JP4878092B2 - ミュート回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミュート回路に関し、例えばアナログ入力を必要に応じて出力させたり、出力させなかったりするミュート回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
ミュート回路は、入力されるアナログ信号を出力させたり、出力させなかったりするものであるが、その動作が切り換わるときに、ボツ音(異常音)やクリックノイズが発生しないようにするために、出力をなめらかに変化させる必要があった。
【0003】
従来、この種のミュート回路としては、例えば図4に示すようなものが知られている。
このミュート回路は、図4に示すように、演算増幅器(オペアンプ)1および抵抗R11、R12からなる反転増幅器2と、この反転増幅器2の出力側に設けたチSW1と、から構成されている。演算増幅器1の−入力端子には抵抗R11を介してアナログ入力信号が供給され、その+入力端子にはミュート信号が直接入力されるようになっている。
【0004】
次に、このような構成からなるミュート回路は、消費電力の低減のために、電力の供給を停止、または電力を消費しないモード(以下、パワーダウンモードという)にしておき、必要に応じて電源を投入、またはパワーダウンを解除するような使用方法が知られているので、その場合の動作について説明する。
パワーダウン時には、演算増幅器1が動作を停止するとともに、スイッチSW1が閉じて演算増幅器1の出力をアースに固定している。
【0005】
一方、パワーダウンが解除されると、演算増幅器1が動作可能になるとともにスイッチSW1が開いた状態になる。これに伴い、ミュート信号が0〔V〕からアナログコモン電圧まで立ち上がる。このため、演算増幅器1の出力は、そのアナログコモン電圧にアナログ入力信号が加算されたものとなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、演算増幅器1は、数mV〜数10mV程度のオフセット電圧を持っている。このため、スイッチSW1を開いた状態では、演算増幅器1の出力が、そのオフセット電圧分だけ変動してノイズとなる。
このオフセット電圧を低減化またはなくすためは、演算増幅器1を構成するMOSトランジスタのサイズを大きくしたり、キャリブレーション回路の追加により実現可能であるが、その演算増幅器1を構成するチップのサイズが大型化するという不都合が発生してしまう。
【0007】
また、従来回路では、演算増幅器の−入力端子にミュート信号が0〔V〕からアナログコモン電圧Vcまで入力されるので、従来回路で使用される演算増幅器は0〔V〕〜Vcまでの入力レンジに対応する必要がある。
このため、ミュート動作時において、オフセット電圧に基づいて発生するノイズを低減化または無くすことができるミュート回路の出現が望まれていた。
【0008】
そこで、本発明の目的は、ミュート動作において、オフセット電圧に基づいて発生するノイズを低減または無くすことができるミュート回路を提供することにある。
【0009】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するために、請求項1〜請求項3に記載の発明は、以下のように構成した。
すなわち、請求項1に記載の発明は、アナログ入力信号を反転増幅するとともに、ミュート信号を反転増幅し、その各反転増幅された信号を加算して出力する反転加算器と、この反転加算器の出力をグランド電圧に接続自在なスイッチと、前記ミュート信号を発生するミュート信号発生部とを備え、前記ミュート信号発生部は、前記グランド電圧またはアナログコモン電圧のいずれかのレベルを選択的に持つとともに、そのレベルが、前記グランド電圧または前記アナログコモン電圧のうち、いずれか一方のレベルからいずれか他方のレベルに変化するときに、前記反転加算器の発生するオフセット電圧をキャンセルするとともに、前記反転加算器の出力をグランド電位とすべきミュート信号を発生するようになっていることを特徴とするものである。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のミュート回路において、前記反転加算器は、演算増幅器と、この演算増幅器の−入力端子に接続されて前記アナログ入力信号を供給するための第1の抵抗と、前記演算増幅器の−入力端子に接続されて前記ミュート信号を供給するための第2の抵抗と、前記演算増幅器の−入力端子とその出力端子との間に接続される帰還用の抵抗とを備え、前記演算増幅器の+入力端子に前記アナログコモン電圧を供給するようにしたことを特徴とするものである。