專利名稱：采樣濾波器裝置以及無線通信裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及采樣濾波器裝置和無線通信裝置，其中，響應于來自積分器 的輸出而確定所述裝置的濾波器特性。
背景技術：
在例如移動通信的無線通信裝置中，已經采用了采樣濾波器裝置，其在 時間上離散化信號，并且執(zhí)行頻率轉換以及濾波操作。作為已知的采樣濾波
器裝置，例如，在專利出版物1中已經公開了這樣的采樣濾波器裝置。圖8 示出了在專利出版物1中描述的已知采樣濾波器裝置。
在圖8中，所述已知采樣濾波器裝置包括開關2A、開關2B、積分器3、 加權和采樣(W&S)元件6、以及控制信號發(fā)生器7。響應于從控制信號發(fā) 生器7產生的時鐘、反相時鐘、W&S信號、以及復位信號，執(zhí)行三個過程(即， 復位、采樣、以及保持過程)。
基于加權函數而確定此采樣濾波器裝置的濾波器特性。同樣，當例如 W&S信號對應于三個加權函數(常量、線性、以及高斯)時，加權函數依賴 于W&S元件6和W&S信號之間的組合。通過W&S元件6的信號電流在采 樣窗外是零，并且在采樣窗內根據加權函數(常量、線性、以及高斯)被加 權。如先前說明的，基于W&S信號對W&S元件6的輸出加權，以便可以改 變?yōu)V波器特性。
專利出版物1: JP-T-2003-510933 (第31頁，圖2A)

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題
在上述專利出版物1中描述的已知方法中，必須準備復雜的波形作為 W&S信號，用于改變?yōu)V波器特性。并且，在此方法中，由于執(zhí)行抽樣 (decimation),所以，存在這樣的問題輸出信號的頻率空間變得很窄。 換句話說，上面說明的專利出版物1的W&S信號具有如圖9中所示的
5波形。當在從時鐘"1"到時鐘"n"的時段內、基于W&S信號的采樣步驟 而對"n"個時鐘的電流進行積分時，隨后執(zhí)行抽樣比=11的抽樣。例如，當 對具有100 Msps的采樣頻率的信號進行1/4的抽樣時，作為結果的采樣頻率 變?yōu)?5Msps?；诓蓸佣ɡ?，在100Msps的情況下，可以監(jiān)視具有從0到 50MHz的頻率的信號，以及在25Msps的情況下，可以監(jiān)視具有從0到12.5 MHz的頻率的信號。輸出信號的頻率空間意味著能夠監(jiān)視此輸出信號的這樣 的頻率范圍。如果執(zhí)行了抽樣，則采樣頻率變低，使得頻率空間變窄。特別 地，在上述專利出版物1中，在圖10中顯示了 n=870的示例。采樣頻率變?yōu)?比原始采樣頻率低至1/870,使得頻率空間變得4艮窄。
本發(fā)明已被作出以解決已知的問題，并且具有提供采樣濾波器裝置和無 線通信裝置的目標，其中，所述裝置能夠改變?yōu)V波器特性而不采用復雜的波 形作為控制信號，并且，還能夠在利用寬頻率空間的同時執(zhí)行濾波處理操作。
解決問題的手段
為了解決上面說明的已知問題，根據本發(fā)明，提供了采樣濾波器裝置， 其中，響應于來自積分器的輸出而確定所述釆樣濾波器裝置的濾波器特性， 所述裝置包括"N"個(符號"N"是大于或等于2的整數)電壓/電流轉換 器，其將輸入電壓轉換為預定電流；"N+1"個積分器，其對從電壓/電流轉換 器輸出的電流進行積分，以輸出所積分的電流；"N+1"個充電開關，其被才是 供在"N+1"個積分器的相應的輸入級；"N+1"個力文電開關，其被提供在"N+1" 個積分器的相應的輸出級；選擇開關，其切換所述"N"個電壓/電流轉換器 與所述"N+1"個充電開關之間的連接；以及控制器，其分別針對于積分器 的每一個而控制關于所述"N+1"個充電開關和所述"N+1"個放電開關的導 通定時(ON timing)和關斷定時(OFF timing),并且控制通過所述選擇開關 切換連接的定時，其中，控制器控制關于充電開關和放電開關的導通定時和 關斷定時，以便將電荷從所述"N"個電壓/電流轉換器充入從所述"N+r 個積分器中選擇的"N"個積分器中，并且同時，從除了所述"N"個選擇的 積分器之外的'T，個積分器釋放電荷。
根據上述配置，由于可以執(zhí)行濾波處理操作而不執(zhí)行抽樣，所以，可實 現使用寬頻率空間的濾波處理梯:作。同樣，才艮據上面說明的配置，由于可改 變來自積分器的輸出，所以，可以改變?yōu)V波器特性而不采用復雜的波形作為 控制信號。
6并且，在本發(fā)明的釆樣濾波器裝置中，控制器可控制用于通過選擇開關 切換連接的定時，以便每1個時鐘執(zhí)行所述"N"個電壓/電流轉換器與所述
"N+1"個充電開關之間的連接的切換；并且，控制器可進行控制，使得每l
