JP2001244791A - 可変抵抗回路、演算増幅回路および集積回路 - Google Patents

可変抵抗回路、演算増幅回路および集積回路

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路面積を小さくすることができるととも
に、高精度に抵抗値を設定することができる可変抵抗回
路、この抵抗回路を用いた演算増幅回路およびこの演算
増幅回路を用いた半導体集積回路を提供する。 【解決手段】 抵抗値がR×2i (i=0〜7)(Ω)
の8個の抵抗T1〜T8を直列に接続するとともに、オ
ンしたときの寄生抵抗の抵抗値がr×2i (Ω)となる
8個のスイッチS1〜S8をそれぞれ抵抗T1〜T8に
並列に接続し、スイッチS1〜S8をオン/オフするこ
とにより抵抗値を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直列に接続される
複数の抵抗の各々に並列に接続される複数のスイッチを
オン/オフすることにより抵抗値を変化させる可変抵抗
回路、この可変抵抗回路を用いた演算増幅回路、および
この演算増幅回路を用いた半導体集積回路に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、CD(Compact Disc)ドライブ、
CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory )ドラ
イブ等の光ディスクドライブ装置が一般に普及し、これ
らの光ディスクドライブ装置に用いられる種々の半導体
集積回路が開発されている。
【0003】図6は、従来のCD−ROMドライブに用
いられる半導体集積回路の構成を示すブロック図であ
る。
【0004】図6に示す回路は、複数の半導体集積回路
から構成され、信号処理回路200、RF(Radio Freq
uency )アンプ220、駆動回路230、マイコン(マ
イクロコンピュータ)240およびDRAM(Dynamic
Random Access Memory)250を備える。
【0005】信号処理回路200は、DSP(Digital
Signal Processor)201、DAC(Digital Analog C
onverter)202、サーボ回路203およびエラー訂正
回路204を含む。RFアンプ220は、バイポーラ集
積回路により別部品で構成され、信号処理回路200
は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconduc
tor )集積回路により1チップ化されている。
【0006】光ピックアップ210によりCD−ROM
ディスク上に記録されたデータがRF信号に変換され、
RFアンプ220へ出力される。RFアンプ220は、
入力されたRF信号から再生信号(EFM(Eight to F
ourteen Modulation)信号)、フォーカスエラー信号お
よびトラッキングエラー信号等を生成し、信号処理回路
200へ出力する。
【0007】信号処理回路200は、DSP201およ
びサーボ回路203によりフォーカスエラー信号および
トラッキングエラー信号等から光ピックアップ210を
制御するための制御信号を作成し、駆動回路230へ出
力する。駆動回路230は、入力された制御信号に応じ
て光ピックアップ210内のアクチュエータを駆動し、
良好なRF信号を再生するように光ピックアップ210
が制御される。
【0008】また、信号処理回路200は、エラー訂正
回路204によりDRAM250を用いて再生データの
エラー訂正を行い、音声信号を再生する場合はDAC2
02により再生データをアナログ信号へ変換して出力す
る。
【0009】マイコン240は、ドライブ全体の動作を
制御するシステムコントローラとして機能し、必要に応
じて信号処理回路200とデータ等を送受信し、CD−
ROMドライブの種々の動作が実行される。
【0010】上記のように構成されたCD−ROMドラ
イブのRFアンプ220は、CD、CD−ROM、CD
−RW(Compact Disc Rewritable )等の種々の光ディ
スクを再生するため、種々のレベルのRF信号に対応す
るために内部でRF信号の増幅率を種々変化させてい
る。このため、RFアンプ220内には、RF信号の増
幅率を変化させるPGA(プログラマブルゲインアン
プ)等が備えられ、ゲイン調整用に種々の抵抗値に設定
可能な可変抵抗回路が用いられている。
【0011】図7は、従来の可変抵抗回路の構成を示す
回路図である。図7に示す可変抵抗回路は、デコード回
路300、スイッチSW0〜SW255、抵抗TR0〜
TR255を含む。
【0012】256個の抵抗TR0〜TR255は、直
列に接続され、すべての抵抗TR0〜TR255の抵抗
値はR(Ω)に設定され、各抵抗TR0〜TR255は
同一の抵抗である。スイッチSW0〜SW255の各々
