JP2805181B2 - 混合型信号処理システムおよび該システムに給電する方法 - Google Patents

混合型信号処理システムおよび該システムに給電する方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は一般的にはアナログお
よびデジタルシステムに関し、かつより特定的には、混
合型アナログおよびデジタル信号処理システムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】電気通信製品はしばしば、アナログおよ
びデジタル信号双方の同時処理である、混合型信号処理
を行う。例えば、デジタルコードレス電話のハンドセッ
トはマイクロホンを介してアナログ音声信号を受信し、
その音声信号をデジタル音声信号にに変換し、そのデジ
タル音声信号を圧縮し、その圧縮された信号を無線周波
(RF)において変調し、変調されたRF信号をアンテ
ナを通して送信する。送信されたRF信号は近隣のベー
スステーションによって受信され、アナログ信号に変換
し戻され、かつ最終的に宛先の電話に中継される。同様
の信号が宛先の電話から受信された時、該電話信号は同
じ処理を受け、ベースステーションが次に対応するデジ
タルRF信号を送信する。該RF信号はアンテナを介し
て前記ハンドセットにおいて受信され、復調され、伸長
され(decompressed)、かつハンドセット
のスピーカを駆動するアナログ音声信号に変換される。
このように、デジタルコードレス電話のハンドセットの
動作にはアナログおよびデジタル機能の双方が必要であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、混合型
信号処理のアプリケーションにおいて使用されているア
ナログおよびデジタル回路は異なる電源の要求を持って
いる。例えば、デジタル回路は通常相補型金属−酸化物
−半導体(CMOS)技術によって製造される。CMO
Sは電力消費が他の技術に比較して相対的に低いという
利点を持っている。デジタルCMOS回路は広範囲の電
源電圧、例えば伝統的な+5.0ボルトから+3.0ボ
ルトおよびそれ以下で動作する。より高い電源電圧で
は、CMOS回路はより高速になるが他の問題を有す
る。それらはより低い電源電圧における場合よりさらに
多くの電力を消費する。それらはまたある電圧より高く
なると信頼性の問題を生ずる。デジタルCMOS論理は
ほぼ全電源電圧の論理レベルを提供するから、より高い
電源電圧がCMOSトランジスタのゲートに駆動され
る。もしCMOSトランジスタのゲートの電圧が大きす
ぎると、ゲートの破壊またはゲー酸化物の劣化を生ずる
恐れがある。従って、電源電圧は信頼性の問題を防止す
るために制限されなければならない。一方、アナログ回
路はしばしばデジタル回路よりも高い最小電源電圧を必
要とする。例えば、多くの増幅器はもし電源電圧があま
りにも圧縮されると、該増幅器に出力信号をひずませる
固有の電源電圧の頭上スペース(headroom)の
制限を有する。
【0004】さらに問題を複雑化することには、デジタ
ルコードレス電話のハンドセットおよび多くの他の混合
型信号処理環境はバッテリ動作を必要とする。バッテリ
は、例えば、1つまたはそれ以上の再充電可能なニッケ
ルカドニウム(ニカド)電池あるいはそれらの等価物で
ある。しかしながら、バッテリの電圧は各充電の間に大
きく変動する。例えば、単一のニカド電池、タイプA
A、は再充電の直後では1.7〜1.8ボルトの電圧に
達するが、不作動になる前は0.9〜1.0ボルトの電
圧まで低下する。従って、3個のタイプAAニカド電池
は再充電の間で約5.4ボルトから約2.7ボルトの電
圧範囲を示す。
【0005】周知の混合型信号処理システムは異なる電
源要求内で動作するには効率的ではない。たとえば、バ
ッテリによって与えられる電源電圧は内部回路の幾つか
に供給する電圧を増大するためにチャージポンプ(ch
arge pump)に入力することができる。この場
合、デジタル回路はバッテリ電圧を受け、かつアナログ
回路はより高い、チャージポンプされた電圧を受ける。
明らかに、そのような設計はデジタルおよびアナログ回
路の双方が適切に機能することができるようにバッテリ
電圧の狭い許容差を要求する。従って、それらの電圧の
変動のため、ニカドおよび他のタイプのバッテリはこれ
らのタイプのシステムにあまり適してはいない。もしバ
ッテリ電源電圧がその範囲の最上部に近ければ、チャー
ジポンプされた電圧は非常に大きくかつかなり電力消費
を増大させそして信頼性を低下させる。電力消費が増大
するに応じて、バッテリ寿命は短くなる。
【0006】
【課題を解決するための手段および作用】従って、本発
明によれば、1つの態様で、第1および共通電源電圧端
子に結合され第2の電源電圧を提供する手段、第3の電
源電圧を提供するための手段、デジタルサブシステム、
そしてアナログサブシステムを具備する混合型信号処理
システムが提供される。前記第2の電源電圧は共通の電
源電圧を基準とする第1の所定の電位で提供される。前
記第1の所定の電位の絶対値は前記第1の電源電圧の公
称電位の絶対値よりも小さく、かつ前記第1の電源電圧
の変化に関して実質的に一定であることを特徴とする。
第3の電源電圧を提供するための手段は、前記第1のお
よび共通の電源電圧端子に結合されている。前記第3の
電源電圧は前記共通の電源電圧を基準とする第2の所定
の電位で提供される。第2の所定の電位の絶対値は前記
第1の電源電圧の公称電位の絶対値よりも大きくかつ前
記第1の電源電圧の変化に関して実質的に一定であるこ
とを特徴とする。前記デジタルサブシステムは前記共通
の電源電圧端子に結合されかつ第2の電源電圧を受け
る。前記アナログサブシステムは前記共通の電源電圧端
子に結合されかつ第3の電源電圧を受ける。
【0007】他の態様においては、外部電圧によって給
電される混合型信号処理システムの性能を改善する方法
が提供され、該方法は、前記外部電圧を第1の所定のレ
ベルに調整する段階、調整された外部電圧を前記混合型
信号処理システムのデジタルシステムに供給する段階、
前記外部電圧をチャージポンプする段階、チャージポン
プされた外部電圧を第2の所定のレベルに調整する段
階、そしてこの調整されたチヤージポンプ済み外部電圧
を前記混合型信号処理システムのアナログシステムに供
給する段階を具備する。
【0008】これらおよび他の特徴および利点は添付の
図面と共に以下の詳細な説明を参照することによりさら
に明瞭に理解できるであろう。
【0009】
【実施例】図1は、本発明に係わる混合型信号処理シス
テム22を使用したデジタルコードレス電話のハンドセ
ット20をブロック形式で示す。ハンドセット20は、
英国コードレス電話、第2世代(CT−2)またはデジ
タル型ヨーロッパコードレス電話(DECT)標準のよ
うな、標準のプロトコルを実施する。例えば、CT−2
プロトコルによれば、電話信号はハンドセット20とベ
ースステーションすなわち本体(図1では示されていな
い)との間で半2重またはピンポン機構によりデジタル
的にパケットで受信されかつ送信される。アンテナ24
が電話信号の無線周波(RF)表現を送信しかつ受信す
るために使用される。RFシステム25がアンテナ24
に接続されて電話データを受信しかつ復調し、そして送
信しかつ変調する。ここで用いられている、用語「信
号」は時間的に変化する電気信号を称し、かつ用語「デ
