(57)【要約】【課題】消費電力及びノイズを抑制しつつ、昇圧電圧でコンデンサを早く充電可能な充電回路を提供する。【解決手段】充電回路は、入力されるクロック信号の周波数の上昇に応じて短くなる時間間隔ごとに入力電圧を昇圧した昇圧電圧を生成するチャージポンプ回路と、昇圧電圧を積分してコンデンサに印加する積分回路と、第１クロック信号がクロック信号としてチャージポンプ回路に入力される際にコンデンサの充電電圧が所定レベルとなるまでの時間よりも短い時間で充電電圧が所定レベルとなるよう、第１クロック信号より高い周波数の第２クロック信号をクロック信号としてチャージポンプ回路に出力した後に、第１クロック信号をクロック信号としてチャージポンプ回路に出力するクロック信号出力回路と、を備える。【選択図】図１
2011130604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるクロック信号の周波数の上昇に応じて短くなる時間間隔ごとに入力電圧を昇圧した昇圧電圧を生成するチャージポンプ回路と、  
前記昇圧電圧を積分してコンデンサに印加する積分回路と、
第１クロック信号が前記クロック信号として前記チャージポンプ回路に入力される際に前記コンデンサの充電電圧が所定レベルとなるまでの時間よりも短い時間で前記充電電圧が前記所定レベルとなるよう、前記第１クロック信号より高い周波数の第２クロック信号を前記クロック信号として前記チャージポンプ回路に出力した後に、前記第１クロック信号を前記クロック信号として前記チャージポンプ回路に出力するクロック信号出力回路と、
を備えることを特徴とする充電回路。
【請求項２】
請求項１に記載の充電回路であって、
前記クロック信号出力回路は、
前記第２クロック信号を分周して前記第１クロック信号を生成する分周回路と、
前記第１クロック信号または前記第２クロック信号に基づいてカウント値を変化させるカウンタと、
前記カウンタのカウント値が所定値より小さい場合、前記第２クロック信号を前記クロック信号として前記チャージポンプ回路に出力し、前記カウンタのカウント値が所定値となると前記第１クロック信号を前記クロック信号として前記チャージポンプ回路に出力する出力回路と、
を含むことを特徴とする充電回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の充電回路であって、
前記昇圧電圧を整流して前記コンデンサを充電するダイオードを更に備えること、
を特徴とする充電回路。
【請求項４】
入力されるクロック信号の周波数の上昇に応じて短くなる時間間隔ごとに入力電圧を昇圧した昇圧電圧を生成するチャージポンプ回路と、  
前記チャージポンプ回路で昇圧される昇圧電圧を積分し、音声信号に応じて容量値が変化する第１コンデンサの一方の端子に印加する積分回路と、
前記第１コンデンサの他方の端子が一方の入力端子に接続される差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力端子の電圧が前記音声信号に応じて変化するよう、前記出力端子と前記一方の入力端子との間に接続される第２コンデンサと、
前記第２コンデンサに並列に設けられ、前記出力端子と前記一方の入力端子との間に接続される抵抗と、
前記一方の入力端子の電圧を、前記一方の入力端子の電圧の直流レベルより高い第１レベルと、前記一方の入力端子の電圧の直流レベルより低い第２レベルとの間にクランプするクランプ回路と、
第１クロック信号が前記クロック信号として前記チャージポンプ回路に入力される際に前記第１コンデンサの充電電圧が所定レベルとなるまでの時間よりも短い時間で前記充電電圧が前記所定レベルとなるよう、前記第１クロック信号より高い周波数の第２クロック信号を前記クロック信号として前記チャージポンプ回路に出力した後に、前記第１クロック信号を前記クロック信号として前記チャージポンプ回路に出力するクロック信号出力回路と、
を備えることを特徴とする増幅回路。
【請求項５】
請求項４に記載の増幅回路であって、
前記クランプ回路は、
前記一方の入力端子の電圧が第１レベルとなるとオンし、前記一方の入力端子の電圧が低下するよう前記第２コンデンサを放電する第１ダイオードと、
前記一方の入力端子の電圧が第２レベルとなるとオンし、前記一方の入力端子の電圧が上昇するよう前記第２コンデンサを充電する第２ダイオードと、
