JPH041524B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動レベル調整回路に係り、特にオ
ーデイオ信号等の交流信号のレベルを調整する自
動レベル調整回路に関する。

第１図は従来の自動レベル調整回路を示してい
る。入力端子２に与えられる入力信号は、抵抗４
及びコンデンサ６を介して増幅器８，１０に与え
られるとともに、抵抗４とコンデンサ６との間に
形成された端子１２から可変抵抗素子としてのト
ランジスタ１４のコレクタに印加される。トラン
ジスタ１４のエミツタは、入力信号の動作点電位
と同じ点に接地されている。

増幅器８，１０で順次増幅された信号は、コン
デンサ１６を介して出力端子１８から取出される
とともに、端子２０からレベル検出回路２２に与
えられる。即ち、端子２０は抵抗２４を介して接
地され、前記増幅出力の動作点を接地電位に変換
し、ダイオード２６で検波された後、抵抗２８を
介してフイルタを構成するコンデンサ３０に印加
され、端子３２には前記出力信号レベルに応じた
レベルを持つ直流電圧が発生する。

この直流電圧は、コレクタをVccに接続した電
流バツフア回路３４にて電流増幅され、トランジ
スタ３６のベースに印加される。即ち、前記コン
デンサ３０に蓄えられた電荷の微少電流を用いて
トランジスタ３６を可変抵抗素子として働かせる
に充分なベース電流を電源Vccより供給し、入力
抵抗を高くしている。

そして、このトランジスタ３６のエミツタには
前記トランジスタ１４のベースが接続され、この
トランジスタ１４のベース電流がトランジスタ３
６の出力電流で制御されるように成つている。こ
の結果、トランジスタ１４は入力端子２に与えら
れる入力信号に対して可変抵抗として機能するこ
とになる。

このようなトランジスタの飽和特性を利用した
自動レベル調整回路では、増幅器８の入力レベル
を可変抵抗素子として設置されたトランジスタ１
４で制御し、出力信号レベルを一定に保つてい
る。

しかしながら、このような回路の場合、ダイオ
ード２６及びトランジスタ１４，３６の順方向降
下電圧V_Fが調整に寄与しているため、レベル調
整出力にはその温度特性が大きく影響する。ま
た、増幅器１０と制御系統との間には、コンデン
サ１６を設置することが必要であり、この回路を
集積回路で構成する場合、外付け部品となるコン
デンサ１６のためにピン数が増加する欠点があ
る。さらに、この回路では、交流動作点よりのピ
ーク電圧がダイオード２６及びトランジスタ１
４，３６の順方向降下電圧にて決まるレベルに固
定され自由に調節できないとともに、そのレベル
自体もダイオード及びトランジスタのばらつきに
より、そのばらつき範囲が大きくなる等の欠点が
ある。

また、前記電流バツフア回路３４は第２図に示
すように構成することも可能である。即ち、電流
バツフア回路３４は端子３２から制御入力が与え
られるトランジスタ４０と、定電流回路を構成す
るトランジスタ４２，４４とで構成されている。
このような電流バツフア回路３４を用いても交流
動作点よりピーク電圧が２つのダイオード（トラ
ンジスタ）の順方向降下電圧にて決まるレベルに
固定される他、前記と同様な欠点がある。

そこで、この発明は、レベル設定の自由化とと
もに、そのレベルのばらつきを抑制し、温度特性
の改善及び構成の簡略化を実現した自動レベル調
整回路の提供を目的とする。