は、対応する抵抗TR0〜TR255に並列に接続さ
れ、各スイッチSW0〜SW255は同一のスイッチで
ある。スイッチSW0〜SW255がオンすることによ
り当該スイッチが接続されている抵抗がバイパスされ、
可変抵抗回路の抵抗値が変化する。
【0013】デコード回路300には、8ビットの制御
信号d1〜d8が入力され、制御信号d1は、最下位ビ
ットを表す制御信号であり、制御信号d8は、最上位ビ
ットを表す制御信号であり、制御信号d1〜d8により
0〜255の各値を表すことができる。デコード回路3
00は、8ビットの制御信号d1〜d8をデコードし、
スイッチSW0〜SW255をオン/オフして8ビット
の制御信号d1〜d8が表すデータに対応する抵抗値を
設定するための制御信号をスイッチSW0〜SW255
へ出力する。
【0014】スイッチSW0〜SW255は、デコード
回路300から出力される制御信号によりそれぞれオン
/オフし、オンしたスイッチは、抵抗をバイパスする。
したがって、8ビットの制御信号d1〜d8に応じて2
56個の抵抗TR0〜TR255のうち任意の抵抗をバ
イパスすることにより、可変抵抗回路の抵抗値が、0
(Ω)、R(Ω)、2R(Ω)、…、255R(Ω)の
うちの任意の抵抗値に設定される。
【0015】図8は、従来の他の可変抵抗回路の構成を
示す回路図である。図8に示す可変抵抗回路は、スイッ
チSW10〜SW17、抵抗TR10〜TR17を含
む。8個の抵抗TR10〜TR17は、直列に接続さ
れ、抵抗TR10の抵抗値はR(Ω)であり、抵抗TR
11の抵抗値は2R(Ω)であり、抵抗TR12の抵抗
値は4R(Ω)であり、以降、各抵抗の抵抗値が順に2
倍され、最終の抵抗TR17の抵抗値は128R(Ω)
に設定されている。
【0016】各スイッチSW10〜SW17は、対応す
る抵抗TR10〜TR17に並列に接続され、スイッチ
SW10〜SW17がオンすることにより当該スイッチ
が接続されている抵抗がバイパスされる。
【0017】スイッチSW10〜SW17には、上記の
8ビットの制御信号d1〜d8がそれぞれ入力され、可
変抵抗回路の抵抗値が、0(Ω)、R(Ω)、2R
(Ω)、…、255R(Ω)のうち任意の抵抗値に設定
される。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、図7に
示す可変抵抗回路では、8ビットの分解能を実現するた
めに、256個の抵抗TR0〜TR255およびスイッ
チSW0〜SW255が必要となり、さらに8ビットの
制御信号d1〜d8をデコードするデコード回路300
も必要となる。したがって、可変抵抗回路の回路面積が
非常に大きくなり、このように回路面積の大きい可変抵
抗回路を他の回路と集積化する場合、集積回路の面積が
増大する。
【0019】また、図8に示す可変抵抗回路では、スイ
ッチSW10〜SW17の寄生抵抗により可変抵抗回路
の抵抗値の線形性が劣化してしまう。すなわち、各スイ
ッチSW10〜SW17の寄生抵抗の抵抗値をr(Ω)
とすると、スイッチSW10〜SW17がすべてオフし
ている場合、可変抵抗回路の抵抗値は255R(Ω)と
なり、スイッチSW10がオンし、スイッチSW11〜
SW17がオフしている場合、254R+r×R/(r
+R)(Ω)となり、スイッチSW11がオンし、スイ
ッチSW10,SW12〜SW17がオフしている場
合、253R+2r×R/(r+2R)(Ω)となり、
スイッチSW10,SW11がオンし、スイッチSW1
2〜SW17がオフしている場合、252R+r×R/
(r+R)+2r×R/(r+2R)(Ω)となる。
【0020】このように、可変抵抗回路の抵抗値の変化
量は、R−r×R/(r+R)(Ω)、R+r×R/
(r+R)−2r×R/(r+2R)(Ω)、R−r×
R/(r+R)(Ω)となり、抵抗TR10〜TR17
による抵抗値の変化量は一定になるが、スイッチSW1
0〜SW17の寄生抵抗による抵抗値の変化量は一定に
ならない。したがって、変化量が一定量にならず、スイ
ッチSW10〜SW17の寄生抵抗により可変抵抗回路
の抵抗値の線形性が劣化する。
【0021】また、可変抵抗回路の抵抗値の線形性を確
保しようとすると、スイッチSW10〜SW17の寄生
抵抗が可変抵抗回路の抵抗値にほとんど影響しないよう
にするため、スイッチSW10〜SW17のサイズを十
分に大きくしなければならない。このため、可変抵抗回
路の回路面積が大きくなり、このように回路面積の大き
い可変抵抗回路を他の回路と集積化する場合、集積回路
の面積が増大する。
【0022】上記のように、従来の可変抵抗回路では、
回路の省面積化が困難であったり、または、省面積化は
可能であるが、抵抗値の高精度化が困難であったりする
ため、省面積化と高精度化を両立することはできない。
【0023】本発明の目的は、回路面積を小さくするこ
とができるとともに、高精度に抵抗値を設定することが
