(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号に基づき負荷の電圧を設定する回路であって：
前記信号を受けるよう結合された入力および減衰された信号を提供する出力を有する第１利得設定回路；
前記減衰された信号を受けるよう結合された入力および負ピーク信号を提供する出力を有する検出回路；
前記信号を受けるよう結合された第１入力を有する第２利得設定回路；および
前記検出回路の出力に結合された第１入力、前記第２利得設定回路の出力に結合された第２入力および前記第２利得設定回路の第２入力にかつ前記負荷の１つの端子に結合され前記信号が存在する場合に前記負ピーク信号と基準電圧との間でスイングしかつ前記信号がない場合に前記基準電圧に設定される出力信号を供給する増幅器；
を具備することを特徴とする電圧を設定する回路。
【請求項２】
前記第１利得設定回路はさらに：
前記信号を受けるための第１端子を有する第１抵抗；および
前記第１抵抗の第２端子にかつ前記第１利得設定回路の出力に結合された第１端子と、第１電源導体に結合された第２端子を有する第２抵抗；
を含むことを特徴とする請求項１記載の回路。
【請求項３】
前記検出回路はさらに：
前記第１利得設定回路の出力に結合された第１入力を有する増幅器；
前記増幅器の出力に結合された制御端子と、前記増幅器の第２入力に結合された第１導通端子と、第２電源導体に結合された第２導通端子とを有するトランジスタ；および
第１電源導体に結合された第１端子および前記増幅器の第２入力に結合された第２端子を有するコンデンサ；
を具備することを特徴とする請求項１記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、集積回路に関し、更に特定すれば呼び出し検出増幅器(ring detection amplifier)に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セルラ電話機またはページャのようなワイヤレス通信装置において、着信呼(incoming call) が受信されると、変換器が活性化される。着信呼以前では、変換器内の静止電流(quiescent current) を最少に抑え、バッテリ動作型通信装置における電力を保存する。通信装置において呼(call)が検出されると、呼び出し検出回路即ち警報検出器の出力が、電源の約半分にバイアスされ、呼び出し信号が変換器に転送される。着信呼は、変換器に単一方向の電流を発生させ、これが可聴呼び出しベル(audible ringing) を生成する。呼び出し信号が小さく静かな呼び出しを生成しようが、呼び出し信号が大きくうるさい呼び出しを生成しようが、警報検出器の出力を電源の約半分にバイアスすることによって、ワイヤレス通信装置におけるスタンバイ電流と比較して、大量の電流が変換器内に発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、最少のスタンバイ電流を有する呼び出し検出回路を有することができれば、有利であろう。更に、バイアス基準電圧に変換器をバイアスし、無線通信装置内の呼び出し検出回路の入力から出力への呼び出し信号の伝送の間、変換器における電流を最少に抑えることができれば一層有利であろう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
概して言えば、本発明は、利得設定回路およびピーク検出回路を用いて、入力呼び出し信号の振幅に、出力変換器のバイアス基準電圧を適応化させるものである。可聴呼び出し音を生成する出力変換器のバイアス基準電圧は、警報増幅器の動作電圧よりも低い値に、動的に低下される。バイアス基準電圧の低下は、入力呼び出し信号の振幅にほぼ一致し、出力変換器における電流を最少に抑える。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による警報増幅器１０のブロック図である。警報増幅器１０は、演算増幅器２４，３０を含む集積回路である。第１演算増幅器２４は、入力呼び出し信号のピーク振幅の検出時に、バイアス基準電圧を設定する増幅手段である。第２演算増幅器３０は、警報増幅器１０を介して伝達される入力信号を増幅するフィードバック増幅器である。
