(57)【要約】【課題】制御信号として複雑な波形を用いずにフィルタ特性を変更することができるサンプリングフィルタ装置を提供する。【解決手段】サンプリングフィルタ装置１００は、制御部１４０と、複数の積分器と、複数のスイッチとを有している。入力される電流を１クロックで複数のコンデンサに蓄積するとともに、数クロック前から１クロック前に積分器に蓄積された電荷を加算して出力する。各クロックで積分器に電荷を蓄積する際に、入力される電流を切り換えることにより、出力する電荷を重み付けして加算することが可能となり、フィルタ特性が変化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積分器からの出力に応じてフィルタ特性が決定されるサンプリングフィルタ装置であって、
電流を積分する複数の積分器と、
前記積分器の入力段に設けた充電スイッチと、
前記積分器の出力段に設けた放電スイッチと、
前記積分器毎に、前記充電スイッチおよび前記放電スイッチをそれぞれ制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数の積分器に異なる電荷量を同じタイミングで充電し、前記複数の積分器から異なるタイミングで異なる電荷量の放電を行うよう制御するサンプリングフィルタ装置。
【請求項２】
前記複数の積分器は、それぞれがＮ個（Ｎは２以上の整数）の積分器から構成される（Ｎ＋１）組の積分器グループであり、
前記制御手段は、前記１組の積分器グループに含まれるＮ個の積分器への充電、および、充電中の積分器グループ以外のＮ組の前記積分器グループのそれぞれからひとつずつ選択したＮ個の積分器に充電された電荷の加算と出力と、を１クロック毎に行うよう制御する請求項１記載のサンプリングフィルタ装置。
【請求項３】
電流源を複数持ち、１クロック毎に、前記複数の積分器に異なる電荷量を入力する請求項１および２記載のサンプリングフィルタ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、１クロックで前記複数の積分器が積分する電荷をａ1〜ａMとして、出力する電荷ｙが、
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となるよう制御する請求項１から３のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置。
【請求項５】
電流源を複数備え、
前記制御手段は、前記電流源を切り替えることにより、前記積分器に入力される電流を切り替える請求項１から４のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置。
【請求項６】
電流源を備え、
前記制御手段は、前記電流源の電圧−電流特性を切り替えることにより、前記積分器に入力される電流を切り替える請求項１から４のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置。
【請求項７】
電流源を備え、
前記複数の積分器は、容量値が異なり、
前記制御手段は、前記積分器を切り替えることにより、前記積分器に入力される電流を切り替える請求項１から４のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置。
【請求項８】
前記積分器を切り替える複数の切替スイッチを備える請求項７記載のサンプリングフィルタ装置。
【請求項９】
前記制御手段は、所定のタイミングで前記積分器に充電された電荷を出力せずにリセットするよう制御する請求項１から４のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、１クロックで正の電荷と負の電荷をそれぞれ異なる積分器に蓄積することにより、出力する電荷ｙが正負の係数で設定される請求項４記載のサンプリングフィルタ装置。
【請求項１１】
アンテナより入力される無線周波数信号に対して離散化およびフィルタ処理を行う請求項１から１０のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置と、
前記サンプリングフィルタ装置内における前記複数の積分器に充電された電荷量を電圧値に変換して出力するバッファ部と、
前記バッファ部から出力されるアナログ信号をデジタル化するＡ／Ｄ部と、
前記Ａ／Ｄ部でデジタル化された信号に対して、復調処理または復号処理を行うベースバンド部と、を有する無線通信装置。
【請求項１２】
アンテナより入力される無線周波数信号に対して離散化およびフィルタ処理を行うとともに、第１または第２の無線通信方式に対応して、前記複数の積分器に充電する電荷量を変更する請求項１から１０のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置と、
前記サンプリングフィルタ装置内における前記複数の積分器に充電された電荷量を電圧値に変換して出力するバッファ部と、
前記バッファ部から出力されたアナログ信号をデジタル化するＡ／Ｄ部と、
前記Ａ／Ｄ部の出力を前記第１または第２の無線通信方式に対応して切り換えるスイッチ部と、
前記第１の無線通信方式に対応し、前記Ａ／Ｄ部から前記スイッチ部を介して出力されるデジタル信号に対して復調処理または復号処理を行う第１のベースバンド部と、
