JP2004112376A - Electronic circuit and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子回路及び電子機器に係り、特に前段の電源がオフにされたときに後段の出力レベルを一定値に制御して、動作の安定と省電力化を図る電子回路及びこれを用いた電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
省電力化はいかなる電子機器においても求められているが、特に携帯無線通信装置に代表される携帯形電子機器に関しては、連続動作時間やバッテリーの寿命を左右する最も重要な技術的課題の一つである。その解決のためには、個別部品・回路の電力消費の低減が欠かせないが、中でも、そのような電子機器の基準信号源として用いられることの多い温度補償形水晶発振器(以下、慣例にしたがってTCXOと呼ぶ)及びその後段に設けられたバッファ回路の電力消費面での比重が大きいことから、さまざまな工夫がなされている。
【0003】
TCXO自体の電力消費は、動作時の定常的な値が相対的に大きい点が問題である。したがって、これに対しては、受信動作時を除いてTCXOの電源をオフにする等の対策が一般的にとられている。しかし、TCXOの電源オン/オフの際に、容量性の負荷をドライブするバッファ回路の電源を併せてオン/オフすると、その過渡電流が大きくなるという別の問題を生じる。
【0004】
また、TCXO及びバッファ回路とその負荷回路とが電源ラインを共有するような回路構成の場合には、さらに次のような問題がある。すなわち、電源がオフにされたとき、TCXO等に供給される電源電圧の低下の時定数よりも、バッファ回路の入力端に残留している非ゼロの直流電圧低下の時定数の方が大きいため、当該残留電圧が負荷回路から共通の電源ラインを介してTCXOの電源ラインに帰還されて、本来直ちに停止すべきTCXOの発振がある程度の時間継続するという現象を生じることがある。このような現象の一例については、後で、図2を参照して説明する。
【0005】
特許文献1に開示された発明は、上記の問題のうち、特に電源オン/オフ時の容量性負荷のドライブに伴う過渡電流の増大を回避するためになされたもので、非帰還形のバッファ回路の入力端に設けたスイッチ回路によってバッファ回路への入力をオン/オフすることにより、電源のオン/オフを行わずにバッファ回路の動作・非動作状態を切り換えるというものである。
【0006】
【特許文献1】
特開平9−294065号公報(第2−3ページ、図3)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術は、前段の回路(TCXO等)の電源をオフにしたとき、バッファ回路の入力端に設けたスイッチ回路によってバッファ回路への入力をオフにするのみであって、バッファ回路の入力端に残留している非ゼロの直流電圧が負荷回路を経由してTCXOの電源ラインへ帰還されるという問題への対策にはならない。
【0008】
したがって、本発明は、前段の回路の電源をオフにしたとき、後段回路入力における残留電圧が前段の回路の電源ラインに帰還されることにより生じる過渡的な電力消費を低減させることのできる電子回路及びこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電子回路は、電源がオンにされているとき、電気信号を発生し及び又は出力する第1の部分回路と、前記第1の部分回路の後段に接続され、前記電気信号が入力されたときにこれを増幅し及び又はバッファとして出力する第2の部分回路と、前記第1の部分回路の電源がオフにされたときに、前記第2の部分回路の出力電圧がある直流電圧レベルに等しくされるように、前記第2の部分回路を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。本発明によれば、前段の回路の電源をオフにした場合にバッファ回路の出力がある一定レベルをとるように強制され、前段の回路の電源ラインへの過渡的な帰還現象による電力の消費を抑えることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による電子回路の実施の形態を、図1及び図2を参照して説明する。図1は、本実施の形態に係る電子回路の回路図である。同図(a)及び(b)において、1はTCXO、10はTCXO1の出力端子、2はTCXO1の電源オン/オフ用スイッチ、3はTCXO1と後述のバッファ回路6との間を直流的にしゃ断し、かつ、交流的に接続するためのキャパシタ、4は否定論理の機能を持つデジタル論理ゲートとしてのインバータ、41はインバータ4の入力端子、42はインバータ4の出力端子、43はインバータ4の電源端子、5は後述するようにインバータ4をアナログ増幅器として機能させるための帰還抵抗、6はインバータ4及び帰還抵抗5から構成されるバッファ回路、7はバッファ回路6の入力プルアップのオン/オフ用スイッチ、8はスイッチ2及びスイッチ7の各々のオン/オフを制御する制御部、9はTCXO1の電源電圧安定化用のキャパシタである。
