JPH0648771B2 - イコライザ回路 - Google Patents

イコライザ回路

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JPH0648771B2
JPH0648771B2 JP60061470A JP6147085A JPH0648771B2 JP H0648771 B2 JPH0648771 B2 JP H0648771B2 JP 60061470 A JP60061470 A JP 60061470A JP 6147085 A JP6147085 A JP 6147085A JP H0648771 B2 JPH0648771 B2 JP H0648771B2
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Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。
A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来の技術 D.発明が解決しようとする問題点 E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例 G−1.基本構成および動作原理 G−2.第1の実施例 G−3.第2の実施例 H.発明の効果 A.産業上の利用分野 本発明は、テープレコーダ用のイコライザ回路に関し、
特に、集積回路化に適した回路方式の再生イコライザ回
路に関する。
B.発明の概要 本発明のイコライザ回路は、入力信号を電流変換して容
量(コンデンサ)に供給することにより得られた積分出
力と、入力信号に係数を与えた出力とを加算して取り出
すとともに、この加算出力を入力側に負帰還する構成と
することにより、集積回路化した際の外付け部品点数お
よび外部接続端子数を減らしたものである。
C.従来の技術 一般にテープレコーダにおいては、録音と再生を通じて
可聴周波数帯域内で周波数特性が平坦である必要があ
り、このための周波数補償が必要とされる。これは、ど
の信号周波数でも一様な強さに磁化された磁気テープ
を、損失のない理想的な状態で再生すると、再生ヘッド
の出力電流は磁束の時間変化に比例することより、再生
レベルが周波数に比例して上昇する点や、ある程度以上
の周波数では、録音および再生時のテープやヘッドの各
種の損失のため出力が低下する点等を考慮して、これら
の高域上昇特性および各種損失を、録音イコライザ回
路、再生イコライザ回路にて補償するものである。
再生イコライザ回路の周波数補償特性は、機種間の互換
性を保つために規格が定まっており、カセット・テープ
レコーダの場合には、第6図に示すような規格となって
いる。この第6図において、特性曲線aは、タイプIの
規格を示し、最も一般的な酸化鉄であるγ−Fe2O3(マ
グヘマイト)系磁性粉を用いた磁気テープ用の規格であ
る。また、特性曲線bは、タイプII〜IVの規格を示し、
クロム系、コバルト含有酸化鉄、合金粉末等を用いた高
性能テープ用の規格である。通常のカセット・テープレ
コーダの再生イコライザは、この2種類の特性を切り換
え可能なように設計されている。
第7図は、演算増幅器(オペアンプ)を用いて構成され
た従来の再生イコライザ回路の一例を示す。この第7図
において、入力端子1と出力端子2との間に演算増幅器
3が設けられている。抵抗R61,R62,R63およ
びコンデンサC62は演算増幅器3の帰還回路を構成
し、第6図の特性曲線Aに対応する120μsの零点の
時定数を与える。コンデンサC61は、直流利得を下
げ、オフセット電圧を抑えるためのものである。このよ
うな負帰還回路を有する演算増幅器3の周波数特性は、
第8図の特性曲線cのように表される。
ここで、第6図の零点時定数の120μsと70μsと
の切り換えば、第7図の時定数切換端子4がベースに接
続されたトランジスタQ61によって行われ、このトラ
ンジスタQ61が導通したとき、抵抗R64,R65
よびコンデンサC63の回路網は、第8図の特性曲線d
に示すような周波数特性となる。この周波数特性におけ
る極の時点数は120μsに、零点の時定数は70μs
にそれぞれ相当する。したがって、時定数切換端子4が
高電圧となってトランジスタQ61が導通したとき、演
算増幅器3の負帰還回路を含むイコライザ回路全体の特
性は、第8図の特性曲線eのようになる。
D.発明が解決しようとする問題点 このような再生イコライザ回路をIC化(集積回路化)
する場合、第7図に示すような従来の回路構成では、I
C素子の外付け部品点数が多くなり、外付けのための端
子数も増大してしまう。これは、IC化の目的として、
実装上の利点、高信頼性、コストの低減等があり、この
ため外付部品や外付け端子を少なくすることが必要とさ
