JPS6016007A

JPS6016007A - 利得可変回路

Info

Publication number: JPS6016007A
Application number: JP58123269A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Kato; 加藤　典久; Ritsuji Takeshita; 竹下　律司
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
Current assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1985-01-26

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】〔技術分野〕本発明は、電圧制御抵抗器（Ｖ　ＣＲ）やトーンコント
ロール回路等に用いて好適な利得可変回路に関する〇〔背景技術〕上記利得可変回路は、例えばテープレコーダのノイズリ
ダクション回路として、或いはオーディオ装置における
音質調整回路として多用されている。

本発明者＊Ｕ、本願発明に先立ち、上記利得可変回路に
つき検討を行った。その結果、下記の如き欠陥を有して
いることが判明した。

すなわち、本発明者等によって検討された利得可変回路
は、利得調整回路、周波数特性調整回路、増幅回路等に
よって構成されている。利得Ｈ１４整回路には、例えば
オーディオ信号の如き入力信号が供給され、その出力信
号が周波数特性調整回路、増幅回路に供給される。なお
、周波数特性調整回路の出力信号は、利得調整回路に負
帰還され、その負帰還特性によって周波数特性が調整さ
れる。

上述の如き利得可変回路につき、いわゆるダイミックレ
ンジを良好にしようとすると、伝達される信号の歪率が
高くなってしまうことが、本発明者等の検討により明ら
かにされた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ダイナミックレンジを良好にするとと
もに、低歪率の出力信号を得ることのできる利得可変回
路を提供することにある。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明の概要を簡単に胱明すれば
、下記のとおりである。

すなわち１利得調整回路のダイオード負荷を複数段に構
成するとともに、増幅回路の増幅特性が対数特性を有す
るように構成し、ダイナミックレンジを大にすると同時
に、低歪率の出力信号を得るという、本発明の目的を達
成するものである。

〔実施例〕

以下、第１図及び第２図を参照して、本発明を適用した
利得可変回路の一実施例を述べる。なお、第１図は・半
導体集積回路化（以下においてＩＣという）にて構成さ
れた利得可変回路１０回路図である。仮想線で示したＩ
Ｃにおいて、数字を囲んだ丸は外部接続端子を示してい
る。

１番端子には、オーディオ信号等の入力信号Ｖ。

が供給される。２番端子には、周波数特性を調整するた
めのコンデンサＣ１が接続されている。３番端子には、
膠。。電鍵が供給される。４番端子からは、利得及び周
波数特性が制御された出力信号Ｖ。ｕｔが得られる。５
番端子は、アース端子である。

次に、ＩＣ内の各回路ブロックについて述べる。

点線で示した回路ブロック２ｉｊ、利得調整回路である
。利得調整回路２の利得調整は、電流調整可能な電流制
御回路２ａ、２ｂの電流供給量によって行われる。回路
ブロック３は、周波数特性調整回路（以下においてｆ時
調整回路という）である。ｆ時調整回路３において、周
波数特性の調整は電流制御回路３ａによる電流制御によ
って行われる。回路ブロック４は、電圧増幅回路である
。

電圧増幅回路４の出力信号■。は、電力増幅回路５に供
給される。電力増幅回路５からは、利得及び周波数特性
が制御された出力信号Ｖ。ｕｔが得られる。コンデンサ
ＣＩは、直流阻止用に設けられている。そして、出力信
号Ｖ。ｕｔの交流成分により、スピーカｓｐが駆動され
る。

次に、上記各回路の回路動作を更に詳細に述べる。

先ず、利得調整回路２について述べる。

差動対に構成されたトランジスタＱｚ　、　Ｑｔ　ｒｉ
、電圧−電流変換動作を行う。直流電圧Ｅｉ　、抵抗Ｒ
１は、トランジスタＱ１のバイアス電圧を決定する。従
ってトランジスタＱ８のベニＸＩＣＨ１ｒＭ流電圧Ｅ、
に入力信号ｖ１が重畳して供給されることになる。抵抗
Ｒ，，Ｒ，ｌ、）、ランジスタＱ１１Ｑ、が差動アンプ
として動作する領域（差動アンプのダイナミックレンジ
）を調整するために設けられている。

直列接続されたｎ個のダイオードＤｎ１は、トランジス
タＱ、の負荷回路として動作する。また、直列接続され
たｎ個のダイオードＤｎ、は、トランジスタＱ、の負荷
回路として動作する。ダイオードＤ。、　、　Ｄｎ、Ｆ
ｉ、電流−電圧変換動作を行う。従って、トランジスタ
Ｑ、、Ｑ、の何れか一方がオン状態に動作したとき、出
力電圧Ｖｏ、　、　Ｖｏ、の電圧レベルは、ｎＶ　とな
る。　なお、ＶＦはダイオ−？ド１個あたりの約０．７ボルト順方向電圧である。

