(57)【要約】【課題】  オーディオ信号処理装置の電源起動時に時定数をもつ電圧を発生する電圧発生回路およびこれを用いたオーディオ信号処理装置を提供する。【解決手段】  入力信号と基準電位が供給される増幅器４０と、前記増幅器の出力レベルを検出し、該検出結果に応じて制御信号を発生する制御回路（３０）と、前記制御回路からの制御信号に応じて起動時のバイアス電圧を増加させ、前記増幅器に前記基準電位を供給する可変バイアス発生回路２０とを有し、起動時に増幅器に供給する電圧に時定数を持たせて増加することにより、ボツ音などを低減させる。【選択図】図１
2006128909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号と基準電圧が供給される増幅器と、
前記増幅器の出力レベルを検出し、該検出結果に応じて制御信号を発生する制御回路と、
前記制御回路からの制御信号に応じて起動時のバイアス電圧を発生させ、前記増幅器に前記基準電位を供給する可変バイアス発生回路と
を有する電圧発生回路。
【請求項２】
前記制御回路は複数の比較器を有し、前記増幅器の出力レベルに応じて前記比較器から制御信号を出力する
請求項１記載の電圧発生回路。
【請求項３】
前記可変バイアス発生回路は複数の電流源を有し、前記制御回路からの制御信号に応じて制御され、電流量を可変する
請求項１記載の電圧発生回路。
【請求項４】
前記可変バイアス発生回路は外部キャパシタを有し、該キャパシタに電流を蓄積し前記基準電位を発生する
請求項１記載の電圧発生回路。
【請求項５】
入力信号と基準電圧が供給される増幅器と、
前記増幅器の出力レベルを検出し、該検出結果に応じて制御信号を発生する制御回路と、
前記制御回路からの制御信号に応じて起動時のバイアス電圧を発生させ、所定のバイアス電圧に達したとき、固定バイアスに切り換えられる可変バイアス発生回路と
を有する電圧発生回路。
【請求項６】
前記制御回路は複数の比較器を有し、前記増幅器の出力レベルに応じて前記比較器から制御信号を出力する
請求項５記載の電圧発生回路。
【請求項７】
前記可変バイアス発生回路は複数の電流源を有し、前記制御回路からの制御信号に応じて制御され、電流量を可変する
請求項６記載の電圧発生回路。
【請求項８】
前記可変バイアス発生回路は外部キャパシタを有し、該キャパシタに電流を蓄積し前記基準電位を発生する
請求項６記載の電圧発生回路。
【請求項９】
信号入力端子とバイアス供給端子と出力端子を有する増幅器と、
前記増幅器の出力端子に入力端子の一方が接続され、他方が第１の基準電位に接続された複数の比較器と、
第２の基準電位と前記バイアス供給端子間に接続され、前記比較器からの制御信号に応じて電流が制御される複数の電流源と、
前記複数の電流源から出力された電流を蓄積し、前記バイアス供給端子に電圧を供給するキャパシタと
を有する電圧発生回路。
【請求項１０】
前記バイアス供給端子は更に抵抗に接続され、バイアス電圧を発生する
請求項９記載の電圧発生回路。
【請求項１１】
前記キャパシタは外部キャパシタとする
請求項９記載の電圧発生回路。
【請求項１２】
信号入力端子とバイアス供給端子と出力端子を有する増幅器と、
前記増幅器の出力端子に入力端子の一方が接続され、他方が第１の基準電位に接続された複数の比較器と、
第２の基準電位と前記バイアス供給端子間に接続され、前記比較器からの制御信号に応じて電流が制御される複数の電流源と、
第２の基準電位と固定バイアス回路に接続され、前記比較器からの制御信号によりオン／オフ制御されるスイッチと、
前記複数の電流源から出力された電流を蓄積し、前記バイアス供給端子に電圧を供給するキャパシタと
を有する電圧発生回路。
【請求項１３】
前記固定バイアス回路は第１と第２抵抗で構成され、該抵抗の共通接続点がバイアス供給端子に接続され、固定バイアス電圧を発生する
請求項１２記載の電圧発生回路。
【請求項１４】
前記キャパシタは外部キャパシタとする
請求項１２記載の電圧発生回路。
【請求項１５】
前記スイッチは前記増幅器の出力が所定値に達した時、前記比較器からの制御信号によりオンされる
請求項１２記載の電圧発生回路。
【請求項１６】
オーディオ信号処理装置に電源を供給する電圧発生回路と、
前記電圧発生回路で増幅されたオーディオ信号がキャパシタを介してスピーカに供給されるオーディオ信号処理装置であって、
前記電圧発生回路は、
入力信号と基準電位が供給される増幅器と、
前記増幅器の出力レベルを検出し、該検出結果に応じて制御信号を発生する制御回路と、
前記制御回路からの制御信号に応じて起動時のバイアス電圧を発生させ、前記増幅器に前記基準電位を供給する可変バイアス発生回路と
を有するオーディオ信号処理装置。
【請求項１７】
前記制御回路は複数の比較器を有し、前記増幅器の出力レベルに応じて前記比較器から制御信号を出力する
請求項１６記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項１８】
前記可変バイアス発生回路は、複数の電流源を有し、前記制御回路からの制御信号に応じて制御され、電流量を可変する
請求項１６記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項１９】
