CN103424625A - 测试信号供应设备和半导体集成电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试信号供应设备和半导体集成电路。该测试信号供应设备包括：第一外部端子；第二外部端子，该第二外部端子被施加有预定电势；内部负载；第一端子，该第一端子通过内部负载连接到第一外部端子；第二端子，该第二端子在不通过内部负载的情况下连接到第一外部端子；测试信号生成部，该测试信号生成部生成测试信号，并且将测试信号供应到第二端子；检测部，该检测部检测测试信号的幅度；以及控制部，该控制部基于检测到的测试信号的幅度来测量连接到第一外部端子和第二外部端子的外部负载的阻抗。

Description

测试信号供应设备和半导体集成电路

技术领域

本发明涉及一种用于通过将测试信号供应到外部负载来测量阻抗的技术。而且，本发明涉及一种用于根据外部负载来调整输出信号的幅度的技术。

背景技术

在放大声音信号并且将放大的信号输出到外部负载的声音输出电路中，测量外部负载的阻抗并且根据该外部负载的测量值在声音信号之间进行切换的声音输出电路是已知的（JP-A-2003-179441）。作为外部负载被连接的扬声器或头戴式耳机能够具有4Ω、8Ω、16Ω或32Ω的阻抗。在常规技术中，因为根据连接到声音输出电路的外部负载来切换声音信号，所以技术具有能够预先防止作为外部负载连接到声音输出电路的设备由于过度的输入而被损坏的优点。

同时，认为测试信号被供应到外部负载以测量外部负载的阻抗。在该情况下，输出信号和测试信号被切换以被供应到外部负载。

然而，从对外部负载的保护的观点看，通常为，输出信号通过信号放大设备中的诸如保护电阻器等的内部负载而被供应到外部负载。在该情况下，当通过内部负载将测试信号供应到外部负载时，出现要测量内部负载和外部负载的总阻抗而使得外部负载的阻抗没有被准确地测量的问题。

而且，在放大输入信号并且将放大的信号输出到外部负载的信号放大电路中，其中测试信号被供应到外部负载并且确定该外部负载是立体声插头还是单声道插头的技术是已知的（JP-B-4182802）。在该技术中，测试信号的频率被设置为可听频带外的高频而使得用户不会听到该测试信号的声音。

作为外部负载被连接的扬声器或头戴式耳机具有电抗组件，使得其阻抗由于频率中的改变而变化。因此，当测试信号被设置为可听频带外的高频时，高频中的阻抗可能相比可听频带中的阻抗发生偏离。因此，不能准确地获得所需可听频带中的阻抗。此外，测试信号可能在外部负载中被衰减，使得可能变得难以以高SN比来测量阻抗。此外，有必要将用于生成测试信号的电路的频率特性向上扩展到可听频带外的高频，使得有必要使诸如晶体管的构成信号放大电路的组件对应于高频。

发明内容

本发明的目的在于根据外部负载的阻抗来调整输出信号的幅度。而且，本发明的目的在于，使得允许用户不知道即使测试信号的频率没有被设置为可听频带外的高频时的情况下，能够测量所述外部负载的阻抗。

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种测试信号供应设备，所述测试信号供应设备包括：

第一外部端子；

第二外部端子，所述第二外部端子被施加有预定电势；

内部负载；

第一端子，所述第一端子通过内部负载连接到第一外部端子；

第二端子，所述第二端子在不通过内部负载的情况下连接到第一外部端子；

测试信号生成部，所述测试信号生成部生成测试信号，并且将所述测试信号供应到第二端子；

检测部，所述检测部检测测试信号的幅度；以及

控制部，所述控制部基于所检测到的测试信号的幅度来测量连接到第一外部端子和第二外部端子的外部负载的阻抗。

例如，所述测试信号供应设备进一步包括：

放大部，所述放大部放大输入信号并且将输出信号输出到第一端子，

其中，所述控制部基于所测量的外部负载的阻抗来控制放大部的增益。

例如，所述测试信号供应设备进一步包括：

电阻器，所述电阻器具有连接到测试信号生成部的一端和连接到第二端子的另一端，

其中，所述检测部检测测试信号在该电阻器的一端和另一端中的至少一个处的幅度。

例如，在测试信号生成部输出测试信号的测试时间段期间，所述控制部控制放大部，使得放大部的输出阻抗处于高阻抗态，并且在除了所述测试时间段之外的时间段期间，控制部控制测试信号生成部，使得该测试信号生成部的输出阻抗处于高阻抗态，并且控制放大部以将输出信号输出到第一端子。

