(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号を入力し、入力した受信信号を積分して放出することにより、ｍ（ｍは自然数）タップのＦＩＲフィルタ特性又は当該ＦＩＲフィルタ特性を含むフィルタ特性を実現するサンプリングフィルタであって、
前記ｍタップのそれぞれに対応するｍ個の積分ユニットを含み、
前記ｍ個の積分ユニットのうち、少なくとも一部の積分ユニットは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）構造を有する積分器を含む、サンプリングフィルタ。
【請求項２】
前記積分器と並列に接続される第２積分器を有し、
前記ＭＥＭＳ構造を有した積分器の容量値が調整される、
請求項１に記載のサンプリングフィルタ。
【請求項３】
前記積分器と前記第２積分器のそれぞれが受信信号を積分し、
前記積分器または前記第２積分器の一方は、前記ＭＥＭＳ構造を有する積分器の容量値を調整することにより、前記積分器または前記第２積分器の前記一方が積分した受信信号の一部を前記積分器または前記第２積分器の他方に移動させ、
前記移動後に前記積分器または前記第２積分器の前記一方に残留している受信信号を放出する、
請求項２に記載のサンプリングフィルタ。
【請求項４】
前記積分器と前記第２積分器の間に設けられ両積分器間の導通状態を切り替える切り替えスイッチを有し、
前記切り替えスイッチは、前記積分された受信信号を移動させる際に両積分器間をオン状態（導通）とし、前記積分された受信信号の移動後で且つ前記残留している受信信号の放出前に両積分器間をオフ状態（非導通）とする、
請求項３のいずれかに記載のサンプリングフィルタ。
【請求項５】
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、
受信信号を積分する２ｍ個（ｍは自然数）の積分ユニットと、
を有し、
前記２ｍ個の積分ユニットのそれぞれは、前記複数の制御信号に基づいて互いに異なるタイミングで前記受信信号を積分し、
前記２ｍ個の積分ユニットは、積分した受信信号を放出するタイミングに応じて２のグループに分けられ、前記２つのグループから選択される１つのグループを構成するｍ個の積分ユニットに前記受信信号を積分する期間の少なくとも一部と、前記選択された１つのグループ以外の他のグループを構成するｍ個の積分ユニットから、前記期間よりも前の期間に積分された受信信号を放出する期間とが時間的に一致するように、前記積分された受信信号を放出する、サンプリングフィルタであって、
前記２つのグループのそれぞれに属するｍ個の積分ユニットのうちの一部の積分ユニットは、
受信信号を積分する第１積分器と、
前記第１積分器と並列に接続される第２積分器と、
前記第１積分器と前記第２積分器の間に設けられ両積分器間の導通状態を切り替える切り替えスイッチとを有し、
前記両積分器の少なくともいずれか一方は、ＭＥＭＳ構造を有し、
前記両積分器で受信信号を積分した後に、前記切り替えスイッチをオン状態にすると共に、前記両積分器のうちＭＥＭＳ構造を有する積分器の容量値を変化させることにより、前記積分した受信信号を両積分器間で移動させ、さらに前記切り替えスイッチをオン状態からオフ状態に切り替えた後に、前記第１積分器に残留している受信信号を放出する、サンプリングフィルタ。
【請求項６】
請求項１に記載のサンプリングフィルタと、
前記サンプリングフィルタで積分された受信信号を電圧値に変換し、当該電圧値を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を行うベースバンド部と、
を有する無線通信装置。
【請求項７】
複数の無線通信方式に対応可能な無線通信装置であって、
請求項１に記載のサンプリングフィルタと、
前記複数の無線方式に応じて、前記サンプリングフィルタの出力信号のベースバンド処理を行うベースバンド処理部と、
を具備する無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプリングフィルタおよび無線通信装置に関し、特にアナログ処理により周波数変換やフィルタ処理等を行うサンプリングフィルタおよび無線通信装置に関する。
【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る。図１８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。
【０００３】
図１８に示すように従来のサンプリングフィルタ装置１０は、相互コンダクタンス増幅器２０と、サンプリング回路３０とを有する。このサンプリング回路３０は、ヒストリキャパシタ３２と、サンプリングキャパシタ３４および３６と、スイッチ３８とを有している。サンプリングキャパシタ３４および３６は、回転キャパシタ４２のバンクであり、さらにスイッチ４４および４６を有する。
【０００４】
相互コンダクタンス増幅器２０は、無線周波数（ＲＦ）電流をサンプリング回路３０に供給する。ＲＦ電流は、ヒストリキャパシタ３２により積分される、すなわち、電荷がヒストリキャパシタ３２上に蓄積される。ヒストリキャパシタ３２へのＲＦ電流の流れはスイッチ３８により制御される。スイッチ３８はデジタルコントロールユニット（ＤＣＵ）により発生される信号により制御される。
【０００５】
ＲＦ電流は、回転キャパシタ４２へも供給される。回転キャパシタ４２は、スイッチ４４がＯＮすることにより電荷が蓄積され、スイッチ４６がＯＮすることにより既に蓄積されている電荷を読み出される。スイッチ４４およびスイッチ４６もデジタルコントロールユニット（ＤＣＵ）により発生される信号により制御される。
【０００６】
このような構成を有する従来のサンプリングフィルタでは、回転キャパシタ４２に蓄積された電荷を周期的に読み出すことにより、離散時間サンプルストリームを作り出すことができる。  
【特許文献１】特開２００４−２８９７９３号公報（第１６頁、図３ｂ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のサンプリングフィルタにおいては、回転キャパシタの容量が固定されているため、フィルタ特性を柔軟に調整することができない。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、フィルタ特性を柔軟に調整することができるサンプリングフィルタおよびこのサンプリングフィルタを備える無線通信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】
【０００９】
本発明のサンプリングフィルタは、受信信号を入力し、入力した受信信号を積分して放出することにより、ｍ（ｍは自然数）タップのＦＩＲフィルタ特性を実現するサンプリングフィルタであって、前記ｍタップのそれぞれに対応するｍ個の積分ユニットを含み、前記ｍ個の積分ユニットのうち、少なくとも一部の積分ユニットは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）構造を有する積分器を含む、構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フィルタ特性を柔軟に調整することができるサンプリングフィルタおよびこのサンプリングフィルタを備える無線通信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】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１に、本実施の形態におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す。図１には、４タップのＦＩＲフィルタ特性を持つ場合のサンプリングフィルタ装置の構成が示されている。
【００１３】
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と、サンプリングスイッチ１３０と、制御部１４０と、積分ユニット１５０−１〜８とを有する。サンプリングフィルタ装置１００に含まれる積分ユニット１５０の数は、タップ数の２倍となっている。積分ユニット１５０−１〜４が１つのセット（組み）を構成し、積分ユニット１５０−５〜８が他の１つのセットを構成している。すなわち、サンプリングフィルタ装置１００は、タップ数と同数の積分ユニットから成るセットを２個有している。また、積分ユニット１５０−１〜８は、離散時間アナログ処理を実施する。また、図１には、サンプリングフィルタ装置１００の後段に繋がる端子１６０が示されている。