ジタル信号」は該信号の一連のデジタルサンプルを意味
する。「パケット」は前記デジタル信号の一部を含み、
あるいはこれに代えて、デジタルシグナリングビットと
共に、特定の数の前記電話信号のデジタルサンプルを含
む。
【0010】ベースステーションからのパケットはアン
テナ24によって変調されたRF信号として受信され
る。無線周波システム25は該RF信号を受信しかつそ
れを復調する。変調機構は前記CT−2共通無線送信イ
ンタフェース仕様(Common Air Inter
face Specification)に述べられて
いる、概略ガウスフィルタによって整形される2レベル
FSKである。パケットは次に時分割2重ブロック26
に与えられる。時分割2重ブロック26は該パケットを
2つの構成要素に分割し、マイクロプロセッサ27にと
って利用できるシグナリングビットを作成する。時分割
2重ブロック26はその圧縮されたデジタル信号を入力
および出力信号32aによって混合型信号処理システム
22を通して利用できるようにする。引続き、マイクロ
プロセッサ27は該シグナリングビットを読取りかつ、
呼のセットアップおよび切断のような、関連するシグナ
リング機能を達成する。
【0011】混合型信号処理システム22は適応型差分
パルスコード変調(ADPCM)トランスコーダ28、
およびパルスコード変調(PCM)コーダ−デコーダ
(コーデック:codec)29を含む。ADPCMト
ランスコーダ28は時分割2重ブロック26から受信さ
れた前記圧縮デジタル信号を、CCITT Recom
mendation G.721またはAmerica
n NationalStandard T1.301
−1988のような、伝統的なアルゴリズムによって伸
長または圧縮解除(decompress)する。伸長
された時、前記デジタル信号はAローまたはmローのよ
うな伝統的なアルゴリズムによって圧縮されたデジタル
PCMデータとして存在する。ADPCMトランスコー
ダは入力および出力信号32bを介してマイクロプロセ
ッサ27に接続されている。マイクロプロセッサ27は
入力および出力信号32bを介してADPCMトランス
コーダ28の動作を初期化しかつ制御する。PCMコー
デック29は該PCMデータを入力および出力信号を3
3を介して受信しAローまたはmロー伸長を行ってアナ
ログ電話信号を形成し、かつ該アナログ電話信号を出力
信号35を介してスピーカ31およびリンガ(図1には
示されていない)に提供する。ADPCMトランスコー
ダ28とPCMコーデック29との間の付加的なインタ
フェース回路は図1には示されていない。
【0012】マイクロホン30はアナログ電話信号を入
力信号ライン34を介してPCMコーデック29に提供
する。PCMコーデック29は該アナログ電話信号をデ
ジタル電話信号に変換しかつそれをAローまたはmロー
のアルゴリズムによって圧縮し、かつ該デジタル電話信
号を入力および出力信号33を介してADPCMトラン
スコーダ28に提供する。ADPCMトランスコーダ2
8は次に該デジタル電話信号を(CCITT G.72
1またはANSI T1.301−1988標準のよう
な)伝統的なアルゴリズムに従って圧縮しかつその圧縮
されたデジタル信号を時分割2重ブロック26に提供す
る。時分割2重ブロック26は次にマイクロプロセッサ
27からのシグナリングビットをADPCMトランスコ
ーダ28からの圧縮されたデジタルデータと組合わせて
CT−2パケットを形成する。時分割2重ブロック26
はそのCT−2パケットを無線周波システム25に提供
し、該無線周波システム25はそれを変調しかつそれを
RF信号としてアンテナ24に提供し、該アンテナ24
においてその信号は放射されかつ最終的にベースステー
ションによって受信される。PCMコーデック29は、
モトローラMC145554型mローPCMコーデック
−フィルタまたはモトローラMC145557AローP
CMコーデック−フィルタのような、伝統的な集積回路
の機能を達成する。ADPCMトランスコーダ28はま
た、モトローラMC145532型ADPCMトランス
コーダのような、伝統的な集積回路の機能を達成する。
【0013】PCMコーデックフィルタ29は主として
アナログであり、一方ADPCMトランスコーダ28は
主としてデジタルであるが、混合型信号処理システム2
2は典型的には3つのタイプAAバッテリ(図1には示
されていない)によって形成される単一のバッテリ電源
から動作することが必要とされる。混合型信号処理シス
テム22は2.7ボルトから5.25ボルトまで変化す
るバッテリ電圧によって動作しかつしかもCT−2仕様
に合致しなければならない。同時に、バッテリ寿命を最
大にするために電力消費は最小に維持されなければなら
ない。ADPCMトランスコーダ28はその動作を連続
的な、リアルタイムの音声信号に対して動作するために
パケットを処理するのに必要な時間内に行わなければな
らない。従って、これらの問題を解決する新しい手法が
必要である。混合型信号処理システム22は図2を参照
して次に説明するようにしてこれらの要求を満足する。
【0014】図2は図1の混合型信号処理システム22
を部分的ブロック図形式および部分的回路図形式で示
す。混合型信号処理システム22は前に図1で示したよ
うにADPCMトランスコーダ28およびPCMコーデ
ックフィルタ29を含む。さらに、混合型信号処理シス
テム22は電圧レギュレータ41、バンドギャップ電圧
基準42、および調整されたチャージポンプ43を有す
る電源供給サブシステム40と、レベルシフタ44と、
幾つかの電源端子および信号ラインを含む。前記端子は
“VBAT”と名付けられた電圧を受けるための端子7
0、“VSS”と名付けられた電圧を受けるための端子
71、第1の容量端子72、第2の容量端子73、そし
て第3の容量端子74を含む。前記信号ラインは入力お
よび出力信号ライン32、入力信号ライン34、出力信
号ライン34′、および入力および出力信号ライン3
5′を含む。図1の信号ラインに対応する信号ラインは
同じ参照数字が与えられている。しかしながら、図2の
入力および出力信号ライン32は図1において前に説明
した入力および出力信号ライン32aおよび32bを含
み、かつ入力および出力信号ライン35′は図1の出力
信号ライン35および図1には示されていない他の入力
および出力信号ラインを含む。ADPCMトランスコー
ダ28は入力および出力バッファ50、および3ボルト
デジタルサブシステム51を含む。PCMコーデック2
9は5ボルトアナログサブシステム60、およびバッテ
リ給電アナログサブシステム61を含む。第1の容量8
0は端子72および73の間に接続され、第2の容量8
1は端子74および71の間に接続されている。
【0015】VBATは、例えば、3個のタイプAAニ
カドバッテリ(図2には示されていない)によって与え
られるバッテリ電圧であり、該3個のタイプAAニカド
バッテリは3.75ボルトの公称電圧を有するが、再充
電の間に2.7ボルトおよび5.4ボルトの間で変化す
る。VSSは0ボルトの公称値を有する共通、またはグ
ランド電源電圧である。従って、混合型信号処理システ
ム22は単一の、バッテリ給電電源に接続されている。
電源サブシステム40においては、バンドギャップ電圧
基準42はVBATおよびVSSに接続されており、か
つこれに応じて“VREF”と名付けられた安定な、精
密な電圧を提供する。バンドギャップ電圧基準42は約
