CN100486109C - 电压产生电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对应输入电压产生输出电压的电压产生电路，其目的是提供一种能够产生按需上升的输出电压的电压产生电路。在本发明的对应输入电压产生输出电压的电压产生电路中，特征在于具有串联地插入所述输入电压的电阻电路(R23，R24)、与所述电阻电路一同构成滤波器的电容器(C2)、通过数字处理延迟输出所述的输入电压的上升和/或下降的数字延迟电路(42)、对应所述数字延迟电路(42)的延迟输出将构成前述电阻电路(R23，R24)的电阻中的特定电阻(R24)进行旁路的旁路电路(52)。

Description

电压产生电路

技术领域

本发明涉及电压产生电路，特别地涉及对应输入电压产生输出电压的电压产生电路。

背景技术

现有技术中公知的有放大音频信号，向耳机或扬声器输出的音频放大电路。

在这样的音频放大电路中，内置有为了在电源连接和断开时截除噪音的停止功能和屏蔽功能。

图6示意的是音频放大电路的模块图。

通过截直流用的电容器C41，从信号源102向音频放大电路101的输入端子Tin提供输入信号。提供给输入端子Tin的输入信号被提供给放大电路111。放大电路111由差动放大电路121、输入电阻R31、反馈电阻R32、开关122所构成，从基准电压产生电路112施加基准电压，构成反转放大电路。

放大电路111对应来自基准电压产生电路112的基准电压和提供给输入端子Tin的输入信号的差，输出信号。通过放大电路111放大的信号，从输出端子Tout输出，驱动扬声器103。

开关122被设置在输入电阻R31与反馈电阻R32的连接点与差动放大电路121的反转输出端子之间，对应从控制器104向控制端子Tcntl提供的屏蔽信号进行开关操作。开关122在屏蔽信号为高电平时，输入电阻R31和反馈电阻R32的连接点与差动放大电路121的反转输入端子为短路状态，输入信号被反转放大，从输出端子Tout输出。

并且，开关122在屏蔽信号为低电平时，差动放大电路121的输出与反转输入端子为短路状态，输入信号不从输出端子Tout输出。这样，对应从控制器104向控制端子Tcntl提供的屏蔽信号，对开关122进行开关操作，控制向输入信号的差动放大电路121的供给，控制屏蔽功能。

并且，基准电压产生电路112由开关131、电阻R41、R42、电容器C51构成。向基准电压产生电路112施加固定电压Vdd。固定电压Vdd通过开关131施加在由电阻R41、R42构成的串联电路上。开关131在从控制器104向控制端子Tcnt2提供的停止信号为高电平时闭合，向由电阻R41、R42构成的串联电路施加固定电压Vdd；在停止信号为低电平时断开，停止向由电阻R41、R42构成的串联电路的固定电压Vdd的施加。

电阻R41、R42分压在开关131为闭合时的固定电压Vdd，产生基准电压，提供给差动放大电路121的非反转输入端子。由此，放大电路111为操作状态。此时，端子Tc被连接到电阻R41与电阻R42的连接点上。并且，电容器C51被安装在该端子Tc上。通过被连接到端子Tc的电容器C51对基准电压的抖动进行吸收。

图7示意的是音频放大电路101的操作说明图。图7(A)示意从控制器104输出的停止信号，图7(B)示意开关131的开关状态，图7(C)示意向差动放大电路121提供的基准电压，图7(D)示意从控制器104输出的屏蔽信号，图7(E)示意开关122的开关状态。

在如图7(A)所示的时刻t20，停止信号由低电平变化为高电平后，如图7(B)所示开关131闭合。通过开关131的闭合，由电阻R41，R42产生基准电压。此时，通过如图7(C)所示的外置的电容器C51使得基准电压缓慢上升，在时刻t11成为特定电平。在时刻t11达到特定基准电压后，解除差动放大电路121的停止状态，变为操作状态。

控制器104计数从停止信号达到高电平后的时间，在经过预定的时间到达时刻t12后输出如图7(D)所示的屏蔽信号。通过屏蔽信号如图7(E)所示闭合放大电路111的开关122，输入信号的屏蔽状态被解除后，输入信号通过放大电路111被放大，提供给扬声器103。

由此现有技术的基于来自控制器104的停止信号，控制通过基准电压产生电路112产生的基准电压，控制放大电路111的操作，控制停止功能，并且，基于来自于控制器104的屏蔽信号，控制放大电路111的屏蔽功能。

