JPH06152722A - 電話機の拡声受話用増幅器 - Google Patents

電話機の拡声受話用増幅器

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JPH06152722A
JPH06152722A JP4299422A JP29942292A JPH06152722A JP H06152722 A JPH06152722 A JP H06152722A JP 4299422 A JP4299422 A JP 4299422A JP 29942292 A JP29942292 A JP 29942292A JP H06152722 A JPH06152722 A JP H06152722A
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mos transistor
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loudspeaker
power consumption
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Yoshiyuki Uejima
良之 上島
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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】拡声受話機能を有する電話機において、電話機
への給電が制限されているような場合、拡声受話用増幅
器の消費電力を制限し、電話機としての消費電力の低減
を行うこと。 【構成】電話機の拡声受話用増幅器72,73におい
て、MOSトランジスタ31,32からなる出力段に流
す電流を、MOSトランジスタ62,63からなるスイ
ッチを切り替えることにより、MOSトランジスタ52
に流れる電流を、MOSトランジスタ51を電流源とな
るMOSトランジスタ51の電流とするか、MOSトラ
ンジスタ51と61の合成の電流とするかを制御する。
MOSトランジスタ32,52は電流ミラーを構成して
おり、出力段に流れる電流はMOSトランジスタ52を
流れる電流によって決定され、その電流は制御すること
が可能である。したがって、増幅器71としての消費電
力も制御可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電話機の拡声受話用増幅
器に関し、特に拡声受話用スピーカから通話相手の音声
を出力するための拡声機能を有する電話機において、ス
ピーカと増幅器とからなる拡声受話回路の、消費電力の
制御が可能で集積回路に適した拡声受話用増幅器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図3を参照して、電話機の拡声受話回路
について説明する。電話機の受話回路では、通話相手の
音声や呼出音・確認音等の各種トーンを出力するための
スピーカ74に、スピーカのように低インピーダンスな
負荷を駆動可能な増幅器71が接続され、この増幅器7
1に音声処理回路75またはトーン発生回路76からの
信号を入力することにより、スピーカ74から音声やト
ーン信号を聞かせるようになっている。また、大きな出
力を得るために、増幅器71は、2つの増幅器72,7
3からなる差動出力型の増幅器とすることが多い。
【0003】音声処理回路75,トーン発生回路76の
出力の切り換えは、スイッチ78で行う。増幅器71
は、一対の増幅器72,73と、2個の抵抗77とを有
する。増幅器72,73の出力は、それぞれのマイナス
(−)入力即ち反転入力にフィードバックされている。
【0004】スピーカ74から適当な音圧レベルの音を
出力するには大きな電力が必要である。例えば、電話機
の拡声受話用スピーカ74として、次記の規格のものを
使用するとする。
【0005】〈スピーカの規格〉出力音圧レベル:9
2dB(SPL)/W/0.5m,インピーダンス:
32Ω。
【0006】このとき、スピーカ74から50cmの距
離で76dB(SPL)の音圧レベルを得るためには、
スピーカ74への入力を25mWとする必要がある。ス
ピーカ入力を25mWとするには、増幅器71の出力振
幅を2,53V(P−P)、出力電流を79mAとしな
ければならない。従って、増幅器71の出力段に流れる
電流も79mA必要である。増幅器71の電源電圧を5
Vとすると、増幅器71の消費電力は約400mWとな
る。
【0007】次に、図2を参照して説明する。図3の従
来の拡声受話用スピーカ増幅器72,73の一例を示す
図2において、MOSトランジスタ11,12,13,
14,15からなる差動増幅段の出力は、MOSトラン
ジスタ21,22からなる増幅段を駆動し、この増幅段
の出力はMOSトランジスタ31,32からなる出力段
を駆動する。電流源42の電流に対して、MOSトラン
ジスタ41とMOSトランジスタ11とのW/L比によ
って決まる(W11/L11)/(W41/L41)倍
の電流が差動段に流れ、同様にMOSトランジスタ41
