JPH0241934Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、NF形トーンコントロール回路に関
する。

背景技術 オーデイオ信号の増幅のために用いるプリアン
プ等のオーデイオ装置においては、伝送信号の音
質調整のためにトーンコントロール回路が使用さ
れることが多い。その中で、低域と高域のコント
ロール（BASS，TREBLE）回路では、NF
（Negative Feedback）形と呼ばれる回路が主流
となつている。

第１図に、NF形トーンコントロール回路の一
例を示す。当該回路は、負帰還ループを有する演
算増幅器１と、この演算増幅器１の非反転入力端
子にバイアス電圧を印加せしめるバイアス電源２
と、抵抗R₁，R₂、コンデンサC₁及び可変抵抗
VR₁からなるバス（低域）コントロールネツトワ
ーク３と、抵抗R₃，R₄、コンデンサC₂，C₃及び
可変抵抗VR₂からなるトレブル（高域）コントロ
ールネツトワーク４とから構成されている。

この回路例では、能動素子である演算増幅器１
を片電源で使用しているため、演算増幅器１の非
反転入力端子にはバイアス電圧を印加する必要が
あり、そのバイアス電圧は最大ダイナミツクレン
ジを得るために電源電圧＋V_ccの1/2付近に設定さ
れている。このために、演算増幅器１の出力端に
は、電源電圧＋V_ccの約1/2即ちバイアス電圧にほ
ぼ等しい電圧が現われており、この電圧はネツト
ワーク３，４を介して演算増幅器１の反転入力端
子に帰還される。これにより、演算増幅器１は能
動状態となつている。

ところで、通常、トーンコントロール回路にお
いて強調される度合（ブースト量）と減衰される
度合（カツト量）とは、その割合が等しくなるよ
うに設定される。そして、可変抵抗VR₁，VR₂
は、その可動子が機械的中央位置で周波数特性が
フラツトとなるように設けられる。これは視覚
上、操作感覚上の理由によるものである。

以上の仕様を満たすために、可変抵抗VR₁，
VR₂としては、機械的操作量と抵抗変化量とがリ
ニアな特性のものが用いられ、かつ各回路素子の
定数がR₁＝R₂、R₃＝R₄、C₂＝C₃となるように設
定される。

かかる構成の回路において、その周波数特性が
フラツトのとき、前述の仕様条件から可変抵抗
VR₁，VR₂のワイパー端子は各々の全抵抗値の中
点に位置する。また、R₁＝R₂、R₃＝R₄、C₂＝C₃
であるから、ネツトワーク３，４の出力点５から
入力及び出力端を見たときのネツトワーク３，４
のインピーダンスZ_A，Z_B（第２図参照）は等しい
条件となつている。この条件によつてフラツトな
周波数特性を得ている訳であるが、このときの利
得は−Z_B／Z_Aで表わされ、Z_B＝Z_Aの条件下では
−１倍となつて電圧利得は無い（利得＝−１，マ
イナス記号は180゜位相反転を示す）。

さて、周波数特性がフラツトのとき、何らかの
設計的理由等によりトーンコントロール回路又は
その周辺部で１以上の利得を必要とした場合、従
来は、必要な利得のアンプをトーンコントロール
回路の前段あるいは後段に配して目的を達成して
いた。

しかし、かかる従来方法では、アンプを構成す
る部品費用、組立て及び検査に要する費用が増大
し、コスト高となる欠点があつた。また、部品点
数の増加に伴う実装スペースの制約を受けると共
に、装置全体としての寿命期間及び信頼性の点で
も不利となつていた。

考案の構成 本考案は、上記のような従来のものの欠点を除
去すべくなされてもので、別個のアンプを必要と
せずに周波数特性のフラツト時においても１以上
の利得を持つNF形トーンコントロール回路を提
供することを目的とする。

