(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２のバイポーラトランジスタをエミッタ同士で共通接続するとともに、その共通エミッタを定電流源をなす第３のバイポーラトランジスタのコレクタに接続し、かつ第１および第２のバイポーラトランジスタのコレクタ側に負荷回路を設けることにより、第１および第２のバイポーラトランジスタの両ベース間に入力される信号を差動増幅して上記負荷回路から取り出すようにした演算増幅回路と、この演算増幅回路に周波数選択性の負帰還をかけることにより磁気ヘッドの周波数特性を補償するような低域強調型のイコライズ特性を付与する負帰還回路とを備えたオーディオテープ再生回路であって、第１および第２のバイポーラトランジスタの共通エミッタと第３のバイポーラトランジスタのコレクタ間に高周波パスの形成を抑制する抵抗を直列に挿入することにより、上記演算増幅回路の高周波ノイズに対するオフセット安定性を高めるようにしたことを特徴とするオーディオテープ再生回路。
【請求項２】
第１および第２のバイポーラトランジスタの共通エミッタと第３のバイポーラトランジスタのコレクタ間に直列に挿入される抵抗は、演算増幅回路の通常動作に支障とならない範囲で、その演算増幅回路の動作周波数域よりも十分に高い周波数域の高周波パス形成を抑制するのに有効となるような抵抗値を持たせられていることを特徴とする請求項１に記載のオーディオテープ再生回路。
【請求項３】
第１および第２のバイポーラトランジスタの共通エミッタと第３のバイポーラトランジスタのコレクタ間に直列に挿入される抵抗は、上記バイポーラトランジスタの寄生抵抗よりも十分に高い抵抗値を持たせられていることを特徴とする請求項１または２に記載のオーディオテープ再生回路。
【請求項４】
第１および第２のバイポーラトランジスタと第３のバイポーラトランジスタとしてそれぞれｐｎｐバイポーラトランジスタを用いたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のオーディオテープ再生回路。
【請求項５】
第１および第２のバイポーラトランジスタのコレクタ負荷回路から取り出された出力をバッファ増幅する出力バッファ回路を有し、この出力バッファ回路の出力を負帰還させるようにしたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のオーディオテープ再生回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオテープ再生回路、さらにはオーディオカセットテープに磁気録音されたオーディオ信号を再生するオーディオテープ再生装置に適用して有効な技術に関するものであって、たとえばカーステレオ用カセットデッキに利用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオテープ再生回路は、周波数特性バランスのとれたオーディオ再生を行うために、磁気ヘッドの再生出力を周波数補償を行いながら増幅するイコライズ動作を行う。
【０００３】
磁気ヘッドは一定速度で走行駆動される磁気テープに接触しながら、その磁気テープの録音トラックをトレースすることにより、その磁気テープに磁気的に記録されたオーディオ信号を電気信号に変換して出力する。
【０００４】
このとき、磁気テープおよび再生ヘッドの周波数特性は平坦ではなく、とくに再生ヘッドの変換出力は低音域ほどレベルが低下する周波数特性を呈する。したがって、これをそのまま増幅して音響再生しても自然な再生音を得ることはできない。
【０００５】
この再生ヘッドの周波数特性を補正するために、オーディオテープ再生回路は、レベル低下する周波数域を選択的に補強する周波数補償いわゆるイコライズ（等化処理）を行うように構成されている（たとえば、瀬川冬樹「オーディオの楽しみ」（新潮社発行）３６８〜３７１ページを参照）。
【０００６】
図５は、本発明者が本発明に先立って開発したオーディオテープ再生回路の構成を示す。
【０００７】
同図に示す再生回路の主要部はイコライザアンプ１により形成されている。このイコライザアンプ１は、差動入力（＋／−）を有する演算増幅回路１１と周波数選択性の帰還回路１２により形成され、低音域ほど増幅利得が大きくなる低域強調型のイコライザアンプとして動作する。
【０００８】
