(57)【要約】【課題】センサからのセンス信号を増幅する増幅器に関し、十分な感度を維持しながら低消費電流動作を可能とする増幅器を提供すること。【解決手段】増幅器１は、センサからのセンス信号の信号レベルを検出すると共に、センス信号が第１の信号レベル領域Ｒ１にあると判断される場合に、報知信号を出力する検出回路２と、検出回路２からの検出結果により、センス信号が第１の信号レベル領域Ｒ１にあると判断される場合には増幅動作を停止し、センス信号が第２の信号レベル領域Ｒ２にあると判断される場合には第１ゲインＧ１での増幅動作を行ない、センス信号が第１および第２の信号レベル領域に挟まれた第３の信号レベル領域Ｒ３にあると判断される場合には第１ゲインＧ１に比して大きなゲインを有する第２ゲインＧ２で増幅動作を行なう可変利得増幅器３とを備えている。【選択図】図１
2008011192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅する増幅器であって、
前記入力信号の信号レベルを検出すると共に、前記入力信号が第１の信号レベル領域にあると判断される場合に、報知信号を出力する検出回路と、
前記検出回路からの検出結果により、前記センス信号が前記第１の信号レベル領域にあると判断される場合には増幅動作を停止し、前記入力信号が第２の信号レベル領域にあると判断される場合には第１ゲインでの増幅動作を行ない、前記入力信号が前記第１および第２の信号レベル領域に挟まれた第３の信号レベル領域にあると判断される場合には前記第１ゲインに比して大きなゲインを有する第２ゲインで増幅動作を行なう可変利得増幅器とを備えることを特徴とする増幅器。
【請求項２】
前記可変利得増幅器は、前記検出回路からの検出結果によりバイアス電流が制御されることに応じてゲインが調整されることを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
【請求項３】
前記検出回路は、前記可変利得増幅器から出力される出力信号の信号レベルを検出することを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
【請求項４】
前記可変利得増幅器は、
前記入力信号を受け増幅動作を行なう第１増幅部と、
前記第１増幅部からの出力信号を受け増幅動作を行なう第２増幅部と、
を含み、
前記検出回路は、
前記入力信号の信号レベルを検出し、前記入力信号が前記第１の信号レベル領域にあると判断される場合に、前記第１増幅器に対して増幅動作の停止を指示すると共に、報知信号を出力する第１検出回路と、
前記入力信号の信号レベルを検出し、前記第２増幅部に対して、前記入力信号が前記第２の信号レベル領域にあると判断される場合に、前記第１ゲインでの増幅動作を指示し、前記センス信号が前記第３の信号レベル領域にあると判断される場合に、前記第２ゲインでの増幅動作を指示する第２検出回路と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
【請求項５】
前記第２増幅部は、前記入力信号が第１の信号レベル領域にあると判断される場合に、増幅動作を停止することを特徴とする請求項４に記載の増幅器。
【請求項６】
前記第１または／および第２増幅器は、前記検出結果に応じて、バイアス電流が制御されることに応じてゲインが調整されることを特徴とする請求項４に記載の増幅器。
【請求項７】
前記第１検出回路は、前記第２増幅器から出力される出力信号の信号レベルを検出することを特徴とする請求項４に記載の増幅器。
【請求項８】
前記第２検出回路は、前記第１増幅器から出力される出力信号の信号レベルを検出することを特徴とする請求項４に記載の増幅器。
【請求項９】
入力信号を増幅する増幅器の制御方法であって、
前記入力信号の信号レベルを検出するステップと、
前記入力信号が第１の信号レベル領域にあると判断される場合に、報知信号を出力するステップと、
前記入力信号の信号レベルを検出するステップの検出結果により、
前記入力信号が前記第１の信号レベル領域にあると判断される場合には増幅動作を停止するステップと、
前記入力信号が第２の信号レベル領域にあると判断される場合には第１ゲインでの増幅動作を行なうステップと、
前記入力信号が前記第１および第２の信号レベル領域に挟まれた第３の信号レベル領域にあると判断される場合には前記第１ゲインに比して大きなゲインを有する第２ゲインで増幅動作を行なうステップと、
