JPH0758567A - レベルコントロール回路および電子ボリューム回路 - Google Patents
レベルコントロール回路および電子ボリューム回路Info
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- JPH0758567A JPH0758567A JP20085993A JP20085993A JPH0758567A JP H0758567 A JPH0758567 A JP H0758567A JP 20085993 A JP20085993 A JP 20085993A JP 20085993 A JP20085993 A JP 20085993A JP H0758567 A JPH0758567 A JP H0758567A
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- voltage
- output
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- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】デジタル電子ボリュームにおける減衰特性の単
調性を確保する。 【構成】アナログ入力信号のレベルをデジタル値である
ボリュームデータに従ってレベル変換する第1のアッテ
ネータと該第1のアッテネータの出力を伝達する第1の
バッファ回路と該第1のバッファ回路の出力を第1のア
ッテネータと異なる減衰率を有してレベル変換する第2
のアッテネータと該第2のアッテネータの出力を伝達す
る第2のバッファ回路からなり、入力電圧を直流電圧を
入力した場合、出力電圧の符号が入力電圧に対して反転
しないように構成し、レベルコントロール回路および前
記レベルコントロール回路の出力を基準入力電圧により
出力レベルが決定されるDA変換回路の基準入力電圧と
する。
調性を確保する。 【構成】アナログ入力信号のレベルをデジタル値である
ボリュームデータに従ってレベル変換する第1のアッテ
ネータと該第1のアッテネータの出力を伝達する第1の
バッファ回路と該第1のバッファ回路の出力を第1のア
ッテネータと異なる減衰率を有してレベル変換する第2
のアッテネータと該第2のアッテネータの出力を伝達す
る第2のバッファ回路からなり、入力電圧を直流電圧を
入力した場合、出力電圧の符号が入力電圧に対して反転
しないように構成し、レベルコントロール回路および前
記レベルコントロール回路の出力を基準入力電圧により
出力レベルが決定されるDA変換回路の基準入力電圧と
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子楽器等に利用され
る電子ボリュームに関する。
る電子ボリュームに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電子ボリューム回路の構成を表す
ブロック図を図2に示してその動作を簡単に説明する。
まず、レベルコントロール回路に一定の直流電圧を入力
し、それをボリュームデータに従ってレベル変換した後
DA変換回路の基準入力電圧VREFに入力する。一方D
A変換回路は、音源であるデジタルデータをアナログ信
号に変換する際の出力レベルはVREFに与えられる基準
入力電圧により決定されるので、結局レベルコントロー
ル回路に入力されるボリュームデータでアナログ信号レ
ベルをコントロールできることになる。
ブロック図を図2に示してその動作を簡単に説明する。
まず、レベルコントロール回路に一定の直流電圧を入力
し、それをボリュームデータに従ってレベル変換した後
DA変換回路の基準入力電圧VREFに入力する。一方D
A変換回路は、音源であるデジタルデータをアナログ信
号に変換する際の出力レベルはVREFに与えられる基準
入力電圧により決定されるので、結局レベルコントロー
ル回路に入力されるボリュームデータでアナログ信号レ
ベルをコントロールできることになる。
【0003】図3には、従来のレベルコントロール回路
の回路図を示す。図中、抵抗R10、R11、・・・、R18とスイ
ッチSW10、SW11、・・・、SW19でアッテネータ1(以後A
TT1と表す)を、抵抗R20、R21、R22、R23とスイッチ
SW20、SW21、・・・、SW24でアッテネータ2(以後ATT
2と表す)を構成している。ここで、スイッチの制御は
ボリュームデータであるデジタルデータにより行われる
が、このボリュームデータは図示しないデコーダを介し
てそれぞれのアッテネータにおけるスイッチのどれか1
つがONするようなデータに変換されている。全体の動
作を説明すると、まず入力電圧VINを前段のアッテネー
タであるATT1内の抵抗によって分圧し、任意のレベ
ルをスイッチにより選択してオペアンプ1によるバッフ
ァを介して後段のアッテネータであるATT2に伝達し
ている。次に、この電圧をATT2内においてATT1
と同様の処理を行い、オペアンプ2によるバッファを介
して出力電圧VOUTを出力している。
の回路図を示す。図中、抵抗R10、R11、・・・、R18とスイ
ッチSW10、SW11、・・・、SW19でアッテネータ1(以後A
TT1と表す)を、抵抗R20、R21、R22、R23とスイッチ
SW20、SW21、・・・、SW24でアッテネータ2(以後ATT
2と表す)を構成している。ここで、スイッチの制御は
ボリュームデータであるデジタルデータにより行われる
が、このボリュームデータは図示しないデコーダを介し
てそれぞれのアッテネータにおけるスイッチのどれか1
つがONするようなデータに変換されている。全体の動
作を説明すると、まず入力電圧VINを前段のアッテネー
タであるATT1内の抵抗によって分圧し、任意のレベ
ルをスイッチにより選択してオペアンプ1によるバッフ
ァを介して後段のアッテネータであるATT2に伝達し
ている。次に、この電圧をATT2内においてATT1
と同様の処理を行い、オペアンプ2によるバッファを介
して出力電圧VOUTを出力している。
【0004】このように2つのアッテネータを使用して
いるのは最大減衰量を大きくとり、なおかつ分解能を小
さくとるのに有効なためであって、このことを1つのア
ッテネータで実現しようとすると抵抗とスイッチが多数
必要となる。通常、前段のアッテネータによって大きく
減衰量を操作(粗調)し、後段のアッテネータにおいて
小さい分解能で減衰量を操作(微調)している。図3に
おける入力電圧VINと出力電圧VOUTの関係を式で表す
と以下のようになる。
いるのは最大減衰量を大きくとり、なおかつ分解能を小
さくとるのに有効なためであって、このことを1つのア
ッテネータで実現しようとすると抵抗とスイッチが多数
必要となる。通常、前段のアッテネータによって大きく
減衰量を操作(粗調)し、後段のアッテネータにおいて
小さい分解能で減衰量を操作(微調)している。図3に
おける入力電圧VINと出力電圧VOUTの関係を式で表す
と以下のようになる。
【0005】VOUT=VIN・D1・D2 (1) ここでD1およびD2は、それぞれ前段のアッテネータの
減衰率および後段のアッテネータの減衰率で、この例で
はD1がATT1の減衰率、D2がATT2の減衰率に対
応する。表1に図2のレベルコントロール回路のスイッ
チと減衰量の関係を示す。これは、ATT1およびAT
T2の1ステップの減衰量をそれぞれ−6dBおよび−
1.5dBとし、この組み合わせで0dBから−52.