個時鐘改變相應的充電開關和放電開關的導通狀態(tài)和關斷狀態(tài)。
根據上述配置，由于可執(zhí)行濾波處理操作而不執(zhí)行抽樣，所以，可實現 使用寬頻率空間的濾波處理操作。
并且，在本發(fā)明的采樣濾波器裝置中，當符號"z力"(符號"n"是大于 或等于1的整數)表示延遲了 "n"個采樣的信號時在"N"是偶數(N二2M, 符號"M，，是大于或等于1的整數)的情況下，控制器可控制由多個積分器 在1個時鐘內積分的電荷被乘以輸入電壓的"a!"倍到"aM，，倍，并且，且 傳遞函數"y，，被表示為y:a一a2Z"+…+aMZ-Mw+aMZ—M…+a2Z-N+2+aiZ-N";然而， 在"N，，是奇數(N=2M+1)的情況下，控制器可控制由多個積分器在1個時 鐘內積分的電荷被乘以輸入電壓的"a!"倍到"aM+1"倍，且傳遞函數"y，， 被表示為y-a一a2Z"十...+&^廳+&鹿嚴+~2福+ +a2Z-N+2+alZ—N+1 。
根據上述配置，可實現沒有執(zhí)行抽樣的"N"抽頭的FIR(有限沖激響應) 濾波器特性。
并且，在本發(fā)明的采樣濾波器裝置中，控制器可切換電壓/電流轉換器的 內部電壓，以便進行控制，以切換進入到積分器的電荷量。
根據上述配置，在不使電路配置復雜的同時，可改變?yōu)V波器特性。 并且，在本發(fā)明的采樣濾波器裝置中，"N，，個電壓/電流轉換器可具有彼 此不同的電壓對電流(voltage-to-current)特性。
根據上述配置，在不使電路配置復雜的同時，可改變?yōu)V波器特性。 并且，在本發(fā)明的采樣濾波器裝置中，切換所述"N"個電壓/電流轉換 器與所述"N+1"個積分器之間的連接的開關可包括選擇開關，用于響應 于從控制器提供的信號，將來自"N"個電壓/電流轉換器的輸入切換至"N+1" 個輸出；以及"N+1"個采樣開關，用于響應于從控制器提供的信號而對來
自選擇開關的"N+r個輸出進行釆樣，并且用于向"N+r個積分器提供采 樣的輸出。
根據上述配置，可實現沒有執(zhí)行抽樣的"N"抽頭的FIR濾波器特性。 并且，在本發(fā)明的采樣濾波器裝置中，切換所述"N"個電壓/電流轉換 器與所述"N+1"個積分器之間的連接的開關可包括選擇開關，用于響應
7于從所述控制器提供的信號，將來自所述"N"個電壓/電流轉換器的輸入切
換至"N+1"個輸出；以及"N"個采樣開關，用于響應于從控制器提供的信 號而對來自"N"個電壓/電流轉換器的輸出進行釆樣，并且用于向"N+1" 個積分器提供采樣的輸出。
才艮據上述配置，可實現沒有執(zhí)行抽樣的"N"抽頭的FIR濾波器特性。 并且，根據本發(fā)明的無線通信裝置包括根據本發(fā)明的采樣濾波器裝置， 其關于從天線輸入的無線電頻率信號而執(zhí)行離散處理操作和濾波處理操作； 緩沖器單元，其輸出在采樣濾波器裝置中采用的多個積分器的兩端之間的電 壓；以及A/D單元，其對已經被離散處理的、并從緩沖器單元輸出的模擬信 號進行數字化；以及基帶單元，其關于由所述A/D單元數字化的數字信號而 執(zhí)行解調處理操作或解碼處理操:作。
根據上述配置，可實現使用采樣濾波器裝置的無線通信裝置。 并且，根據本發(fā)明的無線通信裝置包括根據本發(fā)明的采樣濾波器裝置， 其關于從天線輸入的無線電頻率信號而執(zhí)行離散處理操作和濾波處理操作， 并且對應于第一無線通信方法或第二無線通信方法而切換電壓/電流轉換器 的內部電壓，以便改變充入所述多個積分器中的電荷量；緩沖器單元，其輸 出在采樣濾波器裝置中采用的多個積分器的兩端之間的電壓；A/D單元，其 對已經被離散處理的、并從緩沖器單元輸出的模擬信號進行數字化；開關單 元，其對應于第一無線通信方法或第二無線通信方法而切換A/D單元的輸出； 第一基帶單元，其對應于所述第一無線通信方法，針對經開關單元從A/D單 元輸出的數字信號執(zhí)行解調處理操作或解碼處理操作；以及第二基帶單元， 其對應于所述第二無線通信方法，針對經開關單元從A/D單元輸出的數字信 號執(zhí)行解調處理操作或解碼處理操作。
根據上述配置，當無線通信裝置可通過利用采樣濾波器裝置而切換對應 所述多個無線通信方法的濾波器特性時，可實現可對應于多個無線通信方法 而操作的無線通信裝置， 本發(fā)明的優(yōu)點
根據本發(fā)明的采樣濾波器裝置和無線通信裝置，由于以這樣的方式配置 采樣濾波器裝置，該方式為，當將電荷充入積分器時，對電荷加權，并且基 于巻積、而不是改變控制信號來處理加權的電荷，所以，有可能提供這樣的 采樣濾波器裝置和無線通信裝置，其能夠執(zhí)行不執(zhí)行抽樣而利用寬頻率空間
8的濾波操作，并且，還能夠改變所述裝置的濾波器特性而不需要復雜的控制器。