例如，所述预定电势是接地电势。

例如，测试信号具有包含余弦波的一个波长的波形。

例如，测试信号的波形由该余弦波中的上部波峰到后一上部波峰的部分形成。

例如，输入信号是声音信号，并且测试信号具有比可听频带的最高频率更低的频率。

根据本发明，还提供了一种半导体集成电路，包括：

第一端子，所述第一端子通过内部负载连接到第一外部端子；

第二端子，所述第二端子在不通过内部负载的情况下连接到第一外部端子；

测试信号生成部，所述测试信号生成部生成测试信号，并且将所述测试信号供应到第二端子；

检测部，所述检测部检测测试信号的幅度；以及

控制部，所述控制部基于所检测到的测试信号的幅度来测量连接到第一外部端子和第二外部端子的外部负载的阻抗。

例如，所述半导体集成电路进一步包括：放大部，所述放大部放大输入信号并且将输出信号输出到第一端子，

其中，所述控制部基于所测量的外部负载的阻抗来控制放大部的增益。

例如，所述半导体集成电路进一步包括：电阻器，所述电阻器具有连接到测试信号生成部的一端和连接到第二端子的另一端，

其中，所述检测部检测测试信号在电阻器的一端和另一端中的至少一个处的幅度。

例如，在所述测试信号生成部输出所述测试信号的测试时间段期间，所述控制部控制放大部，使得所述放大部的输出阻抗处于高阻抗态，并且在除了所述测试时间段之外的时间段期间，所述控制部控制测试信号生成部，使得该测试信号生成部的输出阻抗处于高阻抗态，并且控制放大部以将输出信号输出到第一端子。

根据本发明，还提供了一种测试信号供应设备，包括：

外部端子；

内部负载，所述内部负载连接到外部端子；

测试信号生成部，所述测试信号生成部生成具有包含余弦波的一个波长的波形的测试信号，并且将所述测试信号供应到外部端子；

检测部，所述检测部检测测试信号的幅度；以及

控制部，所述控制部基于所检测到的测试信号的幅度来测量连接到外部端子的外部负载的阻抗。

例如，测试信号的波形由所述余弦波中的从上部峰峰到后一上部波峰的部分形成。

例如，输入信号是声音信号，并且测试信号具有比可听频带的最高频率更低的频率。

例如，所述测试信号供应设备进一步包括：放大部，所述放大部放大输入信号，并且将输出信号输出到内部负载，

其中，所述控制部基于所测量的外部负载的阻抗来控制放大部的增益。

例如，所述测试信号供应设备进一步包括：

电阻器，所述电阻器具有连接到测试信号生成部的一端和连接到外部端子的另一端，

其中，所述检测部检测测试信号在所述电阻器的一端和另一端中的至少一个处的幅度。

例如，在所述测试信号生成部输出所述测试信号的测试时间段期间，所述控制部控制放大部，使得放大部的输出阻抗处于高阻抗态，并且在除了所述测试时间段之外的时间段期间，所述控制部控制测试信号生成部，使得测试信号生成部的输出阻抗处于高阻抗态，并且控制放大部以将输出信号输出到第一端子。

根据本发明，还提供了一种半导体集成电路，包括：

第一端子，所述第一端子通过内部负载或者在不通过内部负载的情况下连接到外部端子；

测试信号生成部，所述测试信号生成部生成具有包含余弦波的一个波长的波形的测试信号，并且将所述测试信号供应到第一端子；

检测部，所述检测部检测测试信号的幅度；以及

控制部，所述控制部基于所检测到的测试信号的幅度来测量连接到外部端子的外部负载的阻抗。

例如，测试信号的波形由所述余弦波中的从上部波峰到后一上部波峰的部分形成。

例如，输入信号是声音信号，并且测试信号具有比可听频带的最高频率更低的频率。

例如，所述半导体集成电路进一步包括：

放大部，所述放大部放大输入信号，并且将输出信号输出到第一端子或与第一端子不同的第二端子，

其中，所述控制部基于所测量的外部负载的阻抗来控制放大部的增益。

例如，所述半导体集成电路进一步包括：

电阻器，所述电阻器具有连接到测试信号生成部的一端和连接到第一端子的另一端，

其中，所述检测部检测测试信号在所述电阻器的一端和另一端中的至少一个处的幅度。

例如，在所述测试信号生成部输出所述测试信号的测试时间段期间，所述控制部控制放大部，使得放大部的输出阻抗处于高阻抗态，并且在除了所述测试时间段之外的时间段期间，所述控制部控制测试信号生成部，使得该测试信号生成部的输出阻抗处于高阻抗态，并且控制放大部以将输出信号输出到第一端子。

附图说明

通过参考附图来详细地描述本发明的优选的示例性实施例，本发明的上述目的和优点将变得更明显，在附图中：

图1是示出根据本发明的实施例的信号放大设备的结构的框图；

图2是示出放大器的输出级的结构的电路图；

图3是说明性地示出测试信号的波形的示意图；

图4是说明性地示出测试信号的比较示例的示意图；

图5是说明性地示出测试信号的比较示例的示意图；

图6是说明性地示出测试信号的比较示例的示意图；

图7是说明性地示出测试信号的频谱的示意图；

图8是说明性地示出在除了测试时间段之外的时间段期间供应输出信号的路线的示意图；

图9是说明性地示出在测试时间段期间供应测试信号的路线的示意图；

图10是说明性地示出根据修改实施例的测试信号的波形的示意图；

图11是示出根据修改实施例的信号放大设备的结构的框图；

图12是示出根据第一修改实施例的半导体集成电路的结构的框图；

图13是示出根据第二修改实施例的半导体集成电路的结构的框图；

图14是示出根据本发明的实施例的测试信号供应设备的结构的框图；以及

图15是示出根据修改实施例的测试信号供应设备的结构的框图。

具体实施方式

1.实施例

以下将参考附图对本发明的实施例进行描述。图1是示出根据本发明的实施例的信号放大设备1的主要结构的框图。信号放大设备1包括由IC、IC模块等构成的半导体集成电路10、第一外部端子TA、第二外部端子TB以及内部负载71。

