JPH06120011A - 可変信号減衰装置 - Google Patents
可変信号減衰装置Info
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- JPH06120011A JPH06120011A JP4265884A JP26588492A JPH06120011A JP H06120011 A JPH06120011 A JP H06120011A JP 4265884 A JP4265884 A JP 4265884A JP 26588492 A JP26588492 A JP 26588492A JP H06120011 A JPH06120011 A JP H06120011A
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- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/0005—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
- H03G1/0088—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using discontinuously variable devices, e.g. switch-operated
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Adjustable Resistors (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Attenuators (AREA)
Abstract
可変制御する可変信号減衰装置に関し、ディジタル信号
によりアナログ信号の利得を正確に可変制御することの
できる可変信号減衰装置の提供を目的とする。 【構成】 入力信号が供給される入力端子INと、前記
入力信号を減衰する複数の直列接続された減衰器抵抗手
段R1 〜R4 と、該各減衰用抵抗手段R1 〜R4に対し
て設けられ、外部から供給されるディジタル制御信号に
応じて任意の1つが選択される複数のスイッチ手段S1
〜S4 と、該各スイッチ手段S1 〜S4 におのおの直列
に設けられ、該複数のスイッチ手段S1 〜S4 の選択状
態にかかわらず出力インピーダンスを略一定とするため
の複数のインピーダンス補正用抵抗手段r1 〜r4 とを
具備するように構成する。
Description
し、特に、ディジタル信号によりアナログ信号の利得を
可変制御する可変信号減衰装置に関する。近年、音響お
よびビデオ用機器,或いは,他の電子機器等において、
音量等のアナログ信号の利得(レベル)調整を、手動の
ボリュームではなく、マイコンやリモートコントローラ
等のディジタル機器で制御することが要求されている。
そして、ディジタル信号によりアナログ信号の利得を正
確に可変制御することのできる可変信号減衰装置の提供
が要望されている。
示す回路図であり、図10は図9の可変信号減衰装置に
対して負荷を接続した場合を示す回路図である。図9お
よび図10(a) において、参照符号INは入力端子、O
UTは出力端子、SSは信号源、R1 〜R4 は減衰用抵
抗、RL は負荷抵抗、S1 〜S4 はスイッチを示してい
る。ここで、図10(b) は各スイッチS1 〜S4 の具体
的な構成例を示している。すなわち、各スイッチS1 〜
S4 は、PおよびNチャネル型MOSトランジスタで構
成されるトランスファー・ゲート並びにインバータによ
り構成され、各スイッチ選択信号DS(DS1 〜DS4)
に応じた任意の1つが選択されるようになっている。
尚、スイッチ選択信号DS1 〜DS4 は、例えば、2ビ
ットのディジタル信号(ディジタル制御信号)をデコー
ドして得られる信号である。
制御可変減衰器(可変信号減衰装置)は、減衰用抵抗R
1 〜R4 からなる抵抗列の中間タップN1 〜N4 に現れ
る(減衰された)信号をスイッチS1 〜S4 により1つ
を選択出力することで、信号源SSから入力端子INに
供給されたアナログ信号(入力電圧Vi)の減衰量をディ
ジタル的に切り替えて出力(出力電圧Vo)するようにな
っている。
た図9および図10(a) に示す可変信号減衰装置(減衰
回路)において、出力端子OUT(ノードN0)から見込
んだこの回路の出力インピーダンスZ0 が、S1 〜S4
の切り替えによって次のように変化する。
な負荷抵抗RL を接続した場合、各タップの減衰量(V