2.7ボルトまでの電源電圧降下に対して動作できるバ
ンドギャップ電圧基準回路である。そのようなバンドギ
ャップ電圧基準回路の一例は米国特許出願シリアル番号
第07/789,248号に述べられている。これ以上
の詳細についてはこの米国出願を参照されたい。
【0016】電圧レギュレータ41はVBATおよびV
SSの間に接続され、かつ電圧VREFを受信して内部
基準を提供する。電圧レギュレータ41は伝統的なCM
OS電圧レギュレータであって、“VDSP”と名付け
られた、調整された出力電圧を提供する。VDSP
3.0ボルトの公称値を有し、これはVBATが3.0
ボルトに近付くまでの該VBATの変動に対して実質的
に一定のままである。V BATが(前記ニカドバッテリ
の電圧が放電により低下した時)3.0ボルトより低く
なると、VDSPは同様に低下する。
【0017】電源サブシステム40はまた調整されたチ
ャージポンプ43を含み、該チャージポンプ43はV
BATおよびVSSの間に接続されている。調整された
チャージポンプ43は端子72を介して第1の容量80
の第1の端子に接続され、端子73を介して第1の容量
80の第2の端子に接続され、そして端子74を介して
第2の容量81の第1の端子に接続され、電圧VREF
および「クロック(CLOCK)」と名付けられたクロ
ック信号を受信しかつVDDと名付けられた出力電圧を
提供する。調整されたチャージポンプ43は2つの伝統
的な機能を結合する。第1に、調整されたチャージポン
プ43はクロッキングされる容量チャージポンプを介し
てVBATの電圧を増大させる。好ましい実施例では、
混合型信号処理システム22は単一のモノリシック集積
回路に含まれている。容量80および81はモノリシッ
クに提供するにはあまりにも大きすぎ、かつ従って該集
積回路の外部にある。第2に、調整されたチャージポン
プ43はチャージポンプされた電圧を調整して
“VDD”と名付けられた電圧を提供する。VDDは約
5.0ボルトの公称電圧を有するが、VBATが変化し
ても(調整により)実質的に一定に留まる。
【0018】ADPCMトランスコーダ28は伝統的な
ADPCMトランスコーダであって、異なる電源要求に
従って内部回路を分離するために変更されている。AD
PCMトランスコーダ28においては、入力および出力
バッファ50は3ボルトデジタルサブシステム51から
分離されておりかつVBATおよびVSSの間に接続さ
れ、そして入力および出力信号ライン32を介して信号
を提供しかつ受信する。3ボルトデジタルサブシステム
51は入力および出力バッファ50によって与えられる
機能を除き伝統的なADPCMトランスコーダのすべて
の機能を達成する。サブシステム51はVDSPおよび
SSの間に接続されており、入力および出力バッファ
50に接続され、5ボルトアナログサブシステム60か
ら入力信号を受信し、かつ信号ライン33bを介してレ
ベルシフタ44に出力信号を提供し、該出力信号の1つ
は信号「クロック」であり、これはまた調整されたチャ
ージポンプ43に提供される。レベルシフタ44は電源
電圧VDSPおよびVDDを受けかつVSSに接続さ
れ、そして信号ライン33bによって伝達された信号を
レベルシフトしかつ対応する信号33cをサブシステム
60に提供する。PCMコーデック29は伝統的なPC
Mコーデックであり異なる電源要求に従って内部回路を
分離するために変更されている。PCMコーデック29
においては、5ボルトアナログサブシステム60は以下
に説明するサブシステム61によって達成される特別の
機能を除き、伝統的なPCMコーデックのすべての機能
を達成する。サブシステム60はVDDおよびVSS
間に接続され、入力信号ライン34を介してマイクロホ
ン信号を受信し、かつ信号ライン33aを介してサブシ
ステム51に接続する。バッテリ給電アナログサブシス
テム60はVBATおよびVSSの間に接続されかつ入
力および出力信号ライン35′に接続されている。
【0019】混合型信号処理システム22は周知の混合
型信号処理システムに対し幾つかの利点を有する。第1
に、混合型信号処理システム22は電力消費を低減す
る。電圧レギュレータ41はVBATの変化に対して実
質的に一定の電源電圧、VDSP、をサブシステム51
に供給する。該電源電圧を回路が動作する最小電圧近く
にセットすることにより、デジタルサブシステム51の
電力消費が最も小さくなる。同時に、デジタルサブシス
テム51は、リアルタイムでの音声圧縮および伸長を含
め、前記仕様に合致するのに十分早く、VDSP=3.
0ボルトにおいて前記ADPCMトランスコーダ機能
(入力および出力機能を除く)を達成する。好ましい実
施例においては、サブシステム51はCMOSデジタル
論理を使用する。CMOS論理回路は高速でかつ、3.
0ボルトのような、低い電源電圧で動作すよう設計でき
る。しかしながら、そのような回路は電源電圧が4.0
または5.0ボルト付近に増大した時多量の電力を消費
し、かつさらに、電源バスのための付加的な領域が必要
なため集積回路面積が増大する。低い電力消費レベルに
おいては、接合温度は低下し、従って、集積回路のパッ
ケージングの仕様は緩和されかつ信頼性が増大する。付
加的な利益はデジタルシステム51が電源電圧の狭い範
囲内で動作するよう設計され、回路設計が単純化される
ことである。
【0020】第2に、混合型信号処理システム22はV
BATの変化にもかからわずアナログ機能を信頼性よく
達成する。調整されたチャージポンプ43は所望のアナ
ログ動作のために十分高い電圧を有する電源電圧、V
DD、を提供する。5.0ボルトのVDDにおいては、
アナログサブシステム60のアナログ回路はリニアに動
作するのに十分な頭上スペースを有する。さらに、伝統
的な集積チャージポンプによって提供される有害なほど
高い電圧は避けられる。一例として、もしアナログ回路
がVBATから直接給電されれば、もしVBATがその
範囲の下端近く(約2.7ボルト)にあれば性能は悪化
するであろう。これに対し、もし標準の2X(2倍)整
数チャージポンプがアナログ回路に給電するために使用
されれば、前記電圧は5.4ボルトから約10.8ボル
トにおよぶことになる。この範囲の上端では、信頼性が
低下する。
【0021】第3に、混合型信号処理システム22は外
部回路に対し信頼性よくインタフェースを行う。混合型
信号処理システム22は入力および出力バッファ50を
デジタルサブシステム51から分離する。デジタルサブ
システム51はVDSPに接続されているが、入力およ
び出力バッファ50はVBATとVSSとの間に接続さ
れている。従って、入力および出力バッファ50の論理
ハイの出力信号レベルは、マイクロプロセッサ27のよ
うな、他の装置の出力信号レベルに対応する。図1に示
されるように、ADPCMコーデック28は時分割2重
ブロック26とマイクロプロセッサ27の双方に接続さ
れている。内部的には、レベルシフタ44は同様にデジ
タルサブシステム51によってアナログサブシステム6
0に提供されるデジタル信号の論理レベルを増大する。
【0022】第4に、混合型信号処理システム22はア
ナログサブシステム60をVDDから給電しかつバッテ
リ給電出力サブシステム61をVBATから給電するこ
とにより電力消費を低減する。アナログサブシステム6
1の回路は高い電流駆動を必要とするドライバを含む。
例えば、サブシステム61はアナログ出力を図1のスピ
