正弦波乘法装置以及具有其的输入装置制造方法及图纸

与输出信号(Qu1)含有的第1矩形波(W1)的第3高次谐波和输入信号(Vi)之积对应的信号成分、以及与第1矩形波(W1)的第5次高次谐波和输入信号(Vi)之积对应的信号成分通过与输出信号(Qu2)含有的第2矩形波(W2)的基波和输入信号(Vi)之积对应的信号成分、以及与输出信号(Qu3)含有的第2矩形波(W3)的基波和输入信号(Vi)之积对应的信号成分被抵消。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正弦波乘法装置以及具有其的输入装置
本专利技术涉及将正弦波与输入信号相乘的正弦波乘法装置以及具有其的输入装置。
技术介绍
在将正弦波与输入信号相乘的情况下，一般使用利用吉尔伯特单元等模拟乘法器的方法(参照下述专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000－315919号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题吉尔伯特单元型的模拟乘法器例如以上述专利文献1的由图1所示那样的构成来进行实用化。在用双极晶体管来构成吉尔伯特单元的情况下，如专利文献1的式子(14)、式子(20)所示，在乘法结果中热电压VT作为系数被包含。热电压VT由“k·T/q”表示，k是波尔兹曼常数，T是绝对温度，q是电子的元电荷。由此，吉尔伯特单元的乘法结果即输出电压根据温度而发生变化。这点在由MOS晶体管构成的其他模拟乘法器中也是相同的。另外，在模拟乘法器中，由于晶体管的输入输出特性的非线性，对于确保乘法精度需要限制输入电压的范围。为此，在例如静电电容方式的输入装置中使用模拟乘法器的情况下，信号的动态范围的确保、由温度引起的变动成为问题。另外，在使用模拟乘法器来进行正弦波的乘法的情况下，需要另外产生正弦波。由此，为了例如通过将正弦波与输入信号相乘而进行高精度的信号提取，需要产生高精度的正弦波，因此，有正弦波产生用的电路规模变大，消耗电力增大这样的问题。本专利技术鉴于上述情况而做出，其目的是提供一种正弦波乘法装置，在简单的构成中输入信号的电平的范围广，由温度引起的特性的变动少。用于解决问题的手段本专利技术的第一观点是将规定的频率的正弦波与差分信号相乘的正弦波乘法装置，具备：第1输入端子以及第2输入端子，输入有上述输入信号；多个矩形波乘法部，分别将不同的频率的矩形波与上述输入信号相乘；以及信号合成部，对多个上述矩形波乘法部的乘法结果的信号进行合成。上述矩形波能够作为基波与多个高次谐波之和进行近似，上述基波是频率最低的正弦波，多个上述高次谐波是相对上述基波而分别带有整数倍的频率的正弦波。多个上述矩形波乘法部具有：1个第1矩形波乘法部，将以上述规定的频率的正弦波为上述基波的第1矩形波与上述输入信号相乘；以及1个或者多个第2矩形波乘法部，将以和上述第1矩形波含有的1个上述高次谐波相等的正弦波或者使该1个高次谐波的相位反转后的正弦波为上述基波的第2矩形波与上述输入信号相乘。上述信号合成部通过与上述第2矩形波乘法部的乘法结果的信号含有的上述第2矩形波的上述基波和上述输入信号之积对应的信号成分来抵消与上述第1矩形波乘法部的乘法结果的信号含有的上述第1矩形波的至少1个上述高次谐波和上述输入信号之积对应的信号成分。各个上述矩形波乘法部具有带有相同静电电容的2个电容器，各个上述矩形波乘法部在与上述输入信号相乘的上述矩形波的一个周期中的一个半周期和另一个半周期的各自中，以规定的间隔交替地反复进行将带有与上述输入信号对应的差的电荷向上述2个电容器分别积蓄的充电动作、以及将通过上述充电动作积蓄到上述2个电容器的电荷分别向上述信号合成部输出的电荷输出动作，各个上述矩形波乘法部使上述充电动作时的上述输入信号的极性与上述电荷输出动作时从上述2个电容器向上述信号合成部输出的电荷之差的极性之间的关系在该一个半周期和该另一个半周期反转。上述信号合成部对从多个上述矩形波乘法部的上述2个电容器通过上述电荷输出动作而输出的电荷分别进行合成。根据上述的构成，与上述第1矩形波乘法部的输出信号含有的上述第1矩形波的至少1个上述高次谐波和上述输入信号之积对应的信号成分通过与上述第2矩形波乘法部的输出信号含有的上述第2矩形波的上述基波和上述输入信号之积对应的信号成分被抵消。因此，在上述信号合成部的合成结果的信号中，与上述第1矩形波的上述高次谐波和上述输入信号之积对应的信号成分减少，与上述第1矩形波的上述基波(上述规定的频率的正弦波)和上述输入信号之积对应的信号成分成为优势的成分。