JP4928577B2 - アナログ信号出力回路 - Google Patents
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Description
このような半導体集積回路を使ったオーディオ機器において、オーディオ信号をスピーカやヘッドホンから音楽等として出力する場合、SC回路は、D/Aコンバータを使ってデジタル信号をアナログ化する、あるいはアナログ化された信号を低音強調する、さらにフィルタリングする。
しかしながら、上記した従来技術では、SC回路において瞬時にグランド電圧を出力信号とすると、電圧段差が発生する。電圧段差は、クリックノイズと呼ばれるノイズを発生させ、このノイズがユーザに違和感を与える。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、音楽や音声の出力中にオーディオ機器をミュート状態にした場合、クリックノイズを発生することなく緩やかに出力信号を変化させることができるアナログ信号出力回路を提供することを目的とする。
本発明の一態様のアナログ信号出力回路は、比較的簡易に電荷放出回路を実現することができる。
本発明の一態様のアナログ信号出力回路は、信号入力回路のスイッチのわずかな漏れ電流のために差動増幅器の出力が不確定となることを防ぐことができる。
本発明の一態様のアナログ信号出力回路は、比較的簡易に電荷放出回路を実現することができる。
本発明の一態様のアナログ信号出力回路は、信号入力回路のスイッチのわずかな漏れ電流のために差動増幅器の出力が不確定となることを防ぐことができる。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1のアナログ出力回路を説明するための回路図である。図示したように、実施形態1のアナログ出力回路は、アナログ出力回路の本体となる回路部110と、クロック制御回路108を備えている。信号入力回路100は、回路部110に信号を入力するための回路であって、スイッチ部101a、101bと、キャパシタ102aとを備えている。スイッチ部101a、101bは、各々スイッチS1、S2を備えている。そして、入力信号Viを入力し、回路部110に出力信号を入力させる。
回路部110のスイッチ部101cは、スイッチ部101a、101bと同様にスイッチS1、S2を備えている。スイッチ部101a、101b、101cのスイッチS1、S2は、いずれも2相のノンオーバーラップクロックで制御される。また、スイッチ部105は、スイッチS3を含んでいる。アナログ信号出力回路100は、このようなスイッチS1、S2、S3によって動作される。
信号入力回路100において、入力信号Viは、スイッチ部101aのスイッチS1がオンされているタイミングでキャパシタ102aによってサンプリングされる。サンプリングされた入力信号Viの電荷は、スイッチ部101aのスイッチS2がオンされるタイミングで差動増幅器103の反転入力端子103aに転送される。
キャパシタ102cは、アナログ信号出力回路がローパスフィルタを形成するために設けられたキャパシタである。キャパシタ102cは、一方の端子がノンオーバーラップクロック信号で制御されるスイッチS1とS2により、差動増幅器103の反転の反転入力端子103aと出力端子106とに交互に接続される。
また、クロック制御回路108は、ミュート動作開始時に、スイッチ部105のスイッチS3に対し、スイッチS3が所定のパターンで1回以上オン、またはオフするようにクロック信号を出力する。
図2に示したように、実施形態1では、クロック制御回路108が、通常動作時にはスイッチS1、S2にノンオーバーラップクロック信号を出力している。そして、ミュートの設定がなされると、スイッチS1、スイッチS2に出力されていたノンオーバーラップのクロック信号を停止させると共に、スイッチS3に対してクロック信号の出力を開始する。なお、図示したクロック信号は、いずれも立ち上がりから立ち下がりの間スイッチをオンさせて、立ち下がりから次の立ち上がりまでの間スイッチをオフさせるものとする。
実施形態1では、スイッチS3に対して出力されるクロック信号のパターンを、オン期間が短く、オフ期間が長くなるように設定する。また、オン、オフを1回以上行う(オン回数、オフ回数が1回以上)ものとし、好ましくはオン回数、オフ回数を各々数回ないしは数万回とする。スイッチS3がオンしたとき、キャパシタ102bに保持されていた電荷の一部が抵抗素子104を通って放出される。また、スイッチS3がオフしたときには抵抗素子104を通る経路が遮断される。
このため、スイッチS3をオン、オフさせることにより、キャパシタ102bに保持されていた電荷が段階的に放出できるから、出力端子106から出力されるアナログ出力信号Voを、所定の時間をかけて緩やかに信号動作点電圧に収束させることができる。
アナログ出力回路において、経済等の観点から、キャパシタ102bの容量は10pF、スイッチS3と直列接続される抵抗素子104の抵抗値は100Kオーム程度と考えられる。このとき、アナログ出力信号Voの時定数は1μSとなる。このような時停数の場合、比較的大きな信号の出力時においてミュートが設定されると、アナログ出力信号Voがグランド電位となるとき有感なクリックノイズが発生する。
