(57)【要約】  【課題】  スイッチのオン抵抗による誤差を削減する。  【解決手段】  信号入力端子１に入力側が接続された第１の減衰部２と、該第１の減衰部２の出力側と出力バッファ８の入力側との間に接続された第１のスイッチＳ１と、第２の減衰部３と、該第２の減衰部３の出力側と出力バッファ８の入力側との間に接続された第２のスイッチＳ２と、信号入力端子１に直列接続された３個の減衰部４，５，６と、該３個の減衰部４，５，６の各々の出力側と前記第２の減衰部３の入力側との間に接続された切替部７とで構成する。前記切替部７は、前記３個の減衰部４，５，６の出力側に一端を接続し他端を前記第２の減衰部３の入力側に接続する抵抗とスイッチの３個の直列回路（Ｒ１とＳ３，Ｒ２とＳ４，Ｒ３とＳ５）と、該３個の直列回路の他端と接地間に直列に接続された抵抗とスイッチの１個の直列回路（Ｒ４とＳ６）からなる。抵抗Ｒ１〜Ｒ４は同一抵抗値、スイッチＳ１〜Ｓ６は同一オン抵抗にする。【選択図】  図１
2006157300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号入力端子に直列接続されたＮ個（Ｎ≧２）の減衰部と、
該Ｎ個の減衰部の各々の出力側に接続された１個のスイッチと１個の抵抗からなるＮ個の直列回路、該Ｎ個の直列回路の他端と接地間に直列に接続された１個のスイッチと１個の抵抗からなる１個の直列回路からなる切替部と、
該切替部の前記Ｎ個の直列回路の出力側に入力側が接続された出力バッファと、
を具備し、
前記Ｎ個の直列回路の各スイッチと前記１個の直列回路のスイッチを同じオン抵抗とし、且つ前記Ｎ個の直列回路の各抵抗と前記１個の直列回路の抵抗を同じ抵抗値としたことを特徴とする電子ボリウム。
【請求項２】
請求項１に記載の電子ボリウムにおいて、
前記信号入力端子に入力側を接続した第１の減衰部と、
該第１の減衰部の出力側と前記出力バッファの入力側との間に接続した第１のスイッチと、
前記切替部の前記Ｎ個の直列回路の出力側に入力側を接続した第２の減衰部と、
該第２の減衰部の出力側と前記出力バッファの入力側との間に接続した第２のスイッチと、
を具備することを特徴とする電子ボリウム。
【請求項３】
請求項２に記載の電子ボリウムにおいて、
前記第１の減衰部を、前記信号入力端子と接地間に直列接続したＭ個（Ｍ≧２）の抵抗と、該Ｍ個の各抵抗に一端が接続され他端が前記第１のスイッチに共通接続されたＭ個のスイッチにより実現し、
前記第２の減衰部を、前記切替部の出力側と接地間に直列接続したＭ個の抵抗と、該Ｍ個の各抵抗に一端が接続され他端が前記第２のスイッチに共通接続されたＭ個のスイッチにより実現した、
ことを特徴とする電子ボリウム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチのもつオン抵抗による誤差成分をキャンセルし精度の高い減衰量を実現することができるようにした電子ボリウムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子ボリウムとして、重み付け方式を採用した図６に示す構成の回路がある。図６において、１は信号入力端子、Ｒ５１〜Ｒ６２は抵抗、Ｓ５１〜Ｓ６２はスイッチ、８は電圧ホロワ構成の出力バッファ、９は信号出力端子である。
【０００３】
