JP2010068262A - 電子ボリウム - Google Patents

Abstract

【課題】 スイッチを構成する半導体素子のサイズを大きくすることなしに、振幅の大きさに応じた波形ひずみのない電子ボリウムを提供する。
【解決手段】 信号入力端子に直列に接続された少なくとも１つの第１の抵抗器と、この第１の抵抗器の他端が出力端子に接続するととともに、他端と基準電位との間に直列に接続されたｎ個の抵抗器と、ｎ個の抵抗器のそれぞれの接続点に、一端を接続し、他端を基準電位に接続したｎ個のスイッチとを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は抵抗ラダー型の電子ボリウムに係り、特に、スイッチの切り替え時の歪や切り替えノイズの低減等を図った電子ボリウムに関する。

図８に従来の電子ボリウム回路を示す。従来の電子ボリウムとして、重み付け方式を採用した構成の回路がある。図８において、ＩＮは信号入力端子、Ｒ１〜Ｒ１０は抵抗、Ｓ１〜Ｓ１０はスイッチ、５は電圧ホロワ構成の出力バッファ、ＯＵＴは信号出力端子である。

図８に示す電子ボリウムでは、スイッチＳ１〜Ｓ４のいずれか１つを選択してオンさせることにより、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗群を１ｄＢステップ構成の抵抗値に設定と、０〜−３ｄＢの減衰量を実現することができる。また、スイッチＳ５〜Ｓ１０のいずれか１つを選択してオンさせることにより、抵抗Ｒ５〜Ｒ１０の抵抗群を４ｄＢステップ構成の抵抗値に設定すると、−４〜−２０ｄＢ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Ｓ１〜Ｓ４の内のいずれか１つのスイッチと、スイッチＳ５〜Ｓ１０の内のいずれか１つのスイッチをそれぞれオンすることによって、１ｄＢステップで０〜−２３ｄＢ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。
特開平１１−１７７３７１号公報

図８に示す電子ボリウムで、スイッチＳ１とスイッチＳ５をオンさせて減衰量０ｄＢを実現する場合、スイッチＳ５に接続されている出力バッファ５は入力インピーダンスが大きく電流が流れないためスイッチＳ５のオン抵抗ｒ５が影響を与えることは無い。しかし、スイッチＳ１は抵抗Ｒ５〜Ｒ１０に接続されており、スイッチＳ１に電流が流れ、スイッチＳ１のオン抵抗ｒ１が抵抗分圧比に影響を与えるので、抵抗Ｒ５〜Ｒ１０で決まる減衰量とは違った減衰量になってしまう。

また、入力振幅により電流が変化し、スイッチＳ１のオン抵抗ｒ１が変動するため、結果として振幅の大きさに応じて波形歪も大きくなってしまう。同様にスイッチＳ２〜Ｓ４を選択した場合においても、抵抗Ｒ５〜Ｒ１０の分圧で減衰量が決定されるため、波形歪が生じる。このように前段のスイッチＳ１〜Ｓ４のオン抵抗を小さくし波形歪の影響を低減するには、そのスイッチを構成するＭＯＳトランジスタ等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。

本発明は、上記問題点を解消し、スイッチを構成する半導体素子のサイズを大きくすることなしに、上記した問題を解決した電子ボリウムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願請求項１に係る発明は、信号入力端子に直列に接続された少なくとも１つの第１の抵抗器と、該第１の抵抗器の他端が出力端子に接続するとともに、該他端と基準電位との間に直列に接続されたｎ個の抵抗器と、前記ｎ個の抵抗器のそれぞれの接続点に、一端を接続し、他端を前記基準電位に接続したｎ個のスイッチとを備えたことを特徴とする。

本願請求項２に係る発明は、請求項１記載の電子ボリウムであって、前記第１の抵抗器と前記出力端子との接続点と前記基準電圧との間に直列に接続したｍ個の抵抗器と、前記ｍ個の抵抗器のそれぞれの接続点に一端を接続し、他端を前記基準電位に接続したｍ個のスイッチとを備えたことを特徴とする。