演算増幅回路１１は、ｐｎｐバイポーラトランジスタＱ１１〜Ｑ１７、ｎｐｎバイポーラトランジスタＱ２１〜Ｑ２５、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、位相補償コンデンサＣ１、定電流源Ｉ１などを用いて構成される一種のバイポーラ差動回路であって、磁気ヘッド２の巻線（コイル）に生じる再生信号を増幅伝達するとともに、帰還回路１２および外付け抵抗Ｒ５，Ｒ６による周波数選択性の負帰還により、低域強調型のイコライズ動作を行う。２１は磁気テープであって、磁気ヘッド２に接触しながら走行駆動される。Ｖｂはバイアス電圧源である。
【０００９】
このイコライザアンプ１の出力は、要すれば、テープノイズ除去システム（たとえ「ドルビーシステム」）などのポスト回路３１を経た後、メインアンプ３２で電力増幅されてスピーカ３３に供給される。これにより、再生ヘッドの周波数特性が補償されて、周波数バランスのとれた自然な再生音が得られるようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した技術には、次のような問題のあることが本発明者らによってあきらかとされた。
【００１１】
すなわち、従来のこの種のオーディオテープ再生回路は、上述したように、低域強調型のイコライズ特性を有することから、一種のローパスフィルタとしての機能も併せ持つ。このローパスフィルタ特性を有するオーディオテープ再生回路は、高周波のノイズに対して一種のノイズフィルタとしても作用するため、そのノイズによる影響を受けにくい信じられていた。少なくとも、低域強調型の周波数特性を有するオーディオテープ再生回路において、高域ノイズによる障害が問題になることはほとんどなかった。
【００１２】
ところが、本発明者が知得したところによると、ローパスフィルタ特性により耐ノイズ性には本来すぐれているとされていたはずのオーディオテープ再生回路が、１ＧＨｚ付近のＵＨＦあるいはそれ以上の準マイクロ波を使用する携帯電話からの放射電波（Ｎ）により、著しいノイズ障害を受けることが判明した。さらに、このノイズ障害は、連続キャリアを使用する従来の２ウエイ方式の携帯電話では問題とならなかったが、送信と受信で同一周波数チャネルを共用する時分割多重方式の携帯電話において顕著に現れることが本発明者によりあきらかとされた。
【００１３】
携帯電話などの移動体通信分野では、周波数資源の有効利用をはかるために、従前の周波数分割方式から時分割あるいは符号分割による多重方式に移行しつつある。この多重方式による携帯電話では、送信と受信の同一周波数化および複数端末間での同一周波数利用のために、図６に示すように、一定間隔（１／ｆｎ）ごとに無線電波のバースト送信を行うが、このバースト送信出力（携帯電話出力）が上記イコライザアンプ１のノイズ出力（再生ノイズ出力）となって現れる。このノイズ出力はイコライザアンプ１の利得が大きくなる低音域に重なって生じるため、オーディオ再生出力のＳ／Ｎ比は著しく損なわれる。
【００１４】
そこで、本発明者は、上記バースト送信による高周波ノイズ（Ｎ）を除去するために、図７に示すように、イコライザアンプ１１の入力側に高周波バイパス用のコンデンサＣｐ１，Ｃｐ２を並列挿入することを検討した。
【００１５】
しかし、このバイパス・コンデンサＣｐ１，Ｃｐ２は、上記高周波ノイズに対しては効果がほとんどないばかりか、電源オン／オフ時にそのコンデンサＣｐ１，Ｃｐ２に流れる充／放電電流Ｉｐが磁気ヘッド２のコイルに流れて、その磁気ヘッド２に接している磁気テープ２１を局所的に誤記録してしまうという問題を生じることが判明した。
【００１６】
また、図８に示すように、インダクタンスＬ１，Ｌ２を用いたノイズフィルタの設置も検討した。このタイプのノイズフィルタはコンデンサだけのものよりもノイズ除去効果は高いとされているが、コストが非常に高くなることが判明した。
【００１７】
以上のように、上述したオーディオテープ再生回路では、ＵＨＦ以上の高周波域でのバースト送信によるノイズ障害が顕著である一方、コンデンサやインダクタンスを用いた従来のノイズ対策技術では効果が薄く、しかも磁気テープへの誤記録という新たな問題が生じる。また、上述したノイズ除去手段に用いるコンデンサやインダクタンスはいずれも半導体集積化が困難であるために、筐体のシールドで対応せざるを得なかった。
【００１８】
本発明の目的は、低域強調型のイコライズ特性を有するオーディオテープ再生回路にあって、外付け部品に依存することなく、また磁気テープに対する誤記録の恐れを伴うことなく、半導体集積回路内の構成だけでもって、従来のノイズ対策技術では通用し難かったＵＨＦ以上のバースト送信に対する耐ノイズ性を大幅に高める、という技術を提供することにある。
