專利名稱：電荷采樣濾波器電路和電荷采樣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種電荷采樣濾波器電路和電荷采樣方法。
背景技術(shù)：
近年來，移動(dòng)電話服務(wù)和無線LAN(局域網(wǎng))等使用高頻的 無線服務(wù)日益普及。這類無線服務(wù)通常使用對(duì)各無線服務(wù)或?qū)?提供該無線服務(wù)的各區(qū)域不同的頻帶?？紤]到這些背景情況， 可以在 一 個(gè)無線終端使用多個(gè)無線服務(wù)的可重構(gòu) (reconfigurable) RF技術(shù)正受關(guān)注。例如，作為可以使用一個(gè)RF 電路接收不同頻帶的無線信號(hào)的可重構(gòu)RF技術(shù)的例子，提出了 電荷域?yàn)V波器電路(參考非專利文獻(xiàn)l)。接著參考圖IO簡(jiǎn)單說明 電荷域?yàn)V波器電路。
圖10是示出電荷域?yàn)V波器電路10的電路結(jié)構(gòu)的說明圖。電 荷域?yàn)V波器電路10包括跨導(dǎo)器(gm)12、 1IR電容器14、第一電荷 采樣電路20、第二電荷采樣電路40、以及輸出電容器50。另夕卜， 電荷域?yàn)V波器電路10基于電路控制裝置(該附圖中未示出)所輸 出的控制信號(hào)來動(dòng)作。
跨導(dǎo)器12是將輸入信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換成與該電壓成比例的 電流的電壓/電流轉(zhuǎn)換器，并且輸出該電流。1IR電容器14與跨 導(dǎo)器12連接，并且用于使電荷域?yàn)V波器電路10具有IIR(無限沖 激響應(yīng))特性。
第一電荷采樣電^各20包括電容器22、 26、 30和34。例如， 在輸入給電荷域?yàn)V波器電路10的控制信號(hào)(j)l具有高電平時(shí)，接 通開關(guān)21,并且通過由跨導(dǎo)器12所輸出的電流(充電)對(duì)電容器 22充電。此外，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路10的控制信號(hào)(j)2具
有高電平時(shí)，接通開關(guān)25,并且通過由跨導(dǎo)器12所輸出的電流 向電容器26充電。
接著，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路10的控制信號(hào)())4和vj/l具 有高電平時(shí)，接通開關(guān)23、 27和41。結(jié)果，將通過充電存儲(chǔ)在 電容器22和26中的 一部分電荷輸出給第二電荷采樣電路40的電 容器42。然后，將與電容器22、 26和42的電容值一致的電荷分 別存儲(chǔ)在電容器22、 26和42中，直到達(dá)到平衡狀態(tài)為止。以下 將以此方式在多個(gè)電容器間共享電荷稱為電荷共享。
在此之后，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路IO的控制信號(hào)小lr 具有高電平時(shí)，接通開關(guān)24,并且對(duì)電容器22的殘留電荷進(jìn)行 放電。而且，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路10的控制信號(hào)(j)2r具有 高電平時(shí)，接通開關(guān)28，并且對(duì)電容器28的殘留電荷進(jìn)行放電。 類似地，在對(duì)通過跨導(dǎo)器12所提供的電流進(jìn)行放電之后，電容 器30和34進(jìn)行電荷共享，并且為了準(zhǔn)備下一充電，對(duì)殘留在電 容器30和34中的電荷進(jìn)行放電。
非專利文獻(xiàn)1: 2006 IEEE International Solid國(guó)State Circuits Conference 26.6, "An謂MHz to 5GHz Software-Defined Radio Receiver in 90謹(jǐn)CMOS"

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
然而，在已知的電荷域?yàn)V波器電^各中，在通過電流對(duì)電容 器進(jìn)行充電，并且電容器進(jìn)行電荷共享之后，可能出現(xiàn)對(duì)殘留 在電容器中的大量電荷進(jìn)行放電這一問題。例如，如果正在第 一電容器和具有相同電容的后級(jí)(following stage)電容器之間 進(jìn)行電荷共享，則將在第 一 電容器和后級(jí)電容器之間等分電荷。 結(jié)果，保持在第一電容器中的一半電荷殘留，并且從第一電容
器放掉一半電荷。換句話說，在已知電荷域?yàn)V波器電路中，發(fā) 生了問題，即，作為對(duì)電容器中的殘留電荷進(jìn)行放電的結(jié)果， 損失了大量信號(hào)信息，并且同時(shí)，減小了作為濾波器電路的增益。
考慮到這種情況，根據(jù)上述問題設(shè)計(jì)了本發(fā)明。本發(fā)明的 目的是提供一種可以減少?gòu)男纬呻娐返碾娙萜鞣烹姷碾姾傻男?的和創(chuàng)新性的電荷采樣濾波器電路和電荷采樣方法。
解決問題的手段
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電 荷采樣濾波器電路，其包括對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣的第 一 電容器， 并且在該電荷采樣濾波器電路中，將通過采樣存儲(chǔ)在第一電容 器中的至少 一部分電荷輸出給可與第 一 電容器連接的第二電容
器。該電荷采樣濾波器電路包括切換部分，切換包括采樣模 式和輸出模式的電路模式，其中，采樣模式使第一電容器對(duì)輸 入信號(hào)進(jìn)行采樣，輸出模式使第一電容器和第二電容器連接， 該電荷采樣濾波器電路的特征在于將輸出模式中第 一 電容器的 電容值設(shè)置成低于采樣模式中的電容值。
在上述結(jié)構(gòu)中，至少一個(gè)第一電容器在高于輸出模式中的 電容值時(shí)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并且在低于采樣模式中的電容 值時(shí)將電荷中的至少一部分輸出給第二電容器，即，與第二電 容器進(jìn)行電荷共享。通常，當(dāng)進(jìn)行電荷共享時(shí)，共享與各個(gè)前 級(jí)(previous stage)電容器(即，第 一 電容器)和后級(jí)電容器(即， 第二電容器)各自的電容值成比例的電荷。結(jié)果，當(dāng)變換成輸出 模式時(shí)，如果進(jìn)行控制以使得與在采樣模式中相比有意減小了
前級(jí)電容器的電容值，則可以增加傳送給后級(jí)電容器的電荷量。 例如，可以將電荷共享之后殘留在前級(jí)電容器中的電荷量減少 至1/4~1/5。因此，在第一電容器中，可以減少電荷共享之后
放電的電荷，從而允許促進(jìn)提高作為整個(gè)電荷采樣濾波器電路
的增益。
切換部分可以基于與時(shí)鐘同步輸入的模式切換信號(hào)來切 換電路模式，并且可以基于與該時(shí)鐘同步輸入的電容值控制信 號(hào)來改變第一電容器的電容值。在該結(jié)果中，例如，與電荷采 樣濾波器電路連接的電路控制裝置可以基于所設(shè)置的頻率特 性，生成并輸出模式切換信號(hào)。另外，該電路控制裝置可以基 于所設(shè)置的電容器特性來生成并輸出電容值控制信號(hào)。結(jié)果， 在保持自身結(jié)構(gòu)的同時(shí)，該電荷采樣濾波器電路通過僅改變輸 入模式切換信號(hào)和電容值控制信號(hào)，就可以改變電路特性。
減小第一電容器的電容值的電容值控制信號(hào)可具有與指 示切換部分將電路模式切換成輸出模式的模式切換信號(hào)相同的 相位。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，電路控制裝置可發(fā)出指示將電荷采樣濾波 器電路的電路模式切換成輸出模式的模式切換信號(hào)，還可用作 減小第一電容器的電容值的電容值控制信號(hào)。因此，可以省略 用于生成電容值控制信號(hào)的處理，從而促進(jìn)處理過程簡(jiǎn)化和成 本減少。
在包括電路模式為輸出模式的輸出模式期間在內(nèi)的指定 時(shí)間段期間，可以將減小第一電容器的電容值的電容值控制信 號(hào)輸入給第一電容器。在該結(jié)構(gòu)中，即使在緊接輸出模式期間 之前的時(shí)間段和/或緊接輸出模式期間之后的時(shí)間段中，也將該 電容值控制信號(hào)輸入給第一電容器。例如，如果從輸出模式期 間之前開始將該電容值控制信號(hào)輸入給第一電容器，則當(dāng)切換 成輸出模式時(shí)，可以充分減小第一電容器的電容值。換句話說，
如果減小了第一電容器的電容值，則根據(jù)表達(dá)式(Q = CV)增加 第 一 電容器的電位，從而使得可以在切換成輸出模式的同時(shí)， 基于與第二電容器的電位的差來以 一 速度傳送電荷(電流的流
動(dòng))。
在電路模式為輸出模式的時(shí)間段以外的時(shí)間期間，可以改 變第一電容器的電容值。在該結(jié)構(gòu)中，如果改變了第一電容器
的電容值，則根據(jù)表達(dá)式(Q-CV)改變第一電容器的電位。因 此，例如，如果即使在電路模式為采樣;漠式的時(shí)間段內(nèi)也可以 改變第 一電容器的電容值，則也改變通過采樣在第一電容器上 所生成的電壓，從而調(diào)整作為整個(gè)電荷采樣濾波器電路的增益。
電路模式還包括對(duì)存儲(chǔ)在第 一 電容器中的電荷進(jìn)行放電 的放電模式，并且從電路模式為輸出模式的時(shí)間段結(jié)束開始， 直到電路模式為采樣模式的時(shí)間段開始為止，切換部分可以將 電路模式切換成放電模式。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在第一電容器的電荷 放電后，初始化第一電容器的電荷狀態(tài)之后，將電路模式再次 切換成采樣模式。因此，可以防止發(fā)生以下問題在第一電容 器中累積存儲(chǔ)電荷，并導(dǎo)致電壓飽和。
放電模式中的第 一 電容器的電容值可以與輸出模式中的 第一電容器的電容值大約相同。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如，在與電容 值低的輸出模式中相同的狀態(tài)下通過初始化電壓(Vbias)設(shè)置 了電荷的初始值之后，第一電容器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。結(jié)果， 輸入信號(hào)變成等于相對(duì)輸入模式中的D C電平的變化的差，因此 可以減小輸出模式中的誤差分量。
