(57)【要約】【課題】高電圧を出力する昇圧回路を必要とする変換装置および雑音低減回路において、フィルタ回路に大きな抵抗値の抵抗を使用せず、かつ初期化時間を短縮し、昇圧回路から発生する雑音を低減することのできる変換装置および雑音低減回路を提供する。【解決手段】  変換装置１０は、低域通過フィルタ１２による第１の雑音低減回路と、差動増幅回路１３による第２の雑音低減回路との２つの雑音低減回路を備える。このため、低域通過フィルタ１２で除去することができなかった残りの雑音は、差動増幅回路１３でも除去することができる。従って、抵抗Ｒ２の抵抗値を従来回路の抵抗値よりも小さくすることができるため、大きなチップエリアを必要としない。同時に、抵抗Ｒ２とキャパシタＣ１で決定される時定数を小さくすることができるため、初期化時間を短縮することができる。【選択図】図１
2011082728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサマイクロフォンを用いて音声を電気信号に変換する変換装置であって、
バイアス電圧を生成するバイアス電圧生成手段と、
前記バイアス電圧生成手段によって生成される前記バイアス電圧に含まれる雑音成分を低減し、当該雑音成分を低減したバイアス電圧を前記コンデンサマイクロフォンに出力する第１の雑音低減手段と、
前記第１の雑音低減手段の出力に接続され、前記コンデンサマイクロフォンから出力される前記電気信号に含まれる雑音成分のうち前記第１の雑音低減手段によって出力される信号に含まれる雑音成分と同じ雑音成分を低減し、当該雑音成分を低減した電気信号を出力する第２の雑音低減手段と、
を備えることを特徴とする変換装置。
【請求項２】
前記第１の雑音低減手段は、前記バイアス電圧生成手段によって生成された前記バイアス電圧に含まれる雑音成分の帯域を制限する低域通過フィルタであり、
前記第２の雑音低減手段は、前記第１の雑音低減手段の出力に接続された同相信号出力キャパシタ、および前記同相信号出力キャパシタから出力される信号と前記コンデンサマイクロフォンから出力される信号との差動信号を増幅する差動増幅器で構成される差動増幅回路であることを特徴とする請求項１記載の変換装置。
【請求項３】
前記同相信号出力キャパシタは、前記コンデンサマイクロフォンの容量値と同じ容量値を有することを特徴とする請求項２記載の変換装置。
【請求項４】
前記低域通過フィルタは、抵抗およびキャパシタで構成されることを特徴とする請求項２または３記載の変換装置。
【請求項５】
前記低域通過フィルタは、ダイオード接続されるＭＯＳトランジスタおよびキャパシタで構成されることを特徴とする請求項２または３記載の変換装置。
【請求項６】
音声を電気信号に変換する変換装置に用いられ、コンデンサマイクロフォンから出力される信号に含まれる雑音成分を低減する雑音低減回路であって、
前記コンデンサマイクロフォンにバイアス電圧を出力する回路から同じバイアス電圧が入力される同相信号出力キャパシタと、
前記同相信号出力キャパシタから出力される信号と前記コンデンサマイクロフォンから出力される信号との差動信号を増幅する差動増幅器と、
を備えることを特徴とする雑音低減回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変換装置および雑音低減回路に関し、特にコンデンサマイクロフォンを用いて音声をアナログ電気信号に変換する変換装置および雑音低減回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いてシリコンチップ上にコンデンサマイクロフォンを形成するＭＥＭＳマイクロフォンが、集積性が高いことや、リフローでの実装のし易さ等の点から注目されている。
一般に、ＭＥＭＳマイクロフォンは、音声を電気信号に効率よく変換するために、電源電圧よりも高い直流電圧を安定して供給する必要がある。このため、直流電圧もしくは交流電圧を昇圧して出力する昇圧回路が設けられる。しかしながら、昇圧回路から出力される信号には、直流信号成分以外に、直流電圧もしくは交流電圧を昇圧する動作時に生成されたリップルやバイアス電圧生成回路を構成する素子から出力される雑音等の交流信号成分の雑音が含まれている。
