(57)【要約】  単一ＤＣ電圧電源から動作する駆動増幅器は、ＤＣが出力負荷に到達するのを防ぐために用いられるＤＣ結合キャパシタを必要とせず、出力負荷に直接結合される。搭載の電源は、正負両方のレールからの駆動増幅器動作を許しつつ、出力増幅器に電力を供給する負電圧レールを生成する。増幅器は、接地電位（０ボルト）でバイアスがかけられ得るので、負荷を横断する著しいＤＣ電圧は存在せず、ＤＣ結合キャパシタの必要性は排除される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動増幅器が単一電圧電源から動作することを可能とする回路であって、
出力負荷に結合するよう用意される出力を有し、第１及び第２の電源リードを有し、該第１の電源リードが電源電圧に接続される、増幅器と、
出力を有し、電源電圧に接続される出力源リードを有し、出力が第２の電源リードに接続され、電源電圧の負値の大きさに実質的に等しい出力で出力電圧を生成する、ＤＣ電圧−電圧コンバータと
を含む回路。
【請求項２】
０．４７〜３．３マイクロファラドの範囲内で二つの外部キャパシタによって共通接地に接続される請求項１に記載の回路。
【請求項３】
ＤＣ電圧−電圧コンバータは、チャージポンプである請求項１に記載の回路。
【請求項４】
ＤＣ電圧−電圧コンバータは、インダクタベースの電圧−電圧コンバータである請求項１に記載の回路。
【請求項５】
駆動増幅器は、特にオーディオ出力負荷を駆動するのに適している請求項１に記載の回路。
【請求項６】
オーディオ出力負荷は、携帯ヘッドフォン装置である請求項５に記載の回路。
【請求項７】
駆動増幅器は、特にビデオ出力負荷を駆動するのに適している請求項１に記載の回路。
【請求項８】
駆動増幅器が単一電圧電源から動作することを可能とする直接駆動回路であって、
負荷を駆動する出力を有し、第１及び第２の電源リードを有し、該第１の電源リードが電源電圧に接続され、退化した一対の差動トランジスタからなるトランスコンダクタンスステージを含む、増幅器と、
出力を有し、電源電圧に接続される出力源リードを有し、出力が第２の電源リードに接続されると共に、出力が電源電圧の負値の大きさに実質的に等しい、ＤＣ電圧−電圧コンバータ回路と
を含む回路。
【請求項９】
増幅器は、
トランスコンダクタンスステージによって駆動される第１及び第２の並列結合トランジスタであって、第１の並列結合トランジスタが電流源装置に結合され、第２の並列結合トランジスタが電流吸い込み装置に結合される、第１及び第２の並列結合トランジスタと、
第１及び第２の出力トランジスタであって、第１の並列結合トランジスタによって消費されない残りの電流によって第１の出力トランジスタが駆動され、電流吸い込み装置によって消費されない残りの電流によって第２の出力トランジスタが駆動される、第１及び第２の出力トランジスタと
をさらに含む請求項８に記載の回路。
【請求項１０】
増幅器は、ビデオ増幅器として用いられるのに適している請求項９に記載の回路。
【請求項１１】
集積回路として形成される請求項９に記載の回路。
【請求項１２】
入力電圧及びトランスコンダクタンスステージの入力間で直列に結合されるローパスフィルタをさらに含む請求項９に記載の回路。
【請求項１３】
入力電圧及びローパスフィルタ間で結合されるバッファ増幅器をさらに含む請求項１２に記載の回路。
【請求項１４】
直接駆動回路の動作を停止することが可能なシャットダウン回路をさらに含む請求項９に記載の回路。
【請求項１５】
集積回路上に形成される単一電源直接駆動ビデオ増幅器であって、
ビデオ負荷を駆動する出力を有し、第１及び第２の電源リードを有し、該第１の電源リードが電源電圧に接続され、退化した一対の差動トランジスタからなるトランスコンダクタンスステージと、トランスコンダクタンスステージによって駆動される第１及び第２の並列結合トランジスタであって、第１の並列結合トランジスタが電流源装置に結合され、第２の並列結合トランジスタが電流吸い込み装置に結合される、第１及び第２の並列結合トランジスタと、第１及び第２の出力トランジスタであって、第１の並列結合トランジスタによって消費されない残りの電流によって第１の出力トランジスタが駆動され、電流吸い込み装置によって消費されない残りの電流によって第２の出力トランジスタが駆動される、第１及び第２の出力トランジスタとを含む、増幅器と、
