以下本発明の実施の形態について、図面� ��参照しながら説明する。

(実施の形態1)
 図1は、本発明の実施の形態1におけるサン� �リングフィルタ装置の構成を示す図である� �図1に示すように、サンプリングフィルタ装� ��105は、電圧電流変換部120、121、電圧電流変� ��部切り替えスイッチSW0(100)、SW1(101)、サンプ リングスイッチ110、111、積分コンデンサ130、 131、局部発振器150、積分時間幅制御部180から なる。本実施の形態では、伝達関数H(z)を、H( z)=a ₁ +a ₂ z ^-1 +a ₃ z ^-2 +a ₄ z ^-3 +a ₅ z ^-4 で表した場合において、フィルタ係数(a ₁ 、a ₂ 、a ₃ 、a ₄ 、a ₅ )=(1、4、6、4、1)であるようなフィルタを構成 する例を示す。なお、サンプリングスイッチ 110と積分コンデンサ130を合わせて第1の積分� �ニット、サンプリングスイッチ111と積分コ� �デンサ131を合わせて第2の積分ユニットと呼� ��でもよい。

 局部発振器150は、基準クロックの周波数� ��信号fLo0を出力する。本実施の形態において 、積分時間幅制御部180は、局部発信器150から 供給される信号fLo0に基づいて、パルス信号� �すなわち積分時間幅制御信号S2,S3および切り 替え制御信号S0,S1を発生させる。

 電圧電流変換部120,121は、電圧の入力信号 を電流に変換して出力する。たとえばトラン スコンダクタンスアンプ(TA)である。電圧電� �変換部120,121は、電圧―電流特性(利得)が異� �る。本実施の形態では、電圧電流変換部120,1 21の相互コンダクタンスgm1、gm2がgm2=gm1/2とす� ��。電圧電流変換部120,121は、電圧電流変換部 切り替えスイッチSW0(100)、SW1(101)によって切� �替え可能な構成とする。

 電圧電流変換部切り替えスイッチSW0(100)� �、制御信号発生部160から出力される切り替� �制御信号S0に応じて、入力端子と電圧電流変 換部120または121との接続を切り替える。電圧 電流変換部切り替えスイッチSW1(101)は、制御� ��号発生部160から出力される切り替え制御信� ��S1に応じて、電圧電流変換部120または121と� �ンプリングスイッチ110および111との接続を� �り替える。

 サンプリングスイッチ110、111は、それぞ� ��、制御信号発生器160から入力される積分時� ��幅制御信号S2,S3に基づき、電圧電流変換部12 0、121から入力される電流をサンプリングし� �積分コンデンサ130、131に出力する。積分コ� �デンサ130は、サンプリングスイッチ110がONの ときに電荷がチャージされ、積分コンデンサ 131は、サンプリングスイッチ111がONのときに� ��荷がチャージされる。この構成により、ク� ��ック時間ごとに積分時間幅を調整すること� ��可能となり、サンプル値に重み付けをする� ��とができる。また、積分コンデンサ130、131� ��Nクロック(Nは2以上の整数、本実施の形態で はN=5とする)にわたって積分された電荷は、� �ンプリングの段階が終わると差動合成部140� �介して出力端子へと放出される。この構成� �より、Nタップのフィルタ機能が実現される� ��

 差動合成部140は、並列に二組備えられた� ��サンプリングスイッチ110(111)および積分コ� �デンサ130(131)の組からの出力、すなわち積分 コンデンサ130および131からの出力を差動合成 する。

 上記構成によれば、電圧電流変換部120(121 )から出力される入力信号(電流)が、積分時間 幅制御部180から出力される積分時間幅制御信 号S2(S3)に基づいて、サンプリングスイッチ110 (111)でサンプリングされ、サンプリングスイ� ��チ110(111)から出力された電流が積分コンデ� �サ130(131)で積分される。すなわち、本実施の 形態のサンプリングフィルタ装置105は、図1� �示された構成のうち、局部発振器150、積分� �間幅制御部180、サンプリングスイッチ110(111) 、および積分コンデンサ130(131)を備えること� ��より、基準クロックの1クロック毎に異なる 積分時間幅に応じて重み付けされたサンプル 値を積分コンデンサ130(131)に蓄えた後、放出� ��るので、制御信号に複雑な波形を用いずに� ��み付けを実現し、所望のフィルタ特性を実� ��することができる。

