半導体集積回路
【課題】電源電圧の変化に依存する内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減すること。
【解決手段】半導体集積回路は校正回路２００を具備し、内蔵容量７０：１５１は容量とスイッチを有する。Ｖ・Ｉ変換器３０、２０は基準電圧を電流に変換して、電流に応答する時間積分器４０、５０は容量７０の時間積分を実行して、電圧比較器８０は基準電圧と内蔵容量７０の端子電圧を比較する。校正動作の間に時間積分と電圧比較が実行され、その結果はラッチ９０に格納される。校正動作の完了時のラッチ９０の格納結果に従って、内蔵フィルタ１５０の周波数特性が決定される。Ｖ・Ｉ変換器３０、２０のスイッチ素子ＳＷ0のＮチャンネルＭＯＳトランジスタのゲートに、校正動作の間に安定化電圧ＶREFが供給される。
【解決手段】半導体集積回路は校正回路２００を具備し、内蔵容量７０：１５１は容量とスイッチを有する。Ｖ・Ｉ変換器３０、２０は基準電圧を電流に変換して、電流に応答する時間積分器４０、５０は容量７０の時間積分を実行して、電圧比較器８０は基準電圧と内蔵容量７０の端子電圧を比較する。校正動作の間に時間積分と電圧比較が実行され、その結果はラッチ９０に格納される。校正動作の完了時のラッチ９０の格納結果に従って、内蔵フィルタ１５０の周波数特性が決定される。Ｖ・Ｉ変換器３０、２０のスイッチ素子ＳＷ0のＮチャンネルＭＯＳトランジスタのゲートに、校正動作の間に安定化電圧ＶREFが供給される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路に関するもので、特に内蔵フィルタの周波数特性を正確に設定するのに有益な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の無線移動通信では、音声サービスは将来的には成長が鈍化する一方、先端双方向アプリケーションをサポートするため映像、音声、データを同時に提供するマルチメディアサービスへ将来の移動通信市場はシフトすることが予想される。それに伴って、３８４ｋｂｐｓを越えるピークレートの無線パケットデータアクセスを可能とする高い平均スループットを持った広帯域移動データネットワークが、必要とされている。
【０００３】
従って、無線移動通信は、第２世代と中間の第２．５世代とからより効率的な第３世代にシフトしている。第３世代のユーザーピークデータレートは、ＥＤＧＥ(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)で３８４ｋｂｐｓ、ｃｄｍａ２０００とＷＣＤＭＡとで２Ｍｂｐｓまで増加している。第３世代のＷＣＤＭＡに導入されたＨＳＤＰＡ(High Speed Downlink Packet Access)のダウンリンク接続では、１６ＱＡＭの高変調レベルを使用して１４．４Ｍｂｐｓのユーザーピークデータレートを保証している。尚、ＱＡＭは、Quadrature Amplitude Modulation(直交振幅変調)の略である。
【０００４】
第３世代無線ネットワークの拡大に伴って第３世代移動携帯電話端末の低コスト化と低消費電力化とが、重要となっている。ダイレクト・コンバージョン・レシーバー・アーキテクチャーは、シリコンプロセスと回路設計技術とアーキテクチャー・インプリメンテーションとの適切な利用とによって、第３世代移動携帯電話端末の集積化プラットフォームの有力なシステムソリューションとなっている。
【０００５】
ダイレクト・コンバージョン・レシーバーでは、チャンネル外の妨害信号を抑圧するためには、ローパスフィルタで構成されるチャンネル選択フィルタが必要である。下記非特許文献１には、ダイレクト・コンバージョン・レシーバーは、イメージ除去フィルタが不必要であり、チャンネル選択フィルタがオンチップで実現されることが可能なローパス型であるので、無線送受信器(ワイヤレス・トランシーバ)を高集積レベルとするのに好適であることが記載されている。ダイレクト・コンバージョン・レシーバーでは、ＷＣＤＭＡ受信信号は低雑音増幅器で増幅された後に直交ダウンコンバージョンミキサーを構成するＩ信号ミキサーとＱ信号ミキサーに供給される一方、９０度の位相差を持つＩローカル信号とＱローカル信号とがＩ信号ミキサーとＱ信号ミキサーに供給される。Ｉ信号ミキサーから生成されるＩベースバンド信号は第１チャンネル選択フィルタと第１増幅器とに供給される一方、Ｑ信号ミキサーから生成されるＱベースバンド信号は第２チャンネル選択フィルタと第２増幅器とに供給される。
【０００６】
下記非特許文献１には、ダイレクト・コンバージョン・ＷＣＤＭＡ・レシーバーでは、ＲＦフロントエンドからのベースバンド信号を２ＭＨｚ帯域幅のローパスフィルタでフィルタリングする必要があることが記載されている。できるだけ小さな帯域通過リップル等の正確なフィルタ特性を得るためには、部品の正確な値が必要である。アクティブ・フィルタの周波数パラメータはＲＣ積で設定されるので、抵抗と容量との正確な値が実現されなければならない。従って、フィルタは電子的にチューナブルである必要があり、トータル・フィルタ・システムとして自動チューニング方式がチップの上で設計されている。すなわち、ダイレクト・コンバージョン・ＷＣＤＭＡ・レシーバーのベースバンドチャンネル選択フィルタとして設計されたＲＣアクティブ・フィルタは、オンチップチューニング回路によって制御されて、カットオフ周波数を設計値に維持するようにパラメータ偏差を補償する。
【０００７】
バイナリーウェイト５ビット容量マトリックスを使用することによってフィルタ時定数が変化され、スイッチはリニア領域で動作するＮＭＯＳトランジスタによって実現されている。周波数レスポンスのチューニングはプログラマブルアレーの抵抗または容量による素子の配置によって実現されて、アレーの値はオンチップ校正回路によって生成されるディジタルコードによって設定される。
【０００８】
５次チェビシェフ(Chebyshev)ローパスフィルタの各積分器の周波数チューニングは、積分器の時定数をチューニングすることによって実現される。単一の固定素子とＮ個のバイナリー・ウェイト・スイッチ素子とを含む並列容量アレートポロジーが採用されている。
【０００９】
また、下記非特許文献２には、ダイレクト・コンバージョン・ＷＣＤＭＡ・レシーバーのためのチャンネル選択フィルタとしては、０．２２のロールオフで−３ｄＢ周波数が１．９２ＭＨｚの特性を持ったルート・レイズド・コサイン(ＲＲＣ：Root Raised Cosine)フィルタが理想的であることが記載されている。符号間干渉(ＩＳＩ：inter-symbol-interference)を回避するためのこのＲＲＣ・フィルタの好適な近似はアナログ・ローパスフィルタであり、０．０１ｄＢ通過帯域リップルと−３ｄＢ周波数が１．９２ＭＨｚの特性を持つ５次チェビシェフ(Chebyshev)ローパスフィルタが使用されている。フィルタの時定数の変動はスイッチャブルバイナリーウェイト５ビット容量マトリックスによって補償されて、スイッチはリニア領域で動作するＮＭＯＳトランジスタによって実現されている。
【００１０】
更にまた下記非特許文献３には、ダイレクト・コンバージョン・ＷＣＤＭＡ・レシーバーのチャンネル選択フィルタとして、隣接チャンネル除去と符号間干渉(ＩＳＩ：inter-symbol-interference)とを折衷するために、５次のバターワース(Butterworth)・ローパスフィルタを使用することが記載されている。バイナリーウェイト７ビットスイッチ容量マトリックスによって、周波数レスポンスがチューニングされてチャンネル帯域幅が選択される。２ＭＨｚ帯域幅では、７ビット制御コードの上位５ビットが使用されて下位２ビットはゼロの値とされる。４ＭＨｚと８ＭＨｚの帯域幅は、５ビットバイナリ制御コードのシフトによって選択される。８ＭＨｚのチャンネル帯域幅では、７ビット制御コードの上位５ビットが使用される。シングルエンデッドタイムドメイン積分器に基づくオンチップ周波数レスポンスチューニング回路が使用されている。
【００１１】
また、下記非特許文献４には、ＣＤＭＡ移動通信のための低電圧チャンネル選択アナログフィルタとオンチップチューニングの技術が記載されている。ｇｍＣ・フィルタによって構成されたＩチャンネル選択アナログフィルタとＱチャンネル選択アナログフィルタとは、共有のチューニング回路から生成される５ビットディジタル制御信号によってキャリブレーションされることができる。
【００１２】
Ｉ、Ｑ両チャンネルのフィルタはバイナリーウェイト型５ビット容量マトリックスによってチューニングされ、共有のチューニング回路は容量マトリックスとトランスコンダクタと複数の制御スイッチと比較器とを含むテスト積分器によって構成されている。積分の時定数は、トランスコンダクタのｇｍと容量マトリックスの値とによって決定される。
【００１３】
【非特許文献１】Ｍ． Ｋｏｎｆａｌ ｅｔ ａｌ， “ＣＭＯＳ ＡＮＡＬＯＧ ＢＡＳＥＢＡＮＤ ＣＨＡＮＮＥＬ ＦＩＬＴＥＲ ＦＯＲ ＤＩＲＥＣＴ Ａ ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ ＷＣＤＭＡ ＲＣＥＩＶＥＲ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ． ５ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ＡＳＩＣ， ２００３， Ｖｏｌｕｍｅ １， ２１−２４ Ｏｃｔ． ２００３， ＰＰ．５７７〜５８０．
【非特許文献２】Ｊａｒｋｋｏ Ｊｕｓｓｉｌａ ｅｔ ａｌ， “Ａ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ ｆｏｒ ａ ＷＣＤＭＡ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ２６ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， ２０００． ＥＳＳＣＩＲＣ ‘００． １９−２１ Ｓｅｐｔ． ２０００． ＰＰ．２６４〜２６７．
【非特許文献３】Ｊａｒｋｋｏ Ｊｕｓｓｉｌａ ｅｔ ａｌ， “Ａｎ Ａｎａｌｏｇ Ｂａｓｅｂａｎｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ ｆｏｒ ａ ＷＣＤＭＡ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ２５ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， １９９９． ＥＳＳＣＩＲＣ ‘９９． ２１−２３ Ｓｅｐｔ． １９９９． ＰＰ．１６６〜１６９．
【非特許文献４】Ｋａｒｉ Ｈａｌｏｎｅｎ ｅｔ ａｌ， “Ａ ３Ｖ ｇｍＣ−Ｆｉｌｔｅｒ ｗｉｔｈ Ｏｎ−Ｃｈｉｐ Ｔｕｎｉｇ ｆｏｒ ＣＤＭＡ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｃｕｓｔｏｍ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｃｅ， １９９７， ５〜８ Ｍａｙ １９９７． ＰＰ．８３〜８６．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明者等は本発明に先立って、第３世代のＷＣＤＭＡに導入されたＨＳＤＰＡダウンリンクをサポートする携帯電話端末に搭載される半導体集積回路の研究・開発に従事した。
【００１５】
最初に、ＨＳＤＰＡダウンリンクをサポートするレシーバーとして、前記背景技術に記載のようにダイレクト・コンバージョン・ＷＣＤＭＡ・レシーバーのアーキテクチャーが採用された。その結果、前記背景技術に記載のように希望チャンネル外の妨害信号を抑圧するためのチャンネル選択フィルタのカットオフ周波数の変動をオンチップ・キャリブレーション回路によって補償することが必要となった。
【００１６】
カットオフ周波数が高い周波数に変化すると妨害信号を抑圧する機能が低下する一方、カットオフ周波数が低い周波数に変化すると信号対雑音比(Ｓ／Ｎ比)が劣化すると伴にＥＶＭの低下による受信ビットエラーが低下する。尚、ＥＶＭは、エラー・ベクトル・マグニチュード(ＥＶＭ：Error Vector Magnitude)である。
【００１７】
一方、オンチップ・キャリブレーション回路による補償では、チャンネル選択フィルタの周波数特性制御は複数の容量に直列接続の複数のＭＯＳトランジスタをマルチビット制御信号によってオン・オフ制御するものとなる。しかし、本発明者等の検討の結果、このオンチップ・キャリブレーション回路による補償技術を採用しても、複数のＭＯＳトランジスタのオン抵抗が温度依存性や電源電圧依存性によって変化するためにチャンネル選択フィルタの周波数特性が不所望に変化してしまうと言う問題が明らかとされた。
【００１８】
従って、本発明者等は本発明に先立って内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減するために内蔵フィルタの周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路の開発を行ったものである。
【００１９】
図１は、本発明に先立って本発明者等によって検討された周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路の内蔵フィルタの基本的な構成を示す図である。すなわち、図１の内蔵フィルタは、基準電圧発生器１０、抵抗回路２０、電圧・電流変換器３０、充電回路４０、放電回路５０、切り換えスイッチ６０、キャリブレーション容量７０、電圧比較器８０、ラッチ９０を含んでいる。さらに、図１に示すフィルタは、クロック供給回路１００、リセット回路１１０、サーチ回路１２０、チャンネル選択フィルタ１５０、キャリブレーション終了制御回路１６０を含んでいる。
【００２０】
特に、チャンネル選択フィルタ１５０は、右下に示すように、抵抗Ｒとフィルタ容量１５１とを含むローパスフィルタであり、カットオフ周波数は抵抗Ｒとフィルタ容量１５１との積の時定数で決定される。更に、チャンネル選択フィルタ１５０に接続された他の回路１０〜９０、１００、１１０、１２０、１６０は、キャリブレーション回路２００を構成する。このキャリブレーション回路２００は、チャンネル選択フィルタ１５０の通常動作に先立ったキャリブレーション動作を実行することによってチャンネル選択フィルタ１５０を所定の周波数特性にチューニングする。周波数チューニングは、フィルタ容量１５１のチューニングによって実行される。
【００２１】
基準電圧発生器１０は、例えば、バンドギャップリファレンス電圧発生回路等によって構成されることによって、半導体集積回路の製造プロセス、動作温度、電源電圧等の影響を実質的に受けることが無い略安定したバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGを生成する。
【００２２】
抵抗回路２０は、図１の左下に示すように、抵抗Ｒ１とＭＯＳトランジスタで構成されオン状態とされたスイッチＳＷ０との直列接続によって構成されている。抵抗回路２０の抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ０との直列接続によって電圧・電流変換器３０の電流が決定される。従って、スイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗をＲon(ＳＷ０)とすると、電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉは、次式で与えられる。
【００２３】
Ｉ＝ＶBRG／(Ｒ１＋Ｒon(ＳＷ０))
【００２４】
電圧・電流変換器３０からの変換電流Ｉは充電回路４０に供給され、充電回路４０の充電電流の値が設定される。充電回路４０の充電電流が切り換えスイッチ６０を介してキャリブレーション容量７０を充電することで、キャリブレーション容量７０の端子電圧は増加する。放電回路５０の放電電流の値は充電回路４０の充電電流の値よりも極めて大きく設定されているので、放電回路５０の極めて大きな放電電流が切り換えスイッチ６０を介してキャリブレーション容量７０を高速放電することで、キャリブレーション容量７０の端子電圧は急速に減少する。
【００２５】
切り換えスイッチ６０はクロック信号ＣＬＫのローレベル“０”の期間に充電回路４０の充電電流をキャリブレーション容量７０に供給して、キャリブレーション容量７０が充電回路４０の充電電流によって充電される。また、切り換えスイッチ６０はクロック信号ＣＬＫのハイレベル“１”の期間に放電回路５０の大きな放電電流をキャリブレーション容量７０から流出させ、キャリブレーション容量７０が放電回路５０の大きな放電電流によって高速放電される。
【００２６】
キャリブレーション容量７０の容量値とチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１の容量値は、サーチ回路１２０の出力のマルチビット・ディジタル制御信号１７０によって制御される。図１の右下に示すように、チャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１は、並列接続の複数の容量Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１を含み、複数の容量Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１には複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１が直列接続されている。左から１番目の容量Ｃｎは最大のウェイト(重み)の容量値を持ち、左から１番目のスイッチＳＷｎはマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最上位ビット(ＭＳＢ)によってオン・オフが制御される。左から２番目の容量Ｃｎ−１は２番目のウェイト(重み)の容量値を持ち、左から２番目のスイッチＳＷｎ−１はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の２番目の上位ビットによってオン・オフが制御される。以下同様に構成され、最後の左からｎ番目の容量Ｃ１は最小のウェイト(重み)の容量値を持ち、左からｎ番目のスイッチＳＷ１はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最下位ビット(ＬＳＢ)によってオン・オフが制御される。抵抗Ｒの抵抗値とサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０により制御されるフィルタ容量１５１の容量値とによって、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ特性を決定する時定数が設定される。
【００２７】
キャリブレーション容量７０はチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１と全く同一の構成で形成されるとともに、キャリブレーション容量７０はサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によってチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１と全く同一の方法で制御される。その結果、サーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０の制御によるキャリブレーション容量７０の容量値の変化は、チャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１の容量値の変化と同調する。
【００２８】
また電圧比較器８０は、非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧と反転入力端子に供給される基準電圧発生器１０からのバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルの差を検出する。
【００２９】
ラッチ９０はクロック信号ＣＬＫのローレベル“０”の期間に電圧比較器８０の出力信号を取り込むので、充電回路４０の充電電流によって充電されるキャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断としての電圧比較器８０の出力信号がラッチ９０にラッチされる。また、キャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断回数は、サーチ回路１２０の出力からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０のビット数と等しいものである。図１に示すフィルタのキャリブレーション動作の間の複数回の充電速度の判断結果はラッチ９０の複数個のフリップフロップに順次格納されて、キャリブレーション動作の完了時点でのラッチ９０の複数個のフリップフロップの格納結果は図１に示すフィルタを理想的な特性にチューニングするための制御情報となる。尚、キャリブレーション動作期間中にサーチ回路１２０は、バイナリー・サーチ(２探査法)と呼ばれる所定のサーチ・アルゴリズムに従ってフィルタ容量１５１の複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１のオン・オフ制御のためのラッチ９０の複数のフリップフロップの格納情報を順次決定する。尚、充電回路４０とキャリブレーション容量７０とは時間積分器を構成して、キャリブレーション動作の間での複数回の積分速度としての複数回の充電速度の大小の判断結果からチューニング制御情報が生成されている。
【００３０】
また、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗の変動による図１に示すフィルタの特性の変動は、電圧・電流変換器３０に接続された抵抗回路２０のスイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗によって補償されることができる。例えば、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の複数のスイッチを構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗の増大によって、図１に示すフィルタの特性を決定する時定数は増大しようとする。しかし、この時には抵抗回路２０のスイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗も増大するので、充電回路４０の充電電流が減少して、キャリブレーション容量７０の端子電圧の充電速度が減少する。従って、キャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断としての電圧比較器８０の出力信号とラッチ９０の複数個のフリップフロップの格納結果とは、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量が小さな容量値なるような情報となる。その結果、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量の減少によって、図１に示すフィルタの周波数特性を決定する時定数の増大が補償されることができる。
【００３１】
図２は、図１に示すチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の構成を示す図である。図２に示すようにフィルタ容量１５１は第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に並列接続の５個の容量Ｃ5、Ｃ4、Ｃ3、Ｃ2、Ｃ1を含み、５個の容量Ｃ5…Ｃ1には５個のスイッチＳＷ5、ＳＷ4、ＳＷ3、ＳＷ2、ＳＷ1が直列接続される。
【００３２】
また、５個の容量Ｃ5…Ｃ1には１個の固定容量Ｃ6が接続され、この左から１番目の固定容量Ｃ6は最大のウェイト３２Ｃの容量値を持つ。次に左から２番目の容量Ｃ5は２番目のウェイト１６Ｃの容量値を持ち、左から１番目のスイッチＳＷ5はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最上位ビット(ＭＳＢ)の信号Ｄ5によってオン・オフが制御される。左から３番目の容量Ｃ4は３番目のウェイト８Ｃの容量値を持ち、左から２番目のスイッチＳＷ4はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の２番目の上位ビットの信号Ｄ4によってオン・オフが制御される。以下同様に構成されて、最後の左から６番目の容量Ｃ１は最小ウェイトの１Ｃ容量値を持ち、左から５番目のスイッチＳＷ1はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最下位ビット(ＬＳＢ) の信号Ｄ1によってオン・オフが制御される。抵抗Ｒの抵抗値とサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によって制御されるフィルタ容量１５１の容量値とによって、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ特性を決定する時定数が設定される。
【００３３】
図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1は、左下に示すように並列接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＣＭＯＳ構成のインバータ回路Ｉｎｖによって構成されている。５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1は、マルチビット・ディジタル制御信号１７０のハイレベルの信号Ｄ5…Ｄ1によってオン状態に制御される。
【００３４】
また、図１に示すキャリブレーション容量７０は、図２に示したフィルタ容量１５１の構成と全く同様な構成で形成されることができる。
【００３５】
図３は、図１に示す本発明に先立って本発明者等によって検討された周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路の抵抗回路２０、電圧・電流変換器３０、充電回路４０の構成を示す図である。
【００３６】
図３に示すように、抵抗回路２０は抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ０との直列接続によって構成され、スイッチＳＷ０は並列接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＣＭＯＳ構成のインバータ回路Ｉｎｖによって構成されている。スイッチＳＷ０では、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのゲートにはハイレベルの電源電圧Ｖddが供給され、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳのゲートにはローレベルのインバータ回路Ｉｎｖの出力信号が供給されている。従って、スイッチＳＷ０のＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとは、常時オン状態に制御されている。
【００３７】
図３の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０と図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1とは、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスによって同一の製造条件で同時に製造されることができる。従って、図３の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０のＣＭＯＳスイッチのオン抵抗と図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1のＣＭＯＳスイッチのオン抵抗とは、略等しい値となる。
【００３８】
図３に示すように、電圧・電流変換器３０は、ダイオード接続のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1と演算増幅器ＯＰ_ＡｍｐとＮＰＮトランジスタＱ10と抵抗回路２０とによって構成されている。基準電圧発生器１０のバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGは演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの非反転入力端子(＋)に供給され、演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの出力端子はＮＰＮトランジスタＱ10のベースに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ10のエミッタと抵抗回路２０の抵抗Ｒ1の一端は演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの反転入力端子(−)に接続されている。ゲート・ドレインの接続によってダイオード接続の形式とされたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1は、電源電圧ＶddとＮＰＮトランジスタＱ10のコレクタとの間に接続されている。
【００３９】
図３に示すように、充電回路４０は、電源電圧Ｖddとキャリブレーション容量７０との間に接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2によって構成されている。充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2のソース・ゲート間には電圧・電流変換器３０のダイオード接続ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1のソース・ゲート電圧が供給されるので、２個のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1、Ｑp2はカレントミラーを構成している。例えば、ＭＯＳトランジスタＱp1、Ｑp2の素子サイズを同一とすることよって、カレントミラーの出力側の充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2の充電電流はカレントミラーの入力側の電圧・電流変換器３０と抵抗回路２０とに流れる電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉによって設定されることができる。
【００４０】
また、カレントミラーの出力側の充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2の充電電流により形成されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtは、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給される。
【００４１】
しかしながら、このように本発明者等によって本発明に先立って検討された内蔵フィルタの周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路においては内蔵フィルタの周波数特性が電源電圧Ｖddによって不所望な変動を生じると言う問題が明らかとされた。
【００４２】
本発明者等は、更にこの問題が発生するメカニズムの解析を行ったところ、下記のような解析結果が得られたものである。
【００４３】
すなわち、図３に示す抵抗回路２０では抵抗Ｒ１と直列接続されたスイッチＳＷ０のＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのゲートには、電源電圧Ｖddが供給されている。従って、抵抗回路２０に流れる電流は、電源電圧Ｖddの変化に応答するスイッチＳＷ０のＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのオン抵抗Ｒonの変動によって変化するものとなる。その結果、カレントミラーの入力側の電圧・電流変換器３０と抵抗回路２０とに流れるカレントミラー入力電流とカレントミラーの出力側の充電回路４０の充電電流とが、電源電圧Ｖddの変化に応答して変動するものとなる。従って、図１の本発明に先立って本発明者等によって検討された半導体集積回路のキャリブレーション動作によりラッチ９０の複数個のフリップフロップに順次格納されるキャリブレーションデータもキャリブレーション動作中の電源電圧Ｖddの変化に応答して変動すると言うメカニズムが明らかとされたものである。
【００４４】
本発明は、以上のような本発明に先立った本発明者等の検討の結果、なされたものである。
【００４５】
従って本発明の目的とするところは、電源電圧の変化に依存する半導体集積回路の内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減することにある。
【００４６】
また、本発明のその他の目的は、内蔵フィルタの周波数特性を決定する複数のＭＯＳトランジスタのオン抵抗の変動による内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減することにある。
【００４７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００４８】
本願において開示される発明のうちの代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００４９】
すなわち、本発明の代表的な半導体集積回路に形成されたキャリブレーション回路(２００)は、電圧・電流変換器(２０、３０)、時間積分器(４０、５０)、電圧比較器(８０)、ラッチ(９０)を有する。キャリブレーション回路は、内蔵容量(７０：１５１)の容量値をキャリブレーションする。内蔵容量は、複数の容量エレメント(Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１)と複数のスイッチ(ＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１)とを有する。
