KR860001485B1 - 애널로그스위치회로 - Google Patents

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이우에 가오루
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Abstract

내용 없음.

Description

애널로그스위치회로
제1도는 종래의 신호감소기를 표시하는 블록도.
제2도는 종래의 신호감쇠기에 포함되어 잇는 애널로그스위치회로를 표시하는 도면.
제3도는 본 발명에 의한 애널로그스위치회로의 실시예를 표시하는 회로도.
제4도는 동 다른 실시예를 표시하는 회로도.
제5도는 본 발명에 의한 신호감쇠기의 실시예를 표시하는 블록도.
제6도는 요부회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
(1) : 부하 (2) : 신호출력단자
(3) : 입력신호원 (4) : 바이어스회로
(5) : 신호입력단자 (6) : 바이어스입력단자
(7) : 저항분압회로 (8a)(8b)…(8f)(8g) : 애널로그스위치
(1)5 : 전송게이트 (22),(23),(25) : 지연회로
(25),(26),(37),(38) : 인버어터 (27),(28),(29),(30) : 정전류원
(31),(32),(33),(34) : 절환스위치 (24),(36) : OR게이트
본 발명은, 소위, 전자볼륨이라고 일컬어지는 오오디오장치의 음량조정기에 호적한 신호감쇠기에 포함되는, 절연게이트 전계효과 트랜지스터를 사용해서, 애널로그신호의 전송을 제어하는 애널로그스위치회로에 관한 것이다.
일반적으로, 전자볼륨이라고 일컬어지는 음량조정기의 신호감쇠기는, 제1도에 표시한 바와같이, 엡프 및 스피이커 등으로 이루어진 부하(1)에 접속되는 신호출력단자(2)와, 부하(1)에 비해 저임피이던스의 입력신호원(3) 및 바이어스회로(4)로부터, 각각, 입력신호(Vi)와 바이어스전압(Vb)를 입력하는 신호입력단자(5)및 바이어스입력단자(6)와, 신호입력단자(5)와 바이어스입력단자(6)의 사이에 접속되며, 복수의 저항(7a)(7b)…(7e)(7f)이 직렬 접속되어서 구성된 저항분압회로(7)와, 저항분압회로(7)의 각 저항의 일단에 입력단이 접속되고, 또한, 출력단이 공통으로 신호출력단자(2)에 접속된 복수의 애널로그스위치(8a)(8b)…(8f)(8g)등으로 구성되어 있다. 그리고 조작버튼(9)을 누르면, 누른 회수에 대응하는 시각펄스(CL)가 발진기(10)으로부터 카운터(11)에 인가되며, 이 카운턴(11)의 출력을 디코우드하는 디코우더(12)의 출력(D0)(D1)…(Dn-1)(Dn)이, 애널로그스위치(8a)(8b)…(8f)(8g)에 제어신호로서 입력된다. 그리고, 이 제어신호에 의해서 복수의 애널로그스위치의 어느 1개가 온되고, 온이 된 애널로그스위치가 접속된 분압점의 전압이, 출력 신호전압(Vo)으로서 신호출력단자(2)에 나타난다.
또, 애널로그스위치(8a)(8b)…(8f)(8g)는, 일반적으로, 제2도에 표시한 바와 같이, 제1 및 제2의 전극이 각각 공통접속된 P형 및 N형의 트랜지스터(13) 및 (14)로 구성되는 전송게이트(15)를 가지고 있으며, 각각의 공통전극이 입력단(16) 및 출력단(17)에 접속되어 있다. 그리고, N형 및 P형 트랜지스터(14) 및 (13)의 각 게이트에는, 제어신호(D) 및 그 반전신호가 인가되어, 전송게이트(15)의 온오프제어가 행해진다.
그러나, 신호감쇠기의 복수의 애널로그스위치가운데, 애널로그스위치(8g)는, 입력단이 저항분압회로(7)를 개재함이 없이 직접 바이어스 입력단자(6)에 접속되어 있으며, 전자볼륨에 적용한 경우에는, 크로스토오크를 작게하기 위해서, 이 애널로그스위치(8g)의 온저항을 작게하지 않으면 안된다. 따라서, 애널로그스위치(8g)를 구성하는 P형 및 N형 트랜지스터(13) 및 (14)의 사이즈를 크게하지 않으면 안되지만, 트랜지스터의 사이즈를 크게하면, 게이트소오스용량 및 게이트·드레인용량도 커져버리기 때문에, 애널로그스위치의 절환시에는, 게이트의 전압변화가 이들 용량을 개재해서 출력에 새어들어가, 절환노이즈가 출력축에 나타나버린다는 결점이 있었다.