第 一 電容器可以選擇性地動(dòng)作以具有根據(jù)電路模式而改 變電容值的可變電容或具有固定電容。才艮據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過^4居 該電荷采樣濾波器電路的用途或目的等適當(dāng)進(jìn)行上述選擇，可 以調(diào)整輸入大信號(hào)時(shí)的電荷采樣濾波器電路中的信號(hào)電平，從 而允許充分減小由于電路中的電壓飽和所導(dǎo)致的信號(hào)失真。
另外，上述電荷采樣濾波器電路還可以包括單位電容器組 和第二切換部分，其中，單位電容器組包括至少兩個(gè)或多個(gè)電
容器，第二切換部分切換包括采樣模式和輸出模式的單位電容 器組的電路模式。當(dāng)通過第二切換部分將單位電容器組的電路 模式切換成采樣模式時(shí)，包括在單位電容器組中的多個(gè)電容器 可以進(jìn)行采樣，當(dāng)通過第二切換部分將單位電容器組的電路模 式切換成輸出模式時(shí)，該多個(gè)電容器中的至少一個(gè)電容器可以 輸出通過采樣所存儲(chǔ)的電荷。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)單位電容器組的電路模式為采樣模式 時(shí)，包括在單位電容器組中的多個(gè)電容器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。 此外，當(dāng)單位電容器組的電路模式為采樣模式時(shí)，輸出存儲(chǔ)在 該多個(gè)電容器中的至少一個(gè)電容器中的電荷。換句話說，在去 除信號(hào)分量的一部分的情況下，輸出輸入到給定電容器組的信 號(hào)。因此，在向電荷釆樣電路輸入高電平信號(hào)的情況下，可以 通過單位電容器組衰減信號(hào)分量。
包括在單位電容器組中的至少一個(gè)電容器可以為具有可 變電容值的可變電容器。輸入給單位電容器組的信號(hào)分量和從 單位電容器組輸出的信號(hào)分量的比是基于多個(gè)電容器的總電容 和多個(gè)電容器中的至少 一 個(gè)電容器的電容的總和的比的。因此， 例如，通過使包括在單位電容器組中的至少一個(gè)電容器為可變 電容器，可以調(diào)整單位電容器組的信號(hào)分量的衰減量。
在單位電容器組中，可以根據(jù)輸入給電荷采樣濾波器電路 的信號(hào)的信號(hào)電平，來選擇多個(gè)電容器和/或多個(gè)電容器中的至 少一個(gè)電容器。例如，如果信號(hào)電平高，并且想要高衰減量， 則可以選擇較多電容器作為該多個(gè)電容器，并且可以選擇較少 電容器作為該多個(gè)電容器中的至少一個(gè)電容器。
單位電容器組的電路模式還包括對(duì)存儲(chǔ)在多個(gè)電容器中 的電荷進(jìn)行放電的放電模式，并且，從電路模式為輸出模式的 期間的結(jié)束開始，直到電路模式為采樣模式的期間開始為止，
第二切換部分可以將單位電容器組的電路模式切換成放電模 式。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在多個(gè)電容器的電荷放電之后，在初始化 多個(gè)電容器的電荷狀態(tài)后，可以再次將單位電容器組的電路模
式切換成采樣模式。因此，可以防止發(fā)生以下問題在多個(gè)電 容器中累積存儲(chǔ)電荷，并且導(dǎo)致電壓飽和。
此外，為了解決上述問題，本發(fā)明的另一方面提供一種電 荷采樣方法，其特征在于包括通過第一電容器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)
行采樣的采樣步驟；減小第一電容器的電容值的步驟；將通過
采樣存儲(chǔ)在第 一電容器中的至少一部分電荷輸出給與第一電容
器連接的第二電容器的輸出步驟；以及對(duì)存儲(chǔ)在第一電容器中 的電荷進(jìn)行放電的放電步驟。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
根據(jù)上述本發(fā)明的電荷采樣濾波器電路和電荷采樣方法， 可以減少?gòu)男纬呻娐返碾娙萜鞣烹姷碾姾伞?br>

圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的第 一 實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路 的濾波系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的說明圖2是示出通過濾波系統(tǒng)的動(dòng)作所獲得的輸出信號(hào)的頻率 特性的說明圖3是示出應(yīng)用于電荷域?yàn)V波器電路的控制信號(hào)的說明圖； 圖4是示出同 一實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路的電路結(jié)構(gòu)的 說明圖5是示出切換部分的另 一 結(jié)構(gòu)的例子的說明圖； 圖6是示出達(dá)到了電荷域?yàn)V波器電路的電容器C1、 C2和C5 的平衡狀態(tài)的狀況的說明圖7是示出根據(jù)同 一 實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路的動(dòng)作的
流程圖8是示出輸入給電荷域?yàn)V波器電路的控制信號(hào)的另 一 例 子的說明圖9是示出輸入給電荷域?yàn)V波器電路的控制信號(hào)的另 一 例 子的說明圖10是示出與該應(yīng)用有關(guān)的電荷域?yàn)V波器電路的電路結(jié)構(gòu) 的說明圖ll是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路 的電^各結(jié)構(gòu)的說明圖12是示出衰減功能部分的電路結(jié)構(gòu)的第 一 變形例的說明
圖13是示出衰減功能部分的電路結(jié)構(gòu)的第二變形例的說明
圖14是示出衰減功能部分的電路結(jié)構(gòu)的第三變形例的說明
圖15是示出控制信號(hào)生成方法的說明圖； 圖16是示出選擇信號(hào)和控制信號(hào)之間的關(guān)系的說明圖； 圖17是示出根據(jù)本實(shí)施例的變形例的電荷域?yàn)V波器電路的 電路結(jié)構(gòu)的說明圖。 附圖標(biāo)記的說明 100濾波系統(tǒng) 102電路控制裝置 108控制信號(hào)生成部分 110、 111、 112電荷域?yàn)V波器電^各
具體實(shí)施例方式
以下參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在本說明書和附圖中，利用相同附圖標(biāo)記表示實(shí)質(zhì)上具有相同功能或結(jié)構(gòu) 的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并且省略重復(fù)說明。
首先，對(duì)于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，參考應(yīng)用電荷域?yàn)V波器
電路作為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電荷采樣濾波器電路的濾
波系統(tǒng)的圖1 ~ 3進(jìn)行說明。接著，參考圖4~ 6說明根據(jù)同一實(shí) 施例的電荷域?yàn)V波器電路的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。在此之后，參考圖8 說明形成根據(jù)同 一實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電^各的電容器的例 子。然后，參考圖9說明根據(jù)同一實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路的 變形例。此外，參考圖11 ~圖16說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例 的電荷域?yàn)V波器電路。 第 一實(shí)施例
圖l是示出應(yīng)用本發(fā)明的電荷域?yàn)V波器電路110的濾波系 統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖2是示出通過濾波系統(tǒng)100的動(dòng)作所獲 得的輸出信號(hào)的頻率特性的說明圖。圖3是示出由電路控制裝置 所輸出的控制信號(hào)的說明圖。
濾波系統(tǒng)100包括電路控制裝置102和電荷域?yàn)V波器電路 110。電路控制部分102輸出對(duì)電荷域?yàn)V波器電路1 IO進(jìn)行控制的 控制信號(hào)。電荷域?yàn)V波器電路110基于該控制信號(hào)對(duì)從外部輸入 的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波。
更具體地，電路控制部分102包括頻率特性設(shè)置部分104、 電容器特性設(shè)置部分106和控制信號(hào)生成部分108。
頻率特性設(shè)置部分104設(shè)置通過電荷域?yàn)V波器電路1 IO所 獲得的輸出信號(hào)的頻率特性(參考圖2)。頻率特性設(shè)置部分104 還可以包括用戶為了獲得自己想要的頻率特性而操作的用戶接 n 。
電容器特性設(shè)置部分106設(shè)置電荷域?yàn)V波器電路110中的 電容器的特性。例如，電容器的特性有電容值?？梢詫㈦娙萜魈匦栽O(shè)置部分106配置成可以設(shè)置改變電容器的電容值的定時(shí)， 或者配置成可以設(shè)置電容器的電容值所減小的程度。與頻率特
性設(shè)置部分104—樣，電容器特性設(shè)置部分106還可以包括用戶 為了獲得自己想要的電容器特性而操作的用戶接口 。
控制信號(hào)生成部分108生成用以實(shí)現(xiàn)通過頻率特性設(shè)置部 分104和電容器特性設(shè)置部分106所設(shè)置的電荷域?yàn)V波器電路 IIO的頻率特性和電容器特性的控制信號(hào)，并且將該控制信號(hào)輸 出給電荷域?yàn)V波器電路IIO。如圖3所示，例如，控制信號(hào)包括 具有基于基本時(shí)鐘())O所生成的不同相位的多個(gè)信號(hào)。另外，該 控制信號(hào)包括用于切換電荷域?yàn)V波器電路110的電路模式(電路
結(jié)構(gòu))的模式切換信號(hào)和改變電容器特性的電容值控制信號(hào)。
