專利名稱：導(dǎo)頻信號檢測電路與配備該電路的半導(dǎo)體集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于FM接收機(jī)的導(dǎo)頻信號檢測電路與配備該電路的半導(dǎo)體集成電路。
背景技術(shù)：
FM接收機(jī)檢測包括在立體聲復(fù)合信號中的導(dǎo)頻信號的電平，并基于檢測結(jié)果在立體聲接收與單聲道接收之間切換。
比如，該導(dǎo)頻信號檢測電路包括相位波形檢測電路、平滑電路、比較器電路，等等，使得上述比較器電路比較經(jīng)過平滑處理的信號是否等于或大于參考值。
當(dāng)將該導(dǎo)頻信號與上述參考電壓進(jìn)行比較時，配備偏移消除電路，以消除出現(xiàn)在檢測電路內(nèi)部的偏移電壓的影響。
專利文獻(xiàn)1記錄了一種技術(shù)，用于間歇地對電容器進(jìn)行充電和放電，以便使導(dǎo)頻信號檢測電路的平滑電路的電容器的電容值較小。
專利文獻(xiàn)2記錄了一種CMOS帶隙參考電壓發(fā)生電路，該電路不受電源電壓波動的影響。
同時，由于電源電壓的波動、溫度變化等可改變導(dǎo)頻信號檢測電路的比較器電路的參考電壓，因而準(zhǔn)確檢測導(dǎo)頻信號的電平變得很困難。在由MOS晶體管構(gòu)成導(dǎo)頻信號檢測電路的情況下，因?yàn)镸OS晶體管特性中的失配較大，因而出現(xiàn)在該電路內(nèi)部的偏移電壓也變得較大，因而有時需要調(diào)整導(dǎo)頻信號檢測電路的偏移電壓。
日本公開特許公報(bào)NO.2003-152666(圖2和3)[專利文獻(xiàn)2]日本公開特許公報(bào)NO.2000-222054(0015段)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明面臨的挑戰(zhàn)是提高導(dǎo)頻信號檢測電路的檢測準(zhǔn)確度。
根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)頻信號檢測電路包括通過選擇基帶信號或預(yù)定電壓來進(jìn)行輸出的第一半導(dǎo)體開關(guān)；檢測從上述第一半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號的檢測電路；對上述檢測電路的輸出信號進(jìn)行平滑處理的平滑電路；對上述平滑電路的輸出信號進(jìn)行差動放大的第一差動放大電路；產(chǎn)生參考電壓的帶隙參考電壓發(fā)生電路；通過選擇從上述帶隙參考電壓發(fā)生電路輸出的參考電壓或上述預(yù)定電壓來進(jìn)行輸出的第二半導(dǎo)體開關(guān)；對從上述第二半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號進(jìn)行差動放大的第二差動放大電路；和偏移消除電路，當(dāng)上述第一和第二半導(dǎo)體開關(guān)選擇了預(yù)定電壓時，該電路用于保留上述第一和第二差動放大電路的輸出作為偏移消除電壓，并根據(jù)該偏移消除電壓來消除從上述第一和第二差動放大電路輸出的信號中包括的偏移電壓。
通過將上述基帶信號和參考電壓輸入各不相同的差動放大電路(即上述第一和第二差動放大電路)，本發(fā)明使得獨(dú)立地設(shè)置導(dǎo)頻信號的電平與參考電壓的電平成為了可能。
并且，可以通過將半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)置在上述檢測電路與平滑電路的前置級處、通過切換為上述第一差動放大電路提供基帶信號與預(yù)定電壓，當(dāng)提供預(yù)定電壓時保留上述第一和第二差動放大電路的輸出電壓作為偏移消除電壓和根據(jù)偏移消除電壓來消除偏移電壓，可以消除包括上述檢測電路與平滑電路在內(nèi)的整個導(dǎo)頻信號檢測電路的偏移電壓。使得提高導(dǎo)頻信號檢測電路的檢測準(zhǔn)確度成為了可能。
而且，通過使用形成于MOS集成電路板上的雙極晶體管，上述帶隙參考電壓發(fā)生電路可產(chǎn)生具有良好溫度特性的參考電壓。以便能更準(zhǔn)確地檢測導(dǎo)頻信號的電平。
根據(jù)本發(fā)明的另一種導(dǎo)頻信號檢測電路包括通過選擇基帶信號和預(yù)定電壓進(jìn)行輸出的第一半導(dǎo)體開關(guān)；檢測從上述第一半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號的檢測電路；對上述檢測電路的輸出信號進(jìn)行平滑處理的平滑電路；對上述平滑電路的輸出信號進(jìn)行差動放大的第一差動放大電路；產(chǎn)生參考電壓的帶隙參考電壓發(fā)生電路；通過選擇從上述帶隙參考電壓發(fā)生電路輸出的參考電壓或預(yù)定電壓進(jìn)行輸出的第二半導(dǎo)體開關(guān)；對上述第二半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號進(jìn)行差動放大的第二差動放大電路；將上述第一差動放大電路與第二差動放大電路的輸出電流轉(zhuǎn)換成各個電壓的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路；當(dāng)上述第一和第二半導(dǎo)體開關(guān)選擇了上述預(yù)定電壓時保留上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓作為偏移消除電壓、并通過將該保留的偏移消除電壓回饋至上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入來消除偏移電壓的偏移消除電路。
