放大電路及輸入電路的製作方法
2023-06-01 10:14:31 2
專利名稱：放大電路及輸入電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及放大電路及輸入電路，特別是涉及增益可切換的放大電路及輸入電路。
背景技術：
在處理視頻信號的裝置中，對應於被連接的機器，所輸入的視頻信號的電平有可能不同。因此，需要輸入電路放大輸出輸入視頻信號，以使輸入的視頻信號成為對應於機器的電平。
圖4表示現有的輸入電路一例的結構框圖。
輸入電路1由電壓增益不同的第1放大電路11、第2放大電路12以及開關電路13、14構成。
從輸入端子Tin1把輸入電壓Vin1施加於第1放大電路11以及第2放大電路12。第1放大電路11以第1電壓增益Gv1將由輸入端子Tin1施加的輸入電壓Vin1放大，第1放大電路11的輸出經開關電路13由端子Tout1輸出。
第2放大電路12以第2電壓增益Gv2將由輸入端子Tin1施加的輸入電壓Vin1放大，第2放大電路12的輸出經開關電路14由端子Tout1輸出。
開關電路13根據增益切換信號CNTL1進行切換；開關電路14根據將增益切換信號CNTL1反轉過的信號/CNTL1進行切換。因此，開關電路13接通時，開關電路14斷開；開關電路14接通時，開關電路13斷開。
在開關電路13接通而開關電路14斷開時，從輸出端子Tout1輸出由第1放大電路11以電壓增益Gv1放大輸入電壓Vin1得到的輸出電壓Vout1；在開關電路13斷開而開關電路14接通時，從輸出端子Tout1輸出由第2放大電路12以電壓增益Gv2放大輸入電壓Vin1得到的輸出電壓Vout2。
在圖4所示的輸入電路1中，第1放大電路11和第2放大電路12雙方放大電路始終被驅動，耗電多。
圖5表示現有的放大電路另一個例子的結構框圖。該圖中，對與圖4相同結構的部分注以相同的符號，省略其說明。
圖5所示的輸入電路2把開關電路21設置在對第1放大電路11供給驅動電壓的電源電壓Vcc與第1放大電路11之間，取代開關電路13；把開關電路22設置在對第2放大電路12供給驅動電壓的電源電壓Vcc與第2放大電路12之間，取代開關電路14。
開關電路21根據增益切換信號CNTL2進行切換；開關電路22根據將增益切換信號CNTL2反轉過的信號/CNTL2進行切換。因此，開關電路21接通時，開關電路22斷開；開關電路22接通時，開關電路21斷開。
在開關電路21接通而開關電路22斷開時，第1放大電路11成為動作狀態，第2放大電路12的電路動作停止，以電壓增益Gv1放大從輸入端子Tin1供給的輸入電壓Vin1之後，作為輸出電壓Vout1，從輸出端子Tout1輸出。在開關電路21斷開而開關電路22接通時，第1放大電路11的電路動作成為停止狀態，第2放大電路12為動作狀態，從輸出端子Tout1輸出由第2放大電路12以電壓增益Gv2放大輸入電壓Vin1得到的輸出電壓Vout2。
在第1放大電路11和第2放大電路12與電源電壓Vcc之間如此設置開關電路21、22，而使任意一方的放大電路停止動作，能夠降低耗電量。
發明內容
可是，因為以往的放大電路必須設置依據增益設定連接電阻的多個差動放大電路，所以電路結構大，因此，在進行IC化等情況下，晶片面積就大。
此時，有必要使一個差動放大電路動作而停止其他差動放大電路動作的電源供給，使其他差動放大電路停止動作，控制繁雜。
鑑於上述問題，本發明的目的在於提供能夠以簡單的結構進行增益切換的放大電路。
本發明其特徵在於，按依據控制信號而不同的增益放大輸入信號的放大電路中，具備供給輸入信號並輸出放大了輸入信號的輸出信號的差動放大電路111、連接在差動放大電路111上設定增益的電阻R12、R11；R31、R32；R41、R42、R43和按照控制信號CNTL11；CNTL21；CNTL31切換電阻R12、R11；R31、R32；R41、R42、R43的連接來切換增益的切換增益增益切換電路112；311、312。
本發明特徵在於，增益切換電路112把一端與差動放大電路111連接的電阻R11的另一端切換為開路狀態或者被施加參考電位。
