(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算増幅器と、
入力信号を受ける入力端子と基準電圧との間に設けられた、直列接続された複数の抵抗素子からなる入力抵抗素子群と、
前記演算増幅器の出力端子と前記基準電圧との間に設けられた、直列接続された複数の抵抗素子からなる帰還抵抗素子群と、
一端を前記入力抵抗素子群の所定の個所に接続可能とし、他端を前記演算増幅器の正入力端子に接続可能とし、比較的小さなステップ幅で減衰量を調節する第１半導体スイッチ群と、
一端を前記入力抵抗素子群の所定の個所に接続可能とし、他端を前記演算増幅器の正入力端子に接続可能とし、比較的大きなステップ幅で減衰量を調節する第２半導体スイッチ群と、
一端を前記帰還抵抗素子群の所定の個所に接続可能とし、他端を前記演算増幅器の負入力端子に接続可能とし、比較的小さなステップ幅で増幅量を調節する第３半導体スイッチ群と、
一端を前記帰還抵抗素子群の所定の個所に接続可能とし、他端を前記演算増幅器の負入力端子に接続可能とし、比較的大きなステップ幅で増幅量を調節する第４半導体スイッチ群と
を備え、
前記第２半導体スイッチ群と前記第３半導体スイッチ群とを組み合わせることで任意の減衰率に設定し、前記第１半導体スイッチ群と前記第４半導体スイッチ群とを組み合わせることで任意の増幅率に設定すると共に、
前記演算増幅器の正入力端子に接続される半導体スイッチの数の合計と、前記演算増幅器の負入力端子に接続される半導体スイッチの数の合計が等しく、且つ、これら半導体スイッチが全て同じサイズであることを特徴とする電子ボリューム回路。
【請求項２】
前記第１及び第２半導体スイッチ群の半導体スイッチの数の合計と、前記第３及び第４半導体スイッチ群の半導体スイッチの数の合計が等しいことを特徴とする請求項１に記載の電子ボリューム回路。
【請求項３】
−ｘｄＢからｙｄＢまでｚｄＢステップ（ｚは０以上の正の数、ｘ、ｙはｚの倍数）でゲインを調整する場合、
前記第２半導体スイッチ群のステップ幅をａ（ａはｚの倍数）とするとき、前記第３半導体スイッチ群は、０ｄＢから（ａ−ｚ）ｄＢのｚｄＢ刻みの合計（ａ／ｚ）個の半導体スイッチで構成され、前記第２半導体スイッチ群の半導体スイッチの数は（ｘ／ａ）以上の最小の整数であり、
前記第４半導体スイッチ群のステップ幅をｂ（ｂはｚの倍数）とするとき、前記第１半導体スイッチ群は、０ｄＢから（ｂ−ｚ）ｄＢのｚｄＢ刻みの合計（ｂ／ｚ）個の半導体スイッチで構成され、前記第４半導体スイッチ群の半導体スイッチの数はｙ／ｂ以上の最小の整数であり、
（ｘ／ａ）＝（ａ／ｚ）、（ｙ／ｂ）＝（ｂ／ｚ）
を満たすａ及びｂに最も近いｚの倍数ａ及びｂが設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子ボリューム回路。
【請求項４】
請求項１に記載の電子ボリューム回路の設計方法であって、
−ｘｄＢから０ｄＢまでｚ１ｄＢステップ、０ｄＢからｙｄＢまでｚ２ｄＢステップ（ｚ１、ｚ２は０以上の正の数、ｘはｚ１の倍数、ｙはｚ２の倍数）でゲインを調整する場合、
前記第２半導体スイッチ群のステップ幅をａ（ａはｚ１の倍数）とするとき、前記第３半導体スイッチ群は、０ｄＢから（ａ−ｚ１）ｄＢのｚ１ｄＢ刻みの合計（ａ／ｚ１）個の半導体スイッチで構成され、前記第２半導体スイッチ群の半導体スイッチの数は（ｘ／ａ）以上の最小の整数であり、
前記第４半導体スイッチ群のステップ幅をｂ（ｂはｚ２の倍数）とするとき、前記第１半導体スイッチ群は、０ｄＢから（ｂ−ｚ２）ｄＢのｚｄＢ刻みの合計（ｂ／ｚ２）個の半導体スイッチで構成され、前記第４半導体スイッチ群の半導体スイッチの数はｙ／ｂ以上の最小の整数であり、