前記可変バイアス発生回路は外部キャパシタを有し、該キャパシタに電流を蓄積し前記基準電位を発生する
請求項１６記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項２０】
オーディオ信号処理装置に電源を供給する電圧発生回路と、
前記電圧発生回路で増幅されたオーディオ信号がキャパシタを介してスピーカに供給されるオーディオ信号処理装置であって、
前記電圧発生回路は、
入力信号と基準電位が供給される増幅器と、
前記増幅器の出力レベルを検出し、該検出結果に応じて制御信号を発生する制御回路と、
前記制御回路からの制御信号に応じて起動時のバイアス電圧を発生させ、所定のバイアス電圧に達したとき、固定バイアスに切り換えられる可変バイアス発生回路と
を有するオーディオ信号処理装置。
【請求項２１】
前記制御回路は複数の比較器を有し、前記増幅器の出力レベルに応じて前記比較器から制御信号を出力する
請求項２０記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項２２】
前記可変バイアス発生回路は、複数の電流源を有し、前記制御回路からの制御信号に応じて制御され、電流量を可変する
請求項２０記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項２３】
前記可変バイアス発生回路は外部キャパシタを有し、該キャパシタに電流を蓄積し前記基準電位を発生する
請求項２０記載のオーディオ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオアンプなどに使用されるオーディオ信号処理の電源起動時に電圧を供給する電圧発生回路およびこれを用いたオーディオ信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来ヘッドフォンやスピーカーを駆動するアナログ回路構成の電圧発生回路において、その回路を起動させるときに、急峻なパルスが発生して、スピーカーからいわゆるボツ音（またはポップ音）が発生していた。
図７に従来の電圧発生回路２００の回路構成を示す。図７において、電圧発生回路２００はバイアス回路、増幅回路とスピーカー２４５で構成されている。電圧発生回路２００において、電源ＶＤＤがＳＷ２１６を介して抵抗Ｒ２２３の一方の端子に接続され、抵抗Ｒ２２３の他方の端子は抵抗Ｒ２１１の一方の端子に接続され、他方の端子はＧＮＤ（グランド）に接続されている。また抵抗Ｒ２２３と抵抗Ｒ２１１の共通接続点はキャパシタＣ２１３を介してＧＮＤ（グランド）に接続されている。さらにこの共通接続点は増幅器（演算増幅器）２４０の非反転入力端子に接続されている。
入力信号が供給される抵抗Ｒ２４１が増幅器２４０の反転入力端子に接続され、また増幅器２４０の出力ＶＯと非反転入力端子間に抵抗Ｒ２４２が接続されている。この出力ＶＯは抵抗Ｒ２４３の一方の端子に接続され、他方の端子はスイッチＳＷ２１５の一方の端子に接続され、他方の端子はＧＮＤに接続されている。
さらに、増幅器２４０の出力ＶＯはカップリングキャパシタ（カップリング容量）ＶＯＣＡＰ（２４４）に接続され、カップリングキャパシタＶＯＣＡＰ（２４４）の出力はスピーカー２４５に接続されている。
また、スイッチＳＷ２１６は制御信号ＰＤによってＯＮ／ＯＦＦ制御され、ＶＤＤからの電源が供給または停止され、スイッチＳＷ２１５は制御信号ＰＤによりＯＮ時に、抵抗Ｒ２４３を介して、演算増幅器２４０の出力端子とＧＮＤ間が接続され、カップリングキャパシタＶＯＣＡＰに充電された電荷を放電する。
【０００３】
増幅器（演算増幅器）２４０は抵抗Ｒ２４１およびＲ２４２で反転増幅器を構成する。その出力ＶＯにカップリングキャパシタＶＯＣＡＰ（２４４）が接続され、このカップリングキャパシタＶＯＣＡＰ（２４４）を放電させるための抵抗Ｒ２４３も接続されている。カップリングキャパシタＶＯＣＡＰ２４４の放電を制御するためのスイッチＳＷ２１５をＮｃｈ（Ｎチャンネル）ＭＯＳトランジスタで構成している。この回路動作終了時に、制御信号ＰＤを供給してＳＷ２１５をＯＮさせてカップリングキャパシタＶＯＣＡＰ２４４にチャージされていた電荷を抵抗Ｒ２４３を介してグランドに放電する。
バイアス回路は抵抗Ｒ２２３、Ｒ２１１及び制御用ＳＷ２１６で構成され、このバイアス回路で発生したバイアス電圧（ＢＩＡＳ）を演算増幅器２４０の非反転入力端子に供給する。電源ＶＤＤと抵抗Ｒ２２３間に接続されたスイッチＳＷ２１６をＰｃｈ（Ｐチャンネル）ＭＯＳトランジスタで構成し、電源投入時、制御信号ＰＤにより電源をＯＮしＢＩＡＳに基準電圧を発生するようにしている。
また、バイアス抵抗Ｒ２１１とＲ２２３の共通接続点に接続されている外付けキャパシタＣ２１３は時定数をもつ回路として動作するように設定されている。スイッチＳＷ２１６がＯＮ時、演算増幅器２４０の非反転入力端子に供給するＢＩＡＳ（バイアス）を急激な立ち上り波形とすることを防止し、電圧の立ち上がりに時定数をもたせ、電圧が徐々に増加するようにしている。
【０００４】
次に、図７に示した電圧発生回路２００の動作について説明する。