【0011】
また、同図(a)及び(b)には、バッファ回路6の後段に接続される負荷回路の一部として、NPN形トランジスタ及び周辺の抵抗からなる回路を示している。すなわち、11はトランジスタ、12はベース入力抵抗、13はベース接地抵抗、14はコレクタ直列抵抗である。さらに、バッファ回路6の出力は、この図には示されていない他の負荷回路にも並列に接続されている場合がある。
【0012】
ここで、インバータ4は相補形MOS(CMOS)で構成することが一般的であり、その場合、入力端子41と出力端子42の間を帰還抵抗5を介して接続することにより、論理“0”又は論理“1”に相当する離散的な2値電圧レベルを出力するデジタル回路としてではなく、アナログ的な増幅器として機能し、その利得がインバータ4の特性及び帰還抵抗5の抵抗値によって定まることは、よく知られている。本実施の形態においても、この技術を用いてバッファ回路6を構成している。
【0013】
なお、図1(a)は制御部8の制御によりスイッチ2がオン、スイッチ7がオフとされた状態を示し、図1(b)は同じく制御部8の制御によりスイッチ2がオフ、スイッチ7がオンとされた状態を示している。制御部8は、スイッチ2及びスイッチ7を個別に又は連動してオン/オフすることにより、TCXO1に供給される電源電圧V1と、バッファ回路6の入力プルアップの有無を、個別に又は連動してオン/オフすることができる。また、TCXO1の電源電圧V1のオン/オフに関わらず、バッファ回路6及びその後段には電源電圧V2が供給されているものとする。
【0014】
これに対し、図2はTCXO1とバッファ回路6及びその後段の電源電圧を区別することなく、スイッチ2のオン/オフによって共通にオン/オフされるように構成した場合の回路図を、比較のために示したものである。バッファ回路6の入力プルアップはこの場合必要がないので、図1におけるスイッチ7を省略し、バッファ回路6及びその後段の電源接続をTCXO1のそれと共通にして構成したもので、その他の構成及び接続はすべて図1と共通である。
【0015】
次に、これらの図を参照して、本発明の実施の形態に係る電子回路の動作について説明する。説明の都合上、まず図2の構成においてTCXO1の電源電圧V1をオフにした直後に生じる現象とその問題点を述べ、図1の構成ではその問題点が解消されることを示す。
【0016】
初めに、図2においてスイッチ2がオンにされた状態における定常的な動作について説明する。この状態では、TCXO1に電源電圧V1が供給され、TCXO1の出力端子10から基準周波数信号が連続的に出力されている。一方、後続のバッファ回路6の入力端であるインバータ4の入力端子41は、帰還抵抗5を介して出力端子42に接続され、直流的には論理“0”にも論理“1”にも相当しない中間的な電圧レベルにバイアスされている。上記のTCXO1の出力端子10からの基準周波数信号は、キャパシタ3を介してその交流成分がバッファ回路6に(すなわち、インバータ4の入力端子41に)入力され、インバータ4の特性及び帰還抵抗5の抵抗値によって定まる利得に基づき増幅されて、インバータ4の出力端子42に出力され、後段のトランジスタ11及び抵抗11乃至13から成る負荷回路並びに他の負荷回路に供給される。
【0017】
ここで、制御部8からの制御によりスイッチ2がオフにされたものと想定し、それ以降の動作について説明する。この場合、TCXO11、インバータ4及びコレクタ直列抵抗13に印加される電源電圧は、電源電圧安定化用キャパシタ9の値等によって定まるある時定数をもって低下する。一方、スイッチ2がオフにされた直後のインバータ4の入力端子41には、その直前までのバイアス電圧が残留しており、入力端子41の入力インピーダンスが高い場合には、その低下のスピードは、TCXO11、インバータ4及びコレクタ直列抵抗13に印加される電源電圧の低下のスピードよりも遅いことがある。
【0018】
すると、入力端子41の残留電圧は帰還抵抗5及びベース入力抵抗12を介してトランジスタ11のベースに印加される。一方トランジスタ11のコレクタ電圧は、本来の電源ラインとの接続が断ち切られてフローティング状態になっているため、ベース電圧が印加された状態ではベース・コレクタ間が順方向にバイアスされて、コレクタ電圧はベース電圧に追随する。このコレクタ電圧が電源ラインを共通にするTCXO1に印加されて、これがゼロになるまでTCXO1が発振状態を維持し、その分電力を消費するという結果を招く。