o/Vi)は各タップ(N1 〜N4)毎に異なった変化をする
ことになり、該各減衰量どうしの比が崩れて減衰用抵抗
R1 〜R4 の値の再設計が必要となってしまう。
を示す回路図であり、二入力信号系に適用した場合を示
す図である。同図において、参照符号OP1 は演算増幅
器、SS1 は第1の信号源、SS2 は第2の信号源、I
N1 は第1の入力端子、IN 2 は第2の入力端子、OU
Tは出力端子、そして、Rf はフィードバック抵抗を示
している。
信号減衰装置を演算増幅器OP1 を用いた二入力信号系
に適用する場合、第1の信号源SS1 のレベルを図9の
可変信号減衰装置で制御して演算増幅器OP1 の負入力
端子に供給すると共に、第2の信号源SS2 のレベルを
レベル設定抵抗RA およびRB で設定して演算増幅器O
P1 の正入力端子に供給するようになっている。
減衰装置を演算増幅器OP1 を用いた二入力信号系に適
用する場合、第1の入力電圧Vi1 から利得調整を行っ
て中間出力電圧Vo0を得るために、スイッチS1 〜S4
を切り替えると、第2の入力電圧Vi2 から出力電圧V
o0への利得まで変化してしまうという不都合があった。
おいて必要とされる素子数を説明するための図であり、
8ビットのディジタル制御信号により入力電圧Vi のレ
ベルを制御して256段階の出力電圧Vo を取り出す可
変信号減衰装置を示すものである。図12に示されるよ
うに、従来の8ビットの可変信号減衰装置は、256個
の減衰用抵抗R1 〜R256 およびスイッチS1 〜S256
を必要とし、ビット数の増加に応じて必要とされる減衰
用抵抗およびスイッチが飛躍的に増大することになる。
衰器は、出力インピーダンスが変化するため有限な負荷
インピーダンスに対してはそれに応じた抵抗値の再計算
の手間がかかり、また、演算増幅器等を利用した回路の
負帰還系には応用し難いといった解決すべき課題を有し
ている。さらに、従来の可変信号減衰装置は、多数の抵
抗およびスイッチが必要となり、これはビット数が増加
するに連れて大きな問題となっている。
置が有する課題に鑑み、ディジタル信号によりアナログ
信号の利得を正確に可変制御することのできる可変信号
減衰装置の提供を目的とする。さらに、本発明は、素子
数の少ない可変信号減衰装置の提供を目的とする。
号が供給される入力端子INと、前記入力信号を減衰す
る複数の直列接続された減衰器抵抗手段R1 〜R4 と、
該各減衰用抵抗手段R 1 〜R4 に対して設けられ、外部
から供給されるディジタル制御信号に応じて任意の1つ
が選択される複数のスイッチ手段S1 〜S4 と、該各ス
イッチ手段S1〜S4 におのおの直列に設けられ、該複
数のスイッチ手段S1 〜S4 の選択状態にかかわらず出
力インピーダンスを略一定とするための複数のインピー
ダンス補正用抵抗手段r1 〜r4 とを具備することを特
徴とする可変信号減衰装置が提供される。
チ手段S1 〜S4 におのおの直列に設けられた複数のイ
ンピーダンス補正用抵抗手段r1 〜r4 によって、上記
複数のスイッチ手段S1 〜S4 の選択状態にかかわらず
出力インピーダンスを略一定とするようになっている。
ログ信号の利得を正確に可変制御することのできる可変
信号減衰装置を提供することができる。
減衰装置の実施例を説明する。図1は本発明に係る可変
信号減衰装置の一実施例を示す回路図である。同図にお
いて、参照符号INは入力端子、OUTは出力端子、S
Sは信号源、R1 〜R 4 は減衰用抵抗、r1 〜r4 はイ
ンピーダンス補正用抵抗、RL は負荷抵抗、S 1 〜S4
はスイッチを示している。ここで、図1において、減衰
用抵抗 スイッチおよびインピーダンス補正用抵抗は、
それぞれ4つずつ設けられているが、実際には、例え
ば、256個或いは1024個程度設けられ、8ビット
或いは10ビットのディジタル制御信号をデコードした
スイッチ選択信号により任意の1つのスイッチを選択し
て所望の減衰量を得るようになっている。
(b) に示す従来のスイッチと同様に構成されている。す
なわち、各スイッチS1 〜S4 は、PおよびNチャネル
型MOSトランジスタで構成されるトランスファー・ゲ
ート並びにインバータにより構成され、各スイッチ選択
信号DS(DS1 〜DS4)に応じた任意の1つが選択さ
れるようになっている。尚、スイッチ選択信号DS1 〜
DS4 は、例えば、2ビットのディジタル信号をデコー
ドして得られる信号である。
タル制御可変減衰器(可変信号減衰装置)は、減衰用抵
