JP3612474B2 - 増幅回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の増幅回路の第1の例の構成を図19に示す。この第1の例の増幅回路は反転型増幅回路であって、演算増幅器10を有している。この増幅回路の入力電圧eiは中点電位VREFを平均値とする。今、電源リップルerに係数aをかけたa・erが入力電圧eiに重畳しているとする。図19に示す増幅回路の出力eoは、次式で表わされる。
【0003】
eo=−(R2/R1)・(ei+a・er)
従って−(R2/R1)(a・er)なるノイズが混入する。そこで公開技法(本出願人が発行)において図20に示す増幅回路が提案されている。この増幅回路では、オペアンプの正入力側にb・erなるノイズを入力することで負入力からのノイズを打ち消している。ここで正入力側からのゲインは、(R1+R2)/R1であるから
b・er・(R1+R2)/R1=(R2/R1)・(a・er)
となればノイズを打ち消すことができる。よって
b=a・R2/(R1+R2)
となるように抵抗R3〜R5を決めればよい。但し抵抗R5には直列に容量Cが接続されるので、中点電位VREFは抵抗R3,R4のみで決定し、交流分は
で決める。ここで記号「//」は並列接続したときの抵抗値を示す。例えばR4//R5は抵抗R4,R5を並列接続したときの抵抗値を示す。
【0004】
ここで図21に示すように反転アンプの帰還抵抗R2をショート(短絡)することによりアナログミュートを行う回路を考える。コントロール信号MTがHとなるとスイッチSWがショート状態となるとする。この時アンプは正入力側からみるとポルテージフォロアになっている。つまり反転入力からの出力は0で正側入力の電圧がそのまま出力される。この場合当然交流出力は
となり、電源リップルが出力に出てしまう。さらに悪いことに、アナログミュートにより入力信号は出力されないので、なおさらノイズが目立ってしまう。
【0005】
次に従来の増幅回路の第2の例を説明する。
【0006】
図23は異なる基板上に構成した二つの回路系の基準電位(グランド)間にノイズが発生するメカニズムを説明する図である。二つの回路系間の矢印は信号のやりとりの方向を示す。第1回路系から第2回路系への信号の受け渡しにトータルでI1の電流が流れ、第2回路系から第1回路系は信号の受け渡しにトータルでI2の電流が流れるとすると、二つの基板の基準電位間の接続ラインには回路系1から回路系2へI1−I2なる電流が流れる。さらに、この接続ラインがアンテナの役割を果たす場合、電波の形で入り込むノイズによる電流Inも流れる。この基準電位接続ラインがインピーダンスZを持っているとすると、二つの回路系間の基準電位差Vxは
Vx=Z・(I2−I1+In)
で表される。
【0007】
この式において、I1,I2は信号の受け渡しの際に必ず発生するものであり、システムが大きくなり、デジタル回路が増えるとともに大きくなる。又、Inもデジタル回路が増えて不要放射が増加し、かつ、基準電位接続ラインが長くなる程大きくなる。よって、大規模でかつデジタル部が大きなシステムほど、基準電位差Vxは大きくなると考えられる。
【0008】
この基準電位差VxのDC成分はカップリングコンデンサでカットすることができるが、AC成分はアナログ信号の受け渡しの際に信号成分に重畳し、伝達性能を悪化させてしまう。
【0009】
これを避けるために、差動出力型の信号受け渡し回路が使われていた。図22は、この信号受け渡し回路の一例である。この回路は、信号出力側の第1回路系の出力段に設けられ、送信すべき信号ei1の差動信号eo+,eo−を生成する反転型アナログアンプ1,2,3よりなる増幅回路と、信号入力側の第2回路系の入力段に設けられ、差動信号eo+,eo−が入力される差動アンプ15と、差動信号を伝播する2本の信号ラインにより構成される。差動出力で信号を送信し、差動入力で信号を受信することにより、基準電位が共通でないことにより発生するノイズ成分をキャンセルしている。すなわち、図22において
R2/R1=1, R21/R11=R22/R12=A
とすると、第1回路系の第1基準電位から見た第1回路系の出力電位eo+とeo−は、
eo+=A・ei1, eo−=−A・ei1
となる。第2回路系の差動アンプ15から見たeo+とeo−は第2回路系の第2基準電位を基準とするので、
eo+=A・ei1+Vx, eo−=−A・ei1+Vx
となる。第2回路系の差動アンプのゲインをA’とすると、差動アンプ15の出力電位eo2は、
となりノイズVxが出力電位eo2に現れないようにすることができる。
【0010】
しかし、従来回路では1チャンネル当たり、送信側において3個の出力アンプと2本の信号ラインが必要となり、さらに信号を受ける側においても差動入力が必要となるため、コストや占有面積が増大する。
【0011】
そこで図24に示す回路が提案されている(特開平9−312525号公報参照)。
【0012】
この回路では、第1回路系において、信号ei1は抵抗R1を介して演算増幅器10の反転入力端子に供給され、反転入力端子と出力端子は抵抗R2を介して接続されてアナログアンプ1を構成している。アナログアンプ1の出力は第2回路系のアナログアンプ2の入力に接続されている。又、第2回路系の基準電位はカップリングコンデンサCを介して第1回路系の基準電位差キャンセル回路17の入力端子INに接続される。基準電位差キャンセル回路17は、DC的にはVDDを抵抗R3,R4で分圧して出力oUTに出力する分圧回路であり、AC的には基準電位差キャンセル回路17の入力端子INに入ったノイズをR5と、R3とR4の並列抵抗とで分圧しoUTに出力する分圧回路である。
【0013】
ここで入力端子INには−Vxなるノイズ電圧が供給されるので出力端子oUTでのAC成分出力はen
en=−Vx・(R3//R4)/[(R3//R4)+R5]=−Vx・(R3・R4)/[R3・R4+R4・R5+R3・R5]アナログアンプ1の+入力側から見たACゲインは(R1+R2)/R1であるからアナログアンプ1の出力でのノイズenoは、