を備えることを特徴とする増幅器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅器に関するものであり、特に、センサからの出力信号を増幅する増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサから出力されるセンス信号を増幅する増幅器における低消費電流化が要請されてきている。例えば、近年、センサからのセンス信号を増幅して処理が行なわれる機器についても、携帯機器向けの用途である場合、電源装置が備えられている環境とは離れて独立して配置する必要がある場合、あるいは実装スペースや実装重量が限られており大規模な電源装置を備えることができない場合等において、電池からの電源供給により駆動する構成のものが提供されてきている。こうした機器の場合、電池交換や充電までに十分な使用時間を確保するため、低消費電流動作は、特に重要である。センス信号の増幅器に対しても、増幅特性を維持しながら低消費電流動作を実現することが求められている。
【０００３】
特許文献１に開示されている可変利得増幅器は、図８に示すように、多段増幅器を形成する複数個の固定利得増幅器２００、２４０、２８０を設け、これら増幅器の最終段の固定利得増幅器２８０に出力切替スイッチ３００を接続し、更に各固定利得増幅器の入力側に設けられ、次段の固定利得増幅器の入力と出力切替スイッチ３００とに入力信号を切り替える利得切替スイッチ１８０、２２０、２６０と、各固定利得増幅器２００、２４０、２８０それぞれに設けられた電源スイッチ１９０、２３０、２７０を備え、利得切替スイッチ１８０、２２０、２６０及び電源スイッチ１９０、２３０、２７０を制御回路１７０、２１０、２５０により制御するようにしたものである。
【０００４】
可変増幅器の利得切替と連動して固定利得増幅器の電源を制御する制御回路を設けており、電源制御時の固定利得増幅器の立ち上がり特性を保証した上で、利得を落としたときの可変利得増幅器全体としての消費電力の低減を図るものである。
【０００５】
また、他の関連技術として特許文献２が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１８３４８号公報
【特許文献２】特開平８−２９７０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の背景技術における可変利得増幅器によれば、利得切替スイッチ１８０、２２０、２６０および電源スイッチ１９０、２３０、２７０を制御回路１７０、２１０、２５０により制御して、センス信号に対する利得や消費電流を可変とすることが可能である。
【０００８】
しかしながら、上記背景技術においては、センサから出力されるセンス信号の信号レベル領域と必要となる感度についての関係については、何ら開示も示唆もない。このため、制御回路１７０、２１０、２５０を備えているものの、センサ信号に対する最適な感度選択、およびそれに応じた消費電流の切替を実現することは困難である。
【０００９】
電池駆動によりセンサ信号を増幅する機器において、センス信号に応じて必要とされる十分な感度を確保しながら低消費電流動作を実現して、電池駆動における使用時間の伸張を図ることができず問題である。
【００１０】
ここで、センサとは、例えば、タイヤの空気圧を監視する圧力センサが考えられる。タイヤの空気圧に応じた制御を行なう場合、全ての空気圧の範囲で均等な信号強度は必要とされない。具体的には、空気圧が異常値に近づいた場合にセンス信号のセンス感度を向上させる一方で、正常な空気圧の範囲ではセンス信号のセンス感度を制限しておくことが可能である。更に、空気圧が異常値を示す範囲に至った場合には異常な空気圧であることを報知することが必要であるものの、もはや空気圧を検出する意義は少ないといえる。こうした、センサにより検出される物理量に基づいて所定の機能を奏する機器においては、センス信号における全ての信号範囲において一律にセンス信号を増幅することが必ずしも必要でない場合がある。センス信号の信号範囲に応じた感度を備えていればよい。高いゲインが必要とされない信号範囲にある場合には利得を下げて低消費電流化を図ることが好ましい。
【００１１】
本発明は前記背景技術に鑑みなされたものであり、センサからのセンス信号を増幅する増幅器に関し、十分な感度を維持しながら低消費電流動作を可能とする増幅器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】
【００１２】