通過將基帶信號和參考電壓輸入各不相同的差動放大電路(即上述第一和第二差動放大電路)，本發(fā)明使得獨(dú)立地設(shè)置導(dǎo)頻信號的電平與參考電壓的電平成為了可能。
而且，可以通過將半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)置在上述檢測電路與平滑電路的前置級處、通過切換為上述檢測電路提供基帶信號與預(yù)定電壓和當(dāng)提供預(yù)定電壓時檢測上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓，可以檢測包括上述檢測電路和平滑電路在內(nèi)的整個導(dǎo)頻信號檢測電路的偏移電壓。并且，通過將作為偏移消除電壓的上述檢測的電壓回饋至上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入，可以消除包括上述檢測電路和平滑電路在內(nèi)的整個導(dǎo)頻信號檢測電路的偏移電壓。這種配置消除了為檢測電路或平滑電路配備偏移消除電路的必要，從而使得該導(dǎo)頻信號檢測電路的配置較為簡單。
而且，將帶隙電壓用作參考電壓提高了導(dǎo)頻信號電平的檢測準(zhǔn)確度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，上述平滑電路包括電容器和第三半導(dǎo)體開關(guān)，在上述的發(fā)明中，當(dāng)上述第一半導(dǎo)體開關(guān)選擇基帶信號時，該第三半導(dǎo)體開關(guān)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，以便用上述平滑電路的輸出電壓對上述電容器充電，當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體開關(guān)選擇預(yù)定電壓時，該第三半導(dǎo)體開關(guān)變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)，以便保留上述電容器的電壓。
當(dāng)將上述基帶信號輸入上述檢測電路時，這樣的配置用經(jīng)平滑電路進(jìn)行平滑處理的電壓對上述電容器充電；而當(dāng)預(yù)定電壓提供給上述檢測電路時，便通過關(guān)斷第三半導(dǎo)體開關(guān)將上述電容器從檢測電路斷開。這種配置防止了由上述電容器保留的導(dǎo)頻信號電壓影響偏移電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，在上述發(fā)明中，參考電壓發(fā)生電路通過使用形成于MOS集成電路板上的雙極晶體管來產(chǎn)生參考電壓。
這樣的配置通過將上述雙極晶體管的帶隙電壓作為參考電壓來改善參考電壓的溫度特性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，偏移消除電路包括第四半導(dǎo)體開關(guān)，當(dāng)上述第一半導(dǎo)體開關(guān)選擇預(yù)定電壓時，它變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，否則，它便變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)；電容器，用于保留第一與第二差動放大電路或電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓作為偏移消除電壓；和第三差動放大電路，在上述發(fā)明中，它用于通過將由上述電容器保留的偏移消除電壓回饋至上述第一和第二差動放大電路的輸出或上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入來消除偏移電壓。
這樣的配置能夠消除在導(dǎo)頻信號檢測電路內(nèi)部產(chǎn)生的偏移電壓。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體集成電路通過MOS工藝在半導(dǎo)體集成電路板上形成導(dǎo)頻信號檢測電路，包括檢測基帶信號的檢測電路；對該檢測電路的輸出信號進(jìn)行平滑處理的平滑電路；對上述平滑電路的輸出信號進(jìn)行差動放大的第一差動放大電路；產(chǎn)生參考電壓的帶隙參考電壓發(fā)生電路；對上述參考電壓進(jìn)行差動放大的第二差動放大電路；以及輸出電路，該輸出電路輸出由上述第一和第二差動放大電路的輸出之和的信號，該信號用于指示導(dǎo)頻信號的電平是否等于或大于參考電壓。
根據(jù)本發(fā)明，通過將上述基帶信號和參考電壓輸入各不相同的差動放大電路(即上述第一和第二差動放大電路)，可以獨(dú)立地設(shè)置導(dǎo)頻信號的電平與參考電壓的電平。
圖1是根據(jù)實(shí)施例的導(dǎo)頻信號檢測電路的框圖；圖2是導(dǎo)頻信號檢測電路的主要部分的電路圖；圖3是帶隙參考電壓發(fā)生電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下是參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明。本發(fā)明包括如下所述的內(nèi)容。
