專利名稱：采樣濾波器設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采樣濾波器，其頻率特性是可變的。
技術(shù)背景在用于移動(dòng)通信的無線電通信設(shè)備等中使用按照時(shí)間順序?qū)⑿盘?hào)離散化 以由此進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換和濾波的采樣濾波器。到目前為止，已經(jīng)可以使用諸如 結(jié)合專利文檔1描述的采樣濾波器的采樣濾波器作為相關(guān)技術(shù)的采樣濾波器。圖7示出了結(jié)合專利文檔1描述的相關(guān)技術(shù)的采樣濾波器。在圖7中，相關(guān)技術(shù)的采樣濾波器具有開關(guān)2A、開關(guān)2B、積分器3、 加權(quán)和采樣(W&S)元件6、以及控制信號(hào)生成器7。通過由控制信號(hào)生成器7 生成的時(shí)鐘信號(hào)、反相時(shí)鐘信號(hào)、W&S信號(hào)和復(fù)位信號(hào)來執(zhí)行屬于三個(gè)過程 的處理，這三個(gè)過程即復(fù)位過程、采樣過程和保持過程。通過加權(quán)函數(shù)來確定采樣濾波器的濾波特性。此外，該加權(quán)函數(shù)取決于 W&S元件6和W&S信號(hào)的組合，并且W&S信號(hào)遵循例如三個(gè)加權(quán)函數(shù)(常 數(shù)函數(shù)、梯度函數(shù)和高斯函數(shù))。通過W&S元件6的信號(hào)電流在采樣窗口外 為0，而在采樣窗口內(nèi)根據(jù)加權(quán)函數(shù)(常數(shù)函數(shù)、梯度函數(shù)和高斯函數(shù))而被加 權(quán)。因此，可以通過利用W&S信號(hào)對(duì)來自W&S元件6的輸出進(jìn)行加權(quán)來變 更濾波特性。專利文檔1: JP-T-2003-510933(pg.31,Fig.2A)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題然而，在結(jié)合專利文檔1描述的相關(guān)技術(shù)的方法下，必須準(zhǔn)備諸如梯度 波形和高斯波形的復(fù)雜波形作為用于變更濾波特性的W&S信號(hào)，并且必須 精細(xì)地控制時(shí)鐘信號(hào)的寬度。鑒于該情況而構(gòu)思了本發(fā)明，本發(fā)明旨在提供一種能夠不使用復(fù)雜波形 作為控制信號(hào)而改變?yōu)V波特性的采樣濾波器。解決該問題的手段本發(fā)明的采樣濾波器是根據(jù)來自積分器的輸出而確定其濾波特性的采樣濾波器，該濾波器包括多個(gè)積分器，對(duì)電流進(jìn)行積分；充電開關(guān)，被提供 在積分器的輸入級(jí)處；放電開關(guān)，被提供在積分器的輸出級(jí)處；以及控制部 分，其控制用于每個(gè)積分器的充電開關(guān)和放電開關(guān)，其中該控制部分執(zhí)行控 制以便在相同的定時(shí)利用不同量的電荷來給積分器充電，并且在不同的定時(shí) 從所述多個(gè)積分器釋放不同量的電荷。根據(jù)該配置，在每個(gè)時(shí)鐘上利用不同數(shù)量的電荷來給所述多個(gè)積分器充 電。因此，在每個(gè)積分器的基礎(chǔ)上對(duì)累積的電荷進(jìn)行加權(quán)，并且可以輸出如 此相加的電荷，使得可以通過僅僅是矩形波的控制信號(hào)來改變?yōu)V波特性。因 此，可以利用簡(jiǎn)單的配置來實(shí)現(xiàn)控制采樣濾波器的控制部分。此外，對(duì)在加 權(quán)的同時(shí)被相加的電荷進(jìn)行巻積，由此可以使用加權(quán)。在本發(fā)明的采樣濾波器中，所述多個(gè)積分器形成(N+1)個(gè)積分器組，每個(gè) 積分器組由N(N是2或更大的整數(shù))個(gè)積分器組成；在每一個(gè)時(shí)鐘上，控制部 分執(zhí)行以下控制給屬于一個(gè)積分器組的積分器充電，以及將在除了處于充 電過程的一個(gè)積分器組以外的N個(gè)積分器組的每一個(gè)中逐一選擇的N個(gè)積分 器中累積的電荷相加并且輸出。此外，本發(fā)明的采樣濾波器還包括多個(gè)電流 源，并且在每一個(gè)時(shí)鐘將不同量的電荷輸入所述多個(gè)積分器。根據(jù)該配置，在每一個(gè)時(shí)鐘上，在N個(gè)積分器中累積輸入電流；將在N 個(gè)以前的時(shí)鐘至一個(gè)之前的時(shí)鐘內(nèi)在積分器中累積的電荷相加；并且輸出相 加的結(jié)果。此外，在每個(gè)時(shí)鐘的基礎(chǔ)上在所述多個(gè)積分器中累積不同數(shù)量的 電荷，因而可以在對(duì)輸出電荷進(jìn)行加權(quán)的同時(shí)將其相加，使得可以變更濾波 特性。另外，在本發(fā)明的采樣濾波器中，控制部分進(jìn)行控制，使得輸出電荷"y" 被表示為y二a, +a2z" + ... + a2z-N+2 +3,2"+'， 其中BM^(iV/2)， N=2M:偶數(shù)；以及 l幺M"(iV + l)/2) ， N=2M-1:奇數(shù)，其中，在一個(gè)時(shí)鐘內(nèi)由所述多個(gè)積分器積分的電荷為a,至aM。 根據(jù)該配置，可以通過變更與由積分器積分的電荷相對(duì)應(yīng)的系數(shù)a,、 a2 等來改變?yōu)V波特性。本發(fā)明的采樣濾波器還包括多個(gè)電流源，控制部分通過切換所述電流源來切換輸入積分器的電流。根據(jù)該配置，可以通過切換所述電流源來改變?cè)诟鱾€(gè)積分器中累積的電 荷量，使得可以變更濾波特性。本發(fā)明的采樣濾波器還包括電流源，其中控制部分通過切換該電流源的 電壓-電流特性來切換輸入積分器的電流。根據(jù)該配置，可以在不提供多個(gè)電流源的情況下改變?cè)诟鱾€(gè)積分器中累 積的電荷量，使得可以變更濾波特性。本發(fā)明的采樣濾波器還包括電流源，其中所述積分器具有彼此不同的電 容值；控制部分通過切換所述積分器來切換輸入所述積分器的電流。