(57)【要約】振幅離散時間連続パルスを生成する非同期ΣΔ変調器（AM)と、この振幅離散時間連続パルスを遅延するための一連の遅延セル（C1...Cn）と、こうして遅延された振幅離散時間連続パルスを低域通過フィルタリングするための手段（O1,On,S1,Sn,I1,In）とを備えるアナログFIRフィルタが開示される。
2004538703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ遅延ラインを備えるアナログFIRフィルタであって、アナログ入力信号を受信し、振幅離散時間連続パルスを生成する非同期ΣΔ変調器と、前記振幅離散時間連続パルスを受信する遅延ラインであってその一つ或いは複数の出力の所に遅延された振幅離散時間連続パルスを生成するための一連の遅延セルを備える遅延ラインと、前記一つ或いは複数の出力に接続された前記遅延された振幅離散時間連続パルスを結合することで前記アナログ入力信号のフィルタリングされたバージョンを生成するための手段とを備えることを特徴とするアナログFIRフィルタ。
【請求項２】
前記遅延セルの各々が、立上りエッジと立下りエッジを有するワンショットパルスを生成するための手段を備え、前記一連の遅延セル内のあるセルの立上りエッジが前記一連の遅延セル内の前のセル内で生成されたワンショットパルスの立下りエッジにて開始されることを特徴とする請求項１記載のアナログFIRフィルタ。
【請求項３】
前記遅延セルの各々が、前記ワンショットパルスの立下りエッジにおいてスパイクを生成するための手段と、遅延された振幅離散時間連続パルスを生成するために、前記スパイクを前記一連の遅延セル内の次のセル、及び／或いはラッチに加えるための手段とを備えることを特徴とする請求項２記載のアナログFIRフィルタ。
【請求項４】
前記一連の遅延セルの前記ワンショットパルス発生手段と整合されたダミーワンショットパルス発生器と、前記ダミーワンショットパルス発生器を固定デューティーサイクル参照周波数で駆動するための手段と、前記ダミーワンショットパルス発生器のワンショットパルスと前記参照周波数とを比較するために手段と、前記比較の結果を前記ダミーワンショットパルス発生器及び前記一連の遅延セルのワンショットパスル生成手段に、これらのパルス幅を制御するために加えるための手段と、を備えることを特徴とする請求項３記載のアナログFIRフィルタ。
【請求項５】
一つは前記非同期ΣΔ変調器によって生成された前記振幅離散時間連続パルスの立上りエッジを遅延させるため、もう一つは前記非同期ΣΔ変調器によって生成された前記振幅離散時間連続パルスの立下がりエッジを遅延させるための２つの遅延ラインと、前記２つの遅延ラインの出力信号を結合することで遅延された振幅離散時間連続パルスを生成するためのラッチ手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のアナログFIRフィルタ。
【請求項６】
前記遅延セルが前記遅延されるべき振幅離散時間連続パルスを受信し、比較的急でないスロープを有するパルスを生成するための低電流インバータと、前記急でないスロープのパルスを受信し、比較的鋭いエッジを有する遅延された振幅離散時間連続パルスを生成するための一つ或いは複数の高電流インバータとを備えることを特徴とする請求項１記載のアナログFIRフィルタ。
【請求項７】
前記一連の遅延セルのセルと整合され、かつ発振器回路が形成されるように帰還構成に配置された一つ或いは複数のダミー遅延セルと、前記発振器回路によって生成されたパルスを参照周波数と比較するための手段と、前記比較の結果を前記ダミー遅延セル及び前記一連の遅延セルの遅延セルに、これらの遅延を制御するために加えるための手段とを備えることを特徴とする請求項６記載のアナログFIRフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログ遅延ラインを備えるアナログFIR（＝有限インパルス応答）フィルタに関する。FIRフィルタは、アナログ遅延ラインに基づが、非常に多数の用途において有益である。アナログFIRフィルタのとりわけ重要な用途には、汎用スペクトルシェーピング及び汎用位相線形フィルタリングがある。