圖1是顯示根據本發(fā)明的第一實施例的采樣濾波器裝置的配置的框圖。 圖2是示出根據本發(fā)明的第 一 實施例的控制器的控制信號的圖。
圖3是描繪根據本發(fā)明的第一實施例的電壓/電流轉換器的連接關系的表。
圖4是顯示根據本發(fā)明的第一實施例的采樣濾波器裝置中的頻率特性的圖。
圖5是顯示根據本發(fā)明的第二實施例的無線通信裝置的配置的框圖。 圖6是示出根據本發(fā)明的第二實施例的關于控制器的控制信號的另一示 例的圖。
圖7是顯示根據本發(fā)明的第三實施例的無線通信裝置的配置的框圖。 圖8是顯示已知采樣濾波器裝置的配置的框圖。 圖9是顯示已知采樣濾波器裝置的W&S信號的波形圖。 圖10是il明在已知采樣濾波器裝置中頻率空間變窄的原因的圖。 圖11是顯示根據本發(fā)明的第一實施例的采樣濾波器裝置的另一配置的 框圖。
圖12是描繪根據本發(fā)明的第一實施例的關于釆樣開關的連接關系的另 一示例的表。
圖13是示出根據本發(fā)明的第一實施例的關于控制器的控制信號的另一 示例的圖。
圖14是顯示根據本發(fā)明的實施例4的無線通信裝置的配置的框圖。
附圖標號和標記的描述
100、 201、 301、 401 采樣濾波器裝置
110 天線
120、 121、 122、 123 電壓/電流轉換器
130 選擇開關
140 控制器
150到154 電容器160到164 采樣開關 170到174 充電開關 180到184 i文電開關
200、300、400 無線通信裝置
202、302、402、 408 緩沖器單元
203、303、403、 405 A/D單元
204、304、306、 404、 406 基帶單元
307、407開關
具體實施例方式
現在參考附圖，對本發(fā)明的實施例進行描述。 (第一實施例)
圖1是示出根據本發(fā)明的第一實施例的采樣濾波器裝置的配置的框圖。
在本實施例中，對采樣濾波器裝置具有N=4抽頭的濾波器特性的情況進行描 述。
在圖1中，采樣濾波器裝置100包括天線110、電壓/電流轉換器120 到123、選擇開關130、控制器140、電容器150到154、采樣開關160到164、 充電開關170到174、以及放電開關180到184。
天線110接收無線方法的無線電頻率信號。雖然圖1中未描述，但是， 關于由天線110接收的無線電頻率信號，例如通過濾波才乘作等，執(zhí)行對應于 無線方法的無線電頻率信號處理操作，并且隨后，將處理后的無線電頻率信 號輸入至電壓/電流轉換器120到123。
電壓/電流轉換器120到123將輸入電壓信號轉換為電流，并且，隨后從 其輸出轉換的電流信號。例如，當電壓/電流轉換器120到123是跨導放大器 時，相應的電壓/電流轉換器120到123的電壓-電流特性可彼此不同，或可作 為選擇地使其彼此相同。在本實施例中，示出了這樣的示例電壓/電流轉換 器120和123的電壓-電流特性彼此相同，并且，電壓/電流轉換器121和122 的電壓-電流特性彼此相同，但是，電壓/電流轉換器120和121的電壓-電流 特性彼此不同。
響應于從控制器140輸入的信號，選擇開關130將采樣開關160到164 的連接目標切換至電壓/電流轉換器120到123的任何一個。響應于從控制器
10140輸入的信號，采樣開關160到164對從相應的電壓/電流轉換器120到123 輸入的電流進行采樣，并且隨后，將采樣的電流輸出至電容器150到154。
分別經由充電開關170到174而將電容器150到154連接至采樣開關160 到164。響應于由采樣開關160到164采樣的電流，當將充電開關170到174 導通時，將電荷充入電容器150到154中，然而，當將放電開關180到184 導通時，從電容器150到154輸出所充入的電荷。
響應于從控制器140輸入的控制信號，充電開關170到174對是否將電 荷充入電容器150到154中進行切換。響應于從控制器140輸入的控制信號， 放電開關180到184對是否輸出在電容器150到154中充入的電荷進行切換。
圖2示出了關于相應開關的控制信號，即，指示這些開關中的每一個的 導通定時和關斷定時。在采樣開關160到164的4喿作頻率是1/T [Hz]的情況下， 定時"1"指示O到T[s]的時段；定時"2"指示T到2T [s]的時段，以及定 時"L'，指示(L-1) x T到L x T [s]的時段。
當將電荷充入電容器150到154中時，關于充電開關170到174的控制 信號中的每一個的通周期是"4T" [s],并且，每個時段"T" [s]變換將相應 的控制信號導通的定時。當輸出充入電容器150到154中的電荷時，關于放 電開關180到184的控制信號的每一個的通周期是"T" [s],并且，每個時段 "T" [s]變換將相應的控制信號導通的定時。