【００１４】
アンテナ１１０は、図示していない送信局から送信された無線周波数信号を受信する。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（図示されていない）などで所定の高周波信号処理を施され、当該処理後の受信信号が電圧電流変換部１２０に入力される。
【００１５】
電圧電流変換部１２０は、高周波信号処理後の受信信号（電圧）を電流に変換し、サンプリングスイッチ１３０に出力する。電圧電流変換部１２０は、例えば、トランスコンダクタンスアンプ（ＴＡ）である。
【００１６】
サンプリングスイッチ１３０は、入力される電流を、制御部１４０から受け取る制御信号に基づいてサンプリングし、サンプリングした信号を積分ユニット１５０−１〜８に供給する。
【００１７】
制御部１４０は、積分ユニット１５０−１〜８およびサンプリングスイッチ１３０に対して制御信号を生成して供給する。
【００１８】
積分ユニット１５０−１〜８は、その構成により２つのグループに分けられる。第１のグループは、積分ユニット１５０−１、４、５、８で、第２のグループは、積分ユニット１５０−２、３、６、７である。
【００１９】
第１のグループに属する積分ユニット１５０−１は、２つのコンデンサ１５００、１５１０と、コンデンサ１５００とコンデンサ１５１０との間の導通状態を切り替える電荷移動スイッチ１６００と、２つの充電スイッチ１７００、１７１０と、１つの放電スイッチ１８００とを有する。また、コンデンサ１５００およびコンデンサ１５１０の少なくともいずれか一方は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）構造を有している。同じ第１のグループに属する他の積分ユニット１５０−４、５、８も、積分ユニット１５０−１と同じ基本構成を有しており、以下では、コンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７がＭＥＭＳ構造を有するものとして説明する。
【００２０】
第２のグループに属する積分ユニット１５０−２は、コンデンサ１５０１と、充電スイッチ１７０１と、放電スイッチ１８０１とを有する。第２のグループに属する他の積分ユニット１５０−３、６、７も、積分ユニット１５０−２と同じ基本構成を有している。
【００２１】
図２は、制御部１４０が生成する各制御信号のタイミングチャートを示す。サンプリング信号は、サンプリングスイッチ１３０に供給される。充電信号１〜８は、それぞれ充電スイッチ１７００〜１７０７、１７１０、１７１３、１７１４、１７１７に供給される。放電信号１は、放電スイッチ１８００〜１８０３に供給される。放電信号２は、放電スイッチ１８０４〜１８０７に供給される。電荷移動信号１〜４は、それぞれ電荷移動スイッチ１６００、１６０３、１６０４、１６０７に供給される。ＭＥＭＳ制御信号１〜４は、それぞれ積分ユニット１５０−１、４、５、８に供給される。
【００２２】
以下、図１に示すサンプリングフィルタ装置の動作について説明する。
【００２３】
電圧電流変換部１２０は、入力された電圧信号を電流信号に変換しサンプリングスイッチ１３０に出力する。電流信号は、サンプリングスイッチ１３０でサンプリング信号に基づきサンプリングされ、積分ユニット１５０−１〜８に蓄積される。
【００２４】
具体的には、初めに、充電信号１により充電スイッチ１７００、１７１０がオンし、充電信号１がハイになっている期間において、サンプリング信号によりサンプリングスイッチ１３０がオンし、サンプリング信号がハイになっている期間に亘って２つのコンデンサ１５００、１５１０で電荷が積分される。このタイミングにおいて、コンデンサ１５００、１５１０の容量値は、同じ値である。
【００２５】
充電信号１がローになると、充電スイッチ１７００、１７１０がオフとなり、充電信号２により充電スイッチ１７０１がオンとなる。コンデンサ１５０１は、充電信号２がハイになっている期間において、サンプリング信号によりサンプリングスイッチ１３０がオンし、サンプリング信号がハイになっている期間に亘って電荷が積分される。同様にして、コンデンサ１５０２〜１５０７、１５１３、１５１４、１５１７は、充電信号３〜８により、サンプリング信号の８周期ごとに順番に電荷を積分する。
【００２６】
また、充電信号１がローになる一方で、充電信号２がハイになると、積分ユニット１５０−１では電荷移動処理が行われる。すなわち、充電信号１がローになった後、電荷移動信号１およびＭＥＭＳ制御信号１がハイになると、電荷移動スイッチ１６００がオンすると共に、ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサ１５００の容量値が変化する。ここでサンプリングフィルタ装置１００にローパスフィルタ特性を持たせる場合、コンデンサ１５００の容量値を小さくすればよい。
【００２７】
ここで充電信号２がハイのタイミングでは充電信号１がローとなっているので、充電スイッチ１７００、１７１０は、いずれもオフとなっている。これによりコンデンサ１５００、１５１０で積分された電荷の移動は、両コンデンサ間での移動に制限される。よって、電荷移動スイッチ１６００がオンすると共に、ＭＥＭＳ制御信号によりコンデンサ１５００の容量値が小さくなると、コンデンサ１５００で積分された電荷の一部がコンデンサ１５１０に移動する。同様にして、充電信号４がローになり、充電信号５がハイになると、積分ユニット１５０−４で電荷移動処理が行われる。
【００２８】
そして、充電信号６がハイになるタイミングで、放電信号１もハイになると、積分ユニット１５０−１〜１５０−４の放電スイッチ１８００〜１８０３がオンする。放電信号１がハイになるタイミングでは電荷移動スイッチ１６００、１６０３はオフしているので、コンデンサ１５１０、１５１３に蓄積された電荷（電荷移動処理で移動した電荷を含む）は放出されない。このため放電信号１がハイになると、このタイミングでコンデンサ１５００〜１５０３に蓄積されている電荷が、放出される。なお、積分ユニット１５０−５〜積分ユニット１５０−８に係る電荷の放出は、放電信号２がハイなるタイミングで行われる。ここでは、放電信号２がハイなるタイミングは、充電信号２がハイになるタイミングと一致している。
【００２９】
次いで、図１に示すサンプリングフィルタ装置の動作について、コンデンサで積分される電荷量も考慮しつつ詳細に説明する。
【００３０】
サンプリングスイッチ１３０の動作周波数が１／Ｔ［Ｈｚ］の場合、図２においてタイミング１は０〜Ｔ［ｓ］、タイミング２はＴ〜２Ｔ［ｓ］、タイミングＬは（Ｌ−１）×Ｔ〜Ｌ×Ｔ［ｓ］の期間を示す。ここで、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６が同じ容量（＝Ｃ１）で、コンデンサ１５００、１５１０、１５０３、１５１３、１５０４、１５１４、１５０７、１５１７が同じ容量（＝Ｃ１／２）であるものとする。
【００３１】
タイミング１では、積分ユニット１５０−１の充電スイッチ１７００、１７１０がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ１５００とコンデンサ１５１０とが接続される。そうすると、電圧電流変換部１２０から電荷（Ｑ１２０１）が、コンデンサ１５００およびコンデンサ１５１０に入力される。そして、コンデンサ１５００には１／２×Ｑ１２０１の電荷がチャージされる一方、コンデンサ１５１０にも１／２×Ｑ１２０１の電荷がチャージされる。
【００３２】
またタイミング１では、積分ユニット１５０−８の電荷移動スイッチ１６０７がオンになると共に、ＭＥＭＳ制御信号４に基づいてコンデンサ１５０７の容量値が小さくなり、コンデンサ１５０７とコンデンサ１５１７との間で既に蓄積されている電荷の移動処理が行われる。
【００３３】
タイミング２では、積分ユニット１５０−２の充電スイッチ１７０１がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ１５０１とが接続される。そうすると、電圧電流変換部１２０から電荷（Ｑ１２０２）がコンデンサ１５０１に入力される。このときコンデンサ１５０１には、Ｑ１２０２の電荷がチャージされる。
【００３４】
