TW201029357A - Circuit arrangement for providing an analog signal, and electronic apparatus - Google Patents

Description

201029357 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於提供-類比信號之—電路配置及包括 該電路配置之一電子裝置。 【先前技術】 諸如麥克風之輸入器件或提供對引入雜訊敏感之一類比 • ㈣之其他器件依賴-經施加之偏壓電壓彳面臨電磁相容 性問題。供應電壓中之雜訊分量亦可引入雜訊。至一器件 • 之其他部分的高電流可引起電壓起伏，在麥克風之情況 下，則可在麥克風信號中發現（例如）低頻雜訊，通常稱為 大黃蜂」聲音。此等效應一般必須藉由如何安置電線及 、卫件之良好平衡設計以及用於削弱已知雜訊之電路及信號 處理而加以處置。美國專利US 6,978,029 B1揭示了 一種電 容麥克風裝置，該電容麥克風裝置係用於一無線電裝置， 且經調適用以減少由於一傳輸單元之一高頻信號輻射而產 生之雜訊。在一場效應電晶體之一汲極及一源極與一麥克 籲 風輸出傳輸線之間提供一串聯電阻器，以防止一高頻電壓 由於一旁路電容器與麥克風傳輸線之間的共振而增加。 . 然而’期望提供一種替代方法以減少在從類比器件接收 仏號之一彳§號放大器之一輸入處的此等干擾效應。 【發明内容】 本發明係基於以下理解：至少有些效應係由於輸入器件 之偏壓起伏而發生，不僅在一經提供之偏壓電壓的意味下 而且在一參考電壓之意味下，諸如接地或一電源供應器之 I4I866.doc 201029357 一正電壓與一負電壓位準之間的一中間參考電壓。本發明 亦係基於以下理解：提供類比信號輸出至一放大器時，若 在高阻抗場效應電晶體上獲得，則促成累積大量雜訊，而 若在一串聯電阻器上獲得一類比信號時則減少提供至放大 器之雜訊分量’該串聯電阻器亦用於施加偏壓，且具有比 具有類比輸入及場效應電晶體之配置低許多之阻抗。 根據一第一態樣，提供一種用於提供一類比信號之一電 路配置。該電路配置包括一偏壓電阻器、一類比輸入配置 及一信號輸出’其中該偏壓電阻器及該類比輸入配置係串 聯連接於一供應電壓與一參考電壓之間，且該信號輸出經 連接使得該偏壓電阻器上之交流電壓經提供為一輸出信 號。 該類比輸入配置可包括一場效應電晶體，該場效應電晶 趙之汲極與源極係連接至類比輸入配置之終端；及一電容 感測器，該電容感測器係連接於該場效應電晶體之閘極與 源極之間。該電容感測器可為一電容麥克風、一微型機電 系統感測器及一液體電容磁傾計之任一者。該電容感測器 可由在該場效應電晶體之閘極與源極上提供輸入之一電子 電路或器件取代。 該電路配置可進一步包括連接於偏壓電阻器與類比輸入 配置之間之一電晶體，其中該電晶體之集極係連接至偏壓 電阻器，該電晶體之射極係連接至類比輸入配置，且基極 係連接至一電壓用於提供一偏壓點，使得在與偏壓電阻器 之連接處提供輸出信號之一信號擺幅。 141866.doc -4- 201029357 參考電壓可為接地而供應電壓可為一負電麼，且偏麼電 阻器可連接至參考電壓而類比輸入配置可連接至供應電 壓。 參考電麼可為接地而供應電麗可為一正電壓，且偏壓電 阻器可連接至供應電壓而類比輪入配置可連接至參考電 壓。 信號輸出可包括與偏壓電阻器之各自終端之連接，且該 等連接之至少一者可包括用於輸出信號之交流電耦合之一 # 電容器。 根據一第二態樣，提供一種包括根據第一態樣之一電路 •配置的電子裝置。