5dBの減衰量を−1.5dBずつ36ステップで減衰
する時のONするスイッチと減衰量との関係を表したも
のである。図中のボリュームコードは0dBをコード
0、−52.5dBをコード35として減衰量を0から
35の数字でコード表現したものである。なお、減衰率
をdB表現した時、減衰量という表し方をしており以後
の説明でも用いるものとする。
減衰率および後段のアッテネータの減衰率で、この例で
はD1がATT1の減衰率、D2がATT2の減衰率に対
応する。表1に図2のレベルコントロール回路のスイッ
チと減衰量の関係を示す。これは、ATT1およびAT
T2の1ステップの減衰量をそれぞれ−6dBおよび−
1.5dBとし、この組み合わせで0dBから−52.
5dBの減衰量を−1.5dBずつ36ステップで減衰
する時のONするスイッチと減衰量との関係を表したも
のである。図中のボリュームコードは0dBをコード
0、−52.5dBをコード35として減衰量を0から
35の数字でコード表現したものである。なお、減衰率
をdB表現した時、減衰量という表し方をしており以後
の説明でも用いるものとする。
【0006】 表1 従来例でのレヘ゛ルコントロール回路のスイッチと減衰量との関係図ホ゛リューム ATT1 ATT2 ATT1 ATT2 全体の 減衰後コート゛ オン オン による による 減衰量 のレヘ゛ルコート゛ スイッチ スイッチ 減衰量 減衰量 [dB] [dB] [dB] [%] 0 SW10 SW20 0 0 0 100 1 SW10 SW21 0 -1.5 -1.5 84.14 2 SW10 SW22 0 -3.0 -3.0 70.79 3 SW10 SW23 0 -4.5 -4.5 59.57 4 SW11 SW20 -6.0 0 -6.0 50.12 5 SW11 SW21 -6.0 -1.5 -7.5 42.17 6 SW11 SW22 -6.0 -3.0 -9.0 35.48 7 SW11 SW23 -6.0 -4.5 -10.5 29.85 8 SW12 SW20 -12.0 0 -12.0 25.11 9 SW12 SW21 -12.0 -1.5 -13.5 21.13 10 SW12 SW22 -12.0 -3.0 -15.0 17.78 11 SW12 SW23 -12.0 -4.5 -16.5 14.96 12 SW13 SW20 -18.0 0 -18.0 12.59 13 SW13 SW21 -18.0 -1.5 -19.5 10.59 14 SW13 SW22 -18.0 -3.0 -21.0 8.91 15 SW13 SW23 -18.0 -4.5 -22.5 7.50 16 SW14 SW20 -24.0 0 -24.0 6.31 17 SW14 SW21 -24.0 -1.5 -25.5 5.31 18 SW14 SW22 -24.0 -3.0 -27.0 4.47 19 SW14 SW23 -24.0 -4.5 -28.5 3.76 20 SW15 SW20 -30.0 0 -30.0 3.16 21 SW15 SW21 -30.0 -1.5 -31.5 2.66 22 SW15 SW22 -30.0 -3.0 -33.0 2.24 23 SW15 SW23 -30.0 -4.5 -34.5 1.88 24 SW16 SW20 -36.0 0 -36.0 1.58 25 SW16 SW21 -36.0 -1.5 -37.5 1.33 26 SW16 SW22 -36.0 -3.0 -39.0 1.12 27 SW16 SW23 -36.0 -4.5 -40.5 0.94 28 SW17 SW20 -42.0 0 -42.0 0.79 29 SW17 SW21 -42.0 -1.5 -43.5 0.67 30 SW17 SW22 -42.0 -3.0 -45.0 0.56 31 SW17 SW23 -42.0 -4.5 -46.5 0.47 32 SW18 SW20 -48.0 0 -48.0 0.40 33 SW18 SW21 -48.0 -1.5 -49.5 0.33 34 SW18 SW22 -48.0 -3.0 -51.0 0.28 35 SW18 SW23 -48.0 -4.5 -52.5 0.24
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においてはバッファを構成するオペアンプに直流オ
フセット電圧が存在する。今、オペアンプ1およびオペ
アンプ2のオフセット電圧をそれぞれVOF1およびVOF2
とした時、式(1)は次式のようになる。
来例においてはバッファを構成するオペアンプに直流オ
フセット電圧が存在する。今、オペアンプ1およびオペ
アンプ2のオフセット電圧をそれぞれVOF1およびVOF2
とした時、式(1)は次式のようになる。
【0008】 VOUT={VIN・D1+VOF1}・D2+VOF2 式(2) =VIN・D1・D2+VOF1・D2+VOF2 式中2段目の第2項および第3項で表されるオフセット
電圧による項の内、第2項はオペアンプ1のオフセット
電圧VOF1が後段のアッテネータであるATT2により
減衰させられたものであるが、従来例においてはATT
2は微調用であるため、表1で言えば減衰量が0dBか
ら−4.5dBと小さいためにVOF1はあまり減衰され
ない。従って、VOF1とVOF2の符号が同じであった場合
は全体として大きなオフセット量となり、本来有効な出
力電圧である第1項が小さくなった場合、出力電圧に占
めるオフセット電圧の割合が大きくなる。このことは、
レベルコントロール回路を単体で用い、入力に交流電圧
を与えて出力電圧の振幅値を対象とするような場合は、
出力に直流カットコンデンサを入れることでオフセット
電圧の影響を回避できる。
電圧による項の内、第2項はオペアンプ1のオフセット
電圧VOF1が後段のアッテネータであるATT2により
減衰させられたものであるが、従来例においてはATT