できる可変抵抗回路、この抵抗回路を用いた演算増幅回
路およびこの演算増幅回路を用いた半導体集積回路を提
供することである。
【0024】
【課題を解決するための手段および発明の効果】(1)
第1の発明 第1の発明に係る可変抵抗回路は、少なくとも一つの抵
抗の抵抗値が異なり、直列に接続されるN(Nは2以上
の整数)個の抵抗と、N個の抵抗の各々に並列に接続さ
れるN個のスイッチとを備え、N個のスイッチをオン/
オフすることにより抵抗値を変化させる可変抵抗回路で
あって、オンされたときのN個のスイッチの各々の寄生
抵抗の抵抗値が、当該スイッチが並列に接続される抵抗
の抵抗値に比例するもしくは比例に類似する正の相関を
持つものである。
【0025】本発明に係る可変抵抗回路では、N個の抵
抗が直列に接続され、スイッチがN個の抵抗の各々に並
列に接続され、スイッチをオンすることによりオンされ
たスイッチに接続される抵抗がバイパスされ、抵抗値が
変化する。このとき、N個の抵抗のうち少なくとも一つ
の抵抗の抵抗値が異なるため、バイパスされる抵抗の組
み合わせを変更することにより抵抗の数以上の種々の抵
抗値を設定することができ、小さい回路面積で多くの抵
抗値を設定することができる。また、オンされたときの
スイッチの寄生抵抗の抵抗値が、当該スイッチが並列に
接続される抵抗の抵抗値に比例するもしくは比例に類似
する正の相関を持つため、スイッチの寄生抵抗と抵抗と
の合成抵抗値が抵抗の抵抗値に比例し、可変抵抗値の抵
抗値の線形性を確保することができる。この結果、可変
抵抗回路の回路面積を小さくすることができるととも
に、高精度に抵抗値を設定することができる。
【0026】(2)第2の発明 第2の発明に係る可変抵抗回路は、第1の発明に係る可
変抵抗回路の構成において、N個のスイッチの各々は、
抵抗に並列に接続されるトランジスタを含み、トランジ
スタのゲート幅が当該トランジスタが並列に接続される
抵抗の抵抗値に逆比例するもしくは逆比例に類似する負
の相関を持つものである。
【0027】この場合、トランジスタのゲート幅が抵抗
の抵抗値に逆比例するもしくは逆比例に類似する負の相
関を持つことにより、トランジスタの寄生抵抗の抵抗値
を抵抗の抵抗値に比例させることができるので、ゲート
幅を変更するだけで寄生抵抗を調整することができ、容
易に可変抵抗回路を製造することができる。
【0028】(3)第3の発明 第3の発明に係る可変抵抗回路は、第1または第2の発
明に係る可変抵抗回路の構成において、N個の抵抗の各
抵抗値は、R×2i (iは0〜(N−1)の整数)
(Ω)に設定され、N個のスイッチの各寄生抵抗の抵抗
値は、r×2i (Ω)に設定されるものである。
【0029】この場合、N個の抵抗により2N 通りの抵
抗値を設定することができるので、可変抵抗回路の回路
面積を非常に小さくすることができるとともに、Nビッ
トの制御信号により2N 通りの抵抗値のうち任意の抵抗
値に設定することができるので、可変抵抗回路の制御が
容易となる。
【0030】(4)第4の発明 第4の発明に係る可変抵抗回路は、第1〜第3の発明に
係る可変抵抗回路の構成において、スイッチは、CMO
Sスイッチからなる。この場合、可変抵抗回路を含む回
路をCMOS集積回路により構成することができる。
【0031】(5)第5の発明 第5の発明に係る演算増幅回路は、第1〜第4のいずれ
かの発明に係る可変抵抗回路と、可変抵抗回路が接続さ
れ、可変抵抗回路の抵抗値に応じて増幅率を変化させる
演算増幅器とを備えるものである。
【0032】本発明に係る演算増幅回路では、第1〜第
4のいずれかの発明に係る可変抵抗回路が演算増幅器に
接続され、高精度に抵抗値を変化させることができる可
変抵抗回路の抵抗値に応じて増幅率を変化させているの
で、高精度に増幅率を設定することができるとともに、
可変抵抗回路の回路面積が小さいので、演算増幅回路の
回路面積も小さくすることができる。
【0033】(6)第6の発明 第6の発明に係る演算増幅回路は、第5の発明に係る演
算増幅回路の構成において、可変抵抗回路は、演算増幅
器の入力端子に接続され、N個の抵抗のうち最も抵抗値
の大きい抵抗が入力端子に接続されるものである。
【0034】この場合、スイッチにより各抵抗を結合す
るノードに寄生容量が形成され、この寄生容量と各抵抗
によるCR時定数による影響を受けるが、入力端子に接
続される抵抗の抵抗値が最も大きいので、最も抵抗値が
大きい抵抗に作用する寄生容量が最も小さくなり、トー
タルとして可変抵抗回路自体のCR時定数を小さくする
ことができ、周波数特性の良好な演算増幅回路を実現す
ることができる。
【0035】(7)第7の発明 第7の発明に係る半導体集積回路は、第5または第6の
発明に係る演算増幅回路を含み、光ピックアップからの
出力信号を増幅する増幅回路を備え、増幅回路と他の回
路とがCMOS集積回路により1チップ化して形成され
るものである。
【0036】本発明に係る半導体集積回路では、光ピッ