他の用途には位相線形プレフィルタリング及びポストフィルタリングが含まれ、A/D及びD/A変換、エコー生成及びエコー相殺回路等においてエリアジング（aliasing）を防止するために用いられている。これらケースにおいては、遅延ラインは、通常は、複数のタップを有し、これらから遅延された信号が得られる。他の幾つかのケースにおいては、遅延ラインはたった一つの出力タップしか有さず、例えば、PAL TV信号の復調、及び櫛形フィルタの実現の場合のように、この出力タップからの信号と入力信号が、例えば、PAL TV信号のクロスカラー歪みを回避するために結合される。
【０００２】
従来はアナログ遅延ラインは、電気機械デバイス内において音響波伝送（acoustic wave transmission）を介して実現された。後に電荷結合デバイス（charge-coupled-device, CCD）構造として一般化されたバケットブリゲードメモリ（bucket-brigade memory）の発明により、遅延ラインを固体回路内に実現することが可能となった。ただし、このタイプのアナログ遅延ラインは信号の劣化に対して弱く、遅延ラインが長く遅延ライン内で多くの信号転送が起こる場合には特にそうである。
【０００３】
今日においては、遅延ラインは、通常は、デジタルメモリを介して実現され、A/D及びD/AコンバータをI/Oインタフェースとして備える。ただし、デジタル遅延ラインの使用には、比較的高い帯域幅及び高い解像度が要求される場合には、問題がある。
従って、本発明の目的は、遅延ラインを備えるFIRフィルタであって、遅延されるべき信号をアナログ形式にて扱うことができ、従来のアナログFIRフィルタの短所である信号劣化の問題を有さないFIRフィルタを提供することにある。これを達成するために、本発明のFIRフィルタは、アナログ入力信号を受信し、振幅離散時間連続パルスを生成する非同期ΣΔ変調器と、この振幅離散時間連続パルスを受信する遅延ラインであってその一つ或いは複数の出力の所に遅延された振幅離散時間連続パルスを生成するための一連の遅延セルを備える遅延ラインと、これら一つ或いは複数の出力に接続されたこれら遅延された振幅離散時間連続パルスを用いてアナログ入力信号のフィルタリングされたバージョンを生成するための手段とを備えることを特徴とする。
【０００４】
この非同期ΣΔ変調器は、アナログ入力信号を受信し、時間と共に変動する周波数と時間と共に変動するデューティーサイクルとを有する方形波を生成する。このデューティーサイクルは、入力信号の振幅の線形関数であり、このことはアナログ入力信号が方形波の周波数スペクトルのベースバンド部分に保存されることを意味する。この非同期ΣΔ変調器の原理、構造及び特性については、文献“Analog-to-Digital Conversion via Duty-Cycle Modulation”, IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol.44, no 11, November 1997, pp. 907-914において記述されている。
【０００５】
この非同期ΣΔ変調器の下流には、振幅離散時間連続パルスに対する遅延ラインが配置される。この遅延ラインは、単に２値信号（two-valued signal）が伝送できればよく、このため、この遅延ラインのセルは非線形手段にて構成することができる。信号内容は信号の零クロシング内に保存され、このため、方形波のエッジが十分に鋭い場合は、遅延ラインが多数のセルから成る場合でも、信号対雑音比を高レベルに維持することができる。
【０００６】
その後、アナログ入力信号の遅延されたバージョンが必要となったときに、最後の遅延セルの出力が低域通過フィルタに供給され、ベースバンドをパスされる。他方、アナログFIRフィルタが他の目的のために必要とされる場合は、遅延ラインに複数のタップが設けられ、この出力方形波の各々に重み係数が乗じられ、こうして重み付けされた方形波を結合することで、このフィルタのフィルタリングされた出力信号が構成される。
【０００７】