【００５０】
電圧・電流変換器(２０、３０)は基準電圧(ＶBRG)を電流(Ｉ)に変換する。電流に応答する時間積分器(４０、５０)は、内蔵容量の充電または放電を利用した時間積分を実行する。電圧比較器(８０)は、比較基準電圧と時間積分による内蔵容量の端子電圧との電圧比較を実行する(図１参照)。
【００５１】
キャリブレーション動作の間に、電源電圧(Ｖdd)が前記キャリブレーション回路(２００)に供給されることによって複数回の時間積分と複数回の電圧比較とが順次に実行されて、順次に生成される複数回の電圧比較の結果はラッチ(９０)に順次に格納される。キャリブレーション動作の完了時点でのラッチの格納結果に従って、内蔵容量(７０：１５１)の複数のスイッチの各オン・オフ制御と半導体集積回路に形成された内蔵フィルタ(１５０)の周波数特性とが決定される(図８参照)。
【００５２】
電圧・電流変換器(２０、３０)は、スイッチ素子(ＳＷ0)を含んでいる。内蔵容量(７０：１５１)の複数のスイッチと電圧・電流変換器のスイッチ素子とのそれぞれは、半導体集積回路に形成されたＭＯＳトランジスタ(PMOS、NMOS)である。
【００５３】
前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子である前記ＭＯＳトランジスタのＮチャンネルＭＯＳトランジスタ(NMOS)のゲートには、前記キャリブレーション動作の間に前記電源電圧(Ｖdd)の安定化によって生成される安定化電圧(ＶREF)が供給されることを特徴とする(図４、図５参照)。
【発明の効果】
【００５４】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。すなわち、本発明によれば、電源電圧の変化に依存する半導体集積回路の内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
《代表的な実施の形態》
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００５６】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態による半導体集積回路は、複数の容量エレメント(Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１)と複数のスイッチ(ＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１)とを有する内蔵容量(７０：１５１)と、キャリブレーション回路(２００)とを具備する。
【００５７】
前記キャリブレーション回路は、電圧・電流変換器(２０、３０)と、時間積分器(４０、５０)と、電圧比較器(８０)と、ラッチ(９０)とを有する(図１参照)。
【００５８】
前記電圧・電流変換器は基準電圧(ＶBRG)を電流(Ｉ)に変換して、前記電流に応答する前記時間積分器は前記内蔵容量の充電と放電との少なくともいずれか一方を利用した時間積分を実行する。前記電圧比較器は、比較基準電圧と前記時間積分による前記内蔵容量の端子電圧との電圧比較を実行する。
【００５９】
キャリブレーション動作の間に、電源電圧(Ｖdd)が前記キャリブレーション回路(２００)に供給されることによって複数回の時間積分が順次に実行され、複数回の電圧比較が順次実行され、順次に生成される前記複数回の電圧比較の結果が前記ラッチに順次に格納される(図６参照)。
【００６０】
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの格納結果に従って、前記内蔵容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御と前記半導体集積回路に形成された内蔵フィルタ(１５０)の周波数特性とが決定される。
【００６１】
前記電圧・電流変換器は、スイッチ素子(ＳＷ0)を含んでいる。
【００６２】
前記内蔵容量の前記複数のスイッチと前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子とのそれぞれは、前記半導体集積回路に形成されたＭＯＳトランジスタ(PMOS、NMOS)である。
【００６３】
前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子である前記ＭＯＳトランジスタのＮチャンネルＭＯＳトランジスタ(NMOS)のゲートには、前記キャリブレーション動作の間に前記電源電圧(Ｖdd)の安定化によって生成される安定化電圧(ＶREF)が供給されることを特徴とする(図４、図５参照)。
【００６４】
前記実施の形態によれば、電源電圧の変化に依存する半導体集積回路の内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減することができる。
【００６５】
好適な実施の形態では、前記内蔵容量(７０：１５１)はキャリブレーション容量(７０)と前記内蔵フィルタ(１５０)のフィルタ容量(１５１)とを含み、前記キャリブレーション容量と前記フィルタ容量とのそれぞれは前記複数の容量エレメントと前記複数のスイッチとを有するものである。
【００６６】
前記キャリブレーション回路(２００)では所定のサーチ・アルゴリズムに従って前記キャリブレーション動作の間に、前記キャリブレーション容量(７０)の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定されることを特徴とする(図６参照)。
【００６７】
より好適な実施の形態では、前記所定のサーチ・アルゴリズムは、バイナリー・サーチであることを特徴とする(図６参照)。
【００６８】
具体的な一つの実施の形態では、前記内蔵フィルタ(１５０)は、互いに同一の構成の第１内蔵フィルタ(１５０Ａ)と第２内蔵フィルタ(１５０Ｂ)とに分割される。前記第１内蔵フィルタと前記第２内蔵フィルタとのそれぞれは、前記フィルタ容量(１５１)を含む。前記第１内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量(１５１Ａ１、Ａ２)と前記第２内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量(１５１Ｂ１、Ｂ２)とは、前記キャリブレーション回路(２００)によって並行にキャリブレーションされることを特徴とする(図７参照)。
【００６９】
最も具体的な一つの実施の形態では、前記第１内蔵フィルタと前記第２内蔵フィルタとのそれぞれは、従属接続された複数のアクティブ・フィルタを含んでいる。前記複数のアクティブ・フィルタのそれぞれは、入力容量と帰還容量として前記フィルタ容量(１５１)を含むことを特徴とする(図７参照)。
【００７０】
他の最も具体的な一つの実施の形態では、前記ラッチは、複数個のフリップフロップを含む。
【００７１】
前記時間積分器(４０、５０)は、前記変換電流に応答して前記キャリブレーション容量(７０)の充電と放電との少なくとも一方を利用した時間積分を実行する。
【００７２】
前記電圧比較器は、前記比較基準電圧と前記時間積分による前記キャリブレーション容量の端子電圧との電圧比較を実行する(図１参照)。
【００７３】
前記キャリブレーション動作の間に、前記時間積分器によって複数回の時間積分が順次に実行され、前記電圧比較器によって前記複数回の電圧比較が順次に実行される。
【００７４】
前記キャリブレーション動作の間に前記電圧比較器の出力から順次に生成される前記複数回の前記電圧比較の結果は、前記ラッチの前記複数個のフリップフロップに順次に格納される。
【００７５】
前記キャリブレーション動作の間に、順次に実行される前記複数回の電圧比較の各結果によって前記キャリブレーション容量(７０)の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定される。
【００７６】
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの前記複数個のフリップフロップでの格納結果に従って、前記内蔵フィルタ(１５０)の前記フィルタ容量(１５１)の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が決定される(図６参照)。
【００７７】
〔２〕本発明の別の観点の代表的な実施の形態による半導体集積回路は、レシーバーを具備する。
【００７８】
前記レシーバーは、低雑音増幅器と、直交ダウンコンバージョンミキサーと、第１チャンネル選択フィルタと、第２チャンネル選択フィルタとを含む。
【００７９】
ＲＦ受信信号は前記低雑音増幅器で増幅され、前記低雑音増幅器の出力のＲＦ増幅信号は前記直交ダウンコンバージョンミキサーを構成するＩ信号ミキサーとＱ信号ミキサーに供給される。
【００８０】
前記直交ダウンコンバージョンミキサーを構成する前記Ｉ信号ミキサーと前記Ｑ信号ミキサーとには、略９０度の位相差を持つＩローカル信号とＱローカル信号とがそれぞれ供給される。
【００８１】
前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｉ信号ミキサーの出力から生成されるＩダウンコンバージョン受信信号は前記第１チャンネル選択フィルタに供給される一方、前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｑ信号ミキサーの出力から生成されるＱダウンコンバージョン受信信号は前記第２チャンネル選択フィルタに供給されるものである。
【００８２】
前記第１チャンネル選択フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタのそれぞれは、前記半導体集積回路の内蔵フィルタとして半導体チップに集積化されている(図８参照)。
【００８３】
前記半導体集積回路の前記半導体チップには、複数の容量エレメント(Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１)と複数のスイッチ(ＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１)とを有する内蔵容量７０：１５１)が集積化されている。
【００８４】
前記半導体集積回路は、キャリブレーション回路(２００)を更に具備する。
【００８５】
前記キャリブレーション回路は、電圧・電流変換器(２０、３０)と、時間積分器(４０、５０)と、電圧比較器(８０)と、ラッチ(９０)とを有する。
【００８６】
前記電圧・電流変換器は基準電圧を電流に変換して、前記電流に応答する前記時間積分器は前記内蔵容量の充電と放電との少なくともいずれか一方を利用した時間積分を実行する。前記電圧比較器は、比較基準電圧と前記時間積分による前記内蔵容量の端子電圧との電圧比較を実行する。
【００８７】
キャリブレーション動作の間に、電源電圧(Ｖdd)が前記キャリブレーション回路(２００)に供給されることによって複数回の時間積分が順次に実行され、複数回の電圧比較が順次実行され、順次に生成される前記複数回の電圧比較の結果が前記ラッチに順次に格納される。
【００８８】
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの格納結果に従って、前記内蔵容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御と前記半導体集積回路に集積化された前記内蔵フィルタ(１５０)としての前記第１チャンネル選択フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタのそれぞれの周波数特性とが決定される。
【００８９】
前記電圧・電流変換器は、スイッチ素子(ＳＷ0)を含んでいる。
【００９０】
前記内蔵容量の前記複数のスイッチと前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子とのそれぞれは、前記半導体集積回路に形成されたＭＯＳトランジスタ(PMOS、NMOS)である。
【００９１】
前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子である前記ＭＯＳトランジスタのＮチャンネルＭＯＳトランジスタ(NMOS)のゲートには、前記キャリブレーション動作の間に前記電源電圧(Ｖdd)の安定化によって生成される安定化電圧(ＶREF)が供給されることを特徴とする(図４、図５参照)。
【００９２】
前記実施の形態によれば、電源電圧の変化に依存する半導体集積回路の内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減することができる。
【００９３】
好適な実施の形態では、前記内蔵容量(７０：１５１)はキャリブレーション容量(７０)と前記内蔵フィルタ(１５０)のフィルタ容量(１５１)とを含み、前記キャリブレーション容量と前記フィルタ容量とのそれぞれは前記複数の容量エレメントと前記複数のスイッチとを有するものである。
【００９４】
前記キャリブレーション回路(２００)では所定のサーチ・アルゴリズムに従って前記キャリブレーション動作の間に、前記キャリブレーション容量(７０)の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定されることを特徴とする(図６参照)。
【００９５】
より好適な実施の形態では、前記所定のサーチ・アルゴリズムは、バイナリー・サーチであることを特徴とする(図６参照)。
【００９６】
好適な実施の形態では、前記レシーバーは、ダイレクト・コンバージョン・レシーバーであることを特徴とする。
【００９７】
前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｉ信号ミキサーの出力から生成される前記Ｉダウンコンバージョン受信信号と前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｑ信号ミキサーの出力から生成される前記Ｑダウンコンバージョン受信信号とはそれぞれベースバンド受信信号であることを特徴とする(図８参照)。
【００９８】
より好適な実施の形態では、前記ダイレクト・コンバージョン・レシーバーはＷＣＤＭＡ受信無線信号を受信することを特徴とする。
【００９９】
《実施の形態の説明》
次に、実施の形態について更に詳述する。尚、発明を実施するための最良の形態を説明するための全図において、前記の図と同一の機能を有する部品には同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。
【０１００】
《フィルタの基本的な構成》
図１は、本発明の実施の形態によるフィルタの基本的な構成を示す図である。すなわち、図１に示すフィルタは、基準電圧発生器１０、抵抗回路２０、電圧・電流変換器３０、充電回路４０、放電回路５０、切り換えスイッチ６０、キャリブレーション容量７０、電圧比較器８０、ラッチ９０を含んでいる。さらに、図１に示すフィルタは、クロック供給回路１００、リセット回路１１０、サーチ回路１２０、チャンネル選択フィルタ１５０、キャリブレーション終了制御回路１６０を含んでいる。また、図１に示すフィルタを構成するこれらの回路１０〜１６０の全ては、半導体集積回路を構成するシリコン半導体チップの内部に集積化されている。
【０１０１】
特に、チャンネル選択フィルタ１５０は、右下に示すように、抵抗Ｒとフィルタ容量１５１とを含むローパスフィルタであり、カットオフ周波数は抵抗Ｒとフィルタ容量１５１との積の時定数で決定される。尚、チャンネル選択フィルタ１５０の抵抗Ｒは、上記非特許文献４に記載のようにトランスコンダクタによって置換されることが可能である。
【０１０２】
更に、チャンネル選択フィルタ１５０に接続された他の回路１０〜９０、１００、１１０、１２０、１６０は、キャリブレーション回路２００を構成する。このキャリブレーション回路２００は、チャンネル選択フィルタ１５０の通常動作に先立ったキャリブレーション動作を実行することによってチャンネル選択フィルタ１５０を所定の周波数特性にチューニングする。周波数チューニングは、フィルタ容量１５１のチューニングによって実行される。従って、キャリブレーション回路２００によるキャリブレーション動作の実行完了の後に、所定の周波数特性にチューニングされたチャンネル選択フィルタ１５０は妨害信号を抑圧するものである。
【０１０３】
以下に、キャリブレーション回路２００を構成する各回路の構成と動作とに関して、更に詳細に説明する。
【０１０４】
基準電圧発生器１０は、例えば、バンドギャップリファレンス電圧発生回路等によって構成されることによって、半導体集積回路の製造プロセス、動作温度、電源電圧等の影響を実質的に受けることが無い略安定したバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGを生成する。すなわち、基準電圧発生器１０からのバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGは、変動の極めて小さな定電圧として考えることができる。
【０１０５】
抵抗回路２０は、図１の左下に示すように、抵抗Ｒ１とＭＯＳトランジスタで構成されオン状態とされたスイッチＳＷ０との直列接続によって構成されている。抵抗回路２０の抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ０との直列接続によって電圧・電流変換器３０の電流が決定される。すなわち、スイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗をＲon(ＳＷ０)とすると、電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉは、次式で与えられる。
【０１０６】
Ｉ＝ＶBRG／(Ｒ１＋Ｒon(ＳＷ０))
【０１０７】
電圧・電流変換器３０からの変換電流Ｉは充電回路４０に供給されることによって、充電回路４０の充電電流の値は変換電流Ｉの値によって設定される。充電回路４０の充電電流が切り換えスイッチ６０を介してキャリブレーション容量７０を充電することで、キャリブレーション容量７０の端子電圧は増加する。放電回路５０の放電電流の値は充電回路４０の充電電流の値よりも極めて大きく設定されているので、放電回路５０の極めて大きな放電電流が切り換えスイッチ６０を介してキャリブレーション容量７０を高速放電することで、キャリブレーション容量７０の端子電圧は急速に減少する。
【０１０８】
切り換えスイッチ６０はクロック供給回路１００から供給されるクロック信号ＣＬＫに応答してクロック信号ＣＬＫのローレベル“０”の期間に充電回路４０の充電電流をキャリブレーション容量７０に供給するので、キャリブレーション容量７０は充電回路４０の充電電流によって充電されることができる。また、切り換えスイッチ６０はクロック信号ＣＬＫのハイレベル“１”の期間に放電回路５０の大きな放電電流をキャリブレーション容量７０から流出させるので、キャリブレーション容量７０は放電回路５０の大きな放電電流によって高速放電されることができる。
【０１０９】
キャリブレーション容量７０の容量値とチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１の容量値とは、サーチ回路１２０の出力からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によって制御可能とされている。図１の右下に示すように、チャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１は、並列接続の複数の容量Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１を含み、複数の容量Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１には複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１が直列接続されている。左から１番目の容量Ｃｎは最大のウェイト(重み)の容量値を持ち、左から１番目のスイッチＳＷｎはマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最上位ビット(ＭＳＢ：Most Significant Bit)によってオン・オフが制御される。左から２番目の容量Ｃｎ−１は２番目のウェイト(重み)の容量値を持ち、左から２番目のスイッチＳＷｎ−１はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の２番目の上位ビットによってオン・オフが制御される。以下同様に構成され、最後の左からｎ番目の容量Ｃ１は最小のウェイト(重み)の容量値を持ち、左からｎ番目のスイッチＳＷ１はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最下位ビット(ＬＳＢ：Least Significant Bit)によってオン・オフが制御される。抵抗Ｒの抵抗値とサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によって制御されるフィルタ容量１５１の容量値とによって、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ特性を決定する時定数が設定される。
【０１１０】
キャリブレーション容量７０はチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１と全く同一の構成で形成されるとともに、キャリブレーション容量７０はサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によってチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１と全く同一の方法で制御される。その結果、サーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０の制御によるキャリブレーション容量７０の容量値の変化は、チャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１の容量値の変化と同調するものとなる。
【０１１１】
また電圧比較器８０は、非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧と反転入力端子に供給される基準電圧発生器１０からのバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルの差を検出する。
【０１１２】
ラッチ９０はクロック信号ＣＬＫに応答してクロック信号ＣＬＫのローレベル“０”の期間に電圧比較器８０の出力信号を取り込むので、充電回路４０の充電電流によって充電されるキャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断としての電圧比較器８０の出力信号がラッチ９０にラッチされる。また、キャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断回数は、サーチ回路１２０の出力からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０のビット数と等しいものである。図１に示すフィルタのキャリブレーション動作の間の複数回の充電速度の判断結果はラッチ９０の複数個のフリップフロップに順次格納されて、キャリブレーション動作の完了時点でのラッチ９０の複数個のフリップフロップの格納結果は図１に示すフィルタを理想的な特性にチューニングするための制御情報となっている。尚、キャリブレーション動作期間中にサーチ回路１２０は、バイナリー・サーチ(Binary Search：２探査法)と呼ばれる所定のサーチ・アルゴリズムに従ってフィルタ容量１５１の複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１のオン・オフ制御のためのラッチ９０の複数のフリップフロップの格納情報を順次決定する。尚、充電回路４０とキャリブレーション容量７０とは時間積分器を構成して、キャリブレーション動作の間での複数回の積分速度としての複数回の充電速度の大小の判断結果からチューニング制御情報が生成されている。
【０１１３】
また、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗の変動による図１に示すフィルタの特性の変動は、電圧・電流変換器３０に接続された抵抗回路２０のスイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗によって補償されることができる。例えば、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の複数のスイッチを構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗の増大によって、図１に示すフィルタの特性を決定する時定数は増大しようとする。しかし、この時には抵抗回路２０のスイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗も増大するので、充電回路４０の充電電流が減少して、キャリブレーション容量７０の端子電圧の充電速度が減少する。従って、キャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断としての電圧比較器８０の出力信号とラッチ９０の複数個のフリップフロップの格納結果とは、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量が小さな容量値なるような情報となる。その結果、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量の減少によって、図１に示すフィルタの周波数特性を決定する時定数の増大が補償されることができる。
【０１１４】
《チャンネル選択フィルタのフィルタ容量》
図２は、図１に示すチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の構成を示す図である。図２に示すようにフィルタ容量１５１は第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に並列接続の５個の容量Ｃ5、Ｃ4、Ｃ3、Ｃ2、Ｃ1を含み、５個の容量Ｃ5…Ｃ1には５個のスイッチＳＷ5、ＳＷ4、ＳＷ3、ＳＷ2、ＳＷ1が直列接続されている。
【０１１５】
また、５個の容量Ｃ5…Ｃ1には１個の固定容量Ｃ6が接続され、この左から１番目の固定容量Ｃ6は最大のウェイト３２Ｃの容量値を持っている。次に左から２番目の容量Ｃ5は２番目のウェイト１６Ｃの容量値を持ち、左から１番目のスイッチＳＷ5はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最上位ビット(ＭＳＢ)の信号Ｄ5によってオン・オフが制御される。左から３番目の容量Ｃ4は３番目のウェイト８Ｃの容量値を持ち、左から２番目のスイッチＳＷ4はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の２番目の上位ビットの信号Ｄ4によってオン・オフが制御される。以下同様に構成されて、最後の左から６番目の容量Ｃ１は最小ウェイトの１Ｃ容量値を持ち、左から５番目のスイッチＳＷ1はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最下位ビット(ＬＳＢ) の信号Ｄ1によってオン・オフが制御される。抵抗Ｒの抵抗値とサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によって制御されるフィルタ容量１５１の容量値とによって、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ特性を決定する時定数が設定される。
【０１１６】
図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1は、左下に示すように並列接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＣＭＯＳ構成のインバータ回路Ｉｎｖによって構成されている。５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1は、マルチビット・ディジタル制御信号１７０のハイレベルの信号Ｄ5…Ｄ1によってオン状態に制御される。
【０１１７】
また、図１に示すキャリブレーション容量７０は、図２に示したフィルタ容量１５１の構成と全く同様な構成で形成されることができる。
【０１１８】
《抵抗回路、電圧・電流変換器、充電回路》
図４は、図１に示す本発明の実施の形態によるキャブレーション回路２００の抵抗回路２０、電圧・電流変換器３０、充電回路４０の構成を示す図である。
【０１１９】
図３と同様に、図４の抵抗回路２０は抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ０との直列接続によって構成され、スイッチＳＷ０は並列接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＣＭＯＳ構成のインバータ回路Ｉｎｖによって構成されている。図３の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０ではＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのゲートには非安定化電源電圧Ｖddが供給されていたために、図３の抵抗回路２０に流れる電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉが電源電圧Ｖddによって変動して、キャブレーションによる内蔵フィルタの周波数特性が電源電圧Ｖddによって不所望な変動を生じると言う問題を生じていた。それに対して、図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０ではＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのゲートには非安定化電源電圧Ｖddの安定化によって生成された安定化電圧ＶREFが供給されているものである。そのため、図４の抵抗回路２０に流れる電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉが電源電圧Ｖddによって変動せず、キャブレーションによる内蔵フィルタの周波数特性が電源電圧Ｖddによって不所望な変動を生じると言う問題を解消することが可能となるものである。尚、図４のスイッチＳＷ０において、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのＰ型ウェルは接地電位ＧＮＤに接続される一方、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳのＮ型ウェルには非安定化電源電圧Ｖddの安定化によって生成された安定化電圧ＶREFが供給されている。
【０１２０】
図５は、非安定化電源電圧Ｖddから安定化電圧ＶREFを生成するための安定化電圧発生回路の構成を示す図である。
【０１２１】
図５に示す安定化電圧発生回路は、基準電圧発生器１０とシリーズレギュレータＳＲｅｇとから構成されている。図５に示す安定化電圧発生回路を構成する基準電圧発生器１０は、図１に示す本発明の実施の形態によるキャリブレーション回路２００中に含まれたバンドギャップリファレンス電圧発生回路によって構成された基準電圧発生器が使用される。従って、図５のバンドギャップリファレンス電圧発生回路によって構成された基準電圧発生器１０から生成されるバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGは半導体集積回路の製造プロセス、動作温度、電源電圧等の影響を実質的に受けることが無い略安定した電圧となる。すなわち、図５の基準電圧発生器１０は、２個のＮＰＮバイポーラトランジスタＱ11、Q12、３個の抵抗Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13、定電流源ＣＳ、演算増幅器ＯＰＡ１を含んでいる。特に、２個目のトランジスタQ12のエミッタ面積は、１個目のトランジスタQ11のエミッタ面積のＫ倍(Ｋ＞１)に設定されている。
【０１２２】
１個目のトランジスタQ11のエミッタ面積と２個目のトランジスタQ12のエミッタ面積との差によるトランジスタQ11のエミッタ・ベース電圧ＶBEQ11とトランジスタQ12のエミッタ・ベース電圧ＶBEQ12との差電圧ΔＶBE(＝ＶBEQ11−ＶBEQ12)が抵抗Ｒ13の両端間に供給されるので、２個目のトランジスタQ12の電流の値がΔＶBE／Ｒ13に設定される。
【０１２３】
従って、図５の基準電圧発生器１０から生成されるバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGは、下式に示すように１個目のトランジスタQ11のエミッタ・ベース電圧ＶBEQ12と抵抗Ｒ12の両端の電圧降下との和となる。
【０１２４】
ＶBRG＝ＶBEQ11＋ΔＶBE・Ｒ12／Ｒ13
【０１２５】
良く知られているように、上式の第１項の負の温度依存性と第２項の正の温度依存性とが相殺されるので、半導体製造プロセスの変動や温度変動や電源電圧変動と無関係にシリコンのバンドギャップ・エネルギーと等しい１．２５ボルトの安定化されたバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGが生成されるものとなる。
【０１２６】