クアップからの出力信号を増幅する増幅回路に、高精度
に増幅率を設定することができるとともに、回路面積を
小さくすることができる第5または第6の発明に係る演
算増幅回路を用い、増幅回路を他の回路とCMOS集積
回路により1チップ化して形成しているので、高精度か
つ省面積化された増幅回路を含む光ディスクドライブ装
置用の1チップCMOS集積回路を実現することができ
る。
【0037】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施の形態に
よる可変抵抗回路の構成を示す回路図である。
【0038】図1において、可変抵抗回路VTは、抵抗
T1〜T8およびスイッチS1〜S8を含む。抵抗T1
は、端子N1と抵抗T2との間に接続され、抵抗T1に
は並列にスイッチS1が接続される。以降同様に、並列
に接続された抵抗T2〜T8およびスイッチS2〜S8
が直列に接続される。スイッチS1〜S8には、8ビッ
トの制御信号d1〜d8が入力され、制御信号d1〜d
8に応じてスイッチS1〜S8がオン/オフする。
【0039】抵抗T1の抵抗値はR(Ω)であり、抵抗
T2の抵抗値は2R(Ω)であり、以降、抵抗T3〜T
8の各抵抗値は順次2倍に設定される。すなわち、抵抗
T1〜T8の各抵抗値は、R×2i (i=0〜7)
(Ω)に設定される。また、オンしたときのスイッチS
1〜S8の各寄生抵抗の抵抗値は、r×2i (i=0〜
7)(Ω)に設定される。したがって、各抵抗T1〜T
8の抵抗値と当該抵抗に並列に接続されるスイッチS1
〜S8の寄生抵抗の抵抗値は比例する。
【0040】制御信号d1〜d8は8ビットのデータに
対応し、制御信号d1が最下位ビットに対応する信号で
あり、制御信号d8が最上位ビットに対応する信号であ
り、制御信号d1〜d8により、0〜255の各値を表
すことができる。制御信号d1〜d8が1のとき、スイ
ッチS1〜S8はオフし、0のときスイッチS1〜S8
はオンし、オンしたスイッチに接続される抵抗がバイパ
スされる。
【0041】例えば、制御信号d1〜d8として1、
1、1、1、1、1、1、1がスイッチS1〜S8に入
力されると、スイッチS1〜S8はすべてオフし、可変
抵抗回路VTの抵抗値は、抵抗T1〜T8の抵抗値が加
算され、255R(Ω)となる。
【0042】制御信号d1〜d8として0、1、1、
1、1、1、1、1が入力されると、スイッチS1がオ
ンし、スイッチS2〜S8はオフする。このとき、抵抗
T2〜T8は直列に接続され、この部分の抵抗値は25
4R(Ω)となり、スイッチS1および抵抗T1の合成
抵抗値はr×R/(r+R)(Ω)となり、可変抵抗回
路VTの抵抗値は254R+r×R/(r+R)(Ω)
となる。
【0043】制御信号d1〜d8として1、0、1、
1、1、1、1、1が入力されると、可変抵抗回路VT
の抵抗値は253R+2r×R/(r+R)(Ω)とな
り、以降同様に制御信号d1〜d8に応じて可変抵抗回
路VTの抵抗値が変化し、1、0、0、0、0、0、
0、0が入力されると、可変抵抗回路VTの抵抗値はR
+254r×R/(r+R)(Ω)となり、0、0、
0、0、0、0、0、0が入力されると、可変抵抗回路
VTの抵抗値は255r×R/(r+R)(Ω)とな
る。
【0044】上記のように、可変抵抗回路VTの抵抗値
は、制御信号d1〜d8に応じてR−r×R/(r+
R)(Ω)ずつ変化する。このように、可変抵抗回路V
Tの抵抗値は、R−r×R/(r+R)(Ω)の一定の
割合で変化し、線形性を確保することができる。
【0045】また、8個の抵抗T1〜T8により28
りの抵抗値を設定することができるので、可変抵抗回路
VTの回路面積を非常に小さくすることができるととも
に、8ビットの制御信号d1〜d8により28 通りの抵
抗値のうち任意の抵抗値に設定することができるので、
可変抵抗回路VTの抵抗値を容易に制御することができ
る。
【0046】なお、上記の説明では、8個の抵抗および
スイッチを用いたが、直列に接続される抵抗およびスイ
ッチの数は上記の例に特に限定されず、可変すべき抵抗
値等に応じて他の数の抵抗およびスイッチを用いてもよ
い。また、各抵抗の抵抗値も上記の例に特に限定され
ず、可変すべき抵抗値等に応じて種々の抵抗値を用いる
ことができ、その配列も上記のように、端子N1から端
子N2へ順次増加させる配列に特に限定されず、各抵抗
を異なる位置に配列してもよい。また、寄生抵抗の抵抗
値は、抵抗の抵抗値に完全に比例しなくても、抵抗の抵
抗値に対して比例に類似する正の相関を持つようにして
もよい。
【0047】図2は、図1に示すスイッチS1〜S8の
一例を示す回路図である。図2に示すスイッチSiは、
Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ(以下、NM
OSトランジスタという)Q1、Pチャネル型MOS電
