JP4239130B2 - 電子ボリウム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用するスイッチの耐圧を細かく管理することにより小型化を図った電子ボリウムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電子ボリウムとして、図5に示すような回路構成のものがある。図5において、1は信号入力端子、8は減衰用の複数の抵抗素子R81〜R87からなる減衰器、9はこの減衰器8の内の動作させるべき抵抗素子を選択するための複数のスイッチS91〜S98からなるスイッチ群、4は電圧ホロワ構成の出力バッファ、5は信号出力端子、6は接地等の基準電位点である。
【0003】
この電子ボリウムでは、スイッチS91をオンさせれば減衰の無い信号を出力端子5に出力させ、スイッチS98をオンさせれば最大減衰量の信号(例えば無信号)を出力端子5に出力させることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、零又は少ない減衰量を実現するためのスイッチS91やS92等をオンさせているとき、そのスイッチS91,S92の出力側の電圧信号は最大減衰用のスイッチS98の出力側にも印加されるため、このスイッチS98についても、スイッチS91やS92等と同様に、入力端子1に入力する信号の最大振幅電圧に耐え得る耐圧が要求される。このため、スイッチ群9のスイッチ数が80個であるとすれば、その全てに同一耐圧を満たす必要が生じ、各スイッチを構成するCMOSの素子サイズが大きくなり、電子ボリウムの全体が大型化するという問題がある。
【0005】
本発明の目的は、スイッチ群の全スイッチに同一の耐圧が要求されるようなことがないようにして全体の小型化を可能にした電子ボリウムを提供することである。
【0006】
上記課題を解決するための発明は、信号入力端子に入力側が接続された減衰率の小さな第1の減衰器と、前記信号入力端子に入力側が接続された減衰率の大きな第2の減衰器と、前記第1の減衰器の出力側と信号出力端子との間に接続された第1の選択スイッチと、前記第2の減衰器の出力側に一端が接続された第2の選択スイッチと、該選択スイッチの他端と前記信号出力端子との間に接続された遮断スイッチとを有し、前記第1の選択スイッチの耐圧を前記第1の減衰器の最大出力電圧に耐える耐圧に設定し、前記第2の選択スイッチの耐圧を前記第2の減衰器の最大出力電圧に耐える耐圧に設定し、前記遮断スイッチの耐圧を前記第1の選択スイッチの耐圧と同様の耐圧に設定し、前記第1の減衰器を、前記信号入力端子と基準電位点との間に直列接続した複数の抵抗素子からなる第1群の抵抗素子で構成し、前記第2の減衰器を、前記第1群の抵抗素子と、前記第1群の抵抗素子のうちの前記信号入力端子の側から最も遠い側の2個の抵抗素子の共通接続点と前記基準電位点との間に直列接続した複数の抵抗素子からなる第2群の抵抗素子とを直列接続して構成し、前記第1の選択スイッチを、前記第1群の抵抗素子の各接続点に一端が接続され他端が共通接続された複数の第1群のスイッチで構成し、前記第2の選択スイッチを、前記第2群の抵抗素子の各接続点に一端が接続され他端が共通接続された複数の第2群のスイッチで構成した。
【0010】
【発明の実施の形態】
[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態の電子ボリウムの回路図である。1は信号入力端子、2は減衰器群、3はこの減衰器群2の内の動作させるべき減衰器を選択するためのスイッチ群、4は減衰器群2とスイッチ群3の組み合わせにより減衰された信号を増幅する電圧ホロワ構成の出力バッファ、5は信号出力端子である。
【0011】
減衰器群2は入力側が入力端子1に共通接続された減衰率A1の減衰器21と減衰率A2(A2>A1)の減衰器22からなる。スイッチ群3は減衰器21の出力側に接続された選択スイッチ31、減衰器22の出力側に接続された選択スイッチ32、両選択スイッチ31,32の出力側間に接続された遮断スイッチ33からなり、選択スイッチ31と遮断スイッチ33の出力側が電圧バッファ4の入力側に接続される。
【0012】
この実施形態では、減衰器21により入力信号を減衰させるときは、選択スイッチ31をオンさせ、選択スイッチ32と遮断スイッチ33をオフさせる。又は、遮断スイッチ33のみをオフさせる。前者の場合は、選択スイッチ32と遮断スイッチ33の両者がオフになったときにその両スイッチ33,32の共通接続点がフローティングになって不安定な電荷が蓄積され次に遮断スイッチ33がオンして電圧が印加されるときノイズ(例えば、ポツ音)が発生するおそれがあるが、後者の場合は、これを防止できる。また、減衰器22により入力信号を減衰させるときは、図示のように、選択スイッチ31をオフし、選択スイッチ32と遮断スイッチ33をオンさせる。
