(57)【要約】【課題】符号データの値に応じて位相が線形に変化するような位相補間信号を生成する。【解決手段】位相補間器１は、複数ビットからなる符号データの値に応じた複数の第１電流信号を生成する第１電流信号生成部２と、符号データの値に応じて、符号データの値を所定の値だけ増減する符号データ調整部３と、符号データ調整部で増減後の符号データの値に応じた複数の第２電流信号を生成する第２電流信号生成部４と、位相の異なる複数の第１クロック信号のそれぞれの振幅を対応する前記第１電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第１合成信号と、それぞれ位相が異なり前記複数の第１クロック信号とも位相の異なる複数の第２クロック信号のそれぞれの振幅を対応する前記第２電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第２合成信号とを合成して、位相補間信号を生成するミキサ部５と、を備える。【選択図】図１
2013201693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数ビットからなる符号データの値に応じた複数の第１電流信号を生成する第１電流信号生成部と、
前記符号データの値に応じて、前記符号データの値を所定の値だけ増減する符号データ調整部と、
前記符号データ調整部で増減後の符号データの値に応じた複数の第２電流信号を生成する第２電流信号生成部と、
位相の異なる複数の第１クロック信号のそれぞれの振幅を対応する前記第１電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第１合成信号と、前記複数の第１クロック信号とは位相の異なる複数の第２クロック信号のそれぞれの振幅を対応する前記第２電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第２合成信号とを合成して、位相補間信号を生成するミキサ部と、を備え、
前記ミキサ部は、前記位相補間信号の所定の位相範囲ごとに、前記第２合成信号を生成するのに用いる前記複数の第２クロック信号の位相を切り替えるものであり、
前記ミキサ部は、前記位相補間信号の第１の位相範囲ごとに、前記第１合成信号を生成するのに用いる前記複数の第１クロック信号の位相を切り替えるとともに、前記第１の位相範囲よりも狭い第２の位相範囲ごとに、前記第２合成信号を生成するのに用いる前記複数の第２クロック信号の位相を切り替え、
前記第１電流信号生成部は、前記第１の位相範囲ごとに、前記複数の第１電流信号の中から選択した第１電流信号の電流値を前記符号データの値に応じて定めるとともに、選択しなかった第１電流信号の電流値をゼロとし、
前記第２電流信号生成部は、前記第２の位相範囲ごとに、前記複数の第２電流信号の中から選択した第２電流信号の電流値を前記符号データの値に応じて定めるとともに、選択しなかった第２電流信号の電流値をゼロとし、
前記第１の位相範囲は、前記第２の位相範囲の整数倍であり、
前記ミキサ部は、前記第２の位相範囲ごとに、前記第２電流信号を切り替えて、前記符号データの値と前記位相補間信号の位相との関係を線形化する処理を行い、
前記第１電流信号生成部は、４種類の前記第１電流信号を生成し、
前記第２電流信号生成部は、４種類の前記第２電流信号を生成し、
前記ミキサ部は、４５度の位相範囲ごとに、位相の異なる２種類の前記第１クロック信号のそれぞれを対応する前記第１電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第１合成信号と、位相の異なる２種類の前記第２クロック信号のそれぞれを対応する前記第２電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第２合成信号とを合成して、前記位相補間信号を生成することを特徴とする位相補間器。
【請求項２】
複数ビットからなる符号データの値に応じた複数の第１電流信号を生成する第１電流信号生成部と、
前記符号データの値に応じて、前記符号データの値を所定の値だけ増減する符号データ調整部と、
前記符号データ調整部で増減後の符号データの値に応じた複数の第２電流信号を生成する第２電流信号生成部と、
位相の異なる複数の第１クロック信号のそれぞれの振幅を対応する前記第１電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第１合成信号と、それぞれ位相が異なり前記複数の第１クロック信号とも位相の異なる複数の第２クロック信号のそれぞれの振幅を対応する前記第２電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第２合成信号とを合成して、位相補間信号を生成するミキサ部と、を備えることを特徴とする位相補間器。
