを含む無線装置として適用してもよい。
【０２３４】
２００６年６月８日出願の特願２００６−１６０２８０の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０２３５】
本発明の離散時間処理フィルタおよびサンプリングミキサは、無線装置の無線回路に用いるのに有用である。特に、信号の周波数変換を行うのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０２３６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるサンプリングミキサの回路例を示す図
【図２】図１の制御信号生成部に生成される制御信号のタイミングチャート
【図３】図１のサンプリングミキサの周波数特性を示す図
【図４】本発明の実施の形態２におけるサンプリングミキサの回路例を示す図
【図５】図４の制御信号生成部に生成される制御信号タイミングチャート
【図６】図４のサンプリングミキサの周波数特性を示す図
【図７】本発明の実施の形態３におけるサンプリングミキサの回路例を示す図
【図８】図７の制御信号生成部に生成される制御信号のタイミングチャート
【図９】図７のサンプリングミキサの特性図を示す図
【図１０】本発明の実施の形態４におけるサンプリングミキサの回路例を示す図
【図１１】図１０のサンプリングミキサの周波数特性を示す図
【図１２】本発明の実施の形態５におけるサンプリングミキサの回路例を示す図
【図１３】図１２のサンプリングミキサの周波数特性を示す図
【図１４】本発明の実施の形態７における無線装置の構成例を示すブロック図
【図１５】従来例のサンプリングミキサの回路図
【図１６】図１５の制御信号生成部に生成される制御信号のタイミングチャート
【図１７】図１５のサンプリングミキサの周波数特性を示す図
【図１８】本発明の実施の形態６におけるサンプリングミキサの回路例を示す図
【図１】
0005258559.tif 000015
【図２】
0005258559.tif 000016
【図３】
0005258559.tif 000017
【図４】
0005258559.tif 000018
【図５】
0005258559.tif 000019
【図６】
0005258559.tif 000020
【図７】
0005258559.tif 000021
【図８】
0005258559.tif 000022
【図９】
0005258559.tif 000023
【図１０】
0005258559.tif 000024
【図１１】
0005258559.tif 000025
【図１２】
0005258559.tif 000026
【図１３】
0005258559.tif 000027
【図１４】
0005258559.tif 000028
【図１５】
0005258559.tif 000029
【図１６】
0005258559.tif 000030
【図１７】
0005258559.tif 000031
【図１８】
0005258559.tif 000032