この電子ボリウムでは、スイッチＳ５１〜Ｓ５４のいずれか１つを選択してオンさせることにより、抵抗Ｒ５１〜Ｒ５４の抵抗群において１ｄＢステップで０〜−３ｄＢの減衰量を実現することができる。また、スイッチＳ５６〜Ｓ６２のいずれか１つを選択してオンさせることにより、抵抗Ｒ５５〜Ｒ６２の抵抗群において４ｄＢステップで−４〜−２８ｄＢの減衰量を実現することができる。したがって、スイッチ群Ｓ５１〜Ｓ５４の内のオンする１つのスイッチと、スイッチＳ５５〜Ｓ６２の内のオンする１つのスイッチを組み合わせることによって、１ｄＢステップで０〜−３１ｄＢの減衰量を実現することができる。このような重み付け方式の電子ボリウムとして例えば特許文献１に記載がある。
【特許文献１】特開平１１−１７７３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、図６の電子ボリウムでは、スイッチＳ５１とＳ５５をオンさせて減衰量０ｄＢを実現する場合には抵抗Ｒ５１〜Ｒ６２が関係しないので問題がないものの、それ以外のスイッチの組合せでは、スイッチのオン抵抗による誤差が大きくなる。例えば、スイッチＳ５２とＳ５６をオンさせたときは、図７に示すような等価回路となり、スイッチＳ５２のオン抵抗ｒ５２が抵抗分割比に影響を与えるので、抵抗Ｒ５１〜Ｒ６２で決まる減衰量とは違った減衰量になってしまう。ただし、出力バッファ８は入力インピーダンスが大きく電流が流れないので、スイッチＳ５６のオン抵抗ｒ５６が影響を与えることはない。
【０００５】
このように、図６の電子ボリウムは、信号入力端子１の側の各スイッチＳ５１〜Ｓ５４のオン抵抗によって減衰量が設計値からずれるという問題があった。そこで、このスイッチＳ５１〜Ｓ５４のオン抵抗を低減すべく、そのスイッチを構成するＭＯＳトランジスタのサイズを大きくする必要が生じ、電子ボリウムが大型化するという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、スイッチのオン抵抗をキャンセルすることにより、上記した問題を解決した電子ボリウムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１にかかる発明は、信号入力端子に直列接続されたＮ個（Ｎ≧２）の減衰部と、該Ｎ個の減衰部の各々の出力側に接続された１個のスイッチと１個の抵抗からなるＮ個の直列回路、該Ｎ個の直列回路の他端と接地間に直列に接続された１個のスイッチと１個の抵抗からなる１個の直列回路からなる切替部と、該切替部の前記Ｎ個の直列回路の出力側に入力側が接続された出力バッファとを具備し、前記Ｎ個の直列回路の各スイッチと前記１個の直列回路のスイッチを同じオン抵抗とし、且つ前記Ｎ個の直列回路の各抵抗と前記１個の直列回路の抵抗を同じ抵抗値としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の電子ボリウムにおいて、前記信号入力端子に入力側を接続した第１の減衰部と、該第１の減衰部の出力側と前記出力バッファの入力側との間に接続した第１のスイッチと、前記切替部の前記Ｎ個の直列回路の出力側に入力側を接続した第２の減衰部と、該第２の減衰部の出力側と前記出力バッファの入力側との間に接続した第２のスイッチと、を具備することを特徴とする。
【０００９】
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の電子ボリウムにおいて、前記第１の減衰部を、前記信号入力端子と接地間に直列接続したＭ個（Ｍ≧２）の抵抗と、該Ｍ個の各抵抗に一端が接続され他端が前記第１のスイッチに共通接続されたＭ個のスイッチにより実現し、前記第２の減衰部を、前記切替部の出力側と接地間に直列接続したＭ個の抵抗と、該Ｍ個の各抵抗に一端が接続され他端が前記第２のスイッチに共通接続されたＭ個のスイッチにより実現したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１、２にかかる発明によれば、抵抗分割比に影響を与えるスイッチのオン抵抗がキャンセルされるので、精度の高い減衰量を実現することができるばかりか、そのスイッチを構成するＭＯＳトランジスタのサイズを大きくする必要もないので電子ボリウム全体を小型化することができるという利点がある。