根據(jù)該配置，可以通過切換所述積分器來改變?cè)诟鱾€(gè)積分器中累積的電 荷量，使得可以變更濾波特性。本發(fā)明的采樣濾波器還包括用于切換所述積分器的多個(gè)轉(zhuǎn)接(changeover)開關(guān)。根據(jù)該配置，通過使用轉(zhuǎn)接開關(guān)切換不同電容值的積分器來聯(lián)合(unite) 電壓-電流轉(zhuǎn)換部分，從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的配置。此外，在本發(fā)明的采樣濾波器中，控制部分執(zhí)行控制操作以便在預(yù)定定 時(shí)執(zhí)行復(fù)位操作而不輸出在積分器中累積的電荷。根據(jù)該配置，可以通過定時(shí)控制來改變抽選比率。在本發(fā)明的采樣濾波器中，控制部分在一個(gè)時(shí)鐘內(nèi)利用正電荷和負(fù)電荷 給不同的積分器充電，使得用負(fù)系數(shù)或正系數(shù)來設(shè)置輸出電荷'y'。根據(jù)該配置，可以通過使用負(fù)電荷來實(shí)現(xiàn)使用負(fù)系數(shù)和正系數(shù)的濾波特性。本發(fā)明的無線電通信設(shè)備包括本發(fā)明的采樣濾波器，其對(duì)從天線輸入 的射頻信號(hào)進(jìn)行離散化和濾波；緩沖器部分，其將在采樣濾波器內(nèi)的積分器 中累積的電荷量轉(zhuǎn)換為電壓并且輸出該電壓；A-D部分，其將從緩沖器部分 輸出的模擬信號(hào)數(shù)字化；以及基帶部分，其對(duì)由A-D部分?jǐn)?shù)字化的信號(hào)進(jìn)行 解調(diào)或解碼。根據(jù)該配置，可以實(shí)現(xiàn)使用本發(fā)明的采樣濾波器的無線電通信設(shè)備。設(shè)備包括本發(fā)明的釆樣濾波器，其對(duì)從天線輸入的射頻信號(hào)進(jìn)行離散化和 濾波，并且根據(jù)第一無線電通信方案或第二無線電通信方案來改變?cè)诜e分器中累積的電荷量；緩沖器部分，其將在采樣濾波器內(nèi)的積分器中累積的電荷量轉(zhuǎn)換為電壓并且輸出該電壓；A-D部分，其將從緩沖器部分輸出的模擬信 號(hào)數(shù)字化；開關(guān)部分，其根據(jù)第一或第二通信方案切換來自A-D部分的輸出； 第一基帶部分，其遵循第一無線電通信方案，并且對(duì)通過開關(guān)部分從A-D部 分輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)或解碼；以及第二基帶部分，其遵循第二無線電 通信方案，并且對(duì)通過開關(guān)部分從A-D部分輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)或解碼。根據(jù)該配置，可以通過切換采樣濾波器的濾波特性來實(shí)現(xiàn)遵循多個(gè)無線 電通信方案的無線電通信設(shè)備。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)本發(fā)明的采樣濾波器，當(dāng)輸出而不是改變控制信號(hào)時(shí)，在對(duì)電荷進(jìn) 行加權(quán)的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行相加和巻積，由此可以提供不需要復(fù)雜控制部分的采 樣濾波器。


[圖l]示出本發(fā)明第一實(shí)施例的采樣濾波器的配置的視圖。[圖2]示出本發(fā)明第一實(shí)施例的控制部分的控制信號(hào)的視圖。[圖3]示出本發(fā)明第一實(shí)施例的控制定時(shí)的表。[圖4]示出本發(fā)明第一實(shí)施例的采樣濾波器的頻率特性的視圖(1)。[圖5]示出本發(fā)明第一實(shí)施例的采樣濾波器的頻率特性的視圖(2)。[圖6]示出本發(fā)明第 一 實(shí)施例的采樣濾波器的配置的視圖。[圖7]示出相關(guān)技術(shù)的采樣濾波器的配置的視圖。[圖8]示出本發(fā)明第一實(shí)施例的采樣濾波器的配置的視圖。[圖9]示出本發(fā)明第 一 實(shí)施例的采樣濾波器的配置的視圖。[圖IO]示出本發(fā)明第二實(shí)施例的采樣濾波器的配置的視圖。[圖ll]示出本發(fā)明第二實(shí)施例的控制部分的控制信號(hào)的視圖。[圖12]示出本發(fā)明第二實(shí)施例的采樣濾波器的頻率特性的視圖。[圖13]示出本發(fā)明第一實(shí)施例的控制部分的控制信號(hào)的視圖。[圖14]示出本發(fā)明第一實(shí)施例的控制定時(shí)的表。[圖15]示出本發(fā)明第三實(shí)施例的無線電通信設(shè)備的配置的框圖。[圖16]示出本發(fā)明第四實(shí)施例的無線電通信設(shè)備的配置的框圖。100、 101、 102、 103 采樣濾波器 110 天線120、 121、 620、 621 電壓-電流轉(zhuǎn)換部分630、 631 轉(zhuǎn)接開關(guān)140控制部分1500至1519 電容器160、 161、 360、 361 采樣開關(guān)1700至1719 充電開關(guān)1800至1819 放電開關(guān)2500至2519 電容器3500至3519 電容器3700至3719 充電開關(guān)3800至3819 》文電開關(guān)200、 300 無線電通信設(shè)備201、 301 采樣濾波器部分202、 302 緩沖器部分203、 303 A-D部分204、 305、 306基帶部分具體實(shí)施方式