上に参照のIEEE文献の図３は、非同期ΣΔ変調器と、この下流に設けられたこの非同期ΣΔ変調器によって生成された振幅離散時間連続パルスを遅延させるための一連の遅延セルを示す。ただし、この構成は、フィルタ内に含まれるのではではなく、AD変換器内に含まれ、遅延ラインの出力方形波を高周波同期サンプリングパルスにてサンプリングすることで、同期１ビットデジタル信号が構成される。これとは対照的に、本発明の構成は、アナログフィルタを振幅離散手段にて、高周波サンプリングを用いることを必要とされることなく構成することを目指す。
【０００８】
上述のように、遅延セルは非線形手段にて構成することもできる。例えば、一連のインバータによってこの目的を果たすこともできる。ただし、各インバータ段は、今日の技術にて実現された場合、２から３ピコ秒なる非常に小さな遅延しか有さないために、通常は十分な遅延を得るためには、多数のインバータが必要とされる。とりわけ比較的低周波の信号をフィルタリングしたい場合には、長い遅延時間が要求され、このため非常に多数のインバータが必要となる。この短所を克服するために、本発明のもう一面によると、このアナログFIRフィルタは、これら遅延セルの各々が、立上りエッジと立下りエッジを有するワンショットパルスを生成するための手段を備え、これら一連の遅延セル内のあるセルの立上りエッジがそれら一連の遅延セル内の前のセル内で生成されたワンショットパルスの立下りエッジにて開始されることを特徴とする。
【０００９】
さらにもう一つの好ましい実施例によると、本発明のアナログFIRフィルタは、これら遅延セルの各々が、上述のワンショットパルスの立下りエッジにおいてスパイクを生成するための手段と、これらスパイクを、遅延された振幅離散時間連続パルスを生成するために、上述の一連の遅延セル内の次のセル、及び／或いはラッチに加えるための手段とを備えることを特徴とする。遅延セルのこの実現では、振幅離散時間連続パルスの全体を受信及び生成する遅延セルと比較して、より正確な遅延を得ることができる。前のセルのスパイクが到着すると、容量が放電され、ワンショットパルスが開始される。その後、この容量がDCバイアス電流にて充電され、ある瞬間において、この容量間の電圧が閾値に達した時点で、このワンショットパルスは終端する。この構成においては、セルの遅延を構成するワンショットパルスの持続期間は、容量及びDCバイアス電流の値を適当に選択することで容易に設定することができる。さらに、遅延量は、必要であれば、バイアス電流の大きさを制御することで容易に制御することができる。
【００１０】
本発明のFIRフィルタには基本的に２つの設計パラメータが存在する。第一のパラメータは、非同期ΣΔ変調器の搬送周波数（center frequenncy）、つまり、非同期ΣΔ変調器によって入力信号が零のとき送られる方形波の周波数である。変調器内のエリアジング歪みを低く確保するためには、この搬送周波数は、十分に高いこと、例えば、入力信号のベースバンドバンド幅（baseband bandwidth）の３倍以上高いことを要求される。第二のパラメータは、遅延セル内のワンショットパルスの幅の設定である。このパルス幅は、ワンショットパルスが遅延されるべき方形波のエッジと重なるのを回避するために、非同期ΣΔ変調器の方形波内に発生する最小パルス幅より少しだけ小さいことが要求される。計算から、ワンショットパルスの幅は、搬送周波数の持続期間の1/4より大きくてはならないことがわかる。これは、勿論、セル当り得ることができる遅延を制限する。この点を改善するために、本発明もう一つの好ましい実施例によると、このアナログFIRフィルタは、一つは非同期ΣΔ変調器によって生成された振幅離散時間連続パルスの立上りエッジを遅延させるため、もう一つは非同期ΣΔ変調器によって生成された振幅離散時間連続パルスの立下がりエッジを遅延させるため２つの遅延ラインと、これら２つの遅延ラインの出力信号を結合することで遅延された振幅離散時間連続パルスを生成するためのラッチ手段とを備えることを特徴とする。この構成においては、セル当りの最大遅延は、非同期ΣΔ変調器の搬送周波数の全持続期間と等しくなる。
【００１１】
