JPS58130609A - 利得制御信号の関数として入力信号に利得を与える装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的に増幅器、又は増幅器を用いたアナログ
信号乗算器に関係し、特Ｋ　（１）信号制御利得（丁な
わち減衰又は増幅）Ｙ有する増幅器と、（２）前記増幅
器ケ用いたアナログ信号乗ｘｉで、（＆）和動的に低い
（庄原で動作し、（ｂ）集積回路形式で製造できるよう
にした乗算器に関係する。

多くの装置、特に音声及び映像信号を処理する装置では
、電気指令又は制御信号に応答して信号利得を制御する
回路Ｙ含む。これらの装置の内のいくつかは信号利得を
制御することにより雑音低減を行なうのに％圧有用であ
る。商゛業的にも成功した雑音低減用の信号利得制御回
路の１型式には、１９７６年１月６０日にデビット・イ
ー・ブラックマーに発行された米国特軒第５．７１４，
４６２号に記載され特許請求されている型式の乗舞−路
と共にマサチューセッツ州の会社であるＤＢＸ社製造認
可のもの（以後便宜上これらの回路を集団的に「ＤＢＸ
来算回路」と呼ぶ）を含む。ＤＢＸ乗算回路は一般に入
力信号の対数関数としての第１信号を与える装置と、第
１＠号と制御信号の代数和の逆対数関数としての出力信
号を与える第１個号に応答する装置とン含む。ＤＢＸ乗
算回路は「両極性」で、入力信号は正負どちらか又は両
極性であることを意味している。回路により与えられる
「利得」は増幅又は減衰である。

集積回路の出枳により、特に背戸と映像の分野で相当低
電圧直流源で動作可能な低価格の信号利得制御装置に対
する要求が生じてきている。例えば、現在、利用可能な
携帯用ステレオ、音声テープ・レコーダのあるものは６
ｖ直流を電源により動作するようにした１個以上の集８
回路を含む、これらのレコーダの内の少なくとも１つは
直流１．６ｖのような低い直流電圧で標準的に動作し続
ける。

このレコーダに出力を与える電池は従って十分にセい埒
砧ン有する。覗在市販のＩＯＤ’ｆ３に乗算回路はｉＪ
変イｇ号利得乞与える点では有効であるが、通常少なく
とも直流８．Ｏｖと少なくとも直流−４，Ｏｖの２ζ源
により電力を与えなければならない。

使って、本発明の目的は相当低い直流電圧源で励作旬能
なイに号利得制御装置ケ提供することである、 本発明の他の目的は改良された信号利得制御装置を提供
することである。

本発明の他の目的は集積回路形式で容易［＃造されろ信
号利得制御装置ン提供することである。

本発明のさらに他の目的はＮＰＮ電導型のトランジスタ
？含む信号乗算回路ン提供することである。

本発明のさらに他の目的はＮＰＮ　）ランシスタを用い
た両極性信号乗算回路（ｊなわち両極性の信号馨処理司
能）ン提供することである。

そして本発明のさらに他の目的は上述した型式の携帯用
音声テープ・レコーダに用いるような単一の相当低い電
圧源で動作するようにされた信号′＊舅回路を提供する
ことである。

不発明の信号利得制御装置により達成される以上の及び
他の目的は制御可能な信号利得因子７有する新規の′Ｎ
幅器を用いることにより達成されることが望ましい。

従って、本発明の他の目的は制御可能な信号利得因子７
有する改良された増幅器ン提供することである。

本発明の上述した及び他の全ての目的は、（１）入力信
号にオリ得ン与える改良された情号利得制偽装置と、（
２）信号利得制御装置の賛ましい実施例に用いる改良さ
れた増幅器とによって達成される。

信号利得制御装置は、演算増幅器と、演算増幅器の入力
端子と出力端子との間の帰還路と、（１）入力端子に印
加された入力電流信号と、（２１！１制御信号と圧応答
してこれらの関数として演算増幅器の出力端子の出力箱
圧娶変更する帰還路に配置した第１のｎＪ変インピーダ
ンス装置とｔ組合せて含む。演算増幅器の出力端子と装
置の出力端子との間に結合された信号路は、（ａ）増幅
器の出力端子の出力１圧と、（ｂ）第２の制御信号とに
応答してこれらの関数として発生される装置の出力端子
の出力１＆ン変災する第２の可変インピーダンス装置を
含む。入力と出力１′流との間に与えられる利得は第２
及び第１制御化号の比の関数である。

本発明の他の側面は、入力信号に装置信号利得を与える
改良された信号利得制御装置を提供することである。こ
の装置は入力信号を受取る入力装置と、入力信号に応答
する出力信号を与える出力装置とｔ含む型式のものであ
る。装置は、第１制御［ＩＩ＠号ン発生する装置と、入
力信号と第１制御信号とに応答して中間信号音発生する
装置と、第２制御化号を発生する装置と、前記中間信号
と前記第２制御伯号とに応答して前記出力信号を発生す
る装置と、を組合せて含み、装置信号利得は第１制御個
号に対する第２制御信号の比の関数である。

本発明の他の側面は上述した信号利得制御装置を用い、
制御信号を発生する装置の少なくとも１つは信号伸長又
は圧動ン行なうように入力及び出力信号の内の一方に応
答し又これらの関数である。

本発明の望ましい増幅器は入力抵抗と帰還抵抗を有する
型式のもので、少なくとも抵抗の内の一方はバイポーラ
・トランジスタを含む。可変抵抗として機能するように
飽和域で動作するようトランジスタにバイアスをかける
装置が設けられている。増幅器により与えられる電圧利
得はトランジスタのペースに印加される制御信号の関数
である。

本発明の他の目的は部分的には明らかであり、又部分的
には以後現われる。従って本発明は以下の詳細な開示で
例鉦されるｉ敗、素子の組合せ、部品の配置馨有し又特
許請求の範囲で示される出願の範囲馨有する装置を含む
。

本発明の特性と目的のより完全な理解のため、添附の図
面と関連した以下の詳細な欽明を参照しなければならな
い。

図面では同一番号は同じ又は同様部品ン指定するのに用
いられる。

第１図で、信号利得制御装置の実施例は、入力電圧信号
Ｖｉｎ　ｆ受信するようにされ、（入力亀圧ンへ流に変
換する）入力抵抗１４を介して演算増幅器１６の反転入
力端子へ接続された入力端子１２を有する演算増幅器段
１０ｙ！−含む、演算増幅器１６の非反転入力端子は装
置アースに接続され、−力出力と反転入力端子はトラン
ジスタＱｌ　乞介して接続されて帰還路ｌ形成する。

ＮＰＮ　１１導型であることが望ましいトランジスタＱ
１はそのコレクタを増幅器１６の反転入力端子に接続し
、そのエミッタを増幅器の出力端子に接続しである０本
発明によると、ペースは電流源１８から制ａｍ流工５、
の形式で第１制御信号を受取るよう接続され、一方トラ
ンゾスタＱｌは飽和域で動作するようバイアスされる。

トランジスタＱ１がバイアスされる方法は装置の特定の
応用例に依存する。トランジスタＱｌ　’ｔ’バイアス
する１つの技術は以後第６図及び第５図と関連して記述
される。

ＮＰＮ　）ランジスタの飽和域は、ｎ型材（トランジス
タＱ、のコレクタとエミッタは各々ｎ型材で作ら４てい
る）Ｋｐ型材（トランジスタＱ１のペース）より負の電
位ケ与えた時に与えられる。換言すると両接合部が順方
向バイアスされる。これは、ペースｐ型劇がエミッタｎ
型材より正の一位（Ｊ１１方向バイアス接合部）であり
、コレクタｎ型材より負の一位（逆方向バイアス接合部
）である順方向能動域や、ベースｐ型材がエミッタｎ型
材より負の電位（逆方向バイアス接合部）であり、コレ
クタｎ型材より正（Ｊｌｌｌｆ１方向バイアス接合部）
である逆方向能動域や、ベースｐ型材がコレクタ及びエ
ミッタｎ型材の両方より負の一位にある燵断域（この状
態は両接合部が逆方向バイアスされている）と対比され
る。トランジスタの能動、飽和、遮断域の説明にはグレ
イ・ボール・イーとサー・アンド・サンズ社出版２６１
．２６２貞及び７７０−７８１頁を参照されたい。

トランジスタＱ１はトランジスタが飽和域で動作してい
る限り可変抵抗として機能する。トランジスタＱｌ　ｉ
ｃより与えられる実際の電導嵐はベース１″流工　の関
数である。従って段ＩＱｔｔ（ＲＱ工／１ Ｒ１４）に等しい電圧利得を有する反転増幅段として動
作する、ここでＲＱｘはトランジスタＱ１により与えら
れる殉還抵抗で、ペース電流より１の関数であり、Ｒ１
４は抵抗１４により与えられる入力抵抗である。

８ｇ１図に示ｊ信号利得制御装置はさらに出力段１９’
Ｙｉｔｒ。段１９はトランジスタＱよと同じ電導型の第
２のトランジスタＱｇＹ含む。トランジスタＱ２は同一
構造を有し、それ故その電気的転送特性（その電流利得
、すなわち順方向及び逆方向ベータやそのベース対エミ
ッタ電圧／コレクター流（ｖｂｏ／工。）転送特性を含
む）をトランジスタＱ１と整合させる。トランジスタＱ
２もペース１流Ｉｂ２に線形に関連するコンダクタンス
を有する可変抵抗として機能するようにその飽和域で動
作するようバイアスされる（以下の第３図及び第５図１
と関連して記述される方法で）６　トランジスタＱｌと
Ｑ２と！！１合させることにより、各トランジスタの可
変抵抗は各ペース電流の変化に従つて同様に変化する。

トランジスタＱ２のエミッタはを与える電流源２８に接
続され、そのコレクタは演算増幅器２２の反転入力に接
続される。演算増幅器２２は装置アースに接続された非
反転入力と、（１）抵抗２４７￥：介した反転入力への
帰還路と、（２）装置の出力端子２６とに接続された出
力と！有する。

段１９も（Ｒ２４／　ＲＱ２　）　ＩＩＣ等しい電圧利
得ｖｖ−ｒる反転増幅器段として機能し、ここでＲ２４
は抵抗２４により与えられる固定の帰還抵抗で、ＲＱ２
はベース１流工２の関数である可変人力抵抗であること
が認められる。