電荷域?yàn)V波器電路110基于由電路控制裝置102的控制信 號(hào)生成部分108所生成的、圖3所示的控制信號(hào)而動(dòng)作，并且對(duì) 輸入信號(hào)進(jìn)行濾波。通過以下所述的構(gòu)成電荷域?yàn)V波器電路IIO 的第 一 電荷采樣電路部分120輸出的信號(hào)具有例如圖2所示的頻 率特性。
根據(jù)圖2可知，通過后面所述的構(gòu)成電荷域?yàn)V波器電路110 的電荷采樣電路部分120來輸出的信號(hào)的頻率特性是根據(jù)控制 信號(hào)生成部分108所生成的控制信號(hào)的周期來指定的頻率fs,并 且頻率fs的整數(shù)倍的頻率達(dá)到零點(diǎn)或空(null)點(diǎn)。給定的頻率特 性具有與SINC函數(shù)類似的形狀，因此具有這類頻率特性的電路 公知為SINC濾波器電路。另外，由于僅可以通過改變由控制信 號(hào)生成部分108所生成的控制信號(hào)來改變給定頻率特性，因而優(yōu) 點(diǎn)在于不需要設(shè)置用以獲得不同頻率特性的多個(gè)濾波器電路。 接著參考圖4詳細(xì)說明電荷域?yàn)V波器電路1 IO的電路結(jié)構(gòu)。 圖4是示出本實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路110的電路結(jié)構(gòu) 的說明圖。電荷域?yàn)V波器電路110包括跨導(dǎo)器(gm)114、 IIR電容
器118、第一電荷采樣電路部分120、第二電荷采樣電路部分160、 以及位于內(nèi)部或外部的輸出電容器170。另外，向電荷域?yàn)V波器 電路110輸入如圖3所示的控制信號(hào)。注意，以下給出如下例子 的說明在該例子中，將第一電荷采樣電路部分120的采樣速度 減小到第二電荷采樣電路部分160的1/2(間取(decimation))。
跨導(dǎo)器114用作將輸入信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換成與該電壓成比例 的電流的信號(hào)電流輸出部分，并且輸出該電流。1IR電容器118 與跨導(dǎo)器12連接，并且用于使電荷域?yàn)V波器電路110具有IIR特 性。注意，使電荷域?yàn)V波器電路110具有IIR特性不是本實(shí)施例 的基本特征，因此不是必須在電荷域?yàn)V波器電路110中設(shè)置IIR 電容器118。
第一電荷采樣電路部分120包括電容器C1、 C2、 C3和C4， 和作為開關(guān)部分的開關(guān)S1、 S2、 S3、 S5、 S6、 S7、 S9、 SIO、 Sll、 S13、 S14和S15。
電容器C1、 C2、 C3和C4具有存儲(chǔ)電荷的功能。而且，根 據(jù)本實(shí)施例的電容器C1、 C2、 C3和C4具有由使用MOS的變?nèi)?二極管(varicap)(變?nèi)荻O管(varactor))或具有可變電容的可變 電容二極管形成的區(qū)別性特征。上述MOS可以是以反轉(zhuǎn)模式動(dòng) 作的MOS或以累積模式動(dòng)作的MOS 。
此外，在本實(shí)施例中，寫在電容器Cl旁邊的(j)4表示當(dāng)輸 入給電荷域?yàn)V波器電路110的控制信號(hào)(t)2具有高電平時(shí)，電容器 Cl的電容值減小。寫在電容器C2、 C3和C4旁邊的c^2或(H具有 類似意義。注意，后面將使用圖8說明上述電容器C1、 C2、 C3 和C4的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
開關(guān)S1是將電容器C1和跨導(dǎo)器114連接或斷開的開關(guān)。寫 在開關(guān)S1旁邊的())1表示當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路1 IO的控 制信號(hào)小l具有高電平時(shí)，閉合開關(guān)S1，并且將電容器C1和跨導(dǎo)
器114連接。換句話說，(M用作切換電荷域?yàn)V波器電路110的至 少一部分的電路模式的模式切換信號(hào)?？刂菩盘?hào)(j)2 (H、控制 信號(hào)(j)lr ~小4r、控制信號(hào)yl ~ vj/4和控制信號(hào)i)/lr ~ v)/4r類似地用 作模式切換信號(hào)。
開關(guān)S2是將電容器C1、電容器C2和第二電荷采樣電路部分 160的電容器C5或C7連接或斷開的開關(guān)。寫在開關(guān)S2旁邊的(()4 表示當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路110的控制信號(hào)(J)4具有高電平 時(shí)，閉合開關(guān)S2，并且將電容器C1、電容器C2和第二電荷釆樣 電路部分160的電容器C5或C7連接。
開關(guān)S3是將電容器C1與Vbias連接或斷開的開關(guān)。寫在開 關(guān)S3旁邊的小lr表示當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路1 IO的控制信 號(hào)小lr具有高電平時(shí)，閉合開關(guān)S3，并且將電容器C1與Vbias連 接。
與開關(guān)S1 —樣，開關(guān)S5是基于控制信號(hào)(()2將電容器C2和跨 導(dǎo)器114連接或斷開的開關(guān)，開關(guān)S9是基于控制信號(hào)(j)3將電容 器C3和跨導(dǎo)器114連接或斷開的開關(guān)，并且開關(guān)S13是基于控制 信號(hào)(j)4將電容器C4和跨導(dǎo)器114連接或斷開的開關(guān)。
與開關(guān)S2—樣，開關(guān)S6是基于控制信號(hào)(()4將電容器C1、電 容器C2和第二電荷采樣電路部分160的電容器C5或C7連接或斷 開的開關(guān)，開關(guān)S10是基于控制信號(hào)())2將電容器C3、電容器C4 和第二電荷采樣電路部分160的電容器C6或C8連接或斷開的開 關(guān)，并且開關(guān)S10是基于控制信號(hào)(H將電容器C3、電容器C4和 第二電荷釆樣電路部分160的電容器C6或C8連接或斷開的開 關(guān)。
與開關(guān)S3 —樣，開關(guān)S7是基于控制信號(hào)c))2r將電容器C2與 Vbias連接或斷開的開關(guān)，開關(guān)Sl l是基于控制信號(hào)小3r將電容器 C3與Vbias連接或斷開的開關(guān)，并且開關(guān)S15是基于控制信號(hào)(Hr
將電容器C4與Vbias連接或斷開的開關(guān)。
第二電荷采樣電路部分160包括電容器C5、 C6、 C7和C8， 以及開關(guān)S17、 S18、 S19、 S21、 S22、 S23、 S25、 S26、 S27、 S29、 S30和S31。
電容器C5、 C6、 C7和C8具有存儲(chǔ)電荷的功能。而且，根 據(jù)本實(shí)施例的電容器C5、 C6、 C7和C8具有由使用MOS的變?nèi)?二極管(變?nèi)荻?及管)或可以改變C1、 C2、 C3和C4的電容的可變 電容二極管形成的區(qū)別性特征。另外，在輸入給電荷域?yàn)V波器
電路110的控制信號(hào)v)/4具有高電平的時(shí)間段期間，電容器C5和 C6的電容值減小，并且，在輸入給電荷域?yàn)V波器電^各110的控 制信號(hào)M/2具有高電平的時(shí)間段期間，電容器C7和C8的電容值減小。
開關(guān)S17是將第 一 電荷采樣電路部分120的電容器Cl和C2 與電容器C5連接或斷開的開關(guān)。寫在開關(guān)S17旁邊的v]/l表示 當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路110的控制信號(hào)i)/l具有高電平時(shí)， 閉合開關(guān)S17,并且將電容器C1和C2與電容器C5連接。
開關(guān)S18是將電容器C5、電容器C6和輸出電容器170連接或 斷開的開關(guān)。寫在開關(guān)S18旁邊的ii/4表示當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V 波器電路110的控制信號(hào)M/4具有高電平時(shí)，閉合開關(guān)S18，并且 將電容器C5和C6與輸出電容器170連接。
開關(guān)S19是將電容器C5與Vbias連接或斷開的開關(guān)。寫在開 關(guān)S 19旁邊的vi/lr表示當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路1 IO的控制 信號(hào)ylr具有高電平時(shí)，閉合開關(guān)S19，并且將電容器C5與Vbias 連接。
與開關(guān)S17 —樣，開關(guān)S21基于控制信號(hào)i)/2將第一電荷采樣 電路部分120的電容器C3和C4與電容器C6連接或斷開，開關(guān)S25 基于控制信號(hào)V3將第一電荷采樣電路部分120的電容器C1和C2
與電容器C7連接或斷開，并且開關(guān)S29基于控制信號(hào)ii/4將第一 電荷采樣電路部分120的電容器C3和C4與電容器C8連接或斷開。
與開關(guān)S18 —樣，開關(guān)S22基于控制信號(hào)M/4將電容器C5、電 容器C6和輸出電容器170連接或斷開，開關(guān)S26基于控制信號(hào)vi;2 將電容器C7、電容器C8和輸出電容器170連接或斷開，并且開 關(guān)S30基于控制信號(hào)vi/2將電容器C7、電容器C8和輸出電容器170
連接或斷開。
與開關(guān)S19 —樣，開關(guān)S23基于控制信號(hào)x]/2r將電容器C6與 Vbias連接或斷開，開關(guān)S27基于控制信號(hào)v)/3r將電容器C7與 Vbias連接或斷開，并且開關(guān)S31基于控制信號(hào)y4r將電容器C8 與Vbias連接或斷開。
輸出電容器170具有例如用于提取來自電荷域?yàn)V波器電路 110的輸出的電容，并且可以是A/D轉(zhuǎn)換器。
以上說明了電荷域?yàn)V波器電路110的結(jié)構(gòu)。然而，顯而易 見，電荷域?yàn)V波器電路110的電路結(jié)構(gòu)不局限于以上所述的結(jié) 構(gòu)。例如，作為切換部分的開關(guān)S1、 S2和S3可以具有圖5所示 的結(jié)構(gòu)。
