JPS5931887B2 - 自動利得制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は入力レベルに応じて可変利得増幅器の利得を自
動的に変化させ出力をほぼ一定になるように制御する自
動利得制御回路に係り、特に過渡時の動作おくれにより
生ずる歪や無通話時の雑音を少なくした自動利得制御回
路に関するものである。

従来の自動利得制御回路の一例を第１図に示し説明する
と、図において、１は入力信号が印加される入力端子、
２は出力信号が得られる出力端子で、この入力端子１と
出力端子２との間には可変損失回路３と増幅器４が直列
に接続されている。

５は増幅器４の出力を入力とする制御信号増幅器、６は
この制御信号増幅器５の出力端に接続されたダイオード
、７は平滑回路である。

このように構成された自動利得制御回路において、入力
端子１に印加された入力信号は可変損失回路３を経て増
幅器４で増幅され出力端子２に出力される。

そして、この出力信号の一部は制御信号増幅器５で増幅
され、ダイオード６で整流された後直流になって平滑回
路７に供給される。

この平滑された直流制御信号は可変損失回路３に入力さ
れてこの損失量を可変させて出力を一定に制御する。

しかしながら、このような自動利得制御回路においては
、平滑回路７は簡易な一段の充放電時定数回路で構成さ
れ、時定数は充放電とも比較的長くするか、または短か
くするか、いずれか一方の設定がなされていた。

このため、前者の時定数が長く設定された場合では、電
源投入時に回路の動作が開始されたとき入力信号に対し
て直流制御信号が瞬時に追従できず動作おくれにより生
ずる歪（以下、初期歪という）が顕著に発生してしまう
という欠点があった。

そして、入出力信号の波形図である第２図に初期入力信
号ａに対して初期歪ｄが発生している状態を示している
。

なお、この第２図において、イは入力信号の波形を示し
たものであり、口は出力信号の波形を示したものである
。

また、後者の時定数が短かく設定された場合では、信号
中に過大なパルス雑音が入力したとき、時定数は短かい
とはいえ極端に短かくはできないで所定長さは有してい
るため、自動制御作用がこの雑音に応答して信号の振幅
の抑制を過大になしてしまうという欠点があった。

第２図のｂは過大なりリック状のパルス雑音でｅはそれ
による誤動作の歪である。

また、無通話時に直流制御信号が短時間で放電されてし
まうので制御作用が減少して雑音が増幅されてしまうと
いうという欠点を有している。

第２図のＣは無通話時で信号がないときの雑音でｆはこ
れが増幅される状態を示しである。

このように従来の自動利得制御回路を例えば拡声電話機
に用いた場合、スイッチ投入時に初期歪が発生したり、
発着信時に生ずる過大クリック雑音によ継目路が誤動作
して信号を過大制御したり、無通話時間が所定時間持続
すると雑音を増幅したりする各種の問題点が生じ受話信
号の音質を著しく劣化していた。

さらに、このほか側音平衡が十分にとれないとこの側音
で回路が動作して受話信号を過大に抑制したり、通話終
了後時定数が長時間の場合には、放電が完全になされな
いうちに次の通話が入ってくるとこれを過大に抑制して
しまうというなどの欠点があった。

本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共に、かかる欠点を除去すべくなされたもので、その主
目的は自動利得制御回路の持つ、過渡時の動作おくれに
より生ずる初期歪、クリックパルスによる誤動作、無通
話時の雑音増幅を除去することができる自動利得制御回
路を提供することにある。

また、本発明の他の目的は拡声電話機の音声スイッチ回
路の可変損失回路と連動させることにより側音による誤
動作を防止することができる自動利得制御回路を提供す
ることにある。

さらに、本発明の他の目的は通話終了後の自動利得制御
回路をリセットし、次の信号の制御が正常（長い時定数
の制御信号を通話終了とともに早く放電させる）になさ
れるよう実現する自動利得制御回路を提供することにあ
る。

以下、その構成等を図示する実施例によって詳細に説明
する。

第３図は本発明による自動利得制御回路を拡声電話機に
使用した一実施例の回路図である。

図において、８は電話機端子、９は防側音回路、１０は
受話信号入力端子、１１は可変損失回路、１２は可変損
失回路１１の出力を増幅する増幅器、１３は受話信号出
力端子、１４はスピーカである。

そして、１５はマイクロホン、１６はマイクロホン１５
の出力を増幅する増幅器、１７は増幅器１６の出力を入
力とし後述する制御回路の出力によって制御される可変
損失回路、１８は可変損失回路１７の出力を増幅する増
幅器、１９は増幅器１８の出力端に接続された送話信号
出力端子、２０は制御信号が印加される制御信号端子、
２１は音声スイッチ制御信号端子、２２は音声スイッチ
回路、２３はリセット信号端子、２４は充電回路とダイ
オードを含む制御回路である。