を含むことを特徴とする増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電回路、増幅回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力電圧を昇圧した昇圧電圧をコンデンサ等の負荷に印加する回路としてチャージポンプ回路がある（例えば、特許文献１参照）。一般にチャージポンプ回路は、入力されるクロック信号に同期して昇圧電圧を生成するため、昇圧電圧にはノイズが含まれる。このようなノイズを除去すべく、チャージポンプ回路の出力と負荷であるコンデンサとの間には、例えばＬＰＦ（Low-pass filter）が設けられることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５０８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、チャージポンプ回路が駆動する容量性の負荷としては、例えば、音声信号を検出するマイク用のコンデンサがある。また、チャージポンプ回路が電源回路として用いられる場合、負荷であるコンデンサにはＬＥＤ等の負荷が接続されることがある。このため、チャージポンプ回路は、負荷であるコンデンサの充電電圧をより短い時間で立ち上げることが重要となる。しかしながら、前述のように、昇圧電圧のノイズを除去すべくＬＰＦを設けると、ＬＰＦを設けない場合よりコンデンサの充電電圧の立ち上がり時間は長くなる。このため、例えばチャージポンプ回路を動作させるためのクロック信号の周波数を高くし、コンデンサの充電電圧の立ち上がり時間を短縮することがある。しかしながら、この場合、クロック信号の周波数の上昇に応じて、チャージポンプ回路の消費電力も増加してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、消費電力及びノイズを抑制しつつ、昇圧電圧でコンデンサを早く充電可能な充電回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る充電回路は、入力されるクロック信号の周波数の上昇に応じて短くなる時間間隔ごとに入力電圧を昇圧した昇圧電圧を生成するチャージポンプ回路と、  前記昇圧電圧を積分してコンデンサに印加する積分回路と、第１クロック信号が前記クロック信号として前記チャージポンプ回路に入力される際に前記コンデンサの充電電圧が所定レベルとなるまでの時間よりも短い時間で前記充電電圧が前記所定レベルとなるよう、前記第１クロック信号より高い周波数の第２クロック信号を前記クロック信号として前記チャージポンプ回路に出力した後に、前記第１クロック信号を前記クロック信号として前記チャージポンプ回路に出力するクロック信号出力回路と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
消費電力及びノイズを抑制しつつ、昇圧電圧でコンデンサを早く充電可能な充電回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態である音声信号処理ＩＣ１０の構成を示す図である。
【図２】チャージポンプ回路２１の構成を示す図である。
【図３】音声信号処理ＩＣ１０の動作を説明するための図である。
【図４】音声増幅回路１００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態である音声信号処理ＩＣ（Integrated Circuit）１０の構成を示す図である。音声信号処理ＩＣ１０は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）マイク１１が検出する音声信号を増幅し、デジタル化して出力する回路であり、クロック信号出力回路２０、チャージポンプ回路２１、電源２２、ＬＰＦ２３，２６、ダイオード２４、音声増幅回路２５、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）２７、端子９０〜９３を含んで構成される。なお、クロック信号出力回路２０、チャージポンプ回路２１、ＬＰＦ２３が充電回路に相当する。
【００１１】
ＭＥＭＳマイク１１は、端子９１，９２の間に設けられ、音声に応じて信号を発生するコンデンサマイクであり、音声に応じて容量値が変化するコンデンサ１５を含んで構成される。コンデンサ１５の一端は端子９１に接続され、他端は端子９２に接続される。ＭＥＭＳマイク１１は、コンデンサ１５の一端に所定レベルのバイアス電圧Ｖ１が印加されることにより所望の動作をする。なお、本実施形態では、コンデンサ１５の容量値はＣｍとする。