またタイミング２では、積分ユニット１５０−１の電荷移動スイッチ１６００がオンになると共に、ＭＥＭＳ制御信号１に基づいてコンデンサ１５００の容量値が小さくなり、コンデンサ１５００とコンデンサ１５１０との間で既に蓄積されている電荷の移動処理が行われる。また、放電スイッチ１８０４、１８０５、１８０６、１８０７がオンとなる。これにより、積分ユニット１５０−５〜８におけるコンデンサ１５０４、１５０５、１５０６、１５０７にチャージされている電荷が放出される。
【００３５】
タイミング３では、積分ユニット１５０−３の充電スイッチ１７０２がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ１５０２とが接続される。そうすると、電圧電流変換部１２０から電荷（Ｑ１２０３）がコンデンサ１５０２に入力される。このときコンデンサ１５０２には、Ｑ１２０３の電荷がチャージされる。
【００３６】
タイミング４では、積分ユニット１５０−４の充電スイッチ１７０３、１７１３がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ１５０３とコンデンサ１５１３とが接続される。そうすると、電圧電流変換部１２０から電荷（Ｑ１２０４）が、コンデンサ１５０３およびコンデンサ１５１３に入力される。そして、コンデンサ１５０３には１／２×Ｑ１２０４の電荷がチャージされる一方、コンデンサ１５１３にも１／２×Ｑ１２０４の電荷がチャージされる。
【００３７】
タイミング５では、積分ユニット１５０−５の充電スイッチ１７０４、１７１４がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ１５０４とコンデンサ１５１４とが接続される。そうすると、電圧電流変換部１２０から電荷（Ｑ１２０５）が、コンデンサ１５０４およびコンデンサ１５１４に入力される。そして、コンデンサ１５０４には１／２×Ｑ１２０５の電荷がチャージされる一方、コンデンサ１５１４にも１／２×Ｑ１２０５電荷がチャージされる。
【００３８】
またタイミング５では、積分ユニット１５０−４の電荷移動スイッチ１６０３がオンになると共に、ＭＥＭＳ制御信号２に基づいてコンデンサ１５０３の容量値が小さくなり、コンデンサ１５０３とコンデンサ１５１３との間で既に蓄積されている電荷の移動処理が行われる。
【００３９】
タイミング６では、積分ユニット１５０−６の充電スイッチ１７０５がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ１５０５とが接続される。そうすると、電圧電流変換部１２０から電荷（Ｑ１２０６）が、コンデンサ１５０５に入力される。このときコンデンサ１５０５には、Ｑ１２０６の電荷がチャージされる。
【００４０】
またタイミング６では、積分ユニット１５０−５の電荷移動スイッチ１６０４がオンになると共に、ＭＥＭＳ制御信号３に基づいてコンデンサ１５０４の容量値が小さくなり、コンデンサ１５０４とコンデンサ１５１４との間で既に蓄積されている電荷の移動処理が行われる。また、放電スイッチ１８００、１８０１、１８０２、１８０３がオンとなる。これにより、積分ユニット１５０−１〜４におけるコンデンサ１５００、１５０１、１５０２、１５０３にチャージされている電荷が放出される。
【００４１】
タイミング７では、積分ユニット１５０−７の充電スイッチ１７０６がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ１５０６とが接続される。そうすると、電圧電流変換部１２０から電荷（Ｑ１２０７）が、コンデンサ１５０６に入力される。そして、コンデンサ１５０６には、Ｑ１２０７の電荷がチャージされる。
【００４２】
タイミング８では積分ユニット１５０−８の充電スイッチ１７０７、１７１７がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ１５０７とコンデンサ１５１７とが接続される。そうすると、電圧電流変換部１２０から電荷（Ｑ１２０８）が、コンデンサ１５０７およびコンデンサ１５１７に入力される。そして、コンデンサ１５０７には１／２×Ｑ１２０８の電荷がチャージされる一方、コンデンサ１５１７には１／２×Ｑ１２０８の電荷がチャージされる。
【００４３】
タイミング９以降では、タイミング１〜８の処理が繰り返される。
【００４４】
ここで、積分ユニット１５０−１、４、５、８の電荷移動処理後におけるコンデンサ１５００、１５０３、１５０４、１５０７にチャージされた電荷がα×Ｑ１２０ｘとする。このときのサンプリングフィルタ装置１００の伝達関数は、次の数式（１）で表される。
【数１】
0005089505.tif 000002
【００４５】
なお、数式（１）の右辺の０次から３次までの係数は、それぞれ積分ユニット１５０−１〜４（積分ユニット１５０−５〜８）から放出される電荷量に対応している。
【００４６】
また図３には、実線でフィルタ特性の一例が示されている。具体的には、１／Ｔが８００［ＭＨｚ］で、且つ、αが０．６の場合のフィルタ特性が示されている。
【００４７】
以上から電荷の移動量を変化させると、αが変わる。すなわち、電荷の移動量を変えることにより、フィルタ特性を変更することが可能となる。ＭＥＭＳの制御を調整して並列に接続されるコンデンサ間の容量比を調整することにより、電荷の移動量を変更することができる。因みに、電圧電流変換部のダイナミックレンジが広い場合には、電圧電流変換部の内部電圧を切り換えることによってコンデンサに充電される電荷量を変更することができる。これによって、さらにフィルタ特性を変更することができる。
【００４８】
なお、放電後、各コンデンサの電荷をリセットする必要がある。具体的には、図１１に示すように、コンデンサと並列にリセット用のスイッチを接続し、放電信号がオンからオフに変わった後、リセット用のスイッチをオンすることでコンデンサに蓄積された電荷を０にする。
【００４９】
次いで、積分ユニット１５０−１、４、５、８にて行われる電荷移動処理について詳細に説明する。ＭＥＭＳ構造を利用して電荷を移動する方法の具体例を以下に示す。図４から図７は、それぞれの具体例に対応する積分ユニットの構成を示す斜視図である。それぞれの図に示されている積分ユニットを、積分ユニット１５０−１として説明する。
【００５０】
（具体例１）
図４に示す積分ユニット１５０−１は、基板や回路上に形成されている。コンデンサ１５００は、静電力などの外力により電極を可動とするため、中空に架橋されたＭＥＭＳ構造を有している。コンデンサ１５００は、対向配置された２つの電極を有している。その２つの電極のうち少なくとも１つの電極２０００はＭＥＭＳ構造により可動である一方、電極２００２は固定されている。ここでは、コンデンサ１５１０は、ＭＥＭＳ構造を有していないものとして説明するので、電極２００１、２００３は固定されている。
【００５１】
コンデンサの静電容量は、一般に、Ｃ＝ε（Ｓ／ｄ）と表すことができる。ここで、εは電極間の誘電率、Ｓは電極間の対向面積、ｄは電極間の距離である。
【００５２】
すなわち、上記式から分かるように、電極２０００、２００１を変位させることで対向面積Ｓや電極間距離ｄを可変とし、静電容量Ｃを変化させることができる。本実施の形態のコンデンサは、ＭＥＭＳ可変容量素子である。二つのコンデンサに蓄電した後、静電容量を変化させコンデンサ間で電荷を移動させることが可能である。
【００５３】
積分ユニット１５０−１の電荷移動処理において、まずコンデンサ１５００、１５１０に蓄電するときには、両コンデンサは、等しい対向面積Ｓ、電極間距離ｄの状態にある。すなわち、コンデンサ１５００、１５１０の両コンデンサは、静電容量Ｃおよび電荷Ｑが一致している。
【００５４】
次いで電荷を移動させる場合、コンデンサ１５００は、電極２０００を変位させて、電極間距離をｄ’と大きくする。これに伴い、コンデンサ１５００の静電容量は、Ｃ’と小さくなる。静電容量が減少した分、コンデンサ１５００は電荷量Ｑを蓄電することができなくなり、電荷を一方のコンデンサ１５１０に放電することにより電荷量がＱ’と減少する。放電された電荷は、一方のコンデンサ１５１０に蓄電される。これにより、コンデンサ１５１０の電荷量は、Ｑ’’と増大する。コンデンサ１５００、１５１０の電荷量の状態は、いずれもＱである状態から、Ｑ’、Ｑ’’（Ｑ’＜Ｑ’’）の状態へとそれぞれ変化する。
【００５５】
すなわち、コンデンサ１５００およびコンデンサ１５１０の容量値が同じ状態で受信信号の積分を行い、その後両コンデンサの容量値のバランスを崩すことにより、両コンデンサ間で電荷を移動させることができる。