본 발명은 상기의 결점을 감안하여 신호감쇠기에 포함되는 애널로그 스위치회로의 전송게이트에 이 전송 게이트보다 사이즈가 작은 전송게이트를 병렬접속하므로서, 절환노이즈를 극력감소시켜, 애널로그신호를 왜곡없이 출력단자에 전송하는 신규한 애널로그스위치회로를 제공하는 것이다.
제3도는 본 발명에 의한 애널로그스위치회로의 실시예를 표시하는 회로도로서, (15)는 제1 및 제2의 전극이 각각 공통접속되어, 공통전극이 각각 입력단자(16) 및 출력단자(17)에 접속된 P형 및 N형 트랜지스터(13) 및 (14)로 구성되는 전송게이트이며, 출력단자(17) 및 입력단자(16)에는, 제2도와 마찬가지로, 부하(1) 및 부하보다 저임피어던스의 입력신호원(3)이 접속된다. (18)은 제1 및 제2의 전극이 각각 공통접속된 P형 및 N형 트랜지스터(19) 및 (20)으로 구성되어, 전송게이트(15)보다 사이즈가 작은 전송게이트이고, 이 전송게이트(18)가 전송게이트(15)에 병렬로 접속되어 있다. 또, 제3도에 있어서, (21)은 제어신호(D)를 입력하는 제어단자, (22) 및 (23)은 지연회로, (24)는 OR게이트(21) 및 (26)은 인버어터이다.
여기서, 제어신호(D)가 "L"에서 "H"가 되면, 전송게이트(15)의 N형 및 P형 트랜지스터(14) 및 (13)의 게이트에는, 제어신호(D)가 지연된 신호(D1) 및 그 반전신호가 인가되어 있으므로, 전송게이트(5)는 즉시에 온되지 않으나. 병렬접속된 전송게이트(18)의 N형 및 P형 트랜지스터(20) 및 (19)의 게이트에는, OR게이트(24)를 개재해서 제어신호(D)가 즉석에서 인가되기 때문에, 전송게이트(18)는 곧 온된다. 이 온인때는, 전손게이트(18)의 사이즈가 작기때문에, 작은 절환노이즈밖에 발생하지 않는다. 그리고, 그뒤, 지연신호(D1)가 "H"가 되어서, 전송게이트(15)가 온할때, 큰 절환노이즈가 발생하지만, 앞서 병렬로 접속된 전송게이트(18)가 온되어 있으며. 더우기, 출력단자(17)에 접속된 부하(1)에 비해, 입력신호원(3)쪽이 임피이던스이므로, 발생된 절환노이즈는 병렬로 접속된 전송게이트(18)를 개재해서, 입력측에 흡수되어 버려서, 부하(1) 측에는 절환노이즈가 전혀 나타나지 않는다.
또, 제어신호(D)가 "H"에서 "L"가 되면, 지연회로(22)의 지연시간 경과후, 먼저, 신호(D1)가 "L"이 되고, 전송게이트(15)가 오프될려고 한다. 그러나, 이때, 지연신호(D2)는 아직 "H"이고, OR게이트(24)의 출력(G)도 "H"이므로, 전송게이트(18)는 온상태에 있다. 이때문에, 전송게이트(15)가 오프될때, 커다란 절환노이즈가 발생하지만, 온때와 마찬가지로, 이 절환노이즈는 병렬로 접속된 전송게이트(18)를 개재해서 입력측에 흡수되어 버려서, 부하(1)축에는 나타나지 않는다. 그후, 지연신호(D2)가 "L"이 되기 때문에, 전송게이트(18)도 오프가 된다. 이와 같이, 온때에도 오프때도 절환노이즈는 부하(1)축에 거의 나타나지 않는다.
다음에, 전송게이트를 구성하는 P형 및 N형 트랜지스터의 게이트를 정전류로 제어하는 경우의 실시예에 대해서, 제4도를 참조하면서 설명한다.
제4도에 있어서, 입력신호원(3)으로부터의 애널로그신호를 부하(1)로 전송하기 위한 전송게이트(15)에는 제3도의 실시예와 마찬가지로, 이 전송게이트(15)보다 사이즈가 작은 전송게이트(18)가, 병렬로 접속되어 있다. 또, 제4도에 있어서, (27)(28)(29)(30)은 정전류원, (31),(32)(33)(34)는 한쌍의 P형 및 N형 트랜지스터로 구성되며, 제어신호(D)에 따라서 전송게이트(15) 및 (18)를 구성하는 P형 및 N형 트랜지스터의 게이트를 정전류원으로 절환접속하기 위한 절환스위치, (35)는 지연회로, (36)은 OR게이트, (37) 및(38)은 인버어터이다. 또, 이하의 설명에 있어서는, 모든 정전류는 동일한 것으로 한다.
