JP5157933B2 - Signal switching circuit - Google Patents
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Description
本発明は、ＵＳＢコネクタを備えたオーディオ機器に関し、特にＵＳＢコネクタのデータ端子をオーディオ信号端子に兼用するための信号切換回路に関する。 The present invention relates to an audio device provided with a USB connector, and more particularly to a signal switching circuit for sharing a data terminal of a USB connector as an audio signal terminal.
近年、携帯機器の小型化、多機能化が進み、これに伴って小さい本体に多くのスイッチやコネクタを配置しなければならなくなった。このため、コネクタの小型化が進められているが、それでもまだ十分とは言えず、異なる信号を１つのコネクタで兼用する方法が考えだされていた。
携帯型のデジタルオーディオ機器では、一般にパソコン等から音楽データ等を機器にダウンロードするためのＵＳＢコネクタと、音声を聞くためのヘッドフォンコネクタとを備えている。このようなことから、ＵＳＢコネクタでヘッドフォン（イアフォン）コネクタを兼用できるようにした技術があった（例えば、特許文献１参照。）。
In recent years, portable devices have become smaller and more multifunctional, and accordingly, a large number of switches and connectors have to be arranged on a small main body. For this reason, miniaturization of connectors has been promoted, but it is still not sufficient, and a method of sharing different signals with one connector has been devised.
A portable digital audio device generally includes a USB connector for downloading music data or the like from a personal computer or the like to the device, and a headphone connector for listening to sound. For this reason, there has been a technique in which a USB connector can also be used as a headphone (earphone) connector (see, for example, Patent Document 1).
図２は、このような技術に使用されたメカニカルリレーであるＧ６Ｋ−２Ｇ−Ｙ（以下、単にリレーと呼ぶ）の内部回路例を示した図である。
ＵＳＢ信号のＶｂｕｓ信号は、抵抗Ｒを介してリレー１０１の１ピンとＵＳＢコネクタ１０２のＶｂｕｓ端子に接続され、ＵＳＢ信号のＤ＋信号はリレー１０１の５ピンに、ＵＳＢ信号のＤ−信号はリレー１０１の４ピンにそれぞれ接続されている。ＵＳＢ信号のＧＮＤ信号は、リレー１０１の８ピンとＵＳＢコネクタ１０２のＧＮＤ端子にそれぞれ接続されている。オーディオ信号のＲ信号はリレー１０１の７ピンに、オーディオ信号のＬ信号はリレー１０１の２ピンにそれぞれ接続され、オーディオ信号のＧＮＤ信号はＵＳＢ信号のＧＮＤ信号に接続されている。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an internal circuit of G6K-2G-Y (hereinafter simply referred to as a relay) which is a mechanical relay used in such a technique.
The Vbus signal of the USB signal is connected to the 1 pin of the
リレー１０１の６ピンはＵＳＢコネクタ１０２のＤ＋端子に、リレー１０１の３ピンはＵＳＢコネクタ１０２のＤ−端子にそれぞれ接続され、リレー１０１の１ピンと８ピンとの間にはダイオードＤが接続されている。リレー１０１内にはコイルＬと２つの切換スイッチＳ１，Ｓ２が内蔵され、コイルＬは１ピンと８ピンとの間に接続され、切換スイッチＳ１の共通端子は３ピンに接続されている。また、ノーマルコンタクト端子は２ピンに、ノーマルオープン端子は４ピンにそれぞれ接続され、切換スイッチＳ２の共通端子は６ピンに、ノーマルコンタクト端子は７ピンに、ノーマルオープン端子は５ピンにそれぞれ接続されている。
6 pins of the
ＵＳＢコネクタ１０２がパソコン等のＵＳＢコネクタに接続された場合は、ＵＳＢコネクタ１０２のＧＮＤ端子とＶｂｕｓ端子との間に５Ｖの電圧が印加されるため、リレー１０１のコイルＬには抵抗Ｒを介して電流が流れ、切換スイッチＳ１とＳ２の共通端子３ピンと６ピンの接続は、ノーマルオープン端子側の４ピンと５ピンに切り換わる。この結果、ＵＳＢコネクタ１０２のＤ＋端子にはＵＳＢ信号のＤ＋信号が接続されると共に、ＵＳＢコネクタ１０２のＤ−端子にはＵＳＢ信号のＤ−信号が接続され、パソコンと機器との間でデジタル信号によるデータ交信が行えるようになる。
When the