とMOSトランジスタ21とのW/L比によって決まる
(W21/L21)/(W41/L41)倍の電流が増
幅段に流れる。またMOSトランジスタ41とMOSト
ランジスタ51とのW/L比によって決まる(W51/
L51)/(W41/L41)倍の電流が、MOSトラ
ンジスタ52に流れ、MOSトランジスタ52とMOS
トランジスタ32のW/L比で決まる(W32/L3
2)/(W52/L52)倍の電流が、MOSトランジ
スタ52と32の電流ミラーによって出力段に流れる。
【0008】ここで、WはMOSトランジスタのチャネ
ル幅、LはMOSトランジスタのチャネル長である。ま
た、MOSトランジスタ11,21,51,61,32
は電流を供給する電流源としての働きをする。尚、位相
補償回路43は、抵抗とコンデンサとからなる。
【0009】出力段に流れる電流は、前述のように79
mA必要であるとすると、図3のような差動出力型の回
路構成をとった場合、増幅器72,73の1つ当たりで
はそれぞれ1/2の約40mAとする必要がある。ただ
し、電話機としては増幅器2つ分であり、消費電力は4
00mWと変わらない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
スピーカから50cmの距離で76dB(SPL)の音
圧レベルを得るには、増幅器の消費電力が約400mW
となり、例えばISDN(サービス統合デジタル網:I
ntegrated Services Digita
l Network)においては、ISDN端末(T
E)として局から供給される電力は380mWと規定さ
れているので、電話機のDC−DCコンバータの効率を
80%とした場合、電話機として使用可能な電力は約3
00mW程度しかなく、拡声受話用増幅器の消費電力だ
けでも、ISDNの規格を越えてしまうことになる。
【0011】本発明の目的は、前記問題点を解決し、拡
声受話機能を有する電話機において電話機への給電が制
限されているような場合、拡声受話用増幅器の消費電力
を制御し、場合によっては出力音圧レベルを制限して
も、電話機としての消費電力の低減を行うことを可能に
した電話機の拡声受話増幅器を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、拡声受
話機能を有する電話機の拡声受話用増幅器において、出
力段に流す電流値を定める電流源として、通常使用時の
第1の電流源回路と低消費電力時の第2の電流源回路と
があり、また前記第1,第2の電流源回路を切り替える
スイッチを有し、前記スイッチによって前記第1,第2
の電流源回路を切り替えることにより、前記出力段に流
す電流を制御することを特徴とする。
【0013】
【実施例】図1は本発明の一実施例の電話機の拡声受話
増幅器を示す回路図である。図1において、図2と同様
の構成要素に対しては、同一の参照番号を付し、説明を
省略する。
【0014】図1において、本実施例の拡声受話用スピ
ーカ増幅器は、図2の従来の拡声受話用スピーカ増幅器
に対して、MOSトランジスタ61,62,63,6
4,65が追加されている。
【0015】本実施例によれば、拡声受話機能を有する
電話機の拡声受話用スピーカ駆動用増幅器において、増
幅器の出力段に電流を流すための電流源として、通常使
用時の電流源と低消費電力時の電流源と、これらの電流
源を切り替えて使用するためのスイッチを有し、本増幅
器の外部からの信号のレベルにより電流源を切り替え、
増幅器の出力段に流れる電流を制御することにより、増
幅器の消費電力を制御することを可能にし、電話機とし
ての消費電力も制御可能とすることを特徴とする。
【0016】スイッチの機能をするMOSトランジスタ
62のゲートに加えられる電圧により、MOSトランジ
スタ62がON/OFFする。MOSトランジスタ62
のゲート電圧が増幅器の電源電圧レベル(VDD)のと
き、MOSトランジスタ62はOFFし、ゲート電圧が
グランドレベル(GND)のときのMOSトランジスタ
62はONする。
【0017】同様に、MOSトランジスタ63もスイッ
チの機能をしており、MOSトランジスタ63のゲート
電圧がVDDレベルのとき、MOSトランジスタ63は
OFFし、ゲート電圧がGNDレベルのときMOSトラ
ンジスタ63はONする。
【0018】MOSトランジスタ64,65はインバー
タを構成しており、MOSトランジスタ64,65のゲ
ート即ちモード(MODE)端子66にVDDレベルの
電圧が加えられたとき、MOSトランジスタ64がOF
Fし、MOSトランジスタ65がONして、MOSトラ
ンジスタ64,65のドレイン電圧はGNDレベルとな
る。
【0019】逆に、MOSトランジスタ64,65のゲ
ートにGNDレベルの電圧が加えられたとき、MOSト
ランジスタ64がONし、MOSトランジスタ65がO
FFして、MOSトランジスタ64,65のドレイン電
圧はVDDレベルとなる。従って、MOSトランジスタ
62とMOSトランジスタ63のゲートに加えられる電
圧は相反するレベルとなり、それらのスイッチの動作は
まったく逆になるので、同時にONまたはOFFするこ
とはない。