【００５６】
なお、コンデンサ１５１０もＭＥＭＳ構造を有する場合には、コンデンサ１５１０の電極間の距離を短くしてその容量値を大きくすることにより、電荷の移動量を増大させることができる。
【００５７】
（具体例２）
図５には、電極間の対向面積をＭＥＭＳ構造により変化させる場合の積分ユニットが示されている。積分ユニット１５０−１は、コンデンサ１５００の一方の電極２０００を変位させて両電極の対向面積をＳからＳ’へと減少させる。そうすると、コンデンサ１５００の静電容量は、ＱからＱ’へと減少する。こうしてコンデンサ１５００およびコンデンサ１５１０の容量値のバランスを崩すことにより、両コンデンサ間で電荷を移動させることができる。
【００５８】
（具体例３）
図６には、電極間に配置される誘電体の電極間における占有範囲をＭＥＭＳ構造により変化させる場合の積分ユニットが示されている。同図に示すようにコンデンサ１５００の両電極の間には、誘電体２００４が配設されている。また、コンデンサ１５１０の両電極の間には、誘電体２００５が配設されている。積分ユニット１５０−１は、コンデンサ１５００の両電極の間に配置される誘電体２００４を電極間から引き出すことにより、誘電体２００４の占める対向面積を減少させる。そうすると、コンデンサ１５００の静電容量は、ＱからＱ’へと減少する。こうしてコンデンサ１５００およびコンデンサ１５１０の容量値のバランスを崩すことにより、両コンデンサ間で電荷を移動させることができる。
【００５９】
（具体例４）
図７には、電極間に挿入された他の電極の、前記電極間における占有範囲をＭＥＭＳ構造により変化させる場合の積分ユニットが示されている。同図に示すようにコンデンサ１５００の両電極（電極２０００、２００２）の間には、他の電極２００６が配設されている。また、コンデンサ１５１０の両電極（電極２００１、２００３）の間には、他の電極２００７が配設されている。積分ユニット１５０−１は、コンデンサ１５００の両電極（電極２０００、２００２）の間に配置される他の電極２００６を前記電極間（電極２０００、２００２）から引き出すことにより、電極２００６の占める対向面積を減少させる。そうすると、コンデンサ１５００の静電容量は、ＱからＱ’へと減少する。こうしてコンデンサ１５００およびコンデンサ１５１０の容量値のバランスを崩すことにより、コンデンサ間で電荷を移動させることができる。
【００６０】
なお、ＭＥＭＳ構造を利用して平行板間が接触した状態と離れた状態とを切り替えることにより、１／０の静電容量変化を実現することができる。こうして、コンデンサ間の大きな電荷勾配量を得ることも可能である。
【００６１】
以上のように本実施の形態によれば、サンプリングフィルタ装置１００は、フィルタのタップ数に相当する４個の積分ユニット１５０−１〜４を具備し、積分ユニット１５０−１〜４のうちの一部の積分ユニットが、ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサを含む構成を採る。因みに、１つの積分ユニットにおける受信信号の積分と放出を同時に行うことはできないので、積分ユニット１５０−１〜４のセット以外にもう１つの積分ユニット１５０−５〜８からなるセットをサンプリングフィルタ装置１００は有している。
【００６２】
これにより、ＭＥＭＳ構造を持つコンデンサの容量を調整することにより、コンデンサに蓄積された電荷量を変化させることができるので、サンプリングフィルタ装置１００のフィルタ特性の変更自由度を高めることができる。
【００６３】
具体的には、積分ユニット１５０−１〜４のうちの一部の積分ユニット、例えば、積分ユニット１５０−１は、ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサ１５００と当該コンデンサ１５００と並列に接続されるコンデンサ１５１０とを有する。そして、コンデンサ１５００の容量を調整して、コンデンサ１５００およびコンデンサ１５１０に蓄積された電荷を両コンデンサ間で移動させることにより、各コンデンサに蓄積された電荷量を調整することができる。なお、コンデンサの容量を変化させる際に用いられる静電力などの外力は、電荷移動に影響を与える。しかしながら、その影響をあらかじめ見積もることにより、所望の電荷移動を実現することができる。また、静電力などの外力が電荷に影響を与えないよう絶縁する構成とすることもできる。
【００６４】
またここでは、積分した受信信号の放出元となるコンデンサ１５００としているが、その放出元をコンデンサ１５１０としてもよい。
【００６５】
また、コンデンサ１５００をＭＥＭＳ構造としているが、逆にコンデンサ１５１０をＭＥＭＳ構造としてもよく、又は、両コンデンサをＭＥＭＳ構造としてもよい。要は、ＭＥＭＳ構造を用いて両コンデンサの容量のバランスを崩して、両コンデンサ間に蓄積された電荷を移動させることで、放出される電荷量を調整することができればよい。
【００６６】
また、本実施の形態におけるＭＥＭＳ構造を有するコンデンサを含む積分ユニットは、各セットにおける両端の積分ユニット１５０−１、４としたが、各セットにおける両端の積分ユニットではない積分ユニット１５０−２、３とし、電荷移動処理によって電荷が増えたコンデンサから積分信号を放出することによってもＦＩＲフィルタ特性を調整することができる。つまり、ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサの配置に関して、各セットを左右対称な構造とすることにより、フィルタ特性を調整することができる。
【００６７】
なおここでは、積分処理が、積分ユニット１５０−１から積分ユニット１５０−８への順序で為されることを前提として説明を行っているため、各セットは左右対称な構造となる。しかしながら、入力される制御信号が同じであれば、ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサを含む積分ユニットの場所は特に問わない。サンプリングフィルタフィルタ装置が実現するＦＩＲフィルタ特性のタップ数をｍとしたときに、重み付けを必要とするｋ（ｋは１≦ｋ≦ｍを満たす自然数）個のタップに対応する積分ユニットが、ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサを含んでいればよい。
【００６８】
すなわち、同じセット内の複数の積分ユニットが受信信号を積分する順序を規定する序列の中央を対称中心としたときに対称的な順序で積分する複数の積分ユニットに、ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサが設けられている。また別の見方をすれば、各セットにおける積分処理及び電荷移動処理に係る処理フローは、前半のタップにおける処理ステップと、後半のタップにおける処理ステップとが、互いの境界について対称の処理フローとなっている。さらに別の見方をすれば、フィルタ特性の伝達関数におけるｋ（ｋは０≦ｋ≦ｍ−１を満たす自然数）次の項に対応する積分ユニットがＭＥＭＳ構造を有するコンデンサを含んでいる。ただし、フィルタ特性の伝達関数が０次からｍ−１次までの項の和で表されているものとする。
【００６９】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１のサンプリングフィルタ装置１００の構成に、さらにサンプリングスイッチ１３０に対して積分ユニット１５０−１〜８と並列にコンデンサを追加するものである（図８参照）。これにより、１次のＩＩＲフィルタ特性と４タップのＦＩＲフィルタ特性とが組み合わされたフィルタ特性が、実現される。
【００７０】
上記構成を有するサンプリングフィルタ装置２００の動作について説明する。ここで、実施の形態１と同様に、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６が同じ容量（＝Ｃ１）で、コンデンサ１５００、１５１０、１５０３、１５１３、１５０４、１５１４、１５０７、１５１７が同じ容量（＝Ｃ１／２）であるものとする。図２と同様の制御が行われる場合について説明する。
【００７１】