ＵＳＢコネクタ１０２にヘッドフォンが接続された場合は、ＵＳＢコネクタ１０２のＶｂｕｓ端子には電圧が印加されないため、コイルＬには電力が供給されず切換スイッチＳ１とＳ２の共通端子３ピンと６ピンの接続は、ノーマルコンタクト端子側の２ピンと７ピンのままである。このため、ＵＳＢコネクタ１０２のＤ＋端子にはオーディオ信号のＲ信号が入力されると共に、ＵＳＢコネクタ１０２のＤ−端子にはオーディオ信号のＬ信号が入力され、機器側からヘッドフォンに音声信号を送ることができる。
When headphones are connected to the
しかし、図２では、メカニカルリレーを使用しているため、部品点数が増え、しかも形状が大きく、コストも高いものになってしまうという問題があり、これでは、せっかくヘッドフォン用のコネクタを省略して小型化した効果を相殺してしまっていた。
そこで、単純にメカニカルリレーを半導体のアナログスイッチで置き換えることが考えられるが、このようにした場合には、以下に説明するような問題が発生する。
However, since the mechanical relay is used in FIG. 2, there is a problem that the number of parts increases, the shape is large, and the cost is high. In this case, the headphone connector is omitted. The effect of miniaturization was offset.
Thus, it is conceivable to simply replace the mechanical relay with a semiconductor analog switch. However, in such a case, problems described below occur.
図３は、図２のメカニカルスイッチを半導体のアナログスイッチに置き換えた場合の回路例を示した図である。なお、図３では、説明を簡単にするためにオーディオ信号はＲ信号側だけを示している。
ＵＳＢ信号のＤ＋信号はアナログスイッチＡＳ１を介してＵＳＢコネクタ１０２のＤ＋端子に接続されている。オーディオ信号のＲ信号はコンデンサＣとアナログスイッチＡＳ２を介してＵＳＢコネクタ１０２のＤ＋端子に接続されている。アナログスイッチＡＳ１の反転制御端子とアナログスイッチＡＳ２の制御端子はインバータ回路ＩＮＶの出力端に接続され、アナログスイッチＡＳ１の制御端子とアナログスイッチＡＳ２の反転制御端子はインバータ回路ＩＮＶの入力端及びＵＳＢコネクタ１０２のＶｂｕｓ端子にそれぞれ接続されている。ＵＳＢコネクタ１０２のＶｂｕｓ端子は抵抗Ｒで接地電圧ＧＮＤにプルダウンされている。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit example when the mechanical switch of FIG. 2 is replaced with a semiconductor analog switch. In FIG. 3, only the R signal side is shown for the audio signal in order to simplify the description.
The D + signal of the USB signal is connected to the D + terminal of the
オーディオ信号は、ヘッドフォンに出力するために直流成分をカットする必要があるため、カップリングコンデンサＣを経由してアナログスイッチＡＳ２に入力されている。この結果、アナログスイッチＡＳ２にはピークツーピーク電圧が正電圧と負電圧にまたがる電圧が印加される。アナログスイッチＡＳ２の電源が正電圧の片電源である場合に負電圧の信号が入力されると、接地電圧ＧＮＤから負電圧の信号に向かって大きなリーク電流が発生し、場合によっては、ラッチアップを起こして不具合の原因になる。このため、メカニカルリレーを単純に半導体スイッチに置き換えることはできなかった。 The audio signal is input to the analog switch AS2 via the coupling capacitor C because it is necessary to cut a DC component in order to output it to the headphones. As a result, the analog switch AS2 is applied with a voltage whose peak-to-peak voltage spans the positive voltage and the negative voltage. If a negative voltage signal is input when the power source of the analog switch AS2 is a single positive voltage source, a large leakage current is generated from the ground voltage GND toward the negative voltage signal. Wake up and cause malfunction. For this reason, the mechanical relay cannot be simply replaced with a semiconductor switch.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、メカニカルリレーを使用せずに、すべて半導体素子によって実現することができる信号切換回路を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain a signal switching circuit that can be realized entirely by a semiconductor element without using a mechanical relay.