ワンショットパルス幅は、フィルタ精度に対して、搬送周波数の値よりより重要なように見える。搬送周波数は、単に、重大な量のエリアジングを防止するのに十分に高く、かつ、遅延セル内のワンショットパルスと重なることが防止できるように十分に低いことのみを要求される。これとは対照的に、ワンショットパルスの幅は、このパルス幅によって遅延の量が決まるため、フィルタの特性に対してより重要である。従って、本発明のもう一つの目的によると、一連の遅延セルのワンショットパルス発生手段と整合されたダミーワンショットパルス発生器と、このダミーワンショットパルス発生器を固定デューティーサイクル参照周波数にて駆動（initialize）するための手段と、ダミーワンショットパルス発生器のワンショットパルスと参照周波数とを比較するための手段と、この比較の結果を、ワンショットパルスのパルス幅を制御するために、ダミーワンショットパルス発生器及び一連の遅延セルのワンショットパスル発生手段に加えるための手段とを備えるアナログFIRフィルタが提供される。これによって、ワンショットパルスの幅を、製造公差によって避けることができないスプレッドが発生した場合でも、正確に設定することが可能となる。
【００１２】
上述の２遅延ラインの概念は、これら遅延ラインの一方のワンショットパルス発生器と他方の遅延ラインのワンショットパルス発生器との間に非均等（non-uniformity）が存在する場合には問題を有するように見える。非均等が存在する場合には、これら遅延ラインの一方内の遅延が他方の遅延ライン内の遅延と異なり、波形のデューティーサイクルがこれらライン間で異なることとなる。ただし、これはこの非均等が静的な性格を有する場合は、懸念されるほど有害ではない。この場合、FIRフィルタは、単にDCオフセットエラーを示す。
【００１３】
このDCオフセットが許容できる場合は、これら遅延セルは、より単純に実現することができ、本発明のもう一面によると、これら遅延ラインの各々は、遅延されるべき振幅離散時間連続パルスを受信し、比較的急でないスロープを有するパルスを生成するための低電流インバータと、これら急でないスロープのパルスを受信し、比較的鋭いエッジを有する遅延された振幅離散時間連続パルスを生成するための一つ或いは複数の高電流インバータとを備える。この場合は、スパイクが遅延される代りに、無修正の振幅離散時間連続パルス列の全体が遅延ラインに通される。このケースにおいては、遅延セルは少数のインバータから成り、遅延は、低電流インバータと第一の高電流インバータとの間の寄生容量の充放電により得られる。この実現においては、セル当りの遅延は上述の実現よりも小さく、より多数のセルが必要とされるが、この短所は、セル当りに必要とされるチップ面積が小さいことで相殺される。さらに、遅延セルのこの実現においては、セルの遅延が製造公差（production spreads）の影響を受けないようにすることが重要となり、従って、本発明のアナログFIRフィルタのこの実現によると、このアナログFIRフィルタは、さらに、上述の一連の遅延セルのセルと整合され、かつ発振器回路が形成されるように帰還構成に配置された一つ或いは複数のダミー遅延セルと、この発振器回路によって生成されたパルスを参照周波数と比較するための手段と、この比較の結果を、これらの遅延を制御するために、ダミー遅延セルと及び上述の一連の遅延セルの遅延セルに加えるための手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
以下では本発明について添付の図面を参照しながらさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１のアナログFIRフィルタは、アナログ入力信号ｖを受信する非同期ΣΔ変調器AMを備える。この非同期ΣΔ変調器の出力信号は、その時間連続エッジ位置（time-continuous edge-positions）が入力信号とともに変化する方形波ａから成る。この非同期ΣΔ変調器は、入力信号vと方形波のデューティーサイクルτ/T間に線形関係を有することを特徴とする理想デューティーサイクル変調器（ideal duty-cycle modulator）に良く近似する。この方形波の瞬間周波数ｆ＝１/Ｔは入力信号ｖに二次的に依存する。この非同期ΣΔ変調器の動作は以下にセットの式にて記述することができる：