即ち、この発明の自動レベル調整回路は、レベ
ル調整すべき入力信号が第１の抵抗５４及び第１
のコンデンサ５６を介して入力されるとともに、
その信号入力部に第２の抵抗６０を介して電圧源
６２が接続されて一定のバイアス電圧が設定され
た増幅器５２と、電源電圧を抵抗分割して基準電
圧を設定する基準電圧設定手段（可変抵抗９０）
と、エミツタを共通にし定電流源８４によつて動
作電流が供給される第１及び第２のトランジスタ
８１，８２を備えた差動回路が設置され、前記第
１のトランジスタのコレクタ側に第１のカレント
ミラー回路（トランジスタ９２，９４）を設置
し、前記第１のトランジスタのベースに前記増幅
器の出力信号が第３の抵抗８６を介して加えられ
るとともに、前記第２のトランジスタのベースに
前記基準電圧設定手段から前記基準電圧が加えら
れ、前記入力信号のレベルと前記基準電圧とを比
較して両者の大小関係に応じた時間幅を持つパル
ス電流を取り出す電圧比較回路６６と、この電圧
比較回路の前記第１のカレントミラー回路から前
記パルス電流を受け、そのパルス電流をパルス電
圧に変換する第４の抵抗９６と、この第４の抵抗
を通してベース入力が加えられてパルス電流を取
り出す第３のトランジスタ７２と、この第３のト
ランジスタのエミツタに第５の抵抗７３を介して
接続され、前記第３のトランジスタを通して加え
られる前記パルス電流によつて充電され、前記パ
ルス電流の平滑により直流電圧を発生する第２の
コンデンサ７６と、ベースに前記直流電圧が加え
られ、かつ、エミツタに第６の抵抗１００が接続
された第４のトランジスタ９８が設置されるとと
もに、この第４のトランジスタに流れる電流を取
り出す第２のカレントミラー回路（トランジスタ
１０２，１０４）が設置され、前記直流電圧に応
じた電流を取り出す電圧電流変換回路８０と、前
記第１の抵抗に直列に接続されて前記電圧電流変
換回路の出力電流を抵抗値変化に変換し、前記第
１の抵抗との抵抗値比率により前記増幅器の入力
信号レベルを調整する可変抵抗素子（トランジス
タ７８）とを備えてなるものである。

以下、この発明を図面に示した実施例を参照し
て詳細に説明する。

第３図はこの発明の自動レベル調整回路の実施
例を示している。入力端子５０にはレベルを調整
すべき入力信号が加えられ、この入力端子５０と
増幅器５２の信号入力部との間には第１の抵抗５
４及び第１のコンデンサ５６が直列に接続され、
抵抗５４とコンデンサ５６の接続点は、制御入力
によつて抵抗値が変化する可変抵抗素子５８を通
して接地されている。また、増幅器５２の入力部
は第２の抵抗６０を介して電圧源６２が接続さ
れ、増幅器５２にバイアス電圧V_Bを与えており、
増幅器５２の出力動作点もこのバイアス電圧V_B
で設定されるものである。この増幅回路５２の出
力部には、出力信号を取り出すための出力端子６
４が形成されているとともに、電圧比較回路６６
の非反転入力端子（＋）が接続されている。この
電圧比較回路６６の反転入力端子（−）には、基
準レベルを設定するためのレベル設定端子６８が
形成され、このレベル設定端子６８には図示して
いない可変電圧源から基準電圧V_REFが設定され
る。なお、この電圧源６２は前記バイアス電圧値
V_Bと温度特性、電源電圧変動特性等を同一にす
るものとする。

電圧比較回路６６の出力部と基準電位点との間
には抵抗７０が接続され、この抵抗７０の高電位
側端子には電圧比較回路６６で得られるパルス電
流に応じたパルス電流を取り出す第３のトランジ
スタ７２のベースが接続されている。トランジス
タ７２はバツフア回路を構成し、コレクタには電
源ラインが接続され、また、エミツタにはアタツ
クタイムを決める第５の抵抗として低抵抗７３を
介して端子７４が形成され、この端子７４には、
トランジスタ７２を通して得られるパルス電流を
平滑して直流電圧に変換する第２のコンデンサ７
６が接続されている。また、図示していないが、
リカバリータイムを決める高抵抗をコンデンサ７
６に並列で接地させてもよい。トランジスタ７２
に流れる電流は抵抗７３を介してコンデンサ７６
を充電し、このコンデンサ７６を通して得られた
直流電圧は、可変抵抗素子５８の制御入力とな
る。