 また、本実施の形態のサンプリングフィ� ��タ装置105は、サンプリングスイッチ110(111)� �よび積分コンデンサ130(131)の組を並列に二組 備え、さらに、それらの出力を差動合成する 差動合成部140を備える構成により、一方のサ ンプリングスイッチ(例えば110)のOFF区間にお� ��て、もう一方のスイッチ(例えば111)でサン� �リングが可能となるため、反転クロックに� �応するサンプリングも有効に行うことがで� �る。すなわち、本構成によれば、基準クロ� �クのオフ区間も積分に用いることができ、� �分時間幅を見かけ上2倍にできる。

 さらに、本実施の形態のサンプリングフ� ��ルタ装置105は、電圧-電流特性が異なる二つ の電圧電流変換部120、121と、これらを切り替 えるスイッチ100、101と、を備える構成により 、単位時間当たりの積分電荷量を変化させる ことができ、振幅方向の重み付けも可能とな る。かかる構成によれば、時間軸方向だけで なく、振幅方向の重み付けも同時に可能であ り、分解能を倍以上にすることができ、設計 の自由度が増す。なお、サンプリングスイッ チ110(111)および積分コンデンサ130(131)の組が� �組のみの場合であっても、スイッチ100、101� �よって、電圧電流変換部120、121と、サンプ� �ングスイッチ110(111)との接続を切り替えるこ とにより、振幅方向の重み付けが可能となり 、設計の自由度が増す。

 図2は、フィルタ係数が(1、4、6、4、1)で� �るようなフィルタを構成するための、各信� �のタイミングチャートの例を示している。

 図2において、信号fLo0は、局部発振器150� �出力信号である。信号S2,S3は、制御信号発生 器160から出力される積分時間幅制御信号であ り、サンプリングスイッチ110,111をオン/オフ� ��る。信号S2は、信号fLo0のハイレベル区間の� ��なくとも一部においてオンとなり、信号S3� �、信号fLo0のローレベル区間の少なくとも一� ��においてオンとなる。

 電圧電流変換部切り替え無し信号は、一� ��の電圧電流変換部120だけが動作する場合、� ��なわち切り替えスイッチSW0(100)およびSW1(101) が電圧電流変換部120に接続される場合に、信 号S2,S3の制御を受けて積分される量を表す。� ��の信号の矩形部の面積(1、2、3、2、1)がサン プリングフィルタ装置のフィルタ係数に対応 する。

 信号S0、S1は、切り替えスイッチSW0(100)、S W1(101)の切り替え制御信号である。信号S0がロ ーレベルで信号S1がハイレベルの区間は、切� ��替えスイッチSW0(100)および切り替えスイッ� �SW1(101)が相互コンダクタンスgm2の電圧電流変 換部121に接続され、信号S0がハイレベルで信� ��S1がローレベルの区間は、切り替えスイッ� �SW0(100)および切り替えスイッチSW1(101)が相互� ��ンダクタンスgm1の電圧電流変換部120に接続� ��れる。

 電圧電流変換部切り替え有り信号は、信� ��S0および信号S1により電圧電流変換部120,121� �切り替えられる場合に、信号S2,S3の制御を受 けて積分される量を表す。相互コンダクタン スgm1,gm2に応じてこの信号の振幅を可変する� �とができ、この信号の矩形部の面積(1、4、6� ��4、1)がサンプリングフィルタ装置のフィル� ��係数に対応する。

 このように、電圧電流変換部120,121の切り 替えを行わない場合は、フィルタ係数は(1、2 、3、2、1)となる。一方、切り替えを行う場� �は、図2中の切り替え制御信号S0,S1に示すよ� �に切り替えスイッチSW0(100)およびSW1(101)を制� ��することで、フィルタ係数を(1、4、6,4、1)� �することができる。なお、図2では、二つの� ��圧電流変換部120、121の相互コンダクタンス� ��gm1、gm2が、gm2=gm1/2の場合を示している。

 図3は、本実施の形態のサンプリングフィ ルタ装置の周波数特性(電圧電流変換部(TA)切� ��無:実線、TA切替有:一点鎖線)を示している� �このように、本実施の形態のサンプリング� �ィルタ装置によれば、上述した重み付けの� �果により、従来の移動平均型(矩形窓の重み� ��け)のサンプリングフィルタ装置の周波数特 性(破線)と比較して、広帯域化を実現してい� ��。また従来のものより大きなサイドローブ� ��減衰量が取れる。

 以上説明した通り、本実施の形態によれ� ��、時間軸方向だけでなく振幅方向の重み付� ��も同時に可能であり、分解能を倍以上にす� ��ことができ、設計の自由度が増す。すなわ� ��、制御信号に複雑な波形を用いることなく� ��み付けを実現することができ、所望のフィ� ��タ特性を実現することができる。