抗R1 〜R4 からなる抵抗列の中間タップN1 〜N4 に
現れる(減衰された)信号を、それぞれインピーダンス
補正用抵抗r1 〜r4 を介してスイッチS1 〜S4 によ
り1つを選択出力することで、信号源SSから入力端子
INに供給されたアナログ信号(入力電圧Vi)の減衰量
をディジタル的に切り替えて出力(出力電圧Vo)するよ
うになっている。
DS4)に応じてスイッチS1 〜S4の内のいずれかが選
択されると、その減衰量は、次のようになる。
抗r1 〜r4 は、各ノードN1 〜N 4 におけるインピー
ダンスZ1 〜Z4 の差を吸収するためのものであり、各
インピーダンス補正用抵抗r1 〜r4 の値は、ri =Z
T −Zi となっている。従って、ノードN0(出力端子O
UT)から見込んだ出力インピーダンスは、選択された
スイッチS1 〜S4 によらず一定値ZT となる。
置の第1の実施例によれば、出力端子OUTから見込ん
だ出力インピーダンスは、選択されたスイッチS1 〜S
4 によらず一定値ZT となっているため、負荷抵抗RL
を接続した場合でも各タップの減衰量(Vo/Vi)の比を
設計値通りに設定することができ、入力信号の利得を正
確に可変制御することができる。
施例を示す回路図である。同図に示されるように、本実
施例は、減衰用抵抗R1 〜R4,スイッチS1 〜S4 およ
びインピーダンス補正用抵抗r1 〜r4 で構成された可
変信号減衰部A、および、減衰用抵抗R1'〜R4', スイ
ッチS1'〜S4'およびインピーダンス補正用抵抗r1'〜
r4'で構成された可変信号減衰部Bを接続して構成され
ている。すなわち、第1段目の可変信号減衰部Aの出力
端子OUTを第2段目の可変信号減衰部Bの入力端子I
N' に接続するようになっている。このように、図1に
示す可変信号減衰装置は、減衰量に関わらず出力インピ
ーダンスが一定であるため、複数段を接続することが可
能となり、図2に示す可変信号減衰装置を構成すること
ができる。
けるスイッチS1 〜S4 にはスイッチ選択信号DS(D
S1 〜DS4)が供給されて任意の1つのスイッチが選択
されると共に、第2段目の可変信号減衰部Bにおけるス
イッチS1'〜S4'にはスイッチ選択信号DS'(DS1'〜
DS4') が供給されて任意の1つのスイッチが選択され
るようになっている。これら第1段目の可変信号減衰部
Aにおいて選択されるスイッチS1 〜S4 および第2段
目の可変信号減衰部Bにおいて選択されるスイッチS1'
〜S4'は、同時に任意の1つずつが選択され、それらを
合成した減衰量が得られることになるのはいうまでもな
い。
では、出力端子OUTおよびOUT' から見込んだ出力
インピーダンスは、選択されたスイッチS1 〜S4 およ
びS 1'〜S4' によらず一定値ZT およびZT ' となっ
ているため、可変信号減衰部を複数段(2段:Aおよび
B)接続することができる。図3は図2の可変信号減衰
装置の実施例において必要とされる素子数を説明するた
めの図であり、入力電圧Vi のレベルを256段階に可
変することのできる可変信号減衰装置を示すものであ
る。ここで、同図(a) は図1に示す可変信号減衰装置に
より構成したものを示し、同図(b) は図2に示す可変信
号減衰装置により構成したものを示している。
示す1段構成の可変信号減衰装置により256段階のレ
ベル調整を行う場合には、減衰用抵抗, スイッチおよび
インピーダンス補正用抵抗は、それぞれ256個ずつ必
要となる。すなわち、図3(a) に示す256段階のレベ
ル調整が可能な可変信号減衰装置は、512個の抵抗
(減衰用抵抗R1 〜R256,インピーダンス補正用抵抗r
1 〜r256)および256個のスイッチS1 〜S256 を必
要としている。
信号減衰装置により256段階のレベル調整を行う場合
には、減衰用抵抗, スイッチおよびインピーダンス補正
用抵抗は、各第1段および第2段目の可変信号減衰部A
およびBにおいてそれぞれ16個ずつ必要となる。すな
わち、図3(b) に示す256段階のレベル調整が可能な
可変信号減衰装置は、32個の抵抗(減衰用抵抗R1 〜
R16, インピーダンス補正用抵抗r1 〜r16) および1
6個のスイッチS1 〜S16を必要としている。
によれば、必要とされる素子数を大幅に減少させること
が可能となる。この素子数の減少の割合は、入力信号の
レベル調整の段数を増加して高分解能化する程、大きな
ものとなる。また、本発明の可変信号減衰装置では、接
続する可変信号減衰部の段数は、2段に限定されるもの
ではない。
他の実施例を示す回路図であり、二入力信号系に適用し