根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)頻信號檢測電路包括通過選擇基帶信號或預(yù)定電壓進(jìn)行輸出的第一半導(dǎo)體開關(guān)；檢測從上述第一半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號的檢測電路；對上述檢測電路的輸出信號進(jìn)行平滑處理的平滑電路；對上述平滑電路的輸出信號進(jìn)行差動放大的第一差動放大電路；產(chǎn)生參考電壓的帶隙參考電壓發(fā)生電路；通過選擇從上述帶隙參考電壓發(fā)生電路輸出的參考電壓或預(yù)定電壓進(jìn)行輸出的第二半導(dǎo)體開關(guān)；對從上述第二半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號進(jìn)行差動放大的第二差動放大電路；和偏移消除電路，當(dāng)上述第一和第二半導(dǎo)體開關(guān)選擇預(yù)定電壓時，該電路保留上述第一和第二差動放大電路的輸出作為偏移消除電壓，并根據(jù)該偏移消除電壓消除包括在從上述第一和第二差動放大電路輸出的信號之中的偏移電壓。
上述第一半導(dǎo)體開關(guān)與圖1所示的半導(dǎo)體開關(guān)11和13對應(yīng)，且上述第一差動放大電路與圖1所示的差動放大電路16對應(yīng)。上述第二半導(dǎo)體開關(guān)與圖1所示的半導(dǎo)體開關(guān)18和20對應(yīng)，上述第二差動放大電路與圖1所示的差動放大電路19對應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，偏移消除電路包括第四半導(dǎo)體開關(guān)，當(dāng)上述第一和第二半導(dǎo)體開關(guān)選擇上述預(yù)定電壓時，它處于導(dǎo)通狀態(tài)，否則便處于關(guān)斷狀態(tài)；電容器，用于保留上述第一和第二差動放大電路的輸出電壓或上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓作為偏移消除電壓；第三差動放大電路，用于通過將上述電容器保留的偏移消除電壓回饋到上述第一和第二差動放大電路的輸出或上述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入來消除偏移電壓。
上述第四半導(dǎo)體開關(guān)與圖1所示的半導(dǎo)體開關(guān)22對應(yīng)，上述電容器與圖1所示的電容器C2和C3對應(yīng)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的導(dǎo)頻信號檢測電路10的框圖。注意，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)頻信號檢測電路被設(shè)置到用于FM和AM接收機(jī)的半導(dǎo)體集成電路板，該集成電路板通過能形成p溝道MOS晶體管與n溝道MOS晶體管的CMOS工藝進(jìn)行生產(chǎn)。
參考圖1，通過將其中兩個半導(dǎo)體開關(guān)連接在半導(dǎo)體開關(guān)11進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷，其中一個開關(guān)的輸入端子輸入基帶信號(如立體聲復(fù)合信號，等等)，半導(dǎo)體開關(guān)11中另一個開關(guān)的輸入端子輸入預(yù)定電壓Com，且兩個輸出端子連接到相位檢測電路12。半導(dǎo)體開關(guān)11由傳輸門等構(gòu)成。注意，預(yù)定電壓Com是在半導(dǎo)體電路內(nèi)部產(chǎn)生的參考電壓，是區(qū)分上述參考電壓而形成的自定電壓(discretionary voltage)或接地電壓。
通過將圖1中兩個半導(dǎo)體開關(guān)連接在半導(dǎo)體開關(guān)13來對它們進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷，可向其兩個輸入端子輸入預(yù)定電壓Com，且其兩個輸出端子連接到相位檢測電路12。
當(dāng)采集導(dǎo)頻信號時，從控制信號發(fā)生單元(本文中未示出)提供控制信號，以導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)11，關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)13，且將基帶信號提供給相位檢測電路12。同時，在偏移消除過程中，提供控制信號來關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)11和導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)13，且將預(yù)定電壓Com提供給檢測電路12。
相位檢測電路12與導(dǎo)頻信號的相位同步地檢測基帶信號，并將檢測輸出信號輸出給平滑電路14。
平滑電路14對相位檢測電路12的輸出信號進(jìn)行平滑處理，以輸出到差動放大電路16。平滑電路14的一個輸出端子與半導(dǎo)體開關(guān)15和電容器C1串聯(lián)。