下面，將通過參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。 (第一實(shí)施例)圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的采樣濾波器的配置的視圖。在圖1 中，釆樣濾波器100具有天線110;電壓-電流轉(zhuǎn)換部分120和121;控制 部分140;電容器1500至1519;釆樣開關(guān)160和161;充電開關(guān)1700至1719; 以及方欠電開關(guān)1800至1819。天線110接收無線電系統(tǒng)的射頻信號(hào)。盡管沒有在圖1中示出，但是由 天線110接收的射頻信號(hào)經(jīng)歷與例如濾波器等的無線電系統(tǒng)相符的高頻信號(hào) 處理；并且如此處理的信號(hào)一皮輸入電壓-電流轉(zhuǎn)4灸部分120和121。電壓-電流 轉(zhuǎn)換部分120和121將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流，并且該電流祐:輸出。電壓-電流轉(zhuǎn)換部分是例如跨導(dǎo)放大器，并且電壓-電流轉(zhuǎn)換部分120和121在電-電流特性方面彼此不同。根據(jù)從控制部分140輸入的信號(hào)，采樣開關(guān)160和161對(duì)從各個(gè)電壓-電流轉(zhuǎn)換部分和121輸入的電流進(jìn)行采樣，并且將如此采樣的電流輸出 到電容器1500至1519。當(dāng)充電開關(guān)1700至1719處于導(dǎo)通位置時(shí)，根據(jù)由采樣開關(guān)160和161 采樣的電流而向電容器1500至1519充電電荷。利用從采樣開關(guān)160輸入的 電荷給電容器1500、 1503、 1504、 1507、 1508、 1511、 1512、 1515、 1516和 1519充電，并且利用從采樣開關(guān)161輸入的電荷給電容器1501、 1502、 1505、 1506、 1509、 1510、 1513、 1514、 1517和1518充電。當(dāng)放電開關(guān)1800至1819 處于導(dǎo)通位置上時(shí)，輸出如此充入的電荷。根據(jù)從控制部分140輸入的充電信號(hào)，充電開關(guān)1700至1719執(zhí)行關(guān)于 是否利用電荷給電容器1500至1519充電的切換。根據(jù)從控制部分140輸入 的放電信號(hào)，放電開關(guān)1800至1819執(zhí)行關(guān)于是否輸出在所述電容器中累積 的電荷的切換。例如，將描述采樣濾波器100具有N-4個(gè)抽頭的濾波特性的情況。當(dāng)利 用電荷給電容器1500至1519充電時(shí)，充電開關(guān)1700至1703(組1)、充電開 關(guān)1704至1707(組2)、充電開關(guān)1708至1711(組3)、充電開關(guān)1712至1715(組 4)、以及充電開關(guān)1716至1719(組5二N+1)由相同的充電信號(hào)控制，如圖2所 示，并且每個(gè)充電信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)段(period)是T/5,各個(gè)充電信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)段 彼此偏移T/5。當(dāng)輸出在電容器1500至1519中累積的電荷時(shí)，通過相同的放電信號(hào)來 控制從除了處于充電過程中的組以外的每個(gè)組中逐一選擇的放電開關(guān)1807、 1810、 1813和1816、放電開關(guān)1800、 1811、 1814和1817、放電開關(guān)1801、 1804、 1815和1818、開關(guān)1802、 1805、 1808和1819、以及放電開關(guān)1803、 1806、 1809和1812，如圖2所示。每個(gè)放電信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)段是T/5,各個(gè)放 電信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)段彼此偏移T/5。圖3是示出充電開關(guān)1700至179和放電開關(guān)1800至1819導(dǎo)通的定時(shí) 的表。時(shí)鐘信號(hào)的定時(shí)1指示從0至T/5的時(shí)段；定時(shí)2指示從T/5至2 x 丁/5 的時(shí)段；定時(shí)L指示從(L-l)xT/5至LxT/5的時(shí)段。充電開關(guān)1700至1703在定時(shí)1導(dǎo)通，從而利用電荷給電容器1500至 1503(組1)充電。此外，放電開關(guān)1807、 1810、 1813和1816在相同的定時(shí)導(dǎo)通，從而輸出在電容器1507(組2)、 1510(組3)、 1513(組4)、和1516(組5)中累積的電荷。充電開關(guān)1704至1707在定時(shí)2導(dǎo)通，從而利用電荷給電容器1504至 1507C組2)充電。此外，放電開關(guān)1800、 1811、 1814和1817在相同的定時(shí)導(dǎo) 通，從而輸出在電容器1500(組1)、 1511(組3)、 1514(組4)、和1517(組5)中 累積的電荷。充電開關(guān)1708至1711在定時(shí)3導(dǎo)通，從而利用電荷給電容器1508至 1511(組3)充電。此外，放電開關(guān)1801、 1804、 1815和1818在相同的定時(shí)導(dǎo) 通，從而輸出在電容器1501(組1)、 1504(組2)、 1515(組4)、和1518(組5)中 累積的電荷。充電開關(guān)1712至1715在定時(shí)4導(dǎo)通，從而利用電荷給電容器1512至 1515(組4)充電。此外，放電開關(guān)1802、 1805、 1808和1819在相同的定時(shí)導(dǎo) 通，從而輸出在電容器1502(組1)、 1505(組2)、 1508(組3)、和1519(組5)中 累積的電荷。充電開關(guān)1716至1719在定時(shí)5導(dǎo)通，從而利用電荷給電容器1516至 1519(組5)充電。此外，放電開關(guān)1803、 1806、 1809和1812在相同的定時(shí)導(dǎo) 通，從而輸出在電容器1503(組1)、 1506(組2)、 1509(組3)、和1512(組4)中 累積的電荷。在定時(shí)6和隨后的定時(shí)重復(fù)屬于定時(shí)1到5的處理。