JPH01195712A - 一般型インピーダンス変換器 - Google Patents

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］ 本発明は一般型インピーダンス変換器（ＧＩＣ）に関し
、例えば、オーディオ機器のアナログフィルタ回路に適
用し得るものである。

［従来の技術］ 例えば、コンパクトディスクプレーヤ等に用いられてい
るアナログフィルタ回路には、第５図に示すような２個
の能動素子を利用した一般型インピーダンス変換器が適
用されている。

すなわち、抵抗Ｒ１を介して入力信号ＶＩが与えられる
信号伝送ラインＬからアースに向かってコンデンサＣ１
、抵抗Ｒ２〜Ｒ４、コンデンサＣ２が直列に接続され、
コンデンサＣ１の信号ライン側に演算増幅器ＯＰ１の非
反転入力端子が接続され、抵抗Ｒ２及びＲ３の接続中点
Ｂに演算増幅器ＯＰＩの反転入力端子が接続され、抵抗
Ｒ３及びＲ４の接続中点Ｃに演算増幅器ＯＰ１の出力端
子が接続され、上述の接続中点Ｂに演算増幅器ＯＰ２の
反転入力端子が接続され、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ３
の接続中点Ａに演算増幅器ＯＰ２の出力端子が接続され
、抵抗Ｒ４及びコンデンサＣ２の接続中点りに演算増幅
器ＯＰ２の非反転入力端子が接続された構成を有する。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、オーディオ機器においてこのような−ｉ型イ
ンピーダンス変換器を用いてフィルタ回路を構成する場
合、Ｓ／Ｎ比を向上させるようにバランス型で構成する
ものが提案されている。

すなわち、非反転オーディオ信号を当該−鍛型インピー
ダンス変換器を用いてフィルタリングし、他方、反転オ
ーディオ信号を池の当該−鍛型インピーダンス変換器を
用いてフィルタリングし、フィルタリングされた非反転
オーディオ信号及び反転オーディオ信号を減算してノイ
ズ成分をほぼそのまま（１，４倍程度）にしたまま信号
成分を倍にしてＳ／Ｎ比を向上させるようにしている。

また、各−鍛型インピーダンス変換器からのアースへ流
れる電流を相殺させてアース電位の変動を押さえてＳ／
Ｎ比を向上させるようにしている。

しかし、さらに音贋を向上させようとすると、さらにア
ースに流れる電流を軽減してアース電位を一定に保つこ
とが必要となる。上述の非反転オーディオ信号のフィル
タリング用の−Ｒ型インピーダンス変換器と、反転オー
ディオ機器のフィルタリング用の一般型インピーダンス
変１器とを別個に無関係にアースすると、そのアースに
対する接続位置等の関係及び双方のアースへ流れる電流
の違い等によって相殺してもアースへ流れる電流が大き
く残ってアース電位が変化し、音質の向−Ｌを実現する
ことができない。

そこで、両−鍛型インピーダンス変換器のアース側端子
（第５図のコンデンサＣ２の一端）を接続し、その接続
中点を大容量のコンデンサを介してアースして（コンデ
ンサのスター結合をして）双方のアースへ流れる電流を
より相殺し、相殺し切れない分の電流を新たに設けたコ
ンデンサを介してアースに流すようにしてアースに流れ
る電流をさらに押さえて音質を向上させるようにするこ
とが考えられる。

しかしながら、新たに設ける素子がコンデンサであるの
で電流の影響を受は易く、しかも、オーディオ機器に用
いられる場合その特性の誤差範囲がシビアであるので、
素子の選別作業が煩雑になると共に、素子の入荷が難し
く、また装置を高価にするという問題がある。

本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、バラン
ス型フィルタ回路に適用するに適した、しかも従来と同
様の周波数特性を実現できる一般型インピーダンス変換
器を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ かかる課題を解決するため、本発明においては、第１の
コンデンサ、第１の抵抗、第２のコンデンサ、第２の抵
抗及び第３の抵抗が信号伝送ラインからアースに向かっ
て直列に接続され、第１のコンデンサの入力側に第１の
演算増幅器の非反転入力端子が接続され、第１の抵抗及
び第２のコンデンサの接続中点に第１の演算増幅器の反
転入力端子及び第２の演算増幅器の反転入力端子が接続
され、第２のコンデンサ及び第２の抵抗の接続中点に第
１の演算増幅器の出力端子が接続され、第１−のコンデ
ンサ及び第１の抵抗の接続中点に第２の演算増幅器の出
力端子が接続され、第２の抵抗及び第３の抵抗の接続中
点に第２の演算増幅器の非反転入力端子が接続されて構
成されている、［作用］ 従来回路における入力電圧に対するインピーダンスを満
足する理論式を求め、その理論式を検討した。その結果
、従来回路においてアース側に接続されていた客足素子
と他の位置に接続されていた抵抗素子とを入れ替えても
同様な特性を得ることが分かっな。

そこで、アース側に接続する素子として抵抗素子を接続
するようにし、バランス型フィルタ回路に適用するに好
適なものとした。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述する
。

第１図において、この実施例の一般型インピーダンス変
換器は、抵抗Ｒ１を介して入力信号■１が与えられる信
号ラインＬからアースに向かってコンデンサＣ３、抵抗
Ｒ５、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ７が信号ラ
インからアースに向かって直列に接続され、コンデンサ
Ｃ３の入力側に演算増幅器ＯＰ３の非反転入力端子が接
続され、抵抗Ｒ５及びコンデンサＣ４の接続中点に演算
増幅器ＯＰ３の反転入力端子及び演算増幅器○Ｐ４の反
転入力端子が接続され、コンデンサＣ４及び抵抗Ｒ６の
接続中点に演算増幅器ＯＰ３の出力端子が接続され、コ
ンデンサＣ３及び抵抗Ｒ５の接続中点に演算増幅器ＯＰ
４の出力端子が接続され、抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ７の接続
中点に演算増幅器ＯＰ４の非反転入力端子が接続されて
構成されている。