タイミング１では、積分ユニット１５０−１の充電スイッチ１７００、１７１０がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ２１１０とコンデンサ１５００とコンデンサ１５１０とが接続される。そうすると、コンデンサ２１１０とコンデンサ１５００とコンデンサ１５１０とで、電圧電流変換部１２０から入力される電荷（Ｑ１２０１）と既にコンデンサ２１１０にチャージされている電荷（Ｑ２１１００）とをシェア（分け合う）することになる。そして、コンデンサ２１１０には、Ｑ２１１０１の電荷がチャージされ、コンデンサ１５００には、Ｑ１５００１の電荷がチャージされ、コンデンサ１５１０には、Ｑ１５１０１の電荷がチャージされる。また、タイミング１では、積分ユニット１５０−８における電荷移動処理が行われる。
【００７２】
タイミング２では、積分ユニット１５０−２の充電スイッチ１７０１がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ２１１０とコンデンサ１５０１とが接続される。そうすると、コンデンサ２１１０とコンデンサ１５０１とで、電圧電流変換部１２０から入力される電荷（Ｑ１２０２）と既にコンデンサ２１１０にチャージされている電荷（Ｑ２１１０１）とをシェアし、コンデンサ２１１０には、Ｑ２１１０２の電荷がチャージされ、コンデンサ１５０１には、Ｑ１５０１２の電荷がチャージされる。
【００７３】
また、タイミング２では、積分ユニット１５０−１における電荷移動処理が行われる。また、タイミング２では、放電スイッチ１８０４、１８０５、１８０６、１８０７がオンとなる。これにより、積分ユニット１５０−４〜８におけるコンデンサ１５０４、１５０５、１５０６、１５０７にチャージされている電荷が放出される。
【００７４】
タイミング３では、積分ユニット１５０−３の充電スイッチ１７０２がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ２１１０とコンデンサ１５０２とが接続される。そうすると、コンデンサ２１１０とコンデンサ１５０２とで、電圧電流変換部１２０から入力される電荷（Ｑ１２０３）と既にコンデンサ２１１０にチャージされている電荷（Ｑ２１１０２）とをシェアし、コンデンサ２１１０には、Ｑ２１１０３の電荷がチャージされ、コンデンサ１５０２には、Ｑ１５０２３の電荷がチャージされる。
【００７５】
タイミング４では、積分ユニット１５０−４の充電スイッチ１７０３、１７１３がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ２１１０とコンデンサ１５０３とコンデンサ１５１３とが接続される。そうすると、コンデンサ２１１０とコンデンサ１５０３とコンデンサ１５１３とで、電圧電流変換部１２０から入力される電荷（Ｑ１２０４）と既にコンデンサ２１１０にチャージされている電荷（Ｑ２１１０３）とをシェアし、コンデンサ２１１０には、Ｑ２１１０４の電荷がチャージされ、コンデンサ１５０３には、Ｑ１５０３４の電荷がチャージされ、コンデンサ１５１３には、Ｑ１５１３４の電荷がチャージされる。
【００７６】
タイミング５では、積分ユニット１５０−５の充電スイッチ１７０４、１７１４がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ２１１０とコンデンサ１５０４とコンデンサ１５１４とが接続される。そうすると、コンデンサ２１１０とコンデンサ１５０４とコンデンサ１５１４とで、電圧電流変換部１２０から入力される電荷（Ｑ１２０５）と既にコンデンサ２１１０にチャージされている電荷（Ｑ２１１０４）とをシェアし、コンデンサ２１１０には、Ｑ２１１０５の電荷がチャージされ、コンデンサ１５０４には、Ｑ１５０４５の電荷がチャージされ、コンデンサ１５１４には、Ｑ１５１４５の電荷がチャージされる。また、タイミング５では、積分ユニット１５０−４における電荷移動処理が行われる。
【００７７】
タイミング６では、積分ユニット１５０−６の充電スイッチ１７０５がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ２１１０とコンデンサ１５０５とが接続される。そうすると、コンデンサ２１１０とコンデンサ１５０５とで、電圧電流変換部１２０から入力される電荷（Ｑ１２０６）と既にコンデンサ２１１０にチャージされている電荷（Ｑ２１１０５）とをシェアし、コンデンサ２１１０には、Ｑ２１１０６の電荷がチャージされ、コンデンサ１５０５には、Ｑ１５０５６の電荷がチャージされる。
【００７８】
また、タイミング６では、積分ユニット１５０−５における電荷移動処理が行われる。また、タイミング６では放電スイッチ１８００、１８０１、１８０２、１８０３がオンとなる。これにより、積分ユニット１５０−１〜４におけるコンデンサ１５００、１５０１、１５０２、１５０３にチャージされている電荷が放出される。
【００７９】
タイミング７では、積分ユニット１５０−７の充電スイッチ１７０６がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ２１１０とコンデンサ１５０６とが接続される。そうすると、コンデンサ２１１０とコンデンサ１５０６とで、電圧電流変換部１２０から入力される電荷（Ｑ１２０７）と既にコンデンサ２１１０にチャージされている電荷（Ｑ２１１０６）とをシェアし、コンデンサ２１１０には、Ｑ２１１０７の電荷がチャージされ、コンデンサ１５０６には、Ｑ１５０６７の電荷がチャージされる。
【００８０】
タイミング８では、積分ユニット１５０−８の充電スイッチ１７０７、１７１７がオンとなる。このときサンプリングスイッチ１３０がオンになると、電圧電流変換部１２０とコンデンサ２１１０とコンデンサ１５０７とコンデンサ１５１７とが接続される。そうすると、コンデンサ２１１０とコンデンサ１５０７とコンデンサ１５１７とで、電圧電流変換部１２０から入力される電荷（Ｑ１２０８）と既にコンデンサ２１１０にチャージされている電荷（Ｑ２１１０７）とをシェアし、コンデンサ２１１０には、Ｑ２１１０８の電荷がチャージされ、コンデンサ１５０７には、Ｑ１５０７８の電荷がチャージされ、コンデンサ１５１７には、Ｑ１５１７８の電荷がチャージされる。タイミング９以降では、タイミング１〜８の処理が繰り返される。
【００８１】
ここで、コンデンサ２１１０の容量をＣ２とすると、サンプリングフィルタ装置２００の伝達関数は、下記数式（２）と上記数式（１）との積で表される。
【数２】
0005089505.tif 000003
【００８２】
また図９には、実線でフィルタ特性の一例が示されている。具体的には、１／Ｔが８００［ＭＨｚ］、α＝０．６、且つ、Ｃ２＝４×Ｃ１の場合のフィルタ特性が示されている。
【００８３】
以上から電荷の移動量を変化させると、αが変わる。すなわち、電荷の移動量を変えることにより、フィルタ特性を変更することが可能となる。ＭＥＭＳの制御量を調整して並列に接続されるコンデンサ間の容量比、および、これらのコンデンサの容量とコンデンサ２１１０の容量との比を変化させることにより、フィルタ特性を変更することが可能となる。
【００８４】
なお、コンデンサ２１１０にＭＥＭＳ構造を持たせることにより、Ｃ１とＣ２の関係を変化させることができる。これによってもフィルタ特性を変更する構成も可能である。
【００８５】
以上のように本実施の形態によれば、サンプリングフィルタ装置２００は、積分ユニット１５０−１〜８と並列にコンデンサ２１１０を設けることにより、１次のＩＩＲフィルタ特性を有するサンプリングフィルタ装置を実現することができる。
【００８６】
（実施の形態３）
図１０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１０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、ベースバンド部３０４とを有している。
【００８７】
サンプリングフィルタ部３０１は、実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置１００と同じ構成を有している。サンプリングフィルタ部３０１は、サンプリングフィルタ装置１００と同様に、入力される受信信号に対して離散化、フィルタ処理を行う。
【００８８】
バッファ部３０２は、サンプリングフィルタ部３０１のコンデンサ１５００〜１５０７の両端の電圧値を出力する。
【００８９】
バッファ部３０２は、例えば、図１１に示すように、オペアンプ５０００と、コンデンサ２１２０とで構成することできる。また、バッファ部３０２は、さらに制御部１４０からの制御信号によりオンオフするリセットスイッチ１９００を有している。
【００９０】
次に以上の構成を有する無線通信装置３００の動作について説明する。