ーカ31に提供するためにドライバを含む。回路を分離
することにより、調整されたチャージポンプ43によっ
て引起こされる効率のロスは高い電流駆動からのロスを
含まない。
【0023】図3は、部分的ブロック図形式でかつ部分
的回路図形式でPCMコーデック29を示す。図3には
アナログサブシステム60とバッテリ給電アナログサブ
システム61が示されており、バッテリ給電アナログサ
ブシステム61は増幅器100,101および102を
含む。アナログサブシステム60は“RO”、“AXI
+”および“AXI−”と名付けられたアナログ出力信
号を受ける。AXI+およびAXI−はアナログ出力信
号の異なる表現を形成する。サブシステム61において
は、増幅器100は差動増幅器であり、これは入力端子
における信号AXI+およびAXI−を受けかつその正
出力端子に“AXO+”と名付けられた信号を提供しか
つその負出力端子に“AXO−”と名付けられた信号を
提供する。増幅器101はその負入力端子において“P
I”と名付けられた入力信号を受け、その正入力端子に
おいて“VAG”と名付けられた信号電圧を受け、かつ
“PO−”と名付けられた信号を提供する演算増幅器で
ある。VAGはほぼVBAT/2の値を持つアナロググ
ランド基準電圧である。増幅器102は反転増幅器であ
って、その入力端子に信号PO−を受け、その出力端子
に“PO+”と名付けられた信号を提供する。信号AX
O+およびAXO−はリンガまたはその他(図1には示
されていない)のような出力装置を駆動するために使用
できる。入力信号PIは典型的には信号ROを受信しか
つ外部抵抗と共に増幅器101および102によって提
供されるプッシュプル信号PO+およびPO−のゲイン
を設定するために使用される。増幅器101および10
2は電話ハンドセットのイアピースまたは小さなスピー
カを駆動するのに十分大きいものである。VDDの代わ
りに、VBATからサブシステム61に給電することは
調整されたチャージポンプ43の100%より低い効率
による大きな電力損失を防止することによって電力消費
を低減する。
【0024】図4は、図2の調整されたチャージポンプ
43を部分的に回路図形式でかつ部分的にブロック図形
式で示す。調整されたチャージポンプ43は概略的にノ
ンオーバラップクロック発生回路110、バイアス回路
111、比例部(proportional port
ion)112、積分部113、およびチャージポンプ
コア部114を含む。比例部112は増幅器120、伝
送ゲート121、およびPチャネルトランジスタ122
を含む。積分部113は増幅器130、伝送ゲート13
1,132および133、Pチャネルトランジスタ13
4、容量135、伝送ゲート136、容量137、伝送
ゲート138、容量139、伝送ゲート140および1
41、そして増幅器142を含む。チャージポンプコア
部114は、容量80、Pチャネルトランジスタ15
0,151および152、Nチャネルトランジスタ15
3、Pチャネルトランジスタ154、および容量81を
含む。
【0025】ノンオーバラップクロック回路110は信
号「クロック(CLOCK)」を受け、電源電圧V
BAT,VDDおよびVSSに結合され、かつ“F
1”,“*F1”,“F2”および“*F2”と名付け
られたノンオーバラップクロック信号を提供し、これら
のクロック信号はVDDにレベルシフトされる。なお、
ここで記号*は信号の反転を表わし、いわゆるオーババ
ーに相当するものとする。バイアス回路111は電源電
圧端子VBATおよびVSSの間に結合され、電源電圧
DDを受け、かつ“VPDD”と名付けられた出力信
号および“PTUBBIAS”と名付けられた出力信号
を提供する。
【0026】比例部112においては、増幅器120は
信号VREFを受けるための負入力端子、信号VPDD
を受けるための正入力端子、および“PCNTL”と名
付けられた信号を提供するための出力端子を有する演算
トランスコンダクタンス増幅器(OTA)である。伝送
ゲート121は信号PCNTLを受けるための第1の電
流端子、第2の電流端子、信号F1を受けるための正の
制御端子、そして信号*F1を受けるための負の制御端
子を有する。トランジスタ122は電源電圧VDDを受
けるためのソース、信号F1を受けるためのゲート、そ
して伝送ゲート121の前記第2の電流端子に接続され
たドレインを有する。
【0027】積分部113においては、増幅器130は
信号VPDDを受けるための正入力端子、負入力端子、
および増幅器130の負入力端子に接続された出力端子
を有する。伝送ゲート131は増幅器130の出力端子
に接続された第1の電流端子、第2の電流端子、信号F
2を受けるための正の制御端子、および信号*F2を受
けるための負の制御端子、を有する。伝送ゲート132
は伝送ゲート131の第2の電流端子に接続された第1
の電流端子、“ICNTL”と名付けられた信号を提供
するための第2の電流端子、信号F1を受けるための正
の制御端子、そして信号*F1を受けるための負の制御
端子を有する。伝送ゲート133は信号ICNTLを受
けるための第1の電流端子、第2の電流端子、信号F1
を受けるための正の制御端子、そして信号*F1を受け
るための負の制御端子を有する。トランジスタ134は
電源電圧VDDを受けるためのソース、信号F1を受け
るためのゲート、そして伝送ゲート133の第2の電流
端子に接続されたドレインを有する。容量135は伝送
ゲート131の第2の電流端子に接続された第1の端
子、および第2の端子を有する。伝送ゲート136は信
号VREFを受けるための第1の電流端子、第2の電流
端子、信号F1を受けるための正の制御端子、および信
号*F1を受けるための負の制御端子を有する。容量1
37は伝送ゲート136の第2の電流端子に接続された
第1の端子、そして容量135の第2の端子に接続され
た第2の端子を有する。伝送ゲート138は容量135
および137の第2の端子に接続された第1の電流端
子、第2の電流端子、信号F1を受けるための正の制御
端子、そして信号*F1を受けるための負の制御端子を
有する。容量139は伝送ゲート138の第2の電流端
子に接続された第1の端子、そして伝送ゲート132の
第2の電流端子に接続された第2の端子を有する。伝送
ゲート140は増幅器130の出力端子に接続された第
1の電流端子、伝送ゲー136の第2の電流端子に接続
された第2の電流端子、信号F2を受けるための正の制
御端子、そして信号*F2を受けるための負の制御端子
を有する。伝送ゲート141は増幅器130の出力端子
に接続された第1の電流端子、容量135および137
の第2の端子に接続された第2の電流端子、信号F2を
受けるための正の制御端子、そして信号*F2を受ける
ための負の制御端子を有する。増幅器142は伝送ゲー
ト138の第2の電流端子に接続された負の入力端子、
増幅器130の出力端子に接続された正の入力端子、そ
して伝送ゲート132の第2の電流端子および容量13
9の第2の端子に接続された出力端子を有する。
【0028】チャージポンプコア部114においては、
トランジスタ150はVBATに接続されたソース、伝
送ゲート121の第2の電流端子に接続されたゲート、
ドレイン、および信号PTUBBIASをうけるバルク
またウエルを有する。トランジスタ151はVBAT
接続されたソース、伝送ゲート133の第2の電流端子
に接続されたゲート、端子72においてトランジスタ1