入力電圧及びトランスコンダクタンスステージの入力間で直列に結合されるローパスフィルタと、
入力電圧及びローパスフィルタ間で結合されるバッファ増幅器と、
直接駆動回路の動作を停止することが可能なシャットダウン回路と、
出力を有し、電源電圧に接続される出力源リードを有し、出力が第２の電源リードに接続されると共に、出力が電源電圧の負値の大きさに実質的に等しい、ＤＣ電圧−電圧コンバータ回路と
を含み、
集積回路として形成される
単一電源直接駆動ビデオ増幅器。
【請求項１６】
ＤＣ電圧−電圧コンバータは、チャージポンプである請求項１５に記載の回路。
【請求項１７】
ＤＣ電圧−電圧コンバータは、インダクタベースの電圧−電圧コンバータである請求項１５に記載の回路。
【請求項１８】
線形レギュレータがＤＣ電圧−電圧コンバータ回路の出力及び第２の電源リード間で結合され、線形レギュレータは、ＤＣ電圧−電圧コンバータ回路によって生成される信号におけるノイズを低減することが可能である請求項１５に記載の回路。
【請求項１９】
駆動増幅器が単一電圧電源から動作することを可能とする回路であって、
出力負荷に結合するよう用意される出力を有し、第１及び第２の電源リードを有し、該第１の電源リードが電源電圧に接続される、増幅器と、
出力を有し、電源電圧に接続される出力源リードを有し、電源電圧の負値の大きさに実質的に等しい出力で出力電圧を生成する、チャージポンプと、
入力及び出力を有し、入力にチャージポンプの出力が接続され、出力に増幅器の第２の電源リードが結合される、線形レギュレータと
を含む回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅回路に関し、より詳しくは、単一電源直接駆動増幅回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
直接駆動増幅器は、各種のアプリケーションで用いられる。これらは、ビデオアプリケーションやオーディオアプリケーションといった、小型化が重要な多くのアプリケーションを含む。以下の背景技術の論議は、ヘッドフォンに関する従来技術に焦点を合わせるが、以下に説明される限定は、全ての従来技術に係る直接駆動増幅器に共通である。特に、単一電源から動作する従来技術に係る直接駆動増幅器は、出力キャパシタや、その他の高価で且つ場所を取るスキームを要求する。
【０００３】
従来技術に係る図１Ａは、一般的なヘッドフォンの相互接続図８を示す。右のヘッドフォンリード１２及び左のヘッドフォンリード１４は、その他のシステムに対するヘッドフォン負荷１０によってそれぞれ表される左右のヘッドフォンスピーカに結合される。システム全体と同様、各ヘッドフォン負荷１０は、共通接地１６に接続される。
【０００４】
従来技術に係る図１Ｂは、一対のヘッドフォンをステレオシステムに接続するスリーウェイ“ジャックソケット”デザインを用いる従来技術に係るステレオヘッドフォンシステム１１を示す。図１Ｂに示されるように、スリーウェイジャックソケットデザインは、電気的に絶縁された三つの部分２２，２６，２８と、仕切２４，２９と、本体２３とからなる。スリーウェイジャックソケットデザインは、単一ジャックソケット１１の使用のために、リード１２，１４及び共通接地リード１６を介して一対のヘッドフォンを接続することを許容する。従来技術に係る図１Ａに示されるように、スリーウェイジャックソケットデザインは、左のヘッドフォンスピーカをリード１２を介してステレオシステムに結合するチップ２２を含む。同様に、ジャックソケット２３の中間部２８は、右のヘッドフォンスピーカをリード１４を介してステレオシステムに結合する。ジャックソケット２３の後部２６は、左右のヘッドフォンの共通リターンを、共通接地を形成するためにステレオシステムの胴体（シャーシ）に接続される共通接地１６に接続する。仕切２４，２９は、スリーウェイジャックソケットデザインのそれぞれ電気的に充電される部分２２，２６，２８を、それぞれ互いに電気的に絶縁する。
【０００５】