図５に示す安定化電圧発生回路に含まれるシリーズレギュレータＳＲｅｇは、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタQp3と演算増幅器ＯＰＡ２と分圧抵抗Ｒ14、Ｒ15とによって構成されている。ＰチャンネルＭＯＳトランジスタQp3のソースには非安定化電源電圧Vddが供給され、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタQp3のゲートは演算増幅器ＯＰＡ２の出力信号によって駆動され、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタQp3のドレインから安定化電圧ＶREFが生成される。安定化電圧ＶREFの分圧抵抗Ｒ14、Ｒ15による分圧電圧は演算増幅器ＯＰＡの非反転入力端子に供給され、基準電圧発生器１０から生成されるバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGが演算増幅器ＯＰＡ２の反転入力端子に供給される。従って、安定化電圧ＶREFは、下式によって与えられる。
【０１２７】
ＶREF＝(１＋Ｒ14／Ｒ15)・ＶBRG
【０１２８】
このように、非安定化電源電圧Ｖddから図５の安定化電圧発生回路によって生成される安定化電圧ＶREFが図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０ではＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのゲートに供給されている。この高レベルの安定化電圧ＶREFはインバータ回路Ｉｎｖの入力端子に供給されているので、インバータ回路Ｉｎｖの出力端子から生成される接地電圧によって図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳのゲートが駆動される。従って、図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０のＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとは、キャリブレーション動作の間に常時オン状態に制御されている。尚、図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０では、高レベルの安定化電圧ＶREFがＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳのＮ型ウェルにも供給されている。
【０１２９】
図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０と図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1とは、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスによって同一の製造条件で同時に製造されることができる。従って、図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０のＣＭＯＳスイッチのオン抵抗と図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1のＣＭＯＳスイッチのオン抵抗とは、略等しい値となる。
【０１３０】
図４に示すように、電圧・電流変換器３０は、ダイオード接続のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1と演算増幅器ＯＰ_ＡｍｐとＮＰＮトランジスタＱ10と抵抗回路２０とによって構成されている。基準電圧発生器１０のバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGは演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの非反転入力端子(＋)に供給され、演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの出力端子はＮＰＮトランジスタＱ10のベースに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ10のエミッタと抵抗回路２０の抵抗Ｒ1の一端は演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの反転入力端子(−)に接続されている。ゲート・ドレインの接続によってダイオード接続の形式とされたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1は、電源電圧ＶddとＮＰＮトランジスタＱ10のコレクタとの間に接続されている。
【０１３１】
図４に示すように、充電回路４０は、電源電圧Ｖddとキャリブレーション容量７０との間に接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2によって構成されている。充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2のソース・ゲート間には電圧・電流変換器３０のダイオード接続ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1のソース・ゲート電圧が供給されるので、２個のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1、Ｑp2はカレントミラーを構成している。例えば、ＭＯＳトランジスタＱp1、Ｑp2の素子サイズを同一とすることよって、カレントミラーの出力側の充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2の充電電流はカレントミラーの入力側の電圧・電流変換器３０と抵抗回路２０とに流れる電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉによって設定されることができる。
【０１３２】
また、カレントミラーの出力側の充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2の充電電流により形成されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtは、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給される。
【０１３３】
《フィルタ容量のキャリブレーション動作》
図６は、図２と図４とを参照して説明した図１に示す本発明の実施の形態によるチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の容量値をキャリブレーションするためのキャリブレーション動作を説明する図である。尚、キャリブレーション動作の間に、電源電圧Ｖddがキャリブレーション回路２００に供給されることによって、キャリブレーション動作が実行される。
【０１３４】
図６のイニシャライズ期間Ｐ０に示すように、図示されてはいないがキャリブレーション動作コマンドに応答して、リセット回路１１０からハイレベルＨのリセット信号Ｒｅｓｅｔが生成される。ハイレベルＨのリセット信号Ｒｅｓｅｔのハイレベルに応答して、ラッチ９０の複数のフリップフロップとサーチ回路１２０とは初期化される。すなわち、ラッチ９０に含まれる最上位ビット(ＭＳＢ) のフリップフロップＤ５から最下位ビット(ＬＳＢ) のフリップフロップＤ１までの５ビットの非反転出力信号は、全てハイレベルの初期状態にセットされる。
【０１３５】
次に、第１期間Ｐ１で、リセット信号ＲｅｓｅｔがローレベルLとなって、クロック供給回路１００からハイレベルＨのクロック信号ＣＬＫが生成され、キャリブレーション動作が開始される。まず第１期間Ｐ１の前半では、クロック信号ＣＬＫがハイレベルＨであるので、キャリブレーション容量７０は放電回路５０の大きな放電電流によって高速放電される。次に第１期間Ｐ１の後半ではクロック信号ＣＬＫがローレベルＬであるので、キャリブレーション容量７０は充電回路４０の充電電流によって充電される。キャリブレーション容量７０とチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１とは、イニシャライズ期間Ｐ０で、図２に示す最大のウェイト３２Ｃの容量値の１個の固定容量Ｃ6のみで構成されている。
【０１３６】
半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の初期値の固定容量Ｃ6の容量値が増大したとする。すると、第１期間Ｐ１の後半で、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過できない。従って、第１期間Ｐ１の後半で、電圧比較器８０の出力信号はローレベルＬとなる。第１期間Ｐ１の後半では、ローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のローレベルＬの出力信号がラッチ９０の最上位ビット(ＭＳＢ) のフリップフロップＤ５にセットされる。従って、ラッチ９０の最上位ビット(ＭＳＢ) のフリップフロップＤ５の内容は、初期状態のハイレベルＨから図６の実線Ｄ５(ＳＷ５)に示すようにローレベルＬに変化する。この場合には、次の第２期間Ｐ２では、ラッチ９０のフリップフロップＤ５のローレベルＬによってスイッチＳＷ5はオフ状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第２期間Ｐ２での初期値は固定容量Ｃ6のみとなる。
【０１３７】
一方、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の初期値の固定容量Ｃ6の容量値が減少したとする。すると、第１期間Ｐ１の後半では電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過するものとなる。従って、第１期間Ｐ１の後半で、電圧比較器８０の出力信号はハイレベルＨとなる。第１期間Ｐ１の後半で、ローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のハイレベルＨの出力信号がラッチ９０の最上位ビット(ＭＳＢ) のフリップフロップＤ５にセットされる。従って、ラッチ９０の最上位ビット(ＭＳＢ) のフリップフロップＤ５の内容は、図６の破線Ｄ５(ＳＷ５)に示すように初期状態のハイレベルＨの状態で維持される。この場合には次の第２期間Ｐ２で、ラッチ９０のフリップフロップＤ５のハイレベルＨによってスイッチＳＷ5はオン状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第２期間Ｐ２での初期値は固定容量Ｃ6に容量Ｃ5のウェイト１６Ｃの容量値が追加された容量となる。
【０１３８】
次に、第２期間Ｐ２では、キャリブレーション容量７０の初期値の容量値は、上述のように第１期間Ｐ１の動作の相違によって、固定容量Ｃ6の容量値のみの場合と、固定容量Ｃ6の容量値に対して容量Ｃ5のウェイト１６Ｃの容量値が追加される場合とがある。
【０１３９】
いずれの場合にも半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第２期間Ｐ２での初期値の容量値が増大したとする。すると、第２期間Ｐ２の後半で、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過できない。従って、第２期間Ｐ２の後半で、電圧比較器８０の出力信号はローレベルＬとなる。第２期間Ｐ２の後半でのローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して電圧比較器８０のローレベルＬの出力信号が、ラッチ９０のフリップフロップＤ４にセットされる。従って、ラッチ９０のフリップフロップＤ４の内容は、第２期間Ｐ２の初期状態でのハイレベルＨから図６の実線Ｄ４(ＳＷ４)に示すようにローレベルＬに変化する。この場合には、次の第３期間Ｐ３ではラッチ９０のフリップフロップＤ４のローレベルＬによってスイッチＳＷ4はオフ状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第３期間Ｐ３の初期値に容量Ｃ4のウェイト８Ｃの容量値が追加されることはない。
【０１４０】
一方、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第２期間Ｐ２での初期値の容量値が減少したとする。すると、第２期間Ｐ２の後半では、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過するものとなる。従って、第２期間Ｐ２の後半で、電圧比較器８０の出力信号はハイレベルＨとなる。すると、第２期間Ｐ２の後半のローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のハイレベルＨの出力信号がラッチ９０のフリップフロップＤ４にセットされる。従って、ラッチ９０のフリップフロップＤ４の内容は、図６の破線Ｄ４(ＳＷ４)に示すように初期状態のハイレベルＨの状態で維持される。この場合は次の第３期間Ｐ３で、ラッチ９０のフリップフロップＤ４のハイレベルＨによってスイッチＳＷ4はオン状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第３期間Ｐ３での初期値に容量Ｃ4のウェイト８Ｃの容量値が追加されるものとなる。
【０１４１】
次に、第３期間Ｐ３では、キャリブレーション容量７０の初期値の容量値は、上述のように第２期間Ｐ２の動作の相違によって、ウェイト８Ｃの容量Ｃ4が追加されていない場合と容量Ｃ4が追加されている場合とがある。
【０１４２】
いずれの場合にも半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第３期間Ｐ３での初期値の容量値が増大したとする。すると、第３期間Ｐ３の後半で電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過できない。従って、第３期間Ｐ３の後半では、電圧比較器８０の出力信号はローレベルＬとなる。第３期間Ｐ３の後半でのローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して電圧比較器８０のローレベルＬの出力信号が、ラッチ９０のフリップフロップＤ３にセットされる。その結果、ラッチ９０のフリップフロップＤ３の内容は、第３期間Ｐ３の初期状態のハイレベルＨから図６の実線Ｄ3(ＳＷ3)に示すようにローレベルＬに変化する。この場合には、次の第４期間Ｐ４では、ラッチ９０のフリップフロップＤ３のローレベルＬによってスイッチＳＷ3はオフ状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第４期間Ｐ４での初期値には容量Ｃ3のウェイト４Ｃの容量値が追加されることはない。
【０１４３】
一方、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第３期間Ｐ３での初期値の容量値が減少したとする。すると、第３期間Ｐ３の後半では、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過するものとなる。従って、第３期間Ｐ３の後半で、電圧比較器８０の出力信号はハイレベルＨとなる。すると、第３期間Ｐ３の後半のローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のハイレベルＨの出力信号がラッチ９０のフリップフロップＤ３にセットされる。従って、ラッチ９０のフリップフロップＤ３の内容は、図６の破線Ｄ3(ＳＷ3)に示すように初期状態のハイレベルＨの状態で維持される。この場合には次の第４期間Ｐ４でラッチ９０のフリップフロップＤ３のハイレベルＨによりスイッチＳＷ3はオン状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第４期間Ｐ４での初期値には容量Ｃ3のウェイト４Ｃの容量値が追加されるものとなる。
【０１４４】
次に、第４期間Ｐ４では、キャリブレーション容量７０の初期値の容量値は、上述のように第３期間Ｐ３の動作の相違によって、ウェイト４Ｃの容量Ｃ3が追加されていない場合と容量Ｃ3が追加されている場合とがある。
【０１４５】
いずれの場合にも半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第４期間Ｐ４での初期値の容量値が増大したとする。すると、第４期間Ｐ４の後半で電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過できない。従って、第４期間Ｐ４の後半では、電圧比較器８０の出力信号はローレベルＬとなる。第４期間Ｐ４の後半でのローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して電圧比較器８０のローレベルＬの出力信号が、ラッチ９０のフリップフロップＤ２にセットされる。その結果、ラッチ９０のフリップフロップＤ２の内容は、第４期間Ｐ４の初期状態のハイレベルＨから図６の実線Ｄ2(ＳＷ2)に示すようにローレベルＬに変化する。この場合には、次の第５期間Ｐ５では、ラッチ９０のフリップフロップＤ２のローレベルＬによってスイッチＳＷ2はオフ状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第５期間Ｐ５での初期値には容量Ｃ2のウェイト２Ｃの容量値が追加されることはない。
【０１４６】
一方、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第４期間Ｐ４での初期値の容量値が減少したとする。すると、第４期間Ｐ４の後半では、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過するものとなる。従って、第４期間Ｐ４の後半で、電圧比較器８０の出力信号はハイレベルＨとなる。すると、第４期間Ｐ４の後半のローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のハイレベルＨの出力信号がラッチ９０のフリップフロップＤ２にセットされる。従って、ラッチ９０のフリップフロップＤ２の内容は、図６の破線Ｄ2(ＳＷ2)に示すように初期状態のハイレベルＨの状態で維持される。この場合には次の第５期間Ｐ５でラッチ９０のフリップフロップＤ２のハイレベルＨによってスイッチＳＷ2はオン状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第５期間Ｐ５での初期値には容量Ｃ2のウェイト２Ｃの容量値が追加されるものとなる。
【０１４７】
次に、第５期間Ｐ５では、キャリブレーション容量７０の初期値の容量値は、上述のように第４期間Ｐ４の動作の相違によって、ウェイト２Ｃの容量Ｃ2が追加されていない場合と容量Ｃ2が追加されている場合とがある。
【０１４８】
いずれの場合にも半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第５期間Ｐ５での初期値の容量値が増大したとする。すると、第５期間Ｐ５の後半で電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過できない。従って、第５期間Ｐ５の後半では、電圧比較器８０の出力信号はローレベルＬとなる。第５期間Ｐ５の後半でのローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して電圧比較器８０のローレベルＬの出力信号が、ラッチ９０のフリップフロップＤ１にセットされる。その結果、ラッチ９０のフリップフロップＤ１の内容は、第５期間Ｐ５の初期状態のハイレベルＨから図６の実線Ｄ1(ＳＷ1)に示すようにローレベルＬに変化する。この場合には、キャリブレーション動作の完了後の通常動作期間では、ラッチ９０のフリップフロップＤ１のローレベルＬによってスイッチＳＷ1はオフ状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の通常動作期間での容量値には容量Ｃ1のウェイトＣの容量値が追加されることはない。
【０１４９】
一方、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第５期間Ｐ５での初期値の容量値が減少したとする。すると、第５期間Ｐ５の後半では、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過するものとなる。従って、第５期間Ｐ５の後半で、電圧比較器８０の出力信号はハイレベルＨとなる。すると、第５期間Ｐ５の後半のローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のハイレベルＨの出力信号がラッチ９０のフリップフロップＤ１にセットされる。従って、ラッチ９０のフリップフロップＤ１の内容は、図６の破線Ｄ1(ＳＷ1)に示すように初期状態のハイレベルＨの状態で維持される。この場合には通常動作期間でラッチ９０のフリップフロップＤ１のハイレベルＨによってスイッチＳＷ1はオン状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の通常動作期間での容量値には容量Ｃ1のウェイトＣの容量値が追加されるものとなる。
【０１５０】
以上のようにして、イニシャライズ期間Ｐ０からスタートされるキャリブレーション動作の第１期間Ｐ１から第５期間Ｐ５までの動作によって、ラッチ９０の最上位フリップフロップＤ５から最下位フリップフロップＤ１の内容がセットされる。ラッチ９０の５ビットフリップフロップＤ５〜Ｄ１の内容によって、キャリブレーション動作の後の通常動作期間のチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の容量値が決定される。すなわち、フィルタ容量１５１の容量値に対して図２の固定容量Ｃ6に他の容量Ｃ5…容量Ｃ1が追加されるか否が、ラッチ９０の５ビットフリップフロップＤ５〜Ｄ１の内容によって決定される。
【０１５１】
第６期間Ｐ６の後半にキャリブレーション終了制御回路１６０から、ハイレベルＨのキャリブレーション終了信号ＣＡＬが生成される。第６期間Ｐ６の後半でのキャリブレーション終了信号ＣＡＬのローレベルＬからハイレベルＨへの変化に応答して、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1のオン・オフ制御を最終的に決定することも可能である。すなわち、信号ＣＡＬのローレベルＬからハイレベルＨへの変化に応答して、ラッチ９０の５ビットの内容をチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1のオン・オフ制御を最終的に決定する他のラッチの５ビットフリップフロップへ転送するようにすることも可能である。
【０１５２】
《ＭＯＳオン抵抗によるフィルタの周波数特性の変動の補償》
また、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１中に含まれた５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1のＭＯＳトランジスタのオン抵抗の変動によるフィルタ１５０の周波数特性の変動は、図４の電圧・電流変換器３０に接続された抵抗回路２０のスイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗によって補償されることができる。例えば、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗の増大によって、フィルタ１５０の周波数特性を決定する時定数は増大しようとする。しかし、この時には、図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０のＭＯＳトランジスタのオン抵抗も増大するので、充電回路４０の充電電流が減少して、キャリブレーション容量７０の端子電圧の充電速度が減少する。従って、キャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断としての電圧比較器８０の出力信号とラッチ９０の複数個のフリップフロップの格納結果とは、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量が小さな容量値なるような情報となる。その結果、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量の減少によって、チャンネル選択フィルタ１５０の周波数特性を決定する時定数の増大が補償されることができる。
【０１５３】
《２個のフィルタの平行キャリブレーション》
図７は、図１および図２と図４から図６で説明したチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の容量値のキャリブレーション動作の技術を応用することによって、第１ローパスフィルタ１５０Ａと第２ローパスフィルタ１５０Ｂのカットオフ周波数とを希望する値に平行にキャリブレーションするための構成を示す図である。
【０１５４】
図７に示す第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂのそれぞれは、従属接続された４個のアクティブ・フィルタを含み、各アクティブ・フィルタは基本的に２個の抵抗と２個の容量と非反転増幅器とによって構成された２次のサレン・キー(Sallen-Key)型アクティブ・フィルタである。従って、図７の第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ａのそれぞれは、８次のバターワース(Butterworth)型のローパスフィルタとして構成されている。
【０１５５】
また、図７に示す第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂのそれぞれは、4個の帰還容量Ｃ11、Ｃ21、Ｃ31、Ｃ41と4個の入力容量Ｃ12、Ｃ22、Ｃ32、Ｃ42とを含んでいる。第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂのそれぞれに含まれた4個の帰還容量Ｃ11、Ｃ21、Ｃ31、Ｃ41と4個の入力容量Ｃ12、Ｃ22、Ｃ32、Ｃ42との容量値は、中央に配置されたキャリブレーション回路２００によって並列にキャリブレーションされる。
【０１５６】
すなわち、第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂの中央のキャリブレーション回路２００は図１および図２と図４から図６で説明したキャリブレーション容量７０を含むキャリブレーション回路である。従って、図７に示す中央のキャリブレーション回路２００は、内蔵のキャリブレーション容量７０と平行に第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂの内蔵の4個の帰還容量Ｃ11…Ｃ41と4個の入力容量Ｃ12…Ｃ42との各容量を構成するフィルタ容量１５１を希望値に正確にキャリブレーションするものである。このキャリブレーションは、図６に示すキャリブレーション動作のイニシャライズ期間Ｐ０からスタートされるキャリブレーション動作の第１期間Ｐ１から第５期間Ｐ５までの動作によって完了することができる。その結果、キャリブレーション動作の完了後の通常動作期間では、８次のバターワース型ローパスフィルタとして構成された第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂのカットオフ周波数は希望値に正確に設定されることができる。
【０１５７】
《マルチモード通信方式》
図８は、携帯電話のＧＳＭ通信方式とＷＣＤＭＡ通信方式の両者をサポートする本発明の具体的な実施の形態によるマルチモード無線周波数信号処理半導体集積回路(以下、ＲＦＩＣと言う)１０の構成を示す図である。
【０１５８】
図８に示すＲＦＩＣ１０は、ＷＣＤＭＡ受信ブロック１０１、ＧＳＭ受信ブロック１０２、第１ローカル信号生成ブロック１０３、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド受信処理ブロック１０４を含んでいる。また、ＲＦＩＣ１０は、ＧＳＭ送信ブロック１０５、第２ローカル信号生成ブロック１０６、ＷＣＤＭＡ送信ブロック１０７、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド送信処理ブロック１０８を含んでいる。
【０１５９】
図８のＲＦＩＣ１０には、フロントエンドモジュール１３を介して携帯電話端末のアンテナ１４からのＷＣＤＭＡ通信方式とＧＳＭ通信方式とのＲＦ受信信号が供給される。図８のＲＦＩＣ１０から形成されるＧＳＭ送信信号とＷＣＤＭＡ送信信号とはＧＳＭ・ＲＦ電力増幅器モジュール１１、ＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２、フロントエンドモジュール１３を介して携帯電話端末のアンテナ１４に供給される。
【０１６０】
《ＷＣＤＭＡの受信キャリブレーション動作》
次に説明するＷＣＤＭＡの受信動作に先行して、ＷＣＤＭＡの受信キャリブレーション動作が実行される。このキャリブレーション動作では、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド受信処理ブロック１０４中のＩ信号チャンネル選択フィルタを構成する４個のローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、１０４４＿Ｉ、１０４６＿Ｉ、１０４８＿ＩとＱ信号チャンネル選択フィルタを構成する４個のローパスフィルタ１０４２＿Ｑ、１０４４＿Ｑ、１０４６＿Ｑ、１０４８＿Ｑのそれぞれに含まれるフィルタ容量の値を希望値に正確に設定される。
【０１６１】
このＷＣＤＭＡの受信キャリブレーション動作には、図１および図２と図４から図７で説明したチャンネル選択フィルタのフィルタ容量の容量値のキャリブレーション動作の技術が応用されることができる。従って、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド受信処理ブロック１０４中のＩ信号チャンネル選択フィルタとＱ信号チャンネル選択フィルタとのカットオフ周波数を、略２ＭＨｚに正確に設定することができる。
【０１６２】
《ＷＣＤＭＡの受信動作》
上述のＷＣＤＭＡの受信キャリブレーション動作の完了の後、ＷＣＤＭＡの受信動作が実行される。
【０１６３】
携帯電話端末のアンテナ１４で受信されるバンド１(２１１０〜２１７０ＭＨｚ)のＷＣＤＭＡ受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、バンド１のＷＣＤＭＡ受信信号は、バンド１のためのデュプレクサー１３０１と整合回路１３０８とを介してＲＦＩＣ１０のＷＣＤＭＡ受信ブロック１０１のバンド１のための低雑音増幅器１０１０に供給される。低雑音増幅器１０１０で増幅されたバンド１のＷＣＤＭＡ受信信号は、バンド１のためのバンドパスフィルタ１５１を介して第１受信ミキサー１０１３に供給される。第１受信ミキサー１０１３には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるバンド１の受信ローカル信号(２１１０〜２１７０ＭＨｚ)が供給される。従って、第１受信ミキサー１０１３では、バンド１のＷＣＤＭＡ受信増幅信号のダイレクトダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたバンド１のＷＣＤＭＡ受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたバンド１のＷＣＤＭＡ受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１６４】
アンテナ１４で受信されるバンド９(１７４９．９〜１８７９．９ＭＨｚ)のＷＣＤＭＡ受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、バンド９のＷＣＤＭＡ受信信号は、フロントエンドモジュール１３のバンド９のためのデュプレクサー１３０２と整合回路１３０９とを介してＲＦＩＣ１０のＷＣＤＭＡ受信ブロック１０１のバンド９のための低雑音増幅器１０１１に供給される。低雑音増幅器１０１１で増幅されたバンド９のＷＣＤＭＡ受信信号は、バンド９のためのバンドパスフィルタ１５２を介して第２受信ミキサー１０１４に供給される。第２受信ミキサー１０１４には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるバンド９の受信ローカル信号(１７４９．９〜１８７９．９ＭＨｚ)が供給される。従って、第２受信ミキサー１０１４では、バンド９のＷＣＤＭＡ受信増幅信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたバンド９のＷＣＤＭＡ受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたバンド９のＷＣＤＭＡ受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩによって構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１６５】
アンテナ１４で受信されるバンド６(８７５〜８８５ＭＨｚ)のＷＣＤＭＡ受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、バンド６のＷＣＤＭＡ受信信号は、フロントエンドモジュール１３のバンド６のためのデュプレクサー１３０３と整合回路１３１０とを介してＲＦＩＣ１０のＷＣＤＭＡ受信ブロック１０１のバンド１のための低雑音増幅器１０１２に供給される。低雑音増幅器１０１２で増幅されたバンド６のＷＣＤＭＡ受信信号は、バンド６のためのバンドパスフィルタ１５３を介して第３受信ミキサー１０１５に供給される。第３受信ミキサー１０１５には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるバンド６の受信ローカル信号(８７５〜８８５ＭＨｚ)が供給される。従って、第３受信ミキサー１０１５では、バンド６のＷＣＤＭＡ受信増幅信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたバンド６のＷＣＤＭＡ受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたバンド６のＷＣＤＭＡ受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１６６】