前記第２の無線通信方式に対応し、前記Ａ／Ｄ部から前記スイッチ部を介して出力されるデジタル信号に対して復調処理または復号処理を行う第２のベースバンド部とを有する無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数特性が可変であるサンプリングフィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信などの無線通信装置では、信号を時間的に離散化し周波数変換およびフィルタリングを行うサンプリングフィルタ装置が用いられる。従来のサンプリングフィルタ装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがあった。図７は、特許文献１に記載された従来のサンプリングフィルタ装置を示すものである。
【０００３】
図７において、従来のサンプリングフィルタ装置は、スイッチ２Ａと、スイッチ２Ｂと、積分器３と、重みおよびサンプリング（Ｗ＆Ｓ）要素６と、制御信号発生器７とを有している。制御信号発生器７から生成されるクロックと、反転クロックと、Ｗ＆Ｓ信号と、リセット信号により、リセットとサンプリングとホールドの３つのプロセスを実行する。
【０００４】
このサンプリングフィルタ装置のフィルタ特性は、重み関数により決定される。また、重み関数は、Ｗ＆Ｓ要素６とＷ＆Ｓ信号の組み合わせに依存し、Ｗ＆Ｓ信号は、例えば、３つの重み関数（一定、傾斜、ガウス）に対応する。Ｗ＆Ｓ要素６を通る信号電流は、サンプリング窓の外ではゼロであり、サンプリング窓の中では重み関数（一定、傾斜、ガウス）に従って重みが付けられる。このように、Ｗ＆Ｓ信号によりＷ＆Ｓ要素６の出力に重み付けを行うことにより、フィルタ特性を変更することが可能である。
【特許文献１】特表２００３−５１０９３３号公報（第３１頁、図２Ａ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載の従来の方法では、フィルタ特性を変更するためのＷ＆Ｓ信号として、傾斜波形およびガウス波形などの複雑な波形を用意する必要があるとともに、クロックの幅を細かく制御しなければならなかった。
【０００６】
本発明は、前記従来の事情に鑑みてなされたものであって、制御信号として複雑な波形を用いずにフィルタ特性を変更することができるサンプリングフィルタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のサンプリングフィルタ装置は、積分器からの出力に応じてフィルタ特性が決定されるサンプリングフィルタ装置であって、電流を積分する複数の積分器と、前記積分器の入力段に設けた充電スイッチと、前記積分器の出力段に設けた放電スイッチと、前記積分器毎に、前記充電スイッチおよび前記放電スイッチをそれぞれ制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の積分器に異なる電荷量を同じタイミングで充電し、前記複数の積分器から異なるタイミングで異なる電荷量の放電を行うよう制御するものである。
【０００８】
上記構成によれば、１クロック毎に複数の積分器に異なる電荷量を充電するので、積分器毎に蓄積する電荷に重み付けをして、加算した電荷を出力することができる為、矩形波のみの制御信号でフィルタ特性を変化させることができる。したがって、サンプリングフィルタ装置を制御する制御部を、簡単な構成で実現することが可能になる。また、重み付けをして加算した電荷を畳み込み演算することにより、重み付けを活かすことができる。
【０００９】
また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、前記複数の積分器が、それぞれがＮ個（Ｎは２以上の整数）の積分器から構成される（Ｎ＋１）個の積分器グループであり、前記制御手段が、前記１組の積分器グループに含まれるＮ個の積分器への充電、および、充電中の積分器グループ以外のＮ組の前記積分器グループのそれぞれからひとつずつ選択したＮ個の積分器に充電された電荷の加算と出力と、を１クロック毎に行うよう制御するものである。また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、電流源を複数持ち、１クロック毎に、前記複数の積分器に異なる電荷量を入力するものである。
【００１０】
上記構成によれば、１クロック毎に、入力される電流をＮ個の積分器に蓄積するとともに、Ｎクロック前から１クロック前に積分器に蓄積された電荷を加算して出力し、さらに１クロックごとに複数の積分器に異なる電荷量を蓄積することにより、出力する電荷を重み付けして加算することができる為、フィルタ特性を変更することができる。
【００１１】
また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、前記制御手段が、１クロックで前記複数の積分器が積分する電荷をａ1〜ａMとして、出力する電荷ｙが、
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となるよう制御するものである。
【００１２】
上記構成によれば、積分器が積分する電荷に対応する係数ａ1，ａ2等を変更することにより、フィルタ特性を変更することができる。
【００１３】
また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、電流源を複数備え、前記制御手段が、前記電流源を切り替えることにより前記積分器に入力される電流を切り替えるものである。
【００１４】
上記構成によれば、電流源を切り換えることにより、各積分器に充電される電荷量を変化させることができ、フィルタ特性を変更することができる。
【００１５】
また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、電流源を備え、前記制御手段が、前記電流源の電圧−電流特性を切り替えることにより前記積分器に入力される電流を切り替えるものである。