本發明特徵在於，將多個電阻R31、R32；R41、R42串聯或者並聯連接起來構成電阻R31、R32；R41、R42；增益切換電路112；311、312使多個電阻R31、R32；R41、R42的各個兩端短路或者開路。
上述的參照符號始終做為參考，因此，不限定權利要求範圍的記載。
按照本發明，由於根據控制信號切換連接在差動放大電路上的電阻的連接就能夠切換由差動放大電路和電阻構成的放大電路的增益，因此，設置一個差動放大電路就能夠進行增益的切換。這樣，用簡單的結構就能進行增益的切換，在IC化的情況下，能夠降低晶片面積
圖1是本發明第1實施例的電路結構圖；圖2是本發明第2實施例的電路結構圖；圖3是本發明第3實施例的電路結構圖；圖4是現有的輸入電路一個例子的結構框圖；圖5是現有的輸入電路其他例子的結構框圖。
具體實施例方式圖1是本發明的第1實施例的電路結構圖。
差動放大電路111對其非反轉輸入端子施加電壓Vin11，差動放大電路111的輸出端子與反轉輸入端子經電阻R12連接起來。另外，差動放大電路111的反轉輸入端子經電阻R11與增益切換電路112連接。差動放大電路111放大輸入電壓Vin11，輸出電壓Vout11。
電阻R11的一端連接在差動放大電路111的反轉輸入端子與電阻R12的一端的連接點上；電阻R12的一端連接在差動放大電路111的反轉輸入端子與電阻R12的一端的連接點上，另一端與差動放大電路111的另一端連接。
增益切換電路112由恆流源121、122、電晶體Q11～Q16和電阻R21～R24構成。在增益切換電路112中，從切換控制端子Tcnt供給切換控制信號CNTL11，從切換控制端子Tcnt供給的切換控制信號CNTL11經由電阻R21送到電晶體Q11的基極，同時經由電阻R22送到電晶體Q13的基極。
電晶體Q11由NPN電晶體構成，集電極-發射極連接在恆流源與接地端之間。在切換控制信號CNTL11為低電平時電晶體Q11截止，在切換控制信號CNTL11為高電平時導通。
電晶體Q12、Q16都由NPN電晶體構成，並構成電流鏡像電路。電晶體Q12的集電極、恆定電流源121與電晶體Q11的集電極的連接點和電晶體Q12的基極一起連接在電晶體Q16的基極上，其發射極經由電阻R23接地。電晶體Q16的基極連接在恆定電流源121、電晶體Q11的集電極、電晶體Q12的集電極和基極的連接點上，其集電極與電阻R11的一端連接，發射極經由電阻R24接地。
電晶體Q11截止時，由電晶體Q12、Q16構成的電流鏡像電路，時同時導通，電晶體Q11導通時同時截止。
電晶體Q13由NPN電晶體構成，其基極經由電阻R22連接在切換控制端子TCNT上，集電極與恆定電流源122和電晶體Q14的基極連接，發射極接地。在供給到切換控制端子Tcnt的切換控制信號CNTL11為高電平時，電晶體Q13導通，使電晶體Q14的基極電位降低；在高電平時截止，使電晶體Q14的基極電位上升。
電晶體Q14由NPN電晶體構成，其基極與恆定電流源122和電晶體Q13的集電極的連接點連接，發射極與電晶體Q15的基極連接，對集電極施加參考電壓Vref。電晶體Q14導通時，將電晶體Q15的基極電位作為參考電位Vref。
電晶體Q15由NPN電晶體構成，基極與電晶體Q14發射極連接，集電極被施加電源電壓Vcc，發射極連接在電阻R11的另一端與電晶體Q16的集電極的連接點上。電晶體Q14導通時，電晶體Q15導通，參考電壓Vref減去電晶體Q15的Vbe電壓得到的電壓被施加在電阻R11的另一端；電晶體Q14截止時，電晶體Q15截止，使電阻R11的另一端為開路狀態。
輸入信號CRTL11為高電平時，電晶體Q11、Q13導通。電晶體Q11導通使電晶體Q12、Q16截止；電晶體Q13導通使電晶體Q15截止。
電晶體Q15和電晶體Q16截止，就使連接電阻R11的另一端的連接點A成為高抗阻。由於連接點A成為高抗阻，放大電路100就只有電阻R12與差動放大電路111連接。因此，放大電路100的電壓增益Gv為Gv＝0。