れることを考慮すれば、従来の回路構成ではIC化の特
長を充分に生かしきれないことになる。
一方、第7図の回路における抵抗やコンデンサは、補償
特性の精度を高めるために、充分精度の高いものでなけ
ればならない。しかし、集積回路内部で実現可能な抵抗
は、絶対値精度が±20%程度であり、温度依存性が大
きく、また、コンデンサは極めて小さな容量に限定され
てしまう。したがって、高い精度を確保するためには、
第7図の回路中の抵抗やコンデンサを全て外付けとしな
ければならず、集積回路化する利点が充分に得られな
い。
本発明は、このような実情に鑑み、集積回路化した場合
の外付け部品点数や外付け用の端子数を大幅に減じ、集
積回路化の利点を充分に発揮できるイコライザ回路の提
供を目的とする。
E.問題点を解決するための手段 本発明のイコライザ回路は、一方の入力端子に入力信号
が印加される第1の加算手段と、この第1の加算手段の
出力より出力電流を取り出す手段と、この出力電流を容
量に供給し、積分出力を得る手段と、上記入力信号を電
圧−電流変換し係数を与える手段と、上記積分出力と上
記入力信号に係数を与えた出力とを加算する第2の加算
手段と、この加算された出力を上記第1の加算手段の他
方の入力端子に負帰還させる手段とを具備することによ
り、上述の問題点を解決する。
F.作用 電圧−電流変換回路、加算手段、乗算回路等は集積回路
内に容易に構成でき、外付けすべき部品としては、積分
用の容量(コンデンサ)のみとなって、集積回路化する
際の外付け部品点数や外付け端子数を大幅に低減でき
る。
G.実施例 G−1.基本構成および動作原理 本発明のイコライザ回路の基本的な構成について第1図
を参照しながら説明する。
この第1図において、第1の加算手段となる差動入力の
電圧−電流変換回路10は、正相(非反転)入力端子1
0aおよび逆相(反転)入力端子10bを有し、入力信
号が印加される入力端子1は正相入力端子10aに接続
されている。この電圧−電流変換回路10の出力より出
力電流を取り出すための乗算回路11は乗算係数αを持
つ。乗算回路11の出力端子には積分用の容量Cであ
るコンデンサ16が接続され、このコンデンサ16の出
力端子Pは、第2の加算手段となる演算増幅器(オペ
・アンプ)15の正相入力端子に接続されている。ま
た、入力端子1は、電圧−電流変換を行うとともに−K
の係数を与える係数回路14に接続され、この係数回路
14の出力端子は抵抗Rを介し演算増幅器15の逆相
入力端子に接続されている。演算増幅器15の出力端子
と逆相入力端子との間には抵抗Rが挿入接続されてい
る。これらの抵抗R,Rと演算増幅器15とによっ
て、端子Pの信号と、係数回路14からの信号とを加
算し、その加算出力信号を、電圧−電流変換回路10の
逆相入力端子10bに帰還させる構成としており、演算
増幅器15の出力端子2から再生イコライザ出力を得る
ことができる。
このような基本構成を有するイコライザ回路の動作原理
について第2図を参照しながら説明する。この第2図に
おいて、Gは上記電圧−電流変換回路10の伝達コン
ダクタンスを示し、加算器20と回路ブロック21の伝
達コンダクタンスGが第1図の電圧−電流変換回路1
0に対応している。また、回路ブロック21の係数αが
上記乗算回路11の乗算係数に対応し、係数回路24が
係数回路14に対応し、加算器25が上記演算増幅器1
5に対応している。
ここで、入力端子1の入力信号をVin(s)、各端子P
,Pの信号をそれぞれV(s),V(s)とし、出力
端子2の信号をVout(s)とする。ただし、sは複素
角周波数jωである。このとき、各信号V(s),V
(s),Vout(s)は、 となり、これらの〜式より、出力信号Vout(s)
は、 したがって式に示されるように、この伝達関数は、ひ
とつの零点及び極を持つことになり、第6図に示したよ
うな再生イコライザーとして必要な補償特性を実現する
ことができる。
零点の時定数の120μsと70μsの切換えは、係数
回路24の係数Kによって行なう。ここで重要な本発明
の性質として、Kを変化させた場合、零点の時定数のみ
が変化し、直流利得、極の周波数は、その影響を受け
ず、理想的に時定数の切換えを行なうことができる。
G−2.第1の実施例 第3図は、上述の基本構成をより具体化した本発明の第
1の実施例を示す。
この第3図は、IC化(集積回路化)に適した回路構成
の例を示し、端子31,32はそれぞれ正、負の電源端
子であり、端子35は上述した積分用のコンデンサ16
を外付けするためのものである。
ここで、現実の再生イコライザ回路は、再生ヘッドの出
力が微弱であるため、利得が大きくかつ低雑音でなけれ
ばならない。このため、第3図に示す第1の実施例にお
いては、先ず、入力端子1からの入力信号を増幅するた
