JPS626729Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は積分型低域ろ波器に関し、特に可変
コンダクタンス型の２個の増幅器のバイアス電流
を同時に可変して遮断周波数を可変するような積
分型低域ろ波器に関する。

第１図はこの考案の背景となる積分型低域ろ波
器のブロツク図である。図において、信号源１か
らたとえば電子楽器などの鍵盤のキースイツチ
（図示せず）を介して楽音信号が抽出される。こ
の楽音信号は抵抗２１を介して電流出力型可変コ
ンダクタンス増幅器３の一方入力端に与えられ
る。増幅器３の他方入力端は接地される。増幅器
３の出力信号はコンデンサ４を介して接地される
とともに、電圧出力型可変コンダクタンス増幅器
５の一方入力端に与えられる。また、増幅器３に
は、可変バイアス電源６からバイアス電流がバイ
アス電流源３１を介して与えられる。増幅器５の
出力信号は、増幅器５の他方入力端に与えられる
とともに、抵抗２３と抵抗２２によつて分圧され
て増幅器３の一方入力端に与えられる。このよう
にして構成される積分型低域ろ波器において、増
幅器３はバイアス電流源６の制御電圧を可変にす
ることにより等価的に可変抵抗と同様の動作をな
し、コンデンサ４とともに積分回路を構成する。
そして、増幅器３の相互コンダクタンスとコンデ
ンサ４と抵抗２２，２３との関係によつて楽音信
号の高域の遮断周波数が定まる。また、増幅器５
は入力インピーダンスがハイインピーダンスのバ
ツフア増幅器として用いられる。

このような増幅器３，５を集積回路化して積分
型低域ろ波器を小型化する場合、次のような問題
点を生じる。すなわち、増幅器５に含まれる初段
の差動増幅器のバイアス電流と増幅器３の出力電
流とが加算されるため、該増幅器３の出力電流が
小さいときに増幅器５の出力に大きなオフセツト
電圧を生じる。このオフセツト電圧の発生を最小
限に止めるには、差動増幅器の入力バイアス電流
を小さくして入力インピーダンスを大きくしなけ
ればならない。ところが、該バイアス電流を小さ
く設計すると、増幅器５のスルーレートが低下し
て高域周波数に応答しなくなり、低域ろ波器の高
域特性を劣化させる。このように、従来のバイポ
ーラ型トランジスタを用いて増幅器３，５を形成
する場合、増幅器５の入力インピーダンスをハイ
インピーダンスとなし、かつスルーレートを良好
にすることはできなかつた。そのため、入力回路
の差動増幅器に電界効果型トランジスタ
（FET）を用いる必要があつた。しかしながら、
FETを用いると、集積回路化する工程が難かし
くなり、したがつてコスト高のために積分型低域
ろ波器の集積回路化の障害となつていた。

それゆえに、この考案の主たる目的は、入力イ
ンピーダンスを大きくしてオフセツト電圧を最小
限にすることができるとともに、バイアス電流を
大きくしてハイスルーレートな特性を有するよう
になし得る安価な積分型低域ろ波器を提供するこ
とである。

この考案は要約すれば、楽音信号が第１の増幅
器の入力端に与えられ、第１の増幅器出力信号が
第２の増幅器の入力端に与えられ、第２の増幅器
の入力端に関連的にコンデンサが設けられ、第２
の増幅器の出力端と第１の増幅器の入力端とに抵
抗器が接続されるような積分型低域ろ波器におい
て、バイアス電流源を制御するバイアス電圧に基
づいて、第１の増幅器と第２の増幅器とに供給す
るバイアス電流を同時に可変して遮断周波数を可
変するようにしたものである。

この考案の上述の目的およびその他の目的と特
徴は、以下に図面を参照して行なう詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

第２図は、この考案の一実施例のブロツク図で
あり、第３図は第２図のより具体的なブロツク図
である。

以下に、第２図および第３図を参照してこの考
案の一実施例を具体的に説明する。構成におい
て、第２図に示すブロツク図は以下の点を除いて
第１図と同じである。すなわち、増幅器３，５に
それぞれバイアス電流源３１，５１からバイアス
電流を供給して、増幅器３，５の内部のコンダク
タンスを可変できるようにしたものである。バイ
アス電流源３１，５１はバイアス電源６から増幅
器３に制御電圧として入力されるバイアス電圧に
基づいてバイアス電流を可変させることができ
る。第３図を参照してより具体的に説明すると、
バツフア増幅器として動作する増幅器５の入力側
には、トランジスタ５２１，５２２によつて差動
増幅器５２が構成される。これらのトランジスタ
５２１，５２２のエミツタには、バイアス電流源
としての可変電流源５１′が接続される。そし
て、この可変電流源５１′にはバイアス電流源６
からバイアス電流が与えられる。

