JP2582257B2 - Electronic volume circuit - Google Patents

Electronic volume circuit

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JP2582257B2
JP2582257B2 JP62107830A JP10783087A JP2582257B2 JP 2582257 B2 JP2582257 B2 JP 2582257B2 JP 62107830 A JP62107830 A JP 62107830A JP 10783087 A JP10783087 A JP 10783087A JP 2582257 B2 JP2582257 B2 JP 2582257B2
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/02Manually-operated control
    • H03G3/04Manually-operated control in untuned amplifiers
    • H03G3/10Manually-operated control in untuned amplifiers having semiconductor devices

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子ボリウム回路に係り、ボリウムの操作位
置に応じて信号を減衰率を可変する電子ボリウム回路に
関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic volume circuit, and more particularly, to an electronic volume circuit that varies an attenuation rate of a signal according to an operation position of the volume.

従来の技術 第7図は従来の電子ボリウム回路の一例の回路図を示
す。同図中、トランジスタQ1,Q2及びQ3,Q4夫々の差動回
路で倍率器が構成され、電圧源10の出力電圧Vcによりト
ランジスタQ1,Q2の第1の差動回路及びトランジスタQ3,
Q4の第2の差動回路の分配率、即ち抵抗RL1,RL2夫々を
流れる電流の直流成分の比が決定される。例えば電圧Vc
が0Vで分配率は0.5となる。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a circuit diagram of an example of a conventional electronic volume circuit. In the figure, the transistors Q 1, Q 2 and Q 3, Q 4 multiplier with differential circuits each are configured, the first differential circuit of transistors Q 1, Q 2 by the output voltage Vc of the voltage source 10 and Transistor Q 3 ,
The distribution ratio of the second differential circuit of Q4, that is, the ratio of the DC component of the current flowing through each of the resistors RL 1 and RL 2 is determined. For example, voltage Vc
Is 0V and the distribution rate is 0.5.

信号源11よりの信号は第1の差動回路の動作電流が流
れるトランジスタQ5のベースに供給され、上記分配率に
従って減衰され端子12より出力される。
Signal from the signal source 11 is supplied to the base of the transistor Q 5 of the operating current of the first differential circuit flows, is output from the terminal 12 is attenuated in accordance with the distribution ratio.

発明が解決しようとする問題点 通常の音響機器ではボリウム回転角を中点位置にした
とき普段使用する音量を出力するよう設定しており、ボ
リウム回路角を最大位置にしたとき第8図(A)に示す
如く音量が15〜20dB増大する。つまりボリウムはパワー
アンプのダイナミックレンジより20dB以上のダイナミッ
クレンジが必要である。
Problems to be Solved by the Invention Normal audio equipment is set to output a volume normally used when the volume rotation angle is set to the middle position, and when the volume circuit angle is set to the maximum position, FIG. ), The volume increases by 15 to 20 dB. In other words, the volume needs a dynamic range of 20 dB or more than the dynamic range of the power amplifier.

従来回路において、直流バイアス,信号源11よりの信
号夫々によるトランジスタQ5のエミッタ電流をIE1+ie
とし、直流バイアスによるトランジスタQ6のエミッタ電
流をIE2とし、分配率をdとする。このとき端子12の出
力電圧Voutは次式で表わされる。
In the conventional circuit, a DC bias, the emitter current of the transistor Q 5 by s signals husband from the signal source 11 I E1 + ie
And then, the emitter current of the transistor Q 6 due to DC bias and I E2, the distribution ratio as d. At this time, the output voltage Vout of the terminal 12 is represented by the following equation.

Vout=RL1{d(IE1+ie)+(1−d)IE2} 出力電圧Vout中の信号成分eout,直流成分V02夫々は eout=RL1・d・ie V02=RL1{d・IE1+(1−d)IE2} となる。また、トランジスタQ1のコレクタ電圧中の直流
成分V01は V01=RL2{d・IE2+(1−d)IE1} となる。ここでボリウム回転角を最大位置としてd=0.
5とした場合は次式の如くなる。
Vout = RL 1 {d (I E1 + ie) + (1−d) I E2信号 The signal component eout and the DC component V 02 in the output voltage Vout are respectively eout = R L1 · d · ie V 02 = R L1 {d・ I E1 + (1−d) I E2 } Further, the DC component V 01 in the collector voltage of the transistor Q 1 is the V 01 = R L2 {d · I E2 + (1-d) I E1}. Here, the volume rotation angle is set to the maximum position and d = 0.
When it is set to 5, the following equation is obtained.

eout=0.5RL1・ie V01=RL2(0.5IE1+0.5IE2) V02=RL1(0.5IE1+0.5IE2) ここで、オフセット電圧V0S、オフセット信号比V0S/eou
tは次式となる。
eout = 0.5R L1 · ie V 01 = R L2 (0.5I E1 + 0.5I E2 ) V 02 = R L1 (0.5I E1 + 0.5I E2 ) where offset voltage V 0S and offset signal ratio V 0S / eou
t is given by