【００１２】
クロック信号出力回路２０は、端子９０に入力されるクロック信号ＣＬＫ１に応じたクロック信号ＣＬＫ３を出力する回路であり、分周回路３０、カウンタ３１、及びセレクタ３２を含んで構成される。
【００１３】
分周回路３０は、クロック信号ＣＬＫ１（第２クロック信号）を分周したクロック信号ＣＬＫ２（第１クロック信号）を生成する回路である。分周回路３０は、クロック信号ＣＬＫ１を例えば３２分周する。
【００１４】
カウンタ３１は、例えば、カウント値が最大値となるまでクロック信号ＣＬＫ１の立ち上がりに同期してカウント値をインクリメントする。
【００１５】
セレクタ３２（出力回路）は、カウンタ３１のカウント値が最大値より小さい場合、クロック信号ＣＬＫ１をクロック信号ＣＬＫ３としてチャージポンプ回路２１に出力する。また、セレクタ３２は、カウンタ３１のカウント値が最大値となると、クロック信号ＣＬＫ２をクロック信号ＣＬＫ３としてチャージポンプ回路２１に出力する。
【００１６】
チャージポンプ回路２１は、ＭＥＭＳマイク１１の駆動に必要なバイアス電圧Ｖ１を生成する回路である。具体的には、チャージポンプ回路２１は、入力されるクロック信号ＣＬＫ３に同期して、入力される電源２２からの電源電圧Ｖｄｄを昇圧した昇圧電圧Ｖｃｐを生成する。チャージポンプ回路２１は、図２に例示すように、スイッチ４０〜４３、コンデンサ４４，４５、及び制御回路４６を含んで構成される。
【００１７】
スイッチ４０は、電源２２とコンデンサ４４の一端との間に接続され、スイッチ４１は、電源２２とコンデンサ４４の他端との間に接続される。スイッチ４２は、コンデンサ４４の一端とコンデンサ４５の一端との間に接続され、スイッチ４３は、コンデンサ４４の他端とコンデンサ４５の他端との間に接続される。また、コンデンサ４４の容量値とは、コンデンサ４５の容量値とは等しく、例えばＣ１であることとする。
【００１８】
制御回路４６は、クロック信号ＣＬＫ３が例えばハイレベル（以下、Ｈレベル）の場合、スイッチ４０，４３をオンし、スイッチ４１，４２をオフする。一方、クロック信号ＣＬＫ３が例えばローレベル（以下、Ｌレベル）の場合、制御回路４６はスイッチ４１，４２をオンし、スイッチ４０，４３をオフする。このため、クロック信号ＣＬＫ３がＨレベルとなると、コンデンサ４４は充電され、コンデンサ４４の充電電圧は電源電圧Ｖｄｄとなる。そして、クロック信号ＣＬＫ３がＬレベルとなると、充電されたコンデンサ４４の他端には電源電圧Ｖｄｄが印加される。このため、コンデンサ４５の一端の電圧Ｖｃｐは昇圧され、電源電圧Ｖｄｄの２倍（２×Ｖｄｄ）となる。また、コンデンサ４５に充電される電荷Ｑは、Ｑ＝２×Ｃ１×Ｖｄｄとなる。
【００１９】
ＬＰＦ２３（積分回路）は、電圧Ｖｃｐの低域成分のみを通過させるフィルタであり、抵抗５０，コンデンサ５１を含んで構成される。また、抵抗５０とコンデンサ５１とが接続されるノードは端子９１に接続される。また、前述のように、端子９１にはコンデンサ１５が接続されている。このため、本実施形態では、コンデンサ１５の充電電圧及びコンデンサ５１の充電電圧をＶｂ１とする。
【００２０】
ダイオード２４は、チャージポンプ回路２１とコンデンサ５１との間に設けられ、順方向電圧が例えば０．７Ｖ以上となるとオンする。このため、例えば、電圧Ｖｃｐが充電電圧Ｖｂ１より０．７Ｖ以上高い場合、ダイオード２４はオンする。一方、電圧Ｖｃｐが充電電圧Ｖｂ１より０．７Ｖ以上高く無い場合、ダイオード２４はオフする。つまり、ダイオード２４は、電圧Ｖｃｐが充電電圧Ｖｂ１より０．７Ｖ以上高くなると電圧Ｖｃｐを整流し、コンデンサ５１を充電する。したがって、ダイオード２４がオンしている間には、コンデンサ５１はダイオード２４を介して充電され、充電電圧Ｖｂ１は上昇する。また、例えば、充電電圧Ｖｂ１が上昇し、ダイオード２４がオフした場合であっても、コンデンサ５１は抵抗５０を介して充電され続ける。したがって、最終的に充電電圧Ｖｂ１は２×Ｖｄｄとなる。
【００２１】
音声増幅回路２５は、コンデンサ１５で検出される音声を増幅して出力する回路であり、バイアス電圧回路６０、オペアンプ６１、定電圧回路６３、コンデンサ６２，７１ａ，７１ｂ、抵抗７０ａ，７０ｂ、及びダイオード７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂを含んで構成される。なお、クロック信号出力回路２０、チャージポンプ回路２１、ＬＰＦ２３、オペアンプ６１、抵抗７０ａ、コンデンサ７１ａ、ダイオード７６ａ，７７ａが増幅回路に相当し、ダイオード７６ａ，７７ａがクランプ回路に相当する。