I 電子裝置可為一耳機、一通信裝置及一使用者互動器件 之任一者或其專之任意組合。 【實施方式】 圖1係示意性地緣示具有根據先前技術之偏壓配置1〇2之 Φ 電路配置100的—圖式，提供圖1係用於促進瞭解本發明 之原理。偏壓配置102包括連接至一供應電壓104且連接至 類比輸入配置106之—偏壓電阻器。類比輸入配置1〇6係 .連接至一參考電壓丨08 ’例如接地，使得偏壓配置丨〇2及類 比輸入配置106係串聯連接於供應電壓1〇4與參考電壓 之間。，比輸入配置106上之信號係藉由一信號輸出11〇而 連接以提供來自電路配置1〇〇之一輸出信號。信號輸出ιι〇 較佳地匕括用於輪出信號之交流電(A。)耦合之一電容器 112 ° 141866.doc 201029357 供應電壓104之任何非所需之ac分量（該等ac分量在理 想情況下應具有純粹之直流電（DC)性質）將經由串聯耦合 102、106及信號輸出11〇傳播，且添加雜訊至輸出信號。 圖2係示意性地繪示具有一類比輸入2〇2及一場效應電晶 體（FET)204之一例示性類比輸入配置2〇〇的一圖式。戶丑丁之 汲極與源極係連接至類比輸入配置2〇〇之終端2〇6、2〇8。 類比輸入202較佳地為連接於FET 2〇4之閘極與源極之間的 一電容感測器。電容感測器可為（例如）一電容麥克風、一 微型機電系統感測器及一液體電容磁傾計。類比輸入2〇2 之電容在一物理現象諸如聲音、力量或傾斜出現後改變。 因此，類比輸入202上之一經施加之電荷（由如上演示之偏 壓配置提供）引起類比輸入202上之電壓改變。類比輸入 202亦可為在場效應電晶體之閘極與源極上提供輸入之一 電子電路或器件。 圖3係示意性地繪示參考圖2討論之類比輸入配置2〇〇之 一等效電路300的一圖式。類比輸入配置2〇〇可視為具有很 尚信號阻抗304之一電流源302，該阻抗304一般比一偏壓 電阻器尚出許多。若施加於圖1中繪示之一電路配置中， 則供應電壓之大部分雜訊將存在於此等效高信號阻抗3〇4 上0 圖4係示意性地繪示根據一實施例之一電路配置4 〇 〇的一 圖式。電路配置400包括一偏壓配置4〇2。偏壓配置4〇2包 括連接至一參考電壓404(例如接地）且連接至一類比輸入配 置406之—偏壓電阻器。類比輸入配置406係連接至一供應 141866.doc -6- 201029357 電壓408，該供應電壓4〇8較佳地具有小於參考電壓仂4之 一電壓，即若參考電壓為接地則該電壓為負電壓，使得偏 壓配置402及類比輸入配置4〇6係串聯連接於參考電壓 與供應電壓408之間。偏壓電阻器4〇2上之信號係藉由一俨 號輸出410而連接以提供來自電路配置4〇〇之一輸出传號。 信號輸出410較佳地包括用於輸出信號之AC耦合的一電容 器412。類比輸入配置4〇6較佳地為根據參考圓2描述之實 例之任一者。 圖4之組態暗示類比輸入配置4〇6(如參考圖3演示之）之 固有性質抑制供應電壓4〇8中存在雜訊。可達到通常為％ dB之一雜訊抑制。亦可達到一實質共同模式之抑制。 圖5係示意性地繪示根據一實施例之一電路配置$ 〇 〇的一 圖式。電路配置500包括一偏壓配置5〇2。偏壓配置5〇2包 括連接至一供應電壓504且連接至一類比輪入配置5〇6之一 偏壓電阻器。類比輸入配置5〇6係連接至一參考電壓5〇8， 例如接地，該參考電壓508較佳地具有小於供應電壓5〇4之 一電壓，使得偏壓配置5〇2及類比輸入配置5〇6係串聯連接 於供應電壓504與參考電壓508之間。偏壓電阻器5〇2上之 信號係藉由一信號輸出510而連接以提供來自電路配置5〇〇 之一輸出信號。信號輸出510較佳地包括用於輸出信號之 AC耦合之電容器512、514。類比輸入配置5〇6較佳地為根 據參考圖2描述之實施例之任一者。 圖5之組態暗示類比輸入配置5〇6(如參考圖3演示之）之 固有性質係抑制供應電壓5〇4中所存在之雜訊，因為相比 241S66.doc 201029357 於類比輸入配置506之阻抗，偏壓電阻器5〇2具有更低之阻 抗，因此偏壓電阻器5()2上僅存在—小部分雜訊。可達到 如圖4之電路配置400演示之一類似的效應。 對參考圖4及5演示之純組態’可藉由獲取__偏壓電阻 器上之信號而達到一效應。然而，亦可藉由以下組態達到 類似效應：給予相同之電學性質，諸如將電壓配置為一正 供應電壓及一負供應電壓；改變任一組件之位置；用具有 類似性質之另一組件取代一組件；或添加用於調整電路之 元件。若偏壓配置402、502係用於已連接且互動之器件， 諸如連接至一行動電話之一耳機，則該等偏壓配置4〇2、 502無需與類比輸入配置406、506配置在相同器件中。 圖6係不意性地繪示根據一實施例之一電路配置6〇〇的一 圖式。此處應注意的是所繪示之實例係基於圖5之組態， 但該實例具有額外特徵。然而，若基於圖4之組態，則具 有額外特徵之類似實例係同樣可行。電路配置6 〇 〇包括— 偏壓配置602。偏壓配置602包括連接至一供應電壓6〇4之 一偏壓電阻器。一類比輸入配置6〇6係連接至一參考電壓 608，例如接地，該參考電壓608較佳地具有小於供應電壓 604之一電壓。一電晶體61〇係連接於偏壓電阻器6〇2與類 比輸入配置606之間，其中該電晶體61〇之集極係連接至偏 壓電阻器602，該電晶體之射極係連接至類比輸入配置 606，使得偏壓配置602、電晶體610及類比輸入配置6〇6係 串聯連接於供應電壓604與參考電壓608之間。偏壓電阻器 602上之信號係藉由一信號輸出612而連接以提供來自電路 141866.doc 201029357 配置600之一輸出信號。信號輸出61〇較佳地包括用於輸出 信號之AC耦合之電容器614、616。類比輸入配置6〇6較佳 地為根據參考圖2描述之實施例之任一者。電晶體61〇之基 極係連接至一電壓（例如由一分壓器618、62〇提供之電壓） 用於提供一偏壓點，使得在與偏壓電阻器6〇2之連接處提 供輸出信號之一信號擺幅。 在圖6之，a態中，考慮到參考圖2演示之類比輸入配置 200之組態，電晶體61〇及FET 2〇4將為疊接形式，已發現 籲 Λ形式係有益的。類比輸入配置606之信號不再重整於其 驅動電壓上。若電晶體610之基極經正確連接至一低阻抗 620，則電晶體610將作為一射極隨動器而工作，該電晶體 610在其射極上具有低阻抗，且提供驅動電壓至類比輸入 配置606。來自類比輸入配置6〇6之信號將存在於電晶體 610之集極上，且藉由正確施加電壓於基極，集極將擺動 以提供輸出信號於偏壓電阻器6〇2上。可控制電晶體61〇之 • 纟極電壓以達到進—步之效應’諸如調適類比輸入配置之 靈敏性。在圖6之圖解中，電晶體61〇係一雙極ηρη電晶 體，由於其提供低輸出阻抗及良好的控制性質，該電晶體 對施加於基極上之電壓係特別有益的。然而，若高功率待 輸出或由於其他原因，可使用一更強之電晶體或另一適合 之主動器件諸如一 MOSFET。 圖7緣示根據-實施例之一電子裝置7〇〇，其中可應用本 卷月之原理。電子裝置7〇〇可包括（例如）一行動電話或一媒 體播發器/記錄器。裝置包括具有電源、電路、使用者 141S66.doc 201029357 介面等之一主體702。 器706、諸心一夾古a 。使用者介面包括 一鍵台704、一顯示