第一外部端子TA和第二外部端子TB与例如头戴式耳机的插口和插头之间的接触点相对应。外部负载2连接到第一外部端子TA和第二外部端子TB。具有不同阻抗的头戴式耳机、扬声器等可以用于外部负载2。在上述实施例中，从第一外部端子TA输出测试信号TS或输出信号Sout，并且接地电势（预定电势）被供应到第二外部端子TB。半导体集成电路10被适配为在测试时间段期间将测试信号TS供应到外部负载2，并且在除了测试时间段之外的时间段期间根据外部负载2的阻抗来调整输出信号Sout的幅度。

内部负载71被插入在第一外部端子TA与半导体集成电路10之间。内部负载71能够被形成为具有用于去除高频噪声的铁氧体珠（ferrite bead），或用于保护诸如扬声器、头戴式耳机等外部负载2不受具有大幅度的信号影响的保护电阻器。

半导体集成电路10包括连接到内部负载71的第一端子T1和连接到第一外部端子TA的第二端子T2。

此外，半导体集成电路10包括放大部20，该放大部20放大差分类型的输入信号Sin，并且生成单端类型的输出信号Sout，以将其供应到第一端子T1。更具体地说，放大部20具有信号调整部21和放大器22，该信号调整部21基于第一控制信号CTL1来调整输入信号Sin的幅度。在该实施例中，放大器22的增益是固定的，而放大部20的增益通过信号调整部21来控制。顺便说一下，虽然在该实施例中输入信号Sin是差分类型，但是输入信号Sin当然可以是单端类型。在上述情况下，以单端形式形成信号调整部21和放大器22。

此外，在测试时间段期间处于高电平并且在除了测试时间段之外的时间段期间处于低电平的第二控制信号CTL2被供应到放大器22。放大器22的输出级被配置为使得例如P沟道晶体管221和N沟道晶体管222串联连接，如图2中所示。在测试时间段期间，P沟道晶体管221的栅极电势被上拉到电源电压Vdd，并且N沟道晶体管222的栅极电势被下拉到接地电势。另一方面，在除了测试时间段之外的时间段期间，P沟道晶体管221和N沟道晶体管222的栅极被足够偏置，并且输出信号Sout在低阻抗态下进行输出。于是，在测试时间段期间，放大部20的输出阻抗处于高阻抗态，并且在除了测试时间段之外的时间段期间，放大部20将输出信号Sout输出到第一外部端子TA，并且由此通过内部负载71将输出信号Sout供应到外部负载2，诸如头戴式耳机等。

半导体集成电路10还包括测试信号生成30、电阻器40、AD转换部50以及控制部60。测试信号生成30具有生成差分形式的测试信号TS的信号生成器31和放大器32。

如果可以通过使用测试信号来测量外部负载2的阻抗，则可以使用由信号生成器30生成的任何类型的测试信号。然而，优选使用不能够被人耳识别的测试信号。同时，第二控制信号CTL2被供应到信号生成器31，并且在第二控制信号CTL2处于高电平的测试时间段中，信号生成器31生成测试信号TS。

在这里，作为一个示例，以下参考3对测试信号进行描述。测试信号TS包括通过从连续余弦波F中切出具有一个波长的波形F1所获得的部分。更具体地说，测试信号TS被配置为使得从余弦波F中切出波形F1，该波形F1具有由从上部波峰P1（下文中，称为第一上部波峰P1）到后一上部波峰P2（下文中，称为第二上部波峰P2）的部分形成的一个波长，并且第一上部波峰P1和第二上部波峰P2的电平被移位为在输出信号Sout的幅度中心电势Vc上。顺便说一下，虽然在上述实施例中由信号生成器31生成的测试信号TS是差分型，但是测试信号TS当然可以是单端类型。在该情况下，以单端类型形成信号生成器31和放大器32。此外，幅度中心电势Vc是例如作为预定电势供应到第二外部端子TB的接地电势GND。

为何如上所述生成测试信号TS的原因在于，用户不会感觉到异常声音。为了允许用户感觉不到即使通过头戴式耳机或扬声器来再生测试信号时的声音，有必要：1）减小测试信号TS的频率分量以使得该声音在可听频带中不被人耳感觉到；并且2）减小测试信号TS的生成的时间段以使其不被人耳识别到。