【００１６】
上記構成によれば、電流源を複数設けることなく、各積分器に充電される電荷量を変化させることができ、フィルタ特性を変更することができる。
【００１７】
また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、電流源を備え、前記複数の積分器は、容量値が異なり、前記制御手段が、前記積分器を切り替えることにより、前記積分器に入力される電流を切り替えるものである。
【００１８】
上記構成によれば、積分器を切り換えることにより、各積分器に充電される電荷量を変化させることができ、フィルタ特性を変更することができる。
【００１９】
また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、前記積分器を切り替える複数の切替スイッチを備えるものである。
【００２０】
上記構成によれば、容量値が異なる積分器を切替スイッチで切り替えることにより、電圧電流変換部を１つにして構成を簡素化することができる。
【００２１】
また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、前記制御手段が、所定のタイミングで前記積分器に充電された電荷を出力せずにリセットするよう制御するものである。
【００２２】
上記構成によれば、タイミング制御によってデシメーション比を変更することが可能である。
【００２３】
また、本発明のサンプリングフィルタ装置は、前記制御手段が、１クロックで正の電荷と負の電荷をそれぞれ異なる積分器に蓄積することにより、出力する電荷ｙが正負の係数で設定されるものである。
【００２４】
上記構成によれば、負の電荷を用いることにより、正負の係数を用いたフィルタ特性を実現できる。
【００２５】
また、本発明の無線通信装置は、アンテナより入力される無線周波数信号に対して離散化およびフィルタ処理を行う本発明のサンプリングフィルタ装置と、前記サンプリングフィルタ装置内における前記複数の積分器に充電された電荷量を電圧値に変換して出力するバッファ部と、前記バッファ部から出力されるアナログ信号をデジタル化するＡ／Ｄ部と、前記Ａ／Ｄ部でデジタル化された信号に対して、復調処理または復号処理を行うベースバンド部と、を有する。
【００２６】
上記構成によれば、本発明に係るサンプリングフィルタ装置を用いた無線通信装置を実現することができる。
【００２７】
さらに、本発明の無線通信装置は、アンテナより入力される無線周波数信号に対して離散化およびフィルタ処理を行うとともに、第１または第２の無線通信方式に対応して、前記複数の積分器に充電する電荷量を変更する請求項１から１０のいずれか一項記載のサンプリングフィルタ装置と、前記サンプリングフィルタ装置内における前記複数の積分器に充電された電荷量を電圧値に変換して出力するバッファ部と、前記バッファ部から出力されたアナログ信号をデジタル化するＡ／Ｄ部と、前記Ａ／Ｄ部の出力を前記第１または第２の無線通信方式に対応して切り換えるスイッチ部と、前記第１の無線通信方式に対応し、前記Ａ／Ｄ部から前記スイッチ部を介して出力されるデジタル信号に対して復調処理または復号処理を行う第１のベースバンド部と、前記第２の無線通信方式に対応し、前記Ａ／Ｄ部から前記スイッチ部を介して出力されるデジタル信号に対して復調処理または復号処理を行う第２のベースバンド部とを有する。
【００２８】
上記構成によれば、サンプリングフィルタ装置のフィルタ特性を切り換えることにより、複数の無線通信方式に対応した無線通信装置を実現できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のサンプリングフィルタ装置によれば、制御信号を変化させる代わりに、電荷の出力時に重み付けをして加算し、畳み込み演算を行う構成にすることにより、複雑な制御部を必要としないサンプリングフィルタ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（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フィルタ装置の構成を示す図である。図１において、サンプリングフィルタ装置１００は、アンテナ１１０と、電圧電流変換部１２０，１２１と、制御部１４０と、コンデンサ１５００〜１５１９と、サンプリングスイッチ１６０，１６１と、充電スイッチ１７００〜１７１９と、放電スイッチ１８００〜１８１９とを有している。
【００３２】
アンテナ１１０は無線システムの無線周波数信号を受信する。図１には記載されていないが、アンテナ１１０で受信された無線周波数信号は、例えばフィルタなど、無線システムに対応した高周波信号処理を施され、電圧電流変換部１２０，１２１に入力される。電圧電流変換部１２０，１２１は、電圧の入力信号を電流に変換して出力する。例えば、トランスコンダクタンスアンプであり、各電圧電流変換部１２０，１２１は、電圧−電流特性が異なる。
【００３３】
サンプリングスイッチ１６０，１６１は、制御部１４０から入力される信号に基づき、電圧電流変換部１２０，１２１からそれぞれ入力される電流をサンプリングしてコンデンサ１５００〜１５１９に出力する。
【００３４】
コンデンサ１５００〜１５１９は、サンプリングスイッチ１６０，１６１においてサンプリングされた電流に基づき、充電スイッチ１７００〜１７１９がＯＮのときに電荷がチャージされる。コンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９はサンプリングスイッチ１６０から入力される電荷をチャージし、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８はサンプリングスイッチ１６１から入力される電荷をチャージする。チャージされた電荷は放電スイッチ１８００〜１８１９がＯＮのときに出力される。