器712、720經配置以彼此配合並提供主艘電路與耳機 之輸入及輸出器件714、716、716'之間的電接觸以用於輸 入及輸出信號。 【圖式簡單說明】 圖1係示意性地繪示具有根據先前技術之一類比輸入配 置及一偏壓配置之一電路配置的一圖式。 圖2係示意性地繪示具有一類比輸入及一場效應電晶體 之一例示性類比輸入配置的一圖式。 圖3係示意性地缘示具有該類比輸入及該場效應電晶體 之該配置之一等效電路的一圖式。 圖4係示意性地繪示具有根據一實施例之偏壓配置之一 類比輸入配置的一圖式。 圖5係示意性地繪示具有根據一實施例之偏壓配置之一 類比輸入配置的一圖式。 圖6係示意性地繪示具有根據一實施例之偏壓配置之一 類比輸入配置的一圖式。 圖7繪示根據一實施例之一裝置。 【主要元件符號說明】 141866.doc • 10- 201029357

100 電路配置 102 偏壓配置 104 供應電壓 106 類比輸入配置 108 參考電壓 110 信號輸出 112 電容器 200 類比輸入配置 202 類比輸入 204 場效應電晶體 206 終端 208 終端 300 等效電路 302 電流源 304 阻抗 400 電路配置 402 偏壓配置/偏壓電阻器 404 參考電壓 406 類比輸入配置 408 供應電壓 410 信號輸出 412 電容器 500 電路配置 502 偏壓配置/偏壓電阻器 i4i866.doc • li 201029357 504 供應電壓 506 類比輸入配置 508 參考電壓 510 信號輸出 512 電容器 514 電容器 600 電路配置 602 偏壓配置/偏壓電阻器 604 供應電壓 606 類比輸入配置 608 參考電壓 610 電晶體 612 電容器 614 電容器 616 電容器 618 分壓器 620 分壓器 700 裝置 702 主體 704 鍵台 706 顯示器 708 類比輸入配置 710 揚聲器 712 連接器 141866.doc • 12· 201029357 714 類比輸入配置 716 揚聲器 716' 揚聲器 718 耳機 720 連接器 ❿ 141866.doc

