專利名稱：聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路，主要是為聲音合成器內(nèi)部RC振蕩器及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的參考電源輸入端提供一穩(wěn)定電壓值，以確保合成器的輸出聲音速度及音量不致受到電源電壓影響，達到提高聲音合成器實用價值的目的。
目前聲音合成器的構(gòu)造如

圖1、2所示，同是以一RC振蕩器11、一時序產(chǎn)生器12、一合成器13及一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器14、15(D/A)相互串接組合而成，而在數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器14、15輸出端經(jīng)一晶體管16、161驅(qū)動喇叭SP產(chǎn)生聲音，而上述圖1、2的不同處僅在于各自的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器14、15輸出訊號為驅(qū)動式(DRIVING)或吸收式(SINKING)，故形成不同驅(qū)動喇叭SP的型態(tài)，然而其大部份構(gòu)造均相同，此種構(gòu)造組合而成的聲音合成集成電路，在該RC振蕩器11及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器14、15部位容易受到供應電源(一般為由電池供應)的電壓飄移或因電力不足導致的電壓降低等的影響，致使出現(xiàn)輸出的播放速度及音量不穩(wěn)定的缺點，也就是該RC振蕩器11是由跨接在電源端的RC(電阻、電容)決定其振蕩頻率，由于電源端的電壓飄移，便影響了RC充放電至特定電壓值的時間長短，因此，便導致其振蕩頻率的偏移并呈現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，使得輸出的聲音速度產(chǎn)生不穩(wěn)定的缺點，而數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器14、15在供電電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象下，則產(chǎn)生音量高低的偏移問題，其理由可配合參看圖3、4并配合前述圖1、2使用的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器14、15的內(nèi)部構(gòu)造圖所示，其左側(cè)便是以MOS及電阻Rb構(gòu)成一電流源，以產(chǎn)生一參考電流Ibias，而在圖面右側(cè)的輸出電流Io則以該參考電流Ibias為參考值下通過各組開關(guān)的動作與否產(chǎn)生倍數(shù)于該參考電流Ibias的輸出電流Io值，亦即輸出電流Io為參考電流Ibias的函數(shù)，而該參考電流Ibias更與電源電壓VCC呈正比關(guān)系，其受到電源電壓的變動而產(chǎn)生輸出電流Io的飄移，故而產(chǎn)生輸出音量的偏移問題，因此，現(xiàn)有聲音合成集成電路易受供電電壓變動而產(chǎn)生聲音播放速度及音量的不穩(wěn)定，顯然有再予以改善的必要。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路，其主要是在聲音合成集成電路增設一參考電壓電源產(chǎn)生器，此產(chǎn)生器是以晶體管元件的基、射極接觸面間的電壓值為參考電壓，經(jīng)運算放大器構(gòu)成的電壓源電路，再經(jīng)一以MOS元件構(gòu)成的電子開關(guān)及等效電容器構(gòu)成的充電倍壓電路，可在經(jīng)送入時序信號時，將該穩(wěn)定參考電壓源進行倍壓轉(zhuǎn)變?yōu)橐粎⒖茧娫矗怨罵C振蕩器及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的參考電源輸入端點位置，來給RC時間常量電路及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的參考電源提供一不受電源電壓變動的穩(wěn)定電壓，從而可維持聲音合成集成電路穩(wěn)定的播放速度及穩(wěn)定音量輸出。
本發(fā)明的技術(shù)方案在于提供一種聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路，是在聲音合成集成電路內(nèi)增設一參考電壓電源產(chǎn)生器，此參考電壓電源產(chǎn)生器包括一基準電源電路，主要依靠提取晶體管基、射極間的電壓值來確定一基準電壓值，一充電倍壓電路，是由半導體元件構(gòu)成的多個電子開關(guān)及等效電容的構(gòu)造，可在送入一時序信號時，使基準電源電路產(chǎn)生的基準電壓值升壓至特定數(shù)值，以做為分別與聲音合成器內(nèi)部的振蕩器及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的參考電壓來源，借此參考電壓電源產(chǎn)生器送出一可使振蕩器穩(wěn)定振蕩及提供數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定的電流參考源，以穩(wěn)定再生速度及再生音量。