V0S=(RL1−RL2)・(IE1+IE2)・0.5 ところで、電子ボリウムを次段のパワーアンプとDCカ
ップリングで接続して使用する場合には、次段のパワー
アンプでオフセット電圧V0Sが増幅されパワーアンプの
出力オフセットが増大してしまう。このため、電子ボリ
ウムのオフセット信号比V0S/eoutを小さくする必要があ
り、このためにIE1+IE2をできるだけ小さくする必要が
ある。
V 0S = (R L1 −R L2 ) · (I E1 + I E2 ) · 0.5 By the way, when the electronic regulator is connected to the next-stage power amplifier by DC coupling and used, the offset voltage VOS is amplified by the next-stage power amplifier, and the output offset of the power amplifier increases. For this reason, it is necessary to reduce the offset signal ratio V 0S / eout of the electronic volume, and it is necessary to reduce I E1 + I E2 as much as possible.

ところで、第8図(A)に示す如く電子ボリウムはボ
リウム回転角が最大のときに対してボリウム回転角を中
点位置まで低下させると20dB減衰する。ボリウム回転角
が最大のとき(電子ボリウムが減衰でないとき)、電子
ボリウムの入力ダイナミックレベルは次段のパワーアン
プの入力ダイナミックレベルと同一であり、ボリウム回
転角を中点位置としたとき(電子ボリウムで20dB減衰す
るとき)、電子ボリウムの入力ダイナミックレベルは次
段のパワーアンプの入力ダイナミックレベルに対して20
dB増大する。第8図(B)の実線I aは次段のパワーア
ンプが飽和するときの入力レベルを示している。つまり
入力レベルが実線I aより上側であるとパワーアンプが
飽和し、入力レベルが実線I aより下側であるとパワー
アンプはリニアリティーの良い増幅を行う。
By the way, as shown in FIG. 8A, the electronic volume is attenuated by 20 dB when the volume rotation angle is reduced to the middle point position with respect to the maximum volume rotation angle. When the volume rotation angle is the maximum (when the electronic volume is not attenuated), the input dynamic level of the electronic volume is the same as the input dynamic level of the next stage power amplifier, and when the volume rotation angle is set to the midpoint position (the electronic volume When the input dynamic level of the electronic volume is 20 dB lower than the input dynamic level of the next stage power amplifier.
Increase by dB. The solid line Ia in FIG. 8 (B) indicates the input level when the next stage power amplifier is saturated. That is, when the input level is above the solid line Ia, the power amplifier is saturated, and when the input level is below the solid line Ia, the power amplifier performs amplification with good linearity.

ここで、ボリウム回転角の最大時に対して入力ダイナ
ミックレベルが20dB増大する(つまりieが10倍)ボリウ
ム回転角中点位置における実線I a上の入力レベルに対
しても、次段のパワーアンプが飽和せずリニアリティー
を維持できるように設定する必要がある。そのためには
IE1,IE2をある程度大きくしなければならない。これに
よってIE1+IE2が大きくなり、オフセット信号比V0S/eo
utが悪化してしまうという問題があった。
In this case, the input power level increases by 20 dB with respect to the maximum volume rotation angle (ie, ie is 10 times). It is necessary to set so that linearity can be maintained without saturation. for that purpose
I E1 and I E2 must be increased to some extent. As a result, I E1 + I E2 increases, and the offset signal ratio V 0S / eo
There was a problem that ut deteriorated.

一例として、IE1/ieを20とし、RL1とRL2の相対誤差が
2%とすると、IE1≒IE2であるので、オフセット信号比
はV0S/eout=40×0.02=0.8と非常に大きな値となる。
As an example, if I E1 / ie is 20 and the relative error between R L1 and R L2 is 2%, then I E1 ≒ I E2 , so that the offset signal ratio is V 0S /eout=40×0.02=0.8. Becomes a large value.

電子ボリウム回路ではダイナミックレンジが有限であ
り、このダイナミックレンジはIE1,IE2(≒IE2)を大き
くすることによって大きくなる。ボリウム回転角を中点
位置とした状態で出力ダイナミックレンジの最大出力を
行なう際に入力信号をリニアリテイを維持しうるように
IE1,IE2を設定した場合には、第8図(B)の実線I bが
リニアリティを維持できる入力レベルつまりダイナミッ
クレンジを表わしており、実線I bより下側の領域でリ
ニアリティを維持でき、実線I bより上側の領域ではリ
ニアリティを維持できない。
The electronic volume circuit has a finite dynamic range, and this dynamic range is increased by increasing I E1 and I E2 (≒ I E2 ). When the maximum output of the output dynamic range is performed with the volume rotation angle at the midpoint position, the linearity of the input signal can be maintained.
When I E1 and I E2 are set, the solid line Ib in FIG. 8 (B) represents the input level that can maintain the linearity, that is, the dynamic range, and the linearity can be maintained in a region below the solid line Ib. In the region above the solid line Ib, linearity cannot be maintained.