Claims (1)

1. 201029357 七、申請專利範圍： 1. 一種提供一類比信號之電路配置，該電路配置包括： 一偏壓電阻器； 一類比輸入配置；及 一信號輸出， 1 其中該偏壓電阻器及該類比輸入配置係串聯連接於~ . 供應電壓與一參考電壓之間，且 該信號輸出經連接使得該偏壓電阻器上之交流電壓經 • 提供為一輸出信號。 2. 如請求項1之電路配置，其中該類比輸入配置包括： 一場效應電晶體，該場效應電晶體之汲極與源極係連 接至該類比輸入配置之終端；及 一電容感測器，該電容感測器係連接於該場效應電晶 體之閘極與源極之間。 3. 如請求項2之電路配置，其中該電容感測器可為一電容 麥克風、一微型機電系統感測器及一液體電容磁傾計之 任一者。 4. 如請求項1至3中任一項之電路配置，其進一步包括連接 . 於該偏壓電阻器與該類比輸入配置之間的一電晶體，其 • 中§亥電晶體之集極係連接至該偏壓電阻器，該電晶體之 射極係連接至該類比輸入配置，且基極係連接至一電壓 以用於提供一偏壓點使得在與該偏壓電阻器之連接處提 供該輸出信號之一信號擺幅。 5. 如清求項1至3中任一項之電路配置，其中該參考電壓係 141866.doc 201029357 接地而該供應電壓係一負電壓，且該偏壓電阻器係連接 至該參考電壓而該類比輸入配置係連接至該供應電壓。 6. 如請求項1至3中任一項之電路配置，其中該參考電壓係 接地而該供應電壓係一正電壓，且該偏壓電阻器係連接 至該供應電壓而該類比輸入配置係連接至該參考電壓。 7. 如請求項1至3中任一項之電路配置，其中該信號輸出包 括與該偏壓電阻器之各自終端的連接’且該等連接之至 少一者包括用於該輸出信號之交流電耦合的一電容器。 8·如請求項4之電路配置，其中該參考電壓係接地而該供❹ 應電壓係一負電壓，且該偏壓電阻器係連接至該參考電 壓而該類比輸入配置係連接至該供應電壓。 9. 如請求項4之電路配置，其中該參考電壓係接地而該供 應電壓係一正電壓，且該偏壓電阻器係連接至該供應電 壓而遠類比輪入配置係連接至該參考電壓。 10. 如請求項4之電路配置，其中該信號輸出包括與該偏壓 電P器之各自終端的連接，且該等連接之至少一者包括 用於該輸出信號之交流電耦合的一電容器。 Θ 11. 如清求項5之電路配置，其中該信號輸出包括與該偏壓 電阻器之各自終端的連接，且該等連接之至少一者包括 用於”亥輪出信號之交流電耦合的一電容器。 12. 如請=項8之電路配置，其中該信號輸出包括與該偏壓 電阻盗之各自終端的連接，且該等連接之至少一者包括 用於該輪出信號之交流電轉合的__電容器。 13·如請求項9之電路配置’其中該信號輸出包括與該偏壓 141866.doc -2- 201029357 電阻器之各自終端的連接，且該等連接之至少一者包括 用於該輸出信號之交流電耦合的一電容器。 14. 如請求項6之電路配置，其中該信號輸出包括與該偏壓 電阻器之各自終端的連接，且該等連接之至少—者包括 用於該輸出信號之交流電耦合的一電容器。 15. —種包括如請求項4之電路配置的電子裝置。 16. —種包括如請求項5之電路配置的電子裝置。 17. —種包括如請求項6之電路配置的電子裝置。 鲁 18. —種包括如請求項7之電路配置的電子裝置。 19· 一種包括如請求項8之電路配置的電子裝置。 20_ —種包括如請求項9之電路配置的電子裝置。 21_ —種包括如請求項1〇之電路配置的電子裝置。 22. —種包括如請求項丨丨之電路配置的電子裝置。 23. —種包括如請求項12之電路配置的電子裝置。 24. —種包括如請求項13之電路配置的電子裝置。 籲 25. —種包括如請求項14之電路配置的電子裝置。 26. —種包括如請求項丨至3中任一項之電路配置的電子裝 置。 • 27.如請求項％之電子裝置’其為一耳機、一通信裝置及一 • 使用者互動器件之任一者或其等之任意組合。 141866.doc