（ｘ／ａ）＝（ａ／ｚ１）、（ｙ／ｂ）＝（ｂ／ｚ２）
を満たすａ及びｂに最も近いｚ１の倍数ａ及びｚ２の倍数ｂを設定することを特徴とする電子ボリューム回路の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、オーディオ装置等に適用される電子ボリューム回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来使用される非反転増幅装置を使用した電子ボリュームの構成を示したものである（例えば特許文献１及び２参照）。図１において、Ｖｉｎは入力端子、Ｖｏｕｔは出力端子、ＯＰ１は演算増幅器、Ｒａ１〜ＲａｍおよびＲｂ１〜Ｒｂｎは、それぞれ直列接続された抵抗素子Ｓａ１〜ＳａｍおよびＳｂ１〜Ｓｂｎは、半導体スイッチである。また、演算増幅器ＯＰ１の正入力端子をＶＰ、負入力端子をＶＮと示す。
【０００３】
図１のように、減衰器１１０は、直列接続された抵抗素子Ｒａ１〜Ｒａｍおよび、半導体スイッチＳａ１〜Ｓａｍからなり、直列接続された抵抗素子Ｒａ１〜Ｒａｍは、Ｒａ１の一端が入力端子Ｖｉｎに接続され、Ｒａｍの一端が基準電圧ＡＧＮＤに接続される。半導体スイッチＳａ１〜Ｓａｍは、直列接続された抵抗素子Ｒａ１〜Ｒａｍの各一端に接続され、各他端は全て演算増幅器ＯＰ１の正入力端子ＶＰに入力される。増幅器１２０は、直列接続された抵抗素子Ｒｂ１〜Ｒｂｎおよび、半導体スイッチＳｂ１〜Ｓｂｎからなり、直列接続された抵抗素子Ｒｂ１〜Ｒｂｎは、Ｒｂ１の一端が入力端子Ｖｉｎに接続され、Ｒｂｎの一端が基準電圧ＡＧＮＤに接続される。半導体スイッチＳｂ１〜Ｓｂｎは直列接続された抵抗素子Ｒｂ１〜Ｒｂｎの各一端に接続され、各他端は全て演算増幅器ＯＰ１の負入力端子ＶＮに入力される。
【０００４】
図１の回路構成において、減衰器１１０の半導体スイッチＳａ１〜Ｓａｍのうち任意の半導体スイッチＳａｋをオンさせ、増幅器１２０の半導体スイッチＳｂ１をオンさせた場合の出力端子Ｖｏｕｔに現れる電圧は、入力端子Ｖｉｎに加えられる電圧を下記数式１のように減衰させる（他のスイッチは全てオフ）。
Ｖｏｕｔ＝（Ｒａｋ＋・・・＋Ｒａｍ）／（Ｒａ１＋Ｒａ２＋・・・＋Ｒａｋ＋・・・＋Ｒａｍ）・Ｖｉｎ      ・・・数式１
【０００５】
また、減衰器１１０の半導体スイッチＳａ１をオンさせ、増幅器１２０の半導体スイッチＳｂ１〜Ｓｂｎのうち任意の半導体スイッチＳｂｌをオンさせた場合の出力端子Ｖｏｕｔに現れる電圧は入力端子Ｖｉｎに加えられる電圧を下記数式２のように増幅させる（他のスイッチは全てオフ）。
Ｖｏｕｔ＝（Ｒｂ１＋Ｒｂ２＋・・・＋Ｒｂｌ＋・・・＋Ｒｂｎ）／（Ｒｂｌ＋・・・＋Ｒｂｎ）・Ｖｉｎ      ・・・数式２
【０００６】
すなわち、図１の回路は、減衰器１１０の直列接続された抵抗素子Ｒａ１〜Ｒａｍおよび増幅器１２０の直列接続された抵抗素子Ｒｂ１〜Ｒｂｎを適切な抵抗値に設定し、それぞれの半導体スイッチＳａ１〜Ｓａｍおよび半導体スイッチＳｂ１〜Ｓｂｎのうちそれぞれ１つずつをオンさせることで、入力端子Ｖｉｎに与えられた電圧を任意のゲインに減衰または増幅させ、出力端子Ｖｏｕｔに出力することが可能な電子ボリューム回路である。
【０００７】
