(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電圧源と、
電源に接続された第１の電圧制御型可変電流素子と、
上記第１の電圧制御型可変電流素子の電流出力とグランドとの間に接続された第１の抵抗と、
上記第１の電圧制御型可変電流素子の電流出力を上記基準電圧源の電圧値になるように電圧制御をする第１の電圧制御部と、
上記第１の電圧制御型可変電流素子の電圧制御入力に接続された電圧制御型ＵＰ側電流源と、
上記電圧制御型ＵＰ側電流源の出力とチャージポンプ出力との間に接続された第１のスイッチと、
グランドに接続された第２の電圧制御型可変電流素子と、
上記第２の電圧制御型可変電流素子の電流出力と電源との間に接続された第２の抵抗と、
上記第２の電圧制御型可変電流素子の電流出力を上記基準電圧源の電圧値になるように電圧制御をする第２の電圧制御部と、
上記第２の電圧制御型可変電流素子の電圧制御入力に接続された電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源と、
上記電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源の出力とチャージポンプ出力との間に接続された第２のスイッチとを備えたことを特徴とする、
チャージポンプ回路。
【請求項２】
請求項１に記載のチャージポンプ回路において、
可変電圧源と、
上記第１の電圧制御型可変電流素子の電流出力と上記可変電圧源との間に接続された第３の抵抗と、
上記第２の電圧制御型可変電流素子の電流出力と上記可変電圧源との間に接続された第４の抵抗とを備えたことを特徴とする、
チャージポンプ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャージポンプ回路に関し、特に、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの光ディスクから読み出されたアナログ信号を二値化する機能をもつデータスライサーに内蔵することにより、再生信号を高精度にスライスし二値化することを可能としたチャージポンプ回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来のチャージポンプ回路の構成を示すブロック図である。従来のチャージポンプ回路は、基準電流源１と、可変電圧源２と、可変電圧源２の値により線形的に電流を可変させることができる可変電流源３と、基準電流源１の出力をレベルシフトさせる第１のレベルシフト回路４と、可変電流源３の出力をレベルシフトさせる第２のレベルシフト回路５と、第１のレベルシフト回路４を経た基準電流源１の電流値と可変電流源３の電流値を加減算する第１の電流加減算器６と、基準電流源１の電流値と、第２のレベルシフト回路５を経た可変電流源３の電流値を加減算する第２の電流加減算器７と、第１の電流加減算器６の出力電流をカレントミラー受けする電圧制御型ＵＰ側電流源８と、第２の電流加減算器７の出力電流をカレントミラー受けする電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源９と、スイッチ１０及び１１とから構成されている。
【０００３】
図３に示した従来のチャージポンプ回路では、基準電流源１の電流値情報出力が第２の電流加減算器７の入力に接続され、第２の電流加減算器７の電流値情報出力が電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源９の入力に接続され、第１の電流加減算器６の入力には第１のレベルシフト回路４を介して基準電流源１の電流値情報出力が接続され、第１の電流加減算器６の電流値情報出力が電圧制御型ＵＰ電流源８の入力に接続され、電圧制御型ＵＰ側電流源８の電流出力がスイッチ１０を介してチャージポンプ出力と接続され、電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源９の電流出力がスイッチ１１を介してチャージポンプ出力と接続されている。また、可変電圧源２が可変電流源３の入力に接続され、可変電流源３の電流値情報出力が第１の電流加減算器６の電流加減算入力と接続され、可変電流源３の電流値情報出力が第２のレベルシフト回路５を介して第２の電流加減算器７の電流加減算入力に接続されている。
【０００４】
以上のように構成された従来のチャージポンプ回路について、以下、その動作を説明する。