【００２２】
バイアス電圧回路６０は、所定レベルの電圧Ｖｂ２を生成し、コンデンサ６２に印加する。
【００２３】
オペアンプ６１は、いわゆる全差動のオペアンプであり、反転入力端子には、コンデンサ１５が端子９２を介して接続される。また、オペアンプ６１の反転入力端子と非反転出力端子との間には、抵抗７０ａと、コンデンサ７１ａとが接続される。抵抗７０ａは、オペアンプ６１の反転入力端子及び非反転出力端子の直流レベルを例えば電圧ＶＡとするための帰還抵抗である。また、本実施形態では、抵抗７０ａのインピーダンスは、コンデンサ７１ａのインピーダンスより十分大きくなるよう設計されている。このため、コンデンサ１５に印加される電圧Ｖｂ１は、コンデンサ１５（第１コンデンサ）とコンデンサ７１ａ（第２コンデンサ）との比で定まる利得により反転増幅される。このように、オペアンプ６１、コンデンサ１５，７１ａは、反転増幅回路を構成する。ところで、コンデンサ１５の容量値は音声信号により変化するため、オペアンプ６１、コンデンサ１５，７１ａで構成される反転増幅回路は、音声信号とオペアンプ６１に入力されるノイズ成分とを増幅する。
【００２４】
例えば、コンデンサ７１ａの容量値をＣａとし、オペアンプ６１の非反転出力端子の電圧をＶｏｕｔ１とすると、電圧Ｖｏｕｔ１は、
Ｖｏｕｔ１＝−（Ｃｍ／Ｃａ）×Ｖｂ１
となる。したがって、例えば、コンデンサ１５の容量値がΔＣｍだけ変化すると、出力電圧Ｖｏｕｔ１の変化であるΔＶｏｕｔ１は、ΔＶｏｕｔ１＝−（ΔＣｍ／Ｃａ）×Ｖｂ１となる。なお、ここでは、オペアンプ６１に入力されるノイズ成分については無視している。
【００２５】
オペアンプ６１の非反転入力端子にはコンデンサ６２が接続され、オペアンプ６１の非反転入力端子と反転出力端子との間には、抵抗７０ｂと、コンデンサ７１ｂとが接続される。抵抗７０ｂは抵抗７０ａと同様であり、コンデンサ７１ｂはコンデンサ７１ａと同様である。このため、オペアンプ６１、コンデンサ６２，７１ｂも、反転増幅回路を構成する。なお、本実施形態における電圧Ｖｂ２は所定レベルであり、コンデンサ６２，７１ｂの容量値は所定である。したがって、オペアンプ６１、コンデンサ６２，７１ｂで構成される反転増幅回路は、オペアンプ６１に入力されるノイズ成分のみを増幅する。この結果、例えば、電圧Ｖｏｕｔ１とオペアンプ６１の反転出力端子の電圧Ｖｏｕｔ２との差の電圧であるＶｏｕｔ１−Ｖｏｕｔ２において、ノイズ成分のうちのコモンモードノイズの影響は抑制される。
【００２６】
定電圧回路６３は、電圧ＶＡを生成するとともに、シンク電流及びソース電流を生成可能なプッシュプル型の電圧生成回路である。
【００２７】
ダイオード７６ａ，７６ａは、反転入力端子の電圧レベルを所定の電圧範囲内にクランプするための素子である。ダイオード７６ａは、カソードが定電圧回路６３に接続され、アノードがオペアンプ６１の反転入力端子に接続される。ダイオード７７ａは、アノードが定電圧回路６３に接続され、カソードがオペアンプ６１の反転入力端子に接続される。なお、ダイオード７６ａ，７７ａの夫々の順方向電圧は、例えば０．７Ｖであることとする。例えば、反転入力端子の電圧がＶＡ＋０．７Ｖより高くなると、ダイオード７６ａ（第１ダイオード）はオンする。この結果、例えば、コンデンサ１５とコンデンサ７１ａとの間に電荷はダイオード７６ａを介して放電される。一方、例えば、反転入力端子の電圧がＶＡ−０．７Ｖより低くなると、ダイオード７７ａ（第２ダイオード）はオンする。この結果、例えば、コンデンサ７１ａは、ダイオード７６ａを介して充電される。このように、反転入力端子の電圧レベルは、ＶＡ＋０．７Ｖと、ＶＡ−０．７Ｖとの間にクランプされる。
【００２８】
ダイオード７６ｂ，７７ｂは、非反転入力端子の電圧レベルを所定の電圧範囲内にクランプするための素子であり、ダイオード７６ａ，７７ａと同様である。このため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００２９】
ＬＰＦ２６は、音声増幅回路２５の出力の高周波成分を除去し、ＡＤＣ２７での折り返しノイズを防ぐためのフィルタである。
【００３０】