圖3顯示了在相應的定時，電壓/電流轉換器120到123與采樣開關160 到164之間的連接關系?？刂破?40以可滿足圖3中顯示的關系的方式控制 選擇開關130，并且重復定時T到"5"的控制操作。
在定時"1",將電壓/電流轉換器120連接至采樣開關160;將電壓/電流 轉換器121連接至采樣開關164;將電壓/電流轉換器122連接至采樣開關163; 將電壓/電流轉換器123連接至采樣開關162，并且，從而將充電開關170、 174、 173、 172導通，以便將電荷充入電容器150、 154、 153和152中。并 且，將放電開關181導通，以便輸出被充入電容器151中的電荷。
換句話說，在定時"1",將電荷充入電容器150中，所述電荷是輸入電 壓的"ar，倍(符號"a,指示由電壓/電流轉換器120將輸入電壓轉換為電 流的系數，稍后將詳細討論)；將電荷充入電容器154中，所述電荷是輸入電 壓的"a2"倍；將電荷充入電容器153中，所述電荷是輸入電壓的"a3(=a2)，， 倍；以及將電荷充入電容器152中，所述電荷是輸入電壓的"a4(=ai)，，倍。
ii如先前描述的，在相同的定時，不同的電荷量被充入多個電容器。
在定時"2",將電壓/電流轉換器120連接至釆樣開關161;將電壓/電流 轉換器121連接至采樣開關160;將電壓/電流轉換器122連接至采樣開關164; 將電壓/電流轉換器123連接至采樣開關163;并且從而，將充電開關171、
170、 174、 173導通，以便將電荷充入電容器151、 150、 154和153。同樣， 將放電開關182導通，以便輸出充入電容器152中的電荷。
在定時"3",將電壓/電流轉換器120連接至采樣開關162;將電壓/電流 轉換器121連接至采樣開關161;將電壓/電流轉換器122連接至采樣開關160; 將電壓/電流轉換器123連接至采^f開關164;并且從而，將充電開關172、
171、 170、 174導通，以便將電荷充入電容器152、 151、 150和154。同樣， 將放電開關183導通，以便輸出充入電容器153中的電荷。
在定時"4",將電壓/電流轉換器120連接至采樣開關163;將電壓/電流 轉換器121連接至采樣開關162;將電壓/電流轉換器122連接至采樣開關161; 將電壓/電流轉換器123連接至采樣開關160;并且從而，將充電開關173、
172、 171、 170導通，以便將電荷充入電容器153、 152、 151和150。同樣， 將放電開關184導通，以便輸出充入電容器154中的電荷。
在定時"5",將電壓/電流轉換器120連接至采樣開關164;將電壓/電，u 轉換器121連接至采樣開關163;將電壓/電流轉換器122連接至采樣開關162; 將電壓/電流轉換器123連接至采樣開關161;并且從而，將充電開關174、
173、 172、 171導通，以便將電荷充入電容器154、 153、 152和151。同樣， 將放電開關180導通，以便輸出充入電容器150中的電荷。
因而，在定時T,當通過將定時"-3 (3個時鐘前)"的信號乘以'V，、 將定時"-2"的信號乘以'V，、將定時"-1"的信號乘以'V，、以及將定時 "0"的信號乘以"a,而獲得總計電荷時，從電容器151釋放電荷的總量。
同樣，在定時"2"，當通過將定時"-2"的信號乘以"a,、將定時"-r 的信號乘以"a2，，、將定時"0"的信號乘以"a2"、以及將定時'T，的信號乘 以"a,而獲得總計的電荷時，從電容器152釋放電荷的總量。如先前說明 的，在不同的定時，從所述多個電容器釋it不同的電荷量。
在從定時6以后的定時，重復執(zhí)行上述定時1到5的操作。當將相應的 采樣開關160到164關斷時，執(zhí)行當選#^開關130切換相應的電壓/電流轉換 器120到123與相應的采樣開關160到164之間的連接時的切換定時。例如，
12在定時T,在從"T/2" [s]到"T" [s]的時段期間，切換所述連接。
如先前描述的，在所述定時的每一個，將電荷充入五個電容器中的四個 電容器中，以及同時，從其余的一個電容器輸出已經在對于四組所述定時的 時段期間充電的電荷。當將電壓/電流轉換器120和123將輸入電壓轉換為電 流的系數定義為以及將電壓/電流轉換器121和122將輸入電壓轉換為 電流的系數定義為"a2"時，將采樣濾波器裝置100的傳遞函數"y"表示為 (表達式1 )。 [表達式1]
y = a! + a2z-1 + a2z-2 + a,z—3
在此情況下，由于將傳遞函數"y"表示為"z"的方程，所以，它指示 傳遞函數"y"對應于離散時間方法。符號"z-1"表示延遲了一個采樣的信號。 因而，采樣濾波器裝置IOO的輸出表示通過將乘以"ai"的最近的采樣信號、 乘以"a2，，的在1個定時之前的采樣信號、乘以"a2，，的在2個定時之前的采 樣信號、以及乘以"ai"的在3個定時之前的采樣信號彼此相加而獲得的信 號。