向半導(dǎo)體開關(guān)15提供與半導(dǎo)體開關(guān)11相同的控制信號，以便當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)11導(dǎo)通時也導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)15，從而經(jīng)過平滑電路14平滑處理的導(dǎo)頻信號電壓對電容器C1充電。然后，當(dāng)檢測到偏移電壓時，關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)11，使得由電容器C1保留的上述導(dǎo)頻信號電壓不影響上述偏移電壓。
差動放大電路16對經(jīng)平滑電路14平滑處理的導(dǎo)頻信號電壓進(jìn)行放大，以輸出到電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21。差動放大電路16的非反相輸入側(cè)的偏移電壓VOFF1為輸出側(cè)的偏移電壓，它是由相位檢測電路12、平滑電路14和差動放大電路16的CMOS晶體管特性的失配產(chǎn)生的，并轉(zhuǎn)換成輸入側(cè)的電壓。當(dāng)偏移電壓VOFF1施加到輸入側(cè)，且輸入信號的狀態(tài)為零時，來自該差動放大電路16的電壓輸出變得與在相位檢測電路12、平滑電路14和差動放大電路16的內(nèi)部產(chǎn)生的偏移電壓的總和相同。
參考電壓發(fā)生電路(即帶隙參考電壓發(fā)生電路)17用于利用雙極晶體管的帶隙電壓產(chǎn)生參考電壓，從而輸出作為比較導(dǎo)頻信號電平的基準(zhǔn)的參考電壓。
通過將兩個半導(dǎo)體開關(guān)連接在一起來導(dǎo)通或關(guān)斷開關(guān)，半導(dǎo)體開關(guān)18有選擇地將參考電壓發(fā)生電路17的輸出信號輸出到差動放大電路19?？上虬雽?dǎo)體開關(guān)18提供與半導(dǎo)體開關(guān)11相同的控制信號，從而，當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)11導(dǎo)通時，半導(dǎo)體開關(guān)18導(dǎo)通，且當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)11關(guān)斷時，半導(dǎo)體開關(guān)18也關(guān)斷。
通過將兩個半導(dǎo)體開關(guān)連接在一起來導(dǎo)通或關(guān)斷開關(guān)，半導(dǎo)體開關(guān)20有選擇地將預(yù)定電壓Com輸出到差動放大電路19。向半導(dǎo)體開關(guān)20提供與半導(dǎo)體開關(guān)13相同的控制信號，從而當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)13導(dǎo)通時，半導(dǎo)體開關(guān)20也導(dǎo)通，反之亦然。
差動放大電路19放大參考電壓或預(yù)定電壓，以根據(jù)半導(dǎo)體開關(guān)18和20的選擇輸出到電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21。差動放大電路19的非反相輸入側(cè)的偏移電壓VOFF2為其輸出側(cè)的偏移電壓，其轉(zhuǎn)換到輸入側(cè)的電壓，而上述輸出側(cè)的偏移電壓是由差動放大電路19的MOS晶體管特性的失配產(chǎn)生的。
電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21用于將差動放大電路16與差動放大電路19的差動輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓。且電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸出信號輸出到包括換流器(未在本文中示出)等的輸出電路。
通過將兩個半導(dǎo)體開關(guān)連接在一起來導(dǎo)通或關(guān)斷開關(guān)，半導(dǎo)體開關(guān)22將電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸出有選擇地輸出到電容器C2和C3以及差動放大電路23。附帶地，向半導(dǎo)體開關(guān)22提供與半導(dǎo)體開關(guān)13相同的控制信號。電容器C2和C3的其他端子連接到預(yù)定電壓Com。
通過將由電容器C2和C3保留的偏移消除電壓回饋到電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21，差動放大電路23消除了整個導(dǎo)頻信號檢測電路10的偏移電壓。差動放大電路23的非反相輸入側(cè)的偏移電壓VOFF3為其輸出側(cè)的偏移電壓，其轉(zhuǎn)換到輸入側(cè)的電壓，而上述輸出側(cè)的偏移電壓是由差動放大電路23的MOS晶體管特性的失配產(chǎn)生的。
上述半導(dǎo)體開關(guān)22、電容器C2和C3以及差動放大電路23構(gòu)成了偏移消除電路。
當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)13導(dǎo)通，以便為相位檢測電路12提供預(yù)定電壓Com時，從電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21輸出的電壓(即整個導(dǎo)頻信號檢測電路的偏移電壓)對電容器C2和C3進(jìn)行充電。
在每個預(yù)定采樣周期半導(dǎo)體開關(guān)11導(dǎo)通為相位檢測電路12提供導(dǎo)頻信號時，由電容器C2和C3保留的偏移消除電壓被回饋到電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸入側(cè)，從而消除了整個電路的偏移電壓。