【０００３】
この昇圧動作によって生じた交流信号成分の雑音は、マイクロフォンで音声から変換された電気信号に重畳されて、Ｓ／Ｎ特性の劣化を招く原因となる。このため、高いＳ／Ｎ特性を得るためには、昇圧回路から出力される出力信号に含まれる不要な交流信号成分の雑音を除去する必要がある。
上記の問題を解決する一例として、特許文献１に記載されるような電圧ポンプを有するマイクロフォンが提案されている。図３は、特許文献１に記載された電圧ポンプを有するマイクロフォンと同様の回路構成を有する変換装置１００の構成を示す機略回路構成図である。
【０００４】
図３に示す変換装置１００は、バイアス電圧生成回路１０１、低域通過フィルタ１０２、コンデンサマイクロフォンＣｍおよび増幅器ＡＭＰ１を備えて構成される。
バイアス電圧生成回路１０１は、コンデンサマイクロフォンＣｍの電荷量を一定に保持させるために、その内部で生成される方形波信号を昇圧して直流電圧を生成する回路である。
低域通過フィルタ１０２は、抵抗Ｒ１およびキャパシタＣ１で構成され、バイアス電圧生成回路１０１から出力される出力信号に含まれる雑音を低減させるために、雑音成分の帯域を制限するフィルタリング処理を行うための回路である。抵抗Ｒ１の一方の端子は、バイアス電圧生成回路１０１の出力に接続され、他方の端子は、一方の端子が接地されているキャパシタＣ１、コンデンサマイクロフォンＣｍに接続される。
【０００５】
コンデンサマイクロフォンＣｍは、音圧に応じて容量値が変化するように構成される素子である。このコンデンサマイクロフォンＣｍに、バイアス電圧生成回路１０１によって生成された直流電圧が印加される。コンデンサマイクロフォンＣｍの音圧に応じてコンデンサマイクロフォンＣｍの容量値が変化するため、音圧が電気信号に変換されてコンデンサマイクロフォンＣｍから出力される。
【０００６】
増幅器ＡＭＰ１は、コンデンサマイクロフォンＣｍから出力される電気信号を増幅する回路である。また、増幅器ＡＭＰ１の入力側を高インピーダンスに設定しておくことにより、音声を電気信号に効率良く変換して出力信号Ｖｏｕｔを得ることができる。
上述した変換装置１００は、バイアス電圧生成回路１０１の後段に抵抗およびキャパシタから構成される低域通過フィルタを用いている。同時に、この変換装置１００は、低域通過フィルタ１０２のカットオフ周波数を可聴帯域以下の周波数に設定している。このような構成により、上記のマイクロフォンにおいては、昇圧動作によって生じる交流信号成分を除去し、高いＳ／Ｎ特性を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５１２７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述した図３に示す変換回路においては、バイアス電圧生成回路１０１から出力される交流信号成分の雑音を可聴周波数帯域の下限レベルまで低減しなければならないため、抵抗Ｒ１とキャパシタＣ１で決定される時定数を数十ミリ秒とする必要がある。例えば、Ｃ１を１０ｐＦ程度とする場合、ギガオームオーダー以上の非常に大きな抵抗値を有する抵抗Ｒ１を用いる必要がある。このため、上述したマイクロフォンを標準ＣＭＯＳプロセスを用いて製造する場合に、非常に大きなチップエリアを必要とする問題があった。
また、低域通過フィルタ１０２の時定数を十ミリ秒程度以上としなければならないため、バイアス電圧生成回路１０１における昇圧動作が開始してから低域通過フィルタ１０２の出力が安定状態に至るまでの初期化時間を、最低でも数十ミリ秒程度必要とするという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑み、高電圧を出力する昇圧回路を必要とする変換装置および雑音低減回路において、フィルタ回路に大きな抵抗値を有する抵抗を使用せず、かつ昇圧回路の動作が開始してから低域通過フィルタの出力が安定状態に至るまでの初期化（セトリング）時間を短縮し、昇圧回路から発生する雑音を低減することのできる変換装置および雑音低減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】
