JPH01179510A

JPH01179510A - 電子ボリューム回路

Info

Publication number: JPH01179510A
Application number: JP267188A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Izawa; 伊澤　芳
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1988-01-09
Filing date: 1988-01-09
Publication date: 1989-07-17
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH077891B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ＳＮ比を改善した電子ボリューム回路に関
する。

〔従来の技術〕

ビデオテープレコーダなどの音声系統には、可変抵抗の
操作などによって制御電圧、電流をコントロールし、信
号レベルを電気的に加減する電子ボリューム回路が設置
されているが、この電子ボリューム回路には、（ａ）ダ
イオード、トランジスタなどの動抵抗や飽和抵抗を利用
したもの、（ｂ）電圧・電流変換回路と電流可変増幅部
とを備えた電圧制御増幅器や電流制御増幅器を用いたも
の、（Ｃ）　Ｃ−ＭＯ３抵抗ラダーを用いたものなどが
ある。

（ａ）のものは、低コストであるが、素子の非直線性へ
どの特性が直接性能に影響を与えるために性能が低く、
比較的低コストのオーディオ装置に用いられる。

（ｂ）のものは、（ａ）のような欠点がなく、高忠実度
のオーディオ装置に用いられているが、ダイナミックレ
ンジとＳＮ比とが相反する関係を持っている。

また、（Ｃ）のものは、抵抗ラダーによって段階的なレ
ベル調整を行い、連続的なレベルの加減ができないため
に、用途が限定されるとともに、コストが高い欠点を持
つが、ＳＮ比が大きく、歪みが少ないという利点を持っ
ている。

このため、ビデオテープレコーダなどの音声信号系統に
は、（′ｂ）の構成を取る電子ボリューム回路が用いら
れている。第３図は、この電子ボリューム回路の概要を
示す。

入力端子２に加えられた入力信号ＶＩＮは、電圧・電流
（Ｖ／Ｉ）変換部４に加えられて電流に変換される。こ
のＶ／Ｉ変換部４で得られた信号電流ｉは、電流可変手
段としての増幅部６に加えられて、制御電圧ＶＣに応じ
て設定された任意の利得に倍された後、電流・電圧（１
／Ｖ）変換部８に加えられて電圧に変換される。この結
果、入力信号ＶＩＮに利得に倍された出力信号■。がバ
ッファ増幅器１０を経て、出力端子１２から取り出され
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような電子ボリューム回路では、Ｖ／Ｉ変換部４に
おける許容入力および増幅部６の出力におけるノイズレ
ベルが、共にＶ／Ｉ変換部４に流れる動作電流■。に比
例関係にあり、ボリュームコントロール（利得の増：＄
ｉ）の目的が出力レベルの一定化であるにかかわらず、
最大許容入力を得るために発生したノイズ成分をも利得
増加に従って増大させ、特に、利得最大（減衰比最小）
設定付近でのＳ／Ｎを著しく悪化させていた。

そこで、この発明は、Ｖ／Ｉ変換手段の動作電流と、許
容入力およびノイズレベルとの関係を踏まえてＳＮ比を
改善することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の電子ボリューム回路は、第１図に示すように
、入力信号Ｖ１Ｎを電流に変換する電圧・電流変換手段
（電圧・電流変換部２０）と、この電圧・電流変換手段
で得られた信号電流ｉを、外部から調整された利得ｋに
応じて増幅する増幅手段（増幅部４０）と、この増幅手
段の利得調整に応じて電圧・電流変換手段の動作電流Ｉ
０を調整する電流制御手段（電流制御部６０）とを備え
たものである。

〔作　　用〕

このように構成すると、入力信号ＶＩＮは、電圧・電流
変換手段（電圧・電流変換部２０）によって電流に変換
されて信号電流ｉとして増幅手段（増幅部４０）に加え
られる。増幅手段は、外部からの利得調整に応じて任意
の利得が設定されるので、その利得ｋに応じた信号電流
に−ｉを出力する。