制御信号ＰＤが入力されたとき、電源ＶＤＤと抵抗Ｒ２２３間に接続されたスイッチＳＷ２１６がＯＮになり、電源ＶＤＤから抵抗Ｒ２２３と抵抗Ｒ２１１と外付け容量（キャパシタ）Ｃ２１３に電圧が供給される。その結果、キャパシタＣ２１３と抵抗Ｒ２１３の共通接続点のＢＩＡＳ（バイアス；電圧）が急激に立ち上がることができず、グランドレベルから抵抗Ｒ２２３，Ｒ２１１、キャパシタＣ２１３で構成される回路の時定数にしたがい緩やかに所定バイアス電圧まで上昇する。そのときの各ポイントの波形を図８に示す。図８（Ｂ）の曲線ｉに示すように、出力ＶＯはバイアス電圧の時定数で穏やかに上昇しているが、電圧レベルがゼロ付近の、曲線ｉの変化の大きい領域、即ち一番急峻に立ち上がっているところの微分成分（曲線ｊ）の電圧（図８（Ｄ））がそのままヘッドフォンやスピーカーに出力される（図８（Ｃ），（Ｄ））。
【０００５】
したがって、図８（Ｂ）に示すように、電源ＯＮ時、演算増幅器２４０の出力ＶＯから出力された信号（図８（Ｂ）の曲線ｉ）をカップリングキャパシタＶＯＣＡＰ２４４とスピーカー２４５の抵抗成分で微分し、この微分した電圧（図８（Ｃ）パルス波形ｋ）がスピーカー２４５から出力されるので、この微分波形を小さくしてボツ音を低減する必要があり、そのため、外部キャパシタＣ２１３または抵抗Ｒ２１１、Ｒ２２３の値を大きくし、時定数を大きくする必要がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１３８６２号公報
【特許文献２】特表２０００−５１０６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、オーディオ信号処理回路に用いられる電圧発生回路でボツ音を低減させるためには外付け容量やバイアス抵抗を大きくし時定数を大きくすることが必要であるが、外付け容量を大きくすることは実装面積を大きくする問題が発生し、またバイアス抵抗を大きくすることはノイズレベル(熱雑音)を悪化させることにつながる。さらに時定数を大きくすることは起動時間が長くなってしまうといった問題がある。本発明では上記問題を全て解決する電圧発生回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電圧発生回路は、入力信号と基準電圧が供給される増幅器と、前記増幅器の出力レベルを検出し、該検出結果に応じて制御信号を発生する制御回路と、前記制御回路からの制御信号に応じて起動時のバイアス電圧を発生させ、前記増幅器に前記基準電位を供給する可変バイアス発生回路とを有する。
【０００９】
本発明の電圧発生回路は、入力信号と基準電圧が供給される増幅器と、前記増幅器の出力レベルを検出し、該検出結果に応じて制御信号を発生する制御回路と、前記制御回路からの制御信号に応じて起動時のバイアス電圧を発生させ、所定のバイアス電圧に達したとき、固定バイアスに切り換えられる可変バイアス発生回路とを有する。
【００１０】
本発明の電圧発生回路は、信号入力端子とバイアス供給端子と出力端子を有する増幅器と、前記増幅器の出力端子に入力端子の一方が接続され、他方が第１の基準電位に接続された複数の比較器と、第２の基準電位と前記バイアス供給端子間に接続され、前記比較器からの制御信号に応じて電流が制御される複数の電流源と、前記複数の電流源から出力された電流を蓄積し、前記バイアス供給端子に電圧を供給するキャパシタとを有する。
【００１１】
本発明の電圧発生回路は、信号入力端子とバイアス供給端子と出力端子を有する増幅器と、前記増幅器の出力端子に入力端子の一方が接続され、他方が第１の基準電位に接続された複数の比較器と、第２の基準電位と前記バイアス供給端子間に接続され、前記比較器からの制御信号に応じて電流が制御される複数の電流源と、第２の基準電位と固定バイアス回路に接続され、前記比較器からの制御信号によりオン／オフ制御されるスイッチと、前記複数の電流源から出力された電流を蓄積し、前記バイアス供給端子に電圧を供給するキャパシタとを有する。
【００１２】
本発明のオーディオ信号処理装置は、オーディオ信号処理装置に電源を供給する電圧発生回路と、前記電圧発生回路で増幅されたオーディオ信号がキャパシタを介してスピーカに供給されるオーディオ信号処理装置であって、前記電圧発生回路は、入力信号と基準電位が供給される増幅器と、前記増幅器の出力レベルを検出し、該検出結果に応じて制御信号を発生する制御回路と、前記制御回路からの制御信号に応じて起動時のバイアス電圧を発生させ、前記増幅器に前記基準電位を供給する可変バイアス発生回路とを有する。
【００１３】
本発明のオーディオ信号処理装置は、オーディオ信号処理装置に電源を供給する電圧発生回路と、前記電圧発生回路で増幅されたオーディオ信号がキャパシタを介してスピーカに供給されるオーディオ信号処理装置であって、前記電圧発生回路は、入力信号と基準電位が供給される増幅器と、前記増幅器の出力レベルを検出し、該検出結果に応じて制御信号を発生する制御回路と、前記制御回路からの制御信号に応じて起動時のバイアス電圧を発生させ、所定のバイアス電圧に達したとき、固定バイアスに切り換えられる可変バイアス発生回路とを有する。
【００１４】
本発明は、増幅器の出力を電圧比較器でモニタしそこからの制御信号を定電流と抵抗で構成された可変式バイアス回路に入力することで、起動時のバイアス電圧を緩やかに増加し所定のバイアス電圧に達したところで定電流と抵抗で構成された可変バイアス発生回路を切離し、対称に配置された抵抗バイアスに切り換えることにより、信号処理回路に供給する電圧の立ち上がり波形を緩やかにした。
