JP2008193205A - 電子ボリューム回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ボリュームのステップ数に対する抵抗器及び選択スイッチの必要数を大幅に削減しつつ、ステップ数の増加を可能とする。
【解決手段】
減衰器１０１は、可変抵抗器５１と固定抵抗器５１とが直列接続されてなり、
減衰器可変抵抗側入力端子２は、第１の切換スイッチ８により、信号入力端子１と基準電位点４に択一的に接続可能とされ、また、減衰器固定抵抗側入力端子３は、第２の切換スイッチ９により、基準電位点４と信号入力端子１に択一的に接続可能とされ、第１及び第２の切換スイッチの相反する切り換え動作により、信号入力端子１と基準電位点４との間における減衰器可変抵抗側入力端子２と減衰器固定抵抗側入力端子３の接続位置が２通りに切り換えられ、部品点数を増やすことなくステップ数の増加が可能となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子ボリューム回路に係り、特に、部品点数の削減と共に減衰量の可変範囲の増大等を図ったものに関する。

従来、この種の回路としては、例えば、図４に示されたような構成のものが知られている。
以下、この従来回路について、図４を参照しつつ説明すれば、まず、この電子ボリューム回路は、減衰器１０１Ａと、出力バッファ６Ａとを主たる構成要素として構成されてなるもので、減衰器１０１Ａで減衰を受けた信号が出力バッファ６Ａにより増幅されて出力されるようになっているものである。

減衰器１０１Ａは、入力端子１Ａと基準電位点４Ａとの間に直列接続された抵抗器Ｒ１〜Ｒ１２による抵抗群と、抵抗器Ｒ１〜Ｒ１２の各々の分圧点と出力端子５Ａとの間にそれぞれ設けられた選択スイッチＳ１〜Ｓ１２によるアナログスイッチ群とに大別されて構成されたものとなっている。
かかる構成において、入力信号は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ１２により分圧され、選択スイッチＳ１〜Ｓ１２の切り換えに
応じた分圧信号が出力されるようになっている。

ところが、上述の従来回路においては、減衰器１０１Ａのステップをより細分化しようとすると、抵抗器及び選択スイッチを、その分増やす必要があるため、ステップの増加と共に回路規模が大きくなってしまうという欠点がある。
このような欠点を解決するものとして、例えば、演算増幅器の信号源抵抗器と帰還抵抗器を、スイッチにより切り換え可能として、減衰量の切り換えステップと同じステップの切り換えを増幅量についても行えるようにすることで、ステップ数に対する抵抗器や選択スイッチの数を削減できるよう構成された電子ボリューム回路が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
特開平７−２５４８３０号公報（第４−５頁、図１−図６）

しかしながら、特許文献１等に開示された回路では、増幅と減衰による全体のステップ数は増やすことはできるが、ボリュームとして多用される減衰域について見れば、ステップ数の増加と共に抵抗器とスイッチとが増加する点は、従来と変わらず、この点、根本的な解決策を与えるものではない。また、演算増幅器を必要とする構成であるため、そのオフセット電圧により、減衰時と増幅器を切り換える際に聴感上問題となるパルス性ノイズが発生する虞がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、ボリュームとして多用される減衰域において、ボリュームのステップ数に対する抵抗器及び選択スイッチの必要数の大幅削減を可能とした電子ボリューム回路を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る電子ボリューム回路は、可変抵抗器と固定抵抗器とが直列接続されてなる減衰器と、第１及び第２の切換スイッチとを具備してなり、前記第１の切換スイッチは、前記減衰器の前記可変抵抗器側の端部と、前記減衰器の前記固定抵抗器側の端部を、交互に信号入力端子と所定の基準電位点へ切換可能に構成される一方、前記第２の切換スイッチは、前記減衰器の前記可変抵抗器側の端部と、前記減衰器の前記固定抵抗側の端部を、交互に所定の基準電位点と信号入力端子へ切換可能に構成され、前記第１の切換スイッチと第２の切換スイッチの相反する切り換え動作により、前記減衰器の前記可変抵抗器側の端部と前記減衰器の前記固定抵抗器側の端部の、前記信号入力端子と基準電位点との間における接続位置が２通りに切り換え可能とされて、前記可変抵抗器の可変抵抗出力端部に減衰出力が得られるよう構成されてなるものである。
かかる構成においては、前記可変抵抗器の最大抵抗値と固定抵抗器の抵抗値とを同一に設定すると好適である。
さらに、上記構成の電子ボリューム回路を複数縦続接続しても好適である。