【００３５】
充電スイッチ１７００〜１７１９は、制御部１４０から入力される充電信号に基づき、コンデンサ１５００〜１５１９に電荷をチャージするかチャージしないかを切り換える。放電スイッチ１８００〜１８１９は、制御部１４０から入力される放電信号に基づき、コンデンサにチャージされた電荷を出力するか出力しないかを切り換える。
【００３６】
例えば、サンプリングフィルタ装置１００がＮ＝４タップのフィルタ特性を持つ場合について説明する。コンデンサ１５００〜１５１９に電荷をチャージする場合、充電スイッチ１７００〜１７０３（グループ１）と、充電スイッチ１７０４〜１７０７（グループ２）と、充電スイッチ１７０８〜１７１１（グループ３）と、充電スイッチ１７１２〜１７１５（グループ４）と、充電スイッチ１７１６〜１７１９（グループ５＝Ｎ＋１）は、図２に示すように、それぞれ同じ充電信号で制御され、各充電信号のＯＮ時間はＴ／５で、各充電信号のＯＮ時間はＴ／５ずれている。
【００３７】
コンデンサ１５００〜１５１９にチャージされた電荷を出力する場合、充電中のグループ以外の各グループから一つずつ選択された放電スイッチ１８０７、１８１０、１８１３、１８１６と、放電スイッチ１８００、１８１１、１８１４、１８１７と、放電スイッチ１８０１、１８０４、１８１５、１８１８と、スイッチ１８０２、１８０５、１８０８、１８１９と、放電スイッチ１８０３、１８０６、１８０９、１８１２は、図２に示すように、それぞれ同じ放電信号で制御され、各放電信号のＯＮ時間はＴ／５で、各放電信号のＯＮ時間はＴ／５ずれている。
【００３８】
図３は、充電スイッチ１７００〜１７１９および放電スイッチ１８００〜１８１９をＯＮするタイミングを示す表である。クロックのタイミング１は０〜Ｔ／５の期間、タイミング２はＴ／５〜２×Ｔ／５の期間、タイミングＬは、（Ｌ−１）×Ｔ／５〜Ｌ×Ｔ／５の期間を示す。
【００３９】
タイミング１では、充電スイッチ１７００〜１７０３をＯＮにして、コンデンサ１５００〜１５０３（グループ１）のコンデンサに電荷をチャージする。また、同じタイミングで放電スイッチ１８０７、１８１０、１８１３、１８１６をＯＮにし、コンデンサ１５０７（グループ２）、１５１０（グループ３）、１５１３（グループ４）、１５１６（グループ５）にチャージされている電荷を出力する。
【００４０】
タイミング２では、充電スイッチ１７０４〜１７０７をＯＮにして、コンデンサ１５０４〜１５０７（グループ２）のコンデンサに電荷をチャージする。また、同じタイミングで放電スイッチ１８００、１８１１、１８１４、１８１７をＯＮにし、コンデンサ１５００（グループ１）、１５１１（グループ３）、１５１４（グループ４）、１５１７（グループ５）にチャージされている電荷を出力する。
【００４１】
タイミング３では、充電スイッチ１７０８〜１７１１をＯＮにして、コンデンサ１５０８〜１５１１（グループ３）のコンデンサに電荷をチャージする。また、同じタイミングで放電スイッチ１８０１、１８０４、１８１５、１８１８をＯＮにし、コンデンサ１５０１（グループ１）、１５０４（グループ２）、１５１５（グループ４）、１５１８（グループ５）にチャージされている電荷を出力する。
【００４２】
タイミング４では、充電スイッチ１７１２〜１７１５をＯＮにして、コンデンサ１５１２〜１５１５（グループ４）のコンデンサに電荷をチャージする。また、同じタイミングで放電スイッチ１８０２、１８０５、１８０８、１８１９をＯＮにし、コンデンサ１５０２（グループ１）、１５０５（グループ２）、１５０８（グループ３）、１５１９（グループ５）にチャージされている電荷を出力する。
【００４３】
タイミング５では、充電スイッチ１７１６〜１７１９をＯＮにして、コンデンサ１５１６〜１５１９（グループ５）のコンデンサに電荷をチャージする。また、同じタイミングで放電スイッチ１８０３、１８０６、１８０９、１８１２をＯＮにし、コンデンサ１５０３（グループ１）、１５０６（グループ２）、１５０９（グループ３）、１５１２（グループ４）にチャージされている電荷を出力する。
【００４４】
タイミング６以降は、タイミング１〜５を繰り返す。
【００４５】
このように、各タイミング（例えばタイミング５）では、あるグループ（グループ５）のすべてのコンデンサに電荷をチャージするのと同じタイミングで、１つ前のタイミングでチャージされたグループ（グループ４）の１つのコンデンサ、２つ前のタイミングでチャージされたグループ（グループ３）の１つのコンデンサ、３つ前のタイミングでチャージされたグループ（グループ２）の１つのコンデンサ、および４つ前のタイミングでチャージされたグループ（グループ１）の１つのコンデンサにチャージされている電荷を同時に出力する。
【００４６】
サンプリングスイッチ１６０，１６１が周期Ｔ／５でサンプリングするように制御し、図３に示すように充電スイッチ１７００〜１７１９および放電スイッチ１８００〜１８１９を制御することにより、充電スイッチ１７００〜１７１９がＯＮの間に電圧電流変換部１２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ1、電圧電流変換部１２１からコンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ2とすると、サンプリングフィルタ部１００の出力ｙは、デジタルフィルタのＦＩＲフィルタと同じ（数１）と表せる。
【数１】
2007189666.tif 000004
【００４７】