【0013】
したがって、選択スイッチ31には減衰器21の最大出力電圧に耐える耐圧が要求されるが、選択スイッチ32は減衰器22の最大出力電圧に耐える耐圧で済む。よって、選択スイッチ31、32や遮断スイッチ33をCMOSによりアナログスイッチとして作成するとき、選択スイッチ32のサイズを選択スイッチ31のそれより小さくできるので、電子ボリウム全体を小型化できる。なお、遮断スイッチ33は選択スイッチ31と同一耐圧が要求されるので、選択スイッチ31と同一のサイズとする。
【0014】
図2は図1の電子ボリウムを具体化した回路図であり、6は接地等の基準電位点である。減衰器21は複数の抵抗素子R1〜R8で構成し、減衰器22は複数の抵抗素子R1〜R18で構成している。また、選択スイッチ31は複数のアナログスイッチS1〜S8で構成し、選択スイッチ32は複数のアナログスイッチS10〜S19で構成し、遮断スイッチ33はアナログスイッチS9で構成している。
【0015】
減衰器21は抵抗素子R1〜R8の接続点を各々アナログスイッチS1〜S8に接続しているので、その内のオンさせる1個のアナログスイッチを選択することにより減衰率が選択され、そのアナログスイッチが遮断スイッチ33(S9)に近いほど減衰率は大きくなる。減衰器22も同様に、抵抗素子R9〜R18の接続点をアナログスイッチS10〜S19に接続しているので、その内のオンさせる1個のアナログスイッチを選択することにより減衰率が選択され、そのアナログスイッチがアナログスイッチS19になると減衰率は最大になる。この減衰器22は抵抗素子R1〜R8が追加されるので、減衰器21よりも大きな減衰率となる。
【0016】
さて、信号入力端子1に実効値が4Vrmsの信号を印加するときは、選択スイッチ31(S1〜S8)と遮断スイッチ33(S9)には耐圧15Vのものを、選択スイッチ32(S10〜S19)には耐圧5Vのものを使用する。
【0017】
まず、選択スイッチ31をオンさせるときは、アナログスイッチS1〜S8のいずれかをオンさせ、選択スイッチ32と遮断スイッチ33をオフさせる。なお、前記したポツ音等のノイズを発生させないためには、選択スイッチ32であるアナログスイッチS10〜S19の内のいずれか1つ以上をオンさせる。このとき信号入力端子1に印加された4Vrmsの電圧信号は、減衰器21によって4〜1.79Vrmsに通過又は減衰され、アナログスイッチS1〜S8のいずれかを経由して出力バッファ4に入力されると共に、アナログスイッチS9に印加される。しかし、このアナログスイッチS9はオフであるので、選択スイッチ32(S10〜S19)には印加されない。
【0018】
次に、選択スイッチ32をオンさせるときは、アナログスイッチS10〜S19のいずれかをオンさせ、遮断スイッチ33をオンさせ、選択スイッチ31(S1〜S8)をオフさせる。このときは、前記入力電圧は減衰器22によって1.59〜0Vrmsに減衰されて、そのスイッチS10〜S19のオンしているいずれかとオンしている遮断スイッチ33(S9)を経由して出力バッファ4に入力する。
【0019】
以上において、選択スイッチ31(S1〜S8)と遮断スイッチ33(S9)には4Vrmsすなわち11.3Vの電圧がかかるがその耐圧が15Vであるので充分であり、また選択スイッチ32(S10〜S19)には1.59Vrmsすなわち約4.5Vの電圧がかかるがその耐圧が5Vであるので充分である。
【0020】
[第2の実施形態]
図3は本発明の第2の実施形態の電子ボリウムの回路図である。ここでは、減衰器群2を入力側が信号入力端子1に共通接続された減衰率A1,A2,A3,A4(A1<A2<A3<A4)の4個の減衰器21〜24により構成し、スイッチ群3を選択スイッチ31、32,34,36と遮断スイッチ33,35,37により構成している。選択スイッチ31と遮断スイッチ33は減衰器21の出力側に現れる最大電圧以上の耐圧に、選択スイッチ32と遮断スイッチ35は減衰器22の出力側に現れる最大電圧以上の耐圧に、選択スイッチ34と遮断スイッチ37は減衰器23の出力側に現れる最大電圧以上の耐圧に、選択スイッチ36は減衰器24の出力側に現れる最大電圧以上の耐圧に、各々設定される。
【0021】
この実施形態では、減衰器21により入力信号を減衰させるときは、選択スイッチ31をオンさせ、他のスイッチをオフさせる(但し、選択スイッチ32、34、36、遮断スイッチ35,37をオンさせるとポツ音等のノイズ発生を防止できる)。また、減衰器22により入力信号を減衰させるときは、図示のように、選択スイッチ32と遮断スイッチ33をオンさせ、他のスイッチをオフさせる(但し、選択スイッチ34、36、遮断スイッチ37をオンさせるとポツ音等のノイズ発生を防止できる)。また、減衰器23により入力信号を減衰させるときは、選択スイッチ34と遮断スイッチ33,35をオンさせ他のスイッチをオフさせる(但し、選択スイッチ36をオンさせるとポツ音等のノイズ発生を防止できる)。さらに、減衰器24により入力信号を減衰させるときは、選択スイッチ36と遮断スイッチ33,35,37をオンさせ他のスイッチをオフさせる。