増幅器の出力を電圧比較器でモニタしそこからの制御信号を定電流に入力し、その電流を抵抗に流し込むことで電圧に変化させ、その電圧をバイアス電圧として使用することにより、信号処理回路のオフセットの影響を受けない電圧発生回路とする。
また、クロックや時間的制御を必要とせず、電源投入後自動的に所望の電圧を発生するようにした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、時定数を決める外付け容量やバイアス源を構成する抵抗を大きくすることなく、ボツ音を低減することができるため、外付け容量の実装面積縮小およびバイアス源のノイズレベル(熱雑音)の低減を実現することができる。また、出力電圧をモニタしながらバイアス電圧を制御するため、演算増幅器のオフセットの影響を受けない。さらに、バイアス源を定電流と抵抗で構成することで、電源ノイズの影響を低減することが実現できる。また、クロックや時間的な特殊制御を必要としないため、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ）等の負荷を低減することが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に本発明の電圧発生回路５０の実施形態例を示す。図１において、電圧発生回路５０は、抵抗Ｒ１１，Ｒ２３とスイッチＳＷ１６からなる抵抗バイアス回路１０、外部（外付け）キャパシタＣ１３、可変電流源Ｉ２１，Ｉ２２、抵抗Ｒ２４，Ｒ２５からなる可変バイアス（発生）回路２０、コンパレータＣＭＰ３１，ＣＭＰ３２，・・・，ＣＭＰ３３からなる電圧比較器３０、抵抗Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３、スイッチＳＷ１５からなる演算増幅器（信号処理回路）４０で構成されている。この電圧発生回路５０の出力ＶＯにカップリングキャパシタＶＯＣＡＰ４４とスピーカー４５が構成されている。
【００１７】
抵抗バイアス回路１０において、電源ＶＤＤにスイッチＳＷ１６の一方の端子が接続され、他方の端子が抵抗Ｒ２３の一方の端子に接続されている。このスイッチＳＷ１６と抵抗Ｒ２３の共通接続点をＢＩＡＳと記載する。抵抗Ｒ２３の他方の端子は抵抗Ｒ１１の一方の端子と外部キャパシタＣ１３の一方の端子にそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ１１の他方の端子と、外部キャパシタＣ１３の他方の端子はそれぞれグランド（ＧＮＤ）に接続されている。
電源ＶＤＤと抵抗Ｒ２３の一方の端子間に接続されたスイッチＳＷ１６はＮｃｈ（Ｎチャンネル）ＭＯＳＦＥＴを用いて構成することができる。しかしこれ以外のデバイスで構成されたスイッチでも良い。
【００１８】
回路動作原理を説明するため、まず抵抗バイアス回路１０の回路構成を図３に示す。抵抗２Ｒ（Ｒ２３）と一方がグランドに接続されている抵抗２Ｒ（Ｒ１１）が直列接続され、その共通接続点とグランド間にキャパシタ容量Ｃ（Ｃ１３）が接続されている。
これを変換した等価回路を図４（Ａ）に示す。図４（Ａ）はいわゆる抵抗ＲＡとキャパシタＣＡで構成された積分回路である。いま抵抗ＲＡの入力端子にステップ状の電圧ＶＩが供給されたとすると、出力ＶＯに発生する電圧は図４（Ｂ）に示すように、０ＶからＶＩ（ＶＤＤ）まで、立ち上がりが時定数τ＝ＲＡ＊ＣＡ（＊印は乗算記号とする）を持った波形で増加する。この立ち上がり波形を図４（Ｂ）の曲線ｆに示す。
もし抵抗ＲＡまたはキャパシタＣＡのどちらか一方または同時に時定数τが小さくなるように設定すると、時間に対して、出力（電圧）ＶＯは０Ｖから急峻に立ち上がり、図３においては電源ＶＤＤを抵抗Ｒ１１とＲ２３で分割した値の電圧に向かって急激に増加する。
一方抵抗ＲまたはキャパシタＣのどちらか一方または同時に時定数τが大きくなるように設定すると、時間に対して緩やかに増加する。図３においては、出力（電圧）ＶＯは０Ｖから電源ＶＤＤを抵抗Ｒ１１とＲ２３で分割した値の電圧に向かってに緩やかに増加する。
この時間ゼロ付近の電圧の立ち上がりがボツ音の発生に大きく影響を及ぼし、実際はその立ち上がり波形を微分した波形の電圧でボツ音の大きさが決まる。
【００１９】
可変バイアス（発生）回路２０において、電源ＶＤＤに可変電流源Ｉ２１の一方の端子が接続され、他方の端子が抵抗Ｒ２４の一方の端子に接続される。抵抗Ｒ２４の他方の端子は上述のＢＩＡＳに接続される。また、電源ＶＤＤに可変電流源Ｉ２２の一方の端子が接続され、他方の端子が抵抗Ｒ２５の一方の端子に接続される。抵抗Ｒ２５の他方の端子は上述のＢＩＡＳに接続される。
【００２０】
可変電流源Ｉ２１，Ｉ２２は電圧比較器３０から出力される制御信号により、たとえばＣＭＰ０（３１）は可変電流源Ｉ２１を、またＣＭＰ１（３２）は可変電流源Ｉ２２をＯＮ／ＯＦＦ制御し、またはＣＭＰ０（３１），ＣＭＰ１（３２）の出力レベルに応じて電流量が制御される。