可変電圧源２の値を可変電流源３において電流が０Ａになるように通常は設定する。その時の可変電圧源２の値をＶ０とする。また、基準電流源１で生成された電流出力をＩ０とする。次に、第２の電流加減算器７において、基準電流源１で生成された電流出力と第２のレベルシフト回路５を介した可変電流源３からの電流出力とを加減算して電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源９に電流ミラー出力をする。ここで、第１のレベルシフト回路４は基準電流源１からの電流出力をＵＰ側電流へ電流ミラーするためレベル変換を行う働きをする。また、第１の電流加減算器６において、可変電流源３からの電流出力と、第１のレベルシフト回路４を介した基準電流源１で生成された電流出力とを加減算して、電圧制御型ＵＰ側電流源８に電流ミラー出力をする。ここで、第２のレベルシフト回路５は、可変電圧源２からの電流出力をＤＯＷＮ側電流へ電流ミラーするためレベル変換を行う働きをする。チャージポンプ出力へは、スイッチ１０をＯＮ、スイッチ１１をＯＦＦと制御することにより、ＵＰ電流Ｉ０が、スイッチ１０をＯＦＦ、スイッチ１１をＯＮと制御することにより、ＤＯＷＮ電流Ｉ０が出力される。
【０００５】
次に、図４を用いて可変電圧源２の特性について説明する。通常は、可変電圧源２の値がＶ０の時、ＵＰ電流とＤＯＷＮ電流の値がＩ０となる。可変電圧源２の値がＶ０＋ΔＶの時、可変電流源３にΔＩの電流が発生する。第１の電流加減算器６では、第１のレベルシフト回路４を介した基準電流源１で生成された電流出力Ｉ０と加算され、電圧制御型ＵＰ側電流源８から出力されるＵＰ電流の値は、Ｉ０＋ΔＩとなる。また、第２の電流加減算器７では、基準電流源１で生成された電流出力Ｉ０から、レベルシフト回路５を介した可変電流源３の電流出力ΔＩが減算され、電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源９から出力されるＤＯＷＮ電流の値は、Ｉ０―ΔＩとなる。同様に、可変電圧源２の値がＶ０―ΔＶの時、電圧制御型ＵＰ側電流源８から出力されるＵＰ電流の値は、Ｉ０―ΔＩ、電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源９から出力されるＤＯＷＮ電流の値は、Ｉ０＋ΔＩとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチャージポンプ回路では、基準電流源１から第１の電流加減算器６に電流ミラーする際、第１のレベルシフト回路４を介し、また可変電流源３から第２の電流加減算器７に電流ミラーする際、第２のレベルシフト回路を介する構成であるため、電圧制御型ＵＰ側電流源８と電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源９の値がアンバランスになり、スムーズにチャージポンプ出力できないという問題がある。また、２つのレベルシフト回路を搭載しているため、チャージポンプ回路自身の回路規模が大型化するという問題もある。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基準電流源を２個搭載することにより、ＵＰ側電流とＤＯＷＮ側電流のアンバランスをなくした高精度なチャージポンプ出力をし、かつ一方で回路規模の小型化を可能にしたチャージポンプ回路を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のチャージポンプ回路は、基準電圧源と、電源に接続された第１の電圧制御型可変電流素子と、上記第１の電圧制御型可変電流素子の電流出力とグランドとの間に接続された第１の抵抗と、上記第１の電圧制御型可変電流素子の電流出力を上記基準電圧源の電圧値になるように電圧制御をする第１の電圧制御部と、上記第１の電圧制御型可変電流素子の電圧制御入力に接続された電圧制御型ＵＰ側電流源と、上記電圧制御型ＵＰ側電流源の出力とチャージポンプ出力との間に接続された第１のスイッチと、グランドに接続された第２の電圧制御型可変電流素子と、上記第２の電圧制御型可変電流素子の電流出力と電源との間に接続された第２の抵抗と、上記第２の電圧制御型可変電流素子の電流出力を上記基準電圧源の電圧値になるように電圧制御をする第２の電圧制御部と、上記第２の電圧制御型可変電流素子の電圧制御入力に接続された電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源と、上記電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源の出力とチャージポンプ出力との間に接続された第２のスイッチとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載のチャージポンプ回路は、  