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可变电阻电路

阅读:434发布:2021-02-26

IPRDB可以提供可变电阻电路专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明的可变电阻电路,包括:电阻器,具有在输入端与规定电位端之间串联连接多个电阻,和包含其一端连接于所述输入端与所述电阻(单个)的连接点、各个所述电阻的连接点、或所述电阻(单个)与所述规定电位端的连接点上,另一端连接于输出端的多个开关的开关群,和对所述开关群提供控制信号的开关控制电路,所述开关群所含的相邻1组开关的通/断,通过对所述1组开关提供所述控制信号使一方以a/b(a、b是满足a<b的正数)的占空度,另一方以(b-a)/b的占空度,且为互补与周期性的通/断,来生成衰减的等级。,下面是可变电阻电路专利的具体信息内容。

1.一种可变电阻电路,其特征在于,包括:

电阻器,具有在输入端与规定电位端之间串联连接多个电阻,和包含其一 端连接于所述输入端与所述电阻(单个)的连接点、各个所述电阻的连接点、或 所述电阻(单个)与所述规定电位端的连接点上,另一端连接于输出端的多个开 关的开关群,和对所述开关群提供控制信号的开关控制电路,

所述开关群所含的相邻1组开关的通/断,通过对所述1组开关提供所述 控制信号使一方是a/b(a、b是满足a<b的正数)的占空度,另一方是(b-a)/b 的占空度,且为互补与周期性地,来生成衰减的等级。

2.如权利要求1所述的可变电阻电路,其特征在于,进一步具备

连接于所述输入端与所述电阻(单个)的连接点、各个所述电阻的连接点、 或所述电阻(单个)与所述规定电位端的连接点与所述开关群所含的各开关之 间的电阻,通过对所述开关群所含的相邻1组开关提供所述控制信号,使所述1组开 关同时导通,或使1方导通情况下另一方以a/b(a、b是满足a<b的正数)的占 空度通/断,来生成衰减等级。

3.如权利要求1所述的可变电阻电路,其特征在于,

使所述一方开关及/或所述另一方开关通/断的周期比声频的倒数来得小。

4.如权利要求3所述的可变电阻电路,其特征在于,

所述开关控制电路具有变换电路和解码器,前者至少被供给两个输入数据 并至少变换成3个输出数据,后者被供给所述输出数据、生成并输出所述开关 控制信号。

5.如权利要求4所述的可变电阻电路,其特征在于,

在所述输入端与所述第1电阻的一端的连接点与所述第1开关的所述一端 之间,所述一个电阻的另一端与所述规定电位端的连接点与所述第2开关的所 述一端之间的至少其中任何一处,连接电阻。

6.如权利要求3所述的可变电阻电路,其特征在于,

在所述输入端与所述第1电阻的一端的连接点与所述第1开关的所述一端 之间,所述一个电阻的另一端与所述规定电位端的连接点与所述第2开关的所 述一端之间的至少其中任何一处,连接电阻。

7.如权利要求1所述的可变电阻电路,其特征在于,

所述开关控制电路具有变换电路和解码器,前者至少被供给两个输入数据 并至少变换成3个输出数据,后者被供给所述输出数据、生成并输出所述开关 控制信号。

8.如权利要求1所述的可变电阻电路,其特征在于,

在所述输入端与所述第1电阻的一端的连接点与所述第1开关的所述一端 之间,所述一个电阻的另一端与所述规定电位端的连接点与所述第2开关的所 述一端之间的至少其中任何一处,连接电阻。

9.一种可变电阻电路,其特征在于,包括:

串联连接于输入端与规定电位端之间的第1、第2、…、第n-1(n为大于 3的整数)电阻,具有第1、第2、…、第n开关的电阻器,各开关的一端连接于所述输入 端子与所述第1电阻的一端的连接点、所述第1电阻的另一端与所述第2电阻 的一端的连接点、…、所述第n-2电阻的另一端与所述第n-1电阻的一端的 连接点、所述第n-1电阻的另一端与所述规定电位端的连接点上,各开关的 另一端全部连接于输出端上,和生成控制所述第1、第2、…、第n开关的通/断的开关控制信号、并供给 所述第1、第2、…、第n开关的开关控制电路,所述开关控制电路通过在各自相邻的所述第1开关与所述第2开关、所述 第2开关与所述第3开关、…、所述第n-1开关与所述第n开关的组合中的 一组上,使一方开关以a/b(a、b是满足a<b的正数)的占空度、另一方开关以 (b-a)/b占空度互补且周期性地通/断的所述开关控制信号供给所述第1、第 2、…、第n开关,得到将仅所述一方开关导通时的衰减量x与仅所述另一方 开关导通时的衰减量y内分成a∶(b-a)的衰减量,从而在利用使所述第1、 第2、…、第n-1的开关中任一个导通得到的n个衰减等级的基础上,生成 m(m为正整数)个追加衰减等级。