例えば、−９５．５ｄＢから３１．５ｄＢまで０．５ｄＢステップでゲインを調整する電子ボリュームは、減衰器１１０における０ｄＢから−９５．５ｄＢを選択する１９２個の半導体スイッチＳａ１〜Ｓａ１９２と適切な抵抗値に設計された抵抗素子Ｒａ１〜Ｒａ１９２、および増幅器１２０における０ｄＢから３１．５ｄＢを選択する６４個の半導体スイッチＳｂ１〜Ｓｂ６４と適切な抵抗値に設計された抵抗素子Ｒｂ１〜Ｒｂ６４によって構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２８４４５４号公報
【特許文献２】特開２００７−２５８７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１の回路構成では、半導体スイッチの有する非線形性により大信号入力時に信号が歪むという問題点があった。以下、図２及び図３を使用してその歪発生機構を説明する。
【００１０】
図２は、図１に示した電子ボリュームにおける、減衰器１１０の等価回路図２１０であり、図３は、図１に示した電子ボリューム全体の等価回路図３００である。
【００１１】
図２において、容量Ｃ１は、半導体スイッチＳａ１〜Ｓａｍの演算増幅器ＯＰ１の正入力端子ＶＰに接続されているノードのゲートおよび基板に対する寄生容量の総計、抵抗Ｒ１（Ｖ）は、任意の半導体スイッチＳａｋをオンさせた場合のオン抵抗であり、その抵抗値は、一般に、半導体スイッチの入力電圧に依存し変化する。抵抗ＲＡ１は、Ｒａ１、Ｒａ２、・・・、Ｒａｋ−１を直列接続したものを示し、抵抗ＲＡ２は、Ｒａｋ、Ｒａｋ＋１、・・・、Ｒａｍを直接接続したものを示す。このとき、減衰器２１０の伝達関数が電圧依存性を有し、信号を歪ませることを以下に示す。
【００１２】
まず、抵抗ＲＡ１とＲＡ２に挟まれたノードの電圧Ｖｘは、演算増幅ＯＰ１の入力端子が高インピーダンスであり容量Ｃ１が十分に小さく、抵抗Ｒ１（Ｖ）に流れる電流値が、抵抗ＲＡ１とＲＡ２に流れる電流値と比較して十分に小さいとき、以下の数式３のように示される。
【００１３】
【数１】
0005592424.tif 000002
また、Ｖｘに対するＶｐの伝達関数は以下の数式４のように示される。
【００１４】
【数２】
0005592424.tif 000003
【００１５】
以上、数式３及び数式４より、Ｖｉｎに対するＶｐの伝達関数は、以下の数式５のように示される。
【００１６】
【数３】
0005592424.tif 000004
【００１７】
数式５において、第２項は電圧依存性を有するため、Ｖｉｎに入力された信号はＶｐにおいて歪特性が劣化することを意味する。
【００１８】
また、この時、抵抗Ｒ１（Ｖ）の値を半分にするために半導体スイッチＳａ１〜Ｓａｍのサイズを倍にすると、容量Ｃ１は、倍となるため、Ｒ１（Ｖ）とＣ１の積の値は変化しない。したがって、サイズ変更による課題解決は不可能である。
【００１９】
以上の歪発生機構は、図２に示した減衰器２１０だけではなく、増幅器１２０にも同様の現象が発生するため、図１に示した電子ボリューム回路は、任意の半導体スイッチＳａｋ及び、半導体スイッチＳｂｌのみをオンさせたときの等価回路図は、図３のようになる。
【００２０】
なお、減衰器３１０は、図２の減衰器２１０と同様であり、増幅器３２０においては、容量Ｃ２は半導体スイッチＳｂ１〜Ｓｂｎの演算増幅器ＯＰ１の負入力端子ＶＮに接続されているノードのゲートおよび基板に対する寄生容量の総計、抵抗Ｒ２（Ｖ）は、任意の半導体スイッチＳａｌをオンさせた場合のオン抵抗である。抵抗ＲＢ１は、Ｒｂ１、Ｒｂ２、・・・、Ｒｂｌ−１を直列接続したものを示し、抵抗ＲＢ２は、Ｒｂｌ、Ｒｂｌ＋１、・・・、Ｒｂｎを直接接続したものを示す。この時、伝達関数は以下の数式６のように示される。
【００２１】
【数４】
0005592424.tif 000005
【００２２】