【0020】低消費電力動作時には、MOSトランジス
タ62はOFFさせ、MOSトランジスタ63はONさ
せる。このとき、MOSトランジスタ52に流れる電流
はMOSトランジスタ51に流れる電流に等しい。ま
た、MOSトランジスタ63がONすることにより、M
OSトランジスタ61のゲート電圧はVDDレベルとな
り、MOSトランジスタ61をOFFさせることにな
る。
【0021】通常動作時には、MOSトランジスタ62
はONさせ、MOSトランジスタ63はOFFさせる。
このとき、MOSトランジスタ52には、電流源を構成
するMOSトランジスタ51とMOSトランジスタ61
との電流を加算したものが流れる。MOSトランジスタ
51とMOSトランジスタ61のディメンジョンの比
(両トランジスタのW/Lの比)が等しいとすると、M
OSトランジスタ52には、低消費電力動作時の2倍の
電流が流れることになる。
【0022】MOSトランジスタ31,32で構成され
る出力段に流れる電流は、MOSトランジスタ52と3
2のW/Lの比で決まり、MOSトランジスタ52に流
れる電流が(W32/L32)/(W52/L52)倍
されて、MOSトランジスタ32に流れることになる。
従って、MOSトランジスタ52に流れる電流が、通常
動作時に比べ低消費電力動作時では1/2倍になると、
出力段に流れる電流も1/2倍になることになる。
【0023】拡声受話用スピーカ増幅器71では、出力
段に流れる電流が大きため、その消費電力もほとんど出
力段に流れる電流で決定されるため、出力段に流れる電
流が1/2倍になれば、消費電力も約1/2倍になる。
例えば、通常動作時に電流を80mA流して消費電力が
約400mWとすると、低消費電力動作時には電流が4
0mAを流して消費電力は約200mWとなる。
【0024】ただし、低消費電力動作時には、増幅器7
1の出力段に流す電流を1/2にするため、スピーカ7
4の特性として前述のものを使用するものとし、電流を
40mA流すとすると、スピーカ74への入力電圧振幅
は最大1.25V(P−P)となり、スピーカへの入力
は6.25mWとなる。このとき、スピーカ74から5
0cmの距離での音圧レベルは70dB(SPL)であ
り、通常動作時の最大音圧レベルに比べて−6dB(約
1/2)になる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、拡声受
話機能を有する拡声受話用増幅回路において、増幅回路
の出力段の電流を制御することにより、拡声受話用増幅
器の消費電力を制御できるようにした結果、特にISD
Nのように局から端末への供給電力が380mWと規定
されている場合に電話機としてその供給電力内で動作さ
せるため拡声受話用増幅回路の出力段の電流を小さくす
るように制御することによりスピーカからの最大出力音
圧レベルは下がってしまう場合にも、電話機としての消
費電力を低減させ、規格を満足させることができるとい
う効果が得られ、また局からの給電でなく供給能力の大
きい電源から電話機に給電できるときは、スピーカから
の最大音圧レベルも大きくすることができるという効果
も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の電話機の拡声受話用増幅器
を示すブロック図である。
【図2】従来の拡声受話用スピーカ増幅器の一例を示す
ブロック図である。
【図3】電話機の拡声受話回路のブロック図である。
【符号の説明】
11〜15 増幅器の差動段のMOSトランジスタ 21,22 増幅器の増幅段のMOSトランジスタ 31,32 増幅器の出力段のMOSトランジスタ 42 電流源 43 位相補償回路 41 MOSトランジスタ 51,52 MOSトランジスタ 61 MOSトランジスタ 62,63 スイッチを構成するMOSトランジスタ 64,65 インバータを構成するMOSトランジス
タ 71 差動出力型拡声受話用増幅器 72,73 拡声受話用増幅器 74 拡声受話用スピーカ 75 音声処理回路 76 トーン発生回路 77 抵抗

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 拡声受話機能を有する電話機の拡声受話
    用増幅器において、出力段に流す電流値を定める電流源
    として、通常使用時の第1の電流源回路と低消費電力時
    の第2の電流源回路とがあり、また前記第1,第2の電
    流源回路を切り替えるスイッチを有し、前記スイッチに
    よって前記第1,第2の電流源回路を切り替えることに
    より、前記出力段に流す電流を制御することを特徴とす
    る電話機の拡声受話用増幅器。
  2. 【請求項2】 出力段が第1,第2のトランジスタの直
    列体からなり、前記第2のトランジスタと第3のトラン
    ジスタとからなる電流ミラー回路を有し、前記第3のト
    ランジスタのドレイン又はソースに、第1,第2の電流
    源回路の一端が接続されている請求項1に記載の電話機
    の拡声受話用増幅器。
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