界効果トランジスタ(以下、PMOSトランジスタとい
う)Q2およびインバータI1を含む。
【0048】NMOSトランジスタQ1およびPMOS
トランジスタQ2は、端子N11と端子12との間に接
続され、NMOSトランジスタQ1のゲートにはインバ
ータI1を介して制御信号di(i=1〜8)が入力さ
れ、PMOSトランジスタQ2のゲートには制御信号d
iが入力され、CMOSスイッチが構成される。したが
って、制御信号diとして1が入力されると、NMOS
トランジスタQ1およびPMOSトランジスタQ2がオ
フし、0が入力されるとオンする。
【0049】上記のように構成されたCMOSスイッチ
を図1に示すスイッチS1〜S8に用いる場合、NMO
SトランジスタQ1およびPMOSトランジスタQ2の
ゲート長は一定にし、ゲート幅Wを変化させ、スイッチ
の寄生抵抗の抵抗値を上記のように設定している。
【0050】すなわち、スイッチS1のNMOSトラン
ジスタQ1およびPMOSトランジスタQ2のゲート幅
をWとした場合、スイッチS2のNMOSトランジスタ
Q1およびPMOSトランジスタQ2のゲート幅はW/
2に設定され、スイッチS3のNMOSトランジスタQ
1およびPMOSトランジスタQ2のゲート幅はW/4
に設定され、以降同様にゲート幅が順次2分の1に設定
される。このようにゲート幅を変化させることにより、
各CMOSスイッチの寄生抵抗の抵抗値を、r×2i
(i=0〜7)(Ω)に設定することができる。
【0051】また、上記のように、スイッチS1〜S8
をトランジスタで構成する場合、可変抵抗回路VTの線
形性は、寄生抵抗の抵抗値の大きさに依存しないため、
トランジスタサイズを特別大きくする必要がなくなり、
可変抵抗回路の回路面積を小さくすることができる。
【0052】なお、スイッチS1〜S8は、上記のCM
OSスイッチに特に限定されず、オンしたときの寄生抵
抗の抵抗値を接続される抵抗の抵抗値に応じて設定でき
るものであれば、他のスイッチを用いてもよい。また、
トランジスタのゲート幅は、抵抗の抵抗値に完全に逆比
例しなくても、抵抗の抵抗値に対して逆比例に類似する
負の相関を持つようにしてもよい。
【0053】図3は、図1に示す可変抵抗回路を用いた
演算増幅回路の一例を示す図である。図3に示す演算増
幅回路は、可変抵抗回路VT、演算増幅器1および抵抗
T9を含む。
【0054】図3において、演算増幅器1の反転入力端
子と端子N1との間には抵抗T9が接続され、非反転入
力端子は所定の基準電圧を受ける。また、演算増幅器1
の反転入力端子と出力端子との間には負帰還ループを構
成する図1に示す可変抵抗回路VTが接続され、抵抗T
1およびスイッチS1が出力端子に接続され、抵抗T8
およびスイッチS8が反転入力端子に接続されている。
【0055】上記の構成により、図3に示す演算増幅回
路では、可変抵抗回路VTの抵抗値をVRとし、抵抗T
9の抵抗値をRfとすると、端子N1に入力される信号
は、VR/Rfの増幅率で増幅され、端子N3から出力
される。このとき、可変抵抗回路VTは、制御信号d1
〜d8に応じて256段階で抵抗値VRを良好な線形性
で変化させることができるので、端子N1から入力され
る信号を高精度に増幅して端子N3から出力することが
できる。
【0056】また、端子N3側から抵抗T1〜T8の抵
抗値が順次大きくなり、反転入力端子に接続される抵抗
T8の抵抗値が最も大きくなっている。このとき、各抵
抗T1〜T8を結合するノードに各スイッチS1〜S8
により寄生容量が形成され、抵抗の抵抗値が大きいとC
R時定数が大きくなり、演算増幅回路の周波数特性が悪
化する。
【0057】しかしながら、図3に示す演算増幅回路で
は、上記のように各抵抗T1〜T8が配列されているた
め、演算増幅器の出力端子から帰還される信号は、抵抗
値の小さい抵抗1から順に伝達されていく。このとき、
最初の抵抗R1の先には複数のノードが存在し、寄生容
量が最も大きくなるが、最後の抵抗R8の先には一つの
ノードしか存在せず、寄生容量も最も小さくなる。した
がって、抵抗値が最も大きい抵抗R8に作用する寄生容
量を最も小さくすることができ、トータルとして可変抵
抗回路自体のCR時定数を小さくすることができ、演算
増幅回路の周波数特性を向上することができる。
【0058】なお、上記の説明では、負帰還ループを構
成する抵抗に可変抵抗回路VTを用いる場合の各抵抗の
配列について説明したが、上記と同様の理由により入力
抵抗として可変抵抗回路VTを用いる場合も反転入力端
子に接続される抵抗の抵抗値を最も大きくすることが好
ましい。
【0059】図4は、図3に示す演算増幅回路を用いた
RFアンプのトラッキング系の信号処理部の構成を示す
回路図である。
【0060】なお、図4では、非点収差法を用いたフォ
ーカスサーボを行うために中心部に設けられた4分割光
検出部と、3ビーム法によるトラッキングサーボを行う
ために4分割光検出部の両側に設けられた2つの光検出