10.如权利要求9所述的可变电阻电路,其特征在于,

使所述这一方开关和/或所述另一方开关通/断的周期比声频的倒数来得 小。

11.如权利要求10所述的可变电阻电路,其特征在于,

所述开关控制电路具有变换电路和解码器,前者至少被供给n个输入数据 并至少变换成n+m个输出数据,后者被供给所述输出数据、生成并输出所述开 关控制信号。

12.如权利要求11所述的可变电阻电路,其特征在于,

在所述输入端与所述第1电阻的一端的连接点与所述第1开关的所述一端 之间、所述第1电阻的另一端与所述第2电阻的一端的连接点与所述第2开关 的所述一端之间、…、所述第n-2电阻的另一端与所述第n-1电阻的一端的 连接点与所述n-1开关的所述一端之间、所述第n-1电阻的另一端与所述规 定电位端的连接点与所述第n开关的所述一端之间的至少其中任何一处,连接 电阻。

13.如权利要求10所述的可变电阻电路,其特征在于,

在所述输入端与所述第1电阻的一端的连接点与所述第1开关的所述一端 之间、所述第1电阻的另一端与所述第2电阻的一端的连接点与所述第2开关 的所述一端之间、…、所述第n-2电阻的另一端与所述第n-1电阻的一端的 连接点与所述n-1开关的所述一端之间、所述第n-1电阻的另一端与所述规 定电位端的连接点与所述第n开关的所述一端之间的至少其中任何一处,连接 电阻。

14.如权利要求9所述的可变电阻电路,其特征在于,

所述开关控制电路具有变换电路和解码器,前者至少被供给n个输入数据 并至少变换成n+m个输出数据,后者被供给所述输出数据、生成并输出所述开 关控制信号。

15.如权利要求14所述的可变电阻电路,其特征在于,

在所述输入端与所述第1电阻的一端的连接点与所述第1开关的所述一端 之间、所述第1电阻的另一端与所述第2电阻的一端的连接点与所述第2开关 的所述一端之间、…、所述第n-2电阻的另一端与所述第n-1电阻的一端的 连接点与所述n-1开关的所述一端之间、所述第n-1电阻的另一端与所述规 定电位端的连接点与所述第n开关的所述一端之间的至少其中任何一处,连接 电阻。

16.如权利要求9所述的可变电阻电路,其特征在于,

在所述输入端与所述第1电阻的一端的连接点与所述第1开关的所述一端 之间、所述第1电阻的另一端与所述第2电阻的一端的连接点与所述第2开关 的所述一端之间、…、所述第n-2电阻的另一端与所述第n-1电阻的一端的 连接点与所述n-1开关的所述一端之间、所述第n-1电阻的另一端与所述规 定电位端的连接点与所述第n开关的所述一端之间的至少其中任何一处,连接 电阻。

17.一种可变电阻电路,其特征在于,包括:

串联连接于输入端与规定电位端之间的第1a、第2a、…、第(n-1)a电阻,一端连接于所述输入端与所述第1a电阻的一端的连接点的第1b电阻,一 端连接于所述第1a电阻的另一端与所述第2a电阻的一端的连接点的第2b电 阻,…,一端连接于第(K-1)(K是满足K<n-1的正数)a电阻的另一端与第Ka 电阻的一端的第Kb电阻,及第1、第2、…、第n开关的电阻器,所述开关各自的一端连接于所述 第1b电阻的另一端,所述第2b电阻的另一端,…,所述第Kb电阻的另一端, 第Ka电阻的另一端与(K+1)a的一端的连接点,…,所述(n-1)a电阻的另一 端与所述规定电位端的连接点上,所述开关的另一端全部连接到输出端,和生成控制所述第1、第2、…第n开关的通/断的开关控制信号并供给所述 第1、第2、…、第n开关的开关控制电路,所述开关控制电路在各自相邻的所述第1开关与所述第2开关、所述第2 开关与所述第3开关、…、所述第K-1开关与所述第K开关的组合中的一组 上,设仅使一方开关导通时的衰减量为x,仅使另一方开关导通时的衰减量为y 时,为得到x与y的中间衰减量,将所述开关控制信号供给所述第1、第2、…、 第n开关,使所述一方开关和所述另一方开关同时导通,或使所述一方开关导 通而使另一方开关以a/b的占空度周期性地通/断,或使所述一方开关以a/b 占空度周期性的通/断而使另一方开关导通,设仅使一方开关导通时的衰减量为x,仅使另一方开关导通时的衰减量为y 时,设定各电阻值使所述第1b、第2b、…、第Kb的电阻在所述一方开关和所 述另一方开关同时导通时,衰减量为(x+y)/2。