【００１０】
本発明に係る変換装置および雑音低減回路は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
本発明に係る第１の変換装置は、コンデンサマイクロフォンを用いて音声を電気信号に変換する変換装置であって、バイアス電圧を生成するバイアス電圧生成手段と、前記バイアス電圧生成手段によって生成される前記バイアス電圧に含まれる雑音成分を低減し、当該雑音成分を低減したバイアス電圧を前記コンデンサマイクロフォンに出力する第１の雑音低減手段と、前記第１の雑音低減手段の出力に接続され、前記コンデンサマイクロフォンから出力される前記電気信号に含まれる雑音成分のうち前記第１の雑音低減手段によって出力される信号に含まれる雑音成分と同じ雑音成分を低減し、当該雑音成分を低減した電気信号を出力する第２の雑音低減手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
第１の変換装置によれば、まず第１の雑音低減回路で、バイアス電圧生成回路から出力されるバイアス電圧の直流成分に重畳する雑音成分を低減することが可能となる。次に、第２の雑音低減手段で、第１の雑音低減手段によって除去することきができなかったバイアス電圧の直流成分に僅かに残る交流信号成分の雑音成分を含まれる音声信号と、同相信号出力手段によって出力される交流信号成分の雑音信号とを差動増幅することで、交流信号成分の雑音成分を除去することが可能となる。このため、第１の雑音低減手段の抵抗値を、従来回路における抵抗値よりも小さくすることが可能となる。同時に、第１の雑音低減手段の抵抗値とキャパシタの容量とで決定される時定数を小さくすることができるため、バイアス電圧生成手段での昇圧動作が開始してから第１の雑音低減手段の出力が安定状態に至るまでの昇圧動作初期時における初期化時間を短縮することが可能となる。
【００１２】
本発明に係る第２の変換装置は、上記の構成において、好ましくは、前記第１の雑音低減手段は、前記バイアス電圧生成手段によって生成された前記バイアス電圧に含まれる雑音成分の帯域を制限する低域通過フィルタであり、前記第２の雑音低減手段は、前記第１の雑音低減手段の出力に接続された同相信号出力キャパシタ、および前記同相信号出力キャパシタから出力される信号と前記コンデンサマイクロフォンから出力される信号との差動信号を増幅する差動増幅器で構成される差動増幅回路であることを特徴とする。
【００１３】
第２の変換装置によれば、まず第１の雑音低減手段である低域通過フィルタで、バイアス電圧生成回路から出力されるバイアス電圧の直流成分に重畳する雑音成分を低減することが可能となる。次に、第２の雑音低減手段である差動増幅回路で、低域通過フィルタによって除去することきができなかったバイアス電圧の直流成分に僅かに残る交流信号成分の雑音成分を含まれる音声信号と、同相信号出力キャパシタによって出力される交流信号成分の雑音信号とを差動増幅することで、その交流信号成分の雑音成分を除去して、Ｓ／Ｎ特性の高い音声信号を出力することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る第３の変換装置は、上記の構成において、好ましくは、前記同相信号出力キャパシタは、前記コンデンサマイクロフォンの容量値と同じ容量値を有することを特徴とする。
第３の変換装置によれば、コンデンサマイクロフォンと同一の容量値を有する同相信号出力キャパシタを半導体チップ上に配置する際にも、大きなエリアを必要とせずに製造が可能となる。
【００１５】
本発明に係る第４の変換装置は、上記の構成において、好ましくは、前記低域通過フィルタは、抵抗およびキャパシタで構成されることを特徴とする。
第４の変換装置によれば、低域通過フィルタのチップエリアを従来より小さくする共に、初期化時間を短縮することが可能となる。
本発明に係る第５の変換装置は、上記の構成において、好ましくは、前記低域通過フィルタは、ダイオード接続されるＭＯＳトランジスタおよびキャパシタで構成されることを特徴とする。
【００１６】