動作において、増幅器３はバイアス電流源３１
からのバイアス電流によつて出力電流を変化させ
るとともに、信号源１からの楽音信号電圧を電流
出力として導出し、コンデンサ４を充電して増幅
器５に与える。そのため、増幅器３の等価的な抵
抗値とコンデンサ４とによつて定まる時定数に基
づいて楽音信号の高域成分が減衰する。

このとき、増幅器５のスルーレートはトランジ
スタ５２１，５２２のコンダクタンスによつて左
右され、そのコンダクタンスは差動増幅器５２の
エミツタに流れる電流I₂によつて左右される。ま
た、入力バイアス電流I₁はトランジスタ５２１の
電流増幅率と電流I₂とによつて左右される。すな
わち、遮断周波数を低く設定したときには、増幅
器３からの出力電流がトランジスタ５２１に与え
られる入力バイアス電流I₁を無視することができ
ない程度小さくなつて、増幅器５の出力にオフセ
ツト電圧を生じる。しかしながら、遮断周波数を
低く設定することに応じて、可変電流源５１′か
らのバイアス電流も小さくすれば、差動増幅器５
２のエミツタに流れる電流I₂が小さくなる。電流
I₂が小さくなると、トランジスタ５２１のベース
に流れる入力バイアス電流I₁も小さくなる。した
がつて、増幅器５の入力インピーダンスが高くな
り、オフセツト電圧を小さくするように作用す
る。逆に、遮断周波数を高く設定するときは可変
電流源５１′からのバイアス電流を大きくすれ
ば、差動増幅器５２のエミツタに流れる電流I₂大
きくなり、トランジスタ５２１のベースに流れる
入力バイアス電流I₁も大きくなる。したがつて、
増幅器５のスルーレートが向上し、高域周波数に
対する応答速度を速くすることができる。このよ
うに、遮断周波数によつてバイアス電流を可変さ
せて、増幅器３，５のコンダクタンスを可変する
ようにしているため、見かけ上の入力バイアス電
流を小さくして入力インピーダンスをハイインピ
ーダンスになすことによりオフセツト電圧を最小
限にすることができるとともに、バイアス電流を
大きくしてハイスルーレートの増幅器としても用
いることができる。

第４図は第２図の具体的な電気回路図である。
図において、ここに示す増幅器３，５は一般によ
く用いられるオペアンプとほぼ同じであるため、
その詳細な説明は省略し、要部の説明のみ行なう
ことにする。増幅器３のトランジスタ３２１，３
２２は差動増幅器３２を構成する。この差動増幅
器３２のエミツタにはトランジスタ３１１，３１
２からなる可変電流源３１′が接続される。この
可変電流源３１′はバイアス電圧に基づいて差動
増幅器３２のエミツタ電流を可変制御する。トラ
ンジスタ３２１のコレクタには、トランジスタ３
３１ないし３３３からなるカレントミラー回路３
３が接続される。同様にして、トランジスタ３２
２のコレクタにはトランジスタ３４１ないし３４
３からなるカレントミラー回路３４が接続され
る。また、このカレントミラー回路３４はトラン
ジスタ３５１ないし３５３からなるカレントミラ
ー回路３５とともに相補型差動電流出力回路を構
成する。増幅器５の差動増幅器５２は、電流増幅
率を高めるためにダーリントン接続されたトラン
ジスタ５２１ａ，５２１ｂとトランジスタ５２２
ａ，５２２ｂとからなる。この差動増幅器５２の
エミツタには、トランジスタ５１１，５１２から
なる可変電流源５１′が接続される。この可変電
流源５１′はバイアス電圧が与えられたとき差動
増幅器５２のエミツタ電流を可変制御する。差動
増幅器５２のトランジスタ５２１ａないし５２２
ｂのコレクタには、コレクタ抵抗としての作用を
なすトランジスタ５３１，５３２が接続される。
トランジスタ５２１ａ，５２１ｂ，５２２ａ，５
２２ｂからの出力は、トランジスタ５４１で電流
増幅されて外部に導出されるとともに、トランジ
スタ５２２ａのベースに接続されているため、増
幅器５はゲイン１の増幅器を構成する。また、ト
ランジスタ５５１，５５２からなる定電流源５５
はトランジスタ５４１の負荷となる。

