專(zhuān)利名稱(chēng)：偏移校正方法、偏移校正電路及電子音量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種偏移校正方法、一種偏移校正電路及一種電子音量裝置，適用于對(duì)電子音量裝置進(jìn)行偏移校正。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，存在一種電子音量裝置，其中將放大器電路等用作組成元件，并通過(guò)數(shù)字信號(hào)控制其增益。在此電子音量裝置的輸出中包含直流(DC)偏移的情況下，在放大器電路的增益變化時(shí)，輸出的DC電位發(fā)生變化，從而產(chǎn)生了噪聲。
同時(shí)，作為放大器電路之一的運(yùn)算(OP)放大器的偏移電壓根據(jù)溫度變化、基于使用年限的變化等而變化。由于這種原因，只在OP放大器的制造階段進(jìn)行偏移電壓的校正并不能校正依賴(lài)于溫度變化、基于使用年限的變化等而產(chǎn)生的偏移電壓。為了解決此問(wèn)題，提出了用于在OP放大器的制造階段及以后各階段校正偏移電壓的電路。
作為這種現(xiàn)有技術(shù)的偏移電壓校正電路，提出了一種通過(guò)測(cè)量OP放大器的偏移電壓、然后將偏移電壓與OP放大器的輸入信號(hào)相加作為校正值來(lái)執(zhí)行偏移電壓校正的電路(例如，參見(jiàn)JP-B-2888833)。
此外，作為現(xiàn)有技術(shù)的偏移電壓校正電路，提出了一種通過(guò)在OP放大器的輸入差分部分中添加與相應(yīng)負(fù)載晶體管串聯(lián)的MOS晶體管，然后將電容器連接在相應(yīng)MOS晶體管的柵極和漏極之間，然后，通過(guò)調(diào)整電容器的充電電壓以改變MOS晶體管的柵極電壓來(lái)執(zhí)行偏移電壓校正的電路。
通常，難以在OP放大器的芯片中設(shè)置具有大電容值的電容器。因此，在上述現(xiàn)有技術(shù)的偏移電壓校正電路中，由于在校正結(jié)束時(shí)，充到電容器中的電荷在短時(shí)間內(nèi)放電，必須按照預(yù)定的周期一直執(zhí)行校正。由于這種原因，在現(xiàn)有技術(shù)中，提出了一種通過(guò)使用比較元件(比較器)來(lái)校正OP放大器的偏移電壓的、不具有電容器的偏移電壓校正電路，所述比較元件將OP放大器的輸出電壓與預(yù)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較(例如，參見(jiàn)JP-A-11-88071)。
但是，在JP-B-2888833中所述的偏移電壓校正電路中，由于將校正值與OP放大器的輸入信號(hào)相加，存在使OP放大器的動(dòng)態(tài)范圍、失真因子、輸入/輸出阻抗等惡化的擔(dān)心。因此，當(dāng)使用JP-B-2888833中所述的偏移電壓校正電路來(lái)構(gòu)建電子音量裝置時(shí)，可能會(huì)惡化這種電子音量裝置的動(dòng)態(tài)范圍、失真因子、輸入/輸出阻抗等。
在JP-A-11-88071中所述的偏移電壓校正電路中，為了以較高的精度消除(抵消)OP放大器的偏移，用于檢測(cè)OP放大器的偏移值的比較器等需要高精度性能。不容易設(shè)計(jì)和制造這種高精度比較器，而且需要較高的生產(chǎn)成本。
當(dāng)在作為電子音量裝置的組成元件的OP放大器中包含偏移時(shí)，由于偏移值產(chǎn)生噪聲。此外，在具有放大功能的電子音量裝置中，響應(yīng)放大因子，對(duì)由于這種偏移值而產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行放電，然后輸出。結(jié)果，在現(xiàn)有技術(shù)中，在想要制造能夠以高精度消除OP放大器的偏移且不產(chǎn)生噪聲的電子音量裝置的情況下，將遇到難以設(shè)計(jì)和制造這種電子音量裝置，同時(shí)需要巨大的生產(chǎn)成本的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于克服上述問(wèn)題，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種偏移校正方法、一種偏移校正電路及一種電子音量裝置，能夠以高精度簡(jiǎn)單地減少放大器電路的偏移。
本發(fā)明的另一目的是提供一種偏移校正方法、一種偏移校正電路及一種電子音量裝置，能夠以高精度簡(jiǎn)單地減少放大器電路的偏移。
本發(fā)明的另一目的是提供一種偏移校正方法、一種偏移校正電路及一種電子音量裝置，能夠以高精度簡(jiǎn)單地減少在電子音量裝置中產(chǎn)生的、引起放大器電路的偏移的噪聲。
為了克服上述問(wèn)題，如下構(gòu)成本發(fā)明。
(1)一種偏移校正電路，包括放大單元，包括用于對(duì)放大單元的偏移進(jìn)行調(diào)整的偏移調(diào)整單元；以及偏移確定單元，輸出信號(hào)，以檢測(cè)和校正放大單元的偏移，偏移確定單元包括比較單元，將放大單元的輸出與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較；以及計(jì)數(shù)器，響應(yīng)比較單元的輸出，增加或減少計(jì)數(shù)值；其中，偏移調(diào)整單元根據(jù)計(jì)數(shù)值，對(duì)偏移進(jìn)行調(diào)整。
(2)根據(jù)(1)所述的偏移校正電路，其中偏移調(diào)整單元是構(gòu)成了放大單元的第一級(jí)放大部分的一部分的可變電阻器，以及可變電阻器是其電阻值由計(jì)數(shù)器的輸出控制的電阻器。
(3)根據(jù)(1)所述的偏移校正電路，其中偏移調(diào)整單元包括偏置變化部分，用于根據(jù)計(jì)數(shù)器的輸出，改變放大單元的偏置。
(4)根據(jù)(1)所述的偏移校正電路，其中偏移調(diào)整單元包括作為放大單元的第一級(jí)放大部分的一部分的可變電阻器部分。
(5)根據(jù)(1)所述的偏移校正電路，還包括上電檢測(cè)單元，檢測(cè)電源被接通，以輸出復(fù)位信號(hào)，使偏移確定單元開(kāi)始對(duì)偏移進(jìn)行校正。