(実施の形態2)
 図4は、本発明の実施の形態2のサンプリン� �フィルタ装置の構成図である。図4おいて、� ��1と同じ構成要素については同じ符号を用い 、説明を省略する。また、実施の形態1と同� �に、フィルタ係数が(1,4,6,4,1)となるフィルタ を構成する場合の例を説明する。

 本実施の形態においては、積分時間幅制� ��部180は、M逓倍器170(Mは2以上の整数、本実施 の形態ではM=4とする)と制御信号発生器160に� �り構成される。4逓倍器170は、入力である基� ��周波数fLo0の4倍の周波数の信号(逓倍信号)4fL o0を出力する。制御信号発生器160は、4逓倍器 170から供給される逓倍信号4fLo0に基づいて、� ��ルス信号、すなわち積分時間幅制御信号S2,S 3および切り替え制御信号S0,S1を発生させる。 積分時間幅制御部180から積分時間幅制御信号 S2,S3が出力されることにより、積分時間幅を� ��準クロックの4倍の精度で調整することがで きる。

 図5は、フィルタ係数が(1、4、6、4、1)で� �るようなフィルタを構成するための、各信� �のタイミングチャートの例を示している。

 図5において、信号fLo0は、局部発振器150� �出力信号である。信号fLo1は、4逓倍器170の出 力信号であり、信号fLo0の4倍の周波数を有す� ��。信号S2,S3は、制御信号発生器160から出力� �れる積分時間幅制御信号であり、サンプリ� �グスイッチ110,111をオン/オフする。

 信号S2,S3、電圧電流変換部切り替え無し� �号、信号S0,S1、電圧電流変換部切り替え有り 信号は、図2に示したものと同様である。

(実施の形態3)
 図6は、本発明の実施の形態3のサンプリン� �フィルタ装置の構成図である。図6おいて、� ��1と同じ構成要素については同じ符号を用い 、説明を省略する。また、実施の形態1と同� �に、フィルタ係数が(1,4,6,4,1)となるフィルタ を構成する場合の例を説明する。

 本実施の形態においては、実施の形態2と 異なり、積分時間幅制御部180は、分周型位相 器270,271、加算器280,281および制御信号発生器2 60で構成される。また、局部発振器250は、基� ��クロックの2倍周波数の基準信号2fLo0、およ� ��基準信号2fLo0と逆相の信号2fLo0Bを発生させ� �。

 分周型位相器270は、局部発振器250から出� ��された信号2fLo0を受け、その発振出力信号� �周波数を1/2に下げるとともに、その位相が� �いに90°ずれた二つの信号を生成する。逆相� ��基準信号2fLoBに対しても、分周型位相器271� �より同様の処理を行う。これらの信号(分周� ��位相器270からの二つの信号および分周型位� ��器270からの一つの信号)を、図4に示すよう� �接続とし、加算器280,281で加算することによ� ��、図5に示す4つの信号fLo0、fLo0B、fLo0D1、fLo0B D1を得る。

 制御信号発生器260は、その入力信号fLo0、 fLo0B、fLo0D1、fLo0BD1を基準信号2fLo0によるクロ� ��クで駆動することにより、サンプリングス� ��ッチ110および111を制御するための積分時間� ��制御信号S2およびS3を発生させる。

 図7は、本実施の形態における各信号のタ イミングチャートを示している。信号2fLo0は� ��局部発振器250の出力信号である。信号fLo0は 、分周型位相器270の出力信号であり、信号2fL o0の1/2の周波数を有する。信号fLo0Bは、分周� �位相器271の出力信号であり、信号fLo0の逆相� ��号である。

 信号fLo0D1は、分周型位相器270から出力さ� ��る位相が互いに90°ずれた二つの信号を加算 器280で加算することにより生成される。また 、信号fLo0BD1は、分周型位相器270,271から出力� ��れる位相が互いに90°ずれた二つの信号を加 算器281で加算することにより生成される。

 信号S2,S3、電圧電流変換部切り替え無し� �号、信号S0,S1、電圧電流変換部切り替え有り 信号は、図2に示したものと同様である。

(実施の形態4)
 図8は、本発明の実施の形態4のサンプリン� �フィルタ装置の構成図である。図8において� ��図1と同じ構成要素については同じ符号を用 い、説明を省略する。また、実施の形態1、2, 3と同様に、フィルタ係数が(1,4,6,4,1)となるフ ィルタを構成する場合の例を説明する。