その解決手段は、入力信号を増幅する増幅器であって、前記入力信号の信号レベルを検出すると共に、前記入力信号が第１の信号レベル領域にあると判断される場合に、報知信号を出力する検出回路と、前記検出回路からの検出結果により、前記入力信号が前記第１の信号レベル領域にあると判断される場合には増幅動作を停止し、前記入力信号が第２の信号レベル領域にあると判断される場合には第１ゲインでの増幅動作を行ない、前記入力信号が前記第１および第２の信号レベル領域に挟まれた第３の信号レベル領域にあると判断される場合には前記第１ゲインに比して大きなゲインを有する第２ゲインで増幅動作を行なう可変利得増幅器とを備えることを特徴とする増幅器である。
【００１３】
また、他の解決手段は、入力信号を増幅する増幅器の制御方法であって、前記入力信号の信号レベルを検出するステップと、前記入力信号が第１の信号レベル領域にあると判断される場合に、報知信号を出力するステップと、前記入力信号の信号レベルを検出するステップの検出結果により、前記入力信号が前記第１の信号レベル領域にあると判断される場合には増幅動作を停止するステップと、前記入力信号が第２の信号レベル領域にあると判断される場合には第１ゲインでの増幅動作を行なうステップと、前記入力信号が前記第１および第２の信号レベル領域に挟まれた第３の信号レベル領域にあると判断される場合には前記第１ゲインに比して大きなゲインを有する第２ゲインで増幅動作を行なうステップと、を備えることを特徴とする増幅器の制御方法である。
【００１４】
本発明の増幅器では、入力信号が第１の信号レベル領域にあると判断される場合には報知信号が出力されると共に増幅動作が停止され、入力信号が第２の信号レベル領域にあると判断される場合には第１ゲインでの増幅動作がなされ、入力信号が第１および第２の信号レベルに挟まれた第３の信号レベル領域にあると判断される場合には、第１ゲインに比して大きなゲインを有する第２ゲインで増幅動作がなされる。
【００１５】
これにより、増幅動作の停止に至る第１の信号レベル領域に隣接する第３の信号レベル領域では、第１ゲインよりも大きな第２ゲインで増幅するため、十分な感度で第１の信号レベル領域に達しないか否かを検知することができる。また、第１の信号レベル領域では増幅動作が停止されるため、電流の消費を抑制することができる。さらに、第２の信号レベル領域では、第２ゲインよりも小さな第１ゲインで増幅されるため、例えば、バイアス電流を小さくしてゲインを小さくする増幅方式であれば、電流の消費を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、入力信号を増幅する増幅器に関し、十分な感度を維持しながら低消費電流動作を可能とする増幅器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の増幅器について具体化した実施形態を図１〜図７に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる増幅器１のブロック図を示している。増幅器１は、検出回路２と、可変利得増幅器３とを備えている。増幅器１は、センサ４からのセンス信号を入力ＩＮに入力し、そのセンス信号を増幅して、出力ＯＵＴに出力する。
【００１９】
検出回路２は、可変利得増幅器３の出力ＯＵＴ、第１信号レベルＶ１および第２信号レベルＶ２を入力とし、報知信号ＡＬＭおよび可変利得増幅器３に対する制御信号ＣＴＬを出力とする。
【００２０】
出力ＯＵＴの出力電圧レベルＶＯＵＴは、第１信号レベルＶ１および第２信号レベルＶ２と比較される。比較の結果、出力電圧レベルＶＯＵＴが第１信号レベルＶ１を下回る場合には、報知信号ＡＬＭを出力すると共に、制御信号ＣＴＬに可変利得増幅器３の動作を停止させる指令信号を出力する。
【００２１】
出力電圧レベルＶＯＵＴが第２信号レベルＶ２を上回る場合には、制御信号ＣＴＬに可変利得増幅器３を第１ゲインＧ１で増幅させる指令信号を出力する。
【００２２】
出力レベルＶＯＵＴが第１信号レベルＶ１以上、第２信号レベルＶ２以下にある場合には、制御信号ＣＴＬに可変利得増幅器３を第１ゲインＧ１よりも大きなゲインを有する第２ゲインＧ２で増幅させる指令信号を出力する。
【００２３】
可変利得増幅器３は、制御信号ＣＴＬに応じて、バイアス電流が制御され、増幅の停止、第１ゲインＧ１での増幅動作および第２ゲインＧ２の増幅動作を行なう。図２は、可変利得増幅器３の構成の一例を示す回路図である。可変利得増幅器３は、バイポーラトランジスタにより構成される差動増幅器であり、抵抗ＲＣ１，ＲＣ２と、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２と、電流源ＩＣとを備えている。電源電位ＶＣＣと電流源ＩＣの一端の間には、直列に接続される抵抗ＲＣ１およびトランジスタＴＲ１と、直列に接続される抵抗ＲＣ２およびトランジスタＴＲ２とが並列に接続されている。また、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベース端子にはそれぞれ入力Ｖｉｎ１，Ｖｉｎ２が入力される。さらに電流源ＩＣの他端は接地電位に接続されている。
【００２４】
可変利得増幅器３において、出力電位Ｖｏｕｔは以下の式で表わされる。
Ｖｏｕｔ＝ＶＣＣ−（ＩＣ２×ＲＣ２）
ここで、ＩＣ２は、
ＩＣ２＝Ｈｆｅ／(１＋Ｈｆｅ)×Ｉ０／（１＋ｅｘｐ（ｑ／ｋＴ）×（Ｖｉｎ１−Ｖｉｎ２））
で表わされる。従って、電流源ＩＣのバイアス電流Ｉ０を小さくすることで、ゲインを小さくすることができる。言い換えると、可変利得増幅器３において、ゲインを小さくすることで、バイアス電流を小さくすることができる。すなわち、第２ゲインＧ２よりも小さなゲインＧ１で可変利得増幅器３を動作させる場合には、第２ゲインＧ２で動作させる場合よりも小さなバイアス電流で動作させることができ、消費電力を抑制することができる。
【００２５】
図３は、検出回路２への入力レベル（すなわち出力電圧レベルＶＯＵＴ）および可変利得増幅器３の消費電流およびゲインの関係を示すグラフである。
【００２６】
入力レベルが第１信号レベルＶ１を下回る領域である第１の信号レベル領域Ｒ１の範囲内である場合には、可変利得増幅器３は停止されてゲイン＝０となり、消費電流も略０となる。また、この場合には検出回路２から報知信号ＡＬＭが出力される。
【００２７】
入力レベルが第２信号レベルＶ２を上回る領域である第２の信号レベル領域Ｒ２の範囲内である場合には、可変利得増幅器３は第１ゲインＧ１で増幅される。
【００２８】
入力レベルが第１信号レベルＶ１および第２信号レベルＶ２で挟まれた第３の信号レベル領域Ｒ３の範囲内である場合には、可変利得増幅器３は第２ゲインＧ２で増幅される。これにより、第１信号レベルＶ１および第２信号レベルＶ２に達しないか否かを十分な感度で検知することができる。
【００２９】
また、第１の信号レベル領域Ｒ１および第２の信号レベル領域Ｒ２では、第３の信号レベル領域Ｒ３に比して消費電力を抑制することができる。これにより、本発明にかかる増幅器１は、十分な感度を維持しながら低消費電流動作を可能とすることができる。
【００３０】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態にかかる増幅器１０の構成を示すブロック図である。増幅器１０は、センサ４からのセンス信号を入力ＩＮに入力し、増幅した後、出力ＯＵＴに出力する。増幅器１０は、検知部２０および増幅部３０から構成され、検知部２０は、第１検出回路２１と、第２検出回路２２と、ラッチ２３とを備え、増幅部３０は第１増幅器３１と、第２増幅器３２とを備えている。
【００３１】
第１検出回路２１は、第２増幅器３２の出力である出力ＯＵＴおよび第１信号レベルＶ１を入力とし、報知信号ＡＬＭおよび報知信号ＡＬＭを出力とするラッチ２３に接続される。ここで報知信号ＡＬＭはローレベルを活性状態とする負論理信号である。第１検出回路２１では、出力ＯＵＴの出力電圧レベルである出力電圧レベルＶＯＵＴと、第１信号レベルＶ１とが比較され、出力電圧レベルＶＯＵＴが第１信号レベルＶ１を下回る場合には、ローレベルが出力される。ラッチ２３では、反転セット端子ＸＳに第１検出回路２１の出力が接続されているため、第１検出回路２１の出力が一旦ローレベルに変化すると報知信号ＡＬＭにローレベルが出力され、その後保持される。従って、報知信号ＡＬＭは、一度ローレベルが出力されるとその出力は継続して保持され、例えその後、出力電圧レベルＶＯＵＴが第１信号レベルＶ１を上回ったとしても変化することはない。
【００３２】
第２検出回路２２は、第１増幅器３１の出力である第１出力ＯＵＴ１および第２信号レベルＶ２を入力とし、制御信号ＣＴＬを出力とする。第２検出回路２２では、第１出力ＯＵＴ１の出力電圧レベルである第１出力電圧レベルＶＯＵＴ１と、第２信号レベルＶ２とが比較され、第１出力電圧レベルＶＯＵＴ１が第２信号レベルＶ２を上回る場合には、第２増幅器３２に対し増幅動作を停止することを指令する制御信号ＣＴＬにローレベルが出力される。
【００３３】
第１増幅器３１は、センサなどに接続される入力ＩＮを受け増幅動作を行なう。第１増幅器３１では、報知信号ＡＬＭにローレベルが入力されると、増幅動作が停止され、ハイレベル固定出力が出力される。
【００３４】