50のドレインに接続されたドレイン、そして信号PT
UBBIASを受けるバルクまたはウエルを有する。ト
ランジスタ152はトランジスタ150および151の
ドレインに接続された第1の電流電極、信号*F2を受
けるためのゲート、電源電圧VDDを提供する第2の電
流電極、そして信号PTUBBIASを受けるバルクま
たはウエルを有する。どの電流電極がソースまたはドレ
インとして指定されるかは印加される電圧に依存するこ
とに注意すべきである。容量80は、前に説明したよう
に、端子72に接続された第1の端子、そして端子73
に接続された第2の端子を有する。トランジスタ153
はノード73において容量80の第2の端子に接続され
たドレイン、信号F1を受けるためのゲート、そしてV
SSに接続されたソースを有する。トランジスタ154
は電源電圧VBATに接続されたソース、信号*F2を
受けるためのゲート、トランジスタ153のドレインに
接続されたドレイン、そしてPTUBBIASに接続さ
れたバルクまたはウエルを有する。容量81は、前に述
べたように、端子74を介してトランジスタ152の第
2の電流電極に接続された第1の端子、そしてVSS
接続された第2の端子を有する。
【0029】回路110は伝統的なノンオーバラップク
ロック発生回路であって信号「クロック」を受け、かつ
F1,*F1,F2および*F2と名付けられた4つの
クロック信号を提供し、これらのクロック信号はVDD
にレベルシフトされる。ノンオーバラップのために、信
号F1は信号*F2と同じではなく、かつ信号F2は信
号*F1と同じではない。図2を参照して前に説明した
ように、容量80および81は、それぞれ、端子72お
よび73、そして74および71を介して調整されたチ
ャージポンプ回路43に結合されている。容量80およ
び81は調整されたチャージポンプ43の一体化部分と
見ることができるが、それらは好ましくはそれらの必要
な大きさのため調整されたチャージポンプ43を含む集
積回路の外部に設けられる。例えば、図示された実施例
においては、容量80および81は、それぞれ、約0.
1および1.0マイクロファラッドの値を有し、かつ従
ってそのような容量を集積回路に構築することは実際的
ではない。
【0030】チャージポンプコア部114は電圧V
BATより上の電圧VDDを提供するために充電容量8
0を使用する。しかしながら、比例部112および積分
部113はVDDを一体的に調整するためにチャージポ
ンプコア部114の動作を変更する。F1(F1はアク
ティブである)の間、トランジスタ153は導通してお
りかつ容量80の第2の端子をVSSに結合する。伝統
的なチャージポンプ設計においては、単一のトランジス
タがまた容量80の前記第1の端子をF1の間にV
BATに結合する。*F2はトランジスタ152を非導
通にし、容量81の第1の端子をVDDから分離する。
従って、F1の間は、VDDは保持容量81によって維
持される。トランジスタ154もまた非導通である。し
かしながら、F2(F2はアクティブである)の間は、
トランジスタ153はインアクティブであり、かつトラ
ンジスタ154は導通しておりかつ容量80の第2の端
子をVBATに接続する。この作用は容量80の第1の
端子の電圧を約VBATの2倍に増大する。トランジス
タ152も導通しており、かつ容量80に格納された電
荷は保持容量81にダンプされる。F2の終りに、トラ
ンジスタ152は非導通となりかつ保持容量81はV
DDのレベルを維持する。この動作を繰り返すことによ
り、容量81は最終的には約VBATの2倍にチャージ
アップする。
【0031】しかしながら、調整されたチャージポンプ
回路43においては、容量80の第1の端子からV
BATまでの伝統的なトランジスタはトランジスタ15
0および151によって置き換えられる。トランジスタ
150および151は信号PCNTLおよびICNTL
に応じて導通するようにされ、これらの信号PCNTL
およびICNTLは比例部112および積分部113に
よって与えられる。増幅器120および142はVDD
を基準とした出力を有し、一方増幅器130はVBAT
を基準とした出力を有する。比例部112はVPDD
よびVREFの比較に応じてトランジスタ150を比例
的に導通させる。部分112はVDDをほぼ所望の電圧
にする高速応答を有する。しかしながら、積分部113
は幾らか低速で動作しトランジスタ151を比例的に導
通させてVDDを所望の値に非常に接近させる。従っ
て、調整されたチャージポンプ43はVBATをチャー
ジポンプしかつそのチャージポンプされた電圧を調整し
て所望の電圧(+5.0ボルト)で効率的にVDDを提
供する。
【0032】バイアス回路111はVDDの所望の値の
所定の割合(fraction)でVPDDを提供し、
該所定の割合はVDDがその所望の値に等しい時にV
PDDがVREFに等しくなるような割合である。図示
された実施例においては、VDDのこの所望の値は+
5.0ボルトであり、かつVREFの値は約1.25ボ
ルトである。従って、VDDが5.0ボルトに等しい時
にVPDDを1.25ボルトに等しくするためには、
0.25の割合が適用される。この割合の精度はそれを
発生するために使用される技術によって決定され、これ
については後に図5を参照して説明する。
【0033】増幅器120はVREFをVPDDに対し
て比較する。図示された実施例においては、増幅器12
0は演算トランスコンダクタンス増幅器(OTA)であ
って、その出力電圧は正および負の入力端子の間の電圧
の差に応じて変化する。トランジスタ150のゲートは
容量負荷を提供し、トランジスタ122はVDDへのプ
ルアップを提供する。F1の間、伝送ゲート121はア
クティブであり増幅器120の出力における信号PCN
TLををトランジスタ150のゲートに提供する。増幅
器120は正および負の入力端子における電圧が等しく
なるまで信号PCNTLを変化させ、従って増幅器12
0はVDDがその所望の電圧にほぼ等しくなるまで差動
的に多少導通するようにさせる。比例部112はVDD
の負荷条件の変化に応じて非常に迅速に動作するが、増
幅器120および伝送ゲート121はVDDの精度を制
限するオフセットを導入する。
【0034】積分部113はVDDの精度をさらに増大
するためにトランジスタ151の導電率(conduc
tivity)を調整する。積分部113はスイッチド
キャパシタ(スイッチド−C)差動積分器であり、これ
はVPDDとVREFとの間の差を時間について積分す
る。比例部112よりも応答が遅いが、積分部113は
信号レベルの履歴(history)を含んでおり、こ
れは最終的には比例部112のオフセットエラーを打ち
消す。増幅器130は単一ゲイン差動増幅器であって、
信号VPDDをバッファリングしかつ積分部113が比
例部112の動作に悪影響を与えないようにする。パワ
ーアップの時は、信号PCNTLおよびICNTLは電
位が低く、トランジスタ150および151を強く導通
させてVDDの所望の値に迅速に到達させる。バッテリ
寿命の低下および、di/dt電圧降下として知られて
いる、電流の急速な変化による電源電圧の電圧降下のた
め、スイッチング速度を幾らか低下させるために(図4
には示されていない)トランジスタ150および151
のゲートと直列に抵抗を含めることが重要である。
【0035】調整されたチャージポンプ43は最初にバ
ッテリ電圧をその倍数にチャージポンプする必要なしに