この数式６において、第３項が電圧依存性を有するため、Ｖｉｎに入力された信号は、Ｖｏｕｔにおいて、歪特性が劣化してしまう。
【００２３】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、半導体スイッチの有する非線形性による信号の歪みを抑えた電子ボリューム回路、及びその設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明に係る電子ボリューム回路は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００２５】
本発明の第１の態様による電子ボリューム回路は、演算増幅器と、入力信号を受ける入力端子と基準電圧との間に設けられた、直列接続された複数の抵抗素子からなる入力抵抗素子群と、前記演算増幅器の出力端子と前記基準電圧との間に設けられた、直列接続された複数の抵抗素子からなる帰還抵抗素子群と、一端を上記入力抵抗素子群の所定の個所に接続可能とし、他端を上記演算増幅器の正入力端子に接続可能とし、比較的小さなステップ幅で減衰量を調節する第１半導体スイッチ群と、一端を上記入力抵抗素子群の所定の個所に接続可能とし、他端を上記演算増幅器の正入力端子に接続可能とし、比較的大きなステップ幅で減衰量を調節する第２半導体スイッチ群と、一端を上記帰還抵抗素子群の所定の個所に接続可能とし、他端を上記演算増幅器の負入力端子に接続可能とし、比較的小さなステップ幅で増幅量を調節する第３半導体スイッチ群と、一端を上記帰還抵抗素子群の所定の個所に接続可能とし、他端を上記演算増幅器の負入力端子に接続可能とし、比較的大きなステップ幅で増幅量を調節する第４半導体スイッチ群と、を備え、上記第２半導体スイッチ群と上記第３半導体スイッチ群とを組み合わせることで任意の減衰率に設定し、上記第１半導体スイッチ群と上記第４半導体スイッチ群とを組み合わせることで任意の増幅率に設定すると共に、上記演算増幅器の正入力端子に接続される半導体スイッチの数の合計と、上記演算増幅器の負入力端子に接続される半導体スイッチの数の合計が等しく、且つ、これら半導体スイッチが全て同じサイズであることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の第２の態様による電子ボリューム回路は、上記第１の態様において、上記第１及び第２半導体スイッチ群の半導体スイッチの数の合計と、上記第３及び第４半導体スイッチ群の半導体スイッチの数の合計が等しいことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の第３の態様による電子ボリューム回路は、上記第１または第２の態様において、−ｘｄＢからｙｄＢまでｚｄＢステップ（ｚは０以上の正の数、ｘ、ｙはｚの倍数）でゲインを調整する場合、上記第２半導体スイッチ群のステップ幅をａ（ａはｚの倍数）とするとき、上記第３半導体スイッチ群は、０ｄＢから（ａ−ｚ）ｄＢのｚｄＢ刻みの合計（ａ／ｚ）個の半導体スイッチで構成され、上記第２半導体スイッチ群の半導体スイッチの数は（ｘ／ａ）以上の最小の整数であり、上記第４半導体スイッチ群のステップ幅をｂ（ｂはｚの倍数）とするとき、上記第１半導体スイッチ群は、０ｄＢから（ｂ−ｚ）ｄＢのｚｄＢ刻みの合計（ｂ／ｚ）個の半導体スイッチで構成され、上記第４半導体スイッチ群の半導体スイッチの数はｙ／ｂ以上の最小の整数であり、（ｘ／ａ）＝（ａ／ｚ）、（ｙ／ｂ）＝（ｂ／ｚ）を満たすａ及びｂに最も近いｚの倍数ａ及びｂが設定されていることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の第４の態様による電子ボリューム回路の設計方法は、上記第１の態様に記載の電子ボリューム回路の設計方法であって、−ｘｄＢから０ｄＢまでｚ１ｄＢステップ、０ｄＢからｙｄＢまでｚ２ｄＢステップ（ｚ１、ｚ２は０以上の正の数、ｘはｚ１の倍数、ｙはｚ２の倍数）でゲインを調整する場合、上記第２半導体スイッチ群のステップ幅をａ（ａはｚ１の倍数）とするとき、上記第３半導体スイッチ群は、０ｄＢから（ａ−ｚ１）ｄＢのｚ１ｄＢ刻みの合計（ａ／ｚ１）個の半導体スイッチで構成され、上記第２半導体スイッチ群の半導体スイッチの数は（ｘ／ａ）以上の最小の整数であり、上記第４半導体スイッチ群のステップ幅をｂ（ｂはｚ２の倍数）とするとき、上記第１半導体スイッチ群は、０ｄＢから（ｂ−ｚ２）ｄＢのｚｄＢ刻みの合計（ｂ／ｚ２）個の半導体スイッチで構成され、上記第４半導体スイッチ群の半導体スイッチの数はｙ／ｂ以上の最小の整数であり、（ｘ／ａ）＝（ａ／ｚ１）、（ｙ／ｂ）＝（ｂ／ｚ２）を満たすａ及びｂに最も近いｚ１の倍数ａ及びｚ２の倍数ｂを設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、半導体スイッチの有する非線形性による信号の歪みを抑えた電子ボリューム回路を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来使用される非反転増幅装置を使用した電子ボリュームの構成を示した図である。
【図２】図１に示した電子ボリュームにおける、減衰器の等価回路図である。
【図３】図１に示した電子ボリューム全体の等価回路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る電子ボリュームの構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る電子ボリュームの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の電子ボリューム回路の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３４】
（第１の実施形態）
まず、図４を参照して、本発明の第１の実施形態に係る電子ボリューム４００の構成を説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る電子ボリューム４００の構成を示す構成図である。
【００３５】
図４に示す電子ボリューム回路４００は、入力抵抗素子群４１１と半導体スイッチ群４１２及び４１３、演算増幅器ＯＰ１、帰還抵抗素子群４２１、半導体スイッチ群４２２及び４２３から構成される。
【００３６】
半導体スイッチ群４１２及び４１３は、各一端を入力抵抗素子群４１１の適切な個所に接続し、他端を演算増幅器ＯＰ１の正入力端子ＶＰに接続する。半導体スイッチ群４１２は比較的小さなステップ幅で減衰量を調節し、半導体スイッチ群４１３は比較的大きなステップ幅で減衰量を調整する。また、半導体スイッチ群４２２及び４２３は、各一端を帰還抵抗素子群４２１の適切な個所に接続し、他端を演算増幅器ＯＰ１の負入力端子ＶＮに接続する。半導体スイッチ群４２２は比較的小さなステップ幅で増幅量を調節し、半導体スイッチ群４２３は比較的大きなステップ幅で増幅量を調整する。
【００３７】
