JPH09246892A - ゲイン切換え増幅回路 - Google Patents

ゲイン切換え増幅回路

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JPH09246892A
JPH09246892A JP8045135A JP4513596A JPH09246892A JP H09246892 A JPH09246892 A JP H09246892A JP 8045135 A JP8045135 A JP 8045135A JP 4513596 A JP4513596 A JP 4513596A JP H09246892 A JPH09246892 A JP H09246892A
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JP
Japan
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transistor
amplifier circuit
gain
resistor
amplifier
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JP8045135A
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English (en)
Inventor
Tatsuya Nonaka
達也 野中
Akihiro Yamauchi
明宏 山内
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レベルの異なる複数種類のアナログ入力信号
を増幅するゲイン切換え増幅回路を簡単な構成にして、
アナログ入力回路のコストダウンおよび省スペース化を
図る。 【解決手段】 正相増幅器3のオペアンプ31の正相入
力端子(+)にアナログ信号を入力する。オペアンプ3
1の逆相入力端子(−)に抵抗器35,36を接続して
接地する。一つのトランジスタ5を設ける。トランジス
タ5のコレクタを抵抗器35,36の接続点に接続し、
エミッタを接地する。A/Dコンバータ2で増幅電圧レ
ベルからアナログ入力信号の種類を検出し、アナログ入
力信号の種類に応じてCPU4でトランジスタ5をオン
/オフして増幅器3のゲインを切り換える。トランジス
タ5がオフのときのベースとコレクタ間の電圧VBCを、
VBC≪0.6Vに設定し、ベースとコレクタ間の電流が
略0となるようにして、増幅回路3の出力を実質的に無
歪みとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子楽器等におい
てレベルの異なる複数種類のアナログ入力信号を増幅す
るゲイン切換え増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子楽器などにおけるアナログ入
力信号を増幅するアナログ入力回路として、一つの入力
端子を例えばマイク入力とライン入力の2種類のアナロ
グ信号の入力用に併用するものがある。しかし、これら
のアナログ入力信号は電圧レベルが異なっているので、
信号の種類に応じて増幅回路のゲインを切り換える必要
がある。
【0003】このため、従来は、例えば図3に示したよ
うに、オペアンプ10、抵抗器20,30,40により
正相増幅回路(非反転増幅回路)を構成し、この正相増
幅回路の逆相入力端子(−)とアース間の抵抗値をスイ
ッチ回路50で切り換えることにより、正相増幅回路の
ゲインを切り換えるようにしている。
【0004】なお、抵抗器20,30,40の各抵抗値
をそれぞれR1,R2,R3とすると、この正相増幅回
路のゲインは、スイッチ回路50がオフのとき次式
(1)のA1になり、スイッチ回路50がオンのとき次
式(2)のA2になる。
【0005】 A1=(R1+R2+R3)/(R2+R3) … (1) A2=(R2+R3)/R2 … (2)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図3ではス
イッチ回路50を単なるスイッチ記号で図示してある
が、上記のような正相増幅回路においては、逆相入力端
子に別回路を接続することによる入力信号への影響を無
くす必要上、スイッチ回路50は理想的な特性を持つア
ナログスイッチとしてIC等で構成されている。
【0007】このため、従来のアナログ入力回路はコス
ト高となるという問題がある。また、スイッチ回路50
を接続するリード線の長さも制約を受けるので、スイッ
チ回路50は装置の内部に配設する必要があり、その配
設位置も制限を受けることになり、実装スペースの点で
も問題がある。
【0008】本発明は、簡単な構成で増幅回路のゲイン
切換えを行えるようにして、アナログ入力回路のコスト
ダウンおよび省スペース化を図ることを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明のゲイン切換え増幅回路は、レベルが
異なる複数のアナログ信号を増幅するためのゲイン切換
