(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一電源で動作し、かつゲインを可変できるように構成された増幅器を有するゲインコントロール回路であって、
１種類の入力信号を選択的に入力可能な３以上の入力端子を有し、該３以上の入力端子の各々に、重み付けされた抵抗値を有する各入力端子に対応した抵抗素子の各々の一端が接続され、該各抵抗素子の他端は共通接続され、該共通接続点が前記ゲイン可変用の可変抵抗回路の入力側に接続されると共に、前記３以上の入力端子において、少なくとも一つの入力端子が接地され、前記１種類の入力信号が他の入力端子に入力されることを特徴とするゲインコントロール回路。
【請求項２】
請求項１に記載のゲインコントロール回路を有することを特徴とする電子ボリューム回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は単一電源で動作し、かつゲインを可変できるように構成された増幅器を有するゲインコントロール回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の単一電源で動作するゲインコントロール回路の構成例を図３に示す。このゲインコントロール回路は例えば、電子ボリューム回路に使用される。同図において、ゲインコントロール回路は、可変抵抗回路５０と、増幅器６０とを有している。
可変抵抗回路５０は所定の抵抗値を有するｎ個の抵抗素子が直列に接続されてなる抵抗器５００と、抵抗器５００の各抵抗素子の接続点に各々、一端が接続され、他端が共通接続されたＭＯＳトランジスタ等の半導体スイッチＳ１，Ｓ２，…，Ｓｎと、図示してない制御回路より出力されるディジタルデータに基づいて半導体スイッチＳ１，Ｓ２，…，Ｓｎをオン／オフ制御するデコーダ５０１とから構成されている。
【０００３】
また、抵抗器５００の一端は直流カット用のコンデンサ４０を介して入力端子２００に接続され、他端はコンデンサ４１を介して出力端子２０１に接続されている。
さらに、増幅器６０の反転入力端子は半導体スイッチＳ１，Ｓ２，…，Ｓｎの共通接続された点に接続され、非反転入力端子には増幅器６０の電源電圧Ｖddの１／２の電圧が印加されている。増幅器６０の出力端子はコンデンサ４１を介して出力端子２０１に接続されている。
反転増幅器は単一電源（電源電圧Ｖdd）により動作するように構成されている。
【０００４】
上記構成において、例えば、リモートコントローラ等の操作手段より出力される信号に基づいて図示してない制御回路より出力されるディジタルデータによりデコーダ５０１が半導体スイッチＳ１，Ｓ２，…，Ｓｎをオン／オフ制御する結果、増幅器６０の反転入力端子と出力端子間に接続される帰還抵抗Ｒｆと増幅器６０の反転入力端子と入力端子２００との間に接続される入力抵抗Ｒｉとの比Ｒｆ／Ｒｉが上記リモートコントローラ等の操作手段の操作量により決定される。
【０００５】
したがって、入力端子２００からコンデンサ４０を介して入力される交流信号は、増幅器６０に接続される入力抵抗Ｒｉと帰還抵抗Ｒｆの比Ｒｆ／Ｒｉのゲインで増幅され、入力端子２００から入力された交流信号を反転した交流信号がコンデンサ４１を介して出力端子２０１より出力される。
【０００６】
また、従来のゲインコントロール回路の他の構成例を図４に示す。同図において、ゲインコントロール回路は、可変抵抗回路８０と、増幅器９０とを有している。
可変抵抗回路８０は、図３に示した可変抵抗回路と構成は同一であり、可変抵抗回路８０は所定の抵抗値を有する（ｎ−１）個の抵抗素子が直列に接続されてなる抵抗器８００と、抵抗器８００の各抵抗素子の接続点及び抵抗器８００の両端に各々、一端が接続され、他端が共通接続されたＭＯＳトランジスタ等の半導体スイッチＳ１，Ｓ２，…，Ｓｎと、図示してない制御回路より出力されるディジタルデータに基づいて半導体スイッチＳ１，Ｓ２，…，Ｓｎをオン／オフ制御するデコーダ８０１とから構成されている。
【０００７】
また、抵抗器８００の一端は直流カット用のコンデンサ７０を介して入力端子３００に接続され、他端は入力端子３０１に接続されている。