圖4的實線示出了在"l/T"是2400 [MHz]、 "a廣是0.1363、以及、2，，是 0.3637的情況下實現的濾波器特性。另一方面，圖4的點狀線表示在"a, 的值等于"a2，，的值的情況下實現的濾波器特性。這樣，由于改變了 "a,的 值和"a2"的值，所以，可改變?yōu)V波器特性。
在上述情況下，作為具有N=4抽頭的濾波器特性的采樣濾波器裝置的示 例，已經指示了下面^是到的配置也就是"i兌，采樣濾波器裝置包括四個電壓/ 電流轉換器、五個采樣開關、五個充電開關、五個放電開關、以及五個電容 器。然而，本發(fā)明不限于上面說明的配置。由于可通過包括"N"個電壓/電 流轉換器、以及(N+l)個這些采樣開關、充電開關、放電開關和電容器中 的每一個而配置采樣濾波器裝置100,所以，可作為選擇地配置具有"N"抽 頭的濾波器特性的采樣濾波器裝置(符號"N"是大于或等于2的整數)。
在"N，，是偶數(N=2M，符號"M，，是大于或等于1的整數)的情況下， 將采樣濾波器裝置100的傳遞函數"y"表示為(表達式2)。
y = a！ + a2Z"+…十aMz-M+1+ aMz-M+...+ a2z-N+2 + a,1
在"N"是奇數(N = 2M + 1 )的情況下，將采樣濾波器裝置100的傳遞
13函數"y"表示為(表達式3X [表達式3]
y = ai + a--1十…十aMz-M+1+ a固,十aMz-M"…十a2z-N+2 + alZ-N+1
同樣，在電壓/電流轉換器120到123的動態(tài)范圍較寬的情況下，由于可 產生切換電壓/電流轉換器120到123的內部電壓、以便改變充入電容器的電 荷量的這樣的配置，所以，可將濾波器特性設置為變化的。
如先前描述的，根據當配備其總數與想要實現的抽頭數相同的多個電壓/ 電流轉換器時、配備其總數比該抽頭數多l(xiāng)的多個電容器、并且切換相應的 電容器的充電定時和放電定時的這樣的配置，可不執(zhí)行抽樣而通過利用寬頻 率空間來執(zhí)行濾波處理操作，這是因為，執(zhí)行了這樣的控制操作當將電荷 充入電容器時，對電荷加權，并基于巻積來處理加權的電荷。并且，可采用 矩形波作為控制信號，以便可以改變?yōu)V波器特性，而不需要具有復雜波形的 控制信號和復雜的控制器。
還應當注意，可作為選#^也不采用矩形波，而采用正弦波作為控制信號。 此外，當將電荷充入電容器150到154中時，不存在關于電壓/電流轉換器120 到123的順序的具體限制(例如，不是從120經121、 122到123的這樣的順 序，而是從123經122、 121到120的另一順序)。
同樣，如圖ll中顯示的，與上面說明的配置(其中，通過選擇開關130 切換電壓/電流轉換器120到123與采樣開關160到164之間的連接)不同， 可作為選擇地產生另一配置，在所述另一配置中，通過此選擇開關130切換 采樣開關160到163與充電開關170到174之間的連接。由于采用了圖11中 所示的配置，所以，采樣開關的總數可減少l。在此可選情況下，圖12中描 繪了采樣開關160到163與充電開關170到174之間的連接關系?？刂破?40 以可滿足圖12中顯示的關系的方式控制選擇開關130，并且重復執(zhí)行定時1 到5的控制操作。
此外，在圖11的配置中，可相對于用于采^^羊開關161和162的控制信號 的相位，將用于采樣開關160和163的控制信號的相位偏移180度(參照圖 13)，從而，可作為選擇地選擇系數"a,為負值。在此情況下，必須準備選 擇開關130切換連接的定時，例如，必須準備這樣的時段，在所述時段期間， 將所有的采樣開關160到163關斷。在此情況下，可將采樣濾波器裝置100 的傳遞函數"y"表示為(表達式4)。
14[表達式4]
y = -ai + a2Z—1 + a2z-2 - az-3 (第二實施例)
圖5是示出根據本發(fā)明的第二實施例的無線通信裝置的配置的框圖。在 圖5中，無線通信裝置200配備有采樣濾波器單元201、緩沖器單元202、 A/D單元203、以及基帶單元204。
采樣濾波器單元201具有與根據第一實施例的采樣濾波器裝置100的配 置相同的配置，并且，以與采樣濾波器裝置100的方式相類似的方式進行才乘 作，以便關于從天線110輸入的無線電頻率信號而執(zhí)行離散處理操作和濾波 處理操作。
緩沖器單元202輸出出現在采樣濾波器單元201的電容器150到154的 兩端之間的電壓值。例如，緩沖器單元202可由運算放大器構成。當圖4中 描繪了關于在電容器150到154的兩端的電壓的頻率特性時，在電容器150 到154的兩端的電壓值具有這樣的特性由采樣濾波器單元201對從天線110 輸入的信號的成分進行濾波。