在上述正弦波乘法装置中，使用上述矩形波乘法部进行正弦波(上述第1矩形波的上述基波)与上述输入信号的乘法，因此，难以如模拟乘法器那样受到晶体管的温度特性的影响，由温度引起的特性的变动少。另外，通过使用上述矩形波乘法部，难以如模拟乘法器那样受到晶体管的输入输出非线形特性的影响，因此，输入信号的电平的范围变大。进而，在上述正弦波乘法装置中，通过使用上述矩形波乘法部而能够省略正弦波产生器，所以，电路构成变得简单。另外，根据上述的构成，在多个上述矩形波乘法部中，基于与上述输入信号对应的电荷之差来进行上述输入信号与上述矩形波的乘法，作为该乘法结果的信号而得到的电荷之差在上述信号合成部中被合成。因此，变得容易去除共模噪声，抗噪性提高。优选地，还可以是，上述第1矩形波乘法部的上述电容器的静电电容和1个上述第2矩形波乘法部的上述电容器的静电电容之比具有与上述第1矩形波的基波的振幅和具有与该1个第2矩形波乘法部的上述第2矩形波的基波相等的频率的上述第1矩形波的高次谐波的振幅之比对应的值。根据上述的构成，能够基于上述第1矩形波乘法部的电容器与上述第2矩形波乘法部的电容器之间的静电电容比，将与上述第1矩形波的高次谐波和上述输入信号之积对应的信号成分以及与上述第2矩形波的基波和上述输入信号之积对应的信号成分抵消。电容器的静电电容比难以受到由温度、制造过程造成的偏差的影响，因此，能够精度良好地进行上述信号成分的抵消。优选地，本专利技术的第一观点涉及的正弦波乘法装置还可以具备共同连接有多个上述矩形波乘法部的第1公共节点、第2公共节点、第3公共节点以及第4公共节点。上述矩形波乘法部还可以具有带有相同静电电容的第1电容器以及第2电容器。上述矩形波乘法部还可以在上述充电动作中，将上述第1输入端子以及上述第2输入端子的一方与上述第1公共节点之间产生的电压施加到上述第1电容器，并且将上述第1输入端子以及上述第2输入端子的另一方与上述第2公共节点之间产生的电压施加到上述第2电容器，在上述电荷输出动作中，使上述第1电容器连接于上述第1公共节点与上述第3公共节点之间，并且使上述第2电容器连接于上述第2公共节点与上述第4公共节点之间。另外，上述矩形波乘法部还可以使上述充电动作时的上述输入信号的极性与上述充电动作时上述第1电容器所积蓄的电荷减去上述第2电容器所积蓄的电荷后的电荷差的极性之间的关系在该一个半周期和该另一个半周期反转。上述信号合成部还可以调节上述第3公共节点的电压以及上述第4公共节点的电压，以使上述第1公共节点的电压和上述第2公共节点的电压变得相等。另外，上述信号合成部还可以将上述第3公共节点与上述第4公共节点的电压差作为与从多个上述矩形波乘法部通过上述电荷输出动作而输出的电荷的合成结果对应的信号进行输出。优选地，上述矩形波乘法部还可以具有第1电容器，一端与上述第1公共节点连接；第2电容器，一端与上述第2公共节点连接，并带有与上述第1电容器相同的静电电容；第1开关电路，在与上述输入信号相乘的上述矩形波的一个周期中的一个半周期的上述充电动作中，使上述第1电容器的另一端与上述第1输入端子连接并且使上述第2电容器的另一端与上述第2输入端子连接，在上述矩形波的上述一个周期中的另一个半周期的上述充电动作中，使上述第1电容器的上述另一端与上述第2输入端子连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正弦波乘法装置，将规定的频率的正弦波与输入信号相乘，其特征在于，具备：第1输入端子以及第2输入端子，输入有差分信号作为上述输入信号；多个矩形波乘法部，分别将不同的频率的矩形波与上述输入信号相乘；以及信号合成部，对多个上述矩形波乘法部的乘法结果的信号进行合成，上述矩形波能够作为基波与多个高次谐波之和进行近似，上述基波是频率最低的正弦波，多个上述高次谐波是相对上述基波而分别带有整数倍的频率的正弦波，多个上述矩形波乘法部具有：1个第1矩形波乘法部，将以上述规定的频率的正弦波为上述基波的第1矩形波与上述输入信号相乘；以及1个或者多个第2矩形波乘法部，将以和上述第1矩形波含有的1个上述高次谐波相等的正弦波或者使该1个高次谐波的相位反转后的正弦波为上述基波的第2矩形波与上述输入信号相乘，上述信号合成部通过与上述第2矩形波乘法部的乘法结果的信号含有的上述第2矩形波的上述基波和上述输入信号之积对应的信号成分来抵消与上述第1矩形波乘法部的乘法结果的信号含有的上述第1矩形波的至少1个上述高次谐波和上述输入信号之积对应的信号成分，各个上述矩形波乘法部具有带有相同静电电容的2个电容器，各个上述矩形波乘法部在与上述输入信号相乘的上述矩形波的一个周期中的一个半周期和另一个半周期的各自中，以规定的间隔交替地反复进行将带有与上述输入信号对应的差的电荷向上述2个电容器分别积蓄的充电动作、以及将通过上述充电动作积蓄到上述2个电容器的电荷分别向上述信号合成部输出的电荷输出动作，各个上述矩形波乘法部使上述充电动作时的上述输入信号的极性与上述电荷输出动作时从上述2个电容器向上述信号合成部输出的电荷之差的极性之间的关系在该一个半周期和该另一个半周期反转，上述信号合成部对从多个上述矩形波乘法部的上述2个电容器通过上述电荷输出动作而输出的电荷分别进行合成。