以上の構成において、入力端子５０に与えられ
た入力信号は抵抗５４及び可変抵抗素子５８に印
加されるとともに、増幅器５２に与えられて増幅
される。この場合、入力信号はバイアス電圧源６
２の出力レベルでその直流レベルが与えられる増
幅器５２に入力される。

増幅器５２の出力信号は電圧比較回路６６に与
えられ、レベル設定端子６８に印加されている基
準電圧レベルV_REFと比較される。即ち、電圧比較
回路６６は、バイアス電圧源６２で設定された増
幅器の出力信号と基準レベルとを比較し、基準電
圧レベルV_REFより高い入力信号レベルの区間に対
応する時間幅を持つパルスを発生し、このパルス
は抵抗７０からトランジスタ７２のベースに印加
される。トランジスタ７２には入力パルスに応じ
た電流が流れるが、この断続電流はコンデンサ７
６で充電されて直流電圧に変換される。即ち、ト
ランジスタ７２に発生する直流電圧は、可変抵抗
素子５８の制御入力となり、制御入力に応じた抵
抗値が可変抵抗素子５８に形成される。この結
果、抵抗５４の抵抗値と可変抵抗素子５８の抵抗
値との比によつて入力信号が分圧されてレベル調
整され、その入力信号がコンデンサ５６を通して
増幅器５２の信号入力部に加えられる。即ち、交
流出力のピーク値が前記V_REFとV_Bの差となるよ
うに入力信号の振幅レベルの調整が行われ、出力
端子６４からレベル調整された信号出力を取り出
すことができる。

このような構成によれば、電圧比較回路６６の
レベル設定端子６８にバイアス電圧V_B以上の任
意のレベルの直流電圧V_REFを設定することで、入
力信号の振幅レベルを調整することができる。ま
た、回路構成については、従来の整流回路を電圧
比較回路６６で置き換えているため、結合用コン
デンサを伴う必要がなく、増幅器５２と制御系統
とを直結することができ、集積回路で構成する
際、コンデンサを外付けするためのピン数を削減
することができる。また、温度特性については、
電圧比較回路６６を構成するトランジスタ等の素
子の温度特性を相殺させることができるので、温
度特性が改善できる。

第４図はこの発明の自動レベル調整回路の具体
的な実施例を示し、第３図の回路と同一部分には
同一符号が付してある。この実施例では、電圧比
較回路６６は差動増幅器で構成され、また前記可
変抵抗素子５８はトランジスタ７８で構成され、
このトランジスタ７８のベースにはトランジスタ
７２のエミツタに発生させた直流電圧を電圧電流
変換回路８０で電流に変換して与えるように成つ
ている。即ち、第１及び第２のトランジスタ８
１，８２のエミツタは共通に接続され、このエミ
ツタと基準電位点との間には、両トランジスタ８
１，８２に流れる電流を規制する低電流源８４が
接続されている。トランジスタ８１のベースには
第３の抵抗８６を介して増幅器５２の出力部が接
続され、一方のトランジスタ８２のベースには、
電圧印加端子８８と基準電位点との間に電源電圧
Vccを分圧して基準電圧を設定すべき基準電圧設
定手段としての可変抵抗９０が設置され、その可
動片から基準電圧V_REFが設定されている。なお、
この場合、バイアス電圧源６２は温度特性を持た
ないものとする。

また、トランジスタ８１と電圧印加端子８８と
の間には、ダイオード接続されたトランジスタ９
２が接続され、このトランジスタ９２のベース・
コレクタにはトランジスタ９４のベースが接続さ
れている。即ち、トランジスタ９２，９４は第１
のカレントミラー回路を構成しており、トランジ
スタ９４のエミツタは電圧印加端子８８に接続さ
れ、コレクタと基準電位点との間には定電流源８
４とともに電圧比較器の電圧利得、パルス最大振
幅を決定する比較的高い第４の抵抗９６が接続さ
れている。