【請求項３】
前記ミキサ部は、前記位相補間信号の所定の位相範囲ごとに、前記第２合成信号を生成するのに用いる前記複数の第２クロック信号の位相を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の位相補間器。
【請求項４】
前記ミキサ部は、前記位相補間信号の第１の位相範囲ごとに、前記第１合成信号を生成するのに用いる前記複数の第１クロック信号の位相を切り替えるとともに、前記第１の位相範囲よりも狭い第２の位相範囲ごとに、前記第２合成信号を生成するのに用いる前記複数の第２クロック信号の位相を切り替え、
前記第１電流信号生成部は、前記第１の位相範囲ごとに、前記複数の第１電流信号の中から選択した第１電流信号の電流値を前記符号データの値に応じて定めるとともに、選択しなかった第１電流信号の電流値をゼロとし、
前記第２電流信号生成部は、前記第２の位相範囲ごとに、前記複数の第２電流信号の中から選択した第２電流信号の電流値を前記符号データの値に応じて定めるとともに、選択しなかった第２電流信号の電流値をゼロとすることを特徴とする請求項２または３に記載の位相補間器。
【請求項５】
前記第１の位相範囲は、前記第２の位相範囲の整数倍であり、
前記ミキサ部は、前記第２の位相範囲ごとに、前記第２電流信号を切り替えて、前記符号データの値と前記位相補間信号の位相との関係を線形化する処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の位相補間器。
【請求項６】
複数ビットからなる符号データの値に応じた複数の第１電流信号を生成するステップと、
前記符号データの値に応じて、前記符号データの値を所定の値だけ増減するステップと、
前記符号データ調整部で増減後の符号データの値に応じた複数の第２電流信号を生成するステップと、
位相の異なる複数の第１クロック信号のそれぞれの振幅を対応する前記第１電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第１合成信号と、前記複数の第１クロック信号とは位相の異なる複数の第２クロック信号のそれぞれの振幅を対応する前記第２電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第２合成信号とを合成して、位相補間信号を生成するステップと、を備えることを特徴とする位相補間方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、位相補間信号を生成する位相補間器および位相補間方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化が進むに伴って、半導体集積回路間で送受されるデータ量も年々増える傾向にあり、データを高速に伝送する技術が必要となる。外部から入力されたデータを半導体集積回路内で処理するには、クロック信号に同期化する必要がある。データが高速になるほど、クロック信号で同期化するのが困難になる。
【０００３】
このため、位相補間器を用いて、それぞれ位相の異なる複数のクロック信号を生成し、これらのクロック信号の中からいずれかを選択して、確実にデータを取り込めるようにしたクロック復元回路が提案されている。
【０００４】
この種の従来の位相補間器は、それぞれ位相の異なる４相のクロック信号から中間位相のクロック信号を生成し、これら中間位相のクロック信号を重み付けして新たな位相のクロック信号を生成する。これにより、複数ビットからなる符号データに応じた位相のクロック信号を生成できる。
【０００５】
ところが、従来の位相補間器で生成したクロック信号の符号データと位相変化量との関係は必ずしも線形ではなく、符号データの値に応じて、位相変化量も変動する。このため、上述したクロック復元回路に位相補間器を組み込んだときに、位相補間器で生成される位相補間信号の位相変化量が一定でないために、場合によっては正しくデータを取り込めないおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許公報第７，３０７，５６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、符号データの値に応じて位相が線形に変化するような位相補間信号を生成可能な位相補間器および位相補間方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態によれば、複数ビットからなる符号データの値に応じた複数の第１電流信号を生成する第１電流信号生成部と、