如上所述，在每個(gè)定時(shí)(例如，定時(shí)5),在利用電荷給某一組(組5)的所 有電容器充電的相同定時(shí)，同時(shí)輸出在前一定時(shí)經(jīng)歷充電的組(組4)的一個(gè)電 容器中存儲(chǔ)的電荷、在之前的第二個(gè)定時(shí)(second previous timing)進(jìn)行充電的 組(組3)的一個(gè)電容器中存儲(chǔ)的電荷、在之前的第三個(gè)定時(shí)(third previous timing)進(jìn)行充電的組(組2)的 一個(gè)電容器中存儲(chǔ)的電荷、以及在之前的第四個(gè) 定時(shí)(fourth previous timing)進(jìn)行充電的組(組l)的一個(gè)電容器中存儲(chǔ)的電荷。控制采樣開關(guān)160和161,以便以T/5的周期來執(zhí)行采樣搡作，并且如 圖3所示的那樣控制充電開關(guān)1700至1719和放電開關(guān)1800至1819。結(jié)果， 如果在充電開關(guān)1700至1719處于導(dǎo)通位置的時(shí)段期間從電壓-電流轉(zhuǎn)換部分 120累積在電容器1500、 1503、 1504、 1507、 1508、 1511、 1512、 1515、 1516 和1519中的電荷為a,，并且從電壓-電流轉(zhuǎn)換部分121累積在電容器1501、 1502、 1505、 1506、 1509、 1510、 1513、 1514、 1517和1518中的電荷為a2，則通過與作為數(shù)字濾波器的FIR濾波器的數(shù)學(xué)表達(dá)式相同的數(shù)學(xué)表達(dá)式1來表示來自采樣濾波器部分100的輸出"y"。 [數(shù)學(xué)表達(dá)式1] <formula>formula see original document page 12</formula>圖4中的實(shí)線表示在5/T是800[MHz]、 a,為0.6， a2為1.4的情況下取得 的濾波特性。圖4中的虛線表示a,是0.8且a2是1.2的情況。如上所述，可 以通過改變a,和a2的值來改變?yōu)V波器的特性?？刂撇蓸娱_關(guān)160和161，以便以T/10的周期執(zhí)行采樣操作，因此獲得 圖5所示的濾波特性。具體地，可以通過變更采樣開關(guān)160和161的采樣周 期或者充電開關(guān)1700至1719和放電開關(guān)1800至1819的切換周期來改變?yōu)V 波特性。當(dāng)N取偶數(shù)(N二2M)時(shí)，采樣濾波器100可以通過包括N/2(＝M)個(gè)電壓-電流轉(zhuǎn)換部分、Nx(N+l)個(gè)電容器、用于累積電荷的Nx(N+l)個(gè)開關(guān)、以及 用于輸出電荷的Nx(N+l)個(gè)開關(guān)來組成N抽頭濾波器(即，(N+l)個(gè)組，每個(gè) 組由N個(gè)電容器、N個(gè)充電開關(guān)、和N個(gè)放電開關(guān)組成)。在該情況下，來 自采樣濾波器100的輸出"y"由數(shù)學(xué)表達(dá)式2表示。[數(shù)學(xué)表達(dá)式2]<formula>formula see original document page 12</formula>當(dāng)N取奇數(shù)(N＝2M-1)時(shí)，配置采樣濾波器100,以便包括(N+1)^(二M) 個(gè)電壓-電流轉(zhuǎn)換部分，從而使得能夠形成N抽頭濾波器。在此情況下，來自 采樣濾波器100的輸出"y"由^1學(xué)表達(dá)式3表示。[數(shù)學(xué)表達(dá)式3]<formula>formula see original document page 12</formula>根據(jù)這樣的配置，僅僅使用矩形波作為控制信號(hào)。此外，當(dāng)輸出累積的 電荷時(shí)，控制這些電荷，以便在對(duì)其進(jìn)行加權(quán)的同時(shí)進(jìn)行相加和巻積，從而 使得能夠?qū)崿F(xiàn)具有與作為數(shù)字濾波器的FIR濾波器的濾波特性相同的濾波特 性的采樣濾波器。如圖6所示，采樣濾波器100被額外地提供有電壓-電流轉(zhuǎn)換部分6S0和 621以及轉(zhuǎn)接開關(guān)630和631，使得可以通過切換電壓-電流轉(zhuǎn)換部分來改變 在電容器中累積的電荷量。將在充電開關(guān)1700至1719處于導(dǎo)通位置的時(shí)段期間由電壓-電流轉(zhuǎn)換部分120累積在電容器1500、 1503、 1504、 1507、 1508、 1511、 1512、 1515、 1516和1519中的電荷作為"a'" (=0.6)。將在相同時(shí)段期間由電壓-電流轉(zhuǎn)換 部分121累積在電容器1501、 1502、 1505、 1506、 1509、 1510、 1513、 1514、 1517和1518中的電荷作為"a2，， (=1.4)。將在相同時(shí)段期間由電壓-電流轉(zhuǎn)換 部分620累積在電容器1500、 1503、 1504、 1507、 1508、 1511、 1512、 1515、 1516和1519中的電荷作為"a3，， (=0.8)。將在相同時(shí)段期間由電壓-電流轉(zhuǎn)換 部分621累積在電容器1501、 1502、 1505、 1506、 1509、 1510、 1513、 1514、 1517和1518中的電荷作為"a4" (=1.2)。作為例如控制釆樣開關(guān)160和161 以便以T/5的周期執(zhí)行采樣操作、并且如圖3所示的那樣控制充電開關(guān)1700 至1719和放電開關(guān)1800至1819的結(jié)果，當(dāng)轉(zhuǎn)接開關(guān)630和631處于H電 平(levd)時(shí)，可以將濾波特性切換為由圖4中的實(shí)線表示的濾波特性，而當(dāng)轉(zhuǎn) 接開關(guān)630和631處于L電平時(shí)，可以將濾波特性切換為由圖4中的虛線表 示的濾波特性。