かかる構成は、以下の検討の結果に基づいてなされた。

まず、従来の変換器のインピーダンスを検討してみる。

第５図の回路は、第２図のように変形することができる
９ ここで、演算増幅３ｏｐｔのオーブンゲインをＡ、演算
増幅器ＯＰ２のオープンゲインをＢ、各受動素子Ｒ３、
Ｒ４、Ｃ２、Ｒ２及びＣ１のインピーダンスをそれぞれ
Ｚ１〜ｚ５、演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に対す
る入力電圧をＶＩ、演算増幅器ＯＰ２の非反転入力端子
に対する入力電圧をＶＰ、演算増幅器ＯＰＩ及びＯＲ３
の反転入力端子に対する入力電圧をＶＮ、演算増幅器Ｏ
Ｐ１の出力電圧をｖｏｉ、演算増幅器ＯＰＩの出力電圧
をＶＯ２とすると、以下の（１）弐〜（４）式の関係が
成り立つ。

ＶＯ１＝　（ＶＩ−ＶＮ）・Ａ　　　　　　・・・（１
）ＶＯ２＝　（ＶＰ−ＶＮ）・Ｂ　　　　　　・・・（
２）ＶＰ＝　　（ｚ　３／　　（ｚ　２＋ｚ　３　）　
　）　　・　ＶＯｔ　・１３）（ＶＯｌ−ＶＮ　）　／
　ｚ　１　＋ （ＶＯ２−ＶＮ　）　／ｚ　４　＝　０　　・・・（４
）ここで、計算を簡略化するため、使用帯域での両オー
プンゲインＡ及びＢを０とすると、上述の（１）式及び
（２）式からそれぞれ（５）式及び（６）式の関係が得
られる。

Ｖ　Ｉ　−ＶＮ　　　　　　　　　　　　　　・・・（
５）ＶＰ＝ＶＮ　　　　　　　　　　　　　　・・・（
６）従って、これら（５）式及び（６）式と上述の（３
）式から次式 ％式％（７） が得られ、（５）式及びこの（７）式を上述の（４）式
に代入することで次式 ％式％） これらの式を用いて整理することにより、コンデンサＣ
１に流れる電流ｉ５は、次式 ％式％ で表すことができ、従って、入力電圧ＶＩから見た当該
−鍛型インピーダンス変換器のインピーダンスｚＬは、
次式 ％式％ 第５図の従来回路においては、インピーダンスＺ１に対
応する素子は抵抗（Ｒ３）であり、インピーダンスｚ３
に対応する素子はコンデンサ（Ｃ２）であるが、この（
１０）式からこれら素子を入れ替えても一般型インピー
ダンス変換器のインピーダンスｚＬが同様になることが
分かる。

そこで、本発明においては、第１図に示すように従来に
おける抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２の接続位置を入れ替え
てインピーダンス変換器を構成した。

第３図及び第４図は同一特性値の受動素子を第１図及び
第５図に示すように接続した場合の周波数特性を示すも
のであり、（１０）式の理論式から分かるようにその利
得特性ＲＥＳＩ及びＲＥＳ２、位相特性ＰＨ１及びＰＨ
２は同様となった。

上述の実施例によれば、従来と異なり、アース側に抵抗
素子（Ｒ７）を接続したので、当該−鍛型インピーダン
ス変換器を用いてバランス型フィルタ回路をアース電位
が変化しないように相互に接続する場合、そのアース端
子同志の接続中点とアース間に介挿する素子が抵抗素子
でよく、電流の影響を受けることが少なくなり、しかも
、この新たな抵抗素子の選別作業をコンデンサの場合に
競べて格段的に容易にし得る。

なお、上述の実施例は、オーディオ機器のアナログフィ
ルタ回路に適用する場合についてその効果を述べたが、
本発明の一般型インピーダンス変換器の用途はこれに限
定されるものではない。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、アース側素子として抵
抗素子を用いたので、バランス型フィルタ回路に適用し
て好適な一般型インピーダンス変換器を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一般型インピーダンス変換器の一
実施例を示す接続図、第２図は第５図の接続関係を変形
して示す接続図、第３図は上記実施例の周波数利得特性
及び位相特性を示す特性曲線図、第４図は従来回路の周
波数利得特性及び位相特性を示す特性曲線図、第５図は
従来回路を示す接続図である。 Ｃ３、Ｃ４・・・コンデンサ、Ｒ５〜Ｒ７・・・抵抗、
ＯＦ２、ＯＦ２・・・演算増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１のコンデンサ、第１の抵抗、第２のコンデンサ、第
   ２の抵抗及び第３の抵抗が信号伝送ラインからアースに
   向かって直列に接続され、上記第１のコンデンサの入力
   側に第１の演算増幅器の非反転入力端子が接続され、上
   記第１の抵抗及び上記第２のコンデンサの接続中点に上
   記第１の演算増幅器の反転入力端子及び第２の演算増幅
   器の反転入力端子が接続され、上記第２のコンデンサ及
   び上記第２の抵抗の接続中点に上記第１の演算増幅器の
   出力端子が接続され、上記第１のコンデンサ及び上記第
   １の抵抗の接続中点に上記第２の演算増幅器の出力端子
   が接続され、上記第２の抵抗及び上記第３の抵抗の接続
   中点に上記第２の演算増幅器の非反転入力端子が接続さ
   れたことを特徴とする一般型インピーダンス変換器。