図５は第１増幅器３１の構成を示す回路図である。第１増幅器３１は、ＰＭＯＳトランジスタＰ３１と、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１０〜Ｎ３１９と、抵抗Ｒ３１と、インバータＩＮＶ３１とを備えている。
【００３５】
このうちＮＭＯＳトランジスタＮ３１２〜Ｎ３１６はカレントミラー型増幅器を構成し、入力ＩＮ１，ＩＮ２から差動信号が入力される。また、抵抗Ｒ３１およびＮＭＯＳトランジスタＮ３１１は該カレントミラー型増幅器における電流源をなすＮＭＯＳトランジスタＮ３１６に対するバイアス電圧を生成している。また、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１８，Ｎ３１９は出力バッファを構成している。
【００３６】
また、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１０，Ｎ３１７およびインバータＩＮＶ３１は、報知信号ＡＬＭの入力に応じて、該カレントミラー型増幅器におけるバイアス電流の遮断制御を行う。例えば、報知信号ＡＬＭがローレベルの場合には、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１７では、インバータＩＮＶ３１を介してゲート端子がハイレベルにされ、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１０では、ゲート端子がローレベルにされる。従って、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１０は非導通にされ、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１７は導通にされる。これにより、バイアス電圧ＶＢ３１はローレベルとなり、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１６のバイアス電流は遮断される。
【００３７】
一方、報知信号ＡＬＭがハイレベルの場合には、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１７では、インバータＩＮＶ３１を介してゲート端子がローレベルにされ、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１０では、ゲート端子がハイレベルにされる。従って、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１０は導通にされ、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１７は非導通にされる。これにより、バイアス電圧ＶＢ３１は抵抗Ｒ３１およびＮＭＯＳトランジスタＮ３１１により決定される電位をとり、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１６に適切なバイアス電流が流れることとなり、該カレントミラー型増幅器が動作することとなる。
【００３８】
また、ＰＭＯＳトランジスタＰ３１は、報知信号ＡＬＭに応じて、第１出力ＯＵＴ１をハイレベル固定するためのトランジスタである。すなわち、報知信号ＡＬＭがローレベルの場合には、ＰＭＯＳトランジスタＰ３１は導通されるため、第１出力ＯＵＴ１にハイレベルが出力され、報知信号ＡＬＭがハイレベルの場合には、ＰＭＯＳトランジスタＰ３１は非導通にされるため、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１８，Ｎ３１９からの出力が出力されることとなる。
【００３９】
以上により、出力電圧レベルＶＯＵＴが第１信号レベルＶ１を下回り、報知信号ＡＬＭが出力されると、第１増幅器３１の増幅動作が停止されると共に第１増幅器３１を動作させるためのバイアス電流が遮断されてゲインが０となり、消費電力の抑制がなされることとなる。
【００４０】
第２増幅器３２は、第１増幅器３１からの第１出力電圧レベルＶＯＵＴ１を受け増幅動作を行なう。第２増幅器３２では、当初、制御信号ＣＴＬがローレベルであるため、増幅動作が停止され、ハイレベル固定出力が出力されているが、制御信号ＣＴＬがハイレベルに遷移することにより、増幅動作が開始される。
【００４１】
図６は第２増幅器３２の構成を示す回路図である。第２増幅器３２は、ＰＭＯＳトランジスタＰ３２と、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２０〜Ｎ３２９と、抵抗Ｒ３２と、インバータＩＮＶ３２とを備えている。