各ヘッドフォンは、入力信号によって駆動される抵抗ヘッドフォン負荷によって表される。ヘッドフォンスピーカの一般的な抵抗負荷は、１６〜３２Ω（オーム）の範囲内である。
【０００６】
従来技術に係る図２は、一般的なヘッドフォン駆動増幅回路３０を示す。ヘッドフォン駆動増幅回路３０は、一対のヘッドフォン増幅器３２，３４、一対のＤＣ結合キャパシタ４０，４２、そして、ヘッドフォン負荷１０によって表されるヘッドフォンスピーカにヘッドフォン増幅器を接続する一対の出力リード１２，１４を含む。
【０００７】
従来技術に係る図２に示されるように、入力（駆動）信号は、各ヘッドフォンに到達する前に増幅される。ヘッドフォンがポータブルカセットプレイヤーやポータブルＣＤプレイヤーといった携帯電子装置とともに用いられる場合において、バッテリーといった単一正電源は、動力源のみである。一般的な携帯装置において、ヘッドフォン駆動増幅器は、単一電源（例えば５ボルトあるいは３．３ボルトのバッテリー）からである。ヘッドフォン増幅器３２，３４によって増幅される入力信号を正しく反映するために、ヘッドフォン増幅器３２，３４の出力は、クリッピングを伴わずに正負両方の出力信号の生成を許容するミッドレール（ＶＤＤ／２）でバイアスがかけられる。その結果として、増幅器３２，３４の出力は、接地に対して高いＤＣ電圧でなされる。
【０００８】
高電流がヘッドフォンを流れ、高電流がヘッドフォンを連続的な状態に置くのを防ぐために、４０，４２といった直流（ＤＣ）結合キャパシタが、ＤＣ電流がヘッドフォンに到達するのを防ぐべく、増幅器３２，３４の出力と直列で挿入される。ＤＣ結合キャパシタ４０，４２は、ＤＣ及び非常に低い周波数信号がヘッドフォンに到達するのを防ぐハイパスフィルタとして働く。一般的なヘッドフォンの１６〜３２Ω（オーム）内に低周波数入力信号を再現するために、これらＤＣ結合キャパシタの値は、１００〜４７０μＦ（マイクロファラド）の範囲内であることを必要とする。しかしながら、１００〜４７０μＦのキャパシタの物理的サイズは、法外に大きく、ヘッドフォン回路の小型化を阻害する。これらＤＣ遮断キャパシタ４０，４２の物理的サイズ及びコストは、携帯装置の設計、そして、その結果の、完全にＤＣ遮断キャパシタを排除するか、それらの好ましい値及びサイズに引き下げるかの何れかの増幅効果の実行の点において、より重要である。
【０００９】
従来技術に係る図２に戻り、入力信号Ｉは、二つの電源増幅器３２，３４に入力される。信号クリッピングを伴わずに正負入出力信号を生成するために、増幅器３２，３４は、ミッドレール（ＶＤＤ／２）で一般的にバイアスがかけられ、従って、二つの増幅器３２，３４の正負電源端子は、正電源ＶＤＤ及び接地（ＶＳＳ）のそれぞれに接続される。その結果として、入力増幅器３２，３４の出力３６，３８は、ＤＣ遮断キャパシタ４０，４２のそれぞれを通って左右のヘッドフォンに結合されることを必要とする。上述したように、１６〜３２オームのヘッドフォン内に低周波数を再現するために、ＤＣ遮断キャパシタのサイズは、１００〜４７０μＦの範囲内でなければならない。これら内部キャパシタの物理的サイズは、非常に大きく、ヘッドフォン駆動増幅回路３０のより望ましい小型化を阻害する。
【００１０】
従来技術に係る図３は、ＤＣ結合キャパシタの必要を排除する一つの従来技術に係る解決策を示す。従来技術に係る駆動増幅回路４３は、一対のリード３６，３８を通ってヘッドフォン負荷１０に直接結合される一対のヘッドフォン増幅器３２，３４と、リード１６を介してヘッドフォン負荷１０に結合される第３の増幅器４４とを含む。（ヘッドフォンを表す）ヘッドフォン負荷１０は、接地（ＧＮＤ）及び電源電圧ＶＤＤ間でバイアスがかけられる。ほぼ同じＤＣ値にバイアスがかけられる両ヘッドフォン増幅器を備えて、非常に小さいＤＣ電流がヘッドフォンを通って流れ、第３の増幅器は、必要な電流を吸い込むか調達する。従来技術に係る図３に描写される回路は、大きなＤＣ結合キャパシタの必要を排除するが、このシステムは、ＤＣ電圧が印加されるので、装置の胴体から絶縁されなければならない共通リターン１６を有するという不都合がある。この絶縁は、その他のシステムからの共通リターンの電気的な絶縁が失敗するならば、回路損傷が起こり得るといった追加的な問題を持ち込む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、単一電源から動作する直接駆動増幅システムであって、通常の大きなＤＣ結合キャパシタを要求せず、あるいは増幅器の共通リターンの物理的な絶縁を必要としない直接駆動増幅システムを提供することが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