【０００６】
警報増幅器１０は利得設定回路１４を含む。利得設定回路１４は、端子１２に接続された入力端子，電源導通端子，および出力端子を有する。利得設定回路１４は、分圧回路または減衰回路であり、インピーダンス素子１６，１８を含む。インピーダンス素子１６の第１端子は端子１２に接続され、呼び出し入力信号（図示せず）を受信するように結合されている。インピーダンス素子１６の第２端子は、インピーダンス素子１８の第１端子および演算増幅器２４の非反転入力に共通に接続されている。インピーダンス素子１８の第２端子は電源導体に接続され、電源導体は、例えば、ＶCCのような基準電位を受信するように結合されている。好ましくは、インピーダンス１８の第２端子は、例えば、ＶREF のような基準電位を受けるように結合されており、ＶREF は端子１２における入力信号のＤＣ成分である。
【０００７】
警報増幅器１０は、更に、ピーク検出器２２を含み、このピーク検出器２２は、演算増幅器２４，トランジスタ２６，およびコンデンサ２８から成る。ピーク検出器２２のことを、基準回路とも呼ぶ。演算増幅器２４の出力は、トランジスタ２６のベース端子に接続されている。トランジスタ２６のコレクタ端子は、電源導体に接続され、この電源導体は、例えば、接地のような基準電位を受けるように結合されている。トランジスタ２６のエミッタ端子は、演算増幅器２４の反転入力，コンデンサ２８の第１端子，および演算増幅器３０の非反転入力に共通に接続されている。加えて、コンデンサ２８の第２端子は、例えば、ＶCCのような基準電位を受けるように結合された、前述の電源導体に接続されている。一例として、トランジスタ２６は、ＰＮＰバイポーラ・トランジスタであり、ベース，コレクタ，およびエミッタを有する。コレクタ端子およびエミッタ端子，とベース端子とは、それぞれ、電流導通端子と制御端子とも呼ぶ。尚、トランジスタ２６は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ），金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ），バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）等であってもよいことは理解されよう。
【０００８】
加えて、警報増幅器１０は、利得設定回路３４も含む。利得設定回路３４は、警報増幅器１０の端子１２に接続された入力端子，フィードバック端子，および出力端子を含む。利得設定回路３４は分圧回路であり、インピーダンス素子３６，３８を含む。インピーダンス素子３６の第１端子は端子１２に接続されている。インピーダンス素子３６の第２端子は、利得設定回路３４の出力端子として機能し、インピーダンス素子３８の第１端子，演算増幅器３０の反転入力，および電流源４０の入力に共通に接続されている。インピーダンス素子３８の第２端子は、利得設定回路３４のフィードバック端子として機能し、演算増幅器３０の出力および変換器３０に共通に接続されている。電流源４０の第２端子は、例えば、接地のような動作電位に接続されている。電流源４０は、（ＶCC−ＶREF ）／Ｒ38という値を有する電流を流す。ここで、ＶREF は端子１２における入力信号のＤＣ成分であり、Ｒ38はインピーダンス素子３８のインピーダンス値である。演算増幅器３０を、増幅回路とも呼ぶ。
【０００９】
一実施例によれば、利得設定回路１４のインピーダンス素子１６，１８および利得設定回路３４のインピーダンス素子３６，３８は抵抗である。この実施例では、インピーダンス素子１６，３６は各々約１９キロオームの抵抗値を有し、インピーダンス素子１８，３８は各々約１００キロオームの抵抗値を有する。
【００１０】
更に、警報増幅器１０は、変換器３２を含む。変換器３２は、演算増幅器３０の出力に接続された端子，および例えば、ＶCCのような基準電位を受けるように結合された前述の電源導体に接続された端子を有する。一例として、変換器３２は、約３２オームのインピーダンスを有するスピーカである。尚、変換器のタイプおよび変換器のインピーダンスは、いずれも本発明の限定ではないことを注記しておく。
【００１１】