【0019】
図1に示した本発明の実施の形態においては、次の通り、上記の問題を解消することができる。まず、図1(a)に示した定常状態における動作は、図2においてスイッチ2がオフにされる以前の動作と同じである。ここで、TCXO1の電源電圧V1とバッファ回路6の電源電圧V2は分離されており、かつ、制御部8はスイッチ2をオフにすると同時にスイッチ7をオンにするものとする。
【0020】
こうすると、スイッチ2がオフにされたときに、バッファ回路4の入力端(インバータ4の入力端子41)の電圧レベルは電源電圧V2にプルアップされ、バッファ回路6の出力端であるインバータ4の出力端子42の出力は論理“0”に相当する電圧レベル(本実施の形態においては接地信号レベル)に固定される。したがって、ベース・コレクタ間が順方向にバイアスされるということはなく、図2の構成で生じることのある上述の問題点は解消される。
【0021】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、入力端子41の残留電圧がTCXO1の電源電圧として帰還されることはなく、また、インバータ4は直流的にもCMOSデジタル論理ゲートして最も電力消費の小さい状態に固定される。
【0022】
なお、以上説明した本発明の実施の形態は一例であって、前段の回路をTCXOに限るものではなく、他の発振回路又は前段の増幅回路のようなものであってもよい。また、後段のバッファ回路をCMOSデジタル論理ゲートに帰還ループを持たせた回路に限るものではない。用いる回路構成に応じ、直流的な電力消費が最小になるように、入力のプルアップ若しくはプルダウン又は何らかの直流レベルへの固定を行えばよいからである。
【0023】
その他、電源電圧V1の制御は、電源ラインに直列に挿入されたスイッチ2の開閉によるものとしたが、他の方法、例えば前段の回路用の電源そのもののオン/オフのような方法によってもよい。そのような場合であっても、電源電圧V1の降下の時定数が、バッファ回路入力の残留電圧効果の時定数よりも小さければ、そのオフと同時にする後段バッファ回路入力の強制的固定が、以上説明した本発明の実施の形態の場合と同様に有効であるからである。また、負荷回路は電源オフ時に前段のバッファ回路からの入力電圧が電源ラインに回り込む可能性があるならば、どのような回路であっても本発明が有効に作用する。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、前段の回路の電源をオフにしたとき、後段の回路から前段の回路の電源ラインに電圧が帰還されて生じる過渡的な消費電力を最小化し、かつ、その状態での後段の回路自体の定常的消費電力を最小化することができ、この構成の電子回路を用いる電子機器の省電力化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る電子回路の回路図。
【図2】本発明の実施の形態に係るバッファ回路の制御を行わない場合の電子回路の回路図。
【符号の説明】
1 TCXO
11 TCXOの出力端子
2 TCXOの電源オン/オフ用スイッチ
3 キャパシタ
4 インバータ
41 インバータの入力端子
42 インバータの出力端子
43 インバータの電源端子
5 帰還抵抗
6 バッファ回路
7 バッファ回路入力プルアップのオン/オフ用スイッチ
8 制御部
9 TCXOの電源電圧安定化用キャパシタ
10 TCXOの出力端子
11 トランジスタ
12 ベース入力抵抗
13 ベース接地抵抗
14 コレクタ直列抵抗[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic circuit and an electronic device, and more particularly to an electronic circuit that controls the output level of a subsequent stage to a constant value when a power source of a preceding stage is turned off to achieve stable operation and power saving, and to use the electronic circuit. Related to electronic equipment.