なお、可変損失回路１１と増幅器１２で可変利得増幅器
を構成している。

そして、制御回路２４において、抵抗Ｒ１とともに第１
の充電時定数回路を構成するコンデンサＣ１の容量値は
相対的に小さく（以下、これを応答形時定数と呼称する
）、また、抵抗Ｒ２とともに第２の充電時定数回路を構
成するコンデンサＣ２の容量値は相対的に大きく（以下
、これを記憶形／”５８３す６は定＊、ｉ１．”’ＣＩ
、Ｎ６・、／ また、上記可変損失回路１１と増幅器
１２で形成される可変利得増幅器の出力が印加される受
話信号出力端子１３と上記可変利得増幅器の制御信号端
子２０との間に受話信号の入力時に短時間で直流制御信
号を出力する応答形時定数を設定する抵抗値およびコン
デンサ容量値が相対的に小さい第１の充電時定数回路を
接続し、この第１の充電時定数回路の出力側に上記受話
信号の入力時に長時間で充電される記憶形時定数を設定
する抵抗値およびコンデンサ容量値が相対的に大きい第
２の充電時定数回路を接続し、上記第１の充電時定数回
路と第２の充電時定数回路との接続中点に共通の放電抵
抗Ｒ４を接続して制御回路２４を構成し、この制御回路
２４の出力が印加される上記制御信号端子２０からの制
御信号によって上記可変利得増幅器を制御するように構
成されている。

また、可変利得増幅器には音声スイッチ回路２２の可変
損失回路を共用し、上記音声スイッチ回路２２の制御信
号をダイオードＤ３を介して放電抵抗Ｒ４に供給するよ
うに構成され、受話時には制御回路２４の出力を制御信
号とし、送話時には上記音声スイッチ回路２２の出力を
制御信号とし、これら各制御信号によって上記可変損失
回路を制御するように構成されている。

そして、記憶形時定数を設定する抵抗値およびコンデン
サ容量値の大きい第２の充電時定数回路にリセット信号
端子２３を接続し、この第２の充電時定数回路に保持さ
れる自動利得制御信号を通話終了時に上記リセット信号
端子２３に供給されるリセット信号により短時間に消去
するように構成されている。

つぎにこの第３図に示す実施例の動作を第４図を参照し
て説明する。

まず、電話機端子８に受話信号が入力すると、防側音回
路９を経て受話信号入力端子１０に入り、さらに可変損
失回路１１、増幅器１２を経て受話信号入力端子１３に
出力され、スピーカ１４から音声となって聴取される。

そして、この受話信号の一部は受話信号出力端子１３か
ら分流されて制御信号となって制御回路２４に入力され
る。

この制御信号はダイオードＤ１で整流され、応答形時定
数を設定する抵抗値およびコンデンサ容量値が相対的に
小さい抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１からなる第１の充電時
定数回路の充電時定数にしたがってコンデンサＣ１に充
電され、また、これと同時に受話信号の入力時に長時間
で充電される記憶形時定数を設定する抵抗値およびコン
デンサ容量値が相対的に大きい抵抗Ｒ２とコンデンサＣ
２からなる第２の充電時定数回路の時定数にしたがって
コンデンサＣ２に充電される。

なお、放電時には、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ４からなる
放電時定数回路の放電時定数にしたがってコンデンサＣ
１に充電された電荷は放電し、また、コンデンサＣ２と
抵抗Ｒ２，Ｒ４からなる放電時定数回路の放電時定数に
したがってコンデンサＣ２に充電された電荷は放電する
。

そして、第１および第２の各時定数回路の出力の最大値
がダイオードＤ２によって整流され直流制御信号となっ
て制御信号端子２０に出力される。

このため信号入力時に制御信号によりまずコンデンサＣ
１の応答形時定数にしたがった短時間で制御信号端子２
０に直流制御信号が出力され、可変損失回路１１を制御
してこの回路の損失量を増加させるので受話信号は瞬間
的に抑制され自動利得制御がなされる。

第４図はこの自動利得制御回路の入出力信号の波形図で
、イは入力信号の波形を示したものであり口は出力信号
の波形を示したものである。

図に示すように、入力信号の初期ａの状態で出力信号は
初期歪ｇの時間幅が大幅に減少した信号となっている。

以上の動作と同時にコンデンサＣ２には記憶形時定数で
長時間を要して充電がなされている。

ここで、受話信号の入力中にクリック状のパルス雑音が
入力しても応答形時定数による放電が速くかつ記憶形時
定数による充電が遅いため、いずれもクリック状の信号
には応答せず異常な抑制作用は起らない。

そして、この第４図に示すようにクリック状パルス雑音
すに対して出力信号りはそのまま制御されて、従来のよ
うなその後に生じる過大抑制による誤動作の歪は見られ
ない。

また、受話信号が途切れたような場合も、記憶形時定数
による放電が遅いため直流制御信号は長く維持されてい
るので、この間に存在する背景雑・騒音の増幅を行なわ
ない。

第４図に示すように雑・騒音Ｃに対して出力信号ｉのよ
うに長時間にわたり増幅されない状態が持続される。

このように、受話信号入力時には可変損失回路１１を動
作させて受話信号の自動利得制御をなし一定の歪のない
受話出力信号を得ることができる。

一方、送話信号出力時にはマイクロホン１５から増幅器
１６、可変損失回路１７、増幅器１８を経て送話信号出
力端子１９に送話信号は出力され、さらにこの送話出力
信号は防側音回路９を経て電話機端子８に送出される。

ここで、可変損失回路１１と可変損失回路１７は本来音
声スイッチ回路に含まれているものであるが、本実施例
ではこの受話回路の可変損失回路１１を可変利得増幅器
の中に組み入れて利得可変要素として兼用したものであ
る。

したがって可変損失回路１７は可変損失回路１１に挿入
された損失量だけこの回路の損失量が除去されるように
相補的な関係に作用する。

これによりハウリング防止等の効果がなされる。

このように構成されているため、送話信号出力時には公
知のように音声スイッチ回路２２が動作し、この音声ス
イッチ回路２２から音声スイッチ制御信号がダイオード
Ｄ３を経て制御信号端子２０に出力され、可変損失回路
１１にては損失を挿入し、可変損失回路１７にては損失
を除去するように各々制御する。

この時、この制御信号はコンデンサＣ１，Ｃ２の充電電
位より大きい負電位を有しているので、ダイオードＤ２
は逆バイアスされることになり、自動利得制御作用によ
りコンデンサー、Ｃ４に充電された電荷は放電されずそ
のまま記憶される。

これと同時に防側音回路９を経て受話信号入力端子１０
に入力される側音信号は可変損失回路１１により損失を
受けて十分に減衰されるため、自動利得制御回路は側音
では動作しない。

前述したところから明らかなように、受話時には制御回
路２４の出力を制御信号とし、送話時には音声スイッチ
回路２２の出力を制御信号とし、これら各制御信号によ
って可変損失回路１１を制御するように構成されている
。

また、リセット信号端子２３には、電話機の通話中はコ
ンデンサＣ７，Ｃ２の充電電位より大きい負電位の信号
が入力されているため、ダイオードＤ４は逆バイアスを
受けていることになりコンデンサＣ１，Ｃ２の電荷は保
持されているが、通話終了後に回路の電源を切断するこ
とによりリセット信号端子２３は接地電位になりダイオ
ードＤ４は順バイアスになるので、コンデンサＣ，，Ｃ
２に充電されていた制御信号の電荷はダイオードＤ４を
通じて短時間に放電して消去する。

この動作により、次の通話に際し前の通話時の自動制御
信号が全く影響をおよぼさ゛ないことになる。

このように、これら自動利得制御回路を使用すると、応
答形時定数および記憶形時定数の各回路の組み合わせに
よって、受話信号がある場合その入力信号の大小にかか
わらず一定のレベルの受話出力を得ることができ、しか
も初期歪、クリック状パルス雑音による誤動作、無信号
時の背景雑・騒音の増幅を少なくできる。

また、音声スイッチ用可変損失回路を自動利得制御回路
の可変利得増幅器に組み入れ制御動作を兼用し連動させ
るため、自動利得制御作用によってかなりの量の損失が
得られるので音声スイッチ回路による損失量は最大損失
を挿入する必要はなくその分だけ損失量を軽減すること
ができる。

さらに、通話終了後は制御信号を短時間で放電し次の通
話の自動利得制御が円滑になされるようにすることがで
きる。

かくして、本発明では従来のこの種の回路に比し次のよ
うな多くの有効な特長を有するものである。

すなわち、まず、第１に長・短２つの充電時定数回路に
より、拡声電話機スイッチ投入直後などの過渡時の動作
遅れによる初期歪を改善することができると共に、発着
信時に生ずる過大クリック雑音による自動利得制御回路
の誤動作を防止することができ、また、受話信号が入力
しない無通話時間が所定時間継続した場合の雑音増幅を
防止することができる。

第２に音声スイッチ回路との連動により、側音による自
動利得制御回路の誤動作を防止することができ、また、
自動利得制御回路と音声スイッチ回路の可変損失回路の
統合による経済化を図ることができる。

第３に、リセット制御により、長い時定数回路の制御信
号を通話終了時のスイッチ解除信号によりリセットし、
次の入力信号に影響をおよぼすことを防止することがで
きる等、種々の特長を有する。

このように本発明によれば、従来のこの種の回路に比し
て多大の効果があり、過渡時の動作おくれに生ずる歪や
無通話時の雑音を少くした自動利得制御回路としては独
自のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動利得制御回路の一例を示す回路図、
第２図はその入出力信号の波形図、第３図は本発明によ
る自動利得制御回路を拡声電話機に使用した一実施例を
示す回路図、第４図はその入出力信号の波形を示す動作
説明図である。 １０・・・・・・受話信号入力端子、１１・・・・・・
可変損失回路、１３・・・・・・受話信号出力端子、１
７・・・・・・可変損失回路、２０・・・・・・制御信
号端子、２１・・・・・・音声スイッチ制御信号端子、
２２・・・・・・音声スイッチ回路、２３・・・・・・
リセット信号端子、２４・・・・・・制御回路、Ｒ１，
Ｒ２，Ｒ４・・・・・・抵抗、ＣＩ＋Ｃ２・・・・・・
コンデンサ、Ｄ２．Ｄ３・・・・・・ダイオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人力レベルに応じて可変利得増幅器の利得を自動的
   に変化させ出力をほぼ一定になるように制御する自動利
   得制御回路において、前記可変利得増幅器の出力が印加
   される受話信号出力端子と前記可変利得増幅器の制御端
   子との間に受話信号の入力時に短時間で直流制御信号を
   出力する応答形時定数を設定する抵抗値およびコンデン
   サ容量値が相対的に小さい第１の充電時定数回路を接続
   し、この第１の充電時定数回路の出力側に前記受話信号
   の入力時に長時間で充電される記憶形時定数を設定する
   抵抗値およびコンデンサ容量値が相対的に大きい第２の
   充電時定数回路を接続し、前記第１の充電時定数回路と
   第２の充電時定数回路との接続中点に共通の放電抵抗を
   接続して制御回路を構成し、この制御回路の出力が印加
   される前記制御端子からの制御信号によって前記可変利
   得増幅器を制御するようにしたことを特徴とする自動利
   得制御回路。 ２ 記憶形時定数を設定する抵抗値およびコンデンサ容
   量値の大きい第２の充電時定数回路にリセット信号端子
   を接続し、この第２の充電時定数回路に保持される自動
   利得制御信号を通話終了時に前記リセット信号端子に供
   給されるリセット信号により短時間に消去するように構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の自動利得制御回路。 ３ 人力レベルに応じて可変利得増幅器の利得を自動的
   に変化させ出力をほぼ一定になるように制御する自動利
   得制御回路において、前記可変利得増幅器には音声スイ
   ッチ回路の可変損失回路を共用し、前記可変利得増幅器
   の出力が印加される受話信号端子と前記可変利得制御器
   の制御端子との間に前記受話信号の入力時に短時間で直
   流制御信号を出力する応答形時定数を設定する抵抗値お
   よびコンデンサ容量値が相対的に小さい第１の充電時定
   数回路を接続し、この第１の充電時定数回路の出力側に
   前記受話信号の入力時に長時間で充電される記憶形時定
   数を設定する抵抗値およびコンデンサ容量値の大きい第
   ２の充電時定数回路を接続し、前記第１の充電時定数回
   路と第２の充電時定数回路との接続中点に共通の放電抵
   抗を接続して制御回路を構成し、かつ前記音声スイッチ
   回路の制御信号をダイオードを介して前記放電抵抗に供
   給するよう構成し、受話時には前記制御回路の出力を制
   御信号とし、送話時には前記音声スイツ子回路の出力を
   制御信号とし、これら各制御信号によって前記可変損失
   回路を制御するようにしたことを特徴とする自動利得制
   御回路。 ４ 記憶形時定数を設定する抵抗値およびコンデンサ容
   量値の大きい第２の充電時定数回路にリセット信号端子
   を接続し、この第２の充電時定数回路に保持される自動
   利得制御信号を通話終了時に前記リセット信号端子に供
   給されるリセット信号により短時間に消去するように構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の自動利得制御回路。