【００９１】
サンプリングフィルタ部３０１の放電スイッチ１８００、１８０１、１８０２、１８０３がオンのときには、コンデンサ１５００、１５０１、１５０２、１５０３と、コンデンサ２１２０とが接続される。そうすると、コンデンサ１５００、１５０１、１５０２、１５０３と、コンデンサ２１２０とで、コンデンサ１５００、１５０１、１５０２、１５０３にチャージされた電荷をシェアする。このときコンデンサ２１２０の両端には、コンデンサ１５００、１５０１、１５０２、１５０３に蓄積されていた電荷の総量に応じた電圧が生じる。そして、コンデンサ２１２０の両端に生じた電圧値がオペアンプ５０００から出力される。
【００９２】
また、サンプリングフィルタ部３０１の放電スイッチ１８００、１８０１、１８０２、１８０３がオフになると、リセットスイッチ１９００がオンし、コンデンサ２１２０に蓄積された電荷がリセットされる。
【００９３】
また、放電スイッチ１８０４、１８０５、１８０６、１８０７がオンのときには、コンデンサ１５０４、１５０５、１５０６、１５０７と、コンデンサ２１２０とが接続される。そうすると、コンデンサ１５０４、１５０５、１５０６、１５０７と、コンデンサ２１２０とで、コンデンサ１５０４、１５０５、１５０６、１５０７にチャージされた電荷をシェアする。このとき、コンデンサ２１２０の両端には、コンデンサ１５０４、１５０５、１５０６、１５０７に蓄積されていた電荷の総量応じた電圧が生じる。そして、コンデンサ２１２０の両端に生じた電圧値がオペアンプ５０００から出力される。
【００９４】
また、放電スイッチ１８０４、１８０５、１８０６、１８０７がオフになると、リセットスイッチ１９００がオンし、コンデンサ２１２０に蓄積された電荷がリセットされる。
【００９５】
このときバッファ部３０２から出力される電圧値は、離散化されたアナログ信号となっている。
【００９６】
Ａ／Ｄ部３０３は、バッファ部３０２の出力である離散化されたアナログ信号を入力し、当該アナログ信号をデジタル化する。
【００９７】
ベースバンド部３０４は、Ａ／Ｄ部３０３から受け取るデジタル信号に対してデジタル信号処理を行う。
【００９８】
本実施の形態によれば、フィルタ特性を柔軟に変更することがサンプリングフィルタ装置を備える無線通信装置を実現することができる。
【００９９】
（実施の形態４）
図１２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１２において、無線通信装置４００は、サンプリングフィルタ部４０１と、バッファ部４０２と、第１のＡ／Ｄ部４０３と、第１のベースバンド部４０４と、第２のＡ／Ｄ部４０５と、第２のベースバンド部４０６と、スイッチ４０７とを有している。
【０１００】
サンプリングフィルタ部４０１は、実施の形態１におけるサンプリングフィルタ装置１００と同じ構成を有している。サンプリングフィルタ部４０１は、サンプリングフィルタ装置１００と同様に、入力される受信信号に対して離散化、フィルタ処理を行う。また、サンプリングフィルタ部４０１は、一部のコンデンサがＭＥＭＳ構造を持つことにより、フィルタ特性を変更することができる。本実施の形態では、無線通信装置４００に適用される無線通信方式に応じて、サンプリングフィルタ部４０１のフィルタ特性が変更される。
【０１０１】
バッファ部４０２は、バッファ部３０２と同様の機能を持ち、サンプリングフィルタ部４０１のコンデンサ１５００〜１５０７から放出される電荷量に応じた電圧値を出力する。
【０１０２】
第１のＡ／Ｄ部４０３は、バッファ部４０２の出力である離散化されたアナログ信号を入力し、第１の無線通信方式に適した条件で、当該アナログ信号をデジタル化する。
【０１０３】
第１のベースバンド部４０４は、第１のＡ／Ｄ部４０３から受け取るデジタル信号に対して、第１の無線通信方式に対応するデジタル信号処理を行う。
【０１０４】
第２のＡ／Ｄ部４０５は、バッファ部４０２の出力である離散化されたアナログ信号を入力し、第２の無線通信方式に適した条件で、当該アナログ信号をデジタル化する。
【０１０５】
第２のベースバンド部４０６は、第２のＡ／Ｄ部４０５から受け取るデジタル信号に対して、第２の無線通信方式に対応するデジタル信号処理を行う。
【０１０６】
スイッチ４０７は、無線通信装置４００に適用される無線通信方式に応じて、バッファ部４０２と、第１のＡ／Ｄ部４０３および第２のＡ／Ｄ部４０５との接続状態を切り替える。具体的には、スイッチ４０７は、第１の無線通信方式である場合には、バッファ部４０２と第１のＡ／Ｄ部４０３とが接続される状態に切り替わる。一方、第２の無線通信方式である場合には、スイッチ４０７は、バッファ部４０２と第２のＡ／Ｄ部４０５とが接続される状態に切り替わる。
【０１０７】
本実施の形態によれば、適用される無線通信方式に応じてフィルタ特性を調整することができる無線通信装置を実現することができる。なお、上記第１の無線通信方式および第２の無線通信方式は、特定のものに限定されない。
【０１０８】
（実施の形態５）
実施の形態１及び２では、デシメーションするサンプリングフィルタ装置について説明した。これに対して、本実施の形態では、デシメーションしないサンプリングフィルタ装置について説明する。
【０１０９】
図１３に、本実施の形態におけるサンプリングフィルタ装置の構成を示す。
【０１１０】
図１３において、サンプリングフィルタ装置６００は、４つの積分ユニットから構成されるセットを５個有する。すなわち、サンプリングフィルタ装置６００は、積分ユニット１５０−１〜４から構成される第１積分ユニットセット、積分ユニット１５０−５〜８から構成される第２積分ユニットセット、積分ユニット１５０−９〜１２から構成される第３積分ユニットセット、積分ユニット１５０−１３〜１６から構成される第４積分ユニットセット、及び積分ユニット１５０−１７〜２０から構成される第５積分ユニットセットを有する。
【０１１１】
図１３において、積分ユニット１５０−５は、コンデンサ１５２０、１５３０と、電荷移動スイッチ１６２０と、充電スイッチ１７２０、１７３０と、放電スイッチ１８２０とを有する。積分ユニット１５０−６は、コンデンサ１５２１と、充電スイッチ１７２１と、放電スイッチ１８２１とを有する。積分ユニット１５０−７は、コンデンサ１５２２と、充電スイッチ１７２２と、放電スイッチ１８２２とを有する。積分ユニット１５０−８は、コンデンサ１５２３、１５３３と、電荷移動スイッチ１６２３と、充電スイッチ１７２３、１７３３と、放電スイッチ１８２３とを有する。
【０１１２】
積分ユニット１５０−９は、コンデンサ１５４０、１５５０と、電荷移動スイッチ１６４０と、充電スイッチ１７４０、１７５０と、放電スイッチ１８４０とを有する。積分ユニット１５０−１０は、コンデンサ１５４１と、充電スイッチ１７４１と、放電スイッチ１８４１とを有する。積分ユニット１５０−１１は、コンデンサ１５４２と、充電スイッチ１７４２と、放電スイッチ１８４２とを有する。積分ユニット１５０−１２は、コンデンサ１５４３、１５５３と、電荷移動スイッチ１６４３と、充電スイッチ１７４３、１７５３と、放電スイッチ１８４３とを有する。
【０１１３】
積分ユニット１５０−１３は、コンデンサ１５６０、１５７０と、電荷移動スイッチ１６６０と、充電スイッチ１７６０、１７７０と、放電スイッチ１８６０とを有する。積分ユニット１５０−１４は、コンデンサ１５６１と、充電スイッチ１７６１と、放電スイッチ１８６１とを有する。積分ユニット１５０−１５は、コンデンサ１５６２と、充電スイッチ１７６２と、放電スイッチ１８６２とを有する。積分ユニット１５０−１６は、コンデンサ１５６３、１５７３と、電荷移動スイッチ１６６３と、充電スイッチ１７６３、１７７３と、放電スイッチ１８６３とを有する。
【０１１４】
積分ユニット１５０−１７は、コンデンサ１５８０、１５９０と、電荷移動スイッチ１６８０と、充電スイッチ１７８０、１７９０と、放電スイッチ１８８０とを有する。積分ユニット１５０−１８は、コンデンサ１５８１と、充電スイッチ１７８１と、放電スイッチ１８８１とを有する。積分ユニット１５０−１９は、コンデンサ１５８２と、充電スイッチ１７８２と、放電スイッチ１８８２とを有する。積分ユニット１５０−２０は、コンデンサ１５８３、１５９３と、電荷移動スイッチ１６８３と、充電スイッチ１７８３、１７９３と、放電スイッチ１８８３とを有する。
【０１１５】
