(57)【要約】【課題】信号の広帯域化を図る。【解決手段】入力信号に対し、それぞれ所望の減衰量を設定可能なゲイン切り替え部ＧＣｋ（ｋ＝１〜ｎ、ｎは２以上の整数）と、ゲイン切り替え部ＧＣｋの出力をそれぞれ入力に接続し、出力を共通に接続する入力差動対ＴＸｋと、それぞれのゲイン切り替え部ＧＣｋの減衰量及びそれぞれの入力差動対ＴＸｋの活性化を制御するスイッチ制御回路１０３と、を備え、ゲイン切り替え部ＧＣｋは、入力信号を一端に受け、他端を入力差動対ＴＸｋの入力端に接続する抵抗素子ＲＰｋＡと、スイッチ制御回路１０３によってオンオフが制御されるスイッチ素子ＳＷＰｋｊ（ｊ＝１〜ｍ、ｍは２以上の整数）と、一端を抵抗素子ＲＰｋＡの他端に接続し、他端をそれぞれスイッチ素子ＳＷＰｋｊを介して基準電圧ＶＲＥＦに接続する抵抗素子群ＰＲｋと、を備える。【選択図】図１
2011193257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に対し、それぞれ所望の減衰量を設定可能なｎ個（ｎは２以上の整数）の減衰回路と、
ｎ個の前記減衰回路の出力をそれぞれ入力に接続し、出力を共通に接続するｎ個の増幅回路と、
それぞれの前記減衰回路の減衰量及びそれぞれの前記増幅回路の活性化を制御するスイッチ制御回路と、
を備え、
前記減衰回路は、
前記入力信号を一端に受け、他端を前記増幅回路の入力端に接続する入力側抵抗素子と、
前記スイッチ制御回路によってオンオフが制御されるｍ個のスイッチ素子と、
一端を前記入力側抵抗素子の他端に接続し、他端をそれぞれ前記スイッチ素子を介して基準電圧に接続するｍ個（ｍは２以上の整数）の抵抗素子と、
を備えることを特徴とするゲイン切り替え回路。
【請求項２】
前記入力信号は、差動入力信号であって、
前記差動入力信号のそれぞれに対応するようにｎ個の前記減衰回路を２組備え、
前記増幅回路は、
一方の組に属する前記減衰回路の出力を一方の入力に接続し、他方の組に属する前記減衰回路の出力を他方の入力に接続する差動対と、
前記差動対に接続する電流制御回路と、
を備え、
一方および他方の組に属する前記減衰回路は、それぞれ同一の減衰量が設定されることを特徴とする請求項１記載のゲイン切り替え回路。
【請求項３】
前記電流制御回路は、前記スイッチ制御回路によって前記差動対に供給する電流をオンオフすることで前記増幅回路の活性化を制御することを特徴とする請求項１記載のゲイン切り替え回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一に記載のゲイン切り替え回路を備える光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲイン切り替え回路に係り、特に、入力信号の振幅を所望の振幅に切り替えて出力するゲイン切り替え回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤやブルーレイ等の光ディスクの記録、再生を行なう光ディスク装置において、記録や再生動作の高倍速化が進展している。このような装置において、光ディスクからデータを読み出すピックアップ出力のばらつきや光ディスクの種類によって反射率が異なり、入力信号の振幅に違いが生じる。そこで、データの入力側にゲイン切り替え回路を設け、入力信号を適正な振幅に調整することで光ディスク装置用ＬＳＩ内部の入力ダイナミックレンジを超えないようにしている。