本考案によるNF形トーンコントロール回路
は、負帰還ループを有する演算増幅器の出力端と
基準電位点との間に、該演算増幅器の出力電圧の
交流成分のみを分圧する分圧回路を接続し、この
分圧回路の分圧電圧を該演算増幅器の一方の入力
端に帰還せしめることを特徴としている。

実施例 以下、本考案の実施例を図に基づいて詳細に説
明する。

第３図は、本考案の一実施例を示す回路図であ
り、図中第１図と同等部分は同一符号により示さ
れている。本実施例においては、演算増幅器１の
出力端と基準電位点であるアースとの間に、抵抗
R₁₀，R₁₁及びコンデンサC₁₀からなる分圧回路６
が接続され、この分圧回路６による分圧電圧がネ
ツトワーク３，４を介して演算増幅器１の反転入
力端子に帰還される構成となつており、それ以外
の構成は第１図と全く同じである。コンデンサ
C₁₀は、分圧回路６が演算増幅器１の出力電圧の
交流成分のみを分圧し、直流成分に対しては分圧
動作を行なわないようにするために設けられたも
のであり、この回路が使用される周波数帯域にお
いて抵抗R₁₀，R₁₁より十分低いインピーダンス
となる容量値に選ばれる。

また抵抗R₁₀，R₁₁は、ここでは説明の簡単化
のために、ネツトワーク３及び４のインピーダン
スより十分小さくかつ演算増幅器１が駆動できる
最小インピーダンスより大となる範囲で選定され
るものとするが、必ずしも上記範囲内でなくても
良い。

このように構成されたトーンコントロール回路
において、周波数特性がフラツトなときの回路動
作について第４図の等価回路を用いて説明する。
第４図において、周波数特性がフラツトなときの
ネツトワーク３，４のインピーダンスは第２図の
場合と同様にZ_A，Z_Bである。入力電圧をe_Iとした
とき、入力端から流入する電流i_Aはe_I／Z_Aであ
る。一方、このときの出力電圧をe_pとすると、Z_B
に加わる電圧は、出力電圧e_pが分圧回路６によつ
て分圧された分圧電圧となるので、その分圧比を
βとすると、e_p×βとなる。これから、Z_Bを流れ
る電流i_Bは、e_p×β／Z_Bとなる。本回路は反転増
幅動作をなす回路であるから、−i_B＝i_Aとなるよう
にe_pからの帰還動作が行なわれるので次式が成立
する。

−e_p×β／Z_B＝e_I／Z_A ……(1) 上記(1)式より、利得e_p／e_Iは、 e_p／e_I＝−Z_B／（Z_A×β） ……(2) となる。周波数特性がフラツトのときには前述し
たようにZ_A＝Z_Bであるから、式を整理すると、 e_p／e_I＝−１／β ……(3) となる。分圧比βは、 β＝（R₁₁＋Z_c）／（R₁₀＋R₁₁＋Z_c） ……(4) である。ここで、Z_cはコンデンサC₁₀のインピー
ダンスであるが、前述したようにZ_c《R₁₀，R₁₁と
なるように選定されているから、(4)式は次式のよ
うになる。

β＝R₁₁／（R₁₀＋R₁₁） ……(5) 上記の(5)式を(3)式に代入すると、利得e_p／e_I
は、 e_p／e_I＝−（R₁₀＋R₁₁／R₁₁） ……(6) となり、−１以上の値となることが判る。すなわ
ち、分圧回路６の分圧比の逆数倍の利得を得るこ
とができるのである。

さて、負帰還は交流成分のみならず直流成分に
ついても行なわなればならない。前述したよう
に、演算増幅器１の反転入力端子にバイアス電圧
と等しい電圧を与えて演算増幅器１を能動状態に
保つておかなくては増幅作用が得られない。本実
施例においては、分圧回路６がコンデンサC₁₀の
作用によつて直流成分に対しては分圧作用を行な
わないので、第１図に示す従来回路と同様に100
％負帰還がかかるようになつている。ただし、ト
ーンコントロール回路は入力端子からの直流信号
に対しても増幅作用があるので、コンデンサC_pに
よつて交流成分のみ入力されるようになされてい
る。これは第１図の回路も同様である。