圖5是示出切換部分的另 一結(jié)構(gòu)的例子的說明圖。如該示 例性結(jié)構(gòu)所示，作為切換部分，可以設(shè)置旋轉(zhuǎn)型開關(guān)128,來代 替開關(guān)S1、 S2和S3。更具體地，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路110 的控制信號(hào)々1具有高電平時(shí)，將開關(guān)128與跨導(dǎo)器114側(cè)的端連 接，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路110的控制信號(hào)小4具有高電平 時(shí)，將開關(guān)128連接到第二采樣濾波器電路160側(cè)的端，并且， 當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路110的控制信號(hào)())lr具有高電平時(shí)， 將開關(guān)128連4^到Vbias側(cè)的端。
#4居上述結(jié)構(gòu)，可以但J吏用 一個(gè)開關(guān)128，以各種方式切
換電路模式。此外，當(dāng)同時(shí)接通圖4中的開關(guān)S1和S3時(shí)，可以 禁止以原樣對(duì)從跨導(dǎo)器114所提供的電流進(jìn)行放電。
此外，構(gòu)成電荷域?yàn)V波器電路110的采樣濾波器電路不局 限于具有2級(jí)，并且可以僅具有l(wèi)級(jí)，或者使用三級(jí)或更多級(jí)的 各種組合。而且，構(gòu)成各采樣濾波器電路的電容器C的數(shù)量不 局限于4，可以使用6個(gè)或者多于6個(gè)的多個(gè)電容器。
接著參考圖3和圖4說明根據(jù)本實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電 ^各110的動(dòng)作。
首先，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路110的控制信號(hào)(|) 1具有 高電平時(shí)，閉合開關(guān)Sl,并且電路模式變成將跨導(dǎo)器114和電 容器C1連接的采樣模式。注意，上述電路模式不是必然表示電 荷域?yàn)V波器電路110的全部電路模式，而是意味著至少可以導(dǎo)致 對(duì)象電容器(在該例子中，為電容器C1)的狀態(tài)(例如，采樣狀態(tài)、 輸出狀態(tài)、放電狀態(tài)、或維持狀態(tài)等)改變的電路部分的電路模 式，即，與指定電容器相對(duì)應(yīng)的電路部分的電路模式。例如， 與電容器C1相對(duì)應(yīng)的電路部分包括S1、 S2、 S3和S17作為切換 部分。
當(dāng)電路模式切換成采樣模式時(shí)，電容器C1對(duì)作為從跨導(dǎo)器 114所提供的輸入信號(hào)的電流進(jìn)行采樣，直到從輸入給電荷域?yàn)V 波器電路110的控制信號(hào)(J)1改變成了高電平時(shí)開始過去了時(shí)間t 為止。換句話i兌，利用窗口積分采樣(Windowed Integration Sampling)或矩形采樣對(duì)從跨導(dǎo)器114所提供的電流進(jìn)行采樣。
接著，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路110的控制信號(hào)())2改變 成高電平時(shí)，閉合開關(guān)S5，并且電路模式切換成將跨導(dǎo)器114 和電容器C2連接的釆樣模式。因此，電容器C2對(duì)從跨導(dǎo)器114 所提供的電流進(jìn)行采樣，直到從輸入給電荷域?yàn)V波器電路110 的控制信號(hào)小2改變成了高電平時(shí)開始過去時(shí)間t為止。注意，在
輸入給電荷域?yàn)V波器電路110的控制信號(hào)(|)3具有高電平的時(shí)間
段期間，與電容器C1相對(duì)應(yīng)的電路部分和與電容器C2相對(duì)應(yīng)的 電路部分的電路模式是維持緊挨著的前 一 電荷狀態(tài)的維持模式。
此外，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路110的控制信號(hào)(j) 4和控 制信號(hào)v)/l改變成高電平時(shí)，閉合開關(guān)S2、 S6和S17,電路模式 改變成輸出模式，并且將電容器C1、 C2和C5連接。注意，當(dāng)從 電容器C1和C2側(cè)看時(shí)，電路模式對(duì)應(yīng)于輸出模式。然而，當(dāng)從 電容器C5側(cè)看時(shí)，電路模式對(duì)應(yīng)于采樣模式，并且電容器C1 和C2對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)的供給源。而且，基于控制信號(hào)(j)4來減小 電容器C1和C2的電容值。注意，在上述說明中，使用控制信號(hào) 小4作為用于改變電容器C1和C2的電容值的電容值控制信號(hào)。然 而，電路控制裝置102可以獨(dú)立生成電容值控制信號(hào)。
此時(shí)，電容器C1、 C2和C5所保持的電荷達(dá)到根據(jù)下面的表 達(dá)式l的平衡狀態(tài)。
表達(dá)式l
Q二CV (表達(dá)式l)
在表達(dá)式l中，Q為電荷(庫侖)，C為電容器的電容(法拉)， 并且V為電壓(伏特)。接著，參考圖6說明達(dá)到電容器C1、 C2和 C5的平衡狀態(tài)時(shí)的狀況。
圖6是示出達(dá)到電荷域?yàn)V波器電路110的電容器C1、C2和C5 的平衡狀態(tài)的狀況的說明圖。圖6(a)示出緊接電容器C1、 C2對(duì) 從跨導(dǎo)器114所提供的電流進(jìn)行采樣之后的電路狀態(tài)。圖6(b)示 出當(dāng)電容器C1、 C2和C5進(jìn)行了電荷共享、并且達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí) 的電路狀態(tài)。圖6(c)示出參考圖10所述的當(dāng)已知電荷域?yàn)V波器 電路10的電容器22、 26和42達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的電路狀態(tài)。
首先，考慮這樣一種情況電容器C1和C2具有相同電容值
n，并且具有相同電荷量x,如圖6(a)所示。電容器C5具有電容 值n，并且此時(shí)沒有存儲(chǔ)電荷。
接著，基于控制信號(hào)(H和控制信號(hào)M/1來閉合與開關(guān)S2、 S6 和S17相對(duì)應(yīng)的開關(guān)132, 乂人而將電容器C1、 C2和C5連4^。此外， 可以假定基于控制信號(hào)(H將電容器Cl和C2的電容值減小到 n/5。
此時(shí)，電容器C1、 C2和C5達(dá)到具有相同電位的平衡狀態(tài)。 因此，如可使用表達(dá)式l計(jì)算出的，下面的這樣一種狀態(tài)是平衡 狀態(tài)在電容器Cl和C2中分別存儲(chǔ)0.28x的電荷，并且在電容 器C5中存儲(chǔ)1.44x的電荷。因此，電容器C1、 C2和C5達(dá)到(1.44x/n) V電^f立的平tN犬態(tài)。
另一方面，在采樣模式和輸出模式之間不改變電容器C1和 C2的電容值的已知方法中，如圖6(c)所示，下面的這樣一種狀 態(tài)是平衡狀態(tài)在電容器22和26中分別存儲(chǔ)0.66x的電荷。因此， 電容器22、 26和42的電位是(0.66x/n) V。
如此，在才艮據(jù)本實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電^各110中，在電 荷共享之后，可以減少殘留在作為電荷輸出源的第一電容器(上
述例子中的電容器C1和C2)中的電荷量?？蛇x地，可以從第一 電容器向作為電荷的輸出目的地的第二電容器(上述例子中的
電容器C5)輸出更多電荷。因此，可以增加在后級(jí)所連接的電荷 采樣濾波器電路部分的級(jí)數(shù)。此外，如上所述，可以促進(jìn)升高 平衡狀態(tài)下各電容器C的電位。
注意，減小第一電容器的電容值的比不局限于1/5,并且可 以設(shè)置成任意比。另外，因?yàn)殡娙萜鰿5基于電容器C1和C2的電 容來存儲(chǔ)電荷，因而電容器C5相當(dāng)于取電容器C1和C2的移動(dòng)平 均數(shù)。因此，如所期望的，電容器C5的信號(hào)信息的頻率特性與 圖2所示的SINC函數(shù)類似。另外，為了改變給定頻率特性，可
以想到如改變各控制信號(hào)小的周期、電容器C(分接頭(tap))的數(shù) 量、或分接頭常數(shù)(本實(shí)施例中均為l)等的方法。另外，可以采 用這樣的結(jié)構(gòu)在電路模式為輸出模式的時(shí)間段中的 一個(gè)時(shí)間 段期間，減小第一電容器的電容值。
返回說明電荷域?yàn)V波器電^各110的動(dòng)作，在當(dāng)輸入給電荷 域?yàn)V波器電路1 IO的控制信號(hào)小lr具有高電平的時(shí)間段期間，閉 合開關(guān)S3，并且電路模式改變成放電模式。因此，對(duì)殘留在電 容器C1中的電荷進(jìn)行放電。注意，在上述說明中，根據(jù)本實(shí)施 例的電荷域?yàn)V波器電路IIO,減少了殘留在電容器C1中的電荷 量，因此可以促進(jìn)提高作為整個(gè)電荷域?yàn)V波器電路1 IO的增益。 此外，根據(jù)本實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路IIO，還可以抑制損失 過多信號(hào)信息這一問題。
此外，如果電容器C1的電容恒定保持為低，則可以減少提 供的電荷和放電的電荷，因此，可以假定能夠獲得甚至更大的 增益。然而，由于是從跨導(dǎo)器114向電容器C1輸入電流，因而， 如果電容值為小的固定電容，則在采樣模式下電容器C1的電容 端所生成的電壓大。結(jié)果，信號(hào)失真可能增大，從而導(dǎo)致濾波 器電路出現(xiàn)嚴(yán)重問題。
另外，假設(shè)地，如果假定在至第一電荷采樣電路部分120 的前級(jí)存在另一電荷采樣電路，并且通過與前級(jí)電容器進(jìn)行電 荷共享來向電容器C1提供電荷，則前級(jí)電容器放電的電荷將增 加。結(jié)果，在電容器C1的電容恒定保持為低的情況下，輸入信 號(hào)的SN比的劣化將不可避免。而且，在電容器C1的電容恒定保 持為低的情況下，寄生電容對(duì)電荷域?yàn)V波器電路110的影響將增 大，這可能使得不可能獲得想要的頻率特性。同樣根據(jù)以上觀 點(diǎn)，在采樣模式和輸出模式之間與在本實(shí)施例中 一 樣切換電容 器C1的電容值是有效的。
與上述電容器C1和C2 —樣，電容器C3和C4基于控制信號(hào) 小2和控制信號(hào)v2與電容器C6進(jìn)行電荷共享。此時(shí)，由于基于控 制信號(hào)())2減小了電容器C3和C4的電容值，因而可以減少電荷共 享之后殘留在電容器C3和C4中的電荷量。注意，基于控制信號(hào) 小3r對(duì)電容器C3的電荷進(jìn)行放電，并且基于控制信號(hào)(()4r對(duì)電容 器C4的電荷進(jìn)行放電。