【０００３】
このようなゲイン切り替え回路の例が特許文献１において電子ボリュームとして開示されている。この電子ボリュームは、互いに直列接続された複数の抵抗素子からなる抵抗素子群（抵抗ラダー部）と、抵抗素子にそれぞれ接続された複数のスイッチ素子からなり、それぞれのスイッチ素子のスイッチ動作に応じて抵抗素子群の抵抗値を設定するための第１のスイッチ素子群と、第１のスイッチ素子群における複数のスイッチ素子にそれぞれ並列に接続された複数のスイッチ素子からなり、第１のスイッチ素子群と対をなして、それぞれのスイッチ素子のスイッチ動作に応じて抵抗素子群の抵抗値を設定するための第２のスイッチ素子群と、第１および第２のスイッチ素子群のいずれか一方を選択してそのスイッチ素子を通る電流を導出し、第１および第２のスイッチ素子群の一方における抵抗値の設定を有効にする切替手段とを備える。切替手段は、第１および第２のスイッチ素子群の一方から他方への切替時に、第１および第２のスイッチ素子群の一方におけるスイッチ素子を通る電流をハイレベルからゼロレベルに所定の時定数をもって変化するとともに、第１および第２のスイッチ素子群の他方におけるスイッチ素子を通る電流をゼロレベルからハイレベルに所定の時定数をもって変化することによって、第１および第２のスイッチ素子群の他方における抵抗値の設定を有効にする。
【０００４】
このような電子ボリュームによれば、ボリューム切り替え時のノイズを的確に防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３６３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下の分析は本発明において与えられる。
【０００７】
特許文献１の電子ボリュームは、入力信号を抵抗ラダー部によって減衰させ、抵抗ラダー部の各ノードに一端をそれぞれ接続したスイッチ群において共通接続された他端から減衰信号を取り出すように構成される。このため、抵抗ラダー部にはスイッチ群の全てのスイッチ素子における拡散容量が負荷となってしまう。また、スイッチ素子の拡散容量を小さくするために、入力端子と次段のオペアンプとの間に直列に入っているスイッチ素子のサイズを小さくすると、スイッチ素子のオン抵抗が大きくなり、オペアンプの入力信号が鈍ってしまう。このため、高域の信号伝達特性が劣化し、ゲイン切り替え回路を広帯域化することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つのアスペクト（側面）に係るゲイン切り替え回路は、入力信号に対し、それぞれ所望の減衰量を設定可能なｎ個（ｎは２以上の整数）の減衰回路と、ｎ個の減衰回路の出力をそれぞれ入力に接続し、出力を共通に接続するｎ個の増幅回路と、それぞれの減衰回路の減衰量及びそれぞれの増幅回路の活性化を制御するスイッチ制御回路と、を備え、減衰回路は、入力信号を一端に受け、他端を増幅回路の入力端に接続する入力側抵抗素子と、スイッチ制御回路によってオンオフが制御されるｍ個のスイッチ素子と、一端を入力側抵抗素子の他端に接続し、他端をそれぞれスイッチ素子を介して基準電圧に接続するｍ個（ｍは２以上の整数）の抵抗素子と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のアスペクトによれば、ゲイン切り替え回路を広帯域化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係るゲイン切り替え回路の回路図である。