这样一来,通过使所述一方的开关导通,而使所述另一方开关以a/b占空 度周期性地通/断,生成将衰减量x与衰减量(x+y)/2内分为a∶(b-a)的衰减 量,通过使所述一方的开关以a/b占空度周期性地通/断,而使另一方开关导 通,生成将衰减量(x+y)/2与衰减量y内分为(b-a)∶a的衰减量。

18.如权利要求17所述的可变电阻电路,其特征在于,

使所述一方开关及/或所述另一方开关通/断的周期比声频的倒数来得小。

19.如权利要求18所述的可变电阻电路,其特征在于,

所述开关控制电路具有变换电路和解码器,前者至少被供给n个输入数据 并至少变换成n+m个输出数据,后者被供给所述输出数据、生成并输出所述开 关控制信号。

20.如权利要求17所述的可变电阻电路,其特征在于,

所述开关控制电路具有变换电路和解码器,前者至少被供给n个输入数据 并至少变换成n+m个输出数据,后者被供给所述输出数据、生成并输出所述开 关控制信号。

说明书全文

相关申请的交叉引用

本申请基于并根据35 USC 119要求2003年5月30日提交的日本专利申 请No.2003-155022的优先权,其全部内容通过引用结合于此。

发明领域

本发明涉及可变电阻电路,例如适合于音频放大器等中用的电路。

背景技术

图30示出将包含电阻器1101与解码器1100的上述可变电阻电路适用于 经IC化的音量系统中的构成例。在IC中由于不能做成大容量的电容器,故这 种放大器1001与可变电阻电路多为DC耦合。
将来自解码器1100的开关控制信号输入到电阻器1101,使开关通/断,设 定所要的衰减量。放大器1001的输出被输入至电阻器1101的输入端子IN,被 衰减到所要的衰减量,从输出端OUT的输出,输入到由缓冲器1004构成的电 压跟随器电路,并输出之。
这里,电阻器1101在其一方的输入端IN上输入放大器1001来的输入信 号,在另一方接地端REF上输入用电阻1006、1007、缓冲器1005生成的电压 VDD/2。
电路上,从放大器1001输出的信号以电压VDD/2为中心点振动,而电阻 器1101的接地端REF也接地在电压VDD/2上,故在电阻器1101的输入端IN 与接地端REF之间应该不发生DC电位。
然而,实际上,放大器1001与缓冲器1005各自具有偏移电压Vos1、Vos2。 因此,Vos1-Vos2构成的DC电位发生在电阻器1101的两端。这个值是统计量, 虽然存在离散,但最差的情况可能有几十mV。
因这种偏移电压,当用图30的音量系统从0dB衰减至-1dB时,有可能发 生几mV的卡搭声。
因偏移电压发生的卡搭声,在无声状态下也会发生,故即使几mV也经常 成为问题。
因此,也有在放大器1001与电阻器1101之间外接大容量的耦合电容器。 然而,这样的耦合电容器除增大成本外,还需要对IC增设多余的外部端子。 而且,电容器本身的占有体积也大,因此给音频装置的总体设计也带来障碍等, 问题多多。
为解决这些问题,考虑增加可变电阻电路中的衰减级数。但这样减小各电 阻的电阻值减小,产生提高精度的必要性,结果加大了占有面积。
此外,由于各电阻与配线的连接部分中的寄生电阻的不规则波动和非线性 失真产生的副作用大,通过增加电阻数目来增加衰减级数也是困难的。
作为揭示从来的可变电阻电路的文献有:
特开2002-26670号公报
特开2001-36361号公报
如上所述,以往在改变衰减量之际抑制发生的卡搭声是困难的。