た場合を示す図である。同図において、参照符号OP1
は演算増幅器、SS1 は第1の信号源、SS2 は第2の
信号源、IN1 は第1の入力端子、IN2 は第2の入力
端子、OUT0 は出力端子、そして、Rf はフィードバ
ック抵抗を示している。
号減衰装置を演算増幅器OP1 を用いた二入力信号系に
適用する場合、第1の信号源SS1 のレベルを図1の可
変信号減衰装置で制御して演算増幅器OP1 の負入力端
子に供給すると共に、第2の信号源SS2 のレベルをレ
ベル設定抵抗RA およびRB で設定して演算増幅器OP
1 の正入力端子に供給するようになっている。
第1の信号源SS1 を減衰する可変信号減衰部の出力イ
ンピーダンスが一定であるため、スイッチS1 〜S4 の
いずれかを選択して第1の入力信号Vi1の減衰量を切り
替えても、第2の信号源SS 2 からの第2の入力信号V
i2に対する利得が変化することはない。これにより、レ
ベル設定抵抗RA およびRB で設定した第2の入力信号
Vi2に対して、所望の減衰量を持たせた第1の信号源S
S1 を加えることができる。
における構成例を示す回路図である。同図(a) に示され
るように、本発明の可変信号減衰装置においては、スイ
ッチS1 〜S256 に接続するインピーダンス補正用抵抗
r1 〜r256 の内、最小値となるもの(rm)を零オーム
(抵抗を設けない)にすることができる。そして、この
ように、インピーダンス補正用抵抗r1 〜r256 の内の
最小値となるものを零オーム(抵抗を設けない)に設定
すると、可変信号減衰装置を挿入することによる駆動力
の低下を最小限にすることになる。
スを2kΩとした場合の抵抗値を示すもので、具体的
に、インピーダンス補正用抵抗r3 を零オームとした場
合の各抵抗値を示している。図6は本発明の可変信号減
衰装置が適用される一例としての音量調整部を示すブロ
ック図である。同図において、参照符号1はチューナ等
の信号源, 2は可変減衰器(可変信号減衰装置),3はア
ンプ, 4はスピーカ, 5はアップ・ダウンカウンタ, 6
はリモコン制御回路, そして, 7はリモートコントロー
ラ(リモコン)を示している。
減衰装置は、テレビの音量調整等に適用されるもので、
リモコン7に設けられた音量大ボタン71および音量小ボ
タン72の操作に応じて、リモコン制御回路6からカウン
ト・アップ信号およびカウント・ダウン信号がカウンタ
5に供給されるようになっている。そして、カウンタ5
から可変減衰器2にディジタル信号出力(DS:ディジ
タル制御信号)が供給されて、対応するスイッチが選択
されて所望の減衰量が得られるようになっている。すな
わち、チューナ1からの音声信号は、可変減衰器2によ
りリモコン7に設けられた音量大ボタン71および音量小
ボタン72の操作に応じた減衰量が与えられてアンプ3に
供給され、スピーカ4から出力される音量が制御される
ようになっている。ここで、カウンタ5から出力される
nビット(例えば、8ビット)のディジタル信号出力
は、例えば、可変減衰器2に設けられたデコーダにより
デコードされ、任意の1つのスイッチをオンするスイッ
チ選択信号がスイッチ(S1〜S256)に供給されるよう
になっている。
れる他の例としての音声信号のレベル圧縮・伸長部を示
すブロック図である。同図において、参照符号11およ
び12は第1および第2の可変減衰器(可変信号減衰装
置),21および22は第1および第2のレベル検出回路
を示している。ここで、第1の可変減衰器11および第
1のレベル検出回路21で構成される信号圧縮部と、第
2の可変減衰器12および第1のレベル検出回路22で
構成される信号伸長部との間は、電話回線等の通信手段
或いは磁気テープ等の記録手段を介して接続され、信号
圧縮部で圧縮された音声信号を信号伸長部で復元して出
力するようになっている。
および第1のレベル検出回路21は、音声信号のレベル
圧縮用に使用され、また、第2の可変減衰器12および
第2のレベル検出回路22は、音声信号のレベル伸長用
に使用されるものである。そして、図7(b) に示される
ように、レベル圧縮部の出力信号Vocのレベルと入力信
号Vicのレベルとの関係は実線で示されるように穏やか
な直線状とされ、また、レベル伸長部の出力信号Voeの
レベルと入力信号Vieのレベルとの関係は破線で示され
るように急峻な直線状とされている。
レベル検出回路を説明するための図であり、同図(a) は
レベル検出回路21および22の構成例を示し、また、
同図(b) はレベル検出回路21および22の特性例を示