例如，对应备用信号控制放大电路的基准电压产生的音频放大电路的申请被提出(参照专利文献1)。

专利文献1：USP5,642,074(图2)。

但是，在现有技术的音频放大电路中，基准电压由于抖动吸收电容C51而对停止信号延迟上升。

因此，产生了上升的速度变慢以及声音输出延迟等问题。

本发明鉴于以上的问题提出，目的是提供一种能够产生所需上升输出电压的电压产生电路。

发明内容

本发明是对应输入电压产生输出电压的电压产生电路，其特征在于具有：输入电压源，其依次与开关及多个电阻构成的串联电路串联连接；电阻电路，其一端连接在所述多个电阻之间的任一个连接点上；电容器，其连接在所述电阻电路的另一端以及地线之间，所述电容器与所述电阻电路一同构成滤波器；旁路电路，其由第一场效应三极管、第二场效应三极管及反转器构成，该第一场效应三极管的栅极与反转器的输出端连接，该第二场效应三极管的栅极与反转器的输入端连接；数字延迟电路，其输入端与外部控制器发出信号的一端及所述开关与串联电路的连接点连接、输出端与所述第二场效应三极管的栅极和所述反转器的输入端分别连接；其中，所述外部控制器提供开启和闭合开关的信号；所述数字延迟电路通过数字处理延迟输出输入电压上升和/或下降；所述旁路电路对应所述数字延迟电路的延迟输出将构成所述电阻电路的电阻中的特定电阻进行旁路。

并且本发明的特征在于：所述的电阻电路是由多个电阻(R23；R24；R24a；R24b)串联连接构成的；所述旁路电路具有与前述电阻电路中的被旁路的特定的电阻并联连接、对应所述数字延迟电路(42；82)的延迟输出进行开关操作的开关(Q1；Q2)。

进一步本发明的特征在于：所述数字延迟电路(42；82)的延迟输出阶段在相当于前述输入电压的下降阶段的期间，将前述电阻电路中的特定电阻进行旁路。

并且，本发明的特征在于：通过将所述电阻电路中多个电阻(R24a；R24b)以所述数字延迟电路(82)的不同输出进行旁路操作，能够得到所需上升。

并且，上述的附图标记是作为参考的，其并不限定权利要求的范围。

按照本发明设置：串联插入所述输入电压的电阻电路(R24；R24a；R24b)；与所述电阻电路(R24；R24a；R24b)一同构成滤波器的电容器(C2)；通过数字处理延迟所述的输入电压的上升和/或下降的数字延迟电路(42；82)；对应所述数字延迟电路(42；82)的延迟输出将构成电阻电路(R24；R24a；R24b)的电阻中特定的电阻进行旁路的旁路电路(52；52a；52b)。通过在上升时使得电阻(R24；R24a；R24b)旁路，能够调整产生电压的上升。因此，例如结合后级电路(21，31)的特性，为了能够使得电压上升，具有能够高速并且突然启动后级电路的优点。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的模块结构图；

图2是延迟电路42的模块结构图；

图3是本发明的一个实施例的操作说明图；

图4是功能控制电路13的变形例的模块结构图；

图5是本发明的一种实施例的变形例的操作说明图；

图6是音频放大电路的模块图；

图7是音频放大电路的操作说明图。

图中：

1 信号输出电路；2 信号源；3 扬声器；4 控制器；11、12 放大电路；13 功能控制电路；21、31 差动放大电路；22、32 开关；41 基准电压产生电路；42、42a、42b 延时电路；51 开关；52、52a、52b 旁路电路；61反转器；71 振荡电路；72 反转器；73—1～73—n 触发器；80 功能控制电路；81 基准电压产生电路；82 延时电路。

具体实施方式

图1示意本发明的一种实施例的模块结构图。

本实施例的信号输出电路1由一个芯片的半导体集成电路构成，为搭载了放大电路11、12、功能控制电路13的构成，具有作为外部端子的输入端子Tin、输出端子Tout—、Tout+、端子Tsd、Tc的构成。从信号源2的输入信号通过电容器C1被提供给输入端子Tin。从控制器4向端子Tsd提供停止信号。并且，在反转输入端子Tout-与非反转输入端子Tout+之间连接扬声器3。进一步，电容器C2被连接到端子Tc上。

向输入端子Tin提供的信号被提供给放大电路11。放大电路11由电阻R1、R2、差动放大电路21和开关电路22构成，构成的反转放大电路，将提供给输入端子Tin的输入信号反转放大输出。

