(57)【要約】【課題】複数レベルの信号を選択的に出力できる多値出力回路に関し、回路構成を簡略化できる多値出力回路を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、一定の入力電圧を増幅して出力する増幅回路（１１２）と、増幅回路（１１２）の増幅率（α）を切り換えるスイッチ手段（１１３、１１４）とを有し、スイッチ手段（１１３、１１４）により増幅回路（１１２）の増幅率（α）を切り換えることにより異なるレベルの信号を選択的に出力可能としたことを特徴とする。【選択図】　図１
2004120106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の入力電圧を増幅して出力する増幅回路と、
前記増幅回路の増幅率を切り換えるスイッチ手段とを有し、
前記スイッチ手段により前記増幅回路の増幅率を切り換えることにより異なるレベルの信号を選択的に出力可能としたことを特徴とする多値出力回路。
【請求項２】
前記増幅回路は、帰還量に応じて増幅率を調整可能とされており、
前記スイッチ手段の切り換えに応じて前記帰還量を切り換わることを特徴とする請求項１記載の多値出力回路。
【請求項３】
前記増幅回路は、演算増幅回路と、
前記演算増幅回路の非反転入力端子に基準電圧を印加する基準電圧源と、
前記演算増幅回路の出力端子と反転入力端子との間に接続された第１抵抗と、前記演算増幅回路の反転入力端子に一端が接続された第２抵抗とを有し、前記第１抵抗と前記第２抵抗との比に応じた増幅率で前記基準電圧を非反転増幅して出力し、
前記スイッチ手段は、前記第２抵抗の他端と所定電圧との間に接続された第１スイッチと、
前記演算増幅回路への駆動電圧の供給をスイッチングする第２スイッチとを有することを特徴とする請求項１又は２記載の多値出力回路。
【請求項４】
前記第１抵抗及び前記第２抵抗は、前記増幅回路の増幅率を設定するとともに、出力抵抗として作用することを特徴とする請求項３記載の多値出力回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多値出力回路に係り、特に、複数レベルの信号を選択的に出力できる多値出力回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の三値出力回路の一例の回路構成図を示す。
【０００３】
従来の三値出力回路１は、ハイレベル出力回路１１、ミドルレベル出力回路１２、ローレベル出力回路１３から構成されている。
【０００４】
ハイレベル出力回路１１は、基準電圧源２１、アンプ２２、スイッチ２３を含む構成とされている。基準電圧源２１は、基準電圧Ｖｒｅｆ１を生成する。基準電圧源２１で生成された基準電圧Ｖｒｅｆ１は、アンプ２２の非反転入力端子に供給される。
【０００５】
アンプ２２は、非反転増幅回路を構成している。アンプ２２には、スイッチ２３を介して駆動電圧Ｖｃｃが供給されている。スイッチ２３は、制御端子Ｔｃ１に接続されており、制御端子Ｔｃ１の電圧がハイレベルのときにオンし、ローレベルのときにオフする。
【０００６】
アンプ２２は、スイッチ２３がオンされた状態では動作状態となり、基準電圧Ｖｒｅｆ１を出力端子Ｔｏｕｔに供給する。また、アンプ２２は、スイッチ２３がオフされた状態では、非動作状態となり、出力端子Ｔｏｕｔを開放状態とする。
【０００７】
ミドルレベル出力回路１２は、基準電圧源３１、アンプ３２、スイッチ３３を含む構成とされている。基準電圧源３１は、基準電圧Ｖｒｅｆ１より小さいミドルレベルの基準電圧Ｖｒｅｆ２を生成する。基準電圧源２１で生成された基準電圧Ｖｒｅｆ２は、アンプ３２の非反転入力端子に供給される。
【０００８】