本発明によれば、可変抵抗器と固定抵抗器の直列接続により構成された減衰器の一方の端部となる可変抵抗器側の端部と、減衰器の他方の端部となる固定抵抗器側の端部の、信号入力端子と基準電圧点に対する接続を、切り換えられるよう構成したので、従来と異なり、固定抵抗器の数や、減衰量の切換のためのスイッチの数を増やすことなく、可変抵抗器自体の可変抵抗範囲よりも広い範囲で抵抗可変が実現できるという効果を奏するものである。
特に、可変抵抗器の最大抵抗値と固定抵抗器の抵抗値を等しくする場合には、可変ステップの範囲を倍とすることができる。
さらに、複数縦続接続する場合には、従来と異なり、構成部品を極端に増やすことなく減衰範囲を簡易により一層拡張することができ、そのため、従来に比して回路部品の配置に必要とされる面積を大幅に削減することができるという効果を奏するものである。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における電子ボリューム回路の基本構成例について、図１を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における電子ボリューム回路は、減衰器１０１と、２つの減衰器入力切換スイッチ（図１においては、それぞれ「ＳＡ」、「ＳＢ」と表記）８，９とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
減衰器１０１は、可変抵抗器（図１においては「ＶＲ」と表記）５１と固定抵抗器（図１においては「Ｒｓ」と表記）５２とが直列接続されて構成されたものとなっている。すなわち、可変抵抗器５１の一端は、減衰器可変抵抗側入力端子２に、固定抵抗器５２の一端は、減衰器可変抵抗側入力端子３に、それぞれ接続される一方、可変抵抗器５１と固定抵抗器５２の他端同士が相互に接続されたものとなっている。
そして、可変抵抗器５１の可変抵抗出力端子５１ａは、減衰器出力端子５に接続されており、減衰器出力端子５から可変減衰出力が得られるようになっている。

一方、第１及び第２の切換スイッチとしての第１及び第２の減衰器入力切換スイッチ８，９は、基本的に同一の構成を有する単極双投スイッチが用いられている。
すなわち、第１の減衰器入力切換スイッチ８は、切換接点８ａと、第１及び第２の回路端子８ｂ，８ｃのいずれか一方との接続が、切換接点８ａにより択一的に切り換え可能に構成されているものである。
また、第２の減衰器入力切換スイッチ９は、切換接点９ａと、第１及び第２の回路端子９ｂ，９ｃのいずれか一方との接続が、切換接点９ａにより択一的に切り換え可能に構成されているものである。

そして、第１の減衰器入力切換スイッチ８の切換接点８ａは、減衰器可変抵抗側入力端子２に接続される一方、第２の減衰器入力切換スイッチ９の切換接点９ａは、減衰器固定抵抗側入力端子３に接続されたものとなっている。
また、第１の減衰器入力切換スイッチ８の第１の回路端子８ｂは、信号入力端子１及び第２の減衰器入力切換スイッチ９の第１の回路端子９ｂに接続される一方、第２の回路端子８ｃは、第２の減衰器入力切換スイッチ９の第２の回路端子９ｃと共に基準電圧点４に接続されたものとなっている。なお、基準電圧点４は、具体的には、例えば、グランドなどである。

かかる構成において、第１の減衰器入力切換スイッチ８と第２の減衰器入力切換スイッチ９は、相反する切り換え操作がなされるものとなっている。
すなわち、第１の減衰器入力切換スイッチ８の切換接点８ａが第１の回路接点８ｂに接続されて、第１の回路接点８ｂを介して信号入力端子１と接続される場合、第２の減衰器入力切換スイッチ９の切換接点９ａは、第２の回路接点９ｃに接続されて、第２の回路接点９ｃを介して基準電圧点４に接続されるものとなっている。一方、第１の減衰器入力切換スイッチ８の切換接点８ａが第２の回路接点８ｃに接続されて、第２の回路接点８ｃを介して基準電圧点４と接続される場合、第２の減衰器入力切換スイッチ９の切換接点９ａは、第１の回路接点９ｂに接続されて、第１の回路接点９ｂを介して信号入力端子１に接続されるものとなっている。

したがって、減衰器１０１を構成する可変抵抗器５１と固定抵抗器５２は、第１及び第２の減衰器入力切換スイッチ８，９によって、信号入力端子１側から基準電圧端子４に対して可変抵抗器５１、固定抵抗器５２が順に位置するような直列接続状態と、信号入力端子１側から基準電圧点４に対して、固定抵抗器５２、可変抵抗器５１が順に位置するような直列接続状態とに切り替えられるものとなっている。
このため、可変抵抗器５１における可変抵抗出力端子５１ａの位置を、ある位置に設定した状態において、上述のような第１及び第２の減衰器入力切換スイッチ８，９を切り換え操作によって、減衰器出力端子５には、２種類の減衰量を得ることができるものとなっている。