しかし、実線I bより下側でダイナミックレンジとい
う点からはリニアリティを維持できる領域であっても、
実線I aより上側の斜線部では次段のパワーアンプが飽
和してしまう。つまり、上記の斜線部で実線I bの入力
レベルまでリニアリティを維持できるようにダイナミッ
クレンジを確保するためにIE1,IE2を大きくすることは
無駄であり、かつ、IE1+IE2が大きいためにオフセット
信号比を悪化させているという問題があった。
However, even in the area where the linearity can be maintained in terms of the dynamic range below the solid line Ib,
In the shaded area above the solid line Ia, the next stage power amplifier is saturated. That is, it is useless to increase I E1 and I E2 in order to secure a dynamic range so that the linearity can be maintained up to the input level of the solid line Ib in the above-mentioned hatched portion, and I E1 + I E2 is large. However, there is a problem that the offset signal ratio is deteriorated.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、オフ
セット電圧を小さく抑え、オフセット信号比を向上させ
た電子ボリウム回路を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an electronic volume circuit in which an offset voltage is reduced and an offset signal ratio is improved.

問題点を解決するための手段 本発明は、操作位置に応じた電圧を発生するボリウム
と、 該ボリウムの出力電圧を供給され、該ボリウムの操作
位置が最小位置から中点位置を通って最大位置に変化す
るに従って第1の電流源に流す電流を減少させると共
に、第2の電流源に流す電流を増大させる差動回路と、
上記ボリウムの操作位置が中点位置近傍から最大位置に
かけて上記第2の電流源に流す電流をクランプするクラ
ンプ回路とを有し、上記ボリウムの操作位置が最小位置
から最大位置に変化するに従って第2の電流源と第1の
電流源との電流比を増大させる電流比発生部と、 該第1の電流源の電流に応じて駆動され入力信号を対
数圧縮しつつ差動増幅する圧縮回路と、 該第2の電流源の電流に応じて駆動され該圧縮回路よ
り供給される信号を指数伸長しつつ差動増幅して出力す
る伸長回路とよりなり、 該ボリウムの該中点位置近傍から該最大位置にかけて
該第2の電流源に流す電流をクランプすることでダイナ
ミックレンズを減少させ、該ボリウムの操作位置に応じ
た上記電流比に基づいて信号の減衰率を可変する。
Means for Solving the Problems The present invention provides a volume that generates a voltage corresponding to an operation position, and an output voltage of the volume, and the operation position of the volume passes from a minimum position to a maximum position through a midpoint position. And a differential circuit that reduces the current flowing through the first current source and increases the current flowing through the second current source as
A clamp circuit that clamps a current flowing through the second current source from an operation position of the volume to a maximum position near the midpoint position, wherein a second circuit is provided as the operation position of the volume changes from the minimum position to the maximum position. A current ratio generator for increasing the current ratio between the current source and the first current source; a compression circuit driven in accordance with the current of the first current source and differentially amplifying while logarithmically compressing the input signal; An expansion circuit driven in accordance with the current of the second current source and differentially amplifying and outputting the signal supplied from the compression circuit while exponentially expanding the signal. The dynamic lens is reduced by clamping the current flowing through the second current source over the position, and the signal attenuation rate is varied based on the current ratio according to the operation position of the volume.

作用 本発明においては、圧縮回路を駆動する第1の電流源
及び伸長回路を駆動する第2の電流源夫々の電流値をボ
リウムの操作位置に応じて可変し、信号の減衰率を可変
している。このとき第2の電流源の電流値をボリウムの
中点位置から最大位置にかけて略一定にクランプし、オ
フセット電圧を小さく抑えている。上記ボリウムの中点
位置から最大位置にかけては第1の電流源の電流値を低
下させるためにダイナミックレンジは低下するが、入力
信号のレベルも減少するのでダイナミックレンジの低下
は何ら問題とならない。
In the present invention, the current value of each of the first current source for driving the compression circuit and the second current source for driving the expansion circuit is varied according to the operation position of the volume, and the attenuation rate of the signal is varied. I have. At this time, the current value of the second current source is clamped to be substantially constant from the midpoint position of the volume to the maximum position, so that the offset voltage is kept small. From the midpoint position of the volume to the maximum position, the dynamic range is reduced to reduce the current value of the first current source, but the level of the input signal is also reduced, so that the reduction of the dynamic range does not pose any problem.

実施例 第1図は本発明回路の一実施例の回路構成図、第2図
は第1図の回路の電流比発生部の一実施例の回路構成図
を示す。
Embodiment FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an embodiment of the circuit of the present invention, and FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an embodiment of a current ratio generator of the circuit of FIG.