図１４は、図２と同様に、制御部１４０が生成する各制御信号のタイミングチャートを示す。すなわち、図１４には、各スイッチに対する制御信号が示されており、各スイッチのＯＮ、ＯＦＦのタイミングが表されている。ここでは、サンプリングフィルタ装置６００が４次のＦＩＲフィルタ特性を持ち、且つ、デシメーションしない場合のタイミングチャートの一例が示されている。
【０１１６】
図１４では、充電信号１は、充電スイッチ１７００、１７１０、１７２１、１７４２、１７６３、１７７３に供給される。充電信号２は、充電スイッチ１７０１、１７２２、１７４３、１７５３、１７８０、１７９０に供給される。充電信号３は、充電スイッチ１７０２、１７２３、１７３３、１７６０、１７７０、１７８１に供給される。充電信号４は、充電スイッチ１７０３、１７１３、１７４０、１７５０、１７６１、１７８２に供給される。充電信号５は、充電スイッチ１７２０、１７３０、１７４１、１７６２、１７８３、１７９３に供給される。
【０１１７】
放電信号１は、放電スイッチ１８００〜１８０３に供給される。放電信号２は、放電スイッチ１８２０〜１８２３に供給される。放電信号３は、放電スイッチ１８４０〜１８４３に供給される。放電信号４は、放電スイッチ１８６０〜１８６３に供給される。放電信号５は、放電スイッチ１８８０〜１８８３に供給される。
【０１１８】
電荷移動信号１は、電荷移動スイッチ１６００、１６０３に供給される。電荷移動信号２は、電荷移動スイッチ１６２０、１６２３に供給される。電荷移動信号３は、電荷移動スイッチ１６４０、１６４３に供給される。電荷移動信号４は、電荷移動スイッチ１６６０、１６６３に供給される。電荷移動信号５は、電荷移動スイッチ１６８０、１６８３に供給される。
【０１１９】
ＭＥＭＳ制御信号１は、積分ユニット１５０−１、４に供給される。ＭＥＭＳ制御信号２は、積分ユニット１５０−５、８に供給される。ＭＥＭＳ制御信号３は、積分ユニット１５０−９、１２に供給される。ＭＥＭＳ制御信号４は、積分ユニット１５０−１３、１６に供給される。ＭＥＭＳ制御信号５は、積分ユニット１５０−１７、２０に供給される。
【０１２０】
第１積分ユニットセットは、タイミング１〜４で各コンデンサに充電し、タイミング５においてＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行った後に放電を行う。第５積分ユニットセットは、タイミング２〜５で各コンデンサに充電し、タイミング６においてＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行った後に放電を行う。第４積分ユニットセットは、タイミング３〜６で各コンデンサに充電し、タイミング７においてＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行った後に放電を行う。第３積分ユニットセットは、タイミング４〜７で各コンデンサに充電し、タイミング８においてＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行った後に放電を行う。第２積分ユニットセットは、タイミング５〜８で各コンデンサに充電し、タイミング９においてＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行った後に放電を行う。
【０１２１】
図１５は、サンプリングフィルタ装置６００の各コンデンサにおける充電タイミングを示す図である。図１５において、同一の積分ユニットに含まれる２つのコンデンサのうちの一方は、省略されている。
【０１２２】
図１５に示すように、各積分ユニットセットにおいて、連続する５タイミングのうち４つのタイミングで充電が行われる。そして、残り１つのタイミングでＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行った後に、放電が行われる。ここで、１つのタイミングにおいて、ＭＥＭＳ制御及び電荷移動と放電とを行う必要がある。従って、ＭＥＭＳ制御信号、電荷移動信号、及び放電信号は、充電信号の周波数の２倍の周波数成分が必要となる。
【０１２３】
また、上記残り１つのタイミングは、第１積分ユニットセット〜第５積分ユニットセットにタイミングをずらして順次訪れる。すなわち、どのタイミングにおいても、第１積分ユニットセット〜第５積分ユニットセットのいずれかの積分ユニットセットが放電している。従って、サンプリングフィルタ装置６００は、デシメーションされない信号を出力することができる。因みに、実施の形態１のサンプリングフィルタ装置１００では、放電タイミングに関しては、第１積分ユニットセットのタイミング１〜５と第２積分ユニットセットのタイミング５〜９の動作が交互に行われているのと同等であり、４デシメーションされたフィルタ特性が得られている。
【０１２４】
このように本実施の形態によれば、サンプリングフィルタ装置６００に、４タップのそれぞれに対応する４個の積分ユニットから構成される５個の積分ユニットセットを設けた。各積分ユニットセットにおいて、４個の積分ユニットは、連続する５タイミングのうちの４タイミングで順次充電し、残りの１タイミングで一斉に放電する。この放電タイミングは、５個の積分ユニットセットごとに異なっている。すなわち、４個の積分ユニットは、互いにタイミングをずらして順次放電している。
【０１２５】
なお、ＭＥＭＳ制御信号、電荷移動信号、及び放電信号の周波数と、充電信号の周波数とを同じ周波数とすることもできる。この場合には、サンプリングフィルタ装置は、４つの積分ユニット１５０から構成される積分ユニットセットを６個有する。こうすることで、ＭＥＭＳ制御信号及び電荷移動信号と放電信号とにそれぞれ１つのタイミングを割り当てることができる。
【０１２６】
具体的な制御は、次のとおりである。第１積分ユニットセットは、タイミング１〜４で各コンデンサに充電し、タイミング５においてＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行い、タイミング６において放電を行う（タイミング７以降は、タイミング１〜６を繰り返す）。第６積分ユニットセットは、タイミング２〜５で各コンデンサに充電し、タイミング６においてＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行い、タイミング７において放電を行う（タイミング８以降は、タイミング２〜７を繰り返す）。第５積分ユニットセットは、タイミング３〜６で各コンデンサに充電し、タイミング７においてＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行い、タイミング８において放電を行う（タイミング９以降は、タイミング３〜８を繰り返す）。第４積分ユニットセットは、タイミング４〜７で各コンデンサに充電し、タイミング８においてＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行い、タイミング９において放電を行う（タイミング１０以降は、タイミング４〜９を繰り返す）。第３積分ユニットセットは、タイミング５〜８で各コンデンサに充電し、タイミング９においてＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行い、タイミング１０において放電を行う（タイミング１１以降は、タイミング５〜１０を繰り返す）。第２積分ユニットセットは、タイミング６〜９で各コンデンサに充電し、タイミング１０においてＭＥＭＳ制御及び電荷移動を行い、タイミング１１において放電を行う（タイミング１２以降は、タイミング６〜１１を繰り返す）。
【０１２７】
以上をまとめると、サンプリングフィルタ装置に、ｍ（ｍは自然数）タップのそれぞれに対応するｍ個の積分ユニットから構成される積分ユニットセットを少なくともｍ＋１個設け、ｍ＋１個の積分ユニットセットは、積分した受信信号を互いにタイミングをずらして順次放出する。
【０１２８】
こうすることで、どのタイミングにおいても、第１積分ユニットセット〜第ｍ積分ユニットセットのいずれかの積分ユニットセットが放電しているので、サンプリングフィルタ装置は、デシメーションされないフィルタ特性を得ることができる。
【０１２９】
またなお、以上説明したデシメーションを行わない構成は、図８に示した実施の形態２のサンプリングフィルタ装置２００にも適用できる。
【０１３０】
（他の実施の形態）