DDを約5.0ボルトの所望の値で提供し、かつ次に
そのチャージポンプされた電圧を所望の、より低い電圧
に調整しあるいはクランプする。この調整(regul
ation)はVBATの幾つかの値に対して非常に有
利にすることができる。例えば、再充電の直後、V
BATは約5.4ボルトとなることがある。伝統的な電
圧倍化チャージポンプ回路は10.8ボルトの電圧を提
供し、これは5.0ボルトで動作するよう設計された回
路にとっては有害であろう。さらに、シャントレギュレ
ーションまたはクランピングの伝統的な方法も電流を浪
費する。調整されたチャージポンプ43はVDDが決し
て倍にならないように調整を与える。調整されたチャー
ジポンプ43はまた出力電圧を制限するためにツェナー
ダイオードのようなクランプ素子を使用せず、むしろV
DDを高い精度でかつ高い効率で提供するために比例お
よび積分作用を使用する。
【0036】図5は、図4の調整されたチャージポンプ
43に使用されているバイアス回路111を部分的に回
路図形式でかつ部分的にブロック図形式で示す。バイア
ス回路111は概略的に第1の抵抗ストリング回路20
0、第2の抵抗ストリング回路210、比較器220、
ヒステリシス制御回路230、およびバイアス発生回路
240を含む。第1の抵抗ストリング回路200は抵抗
201および202、伝送ゲート203、抵抗204お
よび205、そして伝送ゲート206および207を含
む。第2の抵抗ストリング回路210は抵抗211、伝
送ゲート212および213、そして抵抗214および
215を含む。ヒステリシス制御回路230はNORゲ
ート231およびインバータ232を含む。バイアス発
生回路240はレベルシフタ243、インバータ24
4、抵抗245、そして伝送ゲート246および247
を含む。
【0037】第1の抵抗ストリング回路200において
は、抵抗201はVBATに接続された第1の端子、お
よび第2の端子を有する。抵抗202は抵抗201の第
2の端子に接続された第1の端子、そして第2の端子を
有する。伝送ゲート203は抵抗202の第2の端子に
接続された第1の電流端子、第2の電流端子“PD1”
と名付けられた信号を受けるための正の制御端子、そし
て“*PD1”と名付けられた信号を受けるための負の
制御端子を有する。抵抗204は伝送ゲート203の第
2の電流端子に接続された第1の端子、そして第2の端
子を有する。抵抗205は抵抗204の第2の端子に接
続された第1の端子、そしてVSSに接続された第2の
端子を有する。伝送ゲート206は抵抗201の第2の
端子に接続された第1の電流端子、第2の電流端子、
“HYST”と名付けられた信号を受けるための正の制
御端子、そして“*HYST”と名付けられた信号を受
けるための負の制御端子を有する。伝送ゲート207は
抵抗204の第2の端子に接続された第1の電流端子、
伝送ゲート206の第2の電流端子に接続された第2の
電流端子、信号*HYSTを受けるための正の制御端
子、そして信号HYSTを受けるための負の制御端子を
有する。
【0038】第2の抵抗ストリング回路210において
は、抵抗211は電源電圧VDDを受けるための第1の
端子、そして第2の端子を有する。伝送ゲート212は
抵抗211の第2の端子に接続された第1の電流端子、
第2の電流端子、“PD2”と名付けられた信号を受け
るための正の制御端子、そして“*PD2”と名付けら
れた信号を受けるための負の制御端子を有する。伝送ゲ
ート213は伝送ゲート212の第2の電流端子に接続
された第1の電流端子、第2の電流端子、信号PD2を
受けるための正の制御端子、そして信号*PD2を受け
るための負の制御端子を有する。抵抗214は伝送ゲー
ト213の第2の電流端子に接続された第1の端子、そ
して信号VPDDを提供するための第2の端子を有す
る。抵抗215は抵抗214の第2の端子に接続された
第1の端子、およびVSSに接続された第2の端子を有
する。
【0039】比較器220は伝送ゲート206の第2の
電流端子に接続された正入力端子、伝送ゲート212の
第2の電流端子に接続された負入力端子、そして“C
OUT”と名付けられた信号を提供するための出力端子
を有する。ヒステリシス制御回路230においては、N
ORゲート231は“PD”と名付けられた信号を受け
るための第1の入力端子、信号COUTを受けるために
比較器220の前記出力端子に接続された第2の入力、
そして信号*HYSTを提供するための出力端子を有す
る。インバータ232はNORゲート231の出力端子
に接続された入力端子、そして信号HYSTを提供する
ための出力端子を有する。
【0040】バイアス発生回路240においては、レベ
ルシフタ243は比較器220の出力端子に接続され、
かつその出力端子に出力信号を提供する。インバータ2
44はレベルシフタ243の出力端子に接続された入力
端子、および出力端子を有する。抵抗245はVBAT
に接続された第1の端子、および第2の端子を有する。
伝送ゲート246は抵抗245の第2の端子に接続され
た第1の電流端子、信号PTUBBIASを提供するた
めの第2の電流端子、比較器220の出力端子に接続さ
れた正の制御端子、そしてインバータ244の出力端子
に接続された負の制御端子を有する。伝送ゲート247
は伝送ゲート246の第2の電流端子に接続された第1
の電流端子、電源電圧VDDを受けるための第2の電流
端子、インバータ244の出力端子に接続された正の制
御端子、そしてレベルシフタ243の出力端子に接続さ
れた負の制御端子を有する。
【0041】バイアス回路111は2つの機能を達成す
る。第1に、バイアス回路111は調整されたチャージ
ポンプ43の前記比例および積分機能において使用する
ための信号VPDDを提供する。第2に、バイアス回路
111は調整されたチャージポンプ43におけるPチャ
ネルトランジスタ、すなわちトランジスタ150,15
1,152および154、のバルクまたはウエルをバイ
アスするためにVBATまたはVDDの内いずれか大き
い方の電圧を有する、信号PTUBBIASを提供す
る。その他の動作を理解するためには、まず制御信号の
発生につき説明する必要がある。信号PDは論理ハイで
アクティブになるパワーダウン表示である。信号PD1
は信号PDとCOUTの論理的ANDに等価でありかつ
論理ローでアクティブになる。信号PD2は信号PD1
と等価であるがVDDにレベルシフトされておりかつ論
理ローでアクティブになる。
【0042】抵抗ストリング回路210は信号VPDD
を提供する第1の機能を達成する。制御信号PD2およ
び*PD2がインアクティブである場合、VPDDは抵
抗211,214および215の間の抵抗電圧分割の積
として与えられる。従って、 VPDD=VDD(R215/(R211+R214+R215)) この場合R211は抵抗211の抵抗であり、R214
は抵抗214の抵抗であり、かつR215は抵抗215
の抵抗である。適切な抵抗値を選択することにより、V
PDDは0.25VDDに等しくすることができ、従っ
てVDD=5.0ボルトの値に対し、VPDDは1.2
5ボルトに等しくなる。調整されたチャージポンプ43
がVDDをVREF=VPDDになるまで変更した時、
かつVREF=1.25ボルトであるから、抵抗ストリ
ング回路210はVDDが高い精度で5.0ボルトに等
しくなることを保証する。
【0043】抵抗211,214および215について