前記符号データの値に応じて、前記符号データの値を所定の値だけ増減する符号データ調整部と、
前記符号データ調整部で増減後の符号データの値に応じた複数の第２電流信号を生成する第２電流信号生成部と、
位相の異なる複数の第１クロック信号のそれぞれの振幅を対応する前記第１電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第１合成信号と、それぞれ位相が異なり前記複数の第１クロック信号とも位相の異なる複数の第２クロック信号のそれぞれの振幅を対応する前記第２電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第２合成信号とを合成して、位相補間信号を生成するミキサ部と、を備えることを特徴とする位相補間器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る位相補間器１の概略構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態に係る位相補間器１の動作を説明する図。
【図３】ミキサ部５が位相０〜９０度の位相補間信号を生成する際に使用するクロック信号の位相範囲を示す図。
【図４】位相補間信号の位相が０〜９０度の範囲内での図１の位相補間器１の概念的な動作を示す図。
【図５】０〜３６０度を４５度ずつに分けた計８つの領域について、ミキサ部５が合成に使用するクロック信号の種類を示す図。
【図６】図１のブロック図中のミキサ部５の詳細構成の一例を示す回路図。
【図７】（ａ）は位相０〜９０度の範囲内での電流源ＩＳ４，ＩＳ８，ＩＳ３，ＩＳ７，ＩＳ５を流れる電流Ｉdeg0，Ｉdeg45，Ｉdeg90，Ｉdeg135，Ｉdeg315の波形を示す図、（ａ）は位相０〜９０度の範囲内での電流源ＩＳ４，ＩＳ８，ＩＳ３，ＩＳ７，ＩＳ５を流れる電流Ｉdeg0，Ｉdeg45，Ｉdeg90，Ｉdeg135，Ｉdeg315の波形を示す図。
【図８】位相０〜９０度の範囲内の位相の異なる種々の位相補間信号の信号波形を重ねて表示した図。
【図９】第１および第２電流信号生成部２，４による合成処理を行わないミキサ部５から出力された位相補間信号の信号波形を示す図。
【図１０】４５度の位相範囲ごとに第１および第２電流信号生成部２，４が生成する電流信号の種類を示す図。
【図１１】周波数を可変させた場合の位相補間信号の信号波形の変化を示す図。
【図１２】３相のクロック信号を用いて位相補間信号を生成する位相補間器１の概念図。
【図１３】線形化処理を行う場合と行わない場合の位相補間信号の線形性を比較した図。
【図１４】Ｎ相のクロック信号を用いて位相補間信号を生成する位相補間器１の概念図。
【図１５】図１４の位相補間器１を用いて、位相補間信号の位相が０〜２π／Ｎの範囲内で位相補間信号の線形化処理を行う場合の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る位相補間器について説明する。
【００１１】
図１は本実施形態に係る位相補間器１の概略構成を示すブロック図である。図１の位相補間器１は、それぞれ位相の異なる４相のクロック信号から中間位相の位相補間信号を生成するものである。より具体的には、９０度の位相範囲ごとに、４相のクロック信号から２つのクロック信号を選択して、これら２つのクロック信号を用いて計２０個の位相補間信号を生成する。したがって、３６０度の位相範囲では、計２０×４＝８０個の位相補間信号を生成する。これら８０個の位相補間信号のどれを生成するかは、外部から入力される符号データの値で決められる。すなわち、図１の位相補間器１は、符号データの値に応じた位相を持つ位相補間信号を生成する。
【００１２】
なお、位相補間信号の数を何個設けるかは符号データの種類に依存し、任意に変更して構わない。
【００１３】
図１の位相補間器１は、符号データの値と位相補間信号の位相との関係ができるだけ線形になるようにしたことに特徴がある。以下、この特徴について詳細に説明する。
【００１４】
図１の位相補間器１は、第１電流信号生成部２と、符号データ調整部３と、第２電流信号生成部４と、ミキサ部５とを備えている。
【００１５】