図４の実線は、５／Ｔが８００［ＭＨｚ］で、ａ1が０．６、ａ2が１．４の場合のフィルタ特性を示し、図４の点線はａ1が０．８、ａ2が１．２の場合を示している。このように、ａ1とａ2の値を変えることで、フィルタの特性を変更させることが可能である。
【００４８】
また、サンプリングスイッチ１６０，１６１が周期Ｔ／１０でサンプリングするように制御すると、図５に示すフィルタ特性となる。すなわち、サンプリングスイッチ１６０，１６１のサンプリングの周期、あるいは充電スイッチ１７００〜１７１９および放電スイッチ１８００〜１８１９のスイッチングの周期を変えることでフィルタ特性を変更させることが可能である。
【００４９】
Ｎが偶数（Ｎ＝２Ｍ）の場合、サンプリングフィルタ装置１００が、電圧電流変換部をＮ／２（＝Ｍ）個、コンデンサ、電荷チャージ用のスイッチおよび電荷出力用のスイッチをそれぞれＮ×（Ｎ＋１）個有する構成、すなわちコンデンサ、充電スイッチおよび放電スイッチをＮ個ずつで（Ｎ＋１）グループ有する構成にすることにより、Ｎタップのフィルタを構成することが可能である。その場合、サンプリングフィルタ装置１００の出力ｙは、（数２）と表せる。
【数２】
2007189666.tif 000005
【００５０】
Ｎが奇数（Ｎ＝２Ｍ−１）の場合は、サンプリングフィルタ装置１００が、電圧電流変換部を（Ｎ＋１）／２（＝Ｍ）個を有する構成にすることにより、Ｎタップのフィルタを構成することが可能である。その場合、サンプリングフィルタ装置１００の出力ｙは、（数３）と表せる。
【数３】
2007189666.tif 000006
【００５１】
かかる構成によれば、制御信号として矩形波のみを用い、また、チャージされた電荷を出力する際に、重み付けをして加算し、畳み込み演算を行う制御を行うことでデジタルフィルタのＦＩＲフィルタと同じフィルタ特性を持つサンプリングフィルタ装置を実現することが可能である。
【００５２】
また、図６に示すように、サンプリングフィルタ装置１００が、さらに電圧電流変換部６２０，６２１と切替スイッチ６３０，６３１とを有することにより、電圧電流変換部を切り換えることでコンデンサにチャージされる電荷量を変更することが可能となる。
【００５３】
例えば、サンプリングスイッチ１６０，１６１が周期Ｔ／５でサンプリングするように制御し、図３に示すように充電スイッチ１７００〜１７１９および放電スイッチ１８００〜１８１９を制御することにより、充電スイッチ１７００〜１７１９がＯＮの間に電圧電流変換部１２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ1（＝０．６）、電圧電流変換部１２１からコンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ2（＝１．４）、電圧電流変換部６２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ3（＝０．８）、電圧電流変換部６２１からコンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ4（＝１．２）とすると、切替スイッチ６３０、６３１がＨのとき、図４の実線のフィルタ特性となり、切替スイッチ６３０、６３１がＬのとき、図４の点線のフィルタ特性となり、フィルタ特性を切り換えることが可能となる。
【００５４】
さらに、電圧電流変換部の電圧−電流変換特性のダイナミックレンジが広い場合、図６に示すように電圧電流変換部自体を切り換えるのではなく、電圧電流変換部の内部電圧などを切り換えることでコンデンサにチャージされる電荷量を変更し、フィルタ特性を切り換えることも可能である。
【００５５】
すなわち、（数２）の係数として必要なダイナミックレンジおよび要求される内部電圧などのスイッチング速度に応じて、図１および図６の電圧電流変換部の数および内部電圧などを切り換える構成が決定される。例えば、図６で係数ａ1、ａ2、ａ3、ａ4を用意する場合、ａ1とａ3を電圧電流変換部１２０の電圧−電流特性を切り換えることで実現し、ａ2とａ4は電圧電流変換部１２１と電圧電流変換部６２１とを切り換えることで実現することにより、電圧電流変換部を３つで構成することが可能である。
【００５６】
かかる構成によれば、制御信号として矩形波のみを用い、また、チャージされた電荷を出力する際に、重み付けをして加算し、畳み込み演算を行う制御を行うことでサンプリングフィルタ装置のフィルタ特性を変更することが可能である。
【００５７】
なお、制御信号として矩形波ではなく正弦波でもよく、電荷を出力するスイッチの制御を行う順番も特に問わない（例えば、１８００→１８０１→１８０２→１８０３ではなく、１８０３→１８０２→１８０１→１８００でもよい）。また、コンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９と、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８の容量を異なる値にすることで、電圧電流変換部１２１を省く構成も可能である。
【００５８】
図８は、図１のサンプリングフィルタ装置１００から電圧電流変換部１２１を省いた構成を示す図である。図８に示すサンプリングフィルタ装置１０１において、例えば、コンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９と、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８の容量値が異なっており、サンプリングスイッチ１６０が周期Ｔ／５でサンプリングするように制御し、図３に示すように充電スイッチ１７００〜１７１９および放電スイッチ１８００〜１８１９を制御することにより、充電スイッチ１７００〜１７１９がＯＮの間に電圧電流変換部１２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ1（＝０．６）、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ2（＝１．４）とすると、図４の実線のフィルタ特性となる。