第５の変換装置によれば、低域通過フィルタを構成するＰＭＯＳトランジスタは、高温になるのに従って低域通過フィルタの出力信号に含まれる雑音も必然的に増加するが、低域通過フィルタの出力信号に含まれる雑音は、第２の雑音低減手段として機能する差動増幅回路により除去される。このため、温度環境が大きく変化する条件下で変換装置を使用する場合においても、動作初期の安定状態に至るまでの初期化時間を初期化時間を数ミリ秒オーダーに短縮することが可能となる。
【００１７】
本発明に係る雑音低減回路は、音声を電気信号に変換する変換装置に用いられ、コンデンサマイクロフォンから出力される信号に含まれる雑音成分を低減する雑音低減回路であって、前記コンデンサマイクロフォンにバイアス電圧を出力する回路から同じバイアス電圧が入力される同相信号出力キャパシタと、前記同相信号出力キャパシタから出力される信号と前記コンデンサマイクロフォンから出力される信号との差動信号を増幅する差動増幅器と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
上記の雑音低減回路によれば、他の雑音低減回路と組み合わせてコンデンサマイクロフォンを製造することが可能となる。まず、同相信号出力キャパシタが、他の雑音低減回路で除去することができなかった雑音が含まれる信号を、コンデンサマイクロフォンから出力される信号と同相で出力する。さらに、差動増幅器が、同相信号出力手段から出力される他の雑音低減手段で除去することができなかった雑音が含まれる信号と、その雑音を含むコンデンサマイクロフォンから出力される信号との差動信号を増幅して出力する。これにより、他の雑音低減回路で除去することきができなかった信号に含まれる雑音を一層除去することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、低域通過フィルタによってバイアス電圧生成回路から出力されるバイアス電圧の直流成分に重畳する雑音成分を低減する第１の雑音低減回路と、差動増幅回路によってコンデンサマイクロフォンの出力信号と同相信号出力キャパシタの出力信号との差動信号の雑音成分を除去する第２の雑音低減回路とを有している。要するに、２つの雑音低減回路を有する。このため、まず第１の雑音低減回路で、バイアス電圧生成回路から出力されるバイアス電圧の直流成分に重畳する雑音成分を低減することができる。さらに、第１の雑音低減回路で除去することきができなかったバイアス電圧の直流成分に僅かに残る交流信号成分の雑音のレベルを、第２の雑音低減回路で雑音成分の残る信号と、雑音成分の残る音声信号とを差動増幅することにより、昇圧動作時に発生したバイアス電圧の直流成分に僅かに残る交流信号成分を一層低減することができる。
【００２０】
これにより、マイクロフォンを標準ＣＭＯＳプロセスを用いて製造する場合に、ギガオームオーダーの大きな抵抗値を有する抵抗を用いる必要がなく、低域通過フィルタの構成要素となる抵抗およびキャパシタの実装面積を縮小することができる。同時に、第２の雑音低減手段である低域通過フィルタの時定数を小さくして、昇圧回路の動作が開始してから低域通過フィルタの出力が安定状態に至るまでの初期化時間を短縮することができる。
また、同相信号出力キャパシタは、コンデンサマイクロフォンと同一の容量値を有するものであっても、ＭＥＭＳ技術で製造されるコンデンサマイクロフォンは、実効容量が数ｐＦ以下であるため、その程度の容量値を有するキャパシタを半導体チップ上に配置する際に大きなエリアを必要としない。
【００２１】
また、第１の雑音低減手段にダイオード接続されたＭＯＳトランジスタとキャパシタを用いて構成した場合であっても、ＭＯＳトランジスタの抵抗値はバイアス電圧生成回路の出力電圧が定常状態になるまで、定常状態時よりも低い。従って、第１の雑音低減手段を構成するＭＯＳトランジスタとキャパシタとで決定される時定数は、定常状態における時定数と比べて、より小さな時定数にすることができる。また、低域通過フィルタを構成するＭＯＳトランジスタの閾値電圧の温度特性から、高温になるのに従って低域通過フィルタの出力信号に含まれる１０Ｈｚから２０Ｈｚを低限とする可聴帯域の雑音も必然的に増加するが、低域通過フィルタの出力信号に含まれる雑音は、第２の雑音低減手段として機能する差動増幅回路により除去される。このため、温度環境が大きく変化する条件下で変換装置を使用する場合においても、動作初期の安定状態に至るまでの初期化時間を数ミリ秒オーダーに短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る変換装置１０の構成を示すブロック図である。