部とからなる光検出部を用いた光ピックアップから出力
される各信号を処理するCD−ROMドライブ用のRF
アンプのうち、トラッキングサーボを行うためにトラッ
キングサーボ用の一方の光検出部からのトラッキング信
号Eから他方の光検出部のトラッキング信号Fを減算し
てトラッキングエラー信号TEを出力する部分を示して
いる。
【0061】図4に示すRFアンプは、抵抗T11〜T
23、演算増幅器11〜18、可変抵抗回路VT11〜
VT15、コンデンサC11,C12および可変コンデ
ンサVC11を含む。
【0062】抵抗T11の一端は、端子N11に接続さ
れ、一方の光検出部からトラッキング信号Eを受ける。
演算増幅器11の反転入力端子は抵抗T11の他端に接
続され、非反転入力端子はシフト電圧VREF1を受け
る端子N13に接続され、反転入力端子と出力端子との
間には抵抗T13が接続される。これにより、端子N1
1から入力されるトラッキング信号Eをシフト電圧VR
EF1により5V系の信号から3V系の信号にシフトす
るレベルシフト回路が構成される。
【0063】演算増幅器11の出力端子と演算増幅器1
3の反転入力端子との間には可変抵抗回路VT11が接
続され、演算増幅器13の非反転入力端子は所定の基準
電圧を受け、演算増幅器13の反転入力端子と出力端子
との間には抵抗T15が接続される。可変抵抗回路VT
11は、複数の抵抗を用いて図1に示す可変抵抗回路と
同様に構成され、可変抵抗回路VT11の抵抗値として
4種類の抵抗値を設定することができる。
【0064】これにより、プログラマブルゲインアンプ
が構成され、プログラマブルゲインアンプの増幅率とし
て、0dB、6dB、14dB、20dBの増幅率を設
定することができる。したがって、図4に示すRFアン
プでは、増幅率を6dB切り替えることにより300m
Vおよび600mVの信号を出力する2種類の光ピック
アップに対応することができるとともに、増幅率を14
dB切り替えることによりCD−RWドライブ用の光ピ
ックアップにも対応することができる。
【0065】演算増幅器13の出力端子と演算増幅器1
5の反転入力端子との間には抵抗T17が接続され、演
算増幅器15の非反転入力端子は所定の基準電圧を受
け、演算増幅器15の反転入力端子と出力端子との間に
は可変抵抗回路VT13が接続されている。可変抵抗回
路VT13は、図1に示す可変抵抗回路と同様に構成さ
れ、8ビットの制御信号に応じて抵抗値を256段階切
り替えることができる。これにより、バランス回路が構
成され、8ビットの制御信号に応じて0dB〜6dBの
範囲を256段階で切り替えることができる。
【0066】抵抗T12の一端は、端子N12に接続さ
れ、他方の光検出部からトラッキング信号Fを受ける。
演算増幅器12の反転入力端子は抵抗T12の他端に接
続され、非反転入力端子はシフト電圧VREF1を受け
る端子N13に接続され、反転入力端子と出力端子との
間には抵抗T14が接続される。これにより、端子N1
2から入力されるトラッキング信号Fをシフト電圧VR
EF1により5V系の信号から3V系の信号にシフトす
るレベルシフト回路が構成される。
【0067】演算増幅器12の出力端子と演算増幅器1
4の反転入力端子との間には可変抵抗回路VT12が接
続され、演算増幅器14の非反転入力端子は所定の基準
電圧を受け、演算増幅器14の反転入力端子と出力端子
との間には抵抗T16が接続される。可変抵抗回路VT
12は、可変抵抗回路VT11と同様に構成され、可変
抵抗回路VT12の抵抗値として4種類の抵抗値が設定
できる。これにより、プログラマブルゲインアンプが構
成され、プログラマブルゲインアンプの増幅率として、
0dB、6dB、14dB、20dBの増幅率を設定す
ることができる。
【0068】演算増幅器14の出力端子と演算増幅器1
6の反転入力端子との間には抵抗T18が接続され、演
算増幅器16の非反転入力端子は外部から設定可能な基
準電圧VDA2を受ける端子N25に接続され、演算増
幅器16の反転入力端子と出力端子との間には可変抵抗
回路VT14が接続されている。可変抵抗回路VT14
は、可変抵抗回路VT13と同様に構成され、8ビット
の制御信号に応じて抵抗値を256段階切り替えること
ができる。これにより、バランス回路が構成され、8ビ
ットの制御信号に応じて0dB〜6dBの範囲を256
段階で切り替えることができる。
【0069】演算増幅器15の出力端子と演算増幅器1
7の非反転入力端子との間には抵抗T19が接続され、
演算増幅器17の反転入力端子と非反転出力端子との間
にはコンデンサC11および抵抗T21が接続され、演
算増幅器16の出力端子と演算増幅器17の非反転入力
端子との間には抵抗T20が接続され、演算増幅器17
の非反転入力端子と反転出力端子との間には抵抗T22
およびコンデンサC12が接続され、演算増幅器17の
反転出力端子は所定の基準電圧を受ける。これにより、