(6)一種電子音量裝置，包括輸入部分，將輸入信號(hào)輸入其中；放大單元，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；輸出部分，輸出來(lái)自放大單元的輸出信號(hào)；偏移確定單元，包括比較單元，用于將從輸出部分輸出的輸出信號(hào)與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較；以及計(jì)數(shù)器，用于響應(yīng)比較單元的輸出，執(zhí)行遞增計(jì)數(shù)或遞減計(jì)數(shù)；偏移調(diào)整單元，根據(jù)計(jì)數(shù)器的輸出，對(duì)偏移進(jìn)行調(diào)整；以及可變電阻器，將從放大單元輸出的輸出信號(hào)負(fù)反饋到放大單元的輸入；其中放大單元和可變電阻器構(gòu)成了改變放大單元的增益的增益變化單元。
(7)根據(jù)(6)所述的電子音量裝置，其中偏移調(diào)整單元包括構(gòu)成了放大單元的第一級(jí)放大部分的一部分的可變電阻器，以及可變電阻器是其電阻值由計(jì)數(shù)器的輸出控制的電阻器。
(8)根據(jù)(6)所述的電子音量裝置，其中偏移調(diào)整單元包括偏置變化部分，用于根據(jù)計(jì)數(shù)器的輸出，改變放大單元的偏置。
(9)根據(jù)(6)所述的電子音量裝置，其中偏移調(diào)整單元包括作為放大單元的第一級(jí)放大部分的一部分的可變電阻器部分。
(10)根據(jù)(6)所述的電子音量裝置，還包括上電檢測(cè)單元，檢測(cè)電源被接通，以輸出復(fù)位信號(hào)，使偏移確定單元開(kāi)始對(duì)偏移進(jìn)行校正。
(11)一種偏移校正電路，用于對(duì)具有偏移調(diào)整電路的放大器的偏移進(jìn)行校正，所述偏移校正電路包括比較單元，將放大器的輸出與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較；以及計(jì)數(shù)器，響應(yīng)比較單元的輸出，增加或減少計(jì)數(shù)值，并根據(jù)計(jì)數(shù)值，向放大器輸出偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)，從而使偏移調(diào)整電路根據(jù)調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)，對(duì)偏移進(jìn)行調(diào)整。
(12)根據(jù)(11)所述的偏移校正電路，還包括增益控制單元，當(dāng)比較單元對(duì)放大器的輸出進(jìn)行比較時(shí)，增加放大器的增益。
(13)根據(jù)(11)所述的偏移校正電路，其中計(jì)數(shù)器數(shù)字地增加或減少計(jì)數(shù)值，并將計(jì)數(shù)值保持在其中。
(14)一種對(duì)放大器的偏移進(jìn)行校正的方法，所述方法包括以下步驟增加放大器的增益；將放大器的輸出與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較；響應(yīng)比較結(jié)果中的比較結(jié)果，增加或減少計(jì)數(shù)值；根據(jù)計(jì)數(shù)值，對(duì)放大器的偏移進(jìn)行調(diào)整；以及保持計(jì)數(shù)值。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子音量裝置的方框圖。
圖2是上述電子音量裝置中的OP放大器的第一級(jí)放大部分的電路圖。
圖3是示出了上述電子音量裝置的特定結(jié)構(gòu)示例的方框圖。
圖4是上述電子音量裝置中的OP放大器的相關(guān)電路圖。
圖5是示出了上述OP放大器的偏置變化部分的一部分的電路圖。
圖6是上述OP放大器的第一級(jí)放大器電路中的可變電阻器部分的電路圖。
圖7是示出了上述電子音量裝置中的偏移調(diào)整解碼器的電路圖。
圖8是示出了上述電子音量裝置的操作的流程圖。
圖9是示出了在上述電子音量裝置中的各個(gè)部分中的信號(hào)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子音量裝置的示意性結(jié)構(gòu)示例的方框圖。
(示意性結(jié)構(gòu)示例)圖1所示的電子音量裝置100以預(yù)定的增益放大輸入到輸入端(IN)中的輸入信號(hào)，然后，從輸出端(OUT)輸出此放大信號(hào)，作為輸出信號(hào)。此電子音量裝置100包括增益變化部分1，用于響應(yīng)從外部提供的信號(hào)，改變電阻值(阻抗)；以及偏移確定電路10，構(gòu)成了偏移校正電路，用于校正增益變化部分1的偏移。增益變化部分1包括用作放大器電路的OP放大器2和用于負(fù)反饋OP放大器2的輸出的可變電阻器3。
因此，可以通過(guò)根據(jù)外部信號(hào)改變可變電阻器3來(lái)控制包括OP放大器2和可變電阻器3的增益變化部分1的增益(放大因子)。然后，偏移確定電路10構(gòu)成對(duì)作為增益變化部分1的組成元件的OP放大器2的偏移進(jìn)行校正的偏移校正電路。
OP放大器2具有多級(jí)放大部分。圖2是示出了OP放大器2的第一級(jí)放大部分的電路圖。OP放大器2的第一級(jí)放大部分構(gòu)成差分放大器電路，并具有恒流源、晶體管Tr1、Tr2和可變電阻器R1、R2，作為組成元件。晶體管Tr1、Tr2的相應(yīng)電流輸入端與恒流源相連。晶體管Tr1的電流輸出端與可變電阻器R1的一端相連，同時(shí)晶體管Tr2的電流輸出端與可變電阻器R2的一端相連?？勺冸娮杵鱎1的另一端和可變電阻器R2的另一端分別接地。于是，晶體管Tr1的控制端構(gòu)成了OP放大器2的正側(cè)輸入端，而晶體管Tr2的控制端構(gòu)成了OP放大器2的負(fù)側(cè)輸入端。
偏移確定電路10按照這種方式改變OP放大器2中的可變電阻器R1或可變電阻器R2的值。因此，對(duì)OP放大器2的偏移進(jìn)行校正，并實(shí)質(zhì)上減小到零。
在這種結(jié)構(gòu)中，通過(guò)以下表達(dá)式可以給出在可變電阻器R1變化時(shí)、對(duì)OP放大器2的偏移電壓Voffset的影響程度。