ダイオードＤ、Ｕ、）ランジスタＱｌ　、Ｑｔの何れが
オン状態になっても、ａ点の電圧レベルを所定電圧レベ
ルに保持するためのものである。

利得調整回路２の出力電圧Ｖｏ、　、　ｖｏ、は、ｆ時
調整回路３と増幅回路４とに供給される。

次に、ｆ％調整回路３について述べる。

トランジスタＱ８．Ｑ４の各ベースには、上記出力電圧
Ｖ。Ｉ　ｒ　ｖｏＲがそれぞれ供給される。差動対に構
成されたトランジスタＱｌ　、　Ｑ４　ｕ、電圧−電流
変換動作を行う。トランジスタＱ、、Ｑ。

ば、カレントミラー回路を構成し、それぞれ電流−電圧
変換動作および電圧−電流変換動作を行う。

そして〜　トランジスタＱｇ　ｌ　Ｑ４　を流れる電流
１１１　ｒ　’＋１の和の電流１１３は、電流制御回路
３ａによって制御される。首た、ｆ特ｖ４整回路３の出
力信号Ｖ。１．は、トランジスタＱ、のベースに負帰還
信号として供給されるが、その伝達径路にはコンデンサ
Ｃ８が設けられている。

従って、電流制御回路３ａの制御により電流ｉ１ｇを増
減すれば、コンデンサＣ８への充電々流が制御される。

そして、コンデンサＣ８の容量にもとづく上記充電時間
と放電時間とによって、上記出力信号′ｖｏ１１の周波
数特性が調整される。

ここで、再び利得調整回路２について述べると、入力信
号ｖ１は上記出力信号Ｖ０８．と電圧比較される。出力
信号Ｖｏ、、は・上述の如く電流制御回路３ａＶＣよっ
て、所望の周波数特性に制御される。

従って、負荷回路であるダイオードＤｎ、　、Ｄｎ。

を流れる電流Ｌ　＊　ｉｔ　Ｖｉ、、出力信号Ｖｏ１．
に依存した周波数特性を有するようになる〇また、上記電流ｉ、、ｉ、の電流量は、上記出力信号Ｖ
ＱＩＩに依存する上に、電流制御回路２ａ。

２ｂによっても制御される。すなわち・電流制御回路２
ａ、２ｂから供給される電流が増大すると、この電流が
定電流回路Ｃ８，から供給される電流に加算される。従
って、電流’Ｉ＋ｉ！が増大するとともに、出力電圧Ｖ
ｏ、　、　Ｖ０２の電圧レベルと電流量とが増大し、ト
ランジスタＱ８　、Ｑａに供給されるベース電流も増大
する。これと同時に、増幅回路４を構成するトランジス
タＱｙ−Ｑａの各ベース電流も増大する。

次に、増幅回路４について述べる。

差動対に構成されたトランジスタＱフ＋　Ｑ６　Ｉｒ１
ｓ電圧−電流変換動作を行う。負荷抵抗ＲＬは、電流−
電圧変換動作を行ない、出力信号Ｖｏを得るためのもの
である。

上記増幅回路４において、注目すべきは直列接続された
ｎ個のダイオードＤ。、　１’　Ｄ　ｎ　ｔ　ｔである
。

タイオードＤｎｌｌ　”　ｎｌｔは、上記直列接続され
たダイオードＤ。１νＤｎ！　と相１って、下記の如き
回路動作を行う。すなわち、入力信号Ｖ１に対する出力
信号■。ｕｔのダイナミックレンジを良好にし、しかも
歪を低減化させるように動作する。

ダイオードＤ。、、Ｄ、、の電圧−電流特性は、いわゆ
る対数特性を有している。従って、出力信号Ｖｏ、、ｖ
ｏ、は、込わば対数圧縮されているので、これを対数伸
長させる必要がある。上記ダイオードＤｎ、、、Ｄｎｌ
、　ｑ、上記対数伸長を行うために設けられている。