此外，當(dāng)電壓-電流轉(zhuǎn)換部分的電壓-電流轉(zhuǎn)換特性的動(dòng)態(tài)范圍較寬時(shí)， 也可以通過切換除了圖6所示的切換電壓-電流轉(zhuǎn)換部分之外的電壓-電流轉(zhuǎn) 換部分的內(nèi)部電壓來執(zhí)行在電容器內(nèi)累積的電荷量的改變以及濾波特性的切 換。根據(jù)作為數(shù)學(xué)表達(dá)式2的系數(shù)所需的動(dòng)態(tài)范圍以及諸如所需的內(nèi)部電壓 的切換速率來確定圖1和6所示的電壓-電流轉(zhuǎn)換部分的數(shù)目以及用于改變內(nèi) 部電壓的配置。例如當(dāng)準(zhǔn)備圖6所示的系數(shù)a,、 a2、 a;和a4時(shí)，通過切換電 壓-電流轉(zhuǎn)換部分120的電壓-電流特性來實(shí)現(xiàn)系數(shù)a,和a3，并且通過切換電 壓-電流轉(zhuǎn)換部分121和電壓-電流轉(zhuǎn)換部分621來實(shí)現(xiàn)系數(shù)32和a4,從而組 成總共3個(gè)電壓-電流轉(zhuǎn)換部分。通過該配置，僅僅使用矩形波作為控制信號(hào)。此外，當(dāng)輸出累積的電荷 時(shí)，控制所述電荷以便在對(duì)電荷進(jìn)行加權(quán)的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行相加和巻積，從而 使得能夠改變采樣濾波器的濾波特性。也可以接受不同于矩形波的正弦波形作為控制信號(hào)，并且不對(duì)于控制輸 出電荷的開關(guān)的順序施加特定限制(即，取代順序1800—1801 — 1802—1803 的順序1803—1802—1801 —1800也是可以接受的)。此外,電容器1500、 1503、 1504、 1507、 1508、 1511、 1512、 1515、 1516和1519的電容以及電容器1501 、 1502、 1505、 1506、 1509、 1510、 1513、 1514、 1517和1518的電容分別凈皮設(shè)置為不同的值，使得從中省略電壓-電流轉(zhuǎn)換部分I21的配置也變?yōu)榭尚械?。圖8是示出從圖1所示的采樣濾波器100中省略電壓-電流轉(zhuǎn)換部分121 的配置的視圖。在圖8所示的采樣濾波器101中，電容器1500、 1503、 1504、 1507、 1508、 1511、 1512、 1515、 1516和1519的電容以及電容器1501 、 1502、 1505、 1506、 1509、 1510、 1513、 1514、 1517和1518的電容4皮此不同。將 在充電開關(guān)1700至1719處于導(dǎo)通位置上的時(shí)段期間由電壓-電流轉(zhuǎn)換部分 120累積在電容器1500、 1503、 1504、 1507、 1508、 1511、 1512、 1515、 1516 和1519中的電荷作為"a, (=0.6)。將在相同時(shí)段期間累積在電容器1501、 1502、 1505、 1506、 1509、 1510、 1513、 1514、 1517和1518中的電荷作為"a2" (=1.4)。作為例如控制采樣開關(guān)160以便以T/5的周期執(zhí)行采樣操作、 并且如圖3所示的那樣控制充電開關(guān)1700至1719和放電開關(guān)1800至1819 的結(jié)果，取得由圖4中的實(shí)線表示的濾波特性。如圖9所示，圖8所示的采樣濾波器101被附加地提供有電壓轉(zhuǎn)接開關(guān) 1900至1919和電容器2500至2519。也可以以這樣的方式配置采樣濾波器， 即當(dāng)轉(zhuǎn)接開關(guān)1900至1919處于H電平時(shí)，連接充電開關(guān)1700至1719和電 容器1500至1519,而當(dāng)轉(zhuǎn)接開關(guān)1900至1919處于L電平時(shí)，連接充電開 關(guān)1700至1719和電容器1500至1519。將在充電開關(guān)1700至1719處于導(dǎo) 通位置的時(shí)段期間由電壓-電流轉(zhuǎn)換部分120累積在電容器1500、 1503、 1504、 1507、 1508、 1511、 1512、 1515、 1516和1519中的電荷作為"a," (=0.6)。 將在相同時(shí)段期間累積在電容器1501、 1502、 1505、 1506、 1509、 1510、 1513、 1514、 1517和1518中的電荷作為"a2" (=1.4)。將在相同時(shí)段期間累積在電 容器2500、 2503、 2504、 2507、 2508、 2511、 2512、 2515、 2516和2519中 的電荷作為"a3" (=0.8)。將在相同時(shí)段期間累積在電容器2501、 2502、 2505、 2506、 2509、 2510、 2513、 2514、 2517和2518中的電荷作為"a4" (=1.2)。 作為在圖9所示的采樣濾波器102中控制采樣開關(guān)160以便以T/5的周期執(zhí) 行采樣操作、并且如圖3所示的那樣控制充電開關(guān)1700至1719和放電開關(guān) 1800至1819的結(jié)果，當(dāng)轉(zhuǎn)接開關(guān)1900至1919處于H電平時(shí)，可以將濾波 特性切換為由圖4中的實(shí)線表示的濾波特性，而當(dāng)轉(zhuǎn)接開關(guān)1900至1919處 于L電平時(shí)，可以將濾波特性切換為由圖4中的虛線表示的濾波特性。在以上描述中，已經(jīng)描述了通過在各個(gè)定時(shí)輸出累積的電荷而不執(zhí)行抽 選的控制。然而，通過控制輸出在各個(gè)電容器中累積的電荷的定時(shí)，執(zhí)行抽選的控制操作也是可行的。圖13示出了各個(gè)開關(guān)的控制信號(hào)，示出了各個(gè)開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷的定時(shí)。圖14是示出各個(gè)開關(guān)導(dǎo)通的定時(shí)的表。