この可変電流源Ｉ２１，Ｉ２２から出力された電流は、Ｒ２４，Ｒ２５を介して外部キャパシタＣ１３に流れる。その結果、所定の時定数に従って抵抗Ｒ２４，Ｒ２５と外部キャパシタＣ１３の共通接続点であるＢＩＡＳの電圧が増加する。
【００２１】
演算増幅器４０について、演算増幅器４０の非反転入力端子には上述したＢＩＡＳが接続され、出力端子は反転入力端子に抵抗Ｒ４２を介して接続されている。また反転入力端子は抵抗Ｒ４１が接続され、この抵抗Ｒ４１を介して信号（オーディオ信号など）が入力される。
演算増幅器４０の出力端子はさらに抵抗Ｒ４３の一方の端子に接続され、他方の端子はスイッチＳＷ１５の一方の端子に接続され、他方の端子はグランドに接続されている。
【００２２】
電源ＶＤＤがＯＮすると、演算増幅器４０の非反転入力端子に供給される電圧（ＢＩＡＳ）が所望の時定数で増加する。
演算増幅器４０の出力ＶＯと抵抗Ｒ４３に接続されているＳＷ１５は、この電圧発生回路５０の電源ＶＤＤがＯＦＦのときまたはその直前に、ＰＤ信号がたとえばハイレベルとなり、ＳＷ１５をＯＮに設定して、カップリングキャパシタＶＯＣＡＰ４４に蓄積されていた電荷を放電し、次の電源投入時に発生するボツ音の発生を予め防止する。
あるいは、ＳＷ１５をたとえばＰｃｈＭＯＳＦＥＴで構成すると、電源ＯＮと同時に、制御信号ＰＤのローレベルの信号を供給してスイッチＳＷ１５をＯＮにして、抵抗Ｒ４３の他方の端子をグランドに接続することにより、出力で発生してＶＯＣＡＰ４４に蓄積された電荷、すなわちボツ音を発生する電荷を放電する。これにより、電源投入時に発生するいわゆるボツ音、ノイズを更に減らすことができる。
【００２３】
電圧比較器３０について、電圧比較器３０は演算増幅器４０の出力に比較器ＣＭＰ０（３１）の一方の入力が接続され、他方の入力は第１の基準電位に接続される。ＣＭＰ１（３２）の一方の入力も演算増幅器４０の出力（端子）ＶＯに接続され、他方の入力は第２の基準電位に接続される。
以下同様に、可変電流源に対応してＣＭＰｎ（３３）を設け、ＣＭＰｎ（３３）の一方の入力は演算増幅器４０の出力ＶＯに接続され、他の入力はたとえばステップ状に増加し互いに異なる電圧に設定した基準電位に接続され、その結果演算増幅器４０の出力レベルを基準電圧と比較しながらたとえば段階的に検出する。
また各ＣＭＰ０（３１），ＣＭＰ１（３２），・・・の各出力は、それぞれ可変電流源Ｉ２１，Ｉ２２，・・・に制御信号を供給し、またＣＭＰｎ（３３）の出力はスイッチＳＷ１４の制御端子に制御信号を供給して、ＯＮ／ＯＦＦ制御する。
この各ＣＭＰ０（３１），ＣＭＰ１（３２），・・・，ＣＭＰｎ（３３）に供給する基準電位は０Ｖから電源ＶＤＤを抵抗Ｒ１１とＲ２３で分割した値の電圧の範囲にたとえばステップ上に設定されている。また、特にＶＯの電圧変化の大きいところに細かく基準電位を対応させ、ＶＯの急激な立ち上がりを防止するようにすることもできる。
【００２４】
電源ＶＤＤが投入され、演算増幅器４０の出力ＶＯの電圧をＶ１とすると、この電圧Ｖ１がＣＭＰ０（３１）の基準電位（ＶＲＥＦ０）より高いとＣＭＰ０（３１）から制御信号が出力され、可変電流源Ｉ２１の電流を制御する。たとえばスイッチをＯＮして電流を流す。すると、この電流は抵抗Ｒ２４を介してキャパシタＣ１３に電流を流す。それに伴いＢＩＡＳ電圧は上昇する。
次に、ＶＯの電圧がさらに上昇しＶ２になり、ＣＭＰ１（３２）の基準電位（ＶＲＥＦ１）以上になると、ＣＭＰ１（３２）の出力から制御信号が出力され、可変電流源Ｉ２２に供給される。その結果可変電流源Ｉ２２から電流が流れ、上述したように外部キャパシタＣ１３に電流が蓄積され、ＢＩＡＳの電圧がさらに上昇する。以下同様に動作を繰り返す。
外部キャパシタＣ１３で発生する電圧は、出力（電圧）ＶＯに対応する電圧以上になると、注入される電流とバランスをとるため抵抗Ｒ１１を介して放電される。充電と放電を繰り返しながら演算増幅器４０の設定ＢＩＡＳの近傍まで増加する。
そして、ＶＯが所定バイアスまで上昇すると、そのときのＶＯに対応する電圧がたとえばＣＭＰｎ（３３）で検出され、その出力信号でスイッチＳＷ１６制御し、たとえばＯＮしてＢＩＡＳすなわち抵抗Ｒ１１とＲ２３の共通接続点が、抵抗バイアスした電圧に設定される。その後、可変電流源Ｉ２１，Ｉ２２，・・・はＯＦＦされる。
【００２５】
次に、図１と図２を用いて電圧発生回路５０の全体回路の動作について述べる。この電圧発生回路５０は、ヘッドフォンやスピーカーを駆動するアナログ回路構成の電圧発生回路において、その回路を起動させるときに発生するボツ音を低減するために、その演算増幅器のバイアスをある時定数をもって緩やかに立ち上げる構成をとる。
【００２６】
電源ＶＤＤが投入され、演算増幅器４０の出力ＶＯの電圧をＶ１とすると、この電圧Ｖ１がＣＭＰ０（３１）の基準電位（ＶＲＥＦ０）より高いとＣＭＰ０（３１）から制御信号が出力され、可変電流源Ｉ２１の電流を制御する。たとえばスイッチをＯＮして電流を流す。するとこの電流は抵抗Ｒ２４を介して外部キャパシタＣ１３に電流が蓄積され、それに伴い電圧は上昇する。
次に、ＶＯの電圧がさらに上昇しＶ２になり、ＣＭＰ１（３２）の基準電位（ＶＲＥＦ１）以上になると、ＣＭＰ１（３２）の出力から制御信号が出力され、可変電流源Ｉ２２に供給される。その結果可変電流源Ｉ２２から電流が流れ、Ｉ２１とＩ２２が加算された電流が上述したように外部キャパシタＣ１３に蓄積され、ＢＩＡＳの電圧が上昇する。以下同様に動作を繰り返す。この電圧増加について図２（Ｂ）の曲線ｂに示す。