下面說明上述配置的導(dǎo)頻信號檢測電路10的操作。首先，說明采集導(dǎo)頻信號時的情形，即半導(dǎo)體開關(guān)11、15和18導(dǎo)通，而半導(dǎo)體開關(guān)13、20和22關(guān)斷。
在這種情況下，在相位檢測電路12同步地檢測基帶信號，以提取導(dǎo)頻信號。然后，由平滑電路14對該導(dǎo)頻信號進(jìn)行平滑處理，形成DC電壓，之后，由差動放大電路16對該DC電壓進(jìn)行放大。在這種情況下，導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)15，且用采集的導(dǎo)頻信號電壓對電容器C1進(jìn)行充電。
由于半導(dǎo)體開關(guān)18導(dǎo)通，且半導(dǎo)體開關(guān)20關(guān)斷，因而由差動放大電路19對從參考電壓發(fā)生電路17輸出的參考電壓進(jìn)行放大。
由電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21將差動放大電路16和19的輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓，并將其作為指示導(dǎo)頻信號的判斷結(jié)果的信號輸出。
下面描述檢測偏移電壓時的情形，即，半導(dǎo)體開關(guān)13、20和22導(dǎo)通而半導(dǎo)體開關(guān)11、15和18關(guān)斷。
在這種情況下，將預(yù)定電壓Com提供給相位檢測電路12的兩個輸入，從差動放大電路16輸出在相位檢測電路12、平滑電路14和差動放大電路16中產(chǎn)生的偏移電壓。
在這種情況下，關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)15，從而在電容器C1中保留了導(dǎo)頻信號電壓。
并且，由于半導(dǎo)體開關(guān)20導(dǎo)通，且半導(dǎo)體開關(guān)18關(guān)斷，因而預(yù)定電壓Com被輸入到差動放大電路19的兩個輸入端子，并因此輸出在差動放大電路19中產(chǎn)生的偏移電壓。
在這種情況下，施加到差動放大電路16和19的差動輸入電壓為相同的預(yù)定電壓Com，因而在上述基帶信號為零的情況下電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸出電壓變?yōu)檎麄€電路的偏移電壓。在這種情況下，由于半導(dǎo)體開關(guān)22導(dǎo)通，因而電容器C2和C3中的充電電壓變?yōu)樵谙辔粰z測電路12、平滑電路14、差動放大電路16、差動放大電路19、差動放大電路23和電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21中產(chǎn)生的總偏移電壓。
當(dāng)下一個采集導(dǎo)頻信號的時刻到來時，半導(dǎo)體開關(guān)11、15和18導(dǎo)通，且半導(dǎo)體開關(guān)13、20和22關(guān)斷，使得在用于檢測導(dǎo)頻信號的相位檢測電路中同步地檢測基帶信號，然后，對該導(dǎo)頻信號進(jìn)行平滑處理，并由差動放大電路16對其進(jìn)行放大。
然后，由差動放大電路23將電容器C2和C3中充得的偏移消除電壓(即整個電路的偏移電壓)負(fù)回饋到電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸入側(cè)，從而消除了在導(dǎo)頻信號檢測電路10內(nèi)產(chǎn)生的偏移電壓。
根據(jù)本實(shí)施例的導(dǎo)頻信號檢測電路10使用兩個差動放大電路16和19，以便將導(dǎo)頻信號電壓和參考電壓輸入到差動放大電路16和19的各不相同的輸入端子，從而使得可以獨(dú)立地設(shè)置相對于地電壓的導(dǎo)頻信號的電壓電平和相對于地電壓的參考電壓的電壓電平。這允許將形成于MOS集成電路板上的雙極晶體管的帶隙電壓作為參考電壓，從而提高了導(dǎo)頻信號電平的檢測準(zhǔn)確性。
在使用形成于MOS集成電路板的雙極晶體管的帶隙電壓的情況下，該雙極晶體管的集電極成為電路板的電壓最低點(diǎn)，因而參考電壓發(fā)生電路17的參考電壓變成電路板的最低電壓。因此，該參考電壓的電平是有限的。本實(shí)施例使用了兩個差動放大電路16和19，從而可獨(dú)立于上述導(dǎo)頻信號電壓的電平來設(shè)置上述參考電壓的電平。由此，上述MOS集成電路板上的雙極晶體管的帶隙電壓可被用作參考電壓。
并且，通過切換半導(dǎo)體開關(guān)11來為相位檢測電路12提供基帶信號與預(yù)定電壓Com，可以檢測包括相位檢測電路12、平滑電路14和差動放大電路16、19、23等在內(nèi)的整個導(dǎo)頻信號檢測電路的偏移電壓。這使得可以消除包括相位檢測電路12和平滑電路14在內(nèi)的整個導(dǎo)頻信號檢測電路的偏移電壓，因而可以提高導(dǎo)頻信號的檢測準(zhǔn)確度。且不再需要進(jìn)行對導(dǎo)頻信號檢測電路10的偏移消除電路進(jìn)行調(diào)整的工作。而且，也不再需要為相位檢測電路12和平滑電路14配備偏移消除電路，從而，從導(dǎo)頻信號檢測電路10的整體來看，簡化了電路結(jié)構(gòu)。