eno=−Vx・(R3・R4)(R1+R2)/[R1(R3・R4+R4・R5+R3・R5)]
となる。ここで
(R3・R4)(R1+R2)/[R1(R3・R4+R4・R5+R3・R5)]=1
となるように抵抗値を設定すれば、
eno=−Vx
となる。よって、eo1は
eo1=−(R2/R1)・ei1−Vx
となる。一方第2回路系のアナログアンプは第2基準電位を基準にしているので
となり、異なる基準電位差間のノイズVxを除去することができる。例えば
R1=R2=R,R3=R4=r とすると R5=r/2 に設定すればVxをキャンセルできる。
【0014】
この従来回路は差動回路を用いたものに比較して接続ラインが少なくて済み、回路規模も小さくできる。
【0015】
ところで、最近、このアナログアンプ1の帰還抵抗をショートして入力信号を遮断するアナログミュート回路が施される場合が出てきた。図25にその回路例を示す。このアナログミュートがONするとR2がショートされるので+入力からみたゲインは1となり、eo2のところでVxをキャンセルできなくなってしまう。例えば
となり、Vx/2のノイズがアナログアンプ2に入力されてしまう。この場合アナログミュートによって入力信号は0となるので、このVx/2なるノイズは非常に耳障りになる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、アナログミュートをかけた場合も出力側にノイズが現れるのを可及的に防止することのできる増幅回路を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明による増幅回路は、反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、一端に信号が入力され、他端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続された第1の抵抗と、前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第2の抵抗と、前記演算増幅器の非反転入力端子と駆動電源間に設けられた第3の抵抗と、前記演算増幅器の非反転入力端子と接地電源間に設けられた第4の抵抗と、一端が前記演算増幅器の非反転入力端子に接続され、他端が容量を介して接地電源に接続された第5の抵抗と、前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子とを短絡する第1のアナログスイッチと、前記第5の抵抗の両端を短絡する第2のアナログスイッチと、を備え、前記第1のアナログスイッチと前記第2のアナログスイッチがほぼ同時にON/OFFするように構成したことを特徴とする。
【0018】
また、本発明による増幅回路は、反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、一端に信号が入力され、他端が前記演算増幅器の反転入力に接続された第1の抵抗と、前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第2の抵抗と、前記演算増幅器の非反転入力端子と駆動電源間に設けられた第3の抵抗と、前記演算増幅器の非反転入力端子と接地電源間に設けられた第4の抵抗と、一端が前記演算増幅器の非反転入力端子に接続され、他端が容量を介して接地電源に接続された第5の抵抗と、前記第5の抵抗の両端を短絡するアナログスイッチと、を備え、前記第2の抵抗は第1所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化し、又短絡状態から段階的に前記第1所定値に抵抗値を変化し、前記アナログスイッチは概略前記第2の抵抗が第2所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化している間にONし、前記短絡状態から段階的に前記第2所定値に抵抗値を変化している間にOFFするように構成したことを特徴とする。
【0019】
また、本発明による増幅回路は、反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、一端に信号が入力され、他端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続された第1の抵抗と、前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第2の抵抗と、前記演算増幅器の非反転入力端子と駆動電源間に設けられた第3の抵抗と、前記演算増幅器の非反転入力端子と接地電源間に設けられた第4の抵抗と、一端が前記演算増幅器の非反転入力端子に接続され、他端が容量を介して接地電源に接続された第5の抵抗と、を備え、前記第2の抵抗は第1所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化し、又短絡状態から段階的に前記第1所定値に抵抗値を変化し、前記第5抵抗は第2所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化し、又短絡状態から段階的に前記第2所定値に抵抗値を変化し、前記第2の抵抗と前記第5の抵抗は概略同一時刻に前記所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化し、概略同一時刻に前記短絡状態から段階的に前記所定値に抵抗値を変化するように構成されていることを特徴とする。
【0020】
また、本発明による増幅回路は、アナログミュートOFF時には第1の基準電位に基づいて第1の信号を増幅し、アナログミュートON時にはゲインが0となるアナログアンプを有する第1の回路系と、前記第1の回路系のアナログアンプの出力端に接続され、第2の基準電位に基づいて前記アナログアンプの出力信号を増幅する第2の回路系と、入力端子が容量を介して前記第2の回路系の第2の基準電位に接続され、出力信号が前記第1の信号とともに前記アナログアンプの入力端に供給され、前記入力端子から前記アナログアンプ出力までのACゲインがアナログミュートON、OFFにかかわらず1である基準電位差キャンセル回路と、を備えたことを特徴とする。
