JPS6257304A - 低雑音音響周波数源のための回路装置 - Google Patents

低雑音音響周波数源のための回路装置

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JPS6257304A
JPS6257304A JP61205248A JP20524886A JPS6257304A JP S6257304 A JPS6257304 A JP S6257304A JP 61205248 A JP61205248 A JP 61205248A JP 20524886 A JP20524886 A JP 20524886A JP S6257304 A JPS6257304 A JP S6257304A
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JP
Japan
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circuit arrangement
acoustic frequency
ohm
amplifier
frequency source
Prior art date
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Pending
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JP61205248A
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English (en)
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ユルゲン・ヴエルムート
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Bosch Telecom GmbH
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ANT Nachrichtentechnik GmbH
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Publication date
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
    • H03H11/28Impedance matching networks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

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】 不発明は、特許請求の範囲第1項の所謂上位砒念に記載
の回路装置に関する。
従来技術 この種の回路装置は、西独特許第2925049号明細
嘗に記述されている。この回路装置は、マイクロホン、
例えば、特にマイクロホン出力電圧を若干昇圧する変成
器が後置tfi[されているコンデンサ マイクロホン
またはダイナミック マイクロホンを、所謂雰オームも
しくは節点(ノード)増幅器にl絖しようとする場合に
特に有利に使用することができる。即ち、この先行発明
に、零オーム増幅器が制御増幅器、特に電圧制御増幅器
、所謂V CA (VoltagθContoroll
ed Amplifierの略称)である場合に有益で
ある。
上記西独特許第2925049号明細書の発明は、他の
VCAにも適用可能であるが、一般に、該公報にも記載
されているように、入力段に非線形負帰還を備えている
演算項1陥器が設けられている事例に関するものであ名
第1図には、この公知の装置の原理が示しである。マイ
クロホンMおよび後置接続された変成器Uを備えた音響
周波数源TVcは、増幅率が制御可能である零オーム増
幅器Nが接続され、この増幅器Nは本質的に、可変帰還
結合抵抗器Vを備えた演算増幅器oPから構成されるも
のテアル。該零オーム増幅器は、近似的に零オームの非
常に小さい入力インピーダンスft有しており、直接接
続した場合には音響周波数源Tに過度に大きな負荷が加
わる可能性がある。したがって、インビ→”ンス変換器
Wが介在させておシ、このインドダンス変換器Wの正の
出力イン許ダンスは、その入力インピーダンスよりも相
当に小さく、そしてその電圧増幅率は、印7JOされる
入力′電圧が最大の場合でも出力振幅領域が越えないよ
うに小さく選ばれている。インドダンス変換器Wと零オ
ーム増1陥器Nとの間にはさらに直列抵抗(線路抵抗)
Lが設けられており、その抵抗値は、雑音に寄与しない
ように比較的小さく選択されている。しかしながら、こ
の直列抵抗りは完全に省略することはできない。何故な
らば、そうした場合には、雰オーム増幅器Nの入力イン
ピーダンスが小さいために、インピーダンス変換器Wの
出力に過度に大きく負荷される可能性があるからである
さらに、直列抵抗は、演算増幅器o−p自体が発生する
雑音にも影響を与える。この雑音成分は、雑音電圧源が