このように、電圧発生回路５０に電源ＶＤＤが投入されるとバイアス電圧が電圧値ゼロから可変バイアス発生回路より外付け容量（外部キャパシタ）Ｃ１３にはじめは少ない電流で充電されてそこに発生する電圧は緩やかに上昇する。それに伴い、バイアス電圧の上昇と同じ速度で演算増幅器の出力ＶＯも上昇する。また、ＶＯの上昇電圧に応じて複数の電圧比較器から可変バイアス発生回路に制御信号が入力される。
そして、ＶＯが所定バイアスまで上昇すると、そのときのＶＯに対応する電圧をたとえばＣＭＰｎ（３３）で検出し、これに対応する出力信号でスイッチＳＷ１６制御し、たとえばＯＮしてＢＩＡＳすなわち抵抗Ｒ１１とＲ２３の抵抗分割比で決まる電圧（抵抗バイアス電圧）を演算増幅器４０に供給する。
さらに、制御信号を発生するために、演算増幅器４０の入力に供給されるＢＩＡＳ（バイアスス電圧）を用いるのではなく、演算増幅器４０の出力をモニタしているので、演算増幅器４０にオフセット電圧があった場合でもその影響を受けないように起動することができる。また、可変電流源の消費電流を削減するために、可変バイアス発生回路２０を用いてＢＩＡＳが所定の電圧まで上昇したところで可変バイアス発生回路２０を抵抗バイアス回路１０に切り換えている。
【００２７】
図２は上記動作の波形を示す図である。図２に示すように、電源ＶＤＤが投入されると、図２（Ｂ）の曲線Ｃに示すように、起動時はじめは緩やかにバイアス電圧を上昇させ、ある電圧からは上昇する電圧幅を大きくし起動時間を短縮させる（図２（Ｂ）の曲線ｂ）。また、起動時のＶＯの傾きの微分成分がスピーカー４４に現れてくるため（図２（Ｃ）の波形ｄ）、この傾きを小さくすることでさらにボツ音を低減させることができる。また、図１に示す電圧発生回路５０で定電流を用いて外部キャパシタＣ１３を充電する理由は次の通りである。図３中にある抵抗バイアス回路１０の等価回路を図４（Ａ）に示す。この入力電圧ＶＩと出力電圧ＶＯの関係は、
【００２８】
【数１】
2006128909.tif 000003
【００２９】
となり、この数式（１）をグラフに表したのが図４（Ｂ）である。図４（Ｂ）よりＶＯの電圧値ゼロからの傾きがボツ音として発生してしまうため、この傾きを小さくすることが必要である。更に、傾きを小さくする回路を図５に示す。図５（Ａ）におけるＶＯは、
【００３０】
【数２】
2006128909.tif 000004
【００３１】
となり、この数式（２）をグラフにしたものが図５（Ｂ）である。図５（Ｂ）よりＶＯの電圧値ゼロからの傾きは図４（Ｂ）に比べ小さくなっていることが分かる。以上の関係より定電流で容量（電流）を充電しながらバイアスを立ち上げる方がボツ音低減には有利である。
【００３２】
つぎに、図５の動作原理を用いた本発明の他の実施形態例である電圧発生回路１００を図６に示す。
図６において、電圧発生回路１００は、可変電流源Ｉ１２１，Ｉ１２２、抵抗Ｒ１１１からなる可変バイアス（発生）回路１２０、外部キャパシタＣ１１３、コンパレータＣＭＰ０（１３１），ＣＭＰ１（１３２），・・・，ＣＭＰｎ（１３３）から成る電圧比較器１３０、抵抗Ｒ１４１，Ｒ１４２，Ｒ１４３、スイッチＳＷ１１５からなる演算増幅器（オーディオ信号処理回路）１４０で構成されている。この電圧発生回路１００の出力ＶＯにカップリングキャパシタＶＯＣＡＰ１４４とスピーカー１４５が構成されている。
【００３３】
可変バイアス（発生）回路１２０において、電源ＶＤＤに可変電流源Ｉ１２１の一方の端子が接続され、他方の端子が抵抗Ｒ１１１の一方の端子に接続される。また抵抗Ｒ１１１の他方の端子はグランドに接続される。また、電源ＶＤＤに可変電流源Ｉ１２２の一方の端子が接続され、他方の端子が抵抗Ｒ１１１の一方の端子に接続され、この端子をＢＩＡＳと記載する。
また電源ＶＤＤに可変電流源Ｉ１２３の一方の端子が接続され、他方の端子が上述の抵抗Ｒ１１１の一方の端子に接続される。
更にこれらの可変電流源Ｉ１２１，Ｉ１２２，Ｉ１２３と抵抗Ｒ１１１の共通接続点（ＢＩＡＳ）は更に外部キャパシタＣ１１３の一方に接続され、この外部キャパシタＣ１１３の他方はグランドに接続される。
【００３４】
可変電流源Ｉ１２１，Ｉ１２２，Ｉ１２３は電圧比較器１３０から出力される制御信号により、たとえばＣＭＰ１０（１３１）は可変電流源Ｉ１２１を、またＣＭＰ１１（３２）は可変電流源Ｉ２２を、ＣＭＰｎ１はＩ１２３をそれぞれＯＮ／ＯＦＦまたはＣＭＰ１０（１３１），ＣＭＰ１（１３２），ＣＭＰｎ１（１３３）の出力レベルに応じて電流量が制御される。
この可変電流源Ｉ１２１，Ｉ１２２，Ｉ１２３から出力された電流は、外部キャパシタＣ１１３に流れる。外部キャパシタＣ１１３に蓄積される電流（電圧）が制御信号に対応する電圧より増加すると抵抗Ｒ１１１を介して放電され、共通接続点ＢＩＡＳの電圧が設定値になるよう充放電を繰り返しバランスして所定の電圧に落ち着く。
またこの外部キャパシタＣ１１３で発生する電圧は、図５（Ｂ）に示すように、電源投入時の電圧の立ち上がりは小さいく、線形であるため、その微分値は一定となる。その結果、演算増幅器１４０の出力ＶＯから導出される出力電圧はカップリングキャパシタＶＯＣＡＰ１４４とスピーカー１４５の抵抗成分で微分され、その微分されたパルス波形の振幅は小さくなり、ボツ音も低減されることになる。