【0021】
なお、前記アナログアンプは、反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、一端に前記信号が供給され、他端が前記演算増幅器の反転入力端子に設けられた第1の抵抗と、前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第2の抵抗と、前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第1のアナログスイッチとを有するアナログミュート機能付き反転型アナログアンプであり、前記基準電位差キャンセル回路は、前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の回路系の駆動電源との間に設けられた第3の抵抗と、前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の基準電位の間に設けられた第4の抵抗と、前記基準電位差キャンセル回路の入力端子と前記演算増幅器の非反転入力端子との間に設けられた第5の抵抗と、前記第5の抵抗に並列に接続された第2のアナログスイッチと、を備え、前記第1と第2のアナログスイッチは概略同時刻に、アナログミュートOFF時には開放状態となり、アナログミュートON時には短絡状態となるように構成しても良い。
【0022】
なお、前記アナログアンプは、反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、一端に前記信号が供給され、他端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続された第1の抵抗と、前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第2の抵抗と、を備えたアナログミュート機能付き反転型アナログアンプであり、前記基準電位差キャンセル回路は、前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の回路系の駆動電源との間に設けられた第3の抵抗と、前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の基準電位の間に設けられた第4の抵抗と、基準電位差キャンセル回路の入力端子と前記演算増幅器の非反転入力端子との間に設けられた第5の抵抗と、前記第5の抵抗に並列に接続されたアナログスイッチと、を備え、前記第2の抵抗は、アナログミュートOFF直後には短絡状態から段階的に所定値となり、アナログミュートOFF時には前記所定値を保持し、アナログミュートON直後には前記所定値から段階的に短絡状態となり、アナログミュートON時に短絡状態を保持し、前記アナログスイッチは、概略前記第2の抵抗が前記所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化している間に短絡状態となり、アナログミュートON時に短絡状態を保持し、概略前記第2の抵抗が短絡状態から段階的に前記所定値に抵抗値を変化している間に開放状態となり、アナログミュートOFF時に開放状態を保持するように構成しても良い。
【0023】
なお、前記アナログアンプは、反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、一端に前記信号が供給され、他端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続された第1の抵抗と、前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第2の抵抗と、を備えたアナログミュート機能付き反転型アナログアンプであり、前記基準電位差キャンセル回路は、前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の回路系の駆動電源との間に設けられた第3の抵抗と、前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の基準電位の間に設けられた第4の抵抗と、基準電位差キャンセル回路の入力端子と前記演算増幅器の非反転入力端子との間に設けられた第5の抵抗と、を備え、前記第2の抵抗は、アナログミュートOFF直後には短絡状態から段階的に第1所定値となり、アナログミュートOFF時には前記第1所定値を保持し、アナログミュートON直後には前記第1所定値から段階的に短絡状態となり、アナログミュートON時に短絡状態を保持し、前記第5の抵抗は、アナログミュートOFF直後には短絡状態から段階的に第2所定値となり、アナログミュートOFF時には前記第2所定値を保持し、アナログミュートON直後には前記第2所定値から段階的に短絡状態となり、アナログミュートON時に短絡状態を保持し、前記第2の抵抗と前記第5の抵抗は概略同一時刻に前記所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化、概略同一時刻に前記短絡状態から段階的に前記所定値に抵抗値を変化するように構成しても良い。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0025】
(第1の実施の形態)
本発明による増幅回路の第1の実施の形態の構成を図1に示す。この実施の形態の増幅回路は、反転入力端子および非反転入力端子を有する演算増幅器10と、抵抗R1〜R5と、アナログスイッチSW1,SW2と、バイパスコンデンサCとを備えている。
【0026】
演算増幅器10の反転入力端子には抵抗R1を介して入力信号(電圧)eiが入力される。そして演算増幅器10の反転入力端子と出力端子との間に帰還抵抗R2が接続され、この抵抗R2と並列にアナログスイッチSW1が設けられている。
【0027】