本願請求項３に係る発明は、請求項１又は２いずれか記載の電子ボリウムであって、前記ｎ個の抵抗器のそれぞれの接続点と前記ｎ個のスイッチとの間、あるいは前記ｍ個の抵抗器のそれぞれの接続点と前記ｍ個のスイッチとの間に、それぞれ別の抵抗器を備えたことを特徴とする。

本願請求項４に係る発明は、請求項１乃至３いずれか記載の電子ボリウムであって、前記スイッチをＭＯＳトランジスタで構成することを特徴とする。

本発明は、減衰量を設定する切り替えスイッチの一端を基準電位で共通接続することによって、そのスイッチの両端にかかる電圧を少なくし、スイッチの電圧依存性による歪率への影響を軽減することができる。それに伴い、スイッチの小型化が可能となり、寄生容量が低減できるため、切り替えノイズも低減することができる。特に、切り替えスイッチをＭＯＳトランジスタで構成すると、発生する波形歪を低減し、切り替えノイズの低減が可能となる。これは、前述の従来例で説明した図８に示す電子ボリウムと比較して、ＭＯＳトランジスタの面積の増大を招くことなく、波形歪および切り替えノイズの低減の効果を得られるため、特性のほかにコストパフォーマンスにおいて非常に有利となる。

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。図１において、１は信号入力端子、２は信号出力端子、３は基準電位、Ｒ（０）〜Ｒ（ｎ）は抵抗、Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）はスイッチである。

図１に示すように本発明の電子ボリウムは、信号入力端子１と信号出力端子２の間に、直列に抵抗Ｒ（０）が接続し、抵抗Ｒ（０）と信号出力端子２の接続点と基準電位３との間に、ｎ個の抵抗Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）が直列に接続している。そして、抵抗Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）のそれぞれの接続点と基準電位３との間にｎ個のスイッチＳ（１）〜Ｓ（ｎ）が接続する構成となっている。

このように構成することによって、信号入力端子１に信号入力した際、スイッチＳ１〜Ｓ（ｎ）の入力側は、抵抗Ｒ（０）〜Ｒ（ｎ−１）により信号レベルが減衰しており、スイッチＳ（１）〜Ｓ（ｎ）の出力側は、基準電位３に接続する構成とすることで、スイッチ間に生じる電位差が小さくなる。その結果、波形歪を大幅に低減することが可能となる。

また、スイッチ（１）〜Ｓ（ｎ）がオン状態からオフ状態に変更するときに、切り替えノイズがスイッチ（１）〜Ｓ（ｎ）の入力側で発生し、この切り替えノイズが出力側にそのまま伝送される。その切り替えノイズは、不快なノイズとして人に認識されることになるが、本発明では、スイッチＳ（１）〜Ｓ（ｎ）の入力側で発生した切り替えノイズは、抵抗Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）により低減される。その結果、スイッチＳ（１）〜Ｓ（ｎ）まで徐々に減衰量を増やしていく時、切り替えノイズもその減衰量に応じて低減されるため、切り替えノイズの低減に対して大きな効果が期待できる。以下、本発明の実施例について、詳細に説明する。

図２は、本発明の第１の実施例である電子ボリウムである。信号入力端子と信号出力端子の間に、直列に抵抗Ｒ１が接続し、抵抗Ｒ１と信号出力端子２の接続点と基準電位との間に、抵抗Ｒ２〜Ｒ６が直列に接続している。そして、抵抗Ｒ２〜Ｒ６のそれぞれの接続点と基準電位３との間に、スイッチＳ１〜Ｓ５が接続する構成となっている。抵抗Ｒ７は出力端子に接続するインピーダンスに相当する。

本実施例では、スイッチＳ１〜Ｓ５のいずれか一つがオン状態となり、減衰量が設定される。信号入力端子１より信号が入力し、オン状態のスイッチの入力側では抵抗Ｒ１及び対応する抵抗Ｒ２〜Ｒ６及び抵抗Ｒ７で信号レベルが減衰される。具体的には、スイッチＳ１がオン状態の場合、抵抗１乃至抵抗７で信号レベルが減衰され、スイッチＳ５がオン状態の場合、抵抗Ｒ１、Ｒ２及び抵抗Ｒ７で信号レベルが減衰される。