単一電源から動作する、ビデオ装置及びオーディオ装置のための従来技術に係る増幅駆動システムは、どんなクリッピングの損傷をも伴わずに入力信号を完全に表すために、電源のミッドレンジで出力にバイアスをかけることを要求する。その結果、これら従来技術に係るシステムは、ＤＣ遮断キャパシタが出力を駆動する増幅器と直列で用いられることを要求する。これらＤＣ結合キャパシタの値及び物理的なサイズは、法外に大きく、たいていのシステムにおいて大いに望ましい小型化を制限する。
【００１３】
本発明の一つの目的は、ＤＣ電流が出力に到達するのを防ぐために必要な通常のシリーズの結合キャパシタを要求することなく、単一電源から動作する駆動増幅回路を許すことである。搭載の電源は、正負両方のレールから駆動増幅動作を許しつつ、出力増幅器に電力を供給する負電圧レールを生成する。このように、増幅器は、出力負荷（スピーカ、ビデオ装置等）を横断する著しいＤＣ電圧を生成することなく、接地電位（０ボルト）でバイアスがかけられ得る。
【００１４】
図４は、本発明によるヘッドフォン増幅回路４５を示す。ヘッドフォン増幅回路４５は、左のヘッドフォンを駆動する第１の増幅器４６と、右のヘッドフォンを駆動する第２の増幅器４８とであって、それぞれ接続リード５０，５２を介してヘッドフォン負荷１０に結合される増幅器と、チャージポンプ５４とを含む。ヘッドフォン負荷１０によって表されるヘッドフォンは、共通接地５７に接続される。図４に示すように、従来技術に係る図３に示す第３の増幅器４４の代わりに、チャージポンプ回路５４が用いられる。
【００１５】
用語“チャージポンプ”は、キャパシタを用いる電圧−電圧コンバータのタイプを参照し、そして、代わりの実施形態のインダクタにおいて、エネルギーを蓄え且つ運ぶために用いる電圧−電圧コンバータのタイプを参照する。（交換キャパシタコンバータとしても参照される）チャージポンプの一つのタイプは、一以上のキャパシタを充電及び放電するスイッチ／ダイオードネットワークを含む。代わりに、本発明の実施において、インダクタを含むＤＣ電圧−電圧コンバータが用いられる。
【００１６】
本発明のチャージポンプ回路は、出力増幅器に電力を供給し且つ正負両方のレールから駆動増幅動作を許しつつ、接地についての負電圧レール−ＶＤＤ（マイナスＶＤＤ）を生成する。接地についての負電圧レールの提供は、入力信号がクリッピングを伴わずに増幅されるのを許しつつ、ヘッドフォン増幅器が接地電圧でバイアスがかけられることを許す。図４に示すように、二つのヘッドフォン増幅器４６，４８は、ＶＤＤに接続される正出力端子、正電源、及び、接地についてのＶＤＤの負の値とほぼ等しいＶＳＳを有する。この配列は、ヘッドフォンを横断する著しいＤＣ電圧という結果にならず、且つ、従来技術に係る図２に示すような大きなＤＣ結合キャパシタ４０，４２を排除することを許しつつ、両方の増幅器４６，４８の出力端子が接地にバイアスがかけられるのを許す。
【００１７】
図４に戻り、ヘッドフォン増幅器４６，４８のそれぞれは、正電圧レールＶＤＤに接続される電源電圧端子の一つのリードを有し、−ＶＤＤ（マイナスＶＤＤ）に等しい負電圧ＶＳＳを供給するチャージポンプ回路５４の出力５６に接続される電源電圧端子の他のリードを有する。
【００１８】
ヘッドフォン増幅回路４５は、それぞれヘッドフォン増幅器４６，４８のリード５０，５２が直列のＤＣ結合キャパシタを必要とせずにヘッドフォンスピーカ１０をヘッドフォン増幅器４６，４８に直接結合することを同様に許すＶＤＤ及び−ＶＤＤ（マイナスＶＤＤ）間で動作しつつ、ヘッドフォン１０がゼロボルトでバイアスがかけられるのを許す。
【００１９】