アンプ３２は、非反転増幅回路を構成している。アンプ３２には、スイッチ３３を介して駆動電圧Ｖｃｃが供給されている。スイッチ３３は、制御端子Ｔｃ２に接続されており、制御端子Ｔｃ２の電圧がハイレベルのときにオンし、ローレベルのときにオフする。
【０００９】
アンプ３２は、スイッチ３３がオンされた状態では動作状態となり、基準電圧Ｖｒｅｆ２を出力端子Ｔｏｕｔに供給する。また、アンプ３２は、スイッチ３３がオフされた状態では、非動作状態となり、出力端子Ｔｏｕｔを開放状態とする。
【００１０】
ローレベル出力回路１３は、抵抗Ｒ１から構成される。抵抗Ｒ１は、出力端子Ｔｏｕｔと接地との間に接続されている。ローレベル出力回路１３は、ハイレベル出力回路１１及びミドルレベル出力回路１２が非動作状態となったときに、出力端子Ｔｏｕｔを接地に接続し、出力端子Ｔｏｕｔをローレベルにする。
【００１１】
図４は、従来の三値出力回路の一例の動作説明図を示す。図４（Ａ）は制御端子Ｔｃ１の電圧、図４（Ｂ）は制御端子Ｔｃ２の電圧、図４（Ｃ）は出力端子Ｔｏｕｔの電圧波形を示す。
【００１２】
期間Ｔ１で、制御端子Ｔｃ１の電圧がハイレベル、制御端子Ｔｃ２の電圧がローレベルの場合、スイッチ２３がオンし、スイッチ３３がオフする。スイッチ２３がオンすると、オペアンプ２２に駆動電圧Ｖｃｃが印加され、基準電圧Ｖｒｅｆ１が出力端子Ｔｏｕｔに供給される。また、スイッチ３３がオフすると、オペアンプ３２に駆動電圧Ｖｃｃが印加されないので、オペアンプ３２は非動作状態となる。これによって、出力端子Ｔｏｕｔには、オペアンプ２２の出力電圧Ｖｒｅｆ１が供給され、図４（Ｃ）に示すようにハイレベルとなる。
【００１３】
期間Ｔ２で、制御端子Ｔｃ１の電圧がローレベル、制御端子Ｔｃ２の電圧がハイレベルになると、スイッチ２３がオフ、スイッチ３３がオンする。スイッチ２３がオフすると、オペアンプ２２に駆動電圧Ｖｃｃが供給されず、オペアンプ２２は、非動作状態となる。また、スイッチ３３がオンすると、オペアンプ３２に駆動電圧Ｖｃｃが印加されるため、オペアンプ３２は動作状態となる。これによって、出力端子Ｔｏｕｔには、オペアンプ３２の出力電圧Ｖｒｅｆ２が供給され、図４（Ｃ）に示すようにミドルレベルとなる。
【００１４】
期間Ｔ３で、制御端子Ｔｃ１の電圧及び制御端子Ｔｃ２の電圧が共にローレベルになると、スイッチ２３、３３が共にオフする。スイッチ２３がオフすると、オペアンプ２２には駆動電圧Ｖｃｃが印加されないので、オペアンプ２２は非動作状態となる。また、スイッチ３３がオフすると、オペアンプ３２には駆動電圧Ｖｃｃが印加されないので、オペアンプ３２は非動作状態となる。このため、出力端子Ｔｏｕｔには、ハイレベル出力回路１１及びミドルレベル出力回路１２のいずれからも電圧が供給されないので、抵抗Ｒ１を介して接地された状態となり、図４（Ｃ）に示すようにローレベルとなる。
【００１５】
以上のようにして、出力レベルをハイ、ミドル、ローの３つのレベルを選択的に出力していた。
【００１６】
このような３値出力回路として、上記のような回路が従来、知られていた。ただし、上記のような３値出力回路に相当する技術文献は発見し得なかった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来の三値出力回路は、ハイレベルを出力するためのハイレベル出力回路１１、ミドルレベルを出力するためのミドルレベル出力回路１２、ローレベルを出力するためのローレベル出力回路１３の３つの回路が必要であったため、回路構成が複雑になるなどの問題点があった。