【００３５】
演算増幅器１４０について、演算増幅器１４０の非反転入力端子には上述したＢＩＡＳが接続され、出力端子は反転入力端子に抵抗Ｒ１４２を介して接続されている。また反転入力端子には抵抗Ｒ１４１が接続され、この抵抗Ｒ１４１を介してたとえばオーディオ信号が入力される。
演算増幅器１４０の出力ＶＯはさらに抵抗Ｒ１４３の一方の端子に接続され、抵抗Ｒ１４３の他方の端子はスイッチＳＷ１１５の一方の端子に接続される。またスイッチＳＷ１１５の他方の端子はグランドに接続されている。
【００３６】
スイッチＳＷ１Ａ（１１５）がＰｃｈＭＯＳＦＥＴで構成されている場合、電圧発生回路１００の電源がＯＦＦされる直前に、制御信号ＰＤによりＯＮ状態にされる。すると、カップリングキャパシタＶＯＣＡＰ１１４に充電されていた電荷を抵抗Ｒ１４３とこのスイッチＳＷ１Ａ（１１５）を介して放電され、次の電源投入の際のボツ音発生を防止する。
一方スイッチＳＷ１Ａ（１１５）がＮｃｈＭＯＳＦＥＴで構成されていると、電源ＶＤＤの投入時ＯＮ状態に設定される。演算増幅器１４０の非反転入力端子に供給される電圧（ＢＩＡＳ）が所望の時定数で増加すると、制御信号ＰＤによりスイッチＳＷ１１５がＯＮ状態に設定されているので、カップリングキャパシタＶＯＣＡＰ１４４とスピーカー１４５の抵抗成分で発生したパルス電圧をＲ１４３を介してグランドに放電し、出力で発生したボツ音、ノイズを低減することもできる。
【００３７】
電圧比較器１３０について、電圧比較器１３０は演算増幅器１４０の出力に比較器ＣＭＰ１０（１３１）の一方の入力が接続され、他方の入力は第１の基準電位（ＶＲＥＦ０Ａ）に接続される。ＣＭＰ１１（１３２）の一方の入力も演算増幅器１４０の出力ＶＯに接続され、他方の入力は第２の基準電位（ＶＲＥＦ１Ａ）に接続される。
以下同様に接続し、可変電流源Ｉ１２３に対応してＣＭＰｎ１（１３３）を設け、ＣＭＰｎ１（１３３）の一方の入力は演算増幅器１４０の出力ＶＯに接続し、他の入力はたとえばステップ上に増加し互いに異なる電圧に設定した基準電位（ＶＲＥＦｎ−１Ａ）に接続する。
また各ＣＭＰ１０（１３１），ＣＭＰ１１（１３２），・・・，ＣＭＰｎ１（１３３）の各出力は、それぞれ可変電流源Ｉ１２１，Ｉ１２２，・・・，Ｉ１２３に制御信号を供給し、ＯＮ／ＯＦＦ制御、または電流量を可変する。
この各ＣＭＰ１０（１３１），ＣＭＰ１１（１３２），・・・，ＣＭＰｎ１（１３３）に供給する基準電位は０Ｖから演算増幅器１４０の動作範囲の上限の間（ＢＩＡＳの上限電圧）を複数に分割した電圧を設定していて、ＶＯの急激な立ち上がりを防止するようにする。
【００３８】
電源ＶＤＤが投入され、演算増幅器１４０の出力ＶＯの電圧をＶ１Ａとすると、この電圧Ｖ１ＡがＣＭＰ１０（１３１）の基準電位（ＶＲＥＦ０Ａ）より高いとＣＭＰ１０（１３１）から制御信号が出力され、可変電流源Ｉ１２１の電流を制御する。たとえばスイッチをＯＮして電流を流す。するとこの電流は抵抗Ｒ１１１を介して電流が流れると共に、外部キャパシタＣ１１３に電流を蓄積する。それに伴い電圧は上昇する。
次に、ＶＯの電圧がさらに上昇したとえばＶ２Ａになり、ＣＭＰ１１（１３２）の基準電位（ＶＲＥＦ１Ａ）以上になると、ＣＭＰ１１（１３２）の出力から制御信号が出力され、可変電流源Ｉ１２２に供給される。その結果可変電流源Ｉ１２２から電流が流れ、上述したように外部キャパシタＣ１１３に電流が蓄積され、ＢＩＡＳの電圧がさらに上昇する。以下同様に動作を繰り返す。
【００３９】
次に、図６に示す電圧発生回路１００の動作について述べる。
図１に示した実施形態例では最終的に抵抗バイアスに切り換える方式であるが、図６に示す実施形態例ではバイアス起動後も可変電流源と抵抗でバイアス電圧を発生する。これは演算増幅器１４０の出力と電圧比較器１３０に設定される基準電圧と比較して、その制御信号により可変電流源をＯＮ／ＯＦＦ制御し、ＢＩＡＳ電圧の設定値を決めることができることによる。即ち、電圧比較器１３０を構成するＣＭＰ１０（１３１），ＣＭＰ１１（１３２），ＣＭＰｎ１（１３３）の基準バイアスを任意に設定することにより、可変電流源を制御して、演算増幅器１４０のＢＩＡＳとなるようにする。
【００４０】
電源ＶＤＤが投入され、演算増幅器１４０の出力ＶＯの電圧をＶ１Ａとすると、この電圧Ｖ１ＡがＣＭＰ１０（１３１）の基準電位（ＶＲＥＦ０Ａ）より高いとＣＭＰ１０（１３１）から制御信号が出力され、可変電流源Ｉ１２１の電流を制御する。たとえばスイッチをＯＮして電流を流す。するとこの電流は外部キャパシタＣ１１３に電流が蓄積され、それに伴い電圧は上昇する。
次に、ＶＯの電圧がさらに上昇しＶ２Ａになり、ＣＭＰ１１（１３２）の基準電位（ＶＲＥＦ１Ａ）以上になると、ＣＭＰ１１（１３２）の出力から制御信号が出力され、可変電流源Ｉ１２２に供給される。その結果可変電流源Ｉ１２２から電流が流れ、上述したように外部キャパシタＣ１１３に電流が蓄積され、ＢＩＡＳの電圧が上昇する。以下同様に動作を繰り返す。
このように、この回路に電源ＶＤＤが投入されるとバイアス電圧が電圧値ゼロから可変バイアス発生回路より外部キャパシタＣ１１３に電流が充電され、ＢＩＡＳの電圧が上昇する。
