JP2001274645A - 演算増幅回路および集積回路 - Google Patents

演算増幅回路および集積回路

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JP2001274645A
JP2001274645A JP2000084804A JP2000084804A JP2001274645A JP 2001274645 A JP2001274645 A JP 2001274645A JP 2000084804 A JP2000084804 A JP 2000084804A JP 2000084804 A JP2000084804 A JP 2000084804A JP 2001274645 A JP2001274645 A JP 2001274645A
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operational amplifier
resistor
resistance
resistance value
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Kenji Otsuka
健志 大塚
Atsushi Wada
淳 和田
Kuniyuki Tani
邦之 谷
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Sanyo Electric Co Ltd
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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、周波数特性に優れた演算増幅回路およびこの演算増
幅回路を用いた集積回路を提供すること。 【解決手段】 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。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可変抵抗回路
VTの抵抗T1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。可変抵抗回路VTは、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。
こうすることで、最後の抵抗T8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ので、演算増
幅回路の周波数特性を向上させることができる。

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。図8は、従来のCD−RO
M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。
【0003】図8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。信号処理回路
200は、DSP(Digital Signal Processor)20
1、DAC(Digital Analog Converter)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(Complement
ary Metal Oxide Semiconductor )集積回路により1チ
ップ化されている。
【0004】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。
【0005】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。
【0006】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。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。
【0007】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。
【0008】図9は、従来の可変抵抗回路の構成を示す
回路図である。図9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。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〜TR2
55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。
【0009】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。
【0010】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。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、図9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。
【0012】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、周波数特性に優れた演算増幅回路
およびこの演算増幅回路を用いた集積回路を提供するこ
とにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明における演算増幅
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
有し、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と、前記可変抵抗回路
が接続される演算増幅器とを備え、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側に
配置されることをその要旨とする。
【0014】すなわち、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。
【0015】また、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。
【0016】この場合、前記N個の抵抗を抵抗値の順に
配列することが望ましい。こうすることで、スイッチの
寄生要領と抵抗によるCR時定数の影響を軽減し、周波
数特性の劣化を防ぐことができる。また、前記N個の抵
抗の各抵抗値は、R×2i(Ω)(iは0〜(N−1)
の整数)に設定されることが望ましい。こうすること
で、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
N 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。
【0017】ここで、前記可変抵抗回路は、前記最も抵
抗値の大きい抵抗と前記入力端子との間に配置された固
定抵抗を含むことが望ましい。また、前記スイッチは、
CMOSスイッチからなることが望ましい。また、前記
可変抵抗回路は、前記演算増幅器の帰還ループを構成す
る抵抗回路として使用され、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ことが望ましい。こうする
ことで、周波数特性の良好な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。
【0018】また、前記可変抵抗回路を介して前記演算
増幅器に入力信号を入力し、前記演算増幅器の帰還ルー
プを構成する抵抗回路には固定抵抗を用いてプログラマ
ブルゲインアンプを構成ても良い。こうすることで、帰
還ループにおいてスイッチによる特性悪化の影響がなく
なり、高周波でのブーストを押さえることができる。ま
た、本発明の集積回路は、請求項1乃至4のいずれか1
項に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
されることをその要旨とする。こうすることで、光ピッ
クアップからの出力信号を増幅する増幅回路の周波数特
性が良好になるとともに、回路面積を小さくすることが
できる上に、周波数特性が良好で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CM
OS集積回路を実現することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)本発明を具体化
した第1の実施形態を図面に基づいて説明する。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。
【0020】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。
【0021】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。
【0022】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。
【0023】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。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254R(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。
【0024】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。
【0025】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。また、
8個の抵抗T1〜T8により28 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。
【0026】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。
【0027】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。NMOSトラン
ジスタQ1およびPMOSトランジスタQ2は、端子N
11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d
i(i=1〜8)が入力され、PMOSトランジスタQ
2のゲートには制御信号di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PM
OSトランジスタQ2がオフし、0が入力されるとオン
する。
【0028】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。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PMO
S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Q1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。
【0029】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。な
お、スイッチS1〜S8は、上記のCMOS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。
【0030】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。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。
【0031】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。
【0032】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。
【0033】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T1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T8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T8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させることができる。
【0034】図4は、可変抵抗回路VTにおいて、最後
の抵抗(演算増幅器の反転入力端子に接続される抵抗)
を、抵抗値が最も小さい抵抗T1とした場合(従来)
と、抵抗値が最も大きい抵抗T8とした場合(本発明)
との周波数特性を測定した結果を示している。同図から
明らかなように、本発明にあっては、高周波領域におけ
る特性劣化が改善される。
【0035】図5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。なお、図5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R
F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。
【0036】図5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。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VREF
1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N11から入力されるトラッキング信号Eをシフト
電圧VREF1により5V系の信号から3V系の信号に
シフトするレベルシフト回路が構成される。
【0037】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。
【0038】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5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。
【0039】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。
【0040】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。
【0041】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。
【0042】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。
【0043】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。
【0044】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。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。
【0045】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。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0dB、6dB、1
4dB、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0d
B〜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。
【0046】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。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。
【0047】上記のように、図5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。
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。すな
わち、図5における可変抵抗回路VT11,VT12,
VT15においては、抵抗値が最も大きい抵抗T8が次
段の演算増幅器の反転入力端子に接続されている。
【0048】図6は、図5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。
【0049】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。
【0050】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。
【0051】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。
【0052】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。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−ROMドライブの種々の動作が実行される。
【0053】上記のように、図6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。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。 (第2実施形態)本発明を具体化した第2の実施形態を
図面に基づいて説明する。図7は、本第2実施形態によ
る可変抵抗回路の構成を示す回路図である。本第2実施
形態が第1実施形態と異なるのは、可変抵抗回路VTに
おいて、抵抗T8に直列に抵抗T0が設けられている点
のみであり、その他の構成は第1実施形態と同様であ
る。尚、T0はスイッチが並列に接続されていない固定
抵抗である。
【0054】すなわち、本第2実施形態の可変抵抗回路
VTを図3に示す演算増幅回路に適用した場合、抵抗T
0は、抵抗T8と演算増幅器1の反転入力端子との間に
位置する。このように、可変抵抗回路VTに固定抵抗T
0を含ませることで、ゲインの最小振幅を固定抵抗T0
によって自由に調整することができる。しかも、抵抗T
0は、抵抗T8と演算増幅器1の反転入力端子との間に
位置するので、演算増幅器1の出力端子N3の信号は、
抵抗T1から抵抗T8を経由した後、固定抵抗T0を通
り演算増幅器1の反転入力端子に帰還される。従って、
固定抵抗T0の前に、スイッチS1〜S8の寄生容量が
存在することになり、固定抵抗T0の後段に発生する寄
生容量がきわめて小さくなり、周波数特性の劣化を防止
することができる。
【0055】
【発明の効果】本発明にあっては、回路面積を小さくす
ることができるとともに、周波数特性に優れた演算増幅
回路およびこの演算増幅回路を用いた集積回路を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施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】本発明における可変抵抗回路の周波数特性を測
定した結果を示す図である。
【図5】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6】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7】本発明の第2実施形態による可変抵抗回路の構
成を示す回路図である。
【図8】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9】従来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 T0〜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) 5J090 AA01 AA47 AA56 CA61 CA92 DN02 FA18 HA10 HA16 HA17 HA25 HA26 HA29 HA30 HA39 HN03 HN06 KA04 KA18 KA25 KA26 KA33 MA13 MN01 SA00 TA01 TA03 5J100 AA17 AA24 BA01 BB08 BC05 CA00 CA02 CA12 EA02 FA00