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、回路構成を簡略化できる多値出力回路を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一定の入力電圧を増幅して出力する増幅回路（１１２）と、増幅回路（１１２）の増幅率（α）を切り換えるスイッチ手段（１１３、１１４）とを有し、スイッチ手段（１１３、１１４）により増幅回路（１１２）の増幅率（α）を切り換えることにより異なるレベルの信号を選択的に出力可能としたことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、増幅回路（１１２）の増幅率（α）をスイッチ手段（１１３、１１４）により切り換えることにより異なるレベルの信号を選択的に出力する構成としたため、各レベル毎に回路を設ける必要がないので、簡単な構成で多値出力回路を実現できる。
【００２１】
また、本発明は、増幅回路（１１２）は、帰還量に応じて増幅率（α）を調整可能とされており、スイッチ手段（１１３、１１４）の切り換えに応じて帰還量を切り換えることにより、異なるレベルの信号を出力可能としたことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、スイッチ手段（１１３、１１４）により増幅回路（１１２）の帰還量を切り換えることにより異なるレベルの信号を選択的に出力する構成としたため、各レベル毎に回路を設ける必要がないので、簡単な構成で多値出力回路を実現できる。
【００２３】
さらに、本発明は、増幅回路（１１２）が演算増幅回路（１２１）と、演算増幅回路（１２１）の非反転入力端子に基準電圧を印加する基準電圧源（１１１）と、演算増幅回路（１２１）の出力端子と反転入力端子との間に接続された第１抵抗（Ｒｆ）と、演算増幅回路（１２１）の反転入力端子に一端が接続された第２抵抗（Ｒｓ）とを有し、第１抵抗（Ｒｆ）と第２抵抗（Ｒｓ）との比に応じた増幅率（α）で基準電圧を非反転増幅して出力し、スイッチ手段（１１３、１１４）は、第２抵抗（Ｒｓ）の他端と所定電圧（ＧＮＤ）との間に接続された第１スイッチ（１１４）と、演算増幅回路（１２１）への駆動電圧（Ｖｃｃ）の供給をスイッチングする第２スイッチ（１１３）とを有することを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、演算増幅回路（１２１）の非反転入力端子に基準電圧（Ｖｒｅｆ０）を印加し、演算増幅回路（１２１）の出力端子と反転入力端子との間に接続された第１抵抗（Ｒｆ）と、演算増幅回路（１２１）の反転入力端子に一端が接続された第２抵抗（Ｒｓ）とを設け、さらに、第２抵抗（Ｒｓ）の他端と所定電圧（ＧＮＤ）との間に接続された第１スイッチ（１１４）により、演算増幅回路（１２１）への帰還量を切り換え可能とすることにより、増幅率（α）を切り換えることができ、出力をハイレベル又はミドルレベルで切り換え可能となる。また、演算増幅回路（１２１）への駆動電圧（Ｖｃｃ）の供給をスイッチングする第２スイッチ（１１３）により演算増幅回路（１２１）への駆動電源（Ｖｃｃ）の供給を切り換え可能とすることにより、演算増幅回路（１２１）を非動作状態とすることができ、出力をローレベルにすることができる。このように、本発明によれば、出力をハイレベル、ミドルレベル、ローレベルの三値の信号を出力することができる。
【００２５】
本発明は、第１抵抗（Ｒｆ）及び第２抵抗（Ｒｓ）は、増幅回路（１１２）の増幅率（α）を設定するとともに、出力抵抗として作用することを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、第１抵抗（Ｒｆ）及び第２抵抗（Ｒｓ）を、増幅回路（１１２）の増幅率（α）を設定するために用いるとともに、出力抵抗として作用させることにより、素子数の増加を抑制できる。
【００２７】
なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、特許請求の範囲を制限するものではない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