【００１９】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００２１】
すなわち、第１および第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ１１，Ｑ１２）をエミッタ同士で共通接続するとともに、その共通エミッタを定電流源をなす第３のバイポーラトランジスタ（Ｑ１４）のコレクタに接続し、かつ第１および第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ１１，Ｑ１２）のコレクタ側に負荷回路（Ｑ２１，Ｑ２２）を設けることにより、第１および第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ１１，Ｑ１２）の両ベース間に入力される信号を差動増幅して上記負荷回路（Ｑ２１，Ｑ２２）から取り出すようにした演算増幅回路（１１）と、この演算増幅回路（１１）に周波数選択性の負帰還をかけることにより磁気ヘッド（２）の周波数特性を補償するような低域強調型のイコライズ特性を付与する負帰還回路（１２）とを備えたオーディオテープ再生回路であって、第１および第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ１１，Ｑ１２）の共通エミッタと第３のバイポーラトランジスタ（Ｑ１４）のコレクタ間に、高周波パスの形成を抑制する抵抗（Ｒ４）を直列に挿入することにより、上記演算増幅回路（１１）の高周波ノイズに対するオフセット安定性を高めるようにしたことを特徴とするものである。
【００２２】
上述した手段によれば、従来のノイズ除去手段では阻止し難いような高周波ノイズの飛び込みがあったとしても、その高周波ノイズがバイポーラトランジスタの電極間で検波されることにより生じる直流的なオフセットを抑えることにより、低音域に重なって生成・増幅されるノイズを確実に低減させることができ、これによって、低域強調型のイコライズ特性を有するオーディオテープ再生回路にあって、外付け部品に依存することなく、また磁気テープに対する誤記録の恐れを伴うことなく、半導体集積回路内の構成だけでもって、従来のノイズ対策技術では通用し難かったＵＨＦ以上のバースト送信に対する耐ノイズ性を大幅に高めるという上記目的が達成される。
【００２３】
また、望ましくは上記第１および第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ１１，Ｑ１２）の共通エミッタと第３のバイポーラトランジスタ（Ｑ１４）のコレクタ間に直列に挿入される抵抗（Ｒ４）が、演算増幅回路（１１）の通常動作に支障とならない範囲で、その演算増幅回路（１１）の動作周波数域よりも十分に高い周波数域の高周波パス形成を抑制するのに有効となるような抵抗値を持たせる。これにより、１ＧＨｚ付近あるいはそれ以上の高周波バーストノイズに対するノイズ除去性能を選択的に高めることができるようになる。
【００２４】
さらに、上記第１および第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ１１，Ｑ１２）の共通エミッタと第３のバイポーラトランジスタ（Ｑ１４）のコレクタ間に直列に挿入される抵抗（Ｒ４）が、上記バイポーラトランジスタの寄生抵抗よりも十分に高い抵抗値を持たせるようにする。これにより、１ＧＨｚ付近あるいはそれ以上の高周波バーストノイズに対するノイズ除去性能を確実に得ることができる。
【００２５】
さらにまた、上記第１および第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ１１，Ｑ１２）と第３のバイポーラトランジスタ（Ｑ１４）としてそれぞれｐｎｐバイポーラトランジスタを用いるようにしてもよい。
【００２６】
また、上記第１および第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ１１，Ｑ１２）のコレクタ負荷回路（Ｑ２１，Ｑ２２）から取り出された出力をバッファ増幅する出力バッファ回路（Ｑ１５〜Ｑ１７、Ｑ２３〜Ｑ２５）を有し、この出力バッファ回路の出力を負帰還させるようにしてもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施態様を図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は本発明の技術が適用されたオーディオテープ再生回路の一実施態様を示す。同図において、１はイコライザアンプ、２は磁気ヘッド、３１はポスト回路、３２はメインアンプ、３３はスピーカを示す。