また、演算増幅器10の非反転入力端子には、駆動電圧VDDを抵抗R3と抵抗R4とで分圧した電圧が印加されるとともに、抵抗R5の一端が接続された構成となっている。この抵抗R5の他端はバイパスコンデンサCを介して接続されている。また抵抗R5と並列にアナログスイッチSW2が設けられた構成となっている。
【0028】
この第1の実施の形態の増幅回路は、図20に示す従来の増幅回路において、抵抗R5に並列にアナログスイッチSW2を設けた構成となっている。このように構成したことに、アナログミュート信号MTがHとなると抵抗R5の両端がスイッチSW2で短絡される。この時、抵抗R2の両端がスイッチSW1で短絡されるので入力信号は遮断され、非反転入力端子から見たアンプはボルテージフォロアとなるがスイッチSW2もONしているので、非反転入力端子は容量CによりAC的に接地される。これにより従来例と異なりアナログミュートをONにしても電源リップルは出力されないので、ノイズが出力に出ることは回避することができる。
【0029】
(第2の実施の形態)
次に本発明による増幅回路の第2の実施の形態の構成を図2に示す。この第2の実施の形態の増幅回路は図1に示す第1の実施の形態の増幅回路において、アナログスイッチSW1を削除するとともに、抵抗R2を抵抗値が零と所定値との間で段階的に増減するボリュームタイプの回路に置換えた構成となっている。なお、このボリュームタイプの抵抗は制御信号CNTによって制御される。このように構成したことにより、信号が急激にON/OFFすることによる不快な音を防ぐとともに、アナログミュートON/OFF時のアンプ出力のDCオフセットの急激な変化によるボツ音を防ぐことができる。ここでSWのON/OFFのタイミングは抵抗R2の抵抗値が変化し始める時から変化し終わる時までの間の適当な時点で行えばよい。
【0030】
なお、この第2の実施の形態も第1の実施の形態と同様の効果を奏することはいうまでもない。
【0031】
(第3の実施の形態)
次に本発明による増幅回路の第3の実施の形態の構成を図3に示す。この第3の実施の形態の増幅回路は、図1に示す第1の実施の形態の増幅回路において、アナログスイッチSW1,SW2を削除して抵抗R2,R5を、抵抗値が零と所定値との間で段階的に増減するボリュームタイプの回路に置換えた構成となっている。
【0032】
このような構成としたことにより、信号が急激にON/OFFすることによる不快な音を防ぐとともに、アナログミュートON/OFF時のアンプ出力のDCオフセットの急激な変化によるボツ音を防ぐことができる。ここで抵抗R2と抵抗R5の抵抗変化は抵抗値が変化し始める時間と変化し終わる時間を一致させ、その間は各自適当に変化させても十分な効果がえられる。しかし、出力での電源リップルを完全に抑えたい場合や、抵抗変化の時間が長い場合は抵抗の変化時間も一致させ、かつ各時点で出力の電源リップルが完全に打ち消されるような値を抵抗R2と抵抗R5が取るように構成する。
【0033】
次に第2および第3の実施の形態の増幅回路で用いられるボリュームタイプの抵抗の構成を図4(a)に示し、アナログスイッチの具体的構成を図4(b)に示す。
【0034】
図4(a)に示すボリュームタイプの抵抗は、15本の信号ラインを介して入力される15ビットの信号S1〜S15からなる制御信号CNTによって制御され、16ステップの0〜15・rの抵抗値を取るように構成されている。
【0035】
上述の制御信号CNTを形成する制御信号形成回路の構成を図5に示す。この制御信号形成回路は4ビットアップダウンカウンタと、4ビット−15ラインデコーダとから構成される。この4ビット−15ラインデコーダの具体的な構成を図6(a)に示し、その入力と出力の関係を図6(b)に示す。また上記4ビット−15ラインデコーダに用いられるフリップフロップ回路の構成を図7に示す。また上記4ビットアップダウンカウンタの具体的な構成を図8に示す。また上記制御信号形成回路の動作タイミングチャートを図9に示す。
【0036】
アナログミュート信号MTがHとなるとアップダウンカウンタがアップカウントをスタートし、抵抗R2の値が段階的に小さくなる。カウンタの値が15になると抵抗R2は0となり完全にミュートONの状態となる。
【0037】
次に、アナログミュート信号MTがLとなるとアップダウンカウンタがダウンカウントをスタートし、抵抗R2の値が段階的に大きくなる。カウンタの値が0になると抵抗R2は15・rとなり完全にミュートOFFの状態となる。
【0038】
図2に示す第2の実施の形態の増幅回路においては、図9に示すタイミングチャートのMT信号をそのまま使用することができる。
【0039】
また図3に示す第3の実施の形態の増幅回路においては、抵抗R5の制御信号として上述の抵抗R2の制御信号と同じものを使用することができる。更に図4に示すボリュームタイプの回路もミュートOFF時の値を15で除した値を上述のrとして構成しても良いし、ミュートON/OFFの途中段階で完全に電源リップルが出現しないような値で構成しても良い。
【0040】
(第4の実施の形態)
次に本発明による増幅回路の第4の実施の形態の構成を図10に示す。この第4の実施の形態の増幅回路は、第1回路系と、第2回路系と、コンデンサC1,C2と、インピーダンスZと、を有している。第1回路系はアナログアンプ1と、基準電位差キャンセル回路13と、第1基準電位と、を備えている。第2回路系はアナログアンプ20と、第2基準電位とを有している。
【0041】
アナログアンプ1は、反転入力端子および非反転入力端子を有する演算増幅器10と、抵抗R1,R2と、スイッチSW1とを備えている。抵抗R1は一端が演算増幅器10の反転入力端子に接続され、他端に入力信号(電圧)ei1が入力される。そして抵抗R2は演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に設けられている。また、スイッチSW1は抵抗R2に並列に接続されるように構成されている。なお、演算増幅器10の出力端はコンデンサC1を介してアナログアンプ20の入力端に接続される。