发明内容

根据本发明的一个方面提供的可变电阻电路,包括电阻器,具有在输入端 与规定电位端之间串联连接多个电阻,和包含其一端连接于所述输入端与所述 电阻(单个)的连接点、各个所述电阻的连接点、或所述电阻(单个)与所述规定 电位端的连接点上,另一端连接于输出端的多个开关的开关群,和对所述开关 群提供控制信号的开关控制电路,所述开关群所含的相邻1组开关的通/断, 通过对所述1组开关提供所述控制信号生成衰减的等级使一方是a/b(a、b是 满足a<b的正数)的占空度,另一方是(b-a)/b的占空度,且为互补与周期性 的。
根据本发明的一个方面提供的可变电阻器,包括:具有串联连接于输入端 与规定电位端之间的第1、第2、…、第n-1电阻,及第1、第2、…、第n 开关的电阻器,各开关的一端连接于所述输入端子与所述第1电阻的一端的连 接点、所述第1电阻的另一端与所述第2电阻的一端的连接点、…、所述第n -2电阻的另一端与所述第n-1电阻的一端的连接点、所述第n-1电阻的另 一端与所述规定电位端的连接点上,各开关的另一端全部连接于输出端上,
和生成控制所述第1、第2、…、第n开关的通/断的开关控制信号、并供 给所述第1、第2、…、第n开关的开关控制电路,
所述开关控制电路通过在各自相邻的所述第1开关与所述第2开关、所述 第2开关与所述第3开关、…、所述第n-1开关与所述第n开关的组合中的 一组上,使一方开关以a/b的占空度、另一方开关以(b-a)/b占空度互补且周 期性地通/断的所述开关控制信号供给所述第1、第2、…、第n开关,得到将 仅所述一方开关导通时的衰减量x与仅所述另一方开关导通时的衰减量y内分 成a∶(b-a)的衰减量,从而在原有的n个衰减等级的基础上,生成m(m为正 整数)个追加衰减等级。
根据本发明的一个方面提供的可变电阻器,包括:具有串联连接于输入端 与规定电位端之间的第1a、第2a、…、第(n-1)a电阻,
一端连接于所述输入端与所述第1a电阻的一端的连接点的第1b电阻,一 端连接于所述第1a电阻的另一端与所述第2a电阻的一端的连接点的第2b电 阻,…,一端连接于第(K-1)a电阻的另一端与第Ka电阻的一端的第Kb电阻, 及
第1、第2、…、第n开关的电阻器,所述开关各自的一端连接于所述第 1b电阻的另一端,所述第2b电阻的另一端,…,所述第Kb电阻的另一端,第 Ka电阻的另一端与(K+1)a的一端的连接点,…,所述(n-1)a电阻的另一端与 所述规定电位端的连接点上,所述开关的另一端全部连接到输出端,
和生成控制所述第1、第2、…第n开关的通/断的开关控制信号并供给所 述第1、第2、…、第n开关的开关控制电路,
所述开关控制电路在各自相邻的所述第1开关与所述第2开关、所述第2 开关与所述第3开关、…、所述第K-1开关与所述第K开关的组合的一组中, 设仅使一方开关导通时的衰减量为x,仅使另一方开关导通时的衰减量为y时, 为得到x与y的中间衰减量,将所述开关控制信号供给所述第1、第2、…、 第n开关,使所述一方开关和所述另一方开关同时导通,或使所述一方开关导 通而使另一方开关以a/b的占空度周期性地通/断,或使所述一方开关以a/b 占空度周期性的通/断而使另一方开关导通,
设仅使一方开关导通时的衰减量为x,仅使另一方开关导通时的衰减量为y 时,设定各电阻值使所述第1b、第2b、…、第Kb的电阻在所述一方开关和另 一方开关同时导通时,衰减量为(x+y)/2。
这样一来,通过使所述一方的开关导通,而使所述另一方开关以a/b占空 度周期性地通/断,生成将衰减量x与衰减量(x+y)/2内分为a∶(b-a)的衰减 量,通过使所述一方的开关以a/b占空度周期性地通/断,而使所述另一方开 关导通,生成将衰减量(x+y)/2与衰减量y内分为(b-a)∶a的衰减量。

