JPS5951167B2 - 利得制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はその入力信号のレベル変化に応じて増巾器の利
得を制御し得るようにした利得制御回路に関するもので
あって、例えばステレオ装置又は記録再生装置の音声信
号増巾回路に用いて最適なものである。

従来、この種の利得制御回路においては、この利得制御
回路に供給される入力信号の電圧レベル等を検出し、こ
の検出信号にもとづき増巾器の利得を制御するようにし
ている。

そしてこの利得制御によって、第１図に示すように、入
力信号Ｖ１に対し出力信号Ｖ２が比例して増巾されるよ
うにしている。

このために入力信号■１が第２Ａ図に示すような波形で
あれば、出力信号Ｖ２は第２Ｂ図に示すような波形とな
る。

そして増巾回路のダイナミックレンジ、理ち最大出力と
雑音レベルとの比は、入力信号■１の急激な変化とは無
関係に一定のレベルを維持するようになっている。

しかしながらこのような利得制御回路を用いて各種楽器
の演奏音を増巾する場合には、楽器の演奏音中に急激な
レベル変化があっても、同じダイナミックレンジで増巾
されるため、聴覚上いわゆる臨場感に欠ける憾があった
。

本発明は上述の如き欠陥を是正すべ〈発明されたもので
あって、増巾回路に供給される入力信号を時間微分した
この時間微分信号にもとづいて前記増巾回路の利得を制
御するようにしたものである。

このように構成することによって、例えば入力信号のレ
ベルが急激に立上った場合、このレベル変化によって生
ずる時間微分信号にもとづいて増巾回路の利得を大きく
し、これによってこの立上り位置のダイナミックレンジ
を拡大させることが出来るようにしている。

次に本発明の利得制御回路の一実施例を第３図〜第５Ｂ
図にもとづき説明する。

先ず回路構成について述べれば、入力端子］は直流阻止
用コンテ゛ンサＣ１（以下単にコンデンサＣ１と称する
）を介して増巾回路２の一方の入力端子ａに接続されて
いる。

そして増巾回路２の出力端子Ｃは直流阻止用コンデンサ
Ｃ２（以下単にコンデンサＣ２と称する）を介して出力
端子３に接続されると共に、抵抗Ｒ１を介して増巾回路
１の他方の入力端子すに接続されている。

なお抵抗Ｒ１，Ｒ２及びＲ３と、この抵抗Ｒ３に対して
並列接続された可変抵抗回路４とは、増巾回路２の出力
端子Ｃから他方の入力端子すへ負帰還される信号の帰還
量を決定するためのものである。

増巾回路５は抵抗Ｒ３の両端の電圧を増巾する為のもの
であり、例えば増中度３６ＣＩＢに設定されている。

また増巾回路５の出力端子に接続されたコンデンサＣ３
は、抵抗Ｒ４と共にバイパスフィルター回路を構成する
ものであり、カッＩ・オフ周波数はコンデンサＣ３と抵
抗Ｒ４との時定数によって規定されるようになっている
。

更にダイオードＤ１及びＤ２は倍電圧整流回路を構成す
るものであり、前記増巾回路５の出力信号はここで直流
化され、且つ２倍の電圧になるようになっている。

なお抵抗Ｒ５は直流化された電圧の変動を防止するため
のものである。

次段のコンデンサＣ４、Ｃ５及び抵抗Ｒ６は平滑回路で
あり、コンテ゛ンサＣ６及び抵抗Ｒ７は微分回路を構成
するものである。

従ってこの平滑回路から得られる直流電圧が、急激に変
化したときにはこれに対応した微分信号が得られ、次段
の増巾回路６に供給されるようになっている。

そして増巾回路６の出力端子は前述した可変抵抗回路４
の一端に接続され、この増巾回路６の出力信号にもとづ
き可変抵抗回路４の抵抗値を変化させるようになってい
る。

なお可変抵抗回路４の抵抗値が変化することは、言い換
えれば、抵抗Ｒ１，Ｒ２に対し抵抗Ｒ３の両端間の抵抗
値が変化することを意味するから、これにより、増巾回
路２の出力端子から他方の入力端子すへの帰還量が変化
する。

一方、前述した増巾回路６の出力端子と入力端子との間
には、二経路の帰還回路が設けられ、これらの帰還回路
によって増巾回路６の利得を夫々調整し得るようになっ
ている。