【0042】
基準電位差キャンセル回路13は抵抗R3〜R5と、スイッチSW2とを備えている。駆動電圧VDDを抵抗R3および抵抗R4によって分圧した電圧が演算増幅器10の非反転入力端子に印加される。また抵抗R5は一端が演算増幅器の非反転入力端子に接続され、他端がコンデンサC2の一端に接続された構成となっている。またスイッチSW2は抵抗R5に並列に接続された構成となっている。なお、コンデンサC2の他端は第2回路系の第2基準電位に接続されている。またインピーダンスZは第1回路系の第1基準電位と第2回路系の第2基準電位との間に設けられている。
【0043】
すなわち、この実施の形態の増幅回路は、図25に示す従来の増幅回路において、基準電位差キャンセル回路17の抵抗R5に並列にスイッチSW2を設けた構成となっている。
【0044】
このように構成したことにより、アナログミュート信号MTがHとなると抵抗R5の両端がSW2で短絡される。この時、抵抗R2の両端がSW1で短絡されるので入力信号は遮断され、非反転入力端子から見たアンプはボルテージフォロアとなるからスイッチSW2もONしているので、非反転入力端子は容量C2により回路系2の基準電位2に接地される。このため従来例と異なりアナログミュートONにしても二つの回路系間の基準電位差Vxを打消すことが可能となりノイズが出力に出ることは回避することができる。
【0045】
(第5の実施の形態)
次に本発明による増幅回路の第5の実施の形態の構成を図11に示す。この第5の実施の形態の増幅回路は、図10に示す第4の実施の形態の増幅回路において、アナログアンプ1をアナログアンプ2に置換えた構成となっている。アナログアンプ2はアナログアンプ1において、スイッチSW1を削除するとともに抵抗R2を、抵抗値が段階的に増減するボリュームタイプの回路に置換えた構成となっている。
【0046】
これにより信号が急激にON/OFFすることによる不快な音を防ぐとともに、アナログミュートON/OFF時のアンプ出力のDCオフセットの急激な変化によるボツ音を防ぐことができる。ここでスイッチSW2のON/OFFのタイミングは抵抗R2の抵抗値が変化し始める時から変化し終わる時までの間の適当な時点で行えば良い。
【0047】
(第6の実施の形態)
次に本発明による増幅回路の第6の実施の形態の構成を図12に示す。この第6の実施の形態の増幅回路は、図10に示す第4の実施の形態の増幅回路において、スイッチSW1,SW2を削除するとともに、抵抗R2,R5を、各々抵抗値が段階的に増減するボリュームタイプの回路に置換えた構成となっている。このように構成したことにより、信号が急激にON/OFFすることによる不快な音を防ぐとともに、アナログミュートON/OFF時のアンプ出力のDCオフセットの急激な変化によるボツ音を防ぐことができる。ここで抵抗R2と抵抗R5の抵抗変化は抵抗値が変化し始める時間と変化し終わる時間を一致させ、その間は各自適当に変化させても十分な効果がえられる。しかし、出力での電源リップルを完全に抑えたい場合や、抵抗変化の時間が長い場合は抵抗の変化時間も一致させ、かつ各時点で出力の電源リップルが完全に打ち消されるような値を抵抗R2と抵抗R5が取るように構成する。
【0048】
(第7の実施の形態)
次に本発明による増幅回路の第7の実施の形態の構成を図13に示す。この第7の実施の形態の増幅回路は、第1回路系と、第2回路系と、コンデンサC1a,C1b,C2と、インピーダンスZと、を備えている。第1回路系はアナログアンプ1a,1bと、基準電位差キャンセル回路13a,13bとを備えている。第2回路系はアナログアンプ20a,20bを有している。
【0049】
アナログアンプ1aは演算増幅器10aと、抵抗R1a,R2aと、スイッチSW1aとを備えており、図10に示すアナログアンプ1と同様の構成となっている。またアナログアンプ1bも、演算増幅器10bと、抵抗R1b,R2bと、スイッチSW1bとを備えており、図10に示すアナログアンプ1と同様の構成となっている。
【0050】
基準電位差キャンセル回路13aは抵抗R3a〜R5aと、スイッチSW2aとを備えており、図10に示す基準電位キャンセル回路13と同様な構成となっている。また、基準電位差キャンセル回路13bは、抵抗R3b〜R5bと、スイッチSW2bとを備えており、図10に示す基準電位キャンセル回路13と同様な構成となっている。基準電位差キャンセル回路13aの抵抗R5aの一端は演算増幅器10aの非反転入力端子に接続され、他端はコンデンサC2の一端に接続されている。また、基準電位差キャンセル回路13bの抵抗R5bの一端は演算増幅器10bの非反転入力端子に接続され、他端はコンデンサC2の一端に接続されている。
【0051】
また、演算増幅器10aの出力端は第2回路系のアナログアンプ20aの入力端に接続され、演算増幅器10bの出力端は第2回路系のアナログアンプ20bの入力端に接続される構成となっている。
【0052】
すなわち、この第7の実施の形態は、図10に示す増幅回路が2チャンネルあって、基準電位差キャンセル回路13a,13bの入力INと第2回路系の第2基準電位とを接続するコンデンサC2を共通にした構成となっている。これによりコンデンサを1個削減することができる。更に図10に示す回路が3チャンネル以上ある場合もコンデンサC2を共有化することが可能であり、この場合はさらにコンデンサを節約できる。
【0053】
なお、この第7の実施の形態も第4の実施の形態と同様の効果を奏することは云うまでもない。
【0054】
(第8の実施の形態)
次に本発明による増幅回路の第8の実施の形態の構成を図14に示す。この第8の実施の形態の増幅回路は、図13に示す第7の実施の形態の増幅回路において、アナログアンプ1a,1bをアナログアンプ2a,2bに各々置換えた構成となっている。アナログアンプ2aはアナログアンプ1aにおいて、スイッチSW1aを削除するとともに、抵抗R2aを、抵抗値が段階的に増減するボリュームタイプの回路に置換えた構成となっている。また、アナログアンプ2bはアナログアンプ1bにおいて、スイッチSW1bを削除するとともに、抵抗R2bを、ボリュームタイプの回路に置換えた構成となっている。