附图说明

图1示出本发明的第1、第2实施例的可变电阻电路的构成框图。
图2示出该可变电阻电路所含的电阻器的构成电路图。
图3示出该可变电阻电路所含的开关记号说明图。
图4示出该可变电阻电路所含的开关的具体构成电路图。
图5示出该可变电阻电路所含的解码器102的动作流程图。
图6示出该解码器102的输入输出信号的对应关系说明图。
图7示出该可变电阻电路所含的比较器103的构成框图。
图8示出该可变电阻电路所含的向上/向下计数器104的构成框图。
图9示出该可变电阻电路所含的解码器105的构成框图。
图10示出该可变电阻电路中为生成2段的衰减级用的开关控制信号的波 形的时序图。
图11示出该可变电阻电路中为生成3段的衰减级用的开关控制信号的波 形的时序图。
图12示出该可变电阻电路中为生成4段的衰减级用的开关控制信号的波 形的时序图。
图13示出输入到本发明的第1实施例的可变电阻电路的电阻器的开关控 制信号的波形的时序图。
图14示出输入到该可变电阻电路的电阻器的开关控制信号的波形的时序 图。
图15示出该可变电阻电路所含的解码器107的构成框图。
图16示出本发明的第2实施例的可变电阻电路所含的电阻器的构成电路 图。
图17示出输入到该可变电阻电路的电阻器的开关控制信号的波形时序图。
图18示出输入到该可变电阻电路的电阻器的开关控制信号的波形时序图。
图19示出该可变电阻电路所含解码器107的构成框图。
图20示出该可变电阻电路中Δ-Y变换演算用的说明图。
图21示出该可变电阻电路中Δ-Y变换演算用的说明图。
图22示出该可变电阻电路中输入端与接地端之间串联连接的多个电阻的 连接点电位用的电路图。
图23示出该可变电阻电路中输入端与接地端之间串联连接的多个电阻的 多个连接点上串联连接电阻的连接点电位用的电路图。
图24说明图23所示的连接点的电位用的电路图。
图25示出本发明的第2实施例的可变电阻电路中用的其他开关控制信号 波形的时序图。
图26示出该可变电阻电路中用的该开关控制信号波形的时序图。
图27示出该可变电阻电路中用的该开关控制信号波形的时序图。
图28作为本发明的另一实施例示出成为开关控制对象的电阻器的构成一 例的电路图。
图29作为本发明的又一实施例示出成为开关控制对象的电阻器的构成一 例的电路图。
图30示出用以往的可变电阻电路的音量系统的构成电路图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施例。
(1)第1实施例
图1示出本实施例的可变电阻电路的构成。该电路具备开关控制电路与电 阻器107,开关控制电路具有包含解杩器102、比较器103、向上/向下计数器 104的变换电路、解码器105及解码器106。
图2示出包含该可变电阻电路所含的电阻群和模拟开关群的电阻器的构成 例。
作为电阻群,具备串联连接于输入端IN与接地电压端REF之间的电阻R0 -R36。作为模拟开关群具备其一端连接于输入端IN,各电阻的各连接点(抽头) 或接地电压端REF中任一端、另一端连接输出端OUT的多个模拟开关S0-S37。
这里各模拟开关S0-S37,分别与图3所示的模拟开关S是等效的,具体 如图4所示,包括利用从控制端C输入的控制信号控制通/断的P沟道晶体管 PT101及N沟道晶体管NT101。
输入数据101是与电阻器107所含的开关数相同数量的信号,利用含有解 码器102、比较器103、向上/向下计数器104的变换电路变换为相当于比开关 数更多的衰减级数的信号。将该信号供给解码器105、106,生成以后述的占空 度使各开关通/断的开关控制信号,并提供给开关。
首先,输入数据101输入到解码器102,输出经解码后的信号。图5的流 程图示出解码器102中的处理内容。
解码器102中输入6位(A-F)的输入数据101,该输入数据101与开关S0 -S37的数目相对应,具有38级。
提供这样的输入数据101,变换成级数更多的61级的变换数据110并输出。 图6示出从这时的38个级数的输入数据101变换成61个级数的变换数据110 时的对应关系、和用来进行变换处理的条件以及处理的内容。这里,输入数据 101与开关S0-S37的数目相对应,至少必须有38级的数目,但如图6所示也 可以有大于39的级数。但即使有大于39个的信号,变换处理后就有与第38 个的输入信号相同的值(61)。
例如,输入数据101为“6(十进制)”时,满足条件“D≤6”,这时进行“× 4”的处理,得到“24”的变换数据110。
同样,输入数据101为“18”时,满足条件“37≥D≥12”,这时进行“+ 24”的处理,得到“42”的变换数据110。
该程序对应于图5的流程图所示的内容。
即,作为步骤S100,判断输入数据是否大于6,6以下时进行步骤S107, 以4乘输入数据D,作为变换数据110输出。输入数据D大于6时,进行步骤 S102。