接下來，圖2給出了導(dǎo)頻信號檢測電路10的具體電路圖。差動放大電路16包括恒定電流源31，該電流源的一端連接到電源VDD和差動連接的p溝道MOS晶體管32與33，它們的源極連接到恒定電流源31的輸出側(cè)。而p溝道MOS晶體管32與33的柵極輸入由平滑電路14進(jìn)行平滑處理的導(dǎo)頻信號或預(yù)定電壓Com。
p溝道MOS晶體管33的漏極連接到電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的連接點(diǎn)A，同時p溝道MOS晶體管32的漏極連接到電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的連接點(diǎn)B。恒定電流源31由電流鏡像電路等構(gòu)成。
差動放大電路19包括恒定電流源34，該電流源的一端連接到電源VDD和差動連接的p溝道MOS晶體管35與36，它們的源極連接到恒定電流源34的輸出例。p溝道MOS晶體管35與36的柵極連接從參考電壓發(fā)生電路17輸出的參考電壓或預(yù)定電壓Com。
p溝道MOS晶體管35的漏極連接到電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的連接點(diǎn)A，同時p溝道MOS晶體管36的漏極連接到電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的連接點(diǎn)B。
電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21包括p溝道MOS晶體管37和38、n溝道MOS晶體管39和40、n溝道MOS晶體管41和42，其中，p溝道MOS晶體管37和38構(gòu)成電流鏡像電路，n溝道MOS晶體管39和40級聯(lián)到p溝道MOS晶體管37，n溝道MOS晶體管41和42則級聯(lián)到p溝道MOS晶體管38。
n溝道MOS晶體管39和40之間的連接點(diǎn)A以及n溝道MOS晶體管41和42之間的連接點(diǎn)B輸入差動放大電路16和19的輸出電流。
向n溝道MOS晶體管39和41的柵極提供公共的柵極電壓Va，并向n溝道MOS晶體管40和42的柵極提供公共的柵極電壓Vb，且MOS晶體管40與42的源極接地。
差動放大電路23包括恒定電流源43，該電流源的一端連接到電源VDD和差動連接的p溝道MOS晶體管44和45，它們的源極連接到恒定電流源43的輸出側(cè)。
p溝道MOS晶體管44的柵極連接到電容器C2，并通過傳輸門46(即半導(dǎo)體開關(guān)22)連接到p溝道MOS晶體管38的漏極。p溝道MOS晶體管45的柵極連接到電容器C3，并通過傳輸門46連接到p溝道MOS晶體管37的漏極。通過并聯(lián)p溝道MOS晶體管與n溝道MOS晶體管，構(gòu)成了傳輸門46。
接下來，說明如上述配置的電路的操作?？紤]從平滑電路14輸出的導(dǎo)頻信號電壓等于作為基準(zhǔn)的參考電壓的情形，如果上述導(dǎo)頻信號電壓變得小于上述參考電壓，則輸入上述導(dǎo)頻信號與反相信號的差動放大電路16的輸出電流(即MOS晶體管33的輸出電流)增加，因而，(通過觀看圖2的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的前部)流至位于左側(cè)的、MOS晶體管39與40之間的連接點(diǎn)A的電流也增加。
盡管從晶體管33流至連接點(diǎn)A的電流增加，但流入晶體管40的電流仍保持不變，導(dǎo)致流至晶體管39的電流減少，且晶體管37的漏極電流減少。由于晶體管37的漏極電流減少，晶體管38的漏極電流也減少，因而晶體管37和39的漏極部分的電壓Vd(即相對接地的電壓)增加。
另一方面，晶體管32的輸出電流的減少量等于晶體管33的輸出電流的增加量。盡管從晶體管32流入連接點(diǎn)B的電流減少，但流入晶體管42的電流仍保持不變，導(dǎo)致流入晶體管41的電流增加了，并增加了晶體管38的漏極電流。由于晶體管38的漏極電流增加，晶體管38與41的漏極部分的電壓Vc減少。
結(jié)果，電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸出電壓(即MOS晶體管37的漏極部分的電壓Vd)與MOS晶體管38的漏極部分的電壓Vc之間的差動電壓變得較大。
與以上相比較，由于導(dǎo)頻信號電壓變得大于參考電壓，差動放大電路16的MOS晶體管33的輸出電流減少，且流入處于電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的左側(cè)的MOS晶體管39與40之間的連接點(diǎn)A的電流減少。
流至連接點(diǎn)A的電流減少的結(jié)果是，MOS晶體管37的漏電流增加，同時，位于電流鏡像電路右側(cè)的MOS晶體管38的電流增加。
另一方面，晶體管32的輸出電流的增加量等于晶體管33的輸出電流的減少量，這導(dǎo)致流至連接點(diǎn)B的電流增加。流至連接點(diǎn)B的電流增加的結(jié)果是，晶體管41的漏極電流減少。
結(jié)果，電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸出電壓(即MOS晶體管37的漏極部分的電壓Vd)與MOS晶體管38的漏極部分的電壓Vc之間的差動電壓變得較小?？梢杂芍T如換流器的輸出電路將電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸出電壓的變化轉(zhuǎn)換成高電平與低電平信號。