動作中各トランジスタの特定のコレクタ・エミッタ電圧
■。６対コレクタ電流工。はベース１流工ゎの振幅レベ
ルの関数である。これは第２図に示すグラフ表示により
図示され、ここで各曲線はペース電流の特定値（任意の
値より””ｂ′、ニー、工ｒが示されている）Ｋ対する
コレクタ・エミッタ電圧Ｖ　とコレクタ電圧工。との間
の近似的な理論的ｅ 関係式である。％定のペース電流に対する各曲線はＶ。

０と工。どの間で線形関係式ン示していない。

従って、各段１０．１９の転送関数は非線形である。し
かしながら、以後間らかになるように、２段が共に動作
すると、これらの非線形特性は線形装置Ｙ与えるように
互い相補し合う。言い換えると、各曲線は幾伺学的意味
で各地の曲線と同様である（ｆなわち同一形状で異なる
スケールである）。

動作時に、　（１）　）ランゾスタＱ１とＱ、の直流電
流Ｙ＄、−に（以後述べる方法で）セットし、　（２１
）ランシスタＱ１とＱ２の各ベースに正電流である制侮
電流工。□とより２ヲ印加する、仁こで「正」は電流が
ペースに流れ込むことを意味する、ことＫより各トラン
ジスタＱ１％Ｑ２は飽和域にバイアスされる。

音声信号である■１ｎは入力端子１２に印加される。

入力端子１２０入力電圧信号ｖｉ。が正極性の時増幅器
段１０への入力電流工ｉｎは正である。増幅器１６はト
ランジスタＱｌとＱ２の共通エミッタの接合部２０で電
圧降下ン生じさせる。これは増幅器１６０反転入力の入
力電流によりコレクタ電流工。

７等化させるのに十分なＶ。０よの増加を生じる。

前述し、第２図のグラフから明らかなように’　ｖＱ＠
の飴は工５、の値に依存する。

接合部２０の電圧降下は又トランジスタＱ２のエミッタ
に電圧をセットする。トランジスタＱ２のエミッタとコ
レクタがベースより負の間は、エミッタの電圧降下はト
ランジスタＱ２のコレクタ！エミッタよりさらに正にす
る。トランジスタＱ２のコレクターエミッタ電圧Ｖ。。

２はそれ故増加する。

トランジスタＱ１とＱ２上のコレクタ・エミッタ電圧は
実際には理論的には常に等しい。ｖｃｅ　２の増加はト
ランジスタＱ２のコレクタ電流工。、の増加させる。ト
ランジスタＱ２の値工。２はより２のベース電流の設定
により決定される。

入力電圧ｖｉ。が増加し、抵抗２４０入力電流が増加す
る間、トランジスタＱ１とＱ２の動作は動作点に近接し
、トランジスタＱ１とＱ２のベース・コレクタ接合は逆
方向バイアスされてトランジスタは順方向能動域動作を
開始することが認められる。

この動作点でトランジスタはＶｃ　ｅ　／工。共通エミ
ッタ曲縁の順方向能動域の平坦部分に近接する。

端子１２のｖｉｎが十分に低い負極性である時トランジ
スタＱ１は飽和域にとどまる。入力端子１２の負宵圧は
増幅器１６の反転入力への負電流”ｉｎｎ半生る。増幅
器１６はトランジスタＱ１とＱ２の共助エミッタの接合
部２０の１圧上昇Ｙ起こさせる。これは増幅器１６の反
転入力の入力電流によりコレクター流工　と等しくする
のく十分なり０８□ｌ の減少を生じる。ｖａｓ　は負ではあるが、依然として
工、□の値に依存している。

接合部２４の電圧上昇は又トランジスタＱ２のエミッタ
の電圧をセットする。トランジスタＱｌとＱ２のコレク
ターエミッタ電圧は依然として理論的には等しい。トラ
ンジスタＱ、の値工。２は工わ。

のペース１１流の設定により決定される。

第６図及び第５図の駅間から明らかとなるように、エミ
ッタを共通に接続したトランジスタ（ｈとＱ２Ｙ第１図
に示したが、各々のコレクタとエミッタを逆方向に接続
して、トランジスタＱ１とＱ２ヲ共通コレクタで接続す
ることも可能である。

これは本願では動作理論ｙｔｕ明しないりとβ。

（以下で定義）Ｋ関してのみ２つの動作モードが変化す
るために生じる。

第１図に示した偽造により与えられる電流利得はペース
電流工ゎ、と几、の比の関数であることを以下に示す。

特に、エバース・モール・トランジスタ・モデルは工　
（ペース％　＠　）　、■。（コレクタ電流）及℃ びＶ　（コレクタ・エミッタ電圧）を以下の通りｅ に関係づける。

（１１ｖａｓ−ｖｔ・）ｎ（（βｆ／＃ｒ）〔Ｉｏ＋（
＃１＋１）より）／〔す工、−工。〕〕ここでＶ、はｋ
Ｔ　／　ｑ　Ｋ等しい熱電圧（こ仁でｋとｑは定数、Ｔ
は動作温度）、 ノｎは自然対数関数、 β、は大信号順方向注入共通エミッタ・ショート回路電
流利得、 β　は大信号逆方向注入共通エミッタ・ショート回路電
流利得である。