Voffset＝Id1×(ΔR1/R1)/gm其中，Id1是流經(jīng)可變電阻器R1的電流，gm是晶體管Tr的互導(dǎo)，R1是可變電阻器R1的電阻值，而ΔR1是可變電阻器R1的電阻值的變化。
構(gòu)造偏移確定電路10，使其具有比較器11、計(jì)數(shù)器12和寄存器13。在這種情況下，當(dāng)比較器11自身的偏移較大時(shí)，偏移確定電路10的偏移校正精度惡化了。但是，在本實(shí)施例中，由于在確定偏移時(shí)，增加增益變化部分1的增益，通過(guò)使用普通的比較器或OP放大器，就能夠以令人滿意的高精度執(zhí)行偏移校正。出于這種原因，可以將OP放大器用作比較器11。現(xiàn)在，如果能夠在計(jì)數(shù)器12中保持計(jì)數(shù)值，則可以將計(jì)數(shù)器12的輸出直接輸出給增益變化部分1，從而可以省略寄存器13。
增益變化部分1的輸出端與比較器11的負(fù)側(cè)端子相連。比較器11的正側(cè)端子接地。在這種情況下，可以交替地連接比較器11的正側(cè)端子和負(fù)側(cè)端子，從而滿足計(jì)數(shù)器12和OP放大器2的偏移校正方法。
比較器11的輸出端與計(jì)數(shù)器12的輸入端相連。計(jì)數(shù)器12的輸出端與寄存器13的輸入端相連。寄存器13的輸出端與增益變化部分1的偏移控制端相連。根據(jù)提供給偏移控制端的寄存器13的數(shù)值來(lái)控制OP放大器2的偏移。輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)20與增益變化部分1的輸出相連或接地。
(示意性操作示例)在接通增益變化部分1的電源時(shí)，即，在接通OP放大器2的電源時(shí)，偏移確定電路10對(duì)增益變化部分1的偏移進(jìn)行校正。優(yōu)選的是，應(yīng)當(dāng)作為增益變化部分1(或包含增益變化部分1的設(shè)備)的初始化序列的一部分來(lái)執(zhí)行增益變化部分1的偏移校正。
然后，為了防止增益變化部分1的輸出產(chǎn)生異常情況，在接通電源時(shí)，以及在對(duì)偏移進(jìn)行校正時(shí)，由開(kāi)關(guān)20將輸出(OUT)與電子音量裝置分離，并接地(模擬基準(zhǔn)電位)。
在對(duì)偏移進(jìn)行校正時(shí)，由偏移確定電路10將增益變化部分1的放大因子設(shè)置得較大(例如，最大值)。通過(guò)在接通電源時(shí)，從偏移確定電路10輸出控制可變電阻器3的阻值(例如，將開(kāi)關(guān)與最靠近地的分接頭相連)的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)放大因子的設(shè)置。按照這種方式，通過(guò)將放大因子設(shè)置得較大，有利于偏移檢測(cè)。此時(shí)，優(yōu)選的是，OP放大器2的正側(cè)輸入端應(yīng)當(dāng)接地，以消除來(lái)自輸入(IN)的影響。此外，如果輸出(OUT)與可變電阻器3的接地端相連，可以減小外部的影響。
在這種情況下，偏移確定電路10接收增益變化部分1的輸出，然后確定(檢測(cè))增益變化部分1的偏移(OP放大器2的偏移)，然后，通過(guò)使用數(shù)字控制，根據(jù)所檢測(cè)到的結(jié)果，調(diào)整OP放大器2的第一級(jí)放大器部分的偏移。通過(guò)可變地控制圖2所示的可變電阻器R1、R2來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)OP放大器2的第一級(jí)放大器部分的偏移調(diào)整。根據(jù)上述表示對(duì)OP放大器2的偏移電壓Voffset的影響程度的表達(dá)式，執(zhí)行這種可變控制。
如下進(jìn)行偏移確定電路10中的偏移確定。例如，當(dāng)在正側(cè)產(chǎn)生偏移時(shí)，比較器11輸出與OP放大器2的輸出電壓與基準(zhǔn)值(地電位)之間的比較結(jié)果相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。然后，計(jì)數(shù)器12將計(jì)數(shù)值減少(或增加)與偏移的大小相對(duì)應(yīng)的值。然后，寄存器13接收并保持計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)值，并輸出減少(或增加)OP放大器2的可變電阻器R2(或可變電阻器R1)的阻值的信號(hào)。結(jié)果，可以實(shí)質(zhì)上消除OP放大器2的偏移。
相反，當(dāng)在負(fù)側(cè)產(chǎn)生偏移時(shí)，比較器11輸出與OP放大器2的輸出電壓與基準(zhǔn)值(地電位)之間的比較結(jié)果相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。然后，計(jì)數(shù)器12將計(jì)數(shù)值增加(或減少)與偏移的大小相對(duì)應(yīng)的值。然后，寄存器13接收并保持計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)值，并輸出減少(或增加)OP放大器2的可變電阻器R1(或可變電阻器R2)的阻值的信號(hào)。結(jié)果，可以實(shí)質(zhì)上消除OP放大器2的偏移。
按照這種方式，偏移確定電路10可以將作為增益變化部分1的偏移值的模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后，根據(jù)該數(shù)字信號(hào)，調(diào)整OP放大器2的可變電阻器R1、R2，以消除增益變化部分1的偏移。如果將此時(shí)獲得的偏移值保持在寄存器中，作為數(shù)字信號(hào)，隨后，電子音量裝置100可以在無(wú)偏移狀態(tài)下進(jìn)行操作。