この発明に係る信号切換回路は、外部から入力された切換信号に応じて、デジタル信号と、ピークツーピーク電圧が正電圧と負電圧にまたがるオーディオ信号とを切り換えて、ＵＳＢコネクタのデータ端子に出力する信号切換回路において、
外部から入力された外部オーディオ信号から前記オーディオ信号を生成して出力するオーディオアンプ部と、
外部から入力された外部デジタル信号から前記デジタル信号を生成して出力する、トライステート構成をなす出力回路を有するＵＳＢアンプ部と、
前記オーディオアンプ部の出力信号と、前記ＵＳＢコネクタの前記データ端子との間に設けられたアナログスイッチ部と、
前記オーディオ信号の負のピーク電圧よりも小さい電圧を生成して出力する負電圧生成回路部と、
を備え、
前記オーディオアンプ部は、低電圧側の電源として前記負電圧生成回路部からの負電圧が供給され、前記ＵＳＢアンプ部と前記アナログスイッチ部は、低電圧側の電源として、前記切換信号に応じて前記負電圧生成回路部からの負電圧又は接地電圧のいずれかが供給され、前記切換信号によって前記オーディオ信号が選択されている場合は、前記アナログスイッチ部がオンすると共に前記ＵＳＢアンプ部が出力端をハイインピーダンス状態にして、前記アナログスイッチ部は、低電圧側の電源として前記負電圧生成回路部からの負電圧が入力され、前記切換信号によって前記デジタル信号が選択されている場合は、前記アナログスイッチ部がオフすると共に前記ＵＳＢアンプ部が作動し、前記ＵＳＢアンプ部は、低電圧側の電源として接地電圧が入力されるものである。
The signal switching circuit according to the present invention switches between a digital signal and an audio signal whose peak-to-peak voltage spans a positive voltage and a negative voltage in accordance with a switching signal input from the outside, and outputs it to the data terminal of the USB connector. In the signal switching circuit to
An audio amplifier that generates and outputs the audio signal from an external audio signal input from the outside;
A USB amplifier unit having an output circuit having a tri-state configuration for generating and outputting the digital signal from an external digital signal input from the outside;
An analog switch unit provided between an output signal of the audio amplifier unit and the data terminal of the USB connector;
A negative voltage generation circuit unit that generates and outputs a voltage smaller than the negative peak voltage of the audio signal;
With
The audio amplifier unit is supplied with a negative voltage from the negative voltage generation circuit unit as a low voltage side power source, and the USB amplifier unit and the analog switch unit are configured as a low voltage side power source according to the switching signal. When either the negative voltage or the ground voltage from the negative voltage generation circuit unit is supplied and the audio signal is selected by the switching signal, the analog switch unit is turned on and the USB amplifier unit is connected to the output terminal. In the high impedance state, the analog switch unit receives a negative voltage from the negative voltage generation circuit unit as a low voltage side power source, and the analog signal is selected when the digital signal is selected by the switching signal. When the switch unit is turned off, the USB amplifier unit operates, and the USB amplifier unit is connected to the ground power There is intended to be input.