與上述電容器C1和C2 —樣，電容器C5和C6基于控制信號(hào) M/4與輸出電容器170進(jìn)行電荷共享。此時(shí)，由于基于控制信號(hào) \|/4減小了電容器C5和C6的電容值，因而可以減少電荷共享之后 殘留在電容器C5和C6中的電荷量。注意，基于控制信號(hào)M/lr對(duì) 電容器C5的電荷進(jìn)行放電，并且基于控制信號(hào)ii/2r對(duì)電容器C6 的電荷進(jìn)行放電。這里，電容器C5和C6用作第一電容器，并且 輸出電容器170用作第二電容器。
與上述電容器C5和C6 —樣，電容器C7和C8基于控制信號(hào) 甲2與輸出電容器170進(jìn)行電荷共享。此時(shí)，由于基于控制信號(hào) M/2減小了電容器C7和C8的電容值，因而可以減少電荷共享之后 殘留在電容器C7和C8中的電荷量。注意，基于控制信號(hào)xi/3r對(duì) 電容器C7的電荷進(jìn)行放電，并且基于控制信號(hào)ii/4r對(duì)電容器C8 的電荷進(jìn)行放電。這里，電容器C7和C8用作第一電容器，并且 輸出電容器170用作第二電容器。
以上說明了根據(jù)本實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路110的動(dòng) 作?？梢匀鐖D7所示總結(jié)用于進(jìn)行電荷域?yàn)V波器電路110的該動(dòng) 作的方法。首先，第一電容器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣(S200)。然 后，第一電容器基于輸入的電容值控制信號(hào)來將自身的電容值 減小至低于進(jìn)行采樣時(shí)的電容值(S210)。
此后，第一電容器進(jìn)行與后級(jí)中的第二電容器的電荷共 享，并且將通過上述采樣所存儲(chǔ)的至少 一 些電荷輸出給后級(jí)中
的第二電容器(S220)。注意，第一電容器的數(shù)量不局限于一個(gè)， 并且可以使用多個(gè)電容器。接著，第一電容器對(duì)殘留在第一電 容器中的電荷進(jìn)行i文電(S230)。作為重復(fù)S200 S230所述的動(dòng) 作的結(jié)果，電荷域?yàn)V波器電路1 IO可以輸出具有圖2所示的頻率 特性的信號(hào)，同時(shí)減少?gòu)牡谝浑娙萜鞣烹姷碾姾伞?br> 另外，由于構(gòu)成電荷域?yàn)V波器電路110的電容器具有可變 電容，如在本實(shí)施例中所述，因而可以選擇性地改變或固定各 電容器的電容值。例如，在電荷域?yàn)V波器電路110中，可以將作 為電荷采樣電路部分120的可變電容的施加給電容器的控制信 號(hào)設(shè)置為GND信號(hào)，從而禁止構(gòu)成電荷采樣電路部分120的電 容器的可變電容動(dòng)作，并且允許減小電荷采樣電路部分120的信 號(hào)增益。
類似地，通過選擇針對(duì)各電容器是使用可變電容還是使用 固定電容，可以使電荷域?yàn)V波器電路110具有粗略增益調(diào)整功 能。通過根據(jù)電荷域?yàn)V波器電路110的用途或目的等來適當(dāng)進(jìn)行 選擇，可以調(diào)整輸入大信號(hào)時(shí)的電荷域?yàn)V波器電路110中的信號(hào)
電平，從而允許大幅減小由該電路中的電壓飽和而所引起的信 號(hào)失真。從在無線電裝置中使用相同的濾波器電路的角度來看，
上述結(jié)構(gòu)是非常重要的特征。由于該結(jié)構(gòu)不必使VGA電路或?yàn)V 波器電路等單獨(dú)具有過大線性，因而可以實(shí)現(xiàn)電力消耗的大幅減少。
另外，為了獲得這種效果，可以考慮這樣的方法在該方 法中，設(shè)置具有不同電容值的多個(gè)電容器，并且使用切換動(dòng)作 來選擇該多個(gè)電容器中所使用的電容器。與該方法相比，根據(jù) 本實(shí)施例4吏用可變電容的方法好處在于可以減少電荷域?yàn)V波 器電路110所需的電容器的數(shù)量。
接著參考圖8并使用電容器C1的例子來說明電容器C1、C2、
C3、 C4、 C5、 C6、 C7和C8的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。
圖8是示出電荷域?yàn)V波器電路110的電容器Cl的結(jié)構(gòu)的示 意圖。圖8(a)示出采樣模式下的電容器Cl的狀態(tài)，并且圖8(b) 示出輸出模式下的電容器C1的狀態(tài)。
如圖8(a)所示，例如，可以由n型MOS構(gòu)成電容器Cl。在釆 樣模式中，閉合開關(guān)Sl,并且將來自跨導(dǎo)器114的電流提供給n 型MOS的柵極。此時(shí)，將n型MOS切換成反狀態(tài)，并且在柵極 氧化膜下形成反型層(inversion layer)。因此，在采樣模式中，n 型MOS的電容值變得更大。
另一方面，如圖8(b)所示，在輸出模式中，打開開關(guān)S1， 并且閉合開關(guān)S2，因此切換開關(guān)S4以將Vdd與源極和漏極連接。 此時(shí)，作為源極和漏極與Vdd連接的結(jié)果，反型層消失，并且n 型MOS的電容值減小。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以在采樣模式和輸出 模式之間改變電容器C1的電容值。注意，如果可以改變電容器 Cl的電容值就足夠了，因此，例如，可以使用具有反映耗盡層 的寬度變化的電容值的可變電容二極管。
接著參考圖9說明從電路控制裝置102輸入給電荷域?yàn)V波 器電路110的控制信號(hào)的變形例。
圖9是示出輸入給電荷域?yàn)V波器電路110的控制信號(hào)的另 一例子的說明圖。在該變形例的例子中，配置電荷域?yàn)V波器電 路IIO,以使得獨(dú)立于模式切換信號(hào)輸入作為控制電容器C1和 C3的電容值的電容值控制信號(hào)的控制信號(hào)(()5和())6。
在上述結(jié)構(gòu)中，在輸入給電荷域?yàn)V波器電路110的控制信 號(hào)小5具有高電平時(shí)，減小電容器C1的電容值，并且在輸入給電 荷域?yàn)V波器電路110的控制信號(hào)小6具有高電平時(shí)，減小電容器 C3的電容值。
這里，可以在包括控制信號(hào)小4改變成高電平的輸出模式的 時(shí)間段在內(nèi)的整個(gè)指定時(shí)間段，將控制信號(hào)())5保持在高電平。 在圖9所示的例子中，除控制信號(hào)小l具有高電平的采樣模式的
時(shí)間段以外，將控制信號(hào)(j)5設(shè)置成保持在高電平。換句話說， 圖9示出指定時(shí)間段包括電路模式為放電模式的時(shí)間段的情況。 在上述結(jié)構(gòu)中，在放電模式期間同樣減小電容器C1的電容值。
結(jié)果，首先，可以減小輸出模式期間從電容器C1輸出的信 號(hào)的誤差分量。假設(shè)地，如果將圖3所示的控制信號(hào)輸入給電荷 域?yàn)V波器電路110,那么首先，當(dāng)電容器C1的電容值大時(shí)，通 過Vbias初始化端電壓。接著，當(dāng)該電容值大時(shí)，電容器C1對(duì)輸 入信號(hào)進(jìn)行采樣或充電。此后，隨著變換成輸出模式，電容器 Cl的電容值從大變成小。
這里，變?yōu)殡娙萜鰿1的輸出電壓的端電壓的DC電平示出 變化，而與有無作為構(gòu)成電容器C1所使用的元件(例如，MOS) 的特性、周圍溫度、電源電壓的大小等的結(jié)果的輸入信號(hào)無關(guān)。 上述DC電平的變化成為所想要的信號(hào)分量的誤差分量。因此， 實(shí)際上，重要的是從輸出信號(hào)消除DC分量的該變化。
為了減小上述誤差分量，具體地，如圖9所示，將放電模 式下的電容器C1的值設(shè)置為小值。換句話說，在將電路狀態(tài)設(shè) 置成輸出模式下的電流狀態(tài)之后，可以將電容器Cl設(shè)置成 Vbias。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于在通過Vbiasi殳置電荷的初始值之 后，電容器C1對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行充電，因而給定輸入信號(hào)變?yōu)榈?于相對(duì)上述輸出模式的DC電平的變化的差，從而可以減小誤差 分量。
其次，由于在放電模式下也減小了電容器C1的電容值，因 而可以減小對(duì)電容器C1放電和初始化(重新設(shè)置)時(shí)所需的電容 驅(qū)動(dòng)。換句話說，由于基于連接Vbias之后所連接的基準(zhǔn)電壓源 來生成電容驅(qū)動(dòng)，因而可以使用經(jīng)濟(jì)的、低能耗的基準(zhǔn)電壓生
成電路。另外，在輸出模式的時(shí)間段期間不減小電容器C1的電 容值，因此可以抑制不能獲得想要的平衡狀態(tài)這一問題。此外，
該結(jié)構(gòu)的好處在于可以僅通過經(jīng)由反相器(inverter)傳遞控制 信號(hào)小1來生成控制信號(hào)(|)5。
與控制信號(hào)小5 —樣，可以在包括控制信號(hào)小2改變成高電平 的輸出模式的時(shí)間段在內(nèi)的整個(gè)指定時(shí)間段，將控制信號(hào)(])6保 持在高電平。在圖9所示的例子中，除控制信號(hào)小3具有高電平 的采樣模式的時(shí)間段以外，將控制信號(hào)(|)6設(shè)置成保持在高電 平。在上述結(jié)構(gòu)中，在放電模式期間也減小電容器C1的電容值， 并且電壓處于升高狀態(tài)。因此，以與上述類似方式，可以減小 輸出模式中從電容器C1輸出的信號(hào)的直流分量，并且可以使用 經(jīng)濟(jì)的、低能耗的基準(zhǔn)電壓生成電路。
而且，可以采用這樣的結(jié)構(gòu)在該結(jié)構(gòu)中，改變控制信號(hào) (J)5和小6的電壓電平，以適當(dāng)調(diào)整各電容器C的電容值的減小程 度。
另外，使輸出模式下的電容器C的電容值低于采樣模式下 的電容值，并且還可以適當(dāng)改變采樣模式下的電容值，就足夠 了 。因此，根據(jù)電荷域?yàn)V波器電路110的用途和目的，在輸出模
式的時(shí)間段期間以外可以改變電容器c的電容值，以增大或減
小電荷域?yàn)V波器電路110的增益。