すなわち、本回路において、比較的大きなステップ幅で減衰量を調節する半導体スイッチ群４１３と、比較的小さなステップ幅で増幅量を調節する半導体スイッチ群４２２とを組み合わせることにより、任意の減衰率に調節する。また、任意の増幅率に調整する時は、比較的大きなステップ幅で増幅量を調節する半導体スイッチ群４２３と、比較的小さなステップ幅で減衰量を調節する半導体スイッチ群４１２とを組み合わせる。
【００３８】
この時、半導体スイッチ群４１２及び４１３のスイッチ数の合計と、半導体スイッチ群４２２及び４２３のスイッチ数の合計が等しく、且つこれら半導体スイッチ群４１２、４１３、４２２、及び４２３を構成する半導体スイッチが全て同サイズの時、数式６において、Ｒ１（Ｖ）＝Ｒ２（Ｖ）及びＣ１＝Ｃ２が成立するため、数式６における第３項は消える。これは、半導体スイッチの非線形性を原因とした歪特性の劣化が相殺され、出力には表れないことを意味する。
【００３９】
次に、上記図４を実現するための設計例を以下に示す。なお、以下の説明において、天井関数ｃｅｉｌ（ｘ）を導入する。ｃｅｉｌ（ｘ）は実数ｘに対してｘ以上の最小の整数として定義される。また、半導体スイッチ群４１２、４１３、４２２、及び４２３を全て同サイズの半導体スイッチで構成する。
【００４０】
一例として、−９５．５ｄＢから３１．５ｄＢまで０．５ｄＢステップでゲインを調整する電子ボリュームを考える。比較的大きなステップ幅で減衰量を調節する半導体スイッチ群４１３のステップ幅をａ（ａは０．５の倍数）とすると、このステップ幅を補完する半導体スイッチ群４２２は、０ｄＢ，０．５ｄＢ，・・・，ａ−０．５ｄＢの合計ａ／０．５＝２ａ個の半導体スイッチで構成される。この時、半導体スイッチ群４１３のスイッチ数は、９５．５／ａ以上の最小の整数ｃｅｉｌ（９５．５／ａ）である。一方、比較的大きなステップ幅で増幅量を調節する半導体スイッチ群４２３のステップ幅をｂ（ｂは０．５の倍数）とすると、このステップ幅を補完する半導体スイッチ群４１２は、０ｄＢ，０．５ｄＢ，・・・，ｂ−０．５ｄＢの合計ｂ／０．５＝２ｂ個の半導体スイッチで構成される。この時、半導体スイッチ群４１３のスイッチ数は、３１．５／ｂ以上の最小の整数ｃｅｉｌ（３１．５／ｂ）である。
【００４１】
この時、正の実数ａ、ｂに対して、（ａ＋ｂ）／２≧√（ａｂ）が成立する（等号成立はａ＝ｂ）ことから、以下の数式７が成立する。
【００４２】
【数５】
0005592424.tif 000006
【００４３】
また、数式７において等号が成立するのは、以下の数式８の時である。
【００４４】
【数６】
0005592424.tif 000007
【００４５】
したがって、数式８より、数式７の等号が成立する時、以下の数式９が成立することが導かれる。
【００４６】
【数７】
0005592424.tif 000008
【００４７】
半導体スイッチ群４１２及び４１３のスイッチ数の合計は、ｃｅｉｌ（９５．５／ａ）＋２ｂであり、半導体スイッチ群４２２及び４２３のスイッチ数の合計は、ｃｅｉｌ（３１．５／ｂ）＋２ａである。したがって、数式８を満たすａ及びｂに最も近い、０．５の倍数ａ及びｂを選択すれば、半導体スイッチ群４１２及び４１３のスイッチ数の合計と、半導体スイッチ群４２２及び４２３のスイッチ数の合計がほぼ等しくなり、本回路において、半導体スイッチの非線形性を原因とした歪特性の劣化が相殺され、出力には、ほとんど表れないことを意味する。さらに、この時、半導体スイッチ群４１２、４１３、４２２、及び４２３を構成する半導体スイッチの合計が数式７より最小であることが示されるので、半導体スイッチ及びそれに伴う配線を削減する効果もある。
【００４８】