そして、電流制御手段（電流制御部６０）は、増幅手段
の利得調整に応じて電圧・電流変換手段に対して動作電
流Ｉ０を流す。この結果、電圧・電流変換手段における
信号電流ｉと動作電流ｌ。

との比率が利得調整に応じて変更されて最適化が行われ
、ＳＮ比が改善されるのである。

〔実　施　例〕

第１図は、この発明の電子ボリューム回路の実施例を示
す。

入力端子１５に加えられた入力信号ＶＩＮは、電圧・電
流（Ｖ／　Ｉ　）変換部２０に加えられて信号電流ｉに
変換される。Ｖ／Ｉ変換部２０には、定電流源３０によ
って動作電流Ｉ０が与えられ、そのＶ／Ｉ変換率は、動
作電流Ｉ０に依存する。

このＶ／Ｉ変換部２０によって得られた信号電流ｉは、
任意の減衰利得が設定可能な電流可変増幅手段として設
置された増幅部４０に加えられ、設定利得ｋに応じた信
号電流に−１に変換される。

この増幅部４０の利得には、利得設定部５０の可変抵抗
５１により基準電圧Ｖ　ｒ＊ｆを分圧して得られる制御
電圧Ｖ、によって設定される。

この利得設定のための制御電圧■ゎは、定電流源３０に
よる動作電流Ｉ０を制御するための電流制御部６０に制
御入力として加えられる。このため、Ｖ／Ｉ変換部２０
には、制御電圧■、に対応した動作電流■。が電流制御
部６０から供給される。すなわち、利得ｋに対応した動
作電流Ｉ０をＶ／Ｉ変換部２０に供給することにより、
利得設定に応じたＶ／Ｉ変換率が設定される。

そして、増幅部４０で減衰利得に倍に減衰させた信号電
流ｉは、電流・電圧（１／Ｖ）変換部７０に加えられて
出力信号■。に電圧変換される。

この出力信号■。は、バッファ増幅器８０を通して出力
端子９０から取り出される。

ここで、Ｖ／Ｉ変換部２０の変換抵抗をＲＩ、１／Ｖ変
換部７０の変換抵抗をＲ２とすると、出力信号■。は、Ｒ。

となる。そして、許容入力をＶＩＮ□ａｘとすると、許
容人力Ｖ　ＩＨｍｍｘは、Ｖ　＋Ｎｍａ、＝Ｒ，−１０（ＶＰ　）　　−・・（２
）となり、動作電流■。と変換抵抗Ｒ６の多値で決定さ
れる。

ところで、この電子ボリューム回路は、信号処理回路の
一機能ブロックとして用いられるものであり、回路の接
続状況に応じて、電子ボリューム回路に加えられる信号
の最大レベル（許容入力）および電子ボリューム回路が
次段に送るために最低限必要なレベル（最大出力）が決
まっており、これを越える入力レベル、出力レベルは考
える必要はない。そこで、これらの条件を満たすように
式（１）、（２）より電子ボリューム利得（減衰比）ｋ
に応じた最低限必要な動作電流Ｉ０が定まる。

そこで、この電子ボリューム回路で出力信号Ｖｏに生じ
るノイズは、同一利得ｋ　（Ｍ衰比）のとき、動作電流
Ｉ０によって決定されるので、可　　　　−変抵抗５１
によって利得ｋを制御する場合、その利得ｋに応じた動
作電流■。を変化させるのである。この場合、増幅部４
０の利得ｋを下げたとき、動作電流■。を増加させ、ま
た、増幅部４０の利得ｋを上げたとき、動作電流Ｉ０を
減少させると、動作電流Ｉ０に対する信号電流ｉの比率
ｉ／ｌ。

が必要以上に大きくならないので、特に、減衰量が少な
い場合におけるノイズレベルを抑えることができる。

次に、第２図は、この発明の電子ボリューム回路の具体
的な実施例を示す。

Ｖ／Ｉ変換部２０には、入力信号ＶＩＮを電流に変換す
る差動回路２１が設置されており、差動回路２１は、ト
ランジスタ２０１．２０２および抵抗２０３．２０４を
以て構成されている。トランジスタ２０１．２０２の各
ベースには、抵抗２０６．２０７を介して電圧′ａ２０
８から一定のバイアス電圧ｖ８が加えられている。