Claims (8)

    【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
    ッチとを有し、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と、前記可変
    抵抗回路が接続される演算増幅器とを備え、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
    子側に配置されることを特徴とした演算増幅回路。
  2. 【請求項2】 前記N個の抵抗を抵抗値の順に配列した
    ことを特徴とする請求項1に記載の演算増幅回路。
  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)に設定されること
    を特徴とした請求項1又は2に記載の演算増幅回路。
  4. 【請求項4】 前記可変抵抗回路は、前記最も抵抗値の
    大きい抵抗と前記入力端子との間に配置された固定抵抗
    を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項
    に記載の演算増幅回路。
  5. 【請求項5】 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乃至4のいずれか1項に
    記載の演算増幅回路。
  6. 【請求項6】 前記可変抵抗回路は、前記演算増幅器の
    帰還ループを構成する抵抗回路として使用され、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ことを
    特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の演算
    増幅回路。
  7. 【請求項7】 前記可変抵抗回路を介して前記演算増幅
    器に入力信号を入力し、前記演算増幅器の帰還ループを
    構成する抵抗回路には固定抵抗を用いてプログラマブル
    ゲインアンプを構成したことを特徴とする請求項1乃至
    5のいずれか1項に記載の演算増幅回路。
  8. 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の
    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更に備え、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
    ことを特徴とする集積回路。
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