動作において、遮断周波数を低く設定するとき
には、可変電流源３１′，５１′に与えられる制御
電流は比較的小さくなる。応じて、増幅器３の可
変電流源３１′は差動増幅器３２のエミツタ電流
を少なくする。それによつて、差動増幅器３２は
信号源１からの楽音信号を電流出力として増幅器
５に与える。このとき、増幅器５の可変電流源５
１′も差動増幅器５２のエミツタ電流を少なくす
るように作用する。したがつて、差動増幅器５２
のトランジスタ５２１ａのベースに流れる電流も
少なくなつて、入力インピーダンスを高くする。
逆に、遮断周波数を高く設定するときには、可変
電流源３１′，５１′に与えられる制御電流を大き
くする。応じて、可変電流源３１′は差動増幅器
３２のエミツタ電流を大きくなし、そのため、差
動増幅器３２は楽音信号としての出力電流を大き
くして増幅器５に与える。増幅器５の可変電流源
５１′はバイアス電流が大きくなつたことに基づ
いて、差動増幅器５２のエミツタ電流を大きくす
る。それによつて、差動増幅器５２のトランジス
タ５２１ａのベースに流れる電流も大きくなつ
て、スルーレートを向上させて高域周波数に対す
る応答速度を速くする。

第５図はこの考案の他の実施例のブロツク図で
ある。図において、ここに示す実施例はコンデン
サ４と増幅器５とによつて積分回路が構成される
ものであり、その他は前述の第２図に示したもの
と同じである。したがつて、この実施例において
も、バイアス電流源３１，５１から与えられるバ
イアス電流によつて増幅器３，５のコンダクタン
スが可変となる。したがつて、バイアス電流源３
１，５１に供給するバイアス電源６の電圧を調整
することにより、遮断周波数を低く設定したとき
には入力インピーダンスを高くすることができ、
また、遮断周波数を高く設定した場合にはハイス
ルーレートになすことができる。

以上のように、この考案によれば、積分型低域
ろ波器を構成する２個の増幅器のバイアス電流を
外部から可変して与えるようにしているため、そ
の内部のコンダクタンスも可変し、遮断周波数が
低いときには増幅器に流れる入力電流を少なくし
て入力インピーダンスをハイインピーダンスにす
ることができ、遮断周波数が高いときには、増幅
器に流れる入力電流を大きくしてハイスルーレー
トにすることができる。したがつて、差動増幅器
の入力として高価な電界効果型トランジスタを用
いることなく、積分型低域ろ波器を安価に集積回
路化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の背景となる積分型低域ろ波
器のブロツク図である。第２図はこの考案の一実
施例のブロツク図である。第３図は第２図のより
具体的なブロツク図である。第４図は第２図のよ
り具体的な電子回路図である。第５図はこの考案
の他の実施例のブロツク図である。 図において、１は信号源、２１ないし２３は抵
抗、３は電流出力型増幅器、３１′，５１′は可変
電流源、３２，５２は差動増幅器、４はコンデン
サ、５は電圧出力型増幅器、６はバイアス電源を
示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 楽音信号をその入力端に受け、第１のバイアス
   電流に応じてコンダクタンスが変化する第１の可
   変コンダクタンス増幅器、 該第１の可変コンダクタンス増幅器の出力信号
   をその入力端に受け、第２のバイアス電流に応じ
   てコンダクタンスが変化する第２の可変コンダク
   タンス増幅器、 その一端が前記第１の可変コンダクタンス増幅
   器の出力端と前記第２の可変コンダクタンス増幅
   器の入力端との接続点に接続される積分コンデン
   サ、 前記第２の可変コンダクタンス増幅器の出力端
   と前記第１の可変コンダクタンス増幅器の入力端
   との間に接続される第１の抵抗器および該第１の
   可変コンダクタンス増幅器の入力端と接地間とに
   接続される第２の抵抗器、 上記第１のバイアス電流を前記第１の可変コン
   ダクタンス増幅器に供給し該バイアス電流を変化
   させることが可能なように構成した第１のバイア
   ス電流源、 前記第１のバイアス電流に対応して変化する上
   記第２のバイアス電流を第２の可変コンダクタン
   ス増幅器に供給する第２のバイアス電流源とを備
   えた積分型低域ろ波器。