また、スイッチS3のオン期間とオフ期間との比を変更することにより、より緩やかな出力電圧変化を実現することができるようにもなる。具体的には、例えばミュート開始直後はオン期間とオフ期間とのデューティ比を小さく、徐々に大きくすることが考えられる。
図3は、本発明の実施形態2のアナログ出力回路を説明するための回路図である。なお、実施形態2の回路は、図1に示した実施形態1の回路と同様の構成を含んでいる。このため、同様の符号については同様の符号を付し、説明を一部略すものとする。
実施形態2のアナログ出力回路は、実施形態1と同様に、信号入力回路100を備えている。信号入力回路100は、実施形態1と同様に、2相のノンオーバーラップクロック信号で制御されるスイッチS1とS2とによって動作される。入力信号Viは、スイッチ部101aのスイッチS1がオンしている間にキャパシタ102aによってサンプリングされる。スイッチ部101bのスイッチS2のオンによってサンプリングされた電荷は差動増幅器の反転入力端子103aに転送される。
また、実施形態2においても、回路部310にはキャパシタ102cが設けられていて、アナログ信号出力回路がローパスフィルタを形成する。キャパシタ102cは、その片端子がスイッチS1とS2とによって出力端子106と差動増幅器の反転入力端子103aに交互に接続される。
また、図4に示したように、クロック制御回路308は、ミュートの開始時、スイッチ部301のスイッチS3とスイッチ部302のスイッチS4との対し、所定のパターンを有し、かつスイッチS3、スイッチS4が同時にオンにならないノンオーバーラップの同期信号を出力する。同期信号にしたがってオン、オフすることにより、スイッチS3、スイッチS4が、1回以上交互にオン、オフされる。
さらに、実施形態2においても、スイッチS3、S4のオン期間とオフ期間との比を変更することにより、より緩やかな出力電圧変化を実現することができるようにもなる。具体的には、例えばミュート開始直後はオン期間とオフ期間との周期を短く、徐々に長くすることが考えられる。
次に、以上説明した実施形態1、実施形態2のアナログ信号出力回路の変形例を説明する。
図5は、本発明の実施形態1のアナログ信号出力回路の変形例を説明するための図であって、実施形態1のアナログ信号出力回路を、全差動回路で実現した場合の回路を示している。また、図6、図7は、いずれも実施形態2のアナログ信号出力回路を、全差動回路で実現した場合の回路を示している。図5〜7において、図1、図3で説明した構成と同様の構成については同様の符号を付して示す。
なお、実施形態1、実施形態2及び変形例のいずれであっても、アナログ信号出力回路は、半導体集積回路上の回路として形成されることが望ましい。
101a、101b、101c、105、301、302 スイッチ部
102a、102b、102c、303 キャパシタ
103 差動増幅器
103a 反転入力端子
104 抵抗素子
106 出力端子
108、308 クロック制御回路
110、310 回路部
Claims (4)
- 差動増幅器と、当該差動増幅器の入力端子と出力端子との間に接続された第1容量素子と、を含む回路部を含むアナログ信号出力回路であって、
前記第1容量素子に並列に接続され、前記差動増幅器の前記出力端子からの出力を停止させる場合、前記第1容量素子に保持された電荷を所定の時間をかけて放出させる電荷放出回路を備え、
前記電荷放出回路は、
第1スイッチ素子と、当該第1スイッチ素子に直列に接続された抵抗素子とを含み、
前記第1スイッチ素子に対し、前記第1スイッチ素子を1回以上オン、オフさせるための制御信号を出力し、前記第1スイッチ素子のオン、オフに応じて前記第1容量素子に保持された電荷を段階的に放出させる信号制御手段を備えることを特徴とするアナログ信号出力回路。 - 前記第1スイッチ素子を1回以上オン、オフさせるための制御信号は、前記第1スイッチ素子をオン、オフさせた後、前記第1スイッチ素子をオンさせた状態で停止させる信号であることを特徴とする請求項1に記載のアナログ信号出力回路。
- 差動増幅器と、当該差動増幅器の入力端子と出力端子との間に接続された第1容量素子と、を含む回路部を含むアナログ信号出力回路であって、
前記第1容量素子に並列に接続され、前記差動増幅器の前記出力端子からの出力を停止させる場合、前記第1容量素子に保持された電荷を所定の時間をかけて放出させる電荷放出回路を備え、
前記電荷放出回路は、
第2スイッチ素子と、当該第2スイッチ素子と直列に接続される第3スイッチ素子と、前記第2スイッチ素子、前記第3スイッチ素子の接続点に直列に接続される第2容量素子と、を含み、
前記第2スイッチ素子及び前記第3スイッチ素子に対し、前記第2スイッチ素子及び前記第3スイッチ素子を交互に1回以上オン、オフさせるための制御信号を出力し、前記第2スイッチ素子及び前記第3スイッチ素子のオン、オフに応じて前記第1容量素子に保持された電荷を段階的に放出させる信号制御手段を備えることを特徴とするアナログ信号出力回路。 - 前記第2スイッチ素子及び前記第3スイッチ素子を交互に1回以上オン、オフさせるための制御信号は、前記第2スイッチ素子及び前記第3スイッチ素子をオン、オフさせた後、前記第2スイッチ素子及び前記第3スイッチ素子をオンさせた状態で停止させる信号であることを特徴とする請求項3に記載のアナログ信号出力回路。
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