即ち、第１の帰還回路は抵抗Ｒ８，Ｒ９及び可変抵抗器
ＶＲによって構成され、この可変抵抗器ＶＲを調整する
ことによって、増巾器６の利得を変化させ得られるよう
になっている。

第２の帰還回路は直流阻止用コンデンサＣ７（以下単に
コンデンサＱと称する）とこれに直列接続されたダイオ
ードＤ３．Ｄ４とによって構成されている。

この第２の帰還回路は増巾回路６へ供給される入力信号
が過大になった場合にのみ動作するものであり、入力信
号が過大になって増巾回路６の出力電圧か゛瞬間的に高
くなるとダイオードＤ３．Ｄ４が順方向特性となる。

このために帰還量が多くなって増巾回路６は増巾動作を
せず、いわゆるリミッタ−アンプとなるように構成され
ている。

なお抵抗Ｒ１ｏは増巾回路６の出力信号を安定させるた
めのものである。

次に回路動作を説明する。

先ず、入力端子１に供給される入力信号Ｖｉ（図示せず
）に急激な変化がない場合について述べると、増巾回路
２によって増巾された′出力信号Ｖｏ （図示せず）は
コンデンサＣ２を介して出力端子３に表われる。

これと同時に、出力信号Ｖｏは抵抗Ｒ１を介して、増巾
回路２の他方の入力端子すに負帰還されると共に抵抗Ｒ
２にも供給されるので、分流された電流が抵抗Ｒ２，Ｒ
３を流れる。

このとき抵抗Ｒ３の両端には、この抵抗Ｒ３を流れる電
流に対応して電圧降下が生じ、この両端電圧は増巾回路
５に供給される。

そして増巾回路５によって増巾された出力信号はバイパ
スフィルター回路Ｃ３，Ｒ４によってカットオフされる
ので、カットオフ周波数以上の出力信号のみが倍電圧整
流回路Ｄ１．Ｄ２に供給される。

この結果、前記出力信号は整流されて脈流化され、更に
平滑回路Ｃ４，Ｃ５，Ｒ６によって直流信号になる。

次いでこの直流信号はコンデ゛ンサＣ６と抵抗Ｒ７とに
よって構成されている微分回路を介して増巾回路６に供
給されるので、コンテ゛ンサＣ６によって直流分は阻止
かれ、そして入力端子１に供給される入力信号Ｖｉに急
激な変化がないために微小な交流変化のみが増巾回路６
に供給されることになる。

このとき増巾回路６の出力信号は可変抵抗回路４に供給
されるが、前記出力信号は上述の如く微小であるために
この可変抵抗回路４の抵抗値が大巾に変化することがな
い。

従って、抵抗Ｒ３の両端間の抵抗値を変化しないことに
なり、またこの抵抗Ｒ３を流れる電流もほぼ一定の状態
を保つから、増巾回路２の帰還量にも変化がない。

この結果増巾回路２の利得は、既述の従来の場合と同様
に、第４図の特性ｆ１に示す如く入力信号Ｖｉに対し出
力信号Ｖｏが比例した状態となっている。

なお第４図において、特性ｆ１は上述の如く人力信号Ｖ
ｉに急激な変化がない場合を示し、特性ｆ２．ｆ３及び
ｆ４は、後に詳細に説明するように、入力信号Ｖｉが特
定のレベル範囲においてのみ急激に変化するトーンバー
スト信号のような信号である場合を示している。

次に、入力端子１に供給される入力信号Ｖｉが急激に変
化した場合の回路動作を説明する。

なお入力信号Ｖｉの一例として第５Ａ図に示すようなト
ーンバースト信号を用いる。

人力信号Ｖｉが急激に変化すると、これに対応して増巾
回路２の出力信号ＶＯも変化する。

そして入力信号Ｖｉの立上り位置に対応して、抵抗Ｒ３
を流れる電流も多くなるから、抵抗Ｒ３の両端の電圧も
当然のことながら高くなる。

なおこの両端電圧は増巾回路５にそのまま供給されるの
で、以下、第３図における増巾回路５から点Ｐまでの各
回路は夫々前述の場合とはパ同様に動作する。

ところが、コンデンサＣ６及び抵抗Ｒ７によって構成さ
れた微分回路においては、入力信号Ｖｉの立上り位置に
対応して成る程度レベルの大きい微分信号が得られる。

この微分信号は増巾回路６に供給され、ここで増巾され
た後に可変抵抗回路４に供給されてその抵抗型を減少さ
せる。

このために抵抗Ｒ３の両端間の抵抗型が小さくなるので
、抵抗Ｒ２を流れる電流が多くなり、従って増巾回路２
の出力端子Ｃから入力端子すへ負帰還される帰還量が減
少する。