直妥演算増幅器OPの反転入力端に妥説されることによ
り惹起されるものと考えられる。雑音電圧源の雑音電圧
は、素子■およびL・が接続されている演算増幅器によ
り、零オーム増幅器Nの所謂内部増幅率で増幅される。
この場合、該内部増幅率は、抵抗器りの値が小さくなけ
ればなる程大きくなる。
第1図に示した回路構成においては、インピーダンス変
換器Wおよび比較的小さい値の直列抵抗器I、&工、零
オーム増幅器Nの内部増幅率を増加することになり、零
オーム増1隅器の出力側で低雑音信号に関する厳しい要
件が満されている場合でも、零オーム増幅器を低雑音に
設計しなければならなくなる程高い雑音成分を発生する
しかしながら、増1陽率が制御可能である溶オーム増幅
器をこのように低雑音に設計することは非常に困難でも
あシ且つ2晶い費用を招くことが判明した。
発明の目的 したがって、本発明の課題は、回路要素を低雑音形態に
実現するための技術的対策に対する取組みを放棄するの
ではなく、この対策を、零オーム増幅器よシは寧ろ、こ
の対策に要する費用が少ないことがM験的に判明してい
る他の回路要素に向けることを可能にする回路構成を提
供することにある。
(二の課題に、特許請求の範囲第1項の所謂特徴部分に
記載の回路構成により解決される。尚、特許請求の範囲
第2項以下に&X有利な実施態様が記述されている。
本発明は、以下に述べる基本的思想に基づく。
第1図に示した直列抵抗器りは、雑音を高めないように
するために可能な限シ小さくなければならないが、他方
また、この直列抵抗もしくは線路抵抗りは、上述の内部
増幅率を小さく保持するために可能な限シ大きい値を有
するべきであり、また、インピーダンス比L/Vを過度
に大きくしないようにするという別の理由からも該直列
抵抗りは可能な限9大きい値を有するべきである。これ
と関連して、負帰還結合された1オ一ム増幅器Nの増幅
率によって決定される上記比(L/V )が大きい場合
には、帰還度が低減し、増幅率は、演算増幅器OFの無
負荷時増幅率に接近し、この無負荷時増幅率での上限し
ゃ新局波数が障害として認められる程になる。
さらに、直列抵抗器りの値が過度に小さく、然も零オー
ム増幅器Nの入力インピーダンスが小さいと、インピー
ダンス変換器Wの出力側は短絡状態に近くなシ、通常の
インピーダンス変換器の場合には機能障害が起シ得る。
また、零オーム増幅器Nは、雑音よシも十分に高いレベ
ルにある信号を得られなくなる。
本発明によれは上記のような難点は回避される。さらに
、本発明による回路装装置は、第1に、例えば制御可能
な零オーム増幅器よシも少ない費用で低雑音となるよう
に構成することができ、第2に\零オーム増幅器に対し
て雑音レベルよりも十分に高いレベルの大信号を電流の
形態で発生することができるように比較的単純な仕方で
実現することができ、さらに第3に、零オーム増幅器の
内部増幅率を感知される程に高めることはないという利
点が得られる。
実施例 以下、添付図面の第2図ないし第4図を参照し本発明の
詳細な説明する。
第2図を参照するに、第1図に示した回路におけるイン
ピーダンス変換器Wおよび直列抵抗しに、入力端Eおよ
び出力端Aを有する回路装置Sにより置換されている。
この回路装置 E3 k工、短絡に強い交流〆源、即ち
入力端Eの・電圧に追従して非常に高い電圧値を発生す
る補助′電源UEKよシ給電される非常に高い内部抵抗
Kを有する電圧源とすることができる。この交流源によ
シ、零オーム増幅器Nには回路点Aで、雑音よフも十分
に扁いレベルの信号が電流の形態で与えられ、その結果
、零オーム増幅器Nの固有雑音は第1図の装置の場合と
比較して相対的に小さくなる。
第2図に示す回路装置の動作を、K対■の比から得られ
る負帰還演算増幅器の電圧増幅に関する公知の式を用い
て説明することができる。
即ち、入力インピーダンスKが高いために上記の比もし
くは商は小さく、電圧の減衰が生ずる。しかしながら、
補助電圧源Us は非常に高い′電圧を発生するので、
零オーム増幅器Nの出力電圧は常に第1図に示した回−
路装置におけるよりも大きくなる。
第2図の回路装置Sは、低雑音特性を有するように構成
されており、その結果、後読の回路装置Sと組合された
音iTの等価雑音抵抗が、音源T単独の等価雑音抵抗よ
シも最大20%、好丁しくに最大10%高くなる。これ
は、交流インピーダンスである内部インピーダンスKが
極く小さいオーム成分しか有していないことに。
よル実現される。このオーム成分による雑音作用は次の
ように考えることができる。即ち、補助電圧源UEを短
絡し内部インピーダンスにのオーム成分を雑音電圧源と
置換した場合には\それにより発生される比較的小さい
雑音電圧咀零オーA増幅器により非常に小さいに/V比
で増幅されるに過ぎない。
第4図を参照し追って説明するように、オーム成分を小
さくして賜い内部インピーダンスKを実現し、それによ
シ、雑音を低減する仕方が第3図のブロック ダイヤグ
ラムに図解されている。第3図において、回路装置Sは
2つの構成要素、即ち可聴下周波数フィルタF(衝撃雑
音フィルタとも称する)と、入力端Eの′電圧を出力端