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のミュート回路において、前記ミュート信号発生部は、前記アナログコモン電圧と前記グランド電圧とのいずれか一方を選択する選択手段と、この選択手段で前記アナログコモン電圧が選択された場合に、そのアナログコモン電圧に基づいて所定のミュート信号を発生するミュート信号発生手段と、このミュート信号発生手段の発生するミュート信号のレベルと基準レベルとを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に基づいて前記スイッチの開閉制御および前記選択手段の選択制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【0012】
このように本発明では、反転加算器と、スイッチと、ミュート信号発生部と含むようにした。また、ミュート信号発生部は、グランド電圧またはアナログコモン電圧のいずれかのレベルを選択的に持つとともに、そのレベルが変化するときに(ミュート動作時)、反転加算器の発生するオフセット電圧を吸収するとともに、その反転加算器の出力をグランド電位とすべきミュート信号を発生するようにした。
【0013】
このため、本発明によれば、ミュート動作時において、反転加算器が発生するオフセット電圧に基づいて発生するノイズを低減化または無くすことが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明のミュート回路の実施形態の回路構成の一例を示す回路図である。
この実施形態に係るミュート回路は、図1に示すように、アナログ入力電圧Vinを所定の利得で反転増幅するとともに、ミュート電圧Vmを所定の利得で反転増幅し、これら反転増幅した両電圧の加算を行う反転加算器5と、この反転加算器5の出力をグランド電圧Vssに接続自在なスイッチ素子6と、ミュート電圧Vmを発生するミュート信号発生部7と、を少なくとも備えている。
【0015】
反転加算器5は、演算増幅器51と、抵抗R1〜R3からなる。すなわち、演算増幅器51の−入力端子には、抵抗R1を介してアナログ入力電圧Vinが入力されるとともに、抵抗R3を介してミュート信号発生部7で生成されたミュート電圧Vmが入力されるようになっている。
演算増幅器51の+入力端子には、アナログコモン電圧Vcが印加されるようになっている。演算増幅器51の−入力端子とその出力端子との間には、帰還用の抵抗R2が接続されている。さらに、演算増幅器51の出力端子からは出力電圧Voutが取り出せるようになっている。
【0016】
スイッチ素子6は、N型のMOSトランジスタ61からなり、そのゲートに供給される制御回路75からの制御電圧でオンオフするようになっている。さらに、MOSトランジスタ61は、そのソースがグランド電圧Vss(0V)に接続され、そのドレインが演算増幅器51の出力端子に接続されている。
ミュート信号発生部7は、図1に示すように、ミュート電圧の発生用の電圧発生回路71と、バッファ回路(ボルテージホロワ回路)72と、反転増幅器73と、コンパレータ74と、制御回路75とを備えている。
【0017】
電圧発生回路71は、スイッチSW2、SW3の切り換えに基づき、アナログナログコモン電圧Vcまたはグランド電圧Vssを選択し、これによりグランド電圧Vssからアナログコモン電圧Vcに変化する電圧、またはその逆の電圧を生成出力する回路である。
さらに詳述すると、この電圧発生回路71は、増幅器77と、コンデンサC2と、抵抗R4、R5と、スイッチSW2、SW3とからなる。
【0018】
増幅器77は、その入力側にアナログコモン電圧Vcが供給されるようになっている。増幅器77の出力側はスイッチSW2の一端側に接続され、そのスイッチSW2の他端側は、抵抗R4、抵抗R5、およびスイッチSW3を介してグランド電位Vssに接続されるようになっている。
抵抗R4と抵抗R5の共通接続部から出力電圧V1を取り出し、この出力電圧V1を、バッファ回路72を構成する演算増幅器の+入力端子に供給するようになっている。抵抗R4と抵抗R5の共通接続部は、コンデンサC2を介してグランド電圧Vssに接続されている。バッファ回路72を構成する演算増幅器は、その−入力端子と出力端子とが接続されている。
【0019】
反転増幅器73は、バッファ回路72の出力電圧を所定の利得で反転増幅し、これをミュート電圧Vmとして反転加算器5とコンパレータ74にそれぞれ出力するものである。この反転増幅器73は、演算増幅器78と、抵抗R6、R7とから構成される。
さらに詳述すると、演算増幅器78の−入力端子は、抵抗R6を介してバッファ回路72を構成する演算増幅器の出力端子と接続されている。演算増幅器78の+入力端子には、アナログコモン電圧Vcが印加されるようになっている。演算増幅器78の−入力端子と出力端子との間に抵抗R7が接続されている。さらに、演算増幅器78の出力端子は、反転加算器5の抵抗R3に接続されるとともに、コンパレータ74の入力側に接続されている。