当例如使测试信号TS的波形为连续的余弦波时，频率分量在基频f中具有大的能量，使得测试信号TS容易被人耳感觉到。为了减少基频f的能量，减小测试TS的幅度就足够了。然而，当测试信号TS的幅度被降低为使得人耳感觉不到测试信号TS时，在测量外部负载2的阻抗的情况下SN比降低，使得所测量的阻抗变得不准确。

此外，当例如使测试信号TS的波形为方波时，如图5中所示，测试信号TS的频率分量在基频f和谐波频率中具有大的能量，使得测试信号TS容易被人耳感觉到。

因此，在本实施例中，使得测试信号TS具有从余弦波中切出的一个波长F1，使得测试信号TS的生成时间段被减少，并且由此其较高的谐波分量难以被生成。例如，如图6中所示，当使通过从余弦波中切出具有半波长的部分所获得的波形W与测试信号TS相互比较时，应理解，与测试信号TS相比，波形W在肩部SD处具有陡曲线。因此，虽然通过从余弦波中切出具有半波长的部分所获得的波形W使其较高谐波分量被生成，但是测试信号TS具有适度的曲线，使得较高谐波分量难以被生成。

结果，测试信号TS的频谱变成图7中示出的频谱，并且由此与如图4中所示的余弦波是连续的情况相比，基频f的能量能够被显著减少。此外，因为生成时间段是短的，所以测试信号TS的幅度Vx（参见图3）可以被设置为很大，并且由此可以以高的SN比测量外部负载2的阻抗。

在本实施例中，测试信号TS的基频f是3Hz。因为可听频带被定义为20Hz到20KHz，所以测试信号TS的基频f比可听频带的最低频率更低。一般而言，测试信号TS的频率越高，测试信号TS的电平受到杂散电容、杂散电感或电路电阻的影响而被衰减的越多。因此，外部负载2的阻抗的测量误差变大。另一方面，在比可听频带的最低频率更低的频率中，测试信号TS很少受到杂散电容、杂散电感或电路电阻的影响而衰减。此外，因为较高谐波分量明显小，所以不会生成在可听频带中由人耳听到为异常声音的较高谐波。因此，能够通过使用不打搅用户的测试信号TS来准确地测量外部负载2的阻抗。

返回到图1进行说明。放大器32以预定增益放大测试信号TS，并且将放大的信号供应到电阻器40。此外，放大器32的输出级如图2中所示被配置为与放大器22类似。放大器32的输出级被配置为使得P沟道晶体管221和N沟道晶体管222的栅极在第二控制信号CTL2处于高电平的测试时间段期间被足够偏置，并且放大器32在第二控制信号CTL2处于低电平的除了测试时间段之外的时间段期间处于截止态。于是，测试信号生成部30通过电阻器40在测试时间段期间将测试信号TS供应到诸如头戴式耳机的外部负载2，并且在不除了测试时间段之外的时间段期间，第二端子T2与测试信号生成部30的输出侧到高阻抗态的转换相关联地变成处于高阻抗态。

接下来，AD转换部50将通过对第二端子T2的电势进行AD转换所获得的检测数据D输出到控制部60。也就是说，在测试时间段期间，AD转换部50用作检测测试信号TS在第二端子T2处的幅度的检测部。

接下来，向控制部60供应当诸如头戴式耳机等的外部负载2从外部设备连接到第一外部端子TA和第二外部端子TB时变成有效的检测信号CTL。在检测信号CTL变成有效之后的预定时间段期间，控制部60将第二控制信号CTL2设置为处于高电平。第二控制信号CTL2处于高电平的时间段是测试时间段。在该测试时间段中，控制部60基于检测数据D来测量外部负载2的阻抗，并且根据外部负载2的阻抗来生成第一控制信号CTL1。更具体地说，基于在时钟时间Tx处的检测数据D来计算阻抗就足够了，在该时钟时间Tx处，测试信号TS的幅度如图3中所示的那样成为最大值（信号电平成为最小值）。

由信号生成器31所生成的测试信号TS的幅度是已知的，并且放大器32的增益是已知的。因此，从测试信号生成部30输出的测试信号TS的幅度也是已知的。这里，外部负载2的阻抗Zx由以下公式（1）给出，条件是V2表示从测试信号生成部30输出的测试信号TS的幅度，V1表示测试信号TS在第二端子处的幅度，Zy表示电阻器40的阻抗，并且Zx表示外部负载2的阻抗。

Zx=ZyV1/(V2-V1)...(1)

控制部60根据公式（1）来计算阻抗Zx以便于根据阻抗Zx生成第一控制信号CTL1，并且从而调整放大部20的增益。结果，即使各种种类的外部负载2中的任何一个被连接时，放大部20也能够输出具有足够声级的声音。

根据本实施例，如图8中所示，在除了测试时间段之外的时间段期间，从第一端子T1输出的输出信号Sout通过内部电阻器71被供应到外部负载2，并且第二端子T2变成处于高阻抗态。因此，能够独立于测试信号TS来将输出信号Sout供应到外部负载2。此外，因为通过内部负载71供应输出信号Sout，所以即使外部负载2由于其损坏而短路，半导体集成电路10也能够受到保护，并且即使从半导体集成电路10输出具有大幅度的输出信号，外部负载2也能够受到保护。