【図２】変換装置１０に対応する変形例に係る変換装置２０の回路構成を示す回路構成図である。
【図３】特許文献１に記載された電圧ポンプを有するマイクロフォンと同様の回路構成を有する変換装置１００の構成を示す機略回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等の構成要素は同一符号によって示す。
（変換装置１０の構成）
図１を参照して、本発明に係る変換装置１０の構成を説明する。図１は、本発明に係る変換装置１０の構成を示すブロック図である。
図１に示す変換装置１０は、バイアス電圧生成回路１０１、低域通過フィルタ１２、コンデンサマイクロフォンＣｍ、同相信号出力キャパシタＣｎおよび差動増幅回路１３を備えて構成される。
【００２４】
変換装置１０と図３に示した変換装置１００とでは、バイアス電圧生成回路１０１およびコンデンサマイクロフォンＣｍを有している点で同じである。但し、変換装置１０は、同相信号出力キャパシタＣｎをさらに有し、増幅器ＡＭＰ１の代わりに差動増幅回路１３を有している点で相違する。また、変換装置１０の低域通過フィルタ１２は、抵抗Ｒ１の抵抗値よりも小さい抵抗値を有する抵抗Ｒ２を有している点で相違する。
【００２５】
同相信号出力キャパシタＣｎは、コンデンサマイクロフォンＣｍと並列に、低域通過フィルタ１２の出力端子と差動増幅回路１３の反転入力端子との間に接続されて、低域通過フィルタ１２から出力される出力信号と同相の信号を出力するための素子である。
差動増幅回路１３は、例えば、ギガオームオーダー以上の高入力インピーダンスに設定された２つの増幅器ＡＭＰ２，ＡＭＰ３、および抵抗Ｒ３〜Ｒ５から構成される。差動増幅回路１３は、コンデンサマイクロフォンＣｍおよび同相信号出力キャパシタＣｎから出力される２つの出力信号の差動信号を増幅し、増幅した信号を電気信号Ｖｐ，Ｖｎとして出力する回路である。
【００２６】
低域通過フィルタ１２から出力される出力信号に含まれる交流信号成分の雑音は、コンデンサマイクロフォンＣｍを介して、音声信号とともに差動増幅回路１３の非反転入力端子に入力される。同時に、交流信号成分の雑音は、同相信号出力キャパシタＣｎを介して、差動増幅回路１３のもう一方の入力端子である反転入力端子に入力される。つまり、差動増幅回路１３においても、低域通過フィルタ１２から出力される出力信号に含まれる交流信号成分の雑音を除去することができる。
【００２７】
要するに、図１に示す変換装置１０は、低域通過フィルタ１２による第１の雑音低減回路と、差動増幅回路１３による第２の雑音低減回路との２つの雑音低減回路を備え、図３に示した変換装置１００よりも雑音低減回路を１つ多く備える。さらに、変換装置１０において、第２の雑音低減手段は、第１の雑音低減手段の後段に接続される。
上述したように、バイアス生成回路１０１から出力される信号には、直流信号成分以外に、直流電圧を昇圧する動作時に生成されたリップルやバイアス電圧生成回路を構成する素子から出力される雑音等の交流信号成分の雑音が含まれている。このため、まず低域通過フィルタ１２による第１の雑音低減回路で、交流信号成分の雑音を除去する。
【００２８】
そして、第１の雑音低減回路からは、交流信号成分の雑音が除去された直流信号成分が出力される。しかしながら、その直流信号成分には、第１の雑音低減回路である低域通過フィルタ１２で除去することができなかった交流信号成分の雑音が僅かに残る。
その直流信号成分に残る交流信号成分の雑音電圧が、コンデンサマイクロフォンＣｍおよび同相信号出力キャパシタＣｎから出力される。但し、コンデンサマイクロフォンＣｍからは、マイクロフォンで音声から変換された電気信号のレベルに対応する電圧に、交流信号成分の雑音のレベルに対応する電圧が重畳されて出力される。