[0002]
[Prior art]
Power saving is required for any electronic device, but especially for portable electronic devices represented by portable wireless communication devices, one of the most important technical issues that affect continuous operation time and battery life It is. To solve this problem, it is essential to reduce the power consumption of individual components and circuits. Above all, a temperature-compensated crystal oscillator (hereafter, commonly used as a reference signal source) often used as a reference signal source for such electronic equipment TCXO) and a buffer circuit provided in the subsequent stage have a large specific gravity in terms of power consumption, and thus various ideas have been devised.
[0003]
The problem is that the power consumption of the TCXO itself has a relatively large steady value during operation. Therefore, countermeasures such as turning off the power of the TCXO except for the reception operation are generally taken. However, if the power supply of the buffer circuit that drives the capacitive load is also turned on / off when the power supply of the TCXO is turned on / off, another problem occurs in that the transient current increases.
[0004]
In the case of a circuit configuration in which the TCXO and the buffer circuit and the load circuit share a power supply line, there is the following problem. That is, when the power is turned off, the time constant of the non-zero DC voltage drop remaining at the input terminal of the buffer circuit is larger than the time constant of the drop of the power supply voltage supplied to the TCXO or the like. The residual voltage may be fed back from the load circuit to the power supply line of the TCXO via the common power supply line, and a phenomenon may occur in which the oscillation of the TCXO, which should be immediately stopped, continues for a certain period of time. An example of such a phenomenon will be described later with reference to FIG.
[0005]
The invention disclosed in
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-294065 (pages 2-3, FIG. 3)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described conventional technique, when the power supply of a circuit (TCXO or the like) at the preceding stage is turned off, only the input to the buffer circuit is turned off by a switch circuit provided at the input end of the buffer circuit. This is not a countermeasure against the problem that the non-zero DC voltage remaining at the input end is fed back to the power supply line of the TCXO via the load circuit.
[0008]
Therefore, the present invention provides an electronic circuit capable of reducing a transient power consumption caused by a residual voltage at a subsequent circuit input being fed back to a power supply line of a preceding circuit when a power supply of a preceding circuit is turned off. And an electronic device using the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an electronic circuit according to the present invention includes a first partial circuit that generates and / or outputs an electric signal when a power is turned on, and a first partial circuit connected to a stage subsequent to the first partial circuit. A second partial circuit that amplifies the electric signal when it is input and outputs it as a buffer, and a second partial circuit when the power of the first partial circuit is turned off. Control means for controlling the second partial circuit so that the output voltage of the second partial circuit is made equal to a certain DC voltage level. According to the present invention, when the power supply of the preceding circuit is turned off, the output of the buffer circuit is forced to take a certain level, and the power consumption due to the transient feedback phenomenon to the power supply line of the preceding circuit is reduced. Can be suppressed.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of an electronic circuit according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram of an electronic circuit according to the present embodiment. 1A and 1B,
[0011]
5A and 5B show a circuit including an NPN transistor and a peripheral resistor as a part of a load circuit connected to the subsequent stage of the buffer circuit 6. FIG. That is, 11 is a transistor, 12 is a base input resistance, 13 is a base ground resistance, and 14 is a collector series resistance. Further, the output of the buffer circuit 6 may be connected in parallel to another load circuit not shown in this figure.