在测试时间段期间，如图9中所示，第一端子T1变成处于高阻抗态，并且从第二端子T2输出的测试信号TS在不通过内部负载71的情况下被直接地供应到外部负载2。结果，可以在不受到内部负载71影响的情况下准确地规定外部负载2的阻抗，并且即使各种外部负载2中的任何一个被连接也可以输出具有适当声级的声音。

另一方面，在图11中示出的信号放大设备1Z中，半导体集成电路10Z不包括第二端子T2，并且电阻器40连接到第一端子T1。因此，测试信号TS通过内部负载71被供应到外部负载2。在该情况下，在受到内部负载71的影响的情况下无法准确地规定外部负载2的阻抗。

在本实施例中，因为半导体集成电路10包括第二端子T2，并且第二端子T2和第一外部端子TA彼此连接，如图1中所示，所以测试信号TS可以通过绕过内部负载71而被供应到外部负载2。结果，能够在不受到内部负载71影响的情况下准确地规定外部负载2的阻抗，使得即使各种外部负载2中的任何一个被连接也能够输出具有适当声级的声音。

2.修改实施例

本发明不限于前述实施例，并且能够进行例如下述各种修改实施例。此外，当然，必要时能够组合前述实施例和修改实施例中的每一个。

（1）虽然作为一个示例在本实施例中描述了参考幅度中心电势Vc而在负侧具有峰值的测试信号TS，但是本发明不限于上述。只要测试信号TS具有通过从余弦波中切出具有一个波长的部分所获得的波形，就能够通过在任何定时处进行切割来获得测试信号TS。例如，测试信号TS能够被配置为使得如图10所示，从余弦波切出波形F1，并且第一下部波峰P3和第二下部波峰P4的电平被移位以位于输出信号Sout的幅度中心电势Vc上，该波形F1由从下部波峰P3（在下文中，称为第一下部波峰P3）到后一下部波峰P4（在下文中，称为第二下部波峰P4）的部分形成。虽然在前述实施例中测试信号TS的基频f被设置为小于作为可听频带的最低频率的20Hz，但是本发明不限于此，并且因此只要用户感觉不到该测试信号TS，测试信号TS的频率就能够被设置为任何值。然而，在考虑到测试信号TS的衰减的情况下，该频率优选地低于比可听频带的最高频率的20KHz。此外，可听频带在前述实施例中处于20Hz～20KHz的范围，出于信号放大设备1的意图目的而改变该可听频带。例如，在电话系统中使用具有范围为300Hz至3.5KHz或范围为100Hz至7KHz的可听频带。

（2）在前述实施例中，半导体集成电路10包括第二端子T2，第二端子T2连接到第一外部端子TA，并且测试信号TS通过绕过内部负载71被供应到外部负载2。然而，本发明不限于上述实施例。半导体集成电路10能够具有任何结构，只要配置为使得在测试时间段期间测试信号TS被供应到外部负载2并且在除了所述测试时间段之外的时间段期间输出信号Sout被供应到外部负载2。

例如，半导体集成电路10可以是下述一种半导体集成电路，该半导体集成电路被配置为使得在半导体集成电路10Z处不提供第二端子T2，并且电阻器40连接到第一端子T1，如图11中示出的信号放大设备1Z。在该情况下，测试信号TS通过内部负载71被供应到外部负载2。当内部负载71的幅度小时，在修改实施例中也能够以必要的精度测量外部负载2的阻抗。此外，当内部负载71的幅度是已知的时，能够在考虑到此的情况下来测量外部负载2的阻抗。

而且，在该情况下，因为通过从余弦波中切出具有一个波长F1的部分所获得的波形用作测试信号TS，所以可以允许用户感觉不到即使测试信号TS被供应到头戴式耳机、扬声器等时的声音。

（3）虽然从测试信号生成部30输出的测试信号TS的幅度V2在前述实施例中是已知的，但是本发明不限于此。能够测量从测试信号生成部30输出的测试信号TS的幅度V2，并且由此规定外部负载2的阻抗。

例如，可以通过使用图12中示出的半导体集成电路10A来构成信号放大设备1。在该情况下，半导体集成电路10A能够包括AD转换部50A和AD转换部50B，并且控制部60基于检测数据Da和检测数据Db来规定外部负载2的阻抗，AD转换部50A对从测试信号生成部30输出的测试信号TS的幅度V2进行AD转换以输出检测数据Da，AD转换部50B对测试信号TS在第二端子T2处的幅度V1进行AD转换以输出检测数据Db。

替代地，能够通过使用图13中示出的半导体集成电路10B来形成信号放大设备1。在该情况下，半导体集成电路10B能够包括选择部SEL，该选择部SEL选择从测试信号生成部30输出的测试信号的幅度V2和测试信号TS在第二端子T2处的幅度V1中的一个，并且控制部60基于以时间共享方式对其供应的检测数据Da和检测数据Db来规定外部负载2的阻抗。