なお、−ｘｄＢから０ｄＢまでｚ１ｄＢステップ、０ｄＢからｙｄＢまでｚ２ｄＢステップ（ｘ、ｙは任意の正の数、ｚ１、ｚ２は０以上の正の数）でゲインを調整する場合においても、同様の計算により、演算増幅器ＯＰ１の正入力端子ＶＰに接続される半導体スイッチ群４１２及び４１３のスイッチ数の合計と、演算増幅器ＯＰ１の負入力端子ＶＮに接続される半導体スイッチ群４２２及び４２３のスイッチ数の合計をほぼ等しい値にすることができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
以上を踏まえて、ａ＝８、ｂ＝４とした時のボリューム設定例を表１に示し、図５を参照して、本発明の第２の実施形態に係る電子ボリューム５００の構成を説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る電子ボリューム５００の構成を示す構成図である。なお、ａ＝６．９に最も近い０．５の倍数はａ＝７．０であるが、スイッチ群制御回路設計において、ステップ幅ａは２のべき乗が望ましいことから、ａ＝８としたと仮定する。
【００５０】
【表１】
0005592424.tif 000009
【００５１】
図５に示した電子ボリューム回路は、入力抵抗素子群５１１と半導体スイッチ群５１２及び５１３、演算増幅器ＯＰ１、帰還抵抗素子群５２１、半導体スイッチ群５２２及び５２３とダミースイッチ群５１４から構成される。入力抵抗素子群５１１及び帰還抵抗素子群５２１と半導体スイッチ群５１２、５１３、５２２、及び５２３によるボリューム設定は、表１に従う。また、ダミースイッチ群５１４は、全てのボリューム設定に対して常にオフである３つの半導体スイッチからなる。
【００５２】
表１に、上記条件下での、半導体スイッチ群５１２、５１３、５２２、及び５２３のゲイン設定値及び、スイッチ数を示した。なお、半導体スイッチ群５２２と５２３で、４ｄＢのボリューム設定が重複するために、半導体スイッチ群５２３の４ｄＢ設定を除いたスイッチ数として、重複を除いたスイッチ数も示している。この時、演算増幅器ＯＰ１の正入力端子ＶＰに接続される半導体スイッチ５１２及び５１３のスイッチ数の合計は２０個であり、演算増幅器ＯＰ１の負入力端子ＶＮに接続される半導体スイッチ群５２２及び５２３のスイッチ数の合計は２３個である。
【００５３】
この時、入力抵抗側の半導体スイッチ群５１２、５１３に加えて、３つの半導体スイッチからなるダミースイッチ群５１４を加えることで、演算増幅器ＯＰ１の正入力端子ＶＰに接続される半導体スイッチ数と演算増幅器ＯＰ１の負入力端子ＶＮに接続される半導体スイッチ数は２３個で同数となり、半導体スイッチの非線形性を原因とした歪特性の劣化が相殺される。
【００５４】
なお、このようなダミースイッチ群は、要求される歪特性によっては、省略可能である。ダミースイッチ群５１４を省略した時、演算増幅器ＯＰ１の正入力端子ＶＰに接続される半導体スイッチ数と演算増幅器ＯＰ１の負入力端子ＶＮに接続される半導体スイッチ数の差は３個であり、半導体スイッチの非線形性を原因とした歪特性の劣化の大部分は相殺されている。
【００５５】
以上のように本発明によれば、半導体スイッチの有する非線形性による信号の歪みを抑えた電子ボリューム回路を構成することができる。
【図１】
0005592424.tif 000010
【図２】
0005592424.tif 000011
【図３】
0005592424.tif 000012
【図４】
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【図５】
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