2は微調用であるため、表1で言えば減衰量が0dBか
ら−4.5dBと小さいためにVOF1はあまり減衰され
ない。従って、VOF1とVOF2の符号が同じであった場合
は全体として大きなオフセット量となり、本来有効な出
力電圧である第1項が小さくなった場合、出力電圧に占
めるオフセット電圧の割合が大きくなる。このことは、
レベルコントロール回路を単体で用い、入力に交流電圧
を与えて出力電圧の振幅値を対象とするような場合は、
出力に直流カットコンデンサを入れることでオフセット
電圧の影響を回避できる。
【0009】しかし、図2の電子ボリューム回路のよう
に直流電圧を与えてその出力をDA変換回路の基準入力
電圧源として使用した場合、DA変換回路の変換出力が
基準入力電圧VREFのGNDレベルに対する絶対値によ
って決定してしまう。たとえばレベルコントロール回路
の入力をGNDレベルに対して正電圧を与え、その電圧
をボリュームデータの変更によって減衰させていった場
合、レベルコントロール回路の出力の減少とともにDA
変換回路の変換出力も減少するが、レベルコントロール
回路の出力がマイナス側になるとDA変換回路の変換出
力の位相が反転して逆に振幅値が増大する。従って、オ
フセット電圧がGNDレベルに対して負の値をもってい
るとこのマイナスのオフセット電圧の影響によりある減
衰量を境にレベルコントロール回路の出力符号がGND
レベルに対し反転する場合があり、減衰量を大きくして
いってもレベルコントロール回路の出力がマイナスに反
転する減衰量を境に逆にDA変換回路の変換出力が増大
し、結果として電子ボリューム全体の減衰特性の単調性
が確保されなくなる。
に直流電圧を与えてその出力をDA変換回路の基準入力
電圧源として使用した場合、DA変換回路の変換出力が
基準入力電圧VREFのGNDレベルに対する絶対値によ
って決定してしまう。たとえばレベルコントロール回路
の入力をGNDレベルに対して正電圧を与え、その電圧
をボリュームデータの変更によって減衰させていった場
合、レベルコントロール回路の出力の減少とともにDA
変換回路の変換出力も減少するが、レベルコントロール
回路の出力がマイナス側になるとDA変換回路の変換出
力の位相が反転して逆に振幅値が増大する。従って、オ
フセット電圧がGNDレベルに対して負の値をもってい
るとこのマイナスのオフセット電圧の影響によりある減
衰量を境にレベルコントロール回路の出力符号がGND
レベルに対し反転する場合があり、減衰量を大きくして
いってもレベルコントロール回路の出力がマイナスに反
転する減衰量を境に逆にDA変換回路の変換出力が増大
し、結果として電子ボリューム全体の減衰特性の単調性
が確保されなくなる。
【0010】本発明は上記の課題を解決し、レベルコン
トロール回路の入力電圧を直流とした場合、その出力電
圧に加わるオペアンプのオフセット電圧による影響を低
減するようにして電子ボリューム回路の減衰特性の単調
性を確保することを目的とする。
トロール回路の入力電圧を直流とした場合、その出力電
圧に加わるオペアンプのオフセット電圧による影響を低
減するようにして電子ボリューム回路の減衰特性の単調
性を確保することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のレベルコントロ
ール回路及び電子ボリューム回路は、下記の手段をと
る。
ール回路及び電子ボリューム回路は、下記の手段をと
る。
【0012】アナログ入力信号のレベルをデジタル値で
あるボリュームデータに従ってレベル変換する第1のア
ッテネータと該第1のアッテネータの出力を伝達する第
1のバッファ回路と該第1のバッファ回路の出力を第1
のアッテネータと異なる減衰率を有してレベル変換する
第2のアッテネータと該第2のアッテネータの出力を伝
達する第2のバッファ回路からなる構成において、第2
のアッテネータが第1のアッテネータに対して大きい最
大減衰率を有するレベルコントロール回路、あるいは、
第1のアッテネータの減衰率がD1、第2のアッテネー
タの減衰率がD2、第1のバッファ回路の出力直流オフ
セット電圧がVOF1、第2のバッファ回路の出力直流オ
フセット電圧がVOF2である時、接地レベルに対して正
の直流電圧VINを入力に与えた場合に、次式 VIN・D1・D2≧−(VOF1・D2+VOF2) を満足し、接地レベルに対して負の直流電圧VINを入力
に与えた場合に、次式 VIN・D1・D2≦−(VOF1・D2+VOF2) を満足するような第1のアッテネータおよび第2のアッ
テネータを有するレベルコントロール回路あるいは、第
1のアッテネータの減衰率がD1、第2のアッテネータ
の減衰率がD2、第1のバッファ回路の出力直流オフセ
ット電圧がVOF1、第2のバッファ回路の出力直流オフ
セット電圧がVOF2である時、接地レベルに対して正の
直流電圧VINを入力に与えた場合に、次式 VIN・D1・D2≧−(VOF1・D2+VOF2) を満足し、接地レベルに対して負の直流電圧VINを入力
に与えた場合に、次式 VIN・D1・D2≦−(VOF1・D2+VOF2) を満足するように入力電圧VINを与えるレベルコントロ
ール回路、あるいは、電源電圧まで出力できるオペアン
プによるバッファ回路を用い、入力にオペアンプの電源
電圧と等しい直流電圧を与えることを特徴とするレベル
コントロール回路、上記それぞれのレベルコントロール
回路の出力を基準入力電圧により出力レベルが決定され
るDA変換回路の基準入力電圧とする電子ボリューム回
路。
あるボリュームデータに従ってレベル変換する第1のア
ッテネータと該第1のアッテネータの出力を伝達する第
1のバッファ回路と該第1のバッファ回路の出力を第1
のアッテネータと異なる減衰率を有してレベル変換する
第2のアッテネータと該第2のアッテネータの出力を伝
達する第2のバッファ回路からなる構成において、第2
のアッテネータが第1のアッテネータに対して大きい最