図２は、本発明による警報増幅器の代替実施例のブロック図である。図面においては、同一素子を示す際に、同一参照番号を用いることを注記しておく。この代替実施例では、インピーダンス素子１６，１８，３６，３８はコンデンサである。あるいは、インピーダンス素子１６，１８，３６，３８は、インダクタ等とすることも可能である。
【００１２】
図３は、本発明による警報増幅器１０が入力呼び出し信号に応答して発生した出力のプロット５０を示す。プロット５０では、縦軸が電圧を表し、横軸が時間を表す。端子１２において受信された呼び出し信号に応答した演算増幅器３０の増幅出力信号は、波形５２で表されている。基準電位ＶCCはライン５４で示されている。一例として、基準電位ＶCCは、約２．８ボルトないし約８．０ボルトの範囲の値を有するバッテリによって供給される。ピーク検出器２２の出力信号は、波形５６によって表される負のピーク検出信号である。言い換えると、波形５６は、減衰した呼び出し信号、即ち、演算増幅器２４の非反転入力における信号の信号振幅に実質的に等しい量だけ、基準電位ＶCCよりも少ない電圧値を有する。信号振幅は、正のピーク値および負のピーク値の電圧レベル差として測定される。第１の負のピークが演算増幅器２４の非反転入力における信号に発生する時点を、参照番号５５で表す。これは、信号が基準電位ＶCCから最も離れた時点である。演算増幅器２４の非反転入力における信号に第２の負のピークが発生する時点を、参照番号５７で表す。
【００１３】
動作において、警報増幅器１０は、（ａ）端子１２において受信した入力呼び出し信号の振幅に比例するように、および（ｂ）減衰呼び出し信号が基準電位ＶCCとバイアス基準電圧との間で変化する(swing) ような位置付けとなるように、変換器３２のバイアス基準電圧を調節する。バイアス基準電圧は、演算増幅器３０の出力に発生したＤＣ電圧成分である。したがって、本発明によれば、バイアス基準電圧は動的に調節され、変換器３２内を流れる電流を最少に抑える。
【００１４】
端子１２における入力信号は、インピーダンス素子３６を介して、演算増幅器３０の反転入力端子に伝達される。更に、入力信号は、利得設定回路１４およびピーク検出器２２を介して、演算増幅器３０の非反転入力端子に伝達される。利得設定回路１４および検出回路２２の効果を無視すれば、演算増幅器３０の反転入力において受信される信号の利得Ａinv は、以下の式で与えられる。
【００１５】
Ａinv ＝−（Ｚ38／Ｚ36）
ここで、Ｚ38は、インピーダンス素子３８のインピーダンス値であり、
Ｚ36は、インピーダンス素子３６のインピーダンス値である。
【００１６】
演算増幅器３０の非反転入力における信号の利得Ａnon-inv は、以下の式で与えられる。
【００１７】
Ａnon-inv ＝（１＋Ｚ38／Ｚ36）
ここで、Ｚ38は、インピーダンス素子３８のインピーダンス値であり、
Ｚ36は、インピーダンス素子３６のインピーダンス値である。
【００１８】
端子１２において受信した直流（ＤＣ）入力電圧が演算増幅器３０の入力において共通モード信号を生成するために、非反転経路に沿って転送される信号を、以下の式で与えられる量だけ減衰しなければならない。
【００１９】
Ｚ38／（Ｚ36＋Ｚ38）
利得設定回路１４は、端子１２において受信した信号を減衰させることを注記しておく。減衰の量は、以下の式で与えられる。
【００２０】
Ｚ18／（Ｚ16＋Ｚ18）
ここで、Ｚ16およびＺ18は、それぞれ、インピーダンス素子１６，１８の値である。
【００２１】
インピーダンス値Ｚ18をインピーダンス値Ｚ38に整合し、インピーダンス値Ｚ16をインピーダンス値Ｚ36に整合することによって、非反転経路に沿って転送される信号は適正に減衰される。
【００２２】
演算増幅器３０の出力における電圧は以下の式で与えられる。
【００２３】
ＶOUT ＝（−Ａ＊ｓｉｎ（ωｔ）＊Ｚ38／Ｚ36）＋Ａ＊（（Ｚ18／（Ｚ16＋Ｚ18））＊（１＋Ｚ38／Ｚ36））
ここで、
Ａ＊ｓｉｎ（ωｔ）は、振幅Ａ，角周波数ω，および時間ｔを有する正弦波入力信号であり、
Ｚ16は、インピーダンス素子１６の値であり、
Ｚ18は、インピーダンス素子１８の値であり、
Ｚ36は、インピーダンス素子３６の値であり、