換言之，如果導(dǎo)頻信號電壓小于參考電壓，則電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸出電壓大于其在導(dǎo)頻信號電壓等于上述參考電壓時的輸出電壓，然而，如果導(dǎo)頻信號電壓大于上述參考電壓，則電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸出電壓變得較小。因此，通過電流-電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸出電壓，可以判斷導(dǎo)頻信號是否等于或大于上述參考電壓。
接下來，圖3給出了帶隙參考電壓發(fā)生電路17的實(shí)例。
參考圖3，p溝道MOS晶體管51、n溝道MOS晶體管52和雙極晶體管53串聯(lián)于電源VDD與地之間。雙極晶體管53的基極與集電極接地(處于集成電路板上的最低電位)。
類似地，p溝道MOS晶體管54、n溝道MOS晶體管55、電阻器R1和雙極晶體管56串聯(lián)于電源VDD與地之間。雙極晶體管56的基極與集電極接地。
n溝道MOS晶體管52的柵極連接到其漏極，并連接到n溝道MOS晶體管55的柵極，以構(gòu)成電流鏡像電路。
p溝道MOS晶體管57、電阻器R2和雙極晶體管58連接在電源VDD與地之間。雙極晶體管58的基極與集電極接地。
而且，電阻器R3、R4和R5串聯(lián)，并與電阻器R2和雙極晶體管58并聯(lián)，使得R4上的電壓作為參考電壓輸出。
在圖3所示的電路中，由MOS晶體管51和54、MOS晶體管52和55、雙極晶體管53和56與電阻器R1產(chǎn)生了與絕對溫度成正比的電流。且該電流流至MOS晶體管57，從而電阻器R2上的電壓具有與上述絕對溫度成正比的正的導(dǎo)熱系數(shù)。
同時，雙極晶體管58的基極與發(fā)射極之間的電壓Vbe具有負(fù)的導(dǎo)熱系數(shù)，從而，上述兩個電壓之和變得具有恒定的相對溫度。
因而，通過由電阻器R3、R4和R5分擔(dān)電阻器R2上的電壓，可得到與溫度無關(guān)的參考電壓。
通過將基帶信號與參考電壓輸入各不相同的差動放大電路(即第一和第二差動放大電路)，本發(fā)明使得可以獨(dú)立地設(shè)置導(dǎo)頻信號電平和參考電壓電平。并且，通過切換半導(dǎo)體開關(guān)為檢測電路提供基帶信號與預(yù)定電壓，可檢測包括檢測電路、平滑電路與差動放大電路在內(nèi)的整個導(dǎo)頻信號檢測電路的偏移電壓。這使得可以消除包括檢測電路、平滑電路與差動放大電路在內(nèi)的整個導(dǎo)頻信號檢測電路的偏移電壓，從而提高了導(dǎo)頻信號檢測電路的檢測準(zhǔn)確度。
不受上述實(shí)施例的限制，本發(fā)明可配置如下(1)差動放大電路16、19和23可使用其他已知的差動放大電路，如功率輸出型差動放大電路，而不限于上述實(shí)施例所示的電路。
(2)在使用功率輸出型差動放大電路的情況下，電路配置不采用電流-電壓轉(zhuǎn)換電路。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)頻信號檢測電路，包括第一半導(dǎo)體開關(guān)，通過選擇基帶信號或預(yù)定電壓來輸出；檢測電路，用于檢測從所述第一半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號；平滑電路，用于對所述檢測電路的輸出信號進(jìn)行平滑處理；第一差動放大電路，用于差動放大所述平滑電路的輸出信號；帶隙參考電壓發(fā)生電路，用于產(chǎn)生參考電壓；第二半導(dǎo)體開關(guān)，通過選擇從所述帶隙參考電壓發(fā)生電路輸出的所述參考電壓或所述預(yù)定電壓來輸出；第二差動放大電路，用于差動放大從所述第二半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號；偏移消除電路，當(dāng)所述第一和第二半導(dǎo)體開關(guān)選擇所述預(yù)定電壓時，保留所述第一和第二差動放大電路的輸出作為偏移消除電壓，并根據(jù)所述偏移消除電壓消除包括在從所述第一和第二差動放大電路輸出的信號中的偏移電壓。
2.一種導(dǎo)頻信號檢測電路，包括第一半導(dǎo)體開關(guān)，通過選擇基帶信號或預(yù)定電壓來輸出；檢測電路，用于檢測從所述第一半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號；平滑電路，用于對所述檢測電路的輸出信號進(jìn)行平滑處理；第一差動放大電路，用于差動放大所述平滑電路的輸出信號；帶隙參考電壓發(fā)生電路，用于產(chǎn)生參考電壓；第二半導(dǎo)體開關(guān)，通過選擇從所述帶隙參考電壓發(fā)生電路輸出的所述參考電壓或所述預(yù)定電壓來輸出；第二差動放大電路，用于差動放大從所述第二半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號；電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，用于將所述第一差動放大電路的輸出電流和所述第二差動放大電路的輸出電流轉(zhuǎn)換成各個電壓；和偏移消除電路，當(dāng)所述第一和第二半導(dǎo)體開關(guān)選擇所述預(yù)定電壓時，保留所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓作為偏移消除電壓，并通過將所述保留的偏移消除電壓回饋到所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入來消除偏移電壓。