大減衰率を有するレベルコントロール回路、あるいは、
第1のアッテネータの減衰率がD1、第2のアッテネー
タの減衰率がD2、第1のバッファ回路の出力直流オフ
セット電圧がVOF1、第2のバッファ回路の出力直流オ
フセット電圧がVOF2である時、接地レベルに対して正
の直流電圧VINを入力に与えた場合に、次式 VIN・D1・D2≧−(VOF1・D2+VOF2) を満足し、接地レベルに対して負の直流電圧VINを入力
に与えた場合に、次式 VIN・D1・D2≦−(VOF1・D2+VOF2) を満足するような第1のアッテネータおよび第2のアッ
テネータを有するレベルコントロール回路あるいは、第
1のアッテネータの減衰率がD1、第2のアッテネータ
の減衰率がD2、第1のバッファ回路の出力直流オフセ
ット電圧がVOF1、第2のバッファ回路の出力直流オフ
セット電圧がVOF2である時、接地レベルに対して正の
直流電圧VINを入力に与えた場合に、次式 VIN・D1・D2≧−(VOF1・D2+VOF2) を満足し、接地レベルに対して負の直流電圧VINを入力
に与えた場合に、次式 VIN・D1・D2≦−(VOF1・D2+VOF2) を満足するように入力電圧VINを与えるレベルコントロ
ール回路、あるいは、電源電圧まで出力できるオペアン
プによるバッファ回路を用い、入力にオペアンプの電源
電圧と等しい直流電圧を与えることを特徴とするレベル
コントロール回路、上記それぞれのレベルコントロール
回路の出力を基準入力電圧により出力レベルが決定され
るDA変換回路の基準入力電圧とする電子ボリューム回
路。
【0013】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明によるレベルコントロール回路
のブロック図である。また、電子ボリューム回路の構成
方法については従来例に示した図2の電子ボリューム回
路と同様であるが、ここでのレベルコントロール回路は
図1に示す回路を使用する。図1中のATT1およびA
TT2は、従来例の図3に示すレベルコントロール回路
中のATT1およびATT2と同じアッテネータを使用
しているが、本発明では前段のアッテネータにATT2
を、後段のアッテネータにATT1を配した構成となっ
ている。このため図1の各スイッチと全体の減衰量との
関係は従来例のそれを示した表1と全く同様であるが、
アッテネータの順番が異なるために各オペアンプのオフ
セット電圧を考慮して表現した入力電圧VINと出力電圧
VOUTの関係式(2)における第2項VOF1・D2が従来例
と異なる。つまり、実施例のD2はATT1によるもの
で、従来例のD2はATT2によるものであることか
ら、減衰量を大きくしていった場合にATT1の最大減
衰量がATT2のそれに比べて大きいために、VOF1・D
1が従来例に比べて小さくなり、出力電圧が受けるオフ
セット電圧の影響が減少する。また、本実施例では、バ
ッファ回路を構成するオペアンプに電源電圧まで出力で
きるオペアンプを使用し、入力電圧VINにオペアンプの
電源電圧を与える構成をとっている。これは、式(2)
中の本来の有効項である第1項VIN・D1・D2を大きくす
ることで出力電圧に占めるオフセット電圧の割合を減少
させ、減衰量を大きくしていった場合のオフセットの影
響を軽減するものである。なお、電源電圧まで出力でき
るオペアンプに関しては、たとえばROUBIK GR
EGORIAN、GABORR C.TEMES著AN
ALOG MOS INTEGRATED CIRCU
ITS FOR SIGNAL PROCESSING
のFIGURE4.59に示すように出力トランジスタ
をB級プッシュプル構成にして出力範囲を拡大する手法
をとることで実現できる。
明する。図1は、本発明によるレベルコントロール回路
のブロック図である。また、電子ボリューム回路の構成
方法については従来例に示した図2の電子ボリューム回
路と同様であるが、ここでのレベルコントロール回路は
図1に示す回路を使用する。図1中のATT1およびA
TT2は、従来例の図3に示すレベルコントロール回路
中のATT1およびATT2と同じアッテネータを使用
しているが、本発明では前段のアッテネータにATT2
を、後段のアッテネータにATT1を配した構成となっ
ている。このため図1の各スイッチと全体の減衰量との
関係は従来例のそれを示した表1と全く同様であるが、
アッテネータの順番が異なるために各オペアンプのオフ
セット電圧を考慮して表現した入力電圧VINと出力電圧
VOUTの関係式(2)における第2項VOF1・D2が従来例
と異なる。つまり、実施例のD2はATT1によるもの
で、従来例のD2はATT2によるものであることか
ら、減衰量を大きくしていった場合にATT1の最大減
衰量がATT2のそれに比べて大きいために、VOF1・D
1が従来例に比べて小さくなり、出力電圧が受けるオフ
セット電圧の影響が減少する。また、本実施例では、バ
ッファ回路を構成するオペアンプに電源電圧まで出力で
きるオペアンプを使用し、入力電圧VINにオペアンプの
電源電圧を与える構成をとっている。これは、式(2)
中の本来の有効項である第1項VIN・D1・D2を大きくす
ることで出力電圧に占めるオフセット電圧の割合を減少
させ、減衰量を大きくしていった場合のオフセットの影
響を軽減するものである。なお、電源電圧まで出力でき
るオペアンプに関しては、たとえばROUBIK GR
EGORIAN、GABORR C.TEMES著AN
ALOG MOS INTEGRATED CIRCU
ITS FOR SIGNAL PROCESSING
のFIGURE4.59に示すように出力トランジスタ
をB級プッシュプル構成にして出力範囲を拡大する手法
をとることで実現できる。
【0014】図4にレベルコントロール回路の減衰特性
を示す。これは、オペアンプ1およびオペアンプ2のオ
フセット電圧を−5mV、電源電圧VDDを5V、VS
Sを0V、GNDを2.5Vとし、入力に直流電圧を与