めに、演算増幅器37と抵抗R11,R12から成る固
定利得増幅段を設けている。
この増幅段からの出力は、第1の加算手段となる電圧−
電流変換回路38の一方の入力端子に送られる。この電
圧−電流変換回路38は、抵抗R13,R14によって
電流帰還を施されたトランジスタQ,Qから成る差
動増幅器を有し、電流源39がバイヤス電流源となって
いる。電圧−電流変換回路38の出力電流は、ダイオー
ドD,Dから成るダイオード対40に供給されてい
る。なお、ダイオードDは、単なる直流電流源として
用いられており、ダイオードでなくともよい。次に、ダ
イオード対40の差電圧は、トランジスタQ,Q
ら成るエミッタ共通トランジスタ対41に加えられてお
り、ダイオード対40とトランジスタ対41とは乗算回
路(いわゆるギルバートの乗算回路)を構成する。この
場合のエミッタ共通トランジスタ対41を含む乗算回路
は、第1図の乗算回路11に対応し、その出力として
は、トランジスタQ,Qから成る電流ミラー回路4
3によりシングル・エンド変換された出力電流が、端子
35を介して積分用のコンデンサ16に供給される。ま
た、このエミッタ共通トランジスタ対41のシングル・
エンド変換された出力は、第2の加算手段である演算増
幅器45の正相入力端子に供給される。
また、上記演算増幅器37と抵抗R11,R12から成
る固定利得増幅段からの出力は、抵抗R15,R16
ら成る分圧回路47に送られる。この分圧回路47から
の出力は、トランジスタQ,Qおよび抵抗R17
18から成る差動増幅器42の一方の入力端子に送ら
れており、これらの分圧回路47と差動増幅器42とが
上記係数回路14に対応している。差動増幅器42の出
力は、トランジスタQ,Q10から成る電流ミラー回
路44によってシングル・エンド変換され、切換スイッ
チ49を介して演算増幅器45の逆相入力端子に送られ
て、上記積分出力と加算される。切換スイッチ49は、
演算増幅器45の負帰還抵抗を、抵抗R21およびR
22の直列回路と、抵抗R21のみとの間で切り換え選
択する。
さらに、演算増幅器45からの出力は、出力端子2を介
して取り出されるとともに、上記電圧−電流変換回路3
8の他方の入力端子に負帰還されている。
次に、上記零点の時定数120μsと70μsとの切り
換えについて説明すると、先ず、120μsを選択する
場合には、切換スイッチ49を端子49a側に切換接続
し、抵抗R21とR22との直列回路を演算増幅器45
の負帰還路に挿入接続するのに対し、70μsを選択す
る場合には、切換スイッチ49を端子49b側に切換接
続し、抵抗R21のみを演算増幅器45の負帰還路に挿
入接続する。これによって、上述したような再生イコラ
イザの周波数補償特性が得られる。
この第1の実施例によれば、外付け部品として1個の積
分用のコンデンサ16を用いるのみで、前述した所定の
周波数補償特性(再生イコライザ特性)を実現でき、外
付け部品の個数を大幅に低減できる。また、時定数の切
り換えは、切換端子36の印加電圧を切り換えて、集積
回路内部のパラメータを切り換えればよく、外部に特別
の回路を必要としない。したがって、集積化の利点を最
大に引き出すことができる。
G−3.第2の実施例 第4図は本発明の第2の実施例を示す。
この第2の実施例は、第3図の第1の実施例より更に実
用的な回路構成を有し、特に、固定利得の分割、時
定数の設定、抵抗のばらつき補正、および直流帰
還、の4点に特徴を有している。
固定利得の分割 実際の再生イコライザ回路においては、その周波数補償
特性に起因して、50〜60dB程度の直流利得が必要
である。しかしながら、これを初段の演算増幅器37を
含む上記固定利得増幅段のみで得ることは困難あるいは
不適当である。このため、第4図に示す第2の実施例に
おいては、演算増幅器45から電圧−電流変換回路38
の他方の入力端子への帰還について、抵抗R31,R
32から成る係数回路あるいは分圧回路48を介して帰
還させている。この分圧回路48を挿入することによ
り、回路全体の構成は等価的に第5図のように表せる。
この第5図において、係数Kの回路ブロック27が第
4図の分圧回路47に対応し、増幅器26の利得βは、
第4図の差動増幅器42および増幅器45による加算係
数に対応する。また、これらの回路ブロック27および
増幅器26が第2図の係数回路24に対応する。さら
に、第5図の係数Kの回路ブロック(係数回路)28
が第4図の分圧回路(係数回路)48に対応する。これ
らのことより、各係数K,K、およびα,βは、第
4図の各抵抗の抵抗値を用いて、 (ただし120μsのとき) また、出力信号Vout(s)は、 したがって、負帰還路に挿入接続された係数回路28
(分圧回路48)によって、相対的に伝達特性が1/K3
されることになり、初段の上記固定利得増幅段(演算増