第１図を参照すると、トランジスタＱ１とＱｓ＋は同一
構造であるためトランジスタの各錬りとｓｒは理論的に
は同じである。

増幅器１６．２２の入力端子間にオフセット電圧差が存
在せず、２つのトランジスタのコレクタ・エミッタ電圧
が同一であると仮定すると、（２１Ｖ、８□−ｖＱ＠　
２ ここでｖＣｅｚはトランジスタＱ１のコレクタ・エミッ
タ指圧、 ｖｃｏ□はトランジスタＱ２のコレクターエミッタ電圧
である。式（１）ヲ再び参照し、トランジスタＱ１のコ
レクター流工。、とトランジスタＱ、！のコレクタ’ｋ
ｆｋ工。２との間の関係式を以下のように導く。

式（３）は以下に変換される。

（４）〔工。、＋（β、＋１）工、□〕〔りより２−工
。２〕　−〔工。２＋（β１＋１）工５．〕〔り工ゎ、
−工。、〕式（４）は以下忙変換される。

（５）　　工。２−（工、、／工、１）工。、又は（６
）　　工、２／Ｉｏ１−　Ｉｂ、／Ｉｂ□■、ｎ−工。

、で、工。ｕｔ−工。２であるため、（カ　　エ。ｕｔ
　　−工□ｎ（几、／工５、）このようＫ、２つの増幅
器１６．２２が同一の入力オフセラ）１１を圧を有する
場合、各トランジスタＱ、　トＱ、２のコレクタ・エミ
ッタへ圧ｖｃｅは等しく、トランジスタにより与えられ
る装置の一流利得は２つのペース−流工、、と工５、と
の比に等し贋。

この比は例えばトランジスタの差動対により、又は第６
図及び第５図の説明から明らかなように容易に設定可能
である。式（６）は電流利得７定りするが、入力電流工
。、は入力抵抗１４のため電流に変換される入力１圧か
ら得られるため全体の装置オリ得は電圧利得として表示
可能である。同様に、出力電流工。２は出力抵抗２４１
Ｃより出刃動圧に変換される。

第６図を参照すると、本発明の装置が雑音低減法で伸長
（デコード）の実施に用いるため望ましい実施例として
示されている。この装置は全体を４０で示す利得セルと
信号レベル検出器４２を含む。

利得セル４０は第１図の装置要素を含む。入力端子１２
、抵抗１４．２４、演算増幅器１６，２２、トランジス
タＣｈ、Ｑ、２に加えて、セル４０は増幅器１６．２２
の入力間のオフセット電圧の効果を最小にする装置を含
むため、トランジスタＱ１とＱ２のコレクタ・工きツタ
電圧Ｖ。０は等しく保持され、トランジスタは工ゎ、と
より、の特定値に対して正しい動作曲線で動作する。第
６図のトランジスタｑ〕とＱ２のエミッタ電流のバイア
ス点を零に等しくすることにより設計目的は満たされる
。トランジスタＱ工とＱ２は第１図に示したものと逆の
構成で使用されているため、これは式（１）のＩＣを零
とするのに等しく、従って式（ＩＩは＋ｓ＋　　ｖｏ、
　＝ｖｔ＃　Ａｎ　（（β、＋１）／β１〕となる。こ
こでβ１は実際にはβ１の値である。

式（８）はそれ故ｖ０゜が工、の値とは独立であること
を意味している。従って、トランジスタＱ１とＱ２のコ
レクタ・エミッタ電圧の直流バイアス値は実質的に全条
件の利得（よりｇ／より１）以下に等しい。

阻止コンデンサ４４は抵抗１４と直列に入力端子１２と
増幅器１６の反転入力との間に結合されル、一方コンデ
ンサ４６はトランジスタｑ２のエミッタと増幅器２２０
反転入力との間に結合されることが望ましい。コンデｙ
す４６は比較的大きくなければならない。例えば、音声
信号伝送に杜、より２の値が１００マイクロアンペアの
範囲にある場合には１００マイクロフアラツドのオーダ
ーの容量値で満足できる。

コンデンサ４６が問題の周波数でショート回路として作
動する限シ、トランジスタＱ１とＱｓはＮ同じＶ。８の
増分変化を経験する。それ故この実施例では式（２）に
よシ提示される条件は実質的に満たされる。又は、演算
増幅器？６．２２を当絨技術において公知の方法で調節
して増幅器の入力のオフセットを等しくすることも可能
である。オフセットを等化する他の方法も当該技術にお
いて公知である。

理論的には、装置の理想的動作にはトランジスタＱ１と
Ｑ２の順方向及び逆方向電流利得βｆとβアはコレクタ
電流と無関係でなければならない。言い換えると、第２
図の曲線の各々は幾何学的意味で同様で（すなわち同一
形状、異なるスケール）、歪は生じない。しかしながら
実際には、バイポーラ・トランジスタはこの特性を示さ
ない。従って第６図の望ましい実施例では、Ｖｃｅ　／
工。応答曲線をよシ同じようにする装置が設けられてい
る。

この装置は各トランジスタＱ１とＱ２に対して少なくと
も１つのトランジスタの形式であることが望ましい。追
加トランジスタはトランジスタＱ１、Ｑ２と同じ伝導型
である。追加トランジスタはトランジスタＱ１、Ｑ２と
同じ構造で、特定のペース電流に対して並列電導路を与
えるようにダイオード・モードで接続されている。