與控制信號(hào)(j)5和(()6 —樣，可以獨(dú)立于模式切換信號(hào)生成影 響其它電容器C2、 C4、 C5、 C6、 C7和C8的控制信號(hào)，并且設(shè) 置這些控制信號(hào)，以使得在包括與各電容器C相對(duì)應(yīng)的電路模 式為輸出模式的時(shí)間段在內(nèi)的指定時(shí)間段期間減小各電容器C 的電容值。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路110,當(dāng)進(jìn) 行電荷共享時(shí)，可以減小提供電荷側(cè)的電容器C的電容值，以
減少殘留在被提供電荷側(cè)的電容器C中的電荷。結(jié)果，在電荷 共享之后，也減少了從提供電荷側(cè)的電容器C放電的電荷量， 從而促進(jìn)提高作為整個(gè)電荷域?yàn)V波器電路1 10的增益。
而且，由于與已知^支術(shù)相比，電荷i或?yàn)V波器電^各110可以
向后級(jí)提供更多電荷，因而例如，可以在后級(jí)中配置具有復(fù)雜 頻率特性的電路。因此，可以顯著增加設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)的自由度。
此外，還可以使得指示將電荷域?yàn)V波器電路110的電路模
式切換成輸出模式的模式切換信號(hào)用作進(jìn)行電荷共享時(shí)減小提
供電荷側(cè)的電容器c的電容值的電容值控制信號(hào)。換句話說，
可以將具有相同相位的電容值控制信號(hào)設(shè)置為指示將電荷域?yàn)V
波器電路110的電路模式切換成輸出模式的模式切換信號(hào)。結(jié)
果，可以省略用于生成電容值控制信號(hào)的處理，從而促進(jìn)簡(jiǎn)化 處理過程和減少成本。
而且，如果將輸出模式和放電模式中的電容器c的電容值
設(shè)置成相同的，則減小了輸出模式中從電容器C1輸出的信號(hào)的
直流分量，并且另外，可以使用經(jīng)濟(jì)的、低能耗的基準(zhǔn)電壓生 成電路。
第二實(shí)施例
如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路110,在
電荷共享之后，減少了從提供電荷側(cè)的電容器c放電的電荷量，
因此可以促進(jìn)提高作為整個(gè)電荷域?yàn)V波器電路110的增益。然 而，在向電荷域?yàn)V波器電路110等輸入高電平信號(hào)的情況下，可 以假定存在想要減小電荷域?yàn)V波器電路110的增益的狀況。
考慮到這種情況，并且根據(jù)上述狀況，創(chuàng)建根據(jù)第二實(shí)施 例的電荷域?yàn)V波器電路111 。根據(jù)本實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路 111,可以根據(jù)需要衰減輸入給電荷域?yàn)V波器電路lll的信號(hào)的
信號(hào)分量。以下參考圖11 ~圖16詳細(xì)說明電荷域?yàn)V波器電路
111。
圖1 1是示出本實(shí)施例的電荷域?yàn)V波器電路1 1 1的電路結(jié)構(gòu)
的說明圖。如圖ll所示，設(shè)置有跨導(dǎo)器(gm)114、 1IR電容器118、 第 一 電荷采樣電i 各部分120，、第二電荷采樣電路部分160和內(nèi)部 或外部的輸出電容器170。另外，向電荷域?yàn)V波器電路lll輸入 圖3所示的控制信號(hào)。
第一電荷采樣電路部分120，設(shè)置有衰減功能部分124,衰減 功能部分124包括單位電容器組和作為第二切換部分的開關(guān) Sl、 S2、 S3a和S3b，其中，該單位電容器組包括電容器Cla和 Clb,該第二切換部分切換該單位電容器組的電路模式。另夕卜， 第 一 電荷采樣電路部分120，設(shè)置有包括電容器C2a和C2b的單 位電容器組、包括電容器C3a和C3b的單位電容器組、以及包括 電容器C4a和C4b的單位電容器組。此外，第一電荷采樣電路部 分120，設(shè)置有切換上述各單位電容器組的電路模式的開關(guān)S5、 S6、 S7a、 S7b、 S9、 SIO、 Slla、 Sllb、 S13、 S14、 S15a和S15b。
開關(guān)S1是將包括電容器Cla和Clb的單位電容器組與跨導(dǎo) 器114連接或斷開的開關(guān)。寫在開關(guān)S1旁邊的())1表示當(dāng)輸入 給電荷域?yàn)V波器電路111的控制信號(hào)(M具有高電平時(shí)，閉合開關(guān) Sl,并且將包括電容器Cla和Clb的單位電容器組與跨導(dǎo)器114 連接。換句話說，小l用作切換電荷域?yàn)V波器電路lll的至少一部 分的電路模式的模式切換信號(hào)?？刂菩盘?hào)小2 ~ (j)4、控制信號(hào) (j)lr (Hr、控制信號(hào)v^l v4、以及控制信號(hào)M/lr ~ it/4r類似地用 作模式切換信號(hào)。
開關(guān)S2是將包括電容器Cla和Clb的單位電容器組、包括電 容器C2a和C2b的單位電容器組、以及第二電荷采樣電路部分 160的電容器C5或C7連接或斷開的開關(guān)。寫在開關(guān)S2旁邊的小4 表示當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路111的控制信號(hào)())4具有高電平
時(shí)，閉合開關(guān)S2，并且將包括電容器Cla和Clb的單位電容器組、 包括電容器C2a和C2b的單位電容器組、以及第二電荷采樣電^各 部分160的電容器C5或C7連接。
開關(guān)S3a是將電容器Cla與Vbias連接或斷開的開關(guān)。寫在開 關(guān)S3a旁邊的(j)lr表示當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路111的控制信 號(hào)小lr具有高電平時(shí)，閉合開關(guān)S3，并且將電容器Cla與Vbias 連接。
開關(guān)S3b是將電容器Clb與跨導(dǎo)器114連接或斷開的開關(guān)。 另外，開關(guān)S3b是將電容器Clb與Vbias連接或斷開的開關(guān)。寫 在開關(guān)S3b旁邊的小lr表示當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路111的控 制信號(hào)(t)lr和(()l具有高電平時(shí)，閉合開關(guān)S3b。因此，當(dāng)控制信 號(hào)(M具有高電平時(shí)，將電容器Clb與跨導(dǎo)器114連接，并且，當(dāng) 控制信號(hào)(Mr具有高電平時(shí)，將電容器Clb與Vbias連接。
與開關(guān)Sl —樣，開關(guān)S5是基于控制信號(hào)小2將包括電容器 C2a和C2b的單位電容器組和跨導(dǎo)器114連接或斷開的開關(guān)，開 關(guān)S9是基于控制信號(hào)小3將包括電容器C3a和C3b的單位電容器 組和跨導(dǎo)器114連接或斷開的開關(guān)，并且開關(guān)S13是基于控制信 號(hào)小4將包括電容器C4a和C4b的單位電容器組和跨導(dǎo)器114連接 或斷開的開關(guān)。
與開關(guān)S2 —樣，開關(guān)S6是基于控制信號(hào)小4將包括電容器 Cla和Clb的單位電容器組、包括電容器C2a和C2b的單位電容器 組、以及第二電荷采樣電路部分160的電容器C5或C7連接或斷 開的開關(guān)，開關(guān)S10是基于控制信號(hào)())2將包括電容器C3a和C3b 的單位電容器組、包括電容器C4a和C4b的單位電容器組、以及 第二電荷采樣電路部分160的電容器C6或C8連接或斷開的開 關(guān)，并且開關(guān)S14是基于控制信號(hào)(j)2將包括電容器C3a和C3b的 單位電容器組、包括電容器C4a和C4b的單位電容器組、以及第
二電荷采樣電路部分160的電容器C6或C8連接或斷開的開關(guān)。
與開關(guān)S3a—樣，開關(guān)S7a是基于控制信號(hào)(t)2r將電容器C2a 與Vbias連接或斷開的開關(guān)，開關(guān)Slla是基于控制信號(hào)(()3r將電 容器C3a與Vbias連接或斷開的開關(guān)，并且開關(guān)S15a是基于控制 信號(hào)小4r將電容器C4a與Vbias連接或斷開的開關(guān)。
與開關(guān)S3b —樣，開關(guān)S7b是在控制信號(hào)小2具有高電平時(shí)將 電容器C2b與跨導(dǎo)器114連接的開關(guān)，并且在控制信號(hào)c()2r具有高 電平時(shí)將電容器C2b與Vbias連接。而且，開關(guān)Sllb是在控制信 號(hào)小3具有高電平時(shí)將電容器C3b與跨導(dǎo)器114連接的開關(guān)，并且 在控制信號(hào)小3r具有高電平時(shí)將電容器C3b與Vbias連接。此外， 開關(guān)S15b是在控制信號(hào)())4具有高電平時(shí)將電容器C4b與跨導(dǎo)器 114連接的開關(guān)，并且在控制信號(hào)小4r具有高電平時(shí)將電容器C4b 與Vbias連才妻。
接著說明電荷域?yàn)V波器電路lll的動(dòng)作，而重點(diǎn)在于衰減功 能部分124。首先，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路lll的控制信號(hào) 小l具有高電平時(shí)，閉合開關(guān)Sl和S3b,并且衰減功能部分124(與 包括電容器Cla和Clb的單位電容器組相對(duì)應(yīng)的電^ 各部分)的電 路模式變?yōu)椴蓸幽Ｊ?。換句話說，將跨導(dǎo)器114與電容器Cla和 Clb連接。
當(dāng)衰減功能部分124的電路模式切換成采樣模式時(shí)，電容 器Cla和Clb對(duì)作為從跨導(dǎo)器114所提供的輸入信號(hào)的電流進(jìn)行 采樣，直到從輸入給電荷域?yàn)V波器電路111的控制信號(hào)(M改變成 高電平時(shí)開始過去時(shí)間t為止。換句話說，通過窗口積分采樣或 矩形采樣對(duì)從跨導(dǎo)器114所提供的電流進(jìn)行采樣。
接著，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路111的控制信號(hào)())2改變成 高電平時(shí)，閉合開關(guān)S5和S7b，并且包括電容器C2a和C2b的單 位電容器組的電路模式切換成采樣模式。換句話說，將跨導(dǎo)器
114與電容器C2a和C2b連接。因此，電容器C2a和C2b對(duì)從跨導(dǎo) 器114所提供的電流進(jìn)行采樣，直到從輸入給電荷域?yàn)V波器電路 111的控制信號(hào)小2改變成了高電平時(shí)開始過去時(shí)間t為止。注意， 在輸入給電荷域?yàn)V波器電路111的控制信號(hào)(j) 3具有高電平的時(shí) 間段期間，包括電容器Cla和Clb的單位電容器組和包括電容器 C2a和C2b的單位電容器組的電路模式為維持緊挨著的前 一 電 荷狀態(tài)的維持模式。