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.16 JP 2015-2051251.一种正弦波乘法装置，将规定的频率的正弦波与输入信号相乘，其特征在于，具备：第1输入端子以及第2输入端子，输入有差分信号作为上述输入信号；多个矩形波乘法部，分别将不同的频率的矩形波与上述输入信号相乘；以及信号合成部，对多个上述矩形波乘法部的乘法结果的信号进行合成，上述矩形波能够作为基波与多个高次谐波之和进行近似，上述基波是频率最低的正弦波，多个上述高次谐波是相对上述基波而分别带有整数倍的频率的正弦波，多个上述矩形波乘法部具有：1个第1矩形波乘法部，将以上述规定的频率的正弦波为上述基波的第1矩形波与上述输入信号相乘；以及1个或者多个第2矩形波乘法部，将以和上述第1矩形波含有的1个上述高次谐波相等的正弦波或者使该1个高次谐波的相位反转后的正弦波为上述基波的第2矩形波与上述输入信号相乘，上述信号合成部通过与上述第2矩形波乘法部的乘法结果的信号含有的上述第2矩形波的上述基波和上述输入信号之积对应的信号成分来抵消与上述第1矩形波乘法部的乘法结果的信号含有的上述第1矩形波的至少1个上述高次谐波和上述输入信号之积对应的信号成分，各个上述矩形波乘法部具有带有相同静电电容的2个电容器，各个上述矩形波乘法部在与上述输入信号相乘的上述矩形波的一个周期中的一个半周期和另一个半周期的各自中，以规定的间隔交替地反复进行将带有与上述输入信号对应的差的电荷向上述2个电容器分别积蓄的充电动作、以及将通过上述充电动作积蓄到上述2个电容器的电荷分别向上述信号合成部输出的电荷输出动作，各个上述矩形波乘法部使上述充电动作时的上述输入信号的极性与上述电荷输出动作时从上述2个电容器向上述信号合成部输出的电荷之差的极性之间的关系在该一个半周期和该另一个半周期反转，上述信号合成部对从多个上述矩形波乘法部的上述2个电容器通过上述电荷输出动作而输出的电荷分别进行合成。2.如权利要求1所述的正弦波乘法装置，其特征在于，上述第1矩形波乘法部的上述电容器的静电电容和1个上述第2矩形波乘法部的上述电容器的静电电容之比具有与上述第1矩形波的基波的振幅和具有与该1个第2矩形波乘法部的上述第2矩形波的基波相等的频率的上述第1矩形波的高次谐波的振幅之比对应的值。3.如权利要求1或2所述的正弦波乘法装置，其特征在于，上述正弦波乘法装置具备共同连接有多个上述矩形波乘法部的第1公共节点、第2公共节点、第3公共节点以及第4公共节点，上述矩形波乘法部具有带有相同静电电容的第1电容器以及第2电容器，上述矩形波乘法部在上述充电动作中，将上述第1输入端子以及上述第2输入端子的一方与上述第1公共节点之间产生的电压施加到上述第1电容器，并且将上述第1输入端子以及上述第2输入端子的另一方与上述第2公共节点之间产生的电压施加到上述第2电容器，在上述电荷输出动作中，使上述第1电容器连接于上述第1公共节点与上述第3公共节点之间，并且使上述第2电容器连接于上述第2公共节点与上述第4公共节点之间，上述矩形波乘法部使上述充电动作时的上述输入信号的极性与上述充电动作时上述第1电容器所积蓄的电荷减去上述第2电容器所积蓄的电荷后的电荷差的极性之间的关系在该一个半周期和该另一个半周期反转，上述信号合成部调节上述第3公共节点的电压以及上述第4公共节点的电压，以使上述第1公共节点的电压和上述第2公共节点的电压变得相等，将上述第3公共节点与上述第4公共节点的电压差作为与从多个上述矩形波乘法部通过上述电荷输出动作而输出的电荷的合成结果对应的信号进行输出。4.如权利要求1或2所述的正弦波乘法装置，其特征在于，上述正弦波乘法装置具备共同连接有多个上述矩形波乘法部的第1公共节点、第2公共节点、第3公共节点以及第4公共节点，上述矩形波乘法部具有：第1电容器，一端与上...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅尾阳，筱井洁，藤由达巳，
申请(专利权)人：阿尔卑斯电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP