(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号に与える減衰量を、複数ビットのデジタル制御信号に基づいて、少なくとも、音声信号を遮断する状態となる無限大の減衰量と予め設定された最大減衰量とを含む、複数レベルの減衰量の何れか１つにデジタル制御可能なアッテネータ手段と、
前記アッテネータ手段と並列に接続され、前記アッテネータ手段の最大減衰量より大きな減衰を与える減衰手段と
を備えたことを特徴とする音量調節回路。
【請求項２】
前記減衰手段と前記アッテネータ手段とが並列に接続された回路に、音声遮断制御信号に基づいて前記音声信号を遮断する音声遮断手段を直列に接続したことを特徴とする請求項１に記載の音量調節回路。
【請求項３】
前記デジタル制御信号および前記音声遮断制御信号は、音量を調節するための音量調節操作部の操作量に応じて生成されることを特徴とする請求項１乃至２に記載の音量調節回路。
【請求項４】
前記デジタル制御信号の値が、前記アッテネータ手段からの音声を遮断する無限大の減衰量に対応した値である状態において、
前記音声遮断手段は、前記音声遮断制御信号によって、音声遮断状態もしくは音声非遮断状態の２つの状態の何れか一方の状態に制御され得るように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の音量調節回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル制御可能なアッテネータ回路で音量を調節するように構成されたデジタル制御音量調節回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音量調節回路として、Ｄ／Ａ変換回路を用いたデジタル制御式の音量調節回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この音量調節回路は、図５に示すように、入力信号ＳをＤ／Ａ変換回路20の基準電源端子Ｖｉに入力し、音量を指定する制御データを制御端子Ｄ１〜Ｄｎに供給することによって、減衰量が調節された音声信号を出力端子Ｖｏから得るものである。このとき、減衰量は、Ｄ／Ａ変換回路20の分解能に依存する。例えば、ここでＤ／Ａ変換回路20の分解能を８ビットとすると、256段階の音量調節がなされることになる。音量を指定する制御データは、図示しないＣＰＵ等からＤ／Ａ変換回路20の制御端子Ｄ１〜Ｄｎに入力することができる。
上記構成の音量調節回路においては、通常の使用方法では、最小レベルを”ゼロ”レベルとし、さらに、1/255（最大音量に対する減衰量が−48ｄＢ）から255/255（＝１＝最大音量に対する減衰量が−０ｄＢ）までの、“ゼロ”レベルを含んで256段階に制御することが可能である。
【特許文献１】特開昭５９−２０２７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記構成の音量調節回路が、例えば無線通信機に採用されている場合、ユーザは、操作用のボリュームツマミを、音量ゼロの位置から音量が大きくなる方向に回転操作すると、無線通信機から出力される音量が大きくなるように構成されている。そして、ユーザ所望の音量になる位置まで、前記ボリュームツマミを回転操作して音量を調節することが可能である。
前記ボリュームツマミは、それ自体が、ボリュームツマミのリニアな回転に伴って人間の耳に聞こえる音量がリニアに上昇（下降）するような電圧値を出力可能な機能を備えたものがある。この場合は、前記ボリュームツマミからの出力値（電圧値）を、ＣＰＵのＡ／Ｄ入力ポートから取り込んで、取り込んだ電圧値に相当するデジタル値をＣＰＵの出力ポートから出力して、前記音量調節回路の制御端子Ｄに入力するように構成されている。
なお、上述した機能を備えていないボリュームツマミの場合、ボリュームツマミとＣＰＵの間に、音量がリニアに上昇（下降）するように聞こえるような電圧値に変換する回路を備えるか、ＣＰＵ内部で演算等を行ったデジタル値を出力するように構成することができる。
【０００４】
無線通信機の受信部によって復調された音声信号は、上述したようにＣＰＵから出力される音量を指定する制御データに従って減衰量が制御される音量調節回路によって音量が調節されたのち、増幅器を介してスピーカまたは、イヤフォンから出力される。
ボリュームツマミを、全く音が出ない状態である音量ゼロの位置から徐々に音量が大きくなる方向に回転させていくと、スピーカやイヤフォンから初めて出力される音量は、最大音量に対してＤ／Ａ変換回路の最小分解能である１／２n（８ビットの場合は1/255）のレベルに減衰された音量となる。この最小音量レベルは、人間の耳にとっては大きいと感じられることがある。特に、スピーカに代えてイヤフォンを用いている場合などにおいては、前記最小音量レベルが大きすぎると感じる場合がある。