【００２９】
磁気ヘッド２は一定速度で走行駆動される磁気テープ２１の録音トラックをトレースすることにより、その磁気テープ２１に磁気的に記録されたオーディオ信号を電気信号に変換して出力する。ポスト回路３１はテープノイズ除去システム（たとえ「ドルビーシステム」）などであり、メインアンプ３２はポスト回路３１を経て出力されるテープ再生信号を電力増幅してスピーカ３３に供給する。
【００３０】
イコライザアンプ１は磁気ヘッド２の再生出力を周波数補償を行いながら増幅するイコライズ動作を行う。このイコライザアンプ１は、差動入力（＋／−）を有する演算増幅回路１１と周波数選択性の帰還回路１２とにより構成され、低音域ほど増幅利得が大きくなる低域強調型のイコライザアンプとして動作する。
【００３１】
演算増幅回路１１は、ｐｎｐバイポーラトランジスタＱ１１〜Ｑ１７、ｎｐｎバイポーラトランジスタＱ２１〜Ｑ２５、抵抗Ｒ１〜Ｒ４、位相補償コンデンサＣ１、定電流源Ｉ１などを用いて構成される一種のバイポーラ差動回路を基本とし、磁気ヘッド２の巻線（コイル）に生じる再生信号を増幅伝達するとともに、帰還回路１２および抵抗Ｒ６による周波数選択性の負帰還により、低域強調型のイコライズ動作を行う。２１は磁気テープであって、磁気ヘッド２に接触しながら走行駆動される。Ｖｂはバイアス電圧源である。
【００３２】
ｐｎｐバイポーラトランジスタＱ１１とＱ１２はエミッタ同士で共通接続されて差動対をなす。ｐｎｐバイポーラトランジスタＱ１３は、定電流源Ｉ１が流す基準電流をカレントミラーによってｐｎｐバイポーラトランジスタＱ１４とＱ１５にそれぞれ伝達する。これにより、Ｑ１４とＱ１５はそれぞれに一定のコレクタ電流を通電する定電流源を形成する。Ｑ１３，Ｑ１４，Ｑ１５の各エミッタと電源電位Ｖｃｃの間にはそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が介在しているが、この抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の値により、Ｑ１３からＱ１４，Ｑ１５への電流伝達係数をそれぞれに設定することができるようになっている。
【００３３】
差動対をなすＱ１１とＱ１２は、その共通エミッタが定電流源をなすＱ１４のコレクタに接続するとともに、そのコレクタ側にｎｐｎバイポーラトランジスタＱ２１，Ｑ２２による負荷回路が接続されることにより、Ｑ１１，Ｑ１２の両ベース間に入力される磁気ヘッド２の再生信号を差動増幅するようになっている。Ｑ２１，Ｑ２２は、差動トランジスタＱ１１，Ｑ１２の一方（Ｑ１１）のコレクタ電流を他方（Ｑ１２）のコレクタ電流でカレントミラー制御するようにしたものであり、差動トランジスタＱ１１，Ｑ１２のコレクタ電流差を電圧差に変換するコレクタ負荷回路をなす。
【００３４】
ｐｎｐバイポーラトランジスタＱ１５〜Ｑ１７とｎｐｎバイポーラトランジスタＱ２３〜Ｑ２５は、上記負荷回路から取り出された差動増幅出力をバッファ増幅するバッファ出力回路を形成する。
【００３５】
帰還回路１２は抵抗とコンデンサの時定数による周波数選択性を有し、Ｑ２５とＱ１７のノード（共通エミッタ）から取り出される演算増幅回路１１の出力をその入力側に負帰還させることにより、上記磁気ヘッド２の周波数特性を補償するような低域強調型のイコライズ特性を付与する。
【００３６】
上述の構成に加えて、差動対をなすｐｎｐバイポーラトランジスタＱ１１，Ｑ１２の共通エミッタと、定電流源をなすｐｎｐバイポーラトランジスタＱ１４のコレクタとの間には、抵抗Ｒ４が直列に挿入されている。
【００３７】
次に、動作について説明する。
【００３８】
図１において、携帯電話のバースト送信による高周波ノイズ（Ｎ）は、イコライザアンプ１の入力ラインに乗ってトランジスタＱ１１のベースに達する。
【００３９】
ここで、Ｑ１１，Ｑ１２の共通エミッタとＱ１４のコレクタとの間に高周波ノイズの伝達をとくに妨げるものがない場合、Ｑ１１のエミッタと電源ライン（ＶｃｃおよびＧＮＤ）の間にＱ１３〜Ｑ１５の寄生容量Ｃｓによる高周波パス（高周波伝達経路）が形成される。この高周波パスが形成されると、Ｑ１１のベースに達した高周波ノイズがそのＱ１１のベース・エミッタ間で検波され、この検波によりＱ１１側のベース・エミッタ間にオフセット電流が流れるようになる。そして、図２に示すように、そのオフセット電流が上記高周波ノイズのバースト周期（１／ｆｎ）でオン／オフされることにより、イコライザアンプ１の利得が大きくなる低音域に重なって大きな可聴ノイズが生じるようになる。