第１電流信号生成部２は、複数ビットからなる符号データの値に応じた複数の第１電流信号を生成する。図１の例では、第１電流信号生成部２は、符号データの値に応じて、４種類の電流信号Ｉdeg0、Ｉdeg90、Ｉdeg180、Ｉdeg270を生成する。これらの電流信号の２つはゼロであり、残り２つは符号データの値に応じて線形に電流値が変化する。このように、第１電流信号生成部２は、デジタルの符号データをアナログの電流信号に変換するＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）である。電流信号Ｉを生成することから、ＩＤＡＣとも呼ばれる。
【００１６】
符号データ調整部３は、符号データの値に応じて、符号データの値を所定の値だけ増減する。符号データ調整部３の役割については後述するが、例えば４５度の位相範囲ごとに、符号データの値を１０だけ増加または減少する。
【００１７】
第２電流信号生成部４は、符号データ調整部３で増減後の符号データの値に応じた複数の第２電流信号を生成する。図１の例では、第２電流信号生成部４は、符号データの値に応じて、４種類の電流信号Ｉdeg45、Ｉdeg135、Ｉdeg225、Ｉdeg315を生成する。これらの電流信号の２つはゼロであり、残り２つは符号データの値に応じて線形に電流値が変化する。このように、第２電流信号生成部４は、上述した第１電流信号生成部２と同様に、デジタルの符号データをアナログの電流信号に変換するＤ／Ａコンバータである。
【００１８】
後述するように、第２電流信号生成部４は、位相補間信号を線形化するために用いられ、第１電流信号生成部２とは異なる電流信号を生成してミキサ部５に供給する。
【００１９】
ミキサ部５は、位相の異なる複数の第１クロック信号のそれぞれの振幅を対応する第１電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第１合成信号と、複数の第１クロック信号とは位相の異なる複数の第２クロック信号のそれぞれの振幅を対応する第２電流信号に基づいて調整したクロック信号同士を合成した第２合成信号とを合成して、位相補間信号を生成する。
【００２０】
ミキサ部５は、位相補間信号の所定の位相範囲（例えば、４５度）ごとに、第１合成信号と第２合成信号を合成することで、線形化された位相補間信号を生成する。
【００２１】
後述するように、ミキサ部５は、第１合成信号の合成に用いるクロック信号の種類を９０度ごとに切り替え、第２合成信号の合成に用いるクロック信号の種類を４５度ごとに切り替える。ミキサ部５は、第１合成信号と第２合成信号とを合成して位相補間信号を生成することから、ミキサ部５は、４５度の位相範囲ごとに、位相補間信号の線形化処理のやり方を切り替えることになる。
【００２２】
図２は本実施形態に係る位相補間器１の動作を説明する図であり、図２の横軸は符号データの値、縦軸は位相補間信号の位相αである。図２の実線曲線ｃｂ１は、位相０度のクロック信号と位相９０度のクロック信号を合成して生成した位相補間信号の符号データの値と位相αとの関係を表している。この実線曲線ｃｂ１は、符号データ調整部３と第２電流信号生成部４を設けずに、第１電流信号生成部２とミキサ部５だけで位相補間器１を構成した場合の位相補間信号を表している。
【００２３】
図２の実線曲線ｃｂ１から明らかなように、第１電流信号生成部２とミキサ部５だけで位相補間信号を生成すると、位相補間信号は非線形になる。この実線曲線ｃｂ１を詳細に観察すると、符号データが０〜１０の間（０〜４５度の位相範囲）は下に凸の曲線であり、符号データが１０〜２０の間（４５〜９０度の位相範囲）は上に凸の曲線であることがわかる。
【００２４】
ミキサ部５は、図２の実線曲線ｃｂ１を、下に凸の曲線領域と上に凸の曲線領域に分けて補正し、その結果、位相補間信号の符号データと位相との関係を、図２の実線直線ｃｂ２で示すような線形にする線形化処理を行う。
【００２５】
図２の破線曲線ｃｂ３は、位相３１５度のクロック信号と位相４５度のクロック信号とを合成して生成した位相補間信号の信号波形であり、図２の一点鎖線曲線ｃｂ４は、位相４５度のクロック信号と位相１３５度のクロック信号とを合成して生成した位相補間信号の信号波形である。これら曲線ｃｂ３，ｃｂ４はいずれも、下に凸の曲線領域と上に凸の曲線領域とを備えている。
【００２６】
図２の実線曲線ｃｂ１の下に凸の曲線領域（符号データ０〜１０）は、図２の破線曲線ｃｂ３の上に凸の曲線領域（符号データ１０〜２０）と実線直線ｃｂ２に対して対称的な関係にあり、同様に、実線曲線ｃｂ１の上に凸の曲線領域（符号データ１０〜２０）は、一点鎖線曲線ｃｂ４の下に凸の曲線領域（符号データ０〜１０）と実線直線ｃｂ２に対して対称的な関係にある。