【0055】
すなわち、この第8の実施の形態の増幅回路は、図11に示す第5の実施の形態の増幅回路が2チャンネルあって、基準電位差キャンセル回路13a,13bの入力INと第2回路系の第2基準電位とを接続するコンデンサC2を共通にした構成となっている。これによりコンデンサを1個削減することができる。更に図11に示す回路が3チャンネル以上ある場合もコンデンサC2を共有化することが可能であり、この場合はさらにコンデンサを節約できる。
【0056】
なお、この第8の実施の形態も第5の実施の形態と同様の効果を奏することは云うまでもない。
【0057】
(第9の実施の形態)
次に本発明による増幅回路の第9の実施の形態の構成を図15に示す。この第9の実施の形態の増幅回路は、図14に示す第8の実施の形態の増幅回路において、基準電位差キャンセル回路13a,13bを、基準電位差キャンセル回路14a,14bに置換えた構成となっている。基準電位差キャンセル回路13aにおいて、スイッチSW2aを削除するとともに、抵抗R5aを、ボリュームタイプの回路に置換えた構成となっている。また基準電位差キャンセル回路14bは基準電位差キャンセル回路13bにおいて、スイッチSW2bを削除するとともに、抵抗R5bをボリュームタイプの回路に置換えた構成となっている。
【0058】
すなわち、この第9の実施の形態の増幅回路は、図12に示す第6の実施の形態の増幅回路が2チャンネルあって、基準電位差キャンセル回路の入力INと第2回路系の第2基準電位とを接続するコンデンサC2を共通にした構成となっている。これによりコンデンサを1個削減することができる。更に図12に示す回路が3チャンネル以上ある場合もコンデンサC2を共有化することが可能であり、この場合はさらにコンデンサを節約できる。
【0059】
なお、この第9の実施の形態も第6の実施の形態と同様の効果を奏することは云うまでもない。
【0060】
(第10の実施の形態)
次に本発明による増幅回路の第10の実施の形態の構成を図16に示す。この第10の実施の形態の増幅回路は、図13に示す第7の実施の形態の増幅回路において、基準電位差キャンセル回路13a,13bを削除して1個の基準電位差キャンセル回路13を新たに設けた構成となっている。この基準電位差キャンセル回路13は、抵抗R3〜R5と、スイッチSW2と、を備えている。駆動電圧VDDを抵抗R3と抵抗R4によって分圧した電圧が演算増幅器10aおよび10bの非反転入力端子に印加される。また、抵抗R5の一端が演算増幅器10aおよび10bの非反転入力端子に接続されるとともに、他端がコンデンサC2を介して第2回路系の第2基準電位に接続された構成となっている。
【0061】
すなわち、この第10の実施の形態の増幅回路は、図10に示す第4の実施の形態の増幅回路を2チャンネル設けてかつコンデンサC2のみならず、基準電位差キャンセル回路まで共通にした構成となっている。これによりコンデンサを1個と抵抗3個、アナログスイッチ1個が削減できる。更に図10に示す回路が3チャンネル以上ある場合もコンデンサC2と基準電位差キャンセル回路を共有化することが可能であり、この場合はさらに部品を節約できる。
【0062】
なお、この実施の形態も第4の実施の形態と同様の効果を奏することは云うまでもない。
【0063】
(第11の実施の形態)
次に本発明による増幅回路の第11の実施の形態の構成を図17に示す。この第11の実施の形態の増幅回路は、図14に示す第8の実施の形態の増幅回路において、基準電位差キャンセル回路13a,13bを削除して1個の基準電位差キャンセル回路13を設けた構成となっている。この基準電位差キャンセル回路は第10の実施の形態で説明したものと同一の構成であって、抵抗R3と抵抗R4によって電源電圧VDDを分圧した電圧が演算増幅器10a,10bの非反転入力端子に入力されている。また、抵抗R5の一端が上記演算増幅器の非反転入力端子に接続され、他端がコンデンサC2を介して第2回路系の第2基準電位に接続された構成となっている。
【0064】
なお、スイッチSW2は抵抗R5に並列に接続されている。
【0065】
すなわち、この第11の実施の形態の増幅回路は、図11に示す第5の実施の形態の増幅回路を2チャンネル設けてかつコンデンサC2のみならず、基準電位差キャンセル回路まで共通化した構成となっている。これによりコンデンサを1個と抵抗3個、アナログスイッチ1個が削減できる。図11に示す回路が3チャンネル以上ある場合もコンデンサC2と基準電位差キャンセル回路を共有化することが可能であり、この場合はさらに部品を節約できる。
【0066】
なお、この第11の実施の形態の増幅回路は第5の実施の形態と同様の効果を奏することは云うまでもない。
【0067】
(第12の実施の形態)
次に本発明による増幅回路の第12の実施の形態の構成を図18に示す。この第12の実施の形態の増幅回路は、図17に示す第11の実施の形態の増幅回路において、基準電位差キャンセル回路13を基準電位差キャンセル回路14に置換えた構成となっている。基準電位差キャンセル回路14は基準電位差キャンセル回路13において、スイッチSW2を削除して抵抗R5をボリュームタイプの回路に置換えた構成となっている。
【0068】
すなわち、この第12の実施の形態の増幅回路は図12に示す第6の実施の形態の増幅回路を2チャンネル設けてかつコンデンサC2のみならず基準電位差キャンセル回路まで共通にした構成となっている。これによりコンデンサを1個と抵抗2個、デジタル制御可変抵抗1個が削減できる。更に図12に示す回路が3チャンネル以上ある場合もコンデンサC2と基準電位差キャンセル回路を共有化することが可能であり、この場合はさらに部品を節約できる。
【0069】
なお、この第12の実施の形態の増幅回路も第6の実施の形態の増幅回路と同様の効果を奏することは云うまでもない。