τ/T  ＝（ｖ＋１）／２  及び  f/fc＝１−ｖ２   （ここで│ｖ│＜１）
ここで、fcは、この非同期ΣΔ変調器の搬送周波数（center frequency）を表す。つまり、方形波の入力信号ｖが零のときの周波数を表し、これは変調器内の帰還ループのディメンジョニングに依存する。
【００１６】
この非同期ΣΔ変調器の方形波ａは、微分器Ｄ０内で微分される。この微分器は、それぞれ、方形波ａの立上りエッジ及び立下りエッジにおいて正及び負のスパイクｂを供給する。これらスパイクを全波整流器Ｒ０内で整流することで、この方形波ａ の立上り及び立下りエッジの両方において正のスパイクｃが得られる。これらスパイクｃ は、一連の同一の遅延セル（＝遅延ライン）C1...Cnの第一の遅延セルC1に加えられる。各遅延セルは、ワンショット発生器Ｇと、これに続く、微分器Ｄ及び半波整流器Ｒを備える。スパイクｃ が発生すると、ワンショット発生器Ｇは、Tsなるパルス幅を有する単一（ワンショット）パルスｄを生成する。このパルス幅は、ワンショット発生器Ｇの設計パラメータである。このワンショットパルスｄを微分器Ｄ内で微分することで、それぞれ、ワンショットパルスの立上り及び立下りエッジにおいて正及び負のスパイクｅが生成される。半波整流器Ｒは、正のスパイクは阻止し、負のスパイクはパス（及び反転）し、この結果、ワンショットパルスｄの立下りエッジと同時に発生する一連の正のスパイクｆが得られる。
【００１７】
図２は、これら信号ａからｆを示す。この図からわかるように、一連のスパイクｆは一連のスパイクｃと、スパイクｆの方がスパイクｃよりワンショットパルスの幅Tsに等しい時間期間だけ遅延されている点を除いて同一である。こうして遅延されたスパイクｆがこの遅延ラインの次の遅延セルＣ2に加えられる。
【００１８】
「２による割算器（divider by 2）」ラッチＥ1は、これらスパイクｆを受信し、これらスパイクから方形波ｇを生成する。この方形波ｇは、方形波ｇの方が遅延期間Tsだけ遅延されていることを除いて元の方形波ａと同一である。÷２割算器ラッチＥ1の出力は、この遅延ラインの出力タップＯ１を構成する。図１はこの遅延ラインの第二の出力タップＯｎを構成する対応するユニットEnも示す。図からわかるように、出力タップの数は、遅延セルの数よりもかなり少ない。遅延セルの数（ｎ）は、要求される遅延の総量、及び一つのセルによって達成することができる遅延の量によって決まる。他方、出力タップの数は、フィルタの要求される次数（order）によって決まる。例えば、PAL遅延ラインのケースように、入力信号ｖを単にある期間だけ遅延することのみが要求される場合、遅延セルの数は非常に多くされ、最後のセルのみが出力タップＯnを有し、このタップの下流に、（遅延された）ベースバンド信号を回復するための低域通過フィルタが設けられる。
【００１９】
上の説明から明らかのように、図１の遅延セルは、振幅離散時間連続パルス（amplitude-discrete time-continuos pulses）のエッジを表す信号（スパイク）のみを受信及び遅延し、これらスパイクが、必要なときにのみ、つまり、出力タップＯ1、Ｏnの所で、完全な振幅離散時間連続パルスに回復される。
【００２０】
通常、トランスバーサルアナログFIRフィルタが要求される場合は、これら出力タップの所の信号は重み係数を乗ずることを要求され、こうして重み付けされた信号を加算することでフィルタの出力信号が構成される。この機能は、このために、これら出力信号の各々に対して、アナログ乗算器を必要とする。重み付けされるべき信号の振幅離散性のために、この機能は、本発明の構成においては、スイッチS1、Snによってより容易に遂行される。つまり、これらスイッチS1、SnはラッチE1、Enの出力信号によってスイッチされ、重み電流源（weighting current source）J1、Jnからの重み電流（weighting current ）をスイッチする。こうしてスイッチされた重み電流を互いに加えることで、フィルタリングされた出力信号が得られる。これらユニットEから得られる時間連続パルスのデューティーサイクルは（遅延された）入力信号vに線形依存するために、こうしてスイッチされた重み電流の各々は、遅延された入力信号ｖと重み電流のアナログ乗算を構成する。