特に第４図に示すように、トランジスタＱ１％Ｑｌ！と
同じ伝導型でそのｖｂｅ　／　工。特定を各々整合させ
た２つのトランジスタＱ３ＮＱ４が示したように各々ダ
イオード・モーＰで接続されている。ダイオード接続は
、トランジスタＱ３のペースとコレクタを一緒にしてト
ランジスタＱ、１のペースに接続することによシ与えら
れる。同様に、トランジスタＱ４のペースとコレクタは
一緒にトランジスタＱ２のペースに接続される。代シに
、又は加えて、第４図に示すように構造がトランジスタ
Ｑ１、Ｑ２と同じ追加トランジスタＱ５、’Ｌ６を用い
て別の又は追加の並列路を設けることもできる。特に、
トランジスタＱｘのペースとコレクタの間にトランジス
タＱ５をダイオード接続し、トランジスタＱ８のペース
とコレクタの間にトランジスタＱ６をダイオード接続す
ることによシ並列路を設けることが可能となる。入力信
号を伸長（デコード）するためには、（ベース電流ｘ’
ｏ１を与える）電流源１８は基準電流源で、一方ペース
電流より３は端子１２の入力信号から得られる。

特に、検出器４２は端子１２の入力信号の振幅レベルを
検出する丸めその入力が接続され、その出力に検出した
振幅レベルの関数としての直流値を有する信号を与える
。検出器４２は端子１２０入力電圧信号の検出振幅レベ
ルのＲＭＢ値の対数関数として出力電圧信号を与える型
式（例えば１９７２年８月１日にデビット・イー・ブラ
ックマーに与えられた米国特許第３．６８１．６１８号
に記述され特許請求されているもの）であることが望ま
しいが、公知のピーク及び平均検出器のような他の型式
の検出器も利用可能である。

検出器４２の出力はトランジスタ（ｈのエミッタに接続
される。トランジスタＱ〒はダイオード接続され、ペー
スとコレクタを一緒に接続されている。トランジスタｑ
）のペースとコレクタは又電流基準源４Ｂとトランジス
タＱ８のペースにも接続されている。トランジスタＱ、
ｅは、電圧源”ＱＣにより電力を与えられるようにされ
ている上部電圧レールにそのコレクタを接続されている
。トランジスタＱ８のエミッタもトランジスタＱｘｏの
ペースに接続されている。トランジスタＱｘｏのコレク
タＵ、　ＰＩＰ　）うｙジスタＱ、１１のコレクタとペ
ースへ、そしてＰＮＰ　）ランジスタＱ１２のペースに
接続されている。エミッタＱ１１とＱｘ２は上部電圧レ
ールに接続されている。トランジスタＱ、１ｇのコレク
タはトランジスタＱ２のペースへ電流より２を与える。

このようにより２は検出器４２０制御電圧出力の関数で
あシ、又検出器の出力は入力端子１２の電圧入力Ｗｉｎ
の関数である。この結果より２／よりｌの比、従って装
置４０の電流利得は入力信号の関数である。検出器４２
を図示の方法で利用することによシ、入力電圧信号は動
的に伸長可能である。

第５図に示すように、入力電圧信号を動的に圧縮する又
はコード化する装置を利用するためには、電流源１８．
２８を切換えて１８からの基準電流をトランジスタｑ２
のペースに印加し、コレクタＣｈｓからの電流をトラン
ジスタＧＬＩのペースに印加する。加えて、検出器４２
の入力を出力端子２６に接続して検出器４２に出力電圧
を検出させる。

このように、圧縮用には、電流工１）ｌを出力信号から
得てよりｓを基準源から得る。

最後に、第６図及び第５図の装置を単一電源で動作させ
るため、増幅器１６を望ましく設計し、増幅器２２の非
反転入力をこれらの図面に示すように接続する。

特に、抵抗１４をＮＰＮトランジスタＱｘ３のペースに
接続し、トランジスタＱ１ｒ５はエミッタを装置アース
に接続され、コレクタは基準電流源５０とＰＮＰ　）ラ
ンジスタＱ１４のペースに接続される。トランジスタＱ
１４のコレクタ紘装置アースに接続され、一方そのエミ
ッタは基準電流源５２とａｐＮ）ランジスタＱ１３のペ
ースに接続されている。トランジスタＱ１ｇはコレクタ
を電圧源ｖ０゜Ｋ接続し、抵抗５６を介して接合部２０
で増幅器１６の出力と基準電流源５４に工さツタを接続
している。

入力バイアス電流を補正する装置も備えることが望まし
い。この装置は、ペースを増幅器１６の入力に接続し、
コレクタを装置アースに接続し、エミッタをＰＮＰ　）
ランジスタＱ１〒のコレクタに接続したＰＮＰ　）ラン
ジスタＱ、１６を含むことが望ましい。ＰＮＰ　）ラン
ジスタＱ４−１はペースとエミッタを各々ＮＰＮ　）ラ
ンジスタＱ１８０ペースとコレクタに接続している。ト
ランジスタＱ１８はコレクタを電圧源Ｖ。０に、エミッ
タを基準電流源５８に接続している。

増幅器２２の非反転入力は基準電源６０とダイオード６
２の陽極とに接続されている。ダイオード６２の陰極は
ダイオード６４の陽極に接続され、その陰極は装置アー
スに接続されている。電源１８．４８．５０．５２．５
４．５８．６０によシ与えられる基準電流は、必要な電
流レベルを与えるためＶＣａ又はアースに適尚に結合さ
れているトランジスタによル容易に与えることが可能で
あり、従って単一電源ｖ０゜を用いて装置に電力を与え
ることが可能である。必要な電流レベルは以下の通りで
ある。電源１　Ｂ＝Ｉ　Ｑマイクロアンペア、電源４８
＝７．５マイクロアンペア、電源５０　＝３．５マイク
ロアンペア、電源５２＝１５マイクロアンペア、電源５
４＝１５０マイクロアンペア、電源５　Ｆ３　＝　３．
５マイクロアンペア、電源６０は約５０マイクロアンペ
アである。

トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は（そして使用す
る時にはトランジスタＱＩＳとＱ６も）全て１２Ｍトラ
ンジスタであるため図示した装置は工。形式で容易に製
造可能である。必要な唯一の電源であるｖｏ。の値は室
温で直流１．６　ｖ　ｔで下げることができ、この時で
も装置は有効に動作する。本装置は正負再入力電圧信号
に対して動作するためバイポーラ（両極性）である。

本発明の範囲から逸脱することなく図示した装置にある
種の変更を加えられる。例えば、トランジスタｃＬ１、
Ｑ３、Ｑ３％Ｑ４、ＱＩ５ノ各＊　ハ１ｉＰ）ｉ　伝導
型であることが望ましいが、ＰＩＰ型トランジスタを用
いて動作実施例を得ることが可能である。さらに、第３
図及び第５図で電源１８は基準電源として図示されてい
るが、電源１８から第６図で与えられる信号は端子１２
で入力電圧から実際に得られるものであシ、又第５図で
電源１８から与えられる信号は端子２６の出力電圧から
得られる。

このように両制御信号拡第３図の入力信号の関数であり
、又第５図の出力信号の関数であシ、これらから得られ
る。このような構成では、利得は工１）２／より１の比
の関数として依然変化し、両電流より１、より２は各入
力と出力電圧によシ変化する。

トランジスタＱ１、Ｑ２のペースへの電流入力を反転し
、電源１８からの出力電流をトランジスタＱ１のペース
へ送シ込み、トランジスタＱ１２のコレクタから与えら
れる電流をトランジスタＱ２のペースに送ると、圧縮器
には実質的に無限の圧縮を与える。