【0070】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、アナログミュートをかけた場合も出力側にノイズが現われるのを可及的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示す回路図。
【図2】本発明の第2の実施の形態の構成を示す回路図。
【図3】本発明の第3の実施の形態の構成を示す回路図。
【図4】ボリュームタイプの抵抗回路およびアナログスイッチ回路の構成を示す回路図。
【図5】制御信号形成回路の構成を示すブロック図。
【図6】4ビット−15ラインデコーダの構成を示す図。
【図7】フリップフロップ回路の構成を示す図。
【図8】4ビットアップダウンカウンタの構成を示す図。
【図9】制御信号形成回路の動作を示すタイミングチャート。
【図10】本発明の第4の実施の形態の構成を示す回路図。
【図11】本発明の第5の実施の形態の構成を示す回路図。
【図12】本発明の第6の実施の形態の構成を示す回路図。
【図13】本発明の第7の実施の形態の構成を示す回路図。
【図14】本発明の第8の実施の形態の構成を示す回路図。
【図15】本発明の第9の実施の形態の構成を示す回路図。
【図16】本発明の第10の実施の形態の構成を示す回路図。
【図17】本発明の第11の実施の形態の構成を示す回路図。
【図18】本発明の第12の実施の形態の構成を示す回路図。
【図19】従来の反転増幅回路の構成を示す回路図。
【図20】電源リップル除去比を改善した従来の反転増幅回路の構成を示す回路図。
【図21】アナログミュート付き従来の反転増幅回路の構成を示す回路図。
【図22】異なる基板でのノイズの影響を無くした従来の差動型増幅回路の構成を示す回路図。
【図23】異なる基板間で基準電位間に発生するノイズを説明する図。
【図24】図22に示す増幅回路を改良した従来の増幅回路の構成を示す回路図。
【図25】図24に示す増幅回路にアナログミュート機能を設けた従来の増幅回路の構成を示す回路図。
【符号の説明】
1,2 アナログアンプ
10 演算増幅器
R1〜R5 抵抗
SW1〜SW2 スイッチ
Claims (7)
- 反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、
一端に信号が入力され、他端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続された第1の抵抗と、
前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第2の抵抗と、
前記演算増幅器の非反転入力端子と駆動電源間に設けられた第3の抵抗と、
前記演算増幅器の非反転入力端子と接地電源間に設けられた第4の抵抗と、
一端が前記演算増幅器の非反転入力端子に接続され、他端が容量を介して接地電源に接続された第5の抵抗と、
前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子とを短絡する第1のアナログスイッチと、
前記第5の抵抗の両端を短絡する第2のアナログスイッチと、
を備え、前記第1のアナログスイッチと前記第2のアナログスイッチがほぼ同時にON/OFFするように構成したことを特徴とする増幅回路。 - 反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、
一端に信号が入力され、他端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続された第1の抵抗と、
前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第2の抵抗と、
前記演算増幅器の非反転入力端子と駆動電源間に設けられた第3の抵抗と、
前記演算増幅器の非反転入力端子と接地電源間に設けられた第4の抵抗と、
一端が前記演算増幅器の非反転入力端子に接続され、他端が容量を介して前記接地電源に接続された第5の抵抗と、
前記第5の抵抗の両端を短絡するアナログスイッチと、
を備え、前記第2の抵抗は第1所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化し、又短絡状態から段階的に前記第1所定値に抵抗値を変化し、前記アナログスイッチは概略前記第2の抵抗が第2所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化している間にONし、前記短絡状態から段階的に前記第2所定値に抵抗値を変化している間にOFFするように構成したことを特徴とする増幅回路。 - 反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、
一端に信号が入力され、他端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続された第1の抵抗と、
前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第2の抵抗と、
前記演算増幅器の非反転入力端子と駆動電源間に設けられた第3の抵抗と、
前記演算増幅器の非反転入力端子と接地電源間に設けられた第4の抵抗と、
一端が前記演算増幅器の非反転入力端子に接続され、他端が容量を介して前記接地電源に接続された第5の抵抗と、
を備え、前記第2の抵抗は第1所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化し、又短絡状態から段階的に前記第1所定値に抵抗値を変化し、
前記第5抵抗は第2所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化し、又短絡状態から段階的に前記第2所定値に抵抗値を変化し、前記第2の抵抗と前記第5の抵抗は概略同一時刻に前記所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化し、概略同一時刻に前記短絡状態から段階的に前記所定値に抵抗値を変化するように構成されていることを特徴とする増幅回路。 - アナログミュートOFF時には第1の基準電位に基づいて第1の信号を増幅し、アナログミュートON時にはゲインが0となるアナログアンプを有する第1の回路系と、