トランジスタ７２及びコンデンサ７６について
は、第３図に示す回路と同様に接続されており、
トランジスタ７２のエミツタには抵抗７３を介し
て第４のトランジスタ９８のベースが接続されて
いる。トランジスタ９８のエミツタは第６の抵抗
１００を介して接地されるとともにトランジスタ
９８のベースに接続される。電圧比較回路の利得
を大きくとることにより抵抗１００も大きくとる
ことができるので、トランジスタ９８のベース入
力抵抗を高くすることができ、リカバリータイム
を長くし、強入力時の入力抵抗の低下により生ず
る放電時定数の低下を防ぐことができる。トラン
ジスタ９８のコレクタと電圧印加端子８８との間
には、ダイオード接続されたトランジスタ１０２
が接続されている。このトランジスタ１０２のベ
ース・コレクタにはトランジスタ１０４のベース
が接続され、第２のカレントミラー回路を構成す
るトランジスタ１０４のエミツタは電圧印加端子
８８に、そのコレクタは可変抵抗素子としてのト
ランジスタ７８のベースに接続されている。

以上の構成に基づき、その動作を第５図に示す
動作波形を参照して説明する。第５図の動作波形
は過渡状態を示している。仮に、電圧比較回路６
６から可変抵抗素子としてのトランジスタ７８が
無い場合を想定し、この場合、入力端子５０に与
えられた入力信号に基づき、第５図Ａに示す出力
信号が出力端子６４から取り出されるものとす
る。そして、この信号波形において、基準電圧レ
ベルをV_REFとすると、この信号波形には基準電圧
レベルV_REFを越える信号が存在している。

この場合において、電圧比較回路６６に基準電
圧レベルV_REFを可変抵抗９０で設定すると、この
V_REFと第５図に示す信号との比較に基づき、抵抗
９６の端子間には第５図Ｃに示すパルスが発生す
る。このパルスはトランジスタ７２を介してコン
デンサ７６に印加され、コンデンサ７６の充電に
よつて平滑され、Ｃにおいて、一点鎖線で示すよ
うな直流電圧に変換される。この直流電圧は制御
電圧としてトランジスタ９８のベースに印加さ
れ、トランジスタ９８のコレクタ電流はこの直流
電圧によつて制御され、トランジスタ１０４から
制御電流がトランジスタ７８のベースに与えられ
ることになる。

この結果、トランジスタ７８の内部抵抗、即
ち、その抵抗値がベース入力側の制御電圧によつ
て変化し、その抵抗値変化と抵抗５４の抵抗値と
によつて入力信号が分圧され、入力信号のレベル
調整が行われる。即ち、パルスによるコンデンサ
７６への充電電流とコンデンサ７６の放電電流が
釣り合うように、電圧比較回路６６で得られるパ
ルス幅が制御される結果、入力信号の振幅レベル
が調整され、出力端子６４には第５図Ｂに示すよ
うにレベル調整された出力信号が取り出される。
なお、第５図Ｂに示す波形の振幅が徐々に基準電
圧レベルに近づき、また、第５図Ｃに示すパルス
の幅が徐々に小さく成つているのは、この自動レ
ベル調整回路が帰還系の動作を説明するために過
渡状態を拡大して示したためである。

以上の動作は入力信号波形が変動してその出力
波形が基準電圧レベルV_REFを超えた場合にも同様
に行われ、入力信号のレベル振幅の調整が行われ
ることは言うまでもない。

このように信号レベルを基準電圧V_REFを任意に
設定することにより、出力信号の振幅レベルを調
整することができ、レベル設定は可変抵抗９０で
自由に行うことができる。従来の検波回路は電圧
比較回路６６で構成できるため、コンデンサを介
することなく、増幅器５２と電圧比較回路６６と
は直結することができ、IC化に適する回路構成
と成つている。