そこで、例えば、ビット数を増やして最小分解能を上げることで、最初にスピーカやイヤフォンから出力される音量をより小さい音量とすることも可能であるが、ビット数を多くするとコストアップになるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、デジタル制御可能なアッテネータ回路を用いた音量調節回路において、デジタル制御のビット数に規定される最小分解能を改善することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる請求項１の音量調節回路は、
音声信号に与える減衰量を、複数ビットのデジタル制御信号に基づいて、少なくとも、音声信号を遮断する状態となる無限大の減衰量と予め設定された最大減衰量とを含む、複数レベルの減衰量の何れか１つにデジタル制御可能なアッテネータ手段と、
前記アッテネータ手段と並列に接続され、前記アッテネータ手段の最大減衰量より大きな減衰を与える減衰手段と
を備えている。
請求項２では、
前記減衰手段と前記アッテネータ手段とが並列に接続された回路に、音声遮断制御信号に基づいて前記音声信号を遮断する音声遮断手段を直列に接続した。
請求項３では、
前記デジタル制御信号および前記音声遮断制御信号は、音量を調節するための音量調節操作部の操作量に応じて生成される。
請求項４の発明は、
前記デジタル制御信号の値が、前記アッテネータ手段からの音声を遮断する無限大の減衰量に対応した値である状態において、
前記音声遮断手段は、前記音声遮断制御信号によって、音声遮断状態もしくは音声非遮断状態の２つの状態の何れか一方の状態に制御され得るように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる請求項１の音量調節回路によれば、
アッテネータ手段に、アッテネータ手段の最大減衰量より大きな減衰を与える減衰手段を並列に接続したので、前記アッテネータ手段の減衰量が無限大となって音声信号が遮断される状態になっても、前記減衰手段を介して僅かの音声信号が出力される。このとき音声信号に与えられる減衰量は、アッテネータ手段の最大減衰量より大きいので、このとき出力される音声信号は、アッテネータ手段の減衰量を最大減衰量にしたときよりも、小さい音量である。このようにして、アッテネータ手段の減衰量を最大減衰量にしたときより小さい音量が得られるので、音の出だし感が心地よいものとなり、優れた使用感が得られる。
請求項２の発明では、
さらに、音声信号を遮断する音声遮断手段を直列に接続したので、音声信号が出力されない音量ゼロの状態も得ることができ、さらに優れた使用感が得られる。
請求項３の発明では、
音量調節操作部の操作量に応じて前記デジタル制御信号および前記音声遮断制御信号が生成されるので、優れた操作性が得られる。
請求項４の発明では、
前記デジタル制御信号の値が、前記アッテネータ手段からの音声を遮断する無限大の減衰量に対応した値である状態においても、前記音声遮断手段は、音声遮断状態もしくは音声非遮断状態の２つの状態の何れか一方の状態に制御され得るので、音声信号が出力されない状態と僅かに出力される状態とを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明にかかる音量調節回路を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
図１において、
１は無線通信機であり、２は受信部、３は前記受信部２で復調された音声信号を遮断もしくは通過させるミュート回路、４は前記ミュート回路３から出力される音声信号を増幅する第１のプリアンプ、５は前記第１のプリアンプから出力される音声信号をデジタル制御信号によって離散的に減衰させて出力するアッテネータ回路、６は前記アッテネータ回路５と並列に接続された抵抗素子によるバイパス回路、７は前記アッテネータ回路５と前記バイパス回路６とが並列に接続された回路からの出力信号を増幅する第２のプリアンプ、８は前記第２のプリアンプから出力される音声信号を電力増幅する電力増幅回路、９は前記電力増幅回路８から出力される音声信号を音響信号に変換するスピーカもしくはイヤフォンである。
前記アッテネータ回路５と前記バイパス回路６によって音量調節回路50が構成されている。
この音量調節回路50の出力端子53においては、前記アッテネータ回路５の出力端子52からの出力信号と、前記バイパス回路６からの出力信号とが加算されて出力されるように構成されている。
【０００９】
10はＣＰＵであり、ボリュームツマミ11の操作量を読み込むＡ／Ｄ入力ポート、および前記アッテネータ５を制御するためのデジタル信号や前記ミュート回路３を制御するミュート制御信号や前記電力増幅回路８の電源を制御するアンプ電源制御信号などを出力する出力ポートなどを備えている。
前記アッテネータ回路５は、特許請求の範囲に記載されたアッテネータ手段に対応し、前記バイパス回路６は、特許請求の範囲に記載された減衰手段に対応し、前記ボリュームツマミ11は、特許請求の範囲に記載された音量調節操作部に対応している。
【００１０】