因此，当如在以上描述中测量测试信号TS的幅度V2时，即使测试信号TS的幅度V2由于制造、温度特性方面的变化或者随着测试信号生成部30的时间的度过的改变而变化，也实际地测量幅度V2。因此，能够更加准确地测量外部负载2的阻抗。

（4）在前述实施例和修改实施例中，控制部60根据公式（1）来计算外部负载2的阻抗。然而，本发明不限于上述实施例，并且能够基于测试信号TS在第二端子T2处的幅度V1来生成第一控制信号CTL1。因为从测试信号生成部30输出的测试信号TS的幅度V2是固定的，所以外部负载2的幅度和测试信号TS在第二端子T2处的幅度V1是一一对应的。因为根据外部负载2的阻抗来确定放大部20的增益，所以能够在测试信号TS的幅度V1与放大部20的增益之间的关系被预先确定的情况下，在不计算阻抗的情况下，直接生成第一控制信号CTL1。具体地说，测试信号TS的幅度V1和第一控制信号CTL1的大小被存储在存储器中的表中，并且通过参考该表来生成第一控制信号CTL1就足够了。

（5）虽然在前述实施例中描述了两极类型的插头，但是本发明当然能够适用于三极或四极类型的插头。作为四极类型的插头，存在从其尖端部分布置端子Lch、Rch、GND以及MIC的第一模型以及从其尖端部分布置端子Lch、Rch、MIC以及GND的第二模型。在该情况下，在第一模型中，端子GND连接到从尖端部分开始的第三位置处的电极，而在第二模式中，端子MIC连接到该电极。在上述实施例应用于四极类型的插头的情况下，能够通过计算电极在从尖端部分开始的第三位置处的阻抗来彼此区分第一模型和第二模型。在第一模型中，端子GND被连接为使得阻抗变成零。在第二模型中，端子MIC被连接为使得能够计算麦克风的阻抗。因此，能够基于阻抗来确定插头的种类。

（6）在上述实施例中，信号放大设备1包括半导体集成电路10、第一外部端子TA、第二外部端子TB以及内部负载71。然而，如图14中所示，本发明还适用于包括半导体集成电路10C的测试信号供应设备100，该半导体集成电路10C被配置为从图1中示出的半导体集成电路10的元件中消除了放大部20。

（7）而且，如图15中所示，本发明还适用于包括半导体集成电路10D的测试信号供应设备100Z，该半导体集成电路10D被配置为从图11中示出的半导体集成电路10Z的元件中消除了放大部20。

这里，如下总结上述实施例。

半导体集成电路能够用于信号放大设备（测试信号供应设备），该信号放大设备设置有第一外部端子、要施加有预定电势的第二外部端子以及其一端连接到第一外部端子的内部负载。该半导体集成电路包括：第一端子，连接到内部负载的另一端；第二端子，连接到第一外部端子；放大部，放大输入信号并且将输出信号输出到第一端子；电阻器，其一端连接到第二端子；测试信号生成部，生成测试信号并且将该测试信号供应到电阻器的另一端；检测部，检测测试信号在第二端子处的幅度；以及控制部，基于检测部的检测结果来控制放大部的增益。

根据本发明，在半导体集成电路中独立地提供用于输出输出信号的第一端子和用于输出测试信号的第二端子，并且第二端子连接到第一外部端子。因此，在从第一端子到外部负载的路线中通过内部负载和第一外部端子将输出信号供应到外部负载，并且在从第二端子到外部负载的路线中通过第一外部端子将测试信号供应到外部负载。结果，因为测试信号没有被供应到内部负载，所以能够根据外部负载的准确阻抗来调整放大部的增益。

在该半导体集成电路中，例如，在测试时间段期间，控制部控制测试信号生成部以输出测试信号，并且控制放大部以使输出阻抗处于高阻抗态。优选地，在除了测试时间段之外的时间段期间，控制部控制测试信号生成部以使输出阻抗处于高阻抗态，并且控制放大部以输出测试信号。根据该实施例，因为输出信号从其输出的第一端子和从其输出测试信号的第二端子变成排他地处于高阻抗态，所以可以从第一输出端子向外部负载排他地输出输出信号和测试信号。

此外，在该半导体集成电路中，例如，预定电势是接地电势，并且检测部检测测试信号在第二端子处的幅度和测试信号在电阻器的另一端处的幅度。根据本发明，因为测试信号在电阻器的另一端处的幅度被检测，所以即使从测试信号生成部输出的测试信号的幅度是未知的或者从其输出的测试信号的幅度由于温度特性或者随着测试信号生成部的时间推移的改变而变化，也能够准确地规定外部负载的阻抗。

另外，例如，根据本发明的信号放大设备包括上述半导体集成电路、连接到第二端子的第一外部端子、要施加有预定电势的第二外部端子以及一端连接到第一外部端子并且另一端连接到第一端子的内部负载。

