立体声分离调整电路及其MOS集成电路.pdf

本发明可不使动态范围变窄地对分离电平进行调整。在输入混合信号的MOS晶体管Q5和输入基准电压的MOS晶体管Q6的源极之间并联连接有被串联连接的电阻R1与开关元件SW1、R2与SW2、R3与SW3......。在直流工作中，电阻R1～R5不影响MOS晶体管Q5的输出电压，在交流工作时，改变并联连接的电阻R1～R5的值，由此，可对分离电平进行调整。

1.  一种立体声分离调整电路，其中具备：
第一和第二差动放大电路，对用于解调立体声复合信号的预定频率的信号进行差动放大；
第一MOS晶体管，与所述第一差动放大电路级联连接，对栅极输入立体声复合信号；
第二MOS晶体管，与所述第二差动放大电路级联连接，对栅极输入将立体声复合信号反转后的信号或者基准电压；
切换电路，在所述第一和第二MOS晶体管的源极间并联连接有多个包含电阻和开关元件的电路；
第一电流源，连接在所述第一MOS晶体管上；以及
第二电流源，连接在所述第二MOS晶体管上，
接通、断开所述开关元件，使所述第一和第二MOS晶体管的源极间的电阻值变化，调整分离电平。

2.  如权利要求1记载的立体声分离调整电路，其中
所述第一和第二差动放大电路包括向栅极输入导频信号的两倍频率的交流信号和其反转信号的四个MOS晶体管，
所述开关元件是并联连接p沟道MOS晶体管和n沟道MOS晶体管而构成的。

3.  一种立体声分离调整电路，其中具备：
第一和第二差动放大电路，对用于解调立体声复合信号的预定频率的信号进行差动放大；
第一MOS晶体管，与所述第一差动放大电路级联连接，对栅极输入立体声复合信号；
第二MOS晶体管，与所述第二差动放大电路级联连接，对栅极输入将立体声复合信号反转后的信号或者基准电压；
第三MOS晶体管，连接在所述第一差动放大电路和电源之间；
第四MOS晶体管，连接在所述第二差动放大电路和电源之间；
第五MOS晶体管，流过与所述第三MOS晶体管中流过的电流成比例的电流；
第六MOS晶体管，流过与所述第四MOS晶体管中流过的电流成比例的电流；
切换电路，在所述第五MOS晶体管和第六MOS晶体管的漏极间并联连接有多个包含电阻和开关元件的电路；
第三电流源，连接在所述第五MOS晶体管上；以及
第四电流源，连接在所述第六MOS晶体管上，
接通、断开所述开关元件，使所述第五和第六MOS晶体管的漏极间的电阻值变化，调整分离电平。

4.  如权利要求3记载的立体声分离调整电路，其中
所述第三和第四MOS晶体管包括第三和第四p沟道MOS晶体管，
所述第五和第六MOS晶体管包括与所述第三和第四p沟道MOS晶体管分别构成电流镜电路的第五和第六p沟道MOS晶体管。

5.  一种搭载有立体声分离调整电路的MOS集成电路，其中该立体声分离调整电路具备：
第一和第二差动放大电路，对用于解调立体声复合信号的预定频率的信号进行差动放大；
第一MOS晶体管，与所述第一差动放大电路级联连接，对栅极输入立体声复合信号；
第二MOS晶体管，与所述第二差动放大电路级联连接，对栅极输入将立体声复合信号反转后的信号或者基准电压；
切换电路，在所述第一和第二MOS晶体管的源极间并联连接有多个包含电阻和开关元件的电路；
第一电流源，连接在所述第一MOS晶体管上；以及
第二电流源，连接在所述第二MOS晶体管上，
接通、断开所述开关元件，使所述第一和第二MOS晶体管的源极间的电阻值变化，调整分离电平。

6.  一种搭载有立体声分离调整电路的MOS集成电路，其中该立体声分离调整电路具备：
第一和第二差动放大电路，对用于解调立体声复合信号的预定频率的信号进行差动放大；
第一MOS晶体管，与所述第一差动放大电路级联连接，对栅极输入立体声复合信号；
第二MOS晶体管，与所述第二差动放大电路级联连接，对栅极输入将立体声复合信号反转后的信号或者基准电压；
第三MOS晶体管，连接在所述第一差动放大电路和电源之间；
第四MOS晶体管，连接在所述第二差动放大电路和电源之间；
第五MOS晶体管，流过与所述第三MOS晶体管中流过的电流成比例的电流；
第六MOS晶体管，流过与所述第四MOS晶体管中流过的电流成比例的电流；
切换电路，在所述第五MOS晶体管和第六MOS晶体管的漏极间并联连接有多个包含电阻和开关元件的电路；
第三电流源，连接在所述第五MOS晶体管上；以及
第四电流源，连接在所述第六MOS晶体管上，
接通、断开所述开关元件，使所述第五和第六MOS晶体管的漏极间的电阻值变化，调整分离电平。