【００５９】
また、図９のように、図８に示すサンプリングフィルタ装置１０１において、切替スイッチ１９００〜１９１９と、コンデンサ２５００〜２５１９とをさらに有し、切替スイッチ１９００〜１９１９がＨの場合に充電スイッチ１７００〜１７１９とコンデンサ１５００〜１５１９とをそれぞれ接続し、切替スイッチ１９００〜１９１９がＬの場合に充電スイッチ１７００〜１７１９とコンデンサ１５００〜１５１９とをそれぞれ接続する構成でもよい。図９に示すサンプリングフィルタ装置１０２において、サンプリングスイッチ１６０が周期Ｔ／５でサンプリングするように制御し、図３に示すように充電スイッチ１７００〜１７１９および放電スイッチ１８００〜１８１９を制御することにより、充電スイッチ１７００〜１７１９がＯＮの間に電圧電流変換部１２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ1（＝０．６）、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ2（＝１．４）、コンデンサ２５００、２５０３、２５０４、２５０７、２５０８、２５１１、２５１２、２５１５、２５１６、２５１９にチャージされる電荷をａ3（＝０．８）、コンデンサ２５０１、２５０２、２５０５、２５０６、２５０９、２５１０、２５１３、２５１４、２５１７、２５１８にチャージされる電荷をａ4（＝１．２）とすると、切替スイッチ１９００〜１９１９がＨのとき、図４の実線のフィルタ特性となり、切替スイッチ１９００〜１９１９がＬのとき、図４の点線のフィルタ特性となり、フィルタ特性を切り換えることが可能となる。
【００６０】
また、以上の説明では、各タイミングでチャージされた電荷を出力することにより、デシメーションを行わない制御について示したが、各コンデンサにチャージされた電荷を出力するタイミングを制御することにより、デシメーションを行う制御も可能である。
【００６１】
図１３は、各スイッチに対する制御信号を示し、各スイッチのＯＮ、ＯＦＦのタイミングを表しており、図１４は、各スイッチをＯＮするタイミングを示す表である。図２とは、放電スイッチ１８００〜１８１９のＯＮ、ＯＦＦのタイミングが異なる。
【００６２】
Ｎ＝４タップの場合、各コンデンサにチャージされた電荷を出力する際に、タイミング１ではコンデンサ１５０７、１５１０、１５１３、１５１６にチャージされた電荷を出力し、タイミング２ではコンデンサ１５００、１５１１、１５１４、１５１７にチャージされた電荷を出力せずリセットし、タイミング３ではコンデンサ１５０１、１５０４、１５１５、１５１８にチャージされた電荷を出力し、タイミング４ではコンデンサ１５０２、１５０５、１５０８、１５１９にチャージされた電荷を出力せずリセットし、タイミング５ではコンデンサ１５０３、１５０６、１５０９、１５１２にチャージされた電荷を出力し、タイミング６ではコンデンサ１５０７、１５１０、１５１３、１５１６にチャージされた電荷を出力せずリセットし、タイミング７ではコンデンサ１５００、１５１１、１５１４、１５１７にチャージされた電荷を出力し、タイミング８ではコンデンサ１５０１、１５０４、１５１５、１５１８にチャージされた電荷を出力せずリセットし、タイミング９ではコンデンサ１５０２、１５０５、１５０８、１５１９にチャージされた電荷を出力し、タイミング１０ではコンデンサ１５０３、１５０６、１５０９、１５１２にチャージされた電荷を出力せずリセットするという制御を繰り返すことにより、デシメーション比を２とすることができる。すなわち、デシメーションを行わない制御だけでなく、タイミング制御によってデシメーション比を変更することも可能である。
【００６３】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図である。図１０において、サンプリングフィルタ装置１０３は、アンテナ１１０と、電圧電流変換部１２０，１２１と、制御部１４０と、コンデンサ１５００〜１５１９，３５００〜３５１９と、サンプリングスイッチ１６０，１６１，３６０，３６１と、充電スイッチ１７００〜１７１９，３７００〜３７１９と、放電スイッチ１８００〜１８１９，３８００〜３８１９とを有している。
【００６４】
図１１は各スイッチをＯＮにするタイミングを示す表であり、クロックのタイミングは図３と同じである。充電スイッチ１７００〜１７１９と、放電スイッチ１８００〜１８１９と、サンプリングスイッチ１６０、１６１とは、実施の形態１と同じタイミングで動作を行う。
【００６５】
サンプリングスイッチ３６０、３６１のＯＮ時間はサンプリングスイッチ１６０、１６１と逆相の関係にあり、位相が１８０度ずれている。すなわち、あるタイミングでコンデンサ１５００にチャージされる電荷をαとすると、コンデンサ３５００にチャージされる電荷は−αとなる。
【００６６】