《ＧＳＭの受信キャリブレーション動作》
次に説明するＧＳＭの受信動作に先行して、ＧＳＭの受信キャリブレーション動作が実行される。このキャリブレーション動作では、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド受信処理ブロック１０４中のＩ信号チャンネル選択フィルタを構成する４個のローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、１０４４＿Ｉ、１０４６＿Ｉ、１０４８＿ＩとＱ信号チャンネル選択フィルタを構成する４個のローパスフィルタ１０４２＿Ｑ、１０４４＿Ｑ、１０４６＿Ｑ、１０４８＿Ｑのそれぞれに含まれるフィルタ容量の値を希望値に正確に設定される。
【０１６７】
このＧＳＭの受信キャリブレーション動作には、図１および図２と図４から図７で説明したチャンネル選択フィルタのフィルタ容量の容量値のキャリブレーション動作の技術が応用されることができる。しかし、この場合には、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド受信処理ブロック１０４中のＩ信号チャンネル選択フィルタとＱ信号チャンネル選択フィルタとのカットオフ周波数を、略２００ＫＨｚと正確に設定するものである。
【０１６８】
《ＧＳＭの受信動作》
上述のＧＳＭの受信キャリブレーション動作の完了の後、ＧＳＭの受信動作が実行される。
【０１６９】
携帯電話端末のアンテナ１４で受信されるＤＣＳ１８００(１８０５〜１８５０ＭＨｚ)の受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、ＤＣＳ１８００の受信信号は、表面弾性波フィルタ１３０４と整合回路１３１１とを介してＲＦＩＣ１０のＧＳＭ受信ブロック１０２のＤＣＳ１８００のための低雑音増幅器１０２０に供給される。低雑音増幅器１０２０で増幅されたＤＣＳ１８００の受信信号は、第４受信ミキサー１０２４に供給される。第４受信ミキサー１０２４には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるＤＣＳ１８００の受信ローカル信号(１８０５〜１８５０ＭＨｚ)が供給される。従って、第４受信ミキサー１０２４では、ＤＣＳ１８００の受信信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたバンド６のＤＣＳ１８００の受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたＤＣＳ１８００の受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１７０】
携帯電話端末のアンテナ１４で受信されるＰＣＳ１９００(１９３０〜１９９０ＭＨｚ)の受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、ＰＣＳ１９００の受信信号は、表面弾性波フィルタ１３０５と整合回路１３１２とを介してＲＦＩＣ１０のＧＳＭ受信ブロック１０２のＰＣＳ１９００のための低雑音増幅器１０２１に供給される。低雑音増幅器１０２１で増幅されたＰＣＳ１９００の受信信号は、第４受信ミキサー１０２４に供給される。第４受信ミキサー１０２４には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるＰＣＳ１９００の受信ローカル信号(１９３０〜１９９０ＭＨｚ)が供給される。従って、第４受信ミキサー１０２４では、ＰＣＳ１９００の受信信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたＰＣＳ１９００の受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたＰＣＳ１９００の受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１７１】
携帯電話端末のアンテナ１４で受信されるＧＳＭ８５０(８６９〜８９４ＭＨｚ)の受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、ＧＳＭ８５０の受信信号は、表面弾性波フィルタ１３０６と整合回路１３１３とを介してＲＦＩＣ１０のＧＳＭ受信ブロック１０２のＧＳＭ８５０のための低雑音増幅器１０２２に供給される。低雑音増幅器１０２２で増幅されたＧＳＭ８５０の受信信号は、第５受信ミキサー１０２５に供給される。第５受信ミキサー１０２５には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるＧＳＭ８５０の受信ローカル信号(８６９〜８９４ＭＨｚ)が供給される。従って、第５受信ミキサー１０２５では、ＧＳＭ８５０の受信信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたＧＳＭ８５０の受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたＧＳＭ８５０の受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１７２】
携帯電話端末のアンテナ１４で受信されるＥＧＳＭ(ＧＳＭ９００：９２５〜９５０ＭＨｚ)の受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、ＥＧＳＭの受信信号は、表面弾性波フィルタ１３０７と整合回路１３１４とを介してＲＦＩＣ１０のＧＳＭ受信ブロック１０２のＥＧＳＭのための低雑音増幅器１０２３に供給される。低雑音増幅器１０２３増幅されたＥＧＳＭの受信信号は、第５受信ミキサー１０２５に供給される。第５受信ミキサー１０２５には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるＥＧＳＭの受信ローカル信号(９２５〜９５０ＭＨｚ)が供給される。従って、第５受信ミキサー１０２５では、ＥＧＳＭの受信信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたＥＧＳＭの受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたＥＧＳＭの受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１７３】
《ＧＳＭの送信動作》
ベースバンド信号処理ユニット(図示せず)からＲＦＩＣ１０に供給されるＥＧＳＭおよびＧＳＭ８５０の送信ディジタルベースバンド信号ＴｘＤＢ＿Ｉ、ＴｘＤＢ＿Ｑは、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド送信処理ブロック１０８のＤ／Ａ変換器１０８０、１０８１により送信アナログベースバンド信号に変換される。
【０１７４】
ベースバンド信号処理ユニット(図示せず)からＲＦＩＣ１０に供給されるＤＣＳ１８００およびＰＣＳ１９００の送信ディジタルベースバンド信号ＴｘＤＢ＿Ｉ、ＴｘＤＢ＿Ｑも、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド送信処理ブロック１０８のＤ／Ａ変換器１０８０、１０８１により送信アナログベースバンド信号に変換されることができる。
【０１７５】
ＥＧＳＭおよびＧＳＭ８５０の送信アナログベースバンド信号もしくはＤＣＳ１８００およびＰＣＳ１９００の送信アナログベースバンド信号は、ＧＳＭ送信ブロック１０５のミキサー１０５０に供給される。ＧＳＭ送信ブロック１０５はオフセットＰＬＬの回路形式によって構成され、ＩＦミキサー１０５０には第１ローカル信号生成ブロック１０３の分周器１０３４から生成される略８０ＭＨｚの中間周波ローカル信号が供給される。従って、ＩＦミキサー１０５０から生成される送信ＩＦ信号はローパスフィルタ１０５１を介して位相比較器１０５２の一方の入力端子に供給される。位相比較器１０５２の出力はローパスフィルタ１０５３を介して送信電圧制御発振器１０５４に供給される。送信電圧制御発振器１０５４の出力に接続された分周器１０５５、１０５６の出力はフィードバック回路１０５７を介して位相比較器１０５２の他方の入力端子に供給されるので、送信電圧制御発振器１０５４から生成されるＲＦ送信信号の位相はＦミキサー１０５０から生成される送信ＩＦ信号の位相と一致する。従って、ＥＧＳＭ、ＧＳＭ８５０、ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００のいずれかのＧＳＭ通信において、送信電圧制御発振器１０５４から生成されるＲＦ送信信号は送信アナログベースバンド信号の位相変調による正確な位相情報を含むものとなる。
【０１７６】
ＥＧＳＭ、ＧＳＭ８５０、ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００のいずれかのＧＳＭ通信が位相変調による位相情報を含むと伴に振幅変調による振幅情報を含む場合には、ＩＦミキサー１０５０から生成される送信ＩＦ信号の振幅情報はローパスフィルタ１０５１を介してフィードフォワード回路１０５８の一方の入力端子に供給される。
【０１７７】
ＥＧＳＭおよびＧＳＭ８５０のＲＦ送信信号を増幅する第１ＲＦ電力増幅器１１１のＲＦ送信増幅信号の一部は、第１パワーカップラーとフィードバック回路１０５７とを介してフィードフォワード回路１０５８の他方の入力端子に供給される。フィードフォワード回路１０５８の出力信号は、制御回路１０５９を介してＧＳＭ・ＲＦ電力増幅器モジュール１１の送信パワー制御回路１１０に供給される。フィードフォワード回路１０５８の一方の入力端子と他方の入力端子とにそれぞれ供給される送信ＩＦ信号の振幅情報と第１ＲＦ電力増幅器１１１のＲＦ送信増幅信号の一部とが一致するように、制御回路１０５９と送信パワー制御回路１１０とは第１ＲＦ電力増幅器１１１の増幅利得を制御する。ＤＣＳ１８００およびＰＣＳ１９００のＲＦ送信信号を増幅する第２ＲＦ電力増幅器１１２のＲＦ送信増幅信号の一部は、第２パワーカップラーとフィードバック回路１０５７とを介してフィードフォワード回路１０５８の他方の入力端子に供給される。フィードフォワード回路１０５８の出力信号は、制御回路１０５９を介してＧＳＭ・ＲＦ電力増幅器モジュール１１の送信パワー制御回路１１０に供給される。フィードフォワード回路１０５８の一方の入力端子と他方の入力端子とにそれぞれ供給される送信ＩＦ信号の振幅情報と第２ＲＦ電力増幅器１１２のＲＦ送信増幅信号の一部とが一致するように、制御回路１０５９と送信パワー制御回路１１０とは第２ＲＦ電力増幅器１１２の増幅利得を制御する。従って、ＥＧＳＭ、ＧＳＭ８５０、ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００のいずれかのＧＳＭ通信が位相変調による位相情報を含むと伴に振幅変調による振幅情報を含む場合には、送信電圧制御発振器１０５４から生成されるＲＦ送信信号は送信アナログベースバンド信号の位相変調による正確な位相情報と振幅変調による正確な振幅情報とを含むものとなる。
【０１７８】
尚、オフセットＰＬＬのＧＳＭ送信ブロック１０５の制御回路１０５９の出力レベルに応答して送信パワー制御回路１１０が第１および第２ＲＦ電力増幅器１１１、１１２に供給される電源電圧レベルを制御することによって第１および第２ＲＦ電力増幅器１１１、１１２の増幅利得を制御するものである。
【０１７９】
また、ＥＧＳＭのＲＦ送信信号の周波数は８８９〜９１５ＭＨｚに設定され、ＧＳＭ８５０のＲＦ送信信号の周波数は８２４〜８４９ＭＨｚに設定されている。更に、ＤＣＳ１８００のＲＦ送信信号の周波数は１７１０〜１７８５ＭＨｚに設定され、ＰＣＳ１９００のＲＦ送信信号の周波数は１８５０〜１９１０ＭＨｚに設定されている。
【０１８０】
《ＷＣＤＭＡの送信動作》
ベースバンド信号処理ユニット(図示せず)からＲＦＩＣ１０に供給されるＷＣＤＭＡのバンド１あるいはバンド６あるいはバンド９の送信ディジタルベースバンド信号ＴｘＤＢ＿Ｉ、ＴｘＤＢ＿Ｑは、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド送信処理ブロック１０８のＤ／Ａ変換器１０８０、１０８１に供給される。Ｄ／Ａ変換器１０８０、１０８１によって変換されたＷＣＤＭＡのバンド１あるいはバンド６あるいはバンド９の送信アナログベースバンド信号は、マルチプレクサ１０８２に供給される。
【０１８１】
ＷＣＤＭＡのバンド６の送信アナログベースバンド信号は、マルチプレクサ１０８２からローパスフィルタ１０７０と他のマルチプレクサ１０７２とを介して第１送信ミキサー１０７３に供給される。第１送信ミキサー１０７３には、第２ローカル信号生成ブロック１０６から生成されるバンド６の送信ローカル信号(８３０〜８４０ＭＨｚ)が供給される。従って、第１送信ミキサー１０７３では、バンド６のＷＣＤＭＡ送信アナログベースバンド信号のダイレクト・アップ・コンバージョン(ＤＵＣ)が行われる。ＤＤＣで形成され周波数が８３０〜８４０ＭＨｚに設定されたバンド６のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、可変利得増幅器１０７５とドライバー増幅器１０７７とを介してＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２に供給される。ＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２では、バンド６のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、バンド６のための表面弾性波バンドパスフィルタ１２１０を介してＲＦ電力増幅器１２２０によって増幅される。ＲＦ電力増幅器１２２０からのバンド６のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信増幅信号は、バンド６のためのアイソレータ１３１７とデュプレクサー１３０３とアンテナスイッチ１３００とを介して、携帯電話端末のアンテナ１４に供給される。
【０１８２】
ＷＣＤＭＡのバンド９の送信アナログベースバンド信号は、マルチプレクサ１０８２から他のローパスフィルタ１０７１と他のマルチプレクサ１０７２とを介して第２送信ミキサー１０７４に供給される。第２送信ミキサー１０７４には、第２ローカル信号生成ブロック１０６から生成されるバンド９の送信ローカル信号(１７４９．９〜１７８４．９ＭＨｚ)が供給される。従って、第２送信ミキサー１０７４では、バンド９のＷＣＤＭＡ送信アナログベースバンド信号のダイレクト・アップ・コンバージョン(ＤＵＣ)が行われる。ＤＤＣで形成され周波数が１７４９．９〜１７８４．９ＭＨｚに設定されたバンド９のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、可変利得増幅器１０７６とドライバー増幅器１０７８とを介してＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２に供給される。ＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２では、バンド９のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、バンド９のための表面弾性波バンドパスフィルタ１２１１を介してＲＦ電力増幅器１２２１によって増幅される。ＲＦ電力増幅器１２２１からのバンド９のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信増幅信号は、バンド９のためのアイソレータ１３１８とデュプレクサー１３０２とアンテナスイッチ１３００とを介して、携帯電話端末のアンテナ１４に供給される。
【０１８３】
ＷＣＤＭＡのバンド１の送信アナログベースバンド信号は、マルチプレクサ１０８２から他のローパスフィルタ１０７１と他のマルチプレクサ１０７２とを介して第２送信ミキサー１０７４に供給される。第２送信ミキサー１０７４には、第２ローカル信号生成ブロック１０６から生成されるバンド１の送信ローカル信号(１９２０〜１９８０ＭＨｚ)が供給される。従って、第２送信ミキサー１０７４では、バンド１のＷＣＤＭＡ送信アナログベースバンド信号のダイレクト・アップ・コンバージョン(ＤＵＣ)が行われる。ＤＤＣで形成され周波数が１９２０〜１９８０ＭＨｚに設定されたバンド１のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、可変利得増幅器１０７６とドライバー増幅器１０７９とを介してＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２に供給される。ＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２では、バンド１のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、バンド１のための表面弾性波バンドパスフィルタ１２１２を介してＲＦ電力増幅器１２２２によって増幅される。ＲＦ電力増幅器１２２２からのバンド１のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信増幅信号は、バンド１のためのアイソレータ１３１９とデュプレクサー１３０１とアンテナスイッチ１３００とを介して、携帯電話端末のアンテナ１４に供給される。
【０１８４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１８５】
例えば、図２に示すチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1を制御するマルチビット・ディジタル信号Ｄ5…Ｄ1のハイレベルを図５の安定化電圧発生回路によって生成される安定化電圧ＶREFのレベルに設定するようにしても良い。
【０１８６】
また、本発明はＷＣＤＭＡ通信方式をサポートする携帯電話端末に使用される半導体集積回路に内蔵のＩ、Ｑ両チャンネルに使用するためのチャンネル選択フィルタだけでなく、高速パケット通信を可能とするＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の無線ＬＡＮの受信をサポートする導体集積回路に適用することもできる。
【０１８７】
更に、キャリブレーション動作期間中にサーチ回路１２０は、バイナリー・サーチ以外のシーケンシャル・サーチ等のその他のサーチ・アルゴリズムに従ってフィルタ容量１５１の複数のスイッチのオン・オフ制御のためのラッチ９０の複数のフリップフロップの格納情報を順次決定することもできる。
【０１８８】
また、本発明は種々の用途に使用される半導体集積回路に内蔵されるローパスフィルタのカットオフ周波数を正確に設定する場合に、広く採用することが可能である。例えば、フェーズロックドループ(ＰＬＬ)等の負帰還制御システムでのループ・フィルタやフィードバック・フィルタの周波数特性の正確に設定する場合に、本発明を適用することができる。
【０１８９】
更に本発明の上記の実施の形態では、充電回路４０とキャリブレーション容量７０とは時間積分器を構成して、キャリブレーション動作の間での複数回の積分速度としての複数回の充電速度の大小の判断結果からチューニング制御情報が生成されていた。本発明の他の実施の形態では、電圧・電流変換器３０の変換電流を放電回路５０に供給する一方、充電回路４０を高速充電とする。電圧・電流変換器３０の変換電流により制御された放電回路４０とキャリブレーション容量７０とで、時間積分器を構成する。キャリブレーション動作の間では、複数回の積分速度としての複数回の放電速度の大小の判断結果からチューニング制御情報を生成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】図１は、本発明に先立って本発明者等によって検討された周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路の内蔵フィルタの基本的な構成を示す図であり、また本発明の実施の形態によるフィルタの基本的な構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示すチャンネル選択フィルタのフィルタ容量の構成を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す本発明に先立って本発明者等によって検討された周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路の抵抗回路、電圧・電流変換器、充電回路の構成を示す図である。
【図４】図４は、図１に示す本発明の実施の形態によるキャブレーション回路の抵抗回路、電圧・電流変換器、充電回路の構成を示す図である。
【図５】図５は、非安定化電源電圧から安定化電圧を生成するための安定化電圧発生回路の構成を示す図である。
【図６】図６は、図２と図４とを参照して説明した図１に示す本発明の実施の形態によるチャンネル選択フィルタのフィルタ容量の容量値をキャリブレーションするためのキャリブレーション動作を説明する図である。
【図７】図７は、図１および図２と図４から図６で説明したチャンネル選択フィルタのフィルタ容量の容量値のキャリブレーション動作の技術を応用することによって、第１と第２のローパスフィルタのカットオフ周波数を希望する値に平行にキャリブレーションするための構成を示す図である。
【図８】図８は、携帯電話のＧＳＭ通信方式とＷＣＤＭＡ通信方式の両者をサポートする本発明の具体的な実施の形態によるマルチモード無線周波数信号処理半導体集積回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１９１】
１５０ チャンネル選択フィルタ
１５１ フィルタ容量
２００ キャリブレーション回路
１０ 基準電圧発生器
２０ 抵抗回路
３０ 電圧・電流変換器
４０ 充電回路
５０ 放電回路
６０ 切り換えスイッチ
７０ キャリブレーション容量
８０ 電圧比較器
９０ ラッチ
１００ クロック供給回路
１１０ リセット回路
１２０ サーチ回路
１６０ キャリブレーション終了制御回路
ＳＷ0、ＳＷ1…ＳＷn-1、ＳＷn、ＳＷ6…ＳＷ1 スイッチ
Ｃ1…Ｃn-1、Ｃn、Ｃ6…Ｃ1 容量
PMOS ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ
N MOS ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ
Ｖdd 電源電圧
ＶBGR バンドギャップリファレンス電圧
ＶREF 安定化電圧
１７０、Ｄ5…Ｄ1 マルチビット・ディジタル制御信号
ＣＬＫ クロック信号
Ｒｅｓｅｔ リセット信号
ＣＡＬ キャリブレーション終了信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路に関するもので、特に内蔵フィルタの周波数特性を正確に設定するのに有益な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の無線移動通信では、音声サービスは将来的には成長が鈍化する一方、先端双方向アプリケーションをサポートするため映像、音声、データを同時に提供するマルチメディアサービスへ将来の移動通信市場はシフトすることが予想される。それに伴って、３８４ｋｂｐｓを越えるピークレートの無線パケットデータアクセスを可能とする高い平均スループットを持った広帯域移動データネットワークが、必要とされている。
【０００３】
従って、無線移動通信は、第２世代と中間の第２．５世代とからより効率的な第３世代にシフトしている。第３世代のユーザーピークデータレートは、ＥＤＧＥ(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)で３８４ｋｂｐｓ、ｃｄｍａ２０００とＷＣＤＭＡとで２Ｍｂｐｓまで増加している。第３世代のＷＣＤＭＡに導入されたＨＳＤＰＡ(High Speed Downlink Packet Access)のダウンリンク接続では、１６ＱＡＭの高変調レベルを使用して１４．４Ｍｂｐｓのユーザーピークデータレートを保証している。尚、ＱＡＭは、Quadrature Amplitude Modulation(直交振幅変調)の略である。
【０００４】
第３世代無線ネットワークの拡大に伴って第３世代移動携帯電話端末の低コスト化と低消費電力化とが、重要となっている。ダイレクト・コンバージョン・レシーバー・アーキテクチャーは、シリコンプロセスと回路設計技術とアーキテクチャー・インプリメンテーションとの適切な利用とによって、第３世代移動携帯電話端末の集積化プラットフォームの有力なシステムソリューションとなっている。
【０００５】
ダイレクト・コンバージョン・レシーバーでは、チャンネル外の妨害信号を抑圧するためには、ローパスフィルタで構成されるチャンネル選択フィルタが必要である。下記非特許文献１には、ダイレクト・コンバージョン・レシーバーは、イメージ除去フィルタが不必要であり、チャンネル選択フィルタがオンチップで実現されることが可能なローパス型であるので、無線送受信器(ワイヤレス・トランシーバ)を高集積レベルとするのに好適であることが記載されている。ダイレクト・コンバージョン・レシーバーでは、ＷＣＤＭＡ受信信号は低雑音増幅器で増幅された後に直交ダウンコンバージョンミキサーを構成するＩ信号ミキサーとＱ信号ミキサーに供給される一方、９０度の位相差を持つＩローカル信号とＱローカル信号とがＩ信号ミキサーとＱ信号ミキサーに供給される。Ｉ信号ミキサーから生成されるＩベースバンド信号は第１チャンネル選択フィルタと第１増幅器とに供給される一方、Ｑ信号ミキサーから生成されるＱベースバンド信号は第２チャンネル選択フィルタと第２増幅器とに供給される。
【０００６】
下記非特許文献１には、ダイレクト・コンバージョン・ＷＣＤＭＡ・レシーバーでは、ＲＦフロントエンドからのベースバンド信号を２ＭＨｚ帯域幅のローパスフィルタでフィルタリングする必要があることが記載されている。できるだけ小さな帯域通過リップル等の正確なフィルタ特性を得るためには、部品の正確な値が必要である。アクティブ・フィルタの周波数パラメータはＲＣ積で設定されるので、抵抗と容量との正確な値が実現されなければならない。従って、フィルタは電子的にチューナブルである必要があり、トータル・フィルタ・システムとして自動チューニング方式がチップの上で設計されている。すなわち、ダイレクト・コンバージョン・ＷＣＤＭＡ・レシーバーのベースバンドチャンネル選択フィルタとして設計されたＲＣアクティブ・フィルタは、オンチップチューニング回路によって制御されて、カットオフ周波数を設計値に維持するようにパラメータ偏差を補償する。
【０００７】
バイナリーウェイト５ビット容量マトリックスを使用することによってフィルタ時定数が変化され、スイッチはリニア領域で動作するＮＭＯＳトランジスタによって実現されている。周波数レスポンスのチューニングはプログラマブルアレーの抵抗または容量による素子の配置によって実現されて、アレーの値はオンチップ校正回路によって生成されるディジタルコードによって設定される。
【０００８】
５次チェビシェフ(Chebyshev)ローパスフィルタの各積分器の周波数チューニングは、積分器の時定数をチューニングすることによって実現される。単一の固定素子とＮ個のバイナリー・ウェイト・スイッチ素子とを含む並列容量アレートポロジーが採用されている。
【０００９】
また、下記非特許文献２には、ダイレクト・コンバージョン・ＷＣＤＭＡ・レシーバーのためのチャンネル選択フィルタとしては、０．２２のロールオフで−３ｄＢ周波数が１．９２ＭＨｚの特性を持ったルート・レイズド・コサイン(ＲＲＣ：Root Raised Cosine)フィルタが理想的であることが記載されている。符号間干渉(ＩＳＩ：inter-symbol-interference)を回避するためのこのＲＲＣ・フィルタの好適な近似はアナログ・ローパスフィルタであり、０．０１ｄＢ通過帯域リップルと−３ｄＢ周波数が１．９２ＭＨｚの特性を持つ５次チェビシェフ(Chebyshev)ローパスフィルタが使用されている。フィルタの時定数の変動はスイッチャブルバイナリーウェイト５ビット容量マトリックスによって補償されて、スイッチはリニア領域で動作するＮＭＯＳトランジスタによって実現されている。
【００１０】
更にまた下記非特許文献３には、ダイレクト・コンバージョン・ＷＣＤＭＡ・レシーバーのチャンネル選択フィルタとして、隣接チャンネル除去と符号間干渉(ＩＳＩ：inter-symbol-interference)とを折衷するために、５次のバターワース(Butterworth)・ローパスフィルタを使用することが記載されている。バイナリーウェイト７ビットスイッチ容量マトリックスによって、周波数レスポンスがチューニングされてチャンネル帯域幅が選択される。２ＭＨｚ帯域幅では、７ビット制御コードの上位５ビットが使用されて下位２ビットはゼロの値とされる。４ＭＨｚと８ＭＨｚの帯域幅は、５ビットバイナリ制御コードのシフトによって選択される。８ＭＨｚのチャンネル帯域幅では、７ビット制御コードの上位５ビットが使用される。シングルエンデッドタイムドメイン積分器に基づくオンチップ周波数レスポンスチューニング回路が使用されている。
【００１１】
また、下記非特許文献４には、ＣＤＭＡ移動通信のための低電圧チャンネル選択アナログフィルタとオンチップチューニングの技術が記載されている。ｇｍＣ・フィルタによって構成されたＩチャンネル選択アナログフィルタとＱチャンネル選択アナログフィルタとは、共有のチューニング回路から生成される５ビットディジタル制御信号によってキャリブレーションされることができる。
【００１２】
Ｉ、Ｑ両チャンネルのフィルタはバイナリーウェイト型５ビット容量マトリックスによってチューニングされ、共有のチューニング回路は容量マトリックスとトランスコンダクタと複数の制御スイッチと比較器とを含むテスト積分器によって構成されている。積分の時定数は、トランスコンダクタのｇｍと容量マトリックスの値とによって決定される。
【００１３】
【非特許文献１】Ｍ． Ｋｏｎｆａｌ ｅｔ ａｌ， “ＣＭＯＳ ＡＮＡＬＯＧ ＢＡＳＥＢＡＮＤ ＣＨＡＮＮＥＬ ＦＩＬＴＥＲ ＦＯＲ ＤＩＲＥＣＴ Ａ ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ ＷＣＤＭＡ ＲＣＥＩＶＥＲ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ． ５ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ＡＳＩＣ， ２００３， Ｖｏｌｕｍｅ １， ２１−２４ Ｏｃｔ． ２００３， ＰＰ．５７７〜５８０．
【非特許文献２】Ｊａｒｋｋｏ Ｊｕｓｓｉｌａ ｅｔ ａｌ， “Ａ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ ｆｏｒ ａ ＷＣＤＭＡ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ２６ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， ２０００． ＥＳＳＣＩＲＣ ‘００． １９−２１ Ｓｅｐｔ． ２０００． ＰＰ．２６４〜２６７．
【非特許文献３】Ｊａｒｋｋｏ Ｊｕｓｓｉｌａ ｅｔ ａｌ， “Ａｎ Ａｎａｌｏｇ Ｂａｓｅｂａｎｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ ｆｏｒ ａ ＷＣＤＭＡ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ２５ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， １９９９． ＥＳＳＣＩＲＣ ‘９９． ２１−２３ Ｓｅｐｔ． １９９９． ＰＰ．１６６〜１６９．
【非特許文献４】Ｋａｒｉ Ｈａｌｏｎｅｎ ｅｔ ａｌ， “Ａ ３Ｖ ｇｍＣ−Ｆｉｌｔｅｒ ｗｉｔｈ Ｏｎ−Ｃｈｉｐ Ｔｕｎｉｇ ｆｏｒ ＣＤＭＡ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｃｕｓｔｏｍ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｃｅ， １９９７， ５〜８ Ｍａｙ １９９７． ＰＰ．８３〜８６．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明者等は本発明に先立って、第３世代のＷＣＤＭＡに導入されたＨＳＤＰＡダウンリンクをサポートする携帯電話端末に搭載される半導体集積回路の研究・開発に従事した。
【００１５】
最初に、ＨＳＤＰＡダウンリンクをサポートするレシーバーとして、前記背景技術に記載のようにダイレクト・コンバージョン・ＷＣＤＭＡ・レシーバーのアーキテクチャーが採用された。その結果、前記背景技術に記載のように希望チャンネル外の妨害信号を抑圧するためのチャンネル選択フィルタのカットオフ周波数の変動をオンチップ・キャリブレーション回路によって補償することが必要となった。
【００１６】
カットオフ周波数が高い周波数に変化すると妨害信号を抑圧する機能が低下する一方、カットオフ周波数が低い周波数に変化すると信号対雑音比(Ｓ／Ｎ比)が劣化すると伴にＥＶＭの低下による受信ビットエラーが低下する。尚、ＥＶＭは、エラー・ベクトル・マグニチュード(ＥＶＭ：Error Vector Magnitude)である。
【００１７】
一方、オンチップ・キャリブレーション回路による補償では、チャンネル選択フィルタの周波数特性制御は複数の容量に直列接続の複数のＭＯＳトランジスタをマルチビット制御信号によってオン・オフ制御するものとなる。しかし、本発明者等の検討の結果、このオンチップ・キャリブレーション回路による補償技術を採用しても、複数のＭＯＳトランジスタのオン抵抗が温度依存性や電源電圧依存性によって変化するためにチャンネル選択フィルタの周波数特性が不所望に変化してしまうと言う問題が明らかとされた。
【００１８】