前述的聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路中，該基準電源電路可由兩組晶體管構(gòu)成電流映射構(gòu)造并可配合一運算放大器。
前述的聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路中，該兩組晶體管的基、射極電壓比值變化時，可改變輸出的基準電壓的實際數(shù)值。
前述的聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路中，該電流映射電路的負載電阻的比率變化時，也可改變輸出的基準電壓值。
前述的聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路中，該充電倍壓電路更含有一可將輸入時序信號轉(zhuǎn)換為兩組錯開的時序信號，以供各組電子開關(guān)進行交替式動作。
本發(fā)明的合成器也可以不同方式構(gòu)成，包括語音或音樂或音效合成器，其改進了聲音合成集成電路易受外部供電電壓飄移而影響其再生速度及再生音量穩(wěn)定性的缺陷，以一種含有穩(wěn)定參考電壓源及倍壓電路的參考電源電壓產(chǎn)生器做為供RC振蕩器及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的參考電源，確實可達到改善前述缺點并使聲音合成集成電路更符實用性的需求。
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的具體結(jié)構(gòu)特征及目的。
圖1是常規(guī)聲音合成集成電路的內(nèi)部框圖。
圖2是另一種常規(guī)聲音合成集成電路的內(nèi)部框圖。
圖3是圖1的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的電路圖。
圖4是圖2的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的電路圖。
圖5是本發(fā)明的聲音合成集成電路的框圖。
圖6是本發(fā)明的參考電壓電源產(chǎn)生器的內(nèi)部框圖。
圖7是本發(fā)明的電壓源電路的實施例電路圖。
圖8是本發(fā)明的充電倍壓電路的實施例電路圖。
圖9是本發(fā)明應用于圖3數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的實施例圖。
圖10是本發(fā)明應用于圖4數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的實施例圖。
如圖5所示，本發(fā)明不同于常規(guī)聲音合成集成電路之處在于內(nèi)部增設有一參考電壓電源產(chǎn)生器20，而此產(chǎn)生器20的內(nèi)部構(gòu)造為如圖6所示，以一組電壓源電路30及一充電倍壓電路40串接構(gòu)成，此電壓源電路30并非通過對電源電壓VCC予以穩(wěn)壓產(chǎn)生，而是通過以晶體管基、射極間的電壓值為基準予以轉(zhuǎn)換產(chǎn)生，故可免除受到電源電壓的影響，予以送出一穩(wěn)定的基準電壓Vb，再經(jīng)圖5的時序產(chǎn)生器12的時序訊號CK輸入做為充電倍壓電路40的切換信號，達到對基準電壓Vb行倍壓產(chǎn)生一參考電壓源2Vb，以此穩(wěn)定的參考電壓源2Vb供給RC振蕩器11，該參考電壓源2Vb實際連接至RC振蕩器11及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器14的位置，僅在RC振蕩器該RC時間常量網(wǎng)絡的電源端點，即如圖9、10所示該最左側(cè)位置的定電流源的電阻Rb的電源端點，而其他位置仍使用原電源電壓予以供應，如此便可使決定振蕩頻率變動及音量變動的電壓飄移因素予以排除，且可使該參考電源產(chǎn)生器20的輸出負載量較小，以發(fā)揮良好的穩(wěn)壓作用。