【００４２】
このうちＮＭＯＳトランジスタＮ３２２〜Ｎ３２６はカレントミラー型増幅器を構成し、差動入力のうち一端が基準電圧ｅ３２に接続され、他端が第１増幅器３１からの第１出力ＯＵＴ１に接続されている。また、抵抗Ｒ３２およびＮＭＯＳトランジスタＮ３２１は該カレントミラー型増幅器における電流源をなすＮＭＯＳトランジスタＮ３２６に対するバイアス電圧を生成している。また、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２８，Ｎ３２９は出力バッファを構成している。
【００４３】
また、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２０，Ｎ３２７およびインバータＩＮＶ３２は、制御信号ＣＴＬの入力に応じて、該カレントミラー型増幅器におけるバイアス電流の遮断制御を行うスイッチングトランジスタである。例えば、制御信号ＣＴＬがローレベルの場合には、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２７では、インバータＩＮＶ３２を介してゲート端子がハイレベルにされ、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２０では、ゲート端子がローレベルにされる。従って、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２０は非導通にされ、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２７は導通にされる。これにより、バイアス電圧ＶＢ３２はローレベルとなり、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２６のバイアス電流は遮断されてゲインは０となる。
【００４４】
一方、制御信号ＣＴＬがハイレベルの場合には、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２７では、インバータＩＮＶ３２を介してゲート端子がローレベルにされ、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２０では、ゲート端子がハイレベルにされる。従って、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２０は導通にされ、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２７は非導通にされる。これにより、バイアス電圧ＶＢ３２は抵抗Ｒ３２およびＮＭＯＳトランジスタＮ３２１により決定される電位をとり、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２６に適切なバイアス電流が流れることとなり、該カレントミラー型増幅器が動作することとなる。
【００４５】
また、ＰＭＯＳトランジスタＰ３２は、制御信号ＣＴＬに応じて、出力ＯＵＴをハイレベル固定するためのトランジスタである。すなわち、制御信号ＣＴＬがローレベルの場合には、ＰＭＯＳトランジスタＰ３２は導通されるため、出力ＯＵＴにハイレベルが出力され、制御信号ＣＴＬがハイレベルの場合には、ＰＭＯＳトランジスタＰ３２は非導通にされるため、ＮＭＯＳトランジスタＮ３２８，Ｎ３２９からの出力が出力されることとなる。
【００４６】
第２増幅器３２では、制御信号ＣＴＬに応じて、増幅動作の動作および停止がなされている。つまり、第１出力電圧レベルＶＯＵＴ１が第２信号レベルＶ２を下回る場合には、制御信号ＣＴＬにハイレベルが出力され、第２増幅器３２の増幅動作が開始される。一方、第１出力電圧レベルＶＯＵＴ１が第２信号レベルＶ２を上回る場合には、制御信号ＣＴＬにローレベルが出力され、第２増幅器３２の増幅動作が停止される。すなわち、この場合には、第２増幅器３２に流れるバイアス電流が遮断されゲインが０となり、消費電流の抑制がなされることとなる。
【００４７】
次いで、増幅器１０の動作について、図７を参照して説明する。図７は、第１増幅器３１および第２増幅器３２の入出力特性図である。ここで横軸は各増幅器の入力レベルであり、縦軸は各増幅器の出力レベルである。また、上段のグラフは、第２増幅器３２の入出力特性である。また、下段のグラフは、第１増幅器３１の入出力特性である。また、センサからの入力レベルは当初、最大値（図７中、最右端）にあり、徐々に下がってくるものとする。