此外，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路111的控制信號(hào)小4和控制 信號(hào)i)/l改變成高電平時(shí)，閉合開關(guān)S2、 S6和S17，并且包括電 容器Cla和Clb的單位電容器組和包括電容器C2a和C2b的單位 電容器組的電路模式改變成輸出模式。
在上述輸出模式中，將電容器Cla、電容器C2a和電容器C5 連接，但是，由于打開開關(guān)S3b和S7b，因而沒有將電容器C1和 電容器C2b連接。因此，通過電荷共享僅將在電容器Cla和電容 器C2a中充電的電荷輸出給電容器C5，并且沒有輸出充電在電 容器Clb和電容器C2b中的電荷。
如此，在第一電荷采樣電路部分120，中，不同單位電容器 組連續(xù)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并且將通過一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)單 位電容器組的采樣所存儲(chǔ)的電荷連續(xù)輸出給隨后的級(jí)。另外， 衰減功能部分124對(duì)構(gòu)成單位電容器組的多個(gè)電容器的輸入信 號(hào)進(jìn)行采樣，同時(shí)僅從多個(gè)電容器中的一個(gè)電容器輸出。結(jié)果， 衰減功能部分124可以衰減輸入信號(hào)，并且輸出該輸入信號(hào)。
另外，當(dāng)輸入給電荷域?yàn)V波器電路ll的控制信號(hào)())lr改變成 高電平時(shí)，閉合開關(guān)S3a,并且包括電容器Cla和Clb的單位電 容器組的電路模式改變成放電模式。換句話說，通過開關(guān)S3a 對(duì)殘留在電容器Cla和Clb中的電荷進(jìn)行;汰電。
以上說明了第一電荷采樣電路部分120，的動(dòng)作，而重點(diǎn)在
于衰減功能部分124。注意，包括電容器C2a和C2b的單位電容 器組和開關(guān)S5 S7a、 b、包括電容器C3a和C3b的單位電容器組 和開關(guān)S9 Slla、 b以及包括電容器C4a和C5b的單位電容器組 和開關(guān)S13 S15a、 b也以相同方式動(dòng)作。
注意，圖ll所示的衰減功能部分124的電^各結(jié)構(gòu)僅僅是一 個(gè)例子，并且例如，衰減功能部分124可以采才羊圖12~圖14所示 的電i 各結(jié)構(gòu)。
圖12是衰減功能部分124的電路結(jié)構(gòu)的第 一變形例的說明 圖。根據(jù)第一變形例的衰減功能部分124包括作為第二切換部分 的開關(guān)S1、 S2、 S3c、 S3d和S3e、以及電容器Cla和Clb。
在根據(jù)第一變形例的衰減功能部分124中，在控制信號(hào)(j)l 具有高電平的時(shí)間段期間，閉合開關(guān)Sl和S3d,并且衰減功能 部分124的電路模式改變成采樣模式。換句話說，由電容器Cla 和C1 b對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。
接著，在控制信號(hào)(H具有高電平的時(shí)間段期間，閉合開關(guān) S2，并且衰減功能部分124的電路模式改變成輸出模式。換句 話說，將電容器Cla和電容器C5(和電容器C2a)連接，并且將在 采樣模式中存儲(chǔ)在電容器Cla中的電荷輸出給電容器C5。另一 方面，由于打開了開關(guān)S3d,因而沒有輸出在采樣模式中存儲(chǔ) 在電容器Clb中的電荷。
另外，在控制信號(hào)(j)lr4具有高電平的時(shí)間段期間，閉合開 關(guān)S3c和S3e，并且衰減功能部分124的電路模式改變成放電模 式。換句話說，通過開關(guān)S3c對(duì)殘留在電容器Cla中的電荷進(jìn)行 放電，并且通過開關(guān)S3e對(duì)殘留在電容器Clb中的電荷進(jìn)行放 電。
與圖ll所示的電路結(jié)構(gòu)一樣，根據(jù)上述第一變形例的衰減 功能部分124可以對(duì)多個(gè)電容器的輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，而僅從多
個(gè)電容器中的一部分電容器輸出。結(jié)果，可以衰減信號(hào)分量。
圖13是示出衰減功能部分124的電路結(jié)構(gòu)的第二變形例的 說明圖。如圖13所示，根據(jù)第二變形例的衰減功能部分124包括 作為第二切換部分的開關(guān)S1、 S2、 S3f和S3g、以及電容器Clc 和Cld。
根據(jù)第二變形例的衰減功能部分124的電路結(jié)構(gòu)與圖ll所 示的電路結(jié)構(gòu)的不同之處在于電容器Clc是可變電容器。在 根據(jù)第二變形例的衰減功能部分124中，例如，與輸出模式期間 的電容器Clc的電容值相比，可以減小采樣模式期間的電容器 Clc的電容值。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以進(jìn) 一 步減少輸出模式期間從電容器 Clc輸出給電容器C5的電荷。換句話說，衰減功能部分124可以 進(jìn)一步衰減輸入信號(hào)分量。注意，在衰減功能部分124中設(shè)置作 為可變電容器的電容器Clc的情況下，不是必須并行連接另一 電容器Cld。
圖14是示出第三變形例的衰減功能部分124的電路結(jié)構(gòu)的 說明圖。根據(jù)第三變形例的衰減功能部分124包括作為第二切換 部分的S1、 S2和S3h S3n、以及包括電容器Cle、 Clf、 Clg和 Cln的單位電容器組。
在根據(jù)第三變形例的衰減功能部分124中，在控制信號(hào)小l 具有高電平的時(shí)間段期間，閉合開關(guān)Sl,衰減功能部分124的 電路模式改變成采樣模式，并且僅使用從單位電容器組所選擇 的電容器進(jìn)行采樣。將參考圖15和圖16說明進(jìn)行采樣的電容器 的選擇方法。
圖15是示出控制信號(hào)V1 ~ V3的生成方法的說明圖。圖16 是示出選擇信號(hào)X1 ~ X 3和控制信號(hào)V1 ~ V 3的關(guān)系的說明圖。 從圖15可知，當(dāng)輸入控制信號(hào)(j)l和選擇信號(hào)Xl時(shí)，邏輯積
計(jì)算部分126計(jì)算控制信號(hào)())l和選擇信號(hào)XI的邏輯積，并且輸 出控制信號(hào)V1。
如圖16的第三個(gè)圖所示，控制信號(hào)V1在選擇信號(hào)X1具有低 電平的時(shí)間段期間具有低電平，并且在定時(shí)tl之后該選擇信號(hào) 具有高電平的時(shí)間段期間，具有與控制信號(hào)小l相同的波形。將 上述控制信號(hào)Vl輸入給開關(guān)S3i,并且，在控制信號(hào)V1具有高 電平的時(shí)間段期間，閉合開關(guān)S3i。因此，當(dāng)控制信號(hào)([)l具有高 電平時(shí)，在采樣模式中，電容器Clf通過開關(guān)Sl和S3i對(duì)該信號(hào) 進(jìn)行采樣。
類似地，如圖15所示，當(dāng)輸入控制信號(hào)(M和選擇信號(hào)X2 時(shí)，邏輯積計(jì)算部分128計(jì)算控制信號(hào)小l和選擇信號(hào)X2的邏輯 積，并且輸出控制信號(hào)V2。如圖16的第五個(gè)圖所示，在選擇信 號(hào)X 2具有高電平的時(shí)間段期間，控制信號(hào)V 2具有與控制信號(hào)(j) 1 相同的波形。將上述控制信號(hào)V2輸入給開關(guān)S3j,并且在控制 信號(hào)V2具有高電平的時(shí)間段期間，閉合開關(guān)S3j。因此，當(dāng)控 制信號(hào)(M具有高電平時(shí)，在采樣模式中，電容器Clg通過開關(guān) S1和S3j對(duì)該信號(hào)進(jìn)行采樣。
此外，如圖15和圖16所示，當(dāng)選擇信號(hào)X3具有低電平時(shí)， 輸入給S3k的控制信號(hào)V3具有低電平，并且維持S3k的打開狀 態(tài)。結(jié)果，即使在采樣模式中，電容器Cln也不對(duì)該信號(hào)進(jìn)行 采樣。如此，選擇信號(hào)X1 ~ X3具有在采樣模式中選擇單位電容 器組中的要激活的電容器的功能。
注意，返回說明根據(jù)第三變形例的衰減功能部分124,參 考圖14,在控制信號(hào)小4具有高電 平的時(shí)間段期間，閉合開關(guān)S 2 ， 并且將充電在電容器Cle中的電荷輸出給電容器C5。另 一方面， 即使在采樣模式中使用除單位電容器組的電容器Cle以外的電 容器進(jìn)行采樣，也不將通過采樣所獲得的電荷輸出給電容器
C5,并且在控制信號(hào)小lr具有高電平時(shí)對(duì)該電荷進(jìn)行放電。
因此，當(dāng)采樣模式下進(jìn)行采樣時(shí)所使用的單位電容器組中 的電容器的數(shù)量大，即，存在具有高電平的更多選擇信號(hào)X時(shí) (在各電容器的電容值相同的情況下)，衰減功能部分12 4可以減 少在輸出模式下輸出的電荷。注意，控制信號(hào)生成部分108可以 基于電荷域?yàn)V波器電路lll的輸入信號(hào)或輸出信號(hào)等的信號(hào)電 平來生成選擇信號(hào)X1 ~ X3。例如，在輸入信號(hào)或輸出信號(hào)的信 號(hào)電平過大的情況下，控制信號(hào)生成部分108可以設(shè)置更多的具 有高電平的選擇信號(hào)X，從而使得衰減功能部分124可以進(jìn)一步 衰減信號(hào)分量。
注意，以上解釋說明了在輸出模式期間僅從電容器Cle輸 出電荷的情況。然而，可以從多個(gè)電容器對(duì)電荷進(jìn)行放電。例 如，在單位電容器組包括四個(gè)電容器的情況下，可以在采樣中 使用其中三個(gè)電容器，并且可以使用采樣中所使用的電容器的 其中兩個(gè)來輸出電荷。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以更加精細(xì)地調(diào)整由衰 減功能部分124所引起的信號(hào)分量的衰減量。
以上參考

了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，顯而易 見，本發(fā)明不局限于所給出的例子。顯然，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù) 人員能夠在權(quán)利要求書中所詳細(xì)說明的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)各種變形形 式和修正例。假定這類變形形式和修改的例子落在本發(fā)明的技 術(shù)范圍內(nèi)是顯而易見的。