根據(jù)本實(shí)施例，由于在執(zhí)行對(duì)增益變化部分1的偏移校正時(shí)，將增益變化部分1的增益(放大因子)設(shè)置得較大，也按照這個(gè)放大因子，放大偏移，然后，輸入到偏移確定電路10中。因此，根據(jù)本發(fā)明，在減少對(duì)比較器11的精度的影響的同時(shí)，能夠執(zhí)行對(duì)增益變化部分1的偏移校正，從而，可以通過(guò)使用普通的OP放大器等作為比較器11，以較高的精度執(zhí)行偏移校正。
根據(jù)本實(shí)施例，由于在接通增益變化部分1的電壓時(shí)，執(zhí)行偏移校正，可以響應(yīng)在接通電源時(shí)的電路條件、周?chē)鷾囟鹊?，以較高的精度消除這種放大器電路的偏移。根據(jù)本實(shí)施例，每次接通增益變化部分1的電源時(shí)，即，每當(dāng)進(jìn)行增益變化部分1的初始化序列時(shí)，可以消除增益變化部分1的偏移。結(jié)果，即使溫度變化、基于使用年限的變化等改變了構(gòu)成OP放大器2的元件的特性，仍然能夠以較高的精度簡(jiǎn)單地消除OP放大器2的偏移。
根據(jù)本實(shí)施例，不必向增益變化部分1或OP放大器2添加特定的輸入信號(hào)。因此，能夠以較高的精度消除增益變化部分1的偏移，而增益變化部分1的動(dòng)態(tài)范圍、失真因子、輸入/輸出阻抗等不會(huì)惡化。
結(jié)果，如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的電子音量裝置100可以提供其中由于可以精確地校正放大器電路(OP放大器2)的偏移，噪聲產(chǎn)生極其小的電子音量裝置。
(特定結(jié)構(gòu)示例)接下來(lái)，將參照?qǐng)D3到圖7，對(duì)上述電子音量裝置100的特定結(jié)構(gòu)示例進(jìn)行解釋。圖3是示出了電子音量裝置100的特定結(jié)構(gòu)示例的方框圖。電子音量裝置100包括增益變化部分1和偏移確定電路10，與圖1所示的電子音量裝置100相同。這里，在圖3中，假設(shè)以與圖1所示相同的符號(hào)表示的元件具有相同的功能。
增益變化部分1包括OP放大器2、用于負(fù)反饋OP放大器2的輸出的可變電阻器3、用于電壓驅(qū)動(dòng)OP放大器2的輸入信號(hào)的可變電阻器4、以及用于根據(jù)外部信號(hào)控制可變電阻器3、4的解碼器5。解碼器5通過(guò)接收從偏移確定電路10輸出的音量值信號(hào)(增益控制信號(hào))DEE，然后根據(jù)音量值信號(hào)DEE輸出信號(hào)SA、SB，來(lái)控制可變電阻器3、4的電阻值。通過(guò)根據(jù)從偏移確定電路10輸出的偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB，可變地控制組成元件的屬性(電阻值)，對(duì)OP放大器2進(jìn)行偏移校正。
偏移確定電路10包括比較器11、計(jì)數(shù)器12、上電復(fù)位電路15、振蕩電路16、分頻電路17和控制電路18。增益變化部分1的輸出端與比較器11的正側(cè)輸入端相連。比較器11的負(fù)側(cè)輸入端接地。
比較器11輸出偏移確定信號(hào)OFS。然后，比較器11的輸出端與計(jì)數(shù)器12的輸入端相連。計(jì)數(shù)器12的輸出端與增益變化部分1的輸入端相連。然后，計(jì)數(shù)器12向增益變化部分1輸出偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB。這里，省略了圖1所示的寄存器13。這是因?yàn)?，?duì)計(jì)數(shù)器12進(jìn)行控制以保持?jǐn)?shù)據(jù)(稍后進(jìn)行描述)。由從控制電路18輸出的設(shè)置信號(hào)SET設(shè)置計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)值(初始值等)。通過(guò)計(jì)算控制電路18的輸出信號(hào)/MASK與分配電路17的輸出信號(hào)160US之間的邏輯積來(lái)產(chǎn)生輸入到計(jì)數(shù)器12中的時(shí)鐘信號(hào)CKCNT。
將振蕩電路16的時(shí)鐘信號(hào)C20US(例如，周期為20μs)輸入到分頻電路17和控制電路18中。分頻電路17將輸入信號(hào)的頻率分為1/8，并輸出分頻后的信號(hào)。在接通電子音量裝置100的電源時(shí)，上電復(fù)位電路15向控制電路18輸出復(fù)位信號(hào)RSTN，從而，用作上電檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)電源被接通。
控制電路18控制電子音量裝置100的總體操作，并向增益變化部分1、比較器11和振蕩電路16輸出偏移抵消使能信號(hào)/ENBL?？刂齐娐?8輸出音量值信號(hào)DEE，以控制增益變化部分1的放大因子(增益)。將從比較器11等輸出的偏移確定信號(hào)OFS輸入到控制電路18中。
接下來(lái)，將參照?qǐng)D4到圖6，對(duì)構(gòu)成了增益變化部分1的組成元件的OP放大器2的特定結(jié)構(gòu)示例進(jìn)行解釋。圖4是示出了OP放大器2的結(jié)構(gòu)示例的相關(guān)電路圖。構(gòu)造OP放大器2，使其具有晶體管Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、Tr6、Tr7、偏置變化部分41、由可變電阻器R1、R2構(gòu)成的可變電阻器部分42、以及兩個(gè)恒流源。晶體管Tr1、Tr2、偏置變化部分41和可變電阻器R1、R2構(gòu)成了第一級(jí)放大器部分。晶體管Tr3、Tr4、Tr5、Tr6、Tr7構(gòu)成了第二級(jí)放大器部分。