（１）実施の形態２では、電荷移動処理により、１次のＩＩＲフィルタ特性と４タップのＦＩＲフィルタ特性とが組み合わされたフィルタ特性の調整を実現した。これに対して、図１６に示すようにコンデンサ２１１０をＭＥＭＳ構造とすることによっても、フィルタ特性を調整することができる。
【０１３１】
図１６に示すように、サンプリングフィルタ装置５００は、コンデンサ２１１０を有する。このコンデンサ２１１０の容量は、Ｃ２である。また、サンプリングフィルタ装置５００は、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５２０、１５２３、１５２４、１５２７を有する。コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５２０、１５２３、１５２４、１５２７のそれぞれの容量は、Ｃ１である。コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５２０、１５２３、１５２４、１５２７は、並列に設けられている。
【０１３２】
すなわち、サンプリングフィルタ装置５００は、上述のサンプリングフィルタ装置２００と比較すると、コンデンサ１５００、１５１０、１５０３、１５１３、１５０４、１５１４、１５０７、１５１７の代わりに、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６と同じ容量のコンデンサ１５２０、１５２３、１５２４、１５２７を有している。
【０１３３】
この構成を持つサンプリングフィルタ装置５００を図１７に示す制御信号で制御すると、サンプリングフィルタ装置５００は、電荷移動処理を除いてサンプリングフィルタ装置２００と同じ動作をする。
【０１３４】
すなわち、コンデンサ１５２０、１５０１、１５０２、１５２３は、充電信号１〜４に基づいて充電スイッチ１７２０、１７０１、１７０２、１７２３が順次オンすることにより、コンデンサ２１１０と順次接続され、コンデンサ２１１０と電荷をシェアする。
【０１３５】
また、コンデンサ１５２４、１５０５、１５０６、１５２７は、充電信号５〜８に基づいて充電スイッチ１７２４、１７０５、１７０６、１７２７が順次オンすることにより、コンデンサ２１１０と順次接続され、コンデンサ２１１０と電荷をシェアする。
【０１３６】
そして、コンデンサ１５２４、１５０５、１５０６、１５２７が順次電荷を蓄積している期間に、コンデンサ１５２０、１５０１、１５０２、１５２３は、既に蓄積した電荷を同時に放出する。
【０１３７】
以上説明したサンプリングフィルタ装置５００の構成および動作によれば、コンデンサの容量は全て同じであるため、ＦＩＲフィルタ特性を示す伝達関数のαは１．０で固定である。しかしながら、ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサ２１１０の容量を調整することにより、Ｃ１とＣ２の関係を変化させることができるので、フィルタ特性を変更することができる。
【０１３８】
（２）また逆に、サンプリングフィルタ装置５００において、コンデンサ２１１０の容量を固定とし、コンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５２０、１５２３、１５２４、１５２７がＭＥＭＳ構造を有する場合も、フィルタ特性を変更することができる。なぜならば、ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサ１５０１、１５０２、１５０５、１５０６、１５２０、１５２３、１５２４、１５２７の容量を調整することにより、Ｃ１とＣ２の関係を変化させることができるからである。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明の離散フィルタ無線通信装置は、フィルタ特性を柔軟に調整することができるものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るサンプリングフィルタ装置の構成を示すブロック図
【図２】図１の制御部が生成する各制御信号のタイミングチャート
【図３】図１のサンプリングフィルタ装置が実現するフィルタ特性を示す図
【図４】ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサで電荷を移動する方法の説明に供する図
【図５】ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサで電荷を移動する方法の説明に供する図
【図６】ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサで電荷を移動する方法の説明に供する図
【図７】ＭＥＭＳ構造を有するコンデンサで電荷を移動する方法の説明に供する図
【図８】実施の形態２のサンプリングフィルタ装置の構成を示すブロック図
【図９】図８のサンプリングフィルタ装置が実現するフィルタ特性を示す図
【図１０】実施の形態３の無線通信装置の構成を示すブロック図
【図１１】図１０のバッファ部の構成を示す図
【図１２】実施の形態４の無線通信装置の構成を示すブロック図
【図１３】実施の形態５に係るサンプリングフィルタ装置の構成を示すブロック図
【図１４】図１３の制御部が生成する各制御信号のタイミングチャート
【図１５】図１３の各コンデンサにおける充電タイミングを示す図
【図１６】他の実施の形態のサンプリングフィルタ装置の構成を示すブロック図
【図１７】他の実施の形態のサンプリングフィルタ装置が制御される制御信号のタイミングチャート
【図１８】従来のサンプリングフィルタ装置の構成を示す図
【符号の説明】
【０１４１】
１００、２００、５００、６００  サンプリングフィルタ装置
１１０  アンテナ
１２０  電圧電流変換部
１３０  サンプリングスイッチ
１４０  制御部
１５０  積分ユニット
３００、４００  無線通信装置
３０１、４０１  サンプリングフィルタ部
３０２、４０２  バッファ部
３０３、４０３、４０５  Ａ／Ｄ部
３０４、４０４、４０６  ベースバンド部
４０７  スイッチ
１５００、１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５１０、１５１３、１５１４、１５１７、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２７、１５３０、１５３３、１５４０、１５４１、１５４２、１５４３、１５５０、１５５３、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５７０、１５７３、１５８０、１５８１、１５８２、１５８３、１５９０、１５９３、２１１０、２１２０  コンデンサ
１６００、１６０３、１６０４、１６０７、１６２０、１６２３、１６４０、１６４３、１６６０、１６６３、１６８０、１６８３  電荷移動スイッチ
１７００、１７０１、１７０２、１７０３、１７０４、１７０５、１７０６、１７０７、１７１０、１７１３、１７１４、１７１７、１７２０、１７２１、１７２２、１７２３、１７３０、１７３３、１７４０、１７４１、１７４２、１７４３、１７５０、１７５３、１７６０、１７６１、１７６２、１７６３、１７７０、１７７３、１７８０、１７８１、１７８２、１７８３、１７９０、１７９３  充電スイッチ
１８００、１８０１、１８０２、１８０３、１８０４、１８０５、１８０６、１８０７、１８２０、１８２１、１８２２、１８２３、１８４０、１８４１、１８４２、１８４３、１８６０、１８６１、１８６２、１８６３、１８８０、１８８１、１８８２、１８８３  放電スイッチ
１９００  リセットスイッチ
２０００、２００１、２００２、２００３、２００６  電極
２００４  誘電体
５０００  オペアンプ
【図１】
0005089505.tif 000004
【図２】
0005089505.tif 000005
【図３】
0005089505.tif 000006
【図４】
0005089505.tif 000007
【図５】
0005089505.tif 000008
【図６】
0005089505.tif 000009
【図７】
0005089505.tif 000010
【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】
0005089505.tif 000018
【図１６】
0005089505.tif 000019
【図１７】
0005089505.tif 000020
【図１８】
0005089505.tif 000021