請求項１に記載のチャージポンプ回路において、可変電圧源と、上記第１の電圧制御型可変電流素子の電流出力と上記可変電圧源との間に接続された第３の抵抗と、上記第２の電圧制御型可変電流素子の電流出力と上記可変電圧源との間に接続された第４の抵抗とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態１におけるチャージポンプ回路の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態１におけるチャージポンプ回路は、基準電圧源１００と、ＵＰ電流用の抵抗１０１と、ＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２と、第１の電圧制御型可変電流素子１０３と、第２の電圧制御型可変電流素子１０４と、第１の電圧制御型可変電流素子１０３の電流出力を基準電圧源１００になるように制御する第１の電圧制御部１０５と、第２の電圧制御型可変電流素子１０４の電流出力を基準電圧源１００になるように制御する第２の電圧制御部１０６と、電圧制御型ＵＰ側電流源１０７と、電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源１０８と、第１及び第２のスイッチ１０９及び１１０とから構成されている。
【００１１】
本発明の実施の形態１におけるチャージポンプ回路では、第１の電圧制御部１０５の入力に基準電圧源１００が接続され、第１の電圧制御部１０５の電流出力にＵＰ電流用の抵抗１０１が接続され、第１の電圧制御部１０５の電圧出力が第１の電圧制御型可変電流素子１０３と電圧制御型ＵＰ側電流源１０７に接続され、また同様に、第２の電圧制御部１０６の入力に基準電圧源１００が接続され、第２の電圧制御部１０６の電流出力にＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２が接続され、第２の電圧制御部１０６の電圧出力が第２の電圧制御型可変電流素子１０４と電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源１０８に接続され、電圧制御型ＵＰ電流源１０７の電流出力が第１のスイッチ１０９を介してチャージポンプ出力と接続され、電圧制御型ＤＯＷＮ電流源１０８の電流出力が第２のスイッチ１１０を介してチャージポンプ出力と接続されている。また、ＵＰ電流用の抵抗１０１のＢ端子はグランドに、ＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２のＢ端子は電源に接続されている。
【００１２】
以上のように構成された本発明の実施の形態１におけるチャージポンプ回路について、以下、その動作を説明する。
第１の電圧制御部１０５には基準電圧源１００が与えられているが、第１の電圧制御部１０５は第１の基準抵抗１０１の端子Ａに同じ電圧値が与えられるように第１の電圧制御型可変電流素子１０３の入力を制御する。電圧制御型ＵＰ側電流源１０７には、第１の電圧制御型可変電流素子１０３の入力と同じ入力制御がかかるため、第１の基準抵抗１０１に流れる電流を精確に電流ミラーすることができる。つまり、ＵＰ電流用の抵抗１０１の抵抗値をＲ１、基準電圧源１００の電圧値をＶとすれば、ＵＰ電流用の抵抗１０１には、Ｖ／Ｒ１の電流が流れ、電流ミラーされることにより電圧制御型ＵＰ側電流源１０７にもＶ／Ｒ１の電流が流れる。また、第２の電圧制御部１０６には基準電圧源１００が与えられているが、第２の電圧制御部１０６はＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２の端子Ａに同じ電圧値が与えられるように第２の電圧制御型可変電流素子１０４の入力を制御する。電圧制御型ＤＯＷＮ電流源１０８には、第２の電圧制御型可変電流素子１０４の入力と同じ入力制御がかかるため、ＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２に流れる電流を精確に電流ミラーすることができる。