圖5是示出了圖4中的偏置變化部分41的特定示例的電路圖。通過(guò)由晶體管Tr11、Tr12、Tr13、Tr14、Tr15和開(kāi)關(guān)S11、S12、S13、S14組成的正側(cè)電路和由晶體管Tr21、Tr22、Tr23、Tr24、Tr25和開(kāi)關(guān)S21、S22、S23、S24組成的負(fù)側(cè)電路構(gòu)成偏置變化部分41。將此正側(cè)電路設(shè)置在晶體管Tr1和可變電阻器R1之間。將負(fù)側(cè)電路設(shè)置在晶體管Tr2和可變電阻器R2之間。假設(shè)將每個(gè)晶體管的寬度和長(zhǎng)度分別設(shè)置為W和L，比例為W/L＝m，并將晶體管Tr12的比例m設(shè)置為1，晶體管Tr13具有2m，晶體管Tr14具有4m，而晶體管Tr15具有8m。即，晶體管Tr13等同于通過(guò)彼此并聯(lián)每一個(gè)均對(duì)應(yīng)于晶體管Tr12的兩個(gè)晶體管而構(gòu)成的晶體管。晶體管Tr14等同于通過(guò)彼此并聯(lián)每一個(gè)均對(duì)應(yīng)于晶體管Tr12的四個(gè)晶體管而構(gòu)成的晶體管。晶體管Tr15等同于通過(guò)彼此并聯(lián)每一個(gè)均對(duì)應(yīng)于晶體管Tr12的八個(gè)晶體管而構(gòu)成的晶體管。晶體管Tr12的比例m等于晶體管Tr22。
然后，分別彼此并聯(lián)Tr11、Tr12、Tr13、Tr14、Tr15的輸入/輸出端。分別彼此并聯(lián)Tr21、Tr22、Tr23、Tr24、Tr25的輸入/輸出端。開(kāi)關(guān)S11、S12、S13、S14是決定是否應(yīng)當(dāng)將預(yù)定電壓Vg1施加到晶體管Tr12、Tr13、Tr14、Tr15的相應(yīng)柵極上的開(kāi)關(guān)。
開(kāi)關(guān)S21、S22、S23、S24是決定是否應(yīng)當(dāng)將預(yù)定電壓Vg1施加到晶體管Tr22、Tr23、Tr24、Tr25的相應(yīng)柵極上的開(kāi)關(guān)。然后，通過(guò)從偏移確定電路10輸出的偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB來(lái)控制開(kāi)關(guān)S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24。按照以下方式控制每個(gè)開(kāi)關(guān)當(dāng)控制信號(hào)為“0”時(shí)，將每個(gè)晶體管的柵極與Vg1相連，而當(dāng)控制信號(hào)為“1”時(shí)，將每個(gè)晶體管的柵極與電源相連(晶體管截止)。
這里，增益變化部分1中的解碼器21(后面描述)將偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB轉(zhuǎn)換為分別控制開(kāi)關(guān)S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24的信號(hào)CB0·4、CB1·4、CB2·4、CB3·4、/(CB0)·/4、/(CB1)·/4、/(CB2)·/4、/(CB3)·/4。
以上，“/”符號(hào)表示該符號(hào)之后的信號(hào)的反信號(hào)，并表示邏輯符號(hào)中的“負(fù)邏輯”。例如，/(CB0)是信號(hào)CB0的反信號(hào)?！?(CB0)·/4”表示信號(hào)CB0的反信號(hào)和信號(hào)CB4的反信號(hào)的邏輯積。這些表示類(lèi)似地應(yīng)用于以下的描述。
圖6是示出了由OP放大器2中的可變電阻器R1、R2構(gòu)成的可變電阻器部分42的特定結(jié)構(gòu)示例的電路圖?？勺冸娮杵鞑糠?2包括電阻器R11、R12、R21、R22、開(kāi)關(guān)S31、S32、S33、S34、S35、S36和恒流源CC1、CC2、CC3、CC4。
以如下方式設(shè)置各個(gè)恒流源如果將恒流源CC1的電流定義為i，則恒流源CC2具有兩倍的電流2i，恒流源CC3具有三倍的電流3i，而恒流源CC4具有四倍的電流4i。
分別通過(guò)偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB來(lái)控制開(kāi)關(guān)S31、S32、S33、S34、S35、S36。例如，假設(shè)偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB包括5比特(從作為L(zhǎng)SB的第0比特到作為MSB的第4比特)數(shù)字信號(hào)。然后，假設(shè)通過(guò)偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB的第4比特來(lái)控制開(kāi)關(guān)S31、S32，通過(guò)偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB的第0比特來(lái)控制開(kāi)關(guān)S33，通過(guò)偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB的第1比特來(lái)控制開(kāi)關(guān)S34，通過(guò)偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB的第2比特來(lái)控制開(kāi)關(guān)S35，以及通過(guò)偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB的第3比特來(lái)控制開(kāi)關(guān)S36。
按照這種方式，分別以數(shù)字方式，通過(guò)偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB單獨(dú)控制構(gòu)成了OP放大器2中的第一級(jí)放大器電路的差分放大器電路的正側(cè)組成元件和負(fù)側(cè)組成元件。結(jié)果，可以通過(guò)偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB精確而簡(jiǎn)單地校正增益變化部分1中OP放大器2的偏移。
圖7是示出了作為增益變化部分1的組成元件并將偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB轉(zhuǎn)換為所需信號(hào)的解碼器21的結(jié)構(gòu)示例的電路圖。解碼器21包括反相器51、52、53、54、55和“與”電路61、62、63、64、65、66、67、68。于是，解碼器21將偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB轉(zhuǎn)換為分別控制開(kāi)關(guān)S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24的信號(hào)CB0·4、CB1·4、CB2·4、CB3·4、/(CB0)·/4、/(CB1)·/4、/(CB2)·/4、/(CB3)·/4，然后，輸出這些信號(hào)。