充電スイッチ３７００〜３７０３は充電スイッチ１７００〜１７０３と同じタイミングで動作し、充電スイッチ３７０４〜３７０７は充電スイッチ１７０４〜１７０７と同じタイミングで動作し、充電スイッチ３７０８〜３７１１は充電スイッチ１７０８〜１７１１と同じタイミングで動作し、充電スイッチ３７１２〜３７１５は充電スイッチ１７１２〜１７１５と同じタイミングで動作し、充電スイッチ３７１６〜３７１９は充電スイッチ１７１６〜１７１９と同じタイミングで動作し、放電スイッチ３８０７、３８１０、３８１３、３８１６は放電スイッチ１８０７、１８１０、１８１３、１８１６と同じタイミングで動作し、放電スイッチ３８００、３８１１、３８１４、３８１７は放電スイッチ１８００、１８１１、１８１４、１８１７と同じタイミングで動作し、放電スイッチ３８０２、３８０５、３８０８、３８１９は放電スイッチ１８０２、１８０５、１８０８、１８１９と同じタイミングで動作し、放電スイッチ３８０３、３８０６、３８０９、３８１２は放電スイッチ１８０３、１８０６、１８０９、１８１２と同じタイミングで動作する。
【００６７】
例えば、サンプリングスイッチ１６０，１６１が周期Ｔ／５でサンプリングするように制御し、図１１に示すように充電スイッチ１７００〜１７１９、３７００〜３７１９および放電スイッチ１８００〜１８１９、３８００〜３８１９を制御することにより、充電スイッチ１７００〜１７１９がＯＮの間に電圧電流変換部１２０からコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７、１５０８、１５１１、１５１２、１５１５、１５１６、１５１９にチャージされる電荷をａ1、電圧電流変換部１２０からコンデンサ３５００、３５０３、３５０４、３５０７、３５０８、３５１１、３５１２、３５１５、３５１６、３５１９にチャージされる電荷を−ａ1、電圧電流変換部１２１からコンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５０９、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５１８にチャージされる電荷をａ2、電圧電流変換部１２１からコンデンサ３５０１、３５０２、３５０５、３５０６、３５０９、３５１０、３５１３、３５１４、３５１７、３５１８にチャージされる電荷を−ａ2とすると、サンプリングフィルタ装置１０３の出力ｙは、デジタルフィルタのＦＩＲフィルタと同じ（数４）あるいは（数５）と表せる。
【数４】
2007189666.tif 000007
【数５】
2007189666.tif 000008
【００６８】
図１２は、５／Ｔが８００［ＭＨｚ］で、ａ1が０．２、ａ2が１．２の場合のフィルタ特性を示しており、（数４）と（数５）では同じ特性となる。
【００６９】
かかる構成によれば、逆相の信号を使うことで、デジタルフィルタのＦＩＲフィルタと同じフィルタ特性を持つサンプリングフィルタ装置を構成する際に、負のタップ係数も実現することが可能である。
【００７０】
なお、図６、図９と同じ構成にすることにより、フィルタ特性を切り換える構成も可能であり、図８と同じ構成にすることにより、コンデンサによる重み付けも可能である。
【００７１】
（実施の形態３）
図１５は、本発明の実施の形態３における無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１５において、無線通信装置２００は、サンプリングフィルタ部２０１と、バッファ部２０２と、Ａ／Ｄ部２０３と、ベースバンド部２０４とを有している。
【００７２】
サンプリングフィルタ部２０１は、実施の形態１における図１のサンプリングフィルタ装置１００と同じ構成で同様の動作をし、アンテナ１１０より入力される無線周波数信号に対して離散化、フィルタ処理を行う。
【００７３】
バッファ部２０２は、サンプリングフィルタ部２０１のコンデンサ１５００〜１５１９にチャージされた電荷を電圧値に変換して出力する。例えば、オペアンプなどで構成することが可能である。サンプリングフィルタ部２０１が図１０のように構成される場合、差動合成することにより、出力される電圧値を大きくすることが可能である。
【００７４】
Ａ／Ｄ部２０３は、バッファ部２０２から入力される離散化されたアナログ信号をデジタル化する。ベースバンド部２０４は、Ａ／Ｄ部２０３から入力されるデジタル信号に対してデジタル信号処理を行う。
【００７５】
すなわち、ベースバンド部２０４では、Ａ／Ｄ部２０３でデジタル化された信号に対して、復調処理、復号処理などを行う。かかる構成によれば、実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置を無線通信装置に適用することが可能である。なお、サンプリングフィルタ部２０１は、図８のように構成することも可能である。
【００７６】
（実施の形態４）
図１６は、本発明の実施の形態４における無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１６において、無線通信装置３００は、サンプリングフィルタ部３０１と、バッファ部３０２と、Ａ／Ｄ部３０３と、第１のベースバンド部３０４と、第２のベースバンド部３０６と、スイッチ３０７とを有している。
【００７７】
サンプリングフィルタ部３０１は、実施の形態１における図６のサンプリングフィルタ装置と同じ構成で同様の動作をし、アンテナ１１０より入力される無線周波数信号に対して離散化、フィルタ処理を行い、さらに、スイッチ６３０および６３１を切り換えることによってコンデンサにチャージされる電荷量を変更することが可能である。
【００７８】
バッファ部３０２は、バッファ部２０２と同様の機能を持ち、サンプリングフィルタ部３０１のコンデンサ１５００〜１５１９にチャージされた電荷を電圧値に変換して出力する。Ａ／Ｄ部３０３は、バッファ部３０２から入力される離散化されたアナログ信号をデジタル化する。第１のベースバンド部３０４は、第１の無線通信方式に対応し、Ａ／Ｄ部３０３から入力されるデジタル信号に対してデジタル信号処理を行う。第２のベースバンド部３０６は、第２の無線通信方式に対応し、Ａ／Ｄ部３０３から入力されるデジタル信号に対してデジタル信号処理を行う。