立体声分离调整电路及其MOS集成电路
                      技术领域
本发明涉及对立体声信号的分离电平(separation level)进行调整的电路以及搭载有该电路的MOS集成电路。
                      背景技术
在FM接收机中设置有立体声分离(stereo separation)调整电路，其用于在FM信号的接收信号强度较弱时，使左右信号的分离电平下降并接近单声道接收以减少噪声，在接收信号强度较强时，提高分离电平以自动进行立体声接收。
在车载用的FM接收机中，因为多路噪声的影响较大，所以，为了除去多路噪声，就需要有分离调整电路。
为了减少FM接收机中的多路噪声，例如，在专利文献1中，记载了如下技术：检测多路电波量，对应于该检测出的多路电波量来控制分离量。
此外，在车载用FM接收机中，在自动调整立体声分离的情况下，接收状态急剧并且周期性地或者随机地变化时，反复进行增大立体声分离的控制或者减小立体声分离的控制，存在在声音上产生不稳、刺耳的问题。为了解决这样的问题，在专利文献2中，记载了如下技术：保持分离极限值和斜率不同的三个图形以上的特性曲线，在当前的电场强度比前次检测出的电场强度大时，选择分离极限值和斜率较大的特性曲线。
作为立体声分离调整电路存在如下电路：例如，在由MOS晶体管构成的差动放大电路的源极侧连接可变电流源，改变可变电流源的电流值，以调整分离电平。由于在这种结构的电路中，通过调整分离电平，使差动放大电路的MOS晶体管中流动的电流发生变化，所以，存在输出电压的动态范围会变窄的问题。
专利文献1：特开2000-49723号公报
专利文献2：特开平11-298426号公报
                      发明内容
本发明的课题是使得能够确保输出电压的动态范围并且可任意调整分离电平。
本发明的立体声分离调整电路具备：第一和第二差动放大电路，对用于解调立体声复合信号的预定频率的信号进行差动放大；第一MOS晶体管，与所述第一差动放大电路级联连接，对栅极输入立体声复合信号；第二MOS晶体管，与所述第二差动放大电路级联连接，对栅极输入将立体声复合信号反转后的信号或者基准电压；切换电路，在所述第一和第二MOS晶体管的源极间并联连接有多个包含电阻和开关元件的电路；第一电流源，连接在所述第一MOS晶体管上；以及第二电流源，连接在所述第二MOS晶体管上，其中，接通、断开所述开关元件，使所述第一和第二MOS晶体管的源极间的电阻值变化，调整分离电平。
按照本发明，可不使立体声分离调整电路的输出电压的动态范围变窄地来调整分离电平。
本发明的其他方式是：所述第一和第二差动放大电路包括向栅极输入导频信号的两倍频率的交流信号和其反转信号的四个MOS晶体管，所述开关元件是并联连接p沟道MOS晶体管和n沟道MOS晶体管而构成的。
通过这样构成，可混合调整了立体声复合信号的信号电平的信号和导频信号的两倍频率的信号，以对立体声的R、L信号进行解调。
本发明的其他的立体声分离调整电路具备：第一和第二差动放大电路，对用于解调立体声复合信号的预定频率的信号进行差动放大；第一MOS晶体管，与所述第一差动放大电路级联连接，对栅极输入立体声复合信号；第二MOS晶体管，与所述第二差动放大电路级联连接，对栅极输入将立体声复合信号反转后的信号或者基准电压；第三MOS晶体管，连接在所述第一差动放大电路和电源之间；第四MOS晶体管，连接在所述第二差动放大电路和电源之间；第五MOS晶体管，流过与所述第三MOS晶体管中流过的电流成比例的电流；第六MOS晶体管，流过与所述第四MOS晶体管中流过的电流成比例的电流；切换电路，在所述第五MOS晶体管和第六MOS晶体管的漏极间并联连接有多个包含电阻和开关元件的电路；第三电流源，连接在所述第五MOS晶体管上；以及第四电流源，连接在所述第六MOS晶体管上，其中，接通、断开所述开关元件，使所述第五和第六MOS晶体管的漏极间的电阻值变化，调整分离电平。
按照本发明，可不使立体声分离调整电路的输出电压的动态范围变窄地来调整分离电平。
对于本发明的其他方式来说，所述第三、第四、第五和第六MOS晶体管包括p沟道MOS晶体管，所述第三和第五、第四和第六MOS晶体管分别构成电流镜电路。