【００２７】
したがって、ミキサ部５は、実線曲線ｃｂ１の下に凸の曲線領域（符号データ０〜１０）では、破線曲線ｃｂ３の上に凸の曲線領域と合成して実線直線ｃｂ２に近似させ、同様に、実線曲線ｃｂ１の上に凸の曲線領域（符号データ１０〜２０）では、一点鎖線曲線ｃｂ４の下に凸の曲線領域と合成して実線直線ｃｂ２に近似させる。これにより、位相０〜９０度の位相範囲に対応する符号データ０〜２０の全領域について、位相補間信号の符号データと位相との関係を実線直線ｃｂ２に近似させることができる。
【００２８】
図２の破線曲線ｃｂ３に対応する電流信号Ｉdeg315，Ｉdeg45と一点鎖線曲線ｃｂ４に対応する電流信号Ｉdeg45，Ｉdeg135は、図２の第２電流信号生成部４により生成される。ミキサ部５は、第１電流信号生成部２で生成した図２の実線曲線ｃｂ１に対応する電流信号Ｉdeg0，Ｉdeg90と、第２電流信号生成部４で生成した図２の破線曲線ｃｂ３と一点鎖線曲線ｃｂ４に対応する電流信号Ｉdeg315，Ｉdeg45，Ｉdeg135とを用いて、位相補間信号の線形化処理を行う。
【００２９】
図３はミキサ部５が位相０〜９０度の位相補間信号を生成する際に使用するクロック信号の位相範囲を示す図である。
【００３０】
図３に示すように、位相０〜４５度の範囲内の位相補間信号は、クロック信号ＣＫ０，ＣＫ９０に対応する電流信号Ｉdeg0，Ｉdeg90を、クロック信号ＣＫ３１５，ＣＫ４５に対応する電流信号Ｉdeg315，Ｉdeg45と合成することにより生成され、位相４５〜９０度の範囲内の位相補間信号は、クロック信号ＣＫ０，ＣＫ９０に対応する電流信号Ｉdeg0，Ｉdeg90を、クロック信号ＣＫ４５、ＣＫ１３５に対応する電流信号Ｉdeg45，Ｉdeg135と合成することにより生成される。
【００３１】
このように、本実施形態では、位相補間信号の位相が０〜９０度の範囲を、４５度ずつの２つの領域に分けて、各領域ごとに別々の電流信号と合成を行って、符号データと位相との関係を線形にする。
【００３２】
図４は位相補間信号の位相が０〜９０度の範囲内での図１の位相補間器１の概念的な動作を示す図である。図４に示すように、位相補間器１は、処理Ｓ１〜Ｓ３を行う。処理Ｓ１は、本来の位相補間処理であり、位相が９０度異なる２種類のクロック信号ｓｉｎθとｃｏｓθの各係数Ｘ，Ｙを、符号データの値に応じて切り替える。処理Ｓ１は、以下の（１）式で表される。
Ｘｓｉｎθ＋Ｙｃｏｓθ    …（１）
【００３３】
この（１）式は、以下の（２）式のように変形することができる。
【数１】
2013201693.tif 000003
【００３４】
上記の（２）式のαは、以下の（３）式で表される。
【数２】
2013201693.tif 000004
【００３５】
上記の（１）〜（３）式の係数Ｘ，Ｙは、符号データの値に応じて可変する値であり、Ｘ＋Ｙは常に一定値である。係数Ｘは図３の電流信号Ｉdeg0に対応し、係数Ｙは電流信号Ｉdeg90に対応する。
【００３６】
図４の処理Ｓ２は、位相０〜４５度の範囲内でクロック信号ＣＫ３１５，ＣＫ４５を用いて行う位相補間処理であり、以下の（４）式で表される。
【００３７】
Ａｓｉｎ（θ−π／４）＋Ｂｃｏｓ（θ−π／４）    …（４）
上記（４）式の係数Ａ，Ｂは、符号データの値に応じて可変する値であり、係数Ａは図３の電流信号Ｉdeg315に対応し、係数Ｂは電流信号Ｉdeg45に対応する。
【００３８】
図４の処理Ｓ３は、位相４５〜９０度の範囲内でクロック信号ＣＫ４５，ＣＫ１３５を用いて行う位相補間処理であり、以下の（５）式で表される。
【００３９】
Ａ’ｓｉｎ（θ＋π／４）＋Ｂ’ｃｏｓ（θ＋π／４）    …（５）
上記（５）式の係数Ａ’，Ｂ’は、符号データの値に応じて可変する値であり、係数Ａ’は図３の電流信号Ｉdeg45に対応し、係数Ｂ’は電流信号Ｉdeg135に対応する。
【００４０】
本実施形態に係る位相補間器１は、位相０〜４５度の範囲内では、処理Ｓ１で得た（１）式の信号と処理Ｓ２で得た（４）式の信号とを合成した位相補間信号を生成する。この位相補間信号（第１合成信号）は、以下の（６）式で表される。
【数３】
2013201693.tif 000005
【００４１】
上記（６）式において、αは（７）式で表され、Ａは（８）式で表され、Ｂは（９）式で表される。
【数４】
2013201693.tif 000006
【数５】
2013201693.tif 000007
【数６】
2013201693.tif 000008
【００４２】
上記（６）〜（９）式において、Ｘ＋Ｙ＝Ａ＋Ｂ＝一定値となる。
【００４３】