Ｚ38は、インピーダンス素子３８の値である。
【００２４】
インピーダンス素子１８のインピーダンス値をインピーダンス素子３８のそれと整合し、インピーダンス素子１６のインピーダンス値をインピーダンス素子３６のそれと整合した後、演算増幅器３０の非反転経路に沿って伝達された信号の利得は、反転信号経路に沿って伝達された信号の利得と整合する。
【００２５】
図１および図３を参照して、ピーク検出器２２は、演算増幅器２４の非反転入力における減衰信号を受信する。演算増幅器２４の出力は、演算増幅器３０の非反転入力に、減衰ピーク検出信号を供給する。この信号は、参照番号５５で示す減衰入力信号の負のピーク電圧レベルを表す。トランジスタ２６は導通モードで動作しており、そのために、エミッタ端子における電圧は、トランジスタ２６のベース・エミッタ間接合電圧にほぼ等しい量だけ、演算増幅器２４の出力における電圧とは異なる。コンデンサ２８は、減衰入力信号の負のピークを表す電圧レベルに充電される。
【００２６】
非反転入力における減衰信号は、負のピーク５５から電圧ＶCCまで増加する。非反転入力における信号が増大し続けるに連れて、コンデンサ２８から演算増幅器２４の反転入力へのフィードバック信号が、トランジスタ２６を非導通状態にする。トランジスタ２６は、演算増幅器２４の非反転入力における減衰信号が、トランジスタ２６のエミッタにおける電圧レベルよりも低い電圧レベルを有すると、導通モードに再び切り替わる。参照番号５７は、演算増幅器２４の非反転入力における減衰入力信号の振幅の第２の負のピークを示す。演算増幅器２４の出力における信号が、トランジスタ２６のエミッタにおける電圧未満の電圧値を有する場合、トランジスタ２６は切り替わり導通モードにおいて動作する。導通モードでは、トランジスタ２６は、波形５６で示すように、コンデンサ２８を低い電圧レベルに充電する。したがって、ピーク検出器２２は、演算増幅器２４の非反転入力における減衰信号の負のピーク振幅のレベルに実質的に等しい出力電圧レベルを発生する。
【００２７】
ピーク検出回路２２を負ピーク検出回路として説明したが、当業者は検出回路２２に正ピーク検出回路を用いることも可能である。検出回路２２の検出器のタイプは、本発明の限定ではないことは理解されよう。
【００２８】
端子１２に信号がない場合、演算増幅器３０の出力における信号は、約ＶCCの値を有することを注記しておく。また、端子１２における信号は、演算増幅器３０の出力における増幅信号を、基準電圧ＶCCとピーク検出器２２によって発生される電圧、との電圧間、即ち、バイアス基準電圧間で、変化させる(swing) ことも注記しておく。したがって、変換器３２内を導通する電流は、入力呼び出し信号の振幅を動的に調節するように変換器のバイアス基準電圧を設定することによって、最少に抑えられる。
【００２９】
以上の説明から、本発明は、スタンバイ電流を最少に抑えるように変換器のバイアス電圧を設定するピーク検出器および演算増幅器を提供することが認められよう。変換器へのバイアス電圧は、入力呼び出し信号に応じて、ＶCCの電圧から下方に調節され、警報増幅器の活性化の間、変換器内の電流を最少に抑える。したがって、本発明は、入力信号がない場合には、変換器がゼロ電流を導通するように、出力変換器にバイアスを供給し、入力信号がある場合には、呼び出し信号の振幅に応じた電流を供給する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による警報増幅器の実施例のブロック図。
【図２】本発明による警報増幅器の代替実施例のブロック図。
【図３】入力呼び出し信号に応答した本発明による警報増幅器の出力を示すグラフ。
【符号の説明】
１０    警報増幅器
１２    端子
１４    利得設定回路
１６，１８    インピーダンス素子
２２    ピーク検出器
２４，３０    演算増幅器
２６    トランジスタ
２８    コンデンサ
３２    変換器
３４    利得設定回路
３６，３８    インピーダンス素子
４０    電流源
【図１】
0004227682.tif 000002
【図２】
0004227682.tif 000003
【図３】
0004227682.tif 000004