【００２１】
図３は、図１の構成の遅延セルのトランジスタの具体例を示す図である。このワンショット発生器は、コンデンサQ、バイアストランジスタTb、放電トランジスタTd及び３つのインバータ段I1、I2、I3から成るハードリミッタを備える。前のセルからのスパイクは、コンデンサを放電トランジスタTdを通じて放電し、この電圧を低値にするが、この結果、インバータI3の出力の所のワンショットパルスが開始される。その後、バイアストランジスタTbを通じて流れる電流によってこのコンデンサが充電され、ある時点においてこのハードリミッタの閾値に達し、この結果、ワンショットパルスは終端するが、コンデンサの充電は継続される。このシーケンスが新たなスパイクが遅延セルの入力の所に到達する度に反復される。これら３つのインバータ段I1、I2、I3の縦続により、ワンショットパスルのエッジが十分に鋭くなることが確保される。これはワンショット発生器内に単安定フリップフロップが構成されるように正帰還を設けることでも達成できるが、ただし、この場合はチップ上への実現がより困難となる。
【００２２】
３つのさらなるインバータI4、I5、I6と、I5とI6 の間のパストランジスタTpによって、このセルの微分器/整流器が実現される。パストランジスタTpには、インバータI3の出力の所の方形波と、インバータI5の出力の所の2つのインバータ段I4、I5にて遅延された方形波が供給される。次に、これら２つの方形波間の差から成るスパイクがI6によって反転される。
【００２３】
ワンショットパスルの幅Ts（図２の曲線ｄ参照）が曲線ａの方形波の次のエッジと重なっては重ならない。換言すれば、このパスルの幅Tsは、遅延されるべき方形波の期間τとＴ−τのいずれか小さい方より大きくてはならない。これを達成するためには、前述の式から容易にわかるように、非同期ΣΔ変調器の全変調深度を用いたい場合には、ワンショットパルスは、搬送周波数の期間Tcの1/4より広くてはならない。現実問題としては、この要件のためにセル当りの遅延量が厳しく制限され、このため多数のセルを用いることが必要となる。
【００２４】
図４にはこれとの関連での改善が示される。単一の遅延ラインの代りに、２つの遅延ラインC1'...Cn'及びC2"...Cn"が並列に用いられる。図１の全波整流器R0が２つの半波整流器R0'及びR0"によって置換され、これら遅延ラインの一方は波形ｂの正のスパイクによって駆動され、他方はこの波形の負のスパイクによって駆動される。図５には、波形a、b、c'、c"、d'、d"、e'、e"、f'、f"及びこの構成にて得られる波形gが示される。この構成では、ワンショットパルス幅を搬送周波数の全持続期間Teに向けて４倍増加することができ、本発明のアナログFIRフィルタの高周波要件を大幅に軽減することができる。出力タップ位置においては、積分・ダンプ動作（integrate-and-dump operation）によって図１の２による割り算動作（divider-by-2 operation）が置換される。この動作はセット・リセットラッチ（set-reset latches）F1、Fn により容易に実現することができる。これら２つのブランチのワンショット発生器Ｇが均等（uniform）でない場合は上側ブランチ内の遅延と下側ブランチ内の遅延が異なることとなる。このため、波形ｇのデューティーサイクルが遅延ラインに沿って変わることとなる。ただし、これは、この不均等性（non-uniformity）が静的な性格を有する場合は、想像されるほど有害ではない。この場合は、フィルタの出力は、フィルタ出力を構成する遅延サンプルの異なる静的寄与の結果としてのDCオフセットエラーを示すこととなる。
【００２５】