幅器37等)にかかる負担を軽減することが可能とな
る。
時定数の設定 第3図における極及び零点の時定数は第5図においてK
=1であるから次の様になる。
極:T=C/(α・Cm)……… 零点:T=C・β・K/(α・Gm)……… ここで再生イコライザ回路に必要な極と零の時定数は極
が3180μsec、零が120μsec及び70μsecであ
るから,式よりβ,K必要な比は式のようにな
る。
よってかなり大きな比が必要となるが第4図のように係
数回路48を挿入することでこれらの比も楽に構成する
ことができる。第4図における極と零の時定数は次式と
なる。
極:T′=C/(α・Gm・K)…… 零点:T′=C・β・K/(α・Gm)…… したがって、第4図の第2の実施例の方が複雑な比を集
積回路内部で容易に実現できるので実用的である。
抵抗のバラツキ補正 一般に集積回路内部の抵抗は、抵抗相互の比は比較的高
精度に設定できるが、絶対値の精度はかなり悪く、温度
依存性も大きい。
第4図の実施例では乗算回路41の共通エミッタ電流
を、端子55を介して外部の抵抗R24にて与えること
により、集積回路内部の抵抗のバラツキを補正してい
る。電圧−電流変換回路38の伝達コンダクタンスは、
13,R14によって決定され、精度が劣る。しかし
抵抗R23と正確な比を保つことは可能である。乗算係
数αは、抵抗R23と外部の正確な基準抵抗R24の比
に比例する。仮にここで集積回路内部の抵抗が高い方に
バラつくと電圧−電流交換回路38の伝達コンダクタン
スはその分減少する。一方、乗算係数は増加し、伝達コ
ンダクタンスと乗算係数の積は一定に保たれる。また差
動増幅器42と抵抗R21,R22による加算係数β
は、一定でよい。なぜなら差動増幅器42の伝達コンダ
クタンスが減少すると、R21,R22が増加し、これ
を補正するからである。この方法により集積回路の抵抗
がバラついても特性のバラつくことはない。端子55と
抵抗R24は増加するが、これはステレオICの場合2
チャンネル共有出来るし、他の回路のバイアスとして用
いることも可能である。
直流帰還 再生イコライザ回路では50〜60dBの直流利得を持
っているので、入力オフセット電圧に敏感で通常は直流
利得が減少するように直流帰還をかける。この実施例で
は端子51を設け容量Cによって直流利得を1に減少
させている。
なお、第4図の他の構成は、前述した第3図と同様であ
るため、説明を省略する。
H.発明の効果 従来のイコライザ回路を集積回路化した場合には、多く
の抵抗、コンデンサ等の外付け部品が必要で、外部接続
端子数も多く必要としたのに対し、本発明のイコライザ
回路によれば、原理的には1個のコンデンサを外付けす
るのみでイコライザ回路の他の回路部を全て集積回路内
に組み込むことができ、外付け部品点数や外付け端子数
の極めて少ない集積回路化を実現できる。また、直流利
得を減少させるために直流帰還を施したとしても、外付
けコンデンサは2個のみでよい。さらに、抵抗の絶対値
精度を向上させるための基準抵抗については、ステレオ
の2チャンネル分を1個の集積回路に内蔵させる場合
に、共通化でき、1チャンネル当りでは1/2個で済み、
また、集積回路内部の他の回路部のバイアス電流として
利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のイコライザ回路の基本構成を示す回路
図、第2図は本発明のイコライザ回路の動作原理を説明
するための回路図、第3図は本発明の第1の実施例を示
す回路図、第4図は本発明の第2の実施例を示す回路
図、第5図は第4図の回路の動作原理を説明するための
回路図であり、第6図は再生イコライザ回路の周波数補
償特性を示すグラフ、第7図は再生イコライザ回路の従
来例を示す回路図、第8図は第7図の回路の動作を説明
するための周波数特性を示すグラフである。 1……入力端子 2……出力端子 10……電圧−電流変換回路(第1の加算手段) 11……乗算回路 14……係数回路 15……演算増幅器(第2の加算手段) 16……積分用コンデンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方の入力端子に入力信号が印加される第
    1の加算手段と、 この第1の加算手段の出力より出力電流を取り出す手段
    と、 この出力電流を容量に供給し、積分出力を得る手段と、 上記入力信号に係数を与える手段と、 上記積分出力と上記入力信号に係数を与えた出力とを加
    算する第2の加算手段と、 この加算された出力を上記第1の加算手段の他方の入力
    端子に負帰還させる手段とを具備して成るイコライザ回
    路。
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