【図２】本発明の一実施例に係るゲイン切り替え回路のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係るゲイン切り替え回路は、入力信号に対し、それぞれ所望の減衰量を設定可能なｎ個（ｎは２以上の整数）の減衰回路（図１のゲイン切替部ＧＣ１〜ＧＣｎに相当）と、ｎ個の減衰回路の出力をそれぞれ入力に接続し、出力を共通に接続するｎ個の増幅回路（図１の入力差動対ＴＸ１〜ＴＸｎに相当）と、それぞれの減衰回路の減衰量及びそれぞれの増幅回路の活性化を制御するスイッチ制御回路（図１の１０３）と、を備え、減衰回路は、入力信号を一端に受け、他端を増幅回路の入力端に接続する入力側抵抗素子（図１の抵抗素子ＲＰ１Ａなどに相当）と、スイッチ制御回路によってオンオフが制御されるｍ個のスイッチ素子（図１のＳＷＰ１１〜ＳＷＰ１ｍなどに相当）と、一端を入力側抵抗素子の他端に接続し、他端をそれぞれスイッチ素子を介して基準電圧に接続するｍ個（ｍは２以上の整数）の抵抗素子（図１の抵抗素子群ＰＲ１などに相当）と、を備える。
【００１２】
ゲイン切り替え回路において、入力信号は、差動入力信号であって、差動入力信号のそれぞれに対応するようにｎ個の減衰回路を２組備え、増幅回路は、一方の組に属する減衰回路の出力を一方の入力に接続し、他方の組に属する減衰回路の出力を他方の入力に接続する差動対と、差動対に接続する電流制御回路と、を備え、一方および他方の組に属する減衰回路は、それぞれ同一の減衰量が設定されるようにしてもよい。
【００１３】
ゲイン切り替え回路において、電流制御回路は、スイッチ制御回路によって差動対に供給する電流をオンオフすることで増幅回路の活性化を制御するようにしてもよい。
【００１４】
光ディスク装置が上記のゲイン切り替え回路を備えるようにしてもよい。
【００１５】
以上のようなゲイン切り替え回路によれば、少なくともｍ値の任意のゲイン設定が可能な減衰回路（ゲイン切り替え部）をｎ個備え、差動アンプである入力差動対をオン／オフすることで減衰回路の出力信号を選択する。これによって、オフした入力差動対に接続する減衰回路内のスイッチ素子の拡散容量は、オンしている入力差動対に影響を与えず、ｍ個のスイッチ素子の拡散容量分しか負荷にならない。このため、高域の信号伝達特性が改善され、ゲイン切り替え回路を広帯域化することができる。
【００１６】
また、減衰回路の広帯域化が可能であるため、減衰回路における抵抗素子の抵抗値をより大きくすることができる。したがって、ゲイン切り替え回路の低消費電力化が実現される。
【００１７】
以下、実施例について、図面を参照して詳しく説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例に係るゲイン切り替え回路の回路図である。図１において、ゲイン切り替え回路は、ゲイン切り替え制御部ＧＣと差動アンプ１０２とスイッチ制御回路１０３とを備える。
【００１９】
ゲイン切り替え制御部ＧＣは、減衰回路として機能するｎ個のゲイン切り替え部ＧＣ１〜ＧＣｎで構成され、入力端子Ｖｉｎ＋及びＶｉｎ−から入力される光ディスクから読み取ったピックアップ出力のＲＦ差動信号と、基準電圧ＶＲＥＦとを入力とする。入力端子Ｖｉｎ＋には、抵抗素子ＲＰｋＡ（ｋ＝１〜ｎ、ｎは２以上の整数）の一端が接続され、抵抗素子ＲＰｋＡの他端は、それぞれ入力差動対ＴＸｋの一端及び抵抗素子群ＲＰｋの一端（共通端）に接続される。抵抗素子群ＲＰｋのそれぞれの他端は、それぞれスイッチ素子ＳＷＰｋｊ（ｊ＝１〜ｍ、ｍは２以上の整数）の一端に接続され、スイッチ素子ＳＷＰｋｊの他端は、基準電圧ＶＲＥＦに接続される。