従って、本発明者等は本発明に先立って内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減するために内蔵フィルタの周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路の開発を行ったものである。
【００１９】
図１は、本発明に先立って本発明者等によって検討された周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路の内蔵フィルタの基本的な構成を示す図である。すなわち、図１の内蔵フィルタは、基準電圧発生器１０、抵抗回路２０、電圧・電流変換器３０、充電回路４０、放電回路５０、切り換えスイッチ６０、キャリブレーション容量７０、電圧比較器８０、ラッチ９０を含んでいる。さらに、図１に示すフィルタは、クロック供給回路１００、リセット回路１１０、サーチ回路１２０、チャンネル選択フィルタ１５０、キャリブレーション終了制御回路１６０を含んでいる。
【００２０】
特に、チャンネル選択フィルタ１５０は、右下に示すように、抵抗Ｒとフィルタ容量１５１とを含むローパスフィルタであり、カットオフ周波数は抵抗Ｒとフィルタ容量１５１との積の時定数で決定される。更に、チャンネル選択フィルタ１５０に接続された他の回路１０〜９０、１００、１１０、１２０、１６０は、キャリブレーション回路２００を構成する。このキャリブレーション回路２００は、チャンネル選択フィルタ１５０の通常動作に先立ったキャリブレーション動作を実行することによってチャンネル選択フィルタ１５０を所定の周波数特性にチューニングする。周波数チューニングは、フィルタ容量１５１のチューニングによって実行される。
【００２１】
基準電圧発生器１０は、例えば、バンドギャップリファレンス電圧発生回路等によって構成されることによって、半導体集積回路の製造プロセス、動作温度、電源電圧等の影響を実質的に受けることが無い略安定したバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGを生成する。
【００２２】
抵抗回路２０は、図１の左下に示すように、抵抗Ｒ１とＭＯＳトランジスタで構成されオン状態とされたスイッチＳＷ０との直列接続によって構成されている。抵抗回路２０の抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ０との直列接続によって電圧・電流変換器３０の電流が決定される。従って、スイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗をＲon(ＳＷ０)とすると、電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉは、次式で与えられる。
【００２３】
Ｉ＝ＶBRG／(Ｒ１＋Ｒon(ＳＷ０))
【００２４】
電圧・電流変換器３０からの変換電流Ｉは充電回路４０に供給され、充電回路４０の充電電流の値が設定される。充電回路４０の充電電流が切り換えスイッチ６０を介してキャリブレーション容量７０を充電することで、キャリブレーション容量７０の端子電圧は増加する。放電回路５０の放電電流の値は充電回路４０の充電電流の値よりも極めて大きく設定されているので、放電回路５０の極めて大きな放電電流が切り換えスイッチ６０を介してキャリブレーション容量７０を高速放電することで、キャリブレーション容量７０の端子電圧は急速に減少する。
【００２５】
切り換えスイッチ６０はクロック信号ＣＬＫのローレベル“０”の期間に充電回路４０の充電電流をキャリブレーション容量７０に供給して、キャリブレーション容量７０が充電回路４０の充電電流によって充電される。また、切り換えスイッチ６０はクロック信号ＣＬＫのハイレベル“１”の期間に放電回路５０の大きな放電電流をキャリブレーション容量７０から流出させ、キャリブレーション容量７０が放電回路５０の大きな放電電流によって高速放電される。
【００２６】
キャリブレーション容量７０の容量値とチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１の容量値は、サーチ回路１２０の出力のマルチビット・ディジタル制御信号１７０によって制御される。図１の右下に示すように、チャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１は、並列接続の複数の容量Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１を含み、複数の容量Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１には複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１が直列接続されている。左から１番目の容量Ｃｎは最大のウェイト(重み)の容量値を持ち、左から１番目のスイッチＳＷｎはマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最上位ビット(ＭＳＢ)によってオン・オフが制御される。左から２番目の容量Ｃｎ−１は２番目のウェイト(重み)の容量値を持ち、左から２番目のスイッチＳＷｎ−１はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の２番目の上位ビットによってオン・オフが制御される。以下同様に構成され、最後の左からｎ番目の容量Ｃ１は最小のウェイト(重み)の容量値を持ち、左からｎ番目のスイッチＳＷ１はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最下位ビット(ＬＳＢ)によってオン・オフが制御される。抵抗Ｒの抵抗値とサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０により制御されるフィルタ容量１５１の容量値とによって、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ特性を決定する時定数が設定される。
【００２７】
キャリブレーション容量７０はチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１と全く同一の構成で形成されるとともに、キャリブレーション容量７０はサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によってチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１と全く同一の方法で制御される。その結果、サーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０の制御によるキャリブレーション容量７０の容量値の変化は、チャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１の容量値の変化と同調する。
【００２８】
また電圧比較器８０は、非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧と反転入力端子に供給される基準電圧発生器１０からのバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルの差を検出する。
【００２９】
ラッチ９０はクロック信号ＣＬＫのローレベル“０”の期間に電圧比較器８０の出力信号を取り込むので、充電回路４０の充電電流によって充電されるキャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断としての電圧比較器８０の出力信号がラッチ９０にラッチされる。また、キャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断回数は、サーチ回路１２０の出力からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０のビット数と等しいものである。図１に示すフィルタのキャリブレーション動作の間の複数回の充電速度の判断結果はラッチ９０の複数個のフリップフロップに順次格納されて、キャリブレーション動作の完了時点でのラッチ９０の複数個のフリップフロップの格納結果は図１に示すフィルタを理想的な特性にチューニングするための制御情報となる。尚、キャリブレーション動作期間中にサーチ回路１２０は、バイナリー・サーチ(２探査法)と呼ばれる所定のサーチ・アルゴリズムに従ってフィルタ容量１５１の複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１のオン・オフ制御のためのラッチ９０の複数のフリップフロップの格納情報を順次決定する。尚、充電回路４０とキャリブレーション容量７０とは時間積分器を構成して、キャリブレーション動作の間での複数回の積分速度としての複数回の充電速度の大小の判断結果からチューニング制御情報が生成されている。
【００３０】
また、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗の変動による図１に示すフィルタの特性の変動は、電圧・電流変換器３０に接続された抵抗回路２０のスイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗によって補償されることができる。例えば、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の複数のスイッチを構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗の増大によって、図１に示すフィルタの特性を決定する時定数は増大しようとする。しかし、この時には抵抗回路２０のスイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗も増大するので、充電回路４０の充電電流が減少して、キャリブレーション容量７０の端子電圧の充電速度が減少する。従って、キャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断としての電圧比較器８０の出力信号とラッチ９０の複数個のフリップフロップの格納結果とは、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量が小さな容量値なるような情報となる。その結果、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量の減少によって、図１に示すフィルタの周波数特性を決定する時定数の増大が補償されることができる。
【００３１】
図２は、図１に示すチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の構成を示す図である。図２に示すようにフィルタ容量１５１は第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に並列接続の５個の容量Ｃ5、Ｃ4、Ｃ3、Ｃ2、Ｃ1を含み、５個の容量Ｃ5…Ｃ1には５個のスイッチＳＷ5、ＳＷ4、ＳＷ3、ＳＷ2、ＳＷ1が直列接続される。
【００３２】
また、５個の容量Ｃ5…Ｃ1には１個の固定容量Ｃ6が接続され、この左から１番目の固定容量Ｃ6は最大のウェイト３２Ｃの容量値を持つ。次に左から２番目の容量Ｃ5は２番目のウェイト１６Ｃの容量値を持ち、左から１番目のスイッチＳＷ5はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最上位ビット(ＭＳＢ)の信号Ｄ5によってオン・オフが制御される。左から３番目の容量Ｃ4は３番目のウェイト８Ｃの容量値を持ち、左から２番目のスイッチＳＷ4はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の２番目の上位ビットの信号Ｄ4によってオン・オフが制御される。以下同様に構成されて、最後の左から６番目の容量Ｃ１は最小ウェイトの１Ｃ容量値を持ち、左から５番目のスイッチＳＷ1はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最下位ビット(ＬＳＢ) の信号Ｄ1によってオン・オフが制御される。抵抗Ｒの抵抗値とサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によって制御されるフィルタ容量１５１の容量値とによって、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ特性を決定する時定数が設定される。
【００３３】
図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1は、左下に示すように並列接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＣＭＯＳ構成のインバータ回路Ｉｎｖによって構成されている。５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1は、マルチビット・ディジタル制御信号１７０のハイレベルの信号Ｄ5…Ｄ1によってオン状態に制御される。
【００３４】
また、図１に示すキャリブレーション容量７０は、図２に示したフィルタ容量１５１の構成と全く同様な構成で形成されることができる。
【００３５】
図３は、図１に示す本発明に先立って本発明者等によって検討された周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路の抵抗回路２０、電圧・電流変換器３０、充電回路４０の構成を示す図である。
【００３６】
図３に示すように、抵抗回路２０は抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ０との直列接続によって構成され、スイッチＳＷ０は並列接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＣＭＯＳ構成のインバータ回路Ｉｎｖによって構成されている。スイッチＳＷ０では、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのゲートにはハイレベルの電源電圧Ｖddが供給され、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳのゲートにはローレベルのインバータ回路Ｉｎｖの出力信号が供給されている。従って、スイッチＳＷ０のＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとは、常時オン状態に制御されている。
【００３７】
図３の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０と図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1とは、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスによって同一の製造条件で同時に製造されることができる。従って、図３の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０のＣＭＯＳスイッチのオン抵抗と図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1のＣＭＯＳスイッチのオン抵抗とは、略等しい値となる。
【００３８】
図３に示すように、電圧・電流変換器３０は、ダイオード接続のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1と演算増幅器ＯＰ_ＡｍｐとＮＰＮトランジスタＱ10と抵抗回路２０とによって構成されている。基準電圧発生器１０のバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGは演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの非反転入力端子(＋)に供給され、演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの出力端子はＮＰＮトランジスタＱ10のベースに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ10のエミッタと抵抗回路２０の抵抗Ｒ1の一端は演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの反転入力端子(−)に接続されている。ゲート・ドレインの接続によってダイオード接続の形式とされたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1は、電源電圧ＶddとＮＰＮトランジスタＱ10のコレクタとの間に接続されている。
【００３９】
図３に示すように、充電回路４０は、電源電圧Ｖddとキャリブレーション容量７０との間に接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2によって構成されている。充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2のソース・ゲート間には電圧・電流変換器３０のダイオード接続ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1のソース・ゲート電圧が供給されるので、２個のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1、Ｑp2はカレントミラーを構成している。例えば、ＭＯＳトランジスタＱp1、Ｑp2の素子サイズを同一とすることよって、カレントミラーの出力側の充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2の充電電流はカレントミラーの入力側の電圧・電流変換器３０と抵抗回路２０とに流れる電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉによって設定されることができる。
【００４０】
また、カレントミラーの出力側の充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2の充電電流により形成されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtは、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給される。
【００４１】
しかしながら、このように本発明者等によって本発明に先立って検討された内蔵フィルタの周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路においては内蔵フィルタの周波数特性が電源電圧Ｖddによって不所望な変動を生じると言う問題が明らかとされた。
【００４２】
本発明者等は、更にこの問題が発生するメカニズムの解析を行ったところ、下記のような解析結果が得られたものである。
【００４３】
すなわち、図３に示す抵抗回路２０では抵抗Ｒ１と直列接続されたスイッチＳＷ０のＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのゲートには、電源電圧Ｖddが供給されている。従って、抵抗回路２０に流れる電流は、電源電圧Ｖddの変化に応答するスイッチＳＷ０のＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのオン抵抗Ｒonの変動によって変化するものとなる。その結果、カレントミラーの入力側の電圧・電流変換器３０と抵抗回路２０とに流れるカレントミラー入力電流とカレントミラーの出力側の充電回路４０の充電電流とが、電源電圧Ｖddの変化に応答して変動するものとなる。従って、図１の本発明に先立って本発明者等によって検討された半導体集積回路のキャリブレーション動作によりラッチ９０の複数個のフリップフロップに順次格納されるキャリブレーションデータもキャリブレーション動作中の電源電圧Ｖddの変化に応答して変動すると言うメカニズムが明らかとされたものである。
【００４４】
本発明は、以上のような本発明に先立った本発明者等の検討の結果、なされたものである。
【００４５】
従って本発明の目的とするところは、電源電圧の変化に依存する半導体集積回路の内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減することにある。
【００４６】
また、本発明のその他の目的は、内蔵フィルタの周波数特性を決定する複数のＭＯＳトランジスタのオン抵抗の変動による内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減することにある。
【００４７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００４８】
本願において開示される発明のうちの代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００４９】
すなわち、本発明の代表的な半導体集積回路に形成されたキャリブレーション回路(２００)は、電圧・電流変換器(２０、３０)、時間積分器(４０、５０)、電圧比較器(８０)、ラッチ(９０)を有する。キャリブレーション回路は、内蔵容量(７０：１５１)の容量値をキャリブレーションする。内蔵容量は、複数の容量エレメント(Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１)と複数のスイッチ(ＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１)とを有する。
【００５０】
電圧・電流変換器(２０、３０)は基準電圧(ＶBRG)を電流(Ｉ)に変換する。電流に応答する時間積分器(４０、５０)は、内蔵容量の充電または放電を利用した時間積分を実行する。電圧比較器(８０)は、比較基準電圧と時間積分による内蔵容量の端子電圧との電圧比較を実行する(図１参照)。
【００５１】
キャリブレーション動作の間に、電源電圧(Ｖdd)が前記キャリブレーション回路(２００)に供給されることによって複数回の時間積分と複数回の電圧比較とが順次に実行されて、順次に生成される複数回の電圧比較の結果はラッチ(９０)に順次に格納される。キャリブレーション動作の完了時点でのラッチの格納結果に従って、内蔵容量(７０：１５１)の複数のスイッチの各オン・オフ制御と半導体集積回路に形成された内蔵フィルタ(１５０)の周波数特性とが決定される(図８参照)。
【００５２】
電圧・電流変換器(２０、３０)は、スイッチ素子(ＳＷ0)を含んでいる。内蔵容量(７０：１５１)の複数のスイッチと電圧・電流変換器のスイッチ素子とのそれぞれは、半導体集積回路に形成されたＭＯＳトランジスタ(PMOS、NMOS)である。
【００５３】
前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子である前記ＭＯＳトランジスタのＮチャンネルＭＯＳトランジスタ(NMOS)のゲートには、前記キャリブレーション動作の間に前記電源電圧(Ｖdd)の安定化によって生成される安定化電圧(ＶREF)が供給されることを特徴とする(図４、図５参照)。
【発明の効果】
【００５４】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。すなわち、本発明によれば、電源電圧の変化に依存する半導体集積回路の内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
《代表的な実施の形態》
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００５６】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態による半導体集積回路は、複数の容量エレメント(Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１)と複数のスイッチ(ＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１)とを有する内蔵容量(７０：１５１)と、キャリブレーション回路(２００)とを具備する。
【００５７】
前記キャリブレーション回路は、電圧・電流変換器(２０、３０)と、時間積分器(４０、５０)と、電圧比較器(８０)と、ラッチ(９０)とを有する(図１参照)。
【００５８】
前記電圧・電流変換器は基準電圧(ＶBRG)を電流(Ｉ)に変換して、前記電流に応答する前記時間積分器は前記内蔵容量の充電と放電との少なくともいずれか一方を利用した時間積分を実行する。前記電圧比較器は、比較基準電圧と前記時間積分による前記内蔵容量の端子電圧との電圧比較を実行する。
【００５９】
キャリブレーション動作の間に、電源電圧(Ｖdd)が前記キャリブレーション回路(２００)に供給されることによって複数回の時間積分が順次に実行され、複数回の電圧比較が順次実行され、順次に生成される前記複数回の電圧比較の結果が前記ラッチに順次に格納される(図６参照)。
【００６０】
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの格納結果に従って、前記内蔵容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御と前記半導体集積回路に形成された内蔵フィルタ(１５０)の周波数特性とが決定される。
【００６１】
前記電圧・電流変換器は、スイッチ素子(ＳＷ0)を含んでいる。
【００６２】
前記内蔵容量の前記複数のスイッチと前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子とのそれぞれは、前記半導体集積回路に形成されたＭＯＳトランジスタ(PMOS、NMOS)である。
【００６３】
前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子である前記ＭＯＳトランジスタのＮチャンネルＭＯＳトランジスタ(NMOS)のゲートには、前記キャリブレーション動作の間に前記電源電圧(Ｖdd)の安定化によって生成される安定化電圧(ＶREF)が供給されることを特徴とする(図４、図５参照)。
【００６４】
前記実施の形態によれば、電源電圧の変化に依存する半導体集積回路の内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減することができる。
【００６５】
好適な実施の形態では、前記内蔵容量(７０：１５１)はキャリブレーション容量(７０)と前記内蔵フィルタ(１５０)のフィルタ容量(１５１)とを含み、前記キャリブレーション容量と前記フィルタ容量とのそれぞれは前記複数の容量エレメントと前記複数のスイッチとを有するものである。
【００６６】
前記キャリブレーション回路(２００)では所定のサーチ・アルゴリズムに従って前記キャリブレーション動作の間に、前記キャリブレーション容量(７０)の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定されることを特徴とする(図６参照)。
【００６７】
より好適な実施の形態では、前記所定のサーチ・アルゴリズムは、バイナリー・サーチであることを特徴とする(図６参照)。
【００６８】
具体的な一つの実施の形態では、前記内蔵フィルタ(１５０)は、互いに同一の構成の第１内蔵フィルタ(１５０Ａ)と第２内蔵フィルタ(１５０Ｂ)とに分割される。前記第１内蔵フィルタと前記第２内蔵フィルタとのそれぞれは、前記フィルタ容量(１５１)を含む。前記第１内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量(１５１Ａ１、Ａ２)と前記第２内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量(１５１Ｂ１、Ｂ２)とは、前記キャリブレーション回路(２００)によって並行にキャリブレーションされることを特徴とする(図７参照)。
【００６９】
最も具体的な一つの実施の形態では、前記第１内蔵フィルタと前記第２内蔵フィルタとのそれぞれは、従属接続された複数のアクティブ・フィルタを含んでいる。前記複数のアクティブ・フィルタのそれぞれは、入力容量と帰還容量として前記フィルタ容量(１５１)を含むことを特徴とする(図７参照)。
【００７０】
他の最も具体的な一つの実施の形態では、前記ラッチは、複数個のフリップフロップを含む。
【００７１】
前記時間積分器(４０、５０)は、前記変換電流に応答して前記キャリブレーション容量(７０)の充電と放電との少なくとも一方を利用した時間積分を実行する。
【００７２】
前記電圧比較器は、前記比較基準電圧と前記時間積分による前記キャリブレーション容量の端子電圧との電圧比較を実行する(図１参照)。
【００７３】
前記キャリブレーション動作の間に、前記時間積分器によって複数回の時間積分が順次に実行され、前記電圧比較器によって前記複数回の電圧比較が順次に実行される。
【００７４】
前記キャリブレーション動作の間に前記電圧比較器の出力から順次に生成される前記複数回の前記電圧比較の結果は、前記ラッチの前記複数個のフリップフロップに順次に格納される。
【００７５】
前記キャリブレーション動作の間に、順次に実行される前記複数回の電圧比較の各結果によって前記キャリブレーション容量(７０)の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定される。
【００７６】
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの前記複数個のフリップフロップでの格納結果に従って、前記内蔵フィルタ(１５０)の前記フィルタ容量(１５１)の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が決定される(図６参照)。
【００７７】
〔２〕本発明の別の観点の代表的な実施の形態による半導体集積回路は、レシーバーを具備する。
【００７８】
前記レシーバーは、低雑音増幅器と、直交ダウンコンバージョンミキサーと、第１チャンネル選択フィルタと、第２チャンネル選択フィルタとを含む。
【００７９】
ＲＦ受信信号は前記低雑音増幅器で増幅され、前記低雑音増幅器の出力のＲＦ増幅信号は前記直交ダウンコンバージョンミキサーを構成するＩ信号ミキサーとＱ信号ミキサーに供給される。
【００８０】
前記直交ダウンコンバージョンミキサーを構成する前記Ｉ信号ミキサーと前記Ｑ信号ミキサーとには、略９０度の位相差を持つＩローカル信号とＱローカル信号とがそれぞれ供給される。
【００８１】
前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｉ信号ミキサーの出力から生成されるＩダウンコンバージョン受信信号は前記第１チャンネル選択フィルタに供給される一方、前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｑ信号ミキサーの出力から生成されるＱダウンコンバージョン受信信号は前記第２チャンネル選択フィルタに供給されるものである。
【００８２】
前記第１チャンネル選択フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタのそれぞれは、前記半導体集積回路の内蔵フィルタとして半導体チップに集積化されている(図８参照)。
【００８３】
前記半導体集積回路の前記半導体チップには、複数の容量エレメント(Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１)と複数のスイッチ(ＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１)とを有する内蔵容量７０：１５１)が集積化されている。
【００８４】
前記半導体集積回路は、キャリブレーション回路(２００)を更に具備する。
【００８５】
前記キャリブレーション回路は、電圧・電流変換器(２０、３０)と、時間積分器(４０、５０)と、電圧比較器(８０)と、ラッチ(９０)とを有する。
【００８６】
前記電圧・電流変換器は基準電圧を電流に変換して、前記電流に応答する前記時間積分器は前記内蔵容量の充電と放電との少なくともいずれか一方を利用した時間積分を実行する。前記電圧比較器は、比較基準電圧と前記時間積分による前記内蔵容量の端子電圧との電圧比較を実行する。
【００８７】
キャリブレーション動作の間に、電源電圧(Ｖdd)が前記キャリブレーション回路(２００)に供給されることによって複数回の時間積分が順次に実行され、複数回の電圧比較が順次実行され、順次に生成される前記複数回の電圧比較の結果が前記ラッチに順次に格納される。
【００８８】
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの格納結果に従って、前記内蔵容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御と前記半導体集積回路に集積化された前記内蔵フィルタ(１５０)としての前記第１チャンネル選択フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタのそれぞれの周波数特性とが決定される。
【００８９】
前記電圧・電流変換器は、スイッチ素子(ＳＷ0)を含んでいる。
【００９０】
前記内蔵容量の前記複数のスイッチと前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子とのそれぞれは、前記半導体集積回路に形成されたＭＯＳトランジスタ(PMOS、NMOS)である。
【００９１】
前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子である前記ＭＯＳトランジスタのＮチャンネルＭＯＳトランジスタ(NMOS)のゲートには、前記キャリブレーション動作の間に前記電源電圧(Ｖdd)の安定化によって生成される安定化電圧(ＶREF)が供給されることを特徴とする(図４、図５参照)。
【００９２】
前記実施の形態によれば、電源電圧の変化に依存する半導体集積回路の内蔵フィルタの周波数特性の不所望な変化を軽減することができる。
【００９３】
好適な実施の形態では、前記内蔵容量(７０：１５１)はキャリブレーション容量(７０)と前記内蔵フィルタ(１５０)のフィルタ容量(１５１)とを含み、前記キャリブレーション容量と前記フィルタ容量とのそれぞれは前記複数の容量エレメントと前記複数のスイッチとを有するものである。