然後，輸入信號CTRL11為低電平時，電晶體Q11、Q13截止。電晶體Q11截止，使電晶體Q12、Q16導通；電晶體Q13截止，使電晶體Q15導通。這樣，參考電壓Vref減去電晶體Q15的基極-發射極間的電壓Vbe得到的電壓就經由電晶體Q14、Q15被施加在連接點A上。這樣，使電阻R11的另一端為參考電壓Vref減去電晶體Q15的基極-發射極間電壓Vbe得到的電壓。
使電阻R11的另一端為參考電壓Vref減去電晶體Q15的基極-發射極間電壓Vbe得到的電壓，放大電路100就成為電阻11和電阻12雙方與差動放大電路111連接起來的電路結構。因此，放大電路100的電壓增益Gv為Gv＝20log((R11+R12)/R11)。
如上所述，由增益切換電路112將電阻R11另一端的連接切換為開路狀態或者施加參考電壓Vref減去電晶體Q15的基極-發射極間電壓Vbe得到的電壓的狀態，就能夠將電阻和差動放大電路111的非反轉輸入端子與電阻R12的連接點連接或者斷開。因此，可切換放大電路100的增益。
按照本實施例，根據切換控制信號CNT11把連接在差動放大電路111上的電阻切換為只連接電阻R12和連接電阻R11和R12雙方的兩種情況，就能夠把由差動放大電路111以及電阻R11、R12構成的放大電路的電壓增益Gv切換為0和{Gv＝20log((R11+R12)/R11)}兩種。因此，設置一個差動放大電路111就可以進行增益的切換，這樣，用簡單的結構就能切換電壓增益Gv。從而，在IC化時能夠減小晶片的面積。
按照本實施例，因為在任何增益下只驅動一個差動放大電路111就可以，所以不會增加耗電量。
圖2是本發明第2實施例的電路結構圖。該圖中，對與圖1相同結構的部分標註相同的符號，省略其說明。
本實施例的放大電路200用電阻R31與電阻R32的並聯電路構成電阻R11，用增益切換電路112把電阻R31另一端的連接切換為開路狀態或者施加參考電壓Vref的狀態。
增益切換電路112使電阻R31開路，就成為只有電阻R32連接在差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點上的狀態；增益切換電路112使電阻R31成為在其另一端施加參考電壓Vref的狀態，就成為電阻R31與電阻R32的並聯電路被連接在差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點上的狀態。
像以上所述的那樣，增益切換電路112把電阻R31的另一端的連接切換為開路狀態或者施加參考電壓Vref的狀態，就能夠切換差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點的電阻，從而可切換放大電路200的增益。
圖3是本發明第3實施例的電路結構圖。該圖中，對與圖1相同結構的部分標註相同的符號，省略其說明。
本實施例的放大電路300用電阻R41、R42、R43的串聯電路構成電阻R11，將第1增益切換電路311連接在電阻R42的兩端，將第2增益切換電路312連接在電阻R43的兩端。
第1增益切換電路311根據增益切換信號CNTL21使電阻R42的另一端短路或者開路。第2增益切換電路312根據增益切換信號CNTL31使電阻R43的另一端短路或者開路。
第1增益切換電路311使電阻R42的另一端為短路狀態，就成為電阻R41連接在差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點上的狀態；第1增益切換電路311使電阻R42的另一端為開路狀態，而第2增益切換電路312使電阻R43的另一端為短路狀態，就成為電阻R41和電阻R42連接在差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點上的狀態。
第1增益切換電路311使電阻R42的另一端為開路狀態，第2增益切換電路312使電阻R43的另一端為開路狀態，成為電阻R41～R43的串聯電路連接在差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點上的狀態。
像以上所述的那樣，第1增益切換電路311、第2增益使電路312使電阻R42、R43的另一端連接或者開路，就能夠切換與差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點連接的電阻，從而可以切換增益。