つまり、電源電圧をＶｄｄ、ＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２の抵抗値をＲ２、基準電圧源１００の電圧値をＶとすれば、ＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２には、（Ｖｄｄ−Ｖ）／Ｒ２の電流が流れ、電流ミラーされることにより電圧制御型ＤＯＷＮ電流源１０８にも（Ｖｄｄ−Ｖ）／Ｒ２の電流が流れる。チャージポンプ出力へは、第１のスイッチ１０９をＯＮ、第２のスイッチ１１０をＯＦＦと制御することにより、ＵＰ電流が、第１のスイッチ１０９をＯＦＦ、第２のスイッチ１１０をＯＮと制御することにより、ＤＯＷＮ電流０がそれぞれ出力される。
【００１３】
また、Ｒ１＝Ｒ２＊Ｖ／（Ｖｄｄ−Ｖ）となる関係を保つことにより、電圧制御型ＵＰ側電流源１０７と電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源１０８の電流アンバランスをなくすことが可能である。
【００１４】
このように、本発明の実施の形態１におけるチャージポンプ回路によれば、第１の電圧制御部１０５の入力に基準電圧源１００が接続され、第１の電圧制御部１０５の電流出力にＵＰ電流用の抵抗１０１が接続され、第１の電圧制御部１０５の電圧出力が第１の電圧制御型可変電流素子１０３と電圧制御型ＵＰ側電流源１０７に接続され、また同様に、第２の電圧制御部１０６の入力に基準電圧源１００が接続され、第２の電圧制御部１０６の電流出力にＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２が接続され、第２の電圧制御部１０６の電圧出力が第２の電圧制御型可変電流素子１０４と電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源１０８に接続され、電圧制御型ＵＰ電流源１０７の電流出力が第１のスイッチ１０９を介してチャージポンプ出力と接続され、電圧制御型ＤＯＷＮ電流源１０８の電流出力が第２のスイッチ１１０を介してチャージポンプ出力と接続されるようにしたので、電圧制御型ＵＰ側電流源８と電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源９の値のアンバランスをなくし、スムーズにチャージポンプ出力できる高精度なチャージポンプ回路を実現することができる。また、従来まで用いられていたレベルシフト回路が存在していないため、回路規模を小型化することも可能になる。
【００１５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について図面を参照しながら説明する。
図２は本発明の実施の形態２におけるチャージポンプ回路の構成を示すブロック図である。
本実施の形態２におけるチャージポンプ回路の構成を示すブロック図は、図１の本発明の実施の形態１におけるチャージポンプ回路の構成を示すブロック図に加えて、ＵＰ電流用の抵抗１０１の端子Ａと可変電圧源１１３の間に抵抗１１１が接続され、ＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２の端子Ａと可変電圧源１１３の間に抵抗１１２が接続される構成となっている。本発明の実施の形態２におけるチャージポンプ回路のその他の構成は、図１の本発明の実施の形態１におけるチャージポンプ回路の構成を示すブロック図と同一同符号である。
【００１６】
以上のように構成されたチャージポンプ回路について、以下、その動作を説明する。
基準電圧源１００の電圧値をＶ０、可変電圧源１１３の電圧値をＶ０＋ΔＶ、抵抗１１１の値をＲ３、抵抗１１２の値をＲ４、ＵＰ電流用の抵抗１０１とＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２が、Ｒ１＝Ｒ２＊Ｖ／（Ｖｄｄ−Ｖ）の関係を持っているとする。ＵＰ電流用の抵抗１０１の端子Ａと、ＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２の端子Ａには、各々電圧がＶ０となるように制御されているので、ＵＰ電流用の抵抗１０１とＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２には、等しくＩ１＝Ｒ１／Ｖの電流が流れている。抵抗１１１には、Ｉ２＝ΔＶ／Ｒ３、抵抗１１２には、Ｉ３＝ΔＶ／Ｒ４がそれぞれ流れている。故に、第１の電圧制御型可変電流素子１０３には、電流値Ｉ１−ΔＶ／Ｒ３が流れ、同じ入力を持つ電圧制御型ＵＰ側電流源１０７にも同じ電流が流れる。また、第２の電圧制御型可変電流素子１０４には、電流値Ｉ１＋ΔＶ／Ｒ４が流れ、同じ入力を持つ電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源１０８にも同じ電流が流れる。ここで、Ｒ３＝Ｒ４とすると、ＵＰ電流の変化分が等しく、ＤＯＷＮ電流の反対の極性で変化分として現れる。