前記アッテネータ回路５は、図２に例示したように、ｎビットのデジタル制御式のアッテネータ回路であり、入力端子51から入力される入力音声信号Ｓは、R-2Rはしご型抵抗回路で減衰されて、出力端子52から出力されるように構成されている。
このアッテネータ回路５を構成するR-2Rはしご型抵抗回路は、ビット数に対応した数のスイッチ回路Ｇ１〜Ｇｎを備え、これらのスイッチ回路Ｇ１〜Ｇｎに対応した制御端子Ｄ１〜Ｄｎに入力されるデジタル制御信号によって減衰量が離散的に制御されるように構成された、公知のアッテネータ回路である。
【００１１】
上記構成において、
アッテネータ回路５を、例えば、８ビットのデジタル制御式のアッテネータ回路とすると、音声を調節するための制御データは、２進表記で"00000000"から"11111111"（16進表記で"00"から"FF"）までの256通りのデータを使用することができる。また、このときのボリュームツマミ11の可変ステップ数は"０"から"255"となる。このボリュームツマミ11の可変ステップ数とＣＰＵ10からアッテネータ回路５に出力されるデジタル制御信号とは対応している。本実施形態では、ボリュームツマミ11の可変ステップ数が"０"および"１"に対応するデジタル制御信号を２進表記で"00000000"（16進表記で"00"）とする。ボリュームツマミ11の可変ステップ数が“２”に対応するデジタル制御信号を２進表記で"00000001"（16進表記で"01"）、ボリュームツマミ11の可変ステップ数が“３”に対応するデジタル制御信号を２進表記で"00000002"（16進表記で"02"）と、
ボリュームツマミ11の可変ステップ数が“１”増加するとデジタル制御信号も２進表記で"00000001"（16進表記で"01"）ずつ増加するように対応させていく。ボリュームツマミ11の可変ステップ数が“255”に対応するデジタル制御信号を使用可能な最大値である２進表記で"11111111"（16進表記で"FF" ）ではなく、２進表記で"11111110"（16進表記で"FE" ）とする。
ボリュームツマミ11を時計回り方向の最大値の位置、すなわち、ボリュームツマミ11の可変ステップ数が“255”の位置に回すと、前記ＣＰＵ10は最大音量が指示されたとして、前記アッテネータ回路５が、設定された最小減衰量（すなわち、最大音量）になるようなデジタル制御信号を前記アッテネータ回路５の制御端子Ｄへ出力する。
そして、前記ボリュームツマミ11を所望の位置に設定すると、前記ＣＰＵ10はその状態の操作量が前記ＣＰＵ10によって読み取られ、読み取った操作量に対応したデジタル制御信号（８ビットの場合には例えば、２進表記で"00001111"または16進表記で"0F"）を前記アッテネータ回路５の制御端子Ｄへ出力する。このようにして、ボリュームツマミ11を適宜回転操作することによって、所望の音量に調節することができる。
【００１２】
次に、ボリュームツマミ11を反時計回り方向の限界の位置から最小分解能に対応する最小操作量だけ時計回り方向に回した位置、すなわち、ボリュームツマミ11の可変ステップ数を“１”の位置に設定すると、前記ＣＰＵ10は、２進表記で"00000000"（16進表記で"00"）のデジタル制御信号を前記アッテネータ回路５の制御端子Ｄへ出力する。このとき、前記アッテネータ回路５の減衰量は無限大となり、その出力端子52から出力される音声信号は無くなるが、音量調節回路50の出力端子53には、前記バイパス回路６を介した信号が加算されるため、前記従来の回路における最小音量（最大音量に対する減衰量が−48ｄＢ）より小さな音量がスピーカもしくはイヤフォンから出力されることとなる。
ＣＰＵ10からアッテネータ回路５の制御端子Ｄに出力されるデジタル制御信号が、２進表記で"00000000"（16進表記で"00"）である状態においては、前記バイパス回路６を備えていない従来の回路では、音量ゼロの状態となる。しかし、本発明の回路においては、入力端子51から入力された音声信号が、前記バイパス回路６を介してアッテネータ回路５の出力端子52において加算されるために、前記バイパス回路６で減衰された音声信号が出力端子53から出力されることになる。前記バイパス回路６における減衰量は、音声の完全遮断ではなく、前記アッテネータ回路５に予め設定された最大減衰量（最大音量の−48ｄＢ）よりも大きな減衰量になるように設定されている。例えば、前記バイパス回路６は10ＭΩ程度の高抵抗素子で構成されている。前記バイパス回路６を構成する高抵抗素子は、特許請求の範囲に記載された減衰手段に対応している。
したがって、上記構成の音量調節回路50によれば、従来の回路における最小音量（最大音量に対する減衰量が−48ｄＢ）より更に例えば−６ｄＢ減衰させた音量（最大音量に対する減衰量が−54ｄＢ）に調節することが可能なのである。
【００１３】
そして、ボリュームツマミ11を反時計回り方向の限界位置、すなわち、ボリュームツマミ11の可変ステップ数が“０”の位置に回すと、前記ＣＰＵ10は、前述のボリュームツマミ11の可変ステップ数が“１”の位置と同様に、最小音量が指示されたとして、前記アッテネータ回路５の減衰量が無限大となって遮断状態になるようなデジタル制御信号、例えば８ビットの場合には、２進表記で"00000000"（16進表記で"00"）を前記アッテネータ回路５の制御端子Ｄへ出力する。