トランジスタ２０１．２０２には、そのエミッタ側に電
流制御部６０から抵抗２０３．２０４を介して動作電流
■。が加えられている。この動作電流１．によって、Ｖ
／Ｉ変換部２０のトランジスタ２０１．２０２には、入
力信号■、に有無に関係なく、コレクタ電流１−１Ｉｂ
が流れる。入力端子１５に入力信号ＶＩＮが加わらない
無人力時、トランジスタ２０１．２０２のベース電圧は
共にバイアス電圧Ｖ、で固定されているので、抵抗２０
３．２０４を等しい抵抗値Ｒとすると、各電流１．、Ｉ
、は■。／２となり、トランジスタ２０１．２０２に流
れる。そして、入力信号ＶＩＮが加わると、トランジス
タ２０１のベースには、バイアス電圧ｖ１１と入力信号
ＶＩＮとが重畳されて加わり、人力信号ＶＩＮが抵抗２
０３．２０４の抵抗値Ｒにより信号電流ｉ　（−ＶＩＮ
／２Ｒ）に変換されるので、トランジスタ２０１．２０
２のコレクタ電流Ｉ１、■、は、■。／２に対し互いに
逆相になるように信号電流ｉが重畳される。各コレクタ
電流１．．１．は、１　、　　＝　−−ｉ　　　　　　　　・　・　・（３
）１゜Ｉｂ−＋ｉ　　　　　　　　・　・　・（４）１−　　
＋　Ｉｂ　　＝　Ｉｏ　　　　　　　　・　・　・（５
）となる。

信号電流ｉは、入力信号ＶＩＮの振幅に応じた変化を持
ち、各コレクタ電流１．、Ｉ、はトランジスタ２０１．
２０２のコレクタ側からトランジスタ２１１．２１２を
通して取り出され、増幅部４０に加えられる。

増幅部４０には、差動回路２１の各トランジスタ２０１
．２０２に対応して一対の差動回路４１．４２が設置さ
れている。差動回路４１はトランジスタ４１１．４１２
、差動回路４２はトランジスタ４２１．４２２を以て構
成され、各トランジスタ４１１．４１２のエミッタ側に
は、トランジスタ２１１と電流ミラー回路を構成するト
ランジスタ４１３、また、各トランジスタ４２１４２２
のエミッタ側には、トランジスタ２１２と電流ミラー回
路を構成するトランジスタ４２３が設置されている。し
たがって、コレクタ電流１１は、トランジスタ２１１．
４１３を通じて差動回路４１に流れ、また、コレクタ電
流Ｉ、は、トランジスタ２１２．４２３を通じて差動回
路４２に流れる。

そして、トランジスタ４１１とトランジスタ４２１、ト
ランジスタ４１２とトランジスタ４２２の各ベースが共
通に接続されており、トランジスタ４１１，４２１のベ
ースと接地点との間には、電圧源５２から基準電圧■７
．．が加えられているとともに、制御入力端子５３を通
じて可変抵抗５１および抵抗５５が直列に接続されてい
る。

また、トランジスタ４１２．４２２のベースには、制御
入力端子５４を通じて可変抵抗５１の可動端子から制御
電圧■。が加えられている。この制御電圧Ｖｅは、基準
電圧Ｖ　ｒｌｌｆを可変抵抗５１および抵抗５５を通じ
て分圧することにより、制御入力端子５４と接地点との
間に生じる電圧である。

すなわち、増幅部４０の各差動回路４１．４２の減衰利
得には、可変抵抗５１の操作による抵抗値Ｒ１、Ｒ１の
比率に基づく制御電圧■。によって任意に設定されるの
である。なお、基準電圧Ｖ　ｒｅｆは、電源端子１００
に加えられる電源電圧ＶＣＣからたとえば、バンドギャ
ップ基準電圧回路など正の温度係数を持つ基準電圧回路
を以て形成される。