【００７９】
スイッチ３０７は、Ａ／Ｄ部３０３の出力を、無線通信方式が第１の無線通信方式であるか、第２の無線通信方式であるかに対応して、第１のベースバンド部３０４または第２のベースバンド部３０６に入力する。なお、本実施の形態では、Ａ／Ｄ部をスイッチ３０７の前段に配置したが、無線通信方式によっては、スイッチ３０７の後段に複数配置する構成も可能である。また、サンプリングフィルタ部３０１は、図９のように構成することも可能である。
【００８０】
かかる構成によれば、実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置を複数の無線通信方式に対応した無線通信装置に適用することが可能である。
【００８１】
無線通信方式の例としては、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式とＩＥＥＥ８０２．１１ａ方式が挙げられる。Ｗ−ＣＤＭＡ方式の帯域幅は約４ＭＨｚ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ方式の帯域幅は約２０ＭＨｚなので、それぞれの方式に適したフィルタが必要となるが、本実施形態によれば、サンプリングフィルタ装置のフィルタ特性を可変にできるので、一つのフィルタで、両方式に対応することが可能となる。なお、第１の無線通信方式および第２の無線通信方式の例は特に問わない。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、制御信号を変化させる代わりに、電荷の出力時に重み付けをして加算し、畳み込み演算を行う構成にすることにより、複雑な制御部を必要としないサンプリングフィルタ装置を提供することができる効果を有し、無線通信装置のアナログ回路におけるフィルタ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における制御部の制御信号を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における制御タイミングを示す表
【図４】本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置における周波数特性を示す図（１）
【図５】本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置における周波数特性を示す図（２）
【図６】本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図
【図７】従来のサンプリングフィルタ装置の構成を示す図
【図８】本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図
【図９】本発明の実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図
【図１０】本発明の実施の形態２におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す図
【図１１】本発明の実施の形態２における制御部の制御信号を示す図
【図１２】本発明の実施の形態２におけるサンプリングフィルタ装置における周波数特性を示す図
【図１３】本発明の実施の形態１における制御部の制御信号を示す図
【図１４】本発明の実施の形態１における制御タイミングを示す表
【図１５】本発明の実施の形態３における無線通信装置の構成を示すブロック図
【図１６】本発明の実施の形態４における無線通信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００８４】
１００、１０１、１０２、１０３  サンプリングフィルタ装置
１１０  アンテナ
１２０、１２１、６２０、６２１  電圧電流変換部
６３０、６３１  切替スイッチ
１４０  制御部
１５００〜１５１９  コンデンサ
１６０、１６１、３６０、３６１  サンプリングスイッチ
１７００〜１７１９  充電スイッチ
１８００〜１８１９  放電スイッチ
１９００〜１９１９ 切替スイッチ
２５００〜２５１９  コンデンサ
３５００〜３５１９  コンデンサ
３７００〜３７１９  充電スイッチ
３８００〜３８１９  放電スイッチ
２００、３００ 無線通信装置
２０１、３０１ サンプリングフィルタ部
２０２、３０２ バッファ部
２０３、３０３ Ａ／Ｄ部
２０４、３０５、３０６ ベースバンド部
【図１】
2007189666.tif 000010
【図２】
2007189666.tif 000011
【図３】
2007189666.tif 000012
【図６】
2007189666.tif 000013
【図７】
2007189666.tif 000014
【図８】
2007189666.tif 000015
【図９】
2007189666.tif 000016
【図１０】
2007189666.tif 000017
【図１１】
2007189666.tif 000018
【図１３】
2007189666.tif 000019
【図１４】
2007189666.tif 000020
【図１５】
2007189666.tif 000021
【図１６】
2007189666.tif 000022
【図４】
2007189666.tif 000023
【図５】
2007189666.tif 000024
【図１２】
2007189666.tif 000025