JPH09246893A - 電子ボリューム回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｄ/Ａ変換後のアナログ制御信号に応じて音
声信号を自然な調子で正確にレベル調整できるとともに
ＩＣ（集積回路）化に適する。 【解決手段】 電子ボリュームの制御量に応じた基準電
圧が印加されるＩＣの第１のピン（５０）と、一端が前
記第１のピンに接続され他端が前記ＩＣの第２のピン
（５１）に接続される抵抗（９）と、エミッタが前記Ｉ
Ｃの第２のピンに接続されベースに定電圧が印加される
トランジスタ（１１）を含み前記抵抗に流れる電流に応
じた電流を発生する電流発生回路（１０）と、該電流発
生回路の出力電流に応じて動作する差動増幅器（１５）
と、該差動増幅器の出力信号に応じて入力信号のレベル
を調整するＧＣＡ（１６）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御信号のレベル
に応じて入力信号のレベルを調整する電子ボリューム回
路に関するもので、特にＤ/Ａ変換後のアナログ制御信
号に応じて音声信号を自然な調子で正確にレベル調整で
きるとともにＩＣ（集積回路）化に適した電子ボリュー
ム回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の音響機器や映像機器では複数のＩ
Ｃを機器内に備えるが、該ＩＣのコントロールは機器内
のマイクロコンピュータからのデジタル信号により行わ
れることが多い。そして、前記ＩＣ内部もしくは外部に
Ｄ/Ａ（デジタル/アナログ）変換器を配置している。こ
のようなマイクロコンピュータからのデジタル信号制御
の対象として電子ボリュームがある。電子ボリューム
は、制御信号のレベルに応じて入力信号のレベルを調整
するものである。

【０００３】図２は、そのような電子ボリュームを示す
ものである。音声入力信号は、入力端子（１）から印加
され利得が変化するＧＣＡ（２）でレベル調整される。
ＧＣＡ（２）でレベル調整された信号は、出力端子
（３）に導出される。ＧＣＡ（２）の利得は、マイクロ
コンピュータ（４）からのデジタル信号で制御される。
マイクロコンピュータ（４）からのデジタル信号は、シ
リアル形式で出力され、変換器（５）でパラレル形式に
変換される。パラレル形式のデジタル信号は、Ｄ/Ａ変
換器（６）でアナログ信号に変換される。変換されたア
ナログ信号は、制御信号に応じて基準電圧が変化する可
変基準電圧源（７）に印加される。そして、可変基準電
圧源（７）の基準電圧の変化に応じて制御回路（８）か
ら発生する制御信号のレベルが変化し、ＧＣＡ（２）の
利得が変化する。

【０００４】可変基準電圧源（７）の基準電圧値とＧＣ
Ａ（２）の利得の関係を図３の実線に示す。可変基準電
圧源（７）の基準電圧値を下げると減衰量が増してい
く。図３において、−１００ｄＢは、音声信号のレベル
がゼロであるとみなす。図３の実線に沿って記載された
階段状の波形は、Ｄ/Ａ変換器（６）のデジタル信号の
ステップを示す。通常、Ｄ/Ａ変換器（６）には５ビッ
トの制御信号が印加され３２通りのステップとなる。

【０００５】従って、図２の回路によれば、マイクロコ
ンピュータからのデジタル信号制御により電子ボリュー
ムをコントロールできる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２の
回路では音声信号を自然な調子で減衰できない、という
問題があった。図２の回路では、０ｄＢから−１００ｄ
Ｂまでの広い範囲に渡ってわずか３２ステップでコント
ロールしなければならない。このため、音声のレベルが
大きく減衰させた場合にその変化が明瞭に解る−３０ｄ
Ｂ程度以上の減衰率の範囲でのステップが十分に確保で
きない。すると、聴取者が音響機器のボリュームを大音
量から下げた時に音量が急に下がってしまい、違和感が
でてしまう、という問題があった。

【０００７】又、図２の回路の制御は、マイクロコンピ
ュータからのデジタル信号制御について説明している
が、低コストの音響機器や映像機器ではデジタル制御で
はなくマニュアル制御を依然として使用している。その
場合に図２の回路ではその対応を簡単にできず、再設計
をしなければならない。このため、１つの電子ボリュー
ムで、マイクロコンピュータからのデジタル信号制御に
もマニュアル制御にも対応できるものが希求されてい
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の点に鑑
みなされたもので、電子ボリュームの制御量に応じた基
準電圧が印加されるＩＣの第１のピンと、一端が前記第
１のピンに接続され他端が前記ＩＣの第２のピンに接続
される抵抗と、エミッタが前記ＩＣの第２のピンに接続
されベースに定電圧が印加されるトランジスタを含み前
記抵抗に流れる電流に応じた電流を発生する電流発生回
路と、該電流発生回路の出力電流に応じて動作する差動
増幅器と、該差動増幅器の出力信号に応じて入力信号の
レベルを調整するＧＣＡとを備え前記ＩＣの第１のピン
に前記ＩＣの内部もしくは外部より前記基準電圧を印加
するようにしたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の電子ボリューム
回路を示すもので、（９）は一端にＩＣの第１のピン
（５０）が接続され他端にＩＣの第２のピン（５１）が
接続された抵抗、（１０）はエミッタが前記抵抗（９）
の他端に接続されベースに定電圧が印加されるトランジ
スタ（１１）と定電流源（１２）（１３）と電流ミラー
回路（１４）とを含み前記抵抗（９）に流れる電流ｉと
等しい電流ｉを発生する電流発生回路、（１５）は電流
発生回路（１０）の出力電流に応じて動作する差動増幅
器、（１６）は差動増幅器（１５）の出力信号に応じて
信号源（１７）からの入力信号のレベルを調整するＧＣ
Ａ、（１８）はＩＣの第１のピン（５０）の電圧が所定
値以下になったことを検出し、その検出出力信号に応じ
て前記差動増幅器（１５）の出力端子（１９）の出力信
号の状態を強制的に「Ｌ」レベルに切り換える切り替え
トランジスタ、（５２）はＤ/Ａ変換器（６）の出力電
流を電圧に変換するＩ/Ｖ変換器、（５３）はマニュア
ル制御で電子ボリュームを制御する際の基準電圧を発生
する可変基準電圧源、（５４）は第１のピン（５０）に
トランジスタ（５５）のエミッタ電圧を印加する時には
「Ｌ」レベルの信号が、可変基準電圧源（５３）の電圧
を印加する時には「Ｈ」レベルの信号が印加される端子
である。

【００１０】尚、図１において、図２と同一の回路素子
については同一の符号を付し、説明を省略する。図１の
回路は、抵抗（９）及び可変基準電圧源（５３）を除い
て同一ＩＣに内蔵される。抵抗（９）はデイスクリート
部品を使用するので、温度変化などにより抵抗値が変動
することがない。そこで、本発明では抵抗（９）に流れ
る電流を利用して電子ボリュームの制御を行っている。

【００１１】第１のピン（５０）にはセットの設計者の
選択により、マイクロコンピュータからのデジタル信号
に応じた直流電圧（トランジスタ（５５）のエミッタ電
圧）、又はマニュアル制御による直流電圧（可変基準電
圧源（５３））が選択的に印加される。まず、マニュア
ル制御による可変基準電圧源（５３）が第１のピン（５
０）に印加される場合について説明する。この場合には
マイクロコンピュータから「Ｈ」レベルの制御信号を端
子（５４）に印加し、トランジスタ（５６）をオンさせ
る。トランジスタ（５６）がオンすると、トランジスタ
（５７）がオフする。同時に、Ｉ/Ｖ変換器（５２）の
出力電圧がゼロとなり、トランジスタ（５５）がオフす
る。即ち、トランジスタ（５５）及びトランジスタ（５
７）がともにオフし、第１のピン（５０）からトランジ
スタ（５５）及びトランジスタ（５７）を見たインピー
ダンスが非常に高くなる。そのため、可変基準電圧源
（５３）からの電圧で第１のピン（５０）の電圧が定ま
り、ＩＣ外部からのマニュアル制御が可能となる。

【００１２】可変基準電圧源（５３）の基準電圧値とＧ
ＣＡ（１６）の利得の関係を図４の実線に示す。可変基
準電圧源（７）の基準電圧値を下げると減衰量が増して
いく。図４に示されるように図１の回路では電圧ＶＡを
境に動作が異なる。即ち、電圧ＶＡ以上では通常の減衰
カーブを描き、電圧ＶＡ以下ではミュートさせている。
前記電圧ＶＡは、−５０ｄＢ前後に設定される。通常、
−５０ｄＢ程度が聴取者に聞こえる限度である。そのた
め、これ以下のレベルについては階段状のコントロール
を行わず、いきなりミュートしてしまう。それにより、
−５０ｄＢ程度から０ｄＢの範囲で、３２通りのステッ
プを全て使用することが可能となるので、その範囲（大
きい音量）におけるステップが細かくなり、電子ボリュ
ーム全体としての聴感が自然なものとなる。