前記第1の回路系のアナログアンプの出力端に接続され、第2の基準電位に基づいて前記アナログアンプの出力信号を増幅する第2の回路系と、
入力端子が容量を介して前記第2の回路系の前記第2の基準電位に接続され、出力信号が前記第1の信号とともに前記アナログアンプの入力端に供給され、前記入力端子から前記アナログアンプ出力までのACゲインがアナログミュートON、OFFにかかわらず1である基準電位差キャンセル回路と、
を備えたことを特徴とする増幅回路。 - 前記アナログアンプは、反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、
一端に前記第1の信号が供給され、他端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続された第1の抵抗と、
前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第2の抵抗と、
前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第1のアナログスイッチとを有するアナログミュート機能付き反転型アナログアンプであり、
前記基準電位差キャンセル回路は、
前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の回路系の駆動電源との間に設けられた第3の抵抗と、
前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の基準電位の間に設けられた第4の抵抗と、
前記基準電位差キャンセル回路の入力端子と前記演算増幅器の非反転入力端子との間に設けられた第5の抵抗と、
前記第5の抵抗に並列に接続された第2のアナログスイッチと、
を備え、
前記第1と第2のアナログスイッチは概略同時刻に、アナログミュートOFF時には開放状態となり、アナログミュートON時には短絡状態となるように構成したことを特徴とする請求項4記載の増幅回路。 - 前記アナログアンプは、反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、
一端に前記信号が供給され、他端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続された第1の抵抗と、
前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に接続された第2の抵抗と、
を備えたアナログミュート機能付き反転型アナログアンプであり、
前記基準電位差キャンセル回路は、
前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の回路系の駆動電源との間に設けられた第3の抵抗と、
前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の基準電位の間に設けられた第4の抵抗と、
基準電位差キャンセル回路の入力端子と前記演算増幅器の非反転入力端子との間に設けられた第5の抵抗と、
前記第5の抵抗に並列に接続されたアナログスイッチと、
を備え、
前記第2の抵抗は、アナログミュートOFF直後には短絡状態から段階的に所定の値となり、アナログミュートOFF時には所定の値を保持し、アナログミュートON直後には前記所定の値から段階的に短絡状態となり、アナログミュートON時に短絡状態を保持し、
前記アナログスイッチは、概略前記第2の抵抗が前記所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化している間に短絡状態となり、アナログミュートON時に短絡状態を保持し、概略前記第2の抵抗が短絡状態から段階的に前記所定値に抵抗値を変化している間に開放状態となり、アナログミュートOFF時に開放状態を保持するように構成されたことを特徴とする請求項4記載の増幅回路。 - 前記アナログアンプは、反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器と、
一端に前記信号が供給され、他端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続された第1の抵抗と、
前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に設けられた第2の抵抗と、
を備えたアナログミュート機能付き反転型アナログアンプであり、
前記基準電位差キャンセル回路は、
前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の回路系の駆動電源との間に設けられた第3の抵抗と、
前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の基準電位の間に設けられた第4の抵抗と、
基準電位差キャンセル回路の入力端子と前記演算増幅器の非反転入力端子との間に設けられた第5の抵抗と、
を備え、
前記第2の抵抗は、アナログミュートOFF直後には短絡状態から段階的に第1所定値となり、アナログミュートOFF時には前記第1所定値を保持し、アナログミュートON直後には前記第1所定値から段階的に短絡状態となり、アナログミュートON時に短絡状態を保持し、
前記第5の抵抗は、アナログミュートOFF直後には短絡状態から段階的に第2所定値となり、アナログミュートOFF時には前記第2所定値を保持し、アナログミュートON直後には前記第2所定値から段階的に短絡状態となり、アナログミュートON時に短絡状態を保持し、
前記第2の抵抗および前記第5の抵抗は概略同一時刻にそれぞれ前記所定値から段階的に短絡状態に抵抗値を変化、概略同一時刻に前記短絡状態から段階的に前記所定値に抵抗値を変化するように構成したことを特徴とする請求項4記載の増幅回路。
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