【００４８】
（１）において、第１増幅器３１の出力レベルが、第２検出回路２２における入力レベルが第２信号レベルＶ２よりも高い第２の信号レベル領域Ｒ２で動作することとなる。これにより、第２検出回路２２からはローレベルが出力され、第２増幅器３２に対して増幅動作を停止するように指令が発せられる。これにより、第２増幅器３２では、バイアス電流が遮断されてゲインが０となり、増幅動作する場合に比して小さな消費電流で動作することとなる。
【００４９】
（２）において、第１増幅器３１の出力レベルが、第２信号レベルＶ２を下回ることにより、第２増幅器３２は、第３の信号レベル領域Ｒ３で動作することとなり、第２検出回路２２からはハイレベルが出力され、第２増幅器３２に対して増幅動作するように指令が発せられる。従って、第２増幅器３２では、入力に対する出力の変化、すなわち、感度が大きくされ、その出力電圧レベルＶＯＵＴが第１信号レベルＶ１を下回るまでの検知を十分な感度で行なうことができる（３）。
【００５０】
（４）において、第２増幅器３２の出力レベルが、第１信号レベルＶ１を下回ることにより、第１検出回路２１からラッチ２３を介して、第１増幅器３１に対して増幅動作を停止するように指令が発せられる。これにより、第１増幅器３１では、増幅動作が停止すると共に第１出力ＯＵＴ１がハイレベルにクリップされる。
【００５１】
（５）において、第１増幅器３１からの第１出力ＯＵＴ１が第２信号レベルＶ２を上回ると、第２検出回路２２からは、第２増幅器３２に対して再び第１ゲインＧ１で増幅するように指令が発せられる。これにより、第２増幅器３２は、第１の信号レベル領域Ｒ１で動作することとなる。従って、第２増幅器３２では、再び、バイアス電流が遮断され、増幅動作する場合に比して小さな消費電流で動作することとなる。なお、第２増幅器３２では、ハイクリップされた第１出力ＯＵＴ１が入力されているため、出力ＯＵＴにはハイレベルが出力されることとなる。
【００５２】
以上詳細に説明したとおり、本実施形態にかかる増幅器１０によれば、センサ４からのセンス信号を増幅する増幅器に関し、十分な感度を維持しながら低消費電力を可能とする増幅器となし得る。
【００５３】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、本実施形態においては、第２の信号レベル領域Ｒ２において、第２増幅器３２が停止され、そのバイアス電流を遮断していたが、第２の信号レベル領域Ｒ２において、第２増幅器３２のバイアス電流を小さくしてゲインを小さくして動作させる場合にも本発明を適用することができる。
また、増幅器全体を、外部から入力される制御信号により間欠動作させる場合にも本発明を適用することができる。この場合、報知信号ＡＬＭがローレベルの活性状態にある場合は間欠動作させないようにすると好ましい。報知信号ＡＬＭがローレベルの活性状態にある場合には、第１検出回路２１、第２検出回路２２、第１増幅器３１および第２増幅器３２の動作が不要であるにもかかわらず、間欠動作をさせることで本来必要のない電流を消費してしまうためである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態にかかる増幅器の構成を示すブロック図である。
【図２】可変利得増幅器の構成を示す回路図である。
【図３】第１実施形態にかかる増幅器の入力レベルに対するゲインを示す特性図である。
【図４】第２実施形態にかかる増幅器の構成を示すブロック図である。
【図５】第１増幅器の構成を示す回路図である。
【図６】第２増幅器の構成を示す回路図である。
【図７】第１増幅器および第２増幅器の入出力特性図である。
【図８】従来技術の可変利得増幅器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  増幅器
２  検出回路
３  可変利得増幅器
４  センサ
１０  増幅器
２０  検知部
２１  第１検出回路
２２  第２検出回路
３０  増幅部
３１  第１増幅器
３２  第２増幅器
ＡＬＭ  報知信号
【図１】
2008011192.tif 000003
【図２】
2008011192.tif 000004
【図３】
2008011192.tif 000005
【図４】
2008011192.tif 000006
【図５】
2008011192.tif 000007
【図６】
2008011192.tif 000008
【図７】
2008011192.tif 000009
【図８】
2008011192.tif 000010