また、請求項３にかかる発明によれば、第１の減衰部のＭ個のスイッチと第２の減衰部のＭ個のスイッチをそれぞれトランジスタで構成するとき、第１の減衰部の１個のスイッチと第２の減衰部の１個のスイッチを共通のドライバで駆動できるので、第１および第２の減衰部をＭ個のドライバで駆動することができ、駆動回路が簡素化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の電子ボリウムの原理を説明するためのブロック図である。１は信号入力端子、２は第１の減衰部（減衰量Ａ１）、３は第２の減衰部（減衰量Ａ２）、４は第３の減衰部（減衰量Ａ３）、５は第４の減衰部（減衰量Ａ４）、６は第５の減衰部（減衰量Ａ５）、７は切替部（減衰量Ａ６）、８は電圧ホロワ構成の出力バッファ、９は信号出力端子である。Ｓ１〜Ｓ６はスイッチであり、特に切替部７のスイッチＳ３〜Ｓ６はオン抵抗が同一値である。また切替部７の抵抗Ｒ１〜Ｒ４は同一値の抵抗である。
【００１２】
この電子ボリウムでは、スイッチＳ１のみをオンさせたときは、減衰部２による減衰量Ａ１が実現できる。このとき出力バッファ８は入力インピーダンスが大きいのでスイッチＳ１には電流が流れず、そのスイッチＳ１のオン抵抗は回路に影響を与えない。
【００１３】
次に、スイッチＳ１、Ｓ４，Ｓ５をオフさせ、スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ６をオンさせたときは、減衰部３の減衰量Ａ２と減衰部４の減衰量Ａ３に加えて、切替部７の抵抗Ｒ１とＲ４による減衰量Ａ６が加算された減衰量を実現できる。このとき、抵抗Ｒ１とＲ４は同一抵抗値であり、スイッチＳ３とＳ６も同一のオン抵抗であるので、この減衰量Ａ６は１／２（＝−６ｄＢ）となる。したがって、この場合の減衰量は、「Ａ２＋Ａ３＋Ａ６」となる。このとき、スイッチＳ３，Ｓ６のオン抵抗がどのような値（但し同一値）であっても、減衰量Ａ６は−６ｄＢから変化しない。出力バッファ８は入力インピーダンスが大きいのでスイッチＳ２には電流が流れず、そのスイッチＳ２のオン抵抗は回路に影響を与えない。
【００１４】
次に、スイッチＳ１、Ｓ３，Ｓ５をオフさせ、スイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ６をオンさせたときは、減衰部３の減衰量Ａ２と減衰部４の減衰量Ａ３と減衰部５の減衰量Ａ４に加えて、切替部７の抵抗Ｒ２とＲ４による減衰量Ａ６が加算された減衰量を実現できる。このとき、抵抗Ｒ２とＲ４は同一抵抗値であり、スイッチＳ４とＳ６も同一のオン抵抗であるので、この減衰量Ａ６は１／２（＝−６ｄＢ）となる。したがって、この場合の減衰量は、「Ａ２＋Ａ３＋Ａ４＋Ａ６」となる。このとき、スイッチＳ４，Ｓ６のオン抵抗がどのような値（但し同一値）であっても、減衰量Ａ６は−６ｄＢから変化しない。
【００１５】
次に、スイッチＳ１、Ｓ３，Ｓ４をオフさせ、スイッチＳ２，Ｓ５，Ｓ６をオンさせたときは、減衰部３の減衰量Ａ２と減衰部４の減衰量Ａ３と減衰部５の減衰量Ａ４と減衰部６の減衰量Ａ５に加えて、切替部７の抵抗Ｒ３とＲ４による減衰量Ａ６が加算された減衰量を実現できる。このとき、抵抗Ｒ３とＲ４は同一抵抗値であり、スイッチＳ５とＳ６も同一のオン抵抗であるので、この減衰量Ａ６は１／２（＝−６ｄＢ）となる。したがって、この場合の減衰量は、「Ａ２＋Ａ３＋Ａ４＋Ａ５＋Ａ６」となる。このとき、スイッチＳ５，Ｓ６のオン抵抗がどのような値（但し同一値）であっても、減衰量Ａ６は−６ｄＢから変化しない。