え増幅回路であって、オペアンプの逆相入力端子と出力
端子との間に第1の抵抗を設けるとともに該逆相入力端
子とアースの間に第2および第3の抵抗を直列に設け、
該オペアンプの正相入力端子に前記アナログ信号を入力
するようにした正相増幅回路と、エミッタがアースに接
続されたトランジスタであって上記正相増幅回路の上記
第2と第3の抵抗の間にコレクタが接続された一つのト
ランジスタとを備え、上記トランジスタがオフのとき該
トランジスタのベースとコレクタ間の電流が略0となる
ように上記第3の抵抗に係る電圧を設定するようにした
ことを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明のゲイン切換え増幅回路において、トラ
ンジスタのオン/オフに応じて第2の抵抗と第3の抵抗
によりオペアンプのゲインが切り換えられる。また、ト
ランジスタがオフのときベースとコレクタ間の電流が略
0となるように設定されているので、オペアンプに入力
される信号に対するトランジスタの影響が無くなる。そ
して、スイッチとして一つのトランジスタを用いている
のでコストダウンおよび省スペースが図れる。
【0011】なお、上記トランジスタのオン/オフの切
換をCPU等の制御ロジックで制御して、正相増幅回路
のゲインを切り換えるようにしてもよい。例えば、正相
増幅回路の出力レベルを検出し、この正相増幅回路のゲ
インをそのときのアナログ入力信号に適したゲインに切
り換えることができる。また、設定スイッチ等でアナロ
グ入力信号の種類を設定し、この設定されたアナログ入
力信号に適したゲインとなるように制御ロジックでゲイ
ンを切換え設定するようにしてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態を示
す実施例のアナログ入力回路の回路図であり、この実施
例の回路は、一つのアナログ入力端子1をマイク入力
(−60dB)とライン入力(−20dB)の両方に兼
用し、A/Dコンバータ2で正相増幅回路である増幅回
路3の出力信号をデジタルデータに変換する。また、A
/Dコンバータ2は増幅回路3の出力信号レベルに基づ
いて入力信号の種類を検出し、その検出結果に基づい
て、CPU4が、マイク入力またはライン入力による増
幅回路3の出力がA/Dコンバータ2に適した信号レベ
ルとなるように増幅回路3のゲインを切換え設定する。
【0013】アナログ入力端子1の非接地側接点には2
0KΩの可変抵抗11が接続されており、この可変抵抗
11の出力端子は、この出力端子に直列に接続された1
0μFのコンデンサ12と1KΩの抵抗器13を介して
オペアンプ31の正相入力端子(+)に接続されてい
る。
【0014】また、コンデンサ12と抵抗器13の接続
点は100KΩの抵抗器14を介してアースに接続され
ている。オペアンプ31の逆相入力端子(−)と出力端
子との間には47pFのコンデンサ32と第1の抵抗と
してのR1=100KΩの抵抗器33がそれぞれ並列に
接続され、オペアンプ31の出力端子は0.47μFの
コンデンサ15を介してA/Dコンバータ2の入力端子
に接続されている。
【0015】オペアンプ31の逆相入力端子(−)に
は、1μFのコンデンサ34、第2の抵抗としてのR2
=1KΩの抵抗器35および第3の抵抗としてのR3=
22KΩの抵抗器36が順に直列に接続されており、オ
ペアンプ31の逆相入力端子(−)は、このコンデンサ
34、抵抗器35および抵抗器36を介してアースに接
続されている。
【0016】トランジスタ5はNPN型であり、このト
ランジスタ5のコレクタ(C)は抗器35と抵抗器36
の接続点に接続されるとともに、エミッタ(E)はアー
スに接続されている。さらに、トランジスタ5のベース
(B)は100KΩの抵抗器16を介してCPU4の出
力ポートに接続さるとともに、100KΩの抵抗器17
を介してアースに接続されている。なお、CPU4は出
力ポートから+5.0Vまたは0Vの信号を出力するこ
とで、トランジスタ5をオン/オフする。
【0017】上記実施例の回路は、マイク入力およびラ
イン入力の入力信号の条件と、A/Dコンバータ2にお
ける入力電圧範囲に応じて設定したものであり、マイク
入力の場合は、トランジスタ5をオンにすることで抵抗
器36を無効にし、ライン入力の場合は、トランジスタ
5をオフにすることで抵抗器36を有効にすることで、
増幅回路3のゲインを切り換える。
【0018】ここで、マイク入力に対して、入力信号の
電圧の振幅の幅を0V中心にして±Vim、増幅後の信号
の電圧の振幅の幅を±Vom、増幅回路3のゲインをAm
とし、ライン入力に対して、入力信号の電圧の振幅の幅
を0V中心にして±Vil、増幅後の信号の電圧の振幅の
幅を±Vol、増幅回路3のゲインをAl とすると、次式
(3),(4)が成り立つ。
【0019】 Vom/Vim=Am=(R1+R2)/R2 …(3) Vol/Vil=Al=(R1+R2+R3)/(R2+R3) …(4)
【0020】したがって、実施例のR1,R2,R3の
値によれば、マイク入力の場合は、トランジスタ5がオ