えたときの減衰特性で、横軸にボリュームコードを、縦
軸にレベルコントロール回路の出力電圧をとったもので
ある。なお、ここでのボリュームコードと減衰量の関係
は、表1に示したものと同じである。図中、14Aは図
3に示した従来例のレベルコントロール回路の入力電圧
VINにGNDレベルに対して+1.25Vの直流電圧を
与えた場合の特性で、15Aは図1に示した本実施例の
レベルコントロール回路の入力電圧VINにGNDレベル
に対して+1.25Vの直流電圧を与えた(図3の従来
例に対してアッテネータの入れ換えのみ)場合の特性
で、16Aは、従来例のレベルコントロール回路の入力
電圧VINにGNDレベルに対して+2.5Vの直流電圧
を与えた場合の特性で、17Aが本実施例(図3の実施
例に対してアッテネータを入れ換えるとともに入力電圧
を+2.5Vとした)の特性である。
を示す。これは、オペアンプ1およびオペアンプ2のオ
フセット電圧を−5mV、電源電圧VDDを5V、VS
Sを0V、GNDを2.5Vとし、入力に直流電圧を与
えたときの減衰特性で、横軸にボリュームコードを、縦
軸にレベルコントロール回路の出力電圧をとったもので
ある。なお、ここでのボリュームコードと減衰量の関係
は、表1に示したものと同じである。図中、14Aは図
3に示した従来例のレベルコントロール回路の入力電圧
VINにGNDレベルに対して+1.25Vの直流電圧を
与えた場合の特性で、15Aは図1に示した本実施例の
レベルコントロール回路の入力電圧VINにGNDレベル
に対して+1.25Vの直流電圧を与えた(図3の従来
例に対してアッテネータの入れ換えのみ)場合の特性
で、16Aは、従来例のレベルコントロール回路の入力
電圧VINにGNDレベルに対して+2.5Vの直流電圧
を与えた場合の特性で、17Aが本実施例(図3の実施
例に対してアッテネータを入れ換えるとともに入力電圧
を+2.5Vとした)の特性である。
【0015】図2に示すように電子ボリューム回路を構
成し、レベルコントロール回路の入力電圧にGNDレベ
ルに対して正の入力電圧VINを与えた場合は、従来例の
課題の箇所でも述べたように、レベルコントロール回路
の出力電圧VOUTがGNDレベルに対して負にならない
範囲が電子ボリュームの単調性が確保される範囲、式で
表現すれば式(2)のVOUTが負にならない、つまり次
式 VIN・D1・D2≧−(VOF1・D2+VOF2) が満足される減衰コードまで単調性が確保される。図4
によるとGNDレベルに対して負とならない最大減衰量
はコード表現で、特性14Aがコード28、特性15A
がコード31、特性16Aがコード32、特性17Aが
最終コードであるコード35なので、特性14Aと特性
15Aとの比較からアッテネータの入れ換えによって3
コード、特性14Aと特性16Aとの比較から入力電圧
をVDDにすることによって4コード、特性14Aと特
性17Aの比較からアッテネータの入れ換えおよび入力
電圧をVDDにすることによって7コードの改善がみら
れる。
成し、レベルコントロール回路の入力電圧にGNDレベ
ルに対して正の入力電圧VINを与えた場合は、従来例の
課題の箇所でも述べたように、レベルコントロール回路
の出力電圧VOUTがGNDレベルに対して負にならない
範囲が電子ボリュームの単調性が確保される範囲、式で
表現すれば式(2)のVOUTが負にならない、つまり次
式 VIN・D1・D2≧−(VOF1・D2+VOF2) が満足される減衰コードまで単調性が確保される。図4
によるとGNDレベルに対して負とならない最大減衰量
はコード表現で、特性14Aがコード28、特性15A
がコード31、特性16Aがコード32、特性17Aが
最終コードであるコード35なので、特性14Aと特性
15Aとの比較からアッテネータの入れ換えによって3
コード、特性14Aと特性16Aとの比較から入力電圧
をVDDにすることによって4コード、特性14Aと特
性17Aの比較からアッテネータの入れ換えおよび入力
電圧をVDDにすることによって7コードの改善がみら
れる。
【0016】次にDA変換回路について、図5に回路図
を示して動作を説明する。図中、an-1やanなどの各抵
抗接続点からそれぞれ下を見た抵抗は、スイッチが左側
に倒れていてもオペアンプ3のイマジナリーショートに
より+端子と−端子は仮想的に同一電位であるため、右
側に倒れた場合と同じになる。今、右端の抵抗接続点a
nに左端から電流In-1が流れ込むと、anの下側の抵抗
2Rと右側の合成抵抗R+R=2Rが等しいためIn´=
In=In-1/2となる。また、抵抗接続点an-1に左端か
ら電流In-2が流れ込むと、an-1の下側の抵抗2Rと右
側のRおよびan以降の並列合成抵抗とからなる合成抵
抗R+{2R‖(R+R)}=2R(‖は並列合成を表
す)が等しいためIn-1´=In-1=In-2/2となる。こ
の考え方が全ての電流分岐点において適応でき、スイッ
チ9に流れる電流は左から順にI0/2、I0/4、I0
/8、・・・、I0/2nとなり、2進の重み付けされた
電流が得られる。この場合スイッチがON(左側の接点
に接続)の時、各スイッチを流れる電流はオペアンプ3
に電流加算され抵抗11により電圧に変換されてアナロ
グ出力となる。OFF(右側の接点に接続)の時はON
の時と同量の電流がスイッチに流れるが、オペアンプ側
には流入しないため変換されない。今、これらのスイッ
チの状態を制御するデジタルデータを図のようにD0、
D1、・・・、Dn-1とするとDA変換された出力電圧V
OUTは、 VOUT=−(VREF/R)・R・(D0/20+D1/21+・・・+Dn-1/2n) =−VREF(D0/20+D1/21+・・・+Dn-1/2n) 式(3) となる。但し、D1、D2、・・・、DnはスイッチON
のとき1で、スイッチOFFのとき0である。この式か
らわかるように出力電圧VOUTは基準入力であるVR EFに