A/D單元203將從緩沖器單元202輸入的模擬離散信號轉換為數字信號。 基帶單元204關于從A/D單元203輸入的數字信號而執(zhí)行數字信號處理操作。
換句話說，在基帶單元204中，關于由A/D單元203數字化的數字信號， 執(zhí)行解調處理操作、解碼處理操作等。根據上述配置，可將根據第一實施例 的采樣濾波器裝置應用于無線通信裝置。
雖然上面的描述已經說明了沒有執(zhí)行抽樣的控制操作，但是，可作為選 擇地通過控制輸出相應的電容器的電壓值的定時，而改變抽樣比。
圖6顯示了關于相應的開關的控制信號，即，示出了相應的開關的導通 定時和關斷定時。放電開關180到184的導通定時和關斷定時與圖2中的那 些導通定時和關斷定時不同。在N-4抽頭的情況下，當輸出相應的電容器 的電壓值時，由于重復執(zhí)行下面提到的控制操作，所以，可選擇抽樣比為2。 在控制操作中，在定時"1",讀取電容器151的電壓值；在定時"2"，不讀 取電容器152的電壓值；在定時"3"，讀取電容器153的電壓值；在定時"4"， 不讀取電容器154的電壓值；在定時"5",讀取電容器150的電壓值；在定 時"6"，不讀取電容器151的電壓值；在定時"7",讀取電容器152的電壓 值；在定時"8"，不讀取電容器153的電壓值；在定時"9"，讀取電容器154的電壓值；在定時"10",不讀取電容器150的電壓值。換句話說，不僅執(zhí)行
其中不執(zhí)行抽樣的這樣的控制操作，還可通過定時控制才喿作而改變抽樣比。 在這樣的情況下，必須將尚未被讀取的電荷復位，例如，必須準備用于將存 儲在相應的電容器中的電荷復位的開關。 (第三實施例)
圖7是示出根據本發(fā)明的第三實施例的無線通信裝置的配置的框圖。在 圖7中，無線通信裝置300配備有采樣濾波器單元301、緩沖器單元302、 A/D單元303、第一基帶單元304、第二基帶單元306、以及開關307。
采樣濾波器單元301具有與才艮據第一實施例的采樣濾波器裝置100的配 置相同的配置，并且，以與采樣濾波器裝置100的方式相類似的方式進行操 作，以便關于從天線110輸入的無線電頻率信號而執(zhí)行離散處理操作和濾波 處理操:作。此外，由于切換了電壓/電流轉換器120到123的內部電壓，所以， 可以改變充入電容器中的電荷量。
由于緩沖器單元302具有與緩沖器單元202的功能相類似的功能，所以， 緩沖器單元302輸出出現在采樣濾波器單元301的電容器150到154的兩端 之間的電壓值。A/D單元303將從緩沖器單元302輸入的模擬離散信號轉換 為數字信號。當第一基帶單元304對應于第一無線通信方法時，第一基帶單 元304對從A/D單元303經開關307輸入的數字信號執(zhí)行數字信號處理操作。
當第二基帶單元306對應于第二無線通信方法時，第二基帶單元306對 從A/D單元303經開關307輸入的數字信號執(zhí)行數字信號處理操作。
根據無線通信方法對應于所述第一無線通信方法或所述第二無線通信方 法的這樣的條件，開關307將A/D單元303的輸出輸入至第一基帶單元304 或第二基帶單元306。
雖然在本實施例中，將A/D單元布置在開關307的前級，但是，依賴于 無線通信方法，可作為選擇地產生另一配置，在所述另一配置中，可將A/D 單元布置在開關307的后級。
才艮據上述配置，由于改變了才艮據第一實施例的采樣濾波器裝置的濾波器 特性，所以，可將釆樣濾波器裝置應用于對應于多個無線通信方法的這樣的 無線通信裝置。
例如，可以設想W-CDMA方法和IEEE 802.11a方法，作為無線通信方 法的示例。由于W-CDMA方法的帶寬大約是4 MHz,以及IEEE 802.11a方法的帶寬大約是20MHz，所以，需要適合于所述各個方法的濾波器。根據本
實施例，由于可改變采樣濾波器裝置的濾波器特性，所以，單個濾波器可適 用于所述兩個無線通信方法。在第一無線通信方法和第二無線通信方法的示
例中不存在具體限制。作為選擇，可以這樣的方式配置采樣濾波器單元301: 可響應于要使用的無線通信方法，切換電壓/電流轉換器。 (實施例4 )
圖14是示出根據本發(fā)明的實施例4的無線通信裝置的配置的框圖。在圖 14中，無線通信裝置400已經配備有采樣濾波器單元401、開關407、第一 緩沖器單元402、第二緩沖器單元408、第一A/D單元403、第二 A/D單元 405、第一基帶單元404、以及第二基帶單元406。
采樣濾波器單元401具有與才艮據第一實施例的采樣濾波器裝置100的配 置相同的配置，并且，以與采樣濾波器裝置100的方式相類似的方式進行操 作，以便關于從天線110輸入的無線電頻率信號而執(zhí)行離散處理操作和濾波 處理操作。