【００２０】
同様に入力端子Ｖｉｎ−には、抵抗素子ＲＭｋＡの一端が接続され、抵抗素子ＲＭｋＡの他端は、それぞれ入力差動対ＴＸｋの他端及び抵抗素子群ＲＭｋの一端（共通端）に接続される。抵抗素子群ＲＭｋのそれぞれの他端は、それぞれスイッチ素子ＳＷＭｋｊの一端に接続され、スイッチ素子ＳＷＭｋｊの他端は、基準電圧ＶＲＥＦに接続される。
【００２１】
このような構成のゲイン切り替え部ＧＣｋは、スイッチ制御回路１０３によってオンオフが制御されるスイッチ素子ＳＷＰｋｊ、ＳＷＭｋｊで減衰量を設定可能とし、入力端子Ｖｉｎ、Ｖｉｎ−間の差動入力信号を減衰させて差動アンプ１０２へ出力する。
【００２２】
差動アンプ１０２は、ゲイン切り替え部ＧＣｋから出力される差動信号が接続される入力差動対ＴＸｋと、入力差動対ＴＸｋとグランド間に接続される電流制御回路ＩＣｋと、入力差動対ＴＸｋと電流制御回路ＩＣｋとの間に並列接続される抵抗素子Ｒｉｎ１とから構成される入力部分をｎ個有する。入力差動対ＴＸ１〜ＴＫｎの出力部分同士は、出力Ｓｏｕｔで共通に接続され、出力Ｓｏｕｔと高電位電源１０１との間に抵抗素子対Ｒｏｕｔを接続する。差動アンプ１０２に入力される差動信号は、動作状態にある入力差動対の抵抗素子Ｒｉｎ１〜Ｒｉｎｎ、抵抗素子対Ｒｏｕｔの比によって決定されるゲインで出力Ｓｏｕｔに出力する。
【００２３】
スイッチ制御回路１０３は、ゲイン切り替え部ＧＣ１〜ＧＣｎ内の各スイッチ素子、及び電流制御回路ＩＣ１〜ＩＣｎ内の各スイッチ素子のオンオフを制御し、ゲイン切り替え部ＧＣ１〜ＧＣｎのゲインを切り替えると共に、電流制御回路ＩＣ１〜ＩＣｎにおける定電流源のオン／オフ制御を行う。定電流源のオン／オフによって入力差動対ＴＸｋの活性化非活性化が制御される。
【００２４】
図２は、本発明の一実施例に係るゲイン切り替え回路のタイミングチャートであり、図２を用いてゲイン切り替え回路の動作を説明する。期間ｔ１〜ｔ４のそれぞれにおける切り替え動作は、スイッチ制御回路１０３の出力信号によって制御される。入力端子Ｖｉｎ＋、Ｖｉｎ−から差動アンプ１０２の出力Ｓｏｕｔまでのトータルのゲインは、ゲイン切り替え部ＧＣｎ内のスイッチ素子ＳＷＰｎｍ、ＳＷＮｎｍがオンした場合の出力ゲインをＧｎｍとし、差動アンプ１０２のゲインを０ｄＢとすれば、以下の式（１）となる。
Ｇｎｍ＝ゲイン切り替え部のゲイン＋差動アンプのゲイン＝Ｇｎｍ＋０ｄＢ・・・（１）
【００２５】
期間ｔ１では、ゲイン切り替え部ＧＣ１内のスイッチ素子ＳＷＰ１ｍ、ＳＷＮ１ｍがオンし、ゲイン切り替え部ＧＣ２〜ＧＣｎ内のスイッチ素子は、全てオフしている状態である。差動アンプ内の電流制御回路ＩＣ２〜ＩＣｎをオフさせることで定電流源が入力差動対ＴＸ２〜ＴＸｎと切り離され、入力差動対ＴＸ２〜ＴＸｎをオフさせ、ゲイン切り替え部の出力を遮断する。一方、差動アンプ１０２内の電流制御回路ＩＣ１をオンすることで定電流源が入力差動対ＴＸ１と接続され、入力差動対ＴＸ１をオンさせてゲイン切り替え部ＧＣ１の出力を差動アンプ１０２の出力Ｓｏｕｔへ伝搬する。したがって、出力ＳｏｕｔのゲインはＧ１ｍとなる。