与えられる直流電圧により決定される。
を示して動作を説明する。図中、an-1やanなどの各抵
抗接続点からそれぞれ下を見た抵抗は、スイッチが左側
に倒れていてもオペアンプ3のイマジナリーショートに
より+端子と−端子は仮想的に同一電位であるため、右
側に倒れた場合と同じになる。今、右端の抵抗接続点a
nに左端から電流In-1が流れ込むと、anの下側の抵抗
2Rと右側の合成抵抗R+R=2Rが等しいためIn´=
In=In-1/2となる。また、抵抗接続点an-1に左端か
ら電流In-2が流れ込むと、an-1の下側の抵抗2Rと右
側のRおよびan以降の並列合成抵抗とからなる合成抵
抗R+{2R‖(R+R)}=2R(‖は並列合成を表
す)が等しいためIn-1´=In-1=In-2/2となる。こ
の考え方が全ての電流分岐点において適応でき、スイッ
チ9に流れる電流は左から順にI0/2、I0/4、I0
/8、・・・、I0/2nとなり、2進の重み付けされた
電流が得られる。この場合スイッチがON(左側の接点
に接続)の時、各スイッチを流れる電流はオペアンプ3
に電流加算され抵抗11により電圧に変換されてアナロ
グ出力となる。OFF(右側の接点に接続)の時はON
の時と同量の電流がスイッチに流れるが、オペアンプ側
には流入しないため変換されない。今、これらのスイッ
チの状態を制御するデジタルデータを図のようにD0、
D1、・・・、Dn-1とするとDA変換された出力電圧V
OUTは、 VOUT=−(VREF/R)・R・(D0/20+D1/21+・・・+Dn-1/2n) =−VREF(D0/20+D1/21+・・・+Dn-1/2n) 式(3) となる。但し、D1、D2、・・・、DnはスイッチON
のとき1で、スイッチOFFのとき0である。この式か
らわかるように出力電圧VOUTは基準入力であるVR EFに
与えられる直流電圧により決定される。
【0017】以上のようなレベルコントロール回路およ
びDA変換回路からなる電子ボリューム回路において、
DA変換回路の基準入力VREFにレベルコントロール回
路の出力を与えることでレベルコントロール回路に与え
られるボリュームデータで電子ボリューム回路の最終出
力であるアナログ信号の信号レベルをコントロールした
特性を図6に示す。これは、図4に示したレベルコント
ロール回路の減衰特性に対して電子ボリューム回路の最
終出力であるDA変換回路の出力振幅の変化の様子を表
したものである。図中の変化特性は、それぞれ図4の1
4A、15A、16A、17Aの減衰特性を有するレベ
ルコントロール回路とDA変換回路とで構成した電子ボ
リューム回路の減衰量に対する変化特性であり、図4の
14A、15A、16A、17Aがこの順序で図6の1
4B、15B、16B、17Bに対応している。但し、
この特性は簡略化したもので細部の変化は考慮せず、図
4の減衰特性の出力電圧がGNDレベルに対して負にな
るかどうかに着目しており、出力振幅も絶対値を表すも
のではない。この図においては、図4の減衰特性におい
てレベルコントロール回路の出力電圧が負になるコー
ド、特性14Aにおいてはコード29、特性15Aにお
いてはコード32、特性16Aにおいてはコード33か
ら電子ボリュームの単調性がくずれて逆に増加すること
を特性14B、特性15B、特性16Bで示している。
また、図4における特性17Aに対応する特性17Bが
示すように、レベルコントロール回路の出力が減衰量に
応じてVDDからGNDの間を単調的に減少する本実施
例の場合では電子ボリュームの単調性が確保されている
ことを示している。このようにレベルコントロール回路
の出力電圧の位相がその入力に対して反転しないように
することで電子ボリュームの単調性を確保することがで
きる。なお、本実施例におけるレベルコントロール回路
はアッテネータを2つ用いた構成であるが、アッテネー
タを多数用いた場合の構成も考えられる。この場合は、
アッテネータの増加に伴ってバッファ回路が増加し、バ
ッファ回路を構成するオペアンプのオフセット電圧の影
響も増大するが、最終段のアッテネータを最大減衰量の
大きいアッテネータとすることで本実施例に示したよう
な効果を得ることができる。
びDA変換回路からなる電子ボリューム回路において、
DA変換回路の基準入力VREFにレベルコントロール回
路の出力を与えることでレベルコントロール回路に与え
られるボリュームデータで電子ボリューム回路の最終出
力であるアナログ信号の信号レベルをコントロールした
特性を図6に示す。これは、図4に示したレベルコント
ロール回路の減衰特性に対して電子ボリューム回路の最
終出力であるDA変換回路の出力振幅の変化の様子を表
したものである。図中の変化特性は、それぞれ図4の1
4A、15A、16A、17Aの減衰特性を有するレベ
ルコントロール回路とDA変換回路とで構成した電子ボ
リューム回路の減衰量に対する変化特性であり、図4の
14A、15A、16A、17Aがこの順序で図6の1
4B、15B、16B、17Bに対応している。但し、
この特性は簡略化したもので細部の変化は考慮せず、図
4の減衰特性の出力電圧がGNDレベルに対して負にな
るかどうかに着目しており、出力振幅も絶対値を表すも
のではない。この図においては、図4の減衰特性におい
てレベルコントロール回路の出力電圧が負になるコー
ド、特性14Aにおいてはコード29、特性15Aにお
いてはコード32、特性16Aにおいてはコード33か
ら電子ボリュームの単調性がくずれて逆に増加すること
を特性14B、特性15B、特性16Bで示している。
また、図4における特性17Aに対応する特性17Bが
示すように、レベルコントロール回路の出力が減衰量に
応じてVDDからGNDの間を単調的に減少する本実施
例の場合では電子ボリュームの単調性が確保されている
ことを示している。このようにレベルコントロール回路
の出力電圧の位相がその入力に対して反転しないように
することで電子ボリュームの単調性を確保することがで