ＡＤＣ２７は、クロック信号ＣＬＫ１に同期したタイミングでＬＰＦ２６からの出力をデジタル化し、端子９３へと出力する。なお、端子９３から出力されるデジタルデータは、例えばマイコン（不図示）等により処理される。
【００３１】
＝＝音声信号処理ＩＣ１０の動作＝＝
ここで、音声信号処理ＩＣ１０の動作について図３を参照しつつ説明する。なお、ここでは、ＭＥＭＳマイク１１が所望の動作をする際のバイアス電圧Ｖ１は、例えば２×Ｖｄｄであることとする。また、クロック信号ＣＬＫ１がチャージポンプ回路２１に供給された際に、チャージポンプ回路２１が充電電圧Ｖｂ１を０（ゼロ）Ｖから、２×Ｖｄｄまで変化させる際の期間は、期間ＴＡであることとする。さらに、カウンタ３１は、クロック信号ＣＬＫ１の立ち上がりに同期してカウントを開始してから最大値となるまでの期間が期間ＴＡとなるよう設計されていることとする。また、音声信号処理ＩＣ１０が起動される前おいては、コンデンサ５１は放電され、カウンタ３１のカウント値はリセットされていることとする。
【００３２】
まず、時刻ｔ０に音声信号処理ＩＣ１０が起動され、クロック信号ＣＬＫ１が入力されると、カウンタ３１はカウント値を０（ゼロ）からインクリメントする。カウント値が最大値となるまでは、セレクタ３２は、クロック信号ＣＬＫ１をクロック信号ＣＬＫ３として出力する。このため、チャージポンプ回路２１は、クロック信号ＣＬＫ１に基づいて動作する。具体的には、チャージポンプ回路２１は、クロック信号ＣＬＫ１がＬレベルとなるタイミングで昇圧された電圧Ｖｃｐを生成するため、コンデンサ５１及びコンデンサ１５は充電される。この結果、充電電圧Ｖｂは徐々に上昇する。そして、時刻ｔ０から期間ＴＡだけ経過した時刻ｔ１となると、コンデンサ５１の充電電圧Ｖｂは電圧Ｖ１（２×Ｖｄｄ）となるとともに、カウンタ３１のカウント値は最大値となる。したがって、時刻ｔ１以降、セレクタ３２からは、クロック信号ＣＬＫ２がクロック信号ＣＬＫ３として出力される。この結果、チャージポンプ回路２１は、クロック信号ＣＬＫ２に基づいて動作することとなる。
【００３３】
＝＝音声増幅回路の他の実施形態＝＝
ここで、コンデンサ１５で検出される音声を増幅して出力する音声増幅回路の他の実施形態である音声増幅回路１００について、図４を参照しつつ説明する。音声増幅回路１００は、例えば、音声信号処理ＩＣ１０において、音声信号増幅回路２５の代わりに用いられる。また、音声増幅回路１００は、コンデンサ１５で検出される音声を増幅して出力する回路であり、オペアンプ６１、定電圧回路６３、コンデンサ６２，７１ａ，７１ｂ，１４０ａ，１４０ｂ，１５０、抵抗７０ａ，７０ｂ，１３２ａ，１３２ｂ、ダイオード７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂ，１３０ａ，１３０ｂ，１３１ａ，１３１ｂ、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａ，１２０ｂ、及び電流源１２１ａ，１２１ｂを含んで構成される。
【００３４】
なお、音声増幅回路１００において、図１の音声増幅回路２５と同じ符号が付されたブロックは同じである。
【００３５】
ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａのソースには、電流源１２１ａからの所定の電流が供給される。このため、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａ及び電流源１２１ａは、ソースフォロワとして動作する。また、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａのゲートは、端子９２を介してコンデンサ１５に接続されている。このため、音声に応じてコンデンサ１５の容量が変化すると、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａのゲート電圧は変化する。前述のように、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａ及び電流源１２１ａはソースフォロワとして動作するため、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａのゲート電圧が変化すると、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａのソース電圧も変化する。ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａのソースは、コンデンサ１４０ａを介してオペアンプ６１の反転入力端子に接続されている。このため、オペアンプ６１，コンデンサ７１ａは、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａのソース電圧の変化を増幅する。このように、音声増幅回路１００では、音声は増幅されて電圧Ｖｏｕｔ１として出力される。