【００２６】
期間ｔ２では、ゲイン切り替え部ＧＣｎ内のスイッチ素子ＳＷＰｎｍ、ＳＷＮｎｍがオンし、ゲイン切り替え部ＧＣ１〜ＧＣｎ−１内のスイッチは、全てオフしている状態である。差動アンプ内の電流制御回路ＩＣ１〜ＩＣｎ−１をオフさせることで定電流源が入力差動対ＴＸ１〜ＴＸｎ−１と切り離され、入力差動対ＴＸ１〜ＴＸｎ−１をオフさせてゲイン切り替え部の出力を遮断する。一方、差動アンプ１０２内の電流制御回路ＩＣｎをオンすることで定電流源が入力差動対ＴＸｎと接続され、入力差動対ＴＸｎをオンさせゲイン切り替え部ＧＣｎの出力を差動アンプ１０２の出力Ｓｏｕｔへ伝搬する。したがって、出力ＳｏｕｔのゲインはＧｎｍとなる。
【００２７】
期間ｔ３では、ゲイン切り替え部ＧＣ１内のスイッチ素子ＳＷＰ１１、ＳＷＮ１１がオンし、ゲイン切り替え部ＧＣ２〜ＧＣｎ内のスイッチは、全てオフしている状態である。差動アンプ内の電流制御回路ＩＣ２〜ＩＣｎをオフさせることで定電流源が入力差動対ＴＸ２〜ＴＸｎと切り離され、入力差動対ＴＸ２〜ＴＸｎをオフさせてゲイン切り替え部の出力を遮断する。一方、差動アンプ内の電流制御回路ＩＣ１をオンすることで定電流源が入力差動対ＴＸ１と接続され、入力差動対ＴＸ１をオンさせゲイン切り替え部ＧＣ１の出力を差動アンプ１０２の出力Ｓｏｕｔへ伝搬する。したがって、出力ＳｏｕｔのゲインはＧ１１となる。
【００２８】
期間ｔ４では、ゲイン切り替え部ＧＣｎ内のスイッチ素子ＳＷＰｎ１、ＳＷＮｎ１がオンし、ゲイン切り替え部ＧＣ１〜ＧＣｎ−１内のスイッチは、全てオフしている状態である。差動アンプ内の電流制御回路ＩＣ１〜ＩＣｎ−１をオフさせることで定電流源が入力差動対ＴＸ１〜ＴＸｎ−１と切り離され、入力差動対ＴＸ１〜ＴＸｎ−１をオフさせてゲイン切り替え部の出力を遮断する。一方、差動アンプ１０２内の電流制御回路ＩＣｎをオンすることで定電流源が入力差動対ＴＸｎと接続され、入力差動対ＴＸｎをオンさせゲイン切り替え部ＧＣｎの出力を差動アンプ１０２の出力Ｓｏｕｔへ伝搬する。したがって、出力ＳｏｕｔのゲインはＧｎ１となる。
【００２９】
以上のようなゲイン切り替え回路によれば、オフしている入力差動対に接続するゲイン切り替え部の出力は信号が遮断され、遮断される信号を生成するゲイン切り替え部内のｍ×（ｎ−１）個のスイッチ素子の拡散容量は、オンしている入力差動対に対し影響を与えない。このため、影響するスイッチ素子の個数は、オンしている入力差動対に接続するｍ個だけとなり、スイッチ素子の拡散容量の影響を大幅に減らすことが可能である。したがって、抵抗値とスイッチ素子の拡散容量でほぼ決定される差動アンプの入力遅延を小さくして、ゲイン切り替え回路を広帯域化することができる。
【００３０】
なお、前述の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００３１】
１０２  差動アンプ
１０３  スイッチ制御回路
ＧＣ  ゲイン切り替え制御部
ＧＣ１〜ＧＣｎ  ゲイン切り替え部
ＩＣ１〜ＩＣｎ  電流制御回路
ＲＰ１Ａ〜ＲＰｎＡ、Ｒｉｎ１〜Ｒｉｎｎ  抵抗素子
ＲＰ１〜ＲＰｎ、ＲＭ１〜ＲＭｎ  抵抗素子群
Ｒｏｕｔ  抵抗素子対
ＳＷＰ１１〜ＳＷＰｎｍ、ＳＷＮ１１〜ＳＷＮｎｍ  スイッチ素子
ＴＸ１〜ＴＸｎ  入力差動対
Ｖｉｎ＋、Ｖｉｎ−  入力端子
【図１】
2011193257.tif 000003
【図２】
2011193257.tif 000004