また、電流制御部６０は、トランジスタ６０１．６０２
からなる差動回路に定電流源３０を付加し、トランジス
タ６０２のコレクタ電流をトランジスタ６０３および抵
抗６０５、また、トランジスタ６０３と電流ミラー回路
を成すトランジスタ６０４および抵抗６０６を通して流
すように構成され、トランジスタ６０１のコレクタ側に
は抵抗６０６とトランジスタ６０４のエミッタとの間に
接続され、ミラー電流からトランジスタ６０１のコレク
タ電流を減じるように構成されている。そして、トラン
ジスタ６０２のベースには、増幅部４０側のトランジス
タ４１１．４２１のベースと共通に、電圧源５２から基
準電圧Ｖ　ｒａｔが加えられ、また、トランジスタ６０
１のベースには、トランジスタ４１２．４２２のベース
と共通に、制御入力端子５４から制御電圧■。が加えら
れている。

したがって、可変抵抗５１による制御電圧■。

の増減により、増幅部４０の減衰利得ｋが調整されると
、同様に、電流制御部６０の利得も調整され、Ｖ／Ｉ変
換部２０に対する動作電流■。が調整されて、信号電流
ｉとの比率が利得ｋに対応したものとなり、動作電流Ｉ
。は、入力信号ＶＩＮないし利得ｋに応じた最適値に制
御される。

各差動回路４１．４２によって減衰させた信号電流ｉは
、トランジスタ４１２．４２２のコレクタ側に設けられ
た電流合成回路４３に加えられる。

電流合成回路４３は、トランジスタ４３１．４３２から
なる電流ミラー回路を以て構成され、直流電流に重畳し
た信号電流に−ｉから信号電流成分のみを取り出す。

そして、Ｉ／Ｖ変換部７０は、演算増幅器７１の負入力
・出力間に抵抗７２を付加して構成され、第１図に示し
たバッファ増幅器８０を兼用させたものである。したが
って、出力信号■。は、■／■変換部７０を通して出力
端子９０から取り出される。

このようにＶ／Ｉ変換部２０の動作電流■。を利得ｋに
応じて制御した場合、従来の回路に対してノイズレベル
の改善が期待できる。すなわち、利得ｋを増加させると
き、Ｖ／Ｉ変換部２０に供給される動作電流Ｉ０を減ら
し、発生するノイズを低減する。したがって、増幅部４
０で利得が増えても全体回路としてのノイズレベルは大
きく変化しないとともに、動作電流Ｉ０の抑制によって
消費電力の低減効果も期待できる。特に、ノイズの低減
では、信号電流ｉに対する動作電流■。の比率を一定値
以下に抑えるため、利得ｋが大きい場合（減衰量が少な
い場合）にノイズレベルが小さくなり、高忠実度が期待
できる。

また、この実施例のように、電流制御部６０に増幅部４
０の差動回路４１．４２に対応する差動回路を用いれば
、極めて簡単な差動回路の追加によってこの発明を実現
することができ、電子ボリューム回路のノイズの低減な
ど、性能の向上を極めて容易に図ることができる。

〔発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、入力信号を電
圧・電流変換手段で電流に変換した後、その信号電流を
増幅する増幅手段に設定する利得に応じて電圧・電流変
換手段の動作電流を加減するので、信号電流に対する動
作電流の比率が必要以上に大きくなることがなく、常に
、最適値に動作電流を制御できるので、ＳＮ比が改善で
きるとともに、消費電力を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電子ボリューム回路の実施例を示す
ブロック図、第２図は第１図に示した電子ボリューム回
路の具体的な回路構成例を示す回路図、第３図は従来の
電子ボリューム回路を示すブロック図である。２０・・・電圧・電流変換部（電圧・電流変換手段）４０・・・増幅部（増幅手段）

Claims

【特許請求の範囲】入力信号を電流に変換する電圧・電流変換手段と、この電圧・電流変換手段で得られた信号電流を、外部か
ら調整された利得に応じて増幅する増幅手段と、この増幅手段の利得調整に応じて前記電圧・電流変換手
段の動作電流を調整する電流制御手段とを備えた電子ボ
リューム回路。