第1図において、基準電圧回路20で発生した一定電圧
はボリウムVR1の両端に印加されている。ボリウムVR1
可動接片からはボリウム回転角(操作位置)に応じた電
圧が出力され、この電圧は電流比発生部21に供給され
る。電流比発生部21はボリウムVR1より供給される電圧
に対応して第1の電流源22、第2の電流源29夫々の電流
値を決定する。電流源22〜28は連動しており、電流源22
が流す電流をIAとすると、電流源24,25夫々は電流IA
流し、電流源23,26〜28夫々は例えば電流IA/10を流すよ
うに設定されている。また、電流源29,30は連動し互い
に同一の電流IBを流す。
In Figure 1, a constant voltage generated by the reference voltage circuit 20 is applied to both ends of the volume VR 1. A voltage corresponding to the volume rotation angle (operation position) is output from the movable contact piece of the volume VR 1 , and this voltage is supplied to the current ratio generator 21. Current ratio generator 21 determines the first current source 22, a current value of s second current source 29 respectively corresponding to the voltage supplied from the regulator VR 1. The current sources 22 to 28 are linked, and the current sources 22
When I A current is passed, the current sources 24 and 25 respectively is electric current I A, a current source 23,26~28 each is set to flow a current I A / 10 for example. The current source 29 and 30 interlocked to flow the same current I B to each other.

PNP形トランジスタQ11,Q12夫々はNPN形トランジスタQ
13,Q14夫々とダーリントン接続されており、これらのト
ランジスタQ11〜Q14によって差動回路が構成されてい
る。トランジスタQ11,Q12夫々のエミッタは電流源24,25
に接続され、コレクタは電流源27,28夫々に接続されて
おり、これらのエミッタ間には抵抗REが接続され、トラ
ンジスタQ11のベース信号源31より電圧Vaの信号が供給
されている。このため、トランジスタQ11のコレクタ電
流は となる。ここで第1項は電流源27が流す電流、第2項は
トランジスタQ13のベース電流である。つまり、トラン
ジスタQ13の増幅度hFEが充分大であれば動作点は一定と
みなすことができ、ダイナミックレンジ一杯に直線性の
良い低歪率の特性を得ることができる。
PNP transistors Q 11 and Q 12 are NPN transistors Q
13, Q 14 respectively and are Darlington connected, the differential circuit by the transistors Q 11 to Q 14 is configured. The emitters of the transistors Q 11 and Q 12 are current sources 24 and 25, respectively.
Is connected to the collector is connected to the s current source 27, 28 respectively, between these emitter resistor RE is connected, the signal voltage Va is supplied from the base signal source 31 of the transistor Q 11. For this reason, the collector current of the transistor Q 11 is Becomes Here the first term current current source 27 is passed, the second term is the base current of the transistor Q 13. That is, the operation point if the amplification degree of h FE is sufficiently sized transistor Q 13 can be regarded as constant, it is possible to obtain characteristics of a good linearity low distortion in full dynamic range.

トランジスタQ13,Q14夫々は電流/電圧変換を行なっ
て信号の対数圧縮を行なうものであり、そのエミッタに
共通に接続されたダイオードD1は次段の差動回路と動作
点を合わすためのシフト用のものである。
Each of the transistors Q 13 and Q 14 performs a current / voltage conversion to compress the logarithm of the signal, and a diode D 1 commonly connected to the emitter thereof is used to match the operating point with the differential circuit of the next stage. It is for shifting.

トランジスタQ15,Q16はトランジスタQ17,Q18のカレン
トミラー回路及び電流源30に接続されて差動回路を構成
しており、これらのベース間に印加される電圧信号を電
圧/電流変換を行なって信号の指数伸長を行なう。トラ
ンジスタQ16のコレクタより出力される電流信号は抵抗R
Lで電圧信号に変換されて端子32より出力される。
The transistors Q 15 and Q 16 are connected to the current mirror circuit of the transistors Q 17 and Q 18 and the current source 30 to form a differential circuit, and convert a voltage signal applied between these bases to voltage / current conversion. To perform exponential expansion of the signal. Current signal output from the collector of the transistor Q 16 is the resistance R
It is converted to a voltage signal by L and output from the terminal 32.

上記回路の原理回路を第3図に示す。第3図中、差動
回路を構成するトランジスタQ21,Q22及び対数圧縮を行
なうダイオードDa,Dbは第1図のトランジスタQ11〜Q14
に対応している。第3図において、出力電圧Vbは Vb=(I3−I4)RL と表わされる。一方、トランジスタQ21,Q22夫々の直列
抵抗rEが抵抗REより充分小さいとすると電流I1,I2は次
式で表わされる。
FIG. 3 shows the principle circuit of the above circuit. In FIG. 3, transistors Q 21 and Q 22 constituting a differential circuit and diodes Da and Db for performing logarithmic compression are transistors Q 11 to Q 14 in FIG.
It corresponds to. In FIG. 3, the output voltage Vb is expressed as Vb = (I 3 -I 4) R L. On the other hand, assuming that the series resistance r E of each of the transistors Q 21 and Q 22 is sufficiently smaller than the resistance RE, the currents I 1 and I 2 are represented by the following equations.

I1=IA/2+Va/(2・RE) =IA/2+ie ……(1) I2=IA/2−ie ……(2) 但し、ia=Va/(2・RE) また、トランジスタQ21,Q22夫々のコレクタ間電圧VB
ダイオードDa,Dbの順方向電圧降下VBE1,VBE2より次式で
表わされる。
I 1 = I A / 2 + Va / (2 · RE) = I A / 2 + ie (1) I 2 = I A / 2−ie (2) where ia = Va / (2 · RE) transistors Q 21, Q 22 respectively of collector voltage V B is a diode Da, is expressed by the following equation from the forward voltage drop V BE1, V BE2 of Db.