【0020】
コンパレータ74は、反転増幅器73から出力されるミュート電圧Vmを基準電圧Vref(例えば2.5V)と比較し、その比較結果に応じた出力電圧を制御回路75に対して出力するものである。
制御回路75は、コンパレータ74からの出力電圧と外部からのパワーダウン信号PDとに基づき、MOSトランジスタ61のオンオフ制御と、スイッチSW2、SW3の開閉制御とを行う回路である。スイッチSW2は、スイッチSW3の開閉制御信号の反転信号で制御される。
【0021】
次に、このような構成からなる実施形態の動作例について、図1および図2を参照して説明する。
図2(A)に示すように、時刻t1に達する以前では、制御回路75に供給されているパワーダウン信号PDが「H」レベルにあり、このときには、各部への電力供給を制御するパワーダウン信号も図2(H)に示すように「H」レベルにある。従って、電圧発生回路71、バッファ回路72、反転増幅器73、コンパレータ74、および反転加算器5に対する電力供給は停止されてパワーダウン状態にあるので、その各部は動作停止状態にある。
【0022】
このため、時刻t1に達する以前では、反転加算器5に入力されるミュート電圧Vmは図2(B)に示すようにグランド電圧Vss(0V)であり、コンパレータ74の出力電圧は図2(E)に示すように不定である。また、このときには、制御回路75から出力されるMOSトランジスタ61の制御電圧が図2(F)に示すように「H」レベルであってMOSトランジスタ61がオン状態にあるので、反転加算器5の出力電圧Voutは図2(G)に示すようにグランド電圧Vssとなる。
【0023】
その後、時刻t1で、図2(A)に示すようにパワーダウン信号PDが立ち下がると、この立ち下がりで図2(H)に示すように各部への電力供給を制御するパワーダウン信号が立ち下がり、パワーダウンの状態が解除される。これにより、電圧発生回路71、バッファ回路72、反転増幅器73、コンパレータ74、および反転加算器5に対する電力供給が行われてパワーアップ状態になる。
【0024】
ところで、このときには、スイッチSW2は開いた状態(オフ状態)にあるとともに、スイッチSW3は閉じた状態(オン状態)にあるので(図2(D)参照)、バッファ回路72の出力はグランド電圧Vssとなる。このため、反転増幅器73の出力であるミュート電圧Vmは、図2(B)に示すようにグランド電圧Vssから急激に上昇を開始する。
【0025】
このときには、反転加算器5がパワーアップしてその際にノイズを発生するが、制御回路75から出力されるMOSトランジスタ61の制御電圧が図2(F)に示すように「H」レベルであってMOSトランジスタ61がオン状態にあるので、そのノイズは出力電圧Voutには現われない。
コンパレータ74は、そのミュート電圧Vmを基準電圧Vrefと比較する。そして、図2(B)に示すように、時刻t2においてミュート電圧Vmが基準電圧Vref(2.5V)を上回ると、コンパレータ74の出力電圧は、図2(E)に示すように「L」レベルから「H」レベルに立ち上がる。
【0026】
この立ち上がりで、MOSトランジスタ61の制御電圧が、図2 (F)に示すように「H」レベルから「L」レベルに変化して、MOSトランジスタ61はオフ状態となる。しかし、このときには、反転加算器5の出力電圧Voutはグランド電圧Vssのレベルにあるので、ノイズは出力されない。
また、時刻t2では同時に、スイッチSW3がオフ状態(図2(D)参照)になるとともに、スイッチSW2がオン状態になるので、増幅器77の出力電圧が抵抗R4を経由してコンデンサC2の充電を開始する。
【0027】
このため、電圧発生回路71の出力電圧V1は、抵抗R4とコンデンサC2により決まる時定数により、図2(C)に示すようにグランド電圧Vssから緩やかに上昇していく。これに伴って、反転増幅器73から出力されるミュート電圧Vmは、図2(B)に示すように緩やかに下降していく。
このとき、ミュート信号発生部7は、反転加算器5の出力電圧Voutをグランド電圧Vss(0V)のレベルにするとともに、反転加算器5の発生するオフセット電圧Voffをキャンセルするために、次の(1)式で示すようなミュート電圧Vmを生成出力する。
【0028】
Vm=Vc(1+R3/R2)+Voff〔(R3/R2)+(R3/R2)+1〕 ・・・・(1)
時刻t3において、図2(B)に示すように、ミュート電圧Vmが基準電圧Vrefを下回ると、コンパレータ74の出力は図2(E)に示すように「H」レベルから「L」レベルに立ち下がる。
【0029】