而且，半导体集成电路要用于信号放大设备（测试信号供应设备），该信号放大设备设置有外部负载连接到的外部端子和一端连接到外部端子的内部负载。该半导体集成电路包括：放大部，放大输入信号并将输出信号输出到内部负载的另一端；电阻器，其一端连接到外部端子或内部负载的另一端；测试信号生成部，生成作为测试信号的具有余弦波的一个波长的波形，并且将该测试信号供应到电阻器的另一端；检测部，检测测试信号在电阻器的一端处的幅度；以及控制部，基于检测部的检测结果来控制放大部的增益。

通过上述配置，因为具有余弦波的一个波长的波形用作测试信号，所以能够在短时间段中完成对外部负载的阻抗的测量。因此，能够使得测试信号不会作为异常噪声而被用户感觉到。

例如，具有余弦波的一个波长的波形由从余弦波的上部波峰到后一上部波峰的部分形成。在该情况下，因为可以使得测试信号的肩部分为适当的曲线，所以可以能够防止生成较高的谐波分量。

例如，输入信号是声音信号，并且测试信号的频率比可听频带的最高频率更低。在测试信号的频率在可听频带内的情况下，能够通过频率来测量阻抗，这允许外部负载作为头戴式耳机或扬声器来进行操作，使得能够准确地测量该外部负载的阻抗。另外，在测试信号的频率比可听频带的最低频率更低的情况下，测试信号难以由于杂散电容、杂散电感、电路电阻等而衰减，使得能够准确地测量外部负载的阻抗。

此外，信号放大设备包括作为外部端子的第一外部端子、要对其供应预定电势的第二外部端子、一端连接到第一外部端子的内部负载以及前述的半导体集成电路。该半导体集成电路设置有要连接到内部负载的另一端的第一端子、以及要连接到第一外部端子并且要连接到电阻器的一端的第二端子。

通过上述配置，在该半导体集成电路中独立地提供用于输出输出信号的第一端子和用于输出测试信号的第二端子，并且第二端子连接到第一外部端子。因此，在从第一端子到外部负载的路线中通过内部负载和第一外部端子将输出信号供应到外部负载，并且在从第二端子到外部负载的路线中通过第一外部端子将测试信号供应到外部负载。结果，因为测试信号没有被供应到内部负载，所以能够根据外部负载的准确阻抗来调整放大部的增益。

尽管已经针对特定的优选实施例对本发明进行了说明和描述，但对于本领域的技术人员而言显而易见的是，能够基于本发明的教导来进行各种改变和修改。明显的是，这样的改变和修改在如由所附权利要求所限定的本发明的精神、范围以及意图内。

本申请基于2012年5月17日提交的日本专利申请No.2012-113383以及2012年5月17日提交的日本专利申请No.2012-113384，其内容通过引用合并于此。

Claims (24)

1.一种测试信号供应设备，包括：

第一外部端子；

第二外部端子，所述第二外部端子被施加有预定电势；

内部负载；

第一端子，所述第一端子通过所述内部负载连接到所述第一外部端子；

第二端子，所述第二端子在不通过所述内部负载的情况下连接到所述第一外部端子；

测试信号生成部，所述测试信号生成部生成测试信号，并且将所述测试信号供应到所述第二端子；

检测部，所述检测部检测所述测试信号的幅度；以及

控制部，所述控制部基于所检测到的所述测试信号的幅度来测量连接到所述第一外部端子和所述第二外部端子的外部负载的阻抗。

2.根据权利要求1所述的测试信号供应设备，进一步包括：

放大部，所述放大部放大输入信号并且将输出信号输出到所述第一端子，

其中，所述控制部基于所测量的所述外部负载的阻抗来控制所述放大部的增益。

3.根据权利要求1或2所述的测试信号供应设备，进一步包括：

电阻器，所述电阻器具有连接到所述测试信号生成部的一端和连接到所述第二端子的另一端，

其中，所述检测部检测所述测试信号在所述电阻器的所述一端和所述另一端中的至少一个处的幅度。

4.根据权利要求2所述的测试信号供应设备，其中，在所述测试信号生成部输出所述测试信号的测试时间段期间，所述控制部控制所述放大部，使得所述放大部的输出阻抗处于高阻抗态；并且

其中，在除了所述测试时间段之外的时间段期间，所述控制部控制所述测试信号生成部，使得所述测试信号生成部的输出阻抗处于高阻抗态，并且控制所述放大部以将所述输出信号输出到所述第一端子。