図５は、回路における本発明のヘッドフォン増幅システムの一実施形態を示す。ヘッドフォン増幅システム１４５は、左のヘッドフォン増幅器４６、右のヘッドフォン増幅器４８、チャージポンプ５４及び外部キャパシタＣ１，Ｃ２を含む。図５に示すように、本発明の一実施形態において、チャージポンプ回路５４及び出力増幅器４６，４８は、単一集積回路（ＩＣ）チップ１４５において実現される。本例において、チャージポンプ５４の動作は、二つの小さい外部キャパシタＣ１，Ｃ２を要求する。Ｃ１は、“フライングキャパシタ（flying capacitor）”と呼ばれ、Ｃ２は、“リザーバキャパシタ（reservoir capacitor）”である。これら二つの外部キャパシタのサイズは、数百マイクロファラド（μＦ）の範囲内である従来技術に係るＤＣ結合キャパシタと比較して、一桁のマイクロファラド（μＦ）の範囲内である。
【００２０】
図６は、本発明によるヘッドフォン増幅システムの代わりの実施形態の図である。図６に示すように、ヘッドフォン駆動回路５８は、第１の増幅器６０、第２の増幅器６２、スイッチングユニット６４、外部インダクタＬ１及び外部キャパシタＣ２を含む。本発明の発明開示は、インダクタベースのＤＣ電圧−電圧コンバータを用いて実現されることもある。一実施形態において、ヘッドフォン駆動回路５８は、個々の回路要素を用いて実現される。代わりの実施形態において、搭載のインダクタＬ１は、ヘッドフォンを駆動するための出力増幅器のみならず、集積スイッチングシステムを含む集積回路と結合して用いられる。本実施形態において、外部インダクタＬ１は、正電源電圧を実質的に等しいが負電圧電源に変換するために、外部キャパシタＣ１と結合して用いられる。スイッチングユニット６４は、それぞれ充電サイクル及び放電サイクルのための回路を構成する。ヘッドフォン増幅器６０，６２は、ヘッドフォンが接地にバイアスがかけられ且つ−ＶＤＤ（マイナスＶＤＤ）間で動作するので、ＶＤＤ及びどんなクリッピングも伴うことなく完全な入力信号表示を許しつつ、ＤＣ結合キャパシタを必要とせずに、それぞれヘッドフォンに直接結合され且つそれぞれヘッドフォンを駆動する。
【００２１】
図７は、単純なキャパシタベースの、ＩＣチャージポンプ回路６６を示す。単純なキャパシタベースのＩＣチャージポンプ回路６６は、一対の増幅器／インバータ６８，７０、オシレータ７２、一対のスイッチ７４，７６、及び一対の外部キャパシタＣ１，Ｃ２を含む。
【００２２】
単純なキャパシタベースのＩＣチャージポンプ回路６６において、スイッチネットワーク７４，７６は、充電状態及び放電状態を切り替える。オシレータ（ＯＳＣ）７２は、増幅器６８，７０によって供給される入力電圧からフライングキャパシタ（Ｃ１）を選択的に充電したり、出力キャパシタ（Ｃ２）内にフライングキャパシタ（Ｃ１）を放電させる二つのスイッチ（７４，７６）を制御する。従って、出力キャパシタＣ２を横断して生成される電圧は、出力電圧（ＶＯＵＴ）として出力される。一般的に、オシレータ７２、スイッチ７４，７６、及び他の制御部は、全て単一集積回路（ＩＣ）に包含される。
【００２３】
単純なキャパシタベースのＩＣチャージポンプ回路６６は、反転タイプであり、接地下のフライングキャパシタＣ１における充電電位を引き下げることによって動作し、これとともに出力キャパシタＣ２を放電する。この最良の結果は、入力電圧が負である出力電圧ＶＯＵＴである。
【００２４】
反転チャージポンプの一般的なタイプの一つは、このように動作し、しかし、フライングキャパシタへの充電経路における目に見える抵抗を含む。抵抗は、フライングキャパシタの充電における遅延を意図的に取り入れ、オシレータの適切な制御が、完全な入力電圧電位に到達することができる前に充電を切り替えるように用いられる。チャージポンプのこのタイプは、入力電圧の二分の一等のみの充電量を適宜に運び、その結果、入力電圧よりも相応して低い出力電圧を生成する。電圧を下げるチャージポンプのこのタイプは、今日最も一般的であるが、それだけが可能ではない。代わりの回路配列は、入力電圧のいくつかの負値と等しい出力電圧ＶＯＵＴの生成を許す。
【００２５】