(特定操作示例)接下來(lái)，將參照?qǐng)D8和圖9，對(duì)上述電子音量裝置100的特定操作進(jìn)行解釋。圖8是示出了電子音量裝置100的特定操作示例的流程圖。圖9是示出了圖3所示的電子音量裝置100中的各個(gè)部分中的信號(hào)的時(shí)序圖。
首先，通過(guò)接通電子音量裝置100的電源來(lái)設(shè)置上電(步驟S1)。
然后，從上電復(fù)位電路15輸出復(fù)位信號(hào)RSTN。然后，控制電路18接收復(fù)位信號(hào)RSTN，然后輸出偏移抵消使能信號(hào)/ENBL(低電平)，以啟動(dòng)偏移抵消(校正)(步驟S2)。
可以根據(jù)外部請(qǐng)求(信號(hào)/CB)開(kāi)始執(zhí)行偏移抵消(校正)。
通過(guò)步驟S2中的偏移抵消使能信號(hào)/ENBL(低電平)的輸出啟動(dòng)偏移確定電路10。然后，當(dāng)接收到偏移抵消使能信號(hào)/ENBL(低電平)時(shí)，振蕩電路16振蕩，以輸出如周期為20μs的時(shí)鐘信號(hào)C20US。此時(shí)，將從控制電路18輸出的輸出信號(hào)/MASK設(shè)置為低電平。然后，控制電路18輸出音量值信號(hào)(增益控制信號(hào))DEE，從而增加增益變化部分1的增益(放大因子)(如，46dB)，并在將輸出信號(hào)/MASK設(shè)置為低電平期間(例如，160ms)，截止增益變化部分1的輸入(地電位)。
在增益變化部分1中的解碼器(音量寄存器)5中保持此音量值信號(hào)DEE。然后，解碼器5輸出音量值信號(hào)DEE，作為信號(hào)SA、SB，以控制可變電阻器3、4的阻值。因此，將圖3中可變電阻器3的分接頭設(shè)置到圖3中的左端，并將OP放大器2的正輸入端接地。使增益變化部分1處于可以精確地檢測(cè)OP放大器2的偏移的狀態(tài)(步驟S3)。
例如，假設(shè)在將可變電阻器3的分接頭設(shè)置到圖3中的左端，將其分接頭位于圖3中的最左側(cè)的可變電阻器3的電阻值設(shè)置為“1”，而將其分接頭位于圖3中的最右側(cè)的可變電阻器3的電阻值設(shè)置為“199”。根據(jù)此1∶199的電阻比例，由OP放大器2和可變電阻器3給出大約200(46dB)的增益。在設(shè)置此狀態(tài)時(shí)，將OP放大器2的偏移放大46dB，并輸出。
在步驟S3中的這種狀態(tài)下，由于仍未產(chǎn)生由計(jì)數(shù)器12接收到的時(shí)鐘信號(hào)CKCNT，計(jì)數(shù)器12并未啟動(dòng)計(jì)數(shù)操作。然后，控制電路18通過(guò)內(nèi)建掩模計(jì)數(shù)器(mask counter)(未示出)啟動(dòng)零交叉定時(shí)計(jì)數(shù)器。此掩模計(jì)數(shù)器具有控制增益變化部分1的適當(dāng)操作輸出和針對(duì)偏移校正的輸出之間的切換定時(shí)的功能。掩模計(jì)數(shù)器經(jīng)由分頻電路17將20μs周期的時(shí)鐘信號(hào)C20US計(jì)數(shù)8000次，測(cè)量160ms的時(shí)間間隔，并產(chǎn)生160ms的待機(jī)狀態(tài)(步驟S4)。
然后，當(dāng)步驟S4中的160ms過(guò)去時(shí)，輸出信號(hào)/MASK變?yōu)楦唠娖?。然后，?dāng)輸出信號(hào)/MASK變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，將時(shí)鐘信號(hào)CKCNT輸入計(jì)數(shù)器12，從而計(jì)數(shù)器12預(yù)備開(kāi)始計(jì)數(shù)操作，并檢測(cè)偏移確定信號(hào)(OFS)(步驟S5)。
這里，計(jì)數(shù)器12是5比特計(jì)時(shí)器，并將其初始值設(shè)置為10h(十六進(jìn)制中的“10”)。然后，計(jì)數(shù)器12通過(guò)響應(yīng)偏移確定信號(hào)OFS的狀態(tài)，執(zhí)行上/下計(jì)數(shù)操作，檢測(cè)增益變化部分1的偏移值。具體地，當(dāng)偏移確定信號(hào)OFS處于高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器12執(zhí)行上計(jì)數(shù)，而當(dāng)偏移確定信號(hào)OFS處于低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器12執(zhí)行下計(jì)數(shù)(步驟S6)。
然后，通過(guò)作為計(jì)數(shù)器12的偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB，逐步調(diào)整增益變化部分1中OP放大器2的偏移。在圖9所示的示例中，由于偏移確定信號(hào)OFS處于高電平，偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB增加為10h、11h、12h、…、1Bh，從而逐步減少偏移。因此，如下給出圖7所示的解碼器21的輸出信號(hào)CB0·4、CB1·4、CB2·4、CB3·4、/(CB0)·/4、/(CB1)·/4、/(CB2)·/4、/(CB3)·/4。
在將偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB設(shè)置為10h時(shí)，將所有輸出信號(hào)CB0·4、CB1·4、CB2·4、CB3·4、/(CB0)·/4、/(CB1)·/4、/(CB2)·/4、/(CB3)·/4設(shè)置為低電平。