 本実施の形態においては、積分時間幅制� ��部180は、制御信号発生器360、および振幅変� ��部570で構成される。また、局部発振器150は� ��基準クロックの周波数の基準信号fLo0、およ び逆相の基準信号fLo0Bを出力する。本実施の� ��態において、局部発振器150が出力する信号f Lo0、信号fLo0Bは、正弦波信号である。すなわ� ��、積分時間の調整は、基準信号(正弦波信号 )の振幅変調(AM変調)により行われる。本実施� ��形態のサンプリングフィルタ装置は、正弦� ��信号fLo0、fLo0BをAM変調し、サンプリングス� �ッチ110、111のON区間を調整する。また、本実 施の形態では、サンプリングスイッチ110、111 は、サンプリングスイッチ110、111を駆動する 信号がある閾値を越えている間ONとなる。

 振幅変調部570は、正弦波信号fLo0、fLo0BをA M変調してその振幅を変化させ、AM変調信号S2, S3を、積分時間幅制御信号として、サンプリ� ��グスイッチ110,111にそれぞれ出力する。この AM変調信号S2,S3でサンプリングスイッチ110,111� ��オン/オフすることにより、サンプリングス イッチ110,111のON区間を制御し、積分コンデン サ130,131に充電される電荷を制御する。

 制御信号発生器360は、正弦波信号に基づ� ��て、切り替え制御信号S0、S1を生成する。

 図9は、本実施の形態における信号のタイ ミングチャートを示している。図9に示すよ� �に、基準信号をAM変調によって制御すること で、スイッチのON区間を図9中のS2、S3となる� �うに調整することができる。かかる構成に� �り、重み付けを行う。

 図9において、信号fLo0は、局部発振器150� �ら出力される正弦波信号であり、信号fLo0Bは 、信号fLo0と逆相の正弦波信号である。信号S2 ,S3は、振幅変調部570から出力される積分時間 幅制御信号であり、サンプリングスイッチ110 ,111をオン/オフする。

 SW110ON区間信号は、信号S2がサンプリング� ��イッチ110の閾値より大きい場合にハイレベ� ��となり、サンプリングスイッチ110のオン区� ��に対応する。SW111ON区間信号は、信号S3がサ� ��プリングスイッチ111の閾値より大きい場合� ��ハイレベルとなり、サンプリングスイッチ1 11のオン区間に対応する。

 信号S0,S1、電圧電流変換部切り替え有り� �号は、図2に示したものと同様である。

 なお、本実施の形態では、積分時間幅制� ��部180が制御信号発生器360を含んで構成され� ��例を示したが、制御信号発生器360は、積分� ��間幅制御部180に含まれず別個の構成として� ��よい。

 図10は、本実施の形態のサンプリングフ� �ルタ装置の周波数特性(電圧電流変換部(TA)切 替無:実線、TA切替有:一点鎖線)を示している� ��図3と同様、従来のサンプリングフィルタ装 置の周波数特性(破線)と比較して、広帯域化� ��実現している。また従来のものより大きな� ��イドローブの減衰量が取れる。

(実施の形態5)
 図11は、本発明の実施の形態5における無線� ��信装置の構成を示すブロック図である。図1 1において、無線通信装置200は、サンプリン� �フィルタ部201と、バッファ部202と、A/D部203� �、ベースバンド部204とを有している。

 サンプリングフィルタ部201は、実施の形� ��1で説明したサンプリングフィルタ装置105(� �1)と同じ構成で同様の動作をし、アンテナよ り入力される無線周波数信号に対して離散化 、フィルタ処理を行う。

 バッファ部202は、サンプリングフィルタ� ��201内の積分コンデンサにチャージされた電� ��を電圧値に変換して出力する。例えば、オ� ��アンプなどで構成することが可能である。� ��ンプリングフィルタ部201が図1のように構成 される場合、差動合成部140により、出力され る電圧値を大きくすることが可能である。

 A/D部203は、バッファ部202から入力される� ��散化されたアナログ信号をデジタル化する� ��ベースバンド部204は、A/D部203から入力され� ��デジタル信号に対してデジタル信号処理を� ��う。すなわち、ベースバンド部204では、A/D� ��203でデジタル化された信号に対して、復調� ��理、復号処理などを行う。

 かかる構成によれば、実施の形態1のサン プリングフィルタ装置を無線通信装置に適用 することが可能である。

 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参� ��して説明したが、本発明の精神と範囲を逸� ��することなく様々な変更や修正を加えるこ� ��ができることは当業者にとって明らかであ� ��。

 本出願は、2008年1月16日出願の日本特許出 願(特願2008-007176)、に基づくものであり、そ� �内容はここに参照として取り込まれる。