【００４０】
しかし、図１に示した回路では、Ｑ１１，Ｑ１２の共通エミッタとＱ１４のコレクタとの間に直列に介在する抵抗Ｒ４が、Ｑ１１のエミッタと電源ライン（Ｖｃｃ）の間での高周波パスが形成されるのを抑制する。これにより、図３に示すように、上記高周波ノイズの検波電流によるオフセット電流が減少させられて、上記高周波ノイズのバースト周期（１／ｆｎ）で生じる可聴ノイズが大幅に低減されるようになる。
【００４１】
この場合、上記抵抗Ｒ４は、上述の効果を得るために、演算増幅回路１１の通常動作に大きな支障とならない範囲で、その演算増幅回路１１の動作周波数域よりも十分に高い周波数域（ＵＨＦ帯以上）での高周波パス形成を抑制するのに有効となるような抵抗値を持つ必要があるが、このためにはバイポーラトランジスタが通常有する寄生抵抗だけでは不十分であり、それよりも十分に高いＫΩ単位の高抵抗値を持たせることが必要となる。
【００４２】
図４は高周波入力レベルに対する低周波可聴ノイズ出力レベルの変化曲線を示す。
【００４３】
同図において、曲線Ａは抵抗Ｒ４がない場合すなわちトランジスタの寄生抵抗だけの場合を示し、曲線Ｂは抵抗Ｒ４（３ＫΩ）がある場合を示す。
【００４４】
以上のように、演算増幅回路１１内に抵抗Ｒ４を追加するだけの簡単な構成でもって、磁気テープに対する誤記録の恐れを伴うことなく、従来のノイズ対策技術では通用し難かったＵＨＦ以上のバースト送信に対する耐ノイズ性を大幅に高めることができる。
【００４５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施態様にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４６】
以上の説明では主として、本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるオーディオテープ再生回路に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、たとえばオーディオ記録トラックを有するビデオテープ再生回路あるいはデータテープ再生回路にも適用できる。
【００４７】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００４８】
すなわち、低域強調型のイコライズ特性を有するオーディオテープ再生回路にあって、外付け部品に依存することなく、また磁気テープに対する誤記録の恐れを伴うことなく、半導体集積回路内の構成だけでもって、従来のノイズ対策技術では通用し難かったＵＨＦ以上のバースト送信に対する耐ノイズ性を大幅に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の技術が適用されたオーディオテープ再生回路の実施例を示す回路図。
【図２】本発明に係るオーディオテープ再生回路において抵抗を挿入しない場合の動作波形図。
【図３】本発明に係るオーディオテープ再生回路において抵抗を挿入した場合の動作波形図。
【図４】本発明に係るオーディオテープ再生回路において抵抗の有無による耐ノイズ性能の違いを示す特性図。
【図５】本発明に先立って検討されたオーディオテープ再生回路の構成を示す回路図。
【図６】図５のオーディオテープ再生回路の動作タイミングとノイズ波形を示す波形図。
【図７】図５のオーディオテープ再生回路に従来の外付けノイズ対策手段を設けた例を示す回路図。
【図８】図５のオーディオテープ再生回路に従来の別の外付けノイズ対策手段を設けた例を示す回路図。
【符号の説明】
１  イコライザアンプ
１１  演算増幅回路
１２  帰還回路
２  磁気ヘッド
２１  磁気テープ
３１  ポスト回路（テープノイズ除去システム）
３２  メインアンプ
３３  スピーカ
Ｑ１１〜Ｑ１７  ｐｎｐバイポーラトランジスタ
Ｑ２１〜Ｑ２５  ｎｐｎバイポーラトランジスタ
Ｒ１〜Ｒ６  抵抗
Ｃ１  位相補償コンデンサ
Ｉ１  定電流源
Ｖｂ  バイアス電圧源
Ｖｃｃ  電源電位
Ｃｓ  寄生容量
Ｃｐ  バイパスコンデンサ
Ｌ１，Ｌ２  インダクタンス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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