具体的には、前記切換信号に応じて、前記ＵＳＢアンプ部とアナログスイッチ部への低電圧側の電源の切り換えを行う切換スイッチ部を備え、前記ＵＳＢアンプ部及びアナログスイッチ部は、低電圧側の電源として、前記切換スイッチ部により前記負電圧生成回路部からの負電圧又は接地電圧のいずれかが供給され、前記切換信号によって前記オーディオ信号が選択されている場合は、低電圧側の電源として前記負電圧生成回路部からの負電圧が前記切換スイッチ部からそれぞれ入力され、前記切換信号によって前記デジタル信号が選択されている場合は、低電圧側の電源として前記切換スイッチ部からそれぞれ接地電圧が入力されるようにした。 Specifically, a switching switch unit that switches a low-voltage power source to the USB amplifier unit and the analog switch unit according to the switching signal is provided, and the USB amplifier unit and the analog switch unit are connected to the low-voltage side. As a power source for the low voltage side, when either the negative voltage or the ground voltage from the negative voltage generation circuit unit is supplied by the selector switch unit and the audio signal is selected by the switching signal, When a negative voltage from the negative voltage generation circuit unit is input from the changeover switch unit and the digital signal is selected by the changeover signal, a ground voltage is supplied from the changeover switch unit as a low voltage side power source. It was made to input.
また、前記ＵＳＢアンプ部は、前記切換信号によって前記オーディオ信号が選択されている場合は、動作を停止して電力消費を低減するようにしてもよい。 Further, the USB amplifier unit may stop its operation and reduce power consumption when the audio signal is selected by the switching signal.
また、前記オーディオアンプ部は、前記切換信号によって前記デジタル信号が選択されている場合は、動作を停止して電力消費を低減するようにしてもよい。 In addition, the audio amplifier unit may stop its operation and reduce power consumption when the digital signal is selected by the switching signal.
また、前記負電圧生成回路部は、前記切換信号によって前記デジタル信号が選択されている場合は、動作を停止するようにした。 In addition, the negative voltage generation circuit unit stops operating when the digital signal is selected by the switching signal.
また、前記オーディオアンプ部、前記ＵＳＢアンプ部、前記アナログスイッチ部及び前記負電圧生成回路部は、１チップの半導体集積回路に集積されるようにしてもよい。 Further, the audio amplifier unit, the USB amplifier unit, the analog switch unit, and the negative voltage generation circuit unit may be integrated in a one-chip semiconductor integrated circuit.
また、前記オーディオアンプ部、前記ＵＳＢアンプ部、前記アナログスイッチ部、前記負電圧生成回路部及び前記切換スイッチ部は、１チップの半導体集積回路に集積されるようにしてもよい。 The audio amplifier unit, the USB amplifier unit, the analog switch unit, the negative voltage generation circuit unit, and the changeover switch unit may be integrated in a one-chip semiconductor integrated circuit.
本発明の信号切換回路によれば、メカニカルリレーを使用することなく、半導体回路だけでＵＳＢ端子からヘッドフォン用等のオーディオ信号を出力することができるようにしたことから、スペースを占有する大きな回路部品が不要となり、機器及び回路の小型化を図ることができ、コストの低減を図ることができる。
更に、前記オーディオアンプ部、前記ＵＳＢアンプ部、前記アナログスイッチ部及び前記負電圧生成回路部は、１チップの半導体集積回路に集積されるようにしたことから、より一層小型化とコストの低減を図ることができる。
According to the signal switching circuit of the present invention, an audio signal for headphones or the like can be output from a USB terminal by using only a semiconductor circuit without using a mechanical relay. Is not required, the size of the device and the circuit can be reduced, and the cost can be reduced.
Furthermore, the audio amplifier unit, the USB amplifier unit, the analog switch unit, and the negative voltage generation circuit unit are integrated in a one-chip semiconductor integrated circuit, thereby further reducing the size and cost. Can be planned.