図８は、単純なキャパシタベースのディスクリートチャージポンプ（discrete charge pump）回路を示す。単純なキャパシタベースのディスクリートチャージポンプ回路７８は、増幅器８０、一対のキャパシタＣ１，Ｃ２、一対のダイオード又はスイッチＤ１，Ｄ２を含み、入力信号又は外部クロックを含む。キャパシタベースのディスクリートチャージポンプ回路７８において、基本的なチャージポンプ回路は、図８に示すような個々の要素回路において実現される。増幅器８０の出力がほぼＶ＋である場合、増幅器８０は、ダイオードＤ１を通ってフライングキャパシタＣ１を充電する。増幅器８０の出力がほぼ接地である場合、キャパシタＣ１は、ダイオードＤ２を通ってキャパシタＣ２を放電させる。リザーバキャパシタＣ２は、充電を保持し、出力電圧ＶＯＵＴにフィルターをかける。二つのダイオードＤ１，Ｄ２とともに外部クロック信号は、充電及び放電信号のサイクル及び方向性を制御する。
【００２６】
図９は、本発明の一実施形態による単一出力を有する単一電源直接駆動回路１００を示す。回路１００は、増幅器１０２及びＤＣ−ＤＣ電圧コンバータ１０４を含む。増幅器１０２は、図１０を以下に参照して説明されるように、ビデオ負荷を駆動するよう適合される。電圧コンバータ１０４は、キャパシタベースのチャージポンプ、インダクタベースのコンバータ等といったどんな適切な装置でもあり得る。そのような装置は、より詳細に上述される。図１〜８のヘッドフォンの例と対照的に、図９の実施形態は、単一出力信号が必要となるところのみでの状況で用いられる。特に、ビデオ増幅器が熟慮される。
【００２７】
図１０は、図９の増幅器１０２のための一つの適切な実施形態を示す。よく理解されるように、図１０の構造は、簡単であり、ビデオ負荷を駆動するのに適合される。増幅器１０２は、トランスコンダクタンス１２０、第１及び第２の並列結合トランジスタ１２２，１２４、第１の並列結合トランジスタ１２２に電流を調達する電流装置１２６、第２の並列結合トランジスタ１２４から電流を吸い込む電流装置１２８、第１及び第２の出力トランジスタ１３０，１３２を含む。一実施形態において、トランスコンダクタンスステージは、退化した一対の差動トランジスタを含む。
【００２８】
図１１は、集積回路パッケージ１５０としての、本発明の一実施形態による単一電源直接駆動ビデオ回路の動作図を示す。特定の接続は示されないが、当業者は、図からビデオ回路の動作を直ちに理解できるであろう。ＩＣ１５０は、シャットダウン回路、バッファ増幅器１５４、ローパスフィルタ又は復元フィルタ１５６、ＤＣレベルシフトキャパシタ１５８、ビデオ増幅器１６０、チャージポンプ１６２、及び線形レギュレータ１６４を含む。ローパスフィルタ１５６は、アプリケーションに応答して望ましいフィルタを提供すべきであり、３極又は４極のフィルタである。ビデオ増幅器１６０及びチャージポンプ１６２は、上記したものといった適切な形態を採ることができる。チャージポンプ１６あるいは他の負電源ジェネレータは、“ノイジーな”負電圧電源を生成する。従って、線形レギュレータ１６４は、静かな負電圧電源とともにビデオ増幅器を提供するために含められ得る最適な要素である。ＩＣ１５０は、かさばった、従来技術に係る高価な外部キャパシタを必要とせずに単一電源ビデオ増幅器を提供する。
【００２９】
以上の例は、他の実施形態、変更、修正が当業者にとって明らかとなる発明の特定の実施形態を示す。さらに理解されるように、本発明の回路は、セルラー電話、デジタルカメラ、携帯コンピュータ等といった携帯アプリケーションにおいて用いられるのにふさわしい。従って、本発明は、上記した特定の実施形態に限定されるべきではなく、むしろ、特許請求の範囲によって画定される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】一般的なヘッドフォンの相互接続図を示す。
【図１Ｂ】一対のヘッドフォンをステレオシステムに接続するスリーウェイ“ジャックソケット”デザインを用いた従来技術に係るステレオヘッドフォンデザイン１１を示す。
【図２】一般的な従来技術に係るヘッドフォン駆動増幅回路を示す。
【図３】ＤＣ結合キャパシタの必要を排除する一つの従来技術に係る解決策を示す。
【図４】本発明によるヘッドフォン増幅回路を示す。
【図５】回路における本発明のヘッドフォン増幅システムの一実施形態を示す。
【図６】本発明によるヘッドフォン増幅システムの代わりの実施形態の図である。