また、本実施形態に係る位相補間器１は、位相４５〜９０度の範囲内では、処理Ｓ１で得た（１）式の信号と処理Ｓ３で得た（５）式の信号とを合成した位相補間信号を生成する。この位相補間信号（第２合成信号）は、以下の（１０）式で表される。
【数７】
2013201693.tif 000009
【００４４】
上記（１０）式において、αは（１１）式で表され、Ａ’は（１２）式で表され、Ｂ’は（１３）式で表される。
【数８】
2013201693.tif 000010
【数９】
2013201693.tif 000011
【数１０】
2013201693.tif 000012
【００４５】
上記（１０）〜（１３）式において、Ｘ＋Ｙ＝Ａ’＋Ｂ’＝一定値となる。
【００４６】
図２〜図４では、位相が０〜９０度の範囲内について説明したが、位相が９０〜１８０度の範囲内、１８０〜２７０度の範囲内、２７０〜３６０度の範囲内でも同様であり、各９０度の角度範囲を４５度ずつの２つの領域に分けて、各領域ごとに別々の電流信号と合成を行う。すなわち、ミキサ部５は、位相が４５度の角度範囲ごとに、第２電流信号生成部４で生成した２つの電流信号を用いて、第１電流信号生成部２で生成した２つの電流信号と合成する。
【００４７】
図５は、０〜３６０度を４５度ずつに分けた計８つの領域について、ミキサ部５が合成に使用するクロック信号の種類を示す図である。ミキサ部５は、本来の位相補間用として、０〜４５度と４５〜９０度ではクロック信号ＣＫ０，ＣＫ９０を使用し、９０〜１３５度と１３５〜１８０度ではクロック信号ＣＫ９０，ＣＫ１８０を使用し、１８０〜２２５度と２２５〜２７０度ではクロック信号ＣＫ１８０，ＣＫ２７０を使用し、２７０〜３１５度と３１５〜３６０度ではクロック信号ＣＫ２７０，ＣＫ０を使用する。また、ミキサ部５は、線形化のために合成に用いるクロック信号として、０〜４５度と３１５〜３６０度ではクロック信号ＣＫ３１５，ＣＫ４５を使用し、４５〜９０度と９０〜１３５度ではクロック信号ＣＫ４５，ＣＫ１３５を使用し、１３５〜１８０度と１８０〜２２５度ではクロック信号ＣＫ１３５，ＣＫ２２５を使用し、２２５〜２７０度と２７０〜３１５度ではクロック信号ＣＫ２２５，ＣＫ３１５を使用する。
【００４８】
図６は図１のブロック図中のミキサ部５の詳細構成の一例を示す回路図である。図６のミキサ部５では、第１電流信号生成部２の出力信号を等価的に４つの電流源ＩＳ１〜ＩＳ４で表し、第２電流信号生成部４の出力信号を等価的に４つの電流源ＩＳ５〜ＩＳ８で表現している。
【００４９】
図６のミキサ部５は、各電流源ＩＳ１〜ＩＳ８に２個ずつ接続されるトランジスタＱ１ａ，Ｑ１ｂ〜Ｑ８ａ，Ｑ８ｂを備え、これらトランジスタのゲートには、対応するクロック信号またはその反転信号が接続されている。より具体的には、電流源ＩＳ１〜ＩＳ４に接続されたトランジスタＱ１ａ，Ｑ１ｂ〜Ｑ４ａ，Ｑ４ｂのゲートにはそれぞれ、クロック信号ＣＫ２７０，ＣＫ１８０，ＣＫ９０，ＣＫ０またはこれらの反転信号が入力される。同様に、電流源ＩＳ５〜ＩＳ８に接続されたトランジスタＱ５ａ，Ｑ５ｂ〜Ｑ８ａ，Ｑ８ｂのゲートにはそれぞれ、クロック信号ＣＫ３１５，ＣＫ２２５，ＣＫ１３５，ＣＫ４５またはこれらの反転信号が入力される。
【００５０】
図６のミキサ部５の差動出力信号ＯＵＴ０，ＯＵＴ１８０は、最終的に得られる位相補間信号である。図６のミキサ部５のうち、電流源ＩＳ１〜ＩＳ４と、これらに接続されたトランジスタＱ１ａ，Ｑ１ｂ〜Ｑ４ａ，Ｑ４ｂは、本来の位相補間信号を生成するために使用される。また、電流源ＩＳ５〜ＩＳ８と、これらに接続されたトランジスタＱ５ａ，Ｑ５ｂ〜Ｑ８ａ，Ｑ８ｂは、本来の位相補間信号を線形化するために用いられる。
【００５１】
電流源ＩＳ１〜ＩＳ４を流れる電流は、位相補間信号の位相０〜９０度、９０〜１８０度、１８０〜２７０度、２７０〜３６０度の各９０度の角度範囲ごとに切り替わる。各９０度の角度範囲内では、電流源ＩＳ１〜ＩＳ４のうち２つの電流源のみに電流が流れ、流れる電流値は、位相に応じて線形に変化する。
【００５２】
図７（ａ）は位相０〜９０度の範囲内での電流源ＩＳ４，ＩＳ８，ＩＳ３，ＩＳ７，ＩＳ５を流れる電流Ｉdeg0，Ｉdeg45，Ｉdeg90，Ｉdeg135，Ｉdeg315の波形を示す図であり、横軸は符号データの値、縦軸は電流値である。符号データの値は、位相量と関連しており、符号データの値が大きくなるほど位相量も大きくなり、図７の横軸の左端は位相０度に対応し、右端は位相９０度に対応する。
【００５３】