はそこを流れる電流を制限するため比較的高い値とする
ことが重要である。高い抵抗を与えるためには、軽くド
ーピングした拡散またはウエル抵抗が好ましい。これら
の抵抗は多結晶シリコン抵抗より好ましく、それは、多
結晶シリコン抵抗はより正確であるが、より多くの回路
面積を必要とするためである。例えば、多結晶シリコン
抵抗の典型的な抵抗率は約20オーム/スケアであり、
一方ウエル抵抗の抵抗率は約1.4キロオーム/スケア
である。好ましい実施例においては、R211は105
キロオームであり、R214は53.2キロオームであ
り、かつR215は51.8キロオームである。従っ
て、低い電流が保証される。
【0044】バイアス回路111の第2の機能は、パワ
ーアップの間のような、変化する電源条件のもとで、調
整されたチャージポンプ43の信頼性ある動作を保証す
るために電圧PTUBBIASを提供することである。
パワーアップの直後、VDDはその目標値である5.0
ボルトを達成しておらず、かつ実際上ゼロに非常に近
い。もしNウエルが常にVDDにバイアスされておれ
ば、パワーアップの直後は拡散−ウエルのPN接合は順
方向バイアスされるようになり、これは集積回路にとっ
て有害である。従って、バイアス発生回路240はV
BATがVDDより大きい場合あるいは信号PDがアク
ティブである場合にほぼVBATの電圧でPTUBBI
ASを提供する。
【0045】VDDをVBATと比較するために、抵抗
ストリング回路200は抵抗ストリング回路210と同
様の電圧分割を行う。しかしながら、1つだけ異なる点
がある。抵抗ストリング回路200はヒステリシスを含
む。パワーアップの後(PDはインアクティブであ
る)、バッテリ電圧VBATがVDDを超えた時、信号
OUTがアクティベイトされる。PDはインアクティ
ブであるから、ヒステリシス制御回路230は信号*H
YSTを論理ローにアクティベイトし、かつ信号HYS
Tを論理ハイにアクティベイトし、伝送ゲート206を
アクティブにしかつ伝送ゲート207をインアクティブ
にする。従って、比較器220の正入力端子に印加され
るVBATに比例する電圧は抵抗ストリング回路200
においては抵抗201の第2の端子から取られる。しか
しながら、VPDDが抵抗201の第2の端子の電位を
超えるや否や、COUTは否定される(negate
d)。ヒステリシス制御回路210は*HYSTを論理
ハイでインアクティベイトし、かつ信号HYSTを論理
ローでインアクティベイトする。伝送ゲート206はイ
ンアクティブであり、かつ伝送ゲート207はアクティ
ブでありそして比例電圧は今や抵抗204の第2の端子
から取られる。抵抗202および204によって付加的
な電圧降下が導入されるから、VDDはCOUTが再び
アクティベイトされる前に付加的な量だけ低下しなけれ
ばらない。従って、バイアス回路111によって与えら
れるヒステリシスは変化する電源電圧条件のもとで不安
定性を防止する。
【0046】本発明の1つの態様においては、前記第1
の電源電圧端子(70)はそこにバッテリ電圧を受け
る。
【0047】本発明の他の態様においては、請求項1の
混合型信号処理システム(22)はさらに前記第1(7
0)および共通の(71)電源電圧端子にかつ前記デジ
タルサブシステム(51)に結合されデジタルサブシス
テム(51)から少なくとも1つの信号を受けかつそれ
に応じて少なくとも1つの対応する出力信号を提供する
入力/出力手段(50)を具備する。
【0048】本発明のさらに他の態様においては、前記
入力/出力手段(50)はさらに少なくとも1つの入力
信号を受けかつそれに応じて少なくとも1つの対応する
バッファリングされた入力信号を前記デジタルサブシス
テム(51)に提供する。
【0049】本発明のさらに他の態様においては、混合
型信号処理システムはさらに前記デジタルサブシテスム
(51)にかつ前記アナログサブシステム(60)に結
合され、前記デジタルサブシステム(51)から少なく
とも1つのデジタル信号を受けかつそれに応じて前記ア
ナログサブシステム(60)に少なくとも1つの対応す
るレベルシフトされたデジタル信号を提供するためのレ
ベルシフタ(44)を具備する。
【0050】本発明のさらに他の態様においては、混合
型信号処理システム(22)はさらに前記第1の(7
0)および共通の(71)電源電圧端子に結合され基準
電圧を第2の電源電圧を提供するための手段(41)に
かつ第3の電源電圧を提供するための手段(43)に提
供するためのバンドギャップ電圧基準(42)を具備す
る。
【0051】本発明のさらに他の態様においては、混合
型信号処理システム(22)はさらに前記第1の(7
0)および共通の(71)の電源電圧端子におよび前記
アナログサブシステム(60)に結合され少なくとも1
つの出力信号を提供するための第2のアナログサブシス
テム(61)を具備する。
【0052】本発明のさらに他の態様においては、混合
型信号処理システムはさらに第1の(70)および共通
の(71)電源電圧端子にかつ前記デジタルサブシステ
ム(51)に結合され前記デジタルサブシステム(5
1)によって与えられる対応する信号に応じて少なくと
も1つのデジタル出力信号を提供するための少なくとも
1つのバッファ(32)を具備する。
【0053】本発明のさらに他の態様においては、混合
型信号処理システム(22)の性能を改善する方法はさ
らに前記デジタルシステム(28)から少なくとも1つ
のバッファ(50)を分離する段階、そして該少なくと
も1つのバッファ(50)に外部電圧(70)によって
給電する段階、を具備する。
【0054】本発明のさらに他の態様においては、混合
型信号処理システム(22)の性能を改善する方法はさ
らに前記アナログシステム(29)からアナログサブシ
ステム(61)を分離する段階、そして該アナログサブ
システム(61)に前記外部電圧(70)によって給電
する段階、を具備する。
【0055】本発明のさらに他の態様においては、混合
型信号処理システム(22)に給電する方法はさらに前
記デジタルサブシステム(51)の少なくとも1つの出
力信号をレベルシフトする段階、そして前記少なくとも
1つのレベルシフトされた出力信号を前記アナログサブ
システム(60)に提供する段階を具備する。
【0056】本発明のさらに他の態様においては、混合
型信号処理システム(22)に給電する方法はさらに少
なくとも1つのバッファ(50)を提供する段階、該少
なくとも1つのバッファを前記デジタルサブシステム
(51)に結合する段階、そして前記少なくとも1つの
バッファを前記第1の(70)および共通の(71)電
源電圧端子に結合する段階を具備する。
【0057】以上のように、本発明が好ましい実施例に
関して説明されたが、当業者には本発明は種々の方法に
より変更できかつ上で特に取り上げて説明したもの以外
の数多くの実施例を取り得ることが明らかである。例え
ば、VSSは正の電源電圧とし他の電源電圧VBAT
DDおよびVDSPはそれに関して負の電圧とするこ
とができる。さらに、バッテリ電圧VBATが例示され
たが、混合型信号処理システム22は任意の大きく変化
する電源電圧が使用される場合に同じ利点を与える。さ
らに、動作寿命中の電圧が少なくとも2.7ボルトであ
る限り、異なる数のかつ異なるタイプのバッテリを使用
することができる。他の実施例においては、デジタルサ
ブシステム51の部分はスピードを最大にするためにV
DDに結合することができる。また、VDDは、スイッ