このために増巾回路２の利得は増大して第４図特待性ｆ
２に示すように変化し、出力端子３から得られる出力信
号ＶＯは第５Ｂ図に示すように立上り部分がオーバーシ
ュートした波形になる。

なお出力信号■０の立上り部分において、アタックタイ
ム、即ち立上り時間ｔ１は、コンテ゛ンサＣ４，Ｃ５及
び抵抗Ｒ６によって決定される。

即ち、これらコンデンサＣ４，Ｃ５及び抵抗Ｒ６の夫々
の値を変えることにより、平滑回路の時定数を小さくす
れば、アタックタイムｔ□を短縮することが出来、また
これとは逆に、平滑回路の時定数を大きくすれば、アタ
ックタイムｔ工を延長させることが出来る。

そしてこの結果、これらに対応して増巾器２の利得を第
４図の特性ｆ３．ｆ４のように夫々変化させることが出
来る。

一方、第５Ｂ図に示すように出力信号Ｖｏがその最大値
から入力信号のレベルに応じた定常の状態に復帰する迄
の時間、即ちリカバリータイムｔ２はコンテ゛ンサＣ６
及びＲ７の時定数によって決定される。

なおこのリカバリータイムｔ２は、第４図に示す各特性
ｆ２゜ｆ３．ｆ４が本来の特性ｆ工に戻るまでの時間Ｔ
２．Ｔ３゜Ｔ４に相当している。

なお本実施例において、上述の動作説明では、入力信号
Ｖｉが急激に変化した場合の回路動作のみを述べたが、
コンデンサＣ３及び抵抗Ｒ４によって決定されるカット
オフ周波数附近での入力信号Ｖｉの周波数変化に対して
も、上述した場合と同様の動作が行われる。

即ち、微分回路Ｃ６，Ｒ７に供給される信号は上記カッ
トオフ周波数よりも低い周波数よりも低い周波数につい
ては著しく減衰したものとなっているから、入力信号Ｖ
ｉが急激に変化した場合と同様の微分信号が上記カット
オフ周波数附近において得られ、これにもとづき可変抵
抗回路４を駆動することか゛出来る。

従ってカットオフ周波数を例えばピアノのある音階に対
応した周波数に設定しておけば、その周波数附近のダイ
ナミックレンジが拡大されて聴覚上あたかも目前におい
てピアノが演奏されている様な効果を発揮する。

また既述の動作説明では、入力信号Ｖｉが立上った場合
のみについて述べたが、急激に減少した場合にも同様に
微分信号が得られる。

この場合、微分信号の極性が反対になるので、この微分
信号にをとづいて可変抵抗回路４を駆動させると、既述
の場合とは逆に増巾回路２の利得が減少する。

本発明は上述の如く、入力信号を時間微分した時間微分
信号にもとづいて増巾回路の利得を制御するようにした
ので、増巾回路に供給される入力信号の急激なレベル変
化に応じて出力信号のレベルを制御することが出来る。

例えば入力信号のレベルが急激に立上った場合、このレ
ベル変化によって生ずる時間微分信号にもとづいて増巾
回路の利得を大きくし、これによってこの立上り位置の
ダイナミックレンジを拡大させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２Ｂ図は従来の利得制御回路を説明するため
のものであり、第１図は利得特性図、第２Ａ図は入力信
号の波形図、第２Ｂ図は出力信号の波形図である。 第３図〜第５Ｂ図は本発明の利得制御回路の一実施例を
示すものであり、第３図は回路図、第４図は利得特性図
、第５Ａ図は入力信号の波形図、第５Ｂ図は出力信号の
波形図である。 なお図面に用いられている符号において、２は増巾回路
、４は可変抵抗回路、Ｃ６は微分用コンデンサ、Ｒ１，
Ｒ２，Ｒ３は利得制御用抵抗、Ｒ７は、微分用抵抗であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 増巾回路に供給される入力信号を時間微分した時間
   微分信号にもとづいて前記増巾回路の利得を制御するよ
   うにしたことを特徴とする利得制御回路。