Aの′電流に変換する本来の交流源U/Iら とか〜構成される。なお、雰オーム増幅器N &X。
制御電圧U8 により制御可能なVCAとして示されて
いる口 第4図には、回路装置Sの有利な実施態様が示されてい
る。本質的な構成要素は、入力側が高抵抗である、即ち
出力側よシも数10%高抵抗であり電圧増幅率「1」を
有する第1のインピーダンス変換器W1を含む。これは
、該インピーダンス変換器W1に含まれる演算増幅器の
負の入力端への大きい負帰還によシ達成される。
インピーダンス変換器W1には、直列抵抗Rが後置接続
されておシ、この抵抗RKは電圧TJeが発生する。正
帰還結合路RWには、インピーダンス変換器W1と同じ
型式の第2のインぎ一ダンス変換器W2が設けられてお
シ、この変換器W2に、直列抵抗Rに電圧Usと正確に
向じ1圧を供給する。これは、vCAの零オーム入力に
よシ出力端Aが交流電圧から見た場合実質的にアース電
位であることにより説明される。!た、インピーダンス
変換器W″2により、正帰還路RWに受続されている変
成器Uの端子もアース電位に保持される。変成器Uによ
り発生される信号Ueは、インピーダンスf換器W1の
増幅率が「1」であるため直列抵抗Rにその′!?\印
2JOされる。このように直列抵抗Rに発生し入力電圧
を模擬する′電圧Us  は、該直列抵抗Rを流れる電
流によシ発生されるものである。インピーダンス変換器
W1の低抵抗出力とインピーダンス変換器W2の高抵抗
入力側との間に直列抵抗Rが挿入されているので、電流
シエ、零オーム増幅器Nの入力端Aを介してのみ流れる
。回路装置Sによシ形成される交流源が高オームである
ことは、端子Aにおける交番的な電位変動が、(変成器
巻線を介し)入力端Eの2つの端子における電位、即ち
Us  の変化を惹起するが、抵抗Rを流れる電流に対
しては影響を与えないことを鑑みれば明らかである。
図示の回路装置Sは、実効的に最大50m人の出力A 
C’電流で、VCAの低雑音特性に関し構成によシ回路
装置S自体が発生する雑音も極く僅かである。
マイクロホンMとして、200Ωの内部抵抗8を有する
ダイナミック マイクロホンおよび1対2の変圧比を有
する変成器を選択した場合には、音響周波数源Tのソー
ス インピーダンスは800Ωになる。これによシ発生
される雑音寄与分VCは、回路装[8の等価雑音抵抗が
加わる。該回路装置Sにおいては、約400の等価雑音
抵抗に対応する演算増幅器寄与分が発生する。さらに、
例えば100Ωとすることができる直列抵抗Rの作用が
加わる。この抵抗Rは、雑音を考慮して可能な限シ小さ
く選ぶべきであるが、VCAに過度に大きな゛電流が流
れないようにするために過度に小さく選ぶことはできな
いO 回路装置Sの′電圧増IiI!率書工近似的に雰である
その内部信号振幅範囲は、最大入力電圧に対応する。こ
の場合、140ないし150(LBのレベル制御領域が
考えられる。回路装置Sの入力インピーダンスは、音響
周波数源Tに過度に大きい負荷がかからないようにする
ため並びに余り好ましくない分圧比によシ3N比が顕著
に劣化しないようにするために、音響周波数源Tのソー
ス インピーダンスよジも少なくとも10倍大きく還ば
れる。
ダイナミック マイクロホンの場合、変成器Uの変圧比
は1対2(1対3まで)とするのが好ましい。そしてコ
ンデンサ マイクロホンの場合には約1対1とするのが
有利である。それより大きい変圧比もそれ自体において
は望ましいが、しの1しながら、そうした場合には、入
力端Eに発生する大きな電圧を回路装置Sで歪みを伴わ
ずに処理するのが鑓しくなる。
回路装置Sにはさらに可聴下周波数フィルタが含まれて
いる。本発明の特に有利な、殊に第4図に示した実施例
の利点は、この可聴下周波数フィルタを従来とは異なり
VCAの交流側でになく、インピーダンス変換器W1の
正の入力端の上流側に配置できる点である。このフィル
タは、2つの抵抗−コンデンサ回路R1−C1およびR
2−C2から構成される。’VCAの出力側にこの可聴
下周波数フィルタ(衝撃雑音)え イルタ)t−配設した場合には、前段でさ−も衝撃雑音
によp過負荷となる事態が起り得るが、第4図に示した
回路碑成においては、回路装置Sの雑音特性が集積衝撃
雑音フィルタ回路による影響を本質的に受けることなく
、上記の事態は回避されるのである。
別の抵抗−コンデンサ回路R3−03&工、変成器Uの
特性を改善する働きをなす。
さらに、出力端AKは、結合コンデンサC4゜C5に加
えて、抵抗器R4、R5ならびにコンデンサC6が設け
られている。素子R5お工びC6は単に、vCAの振動
傾向を抑止するのに用いられている。C6の容量は、有
効周波数領域でR4よシも小さくなるインピーダンスを
与えるように非常に小さく選ばれる。なお、抵抗R4は
、20にΩ程度の値を有しておシ、したがって、抵抗R
4によフ、零オーム増幅器Nの内部増幅率が顕著に、即
ち10%以上増■しないように高抵抗に選択されている
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の低雑音音響周波数源回路を示すデ四ツク