その後、時刻t4になると、反転加算器5の出力電圧Voutは、図2(G)に示すようにグランド電圧Vssから上昇を開始する。このように、出力電圧Voutの上昇が開始時刻t4が、ミュート電圧Vmの下降開始よりも遅れるのは、反転加算器5に供給するミュート電圧Vmが(1)式からなり、このミュート電圧Vmが、反転加算器5が発生するオフセット電圧を吸収(キャンセル)するからである。
【0030】
時刻t5において、電圧発生回路71の出力電圧V1が、図2(C)に示すようにアナログコモン電圧Vcまで上昇すると、これに伴い、反転増幅器73からのミュート電圧Vmが図2(B)に示すようにアナログコモン電圧Vcまで下降し、反転加算器5の出力電圧Voutが図2(G)に示すようにアナログコモン電圧Vcまで上昇する。
【0031】
これにより、反転加算器5の出力電圧Voutは、図2(G)に示すように、アナログコモン電圧Vcにアナログ入力信号Vinが加算されたものとなる。
その後、時刻t6において、図2(A)に示すようにパワーダウン信号PDが「L」レベルから「H」レベルに立ち上がると、このタイミングで制御回路75は、スイッチSW2をオン状態にすると同時に(図2(D)参照)、スイッチSW3をオフ状態にする。
【0032】
これより、電圧発生回路71の出力電圧V1は、図2(C)に示すようにアナログコモン電圧Vcからグランド電圧Vssに向けて下降を開始する。これに伴い、反転増幅器73からのミュート電圧Vmは、図2(B)に示すようにアナログコモン電圧Vcから上昇を開始し、反転加算器5の出力電圧Voutは、図2(G)に示すようにグランド電圧Vssに向けて下降していく。
【0033】
このとき、ミュート信号発生部7は、上記と同様に、(1)式で示すようなミュート電圧Vmを生成出力する。
そして、時刻t7において、ミュート電圧Vmが基準電圧Vrefまで上昇すると、コンパレータ74の出力は図2(E)に示すように「L」レベルから「H」レベルに立ち上がる。この結果、制御回路から出力されるMOSトランジスタ61の制御電圧は図2(F)に示すように「L」レベルから「H」レベルに立ち上がる。
【0034】
このときには、反転加算器5の出力電圧Voutは、図2(G)に示すようにグランド電圧Vssであるので、MOSトランジスタ61の制御電圧が上記のように変化しても、その出力電圧Voutにはノイズは現われない。また、その制御電圧の変化によりMOSトランジスタ61がオンするので、MOSトランジスタ61で反転加算器5の出力端子は、グランド電圧Vssに固定される。
【0035】
さらに、MOSトランジスタ61の制御電圧の立ち上がりで、各部への電力供給を制御するパワーダウン信号は、図2(H)に示すように「L」レベルから「H」レベルに変化する。従って、電圧発生回路71、バッファ回路72、反転増幅器73、コンパレータ74、および反転加算器5に対する電力供給は停止されてパワーダウンとなるので、その各部は動作停止状態になる。
【0036】
このように、反転加算器5がパワーダウンするときには、それに伴うノイズが発生するが、このときには、反転加算器5の出力端子はグランド電圧Vssに固定されているので、出力信号Voutにそのノイズは現われない。
ところで、図4に示すような従来のミュート回路では、ミュート信号を調整して演算増幅器1のオフセット電圧を調整しようとしてもできない場合がある。
【0037】
すなわち、演算増幅器1が正(プラス)のオフセット電圧を持っている場合には、ミュート信号を0〔V〕にしても、演算増幅器1の出力はその正のオフセット電圧の分だけ上昇するからである。
しかし、この実施形態では、反転加算器5を上記のように構成するとともに、ミュート動作時に、ミュート信号発生部7が、反転加算器5の持つオフセット電圧を吸収するとともに、反転加算器5の出力電圧Voutをグランド電位Vssにすべきミュート電圧Vmを生成出力するようにした。
【0038】
そこで、そのミュート電圧の求め方について、図3を参照して説明する。
図3は反転増幅器5Aを示し、これは図1に示す反転加算器5に相当するが、演算増幅器51の+入力端子にグランド電圧Vss(0V)を供給するようになっている点が異なる。
図3の反転増幅器5Aの出力電圧Voutは、アナログ入力電圧をVin、ミュート電圧をVm、入力側に換算したオフセット電圧をVoffとすると、次の(2)式で表される。
【0039】
Vout=−(R2/R1)Vin−(R2/R3)Vm+Voff〔1+(R2/R1)+(R2/R3)〕 ・・・・(2)
ところで、反転増幅器5Aのアナログコモン電圧をVcとすると、ミュート動作時には、アナログ入力電圧Vinはアナログコモン電圧Vcとなる。
ミュート動作時に、このアナログコモン電圧Vcを打ち消して反転増幅器5Aの出力電圧Voutをグランド電圧Vss(0V)にするには、(2)式から次の(3)式で示すような電圧−Vcが必要になる。