【００２９】
次に、第２の雑音低減手段である差動増幅回路１３は、コンデンサマイクロフォンＣｍから出力される電圧に対応する信号レベルと、同相信号出力キャパシタＣｎから出力される電圧に対応する信号レベルとの差動信号を増幅して出力する。これにより、第２の雑音低減回路からは、音声信号のみが増幅されることで雑音成分の比率が低減された音声信号が出力される。なお、差動出力信号にコモンモードノイズとして雑音成分が残留する場合は、後段に一般的な減算器等を設けることで簡単に除去することができる。
【００３０】
このようにして、第１の雑音低減回路である低域通過フィルタ１２で直流信号成分に残る交流信号成分の雑音を除去し、低域通過フィルタ１２で除去することができなかった直流信号成分に残る交流信号成分の雑音を、第２の雑音低減回路である差動増幅回路１３でも除去することができる。このため、抵抗Ｒ２の抵抗値を、従来回路の抵抗Ｒ１が有する抵抗値よりも小さくすることができる。よって、上述したようにＭＥＭＳ技術を用いてシリコンチップ上にコンデンサマイクロフォンＣｍを形成する場合であっても、大きなチップエリアを必要とせずに、ＭＥＭＳマイクロフォンを形成することができる。同時に、ＭＥＭＳマイクロフォンを形成する際の集積性を、より高めることができる。
【００３１】
同時に、抵抗Ｒ２とキャパシタＣ１で決定される時定数を小さくすることができる。このため、バイアス電圧生成回路１０１での昇圧動作が開始してから低域通過フィルタの出力が安定状態に至るまでの昇圧動作初期時における初期化（セトリング）時間を短縮することができる。なお、上記の時定数を決定する際には、ＭＥＭＳマイクロフォンの出力特性等の仕様に合わせて用いられるバイアス電圧生成回路１０１の出力特性や、低域通過フィルタ１２および差動増幅回路１３でバイアス生成回路１０１で信号に含まれる雑音を低減させるレベル等に応じて決定することができる。
【００３２】
（実施形態に係る変換装置１０に対応する変形例）
次に、図２を参照して、上記で説明した実施形態に係る変換装置１０に対応する変形例を説明する。図２は、変換装置１０に対応する変形例に係る変換装置２０の回路構成を示す回路構成図である。
図２に示す変換装置２０は、図１に示した変換装置１０と同様の各部を備えて構成される。但し、変換装置２０は、低域通過フィルタ１２の代わりに、抵抗Ｒ２ではなくダイオード接続されたＭＯＳトランジスタＭＯＳを代用して構成される低域通過フィルタ２２を有している点が相違する。
しかしながら、図２に示す変換装置２０においても、図１に示した変換装置１０と同様に、低域通過フィルタ２２が第１の雑音低減回路として機能し、差動増幅回路１３が第２の雑音低減回路として機能し、２つの雑音低減回路を備えて構成される。
【００３３】
ＰＭＯＳトランジスタＭＯＳのアノード側端子は、バイアス電圧生成回路１０１の出力端子に接続され、カソード側端子は、一方の端子が接地されたキャパシタＣ１、コンデンサマイクロフォンＣｍおよび同相信号出力キャパシタＣｎに接続される。ＰＭＯＳトランジスタＭＯＳは独立のＮウェル上に形成され、ＰＭＯＳトランジスタＭＯＳのバルク端子はＰＭＯＳトランジスタのソース端子またはドレイン端子のどちらか一方に接続される。なお、図２においては、ダイオード接続されたＭＯＳトランジスタとしてＰＭＯＳトランジスタを用いているが、ＮＭＯＳトランジスタを用いてもよい。
【００３４】
バイアス電圧生成回路１０１は、動作初期において、ダイオード接続されたＰＭＯＳトランジスタＭＯＳを介して、キャパシタＣ１、コンデンサマイクロフォンＣｍおよび同相信号出力キャパシタＣｎに電荷を供給する。このとき、ダイオード接続されたＰＭＯＳトランジスタ３０２の抵抗値は、キャパシタＣ１、コンデンサマイクロフォンＣｍおよび同相信号出力キャパシタＣｎに電荷が十分にチャージされた定常状態であるときと比べて低くなる。このため、図１に示した変換装置１０よりも、キャパシタＣ１、コンデンサマイクロフォンＣｍおよび同相信号出力キャパシタＣｎに電荷チャージする時間を短縮させることができる。
【００３５】