VB=VBE1−VBE2 ……(3) ここで、ダイオードDa,Dbを構成するトランジスタQ13,Q
14夫々のコレクタ・ベース間接合逆方向飽和電流をI0
し、ボルツマン定数k、電子の電荷量q、絶対温度Tと
すると次式が得られる。
V B = V BE1 −V BE2 (3) Here, transistors Q 13 and Q constituting diodes Da and Db
When the reverse saturation current of the 14 junctions between the collector and the base is defined as I 0 , and the Boltzmann constant k, the charge amount of electrons q, and the absolute temperature T are obtained, the following equation is obtained.

(3)式より 一方、トランジスタQ15,Q16夫々のコレクタ電流I3,I4
はVB=0のときI3=I4である。また、トランジスタQ17,
Q18はカレントミラー回路であるためトランジスQ17,Q18
夫々のコレクタ電流I3,I5は同一である。
From equation (3) On the other hand, the collector currents I 3 and I 4 of the transistors Q 15 and Q 16 respectively
Is I 3 = I 4 when V B = 0. Also, transistors Q 17 ,
Since Q 18 is a current mirror circuit, the transistors Q 17 and Q 18
The respective collector currents I 3 and I 5 are the same.

ここで、信号が入来してVB≠0となるとI3≠I4とな
る。このときトランジスタQ15,Q16夫々ベース・エミッ
タ間電圧をVBE3,VBE4とし、(1),(2)式と同様に
して I3=IB/2+ib ……(7) I4=IB/2−ib ……(8) Vb=(I3−I4)・RL =2・I b・RL ……(9) VB=VBE3−VBE4 ……(10) (10)〜(12)式より ここで、(6),(13)式から ここで、RL/RE−mとするならば、 この(17)式により、第1図の回路における電流源22,2
9夫々の電流IA,IBの比を可変することにより減衰量を可
変できることが示されている。
Here, when a signal arrives and V B ≠ 0, I 3 ≠ I 4 . At this time, the base-emitter voltages of the transistors Q 15 and Q 16 are V BE3 and V BE4, respectively, and I 3 = I B / 2 + ib (7) I 4 = I in the same manner as in the equations (1) and (2). B / 2−ib (8) Vb = (I 3 −I 4 ) · RL = 2 · I b · RL L (9) V B = V BE3 −V BE4 (10) From equations (10) and (12) Here, from equations (6) and (13), Here, if R L / R E −m, According to the equation (17), the current sources 22 and 2 in the circuit of FIG.
9 each of the current I A, has been shown to be able to vary the attenuation amount by varying the ratio of I B.

第2図に示す電流比発生部において、トランジスタQ
31,Q33,Q34,Q35はボリウム回転角が最小位置から最大位
置に変化するに従って第1の電流源22に流す電流IAを減
少させると共に第2の電流源29に流す電流IBを増大させ
る差動回路を構成し、トランジスタQ32,Q36〜Q40及び抵
抗R30,R31はボリウム回転角が中点位置近傍から最大位
置にかけて、第2の電流源29に流す電流をクランプする
クランプ回路を構成している。トランジスタQ31は基準
電圧回路20の出力する基準電圧をシフトしてトランジス
タQ33のベースに供給し、トランジスタQ35はボリウムVR
1の可動接片から出力される電圧をシフトしてトランジ
スタQ34のベースに供給する。トランジスタQ33,Q34夫々
のエミッタ面積は例えば1:20とされている。
In the current ratio generating section shown in FIG.
31, Q 33, Q 34, Q 35 current I B flowing through the second current source 29 while decreasing the current I A flowing through the first current source 22 in accordance with volume rotational angle changes in the maximum position from the minimum position The transistors Q 32 , Q 36 to Q 40 and the resistors R 30 , R 31 supply a current flowing through the second current source 29 from the vicinity of the midpoint position to the maximum position of the volume rotation angle. A clamping circuit for clamping is configured. Transistor Q 31 is supplied to the base of the transistor Q 33 to shift the reference voltage output from the reference voltage circuit 20, transistor Q 35 is volume VR
Supplied to the base of the transistor Q 34 shifts the voltage output from the first movable contact piece. The emitter area of the transistor Q 33, Q 34 respectively is 1:20, for example.

トランジスタQ33のコレクタは電流源22に接続されて
おり、トランジスタQ34のコレクタQ38のエミッタ及びト
ランジスタQ39のコレクタに接続されている。トラジス
タQ39と共にカレントミラー回路を構成するトランジス
タQ40のコレクタが電流源29及びトランジスタQ36のコレ
クタに接続されている。トランジスタQ39,Q40夫々のエ
ミッタ面積は2:1とされ、トランジスタQ34,Q36夫々のエ
ミッタ面積は20:1とされている。
The collector of the transistor Q 33 is connected to a current source 22, it is connected to the collector of the emitter and the transistor Q 39 of the collector Q 38 of the transistor Q 34. With Torajisuta Q 39 collector of the transistor Q 40 constituting the current mirror circuit is connected to the collector of the current source 29 and transistor Q 36. The emitter area of each of the transistors Q 39 and Q 40 is 2: 1 and the emitter area of each of the transistors Q 34 and Q 36 is 20: 1.