【００１３】具体的には、可変基準電圧源（５３）の電
圧がＶＡ以下となると、切り替えトランジスタ（１８）
がオンし、差動増幅器（１５）の出力端子（１９）の電
圧が「Ｌ」レベルとなりＧＣＡ（１６）をミュートする
ことにより行われる。まず、可変基準電圧源（５３）の
電圧が所定値ＶＡ以上である場合について説明する。こ
の場合には、切り替えトランジスタ（１８）は、オフし
ている。いま、定電圧源（２１）の電圧に対して可変基
準電圧源（５３）の電圧が等しいとすると、抵抗（９）
には電流が流れない。トランジスタ（１１）とトランジ
スタ（２６）の立ち上がり電圧は等しいとする。

【００１４】すると、定電流源（１２）の電流がトラン
ジスタ（１１）に流れ、更に電流ミラー回路（１４）に
流れる。定電流源（１２）の電流と定電流源（１３）の
電流は、等しくなるように設定されているので端子（２
２）には電流が流れない。端子（２２）に電流が流れな
ければ、差動増幅器（１５）を構成するトランジスタ
（２３）（２４）のベースには基準電圧源（２５）から
等しい電圧が印加される。トランジスタ（２３）（２
４）のベース電圧が等しければ出力端子（１９）（２
０）の出力信号のレベルも等しくなる。出力端子（１
９）（２０）の出力信号のレベルが等しければ、ＧＣＡ
（１６）の利得は中間値となる。そのため、信号源（１
７）からの入力信号のレベルが中間値の利得で増幅され
て出力端子（３）に得られる。

【００１５】この状態から、可変基準電圧源（５３）の
電圧を上げたとすると、抵抗（９）から電流ｉが定電流
源（１２）に流れる。すると、トランジスタ（１１）の
エミッタ電流が電流ｉだけ減少し、電流ミラー回路（１
４）の端子（２７）の電流も電流ｉが減る。その結果、
基準電圧源（２５）から電流ｉが端子（２２）を介して
定電流源（１３）に流れ、トランジスタ（２３）のベー
ス電圧が低下する。トランジスタ（２３）のベース電圧
が低下すると、出力端子（１９）の出力信号のレベルが
上がり、出力端子（２０）の出力信号のレベルが下が
る。すると、ＧＣＡ（１６）の利得が上昇し、信号源
（１７）からの入力信号のレベルが高い利得で増幅され
て出力端子（３）に得られる。

【００１６】この際のＧＣＡ（１６）の利得は、−５０
ｄＢ程度から０ｄＢの範囲で、３１通りのステップを使
用することが可能となるので、その範囲（大きい音量）
におけるステップが細かくなり、電子ボリューム全体と
しての聴感が自然なものとなる。次に、可変基準電圧源
（５３）の電圧が所定値ＶＡ以下である場合について説
明する。この場合には、切り替えトランジスタ（１８）
がオンする。切り替えトランジスタ（１８）がオンする
と、出力端子（１９）の出力信号のレベルが「Ｌ」レベ
ルに下がる。すると、ＧＣＡ（１６）の利得が−１００
ｄＢ、即ちミュート状態となり、信号源（１７）からの
入力信号のレベルがミュートされて出力端子（３）には
信号が表れない。

【００１７】従って、図１の回路によればＤ/Ａ変換後
のアナログ制御信号に応じて音声信号を自然な調子でレ
ベル調整できる図５は、図１のＧＣＡ（１６）の具体回
路例を示すもので、図５において、図１と同一の回路素
子については同一の符号を付し、説明を省略する。図５
の回路は、出力端子（３）の直流電圧が出力端子（１
９）（２０）の出力信号のレベルに関わらず、常に一定
であり、信号源（１７）からの交流信号のレベルのみが
変化する。交流信号のレベルは、トランジスタ（２８）
のコレクタ電流の分流比で定まる。分流比は、差動増幅
器（２９）のトランジスタ（３０）（３１）に流れる電
流で変わる。出力端子（１９）の出力信号のレベルが高
く、トランジスタ（２８）のコレクタ電流が全てトラン
ジスタ（３１）に流れれば、利得は１となる。逆に出力
端子（１９）の出力信号のレベルが低く、トランジスタ
（２８）のコレクタ電流が全てトランジスタ（３０）に
流れれば、利得は０となる。