また、このような回路構成から明らかなよう
に、レベル設定に関係するトランジスタの温度特
性を相殺する構成となつており、温度特性の影響
を回避でき、安定した動作を得ることができる。

以上説明したようにこの発明によれば、信号振
幅レベルを自由に調整することができ、増幅器の
出力動作点と基準レベルとの諸特性を一致させる
ことによりレベルばらつきをも押さえることがで
き、増幅器の出力部と制御系統とがコンデンサを
介することなく直結できるため、集積回路で構成
する際、外付け用のピン数の削減ができ、また温
度特性の改善により、安定した動作を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動レベル調整回路を示す回路
図、第２図は自動レベル調整回路の電流バツフア
回路を示す回路図、第３図及び第４図はこの発明
の自動レベル調整回路の実施例を示す回路図、第
５図は第４図の回路の動作を示す説明図である。 ５２……増幅器、５４……第１の抵抗、５６…
…第１のコンデンサ、５８……可変抵抗素子、６
０……第２の抵抗、６２……電圧源、６６……電
圧比較回路、７２……第３のトランジスタ、７３
……第５の抵抗、７６……第２のコンデンサ、７
８……トランジスタ（可変抵抗素子）、８０……
電圧電流変換回路、８１……第１のトランジス
タ、８２……第２のトランジスタ、８４……定電
流源、８６……第３の抵抗、９０……可変抵抗
（基準電圧設定手段）、９２，９４……第１のカレ
ントミラー回路を構成するトランジスタ、９６…
…第４の抵抗、９８……第４のトランジスタ、１
００……第６の抵抗、１０２，１０４……第２の
カレントミラー回路を構成するトランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レベル調整すべき入力信号が第１の抵抗及び
   第１のコンデンサを介して入力されるとともに、
   その信号入力部に第２の抵抗を介して電圧源が接
   続されて一定のバイアス電圧が設定された増幅器
   と、 電源電圧を抵抗分割して基準電圧を設定する基
   準電圧設定手段と、 エミツタを共通にし定電流源によつて動作電流
   が供給される第１及び第２のトランジスタを備え
   た差動回路が設置され、前記第１のトランジスタ
   のコレクタ側に第１のカレントミラー回路を設置
   し、前記第１のトランジスタのベースに前記増幅
   器の出力信号が第３の抵抗を介して加えられると
   ともに、前記第２のトランジスタのベースに前記
   基準電圧設定手段から前記基準電圧が加えられ、
   前記入力信号のレベルと前記基準電圧とを比較し
   て両者の大小関係に応じた時間幅を持つパルス電
   流を取り出す電圧比較回路と、 この電圧比較回路の前記第１のカレントミラー
   回路から前記パルス電流を受け、そのパルス電流
   をパルス電圧に変換する第４の抵抗と、 この第４の抵抗を通してベース入力が加えられ
   てパルス電流を取り出す第３のトランジスタと、 この第３のトランジスタのエミツタに第５の抵
   抗を介して接続され、前記第３のトランジスタを
   通して加えられる前記パルス電流によつて充電さ
   れ、前記パルス電流の平滑により直流電圧を発生
   する第２のコンデンサと、 ベースに前記直流電圧が加えられ、かつ、エミ
   ツタに第６の抵抗が接続された第４のトランジス
   タが設置されるとともに、この第４のトランジス
   タに流れる電流を取り出す第２のカレントミラー
   回路が設置され、前記直流電圧に応じた電流を取
   り出す電圧電流変換回路と、 前記第１の抵抗に直列に接続されて前記電圧電
   流変換回路の出力電流を抵抗値変化に変換し、前
   記第１の抵抗との抵抗値比率により前記増幅器の
   入力信号レベルを調整する可変抵抗素子と、 を備えてなることを特徴とする自動レベル調整回
   路。