ここでボリウムVR1をその回転角が中点位置から小さ
くなる方向に回転して可動接片の出力電圧を低下させる
と、トランジスタQ33のコレクタ電流がトランジスタQ34
のコレクタ電流より大となり、これによって電流源22を
流れる電流IAが第4図の実線II aに示すごとく増大し、
電流源29を流れる電流IBが第4図の実線II bに示す如く
減少し、電流比IB/IAは破線IIIの如く変化する。
Now volume VR 1 the rotation angle is rotated from the midpoint position in the smaller direction to lower the output voltage of the movable contact piece, the collector current transistor of the transistor Q 33 Q 34
Next than the collector current large, thereby increasing as the current I A flowing through the current source 22 shown in solid line II a of FIG. 4,
Current I B flowing through the current source 29 decreases as shown by the solid line II b of FIG. 4, the current ratio I B / I A is changed as a broken line III.

ところでボリウムVR1をその回転角が大きくなる方向
に回転して可動接片の出力電圧を上昇させ、電流源22の
電流IAを減少させると共にトランジスタQ34のコレクタ
電流を増大させると、抵抗R31の電圧降下によってトン
ランジスタQ34のコレクタ電位が低下する。この抵抗R31
の電圧降下がトランジスタQ32によって電流を供給され
ている抵抗R30の電圧降下と略同一となった時点(ボリ
ウム回転角が略中点位置)でトランジスタQ38が導通
し、トランジスタQ34のコレクタ電流はトランジスタQ39
だけでなくトランジスタQ38からも供給される。このと
き、トランジスタQ39のエミッタには抵抗R31が接続され
ており、トランジスタQ38の導通時のインピーダンスは
トランジスタQ39の導通時のインピーダンスよりも小さ
いので、トランジスタQ38の導通後のトランジスタQ34
コレクタ電流の増加分はトランジスタQ38が大半を供給
する。これによって電流源29の電流IBはクランプされ
る。
Meanwhile the volume VR 1 to increase the output voltage of the movable contact piece is rotated in the direction in which the rotation angle is increased, increasing the collector current of the transistor Q 34 while decreasing the current I A of the current source 22, the resistor R the collector potential of Tonranjisuta Q 34 is reduced by 31 voltage drop. This resistor R 31
Voltage drop of the transistor Q 38 conducts at the time when a voltage drop substantially identical resistors R 30 being supplied with current (volume rotation angle is substantially midpoint) by the transistor Q 32, the collector of the transistor Q 34 The current is transistor Q 39
It is also supplied from the transistor Q 38 as well. At this time, the emitter of the transistor Q 39 is the resistance R 31 is connected, the impedance during conduction of the transistor Q 38 is smaller than the impedance during conduction of the transistor Q 39, transistor after conduction of the transistor Q 38 Q increase of 34 of the collector current of transistor Q 38 supplies the majority. This current I B of the current source 29 is clamped.

また、ボリウムVR1の回転角を小として可動接片の出
力が電圧−VEのときのトランジスタQ40のコレクタ電流
はトランジスタQ36に吸収される。従って、ボリウムの
回転角が最小位置のとき、トランジスタQ40のコレクタ
電流は全てトランジスタQ36を流れ、電流源29は電流IB
は零にカットオフされる。
The output of the movable contact piece the rotation angle of the volume VR 1 as a small collector current of the transistor Q 40 when the voltage -V E is absorbed by the transistor Q 36. Therefore, when the rotation angle of the volume is minimum position, all the collector current of the transistor Q 40 flows through the transistor Q 36, current source 29 is a current I B
Is cut off to zero.

前記の(19)式における電流比IB/IAは上記の電流比
発生部でボリウムVR1の回転角に対応して可変される。
電流比発生部では信号源31よりの信号を全く用いていな
いため、歪率等に一切悪影響を与えることがない。
Current ratio I B / I A in the equation (19) is varied corresponding to the rotational angle of the volume VR 1 in the above current ratio generation unit.
Since the signal from the signal source 31 is not used at all in the current ratio generating section, there is no adverse effect on the distortion factor or the like.