ところで、トランジスタＱ−２Ｑａのベース・エミッタ
間は、−個のダイオードと見做し得る。

そして、本回路は同一半導体基板上に構成されたＩＣで
あるから、ダイオードＤｎ、、Ｄｎ、、Ｄ、、。

Ｄｎｌｔ　と、トランジスタＱ、、Ｑ、の各エミッタサ
イズを同一に形成することができる。従って、対数圧縮
された出力電圧Ｖ。、は、トランジスタＱ、。

ダイオードＤｎ、Ｉにより対数伸長される。

ちなみに、本発明者等の実験によると、トランジスタＱ
ｙ、Ｑｓのエミッタ面積を上述の如く形成し、かつトラ
ンジスタＤｎｌ　１　’　Ｄｎｌ　Ｎを設けた場合、出
力信号ｖｏの歪率を０．２％から０．０５％に低減させ
ることができた。

なお、先にトランジスタＱ？　、Ｑａのペース拳エミタ
タ間を１個のダイオードと見做し得ることについて述べ
た。従って、ダイオードＤｎｌｌｌＤｎ＋２の数は、ダ
イオードＤ□、Ｄｎ２に対し１個ずつ少ない数でよい。

例えば、ダイオードＤ。１ｌＤｎｔ”それぞれ２個のダ
イオードで構成された場合は、ダイオードＤ。、８．Ｄ
、、ｆｆｉはそれぞれ１個であってよい。

また、電流制御回路２ａ、２ｂ、３ａの一例について述
べると、これらにＩＣ外に設けられた制御電圧の電圧レ
ベルを調整し、その出力電流が制御される回路構成であ
ってよい。例えば、電圧−電流変換動作を行う差動増幅
器、電流−電圧変換動作を行うカレントミラー回路等に
よって構成し得る。上記差動増幅器の出力電流は、ＩＣ
外に設けられた制御電圧によって制御される。そして、
カレントミラー回路の出力電流は、上記差動増幅器の出
力電流、言い換えればカレントミラー回路の入力電流に
よって制御されろ。

上述の如き回路構成により、ば、カレントミラー回路の
出力電流によって、電流制御回路２ａ。

２ｂ、３ａを駆動し、上記オ０得調整やｆ４１１ｉ、調
整を行うことができる。首た、電流制御回路２ａ。

２ｂ、３ａにつき、電流制御を行うための制御電圧は、
単一の制御電圧でよい。しかし、利得調整とｆ時調整と
は、それぞれ個別の制御電圧により制御する方法でもよ
い。

〔効　果〕

（１）利得調整回路に、１１列接続された複数のダイオ
ード負荷を設けることに、、１：す、入力信号に対する
出力信号のダイナミックレンジが向上する、という効果
が得られる。

（２３増幅回路にダイオードＤ。、、、Ｄ、、、を設け
ることに工り、上記利得調整回路と対称的な増幅特性が
得られ、出力信号の歪率を低下させることができる。

以上に、本発明によってなされた発明を実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形
可能であることはいうまでもない。

例えば、ダイオードＤ。、　、Ｄｎ、　、Ｄ、１．、Ｄ
、、、は・ダイオード接続されたトランジスタであって
よい。

〔利用分野〕

以上の説明では、本発明者によってなされた発明を、そ
の背景となった利得可変回路に適用した場合について説
明したが、それに限定されるものではない。

例えば、利得を自在に可変することができるので、テー
プレコーダのノイズリダクシロンシステムにおけるＶＣ
Ｒ（電圧制御抵抗器）として利用することができる。

また、周波数特性を自在に可変することができるので、
オーディオ装置・やラジオ受信機におけるトーンコント
ロール回路として利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す利得可変回路の回路図
である。ｌ・・・利得可変回路、２・・・利得調整回路、３・・
・周波数特性調整回路、４・・・増幅回路、５・・・電
力増幅回路、２ａ　、２ｂ　、３ａ−電流制御回路、Ｄ
、、。Ｄ、、、Ｄ、、、、Ｄｎ１！、、、ダイオード、Ｑｔ　
ｓ　Ｑｔ　ｓＱｓ＋Ｑａ　、Ｑａ　、Ｑａ　、Ｑ？　、
Ｑｓ・・・トランジスタ、■、・・・入力信号”　０１
　ｒ　”＋１２・・・利得調整回路の出力信号、Ｖｏ、
、・・・周波数調整回路の出力信号、ｖ。・・・増幅回路の出力信号、’ｌ　＃　’ｔ　ｓ　ｌＩ
Ｉ＊ｊ。、　ｉＩｓ・・・電流、ｃｓｌ　、ｃｓ、・・
・定電流回路・ＲＬ・・・負荷抵抗、ＩＣ・・・半導体
集積ＩＣ！１路。

Claims

【特許請求の範囲】

１、増幅利得及び周波数特性を可変し得る利得可変回路
において、対数圧縮特性にて増幅された伝達信号を対数
伸長特性にて増幅し、上記伝達信号が低歪率にて増幅さ
れることを特徴とする利得可変回路。