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における信号切換回路の回路例を示した図である。
図１において、信号切換回路１は、Ｒオーディオアンプ１０、Ｌオーディオアンプ２０、ＵＳＢアンプ３０、負電圧生成回路４０、アナログスイッチ５０、インバータ回路６０、切換スイッチＳＷ１，ＳＷ２及びＵＳＢコネクタ７０で構成されている。なお、Ｒオーディオアンプ１０及びＬオーディオアンプ２０はオーディオアンプ部を、ＵＳＢアンプ３０はＵＳＢアンプ部を、アナログスイッチ５０はアナログスイッチ部を、負電圧生成回路４０は負電圧生成回路部を、切換スイッチＳＷ１及びＳＷ２は切換スイッチ部をそれぞれなす。
Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
First embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a circuit example of a signal switching circuit according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the
Ｒオーディオアンプ１０は、オーディオステレオ信号の右側信号ＡＲｉを増幅する増幅回路であり、入力されたオーディオ信号ＡＲｉを増幅してヘッドフォン駆動用のオーディオ信号ＡＲｏを生成し出力する。また、Ｒオーディオアンプ１０は制御入力端を備えており、該制御入力端には切換信号ｓｅｌｅｃｔが入力されている。Ｒオーディオアンプ１０は、切換信号ｓｅｌｅｃｔがハイレベルのときは作動し、切換信号ｓｅｌｅｃｔがローレベルになると動作を停止して消費電力がほぼ０になる。
The
同様に、Ｌオーディオアンプ２０は、オーディオステレオ信号の左側信号ＡＬｉを増幅する増幅回路であり、入力されたオーディオ信号ＡＬｉを増幅してヘッドフォン駆動用のオーディオ信号ＡＬｏを生成し出力する。また、Ｌオーディオアンプ２０も制御入力端を備えており、該制御入力端には切換信号ｓｅｌｅｃｔが入力されている。Ｌオーディオアンプ２０は、切換信号ｓｅｌｅｃｔがハイレベルのときは作動し、切換信号ｓｅｌｅｃｔがローレベルになると動作を停止して消費電力がほぼ０になる。
Similarly, the
ＵＳＢアンプ３０はデジタル信号を入出力するインターフェイス回路である。ＵＳＢアンプ３０は、図示しない機器の内部回路から出力されるデジタル信号Ｄｉｇｉｔａｌが入力されると、デジタル信号Ｄｉｇｉｔａｌ＋とＤｉｇｉｔａｌ−に変換して、ＵＳＢコネクタ７０の対応するデータ端子Ｄ＋とＤ−を介して外部に出力する。また、ＵＳＢアンプ３０は、ＵＳＢコネクタ７０のデータ端子Ｄ＋とＤ−から入力されたデジタル信号Ｄｉｇｉｔａｌ＋とＤｉｇｉｔａｌ−を、デジタル信号Ｄｉｇｉｔａｌとして機器内部の図示しない回路に出力する。
The
また、ＵＳＢアンプ３０も制御入力端を備えており、該制御入力端には切換信号ｓｅｌｅｃｔをインバータ回路６０で反転させた反転切換信号ｓｅｌｅｃｔＢが入力されている。更に、ＵＳＢアンプ３０のＵＳＢコネクタ７０側の出力はトライステート構成になっており、ＵＳＢアンプ３０の出力端の状態は反転切換信号ｓｅｌｅｃｔＢによって制御される。すなわち、反転切換信号ｓｅｌｅｃｔＢがローレベルである場合、ＵＳＢアンプ３０は、出力端がハイインピーダンス状態になって動作を停止し、消費電力がほぼ０になる。また、反転切換信号ｓｅｌｅｃｔＢがハイレベルである場合、ＵＳＢアンプ３０は、作動して、入力されるデジタル信号Ｄｉｇｉｔａｌの信号レベルに応じてハイ又はローレベルの信号を生成して出力する。
The
負電圧生成回路４０は、コンデンサによるチャージポンプを利用したＤＣ−ＤＣコンバータであり、Ｒオーディオアンプ１０及びＬオーディオアンプ２０から出力されるオーディオ信号ＡＲｏ及びＡＬｏにおけるピークツーピーク電圧の負側の最低電圧よりも小さい負電圧Ｖｓｓを生成して出力する。
負電圧生成回路４０から出力された負電圧Ｖｓｓは、Ｒオーディオアンプ１０とＬオーディオアンプ２０の各負側電源端子にそれぞれ供給され、更に、切換スイッチＳＷ１とＳＷ２の各端子Ａにそれぞれ供給されている。