チモードレギュレータとも称される、スイッチングレギ
ュレータによって発生することもできる。従って、添付
の請求の範囲によって本発明の真の精神および範囲内に
ある本発明のすべての変形をカバーすることを意図して
いる。
【0058】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、デジタ
ルおよびアナログシステムを含む混合型信号処理システ
ムにおいてバッテリのような大きな電圧変化を有する電
源によって給電する場合にも電力消費の増大および信頼
性の低下を引き起こす事なく適切に電源を供給すること
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる混合型信号処理システムを用い
たデジタルコードレス電話のハンドセットの構成を示す
ブロック図である。
【図2】図1の混合型信号処理システムの一部を詳細に
示すブロック回路図である。
【図3】図2のPCMコーデックを部分的かつ詳細に示
すブロック回路図である。
【図4】図2の調整されたチャージポンプを詳細に示す
部分的ブロック回路図である。
【図5】図4の調整されたチャージポンプに使用される
バイアス回路を示す部分的ブロック回路図である。
【符号の説明】
20 デジタルコードレス電話のハンドセット 22 混合型信号処理システム 24 アンテナ 25 無線周波システム 26 時分割2重ブロック 27 マイクロプロセッサ 28 ADPCMトランスコーダ 29 PCMコーデック 30 マイクロホン 31 スピーカ 40 電源サブシステム 41 電圧レギュレータ 42 バンドギャップ電圧基準 43 調整されたチャージポンプ 44 レベルシフタ 50 入力および出力バッファ 51 3ボルトデジタルサブシステム 60 5ボルトアナログサブシステム 61 バッテリ給電アナログサブシステム 80 第1の容量 81 第2の容量 100,101,102 増幅器
フロントページの続き (72)発明者 アラン・エル・ウエストウィック アメリカ合衆国テキサス州78746、オー スチン、ローズフィンチ・トレイル 3418 (72)発明者 マウリチオ・エイ・ザバレタ アメリカ合衆国テキサス州78749、オー スチン、キャノン・マウント・ドライブ 6015 (72)発明者 ジェイムズ・エイ・ツベル アメリカ合衆国テキサス州78759、オー スチン、フローラル・パーク 10638 (72)発明者 デビッド・イー・ブッシュ アメリカ合衆国テキサス州78758、オー スチン、リンカーンシャー・ドライブ 12019 (72)発明者 マイケル・ディ・フロイド アメリカ合衆国インディアナ州46168、 プレーンフィールド、ロメオ・ドライブ 570 (56)参考文献 特開 平1−286772(JP,A) 特開 昭62−224127(JP,A) 特開 昭49−65151(JP,A) 特開 昭57−162838(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 混合型信号処理システム(22)であっ
    て、それぞれ第1のおよび共通の電源電圧を供給する 第1の
    (70)および共通の(71)電源電圧の端子に結合さ
    れ、前記共通の電源電圧を基準とした第1の所定の電位
    で第2の電源電圧を提供するための第1の調整手段(4
    1)であって、前記第1の所定の電位の絶対値は前記共
    通の電源電圧を基準とした前記第1の電源電圧の公称電
    位の絶対値よりも小さくかつ前記第1の電源電圧の変化
    に関して実質的に一定であることを特徴とする前記第1
    の調整手段(41)、 前記第1の(70)および共通の(71)電源電圧端子
    に結合され、前記共通の電源電圧を基準とした第2の所
    定の電位で第3の電源電圧を提供するための手段(4
    3)であって、前記第2の所定の電位の絶対値は前記公
    称電位の前記絶対値よりも大きくかつ前記第2の所定の
    電位を前記第1の電源電圧の変化に関して実質的に一定
    に保つための第2の調整手段を含む前記手段(43)、 前記共通の電源電圧端子(71)に結合され前記第2の
    電源電圧を受けるためのデジタルサブシステム(5
    1)、そして前記共通の電源電圧端子(71)に結合さ
    れ前記第3の電源電圧を受けるアナログサブシステム
    (60)、 を具備することを特徴とする混合型信号処理システム
    (22)。
  2. 【請求項2】 混合型信号処理システム(22)であっ
    て、それぞれ第1および共通の電源電圧を受ける 第1の(7
    0)および共通の(71)電源電圧の端子に結合され、
    前記第1の電源電圧を調整して第1の所定の電位で第2
    の電源電圧を提供するための電圧レギュレータ(4
    1)、 前記第1の(70)および共通の(71)電源電圧の端
    子に結合され、前記第1の電源電圧をチャージポンプ
    し、かつ該チャージポンプされた電圧を調整して第3の
    電源電圧を提供するための調整されたチャージポンプ
    (43)、 前記共通の電源電圧端子(71)に結合され前記第2の
    電源電圧を受けるデジタルサブシステム(51)、そし
    て前記共通の電源電圧端子(71)に結合され前記第3
    の電源電圧を受けるアナログサブシステム(60)、 を具備することを特徴とする混合型信号処理システム
    (22)。
  3. 【請求項3】 外部電圧(70)によって給電される混
    合型信号処理システム(22)の性能を改善する方法で
    あって、第1の電圧レギュレータ(41)を使用して 前記外部電
    圧(70)を第1の所定のレベルに調整する段階、 前記調整された外部電圧を前記混合型信号処理システム
    (22)のデジタルシステム(28)に提供する段階、 前記外部電圧(70)をチャージポンプする段階、 前記チャージポンプされた外部電圧を第2の電圧レギュ
    レータ(43)を使用して第2の所定のレベルに調整す
    る段階、そして前記調整されたチャージポンプ外部電圧
    を前記混合型信号処理システム(22)のアナログシス
    テム(29)に提供する段階、 を具備することを特徴とする外部電圧(70)によって
    給電される混合型信号処理システム(22)の性能を改
    善する方法。
  4. 【請求項4】 混合型信号処理システム(22)に給電
    する方法であって、 前記第1の(70)および共通の(71)電源電圧の端
    子の間にバッテリ電圧を提供する段階、第1の電圧レギュレータ(41)を使用することにより
    前記バッテリ電圧を調整して第2の電源電圧を提供する
    段階、 前記バッテリ電圧をチャージポンプする段階、第2の電圧レギュレータ(43)を使用することにより
    前記チャージポンプされたバッテリ電圧を調整して第3
    の電源電圧を提供する段階、 前記第2の電源電圧を前記混合型信号処理システムのデ
    ジタルサブシステム(51)に提供する段階、そして前
    記第3の電源電圧を前記混合型信号処理システムのアナ
    ログサブシステム(60)に提供する段階を具備するこ
    とを特徴とする混合型信号処理システム(22)に給電
    する方法。
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