【図７】単純なキャパシタベースの、ＩＣチャージポンプ回路を示す。
【図８】単純なキャパシタベースのディスクリートチャージポンプ回路を示す。
【図９】単一電源から動作し且つ負レール電源を生成するためにチャージポンプを利用する直接駆動増幅器を示す。
【図１０】本発明の一実施形態によるビデオ増幅器のための適切な構造を示す。
【図１１】集積回路で実現される本発明の単一電源直接駆動ビデオ回路の動作図を示す。
【図１Ａ】
2007531419.tif 000002
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007531419.tif 000008
【図７】
2007531419.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007531419.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月22日(2006.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動増幅器が単一電圧電源から動作することを可能とする回路であって、
出力負荷に結合するよう用意される出力を有し、第１及び第２の電源リードを有し、該第１の電源リードが電源電圧に接続される、増幅器と、
出力を有し、電源電圧に接続される出力源リードを有し、出力が第２の電源リードに接続され、電源電圧の負値の大きさに実質的に等しい出力で出力電圧を生成する、ＤＣ電圧−電圧コンバータと
を含む回路。
【請求項２】
０．４７〜３．３マイクロファラドの範囲内で二つの外部キャパシタによって共通接地に接続される請求項１に記載の回路。
【請求項３】
ＤＣ電圧−電圧コンバータは、チャージポンプである請求項１に記載の回路。
【請求項４】
ＤＣ電圧−電圧コンバータは、インダクタベースの電圧−電圧コンバータである請求項１に記載の回路。
【請求項５】
駆動増幅器は、特にオーディオ出力負荷を駆動するのに適している請求項１に記載の回路。
【請求項６】
オーディオ出力負荷は、携帯ヘッドフォン装置である請求項５に記載の回路。
【請求項７】
駆動増幅器は、特にビデオ出力負荷を駆動するのに適している請求項１に記載の回路。
【請求項８】
駆動増幅器が単一電圧電源から動作することを可能とする直接駆動回路であって、
負荷を駆動する出力を有し、第１及び第２の電源リードを有し、該第１の電源リードが電源電圧に接続され、退化した一対の差動トランジスタからなるトランスコンダクタンスステージを含む、増幅器と、
出力を有し、電源電圧に接続される出力源リードを有し、出力が第２の電源リードに接続されると共に、出力が電源電圧の負値の大きさに実質的に等しい、ＤＣ電圧−電圧コンバータ回路と
を含む回路。
【請求項９】
増幅器は、
トランスコンダクタンスステージによって駆動される第１及び第２の並列結合トランジスタであって、第１の並列結合トランジスタが電流源装置に結合され、第２の並列結合トランジスタが電流吸い込み装置に結合される、第１及び第２の並列結合トランジスタと、
第１及び第２の出力トランジスタであって、第１の並列結合トランジスタによって消費されない残りの電流によって第１の出力トランジスタが駆動され、電流吸い込み装置によって消費されない残りの電流によって第２の出力トランジスタが駆動される、第１及び第２の出力トランジスタと
をさらに含む請求項８に記載の回路。
【請求項１０】
増幅器は、ビデオ増幅器として用いられるのに適している請求項９に記載の回路。
【請求項１１】
集積回路として形成される請求項９に記載の回路。
【請求項１２】
入力電圧及びトランスコンダクタンスステージの入力間で直列に結合されるローパスフィルタをさらに含む請求項９に記載の回路。
【請求項１３】
入力電圧及びローパスフィルタ間で結合されるバッファ増幅器をさらに含む請求項１２に記載の回路。
【請求項１４】
直接駆動回路の動作を停止することが可能なシャットダウン回路をさらに含む請求項９に記載の回路。
【請求項１５】
集積回路上に形成される単一電源直接駆動ビデオ増幅器であって、