さらに、増幅器９０の非反転入力端子は半導体スイッチＳ１、Ｓ２、…、Ｓｎの共通接続された点に接続され、反転入力端子には抵抗７２を介して増幅器９０の電源電圧Ｖddの１／２の電圧が印加されている。
増幅器９０の反転入力端子と出力端子の間には帰還抵抗７３が接続されており、また増幅器９０の出力端子はコンデンサ７１を介して出力端子３０２に接続されている。
増幅器９０は単一電源（電源電圧Ｖdd）により動作するように構成されている。
【０００８】
上記構成からなるゲインコントロール回路では、非反転増幅回路９０のゲインは抵抗７３（帰還抵抗Ｒｆ）と、抵抗７２（入力抵抗Ｒｉ）との比により決まるので、増幅器のゲインは一定（１＋Ｒｆ／Ｒｉ）であるが、入力端子３００、３０１間から入力される交流信号の信号レベルは可変抵抗回路８０により調整される。
可変抵抗回路８０によりレベル調整された信号は増幅器９０で増幅され、入力端子３００より入力された交流信号と同相のレベル調整された交流信号が出力端子３０２より出力される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図３、図４に示した従来のゲインコントロール回路では、増幅器のゲイン、または入力信号レベルを調整するためのＭＯＳトランジスタ等の半導体スイッチにゲート電圧を超えた電圧が印加されないように入力信号のレベルを規制する必要が有る。
また、入力信号として電源電圧を超えたレベルの信号を扱う場合には、上記半導体スイッチに過大な電圧がかからないような位置にＭＯＳ  ＳＷを配置する
必要が有るが、この場合に増幅器のゲインがとれないという問題が有る。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電源電圧を超えた信号を入力することができ、かつゲインの設定範囲を変更することができるゲインコントロール回路及び電子ボリューム回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、単一電源で動作し、かつゲインを可変できるように構成された増幅器を有するゲインコントロール回路であって、
１種類の入力信号を選択的に入力可能な３以上の入力端子を有し、該３以上の入力端子の各々に、重み付けされた抵抗値を有する各入力端子に対応した抵抗素子の各々の一端が接続され、該各抵抗素子の他端は共通接続され、該共通接続点が前記ゲイン可変用の可変抵抗回路の入力側に接続されると共に、前記３以上の入力端子において、少なくとも一つの入力端子が接地され、前記１種類の入力信号が他の入力端子に入力されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のゲインコントロール回路を有することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施の形態に係るゲインコントロール回路の構成を図１に示す。本実施の形態係るゲインコントロール回路は、複数（本実施の形態では２つ）の入力端子１００、１０１と、増幅器のゲインの設定範囲を可変する可変抵抗回路１２と、増幅器３０とを有している。
また、入力端子１００、１０１の各々には、重み付けされた抵抗値を有する複数（本実施の形態では２つ）の抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の各々の一端が直流カット用コンデンサ１０、１１を介して接続されている。
【００１５】
抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の他端は共通接続され、該共通接続点がゲイン可変用の可変抵抗回路１２の入力側に接続されている。
可変抵抗回路１２は所定の抵抗値を有する（ｎ−１）個の抵抗素子が直列に接続されてなる抵抗器１２０と、抵抗器１２０の各抵抗素子の接続点及び抵抗器１２０の両端に各々、一端が接続され、他端が共通接続されたＭＯＳトランジスタ等の半導体スイッチＳ１，Ｓ２，…，Ｓｎと、図示してない制御回路より出力されるディジタルデータに基づいて半導体スイッチＳ１，Ｓ２，…，Ｓｎをオン／オフ制御するデコーダ１２１とから構成されている。
【００１６】
また、抵抗器１２０の一端は抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の共通接続点に接続され、他端は出力端子１０２に接続されている。