図７（ａ）に示すように、電流Ｉdeg0は、符号データの値が大きくなるに従って線形に減少する。電流Ｉdeg90は、符号データの値が大きくなるに従って線形に増大する。電流Ｉdeg45は、位相０〜４５度の範囲内では線形に増大し、位相４５〜９０度の範囲内では線形に減少する。電流Ｉdeg315は、位相０〜４５度の範囲内では線形に減少し、位相４５〜９０度の範囲内ではゼロである。電流Ｉdeg135は、位相０〜４５度の範囲内ではゼロであり、位相４５〜９０度の範囲内では線形に増大する。
【００５４】
図７（ｂ）は位相０〜９０度の範囲内での図６のミキサ部５の動作シミュレーション結果を示す図であり、ミキサ部５から出力される位相補間信号の信号波形を示している。図７（ｂ）の横軸は符号データの値、縦軸は位相量を示している。
【００５５】
図７（ｂ）の実線曲線ｃｂ７が本実施形態の動作シミュレーションにより得られた最終的な位相補間信号の信号波形であり、実線曲線ｃｂ５は第２電流信号生成部４を設けない場合の信号補間信号の信号波形であり、破線曲線ｃｂ６は第２電流信号生成部２とミキサ部５によって実線曲線ｃｂ５の信号と合成される信号の信号波形である。
【００５６】
このように、最終的な位相補間信号ｃｂ７は、実線曲線ｃｂ５の信号と破線曲線ｃｂ６の信号を合成することにより、ほぼ線形な特性にすることができる。
【００５７】
図８は位相０〜９０度の範囲内の位相の異なる種々の位相補間信号の信号波形を重ねて表示した図であり、横軸は時間、縦軸は電圧レベルである。図示のように、いずれの信号波形も、最大振幅値はほぼ同じであり、最大振幅付近での信号波形の落ち込みは生じない。
【００５８】
これに対して、図９は第１および第２電流信号生成部２，４による合成処理を行わないミキサ部５から出力された位相補間信号の信号波形を示す図である。図９の場合、位相に応じて最大振幅にばらつきがあり、精度の高い位相補間処理を行えない。
【００５９】
上述したように、本実施形態では、４５度の位相範囲ごとに、第２電流信号生成部４で生成する電流信号の種類を切り替えて、これら電流信号を第１電流信号生成部２で生成した電流信号と合成して、位相補間信号を生成する。
【００６０】
図１０は４５度の位相範囲ごとに第１および第２電流信号生成部２，４が生成する電流信号の種類を示す図である。第１および第２電流信号生成部２，４は、図１０の白丸を付けた電流信号を、対応する位相範囲で生成する。図１０に示すように、４５度単位でのどの位相範囲でも、４つの電流信号が合成処理に用いられ、各位相範囲ごとに、電流が流れる電流信号の組合せが異なる。
【００６１】
図１１は周波数を可変させた場合の位相補間信号の信号波形の変化を示す図である。図１１には、４ＧＨｚ、２ＧＨｚ、１ＧＨｚ、０．５Ｈｚ、０．２Ｈｚ、０．１Ｈｚの位相補間信号の信号波形が示されている。図１１も、図７（ｂ）と同様に、実線曲線ｃｂ５と、線形化処理に用いられる破線曲線ｃｂ６と、最終的な位相補間信号ｃｂ７の信号波形を示している。
【００６２】
図１１からわかるように、周波数が低くなるほど、位相補間信号の線形性は悪くなる傾向にあるが、低周波数でも、従来に比べると、線形性に優れている。
【００６３】
このように、本実施形態では、４相のクロック信号を用いて位相補間信号を生成する際に、位相補間信号を生成するために用いる本来の２種類の電流信号以外に、４５度の位相範囲ごとに、別個の２種類の電流信号を用いて、ミキサ部５で各電流信号を合成するため、４５度の位相範囲ごとに位相補間信号の非線形性を補正でき、結果として、線形性に優れた位相補間信号を生成できる。
【００６４】
上述した実施形態では、４相のクロック信号を用いて位相補間信号を生成する際に、４５度の位相範囲ごとに計４種類の電流信号を用いて位相補間信号の線形性を補正する例を説明したが、本実施形態は、３相以上のクロック信号を用いて位相補間信号を生成する場合に広く適用可能である。
【００６５】
図１２は３相のクロック信号を用いて位相補間信号を生成する位相補間器１の概念図である。３相のクロック信号の位相は、位相０、１２０度、２４０度である。これら３つのクロック信号のうち、位相が１２０度異なる２種類のクロック信号ｓｉｎθとｓｉｎ（θ＋２π／３）の各係数Ｘ，Ｙを、符号データの値に応じて切り替えることにより、本来の位相補間処理が行われる。この場合の式は以下の（１４）式で表される。
【数１１】
2013201693.tif 000013
ここで、（１４）式のαは（１５）式で表され、Ｘ＋Ｙは一定値である。
【数１２】
2013201693.tif 000014
【００６６】