きる。なお、本実施例におけるレベルコントロール回路
はアッテネータを2つ用いた構成であるが、アッテネー
タを多数用いた場合の構成も考えられる。この場合は、
アッテネータの増加に伴ってバッファ回路が増加し、バ
ッファ回路を構成するオペアンプのオフセット電圧の影
響も増大するが、最終段のアッテネータを最大減衰量の
大きいアッテネータとすることで本実施例に示したよう
な効果を得ることができる。
【0018】また第1のバッファ回路および第2のバッ
ファ回路の出力直流オフセット電圧は、製造条件等によ
ってバラツキが生じるが通常+5(mV)から−5(m
V)の範囲内にあるため、前述の式に代入すれば本発明
はレベルコントロール回路の第1のアッテネータの減衰
率がD1、第2のアッテネータの減衰率がD2である時、
入力に接地レベルに対して正の直流電圧VIN(mV)を
与えた場合は、次式 VIN・D1・D2≧5・D2+5 また、入力に接地レベルに対して負の直流電圧VIN(m
V)を与えた場合は、次式 VIN・D1・D2≦−(5・D2+5) の少なくともいずれかを満足するような第1のアッテネ
ータおよび第2のアッテネータを有する。あるいは、第
1のアッテネータの減衰率がD1、第2のアッテネータ
の減衰率がD2である時、入力に接地レベルに対して正
の直流電圧VIN(mV)を与えた場合、次式 VIN・D1・D2≧5・D2+5 また入力に接地レベルに対して負の直流電圧VIN(m
V)を与えた場合、次式 VIN・D1・D2≦−(5・D2+5) の少なくともいずれかを満足するように入力電圧VINを
与えるということができる。
ファ回路の出力直流オフセット電圧は、製造条件等によ
ってバラツキが生じるが通常+5(mV)から−5(m
V)の範囲内にあるため、前述の式に代入すれば本発明
はレベルコントロール回路の第1のアッテネータの減衰
率がD1、第2のアッテネータの減衰率がD2である時、
入力に接地レベルに対して正の直流電圧VIN(mV)を
与えた場合は、次式 VIN・D1・D2≧5・D2+5 また、入力に接地レベルに対して負の直流電圧VIN(m
V)を与えた場合は、次式 VIN・D1・D2≦−(5・D2+5) の少なくともいずれかを満足するような第1のアッテネ
ータおよび第2のアッテネータを有する。あるいは、第
1のアッテネータの減衰率がD1、第2のアッテネータ
の減衰率がD2である時、入力に接地レベルに対して正
の直流電圧VIN(mV)を与えた場合、次式 VIN・D1・D2≧5・D2+5 また入力に接地レベルに対して負の直流電圧VIN(m
V)を与えた場合、次式 VIN・D1・D2≦−(5・D2+5) の少なくともいずれかを満足するように入力電圧VINを
与えるということができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子ボリ
ューム回路は、アナログ入力信号のレベルをデジタル値
であるボリュームデータに従ってレベル変換する第1の
アッテネータと該第1のアッテネータの出力を伝達する
第1のバッファ回路と該第1のバッファ回路の出力を第
1のアッテネータと異なる減衰率を有してレベル変換す
る第2のアッテネータと該第2のアッテネータの出力を
伝達する第2のバッファ回路からなるレベルコントロー
ル回路を、入力に直流電圧を与えて減衰量を大きくして
いった場合にレベルコントロール回路の出力が入力に対
して反転しないように構成し、その出力を基準入力電圧
により出力レベルが決定されるDA変換回路の基準入力
電圧とすることにより、ボリュームデータの変化に応じ
て単調的に出力レベルを変化させられるという効果があ
る。
ューム回路は、アナログ入力信号のレベルをデジタル値
であるボリュームデータに従ってレベル変換する第1の
アッテネータと該第1のアッテネータの出力を伝達する
第1のバッファ回路と該第1のバッファ回路の出力を第
1のアッテネータと異なる減衰率を有してレベル変換す
る第2のアッテネータと該第2のアッテネータの出力を
伝達する第2のバッファ回路からなるレベルコントロー
ル回路を、入力に直流電圧を与えて減衰量を大きくして
いった場合にレベルコントロール回路の出力が入力に対
して反転しないように構成し、その出力を基準入力電圧
により出力レベルが決定されるDA変換回路の基準入力
電圧とすることにより、ボリュームデータの変化に応じ
て単調的に出力レベルを変化させられるという効果があ
る。
【図1】 本発明によるレベルコントロール回路図。
【図2】 電子ボリューム回路のブロック図。
【図3】 従来例のレベルコントロール回路図。
【図4】 レベルコントロール回路の減衰特性図。
【図5】 DA変換回路図。
【図6】 電子ボリュームの出力特性図。
1 レベルコンロトロール回路 2 DA変換回路 3 アッテネータ1(ATT1) 4 アッテネータ2(ATT2) 5 オペアンプ1(OP1) 6 オペアンプ2(OP2) 7 レベルコントロール回路の入力 8 レベルコントロール回路の出力 9 DA変換回路の電流制御スイッチ 10 オペアンプ3(OP3) 11 抵抗 12 DA変換回路の入力 13 DA変換回路の出力 14A、15A、16A、17A レベルコントロール
回路の減衰特性 14B、15B、16B、17B 電子ボリュームの出
力特性
回路の減衰特性 14B、15B、16B、17B 電子ボリュームの出
力特性
Claims (7)
- 【請求項1】アナログ入力信号のレベルをデジタル値で
あるボリュームデータに従ってレベル変換する第1のア
ッテネータと該第1のアッテネータの出力を伝達する第
1のバッファ回路と該第1のバッファ回路の出力を第1
のアッテネータと異なる減衰率を有してレベル変換する
第2のアッテネータと該第2のアッテネータの出力を伝
達する第2のバッファ回路からなる構成において、第2
のアッテネータが第1のアッテネータに対して大きい最
大減衰率を有することを特徴とするレベルコントロール