 ダイヤグラム、第2図は本発明による回路装置の等何
回路を示す回路略図、第3図は本発明による回路装置の
ブロック ダイヤグラムを示す図、そして第4図は本発
明の好ましい実施例を示す回路図である。 VCA・・・電圧制御増幅器、L・・・直列抵抗器、E
・・・入力端、A・・・出力端、K・・・内部抵抗、N
・・・零オーム増幅器、UE・・・補助電源、S・・・
回路装置、τ・・・音響周波数源、F・・・可聴下周波
数フィルタ、Us・・・制御電圧、W・・・インピーダ
ンス変換器、R・・・直列抵抗器、Us・・・電圧、R
W・・・正帰還路、U・・・変成器、M・・・マイクロ
ホン、C・・・コンデンサ回路、■・・・可変帰還結合
抵抗、OP・・・演算増幅器、U・・・変成器。 S回路装置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、低雑音音響周波数源(T)と、所謂零オーム増幅器
    (N)として構成されて増幅率が制御可能(U_5)で
    ある増幅器との間に介在接続される音響周波数源のため
    の回路装置であって、入力側が高抵抗例えば音響周波数
    源(T)のソース インピーダンスよりも少なくとも1
    0%高抵抗であり、出力振幅領域が最大入力電圧で越え
    られないように電圧増幅率が小さく選択されている回路
    装置において、この回路装置(S)の出力側が、少なく
    とも10mAの最大実効電流を発生する短絡に強い交流
    源として構成され、 回路装置(S)の等価雑音抵抗が最大、音源(T)の等
    価雑音抵抗の20%であり、回路装置(S)の出力端(
    A)に設けることができる分岐路(R4)が、後続の零
    オーム増幅器(N)の内部増幅率が本質的に増加せず該
    雰オーム増幅器に雑音レベルの増加が現れないように高
    抵抗に選択されていることを特徴とする音響周波数源の
    ための回路装置。 2、回路装置(S)の等価雑音抵抗が、音源(T)の等
    価雑音抵抗の最大10%である特許請求の範囲第1項記
    載の音響周波数源のための回路装置。 3、分岐路(R4)が零オーム増幅器(N)の内部増幅
    率が10%以上に増加しないように高オームに設計され
    ている特許請求の範囲第1項または第2項記載の音響周
    波数源のための回路装置。 4、入力側が高オーム、例えば出力側よりも数10%高
    オームであって直列抵抗(R)が後置接続されている第
    1のインピダンス変換器(W1)を備え、該直列抵抗器
    (R)と共に前記第1のインピダンス変換器(W1)を
    帰還結合路(RW)により、入力側が高オームである第
    2のインピダンス変換器(W2)にに接続し、ループ増
    幅率を最大「1」とした特許請求の範囲第1項、第2項
    または第3項のいずれか1項に記載の音響周波数源のた
    めの回路装置。 5、2つのインピーダンス変換器(W1、W2)が近似
    的に「1」の電圧増幅率を有する特許請求の範囲第4項
    記載の音響周波数源のための回路装置。 6、能動可聴下周波数フィルタ(F;R1−C1、R2
    −C2)として構成されている特許請求の範囲第1項な
    いし第5項の何れか1項に記載の音響周波数源のための
    回路装置。
JP61205248A 1985-09-02 1986-09-02 低雑音音響周波数源のための回路装置 Pending JPS6257304A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3531274.2 1985-09-02
DE19853531274 DE3531274A1 (de) 1985-09-02 1985-09-02 Schaltungsanordnung fuer eine rauscharme tonfrequenzquelle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6257304A true JPS6257304A (ja) 1987-03-13

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ID=6279924

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Country Link
US (1) US4725789A (ja)
EP (1) EP0214376A3 (ja)
JP (1) JPS6257304A (ja)
DE (1) DE3531274A1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
DE3531274A1 (de) 1987-03-12
EP0214376A3 (de) 1989-03-22
US4725789A (en) 1988-02-16
EP0214376A2 (de) 1987-03-18

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