在步骤S102,判断输入数据D是否大于12,12以下时,在步骤S103中以 2乘D并加12,作为变换数据110输出。输入数据D大于12时,进到步骤S104。
在步骤S104中,输入数据D是否大于37,37以下时在步骤S106中以24 加输入数据D,作为变换数据110输出。输入数据D大于37时,在步骤S105 将输入数据固定为61,作为变换数据110输出。
输出的变换数据110成为输向向上器103的输入信号B0-B5。该输入信号 B0-B5输入到比较器103,并输入向上/向下计数器104输出的信号A0-A5, 对两者进行比较。在到达A=B之前期间,A>B时从GT/端输出“0”,A<B时从 GT/端输出“1”。
这些输出被输入向上/向下计数器104,在到达A=B之前期间,没有停止 信号“0”输入到端子STOP/,继续计数。
A>B时,进行将A依次下降的向下计数的信号“0”输入到端子U/Di。A<B 时,进行将A依次上升的向上计数的信号“1”输入到端子U/Di。
然后,在与输入的信号B0-B5达到一致之前期间,将接近该信号每一衰 减级的信号A0-A5输出至解码器105。
比较器103的具体构成例如图7所示。应比较的信号A0与B0、A1与B1、…、 A5与B5分别输入到电路块201-215中的一个,其输出经电路块211-212处 理,其输出供给NAND电路NA201,生成表示一致/不一致的信号EQ/,或者供 给AND电路AN201、NOR电路NR201,生成表示是否A>B的信号GT/。
向上/向下计数器104具备例如图8所示的构成。时钟信号输入端子CK Udi, 信号EQ/输入端子STOP/,信号GT/输入端子U/Di,生成数据Q0-Q5,输出解 码器105。
向上/向下计数器104输出的信号Q0-Q5,作为信号A-F输入到第1级解 码器105解码,输出信号“000000”-“111101”。该信号输入至第2级解码 器106解码,生成开关控制信号S0-S37,输出至电阻器107。这样,以规定 的占空度控制电阻器107中的各开关S0-S37的通/断,实现所希望的衰减级 数。
图9示出解码器105的具体电路构成的一例。来自向上/向下计数器104 的输出信号Q0-Q5输入至端子A-F,解码结果输出“000000”-“111101”, 解码器106根据后述的实施例具有不同的构成。
以下,对于根据本实施例用与开关相同数目的输入信号实现更多衰减级数 的原理,用图10-图12进行说明。
图3的电路中,当对输入IN加DC电位,使相邻的两个开关互补地导通或 切断时,在输出OUT得到图10所示的电压V2或V1两种电平。
但是,如图11所示,当使相邻的两个开关互补地以占空度1/2通/断时, 可生成(V1+V2)/2的新电平,因此得到电压V2、(V1+V2)/2、V1三种电平。
进而,如图12所示,当设定占空度为3/4、1/2、1/4时,能得到(V1+3 ×V2)/4、(V1+V2)/2、(3×V1+V2)/4新的3个电平。这样一来,得到电压V2、 (V1+3×V2)/4、(V1+V2)/2、(3×V1+V2)/4、V1五种电平。
图13和图14示出本实施例中的开关元件S0-S37的通/断的时序图。
这里,作为生成开关控制信号时用的时钟,采用3种时钟时钟CK1、时钟 CK2、时钟CK3。各自的占空度,时钟CK1为1/2,时钟CK2为1/4,时钟CK3 为3/4。
本实施例中,例如为了生成0dB与-1dB之间的-0.5dB,则以占空度1/2 互补的(一方导通时另一方关断)且周期性地高速转换生成0dB的开关S0与生 成-1dB的开关S1。例如通过以大于20KHz的高速来转换,由于耳朵听得见 0.5dB的衰减量,故能抑制卡搭声。即是说,希望使两个开关S0与S1通/断的 周期,比可听频率的倒数更小。通过使用这样的周期,由于衰减量转换时的纹 波成分的频率超过可听的频带域,故能防止不舒服的拍音的发生。
用同样原理,以3/4占空度转换生成0dB的开关S0,与此交替地以1/4占 空度转换生成-1dB的开关S1,这样,能生成-0.25dB。
进而同样地,以1/4占空度转换生成0dB的开关S0,与此交替地以3/4占 空度转换生成-1dB的开关S1,这样,能生成-0.75dB。
这样,在邻接的生成-x(x为0-37的范围内的任意整数)dB的开关Sx与 生成-(x+1)dB的开关S(x+1),通过以a/b占空度控制-xdB侧的开关Sx通/ 断,以(b-a)/b占空度互补地且周期性地通/断控制-(x+1)dB侧的开关 S(x+1),则能得到将-xdB与-(x+1)dB的衰减量内分为a∶b的衰减量。
又,本实施例中取1/4占空度,但可通过对占空度取得更大(例如1/8、 1/16),使衰减等级的幅度更细是可能的。
但是,随着通/断的时间宽度变小,由于开关S0-S37的通/断速度的限制 而不能跟随开关动作,从而担心会带来问题,因此有必要考虑开关的响应特性 来设定占空度。