回路。 - 【請求項2】請求項1記載のレベルコントロール回路に
おいて、第1のアッテネータの減衰率がD1、第2のア
ッテネータの減衰率がD2、第1のバッファ回路の出力
直流オフセット電圧がVOF1、第2のバッファ回路の出
力直流オフセット電圧がVOF2である時、入力に接地レ
ベルに対して正の直流電圧VINを与えた場合は、次式 VIN・D1・D2≧−(VOF1・D2+VOF2) また、入力に接地レベルに対して負の直流電圧VINを与
えた場合は、次式 VIN・D1・D2≦−(VOF1・D2+VOF2) の少なくともいずれかを満足するような第1のアッテネ
ータおよび第2のアッテネータを有することを特徴とす
るレベルコントロール回路。 - 【請求項3】請求項1記載のレベルコントロール回路に
おいて、第1のアッテネータの減衰率がD1、第2のア
ッテネータの減衰率がD2である時、入力に接地レベル
に対して正の直流電圧VIN(mV)を与えた場合は、次
式 VIN・D1・D2≧5・D2+5 また、入力に接地レベルに対して負の直流電圧VIN(m
V)を与えた場合は、次式 VIN・D1・D2≦−(5・D2+5) の少なくともいずれかを満足するような第1のアッテネ
ータおよび第2のアッテネータを有することを特徴とす
るレベルコントロール回路。 - 【請求項4】上記特許請求項1に記載する構成におい
て、第1のアッテネータの減衰率がD1、第2のアッテ
ネータの減衰率がD2、第1のバッファ回路の出力直流
オフセット電圧がVOF1、第2のバッファ回路の出力直
流オフセット電圧がVO F2である時、入力に接地レベル
に対して正の直流電圧VINを与えた場合は、次式 VIN・D1・D2≧−(VOF1・D2+VOF2) 入力に接地レベルに対して負の直流電圧VINを与えた場
合は、次式 VIN・D1・D2≦−(VOF1・D2+VOF2) の少なくともいずれかを満足するように入力電圧VINを
与えることを特徴とするレベルコントロール回路。 - 【請求項5】上記特許請求項4に記載する構成におい
て、第1のアッテネータの減衰率がD1、第2のアッテ
ネータの減衰率がD2である時、入力に接地レベルに対
して正の直流電圧VIN(mV)を与えた場合は、次式 VIN・D1・D2≧5・D2+5 また入力に接地レベルに対して負の直流電圧VIN(m
V)を与えた場合は、次式 VIN・D1・D2≦−(5・D2+5) の少なくともいずれかを満足するように入力電圧VINを
与えることを特徴とするレベルコントロール回路。 - 【請求項6】請求項1ないし5に記載する構成におい
て、電源電圧まで出力できるオペアンプによるバッファ
回路を用い、入力にオペアンプの電源電圧と等しい直流
電圧を与えることを特徴とするレベルコントロール回
路。 - 【請求項7】請求項1ないし6に記載する構成のレベル
コントロール回路の出力を、基準入力電圧により出力レ
ベルが決定されるDA変換回路の基準入力電圧とするこ
とを特徴とする電子ボリューム回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20085993A JPH0758567A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | レベルコントロール回路および電子ボリューム回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20085993A JPH0758567A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | レベルコントロール回路および電子ボリューム回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0758567A true JPH0758567A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16431413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20085993A Pending JPH0758567A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | レベルコントロール回路および電子ボリューム回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0758567A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009070211A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Panasonic Corp | 電圧発生回路 |
US10630252B2 (en) | 2017-10-06 | 2020-04-21 | Yamaha Corporation | Audio signal processor and method of processing audio signal |
-
1993
- 1993-08-12 JP JP20085993A patent/JPH0758567A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009070211A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Panasonic Corp | 電圧発生回路 |
US10630252B2 (en) | 2017-10-06 | 2020-04-21 | Yamaha Corporation | Audio signal processor and method of processing audio signal |
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