【0022】
このように多数の減衰器を使用する場合でも、特定の減衰器の出力側に接続されるスイッチには当該減衰器の最大出力電圧に耐える耐圧を持たせるだけで良くなる。
【0023】
[第3の実施形態]
図4は本発明の第3の実施形態の電子ボリウムの回路図である。ここでは、遮断スイッチ35,37の出力側を遮断スイッチ33と同様に出力バッファ4の入力側に接続している。
【0024】
この実施形態では、減衰器21により入力信号を減衰させるときは、選択スイッチ31をオンさせ、他のスイッチをオフさせる(但し、選択スイッチ32、34、36をオンさせるとポツ音等のノイズ発生を防止できる)。また、減衰器22により入力信号を減衰させるときは、選択スイッチ32と遮断スイッチ33をオンさせ、他のスイッチをオフさせる(但し、選択スイッチ34、36をオンさせるとポツ音等のノイズ発生を防止できる)。また、減衰器23により入力信号を減衰させるときは、選択スイッチ34と遮断スイッチ35をオンさせ他のスイッチをオフさせる(但し、選択スイッチ32、36をオンさせるとポツ音等のノイズ発生を防止できる)。さらに、減衰器24により入力信号を減衰させるときは、選択スイッチ36と遮断スイッチ37をオンさせ他のスイッチをオフさせる(但し、選択スイッチ32、34をオンさせるとポツ音等のノイズ発生を防止できる)。
【0025】
よって、この場合は選択スイッチ31,32,34,36には対応する減衰器21,22,23,24の最大出力電圧以上の耐圧を持たせれば良いが、遮断スイッチ33,35,37には選択スイッチ31と同等の耐圧を持たせる。
【0026】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、複数の減衰器の内の減衰率の大きな減衰器の出力側の選択スイッチを直接的に信号出力端子に接続するのではなく、遮断スイッチを経由して接続するので、その選択スイッチの耐圧を対応する減衰器の最大出力電圧に耐える耐圧に設定すればよく、このように使用するスイッチの耐圧を一律ではなく、減衰器の出力最大電圧に応じて細かく設定するので、そのスイッチをCMOSのアナログスイッチで構成するとき、その面積を小さくすることが可能になり、電子ボリウムを小型化できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態の電子ボリウムの回路図である。
【図2】 図1の電子ボリウムの具体的な回路図である。
【図3】 本発明の第2の実施形態の電子ボリウムの回路図である。
【図4】 本発明の第3の実施形態の電子ボリウムの回路図である。
【図5】 従来の電子ボリウムの回路図である。
【符号の説明】
1:信号入力端子
2:減衰器群、21〜24:減衰器、R1〜R18:抵抗素子
3:スイッチ群、31、32,34,36:選択スイッチ、33,35,37:遮断スイッチ、S1〜S19:アナログスイッチ
4:出力バッファ
5:信号出力端子
6:基準電位点(接地等)

Claims (1)

  1. 信号入力端子に入力側が接続された減衰率の小さな第1の減衰器と、前記信号入力端子に入力側が接続された減衰率の大きな第2の減衰器と、前記第1の減衰器の出力側と信号出力端子との間に接続された第1の選択スイッチと、前記第2の減衰器の出力側に一端が接続された第2の選択スイッチと、該選択スイッチの他端と前記信号出力端子との間に接続された遮断スイッチとを有し、
    前記第1の選択スイッチの耐圧を前記第1の減衰器の最大出力電圧に耐える耐圧に設定し、前記第2の選択スイッチの耐圧を前記第2の減衰器の最大出力電圧に耐える耐圧に設定し、前記遮断スイッチの耐圧を前記第1の選択スイッチの耐圧と同様の耐圧に設定し、
    前記第1の減衰器を、前記信号入力端子と基準電位点との間に直列接続した複数の抵抗素子からなる第1群の抵抗素子で構成し、
    前記第2の減衰器を、前記第1群の抵抗素子と、前記第1群の抵抗素子のうちの前記信号入力端子の側から最も遠い側の2個の抵抗素子の共通接続点と前記基準電位点との間に直列接続した複数の抵抗素子からなる第2群の抵抗素子とを直列接続して構成し、
    前記第1の選択スイッチを、前記第1群の抵抗素子の各接続点に一端が接続され他端が共通接続された複数の第1群のスイッチで構成し、
    前記第2の選択スイッチを、前記第2群の抵抗素子の各接続点に一端が接続され他端が共通接続された複数の第2群のスイッチで構成した
    ことを特徴とする電子ボリウム。
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