減算回路が構成され、演算増幅器16の出力から演算増
幅器15の出力を減算した信号が演算増幅器17の非反
転出力端子から出力される。
【0070】演算増幅器17の非反転出力端子と演算増
幅器18の反転入力端子との間には可変抵抗回路VT1
5が接続され、演算増幅器18の非反転入力端子は所定
の基準電圧を受け、演算増幅器18の反転入力端子と出
力端子との間には可変コンデンサVC11および抵抗T
23が接続される。
【0071】可変抵抗回路VT15は、複数の抵抗を用
いて図1に示す可変抵抗回路と同様に構成され、4ビッ
トの制御信号に応じて抵抗値を16段階切り替えること
ができる。また、可変コンデンサVC11は、その容量
として2種類の容量を設定することができるように構成
されている。
【0072】これにより、プログラマブルゲインアンプ
が構成され、4ビットの制御信号に応じて−6dB〜6
dBの範囲を16段階で切り替えることができるととも
に、2種類の周波数特性を設定することができる。
【0073】上記の構成により、一方の光検出部のトラ
ッキング信号Eは、レベルシフト回路として機能する演
算増幅器11によりシフト電圧VREF1により5V系
の信号から3V系の信号にシフトされ、プログラマブル
ゲインアンプとして機能する演算増幅器13により0d
B、6dB、14dB、20dBのいずれかの増幅率に
より増幅され、バランス回路として機能する演算増幅器
15により0dB〜6dBの範囲で256段階のいずれ
かのレベルでバランス調整され、他方の光検出部の出力
信号Fも上記と同様に処理される。
【0074】このようにして、レベル等が調整された出
力信号E,Fは、減算回路として機能する演算増幅器1
7により減算され、最後に、演算増幅器18により−6
dB〜6dBの範囲で16段階のいずれかの増幅率で増
幅され、トラッキングエラー信号TEが出力される。
【0075】また、図示を省略したフォーカス系の信号
処理部も上記と同様に構成され、4分割光検出部の出力
信号A,B,C,Dを用いて(A+C)−(B+D)を
演算し、フォーカスエラー信号FEが出力される。
【0076】上記のように、図4に示すRFアンプで
は、多くの可変抵抗回路を用いており、本発明の可変抵
抗回路を用いることにより、可変抵抗回路を省面積化す
ることができるとともに、抵抗値を高精度に設定するこ
とができる。したがって、RFアンプ自体を省面積化す
ることができるとともに、高精度化することができる。
【0077】図5は、図4に示すRFアンプを含むCD
−ROMドライブ用半導体集積回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【0078】図5に示す半導体集積回路100は、RF
アンプ101、DSP102、DAC103、サーボ回
路104、マイコン105、エラー訂正回路106およ
びDRAM107を含む。
【0079】半導体集積回路100は、RFアンプ10
1、DSP102、DAC103、サーボ回路104、
マイコン105、エラー訂正回路106およびDRAM
107をCMOSプロセスにより集積化して1チップ化
したCMOS集積回路である。なお、DRAM107
は、コスト的な観点から、別チップとし、RFアンプ1
01、DSP102、DAC103、サーボ回路10
4、マイコン105およびエラー訂正回路106をCM
OS集積回路として1チップ化し、これらを同一パッケ
ージ内に封止するようにしてもよい。
【0080】光ピックアップ110によりCD−ROM
ディスク上に記録されたデータがRF信号に変換され、
RFアンプ101へ出力される。RFアンプ101は、
図4に示すRFアンプと同様に構成され、入力されたR
F信号から上記の処理によりフォーカスエラー信号、ト
ラッキングエラー信号および再生信号(EFM(Eight
to Fourteen Modulation)信号)等を生成し、DSP1
02へ出力する。
【0081】DSP102およびサーボ回路104は、
フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号等
から光ピックアップ110を制御するための制御信号を
作成し、駆動回路120へ出力する。駆動回路120
は、入力された制御信号に応じて光ピックアップ110
内のアクチュエータを駆動し、良好なRF信号を再生す
るように光ピックアップ110が制御される。
【0082】エラー訂正回路106は、DRAM107
を用いて再生データのエラー訂正を行い、音声信号を再
生する場合はDAC103により再生データをアナログ
信号へ変換して出力する。
【0083】マイコン240は、ドライブ全体の動作を
制御するシステムコントローラとして機能し、必要に応
じてDSP102等とデータ等を送受信し、CD−RO
Mドライブの種々の動作が実行される。
【0084】上記のように、図5に示す半導体集積回路
100では、省面積かつ高精度なRFアンプ101を用