【００１６】
以上により、スイッチＳ３〜Ｓ６のオン抵抗はキャンセルされたことになり、そのオン抵抗が回路に影響を与えることはない。また、そのオン抵抗を特別小さくする必要もないので、それを構成するＭＯＳトランジスタのサイズを特別小さくする必要もない。
【００１７】
図２は図１の減衰部４〜６と切替部７の部分を具体的に表した回路であり、抵抗Ｒ５〜Ｒ１０によりその減衰部４〜６が構成されている。また、図３は減衰部４〜６と切替部７の部分を具体的に表した別の例の回路であり、抵抗Ｒ１１〜Ｒ２０によりその減衰部４〜６が構成されている。図３に示す減衰部４〜６では、抵抗Ｒ１１〜Ｒ２０の抵抗値を適宜設定することにより、スイッチＳ３〜Ｓ５のいずれがオンとなった場合でも、入力インピーダンスをほぼ一定の値にすることができる。
【００１８】
図４は電子ボリウム全体の具体的な構成を示す回路図である。減衰部２は抵抗Ｒ２１〜Ｒ２９とスイッチＳ２１〜Ｓ２８からなり、そのスイッチＳ２１のみをオンさせれば０ｄＢ、スイッチＳ２２のみをオンさせれば−１ｄＢ、Ｓ２３のみをオンさせれが−２ｄＢ、・・・・・、Ｓ２８のみをオンさせれば−７ｄＢの減衰量を実現できる。なお、抵抗Ｒ２８，Ｒ２９の分岐点で−８ｄＢの減衰量を実現できる。
【００１９】
減衰部３は抵抗Ｒ３１〜Ｒ３８とスイッチＳ３１〜Ｓ３８からなり、そのスイッチＳ３１のみをオンさせれば０ｄＢ、スイッチＳ３２のみをオンさせれば−１ｄＢ、Ｓ３３のみをオンさせれば−２ｄＢ、・・・・・、Ｓ３８のみをオンさせれば−７ｄＢの減衰量を実現できる。
【００２０】
減衰部４〜６は図３に示した構成を採用していて、減衰部４で−１０ｄＢ、減衰部５で−８ｄＢ、減衰部６で−６ｄＢの減衰量を実現できる。切替部７では、スイッチＳ６とＳ３〜５６のいずれの組み合わせでも前記したように−６ｄＢの減衰量を実現できる。
【００２１】
１０は新たに追加した減衰部であり、抵抗Ｒ４１〜Ｒ４８とスイッチＳ４１〜Ｓ４８からなり、そのスイッチＳ４１のみをオンさせれば０ｄＢ、スイッチＳ４２のみをオンさせれば−１ｄＢ、Ｓ４３のみをオンさせれが−２ｄＢ、・・・・・、Ｓ４８のみをオンさせれば−７ｄＢの減衰量を実現できる。Ｓ７は新たに追加したスイッチである。
【００２２】
この図４に示す電子ボリウムでは、スイッチＳ１のみをオンし、さらにスイッチＳ２１〜Ｓ２８のいずれか１つをオンさせることにより、１ｄＢステップで０ｄＢ〜−７ｄＢのいずれかの減衰量を実現できる。
【００２３】
また、スイッチＳ７のみをオンし、さらにスイッチＳ４１〜Ｓ４８のいずれかをオンさせることにより、１ｄＢステップで−８ｄＢ〜−１５ｄＢのいずれかの減衰量を実現できる。
【００２４】
また、スイッチＳ２のみをオンし、さらにスイッチＳ３１をオンしてスイッチＳ３とＳ６をオンさせることにより、減衰部４の−１０ｄＢと抵抗Ｒ１，Ｒ４による−６ｄＢにより−１６ｄＢの減衰量を実現することができる。このときスイッチＳ３１に代えてスイッチＳ３２〜Ｓ３８のいずれかをオンさせることにより、１ｄＢステップで−１７ｄＢ〜−２３ｄＢの減衰量を実現できる。
【００２５】
また、スイッチＳ２のみをオンし、さらにスイッチＳ３１をオンしてスイッチＳ４とＳ６をオンさせることにより、減衰部４の−１０ｄＢと減衰部５の−８ｄＢと抵抗Ｒ２，Ｒ４による−６ｄＢにより−２４ｄＢの減衰量を実現することができる。このときスイッチＳ３１に代えてスイッチＳ３２〜Ｓ３８のいずれかをオンさせることにより、１ｄＢステップで−２５ｄＢ〜−３２ｄＢの減衰量を実現できる。