图15示出生成这种开关控制信号S0-S37的解码器106的具体构成的一 例。
如用图1说明过的,从第1级解码器105输出信号“000000”-“111101”, 该信号被输入到解码器106。解码器106具备图15所示的逻辑构成,生成具有 图13、图14所示波形的开关控制信号S0-S37,并输出之。
根据本实施例,通过控制开关S0-S37的通/断的占空度,最低限度地抑 制电路规模的增加,同时实现比开关数更多的衰减级数,使衰减步等级幅度长 更细,这样,由于能使衰减量的变化更加平滑,从而可减轻卡搭声。
这里,也可以对全部开关S0-S37的通/断控制占空度,使衰减等级幅度 缩小。但是如图13-图14所示那样,通过仅使用于衰减等级幅度相对大的部 分,可缩小生成开关控制信号的电路规模。
(2)第2实施例
对本发明的第2实施例的可变电阻电路说明如下
本实施例具备与第1实施例相同的如图1所示的构成,但解码器106及电 阻器107的电路构成不同。
图16示出本实施例的电阻器的构成。与第1实施例中的图2所示的电阻 器相比,不同之处在于本实施例的电阻器在开关S0-S37与输入端IN或各电 阻的连接点之间还串联连接电阻R40-R58。
例如,电阻R40连接在输入端IN与开关S0之间,电阻41连接在电阻R0 与R1的连接点与开关S1之间,电阻R42连接在电阻R1与R2的连接点与开关 S2之间,…,电阻R58连接在电阻R17与R18的连接点与开关S18之间。
图17和图18示出控制具有如此构成的电阻器的开关S0-S37的通/断的 开关控制信号S0-S37的时序图。
又,图19示出生成具有这种波形的开关控制信号S0-S37的第2级解码 器106的具体的电路构成的一例。
又,本实施例中与第1实施例不同,使用1种时钟CK。该时钟CK,占空 度为1/2。这样,本实施例与第1实施例相比,通过使电阻器再附加电阻R40 -R58,仅采用1种时钟CK同时实现相同的衰减级数。
例如,为生成衰减量0dB与-1dB之间的中间衰减量-0.5dB使生成0dB的 开关S0与生成-1dB的开关S1双方都导通。
这样一来,从开关S0至开关S1的电阻R40、R0、R41被串联连接,电阻 R40与R41的连接点连接到输出端OUT。因此通过适当决定电阻R40、R41的值, 就能够生成-0.5dB。
这里用图20~图24说明设定电阻值的方法。
考虑到如图20所示那样阻抗Za、Zb、Zc作Y连接时,如图21所示那样 阻抗Zab、Zbc、Zca作Δ连接时,两者之间下式(1)~(6)成立。
Za=Zab·Zca/(Zab+Zbc+Zca)           (1)
Zb=Zbc·Zab/(Zab+Zbc+Zca)           (2)
Zc=Zca·Zbc/(Zab+Zbc+Zca)           (3)
Zab=(Za·Zb+Zb·Zc+Zc·Za)/Zc       (4)
Zbc=(Za·Zb+Zb·Zc+Zc·Za)/Za       (5)
Zca=(Za·Zb+Zb·Zc+Zc·Za)/Zb       (6)
以该关系作为前提,考虑图22所示构成中相邻的两个衰减级。
在输入端IN与接地端REF之间,串联连接电阻αr、r、βr,求出电阻αr 与r的连接点SS1、电阻r与电阻βr的连接点SS2的衰减级。
首先,连接点SS1的电阻分压比RSS1为
RSS1=(r+βr)/(αr+r+βr)=(β+1)/(α+β+1)
    =(β+1)/τ                               (7)
式中τ=α+β+1。
连接点SS2的电阻分压比RSS2为
RSS2=βr/(αr+r+βr)=β/(α+β+1)
    =β/τ                                   (8)
这里,对图22所示的连接关系使用第2实施例的电阻器的构成时,得到 图23所示的构成。即,在电阻αr与电阻r的连接点SS1与电阻r与电阻βr的 连接点SS2之间,串联连接电阻αr、βr。
这里的电阻αr与电阻βr的连接点SS1.5的电阻分压比RSS1.5为
RSS1.5=(β+1/2)/(α+β+1)=(β+1/2)/τ       (9)
通过设定电阻ar、br的关系可生成连接点SS1的衰减级1与连接点SS2 的衰减级2的中间的衰减级1.5。
这里,当使用图20、图21所示的Δ-Y变换时,则对于图24所示的电阻 r1、r2、r3下式成立。
r1=ar·r/(ar+br+r)=ar/(a+b+1)               (10)
r2=br/(a+b+1)                                (11)
r3-abr/(a+b+1)                                (12)
由此,连接电阻r3的端子SS1.5的电阻分压比RSS1.5为
RSS1.5=(r2+βr)/(ar+r1+r2+βr)