开关电路22是为实现屏蔽功能的电路，其被连接在输入电阻R1和反馈电阻R2之间的连接点与差动放大电路21的反转输入端子之间，在由功能控制电路13提供的屏蔽信号为低电平时闭合，在为高电平时断开。开关电路22在闭合时，短路输入电阻R1和反馈电阻R2之间的连接点与差动放大电路21的反转输入端子，将输入信号提供给差动放大电路21的反转输入端子。由此，放大电路11解除屏蔽，输入信号成为反转放大状态。

开关电路22断开后，输入电阻R1和反馈电阻R2之间的连接点与差动放大电路21的反转输入端子断开，或如虚线所示的，差动放大电路21的输出端子和非反转输入端子之间为短路状态，由此，放大电路11为将输入信号屏蔽的状态。

放大电路11的输出信号，在从反转输出端子Tout-输出的同时，提供给放大电路12。

放大电路12由电阻R11、R12、差动放大电路31、开关电路32构成，构成差动放大电路，将放大电路11所提供的信号进行反转放大，从非反转输出端子Tout+输出。

开关电路32是为了实现屏蔽功能的电路，输入电阻R11和反馈电阻R12的连接点与差动放大电路31的反转输入端子之间相连接，其在由功能控制电路13所提供的屏蔽信号为低电平时闭合，为高电平时断开。开关电路32闭合后，短路输入电阻R11和反馈电阻R12的连接点与差动放大电路31的反转输入端子，输入信号向差动放大电路31的反转输入端子提供。由此，放大电路12解除屏蔽，输入信号成为被反转放大状态。

开关电路32在断开时，输入电阻R1与反馈电阻R2的连接点与差动放大电路21的反转输入端子为断开状态，或者如虚线所示的，差动放大电路21的输出端子和非反转输入端子之间为短路状态。由此，放大电路12成为屏蔽输入信号的状态。

放大电路12的输出信号被从反转输入端子Tout+输出。

来自控制器4的停止信号被提供给端子Tsd。控制器4例如在电源接通时将停止信号由低电平反转为高电平。从控制器4向端子Tsd提供的停止信号被提供给功能控制电路13。

功能控制电路13由基准电压产生电路41和延迟电路42构成。基准电压产生电路41是为了实现停止功能的电路，由开关51、电阻R21～R24、旁路电路52构成。并且，在基准电压产生电路41上的端子Tc外接电容C2。

开关51在停止信号为高电平时闭合，在低电平时为断开。开关51闭合后，固定电压Vdd施加在由电阻R21、R22所构成的串联电路上。将在电阻R21、R22上以电阻R21和电阻R22对固定电压Vdd进行分压后的电压从电阻R21和电阻R22的连接点输出。

电阻R21和电阻R22的连接点通过由电阻R23、R24所构成的串联电路，与放大电路11的差动放大电路21以及放大电路12的差动放大电路31的非反转输入端子相连接。电阻R24与放大电路11的差动放大电路21以及放大电路12的差动放大电路31的非反转输入端子之间的连接点与端子Tc相连接。

端子Tc外接的电容C2，将施加在放大电路11的差动放大电路21和放大电路12的差动放大电路31的非反转输入端子上的基准电压的抖动吸收。

开关51闭合后，延迟由电阻R23、R24和电容C2所决定的时间常数，差动放大电路21的非反转输入端子以及差动放大电路31的非反转输入端子的施加电压上升。从而延迟了放大电路11、12的启动。这样为了加速放大电路11、12的启动，在开关51闭合时，设置有旁路电阻R24的旁路电路52。

旁路电路52是由CMOS(complementary metal oxide)结构的MOS场效应三极管Q1、Q2和反转器61所构成的，构成了形成旁路电阻R24的传输电路的传输门。MOS场效应三极管Q1和Q2向门上施加延迟电路42的输出，延迟电路42的输出为低电平的同时闭合，延迟电路42的输出在一定的时间延迟变为高电平时断开。

因此，旁路电路52的停止信号上升，开关51是闭合状态，闭合后，旁路电阻R24，从停止信号上升延迟一定的时间后断开，解除电阻R24的旁路。电阻R24通过旁路电路52被旁路，由此电阻变小，因而连接端子Tc的电容C2的充电电流变大，电容C2被高速充电。从而，差动放大电路21的非反转输入端子和差动放大电路31的非反转输入端子上施加的电压加速上升，能够使得放大电路11，12较快进行操作。

并且，延迟电路42是为了控制屏蔽功能的电路，将停止信号仅仅延迟特定延迟时间，作为屏蔽信号输出。特定延迟时间对应停止信号被设定为从启动放大电路11、12到放大电路11、12进行确切的操作所必需的时间。