本實施例的放大電路300用電阻R41、R42、R43的串聯電路構成電阻R11，將第1增益切換電路311連接在電阻R42的兩端，將第2增益切換電路312連接在電阻R43的兩端。
第1增益切換電路311根據增益切換信號CNTL21使電阻R42的兩端為短路或者開路狀態；第2增益切換電路312根據增益切換信號CNTL31使電阻R43的兩端為短路或者開路狀態。
第1增益切換電路311、第2增益切換電路312使電阻R42、R43共同為短路狀態，就成為電阻R41連接在差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點上的狀態；第1增益切換電路311使電阻R42的兩端為開路狀態，而第2增益切換電路312使電阻R43的兩端為短路狀態，就成為電阻R41和電阻R42連接在差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點上的狀態。
另外，第1增益切換電路311使電阻R42的兩端為短路狀態，第2增益切換電路312使電阻R43的兩端為開路狀態，就成為電阻R41和電阻R43連接在差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點上的狀態；第1增益切換電路311使電阻R42的兩端為開路狀態，第2增益切換電路312使電阻R43的兩端為開路狀態，就成為電阻R41～R43的串聯電路連接在差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點上的狀態。
像如上所述的那樣，第1增益切換電路311、第2增益切換電路312使電阻R42、R43連接或者開路，就能夠切換與差動放大電路111的非反轉端子與電阻R12的連接點連接的電阻，從而可切換增益。
權利要求
1.一种放大電路，其特徵在於，在按依據控制信號而不同的增益放大輸入信號的放大電路中，具有差動放大電路，供給所述輸入信號，輸出放大後的輸入信號的輸出信號；連接在所述差動放大電路上設定所述增益的電阻；和增益切換電路，根據所述控制信號切換所述電阻的連接來切換所述增益。
2.根據權利要求1所述的放大電路，其特徵在於，所述增益切換電路切換一端與所述差動放大電路連接的電阻的另一端，使其為開路狀態或施加參考電壓。
3.根據權利要求1所述的放大電路，其特徵在於，多個電阻串聯或者並聯地連接構成所述電阻；所述增益切換電路使所述多個電阻的各自的兩端短路或者開路。
4.一種輸入電路，其特徵在於，在根據控制信號按對應於連接機器的增益放大輸入信號之後輸出的輸入電路中，具備差動放大電路，供給所述輸入信號，輸出放大後的所述輸入信號的輸出信號；連接在所述差動放大電路上設定所述增益的電阻；和增益切換電路，根據所述控制信號切換所述電阻的連接，將所述增益切換為對應於機器的增益。
5.據權利要求4所述的放大電路，其特徵在於，所述增益切換電路切換一端與所述差動放大電路連接的電阻的另一端，使其為開路狀態或施加參考電壓。
6.根據權利要求4所述的放大電路，其特徵在於，多個電阻串聯或者並聯地連接構成所述電阻；所述增益切換電路使所述多個電阻的各自的兩端短路或者開路。
全文摘要
本發明涉及可切換增益的放大電路及輸入電路，可用簡單的結構進行增益的切換。本發明的特徵在於在按依控制信號而不同的增益放大輸入信號的放大電路中，具有供給輸入信號而輸出放大後的輸入信號的差動放大電路(111)、連接在差動放大電路(111)上設定增益的電阻(R12、R11；R31、R32；R41、R42、R43)、根據控制信號(CNTL11、CNTL21、CNTL31)切換電阻(R11；R31、R32；R41、R42、R43)的連接來切換增益的增益切換電路(112；311、312)。
文檔編號H03G3/02GK1756073SQ20051005102
公開日2006年4月5日 申請日期2005年2月25日 優先權日2004年9月29日
發明者寺田明廣, 土橋永祥 申請人:三美電機株式會社