さらに、増幅器３０の反転入力端子は半導体スイッチＳ１，Ｓ２，…，Ｓｎの共通接続された点に接続され、非反転入力端子には増幅器３０の電源電圧Ｖddの１／２の電圧が印加されている。増幅器３０の出力端子は出力端子１０２に接続されている。
増幅器３０は単一電源（電源電圧Ｖdd）により動作するように構成されている。
【００１７】
上記構成からなるゲインコントロール回路において、入力端子１００、１０１の全て、またはいずれかの入力端子に信号を入力するように、入力端子１００、１０１の接続関係を図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように選択することにより電源電圧を超えた入力信号を扱うことが可能となる。すなわち、本実施の形態では入力端子の数は２個であるので、増幅器３０の入力側の回路構成は（２2−１）通りの組合せが有るが、一般的にはＮ個の入力端子に各々、抵抗素子の一端を接続し、他端を共通接続してその共通接続点を可変抵抗回路の入力側に接続するようにした場合に増幅器３０の入力側の回路構成は（２N−１）通りの組合せが有る。
【００１８】
図２では、可変抵抗回路１２を説明の便宜上、可変抵抗器の記号で示しているが、図１に示す構成と同一である。また、入力端子１００、１０１に接続されている抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の抵抗値は、例えば、Ｒ１：Ｒ２＝１：３であり、抵抗素子Ｒ１の抵抗値をＲとすると、抵抗素子Ｒ２の抵抗値は３Ｒである。
図２（Ａ）に示す回路構成では、入力端子１００、１０１を共通接続し、かつ信号源２０を接続するようにしている。
【００１９】
この場合には、増幅器のゲインを決定する入力抵抗は、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の合成抵抗と可変抵抗回路１２において、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点と増幅器３０の反転入力端子との間に接続される抵抗体１２０の抵抗分Ｒｉ’との和であり、増幅器３０の反転入力端子と出力端子間に接続される抵抗体１２０の抵抗分Ｒfが帰還抵抗となる。したがって、反転増幅器３０のゲインは、帰還抵抗Ｒfと入力抵抗Ｒｉとの比Ｒf／Ｒiで決定され、可変抵抗回路１２における半導体スイッチＳ１，Ｓ２，…，Ｓｎをオン／オフ制御することにより反転増幅器３０のゲインは＋ＡｄＢ（最大）〜−∞ｄＢ（Ｓｎがオンの時、最小）の範囲で変化する。
【００２０】
この場合において、可変抵抗回路１２の入力側であるＱ点における電圧が最大となるのは、帰還抵抗ＲfがＲf＝０となるときであり、このときは出力端子１０２の電位はＶdd／２となる。そして、その時のＱ点の電圧は、入力電圧と出力端子における電位（Ｖdd／２）との電位差と、並列接続された抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の合成抵抗及び可変抵抗回路１２の抵抗比によって決まる。
また、最大増幅率は、Ｑ点にＣＭＯＳ  ＳＷを配置し、そのＳＷがＯＮする場合であるがＣＭＯＳ  ＳＷのゲート電圧よりも高い電圧をＣＭＯＳ  ＳＷに印加してはいけない。そのため、Ｑ点での最大電圧を考慮して、Ｑ点での最大電圧がＣＭＯＳ  ＳＷのゲート電圧を上回る場合には、最大増幅率は、Ｑ点に印加される最大電圧と、出力端子電圧（Ｖdd／２）とを抵抗分圧して、その分圧電圧が、ゲート電圧（Ｖdd）を越えない位置にＣＭＯＳ  ＳＷを配置する必要が有る。そして、その位置で最大増幅率が決まる。
【００２１】
図２（Ｂ）に示す回路構成では、入力端子１００に信号源２０を接続し、かつ入力端子１０１を接地するようにしている。
さらに、図２（Ｃ）に示す回路構成では、入力端子１００が接地され、入力端子１０１に信号源２０が接続されている。
【００２２】
図２（Ｂ）、（Ｃ）の回路構成の場合もＱ点から出力端子１０２までのインピーダンスは図２（Ａ）の場合と同じであるから、増幅器３０のゲインは、図２（Ａ）の場合と同じであるが、図２（Ａ）の回路構成に比して、信号源２０から出力される入力信号のレベルが抵抗素子Ｒ１とＲ２の値により減衰された状態で入力され、その減衰量分だけ、入力信号レベルを大きくすることができる。