图2为延迟电路42的模块结构图。

延迟电路42是由振荡电路71、反转器72、触发器73—1～73—n所形成的逻辑定时器所构成。

振荡电路71在向停止控制端子Tsd提供的停止信号从低电平变为高电平之后，开始启动振荡，提供振荡输出给反转器72和触发器73—1。反转器72将振荡电路71的振荡输出进行反转输出。

触发器73—1～73—n由D触发器构成，停止信号被提供给重置端子R，通过停止信号输出Q被重置为低电平。触发器73—1将振荡电路71的振荡输出提供给时钟端子C，通过反转器72将被反转的反转振荡输出提供给反转时钟端子NC上，反转输出端子N Q被连接到数据端子D。而且反转输出端子NC连接在下一级的触发器73—2的时钟端子C上，非反转输出端子Q连接在反转时钟端子NC上。

根据以上对触发器73—1，73—2的连接将n个触发器73—1～73—n进行连接。由此，构成了所谓了上行计数器。从最后一级触发器73—n的非反转输出端子Q的输出，从停止信号上升在经过振荡电路71振荡输出的n的两次方的计数后，上升为高电平。从而得到延迟了停止信号的输出。

这样，通过由逻辑定时器构成延迟电路42，与使用电容等来设定延迟时间的情况相比，能够正确地设定延迟时间。

并且，本实施例中延迟电路42是由逻辑定时器所构成的，但其并不限定于此，通过数字处理使其延时构成的延时电路也是可以的。

以下说明本实施例的操作。

图3示意本发明的一个实施例的操作说明图。图3(A)为从控制器4向端子Tsd提供的停止信号，图3(B)示意了开关51的开关状态，图3(C)示意向差动放大电路21、31的非反转输入端子上施加的基准电压，图3(D)示意延迟电路42的输出，图3(E)示意了开关22、32的开关状态。

图3(A)示意在时刻t0，停止信号由低电平变换为高电平，如图3(B)所示开关51闭合。此时因为旁路电路52为闭合状态，外置电容C2被急速充电，在时刻t1，将特定基准电压施加在差动放大电路21、31的非反转输入端子上。

此后，从t0时刻经过一定的延迟时间Δt的时刻t2(>t1)，延迟电路42的输出上升到高电平，开关22、32闭合。通过开关22，32的闭合，解除屏蔽，输入信号通过放大电路11、12被放大，提供给扬声器3。

按照本实施例，仅仅从端子Tsd提供停止信号，在停止状态解除后，因为能够解除屏蔽状态，能够降低外部的端子数目。并且，控制器4也可以仅仅产生停止信号，因而能够降低控制器4的处理负担。

并且，通过使停止信号延迟，产生控制屏蔽状态的屏蔽信号，在停止状态解除之后，就能够解除屏蔽状态。因此，差动放大电路21、31的启动前能够将输入信号设为屏蔽状态，能够防止差动放大电路21、31在启动时的输出大幅度的变动，进行平滑地启动成为可能。

并且本实施例的基准电压产生电路41，仅仅通过使电阻R24进行旁路，向差动放大电路21、31的非反转输入端子提供的基准电压的启动时间较早，而通过变动定时使得多个电阻被旁路，来设定上升的波形也是可以的。

图4示意功能控制电路13的模块结构图。在该图中，与图1相同的组成部分使用相同的符号，省略其说明。

本变形例的功能控制电路80的基准电压产生电路81设置有电阻R24a、R24b以替代电阻R24，设置有使得电阻R24a进行旁路的旁路电路52a，使得电阻R24b进行旁路的旁路电路52b来代替旁路电路52。并且，延迟电路82是由将停止信号延迟第一延迟时间T1的延迟电路42a，以及将停止信号延迟比第一延迟时间T1较长的第二延迟时间T2(>T1)的延迟电路42b所构成。并且延迟电路42a、42b具有与图2所示的延迟电路42相同的结构，D触发器的连接级数被设定为延迟电路42b比延迟电路42a多。

构成基准电压产生电路81的电阻R24a、R24b，在电阻R23与端子Tc之间串联连接。旁路电路52a与电阻R24a并联连接，旁路电路52b与电阻R24b并联连接。

旁路电路52a与图1所示的旁路电路52相同，由CMOS结构构成传输门的MOS场效应三极管Q1a、Q2a和反转器61a所构成，通过从延迟电路42a提供的第一延迟输出，将停止信号的上升以第一延迟时间T1延迟开关操作。旁路电路52b与图1所示的旁路电路52相同，由CMOS结构构成传输门的MOS场效应三极管Q1b、Q2b和反转器61b构成，通过由延迟电路42b提供的第二延迟输出，将停止信号的上升以第二延迟时间T2进行延迟开关操作。