在偏置變化部分41中(圖5)，所有開(kāi)關(guān)S11到S14、S21到S24與Vg1側(cè)相連，并且+側(cè)和-側(cè)具有相同的偏置值。在可變電阻器部分42中(圖6)，只接通開(kāi)關(guān)S31，而斷開(kāi)其他開(kāi)關(guān)，并且恒流源不與任何一側(cè)相連。
在將偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB設(shè)置為11h時(shí)(CALB4＝1，CALB3＝0，CALB2＝0，CALB1＝0，CALB0＝1)，只有一個(gè)輸出信號(hào)CB0·4變?yōu)楦唠娖剑渌敵鲂盘?hào)CB1·4、CB2·4、CB3·4、/(CB0)·/4、/(CB1)·/4、/(CB2)·/4、/(CB3)·/4仍保持在低電平。
在偏置變化部分41中(圖5)，只有開(kāi)關(guān)S11與電源側(cè)相連，并且晶體管Tr12截止，以增加+側(cè)偏置值。在可變電阻器部分42中(圖6)，接通開(kāi)關(guān)S31、S33，以增加+側(cè)電流(對(duì)應(yīng)于電阻的減少)，并降低偏移電壓。
在將偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB設(shè)置為12h時(shí)(CALB4＝1，CALB3＝0，CALB2＝0，CALB1＝1，CALB0＝0)，只有一個(gè)輸出信號(hào)CB1·4變?yōu)楦唠娖?，而其他輸出信?hào)CB0·4、CB2·4、CB3·4、/(CB0)·/4、/(CB1)·/4、/(CB2)·/4、/(CB3)·/4仍保持在低電平。
在偏置變化部分41中(圖5)，只有開(kāi)關(guān)S12與電源側(cè)相連，并且晶體管Tr13截止。在可變電阻器部分42中(圖6)，接通開(kāi)關(guān)S31、S32，以進(jìn)一步增加+側(cè)電流。比CALB＝11h的情況，進(jìn)一步降低了偏移電壓。
因此，逐步控制如圖5所示的開(kāi)關(guān)S11、S12等，并使晶體管Tr12、Tr13等進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。此外，逐步控制如圖6所示的開(kāi)關(guān)S31、S32等，以改變+側(cè)(或-側(cè))電流，從而逐步校正OP放大器2的偏移(步驟S7)。
然后，控制電路18監(jiān)控偏移確定信號(hào)OFS，以檢測(cè)偏移確定信號(hào)OFS從高電平被反轉(zhuǎn)為低電平(步驟S8)。
然后，控制電流18將偏移抵消使能信號(hào)/ENBL設(shè)置為高電平，并將輸出信號(hào)/MASK設(shè)置為低電平。從而，將偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)CALB保持在當(dāng)時(shí)的數(shù)值，借此，結(jié)束偏移抵消操作(步驟S9、S10)。
然后，復(fù)位控制電路18中掩模計(jì)數(shù)器中的零交叉定時(shí)計(jì)數(shù)器(步驟S11)。
如上所述，在接通電源時(shí)，通過(guò)復(fù)位信號(hào)RSTN啟動(dòng)偏移抵消操作。但也可以通過(guò)從外部提供的控制信號(hào)/CB啟動(dòng)與以上類(lèi)似的操作。必要時(shí)，當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)控制部分(CPU)執(zhí)行電子音量裝置100的偏移抵消操作時(shí)，采用此類(lèi)似操作。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電子音量裝置100可以精確地校正作為組成元件的放大器電路(OP放大器2)的偏移。結(jié)果，可以制造其中噪聲產(chǎn)生極其小的電子音量裝置。
利用以上的描述，參照附圖，詳細(xì)地描述了本發(fā)明的實(shí)施例。具體的結(jié)構(gòu)并不局限于這些實(shí)施例，在不偏離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，對(duì)設(shè)計(jì)的改變等都包含在本發(fā)明內(nèi)。
在上述實(shí)施例中，示出了其中設(shè)置偏置變化部分41和可變電阻器部分42，以調(diào)整偏移的示例。在這種情況下，考慮到構(gòu)成了電路的晶體管、偏移輸出值等，可以只采用偏置變化部分41和可變電阻器部分42中的任何一個(gè)。當(dāng)采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，可變范圍變小，但可以更大地簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。
偏移確定電路自身可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的偏移校正電路。即，如果針對(duì)其配置偏移確定電路，具有偏移調(diào)整電路的普通OP放大器可以是偏移校正的主體。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠以高精度簡(jiǎn)單地減少放大器電路的偏移的偏移校正電路和電子音量裝置。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠以高精度簡(jiǎn)單地減少電子音量裝置的偏移的偏移校正電路和電子音量裝置。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠以高精度簡(jiǎn)單地減少在電子音量裝置中產(chǎn)生的噪聲以引起放大器電路的偏移的電子音量裝置。
權(quán)利要求