ここで、ボリウム回転角が最大のとき(電子ボリウム
で減衰がないとき)、電子ボリウムの入力ダイナミック
レベルは次段のパワーアンプの入力ダイナミックレベル
と同一であり、ボリウム回転角を中点位置としたとき
(電子ボリウムで20dB減衰するとき)、電子ボリウムの
入力ダイナミックレベルは次段のパワーアンプの入力ダ
イナミックレベルに対して20dB増大する。第5図の実線
Vは、次段パワーアンプが飽和するときの入力レベルを
示している。つまり入力レベルが実線Vより上側である
とパワーアンプが飽和し、入力レベルが実線Vより下側
であるとパワーアンプはリニアリティーの良い増幅を行
なう。
Here, when the volume rotation angle is the maximum (when there is no attenuation by the electronic volume), the input dynamic level of the electronic volume is the same as the input dynamic level of the power amplifier of the next stage, and the volume rotation angle is set to the midpoint position. At this time (when the electronic volume is attenuated by 20 dB), the input dynamic level of the electronic volume increases by 20 dB with respect to the input dynamic level of the power amplifier in the next stage. The solid line V in FIG. 5 shows the input level when the next stage power amplifier is saturated. That is, when the input level is above the solid line V, the power amplifier is saturated, and when the input level is below the solid line V, the power amplifier performs amplification with good linearity.

また、電子ボリウム回路の入力ダイナミックレンジは
入力部の対数圧縮を行なう差動回路(トランジスタQ21,
Q22)の電流源を流れる電流IAに依存し、電流IAが第4
図の実線II aに示す特性であるために、ダイナミックレ
ンジは第5図の実線IVに示す特性となってボリウム回転
角が中点位置より大きい領域ではダイナミックレンジが
低下する。しかし、入力レベルが第5図の実線Vより上
側では電子ボリウム回路の次段に接続されるパワーアン
プが飽和してしまうため、実線IVに示すダイナミックレ
ンジの低下は実質的に何ら問題とならない。
The input dynamic range of the electronic volume circuit is a differential circuit (transistor Q 21 ,
Q 22) depending on the current I A flowing through the current source, the current I A fourth
Because of the characteristic shown by the solid line IIa in the figure, the dynamic range becomes the characteristic shown by the solid line IV in FIG. 5, and the dynamic range decreases in a region where the volume rotation angle is larger than the middle point position. However, when the input level is higher than the solid line V in FIG. 5, the power amplifier connected to the next stage of the electronic regulator circuit is saturated, so that the reduction of the dynamic range shown by the solid line IV does not cause any problem.

ところで、電子ボリウム回路のオフセット電圧は出力
部の指数伸長を行なう差動回路(トランジスタQ15,
Q16)の電流源を流れる電流IBに比例している。本発明
では図4の実線II bに示す如く、ボリウム回転角が中点
位置より大きい領域で電流IBをクランプしているため、
オフセット電圧は第6図の破線VIIに示す如くボリウム
回転角が中点位置より大きい領域で増大することを抑え
ている。なお、第6図の実線VIは第7図に示す従来回路
のオフセット電圧を示しており、従来回路ではボリウム
回転角が中点位置より大きい領域でオフセット電圧がボ
リウム回転角に増大に応じて増大している。
By the way, the offset voltage of the electronic volume circuit is a differential circuit (transistor Q 15 ,
It is proportional to the current I B that flows through the current source Q 16). Because the present invention as shown in the solid line II b in FIG. 4, volume rotation angle is clamped current I B at a larger midpoint region,
The offset voltage is suppressed from increasing in a region where the volume rotation angle is larger than the midpoint position as shown by a broken line VII in FIG. The solid line VI in FIG. 6 shows the offset voltage of the conventional circuit shown in FIG. 7. In the conventional circuit, the offset voltage increases as the volume rotation angle increases in a region where the volume rotation angle is larger than the midpoint position. doing.

なお、本発明回路ではボリウム回転角が中点位置より
大きい領域でオフセット電圧を抑制するために電流IB
クランプする(第4図の実線II b)のに応じて電流IA
第4図の実線II aのように減少させることにより、電流
比IB/IAを破線IIIのようにボリウム回転角の増大に従っ
て増大させて、ボリウム回転角に応じた入出力電圧比Vb
/Vaつまり減衰量を得ている。これは、入力部の対数圧
縮を行なう回路と、出力部の指数伸長を行なう回路夫々
の電流源を分け、電流IA,IB夫々をボリウム回転角に応
じて可変することにより可能となっている。
Incidentally, FIG. 4 the current I A according to clamp the current I B (solid line II b of FIG. 4) in order to volume rotational angle is suppressed offset voltage is greater than the midpoint location area in the present invention circuit By increasing the current ratio I B / I A as shown by the broken line III by increasing the volume rotation angle, the input / output voltage ratio Vb according to the volume rotation angle is reduced as shown by the solid line IIa.
/ Va, that is, the amount of attenuation is obtained. This is a circuit for performing logarithmic compression of an input unit divides the circuit each current source performing exponential expansion of the output unit, the current I A, becomes possible by varying depending on the volume rotational angle s I B respectively I have.