【００２３】
すなわち、図２（Ｂ）の回路構成の場合には、信号源２０から入力された入力信号ＶinのＱ点における減衰量はＲ１：Ｒ２＝１：３であるから、
Ｖin×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＝（３／４）・Ｖin            （１）
したがって、Ｑ点における入力可能な信号レベルの最大値は図２（Ａ）の場合の４／３倍の電圧値となる。つまり、信号源２０から見たゲインコントロール回路のゲインは、（＋Ａ−２．５）ｄＢ〜−∞ｄＢと（見えるように）なる。
【００２４】
また、図２（Ｃ）の回路構成の場合には、信号源２０から入力された入力信号ＶinのＱ点における減衰量はＶin×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）＝（１／４）・Ｖin
となる。したがって、Ｑ点における入力可能な信号レベルの最大値は図２（Ａ）の場合の４倍の電圧値となる。つまり、信号源２０から見たゲインコントロール回路のゲインは（＋Ａ−１２）ｄＢ〜−∞ｄＢと（見えるように）なる。
但し、図２（Ａ）〜（Ｃ）における各回路構成における反転増幅器３０から出力される出力電圧は反転増幅器３０の電源電圧Ｖdd以下である。
【００２５】
以上に説明したように、本実施の形態に係るゲインコントロール回路によれば、増幅器に入力される信号の最大入力電圧を、入力端子を２個にした場合には３種類選択でき、図２（Ｂ）、（Ｃ）の場合には電源電圧を超えた最大入力信号を扱うことが可能となる。したがって、入力端子をＮ個とした場合には増幅器３０に入力される信号の最大入力電圧を、（２N−１）種類選択することができるように構成することができる。
また、ゲインコントロール回路のゲインレンジの設定範囲を変更することができる。
さらに、本実施形態に係るゲインコントロール回路をＬＳＩに組み込むことにより外付け部品（抵抗素子）を削減することができる。
【００２６】
また、上述したゲインコントロール回路を電子ボリューム回路に使用することにより電源電圧を超えた入力信号を扱うことができ、かつ入力される信号の最大入力電圧を、（２N−１）種類選択することができると共に、ゲインレンジの設定範囲を変更することができる電子ボリューム回路を実現することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、単一電源で動作し、かつゲインを可変できるように構成された増幅器を有するゲインコントロール回路であって、複数の入力端子を有し、該複数の入力端子の各々に、重み付けされた抵抗値を有する複数の抵抗素子の各々の一端が接続され、該複数の抵抗素子の他端は共通接続され、該共通接続点が前記ゲイン可変用の可変抵抗回路の入力側に接続されると共に、前記複数の入力端子の全て、または前記複数の入力端子のうちの一部の入力端子に信号を入力可能としたので、電源電圧を超えた信号を入力することができ、扱える入力信号の最大信号振幅を（２N−１）種類選択することができる。
さらに、ゲインレンジを変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係るゲインコントロール回路の構成を示す回路図。
【図２】  図１に示したゲインコントロール回路において、信号源に対して複数の入力端子の接続関係を変更することにより得られる回路構成例を示す回路図。
【図３】  従来のゲインコントロール回路の構成の一例を示す回路図。
【図４】  従来のゲインコントロール回路の他の構成例を示す回路図。
【符号の説明】
１２…可変抵抗回路、２０…信号源、３０…反転増幅器、１００、１０１…入力端子、１０２…出力端子、１２０…抵抗器、１２１…デコーダ、Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎ…半導体スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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