ここでは、多値出力回路の一実施例として三値出力回路について説明する。
【００２９】
図１は本発明の一実施例の回路構成図を示す。
【００３０】
本実施例の三値出力回路１００は、基準電圧源１１１、増幅回路１１２、スイッチ１１３、１１４から構成される。
【００３１】
基準電圧源１１１は、基準電圧Ｖｒｅｆ０を生成する。基準電圧源１１１で生成された基準電源Ｖｒｅｆ０は、増幅回路１１２に供給される。
【００３２】
増幅回路１１２は、オペアンプ１２１、抵抗Ｒｆ、Ｒｓから構成され、非反転増幅回路を構成している。基準電圧源１１１で生成された基準電圧Ｖｒｅｆ０は、オペアンプ１２１の非反転入力端子に供給される。抵抗Ｒｆは、帰還抵抗であり、オペアンプ１２１の出力端子と、反転入力端子との間に接続されている。抵抗Ｒｓは、一端がオペアンプ１２１の反転入力端子に接続され、他端がスイッチ１１４を介して接地されている。また、オペアンプ１２１には、スイッチ１１３を介して駆動電圧Ｖｃｃが供給されている。
【００３３】
スイッチ１１３は、オペアンプ１２１への駆動電圧Ｖｃｃの供給をスイッチング制御するスイッチである。スイッチ１１３は、例えば、ＮＰＮトランジスタＱ１から構成されている。トランジスタＱ１は、ベースが制御端子Ｔｃ１に接続されており、制御端子Ｔｃ１がハイレベルのとき、オンしてオペアンプ１２１に駆動電圧Ｖｃｃを印加し、制御端子Ｔｃ１がローレベルのとき、オフしてオペアンプ１２１への駆動電圧Ｖｃｃの供給を停止する。
【００３４】
スイッチ１１４は、抵抗Ｒｓの接地への接続をスイッチング制御するスイッチである。スイッチ１１４は、例えば、ＮＰＮトランジスタＱ２から構成されている。トランジスタＱ２は、ベースが制御端子Ｔｃ２に接続されており、制御端子Ｔｃ２がハイレベルのとき、オンして抵抗Ｒｓの他端を接地に接続し、制御端子Ｔｃ２がローレベルのとき、オフして抵抗Ｒｓの他端を開放状態にする。
【００３５】
抵抗Ｒｆ、Ｒｓは、例えば、
Ｒｆ＝Ｒｓ
に設定されている。
【００３６】
したがって、増幅回路１１２の増幅率αは、
α＝（Ｒｆ＋Ｒｓ）／Ｒｓ＝２Ｒｓ／Ｒｓ＝２
で求められる。
【００３７】
これによって、ミドルレベルは、ハイレベルの１／２となる。抵抗Ｒｆ、Ｒｓの比を変えることにより、ミドルレベル及びハイレベルを自在に設定することができる。
【００３８】
また、抵抗Ｒｆ、Ｒｓは、増幅回路１１２が動作状態の時には増幅率αを設定するように作用するが、ローレベルを出力するとき、すなわち、増幅回路１１２が非動作状態であり、スイッチ１１４がオン状態のときには、出力端子Ｔｏｕｔと接地との間に接続され、出力用抵抗として作用する。
【００３９】
次に、本実施例の三値出力回路１００の動作を説明する。
【００４０】
図２は、本発明の一実施例の動作説明図を示す。図２（Ａ）は制御端子Ｔｃ１の電圧、図２（Ｂ）は制御端子Ｔｃ２の電圧、図２（Ｃ）は出力端子Ｔｏｕｔの電圧波形を示す。
【００４１】
期間Ｔ１１で、制御端子Ｔｃ１の電圧及び制御端子Ｔｃ２の電圧が共にハイレベルの場合、スイッチ１１３、１１４が共にオンする。スイッチ１１３がオンすると、オペアンプ１２１に駆動電圧Ｖｃｃが印加され、増幅回路１１２が動作状態となる。
【００４２】
また、スイッチ１１４がオンすると、抵抗Ｒｓが接地に接続されるので、増幅回路１１２の増幅率αは２倍となる。したがって、基準電圧源１１１で生成される基準電圧Ｖｒｅｆ０の２倍の電圧（２×Ｖｒｅｆ０）が出力端子Ｔｏｕｔから出力される。これによって、出力端子Ｔｏｕｔの出力レベルは、図２（Ｃ）に示すようにハイレベルとなる。
【００４３】