【００９４】
前記キャリブレーション回路(２００)では所定のサーチ・アルゴリズムに従って前記キャリブレーション動作の間に、前記キャリブレーション容量(７０)の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定されることを特徴とする(図６参照)。
【００９５】
より好適な実施の形態では、前記所定のサーチ・アルゴリズムは、バイナリー・サーチであることを特徴とする(図６参照)。
【００９６】
好適な実施の形態では、前記レシーバーは、ダイレクト・コンバージョン・レシーバーであることを特徴とする。
【００９７】
前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｉ信号ミキサーの出力から生成される前記Ｉダウンコンバージョン受信信号と前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｑ信号ミキサーの出力から生成される前記Ｑダウンコンバージョン受信信号とはそれぞれベースバンド受信信号であることを特徴とする(図８参照)。
【００９８】
より好適な実施の形態では、前記ダイレクト・コンバージョン・レシーバーはＷＣＤＭＡ受信無線信号を受信することを特徴とする。
【００９９】
《実施の形態の説明》
次に、実施の形態について更に詳述する。尚、発明を実施するための最良の形態を説明するための全図において、前記の図と同一の機能を有する部品には同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。
【０１００】
《フィルタの基本的な構成》
図１は、本発明の実施の形態によるフィルタの基本的な構成を示す図である。すなわち、図１に示すフィルタは、基準電圧発生器１０、抵抗回路２０、電圧・電流変換器３０、充電回路４０、放電回路５０、切り換えスイッチ６０、キャリブレーション容量７０、電圧比較器８０、ラッチ９０を含んでいる。さらに、図１に示すフィルタは、クロック供給回路１００、リセット回路１１０、サーチ回路１２０、チャンネル選択フィルタ１５０、キャリブレーション終了制御回路１６０を含んでいる。また、図１に示すフィルタを構成するこれらの回路１０〜１６０の全ては、半導体集積回路を構成するシリコン半導体チップの内部に集積化されている。
【０１０１】
特に、チャンネル選択フィルタ１５０は、右下に示すように、抵抗Ｒとフィルタ容量１５１とを含むローパスフィルタであり、カットオフ周波数は抵抗Ｒとフィルタ容量１５１との積の時定数で決定される。尚、チャンネル選択フィルタ１５０の抵抗Ｒは、上記非特許文献４に記載のようにトランスコンダクタによって置換されることが可能である。
【０１０２】
更に、チャンネル選択フィルタ１５０に接続された他の回路１０〜９０、１００、１１０、１２０、１６０は、キャリブレーション回路２００を構成する。このキャリブレーション回路２００は、チャンネル選択フィルタ１５０の通常動作に先立ったキャリブレーション動作を実行することによってチャンネル選択フィルタ１５０を所定の周波数特性にチューニングする。周波数チューニングは、フィルタ容量１５１のチューニングによって実行される。従って、キャリブレーション回路２００によるキャリブレーション動作の実行完了の後に、所定の周波数特性にチューニングされたチャンネル選択フィルタ１５０は妨害信号を抑圧するものである。
【０１０３】
以下に、キャリブレーション回路２００を構成する各回路の構成と動作とに関して、更に詳細に説明する。
【０１０４】
基準電圧発生器１０は、例えば、バンドギャップリファレンス電圧発生回路等によって構成されることによって、半導体集積回路の製造プロセス、動作温度、電源電圧等の影響を実質的に受けることが無い略安定したバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGを生成する。すなわち、基準電圧発生器１０からのバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGは、変動の極めて小さな定電圧として考えることができる。
【０１０５】
抵抗回路２０は、図１の左下に示すように、抵抗Ｒ１とＭＯＳトランジスタで構成されオン状態とされたスイッチＳＷ０との直列接続によって構成されている。抵抗回路２０の抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ０との直列接続によって電圧・電流変換器３０の電流が決定される。すなわち、スイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗をＲon(ＳＷ０)とすると、電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉは、次式で与えられる。
【０１０６】
Ｉ＝ＶBRG／(Ｒ１＋Ｒon(ＳＷ０))
【０１０７】
電圧・電流変換器３０からの変換電流Ｉは充電回路４０に供給されることによって、充電回路４０の充電電流の値は変換電流Ｉの値によって設定される。充電回路４０の充電電流が切り換えスイッチ６０を介してキャリブレーション容量７０を充電することで、キャリブレーション容量７０の端子電圧は増加する。放電回路５０の放電電流の値は充電回路４０の充電電流の値よりも極めて大きく設定されているので、放電回路５０の極めて大きな放電電流が切り換えスイッチ６０を介してキャリブレーション容量７０を高速放電することで、キャリブレーション容量７０の端子電圧は急速に減少する。
【０１０８】
切り換えスイッチ６０はクロック供給回路１００から供給されるクロック信号ＣＬＫに応答してクロック信号ＣＬＫのローレベル“０”の期間に充電回路４０の充電電流をキャリブレーション容量７０に供給するので、キャリブレーション容量７０は充電回路４０の充電電流によって充電されることができる。また、切り換えスイッチ６０はクロック信号ＣＬＫのハイレベル“１”の期間に放電回路５０の大きな放電電流をキャリブレーション容量７０から流出させるので、キャリブレーション容量７０は放電回路５０の大きな放電電流によって高速放電されることができる。
【０１０９】
キャリブレーション容量７０の容量値とチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１の容量値とは、サーチ回路１２０の出力からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によって制御可能とされている。図１の右下に示すように、チャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１は、並列接続の複数の容量Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１を含み、複数の容量Ｃｎ、Ｃｎ−１…Ｃ１には複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１が直列接続されている。左から１番目の容量Ｃｎは最大のウェイト(重み)の容量値を持ち、左から１番目のスイッチＳＷｎはマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最上位ビット(ＭＳＢ：Most Significant Bit)によってオン・オフが制御される。左から２番目の容量Ｃｎ−１は２番目のウェイト(重み)の容量値を持ち、左から２番目のスイッチＳＷｎ−１はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の２番目の上位ビットによってオン・オフが制御される。以下同様に構成され、最後の左からｎ番目の容量Ｃ１は最小のウェイト(重み)の容量値を持ち、左からｎ番目のスイッチＳＷ１はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最下位ビット(ＬＳＢ：Least Significant Bit)によってオン・オフが制御される。抵抗Ｒの抵抗値とサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によって制御されるフィルタ容量１５１の容量値とによって、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ特性を決定する時定数が設定される。
【０１１０】
キャリブレーション容量７０はチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１と全く同一の構成で形成されるとともに、キャリブレーション容量７０はサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によってチャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１と全く同一の方法で制御される。その結果、サーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０の制御によるキャリブレーション容量７０の容量値の変化は、チャンネル選択フィルタ１５０に含まれるフィルタ容量１５１の容量値の変化と同調するものとなる。
【０１１１】
また電圧比較器８０は、非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧と反転入力端子に供給される基準電圧発生器１０からのバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルの差を検出する。
【０１１２】
ラッチ９０はクロック信号ＣＬＫに応答してクロック信号ＣＬＫのローレベル“０”の期間に電圧比較器８０の出力信号を取り込むので、充電回路４０の充電電流によって充電されるキャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断としての電圧比較器８０の出力信号がラッチ９０にラッチされる。また、キャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断回数は、サーチ回路１２０の出力からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０のビット数と等しいものである。図１に示すフィルタのキャリブレーション動作の間の複数回の充電速度の判断結果はラッチ９０の複数個のフリップフロップに順次格納されて、キャリブレーション動作の完了時点でのラッチ９０の複数個のフリップフロップの格納結果は図１に示すフィルタを理想的な特性にチューニングするための制御情報となっている。尚、キャリブレーション動作期間中にサーチ回路１２０は、バイナリー・サーチ(Binary Search：２探査法)と呼ばれる所定のサーチ・アルゴリズムに従ってフィルタ容量１５１の複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１のオン・オフ制御のためのラッチ９０の複数のフリップフロップの格納情報を順次決定する。尚、充電回路４０とキャリブレーション容量７０とは時間積分器を構成して、キャリブレーション動作の間での複数回の積分速度としての複数回の充電速度の大小の判断結果からチューニング制御情報が生成されている。
【０１１３】
また、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の複数のスイッチＳＷｎ、ＳＷｎ−１…ＳＷ１を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗の変動による図１に示すフィルタの特性の変動は、電圧・電流変換器３０に接続された抵抗回路２０のスイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗によって補償されることができる。例えば、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の複数のスイッチを構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗の増大によって、図１に示すフィルタの特性を決定する時定数は増大しようとする。しかし、この時には抵抗回路２０のスイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗も増大するので、充電回路４０の充電電流が減少して、キャリブレーション容量７０の端子電圧の充電速度が減少する。従って、キャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断としての電圧比較器８０の出力信号とラッチ９０の複数個のフリップフロップの格納結果とは、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量が小さな容量値なるような情報となる。その結果、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量の減少によって、図１に示すフィルタの周波数特性を決定する時定数の増大が補償されることができる。
【０１１４】
《チャンネル選択フィルタのフィルタ容量》
図２は、図１に示すチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の構成を示す図である。図２に示すようにフィルタ容量１５１は第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に並列接続の５個の容量Ｃ5、Ｃ4、Ｃ3、Ｃ2、Ｃ1を含み、５個の容量Ｃ5…Ｃ1には５個のスイッチＳＷ5、ＳＷ4、ＳＷ3、ＳＷ2、ＳＷ1が直列接続されている。
【０１１５】
また、５個の容量Ｃ5…Ｃ1には１個の固定容量Ｃ6が接続され、この左から１番目の固定容量Ｃ6は最大のウェイト３２Ｃの容量値を持っている。次に左から２番目の容量Ｃ5は２番目のウェイト１６Ｃの容量値を持ち、左から１番目のスイッチＳＷ5はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最上位ビット(ＭＳＢ)の信号Ｄ5によってオン・オフが制御される。左から３番目の容量Ｃ4は３番目のウェイト８Ｃの容量値を持ち、左から２番目のスイッチＳＷ4はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の２番目の上位ビットの信号Ｄ4によってオン・オフが制御される。以下同様に構成されて、最後の左から６番目の容量Ｃ１は最小ウェイトの１Ｃ容量値を持ち、左から５番目のスイッチＳＷ1はマルチビット・ディジタル制御信号１７０の最下位ビット(ＬＳＢ) の信号Ｄ1によってオン・オフが制御される。抵抗Ｒの抵抗値とサーチ回路１２０からのマルチビット・ディジタル制御信号１７０によって制御されるフィルタ容量１５１の容量値とによって、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ特性を決定する時定数が設定される。
【０１１６】
図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1は、左下に示すように並列接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＣＭＯＳ構成のインバータ回路Ｉｎｖによって構成されている。５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1は、マルチビット・ディジタル制御信号１７０のハイレベルの信号Ｄ5…Ｄ1によってオン状態に制御される。
【０１１７】
また、図１に示すキャリブレーション容量７０は、図２に示したフィルタ容量１５１の構成と全く同様な構成で形成されることができる。
【０１１８】
《抵抗回路、電圧・電流変換器、充電回路》
図４は、図１に示す本発明の実施の形態によるキャブレーション回路２００の抵抗回路２０、電圧・電流変換器３０、充電回路４０の構成を示す図である。
【０１１９】
図３と同様に、図４の抵抗回路２０は抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ０との直列接続によって構成され、スイッチＳＷ０は並列接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＣＭＯＳ構成のインバータ回路Ｉｎｖによって構成されている。図３の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０ではＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのゲートには非安定化電源電圧Ｖddが供給されていたために、図３の抵抗回路２０に流れる電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉが電源電圧Ｖddによって変動して、キャブレーションによる内蔵フィルタの周波数特性が電源電圧Ｖddによって不所望な変動を生じると言う問題を生じていた。それに対して、図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０ではＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのゲートには非安定化電源電圧Ｖddの安定化によって生成された安定化電圧ＶREFが供給されているものである。そのため、図４の抵抗回路２０に流れる電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉが電源電圧Ｖddによって変動せず、キャブレーションによる内蔵フィルタの周波数特性が電源電圧Ｖddによって不所望な変動を生じると言う問題を解消することが可能となるものである。尚、図４のスイッチＳＷ０において、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのＰ型ウェルは接地電位ＧＮＤに接続される一方、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳのＮ型ウェルには非安定化電源電圧Ｖddの安定化によって生成された安定化電圧ＶREFが供給されている。
【０１２０】
図５は、非安定化電源電圧Ｖddから安定化電圧ＶREFを生成するための安定化電圧発生回路の構成を示す図である。
【０１２１】
図５に示す安定化電圧発生回路は、基準電圧発生器１０とシリーズレギュレータＳＲｅｇとから構成されている。図５に示す安定化電圧発生回路を構成する基準電圧発生器１０は、図１に示す本発明の実施の形態によるキャリブレーション回路２００中に含まれたバンドギャップリファレンス電圧発生回路によって構成された基準電圧発生器が使用される。従って、図５のバンドギャップリファレンス電圧発生回路によって構成された基準電圧発生器１０から生成されるバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGは半導体集積回路の製造プロセス、動作温度、電源電圧等の影響を実質的に受けることが無い略安定した電圧となる。すなわち、図５の基準電圧発生器１０は、２個のＮＰＮバイポーラトランジスタＱ11、Q12、３個の抵抗Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13、定電流源ＣＳ、演算増幅器ＯＰＡ１を含んでいる。特に、２個目のトランジスタQ12のエミッタ面積は、１個目のトランジスタQ11のエミッタ面積のＫ倍(Ｋ＞１)に設定されている。
【０１２２】
１個目のトランジスタQ11のエミッタ面積と２個目のトランジスタQ12のエミッタ面積との差によるトランジスタQ11のエミッタ・ベース電圧ＶBEQ11とトランジスタQ12のエミッタ・ベース電圧ＶBEQ12との差電圧ΔＶBE(＝ＶBEQ11−ＶBEQ12)が抵抗Ｒ13の両端間に供給されるので、２個目のトランジスタQ12の電流の値がΔＶBE／Ｒ13に設定される。
【０１２３】
従って、図５の基準電圧発生器１０から生成されるバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGは、下式に示すように１個目のトランジスタQ11のエミッタ・ベース電圧ＶBEQ12と抵抗Ｒ12の両端の電圧降下との和となる。
【０１２４】
ＶBRG＝ＶBEQ11＋ΔＶBE・Ｒ12／Ｒ13
【０１２５】
良く知られているように、上式の第１項の負の温度依存性と第２項の正の温度依存性とが相殺されるので、半導体製造プロセスの変動や温度変動や電源電圧変動と無関係にシリコンのバンドギャップ・エネルギーと等しい１．２５ボルトの安定化されたバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGが生成されるものとなる。
【０１２６】
図５に示す安定化電圧発生回路に含まれるシリーズレギュレータＳＲｅｇは、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタQp3と演算増幅器ＯＰＡ２と分圧抵抗Ｒ14、Ｒ15とによって構成されている。ＰチャンネルＭＯＳトランジスタQp3のソースには非安定化電源電圧Vddが供給され、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタQp3のゲートは演算増幅器ＯＰＡ２の出力信号によって駆動され、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタQp3のドレインから安定化電圧ＶREFが生成される。安定化電圧ＶREFの分圧抵抗Ｒ14、Ｒ15による分圧電圧は演算増幅器ＯＰＡの非反転入力端子に供給され、基準電圧発生器１０から生成されるバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGが演算増幅器ＯＰＡ２の反転入力端子に供給される。従って、安定化電圧ＶREFは、下式によって与えられる。
【０１２７】
ＶREF＝(１＋Ｒ14／Ｒ15)・ＶBRG
【０１２８】
このように、非安定化電源電圧Ｖddから図５の安定化電圧発生回路によって生成される安定化電圧ＶREFが図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０ではＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳのゲートに供給されている。この高レベルの安定化電圧ＶREFはインバータ回路Ｉｎｖの入力端子に供給されているので、インバータ回路Ｉｎｖの出力端子から生成される接地電圧によって図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳのゲートが駆動される。従って、図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０のＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮＭＯＳとＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳとは、キャリブレーション動作の間に常時オン状態に制御されている。尚、図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０では、高レベルの安定化電圧ＶREFがＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰＭＯＳのＮ型ウェルにも供給されている。
【０１２９】
図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０と図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1とは、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスによって同一の製造条件で同時に製造されることができる。従って、図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０のＣＭＯＳスイッチのオン抵抗と図２のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1のＣＭＯＳスイッチのオン抵抗とは、略等しい値となる。
【０１３０】
図４に示すように、電圧・電流変換器３０は、ダイオード接続のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1と演算増幅器ＯＰ_ＡｍｐとＮＰＮトランジスタＱ10と抵抗回路２０とによって構成されている。基準電圧発生器１０のバンドギャップリファレンス電圧ＶBRGは演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの非反転入力端子(＋)に供給され、演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの出力端子はＮＰＮトランジスタＱ10のベースに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ10のエミッタと抵抗回路２０の抵抗Ｒ1の一端は演算増幅器ＯＰ_Ａｍｐの反転入力端子(−)に接続されている。ゲート・ドレインの接続によってダイオード接続の形式とされたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1は、電源電圧ＶddとＮＰＮトランジスタＱ10のコレクタとの間に接続されている。
【０１３１】
図４に示すように、充電回路４０は、電源電圧Ｖddとキャリブレーション容量７０との間に接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2によって構成されている。充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2のソース・ゲート間には電圧・電流変換器３０のダイオード接続ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1のソース・ゲート電圧が供給されるので、２個のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp1、Ｑp2はカレントミラーを構成している。例えば、ＭＯＳトランジスタＱp1、Ｑp2の素子サイズを同一とすることよって、カレントミラーの出力側の充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2の充電電流はカレントミラーの入力側の電圧・電流変換器３０と抵抗回路２０とに流れる電圧・電流変換器３０の変換電流Ｉによって設定されることができる。
【０１３２】
また、カレントミラーの出力側の充電回路４０のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱp2の充電電流により形成されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtは、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給される。
【０１３３】
《フィルタ容量のキャリブレーション動作》
図６は、図２と図４とを参照して説明した図１に示す本発明の実施の形態によるチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の容量値をキャリブレーションするためのキャリブレーション動作を説明する図である。尚、キャリブレーション動作の間に、電源電圧Ｖddがキャリブレーション回路２００に供給されることによって、キャリブレーション動作が実行される。
【０１３４】
図６のイニシャライズ期間Ｐ０に示すように、図示されてはいないがキャリブレーション動作コマンドに応答して、リセット回路１１０からハイレベルＨのリセット信号Ｒｅｓｅｔが生成される。ハイレベルＨのリセット信号Ｒｅｓｅｔのハイレベルに応答して、ラッチ９０の複数のフリップフロップとサーチ回路１２０とは初期化される。すなわち、ラッチ９０に含まれる最上位ビット(ＭＳＢ) のフリップフロップＤ５から最下位ビット(ＬＳＢ) のフリップフロップＤ１までの５ビットの非反転出力信号は、全てハイレベルの初期状態にセットされる。
【０１３５】
次に、第１期間Ｐ１で、リセット信号ＲｅｓｅｔがローレベルLとなって、クロック供給回路１００からハイレベルＨのクロック信号ＣＬＫが生成され、キャリブレーション動作が開始される。まず第１期間Ｐ１の前半では、クロック信号ＣＬＫがハイレベルＨであるので、キャリブレーション容量７０は放電回路５０の大きな放電電流によって高速放電される。次に第１期間Ｐ１の後半ではクロック信号ＣＬＫがローレベルＬであるので、キャリブレーション容量７０は充電回路４０の充電電流によって充電される。キャリブレーション容量７０とチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１とは、イニシャライズ期間Ｐ０で、図２に示す最大のウェイト３２Ｃの容量値の１個の固定容量Ｃ6のみで構成されている。
【０１３６】
半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の初期値の固定容量Ｃ6の容量値が増大したとする。すると、第１期間Ｐ１の後半で、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過できない。従って、第１期間Ｐ１の後半で、電圧比較器８０の出力信号はローレベルＬとなる。第１期間Ｐ１の後半では、ローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のローレベルＬの出力信号がラッチ９０の最上位ビット(ＭＳＢ) のフリップフロップＤ５にセットされる。従って、ラッチ９０の最上位ビット(ＭＳＢ) のフリップフロップＤ５の内容は、初期状態のハイレベルＨから図６の実線Ｄ５(ＳＷ５)に示すようにローレベルＬに変化する。この場合には、次の第２期間Ｐ２では、ラッチ９０のフリップフロップＤ５のローレベルＬによってスイッチＳＷ5はオフ状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第２期間Ｐ２での初期値は固定容量Ｃ6のみとなる。
【０１３７】
一方、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の初期値の固定容量Ｃ6の容量値が減少したとする。すると、第１期間Ｐ１の後半では電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過するものとなる。従って、第１期間Ｐ１の後半で、電圧比較器８０の出力信号はハイレベルＨとなる。第１期間Ｐ１の後半で、ローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のハイレベルＨの出力信号がラッチ９０の最上位ビット(ＭＳＢ) のフリップフロップＤ５にセットされる。従って、ラッチ９０の最上位ビット(ＭＳＢ) のフリップフロップＤ５の内容は、図６の破線Ｄ５(ＳＷ５)に示すように初期状態のハイレベルＨの状態で維持される。この場合には次の第２期間Ｐ２で、ラッチ９０のフリップフロップＤ５のハイレベルＨによってスイッチＳＷ5はオン状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第２期間Ｐ２での初期値は固定容量Ｃ6に容量Ｃ5のウェイト１６Ｃの容量値が追加された容量となる。
【０１３８】
次に、第２期間Ｐ２では、キャリブレーション容量７０の初期値の容量値は、上述のように第１期間Ｐ１の動作の相違によって、固定容量Ｃ6の容量値のみの場合と、固定容量Ｃ6の容量値に対して容量Ｃ5のウェイト１６Ｃの容量値が追加される場合とがある。
【０１３９】
いずれの場合にも半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第２期間Ｐ２での初期値の容量値が増大したとする。すると、第２期間Ｐ２の後半で、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過できない。従って、第２期間Ｐ２の後半で、電圧比較器８０の出力信号はローレベルＬとなる。第２期間Ｐ２の後半でのローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して電圧比較器８０のローレベルＬの出力信号が、ラッチ９０のフリップフロップＤ４にセットされる。従って、ラッチ９０のフリップフロップＤ４の内容は、第２期間Ｐ２の初期状態でのハイレベルＨから図６の実線Ｄ４(ＳＷ４)に示すようにローレベルＬに変化する。この場合には、次の第３期間Ｐ３ではラッチ９０のフリップフロップＤ４のローレベルＬによってスイッチＳＷ4はオフ状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第３期間Ｐ３の初期値に容量Ｃ4のウェイト８Ｃの容量値が追加されることはない。
【０１４０】
一方、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第２期間Ｐ２での初期値の容量値が減少したとする。すると、第２期間Ｐ２の後半では、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過するものとなる。従って、第２期間Ｐ２の後半で、電圧比較器８０の出力信号はハイレベルＨとなる。すると、第２期間Ｐ２の後半のローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のハイレベルＨの出力信号がラッチ９０のフリップフロップＤ４にセットされる。従って、ラッチ９０のフリップフロップＤ４の内容は、図６の破線Ｄ４(ＳＷ４)に示すように初期状態のハイレベルＨの状態で維持される。この場合は次の第３期間Ｐ３で、ラッチ９０のフリップフロップＤ４のハイレベルＨによってスイッチＳＷ4はオン状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第３期間Ｐ３での初期値に容量Ｃ4のウェイト８Ｃの容量値が追加されるものとなる。
【０１４１】