3.如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)頻信號檢測電路，其特征在于，所述平滑電路包括電容器和第三半導(dǎo)體開關(guān)，其中，當(dāng)所述第一半導(dǎo)體開關(guān)選擇所述基帶信號時，所述第三半導(dǎo)體開關(guān)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，以便用所述平滑電路的輸出電壓對所述電容器充電，而當(dāng)所述第一半導(dǎo)體開關(guān)選擇所述預(yù)定電壓時，所述第三半導(dǎo)體開關(guān)變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)，以便保留所述電容器的電壓。
4.如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)頻信號檢測電路，其特征在于，通過使用形成于MOS集成電路板上的雙極晶體管，所述帶隙參考電壓發(fā)生電路產(chǎn)生所述參考電壓。
5.如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)頻信號檢測電路，其特征在于，所述偏移消除電路包括第四半導(dǎo)體開關(guān)，當(dāng)所述第一半導(dǎo)體開關(guān)選擇所述預(yù)定電壓時，所述第四半導(dǎo)體開關(guān)變?yōu)閷?dǎo)通，否則變?yōu)殛P(guān)斷，電容器，用于保留所述第一和第二差動放大電路的輸出電壓或所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓作為偏移消除電壓，和第三差動放大電路，用于通過將所述電容器保留的所述偏移消除電壓回饋到所述第一和第二差動放大電路的輸出或所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入來消除偏移電壓。
6.如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)頻信號檢測電路，其特征在于，所述檢測電路是用于對立體聲復(fù)合信號的導(dǎo)頻信號進(jìn)行相位檢測的相位檢測電路。
7.通過MOS工藝在半導(dǎo)體集成電路板上形成導(dǎo)頻信號檢測電路的半導(dǎo)體集成電路，包括檢測電路，用于檢測基帶信號；平滑電路，用于對所述檢測電路的輸出信號進(jìn)行平滑處理；第一差動放大電路，用于差動放大所述平滑電路的輸出信號；帶隙參考電壓發(fā)生電路，用于產(chǎn)生參考電壓；第二差動放大電路，用于差動放大所述參考電壓；和輸出電路，用于輸出所述第一和第二差動放大電路的輸出之和的信號，且該信號用于指示導(dǎo)頻信號的電平等于或大于所述參考電壓。
8.通過MOS工藝在半導(dǎo)體集成電路板上形成導(dǎo)頻信號檢測電路的半導(dǎo)體集成電路，包括檢測電路，用于檢測從第一半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號；平滑電路，用于對相位電路的輸出信號進(jìn)行平滑處理；第一差動放大電路，用于差動放大所述平滑電路的輸出信號；參考電壓發(fā)生電路，用于產(chǎn)生參考電壓；第二半導(dǎo)體開關(guān)，通過選擇從所述參考電壓發(fā)生電路輸出的所述參考電壓或預(yù)定電壓來輸出；第二差動放大電路，用于差動放大從所述第二半導(dǎo)體開關(guān)輸出的信號；和偏移消除電路，當(dāng)所述第一和第二半導(dǎo)體開關(guān)選擇所述預(yù)定電壓時，保留所述第一和第二差動放大電路的輸出作為偏移消除電壓，并根據(jù)所述偏移消除電壓消除包括在從所述第一和第二差動放大電路輸出的信號中的偏移電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體集成電路，其特征在于所述平滑電路包括電容器，和第三半導(dǎo)體開關(guān)，當(dāng)所述第一半導(dǎo)體開關(guān)選擇所述基帶信號時，所述第三半導(dǎo)體開關(guān)變?yōu)閷?dǎo)通，以便用所述平滑電路的輸出電壓對所述電容器充電，而當(dāng)所述第一半導(dǎo)體開關(guān)選擇所述預(yù)定電壓時，所述第三半導(dǎo)體開關(guān)變?yōu)殛P(guān)斷，以保留所述電容器的電壓。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提高導(dǎo)頻信號檢測電路的檢測準(zhǔn)確度。將導(dǎo)頻檢測信號電壓輸入差動放大電路16，并將由參考信號發(fā)生電路17產(chǎn)生的參考電壓輸入差動放大電路19。通過差動放大電路16和19將導(dǎo)頻信號與上述參考電壓進(jìn)行比較。通過電流－電壓轉(zhuǎn)換電路21將差動放大電路16、19的輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓。并且，將與導(dǎo)頻信號檢測電路的偏移電壓成正比的電壓回饋到電流－電壓轉(zhuǎn)換電路21的輸入，從而消除了該電路的偏移電壓。
文檔編號H04B1/16GK1930775SQ20058000728
公開日2007年3月14日 申請日期2005年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月9日
發(fā)明者加藤昌明, 宮城弘 申請人:株式會社豐田自動織機(jī), 新瀉精密株式會社