通过这样构成，在第五和第六p沟道MOS晶体管中流过与第三和第四p沟道MOS晶体管中流过的电流成比例的电流，并改变它们的漏极侧的电阻值，由此，可调整分离电平。
                      附图说明
图1是第一实施方式的立体声分离调整电路的电路图。
图2是第二实施方式的立体声分离调整电路的电路图。
                      具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的第一实施方式的立体声分离调整电路11的电路图。
在图1中，n沟道MOS晶体管Q1和Q2构成差动放大电路(第一差动放大电路)，对n沟道MOS晶体管(以下称为MOS晶体管)Q1的栅极输入导频信号的两倍频率38kHz的交流信号P38k，向Q2的栅极输入38kHz的信号的反转信号N38k。
MOS晶体管Q3和Q4构成差动放大电路(第二差动放大电路)，向MOS晶体管Q3和Q4的栅极输入与MOS晶体管Q1和Q2相同的38kHz的信号P38k和38kHz的信号N38k。
在MOS晶体管Q1和Q3的漏极上连接电阻R6，电阻R6的另一端连接在电源Vdd上。此外，在MOS晶体管Q2和Q4的漏极上连接电阻R7，该电阻R7的另一端连接在电源Vdd上。
MOS晶体管Q1、Q2的源极连接有MOS晶体管Q5的漏极，MOS晶体管Q3、Q4的源极连接有MOS晶体管Q6的漏极。而且，对MOS晶体管Q5的栅极输入立体声复合信号(混合信号)，对MOS晶体管Q6的栅极输入基准电压Ref。
在MOS晶体管Q5与Q6的源极之间连接有切换电路，该切换电路中并联连接有被串联连接的电阻R1和开关元件SW1、电阻R2和开关SW2、电阻R3和开关SW3、电阻R4和开关SW4、电阻R5和开关SW5。
开关元件SW1～SW5例如由并联连接p沟道MOS晶体管和n沟道MOS晶体管的传输门构成。向使该开关元件SW1～SW5接通、断开的控制端子(未图示)提供对接收信号强度显示信号(RSSI：ReceivedSignal Strength Indicator)进行A/D转换后的数字值，在接收信号强度为预定值以下时，根据接收信号强度而提供使分离电平变小的信号。
在MOS晶体管Q5的源极和接地之间连接电流源I1，在MOS晶体管Q6的源极和接地之间连接相同输出电流的电流源I1。
MOS晶体管Q1和Q3的漏极成为立体声R信号(右信号)的输出端子。
MOS晶体管Q2和Q4的漏极成为立体声的L信号(左信号)的输出端子。
然后，对以上这样的电路的工作进行说明。图1的立体声分离调整电路11是如下的电路：通过MOS晶体管Q5对立体声混合信号进行放大，对该放大后的信号和导频信号的两倍频率的38kHz的信号进行混合，输出立体声的R、L信号。
在对FM立体声信号进行解调时，根据FM信号的接收信号强度而存在最佳的分离电平。实施方式的立体声分离调整电路11通过改变连接在MOS晶体管Q5、Q6的源极之间的电阻值，使分离电平可变。
在未输入立体声混合信号的状态下，若MOS晶体管Q5、Q6的栅极的偏置电压相同，则MOS晶体管Q5和MOS晶体管Q6的源极电位就变得相等。因此，由于不管接通开关元件SW1～SW5中的哪个开关元件，电阻R1～R5中都不流过电流，所以，电阻R1～R5作为负载没有影响。因此，电阻R1～R5的值不影响MOS晶体管Q5、Q6的电压增益。
另一方面，由于在接收FM信号，对MOS晶体管Q5的栅极输入立体声混合信号时，MOS晶体管Q5和Q6的交流的源极电位不同，所以，MOS晶体管Q5和Q6的源极间的电阻R1～R5中流过与由混合信号和基准电压Vref决定的源极电位的电压差和此时的电阻值相对应的电流。
对于源极接地电路的电压增益来说，将互导设为gm、将源极侧的电阻R1～R4的合成电阻设为(R1～R4)，满足(1/gm)《(R1～R4)的关系时，与漏极侧的负载电阻和源极侧电阻(R1～R4)之比成比例。因此，通过接通、断开开关元件SW1～SW5改变源极侧的电阻值，由此，可改变MOS晶体管Q5和Q6的增益，可调整立体声分离调整电路11的分离电平。
此时，因为即使接通、断开开关元件SW1～SW5改变源极间的电阻值，如上所述也不影响MOS晶体管Q5、Q6的直流偏置电压，所以，MOS晶体管Q1和Q3、Q2和Q4的信号输出电压的动态范围不受限制。