いることにより、他のブロックを含めてCMOSプロセ
スにより1チップ化することができ、小型でかつ高性能
なCD−ROM用の1チップCMOS集積回路を実現す
ることができる。
【0085】なお、上記の説明では、CD−ROMドラ
イブの回路を例に説明したが、本発明の可変抵抗回路等
が適用される回路は、この例に特に限定されず、省面積
かつ高精度が要求される種々の回路に同様に適用するこ
とができ、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による可変抵抗回路の構
成を示す回路図である。
【図2】図1に示すスイッチの一例を示す回路図であ
る。
【図3】図1に示す可変抵抗回路を用いた演算増幅回路
の一例を示す図である。
【図4】図3に示す演算増幅回路を用いたRFアンプの
トラッキング系の信号処理部の構成を示す回路図であ
る。
【図5】図4に示すRFアンプを含むCD−ROMドラ
イブ用半導体集積回路の構成を示すブロック図である。
【図6】従来のCD−ROMドライブに用いられる半導
体集積回路の構成を示すブロック図である。
【図7】従来の可変抵抗回路の構成を示す回路図であ
る。
【図8】従来の他の可変抵抗回路の構成を示す回路図で
ある。
【符号の説明】
S1〜S8 スイッチ T1〜T8 抵抗 VT,VT11〜VT15 可変抵抗回路 Si CMOSスイッチ 1,11〜18 演算増幅器 100 半導体集積回路 101 RFアンプ 102 DSP 103 DAC 104 サーボ回路 105 マイコン 106 エラー訂正回路 107 DRAM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 邦之 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5D090 AA01 BB02 CC04 EE17 5J026 AA09 AA17 5J092 AA01 AA47 AA51 AA56 CA88 CA92 CA98 FA20 HA10 HA17 HA25 HA26 HA29 HA30 HA38 HA39 KA00 KA04 KA18 KA33 KA34 MA13 UL01 5J098 AA03 AA11 AB02 AB34 AC06 AC10 AC20 AC27 AD14 EA01 EA08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一つの抵抗の抵抗値が異な
    り、直列に接続されるN(Nは2以上の整数)個の抵抗
    と、前記N個の抵抗の各々に並列に接続されるN個のス
    イッチとを備え、前記N個のスイッチをオン/オフする
    ことにより抵抗値を変化させる可変抵抗回路であって、 オンされたときの前記N個のスイッチの各々の寄生抵抗
    の抵抗値が、当該スイッチが並列に接続される抵抗の抵
    抗値に比例するもしくは比例に類似する正の相関を持つ
    ことを特徴とする可変抵抗回路。
  2. 【請求項2】 前記N個のスイッチの各々は、前記抵抗
    に並列に接続されるトランジスタを含み、前記トランジ
    スタのゲート幅が当該トランジスタが並列に接続される
    抵抗の抵抗値に逆比例するもしくは逆比例に類似する負
    の相関を持つことを特徴とする請求項1記載の可変抵抗
    回路。
  3. 【請求項3】 前記N個の抵抗の各抵抗値は、R×2i
    (Ω)(iは0〜(N−1)の整数)に設定され、前記
    N個のスイッチの各寄生抵抗の抵抗値は、r×2i
    (Ω)に設定されることを特徴とする請求項1または2
    記載の可変抵抗回路。
  4. 【請求項4】 前記スイッチは、CMOSスイッチから
    なることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
    可変抵抗回路。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の可変抵
    抗回路と、前記可変抵抗回路が接続され、前記可変抵抗
    回路の抵抗値に応じて増幅率を変化させる演算増幅器と
    を備えることを特徴とする演算増幅回路。
  6. 【請求項6】 前記可変抵抗回路は、前記演算増幅器の
    入力端子に接続され、前記N個の抵抗のうち最も抵抗値
    の大きい抵抗が前記入力端子に接続されることを特徴と
    する請求項5記載の演算増幅回路。
  7. 【請求項7】 請求項5または6記載の演算増幅回路を
    含み、光ピックアップからの出力信号を増幅する増幅回
    路を備え、前記増幅回路と他の回路とがCMOS集積回
    路により1チップ化して形成されることを特徴とする半
    導体集積回路。
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