次に、より具体的な構成例について、図２を参照しつつ説明する。
なお、図１に示された構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この構成例においては、減衰器５１の減衰器出力端子５と信号出力端子７との間に、緩衝増幅のための出力バッファ６が設けられている。
そして、減衰器５１は、第１乃至第７の抵抗素子（図２においては、それぞれ「Ｒ１」〜「Ｒ７」と表記）３１〜３７と、これら抵抗素子３１〜３７に対応して設けられた第１乃至第７の出力信号選択スイッチ（図２においては、それぞれ「Ｓ１」〜「Ｓ７」と表記）１１〜１７とを有して、出力抵抗値が段階的に可変可能なものとして構成されている。

具体的には、減衰器５１は、第１乃至第７の抵抗素子３１〜３７は、順に直列に接続されると共に、第１乃至第７の出力信号選択スイッチ１１〜１７が次述するように接続されて抵抗ラダー型減衰器が構成されたものとなっている。
そして、第１の抵抗素子３１の一端は、減衰器可変抵抗側入力端子２に接続される一方、第７の抵抗素子３７の一端は、減衰器可変抵抗側入力端子３に接続されたものとなっている。なお、この構成例においては、第７の抵抗素子３７は、図１における固定抵抗器５２に相当するものである。

第１乃至第７の出力信号選択スイッチ１１〜１７は、それぞれ一端が、第１の抵抗素子３１側から順に、それぞれの抵抗素子３１〜３７の減衰器可変抵抗側入力端子２側に位置する端部に接続されたものとなっている。
すなわち、第１の出力信号選択スイッチ１１の一端は、減衰器可変抵抗側入力端子２と第１の抵抗素子３１との接続点に、第２の出力信号選択スイッチ１２の一端は、第１及び第２の抵抗素子３１，３２の相互の接続点に、第３の出力信号選択スイッチ１３の一端は、第２及び第３の抵抗素子３２，３３の相互の接続点に、第４の出力信号選択スイッチ１４の一端は、第３及び第４の抵抗素子３３，３４の相互の接続点に、第５の出力信号選択スイッチ１５の一端は、第４及び第５の抵抗素子３４，３５の相互の接続点に、第６の出力信号選択スイッチ１６の一端は、第５及び第６の抵抗素子３５，３６の相互の接続点に、第７の出力信号選択スイッチ１７の一端は、第６及び第７の抵抗素子３６，３７の相互の接続点に、それぞれ接続されている。

そして、第１乃至第７の出力信号選択スイッチ１１〜１７の他端は、相互に接続されて減衰器出力端子５に接続されている。本発明の実施の形態において、第１乃至第７の出力信号選択スイッチ１１〜１７は、単極単投スイッチが用いられている。なお、これら第１乃至第７の出力信号選択スイッチ１１〜１７並びに第１及び第２の減衰器入力切換スイッチ８，９は、そのオン抵抗が極力小さいものが好適である。このように第１乃至第７の出力信号選択スイッチ１１〜１７並びに第１及び第２の減衰器入力切換スイッチ８，９のオン抵抗を小さくした場合には、かかるオン抵抗と第１乃至第７の抵抗素子３１〜３７とで発生する虞のある減衰量エラー及び入力波形歪みが軽減されることとなる。
出力バッファ６は、演算増幅器を用いて構成されており、その反転入力端子と出力端子が相互に接続されて信号出力端子７に接続される一方、非反転入力端子には減衰器出力端子５が接続されたものとなっている。

かかる構成において、まず、第１の減衰器入力切換スイッチ８を、その切換接点８ａと第１の回路端子８ｂとが接続される状態として、信号入力端子１に減衰器可変抵抗側入力端子２を接続する一方、第２の減衰器入力切換スイッチ９を、その切換接点９ａと第２の回路端子９ｃとが接続される状態として、減衰器固定抵抗側入力端子３を基準電位点４に接続した場合、減衰器１０１による減衰量は、第１乃至第７の出力信号選択スイッチ１１〜１７を順に、一つだけ閉成（オン）状態に切り換えてゆくことによって、（Ｒ２＋Ｒ３＋・・・＋Ｒ７）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋・・・＋Ｒ７）からＲ７／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋・・・＋Ｒ７）まで可変されることとなる。なお、Ｒ１〜Ｒ７は、便宜上、第１乃至第７の抵抗素子３１〜３７の各々の抵抗値とする。