而對于前述圖6的電壓源電路30及充電倍壓電路40的電路方面，分別如圖7及圖8的其一實施例電路圖所示，在圖7中，是以一運算放大器31及兩組電流映射晶體管Q1、Q2及數(shù)個電阻R1～R3所組成，而運算放大器31的輸出端設為基準電壓Vb輸出端，以上述構(gòu)造可知Vb＝|VBE1|＋VR2＋i2R1而VR2＝|VBE2|－|VBE1|(運算放大器正、反相輸入端為等電位)且該兩晶體管Q2、Q2各自的基、射極電壓值VBE2及VBE1的電壓則與其基、射極接面的截面積(AE2)(AE1)大小呈反比關(guān)系并與接面漏電流密度(Js)呈反比關(guān)系，故上述VR2的公式則可轉(zhuǎn)變?yōu)槿缦耉R2＝KT/q[ln(ic2/JsAE2)]-KT/q[ln(ic1/JsAE1)]＝KT/q[ln(i3AE1/i2AE2)]KT/q[ln(AE1/AE2)](若R1＝R3時)故由上述該基準電壓Vb的公式中，便可轉(zhuǎn)變?yōu)槿缦滦褪?，即Vb＝|VBE1|＋VR2(1＋R1/R2)＝|VBE1|＋KT/q[ln(AE1/AE2)(1＋R1/R2)]若在典型晶體管的VBE約在0.6伏特，假設AE1為AE2的10倍，而R1為R2的20倍時，則該基準電壓值Vb即為1.8伏特，因此，在適當設定該AE1及AE2與該R1及R2的比例時，該基準電壓值可設定為所需電壓值(如1.5伏特)。因此，此圖7的構(gòu)造便是通過晶體管Q1Q2的基射極電壓差配合運算放大器31及相關(guān)周邊電阻的作用，達到輸出一不受外部電源飄移影響的基準電壓Vb。
而對該基準電壓Vb進行倍壓的充電倍壓電路40的電路為如圖8所示，在圖8下方為多數(shù)邏輯門電路用以將送入的時序信號CK轉(zhuǎn)變?yōu)槿鐖D8右側(cè)的時序相互錯開的兩組時序信號CK1、CK2，以送入至圖8上方的由多數(shù)MOS元件分別構(gòu)成的兩組電子開關(guān)41、42、一組半橋式電子開關(guān)43及兩組等效電容器C1、C2，當?shù)谝?、第二時序信號CK1、CK2分別在低、高電位時，電子開關(guān)41導通、半橋式電子開關(guān)43中間輸出點為接地狀態(tài)，故使輸入的基準電壓Vb對第一電容C1充電至相同電壓值，而當?shù)谝?、第二時序信號CK1、CK2轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娢患暗碗娢粫r，則使半橋式電子開關(guān)43中間點為基準電壓Vb，電子開關(guān)41轉(zhuǎn)變?yōu)閿嗦?，另一電子開關(guān)42轉(zhuǎn)變?yōu)槎搪?，故以基準電壓Vb與該第一電容C1的原充電的電壓值的總和對第二電容C2充電，從而使跨接在第二電容C2的倍壓輸出端O/P呈現(xiàn)出2倍于基準電壓Vb的作用，獲得倍壓效果。
權(quán)利要求
1.一種聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路，其特征在于是在聲音合成集成電路內(nèi)增設一參考電壓電源產(chǎn)生器，此參考電壓電源產(chǎn)生器包括一基準電源電路，主要依靠提取晶體管基、射極間的電壓值來確定一基準電壓值；一充電倍壓電路，是由半導體元件構(gòu)成的多個電子開關(guān)及等效電容的構(gòu)造，可在送入一時序信號時，使基準電源電路產(chǎn)生的基準電壓值升壓至特定電位，以做為分別與聲音合成器內(nèi)部的振蕩器及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的參考電壓來源；借此參考電壓電源產(chǎn)生器送出一可使振蕩器穩(wěn)定振蕩及提供數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定的電流參考源，以穩(wěn)定再生速度及再生音量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路，其特征在于該基準電源電路可由兩組晶體管構(gòu)成電流映射構(gòu)造并配合一運算放大器構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路，其特征在于該兩組晶體管的基、射極電壓比值變化時，可改變輸出的基準電壓的實際數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路，其特征在于該電流映射電路的負載電阻的比率變化時，也可改變輸出的基準電壓值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路，其特征在于該充電倍壓電路更含有一可轉(zhuǎn)換輸入時序信號為兩組錯開的時序信號，以供各組電子開關(guān)進行交替式動作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聲音合成器的再生速度/音量穩(wěn)定電路，是在集成電路型態(tài)的聲音合成器內(nèi)增設一可送出不受電源飄移影響的參考電壓電源產(chǎn)生器，該參考電壓電源發(fā)生器包括一基準電源電路和一充電信壓電路；利用參考電壓電源產(chǎn)生器做為供應至聲音合成器內(nèi)部的RC振蕩器及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器所需的參考電源，達到避免因外界供電電壓變動時造成再生速度及播放音量不穩(wěn)定的效果。
文檔編號G10H3/00GK1121234SQ9411719
公開日1996年4月24日 申請日期1994年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月21日
發(fā)明者曹興誠 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司