演算増幅器１が正負の両電源で使用されるもの
において、コンデンサC₁₀が無い場合、演算増幅
器１の直流ドリフト分は、分圧回路６の分圧比の
逆数（１／β）倍されて導出されるので、ダイナ
ミツクレンジが狭くなる。ところが、本実施例の
場合、コンデンサC₁₀が設けられており、直流ド
リフトは100％帰還され、演算増幅器１の出力端
にはドリフト分しか現れなくなるので、ダイナミ
ツクレンジの狭小化は最小限に抑えられることに
なる。

なお、現実的には、分圧回路６の交流的なイン
ピーダンスがZ_Bに直列に加わるため、フラツトな
周波数特性が得られる可変抵抗VR₁，VR₂の可動
子の機械的位置がずれる影響が現れる。この影響
を少なくするためには、分圧インピーダンスを下
げ、コントロールネツトワーク３，４のインピー
ダンスを上げる必要がある。

上記実施例では、バス・トレブルトーンコント
ロール回路について説明したが、本考案は選択性
トーンコントロール回路にも適応できる。ここ
で、選択性トーンコントロール回路とは、特定の
周波数を中心とする比較的狭い帯域を選択してブ
ースト又はカツトするもので、グラフイツクイコ
ライザと称されるものは、この選択周波数を複数
持つたものである。第５図に、本考案を選択性ト
ーンコントロール回路に適応した例を示す。従
来、ブースト量とカツト量の割合が等しくかつ可
変抵抗VR₃の可動子の機械的中央位置でフラツト
な周波数特性を得るためにR₅＝R₆となるように
設定されており、フラツト時には、抵抗R₅、可
変抵抗VR₃、抵抗R₆及び共振ネツトワーク７が
平衡した状態となるため、回路の利得は−１であ
つた。この適応例では、分圧回路６を帰還ループ
に挿入することによつて、周波数特性がフラツト
のときの利得を−１以上にすることができるので
ある。その動作原理は、先の実施例と同様なので
省略する。

考案の効果 以上説明したように、本考案によるNF形トー
ンコントロール回路によれば、演算増幅器を有
し、負帰還によつてその周波数特性を変化させる
構成のものにおいて、その負帰還ループ内に該演
算増幅器の出力電圧の交流成分のみを分圧する分
圧回路を挿入したので、周波数特性がフラツトな
状態でも１以上の利得を得ることができる。ま
た、この１以上の利得を得るために従来回路に新
たに付加する回路素子としては、受動素子である
抵抗とコンデンサのみで良いため、部品費用及び
組立て工数の上昇分も僅かであり、寿命、信頼性
等への影響も少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図は第１図
の等価回路を示す回路図、第３図は本考案の一実
施例を示す回路図、第４図は第３図の等価回路を
示す回路図、第５図は本考案の他の実施例を示す
回路図である。 主要部分の符号の説明、１……演算増幅器、３
……バスコントロールネツトワーク、４……トレ
ブルコントロールネツトワーク、６……分圧回
路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 演算増幅器と、前記演算増幅器の出力電圧をそ
   の一方の入力端に帰還する負帰還ループと、回路
   入力端と前記演算増幅器の一方の入力端との間及
   び前記負帰還ループ内に設けられた可変インピー
   ダンス回路とを含むNF形トーンコントロール回
   路であつて、前記演算増幅器の出力端と基準電位
   点との間に接続されて前記演算増幅器の出力電圧
   の交流成分のみを分圧する分圧回路を備え、前記
   分圧回路の分圧電圧を前記演算増幅器の一方の入
   力端を帰還するようになされたことを特徴とする
   NF形トーンコントロール回路。