여기서, 제어신호(D)가 "L"에서 "H"로 되면, 절환스위치의 N형 트랜지스터(39)(40) 및 P형 트랜지스터(41)(42)가 온되므로, 전송게이트(15)이 P형 N형 트랜지스터(13) 및 (14)의 각 게이트는, 각각, 정전류원(27) 및 (28)에 접속되며, 또, 병렬로 접속된 전송게이트(18)의 P형 N형 트랜지스터(19) 및 (20)의 각 게이트는, 각각, 정전류원(29) 및 (30)에 접속된다. 이때문에, 게이트와 기판과의 용량, 즉 게이트용량(C1P)및 (C1N)와 (C2P) 및 (C2N)은, 각각, 충전이 개시된다. 그러나, 전송게이트(18)는 전송게이트(15)보다 사이즈가 작기 때문에, 게이트용량(C2P) 및 (C2N)은, 각각(C1P) 및 (1N)보다 용량이 작고, 따라서 사이즈가 작은 전송게이트(18)가 전송게이트(15)보다 먼저 온한다. 이때문에, 제3도의 실시예와 마찬가지로, 온때의 절환노이즈는 전송게이트(18)를 개재해서 입력축에 흡수되어 버리고, 부하(1)축에는 나타나지 않는다.
또, 제어신호(D)가 "H"에서 "L"이 되면, 절환스위치으 P형 및 N형 트랜지스터(36) 및(37)은, 즉시 온되고, 전송게이트(15)의 P형 및 N형 트랜지스터(13) 및 (14)의 각 게이트는, 각각, 정전류원(28) 및 (27)에 접속되면, 게이트용량(C1P) 및 (C1N)는 축적된 전하는 방전되기 시작한다. 그러나, 제어신호(D)가 "H"에서 "L"이 되어도, 지연회로(35)의 지연신호(D1)는 아직 "H"이고, OR게이트(36)이 출력(G)도 "H"이므로, 전송게이트(18)는 온상태 그대로이다. 이때문에, 방전이 진행되어 전송게이트(15)가 오프할때, 커다란 절환노이즈가 발생하나, 온때와 마찬가지로 이 절환노이즈는, 병렬로 접속된 전송게이트(18)를 개재해서 입력축에 흡수되어 버리고, 부하(1)축에는 나타나지 않는다. 그후, 지연신호(D1)가 "L"이 되기 때무에, OR게이트(36)의 출력(G)도 "L"이 되고, 전송게이트(18)를 거성하는 P형 및 N형 트랜지스터(19) 및 (20)의 게이트는, 절환스위치의 P형 및 N형 트랜지스터(45) 및 (46)를 개제해서, 정전류원(30) 및 (29)에 각각 접속된다. 그리고, 게이트용량 (C2P) 및 (C2N)에 축적된 전하가 방전되어, 전송게이트(18)는 오프된다.
또한, 제4도의 실시예에서는, 전송게이트(15) 및 (18)을 구성하는 게이트에 급준하게 변화하는 구형상의 전압이 가해지지 않고, 게이트전압이 원활하게 변화하므로, 보다 절환노이즈방지에 효과가 있다. 또, 제4도의 실시예에 있어서, 각 정전류원의 정전류치는 반드시 동일하게 할 필요는 없고, 예를들면, 전송게이트(15)와 (18)의 사이즈비율이 10:1이고, 정전류원(27)과 (29)의 전류비 및 (28)과 (30)의 전류비를 사이즈비와 대략 같게 10:1로 했을 경우에는, 도면중, (A)점과 (B)점간에, 다시, 지연회로를 삽입하면 된다.
제5도는, 본 발명에 의한 애널로그스위치회로가 포함되어 있는 신호감쇠기의 일실시예를 표시한 블록도이며, 제1도와 동일구성에는 동일번호를 붙이고 있다.