【００１７】
このように、本発明の実施の形態２におけるチャージポンプ回路によれば、ＵＰ電流用の抵抗１０１の端子Ａと可変電圧源１１３との間に抵抗１１１を備え、ＤＯＷＮ電流用の抵抗１０２の端子Ａと可変電圧源１１３との間に抵抗１１２を備える構成としたので、可変電圧源１１３の電圧値を自在に変化させて、ＵＰ電流の電流値の減少分とＤＯＷＮ電流の電流値の増加分を等しく変化できるチャージポンプ回路を提供することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載のチャージポンプ回路は、電源に接続された第１の電圧制御型可変電流素子と、上記第１の電圧制御型可変電流素子の電流出力とグランドとの間に接続された第１の抵抗と、基準電圧源と、上記第１の電圧制御型可変電流素子の電流出力を上記基準電圧源の電圧値になるように電圧制御をする第１の電圧制御部と、上記第１の電圧制御型可変電流素子の電圧制御入力に接続された電圧制御型ＵＰ側電流源と、上記電圧制御型ＵＰ側電流源の出力とチャージポンプ出力との間に接続された第１のスイッチと、グランドに接続された第２の電圧制御型可変電流素子と、上記第２の電圧制御型可変電流素子の電流出力と電源との間に接続された第２の抵抗と、上記第２の電圧制御型可変電流素子の電流出力を上記基準電圧源の電圧値になるように電圧制御をする第２の電圧制御部と、上記第２の電圧制御型可変電流素子の電圧制御入力に接続された電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源と、上記電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源の出力とチャージポンプ出力との間に接続された第２のスイッチとを備えるようにしたので、電圧制御型ＵＰ側電流源８と電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源９の値のアンバランスをなくし、スムーズにチャージポンプ出力できる高精度なチャージポンプ回路となる効果がある。また、従来まで用いられていたレベルシフト回路が存在していないため、回路規模を小型化することができる効果がある。
【００１９】
また、本発明の請求項２に記載のチャージポンプ回路は、  請求項１に記載のチャージポンプ回路において、可変電圧源と、上記第１の電圧制御型可変電流素子の電流出力と上記可変電圧源との間に接続された第３の抵抗と、上記第２の電圧制御型可変電流素子の電流出力と上記可変電圧源との間に接続された第４の抵抗とを備えるようにしたので、可変電圧源１１３の電圧値を自在に変化させて、ＵＰ電流の電流値の減少分とＤＯＷＮ電流の電流値の増加分を等しく変化できるチャージポンプ回路となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるチャージポンプ回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態２におけるチャージポンプ回路の構成を示すブロック図である。
【図３】従来のチャージポンプ回路の構成を示すブロック図である。
【図４】可変電圧源に対するＵＰ電流、ＤＯＷＮ電流の特性を示す図である。
【符号の説明】
１００  基準電圧源
１０１  ＵＰ電流用の抵抗
１０２  ＤＯＷＮ電流用の抵抗
１０３  第１の電圧制御型可変電流素子
１０４  第２の電圧制御型可変電流素子
１０５  第１の電圧制御部
１０６  第２の電圧制御部
１０７  電圧制御型ＵＰ側電流源
１０８  電圧制御型ＤＯＷＮ側電流源
１０９  第１のスイッチ
１１０  第２のスイッチ
１１１、１１２  抵抗
１１３  可変電圧源
【図１】
0003611494.tif 000002
【図２】
0003611494.tif 000003
【図３】
0003611494.tif 000004
【図４】
0003611494.tif 000005