1.一種偏移校正電路，包括放大單元，包括用于對(duì)放大單元的偏移進(jìn)行調(diào)整的偏移調(diào)整單元；以及偏移確定單元，輸出信號(hào)，以檢測(cè)和校正放大單元的偏移，偏移確定單元包括比較單元，將放大單元的輸出與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較；以及計(jì)數(shù)器，響應(yīng)比較單元的輸出，增加或減少計(jì)數(shù)值；其中，偏移調(diào)整單元根據(jù)計(jì)數(shù)值，對(duì)偏移進(jìn)行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏移校正電路，其特征在于偏移調(diào)整單元是構(gòu)成了放大單元的第一級(jí)放大部分的一部分的可變電阻器，以及可變電阻器是其電阻值由計(jì)數(shù)器的輸出控制的電阻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏移校正電路，其特征在于偏移調(diào)整單元包括偏置變化部分，用于根據(jù)計(jì)數(shù)器的輸出，改變放大單元的偏置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏移校正電路，其特征在于偏移調(diào)整單元包括作為放大單元的第一級(jí)放大部分的一部分的可變電阻器部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏移校正電路，其特征在于還包括上電檢測(cè)單元，檢測(cè)電源被接通，以輸出復(fù)位信號(hào)，使偏移確定單元開(kāi)始對(duì)偏移進(jìn)行校正。
6.一種電子音量裝置，包括輸入部分，將輸入信號(hào)輸入其中；放大單元，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；輸出部分，輸出來(lái)自放大單元的輸出信號(hào)；偏移確定單元，包括比較單元，用于將從輸出部分輸出的輸出信號(hào)與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較；以及計(jì)數(shù)器，用于響應(yīng)比較單元的輸出，執(zhí)行遞增計(jì)數(shù)或遞減計(jì)數(shù)；偏移調(diào)整單元，根據(jù)計(jì)數(shù)器的輸出，對(duì)偏移進(jìn)行調(diào)整；以及可變電阻器，將從放大單元輸出的輸出信號(hào)負(fù)反饋到放大單元的輸入；其中放大單元和可變電阻器構(gòu)成了改變放大單元的增益的增益變化單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子音量裝置，其特征在于偏移調(diào)整單元包括構(gòu)成了放大單元的第一級(jí)放大部分的一部分的可變電阻器，以及可變電阻器是其電阻值由計(jì)數(shù)器的輸出控制的電阻器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子音量裝置，其特征在于偏移調(diào)整單元包括偏置變化部分，用于根據(jù)計(jì)數(shù)器的輸出，改變放大單元的偏置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子音量裝置，其特征在于偏移調(diào)整單元包括作為放大單元的第一級(jí)放大部分的一部分的可變電阻器部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子音量裝置，其特征在于還包括上電檢測(cè)單元，檢測(cè)電源被接通，以輸出復(fù)位信號(hào)，使偏移確定單元開(kāi)始對(duì)偏移進(jìn)行校正。
11.一種偏移校正電路，用于對(duì)具有偏移調(diào)整電路的放大器的偏移進(jìn)行校正，所述偏移校正電路包括比較單元，將放大器的輸出與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較；以及計(jì)數(shù)器，響應(yīng)比較單元的輸出，增加或減少計(jì)數(shù)值，并根據(jù)計(jì)數(shù)值，向放大器輸出偏移調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)，從而使偏移調(diào)整電路根據(jù)調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)，對(duì)偏移進(jìn)行調(diào)整。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的偏移校正電路，其特征在于還包括增益控制單元，當(dāng)比較單元對(duì)放大器的輸出進(jìn)行比較時(shí)，增加放大器的增益。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的偏移校正電路，其特征在于計(jì)數(shù)器數(shù)字地增加或減少計(jì)數(shù)值，并將計(jì)數(shù)值保持在其中。
14.一種對(duì)放大器的偏移進(jìn)行校正的方法，所述方法包括以下步驟增加放大器的增益；將放大器的輸出與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較；響應(yīng)比較結(jié)果中的比較結(jié)果，增加或減少計(jì)數(shù)值；根據(jù)計(jì)數(shù)值，對(duì)放大器的偏移進(jìn)行調(diào)整；以及保持計(jì)數(shù)值。
全文摘要
一種偏移校正電路，包括放大單元，包括用于對(duì)放大單元的偏移進(jìn)行調(diào)整的偏移調(diào)整單元；以及偏移確定單元，輸出信號(hào)，以檢測(cè)和校正放大單元的偏移。偏移確定單元包括比較單元，將放大單元的輸出與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較；以及計(jì)數(shù)器，響應(yīng)比較單元的輸出，增加或減少計(jì)數(shù)值。偏移調(diào)整單元根據(jù)計(jì)數(shù)值，對(duì)偏移進(jìn)行調(diào)整。
文檔編號(hào)H03G3/02GK1578122SQ200410063680
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月14日
發(fā)明者岸井達(dá)也 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社