本実施例では、スイッチの出力側は基準電位に接続しているため、スイッチ間に生じる電位差が小さくなる。具体的には、このスイッチをＭＯＳトランジスタで構成すると、入力レベルやスイッチ間の電位差が小さい時、ＭＯＳトランジスタのオン抵抗は変動が少なくなり、通常の線形特性を示す抵抗として扱うことができる。前述の従来例のスイッチをＭＯＳトランジスタで構成した場合に比べ、同じサイズのＭＯＳトランジスタを使用したとしても波形歪が大幅に軽減できる。

また、スイッチがオン状態からオフ状態に変更するときに、切り替えノイズがスイッチＳ１〜Ｓ５の入力側から発生し、この切り替えノイズが出力にそのまま伝送されると、不快なノイズとして人に認識されるが、このとき、スイッチのＳ１〜Ｓ５の入力側で発生した切り替えノイズは抵抗Ｒ２〜Ｒ６と後段に接続する抵抗Ｒ７の抵抗分割により低減される。このためＳ１からＳ５まで徐々に減衰量を増やしていく時、切り替えノイズもその減衰量に応じて抵抗分割により低減されるため切り替えノイズの低減に対して大きな効果が期待できる。

同様に図３は、本発明の第２の実施例である。図３において、Ｒ１〜Ｒ１１は抵抗、Ｓ１〜Ｓ９はスイッチである。本実施例は、前述の第１の実施例で説明した直列に接続した複数の抵抗と、そのそれぞれの接続点と基準電位との間に接続した複数のスイッチからなる回路を並列に２つ接続した構成となっている。なお、図３では直列に接続した抵抗の数は、図２の場合より、１つ少ない例について説明している。

図４は、本発明の第３の実施例である。図４において、Ｒ１〜Ｒ１０は抵抗、Ｓ１〜Ｓ９はスイッチである。本実施例は、前述の第１の実施例で説明した抵抗Ｒ２〜Ｒ６と、そのそれぞれの接続点と図示しない出力端子との間に、スイッチＳ６〜Ｓ９を接続した構成となっている。

更に図５及び図６に示すように、本発明の原理を逸脱しない範囲で、種々の回路構成を採用することが可能である。

本発明の電子ボリウムの基本的なブロック図である。 図１の使用時の具体的な回路図である。 図１の使用時の具体的な回路図である。 図１の使用時の具体的な回路図である。 具体的な電子ボリウムの回路図である。 具体的な別の例の電子ボリウムの回路図である。 具体的な別の例の電子ボリウムの回路図である。 従来の電子ボリウムの回路図である。

符号の説明

１；信号入力端子、２；信号出力端子、３；基準電位、５；出力バッファ、Ｒ１〜Ｒ２６；抵抗器、Ｓ１〜Ｓ２１；スイッチ

Claims (4)

1. 信号入力端子に直列に接続された少なくとも１つの第１の抵抗器と、
   該第１の抵抗器の他端が出力端子に接続するとともに、該他端と基準電位との間に直列に接続されたｎ個の抵抗器と、
   前記ｎ個の抵抗器のそれぞれの接続点に、一端を接続し、他端を前記基準電位に接続したｎ個のスイッチとを備えたことを特徴とする電子ボリウム。
2. 前記第１の抵抗器と前記出力端子との接続点と前記基準電圧との間に直列に接続したｍ個の抵抗器と、前記ｍ個の抵抗器のそれぞれの接続点に一端を接続し、他端を前記基準電位に接続したｍ個のスイッチとを備えたことを特徴とする請求項１記載の電子ボリウム。
3. 前記ｎ個の抵抗器のそれぞれの接続点と前記ｎ個のスイッチとの間、あるいは前記ｍ個の抵抗器のそれぞれの接続点と前記ｍ個のスイッチとの間に、それぞれ別の抵抗器を備えたことを特徴とする請求項１又は２いずれか記載の電子ボリウム。
4. 前記スイッチをＭＯＳトランジスタで構成することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の電子ボリウム。

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