また、負電圧生成回路４０も制御入力端を備えており、該制御入力端には切換信号ｓｅｌｅｃｔが入力されている。負電圧生成回路４０は、切換信号ｓｅｌｅｃｔがハイレベルのときは負電圧Ｖｓｓを出力し、切換信号ｓｅｌｅｃｔがローレベルのときは動作を停止して負電圧Ｖｓｓの供給を停止する。
The negative
The negative voltage Vss output from the negative
The negative
アナログスイッチ５０は、ＣＭＯＳ構成のトランスファゲートで構成された第１アナログスイッチ５１及び第２アナログスイッチ５２を備えている。第１アナログスイッチ５１の一端にはオーディオ信号ＡＲｏが入力され、第１アナログスイッチ５１の他端はＵＳＢコネクタ端子Ｄ＋に接続されている。第２アナログスイッチ５２の一端にはオーディオ信号ＡＬｏが入力され、第２アナログスイッチ５２の他端はＵＳＢコネクタ端子Ｄ−に接続されている。第１アナログスイッチ５１と第２アナログスイッチ５２の各反転制御端子には反転切換信号ｓｅｌｅｃｔＢがそれぞれ入力されており、第１アナログスイッチ５１と第２アナログスイッチ５２の各制御端子には、切換信号ｓｅｌｅｃｔがそれぞれ入力されている。
The
切換スイッチＳＷ１は制御端子を備えた切換スイッチであり、切換スイッチＳＷ１の共通端子ＣはＵＳＢアンプ３０の低電圧側の電源端子に接続されている。また、切換スイッチＳＷ１の端子Ｂは接地電圧ＧＮＤに接続され、切換スイッチＳＷ１の制御端子には切換信号ｓｅｌｅｃｔが入力されている。切換スイッチＳＷ１は、切換信号ｓｅｌｅｃｔがハイレベルのときは共通端子Ｃを端子Ａに接続し、切換信号ｓｅｌｅｃｔがローレベルになると共通端子Ｃを端子Ｂに接続する。
The changeover switch SW1 is a changeover switch having a control terminal, and the common terminal C of the changeover switch SW1 is connected to the power supply terminal on the low voltage side of the
切換スイッチＳＷ２も制御端子を備えた切換スイッチであり、切換スイッチＳＷ２の共通端子Ｃはアナログスイッチ５０の低電圧側の電源端子に接続されている。また、切換スイッチＳＷ２の端子Ｂは接地電圧ＧＮＤに接続され、切換スイッチＳＷ２の制御端子には切換信号ｓｅｌｅｃｔが入力されている。切換スイッチＳＷ２は、切換信号ｓｅｌｅｃｔがハイレベルのときは共通端子Ｃが端子Ａに接続し、切換信号ｓｅｌｅｃｔがローレベルになると共通端子Ｃを端子Ｂに接続する。
The changeover switch SW2 is also a changeover switch having a control terminal, and the common terminal C of the changeover switch SW2 is connected to the power supply terminal on the low voltage side of the
このような構成において、切換信号ｓｅｌｅｃｔがハイレベルである場合は、ＵＳＢコネクタ７０はオーディオ信号に接続される。切換信号ｓｅｌｅｃｔがハイレベルであるため、負電圧生成回路４０は負電圧Ｖｓｓを生成して出力する。Ｒオーディオアンプ１０及びＬオーディオアンプ２０もそれぞれ作動し、対応して入力されたオーディオ信号ＡＲｉ及びＡＬｉを増幅して、オーディオ出力信号ＡＲｏ及びＡＬｏを生成して出力する。Ｒオーディオアンプ１０とＬオーディオアンプ２０には正負両電源電圧Ｖｄｄ及びＶｓｓがそれぞれ入力されており、出力されるオーディオ出力信号ＡＲｏとＡＬｏの各ピークツーピークは正電圧から負電圧にまたがった電圧になっている。
In such a configuration, when the switching signal select is at a high level, the