図６はワンショットパルス幅制御ユニット（one-shot pulse-width control unit）の具体例を示す図である。この制御ユニットは固定デューティーサイクル参照周波数（fixed duty-cycle reference frequency）frによって駆動される。好ましくは、２×frなる周波数が２で割られ、ちょうど５０％のデューティーサイクルを有する周波数frの参照方形波が得られる。この方形波を微分器Dd内で微分し、半波整流器Rd内で整流することで、単極スパイク（unipolar spikes）が得られる。このスパイクによって、遅延ラインセル（delay-line cells）のワンショットパルス発生器Gと良く類似するダミーワンショットパルス発生器Gdが始動させる。減算器Md内においてダミー発生器Gdのワンショットパルスと参照波形の５０％デューティーサイクルパルスが比較される。これら２つのパルス間の差を積分器Udを用いて積分することで、制御電圧Vbが得られる。この制御電圧をダミーワンショット発生器Gdに帰還させることで、ワンショットパルス幅Tsが参照波形のパルス幅に自動的に調節される。この制御電圧Vbは遅延セルのワンショットパルス発生器G（例えば、図３のバイアストランジスタTbのゲート）にも供給され、これによって全てのワンショットパルスが参照波形のそれに調節される。
【００２６】
図７において、参照符号Hにて示されるボックスは異なるタイプの遅延セルを示す。図３に示される振幅離散時間連続パルスのエッジを表すスパイクを受信及び遅延する遅延セルとは対照的に、図７の遅延セルHは、振幅離散時間連続パルスの全体を受信及び遅延する。この遅延セルHは５つのインバータI7...I11を備え、これらの内、第一のインバータI7は低電流を運び、他の４つのインバータI8...I11は高電流を運ぶ。インバータI7の電流は２つのトランジスタT1、T2によって制限される。これらトランジスタT1、T2はインバータI7に対して直列に接続され、制御ユニットWにて制御される。インバータI7の入力に加えられるパルスの立上りフランク（rising flank）において、このインバータの出力の所の寄生容量がこのインバータの下側トランジスタとトランジスタT2を通じてゆっくりと放電される。同様に、入力パルスの立下りフランクにおいて、この寄生容量がトランジスタT1とインバータI7の上側トランジスタを通じてゆっくりと充電される。この結果、インバータI7の出力の所のパルス列のエッジは鈍くなる。インバータI8...I11は、インバータI7の出力パルスのスロープが、この遅延セルによって供給される遅延がスロープの持続期間の約半分となるように遅延セルの正と負の電源電圧間の実質的に半分のレベルを通過した瞬間に鋭いエッジを再生する機能を有する。
【００２７】
制御ユニットWは、差動トランジスタペアT3、T4を備え、これらのソース電極は共通の電流源に接続され、トランジスタT3のゲート電極は制御電圧Vbに接続され、トランジスタT4のゲート電極は参照電圧Vrに接続される。トランジスタT4のドレーン電極はトランジスタT5に接続され、トランジスタT5は、接続V1を通じて、遅延セルH内のトランジスタT1との間に第一の電流ミラーを形成し、トランジスタT6との間に第二の電流ミラーを形成する。この後者のトランジスタT6は、その電流をトランジスタT7に供給し、トランジスタT7は、接続V2を通じて、遅延セル内のトランジスタT2と電流源（電流ミラー）を形成する。この構成によると、制御電圧Vbによって制御されるトランジスタT4のドレーン電流がトランジスタT5及びT1を通じてインバータI7の上側トランジスタに反映され（mirrored）、加えて、トランジスタT5、T6、T7、及びT2を通じてインバータI7の下側トランジスタにも反映されることが確保される。こうして、制御ユニットWの入力の所の制御電圧Vbを変化させることで、インバータI7に流れる電流、この結果としてのパルスエッジのスロープ、従って、遅延セルの遅延を制御することが可能となる。
【００２８】
図８は、FIRフィルタ構成を示すが、これは、各々が図７の遅延セルHと同一の遅延セルH1...Hnの縦続を備える。図からわかるように、この遅延セルの縦続は、非同期ΣΔ変調器AMから、直接に、つまり、微分器及び整流器が接続される（必要とされる）ことなく、供給される。さらに、遅延された振幅離散時間連続パルスは、遅延ラインのタップO1、Oｎから直接に、つまり、ラッチ或いはセット・リセットユニットを要求されることなく、取られる。これら出力タップは、図１及び４に示されるように、スイッチS1、Snに接続される。