例如，在上述第一實(shí)施例中，說明了這樣一個(gè)例子構(gòu)成 電荷域?yàn)V波器電路110的所有電容器C的電容值都是可變的。然 而，本發(fā)明不局限于該例子。例如，可以僅有一些電容器C的 電容值是可變的。
另外，后級(jí)的電荷采樣電路部分的電容器C的數(shù)量和前級(jí) 的電荷采樣電路部分的電容器C的數(shù)量不局限于兩個(gè)。換句話
說，間取電平不局限于1/2,并且可以具有l(wèi)/3或l/5等任意電平。 此外，在電荷采樣電路部分中設(shè)置六個(gè)電容器C的情況下，例 如，可以^又通過進(jìn)4于以下改變來改變間耳又是j吏用前級(jí)的電荷 采樣電路部分中的兩個(gè)電容器C和后級(jí)的電荷采樣電路部分中 的一個(gè)電容器C、還是使用前級(jí)的電荷采樣電3各部分的三個(gè)電 容器C和后級(jí)的電荷采樣濾波器電路的一個(gè)電容器C，來進(jìn)行電 荷濾波。
而且，還可以提供使信息處理裝置用作上述電路控制裝置 的計(jì)算機(jī)程序和存儲(chǔ)該計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)介質(zhì)。該存儲(chǔ)介質(zhì)可 以是例如非易失性存儲(chǔ)器、如硬盤或軟盤(注冊(cè)商標(biāo))等的磁盤、 或如CD-R(可刻錄光盤)/RW(可重寫)、DVD-R(可刻錄數(shù)字多功 能光盤)/RW/+R/+RW/RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)和BD(藍(lán)光光盤 (注冊(cè)商標(biāo)))-R/BD-RE等的光盤。
另外，不是必須按照流程圖中詳細(xì)說明的時(shí)間序列接連地 進(jìn)行本說明書的電荷域?yàn)V波器電路110中的各步驟，并且可以并 行或單獨(dú)進(jìn)行上述各步驟(例如，并行處理或基于對(duì)象的處理)。 例如，可以并行進(jìn)行減小第一電容器的電容值的S210和進(jìn)行第 一電容器和第二電容器的電荷共享的S220。
另外，盡管在所述例子中，在相應(yīng)的控制信號(hào)具有高電平 的時(shí)間段期間閉合各開關(guān)S,但是該例子不是限制性的，并且 可以在該控制信號(hào)具有低電平的時(shí)間段期間閉合各開關(guān)S。此 外，可以配置電容器C,從而使得在輸入電容值控制信號(hào)的時(shí) 間段期間不減小電容值，而在輸入電容值控制信號(hào)的時(shí)間段期 間增大電容值。
另外，在第二實(shí)施例中，說明了將衰減功能部分124僅應(yīng) 用于其中一個(gè)電荷采樣電路部分的情況。然而，如圖17所示， 可以將衰減功能部分124應(yīng)用于電荷域?yàn)V波器電路112的所有電
荷采樣電路部分。
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的變形例的電荷域?yàn)V波器電路112 的電路結(jié)構(gòu)的說明圖。如圖17所示，可以將圖ll所示的衰減功 能部分124的電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于構(gòu)成電荷域?yàn)V波器電路112的所有 電荷采樣電路部分。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在僅通過第一電荷采 樣電路部分120，沒有充分減小信號(hào)分量的情況下，第二電荷采 樣電路部分16 0 ，也可以進(jìn) 一 步減小信號(hào)分量，從而允許獲得具 有想要的信號(hào)電平的信號(hào)。例如，在各電荷采樣電路部分將信 號(hào)分量衰減6 dB的情況下，第一電荷采樣電路部分120，和第二 電荷采樣電^各部分160，可以將信號(hào)分量衰減12 dB。
權(quán)利要求
1.一種電荷采樣濾波器電路，其包括對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣的第一電容器，并且在所述電荷采樣濾波器電路中，將通過采樣存儲(chǔ)在所述第一電容器中的至少一部分電荷輸出給與所述第一電容器可連接的第二電容器，所述電荷采樣濾波器電路包括切換部分，用于切換包括采樣模式和輸出模式的電路模式，其中，所述采樣模式使所述第一電容器對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，所述輸出模式使所述第一電容器和所述第二電容器連接，其中，將當(dāng)所述電路模式為所述輸出模式時(shí)的所述第一電容器的電容值設(shè)置成低于當(dāng)所述電路模式為所述采樣模式時(shí)的所述第一電容器的電容值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電荷采樣濾波器電路，其特征在于，所述切換部分基于與時(shí)鐘同步輸入的模式切換信號(hào)來切換 所述電贈(zèng)4莫式；以及基于與所述時(shí)鐘同步輸入的電容值控制信號(hào)改變所述第一 電容器的電容值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電荷采樣濾波器電路，其特征在 于，減小所述第 一 電容器的電容值的所述電容值控制信號(hào)的相 位是與指示所述切換部分將所述電路模式切換成所述輸出模式 的所述模式切換信號(hào)相同的相位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電荷采樣濾波器電路，其特征在 于，在包括輸入指示所述切換部分將所述電路模式切換成所述 輸出模式的所述模式切換信號(hào)的時(shí)間段在內(nèi)的特定時(shí)間段期 間，將減小所述第一電容器的電容值的所述電容值控制信號(hào)輸 入到所述第一電容器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電荷采樣濾波器電路，其特征在 于，在所述輸出模式的時(shí)間段以外的時(shí)間期間，所述第一電容器的電容值是可變的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電荷采樣濾波器電路，其特征在于，所述電路模式還包括對(duì)存儲(chǔ)在所述第一電容器中的電荷進(jìn)行;故電的力文電才莫式；以及從所述電路模式為所述輸出模式的時(shí)間段結(jié)束開始，到所 述電路模式為所述釆樣模式的時(shí)間段開始為止，所述切換部分 將所述電路模式切換成所述放電模式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電荷采樣濾波器電路，其特征在 于，在所述放電模式中所述第一電容器的電容值與在所述輸出 模式中所述第一電容器的電容值大約相同。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電荷采樣濾波器電路，其特征在 于，所述第一電容器能夠根據(jù)所述電路模式選擇性地動(dòng)作，以
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電荷采樣濾波器電路，其特征在 于，還包括單位電容器組，其包括至少兩個(gè)或更多個(gè)電容器；以及 第二切換部分，用于切換所述單位電容器組的包括采樣模 式和輸出模式的電路模式，其中，當(dāng)通過所述第二切換部分將所述單位電容器組的所述電路 模式切換成所述采樣模式時(shí)，包括在所述單位電容器組中的多 個(gè)電容器進(jìn)行采樣，當(dāng)通過所述第二切換部分將所述單位電容 器組的所述電路模式切換成所述輸出模式時(shí)，所述多個(gè)電容器 中的至少一個(gè)電容器輸出通過采樣所存儲(chǔ)的電荷。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電荷采樣濾波器電路，其特征在 于，包括在所述單位電容器組中的至少一個(gè)電容器是具有可變 電容值的可變電容器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電荷采樣濾波器電路，其特征在 于，在所述單位電容器組中，根據(jù)輸入給所述電荷采樣濾波器 電路的信號(hào)的信號(hào)電平，來選擇所述多個(gè)電容器和/或所述多個(gè) 電容器中的至少一個(gè)電容器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電荷采樣濾波器電路，其特征在于，所述單位電容器組的所述電路模式還包括對(duì)存儲(chǔ)在所述多個(gè)電容器中的電荷進(jìn)行放電的放電模式；以及從所述電路模式為所述輸出模式的時(shí)間段結(jié)束開始，到所 述電路模式為所述采樣模式的時(shí)間段開始為止，所述第二切換 部分將所述單位電容器組的所述電路模式切換成所述放電模式。
13. —種電荷采才羊方法，包4舌通過第 一 電容器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣的采樣步驟； 減小所述第一電容器的電容值的步驟；將通過采樣存儲(chǔ)在所述第 一 電容器中的至少 一 部分電荷輸 出給與所述第一電容器連接的第二電容器的輸出步驟；以及 對(duì)存儲(chǔ)在所述第一電容器中的電荷進(jìn)行放電的放電步驟。
全文摘要
本發(fā)明要解決的問題是提供一種電荷采樣濾波器電路和電荷采樣方法。本發(fā)明的解決手段是一種電荷采樣濾波器電路包括對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣的第一電容器，并且在該電荷采樣濾波器電路中，將通過采樣存儲(chǔ)在第一電容器中的至少一部分電荷輸出給可與第一電容器連接的第二電容器。該電荷采樣濾波器電路的特征在于包括切換電路模式的切換部分，其中，電路模式包括使第一電容器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣的采樣模式和使第一電容器和第二電容器連接的輸出模式。在輸出模式中將第一電容器的電容值設(shè)置成低于采樣模式中的電容值。
文檔編號(hào)H03H15/00GK101356731SQ20078000130
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月11日
發(fā)明者吉澤淳, 飯?zhí)镄疑?申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社