[0012]
Here, the
[0013]
1A shows a state where the
[0014]
On the other hand, FIG. 2 is a circuit diagram in the case where the
[0015]
Next, the operation of the electronic circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to these drawings. For convenience of explanation, first, a phenomenon that occurs immediately after the power supply voltage V1 of the TCXO1 is turned off in the configuration of FIG. 2 and its problem are described, and it is shown that the configuration of FIG. 1 solves the problem.
[0016]
First, a steady operation in a state where the
[0017]
Here, it is assumed that the
[0018]
Then, the residual voltage of the input terminal 41 is applied to the base of the transistor 11 via the
[0019]
In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the above problem can be solved as follows. First, the operation in the steady state shown in FIG. 1A is the same as the operation before the
[0020]
Thus, when the
[0021]
According to the above-described embodiment of the present invention, the residual voltage of input terminal 41 is not fed back as the power supply voltage of TCXO1, and
[0022]
The above-described embodiment of the present invention is an example, and the preceding circuit is not limited to the TCXO, but may be another oscillation circuit or a preceding amplifier circuit. Further, the buffer circuit in the subsequent stage is not limited to a circuit in which a CMOS digital logic gate has a feedback loop. This is because, depending on the circuit configuration used, the input may be pulled up or down or fixed to a certain DC level so as to minimize DC power consumption.
[0023]
In addition, the control of the power supply voltage V1 is performed by opening and closing the
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the power supply of the preceding circuit is turned off, the transient power consumption caused by the voltage feedback from the subsequent circuit to the power supply line of the preceding circuit is minimized, and the subsequent , The steady power consumption of the circuit itself can be minimized, and power saving of an electronic device using the electronic circuit having this configuration can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of an electronic circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of an electronic circuit in a case where control of a buffer circuit according to an embodiment of the present invention is not performed.
[Explanation of symbols]
1 TCXO
11
Claims (6)
前記第1の部分回路の後段に接続され、前記電気信号が入力されたときにこれを増幅し及び又はバッファとして出力する第2の部分回路と、
前記第1の部分回路の電源がオフにされたときに、前記第2の部分回路の出力電圧がある直流電圧レベルに等しくされるように、前記第2の部分回路を制御する制御手段とを
備えたことを特徴とする電子回路。A first sub-circuit that generates and / or outputs an electric signal when the power is turned on;
A second partial circuit that is connected to a stage subsequent to the first partial circuit and that amplifies the electric signal and / or outputs it as a buffer when the electric signal is input;
Control means for controlling the second partial circuit so that the output voltage of the second partial circuit is made equal to a certain DC voltage level when the power of the first partial circuit is turned off. An electronic circuit, comprising:
電源がオンにされているとき、電気信号を発生し及び又は出力する第1の部分回路と、
前記第1の部分回路の後段に接続され、前記電気信号が入力されたときにこれを増幅し及び又はバッファとして出力する第2の部分回路と、
前記第1の部分回路の電源がオフにされたときに、前記第2の部分回路の出力電圧がある直流電圧レベルに等しくされるように、前記第2の部分回路を制御する制御手段とを
備えたことを特徴とする電子機器。In an electronic device having means for generating and / or amplifying and transmitting an electric signal, the means for generating, or amplifying and transmitting the electric signal includes:
A first sub-circuit that generates and / or outputs an electric signal when the power is turned on;
A second partial circuit that is connected to a stage subsequent to the first partial circuit and that amplifies the electric signal and / or outputs it as a buffer when the electric signal is input;
Control means for controlling the second partial circuit so that the output voltage of the second partial circuit is made equal to a certain DC voltage level when the power of the first partial circuit is turned off. An electronic device, comprising:
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2002
- 2002-09-19 JP JP2002272550A patent/JP2004112376A/en active Pending
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