本明細書で記述した本発明の範囲から逸脱することなく
上記装置にある種の変更を加えうるため、添付した図面
に含まれる全ての事項は例示と解釈して限定する意図で
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の信号利得制御装置の１実施例の部分ゾ
ロツク及び部分概略図である。第２図は本発明に用いる
トランジスタの標準的な共通二ｉツタ曲線を図示する。 第３図は信号伸長器（デコーダ）として有用な本発明の
信号利得制御装置の望ましい実施例の詳細な部分概略、
部分ブロック図である。第４図は本発明で可変抵抗とし
て用いるバイポーラ・トランジスタへの変更を図示する
。 第５図は信号圧縮器（エンコーダ）として有用な本発明
の信号利得制御装置の望ましい実施例の詳細な部分概略
部分ブロック図である。 符号の説明 １２・・・入力端子、１４・・・入力抵抗、１６．２２
・・・演算増幅器、Ｑｌ、Ｑｊ！・・・トランジスタ、
１８．２８・・質流源、２６・・・出力端子、２４・・
・帰還抵抗。 代理人　浅　村　　　皓 外４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｒｌ）　　利得制御信号の関数として入力信号に利得を
   与える装置において、 装置入力端子と、 増幅器入力端子と増４Ｉｉ器出力端子！含む演算項＠器
   と、 第１及び第２のインピーダンス装置であって、前記第１
   インピーダンス装置は前記増Ｓ器への入力インピーダン
   スを与えるように前記装置入力端子と前記増幅器入力端
   子との関に結合され、前記第２インピーダンス装置は前
   記増幅器へ帰還インピーダンスを与えるように前記増幅
   器入力端子と前記増幅器出力端子との間に結合され、前
   記第１及び第２のインピーダンス装置の少なくとも一方
   は、（１）抵抗ン与えるように前記端子の対応するもの
   にエミッタとコレクタを結合され、（２）前記制御信号
   を受取るようにペースが接続されたトランジスタを含む
   前記第１及び第２のインピーダンス装置を組合せて含み
   、 前記パイメーラ拳トラ／シスタはバイアスされることが
   可能で、（ａ）前記トランジスタは飽和域で動作し、（
   ｂ）コレクタとエミッタ間で前記トランジスタは可変抵
   抗として機能し、（ｃ）前記利得は前記制御信号の関数
   として変化する、利得制御信号の関数として入力信号に
   利得を与える装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   トランジスタがＮＰＮ伝導型である装置。 （３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   利得制御信号が一定の基準信号である装置。 （４）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   利得制御信号が可変信号である装置。 （５）特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記
   利得制御信号が前記装置入力端子の入力信号の関数であ
   る装置。 （６）特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記
   増幅器出力端子に結合された装置出力端子をさらに含み
   、前記利得制御信号が前記装置出力端子の出力信号の関
   数である装置。 （７）％許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   利得制御信号が電流信号である装置。 （８）　　特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   前記第１インピーダンス装置は前記トランジスタｙ！ｌ
   −宮む装置。 （９）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   第２インピーダンス装置は前記トランジスタン含む装置
   。 Ｑｌ　　入力信号に利得ｔ４える信号利得制御装置にお
   いて、前記装置は入力信号を受取る装置入力端子と出力
   信号を与える装置出力端子とを含む型であり、 前記装置入力端子に結合された増幅器入力端子と増幅器
   出力端子とｌ含む増幅器と、 前記増幅器入力端子と前記増幅器出力端子との間の帰還
   路であって、第１制御信号の関数として前記増幅器への
   帰還抵抗ｔ４える第１インピーダンス装置を含む前記帰
   還路と、 前記増幅器出力端子と前記装置出方端子との間数として
   抵抗を与える第２インピーダンス装置を含む前記信号路
   と、 ？：組合せて含み、 前記利得が前記第１制御信号に対する前記第２制麹信号
   の比の関数である信号利得制御装置。 αυ　特許請求の範囲第１０項記載の装置において、前
   記第１及び第２インピーダンス装置は各々前記第１及び
   第２制御信号の各々の関数としてのコンダクタンス値Ｙ
   有する可変抵抗装置である装置。 ａの　　特許請求の範囲第１１項記載の装置において、
   前記可変抵抗装置の各々は前記第１及び第２制御信号の
   各々の線形関数としてのコンダクタンス値娶有する装置
   。 ａ３　　特許請求の範囲第１２項記、載の装置において
   、前記インピーダンス装置の各々は前記第１及び第２制
   御信号の各々を受取るようベースを結合されたトランジ
   スタχ含み、前記装置はさらに前記トランジスタをバイ
   アスして前記トランジスタの各各を飽和域で動作させる
   装置を含む装置。 （１４特許請求の範囲第１３項記載の装置において、前
   記第１及び第２インピーダンス装置のトランジスタは同
   伝導型で同じ構造を有する装置。 （ｌＳ　　特許請求の範囲第１４項記載の装置において
   、前記第１及び第２インーーダンス装置の前記トランジ
   スタのコレクタ・エミッタ電圧を等しく保持する装置ｔ
   さらに含む装置。 （１６１特許請求の範囲第１０項記載の装置において、
   前記第１インピーダンス装置はコレクタとエミッタを前
   記帰還路に接続され、ベースを前記第１制御仏号を受取
   るよう接続した第１トランジスタを合み、前記第２イン
   ピーダンス装置はコレクタとエミッタを前記信号路に接
   続され、ベースを前記第２制御信号を受取るよう接続し
   た第２トランジスタχ含み、さらに前記トランジスタを
   バイアスして前記トランジスタの各々を飽和域で動作さ
   せる装置をさらに含む装置。 α′Ｏｓ許跣求の範囲第１６項記載の装置において、前
   記トランジスタは同じ伝導型で同一構造を有する装置。 α梯　特許請求の範囲第１７項記載の装置において、基
   準値の関数として前記制御信号の一方ン発生する装置と
   前記入出力の内の一方の関数として前記制御信号の他方
   ン発生する装置とｔさらに含む装置。 （１９特許請求の範囲第１８項記載の装置において、前
   記制御信号の他方を発生する装置は、前記入力信号のレ
   ベルを検出し、前記レベルの関数として第６信号Ｙ発生