開關407將采樣濾波器單元401的放電開關180到184的連接目標切換 至第一緩沖器單元402或第二緩沖器單元408。
由于第一緩沖器單元402和第二緩沖器單元408具有與緩沖器單元202 的功能相類似的功能，所以，第一緩沖器單元402和第二緩沖器單元408輸 出出現在采樣濾波器單元401的電容器150到154的兩端之間的電壓值。
第一 A7D單元403和第二 A/D單元405分別對從第一緩沖器單元402和 第二緩沖器單元408輸入的模擬離散信號進行數字化。
第一基帶單元404和第二基帶單元406分別關于從第一 A/D單元403和 第二 A/D單元405輸入的數字信號而執(zhí)行數字信號處理4喿作。
對這樣的才喿作進行描述采樣濾波器單元401響應于與圖2中所示的控 制信號相類似的控制信號而進行操作，以便開關407按照每1個定時交替地 將采樣濾波器單元401的放電開關180到184的連接目標切換至第一緩沖器 單元402或第二緩沖器單元408。在控制操作中，在定時'T，，由^爰沖器單 元402讀取電容器151的電壓值；在定時"2",由緩沖器單元408讀取電容 器152的電壓值；在定時"3"，由緩沖器單元402讀取電容器153的電壓值； 在定時"4",由緩沖器單元408讀取電容器154的電壓值；在定時"5"，由 緩沖器單元402讀取電容器150的電壓值；在定時"6"，由緩沖器單元408
17讀取電容器151的電壓值；在定時"7"，由緩沖器單元402讀取電容器152 的電壓值；在定時"8",由緩沖器單元408讀取電容器153的電壓值；在定 時"9",由緩沖器單元402讀取電容器154的電壓值；以及在定時"10",由 緩沖器單元408讀取電容器150的電壓值。結果，以與圖6的控制方式相類 似的控制方式，獲得從第一緩沖器單元402和第二緩沖器單元408輸出的信 號。也就是說，在第一基帶單元401和第二基帶單元406中，可對其抽樣比 是2的信號進行處理。
在本實施例中，通過切換放電開關180到184的連接目標，來配置無線 通信裝置。作為選"f奪，可通過提供連接至相應的電容器的多個放電開關而配 置無線通信裝置。同樣，可作為選擇地通過從自第一緩沖器單元402和第二 緩沖器單元408輸出的信號中選擇要由基帶單元處理的信號，而配置無線通 信裝置。另外，可通過由四組基帶單元處理其抽樣比變?yōu)?的信號，而配置 該無線通信裝置。
根據上述可選配置，可通過釆用多個基帶單元處理4妄收信號、而沒有任 何振幅損失，所述振幅損失是由分配所引起的。
雖然已經詳細地、并且參考具體實施例而對本發(fā)明進4亍了描述，但對于 本領域的普通技術人員，設想這樣的事實是顯而易見的可以不背離本發(fā)明 的精神和范圍而以各種方式對本發(fā)明進行修改和改變。
本申請要求2006年10月23日提交的日本專利申請(JP-A-2006-287307 ) 的優(yōu)先權，據此以引用的方式將所述日本專利申請的內容合并入此申請中。
工業(yè)適用性
本發(fā)明具有這樣的優(yōu)點提供采樣濾波器裝置，其能夠執(zhí)行利用寬頻率 空間的濾波操作而不執(zhí)行抽樣，并且，其還能夠改變其濾波器特性而不需要 復雜的控制器，這是因為，以這樣的方式配置采樣濾波器裝置當將電荷充 入電容器時，對電荷加權，并且，基于巻積對加權的電荷進行處理，而不是 改變控制信號。存
權利要求
1. 一種采樣濾波器裝置，響應于來自積分器的輸出而確定所述采樣濾波器裝置的濾波器特性，所述裝置包括“N”個(符號“N”是大于或等于2的整數)電壓/電流轉換器，其將輸入電壓轉換為預定電流；“N+1”個積分器，其對從所述電壓/電流轉換器輸出的電流進行積分，以輸出所積分的電流；“N+1”個充電開關，其被提供在所述“N+1”個積分器的相應的輸入級；“N+1”個放電開關，其被提供在所述“N+1”個積分器的相應的輸出級；選擇開關，其切換所述“N”個電壓/電流轉換器與所述“N+1”個充電開關之間的連接；以及控制器，其分別針對于所述積分器的每一個，控制關于所述“N+1”個充電開關和所述“N+1”個放電開關的導通定時和關斷定時，并且，控制通過所述選擇開關切換所述連接的定時，其中，所述控制器控制關于所述充電開關和所述放電開關的導通定時和關斷定時，以便將電荷從所述“N”個電壓/電流轉換器充入從所述“N+1”個積分器中選擇的“N”個積分器中，并且同時，從除了所述“N”個選擇的積分器之外的“1”個積分器釋放電荷。
2. 如權利要求1所述的采樣濾波器裝置，其中所述控制器控制用于通過所述選擇開關切換所述連接的定時，以便每1個時鐘執(zhí)行所述"n"個電壓/電流轉換器與所述"n+1"個充電開關之間的 連接的切換；并且所述控制器進行控制，使得每l個時鐘改變所述相應的充電開關和放電 開關的導通狀態(tài)和關斷狀態(tài)。