切換スイッチＳＷ２の共通端子Ｃは端子Ａに接続されているため、第１アナログスイッチ５１及び第２アナログスイッチ５２の各低電圧側電源端子には負電圧Ｖｓｓがそれぞれ入力されている。また、第１アナログスイッチ５１と第２アナログスイッチ５２は共にオンしているため、オーディオ信号ＡＲｏがＵＳＢコネクタ７０のデータ端子Ｄ＋に出力され、オーディオ信号ＡＬｏがデータ端子Ｄ−に出力される。このとき、アナログスイッチ５０は、電源電圧範囲がオーディオ信号ＡＲｏとＡＬｏのピークツーピークの電圧範囲よりも広くなっているため、オーディオ信号ＡＲｏとＡＬｏをすべて通すことができる。また、切換スイッチＳＷ１の共通端子Ｃは端子Ａに接続されているため、ＵＳＢアンプ３０の低電圧側電源端子には負電圧Ｖｓｓが入力されている。更に、ＵＳＢアンプ３０の出力端はハイインピーダンス状態であり、しかも低電圧側の電源には負電圧Ｖｓｓが入力されているため、ＵＳＢコネクタ７０のデータ端子Ｄ＋とＤ−に負電圧が現れても、ＵＳＢアンプ３０へ電流が流れ込むことはない。
Since the common terminal C of the changeover switch SW2 is connected to the terminal A, the negative voltage Vss is input to the low-voltage power supply terminals of the
次に、切換信号ｓｅｌｅｃｔがローレベルである場合は、ＵＳＢコネクタ７０はデジタル信号に接続される。切換信号ｓｅｌｅｃｔがローレベルになると、ＵＳＢアンプ３０は動作を開始し、逆に、Ｒオーディオアンプ１０とＬオーディオアンプ２０はそれぞれ動作を停止し、負電圧生成回路４０も動作を停止して負電圧Ｖｓｓが出力されなくなる。また、第１アナログスイッチ５１と第２アナログスイッチ５２は共にオフ状態になり、更に、切換スイッチＳＷ１とＳＷ２の各共通端子Ｃはそれぞれ端子Ｂ側に接続され、アナログスイッチ５０とＵＳＢアンプ３０の低電圧側電源端子が接地電圧ＧＮＤに接続される。
Next, when the switching signal select is at a low level, the
すなわち、ＵＳＢアンプ３０から出力された各デジタル信号Ｄｉｇｉｔａｌ＋及びＤｉｇｉｔａｌ−が、ＵＳＢコネクタ７０のデータ端子Ｄ＋及びＤ−から対応して出力されるようになる。このとき、第１アナログスイッチ５１と第２アナログスイッチ５２はそれぞれオフしているため、デジタル信号Ｄｉｇｉｔａｌ＋及びＤｉｇｉｔａｌ−がＲオーディオアンプ１０とＬオーディオアンプ２０に流れ込むことはない。逆に、Ｒオーディオアンプ１０とＬオーディオアンプ２０の各出力信号が、デジタル信号Ｄｉｇｉｔａｌ＋及びＤｉｇｉｔａｌ−に影響を与えることもなくなる。
That is, the digital signals Digital + and Digital− output from the
また、ＵＳＢアンプ３０の低電圧側の電源には接地電圧ＧＮＤが入力されているため、ＵＳＢアンプ３０から出力されるデジタル信号Ｄｉｇｉｔａｌ＋とＤｉｇｉｔａｌ−の電圧が負電圧になることも防止することができる。
なお、本第１の実施の形態では、切り換え信号として専用の切換信号ｓｅｌｅｃｔを使用したが、図３の従来例で示したように、ＵＳＢコネクタのＶｂｕｓ電圧を反転した信号を切換信号ｓｅｌｅｃｔとして使用してもよい。
Further, since the ground voltage GND is input to the power source on the low voltage side of the
In the first embodiment, the dedicated switching signal select is used as the switching signal. However, as shown in the conventional example of FIG. 3, a signal obtained by inverting the Vbus voltage of the USB connector is used as the switching signal select. May be.