【００２９】
遅延ラインH1...Hnの遅延を制御するために、図８の構成は、遅延ラインH1...Hnのセルと同一の３つのダミー遅延セルHd1、Hd2、Hd3を備える。セルHd3の出力は、発振回路が構成されるようにセルHd1の入力に帰還される。この発振回路は、入力信号と出力信号が同相となる周波数にて発振する。遅延セルの数が奇数（３）であり、セル当りのインバータの数が奇数（５）である場合、３つの遅延セルの総遅延は180°なる位相シフトを生じさせる必要がある。このことは、各セルは、６０°の、或いは発振周波数の期間の1/6の遅延を有することを意味する。この発振回路の出力波形が乗算器Nd内で安定な参照周波数frefと比較され、この比較の結果から、積分器Ud'内での積分を経て、制御電圧Vb が形成され、これが制御回路Wに加えられる。制御回路Wは、接続V1及びV2を通じて、遅延ラインの全ての遅延セルH1...Hn及び３つのダミー遅延セルHd1、Hd2、Hd3の遅延を制御する働きを有する。これら発振回路、乗算器Nd、積分器Ud'及び制御回路Wから成る位相固定ループは、これら３つのダミー遅延セルの遅延を、この発振器回路の周波数が参照周波数frefと等しくなるように制御し、この結果として、各遅延セルの遅延が参照周波数の持続期間の1/6と等しくなるように制御される。明らかなように、セル当りのインバータの数及び／或いは発振器回路内のセルの数を変えた場合には、セル当りの遅延と参照周波数の持続期間との間の比も変わる。
【００３０】
この非同期ΣΔ変調器から得られる波形の最小パルス幅はTc/4であるため、遅延セルの第一のインバータI7内で生成されるスロープは、Tc/4より長くてはならない。さらに、遅延セルのインバータI8...I11は、スロープが正と負の電源電圧間の約半分に達したとき新たな鋭いエッジを生成するために、セル当りの遅延はTc/8より長くすることはできない。これは、図１の構成におけるセル当りの遅延（Tc/4）及び図４の構成におけるセル当りの遅延（Tc）より短い。反面、図６の遅延セルは、構造が単純であるために、チップ単位面積当りより多くのセルを搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるアナログFIRフィルタの第一の実施例を示す図である。
【図２】図１の実施例の動作を説明するための波形を示す図である。
【図３】本発明によるアナログFIRフィルタ内で用いるための遅延セルの第一のトランジスタの具体例を示す図である。
【図４】本発明によるアナログFIRフィルタの第二の実施例を示す図である。
【図５】図４の実施例の動作を説明するための波形を示す図である。
【図６】本発明によるアナログFIRフィルタ内で用いるための遅延制御回路の具体例を示す図である。
【図７】本発明によるアナログFIRフィルタ内で用いるための遅延セルの第二のトランジスタの具体例を示す図である。
【図８】本発明によるアナログFIRフィルタの第三の実施例及びこのための遅延制御回路を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
AM  非同期ΣΔ変調器
Ｄ 微分器
Ｇ  ワン・ショット発生器
Ｒ  半波整流器
Q  コンデンサ
Tb  バイアストランジスタ
Td  放電トランジスタ
I  インバータ段
Gd  ダミーワンショットパルス発生器
Md  減算器
Ud  積分器
【国際公開パンフレット】
2004538703.tif 000003
2004538703.tif 000004
2004538703.tif 000005
2004538703.tif 000006
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
2004538703.tif 000024
2004538703.tif 000025
2004538703.tif 000026
2004538703.tif 000027
2004538703.tif 000028