【００２６】
また、スイッチＳ２のみをオンし、さらにスイッチＳ３１をオンしてスイッチＳ５とＳ６をオンさせることにより、減衰部４の−１０ｄＢと減衰部５の−８ｄＢと減衰部６の−６ｄＢと抵抗Ｒ３，Ｒ４による−６ｄＢにより、−３０ｄＢの減衰量を実現することができる。このときスイッチＳ３１に代えてスイッチＳ３２〜Ｓ３８のいずれかをオンさせることにより、−３１ｄＢ〜−３７ｄＢの減衰量を実現できる。
【００２７】
すなわち、図４の電子ボリウムでは、０〜−３７ｄＢの範囲の減衰量を、１ｄＢのステップで実現することができる。このとき、スイッチＳ３〜Ｓ６については前述のようにオン抵抗がキャンセルされる。また、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ２１〜Ｓ２８、Ｓ３１〜Ｓ３８、Ｓ４１〜Ｓ４８、Ｓ７については、出力バッファ８の高入力インピーダンスの入力側に直列接続されるので電流は流れず、そのオン抵抗は回路に影響を与えない。
【００２８】
また、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ７はいずれか１つのみがオンされるので、スイッチＳ２１〜Ｓ２８、Ｓ３１〜Ｓ３８，Ｓ４１〜Ｓ３８はこれをトランジスタで構成する場合は、その末尾が同一符号のスイッチは共通のドライバで駆動することができる。たとえば、スイッチＳ２１，Ｓ３１，Ｓ４１は同一のドライバで駆動しても不都合を生じない。よって、スイッチＳ２１〜Ｓ２８、Ｓ３１〜Ｓ３８，Ｓ４１〜Ｓ３８で合計２４個のスイッチでありながら、８個のドライバで駆動でき回路構成が簡素化できる。
【００２９】
図５は電子ボリウムの別の例の具体的な構成を示す回路図である。図４に示した電子ボリウムとは、減衰部１０とスイッチＳ７を削除し、スイッチＳ８を新たに設けた点が異なる。この電子ボリウムでは、スイッチＳ８とＳ２のみをオンさせてスイッチＳ３１〜Ｓ３８のいずれかをオンさせることにより、図４においてスイッチＳ４１〜Ｓ４８で実現したのと同様に、１ｄＢステップで−８ｄＢ〜−１５ｄＢの減衰量の実現することができる。その他は図４の電子ボリウムと同じである。
【００３０】
この図５の電子ボリウムによれば、図４における減衰部１０とスイッチＳ７を使用しなくても、０〜−３８ｄＢの範囲の減衰量を、１ｄＢのステップで実現することができ、回路構成が簡素化できる利点がある。ただ、−８ｄＢ〜−１５ｄＢの減衰量の範囲でスイッチＳ８のオン抵抗が影響してくる問題は残るので、このスイッチＳ８のオン抵抗を極力低減する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の電子ボリウムの基本的なブロック図である。
【図２】図１の減衰部４〜７の具体的回路の回路図である。
【図３】図１の減衰部４〜７の別の例の具体的回路の回路図である。
【図４】具体的なの電子ボリウムの回路図である。
【図５】具体的な別の電子ボリウムの回路図である。
【図６】従来の電子ボリウムの回路図である。
【図７】図６の動作説明用の回路図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：信号入力端子
２〜６，１０：減衰部
７：切替部
８：出力バッファ
９：信号出力端子
【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】
2006157300.tif 000008
【図７】
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