次に、第３期間Ｐ３では、キャリブレーション容量７０の初期値の容量値は、上述のように第２期間Ｐ２の動作の相違によって、ウェイト８Ｃの容量Ｃ4が追加されていない場合と容量Ｃ4が追加されている場合とがある。
【０１４２】
いずれの場合にも半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第３期間Ｐ３での初期値の容量値が増大したとする。すると、第３期間Ｐ３の後半で電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過できない。従って、第３期間Ｐ３の後半では、電圧比較器８０の出力信号はローレベルＬとなる。第３期間Ｐ３の後半でのローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して電圧比較器８０のローレベルＬの出力信号が、ラッチ９０のフリップフロップＤ３にセットされる。その結果、ラッチ９０のフリップフロップＤ３の内容は、第３期間Ｐ３の初期状態のハイレベルＨから図６の実線Ｄ3(ＳＷ3)に示すようにローレベルＬに変化する。この場合には、次の第４期間Ｐ４では、ラッチ９０のフリップフロップＤ３のローレベルＬによってスイッチＳＷ3はオフ状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第４期間Ｐ４での初期値には容量Ｃ3のウェイト４Ｃの容量値が追加されることはない。
【０１４３】
一方、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第３期間Ｐ３での初期値の容量値が減少したとする。すると、第３期間Ｐ３の後半では、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過するものとなる。従って、第３期間Ｐ３の後半で、電圧比較器８０の出力信号はハイレベルＨとなる。すると、第３期間Ｐ３の後半のローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のハイレベルＨの出力信号がラッチ９０のフリップフロップＤ３にセットされる。従って、ラッチ９０のフリップフロップＤ３の内容は、図６の破線Ｄ3(ＳＷ3)に示すように初期状態のハイレベルＨの状態で維持される。この場合には次の第４期間Ｐ４でラッチ９０のフリップフロップＤ３のハイレベルＨによりスイッチＳＷ3はオン状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第４期間Ｐ４での初期値には容量Ｃ3のウェイト４Ｃの容量値が追加されるものとなる。
【０１４４】
次に、第４期間Ｐ４では、キャリブレーション容量７０の初期値の容量値は、上述のように第３期間Ｐ３の動作の相違によって、ウェイト４Ｃの容量Ｃ3が追加されていない場合と容量Ｃ3が追加されている場合とがある。
【０１４５】
いずれの場合にも半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第４期間Ｐ４での初期値の容量値が増大したとする。すると、第４期間Ｐ４の後半で電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過できない。従って、第４期間Ｐ４の後半では、電圧比較器８０の出力信号はローレベルＬとなる。第４期間Ｐ４の後半でのローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して電圧比較器８０のローレベルＬの出力信号が、ラッチ９０のフリップフロップＤ２にセットされる。その結果、ラッチ９０のフリップフロップＤ２の内容は、第４期間Ｐ４の初期状態のハイレベルＨから図６の実線Ｄ2(ＳＷ2)に示すようにローレベルＬに変化する。この場合には、次の第５期間Ｐ５では、ラッチ９０のフリップフロップＤ２のローレベルＬによってスイッチＳＷ2はオフ状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第５期間Ｐ５での初期値には容量Ｃ2のウェイト２Ｃの容量値が追加されることはない。
【０１４６】
一方、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第４期間Ｐ４での初期値の容量値が減少したとする。すると、第４期間Ｐ４の後半では、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過するものとなる。従って、第４期間Ｐ４の後半で、電圧比較器８０の出力信号はハイレベルＨとなる。すると、第４期間Ｐ４の後半のローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のハイレベルＨの出力信号がラッチ９０のフリップフロップＤ２にセットされる。従って、ラッチ９０のフリップフロップＤ２の内容は、図６の破線Ｄ2(ＳＷ2)に示すように初期状態のハイレベルＨの状態で維持される。この場合には次の第５期間Ｐ５でラッチ９０のフリップフロップＤ２のハイレベルＨによってスイッチＳＷ2はオン状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の第５期間Ｐ５での初期値には容量Ｃ2のウェイト２Ｃの容量値が追加されるものとなる。
【０１４７】
次に、第５期間Ｐ５では、キャリブレーション容量７０の初期値の容量値は、上述のように第４期間Ｐ４の動作の相違によって、ウェイト２Ｃの容量Ｃ2が追加されていない場合と容量Ｃ2が追加されている場合とがある。
【０１４８】
いずれの場合にも半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第５期間Ｐ５での初期値の容量値が増大したとする。すると、第５期間Ｐ５の後半で電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過できない。従って、第５期間Ｐ５の後半では、電圧比較器８０の出力信号はローレベルＬとなる。第５期間Ｐ５の後半でのローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して電圧比較器８０のローレベルＬの出力信号が、ラッチ９０のフリップフロップＤ１にセットされる。その結果、ラッチ９０のフリップフロップＤ１の内容は、第５期間Ｐ５の初期状態のハイレベルＨから図６の実線Ｄ1(ＳＷ1)に示すようにローレベルＬに変化する。この場合には、キャリブレーション動作の完了後の通常動作期間では、ラッチ９０のフリップフロップＤ１のローレベルＬによってスイッチＳＷ1はオフ状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の通常動作期間での容量値には容量Ｃ1のウェイトＣの容量値が追加されることはない。
【０１４９】
一方、半導体集積回路のシリコンＣＭＯＳ製造プロセスの偏差によって、キャリブレーション容量７０の第５期間Ｐ５での初期値の容量値が減少したとする。すると、第５期間Ｐ５の後半では、電圧比較器８０の非反転入力端子に供給されるキャリブレーション容量７０の端子電圧Ｖtの電圧レベルは、反転入力端子に供給されるリファレンス電圧ＶBRGの電圧レベルを超過するものとなる。従って、第５期間Ｐ５の後半で、電圧比較器８０の出力信号はハイレベルＨとなる。すると、第５期間Ｐ５の後半のローレベルＬのクロック信号ＣＬＫに応答して、電圧比較器８０のハイレベルＨの出力信号がラッチ９０のフリップフロップＤ１にセットされる。従って、ラッチ９０のフリップフロップＤ１の内容は、図６の破線Ｄ1(ＳＷ1)に示すように初期状態のハイレベルＨの状態で維持される。この場合には通常動作期間でラッチ９０のフリップフロップＤ１のハイレベルＨによってスイッチＳＷ1はオン状態に制御されるので、キャリブレーション容量７０の通常動作期間での容量値には容量Ｃ1のウェイトＣの容量値が追加されるものとなる。
【０１５０】
以上のようにして、イニシャライズ期間Ｐ０からスタートされるキャリブレーション動作の第１期間Ｐ１から第５期間Ｐ５までの動作によって、ラッチ９０の最上位フリップフロップＤ５から最下位フリップフロップＤ１の内容がセットされる。ラッチ９０の５ビットフリップフロップＤ５〜Ｄ１の内容によって、キャリブレーション動作の後の通常動作期間のチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の容量値が決定される。すなわち、フィルタ容量１５１の容量値に対して図２の固定容量Ｃ6に他の容量Ｃ5…容量Ｃ1が追加されるか否が、ラッチ９０の５ビットフリップフロップＤ５〜Ｄ１の内容によって決定される。
【０１５１】
第６期間Ｐ６の後半にキャリブレーション終了制御回路１６０から、ハイレベルＨのキャリブレーション終了信号ＣＡＬが生成される。第６期間Ｐ６の後半でのキャリブレーション終了信号ＣＡＬのローレベルＬからハイレベルＨへの変化に応答して、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1のオン・オフ制御を最終的に決定することも可能である。すなわち、信号ＣＡＬのローレベルＬからハイレベルＨへの変化に応答して、ラッチ９０の５ビットの内容をチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1のオン・オフ制御を最終的に決定する他のラッチの５ビットフリップフロップへ転送するようにすることも可能である。
【０１５２】
《ＭＯＳオン抵抗によるフィルタの周波数特性の変動の補償》
また、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１中に含まれた５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1のＭＯＳトランジスタのオン抵抗の変動によるフィルタ１５０の周波数特性の変動は、図４の電圧・電流変換器３０に接続された抵抗回路２０のスイッチＳＷ０を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗によって補償されることができる。例えば、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1を構成するＭＯＳトランジスタのオン抵抗の増大によって、フィルタ１５０の周波数特性を決定する時定数は増大しようとする。しかし、この時には、図４の抵抗回路２０のスイッチＳＷ０のＭＯＳトランジスタのオン抵抗も増大するので、充電回路４０の充電電流が減少して、キャリブレーション容量７０の端子電圧の充電速度が減少する。従って、キャリブレーション容量７０の充電速度の大小の判断としての電圧比較器８０の出力信号とラッチ９０の複数個のフリップフロップの格納結果とは、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量が小さな容量値なるような情報となる。その結果、チャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１のチューニング容量の減少によって、チャンネル選択フィルタ１５０の周波数特性を決定する時定数の増大が補償されることができる。
【０１５３】
《２個のフィルタの平行キャリブレーション》
図７は、図１および図２と図４から図６で説明したチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の容量値のキャリブレーション動作の技術を応用することによって、第１ローパスフィルタ１５０Ａと第２ローパスフィルタ１５０Ｂのカットオフ周波数とを希望する値に平行にキャリブレーションするための構成を示す図である。
【０１５４】
図７に示す第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂのそれぞれは、従属接続された４個のアクティブ・フィルタを含み、各アクティブ・フィルタは基本的に２個の抵抗と２個の容量と非反転増幅器とによって構成された２次のサレン・キー(Sallen-Key)型アクティブ・フィルタである。従って、図７の第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ａのそれぞれは、８次のバターワース(Butterworth)型のローパスフィルタとして構成されている。
【０１５５】
また、図７に示す第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂのそれぞれは、4個の帰還容量Ｃ11、Ｃ21、Ｃ31、Ｃ41と4個の入力容量Ｃ12、Ｃ22、Ｃ32、Ｃ42とを含んでいる。第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂのそれぞれに含まれた4個の帰還容量Ｃ11、Ｃ21、Ｃ31、Ｃ41と4個の入力容量Ｃ12、Ｃ22、Ｃ32、Ｃ42との容量値は、中央に配置されたキャリブレーション回路２００によって並列にキャリブレーションされる。
【０１５６】
すなわち、第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂの中央のキャリブレーション回路２００は図１および図２と図４から図６で説明したキャリブレーション容量７０を含むキャリブレーション回路である。従って、図７に示す中央のキャリブレーション回路２００は、内蔵のキャリブレーション容量７０と平行に第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂの内蔵の4個の帰還容量Ｃ11…Ｃ41と4個の入力容量Ｃ12…Ｃ42との各容量を構成するフィルタ容量１５１を希望値に正確にキャリブレーションするものである。このキャリブレーションは、図６に示すキャリブレーション動作のイニシャライズ期間Ｐ０からスタートされるキャリブレーション動作の第１期間Ｐ１から第５期間Ｐ５までの動作によって完了することができる。その結果、キャリブレーション動作の完了後の通常動作期間では、８次のバターワース型ローパスフィルタとして構成された第１と第２のローパスフィルタ１５０Ａ、１５０Ｂのカットオフ周波数は希望値に正確に設定されることができる。
【０１５７】
《マルチモード通信方式》
図８は、携帯電話のＧＳＭ通信方式とＷＣＤＭＡ通信方式の両者をサポートする本発明の具体的な実施の形態によるマルチモード無線周波数信号処理半導体集積回路(以下、ＲＦＩＣと言う)１０の構成を示す図である。
【０１５８】
図８に示すＲＦＩＣ１０は、ＷＣＤＭＡ受信ブロック１０１、ＧＳＭ受信ブロック１０２、第１ローカル信号生成ブロック１０３、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド受信処理ブロック１０４を含んでいる。また、ＲＦＩＣ１０は、ＧＳＭ送信ブロック１０５、第２ローカル信号生成ブロック１０６、ＷＣＤＭＡ送信ブロック１０７、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド送信処理ブロック１０８を含んでいる。
【０１５９】
図８のＲＦＩＣ１０には、フロントエンドモジュール１３を介して携帯電話端末のアンテナ１４からのＷＣＤＭＡ通信方式とＧＳＭ通信方式とのＲＦ受信信号が供給される。図８のＲＦＩＣ１０から形成されるＧＳＭ送信信号とＷＣＤＭＡ送信信号とはＧＳＭ・ＲＦ電力増幅器モジュール１１、ＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２、フロントエンドモジュール１３を介して携帯電話端末のアンテナ１４に供給される。
【０１６０】
《ＷＣＤＭＡの受信キャリブレーション動作》
次に説明するＷＣＤＭＡの受信動作に先行して、ＷＣＤＭＡの受信キャリブレーション動作が実行される。このキャリブレーション動作では、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド受信処理ブロック１０４中のＩ信号チャンネル選択フィルタを構成する４個のローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、１０４４＿Ｉ、１０４６＿Ｉ、１０４８＿ＩとＱ信号チャンネル選択フィルタを構成する４個のローパスフィルタ１０４２＿Ｑ、１０４４＿Ｑ、１０４６＿Ｑ、１０４８＿Ｑのそれぞれに含まれるフィルタ容量の値を希望値に正確に設定される。
【０１６１】
このＷＣＤＭＡの受信キャリブレーション動作には、図１および図２と図４から図７で説明したチャンネル選択フィルタのフィルタ容量の容量値のキャリブレーション動作の技術が応用されることができる。従って、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド受信処理ブロック１０４中のＩ信号チャンネル選択フィルタとＱ信号チャンネル選択フィルタとのカットオフ周波数を、略２ＭＨｚに正確に設定することができる。
【０１６２】
《ＷＣＤＭＡの受信動作》
上述のＷＣＤＭＡの受信キャリブレーション動作の完了の後、ＷＣＤＭＡの受信動作が実行される。
【０１６３】
携帯電話端末のアンテナ１４で受信されるバンド１(２１１０〜２１７０ＭＨｚ)のＷＣＤＭＡ受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、バンド１のＷＣＤＭＡ受信信号は、バンド１のためのデュプレクサー１３０１と整合回路１３０８とを介してＲＦＩＣ１０のＷＣＤＭＡ受信ブロック１０１のバンド１のための低雑音増幅器１０１０に供給される。低雑音増幅器１０１０で増幅されたバンド１のＷＣＤＭＡ受信信号は、バンド１のためのバンドパスフィルタ１５１を介して第１受信ミキサー１０１３に供給される。第１受信ミキサー１０１３には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるバンド１の受信ローカル信号(２１１０〜２１７０ＭＨｚ)が供給される。従って、第１受信ミキサー１０１３では、バンド１のＷＣＤＭＡ受信増幅信号のダイレクトダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたバンド１のＷＣＤＭＡ受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたバンド１のＷＣＤＭＡ受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１６４】
アンテナ１４で受信されるバンド９(１７４９．９〜１８７９．９ＭＨｚ)のＷＣＤＭＡ受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、バンド９のＷＣＤＭＡ受信信号は、フロントエンドモジュール１３のバンド９のためのデュプレクサー１３０２と整合回路１３０９とを介してＲＦＩＣ１０のＷＣＤＭＡ受信ブロック１０１のバンド９のための低雑音増幅器１０１１に供給される。低雑音増幅器１０１１で増幅されたバンド９のＷＣＤＭＡ受信信号は、バンド９のためのバンドパスフィルタ１５２を介して第２受信ミキサー１０１４に供給される。第２受信ミキサー１０１４には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるバンド９の受信ローカル信号(１７４９．９〜１８７９．９ＭＨｚ)が供給される。従って、第２受信ミキサー１０１４では、バンド９のＷＣＤＭＡ受信増幅信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたバンド９のＷＣＤＭＡ受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたバンド９のＷＣＤＭＡ受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩによって構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１６５】
アンテナ１４で受信されるバンド６(８７５〜８８５ＭＨｚ)のＷＣＤＭＡ受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、バンド６のＷＣＤＭＡ受信信号は、フロントエンドモジュール１３のバンド６のためのデュプレクサー１３０３と整合回路１３１０とを介してＲＦＩＣ１０のＷＣＤＭＡ受信ブロック１０１のバンド１のための低雑音増幅器１０１２に供給される。低雑音増幅器１０１２で増幅されたバンド６のＷＣＤＭＡ受信信号は、バンド６のためのバンドパスフィルタ１５３を介して第３受信ミキサー１０１５に供給される。第３受信ミキサー１０１５には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるバンド６の受信ローカル信号(８７５〜８８５ＭＨｚ)が供給される。従って、第３受信ミキサー１０１５では、バンド６のＷＣＤＭＡ受信増幅信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたバンド６のＷＣＤＭＡ受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたバンド６のＷＣＤＭＡ受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１６６】
《ＧＳＭの受信キャリブレーション動作》
次に説明するＧＳＭの受信動作に先行して、ＧＳＭの受信キャリブレーション動作が実行される。このキャリブレーション動作では、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド受信処理ブロック１０４中のＩ信号チャンネル選択フィルタを構成する４個のローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、１０４４＿Ｉ、１０４６＿Ｉ、１０４８＿ＩとＱ信号チャンネル選択フィルタを構成する４個のローパスフィルタ１０４２＿Ｑ、１０４４＿Ｑ、１０４６＿Ｑ、１０４８＿Ｑのそれぞれに含まれるフィルタ容量の値を希望値に正確に設定される。
【０１６７】
このＧＳＭの受信キャリブレーション動作には、図１および図２と図４から図７で説明したチャンネル選択フィルタのフィルタ容量の容量値のキャリブレーション動作の技術が応用されることができる。しかし、この場合には、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド受信処理ブロック１０４中のＩ信号チャンネル選択フィルタとＱ信号チャンネル選択フィルタとのカットオフ周波数を、略２００ＫＨｚと正確に設定するものである。
【０１６８】
《ＧＳＭの受信動作》
上述のＧＳＭの受信キャリブレーション動作の完了の後、ＧＳＭの受信動作が実行される。
【０１６９】
携帯電話端末のアンテナ１４で受信されるＤＣＳ１８００(１８０５〜１８５０ＭＨｚ)の受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、ＤＣＳ１８００の受信信号は、表面弾性波フィルタ１３０４と整合回路１３１１とを介してＲＦＩＣ１０のＧＳＭ受信ブロック１０２のＤＣＳ１８００のための低雑音増幅器１０２０に供給される。低雑音増幅器１０２０で増幅されたＤＣＳ１８００の受信信号は、第４受信ミキサー１０２４に供給される。第４受信ミキサー１０２４には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるＤＣＳ１８００の受信ローカル信号(１８０５〜１８５０ＭＨｚ)が供給される。従って、第４受信ミキサー１０２４では、ＤＣＳ１８００の受信信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたバンド６のＤＣＳ１８００の受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたＤＣＳ１８００の受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１７０】
携帯電話端末のアンテナ１４で受信されるＰＣＳ１９００(１９３０〜１９９０ＭＨｚ)の受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、ＰＣＳ１９００の受信信号は、表面弾性波フィルタ１３０５と整合回路１３１２とを介してＲＦＩＣ１０のＧＳＭ受信ブロック１０２のＰＣＳ１９００のための低雑音増幅器１０２１に供給される。低雑音増幅器１０２１で増幅されたＰＣＳ１９００の受信信号は、第４受信ミキサー１０２４に供給される。第４受信ミキサー１０２４には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるＰＣＳ１９００の受信ローカル信号(１９３０〜１９９０ＭＨｚ)が供給される。従って、第４受信ミキサー１０２４では、ＰＣＳ１９００の受信信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたＰＣＳ１９００の受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたＰＣＳ１９００の受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１７１】
携帯電話端末のアンテナ１４で受信されるＧＳＭ８５０(８６９〜８９４ＭＨｚ)の受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、ＧＳＭ８５０の受信信号は、表面弾性波フィルタ１３０６と整合回路１３１３とを介してＲＦＩＣ１０のＧＳＭ受信ブロック１０２のＧＳＭ８５０のための低雑音増幅器１０２２に供給される。低雑音増幅器１０２２で増幅されたＧＳＭ８５０の受信信号は、第５受信ミキサー１０２５に供給される。第５受信ミキサー１０２５には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるＧＳＭ８５０の受信ローカル信号(８６９〜８９４ＭＨｚ)が供給される。従って、第５受信ミキサー１０２５では、ＧＳＭ８５０の受信信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたＧＳＭ８５０の受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたＧＳＭ８５０の受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１７２】
携帯電話端末のアンテナ１４で受信されるＥＧＳＭ(ＧＳＭ９００：９２５〜９５０ＭＨｚ)の受信信号は、最初にフロントエンドモジュール１３のアンテナスイッチ１３００に供給される。その後、ＥＧＳＭの受信信号は、表面弾性波フィルタ１３０７と整合回路１３１４とを介してＲＦＩＣ１０のＧＳＭ受信ブロック１０２のＥＧＳＭのための低雑音増幅器１０２３に供給される。低雑音増幅器１０２３増幅されたＥＧＳＭの受信信号は、第５受信ミキサー１０２５に供給される。第５受信ミキサー１０２５には、第１ローカル信号生成ブロック１０３から生成されるＥＧＳＭの受信ローカル信号(９２５〜９５０ＭＨｚ)が供給される。従って、第５受信ミキサー１０２５では、ＥＧＳＭの受信信号のダイレクト・ダウン・コンバージョン(ＤＤＣ)が行われる。ＤＤＣで形成されたＥＧＳＭの受信アナログベースバンド信号Ｉ、Ｑは、可変利得増幅器１０４１＿Ｉ、Ｑ、１０４３＿Ｉ、Ｑ、１０４５＿Ｉ、Ｑ、１０４７＿Ｉ、Ｑ、ローパスフィルタ１０４２＿Ｉ、Ｑ、１０４４＿Ｉ、Ｑ、１０４６＿Ｉ、Ｑ、１０４８＿Ｉ、Ｑを介してＡ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑに供給される。Ａ／Ｄ変換器１０４９＿Ｉ、Ｑから変換されたＥＧＳＭの受信ディジタルベースバンド信号ＲｘＤＢ＿Ｉ、ＲｘＤＢ＿Ｑは、他のＬＳＩで構成されるベースバンド信号処理ユニット(図示せず)に供給される。
【０１７３】
《ＧＳＭの送信動作》
ベースバンド信号処理ユニット(図示せず)からＲＦＩＣ１０に供給されるＥＧＳＭおよびＧＳＭ８５０の送信ディジタルベースバンド信号ＴｘＤＢ＿Ｉ、ＴｘＤＢ＿Ｑは、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド送信処理ブロック１０８のＤ／Ａ変換器１０８０、１０８１により送信アナログベースバンド信号に変換される。
【０１７４】
ベースバンド信号処理ユニット(図示せず)からＲＦＩＣ１０に供給されるＤＣＳ１８００およびＰＣＳ１９００の送信ディジタルベースバンド信号ＴｘＤＢ＿Ｉ、ＴｘＤＢ＿Ｑも、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド送信処理ブロック１０８のＤ／Ａ変換器１０８０、１０８１により送信アナログベースバンド信号に変換されることができる。
【０１７５】
ＥＧＳＭおよびＧＳＭ８５０の送信アナログベースバンド信号もしくはＤＣＳ１８００およびＰＣＳ１９００の送信アナログベースバンド信号は、ＧＳＭ送信ブロック１０５のミキサー１０５０に供給される。ＧＳＭ送信ブロック１０５はオフセットＰＬＬの回路形式によって構成され、ＩＦミキサー１０５０には第１ローカル信号生成ブロック１０３の分周器１０３４から生成される略８０ＭＨｚの中間周波ローカル信号が供給される。従って、ＩＦミキサー１０５０から生成される送信ＩＦ信号はローパスフィルタ１０５１を介して位相比較器１０５２の一方の入力端子に供給される。位相比較器１０５２の出力はローパスフィルタ１０５３を介して送信電圧制御発振器１０５４に供給される。送信電圧制御発振器１０５４の出力に接続された分周器１０５５、１０５６の出力はフィードバック回路１０５７を介して位相比較器１０５２の他方の入力端子に供給されるので、送信電圧制御発振器１０５４から生成されるＲＦ送信信号の位相はＦミキサー１０５０から生成される送信ＩＦ信号の位相と一致する。従って、ＥＧＳＭ、ＧＳＭ８５０、ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００のいずれかのＧＳＭ通信において、送信電圧制御発振器１０５４から生成されるＲＦ送信信号は送信アナログベースバンド信号の位相変調による正確な位相情報を含むものとなる。
【０１７６】
ＥＧＳＭ、ＧＳＭ８５０、ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００のいずれかのＧＳＭ通信が位相変調による位相情報を含むと伴に振幅変調による振幅情報を含む場合には、ＩＦミキサー１０５０から生成される送信ＩＦ信号の振幅情報はローパスフィルタ１０５１を介してフィードフォワード回路１０５８の一方の入力端子に供給される。
【０１７７】
ＥＧＳＭおよびＧＳＭ８５０のＲＦ送信信号を増幅する第１ＲＦ電力増幅器１１１のＲＦ送信増幅信号の一部は、第１パワーカップラーとフィードバック回路１０５７とを介してフィードフォワード回路１０５８の他方の入力端子に供給される。フィードフォワード回路１０５８の出力信号は、制御回路１０５９を介してＧＳＭ・ＲＦ電力増幅器モジュール１１の送信パワー制御回路１１０に供給される。フィードフォワード回路１０５８の一方の入力端子と他方の入力端子とにそれぞれ供給される送信ＩＦ信号の振幅情報と第１ＲＦ電力増幅器１１１のＲＦ送信増幅信号の一部とが一致するように、制御回路１０５９と送信パワー制御回路１１０とは第１ＲＦ電力増幅器１１１の増幅利得を制御する。ＤＣＳ１８００およびＰＣＳ１９００のＲＦ送信信号を増幅する第２ＲＦ電力増幅器１１２のＲＦ送信増幅信号の一部は、第２パワーカップラーとフィードバック回路１０５７とを介してフィードフォワード回路１０５８の他方の入力端子に供給される。フィードフォワード回路１０５８の出力信号は、制御回路１０５９を介してＧＳＭ・ＲＦ電力増幅器モジュール１１の送信パワー制御回路１１０に供給される。フィードフォワード回路１０５８の一方の入力端子と他方の入力端子とにそれぞれ供給される送信ＩＦ信号の振幅情報と第２ＲＦ電力増幅器１１２のＲＦ送信増幅信号の一部とが一致するように、制御回路１０５９と送信パワー制御回路１１０とは第２ＲＦ電力増幅器１１２の増幅利得を制御する。従って、ＥＧＳＭ、ＧＳＭ８５０、ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００のいずれかのＧＳＭ通信が位相変調による位相情報を含むと伴に振幅変調による振幅情報を含む場合には、送信電圧制御発振器１０５４から生成されるＲＦ送信信号は送信アナログベースバンド信号の位相変調による正確な位相情報と振幅変調による正確な振幅情報とを含むものとなる。
【０１７８】
尚、オフセットＰＬＬのＧＳＭ送信ブロック１０５の制御回路１０５９の出力レベルに応答して送信パワー制御回路１１０が第１および第２ＲＦ電力増幅器１１１、１１２に供給される電源電圧レベルを制御することによって第１および第２ＲＦ電力増幅器１１１、１１２の増幅利得を制御するものである。
【０１７９】
また、ＥＧＳＭのＲＦ送信信号の周波数は８８９〜９１５ＭＨｚに設定され、ＧＳＭ８５０のＲＦ送信信号の周波数は８２４〜８４９ＭＨｚに設定されている。更に、ＤＣＳ１８００のＲＦ送信信号の周波数は１７１０〜１７８５ＭＨｚに設定され、ＰＣＳ１９００のＲＦ送信信号の周波数は１８５０〜１９１０ＭＨｚに設定されている。
【０１８０】
《ＷＣＤＭＡの送信動作》
ベースバンド信号処理ユニット(図示せず)からＲＦＩＣ１０に供給されるＷＣＤＭＡのバンド１あるいはバンド６あるいはバンド９の送信ディジタルベースバンド信号ＴｘＤＢ＿Ｉ、ＴｘＤＢ＿Ｑは、ＧＳＭ／ＷＣＤＭＡ・ベースバンド送信処理ブロック１０８のＤ／Ａ変換器１０８０、１０８１に供給される。Ｄ／Ａ変換器１０８０、１０８１によって変換されたＷＣＤＭＡのバンド１あるいはバンド６あるいはバンド９の送信アナログベースバンド信号は、マルチプレクサ１０８２に供給される。
【０１８１】