している。図8(a) において、参照符号 201は検波(整
流)回路,202はA/D変換器,203はコード変換回路を示
している。すなわち、信号圧縮部(第1のレベル検出回
路21)において、入力信号(音声信号)Vicは検波回
路201 に供給され、さらに、A/D変換器202 でディジ
タル変換されてコード変換回路203 を介して出力コード
(DS)が第1の可変減衰器11に供給されるようにな
っている。また、信号伸長部(第2のレベル検出回路2
2)において、圧縮された入力信号Vieは検波回路201
に供給され、さらに、A/D変換器202 でディジタル変
換されてコード変換回路203 を介して出力コード(D
S)が第2の可変減衰器21に供給されるようになって
いる。
圧縮部(第1のレベル検出回路21)における入力信号
Vicとコード変換回路203(第1のレベル検出回路21)
からの出力コードとの関係は、入力信号(アナログ音声
信号)Vicのレベルが大きくなるに従って、第1の可変
減衰器11における減衰量が大きくなるように出力コー
ドが出力される。また、図8(b) 中の破線で示されるよ
うに、信号伸長部(第2のレベル検出回路22)におけ
る入力信号Vieとコード変換回路203(第2のレベル検出
回路22)からの出力コードとの関係は、入力信号(圧
縮されたアナログ音声信号)Vieのレベルが大きくなる
に従って、第2の可変減衰器21における減衰量が小さ
くなるように出力コードが出力される。ここで、信号伸
長部のコード変換回路からの出力コードによる第2の可
変減衰器12の減衰量は、信号圧縮部のコード変換回路
からの出力コードによる第1の可変減衰器11の減衰量
に反比例することになる。
は、テレビ,ラジオカセット,ビデオ装置等のAV機器
をはじめ、信号の圧縮・伸長処理を行うな電子機器等の
信号の減衰量をディジタル信号で制御する様々な装置に
適用することができる。
号減衰装置によれば、ディジタル信号により制御される
可変信号減衰装置の出力インピーダンスを一定にするこ
とができ、ディジタル信号によりアナログ信号の利得を
正確に可変制御することができる。
す回路図である。
回路図である。
とされる素子数を説明するための図である。
を示す回路図である。
成例を示す回路図である。
しての音量調整部を示すブロック図である。
としての音声信号のレベル圧縮・伸長部を示すブロック
図である。
回路を説明するための図である。
ある。
した場合を示す回路図である。
図である。
とされる素子数を説明するための図である。
選択信号 IN, IN' …入力端子 OP1 …演算増幅器 OUT, OUT' …出力端子 RA , RB …レベル設定抵抗 R1 〜R4,R1'〜R4'…減衰用抵抗 r1 〜r4,r1'〜r4'…インピーダンス補正用抵抗 Rf …フィードバック抵抗 RL …負荷抵抗 SS, SS1,SS2 …信号源 S1 〜S4,S1'〜S4'…スイッチ
Claims (4)
- 【請求項1】 入力信号が供給される入力端子(IN)
と、 前記入力信号を減衰する複数の直列接続された減衰器抵
抗手段(R1 〜R4)と、 該各減衰用抵抗手段(R1 〜R4)に対して設けられ、外
部から供給されるディジタル制御信号に応じて任意の1
つが選択される複数のスイッチ手段(S1 〜S 4)と、 該各スイッチ手段(S1 〜S4)におのおの直列に設けら
れ、該複数のスイッチ手段(S1 〜S4)の選択状態にか
かわらず出力インピーダンスを略一定とするための複数
のインピーダンス補正用抵抗手段(r1 〜r4)とを具備
することを特徴とする可変信号減衰装置。 - 【請求項2】 前記インピーダンス補正用抵抗手段(r
1 〜r4;r1'〜r4') の内の1つの抵抗値を零となるよ
うにしたことを特徴とする請求項1に記載の可変信号減
衰装置。 - 【請求項3】 前記可変信号減衰装置は、さらに、演算
増幅器(OP1)を具備し、該演算増幅器(OP1)の反転
入力端子に対して前記ディジタル制御信号に応じて得ら
れる減衰量を有する第1の信号源(SS1)の出力を供給
し、且つ、該演算増幅器(OP1)の入力端子に対して第
2の信号源(SS2)の出力を供給するようにしたことを
特徴とする請求項1または2の可変信号減衰装置。 - 【請求項4】 前記第2の信号源(SS2)の出力は、所
定の減衰量で減衰して前記演算増幅器(OP1)の入力端
子に供給するようになっている請求項3の可変信号減衰
装置。
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