次に、第１の減衰器入力切換スイッチ８を、その切換接点８ａと第２の回路端子８ｃとが接続される状態として、減衰器可変抵抗側入力端子２を基準電点４に接続する一方、第２の減衰器入力切換スイッチ９を、その切換接点９ａと第１の回路端子９ｂとが接続される状態として、減衰器固定抵抗側入力端子３を信号入力端子１に接続した場合の減衰器１０１の減衰量は、次述するようになる。
すなわち、減衰量は、第１乃至第７の出力信号選択スイッチ１１〜１７を順に、一つだけ閉成（オン）状態に切り換えてゆくことによって、（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋・・・＋Ｒ６）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋・・・＋Ｒ７）からＲ１／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋・・・＋Ｒ７）まで可変されることとなる。

特に、第１乃至第６の抵抗素子３１〜３６の抵抗値の和が第７の抵抗素子３７の抵抗値と等しくなるように設定した場合、すなわち、Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋・・・＋Ｒ６＝Ｒ７と設定した場合には、従来回路では７ステップの減衰点しか得ることができなかったのに対して、１３ステップの減衰点を得ることができるものとなる。

次に、第２の構成例について、図３を参照しつつ説明する。なお、図１又は図２に示された構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この第２の構成例は、本発明に係る電子ボリューム回路を２つ縦続接続して構成した例である。
すなわち、図３において、便宜的に、一方の電子ボリューム回路に符号Ａを付し、他方の電子ボリューム回路に符号Ｂを付して、以下、説明すれば、この構成例においては、一方の電子ボリューム回路Ａの減衰器出力端子５が、他方の電子ボリューム回路Ｂの信号入力端子１に接続されており、一方の電子ボリューム回路Ａの出力信号が他方の電子ボリューム回路Ｂによって、さらに減衰を受けて出力されるようになっている。

したがって、例えば、可変抵抗器５１が、図２に示された構成のものである場合には、全体としての減衰量の可変ステップは、１３×１３＝１６９ステップとなる。
なお、この構成例においては、本発明の実施の形態における電子ボリューム回路を２段縦続接続する構成としたが、縦続の数は、勿論これに限定される必要はなく、任意に選定できるものである。

上述した本発明の実施の形態においては、減衰器１０１を、７つの抵抗素子３１〜３７と、７つの出力信号選択スイッチ１１〜１７を用いて構成されるものとしたが、抵抗素子及び出力信号選択スイッチの数は、この構成例に限定される必要はないことは勿論のことであり、任意に設定できるものである。
また、上述の構成例においては、減衰器１０１を、その減衰量を段階的に可変可能に構成されたものとしたが、減衰量が連続的に可変可能に構成されたものを用いるようにしても良い。

本発明の実施の形態における電子ボリューム回路の基本構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における電子ボリューム回路の具体回路構成例を示す回路図である。 本発明の実施の形態における電子ボリューム回路の第２の構成例を示す構成図である。 従来回路を示す回路図である。

符号の説明

１…信号入力端子
２…減衰器可変抵抗側入力端子
３…減衰器固定抵抗側入力端子
４…基準電圧点
５…減衰器出力端子
７…信号出力端子
８…第１の減衰器入力切換スイッチ
９…第２の減衰器入力切換スイッチ
５１…可変抵抗器
５２…固定抵抗器
１０１…減衰器

Claims (3)

1. 可変抵抗器と固定抵抗器とが直列接続されてなる減衰器と、第１及び第２の切換スイッチとを具備してなり、
   前記第１の切換スイッチは、前記減衰器の前記可変抵抗器側の端部と、前記減衰器の前記固定抵抗器側の端部を、交互に信号入力端子と所定の基準電位点へ切換可能に構成される一方、
   前記第２の切換スイッチは、前記減衰器の前記可変抵抗器側の端部と、前記減衰器の前記固定抵抗側の端部を、交互に所定の基準電位点と信号入力端子へ切換可能に構成され、
   前記第１の切換スイッチと第２の切換スイッチの相反する切り換え動作により、前記減衰器の前記可変抵抗器側の端部と前記減衰器の前記固定抵抗器側の端部の、前記信号入力端子と基準電位点との間における接続位置が２通りに切り換え可能とされて、前記可変抵抗器の可変抵抗出力端部に減衰出力が得られるよう構成されてなることを特徴とする電子ボリューム回路。
2. 前記可変抵抗器の最大抵抗値と固定抵抗器の抵抗値とが同一に設定されてなることを特徴とする請求項１記載の電子ボリューム回路。
3. 前記請求項１又は請求項２記載の電子ボリューム回路を複数縦続接続してなることを特徴とする電子ボリューム回路。

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