このように、本第１の実施の形態における信号切換回路は、半導体のアナログスイッチによって切換回路を実現したことから、これらすべての回路を１チップの半導体装置に搭載することができ、しかも、従来大きな実装面積を占めていたカップリングコンデンサが不要になったことから、カップリングコンデンサを接続するための接続パッドも不要になり、この結果、大幅な小型化とコストダウンを図ることができる。 Thus, since the signal switching circuit according to the first embodiment is realized by a semiconductor analog switch, all these circuits can be mounted on a one-chip semiconductor device. Since the coupling capacitor, which occupies a large mounting area, is no longer necessary, the connection pad for connecting the coupling capacitor is also unnecessary, and as a result, significant downsizing and cost reduction can be achieved.
１ 信号切換回路
１０ Ｒオーディオアンプ
２０ Ｌオーディオアンプ
３０ ＵＳＢアンプ
４０ 負電圧生成回路
５０ アナログスイッチ
５１ 第１アナログスイッチ
５２ 第２アナログスイッチ
６０ インバータ回路
７０ ＵＳＢコネクタ
ＳＷ１，ＳＷ２ 切換スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
外部から入力された外部オーディオ信号から前記オーディオ信号を生成して出力するオーディオアンプ部と、
外部から入力された外部デジタル信号から前記デジタル信号を生成して出力する、トライステート構成をなす出力回路を有するＵＳＢアンプ部と、
前記オーディオアンプ部の出力信号と、前記ＵＳＢコネクタの前記データ端子との間に設けられたアナログスイッチ部と、
前記オーディオ信号の負のピーク電圧よりも小さい電圧を生成して出力する負電圧生成回路部と、
を備え、
前記オーディオアンプ部は、低電圧側の電源として前記負電圧生成回路部からの負電圧が供給され、前記ＵＳＢアンプ部及び前記アナログスイッチ部は、低電圧側の電源として、前記切換信号に応じて前記負電圧生成回路部からの負電圧又は接地電圧のいずれかが供給され、前記切換信号によって前記オーディオ信号が選択されている場合は、前記アナログスイッチ部がオンすると共に前記ＵＳＢアンプ部が出力端をハイインピーダンス状態にして、前記アナログスイッチ部は、低電圧側の電源として前記負電圧生成回路部からの負電圧が入力され、前記切換信号によって前記デジタル信号が選択されている場合は、前記アナログスイッチ部がオフすると共に前記ＵＳＢアンプ部が作動し、前記ＵＳＢアンプ部は、低電圧側の電源として接地電圧が入力されることを特徴とする信号切換回路。 In a signal switching circuit that switches between a digital signal and an audio signal whose peak-to-peak voltage spans a positive voltage and a negative voltage according to a switching signal input from the outside, and outputs it to the data terminal of the USB connector.
An audio amplifier that generates and outputs the audio signal from an external audio signal input from the outside;
A USB amplifier unit having an output circuit having a tri-state configuration for generating and outputting the digital signal from an external digital signal input from the outside;
An analog switch unit provided between an output signal of the audio amplifier unit and the data terminal of the USB connector;
A negative voltage generation circuit unit that generates and outputs a voltage smaller than the negative peak voltage of the audio signal;
With
The audio amplifier unit is supplied with a negative voltage from the negative voltage generation circuit unit as a low voltage side power source, and the USB amplifier unit and the analog switch unit are configured as a low voltage side power source in accordance with the switching signal. When either the negative voltage or the ground voltage from the negative voltage generation circuit unit is supplied and the audio signal is selected by the switching signal, the analog switch unit is turned on and the USB amplifier unit is connected to the output terminal. In the high impedance state, the analog switch unit receives a negative voltage from the negative voltage generation circuit unit as a low voltage side power source, and the analog signal is selected when the digital signal is selected by the switching signal. When the switch unit is turned off, the USB amplifier unit is activated, and the USB amplifier unit is grounded as a power source on the low voltage side Signal switching circuit, characterized in that the pressure is input.
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