본 발명의 신호감쇠기에 있어서는, 제5도에 표시한 바와같이, 복수의 에널로그스위치가운데, 입력단이 직접 바이어스단자(6)에 접속되어 잇는 애널로그스위치(8g)에, 이 애널로그스위치(8g)에, 이 애널로그스위치(8g)보다 사이즈가 작은 애널로그스위치(18)를 병렬로 접속하고 있다. 그리고, 애널로그스위치(8a)(8b)…(8f)에는 제1도와 마찬가지로 디코우더(12)의출력(D0)(D1)…(Dn-1)을 제어신호로서 인가하고 있으나, 애널로그스위치(8g)에는 제어신호(D1)를 지연회로(19)에 의해서 지연시킨 신호를 인가하고, 병렬로 접속한 사이즈가 작은 애널로그스위치에(18)는 신호(Dn)를 인가하고 있다. 여기서, 애널로그스위치(8g)는, 다른 애널로그스위치(8a)(8b)…(8f)보다 사이즈가 큰 것으로 한다.
그래서, 제어신호(D0(D1)…(Dn-1)(Dn)가 "00……01"로 변화했다고 하면, 애널로그스위치(8g)에는 제어신호(Dn)의 지연신호가 인가되어 있기 때문에, 즉시에는 온되지 않고, 먼저, 작은 애널로그스위치(18)가 온한다. 이 온때에는, 애널로그스위치(18)의 사이즈가 작기때문에, 작은 절환노이즈밖에 발생하지 않는다. 그리고, 그뒤, 지연신호가 “1″이 되어서, 애널로그스위치(8g)가 온할때, 커다란 절환노이즈가 발생하지만, 먼저 작은 애널로그스위치(18)가 온되어 있고, 더우기 신호출력단자(2)에 접속된 부하(1)에 비해서, 바이어스회로(4)쪽이 저임피이던스이므로, 발생한 절환노이즈는 병렬로 접속한 작은 애널로그 스위치(18)를 개재서 바이어스회로(4)측에 바이패스되어 버려서, 부하(1)측에는 절환노이즈가 거의 나타나지 않는다. 이와같이 해서, 애널로그스위치(18)의 온때의 절환노이즈를 거의 출력측에 나타나지 않도록 할 수 있다.
또, 제어신호(D0)(D1)…(Dn-1)(Dn)가 "00……01"에서 "00……10"로 변화하면, 병렬로 접속된 애널로그스위치(18)는 애널로그스위치(8g)보다 먼저 오프하지만 애널로그스위치(8g)가 오프하기 전에, 앞단의 애널로그스위치(8f)가 온하므로, 애널로그 스위치(8g)의 오프때의 절환노이즈는, 앞단의 애널로그스위치(8f)를 게재해서 바이어스회로(4)축으로 바이패스되어버려, 역시, 출력측에는 거의 절환노이즈가 나타나지 않게 된다.
본 발명에 의한 애널로그스위치회로는, 상기와 같이, 신호감쇠기에 포함되어 애널로그스위치의 절환노이즈를 감소시킬 수 있고, 따라서, 애널로그 신호를 왜곡없이 전송하는 일이 가능해짐과 동시에 전자볼륨에 적용했을 경우에는, 입력단이 직접 바이어스입력단자에 접속되는 애너로그스위치로서, 사이즈가 큰 즉, 온저항이 작은 애널로그스위치를 사용할 수 있게 되어, 크로스토오크를 극력 억제할 수 있다. 또한, 실험결과에 의하면, 절환노이즈는 수 10분이 1정도로 감소시키는 것이 가능해진다.

Claims (2)

  1. 출력단자에 부하가 접속되어, 입력단자에 상기 부하보다 저임피이던스의 입력신호원이 접속되는 제1의 애널로그스위치에, 이 제1애널로그스위치보다 사이즈가 작은 제2의 애널로그스위치를 병렬로 접속하여, 상기 제1의 애널로그스위치를 온시키는데 앞서서, 제2의 애널로그스위치를 온시키도록 한 것을 특징으로 하는 애널로그스위치회로.
  2. 제1항에 있어서, 부하가 접속되는 신호출력단자와, 상기 부하보다 저임피이던스의 애널로그입력신호원 및 바이어스입력신호원에 각각 접속되는 신호입력단자 및 바이어스입력단자와, 복수의 직렬접속저항으로 구성된 상기 신호입력단자와 바이어스입력단자 사이에 접속된 저항분압회로와, 입력단자가 각각 상기 저항분압회로의 각 저항의 일단에 접속되어 출력단자가 공통으로 상기 신호출력단자에 접속된 복수의 애널로그스위치를 가진 신호감쇠기에 포함된 상기 애널로그 스위치회로의 제1의 애널로그스위치는, 상기 복수의 애널로그 스위치 입력단자가 직접 바이어스입력단자에 접속된 애널로그 스위치인 것을 특징으로 하는 애널로그 스위치회로.
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