そして、キャパシタＣ１、コンデンサマイクロフォンＣｍおよび同相信号出力キャパシタＣｎに電荷が十分にチャージされた安定状態になると、ダイオード接続されたＰＭＯＳトランジスタＭＯＳは動作初期よりも抵抗値が高くなる。このため、ＰＭＯＳトランジスタＭＯＳとキャパシタＣ１とで、動作初期よりも非常に大きな時定数をもった低域通過フィルタ２２として機能することができる。
【００３６】
また、低域通過フィルタ２２を構成するＰＭＯＳトランジスタは、その閾値電圧−温度特性によって、高温になるのに従って低域通過フィルタの時定数が小さくなる。このため、高温になるのに従って、低域通過フィルタ２２の出力信号に含まれる１０Ｈｚから２０Ｈｚを低限とする可聴帯域の雑音も必然的に増加する。しかしながら、低域通過フィルタ２２の出力信号に含まれる交流信号成分の雑音は、第２の雑音低減回路として機能する差動増幅回路１３により除去される。このため、温度環境が大きく変化する条件下で変換装置２０を使用する場合においても、動作初期の安定状態に至るまでの初期化時間を数ミリ秒オーダーに短縮することができる。同時に、低域通過フィルタ２２にＰＭＯＳトランジスタＭＯＳを用いることによって、ギガオームオーダーの抵抗を用いなくても、バイアス電圧生成回路１０１から出力される信号に含まれる交流信号成分の雑音を低減することができる。
【００３７】
なお、実施形態に係る変換装置１０およびそれに対応する変形例に係る変換装置２０における同相信号出力キャパシタＣｎは、コンデンサマイクロフォンＣｍと同一の容量値を有するものであっても良いし、異なる容量値を有するものであっても良い。一般に、ＭＥＭＳ技術で製造されるコンデンサマイクロフォンは、実効容量が数ｐＦ以下であるため、その程度の容量値を有するキャパシタを半導体チップ上に配置する際に、大きなエリアを必要としない。従って、コンデンサマイクロフォンＣｍは、変換装置１０，２０を構成する他の回路と同一チップ上に形成することも可能であるし、勿論コンデンサマイクロフォンのみを別チップとして形成することも可能である。
【００３８】
（まとめ）
低域通過フィルタ１２による第１の雑音低減回路で、バイアス生成回路１０１から出力される直流電圧を昇圧する動作時に発生した交流信号成分の雑音を除去するが、その直流信号成分には、第１の雑音低減回路である低域通過フィルタ１２で除去することができなかった交流信号成分の雑音が僅かに残る。
一方、同相信号出力キャパシタＣｎは、コンデンサマイクロフォンＣｍから出力される雑音が入った音声信号と同相の信号を出力し、第１の雑音低減回路である低域通過フィルタ１２，２２の後段に第２の雑音低減回路である差動増幅回路１３が接続される。
【００３９】
これにより、第２の雑音低減回路である差動増幅回路１３で、雑音が入った音声信号と雑音成分との差分信号をとり、低域通過フィルタ１２，２２で除去することきができなかった直流成分に僅かに残る交流信号成分の雑音を除去することが可能となる。
このため、低域通過フィルタ１２，２２の抵抗値を、従来回路における抵抗値よりも小さくすることが可能となる。同時に、低域通過フィルタ１２，２２の抵抗値とキャパシタの容量とで決定される時定数を小さくすることができるため、昇圧動作初期時における初期化時間を短縮することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
特に、コンデンサマイクロフォンを用いる携帯電話機やＩＣレコーダ、ビデオカメラ等の小型電子製品等で、音声をアナログ電気信号に変換するための変換装置および雑音低減回路として利用される。
【符号の説明】
【００４１】
１０，２０              変換装置
１２，２２              低域通過フィルタ
１３                    差動増幅回路
１０１                  バイアス電圧生成回路
Ｃｍ                    コンデンサマイクロフォン
Ｃｎ                    同相信号出力キャパシタ
【図１】
2011082728.tif 000003
【図２】
2011082728.tif 000004
【図３】
2011082728.tif 000005