   する検出装置と、前記第６信号に応答して前記他方の制
   御信号を発生する装置とン含む装置。 四　特許請求の範囲第１９項記載の装置において、前記
   検出装置は前記入力信号のレベルのＲＭａ値の関数とし
   て前記第３信号！発生する装置。 （２、特許請求の範囲第１８項記載の装置において、前
   記第２インピーダンス装置と前記装置出力端子との間の
   前記信号路に接続された第２増幅器入出力端子を含む第
   ２増幅器！さらに含む装置。 □□□特許請求の範囲第２１項記載の装置において、前
   記装置入力端子と第１増幅器入力端子との関に結合され
   た第１抵抗素子と、前記第２増幅器入力と出力端子間に
   接続された第２抵抗素子とをさらに含む装置。 シＪ　％許請求の範囲第２１項記載の装置において、前
   記第１及び第２増幅器間のオフセット信号レベル差の効
   果を減する装置をさら（含む装置。 ２４）　　特許請求の範囲第２３項記載の装置において
   、前記オフセットの効果を減する前記装置は前記各増幅
   器の入力端子に結合された容量性素子ン含む装置。 Ｃ１特許請求の範囲第１７項記載の装置において、各ト
   ランジスタのペースと該トランジスタの前記コレクタ及
   びエミッタの一方との間に接続されたダイオード装置χ
   さらに含む装置。 （１）特許請求の範囲第２５項記載の装置において、前
   記ダイオード素子の各々は、ダイオード・モードで接続
   され、前記第１及び第２トランジスタとｖｂｏ／工。特
   性を整合した第３トランゾスタｖ含む装置。 弼　特許請求の範囲第２４項記載の装置において、前記
   トランジスタの各々の前記少なくとも１つの並列路Ｙ定
   める前記装置は１対のダイオード素子を含み、その一方
   は各トランジスタのペースとその各々のコレクタとの間
   に接続され、他方は各トランジスタのペースとその各々
   のエミッタとの関に接続されている装置。 ＠　特許請求の範囲第２７項記載の装置において、前記
   ダイオード素子の各々は前記第１及び第２トランジスタ
   Ｔ／ｃ１ｉ合したｖｂｅ　／工。特性を有するトランジ
   スタである装置。 翰　入力信号に装置信号利得を与える信号利得制御装置
   において、前記装置は入力信号を受取る入力装置と前記
   入力信号に応答して出力信号を与える出力装置とを含む
   型式であり、 第１制御信号を発生する装量と、 前記入力信号と前記第１制御傷号とに応答して中間信号
   を発生する装置と、 第２制御信号を発生する装置と、 前記中間信号と前記第２制御信号とに応答して前記出力
   信号を発生する装置と、 を組合せて含み、 前記信号利得が前記第１制御信号に対する前記第２制御
   信号の比の関数である信号利得制御装置。 （７）特許請求の範囲第２９項記載の装置において、中
   間信号ン発生する前記装置は前記入力信号の入力電流に
   応答し、前記中間信号は電圧信号であり、前記出力信号
   ン発生する前記装置は出力電流音発生する装置。 Ｇυ　特許請求の範囲第３０項記載の装置において、前
   記第１及び第２制御信号は各々電流信号である装置。 ０２、特許請求の範囲第３１項記載の装置において、前
   記装置信号利得は入力電流に対する出力電流の関数であ
   り、第１制御信号電流の大きさで割算した第２制御信号
   電流の大きさに実質的に等しい装置。 （特許請求の範囲第２９項記載の装置において、前記中
   間信号ン発生する前記装置は第１トランジスタン含み、
   前記出力信号を発生する前記装置は第２トランゾスタを
   含み、前記第１及び第２トランジスタの各々をバイアス
   して前記トランジスタの各々をその飽和域で動作させる
   装置ｖさらＴＬ自む装置。 σつ　　特許請求の範囲第３６項記載の装置において、
   前記第１）ランシスタのコレクタ及びペース電流は各々
   前記入力信号の入力電流と前記第１　＊ｔ＋御信号の電
   流の大きさの関数であり、前記中間信号は電圧であり、
   前記−圧は前記第１トランジスタのコレクタ・エミッタ
   電圧の肌数であり、前記第２トランゾスタのコレクタ・
   エミッタ電圧とベース電流は各々前記中間電圧と前記第
   ２制御信号の電流、レベルの大きさの関数であり、前記
   出力信号は前記第２トランジスタの前記コレクタ電流の
   関数である装置。 ０９　　％許請求の範囲第３４項記載の装置において、
   Ｍ記第１）ランシスターのコレクタ・エミッタ電圧は前
   記１２）ランシスタのコレクタ・エミッタ電圧と実質的
   に等しくなるように前記第１及び第２トランジスタが構
   成されている装置。 （至）特許請求の範囲第３３項記載の装置において、前
   記第１トランゾスタのエミッタ及びペース電流は各々前
   記人力信号の入力電流と前記第１制ｍ信号の電流の大き
   さの関数であり、前記中間信号は′−圧でめつ前記電圧
   は前記第１トランジスタのコレクタ・エミッタ電圧の関
   数であり、前記第２トランジスタのコレクターエミッタ
   電圧とベース電ＭＥは各々前記中間電圧と前記第２制御
   信号の電流レベルの大きさの関数であり、前記出力信号
   は前記第２トランクスタの前記エミッタ１に流の関数で
   ある装置。 西ｒ　　ｔｐ＋ｉＰｆ趙求の範囲第６６項記載の装置に
   おいて、ｉｌｌ　記載１トランジスタのコレクタ・エミ
   ッタ１圧は前記第２トランゾスタのコレクタ・エミッタ
   ［圧に実働的に等しくなるよう処罰記載１及び第２トラ
   ンジスタヲ栴成した装置。 （９）検出信号に応答して入力信号に装置信号利得ケ与
   え、前記検出信号の関数として前記入力信号のダイナミ
   ックレンジを変化させる可変信号利得制＃装置において
   、前記装置は入力信号を受取る入力装置と前記入力信号
   に応答して出方信号ン与える出力装置とを含む型式のも
   のであり、第１制御イ６号ン発生する装置と、 −１記入力信号と前記第１制御傷号とに応答して中間信
   号音発生する装置と、 第２制御信号を発生する装置と、 前記中間信号と前記第２制御伯号に応答して前記出力信
   号を発生する装置と、 を糾合せて含み、 制御信号を発生する前記装置の内の少なくとも一方は前
   記検出信号に応答し又これの関数であり、前記検出信号
   は前記入力及び出力電圧信号の一方から得られ、前記装
   置信号オリ得は前記第１制御信号に対する前記第２制御
   傷号の比の関数である呵責信号利得制御装置。 ３特　特許請求の範囲第６８項記載の装置において、制
   御信号ン発生する前記装置の他方は基準信号を発生可能
   である装置。 四　特許請求の範囲第６９項記載の装置において、前記
   第１制御佃号を発生する前記装置は前記検出信号に応答
   し、前記検出信号は前記出力電圧信号から得られ、前記
   第２制御信号ン発生する前記装置は基１！＃仏号を発生
   して信号圧縮を行なう装置。 帽ｊ　％許り求の範囲第３９項記載の装置において、前
   記第２制御信号を発生する前記装置は前記検出信号に応
   答し、前記検出信号は前記入力電圧信号から得られ、前
   記第１制御信号は基準信号ン発生して信号伸長ン行なう
   装置。