ＷＣＤＭＡのバンド６の送信アナログベースバンド信号は、マルチプレクサ１０８２からローパスフィルタ１０７０と他のマルチプレクサ１０７２とを介して第１送信ミキサー１０７３に供給される。第１送信ミキサー１０７３には、第２ローカル信号生成ブロック１０６から生成されるバンド６の送信ローカル信号(８３０〜８４０ＭＨｚ)が供給される。従って、第１送信ミキサー１０７３では、バンド６のＷＣＤＭＡ送信アナログベースバンド信号のダイレクト・アップ・コンバージョン(ＤＵＣ)が行われる。ＤＤＣで形成され周波数が８３０〜８４０ＭＨｚに設定されたバンド６のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、可変利得増幅器１０７５とドライバー増幅器１０７７とを介してＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２に供給される。ＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２では、バンド６のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、バンド６のための表面弾性波バンドパスフィルタ１２１０を介してＲＦ電力増幅器１２２０によって増幅される。ＲＦ電力増幅器１２２０からのバンド６のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信増幅信号は、バンド６のためのアイソレータ１３１７とデュプレクサー１３０３とアンテナスイッチ１３００とを介して、携帯電話端末のアンテナ１４に供給される。
【０１８２】
ＷＣＤＭＡのバンド９の送信アナログベースバンド信号は、マルチプレクサ１０８２から他のローパスフィルタ１０７１と他のマルチプレクサ１０７２とを介して第２送信ミキサー１０７４に供給される。第２送信ミキサー１０７４には、第２ローカル信号生成ブロック１０６から生成されるバンド９の送信ローカル信号(１７４９．９〜１７８４．９ＭＨｚ)が供給される。従って、第２送信ミキサー１０７４では、バンド９のＷＣＤＭＡ送信アナログベースバンド信号のダイレクト・アップ・コンバージョン(ＤＵＣ)が行われる。ＤＤＣで形成され周波数が１７４９．９〜１７８４．９ＭＨｚに設定されたバンド９のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、可変利得増幅器１０７６とドライバー増幅器１０７８とを介してＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２に供給される。ＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２では、バンド９のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、バンド９のための表面弾性波バンドパスフィルタ１２１１を介してＲＦ電力増幅器１２２１によって増幅される。ＲＦ電力増幅器１２２１からのバンド９のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信増幅信号は、バンド９のためのアイソレータ１３１８とデュプレクサー１３０２とアンテナスイッチ１３００とを介して、携帯電話端末のアンテナ１４に供給される。
【０１８３】
ＷＣＤＭＡのバンド１の送信アナログベースバンド信号は、マルチプレクサ１０８２から他のローパスフィルタ１０７１と他のマルチプレクサ１０７２とを介して第２送信ミキサー１０７４に供給される。第２送信ミキサー１０７４には、第２ローカル信号生成ブロック１０６から生成されるバンド１の送信ローカル信号(１９２０〜１９８０ＭＨｚ)が供給される。従って、第２送信ミキサー１０７４では、バンド１のＷＣＤＭＡ送信アナログベースバンド信号のダイレクト・アップ・コンバージョン(ＤＵＣ)が行われる。ＤＤＣで形成され周波数が１９２０〜１９８０ＭＨｚに設定されたバンド１のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、可変利得増幅器１０７６とドライバー増幅器１０７９とを介してＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２に供給される。ＷＣＤＭＡ・ＲＦ電力増幅器モジュール１２では、バンド１のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信信号は、バンド１のための表面弾性波バンドパスフィルタ１２１２を介してＲＦ電力増幅器１２２２によって増幅される。ＲＦ電力増幅器１２２２からのバンド１のＷＣＤＭＡ・ＲＦ送信増幅信号は、バンド１のためのアイソレータ１３１９とデュプレクサー１３０１とアンテナスイッチ１３００とを介して、携帯電話端末のアンテナ１４に供給される。
【０１８４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１８５】
例えば、図２に示すチャンネル選択フィルタ１５０のフィルタ容量１５１の５個のスイッチＳＷ5…ＳＷ1を制御するマルチビット・ディジタル信号Ｄ5…Ｄ1のハイレベルを図５の安定化電圧発生回路によって生成される安定化電圧ＶREFのレベルに設定するようにしても良い。
【０１８６】
また、本発明はＷＣＤＭＡ通信方式をサポートする携帯電話端末に使用される半導体集積回路に内蔵のＩ、Ｑ両チャンネルに使用するためのチャンネル選択フィルタだけでなく、高速パケット通信を可能とするＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の無線ＬＡＮの受信をサポートする導体集積回路に適用することもできる。
【０１８７】
更に、キャリブレーション動作期間中にサーチ回路１２０は、バイナリー・サーチ以外のシーケンシャル・サーチ等のその他のサーチ・アルゴリズムに従ってフィルタ容量１５１の複数のスイッチのオン・オフ制御のためのラッチ９０の複数のフリップフロップの格納情報を順次決定することもできる。
【０１８８】
また、本発明は種々の用途に使用される半導体集積回路に内蔵されるローパスフィルタのカットオフ周波数を正確に設定する場合に、広く採用することが可能である。例えば、フェーズロックドループ(ＰＬＬ)等の負帰還制御システムでのループ・フィルタやフィードバック・フィルタの周波数特性の正確に設定する場合に、本発明を適用することができる。
【０１８９】
更に本発明の上記の実施の形態では、充電回路４０とキャリブレーション容量７０とは時間積分器を構成して、キャリブレーション動作の間での複数回の積分速度としての複数回の充電速度の大小の判断結果からチューニング制御情報が生成されていた。本発明の他の実施の形態では、電圧・電流変換器３０の変換電流を放電回路５０に供給する一方、充電回路４０を高速充電とする。電圧・電流変換器３０の変換電流により制御された放電回路４０とキャリブレーション容量７０とで、時間積分器を構成する。キャリブレーション動作の間では、複数回の積分速度としての複数回の放電速度の大小の判断結果からチューニング制御情報を生成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】図１は、本発明に先立って本発明者等によって検討された周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路の内蔵フィルタの基本的な構成を示す図であり、また本発明の実施の形態によるフィルタの基本的な構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示すチャンネル選択フィルタのフィルタ容量の構成を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す本発明に先立って本発明者等によって検討された周波数特性のキャリブレーション機能を有する半導体集積回路の抵抗回路、電圧・電流変換器、充電回路の構成を示す図である。
【図４】図４は、図１に示す本発明の実施の形態によるキャブレーション回路の抵抗回路、電圧・電流変換器、充電回路の構成を示す図である。
【図５】図５は、非安定化電源電圧から安定化電圧を生成するための安定化電圧発生回路の構成を示す図である。
【図６】図６は、図２と図４とを参照して説明した図１に示す本発明の実施の形態によるチャンネル選択フィルタのフィルタ容量の容量値をキャリブレーションするためのキャリブレーション動作を説明する図である。
【図７】図７は、図１および図２と図４から図６で説明したチャンネル選択フィルタのフィルタ容量の容量値のキャリブレーション動作の技術を応用することによって、第１と第２のローパスフィルタのカットオフ周波数を希望する値に平行にキャリブレーションするための構成を示す図である。
【図８】図８は、携帯電話のＧＳＭ通信方式とＷＣＤＭＡ通信方式の両者をサポートする本発明の具体的な実施の形態によるマルチモード無線周波数信号処理半導体集積回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１９１】
１５０ チャンネル選択フィルタ
１５１ フィルタ容量
２００ キャリブレーション回路
１０ 基準電圧発生器
２０ 抵抗回路
３０ 電圧・電流変換器
４０ 充電回路
５０ 放電回路
６０ 切り換えスイッチ
７０ キャリブレーション容量
８０ 電圧比較器
９０ ラッチ
１００ クロック供給回路
１１０ リセット回路
１２０ サーチ回路
１６０ キャリブレーション終了制御回路
ＳＷ0、ＳＷ1…ＳＷn-1、ＳＷn、ＳＷ6…ＳＷ1 スイッチ
Ｃ1…Ｃn-1、Ｃn、Ｃ6…Ｃ1 容量
PMOS ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ
N MOS ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ
Ｖdd 電源電圧
ＶBGR バンドギャップリファレンス電圧
ＶREF 安定化電圧
１７０、Ｄ5…Ｄ1 マルチビット・ディジタル制御信号
ＣＬＫ クロック信号
Ｒｅｓｅｔ リセット信号
ＣＡＬ キャリブレーション終了信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の容量エレメントと複数のスイッチとを有する内蔵容量と、キャリブレーション回路とを具備する半導体集積回路であって、
前記キャリブレーション回路は、電圧・電流変換器と、時間積分器と、電圧比較器と、ラッチとを有し、
前記電圧・電流変換器は基準電圧を電流に変換して、前記電流に応答する前記時間積分器は前記内蔵容量の充電と放電との少なくともいずれか一方を利用した時間積分を実行して、前記電圧比較器は比較基準電圧と前記時間積分による前記内蔵容量の端子電圧との電圧比較を実行して、
キャリブレーション動作の間に、電源電圧が前記キャリブレーション回路に供給されることによって複数回の時間積分が順次に実行され、複数回の電圧比較が順次実行され、順次に生成される前記複数回の電圧比較の結果が前記ラッチに順次に格納され、
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの格納結果に従って、前記内蔵容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御と前記半導体集積回路に形成された内蔵フィルタの周波数特性とが決定され、
前記電圧・電流変換器は、スイッチ素子を含み、
前記内蔵容量の前記複数のスイッチと前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子とのそれぞれは、前記半導体集積回路に形成されたＭＯＳトランジスタであり、
前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子である前記ＭＯＳトランジスタのＮチャンネルＭＯＳトランジスタのゲートには、前記キャリブレーション動作の間に前記電源電圧の安定化によって生成される安定化電圧が供給されることを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】
前記内蔵容量はキャリブレーション容量と前記内蔵フィルタのフィルタ容量とを含み、前記キャリブレーション容量と前記フィルタ容量とのそれぞれは前記複数の容量エレメントと前記複数のスイッチとを有するものであり、
前記キャリブレーション回路では所定のサーチ・アルゴリズムに従って前記キャリブレーション動作の間に、前記キャリブレーション容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定されることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記所定のサーチ・アルゴリズムは、バイナリー・サーチであることを特徴とする請求項２に記載の半導体集積回路。
【請求項４】
前記内蔵フィルタは、互いに同一の構成の第１内蔵フィルタと第２内蔵フィルタとに分割され、
前記第１内蔵フィルタと前記第２内蔵フィルタとのそれぞれは、前記フィルタ容量を含み、
前記第１内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量と前記第２内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量とは、前記キャリブレーション回路によって並行にキャリブレーションされることを特徴とする請求項３に記載の半導体集積回路。
【請求項５】
前記第１内蔵フィルタと前記第２内蔵フィルタとのそれぞれは、従属接続された複数のアクティブ・フィルタを含んでおり、
前記複数のアクティブ・フィルタのそれぞれは、入力容量と帰還容量として前記フィルタ容量を含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体集積回路。
【請求項６】
前記ラッチは、複数個のフリップフロップを含み、
前記時間積分器は、前記変換電流に応答して前記キャリブレーション容量の充電と放電との少なくとも一方を利用した時間積分を実行して、
前記電圧比較器は、前記比較基準電圧と前記時間積分による前記キャリブレーション容量の端子電圧との電圧比較を実行して、
前記キャリブレーション動作の間に、前記時間積分器によって複数回の時間積分が順次に実行され、前記電圧比較器によって前記複数回の電圧比較が順次に実行され、
前記キャリブレーション動作の間に前記電圧比較器の出力から順次に生成される前記複数回の前記電圧比較の結果は、前記ラッチの前記複数個のフリップフロップに順次に格納され、
前記キャリブレーション動作の間に、順次に実行される前記複数回の電圧比較の各結果によって前記キャリブレーション容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定され、
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの前記複数個のフリップフロップでの前記格納結果に従って、前記内蔵フィルタの前記フィルタ容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が決定されることを特徴とする請求項５に記載の半導体集積回路。
【請求項７】
レシーバーを具備する半導体集積回路であって、
前記レシーバーは、低雑音増幅器と、直交ダウンコンバージョンミキサーと、第１チャンネル選択フィルタと、第２チャンネル選択フィルタとを含み、
ＲＦ受信信号は前記低雑音増幅器で増幅され、前記低雑音増幅器の出力のＲＦ増幅信号は前記直交ダウンコンバージョンミキサーを構成するＩ信号ミキサーとＱ信号ミキサーに供給され、
前記直交ダウンコンバージョンミキサーを構成する前記Ｉ信号ミキサーと前記Ｑ信号ミキサーとには、略９０度の位相差を持つＩローカル信号とＱローカル信号とがそれぞれ供給され、
前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｉ信号ミキサーの出力から生成されるＩダウンコンバージョン受信信号は前記第１チャンネル選択フィルタに供給される一方、前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｑ信号ミキサーの出力から生成されるＱダウンコンバージョン受信信号は前記第２チャンネル選択フィルタに供給され、
前記第１チャンネル選択フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタのそれぞれは、前記半導体集積回路の内蔵フィルタとして半導体チップに集積化され、
前記半導体集積回路の前記半導体チップには、複数の容量エレメントと複数のスイッチとを有する内蔵容量が集積化され、
前記半導体集積回路は、キャリブレーション回路を更に具備して、
前記キャリブレーション回路は、電圧・電流変換器と、時間積分器と、電圧比較器と、ラッチとを有し、
前記電圧・電流変換器は基準電圧を電流に変換して、前記電流に応答する前記時間積分器は前記内蔵容量の充電と放電との少なくともいずれか一方を利用した時間積分を実行して、前記電圧比較器は比較基準電圧と前記時間積分による前記内蔵容量の端子電圧との電圧比較を実行して、
キャリブレーション動作の間に、電源電圧が前記キャリブレーション回路に供給されることによって複数回の時間積分が順次に実行され、複数回の電圧比較が順次実行され、順次に生成される前記複数回の電圧比較の結果が前記ラッチに順次に格納され、
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの格納結果に従って、前記内蔵容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御と前記半導体集積回路に集積化された前記内蔵フィルタとしての前記第１チャンネル選択フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタのそれぞれの周波数特性とが決定され、
前記電圧・電流変換器は、スイッチ素子を含み、
前記内蔵容量の前記複数のスイッチと前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子とのそれぞれは、前記半導体集積回路に形成されたＭＯＳトランジスタであり、
前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子である前記ＭＯＳトランジスタのＮチャンネルＭＯＳトランジスタのゲートには、前記キャリブレーション動作の間に前記電源電圧の安定化によって生成される安定化電圧が供給されることを特徴とする半導体集積回路。
【請求項８】
前記内蔵容量はキャリブレーション容量と前記内蔵フィルタのフィルタ容量とを含み、前記キャリブレーション容量と前記フィルタ容量とのそれぞれは前記複数の容量エレメントと前記複数のスイッチとを有するものであり、
前記キャリブレーション回路では所定のサーチ・アルゴリズムに従って前記キャリブレーション動作の間に、前記キャリブレーション容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定されることを特徴とする請求項７に記載の半導体集積回路。
【請求項９】
前記所定のサーチ・アルゴリズムは、バイナリー・サーチであることを特徴とする請求項８に記載の半導体集積回路。
【請求項１０】
前記レシーバーは、ダイレクト・コンバージョン・レシーバーであり、
前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｉ信号ミキサーの出力から生成される前記Ｉダウンコンバージョン受信信号と前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｑ信号ミキサーの出力から生成される前記Ｑダウンコンバージョン受信信号とはそれぞれベースバンド受信信号であることを特徴とする請求項９に記載の半導体集積回路。
【請求項１１】
前記ダイレクト・コンバージョン・レシーバーは、ＷＣＤＭＡ受信無線信号を受信することを特徴とする請求項１０に記載の半導体集積回路。
【請求項１２】
前記第１チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタとのそれぞれは、前記フィルタ容量を含み、
前記第１チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量と前記第２チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量とは、前記キャリブレーション回路によって並行にキャリブレーションされることを特徴とする請求項１１に記載の半導体集積回路。
【請求項１３】
前記第１チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタとのそれぞれは、従属接続された複数のアクティブ・フィルタを含んでおり、
前記複数のアクティブ・フィルタのそれぞれは、入力容量と帰還容量として前記フィルタ容量を含むことを特徴とする請求項１２に記載の半導体集積回路。
【請求項１４】
前記ラッチは、複数個のフリップフロップを含み、
前記時間積分器は、前記変換電流に応答して前記キャリブレーション容量の充電と放電との少なくとも一方を利用した時間積分を実行して、
前記電圧比較器は、前記比較基準電圧と前記時間積分による前記キャリブレーション容量の端子電圧との電圧比較を実行して、
前記キャリブレーション動作の間に、前記時間積分器によって複数回の時間積分が順次に実行され、前記電圧比較器によって前記複数回の電圧比較が順次に実行され、
前記キャリブレーション動作の間に前記電圧比較器の出力から順次に生成される前記複数回の前記電圧比較の結果は、前記ラッチの前記複数個のフリップフロップに順次に格納され、
前記キャリブレーション動作の間に、順次に実行される前記複数回の電圧比較の各結果によって前記キャリブレーション容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定され、
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの前記複数個のフリップフロップでの前記格納結果に従って、前記内蔵フィルタの前記フィルタ容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が決定されることを特徴とする請求項１３に記載の半導体集積回路。
【請求項１】
複数の容量エレメントと複数のスイッチとを有する内蔵容量と、キャリブレーション回路とを具備する半導体集積回路であって、
前記キャリブレーション回路は、電圧・電流変換器と、時間積分器と、電圧比較器と、ラッチとを有し、
前記電圧・電流変換器は基準電圧を電流に変換して、前記電流に応答する前記時間積分器は前記内蔵容量の充電と放電との少なくともいずれか一方を利用した時間積分を実行して、前記電圧比較器は比較基準電圧と前記時間積分による前記内蔵容量の端子電圧との電圧比較を実行して、
キャリブレーション動作の間に、電源電圧が前記キャリブレーション回路に供給されることによって複数回の時間積分が順次に実行され、複数回の電圧比較が順次実行され、順次に生成される前記複数回の電圧比較の結果が前記ラッチに順次に格納され、
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの格納結果に従って、前記内蔵容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御と前記半導体集積回路に形成された内蔵フィルタの周波数特性とが決定され、
前記電圧・電流変換器は、スイッチ素子を含み、
前記内蔵容量の前記複数のスイッチと前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子とのそれぞれは、前記半導体集積回路に形成されたＭＯＳトランジスタであり、
前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子である前記ＭＯＳトランジスタのＮチャンネルＭＯＳトランジスタのゲートには、前記キャリブレーション動作の間に前記電源電圧の安定化によって生成される安定化電圧が供給されることを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】
前記内蔵容量はキャリブレーション容量と前記内蔵フィルタのフィルタ容量とを含み、前記キャリブレーション容量と前記フィルタ容量とのそれぞれは前記複数の容量エレメントと前記複数のスイッチとを有するものであり、
前記キャリブレーション回路では所定のサーチ・アルゴリズムに従って前記キャリブレーション動作の間に、前記キャリブレーション容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定されることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記所定のサーチ・アルゴリズムは、バイナリー・サーチであることを特徴とする請求項２に記載の半導体集積回路。
【請求項４】
前記内蔵フィルタは、互いに同一の構成の第１内蔵フィルタと第２内蔵フィルタとに分割され、
前記第１内蔵フィルタと前記第２内蔵フィルタとのそれぞれは、前記フィルタ容量を含み、
前記第１内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量と前記第２内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量とは、前記キャリブレーション回路によって並行にキャリブレーションされることを特徴とする請求項３に記載の半導体集積回路。
【請求項５】
前記第１内蔵フィルタと前記第２内蔵フィルタとのそれぞれは、従属接続された複数のアクティブ・フィルタを含んでおり、
前記複数のアクティブ・フィルタのそれぞれは、入力容量と帰還容量として前記フィルタ容量を含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体集積回路。
【請求項６】
前記ラッチは、複数個のフリップフロップを含み、
前記時間積分器は、前記変換電流に応答して前記キャリブレーション容量の充電と放電との少なくとも一方を利用した時間積分を実行して、
前記電圧比較器は、前記比較基準電圧と前記時間積分による前記キャリブレーション容量の端子電圧との電圧比較を実行して、
前記キャリブレーション動作の間に、前記時間積分器によって複数回の時間積分が順次に実行され、前記電圧比較器によって前記複数回の電圧比較が順次に実行され、
前記キャリブレーション動作の間に前記電圧比較器の出力から順次に生成される前記複数回の前記電圧比較の結果は、前記ラッチの前記複数個のフリップフロップに順次に格納され、
前記キャリブレーション動作の間に、順次に実行される前記複数回の電圧比較の各結果によって前記キャリブレーション容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定され、
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの前記複数個のフリップフロップでの前記格納結果に従って、前記内蔵フィルタの前記フィルタ容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が決定されることを特徴とする請求項５に記載の半導体集積回路。
【請求項７】
レシーバーを具備する半導体集積回路であって、
前記レシーバーは、低雑音増幅器と、直交ダウンコンバージョンミキサーと、第１チャンネル選択フィルタと、第２チャンネル選択フィルタとを含み、
ＲＦ受信信号は前記低雑音増幅器で増幅され、前記低雑音増幅器の出力のＲＦ増幅信号は前記直交ダウンコンバージョンミキサーを構成するＩ信号ミキサーとＱ信号ミキサーに供給され、
前記直交ダウンコンバージョンミキサーを構成する前記Ｉ信号ミキサーと前記Ｑ信号ミキサーとには、略９０度の位相差を持つＩローカル信号とＱローカル信号とがそれぞれ供給され、
前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｉ信号ミキサーの出力から生成されるＩダウンコンバージョン受信信号は前記第１チャンネル選択フィルタに供給される一方、前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｑ信号ミキサーの出力から生成されるＱダウンコンバージョン受信信号は前記第２チャンネル選択フィルタに供給され、
前記第１チャンネル選択フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタのそれぞれは、前記半導体集積回路の内蔵フィルタとして半導体チップに集積化され、
前記半導体集積回路の前記半導体チップには、複数の容量エレメントと複数のスイッチとを有する内蔵容量が集積化され、
前記半導体集積回路は、キャリブレーション回路を更に具備して、
前記キャリブレーション回路は、電圧・電流変換器と、時間積分器と、電圧比較器と、ラッチとを有し、
前記電圧・電流変換器は基準電圧を電流に変換して、前記電流に応答する前記時間積分器は前記内蔵容量の充電と放電との少なくともいずれか一方を利用した時間積分を実行して、前記電圧比較器は比較基準電圧と前記時間積分による前記内蔵容量の端子電圧との電圧比較を実行して、
キャリブレーション動作の間に、電源電圧が前記キャリブレーション回路に供給されることによって複数回の時間積分が順次に実行され、複数回の電圧比較が順次実行され、順次に生成される前記複数回の電圧比較の結果が前記ラッチに順次に格納され、
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの格納結果に従って、前記内蔵容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御と前記半導体集積回路に集積化された前記内蔵フィルタとしての前記第１チャンネル選択フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタのそれぞれの周波数特性とが決定され、
前記電圧・電流変換器は、スイッチ素子を含み、
前記内蔵容量の前記複数のスイッチと前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子とのそれぞれは、前記半導体集積回路に形成されたＭＯＳトランジスタであり、
前記電圧・電流変換器の前記スイッチ素子である前記ＭＯＳトランジスタのＮチャンネルＭＯＳトランジスタのゲートには、前記キャリブレーション動作の間に前記電源電圧の安定化によって生成される安定化電圧が供給されることを特徴とする半導体集積回路。
【請求項８】
前記内蔵容量はキャリブレーション容量と前記内蔵フィルタのフィルタ容量とを含み、前記キャリブレーション容量と前記フィルタ容量とのそれぞれは前記複数の容量エレメントと前記複数のスイッチとを有するものであり、
前記キャリブレーション回路では所定のサーチ・アルゴリズムに従って前記キャリブレーション動作の間に、前記キャリブレーション容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定されることを特徴とする請求項７に記載の半導体集積回路。
【請求項９】
前記所定のサーチ・アルゴリズムは、バイナリー・サーチであることを特徴とする請求項８に記載の半導体集積回路。
【請求項１０】
前記レシーバーは、ダイレクト・コンバージョン・レシーバーであり、
前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｉ信号ミキサーの出力から生成される前記Ｉダウンコンバージョン受信信号と前記直交ダウンコンバージョンミキサーの前記Ｑ信号ミキサーの出力から生成される前記Ｑダウンコンバージョン受信信号とはそれぞれベースバンド受信信号であることを特徴とする請求項９に記載の半導体集積回路。
【請求項１１】
前記ダイレクト・コンバージョン・レシーバーは、ＷＣＤＭＡ受信無線信号を受信することを特徴とする請求項１０に記載の半導体集積回路。
【請求項１２】
前記第１チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタとのそれぞれは、前記フィルタ容量を含み、
前記第１チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量と前記第２チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタに含まれた前記フィルタ容量とは、前記キャリブレーション回路によって並行にキャリブレーションされることを特徴とする請求項１１に記載の半導体集積回路。
【請求項１３】
前記第１チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタと前記第２チャンネル選択フィルタとしての前記内蔵フィルタとのそれぞれは、従属接続された複数のアクティブ・フィルタを含んでおり、
前記複数のアクティブ・フィルタのそれぞれは、入力容量と帰還容量として前記フィルタ容量を含むことを特徴とする請求項１２に記載の半導体集積回路。
【請求項１４】
前記ラッチは、複数個のフリップフロップを含み、
前記時間積分器は、前記変換電流に応答して前記キャリブレーション容量の充電と放電との少なくとも一方を利用した時間積分を実行して、
前記電圧比較器は、前記比較基準電圧と前記時間積分による前記キャリブレーション容量の端子電圧との電圧比較を実行して、
前記キャリブレーション動作の間に、前記時間積分器によって複数回の時間積分が順次に実行され、前記電圧比較器によって前記複数回の電圧比較が順次に実行され、
前記キャリブレーション動作の間に前記電圧比較器の出力から順次に生成される前記複数回の前記電圧比較の結果は、前記ラッチの前記複数個のフリップフロップに順次に格納され、
前記キャリブレーション動作の間に、順次に実行される前記複数回の電圧比較の各結果によって前記キャリブレーション容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が順次に決定され、
前記キャリブレーション動作の完了時点での前記ラッチの前記複数個のフリップフロップでの前記格納結果に従って、前記内蔵フィルタの前記フィルタ容量の前記複数のスイッチの各オン・オフ制御が決定されることを特徴とする請求項１３に記載の半導体集積回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１４１６５１（Ｐ２０１０−１４１６５１Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１６６２０（Ｐ２００８−３１６６２０）
【出願日】平成２０年１２月１２日（２００８．１２．１２）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１２日（２００８．１２．１２）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]