3. 如權利要求l所迷的采樣濾波器裝置，其中當符號"Z—n"(符號"n"是大于或等于1的整數)表示延遲了 "n"個釆 樣的信號時在"n，，是偶數(n^2m,符號"m"是大于或等于1的整數)的情況下， 所述控制器控制由所述多個積分器在1個時鐘內積分的電荷被乘以所述輸入 電壓的倍到"aM"倍，且傳遞函數"y，，被表示為y二a,+a2Z"+…+aMz—M+1+aMz-M. . +a2Z-N+2+aiZ-N+1;然而在"N"是奇數(1SN2M+1)的情況下，所述控制器控制由所述多個積分 器在1個時鐘內積分的電荷被乘以所述輸入電壓的"a ，倍到"aM+1"倍，且 所述傳遞函數"y"被表示為y二a+a2Z"十…+aMz-M+1+aM+1z-M+ aMz-M—'+… +a2Z-N+2+aiz-N+1。
4. 如權利要求1所述的采樣濾波器裝置，其中所述控制器切換所述電壓/電流轉換器的內部電壓，以便進行控制，以切 換進入到所述積分器的電荷量。
5. 如權利要求l所述的采樣濾波器裝置，其中所述"N"個電壓/電流轉換器具有#1此不同的電壓-電流特性。
6. 如權利要求2所述的采樣濾波器裝置，其中切換所述"N"個電壓/電流轉換器與所述"N+1"個積分器之間的連接 的所述開關包括選擇開關，用于響應于從所述控制器提供的信號，將來自所述"N"個 電壓/電流轉換器的輸入切換至"N+1"個輸出；以及"N+l"個采樣開關，用于響應于從所述控制器提供的信號而對來自所 述選擇開關的"N+1"個輸出進行采樣，并且，用于向所述"N+1"個積分器 提供所采樣的輸出。
7. 如權利要求2所述的采樣濾波器裝置，其中切換所述"N"個電壓/電流轉換器與所述"N+1"個積分器之間的連接 的所述開關包括選擇開關，用于響應于從所述控制器提供的信號，將來自所述"N"個 電壓/電流轉換器的輸入切換至"N+1"個輸出；以及"N"個采樣開關，用于響應于從所述控制器提供的信號而對來自所述 "N"個電壓/電流轉換器的輸出進行釆樣，并且，用于向所述"N+1"個積 分器提供所采樣的輸出。
8. —種無線通信裝置，包括權利要求1到權利要求7中的任何一個所述的采樣濾波器裝置，其針對 從天線輸入的無線電頻率信號而執(zhí)行離散處理操作和濾波處理操作；緩沖器單元，其輸出在所述采樣濾波器裝置中采用的所述多個積分器的 兩端之間的電壓；A/D單元，其對已經被離散處理的、并從所述緩沖器單元輸出的模擬信 號進行數字化；以及基帶單元，其針對由所述A/D單元數字化的數字信號執(zhí)行解調處理操作 或解碼處理操作。
9. 一種無線通信裝置，包括權利要求1到權利要求7中的任何一個所述的采樣濾波器裝置，其針對 從天線輸入的無線電頻率信號而執(zhí)行離散處理操作和濾波處理操作，并且， 對應于第一無線通信方法或第二無線通信方法而切換所述電壓/電流轉換器 的內部電壓，以便改變充入所述多個積分器中的電荷量；緩沖器單元，其輸出在所述采樣濾波器裝置中釆用的所述多個積分器的 兩端之間的電壓；A/D單元，其對已經被離散處理的、并從所述緩沖器單元輸出的模擬信 號進行數字化；開關單元，其對應于所述第一無線通信方法或所述第二無線通信方法而 切換所述A/D單元的輸出；第一基帶單元，其對應于所述第一無線通信方法，針對經所述開關單元 從所述A/D單元輸出的數字信號執(zhí)行解調處理操作或解碼處理操作；以及第二基帶單元，其對應于所述第二無線通信方法，針對經所述開關單元 從所述A/D單元輸出的數字信號執(zhí)行解調處理操作或解碼處理操作。
全文摘要
可提供一種采樣濾波器裝置和無線通信裝置，所述裝置能夠改變?yōu)V波器特性而不使用復雜的波形作為控制信號，并且能夠執(zhí)行使用寬頻率空間的濾波器過程而不執(zhí)行抽樣。采樣濾波器裝置(100)包括控制單元(140)、多個積分器(150到154)、多個開關(130、160-164、170-174、180-184)、以及多個電壓/電流轉換單元(120-123)。在一個時鐘期間，將輸入的電路累積在積分器(150-154)中的四個中，并且將在在前時鐘(即，直到一個時鐘前的四個時鐘前)累積在其它剩余積分器中的電荷相加以被輸出。當在每個時鐘在積分器(150-154)中累積電荷時，切換輸入電流，以便對電荷加權以被輸出，從而改變?yōu)V波器特性。
文檔編號H03H15/00GK101490956SQ200780027088
公開日2009年7月22日 申請日期2007年10月15日 優(yōu)先權日2006年10月23日
發(fā)明者安倍克明, 宮野謙太郎, 松岡昭彥, 細川嘉史, 齊藤典昭 申請人:松下電器產業(yè)株式會社