图5示意本发明的一种实施例的变形例的操作说明图。图5(A)示意停止信号；图5(B)示意延迟电路42a的延迟输出；图5(C)示意延迟电路42b的延迟输出；图5(D)示意产生在端子Tc上的基准电压波形。

在如图5(A)所示的时刻t20，停止信号上升，开关51闭合。此时，延迟电路42a、42b的延迟输出为低电平，因而旁路电路52a、52b同时接通，电阻R24a、R24b被旁路，电容器C2被充电。因此，如图5(D)所示产生在端子Tc上的基准电压急剧上升。

在时刻t20停止信号上升，经过第一延迟时间T1到达时刻t21，如图5(B)所示延迟电路42a的延迟输出上升。延迟电路42a的延迟输出上升后，旁路电路52a断开。旁路电路52a断开后因为通过电阻R24a电容C2被充电，如图5(D)所示在端子Tc上产生的基准电压上升变缓。

在时刻t20停止信号上升，经过第二延迟时间T2到达时刻t22后，如图5(C)所示延迟电路42b的延迟输出上升。延迟电路42b的延迟输出上升后，断开旁路电路52b。旁路电路52b断开后因为接通电阻R24a、R24b两方，电容C2被充电，如图5(D)所示端子Tc上产生的基准电压上升更加变缓。

在时刻t23，电容C2被充电后，如图5(D)所示在端子Tc上产生的基准电压变为特定电平。

此时，在端子Tc上产生的基准电压能够对应电阻R24a、R24b、第一延迟时间T1和第二延迟时间T2的设定来调整到所需的上升波形。因此，例如通过将第一延迟时间设定的比第二延迟时间长，设定在端子Tc上产生的基准电压的上升为快速、较少冲击的上升，在能够使得差动放大电路21、31高速上升的同时，减轻上升时的冲击，能够在启动时不会产生冲击噪音等。

并且，在本实施例中为了简化说明，通过设置旁路两个串联电阻R24a、R24b的旁路电路52a、52b，也能够设置三级的上升，也可以使串连电阻的级数增加，从而也能够设定为多级的上升。

并且本实施例中，与串联电阻并联插入旁路电路，但是与并联电阻串联插入旁路电路，进行上升的设定也是可以的。

Claims (5)

1.一种对应输入电压产生输出电压的电压产生电路，其特征在于，具有：

输入电压源，其依次与开关及多个电阻构成的串联电路串联连接；

电阻电路，其一端连接在所述多个电阻之间的任一个连接点上；

电容器，其连接在所述电阻电路的另一端以及地线之间，所述电容器与所述电阻电路一同构成滤波器；

旁路电路，其由第一场效应三极管、第二场效应三极管及反转器构成，该第一场效应三极管的栅极与反转器的输出端连接，该第二场效应三极管的栅极与反转器的输入端连接；

数字延迟电路，其输入端与外部控制器发出信号的一端及所述开关与串联电路的连接点连接、输出端与所述第二场效应三极管的栅极和所述反转器的输入端分别连接；

其中，

所述外部控制器提供开启和闭合开关的信号；

所述数字延迟电路通过数字处理延迟输出输入电压上升和/或下降；

所述旁路电路对应所述数字延迟电路的延迟输出将构成所述电阻电路的电阻中的特定电阻进行旁路。

2.如权利要求1所述的电压产生电路，其特征在于：

所述电阻电路是串联连接多个电阻构成的；

所述旁路电路具有与前述电阻电路中的被旁路的特定的电阻并联连接、对应所述数字延迟电路的延迟输出进行开关操作的开关。

3.如权利要求1或2所述的电压产生电路，其特征在于：

在所述数字延迟电路的延迟输出阶段相当于前述输入电压下降阶段的期间，所述旁路电路对前述电阻电路中的特定电阻进行旁路。

4.如权利要求1或2所述的电压产生电路，其特征在于：

通过所述旁路电路对应具有不同延迟时间的多个数字延迟电路的延迟输出对所述电阻电路中多个电阻进行旁路，能够得到所需的上升。

5.如权利要求3所述的电压产生电路，其特征在于：

通过所述旁路电路对应具有不同延迟时间的多个数字延迟电路的延迟输出对所述电阻电路中多个电阻进行旁路，能够得到所需的上升。

Images