另外，在图1中，也可以做成调换差动放大电路和MOS晶体管Q5、Q6地进行配置的结构，可以对差动放大电路设置切换电路。
本发明的第一差动放大电路例如对应于图1的MOS晶体管Q1和Q2，第二差动放大电路对应于图1的MOS晶体管Q3和Q4。此外，第一MOS晶体管对应于图1的MOS晶体管Q5，第二MOS晶体管对应于图1的MOS晶体管Q6。进而，多个电阻和开关元件对应于图1的电阻R1～R5和开关元件SW1～SW5。
其次，图2是本发明第二实施方式的立体声分离调整电路21的电路图。
在以下的说明中，对与图1相同的部分付以相同的符号，省略其说明。在MOS晶体管Q1和Q3的漏极与电源Vdd之间，连接有p沟道MOS晶体管Q9，p沟道MOS晶体管Q9的栅极连接在漏极上。
在MOS晶体管Q2和Q4的漏极与电源Vdd之间连接有p沟道MOS晶体管Q10，p沟道MOS晶体管Q10的栅极连接在漏极上。
p沟道MOS晶体管Q11与p沟道MOS晶体管Q9构成电流镜电路，二者的栅极彼此连接。此外，p沟道MOS晶体管Q12与p沟道MOS晶体管Q10构成电流镜电路，二者的栅极彼此连接。
在MOS晶体管Q11和Q12的漏极之间连接有切换电路，该切换电路中并联连接有被串联连接的电阻R1和开关元件SW1、电阻R2和开关元件SW2、电阻R3和开关元件SW3、电阻R4和开关元件SW4、电阻R5和开关元件SW5。
在MOS晶体管Q11的漏极和接地之间连接有电流源I2，在MOS晶体管Q12的漏极和接地之间连接有电流源I2。从该MOS晶体管Q11和Q12的漏极输出立体声的R信号、L信号。
此处，对图2的电路的工作进行说明。在不输入立体声混合信号的状态下，对MOS晶体管Q11和Q12的栅极提供相同的直流偏置电压，MOS晶体管Q11和Q12的漏极成为相同的电位。因此，由于即使接通、断开控制开关元件SW1～SW5改变电阻值，电阻R1～R5中也不流过电流，所以，R信号和L信号的直流电平不变化。
另一方面，由于在接收FM信号，对MOS晶体管Q5的栅极输入立体声混合信号时，在MOS晶体管Q9和Q10中流过对应于交流的R信号和L信号的电流，所以，MOS晶体管Q11、Q12中也流过与其成比例的电流。
在交流工作时，因为MOS晶体管Q11和Q12的漏极电压不同，所以，在漏极间的电阻R1～R5中流过与此时的电压差和电阻值相对应的电流。
因为源极接地电路的电压增益与漏极侧的电阻值成比例，所以，通过接通、断开开关元件R1～R5以增加或者减少漏极侧的电阻值，就能够改变MOS晶体管Q11、Q12的增益。由此，可对分离电平进行调整。
此时，因为即使接通、断开开关元件SW1～SW5改变电阻值，MOS晶体管Q11、Q12的直流输出电压也不改变，所以，MOS晶体管Q11与Q12的输出电压的动态范围不变。
若按照如上所述的实施方式，就能够不使立体声的R、L信号的动态范围变窄地来使分离电平变化。此外，因为利用开关元件SW1～SW5来切换连接的电阻R1～R5不流过直流电流，所以，能够抑制电路功耗的增加。
另外，本发明的第一差动放大电路例如对应于图2的MOS晶体管Q1和Q2，第二差动放大电路对应于图2的MOS晶体管Q3和Q4。此外，第一MOS晶体管对应于图2的MOS晶体管Q5，第二MOS晶体管对应于图2的MOS晶体管Q6。此外，第五MOS晶体管对应于图2的MOS晶体管Q11，第六MOS晶体管对应于图2的MOS晶体管Q12。进而，多个电阻和开关元件对应于图2的电阻R1～R5和开关元件SW1～SW5。
上述的立体声分离调整电路11或者21搭载在通过可形成p沟道OS晶体管与n沟道MOS晶体管的CMOS工艺而制造的半导体集成电路例如FM无线电接收机用MOS集成电路基板上。
按照本发明，就可以不使立体声分离调整电路的动态范围变窄地来调整分离电平。
本发明不限于如上所述的实施方式，例如，可以构成为如下的方式。
(1)电阻R1～R5和开关元件SW1～SW5不限于连接在图1的MOS晶体管Q5、Q6的源极之间，也可以连接在MOS晶体管Q1、Q4的漏极之间。切换电路不限于五个由电阻和开关元件构成的电路，只要根据调整范围由所需个数的电阻和开关元件构成即可。
(2)分离调整电路的结构不限于图1或者图2所示的电路，也可以使用公知的其他电路。
(3)本发明不限于FM无线电装置，也可应用于接收频率调制后的立体声信号的其他接收机。