【００３６】
ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａのゲートと、グランドＧＮＤとの間には、ダイオード１３０ａ，１３１ａ、及び抵抗１３２ａが接続される。抵抗１３２ａは、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａのゲート電圧の直流レベルを０Ｖに定めるための抵抗である。したがって、抵抗１３２ａのインピーダンスは、端子９２の電圧の変化が、前述のソースフォロワによりほぼ１倍の電圧利得で増幅されるよう、十分大きく設計されている。ダイオード１３０ａ，１３１ａは、ダイオード７６ａ，７７ａと同様である。このため、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａのゲートの電圧は、０Ｖ±０．７Ｖの範囲にクランプされる。
【００３７】
ＰＭＯＳトランジスタ１２０ｂ、電流源１２１ｂは、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ａ、電流源１２１ａと同様にソースフォロワを構成する。また、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ｂのゲートには、ダイオード１３０ｂ，１３１ｂ、抵抗１３２ｂ、コンデンサ１５０が接続されており、ダイオード１３０ｂ，１３１ｂ、抵抗１３２ｂは、ダイオード１３０ａ，１３１ａ、抵抗１３２ａと同様である。また、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ｂのソースは、コンデンサ１４０ｂを介して、オペアンプ６１の非反転入力端子に接続される。
【００３８】
コンデンサ１５０は、所定の容量値を有するコンデンサであるため、結果的に、ＰＭＯＳトランジスタ１２０ｂのゲートに入力されるノイズ成分のみが、オペアンプ６１、コンデンサ７１ｂで増幅され、電圧Ｖｏｕｔ２として出力される。
【００３９】
このように、音声増幅回路１００は、音声増幅回路２５と同様に、コモンモードノイズが抑制され、音声に応じて変化する電圧Ｖｏｕｔ１−Ｖｏｕｔ２を生成する。このため、例えば、図１の音声信号処理ＩＣ１０において、音声増幅回路２５の代わりに、音声増幅回路１００を用いた場合であっても、音声信号増幅回路２５を用いる際と同様の効果が得られる。
【００４０】
以上、本実施形態の音声信号処理ＩＣ１０について説明した。チャージポンプ回路２１は、入力されるクロック信号ＣＬＫ３がＬレベルとなる度に、昇圧した電圧Ｖｃｐを生成する。つまり、チャージポンプ回路２１は、クロック信号ＣＬＫ３の周波数の上昇に応じて短くなる時間間隔ごとに電源Ｖｄｄを昇圧し、電圧Ｖｃｐを生成する。クロック信号出力回路２０は、時刻ｔ０〜ｔ１までは、クロック信号ＣＬＫ１をクロック信号ＣＬＫ３として出力し、時刻ｔ１以降クロック信号ＣＬＫ２をクロック信号ＣＬＫ３として出力する。例えば、時刻ｔ０からクロック信号ＣＬＫ２がクロック信号ＣＬＫ３として出力された場合、クロック信号ＣＬＫ２の周波数はクロック信号ＣＬＫ１より低いため、充電電圧Ｖｄ１が所定レベルの電圧Ｖ１となるまでの時間は、本実施形態より長くなる。このため、本実施形態では、コンデンサ１５を時間的に早く充電可能である。また、本実施形態のチャージポンプ回路２１は、時刻ｔ１以降にクロック信号ＣＬＫ１より低い周波数のクロック信号ＣＬＫ２で動作している。このため、例えば、時刻ｔ１以降もクロック信号ＣＬＫ１でチャージポンプ回路２１を動作させる場合よりも消費電力を低減できる。また、チャージポンプ回路２１とコンデンサ５１との間には、電圧Ｖｃｐを積分するＬＰＦ２３が設けられているため、コンデンサ５１へのノイズを抑制することが可能となる。
【００４１】