ンとなって、増幅回路3のゲインはAm =(1K+10
0K)/1K=101(40.1dB)となり、ライン
入力の場合は、トランジスタ5がオフとなって、増幅回
路3のゲインはAl=(1K+22K+100K)/
(1K+22K)=5.35(14.6dB)となる。
すなわち、増幅回路3のゲインを略5〜100に変化さ
せることができる。
【0021】また、マイク入力のときはトランジスタ5
がオンになるのでコレクタ−エミッタ間(抵抗器36の
両端)にはほとんど電圧はかからないが、ライン入力の
ときはトランジスタ5がオフになるので、コレクタ−エ
ミッタ間(抵抗器36の両端)にはR1/(R1+R2
+R3)で分圧された電圧がかかる。このとき、ベース
−コレクタ間の電圧が例えば0.6V程度以上になる
と、トランジスタ5のベース−コレクタ間がPN接合で
あるため、図2に矢印で示したように電流が流れはじ
め、増幅回路3の出力が大きく歪んでしまう。
【0022】そこで、Vol×R3/(R1+R2+R
3)<0.4(V)、すなわちライン入力のとき抵抗器
36にかかる電圧値を0.4V程度に設定し、ベース−
コレクタ間の電圧VBCを、VBC≪0.6Vに保つように
している。すなわち、トランジスタ5がオフのときベー
スとコレクタ間の電流が略0となるように抵抗器36に
係る電圧を設定してある。これにより、トランジスタ5
がオフのときも、増幅回路3の出力は実質的に無歪みと
なり、マイク入力とライン入力に対してトランジスタ一
つでゲインを切り換えることができる。
【0023】上記の実施例では、A/Dコンバータ2で
の入力信号レベルに基づいて入力信号の種類を検出し、
この入力信号の種類に応じてゲインを切り換えるように
しているが、例えば、電子楽器等のパネル面等に設定ス
イッチを設け、この設定スイッチで入力信号の種類を設
定し、この設定内容に応じてCPU等でゲインを切り換
えるようにしてもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明のゲイン切換
え増幅回路によれば、オペアンプを用いた正相増幅回路
の逆相入力端子とアースの間に第2および第3の抵抗を
直列に設けるとともに、この第2と第3の抵抗の間にコ
レクタが接続されエミッタがアースに接続された一つの
トランジスタを設け、このトランジスタがオフのときベ
ースとコレクタ間の電流が略0となるように第3の抵抗
に係る電圧を設定し、このトランジスタのオン/オフに
より正相増幅回路のゲインを切り換えるようにしたの
で、簡単な構成で増幅回路のゲイン切換えを行えること
ができ、アナログ入力回路のコストダウンおよび省スペ
ース化を図ることができる。
【0025】また、実施例によれば、増幅回路の出力レ
ベルでアナログ入力信号の種類を検出し、CPU等の制
御ロジックで増幅回路のゲインを切り換えるようにした
ので、アナログ入力信号に応じて自動的にゲインを切り
換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるアナログ入力回路の回
路図である。
【図2】本発明の実施例におけるトランジスタのベース
−コレクタ間の設定電圧を説明する図である。
【図3】従来のゲイン切換え増幅回路の一例を示す回路
図である。
【符号の説明】
1…入力端子、3…正相増幅回路、4…CPU、5…ト
ランジスタ、33,35,36…抵抗器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レベルが異なる複数のアナログ信号を増
    幅するためのゲイン切換え増幅回路であって、 オペアンプの逆相入力端子と出力端子との間に第1の抵
    抗を設けるとともに該逆相入力端子とアースの間に第2
    および第3の抵抗を直列に設け、該オペアンプの正相入
    力端子に前記アナログ信号を入力するようにした正相増
    幅回路と、 エミッタがアースに接続されたトランジスタであって上
    記正相増幅回路の上記第2と第3の抵抗の間にコレクタ
    が接続された一つのトランジスタとを備え、 上記トランジスタがオフのとき該トランジスタのベース
    とコレクタ間の電流が略0となるように上記第3の抵抗
    に係る電圧を設定するようにしたことを特徴とするゲイ
    ン切換え増幅回路。
JP8045135A 1996-03-01 1996-03-01 ゲイン切換え増幅回路 Pending JPH09246892A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008515359A (ja) * 2004-10-01 2008-05-08 ジーイー・アビエイション・システムズ・エルエルシー 統一アナログ入力フロントエンド装置および方法
JP2012109692A (ja) * 2010-11-16 2012-06-07 Ricoh Co Ltd 利得切換型増幅器およびそれを用いたオーディオ機器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020212