圖13與圖2在放電開關(guān)1800至1819 導(dǎo)通或關(guān)斷的定時(shí)方面是不同的。在N二4抽頭的情況下，當(dāng)輸出在各個(gè)電容器中累積的電荷時(shí)，可以通過 重復(fù)以下控制操作來將抽選比率設(shè)置為值2,所述控制操作即在定時(shí)1輸 出在電容器1507、 1510、 1513和1516中累積的電荷；在定時(shí)2執(zhí)行復(fù)位操 作而不輸出在電容器1500、 1511、 1514和1517中累積的電荷；在定時(shí)3輸 出在電容器1501、 1504、 1515和1518中累積的電荷；在定時(shí)4執(zhí)行復(fù)位操 作而不輸出在電容器1502、 1505、 1508和1519中累積的電荷；在定時(shí)5輸 出在電容器1503、 1506、 1509和1512中累積的電荷；在定時(shí)6執(zhí)行復(fù)位才喿 作而不輸出在電容器1507、 1510、 1513和1516中累積的電荷；在定時(shí)7輸 出在電容器1500、 1511、 1514和1517中累積的電荷；在定時(shí)8執(zhí)行復(fù)位操 作而不輸出在電容器1501、 1504、 1515和1518中累積的電荷；在定時(shí)9輸 出在電容器1502、 1505、 1508和1519中累積的電荷；在定時(shí)10執(zhí)行復(fù)位操 作而不輸出在電容器1503、 1506、 1509和1512中累積的電荷。具體地，還 可以通過定時(shí)控制以及不涉及抽選執(zhí)行的控制操作來改變抽選比率。(第二實(shí)施例)圖IO示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的采樣濾波器的配置。在圖10中，采樣 濾波器103具有天線110;電壓-電流轉(zhuǎn)換部分120和121;控制部分140; 電容器1500至1519和3500至3519;采樣開關(guān)160、 161、 360和361;充電 開關(guān)1700至1719和3700至3719;以及放電開關(guān)1800至1819和3800至3819。圖11是示出各個(gè)開關(guān)導(dǎo)通的定時(shí)的表，并且時(shí)鐘的定時(shí)與圖3所示的時(shí) 鐘的定時(shí)相同。充電開關(guān)1700至1719、放電開關(guān)1800至1819、以及采樣開 關(guān)160和161在與第一實(shí)施例的定時(shí)相同的定時(shí)操作。采樣開關(guān)360和361的有效(active)時(shí)段在相位上與采樣開關(guān)160和161 的有效時(shí)段相反。所述時(shí)段彼此180。異相。具體地，如果將在某個(gè)定時(shí)在電 容器1500中累積的電荷作為a,則在電容器3500中累積的電荷為-a。充電開關(guān)3700至3703在與充電開關(guān)1700至1703的定時(shí)相同的定時(shí)操 作；充電開關(guān)3704至3707在與充電開關(guān)1704至1707的定時(shí)相同的定時(shí)操 作；充電開關(guān)3708至3711在與1708至1711的定時(shí)相同的定時(shí)操作；充電開關(guān)3712至3715在與充電開關(guān)1712至1715的定時(shí)相同的定時(shí)操作；充電 開關(guān)"16至3719在與充電開關(guān)1716至1719的定時(shí)相同的定時(shí)操作；放電 開關(guān)3807、 3810、 3813和3816在與放電開關(guān)1807、 1810、 1813和1816相 同的定時(shí)4喿作；放電開關(guān)3800、 3811 、 3814和3817在與放電開關(guān)1800、 1811、 1814和1817相同的定時(shí)才喿作；放電開關(guān)3802、 3805、 3808和3819在與放 電開關(guān)1802、 1805、 1808和1819相同的定時(shí)操作；并且放電開關(guān)1803、 1806、 1809和1812在與放電開關(guān)3803、 3806、 3809和3812相同的定時(shí)操作。將在充電開關(guān)1700至1719處于導(dǎo)通位置的時(shí)段期間由電壓-電流轉(zhuǎn)換部 分120累積在電容器1500、 1503、 1504、 1507、 1508、 1511、 1512、 1515、 1516和1519中的電荷作為a,。將在相同時(shí)段期間由電壓-電流轉(zhuǎn)換部分120 累積在電容器3500、 3503、 3504、 3507、 3508、 3511、 3512、 3515、 3516和 3519中的電荷作為-a,。將在相同時(shí)段期間由電壓-電流轉(zhuǎn)換部分121累積在電 容器1501、 1502、 1505、 1506、 1509、 1510、 1513、 1514、 1517和1518中 的電荷作為a2。將在相同時(shí)段期間由電壓-電流轉(zhuǎn)換部分121累積在電容器 3501、 3502、 3505、 3506、 3509、 3510、 3513、 3514、 3517和3518中的電 荷作為力2。作為例如控制采樣開關(guān)160和161以便以T/5的周期執(zhí)行采樣操 作、并且如圖11所示的那樣控制充電開關(guān)1700至1719、 3700至3719和放 電開關(guān)1800至1819、 3800至3819的結(jié)果，來自采樣濾波器103的輸出"y" 由與作為數(shù)字濾波器的FIR濾波器的表達(dá)式相同的表達(dá)式的數(shù)學(xué)表達(dá)式4或 數(shù)學(xué)表達(dá)式5表示。[數(shù)學(xué)表達(dá)式4]<formula>formula see original document page 16</formula>[數(shù)學(xué)表達(dá)式5]s<formula>formula see original document page 16</formula>3圖12示出了當(dāng)5/T是800[MHz]時(shí)、當(dāng)a,取值0.2時(shí)、并且當(dāng)32取值1.2 時(shí)取得的濾波特性。