また、セレクタ３２は、カウンタ３１のカウント値が最大値より小さい場合、クロック信号ＣＬＫ１をクロック信号ＣＬＫ３として出力する。さらに、カウンタ３１のカウント値が最大値となると、クロック信号ＣＬＫ１を分周したクロック信号ＣＬＫ２をクロック信号ＣＬＫ３として出力する。このように、本実施形態では、クロック信号ＣＬＫ１とクロック信号ＣＬＫ２との選択をカウンタ３２のカウント値で制御しているため、正確なタイミングでチャージポンプ回路２１を動作させるクロック信号を選択することができる。
【００４２】
また、一般に、ＭＥＭＳマイク１１に所望のバイアス電圧が印加されるまでの期間では、チャージポンプ回路２１から発生するノイズは大きな問題とはならない。本実施形態では、チャージポンプ回路２１と、コンデンサ１５との間には、電圧Ｖｃｐを整流するダイオード２４が設けられている。このため、コンデンサ１５のバイアス電圧、すなわち、充電電圧Ｖｂ１が低い場合、抵抗５０を介すことなくコンデンサ１５，５１を充電できる。この結果、ダイオード２４が無い場合と比較すると、時間的に早く充電電圧Ｖｂ１を上昇させることができる。
【００４３】
また、例えば、充電電圧Ｖｂが早く立ち上がることにより、コンデンサ１５を介して接続されたオペアンプ６１の反転入力端子の電圧が大きく変化することがある。反転入力端子の電圧が大きく変化した状態では、音声信号を適切に増幅することができない。しかしながら、本実施形態の反転入力端子の電圧は、ＶＡ±０．７Ｖの範囲にクランプされる。このため、反転入力端子の電圧が大きく変動することは無く、適切に音声信号を増幅することができる。
【００４４】
また、例えば、反転入力端子の電圧がＶＡ＋０．７Ｖより高くなると、ダイオード７６ａはオンし、コンデンサ７１ａはダイオード７６ａを介して放電される。一方、例えば、反転入力端子の電圧がＶＡ−０．７Ｖより低くなると、ダイオード７７ａはオンし、コンデンサ７１ａはダイオード７６ａを介して充電される。このため、反転入力端子の電圧レベルは、ＶＡ＋０．７Ｖと、ＶＡ−０．７Ｖとの間に確実にクランプされる。
【００４５】
なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【００４６】
例えば、クロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２の切り替えをカウンタ３１のカウント値に基づいて実施しているが、これに限られるものでは無い。例えば、カウンタ３１の代わりに、電圧Ｖｂ１が所定のレベルとなるか否かを検出するコンパレータを設け、コンパレータの出力結果に基づいてクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２を切り換えても良い。
【００４７】
一般に、クロック信号ＣＬＫ２の最適な周波数は、コンデンサ１５の容量に応じて定まる。したがって、本実施形態の分周回路３０は、クロック信号ＣＬＫ１を例えば３２分周（固定）することとしたが、分周比を変更可能な分周回路を用いても良い。例えば、分周比がマイコン等により制御可能な分周回路を用いることにより、コンデンサ１５の容量等に応じたクロック信号ＣＬＫ２を適切に設定することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  音声信号処理ＩＣ
１１  ＭＥＭＳマイク
１５，４４，４５，５１，６２  コンデンサ
２０  クロック信号出力回路
２１  チャージポンプ回路
２２  電源
２３，２６  ＬＰＦ
２４  ダイオード
２５，１００  音声増幅回路
２７  ＡＤＣ
３０  分周回路
３１  カウンタ
３２  セレクタ
４０〜４３  スイッチ
４６  制御回路
５０，７０ａ，７０ｂ  抵抗
６０  バイアス電圧回路
６１  オペアンプ
６３  定電圧回路
７０ａ，７０ｂ  抵抗
７１ａ，７１ｂ  コンデンサ
７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂ  ダイオード
９０〜９３  端子
１２０ａ，１２０ｂ  ＰＭＯＳトランジスタ
１２１ａ，１２１ｂ  電流源
１３０ａ，１３０ｂ  ダイオード
１３１ａ，１３１ｂ  ダイオード
１３２ａ，１３２ｂ  抵抗
１４０ａ，１４０ｂ  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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