ビデオ負荷を駆動する出力を有し、第１及び第２の電源リードを有し、該第１の電源リードが電源電圧に接続され、退化した一対の差動トランジスタからなるトランスコンダクタンスステージと、トランスコンダクタンスステージによって駆動される第１及び第２の並列結合トランジスタであって、第１の並列結合トランジスタが電流源装置に結合され、第２の並列結合トランジスタが電流吸い込み装置に結合される、第１及び第２の並列結合トランジスタと、第１及び第２の出力トランジスタであって、第１の並列結合トランジスタによって消費されない残りの電流によって第１の出力トランジスタが駆動され、電流吸い込み装置によって消費されない残りの電流によって第２の出力トランジスタが駆動される、第１及び第２の出力トランジスタとを含む、増幅器と、
入力電圧及びトランスコンダクタンスステージの入力間で直列に結合されるローパスフィルタと、
入力電圧及びローパスフィルタ間で結合されるバッファ増幅器と、
直接駆動回路の動作を停止することが可能なシャットダウン回路と、
出力を有し、電源電圧に接続される出力源リードを有し、出力が第２の電源リードに接続されると共に、出力が電源電圧の負値の大きさに実質的に等しい、ＤＣ電圧−電圧コンバータ回路と
を含み、
集積回路として形成される
単一電源直接駆動ビデオ増幅器。
【請求項１６】
ＤＣ電圧−電圧コンバータは、チャージポンプである請求項１５に記載の回路。
【請求項１７】
ＤＣ電圧−電圧コンバータは、インダクタベースの電圧−電圧コンバータである請求項１５に記載の回路。
【請求項１８】
線形レギュレータがＤＣ電圧−電圧コンバータ回路の出力及び第２の電源リード間で結合され、線形レギュレータは、ＤＣ電圧−電圧コンバータ回路によって生成される信号におけるノイズを低減することが可能である請求項１５に記載の回路。
【請求項１９】
駆動増幅器が単一電圧電源から動作することを可能とする回路であって、
出力負荷に結合するよう用意される出力を有し、第１及び第２の電源リードを有し、該第１の電源リードが電源電圧に接続される、増幅器と、
出力を有し、電源電圧に接続される出力源リードを有し、電源電圧の負値の大きさに実質的に等しい出力で出力電圧を生成する、チャージポンプと、
入力及び出力を有し、入力にチャージポンプの出力が接続され、出力に増幅器の第２の電源リードが結合される、線形レギュレータと
を含む回路。
【請求項２０】
駆動増幅回路であって、
介在するＤＣ結合キャパシタを伴うことなく負荷に結合される出力を有し、正出力リード及び負出力リードを有する、増幅器と、
正出力リードに結合され、正電圧を供給する、電圧電源と、
電圧電源に結合され、増幅器の負出力リードに結合される出力を有し、出力が負電圧である、チャージポンプと
を含み、
負電圧は、正電圧の負値の大きさに実質的に等しい
駆動増幅回路。
【請求項２１】
駆動増幅器が単一電圧電源から動作することを可能とする回路であって、
介在するＤＣ結合キャパシタを伴うことなく出力負荷に結合するよう用意される出力を有し、第１及び第２の電源リードを有し、該第１の電源リードが電源電圧に接続される、増幅器と、
出力を有し、電源電圧に接続される出力源リードを有し、電源電圧の負値の大きさに実質的に等しい出力で出力電圧を生成する、チャージポンプと、
入力及び出力を有し、入力にチャージポンプの出力が接続され、出力に増幅器の第２の電源リードが結合される、線形レギュレータと
を含む回路。
【請求項２２】
単一電源電圧ＶＤＤによって駆動される、ステレオヘッドフォンを直接駆動する増幅回路であって、
第１及び第２の増幅器であって、介在するＤＣ結合キャパシタを伴うことなく第１のヘッドフォンに結合される出力を第１の増幅器が有し、介在するＤＣ結合キャパシタを伴うことなく第２のヘッドフォンに結合される出力を第２の増幅器が有し、正電圧電源ＶＤＤに接続されるＶＤＤ電源を第１及び第２の増幅器のそれぞれが有する、第１及び第２の増幅器と、
第１及び第２の増幅器の−ＶＤＤ電源電圧に接続される出力を有し、出力がＶＤＤ電源の負値の大きさに実質的に等しい電圧を提供し、ＶＤＤ電源電圧に接続される電源リードをさらに有する、チャージポンプ回路と、
増幅回路の制御をシャットダウンさせるシャットダウン手段と
を含む回路。
【国際調査報告】
2007531419.tif 000014
2007531419.tif 000015