通過數(shù)學(xué)表達(dá)式4和數(shù)學(xué)表達(dá)式5來取得相同的特性。在這樣的配置中，當(dāng)通過使用相反相位的信號(hào)來配置具有與作為數(shù)字濾 波器的FIR濾波器的濾波特性相同的濾波特性的采樣濾波器時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn) 負(fù)抽頭系數(shù)。采用與圖6和9所示的配置相同的配置使得能夠?qū)崿F(xiàn)用于切換濾波特性 的配置。采用與圖8所示的配置相同的配置也允許由電容器執(zhí)行的加權(quán)操作。(第三實(shí)施例)圖15是示出本發(fā)明第三實(shí)施例的無線電通信設(shè)備的配置的框圖。在圖15中，無線電通信設(shè)備200具有采樣濾波器部分201、緩沖器部分202、 A-D 部分203以及基帶部分204。采樣濾波器部分201具有與圖1所示的第一實(shí)施例的采樣濾波器100的 配置相同的配置，并按照與該濾波器相同的方式操作，并且對(duì)從天線110輸 入的射頻信號(hào)進(jìn)行離散化和濾波。緩沖器部分202將累積在采樣濾波器部分201的電容器1501至1519中 的電荷轉(zhuǎn)換為電壓值，并且輸出如此轉(zhuǎn)換的電壓值。例如，該緩沖器部分可 由運(yùn)算放大器組成。當(dāng)采樣濾波器部分201如圖IO所示組成時(shí)，可以通過微 分操作來增大輸出電壓值。A-D部分203將從緩沖器部分202輸入的離散化的模擬信號(hào)數(shù)字化?；?帶部分204對(duì)從A-D部分203輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。具體地，基帶部分204對(duì)由A-D部分203數(shù)字化的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼 等。這樣的配置使得能夠?qū)⒌谝粚?shí)施例的采樣濾波器應(yīng)用到所述無線電通信 設(shè)備。也可以如圖8所示的那樣配置采樣濾波器部分201。(第四實(shí)施例)圖16是示出本發(fā)明第四實(shí)施例的無線電通信設(shè)備的配置的框圖。在圖 16中，無線電通信設(shè)備300具有采樣濾波器部分301、緩沖器部分302、 A-D 部分303、第一基帶部分304、第二基帶部分306、和開關(guān)307。采樣濾波器部分301具有與圖6所示的第一實(shí)施例的第一采樣濾波器的 配置相同的配置，并且按照與該采樣濾波器相同的方式操作。該采樣濾波器 對(duì)從天線IIO輸入的射頻信號(hào)進(jìn)行離散化和濾波，并且切換開關(guān)630和631, 從而改變?cè)陔娙萜鲀?nèi)累積的電荷量。緩沖器部分302具有與緩沖器部分202相同的功能，其將累積在采樣濾 波器部分301的電容器1500至1519中的電荷轉(zhuǎn)換為電壓值，并且輸出如此 轉(zhuǎn)換的電壓值。A-D部分303將從緩沖器部分302輸入的離散化的模擬信號(hào) 數(shù)字化。第一基帶部分304遵循第一無線電通信方案，并且對(duì)從A-D部分303 輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。第二基帶部分306遵循第二無線電通信 方案，并且對(duì)從A-D部分303輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。開關(guān)307根據(jù)無線電通信方案是第一無線電通信方案還是第二無線電通信方案而將來自A-D部分303的輸出輸入到第一基帶部分304或第二基帶部 分306。在本實(shí)施例中，A-D部分被布置在開關(guān)307的前級(jí)中。然而，根據(jù) 無線電通信方案，A-D部分也可以以多種方式(innumbers)布置在開關(guān)307的 后級(jí)中。此外，也可以如圖9所示的那樣配置采樣濾波器部分301。這樣的配置使得能夠?qū)⒌?一 實(shí)施例的采樣濾波器應(yīng)用于遵循多個(gè)無線電 通信方案的無線電通信設(shè)備。例如，作為無線電通信方案的示例，可以*提到W-CDMA方案和 IEEE802.11 a方案。由于W-CDMA方案的帶寬大約為4MHz并且IEEE802.11 a 方案的帶寬大約為20MHz，因此需要與各個(gè)方案兼容的濾波器。然而，根據(jù) 本實(shí)施例，可以改變采樣濾波器的濾波特性，因此單個(gè)濾波器可以遵循兩個(gè) 方案。第一無線電通信方案和第二無線電通信方案的無論哪一種例子都是可 接受的。 -盡管通過參照特定實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 來說顯而易見的是，能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行各種更改和修改，而不背離本發(fā)明的 精神和范圍。本發(fā)明基于在日本在2005年12月13日提交的日本專利申請(qǐng) (JP-A-2005-359190)和在2006年11月 24日提交的日本專利申請(qǐng) (JP-A-2006-317276),其內(nèi)容被合并于此以用于參考。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明產(chǎn)生了以下優(yōu)點(diǎn)，即通過采用在輸出電荷時(shí)在對(duì)電荷進(jìn)行加權(quán) 的同時(shí)對(duì)電荷進(jìn)行相加和巻積而不是改變控制信號(hào)的配置，而提供不需要復(fù) 雜控制部分的采樣濾波器的能力，并且該濾波器可以在無線電通信設(shè)備的模 擬電路中被用作濾波器等。
權(quán)利要求