このように、オフセット電圧を小さく抑えることがで
きるので、オフセット信号比を従来より大幅に向上させ
ることができ、電子ボリウム回路とその前段(プリアン
プ)及び後段(パワーアンプ)との間をDCカップリング
で接続することができ、これらの間に設けられていたオ
フセット除去用の大容量のカップリングコンデンサを除
去でき、半導体集積化の困難な大容量のカップリングコ
ンデンサがなくなるので、プリアンプ,電子ボリウム回
路,パワーアンプの全体を単一の半導体集積回路で構成
できる。
As described above, the offset voltage can be suppressed to a small value, so that the offset signal ratio can be significantly improved, and the DC coupling between the electronic volume circuit and the previous stage (preamplifier) and the subsequent stage (power amplifier) can be performed. And a large-capacity coupling capacitor for offset removal provided between them can be removed, and a large-capacity coupling capacitor that is difficult to integrate with a semiconductor is eliminated. The whole power amplifier can be constituted by a single semiconductor integrated circuit.

発明の効果 上述の如く、本発明の電子ボリウム回路によれば、ボ
リウムの操作位置が中点位置から最大位置にかけてオフ
セット電圧を小さく抑えオフセット信号比を向上させる
ことができ、これにより、電子ボリウム回路とのその前
段及び後段との間をDCカップリングで接続してカップリ
ングコンデンサを除去でき、これらの回路全体の半導体
集積化が可能となり、実用上きわめて有用である。
Effects of the Invention As described above, according to the electronic volume circuit of the present invention, the offset voltage can be suppressed and the offset signal ratio can be improved from the midpoint position to the maximum position of the volume operation position, thereby improving the electronic volume circuit. It is possible to remove the coupling capacitor by connecting the former stage and the latter stage by DC coupling, and it becomes possible to integrate the entire circuit into a semiconductor, which is extremely useful in practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明回路の一実施例の回路構成図、第2図は
電流比発生部の一実施例の回路構成図、第3図は第1図
の回路の原理回路図、第4図は第3図の回路の動作を説
明するための図、第5図,第6図夫々は第1図の回路の
ダイナミックレンジ、オフセット電圧夫々の特性を説明
するための図、第7図は従来回路の一例の回路図、第8
図は第7図の回路の減衰量、ダイナミックレンジ夫々の
特性を説明するための図である。 20……基準電圧回路、21……電流比発生部、22〜30……
電流源、31……信号源、Q11〜Q40……トランジスタ、R
30,R31,RE,RL……抵抗、VR1……ボリウム。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the circuit of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of a current ratio generator, FIG. 3 is a circuit diagram of the principle of the circuit of FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the circuit of FIG. 3, FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining the characteristics of the dynamic range and the offset voltage of the circuit of FIG. 1, and FIG. Circuit diagram of an example of a circuit, FIG.
The figure is a diagram for explaining the characteristics of the attenuation amount and the dynamic range of the circuit of FIG. 20: Reference voltage circuit, 21: Current ratio generator, 22 to 30:
Current source, 31 ...... signal source, Q 11 to Q 40 ...... transistor, R
30 , R 31 , RE, RL ...... Resistance, VR 1 ...... Volume.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−66509(JP,A) 特開 昭59−47821(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-60-66509 (JP, A) JP-A-59-47821 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】操作位置に応じた電圧を発生するボリウム
と、 該ボリウムの出力電圧を供給され、該ボリウムの操作位
置が最小位置から中点位置を通って最大位置に変化する
に従って第1の電流源に流す電流を減少させると共に、
第2の電流源に流す電流を増大させる差動回路と、上記
ボリウムの操作位置が中点位置近傍から最大位置にかけ
て上記第2を電流源を流す電流をクランプするクランプ
回路とを有し、上記ボリウムの操作位置が最小位置から
最大位置に変化するに従って第2の電流源と第1の電流
源との電流比を増大させる電流比発生部と、 該第1の電流源の電流に応じて駆動され入力信号を対数
圧縮しつつ差動増幅する圧縮回路と、 該第2の電流源の電流に応じて駆動され該圧縮回路より
供給される信号を指数伸長しつつ差動増幅して出力する
伸長回路とよりなり、 該ボリウムの該中点位置近傍から該最大位置にかけて該
第2の電流源に流す電流をクランプすることでダイナミ
ックレンジを減少させ、該ボリウムの操作位置に応じた
上記電流比に基づいて信号の減衰率を可変することを特
徴とする電子ボリウム回路。
1. A volume for generating a voltage corresponding to an operation position, an output voltage of the volume being supplied, and a first position as the operation position of the volume changes from a minimum position to a maximum position through a midpoint position. While reducing the current flowing to the current source,
A differential circuit configured to increase a current flowing through the second current source; and a clamp circuit configured to clamp a current flowing through the second current source from an operation position of the volume from near the midpoint position to a maximum position. A current ratio generating unit that increases the current ratio between the second current source and the first current source as the operation position of the volume changes from the minimum position to the maximum position, and driven in accordance with the current of the first current source A compression circuit for differentially amplifying the input signal while logarithmically compressing the input signal; and an expansion circuit for differentially amplifying and outputting the signal supplied from the compression circuit driven according to the current of the second current source while exponentially expanding the signal. A dynamic range is reduced by clamping a current flowing through the second current source from the vicinity of the midpoint position of the volume to the maximum position to reduce the dynamic range, and to the current ratio corresponding to the operation position of the volume. On the basis of Electronic volume circuit, characterized by varying the attenuation factor of No..
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