5.根据权利要求1或2所述的测试信号供应设备，其中，所述预定电势是接地电势。

6.根据权利要求1或2所述的测试信号供应设备，其中，所述测试信号具有包含余弦波的一个波长的波形。

7.根据权利要求6所述的测试信号供应设备，其中，所述测试信号的波形由所述余弦波中的从上部波峰到后一上部波峰的部分形成。

8.根据权利要求2所述的测试信号供应设备，其中，所述输入信号是声音信号，并且所述测试信号具有比可听频带的最高频率更低的频率。

9.一种半导体集成电路，包括：

第一端子，所述第一端子通过内部负载连接到第一外部端子；

第二端子，所述第二端子在不通过所述内部负载的情况下连接到所述第一外部端子；

测试信号生成部，所述测试信号生成部生成测试信号，并且将所述测试信号供应到所述第二端子；

检测部，所述检测部检测所述测试信号的幅度；以及

控制部，所述控制部基于所检测到的所述测试信号的幅度来测量连接到所述第一外部端子和第二外部端子的外部负载的阻抗。

10.根据权利要求9所述的半导体集成电路，进一步包括：

放大部，所述放大部放大输入信号并且将输出信号输出到所述第一端子，

其中，所述控制部基于所测量的所述外部负载的阻抗来控制所述放大部的增益。

11.根据权利要求9或10所述的半导体集成电路，进一步包括：

电阻器，所述电阻器具有连接到所述测试信号生成部的一端和连接到所述第二端子的另一端，

其中，所述检测部检测所述测试信号在所述电阻器的所述一端和所述另一端中的至少一个处的幅度。

12.根据权利要求10所述的测试信号供应设备，其中，在所述测试信号生成部输出所述测试信号的测试时间段期间，所述控制部控制所述放大部，使得所述放大部的输出阻抗处于高阻抗态；并且

其中，在除了所述测试时间段之外的时间段期间，所述控制部控制所述测试信号生成部，使得所述测试信号生成部的输出阻抗处于高阻抗态，并且控制所述放大部以将所述输出信号输出到所述第一端子。

13.一种测试信号供应设备，包括：

外部端子；

内部负载，所述内部负载连接到所述外部端子；

测试信号生成部，所述测试信号生成部生成具有包含余弦波的一个波长的波形的测试信号，并且将所述测试信号供应到所述外部端子；

检测部，所述检测部检测所述测试信号的幅度；以及

控制部，所述控制部基于所检测到的所述测试信号的幅度来测量连接到所述外部端子的外部负载的阻抗。

14.根据权利要求13所述的测试信号供应设备，其中，所述测试信号的波形由所述余弦波中的从上部波峰到后一上部波峰的部分形成。

15.根据权利要求13或14所述的测试信号供应设备，进一步包括：

放大部，所述放大部放大输入信号，并且将输出信号输出到所述内部负载，

其中，所述控制部基于所测量的所述外部负载的阻抗来控制所述放大部的增益。

16.根据权利要求15所述的测试信号供应设备，其中，所述输入信号是声音信号，并且所述测试信号具有比可听频带的最高频率更低的频率。

17.根据权利要求13或14所述的测试信号供应设备，进一步包括：

电阻器，所述电阻器具有连接到所述测试信号生成部的一端和连接到所述外部端子的另一端，

其中，所述检测部检测所述测试信号在所述电阻器的所述一端和所述另一端中的至少一个处的幅度。

18.根据权利要求15所述的测试信号供应设备，其中，在所述测试信号生成部输出所述测试信号的测试时间段期间，所述控制部控制所述放大部，使得所述放大部的输出阻抗处于高阻抗态；并且

其中，在除了所述测试时间段之外的时间段期间，所述控制部控制所述测试信号生成部，使得所述测试信号生成部的输出阻抗处于高阻抗态，并且控制所述放大部以将所述输出信号输出到所述第一端子。

19.一种半导体集成电路，包括：

第一端子，所述第一端子通过内部负载或者在不通过所述内部负载的情况下连接到外部端子；

测试信号生成部，所述测试信号生成部生成具有包含余弦波的一个波长的波形的测试信号，并且将所述测试信号供应到所述第一端子；

检测部，所述检测部检测所述测试信号的幅度；以及

控制部，所述控制部基于所检测到的所述测试信号的幅度来测量连接到所述外部端子的外部负载的阻抗。

20.根据权利要求19所述的半导体集成电路，其中，所述测试信号的波形由所述余弦波中的从上部波峰到后一上部波峰的部分形成。

21.根据权利要求19或20所述的半导体集成电路，进一步包括：

放大部，所述放大部放大输入信号，并且将输出信号输出到所述第一端子或与所述第一端子不同的第二端子，

其中，所述控制部基于所测量的所述外部负载的阻抗来控制所述放大部的增益。

22.根据权利要求21所述的半导体集成电路，其中，所述输入信号是声音信号，并且所述测试信号具有比可听频带的最高频率更低的频率。

23.根据权利要求19或20所述的半导体集成电路，进一步包括：

电阻器，所述电阻器具有连接到所述测试信号生成部的一端和连接到所述第一端子的另一端，

其中，所述检测部检测所述测试信号在所述电阻器的所述一端和所述另一端中的至少一个处的幅度。

24.根据权利要求21所述的半导体集成电路，其中，在所述测试信号生成部输出所述测试信号的测试时间段期间，所述控制部控制所述放大部，使得所述放大部的输出阻抗处于高阻抗态；并且

其中，在除了所述测试时间段之外的时间段期间，所述控制部控制所述测试信号生成部，使得所述测试信号生成部的输出阻抗处于高阻抗态，并且控制所述放大部以将所述输出信号输出到所述第一端子。

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