【００１４】
この状態では、前記アッテネータ回路５は遮断状態となって、このアッテネータ回路５を通過する音声信号は無くなるが、入力端子51から入力された音声信号は前記バイパス回路６を介して出力端子52に加算された音声信号が音量調節回路50の出力端子53から出力されてしまう。
この状態で、スピーカもしくはイヤフォンから出力される音声出力を完全に遮断して音量ゼロにするために、前記ＣＰＵ10から、前記ミュート回路３をミュート状態にするためのミュート制御信号もしくは前記電力増幅回路８の電源を切って音声出力をミュートするアンプ電源制御信号を出力することによって、音声出力の音量をゼロとする。
前記ミュート制御信号とアンプ電源制御信号は、特許請求の範囲に記載された音声遮断制御信号に対応している。
この状態は、前記デジタル制御信号の値が、前記アッテネータ回路５からの音声を遮断する無限大の減衰量に対応した値、即ち、２進表記で"00000000"（16進表記で"00"）であるので、前記アッテネータ手段は遮断状態であって音声出力がなされない無限大の減衰量の状態であるが、前記ミュート制御信号もしくはアンプ電源制御信号（音声遮断制御信号）で制御される前記ミュート回路３もしくは前記電力増幅回路８（音声遮断手段）は、音声遮断状態もしくは音声非遮断状態の２つの状態を有している。
【００１５】
以上の構成によれば、
音声出力を完全に遮断して音量ゼロにしたミュート状態から、最小音量で音声を出力させる状態に操作する場合に、従来のように、音量ゼロから急に1/255の音量（最大音量に対する減衰量が−48ｄＢ）に移行するのではなく、音量ゼロと1/255の間の微小音量（例えば最大音量に対する減衰量が−54ｄＢ）に移行するので、音の出だし感を心地よくすることができ、当該無線通信機の使用感、聴感上の改善が可能となる。
このようにして、従来の回路では違和感のあった音声ゼロから最小音量へ移行させるときに、従来の回路による最小音量よりも小さな音量レベルも得られるので、違和感無く優れた使用感が得られるのである。
【００１６】
なお、本発明に用いるアッテネータ回路は８ビット構成に限定されるものではなく、必要に応じて種々のビット構成とすることができる。また、前記バイパス回路は抵抗素子に限定されるものではなく、必要に応じて種々の減衰手段を採用することができる。
【実施例１】
【００１７】
実施例１では、前記音量調節回路50から前記第２のプリアンプ７まわりの回路構成を、図３に示すような構成とした。この実施例１では、バイパス回路６を構成する抵抗素子の両端をアッテネータ回路５の入力端子51と出力端子52に接続した。図３に示した構成では、アッテネータ回路５の出力端子52は、図１に示した構成における音量調節回路50の出力端子53を兼ねることになる。このように、特別に加算器を用いなくても、バイパス回路６の抵抗素子を、アッテネータ回路５の出力端子52に直接接続することで、前記アッテネータ回路５からの出力信号と、前記バイパス回路６からの出力信号とが加算されて出力されるように構成されている。
この実施例１のように、バイパス回路６を10ＭΩ程度の高抵抗素子とし、前記第２のプリアンプ７の入力抵抗を15ＫΩ，帰還抵抗を180ＫΩ程度にすることによって、快適な使用感が得られた。
【実施例２】
【００１８】
図４に示した実施例２の音量調節回路50Ｂにおいては、バイパス回路６Ｂをアッテネータ回路５の入力端子51と第２のプリアンプ７の入力端子71（前記第２のプリアンプ７の入力抵抗（15ＫΩ）と帰還抵抗（180ＫΩ）との接続点）に接続した。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明にかかる音量調節回路は、無線通信機に限らず、デジタル技術を用いた種々の電子回路における音量調節回路に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明にかかる音量調節回路の実施の形態の構成を示した構成図である。
【図２】前記音量調節回路に用いるアッテネータ回路の詳細構成例である。
【図３】前記音量調節回路の実施例１の回路構成図である。
【図４】前記音量調節回路の実施例２の回路構成図である。
【図５】従来の回路による８ビットのデジタル制御式の音量調節回路の例である。
【符号の説明】
【００２１】
３  ミュート回路、音声遮断手段
５  アッテネータ回路、アッテネータ手段
50  音量調節回路
６  減衰手段、高抵抗素子
８  電力増幅回路、音声遮断手段
11  ボリュームツマミ、音量調節操作部
【図１】
0005061867.tif 000002
【図２】
0005061867.tif 000003
【図３】
0005061867.tif 000004
【図４】
0005061867.tif 000005
【図５】
0005061867.tif 000006