【0040】
−Vc=−(R2/R3)Vm+Voff〔1+(R2/R1)+(R2/R3)〕 ・・・・(3)
この(3)式をミュート電圧Vmについて解くと、次の(4)式となる。
Vm=Vc(R3/R2)+Voff〔(R3/R2)+(R3/R1)+1〕 ・・・・(4)
従って、ミュート動作時において、ミュート電圧Vmとして(4)式の示すような電圧を反転増幅器5Aに供給するようにすれば、反転増幅器5Aの出力電圧Voutは、オフセット電圧を吸収(キャンセル)したグランド電圧(0V)にすることができる。
【0041】
従って、この実施形態では、(1)式によるミュート電圧Vmを、上記の考え方を基づいて求めるようにした。なお、図1の反転加算器5では、演算増幅器51の+入力端子にアナログコモン電圧Vcを供給するようにしているので、ミュート動作時において、反転加算器5に供給すべきミュート電圧Vmが(1)式のようになる。
【0042】
以上説明したように、この実施形態によれば、反転加算器5と、スイッチ素子6と、ミュート信号発生部7と含むようにした。そして、ミュート信号発生部7は、グランド電圧Vssまたはアナログコモン電圧Vcのいずれかのレベルを選択的に持つとともに、そのレベルが変化するときに、反転加算器5の発生するオフセット電圧を吸収するとともに、反転加算器5の出力電圧Voutをグランド電位Vssにすべきミュート信号Vmを発生するようにした。
【0043】
このため、この実施形態によれば、ミュート動作時において、反転加算器5が発生するオフセット電圧に基づいて発生するノイズを低減化またはなくすことができる。
また、この実施形態では、反転加算器5を使用するようにしたので、この動作点は演算増器51の+入力端子により決まる。従って、入力レンジは、アナログコモン電圧にのみ対応すれば良い。
【0044】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ミュート動作時において、反転加算器が発生するオフセット電圧に基づいて発生するノイズを低減化または無くすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態の各部の波形を示す図である。
【図3】ミュート電圧を決定のしかたを説明する図である。
【図4】従来回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
5 反転加算器
6 スイッチ素子
7 ミュート信号発生部
51 演算増幅器
71 電圧発生回路
72 バッファ回路
73 反転増幅器
74 コンパレータ
75 制御回路
Claims (3)
- アナログ入力信号を反転増幅するとともに、ミュート信号を反転増幅し、その各反転増幅された信号を加算して出力する反転加算器と、
この反転加算器の出力をグランド電圧に接続自在なスイッチと、
前記ミュート信号を発生するミュート信号発生部とを備え、
前記ミュート信号発生部は、前記グランド電圧またはアナログコモン電圧のいずれかのレベルを選択的に持つとともに、そのレベルが、前記グランド電圧または前記アナログコモン電圧のうち、いずれか一方のレベルからいずれか他方のレベルに変化するときに、前記反転加算器の発生するオフセット電圧をキャンセルするとともに、前記反転加算器の出力をグランド電位とすべきミュート信号を発生するようになっていることを特徴とするミュート回路。 - 前記反転加算器は、
演算増幅器と、
この演算増幅器の−入力端子に接続されて前記アナログ入力信号を供給するための第1の抵抗と、
前記演算増幅器の−入力端子に接続されて前記ミュート信号を供給するための第2の抵抗と、
前記演算増幅器の−入力端子とその出力端子との間に接続される帰還用の抵抗とを備え、
前記演算増幅器の+入力端子に前記アナログコモン電圧を供給するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のミュート回路。 - 前記ミュート信号発生部は、
前記アナログコモン電圧と前記グランド電圧とのいずれか一方を選択する選択手段と、
この選択手段で前記アナログコモン電圧が選択された場合に、そのアナログコモン電圧に基づいて所定のミュート信号を発生するミュート信号発生手段と、
このミュート信号発生手段の発生するミュート信号のレベルと基準レベルとを比較する比較手段と、
この比較手段の比較結果に基づいて前記スイッチの開閉制御および前記選択手段の選択制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のミュート回路。
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