３相のクロック信号で生成した位相補間信号を線形化するには、位相６０度、１８０度、３００度の３つのクロック信号を用いて、上述した（６）〜（１３）式と同様の手法で、６０度ごとにクロック信号を切り替えて合成処理を行えばよい。
【００６７】
これにより、図１３に示すように、線形化処理を行わない場合に比べて、位相補間信号の線形性を向上させることができる。
【００６８】
本実施形態は、３相以上のＮ相のクロック信号を用いて位相補間信号を生成する位相補間器１に適用可能である。
【００６９】
図１４はＮ相（Ｎは３以上の整数）のクロック信号を用いて位相補間信号を生成する位相補間器１の概念図である。Ｎ相のクロック信号の位相は、２π／Ｎずつずれている。これらＮ相のクロック信号のうち、位相が２π／Ｎ異なる２種類のクロック信号ｓｉｎθとθ（θ＋２π／Ｎ）の各係数Ｘ，Ｙを、符号データの値に応じて切り替えることにより、本来の位相補間処理が行われる。この場合の式は（１６）式で表される。
【数１３】
2013201693.tif 000015
ここで、（１６）式のαは（１７）式で表され、Ｘ＋Ｙは一定値である。
【数１４】
2013201693.tif 000016
【００７０】
図１５は、図１４の位相補間器１を用いて、位相補間信号の位相が０〜２π／Ｎの範囲内で位相補間信号の線形化処理を行う場合の概念図である。図１５に示すように、位相補間器１は、処理Ｓ１１〜Ｓ１３を行う。処理Ｓ１１は、上述した（１６）式で示す本来の位相補間処理である。
【００７１】
処理Ｓ１２は、位相０〜π／Ｎの範囲内で、クロック信号ｓｉｎ（θ−π／Ｎ）とｓｉｎ（θ＋π／Ｎ）を用いて行う位相補間処理であり、以下の（１８）式で表される。
【００７２】
Ａｓｉｎ（θ−π／Ｎ）＋Ｂｓｉｎ（θ＋π／Ｎ）    …（１８）
上記（１８）式の係数Ａ，Ｂは、符号データの値に応じて可変する値であり、以下の（１９）式で表される。
【００７３】
Ａ＝Ｘ［ｃｏｄｅ（＋π／Ｎ）］、Ｂ＝Ｙ［ｃｏｄｅ（＋π／Ｎ）］    …（１９）
処理Ｓ１３は、位相π／Ｎ〜２π／Ｎの範囲内で、クロック信号ｓｉｎ（θ＋π／Ｎ）とｓｉｎ（θ＋３π／Ｎ）を用いて行う位相補間処理であり、以下の（２０）式で表される。
【００７４】
Ａ’ｓｉｎ（θ−π／Ｎ）＋Ｂ’ｓｉｎ（θ＋π／Ｎ）    …（２０）
上記（２０）式の係数Ａ，Ｂは、符号データの値に応じて可変する値であり、以下の（２１）式で表される。
【００７５】
Ａ’＝Ｘ［ｃｏｄｅ（−π／Ｎ）］、Ｂ’＝Ｙ［ｃｏｄｅ（−π／Ｎ）］    …（２１）
図１５の位相補間器１は、位相０〜π／Ｎの範囲内では、上述した（１６）式と（１８）式を合成することにより、線形化された位相補間信号を生成する。この位相補間信号は以下の（２２）式で表される。
【数１５】
2013201693.tif 000017
ここで、（２２）式のαは（２３）式で表され、係数Ａ，Ｂは上述した（１９）式で表される。
【数１６】
2013201693.tif 000018
【００７６】
また、図１５の位相補間器１は、位相π／Ｎ〜２π／Ｎの範囲内では、上述した（１６）式と（１９）式を合成することにより、線形化された位相補間信号を生成する。この位相補間信号は以下の（２４）式で表される。
【数１７】
2013201693.tif 000019
ここで、（２４）式のαは（２５）式で表され、係数Ａ’，Ｂ’は上述した（２１）式で表される。
【数１８】
2013201693.tif 000020
【００７７】
上述した実施形態で説明した位相補間器の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、位相補間器の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
【００７８】
また、位相補間器の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
【００７９】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれない。したがって、本発明の態様は、上述した個々の実施形態には限定されない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１  位相補間器、２  第１電流信号生成部、３  符号データ調整部、４  第２電流信号生成部、５  ミキサ部
【図１】
2013201693.tif 000021
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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