1.一種采樣濾波器，其濾波特性是根據(jù)來自積分器的輸出確定的，該濾波器包括多個(gè)積分器，對(duì)電流進(jìn)行積分；充電開關(guān)，被提供在所述積分器的輸入級(jí)處；放電開關(guān)，被提供在所述積分器的輸出級(jí)處；以及控制部分，控制用于每個(gè)積分器的所述充電開關(guān)和所述放電開關(guān)，其中，所述控制部分執(zhí)行控制，以便在相同的定時(shí)利用不同數(shù)量的電荷來給所述積分器充電，并且在不同的定時(shí)從所述多個(gè)積分器釋放不同數(shù)量的電荷。
2. 如權(quán)利要求1所述的采樣濾波器，其中，所述積分器形成(N+1)個(gè)積 分器組，每個(gè)積分器組由N(N是2或更大的整數(shù))個(gè)積分器組成；并且其中，所述控制部分在每一個(gè)時(shí)鐘執(zhí)行以下控制給屬于一個(gè)積分器組 的N個(gè)積分器充電，并且將在從除了正處于充電過程的一個(gè)積分器組之外的 N個(gè)積分器組的每一個(gè)中逐一選擇的N個(gè)積分器中累積的電荷相加并輸出。
3. 如權(quán)利要求l或2所述的采樣濾波器，還包括多個(gè)電流源， 其中，在每一個(gè)時(shí)鐘將不同數(shù)量的電荷輸入到所述多個(gè)積分器。
4. 如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的采樣濾波器，其中，所述控制部 分執(zhí)行控制，使得如下表示輸出電荷"y":y = a|+a2Z-1+... + a2Z-N+2+a|Z-N+1, 其中l(wèi)^M^(W/2)， N=2M:偶數(shù)；以及 1SA/^((7V + 1)/2), N=2M-1:奇數(shù)，其中，在一個(gè)時(shí)鐘內(nèi)由所述多個(gè)積分器積分的電荷為a)至aM。
5. 如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的采樣濾波器，還包括 多個(gè)電流源，其中，所述控制部分通過切換所述電流源來切換輸入到所述積分器的電'、右
6. 如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的采樣濾波器，還包括 電流源，其中，所述控制部分通過切換該電流源的電壓-電流特性來切換輸入到所述積分器的電流。
7. 如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的采樣濾波器，還包括 電流源，其中所述積分器具有彼此不同的電容值；并且其中所述控制部分通過切換所述積分器來切換輸入到所述積分器的電,'六
8. 如權(quán)利要求7所述的采樣濾波器，還包括 多個(gè)轉(zhuǎn)接開關(guān)，用于切換所述積分器。
9. 如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的采樣濾波器，其中，所述控制部 分執(zhí)行控制操作，以便在預(yù)定定時(shí)執(zhí)行復(fù)位操作而不輸出在所述積分器中累 積的電荷。
10. 如權(quán)利要求4所述的采樣濾波器，其中，所述控制部分在一個(gè)時(shí)鐘 內(nèi)利用正電荷和負(fù)電荷來給不同的積分器充電，使得用負(fù)系數(shù)或正系數(shù)來設(shè) 置輸出電荷"y"。
11. 一種無線電通信設(shè)備，包括如權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的采樣濾波器，其對(duì)從天線輸入的射 頻信號(hào)進(jìn)行離散化和濾波；緩沖器部分，其將在所述采樣濾波器內(nèi)的積分器中累積的電荷量轉(zhuǎn)換為 電壓并且輸出該電壓；A-D部分，其將從所述緩沖器部分輸出的模擬信號(hào)數(shù)字化；以及基帶部分，其對(duì)由所述A-D部分?jǐn)?shù)字化的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)或解碼。
12. —種無線電通信設(shè)備，包括如權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的采樣濾波器，其對(duì)從天線輸入的射 頻信號(hào)進(jìn)行離散化和濾波，并且根據(jù)第一無線電通信方案或第二無線電通信 方案來改變?cè)诜e分器內(nèi)累積的電荷量；緩沖器部分，其將在所述采樣濾波器內(nèi)的積分器中累積的電荷量轉(zhuǎn)換為 電壓并且輸出該電壓；A-D部分，其將從所述緩沖器部分輸出的模擬信號(hào)數(shù)字化；以及開關(guān)部分，其根據(jù)所述第一和第二無線電通信方案來切換來自A-D部分 的輸出；第一基帶部分，其遵循第一無線電通信方案，并且對(duì)通過開關(guān)部分從A-D部分輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)或解碼；以及第二基帶部分，其遵循第二無線電通信方案，并且對(duì)通過開關(guān)部分從A-D部分輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)或解碼。
全文摘要
提供了一種采樣濾波器設(shè)備，可以改變其濾波特性而不使用復(fù)雜波形作為控制信號(hào)。該采樣濾波器設(shè)備(100)包括控制器(140)、多個(gè)積分器、和多個(gè)開關(guān)。輸入電流響應(yīng)于單個(gè)時(shí)鐘信號(hào)而被累積在多個(gè)電容器中，并且將從若干時(shí)鐘以前到一個(gè)時(shí)鐘以前在積分器中累積的電荷相加并輸出。當(dāng)響應(yīng)于每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)而將電荷累積到積分器中時(shí)，切換輸入電流使得可以對(duì)電荷進(jìn)行加權(quán)和相加以進(jìn)行輸出，因此濾波特性改變。
文檔編號(hào)H03H19/00GK101331682SQ20068004715
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者安倍克明, 宮野謙太郎, 松岡昭彥, 細(xì)川嘉史 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社