      =[β+b/(a+b+1)]/[α+β+(a+b)/(a+b+1)]  (13)
从而为使下式成立
(β+1/2)/(α+β+1)
=[β+b/(a+b+1)]/[α+β+(a+b)/(a+b+1)]        (14)
通过设定电阻ar的电阻值a与电阻br的电阻值b,可将端子SS1.5的电 阻分压比为连接点SS1与连接点SS2的中间值。
由此得到下式
a-b=(β-α)/(α+β+1)=(β-α)/τ                  (15)
此外,图16所示的电阻R40-R58的电阻值是用上述方法计算得到的值。
图17、图18所示的开关控制信号,使用占空度1/2的单一的时钟CK,以 占空度1/2转换邻接的两个开关的通/断。例如,为生成-1/4dB,使生成0dB 的开关S0导通,使生成-1dB的开关S1以占空度1/2高速地通/断。同样,为 生成-1/2dB,使开关S0与S1同时导通。进而,为生成-3/4dB,使开关S0 以1/2占空度高速通/断,并使开关S1导通。
与此相反,图25、图26及图27所示的开关控制信号与第1实施例相同, 基于3种时钟CK1、CK2、CK3。时钟CK1为1/2占空度,CK2为1/4占空度, CK3为3/4占空度。
使用这样的时钟CK1-CK3也可实现所要的衰减级数。
例如,为生成-1/8dB,使生成0dB的开关S0导通,以占空度1/4高速转 换生成-1dB的开关S1。
同样,为生成-2/8dB,使生成0dB的开关S0导通,以占空度1/2转换开 关S1。
为生成-3/8dB,使生成0dB的开关S0导通,以占空度3/4转换生成-1dB 的开关S1。
同样,为生成-1/2dB,使生成0dB的开关S0与生成-1dB的开关S1都导 通。
根据本实施例,与上述第1实施例相同,通过抑制电路规模的增大,同时 生成比开关数目更多的衰减级,缩小衰减等级幅度,更平滑地改变衰减量,从 而可抑制卡搭声。
又,本实施例中的电阻器如图16所示,在输入端IN和电阻R0-R18的各 连接点与开关S0-S18之间连接电阻R40-R58。这样,不仅能增加衰减级数, 而且利用控制相邻开关通/断的开关控制信号的波形偏移,在双方的开关都导 通的情况下也能防止发生异常高的电压给动作带来故障。因此,不限于第2实 施例,对上述第1实施例也可以在相同的地方连接至少一个电阻。
又,在开关S0~S18的导通电阻相对于电阻R40-R58为不能忽略的值时, 也可以改成从电阻R40-R58的计算得的电阻值减去开关S0-S18的导通电阻 值作为电阻R40-R58的电阻值。例如,开关S0的导通电阻为r0时,从电阻 R40的计算值减去r0的值,作为电阻R40的电阻值。
又,与上述第1实施例同样地,也希望在第2实施例中使相邻的两个开关 互补地通/断时的周期小于声频的倒数。通过设定这样的周期,衰减量转换时 的纹波成分的频率超过声频带域,因此能防止不舒服拍音的发生。
上述的实施例都是例子,不限定本发明。
例如在图1所示的构成中,作为开关控制电路,具备解码器102、比较器 103、向上/向下器104、解码器105、解码器106及107。但不限于这种构成, 通过使用给出的输入数据,对电阻器107中的相邻的两个开关。使以规定的占 空度互补且周期性地导通,或者一起导通,或者一方导通另一方以规定的占空 度周期性地导通,只要实现仅一方导通时的两个衰减量的中间衰减量,带来比 电阻器107的开关数更多的衰减级数,也可以具备其他构成。
同样,可以任意设定电阻器中的电阻数目、开关数目,控制开关通/断的 开关控制信号的波形也不限于图13、图14、图17、图18。
例如,作为开关控制对象的电阻器,其最低限度的构成也可以如图28所 示那样,在输入端IN与接地电压端REF之间串联连接一个电阻R0,在输入端 IN与输出端OUT之间连接模拟开关S0,在接地电压端REF与输出端OUT之间 连接模拟开关S1。然后,如上述第1实施例那样通过控制模拟开关S0、S1通/ 断,就能得到仅导通模拟开关S0时的衰减量0dB与仅导通模拟开关S1时的衰 减量xdB之间的衰减级。
此外,如图29那样,也可以具有在电阻R0的一端与模拟开关S0的一端 之间的电阻R40,和在电阻R0的另一端与模拟开关S1的一端之间的电阻41, 或者具有这两个中的任一个。
根据上述实施例的可变电阻电路,对于电阻器中的相邻两个开关,当一方 导通另一方关断时生成衰减量a,当一方关断另一方导通时生成衰减量b的情 况下,通过以规定的占空度互补且周期性地导通,或者都导通,或者一方导通 另一方以规定的占空度周期性地导通,来实现衰减量a和b之间的衰减量,由 此,通过带来此开关的数目更多的衰减级数,从而能缩小衰减等级幅度、使衰 级量平滑地变化,并抑制电路规模拉大,同时还能抑制卡搭声的产生。
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