期間Ｔ１２で、制御端子Ｔｃ１の電圧がハイレベル、制御端子Ｔｃ２の電圧がローレベルになると、スイッチ１１３がオン、スイッチ１１４がオフする。スイッチ１１３がオンすると、オペアンプ１２１に駆動電圧Ｖｃｃが印加され、増幅回路１１２が動作状態となる。また、スイッチ１１４がオフすると、抵抗Ｒｓの他端が開放状態となる。これによって、増幅回路１１２の増幅率αは１倍となる。したがって、基準電圧源１１１で生成される基準電圧Ｖｒｅｆ０の１倍の電圧Ｖｒｅｆ０が出力端子Ｔｏｕｔから出力される。これによって、出力端子Ｔｏｕｔの出力レベルは、図２（Ｃ）に示すようにミドルレベルとなる。
【００４４】
期間Ｔ１３で、制御端子Ｔｃ１の電圧がローレベル、制御端子Ｔｃ２の電圧がハイレベルになると、スイッチ１１３がオフ、スイッチ１１４がオンする。スイッチ１１３がオフすると、オペアンプ１２１には駆動電圧Ｖｃｃが印加されないので、増幅回路１１２は非動作状態となる。また、スイッチ１１４がオンすると、抵抗Ｒｓの他端が接地に接続された状態となる。これによって、出力端子Ｔｏｕｔが抵抗Ｒｆ及び抵抗Ｒｓを介して接地に接続された状態となり、出力端子Ｔｏｕｔは接地レベルとなる。これによって、出力端子Ｔｏｕｔの出力レベルは、図２（Ｃ）に示すようにローレベルとなる。
【００４５】
また、期間Ｔ１４で、制御端子Ｔｃ１の電圧、及び、制御端子Ｔｃ２の電圧が共にローレベルになると、スイッチ１１３、１１４が共にオフする。スイッチ１１３がオフすると、オペアンプ１２１には駆動電圧Ｖｃｃが印加されないので、増幅回路１１２は非動作状態となる。また、スイッチ１１４がオフすると、抵抗Ｒｓの他端が開放状態となる。これによって、出力端子Ｔｏｕｔが開放状態となり、出力端子Ｔｏｕｔの出力インピーダンスは、ハイインピーダンス状態となる。
【００４６】
以上のように、本実施例によれば、増幅回路１１２の増幅率（α）をスイッチ１１３、１１４により切り換え、異なるレベルの信号を選択的に出力する構成とすることにより、各レベル毎に回路を設ける必要がないので、簡単な構成で三値出力回路１００を実現できる。
【００４７】
また、ローレベル時には、オペアンプ１２１を非動作状態とし、抵抗Ｒｆ、Ｒｓを介して接地することにより、ローレベル時の出力抵抗をオペアンプ１２１の増幅率設定用の抵抗Ｒｆ、Ｒｓと共用できるため、不要な素子数増加を行うことなく三値出力回路１００を実現できる。
【００４８】
また、スイッチ１１３、１１４を共にオフすることにより、必要に応じて出力端子Ｔｏｕｔをハイインピーダンス状態にできる。
【００４９】
なお、本実施例では、説明を簡単にするために多値出力回路として三値出力回路を例に説明を行ったが、抵抗及びスイッチを増加させることにより三値以上のレベルを出力させることも可能である。
【００５０】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、増幅回路の増幅率をスイッチ手段により切り換えることにより異なるレベルの信号を選択的に出力する構成としたため、各レベル毎に回路を設ける必要がないので、簡単な構成で多値出力回路を実現できる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路構成図である。
【図２】本発明の一実施例の動作説明図である。
【図３】従来の一例の回路構成図である。
【図４】従来の一例の動作説明図である。
【符号の説明】
１００　三値出力回路、１１１　基準電圧源、１１２　増幅回路
１１３、１１４　スイッチ、１２１　オペアンプ
Ｒｆ、Ｒｓ　抵抗、Ｑ１、Ｑ２　トランジスタ
Ｔｃ１、Ｔｃ２　制御端子、Ｔｏｕｔ　出力端子
【図１】
2004120106.tif 000003
【図２】
2004120106.tif 000004
【図３】
2004120106.tif 000005
【図４】
2004120106.tif 000006