このＢＩＡＳ電圧は、はじめは少ない定電流で充電されて、可変電流源（Ｉ１２１，Ｉ１２２，Ｉ１２３）からの電流が加算されるに伴い、緩やかに上昇する。バイアス電圧の上昇と同じ速度で演算増幅器１４０の出力ＶＯも上昇する。ＶＯの上昇電圧に応じて電圧比較器より可変バイアス発生回路に制御信号が入力され、さらに可変電流源（Ｉ１２１，Ｉ１２２，Ｉ１２３）が増加され電流量も増え、ＢＩＡＳで設定された電圧に近づく。以下同様な動作を繰り返し、所望のＢＩＡＳ電圧が得られる。キャパシタＣ１１３に蓄積された電流（電圧）が制御電圧より大きいと抵抗Ｒ１１１を介してＧＮＤに放電され、制御信号に対応する電圧に落ち着くようになる。
【００４１】
上述したように、図６に示す演算増幅器１４０および電圧比較器１３０は図１の実施形態例と同じであるが、電圧比較器１３０からの制御信号を可変電流源（Ｉ１２１，Ｉ１２２，Ｉ１２３）に入力し、その電流と抵抗Ｒ１１と外部キャパシタＣ１１３で可変バイアス発生回路１２０を構成する回路部分が異なる。
この方式も演算増幅器１４０の出力電圧をモニタしてバイアス電圧を制御するので、演算増幅器１４０にオフセットがあった場合でもその影響を受けないように起動することができる。また、図１の実施形態例では最終的なバイアス電圧源を抵抗バイアスで構成しているため、電源ノイズの影響を低減するためには抵抗値または外付け容量を大きくする必要があったが、図６の実施形態例では電源ノイズの影響を受けないようにするために、電源側に定電流を使用するため抵抗値または外付け容量を大きくすることなく、電源ノイズの影響をさらに低減することができる。
【００４２】
図６の外部キャパシタＣ１１３に電流が充電されて発生す電圧は、図５（Ｂ）の曲線ｇに示すように、電源投入時において、ＶＯの電圧値ゼロからの傾きは図４（Ｂ）に比べ小さくなっていることが分かる。ＶＯのゼロの電圧近傍で、そのＶＯ波形を微分した信号がボツ音であるので、図５（Ｂ）の示した電源投入時の波形の微分値が図４（Ｂ）の波形の微分値より小さい。
したがって、以上の関係より図６における電圧発生回路は定電流で容量を充電しながらバイアスを立ち上げているので、さらにボツ音を低減することができる。
【００４３】
以上の述べたように、電圧発生回路とこれを用いたオーディオ信号処理装置は、時定数を決める外部キャパシタやバイアス電圧源を構成する抵抗を大きくすることなく、ボツ音を低減することができるため、外付け容量（外部キャパシタ）の実装面積縮小およびバイアス電圧源のノイズレベル(熱雑音)の低減を実現することができる。また、演算増幅器などの出力電圧をモニタしながらバイアス電圧を制御するため、演算増幅器などのオフセットの影響を受けない。さらに、バイアス電圧源を定電流または可変電流源と抵抗で構成することで、電源ノイズの影響を低減することが実現できる。また、クロックや時間的な特殊制御を必要としないため、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ）等の負荷を低減することが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態例である電圧発生回路およびこれを用いたオーディオ信号処理装置の全体回路構成を示す回路図である。
【図２】図１に示した電圧発生回路およびこれを用いたオーディオ信号処理装置の回路動作を説明するための波形図である。
【図３】図１に示した電圧発生回路およびこれを用いたオーディオ信号処理装置の回路動作を説明するための原理回路図とその波形図である。
【図４】図１に示した電圧発生回路およびこれを用いたオーディオ信号処理装置の回路動作を説明するための原理回路図とその波形図である。
【図５】図１に示した電圧発生回路およびこれを用いたオーディオ信号処理装置の回路動作を説明するための原理回路図とその波形図である。
【図６】本発明の他の実施形態例である電圧発生回路およびこれを用いたオーディオ信号処理装置の全体回路構成を示す回路図である。
【図７】従来例の電圧発生回路の全体回路構成を示す回路図である。
【図８】図７に示す電圧発生回路の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…抵抗バイアス回路、３０，１３０…電圧比較器、３１〜３３，１３１〜１３３…コンパレータ（ＣＭＰ０〜ＣＭＰｎ，ＣＭＰ１０〜ＣＭＰｎ１）、４０，１４０，２４０…演算増幅器、４４，１４４，２４４…カップリングキャパシタ（ＶＯＣＡＰ）、４５，１４５，２４５…スピーカー、Ｒ１１，Ｒ２３〜Ｒ２５，Ｒ４１〜Ｒ４３，Ｒ１１１，Ｒ１４１〜Ｒ１４３，Ｒ２２１，Ｒ２２３，Ｒ１４１〜Ｒ２４３…抵抗、Ｃ１３，Ｃ１１３，Ｃ２１３…キャパシタ、ＳＷ１６，ＳＷ１５，ＳＷ１１５，ＳＷ２１６、ＳＷ２１５…スイッチ。
【図１】
2006128909.tif 000005
【図２】
2006128909.tif 000006
【図３】
2006128909.tif 000007
【図４】
2006128909.tif 000008
【図５】
2006128909.tif 000009
【図６】
2006128909.tif 000010
【図７】
2006128909.tif 000011
【図８】
2006128909.tif 000012