【００１８】従って、図５の回路によれば、出力端子
（１９）の出力信号のレベル低下により、ミュートがで
きる。次に図１の回路でマイクロコンピュータからのデ
ジタル信号に応じた直流電圧（トランジスタ（５５）の
エミッタ電圧）を選択する場合について説明する。この
場合にはマイクロコンピュータから「Ｌ」レベルの制御
信号を端子（５４）に印加し、トランジスタ（５６）を
オフさせる。トランジスタ（５６）がオフすると、トラ
ンジスタ（５７）がオンする。同時に、Ｉ/Ｖ変換器
（５２）の出力電圧が発生し、トランジスタ（５５）に
直流電圧が発生する。そのため、トランジスタ（５５）
のエミッタ電圧で第１のピン（５０）の電圧が定まり、
マイクロコンピュータからのデジタル信号に基づいた制
御ができる。これ以降の動作は、マニュアル制御の場合
と同様である。

【００１９】いずれの場合も抵抗（９）はデイスクリー
ト部品を使用するので、温度変化などにより抵抗値が変
動することがなく、電流発生回路から正確な電流を発生
させることができる。そのため、ＧＣＡ（１６）の制御
を正確にできる。

【００２０】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、制御
信号のレベルに応じて入力信号のレベルを調整できる電
子ボリューム回路が提供できる。特に、本発明によれ
ば、Ｄ/Ａ変換後のアナログ制御信号に応じて音声信号
を自然な調子で正確にレベル調整できる電子ボリューム
回路が提供できる。

【００２１】更に、本発明によれば、１つの電子ボリュ
ームで、マイクロコンピュータからのデジタル信号制御
にもマニュアル制御にも対応できるので、２種類のＩＣ
を作成する手間がかからず、コストがかからない、とい
う利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子ボリューム回路を示す回路図であ
る。

【図２】従来の電子ボリューム回路を示す回路図であ
る。

【図３】従来の特性説明をするための特性図である。

【図４】本発明の特性説明をするための特性図である。

【図５】本発明のＧＣＡ（１６）の具体回路例を示す回
路図である。

【符号の説明】

（９） 抵抗 （１０） 電流発生回路 （１５） 差動増幅器 （１６） ＧＣＡ （１８） 切り替えトランジスタ （５３） 可変基準電圧源 （５０） 第１のピン （５１） 第２のピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ボリュームの制御量に応じた基準電
   圧が印加されるＩＣの第１のピンと、 一端が前記第１のピンに接続され他端が前記ＩＣの第２
   のピンに接続される抵抗と、 エミッタが前記ＩＣの第２のピンに接続されベースに定
   電圧が印加されるトランジスタを含み前記抵抗に流れる
   電流に応じた電流を発生する電流発生回路と、該電流発
   生回路の出力電流に応じて動作する差動増幅器と、 該差動増幅器の出力信号に応じて入力信号のレベルを調
   整するＧＣＡとを備え前記ＩＣの第１のピンに前記ＩＣ
   の内部もしくは外部より前記基準電圧を印加するように
   したことを特徴とする電子ボリューム回路。
2. 【請求項２】 電子ボリュームの制御量に応じた基準
   電圧が印加されるＩＣの第１のピンと、 一端が前記第１のピンに接続され他端が前記ＩＣの第２
   のピンに接続される抵抗と、 エミッタが前記ＩＣの第２のピンに接続されベースに定
   電圧が印加されるトランジスタを含み前記抵抗に流れる
   電流に応じた電流を発生する電流発生回路と、 該電流発生回路の出力電流に応じて動作する差動増幅器
   と、 該差動増幅器の出力信号に応じて入力信号のレベルを調
   整するＧＣＡと前記基準電圧が所定値になったことを検
   出し、その検出出力信号に応じて前記差動増幅器の出力
   信号の状態を強制的に切り換える切り替え制御回路とを
   備え前記ＩＣの第１のピンに前記ＩＣの内部もしくは外
   部より前記基準電圧を印加するようにしたことを特徴と
   する電子ボリューム回路。