JPH0161249B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテープレコーダに使用するALC付き
の録音増巾器に関するものである。

一般にテープレコーダにおいて、録音時にマイ
ク等から過大信号が入力されると録音信号が大き
く歪むので、これをさけるため録音信号にALC
をかけることが行なわれている。

本発明はALC動作が電源電圧の変動によつて
もほとんど影響を受けないALC付の録音増幅回
路を提供することを目的とするものである。

以下本発明に基づく一実施例を図面を用いて詳
細に説明する。

第１図は本発明の録音増幅器をステレオテープ
レコーダ用ALC付録音増巾器の集積回路に適用
した場合の具体的な電気的結線図を示している。

第１図に示すALC付録音増巾器は、可変イン
ピーダンス素子Ｅが直流的に直結された初段入力
回路を持つ少くとも一つ以上の低周波増巾回路Ａ
と、この低周波増巾回路Ａの出力電圧と比較しう
る基準電圧源Ｂと、この基準電圧源Ｂにより発生
する基準電圧と上記低周波増巾回路Ａの出力電圧
とを比較する比較回路Ｃと、この比較回路Ｃの出
力信号と増巾し、可変インピーダンス素子Ｅを駆
動するための駆動回路Ｄより構成されている。そ
して、上記比較回路Ｃは各々のエミツタに少くと
も一つ以上のダイオードD₅，D₆，D₇，D₈が直列
に挿入された差動増巾器Q₂₃，Q₂₄，Q₂₆，Q₂₇に
より構成されている。

第１図に示すALC付録音増幅器はステレオテ
ープレコーダ用のALC付録音増巾器として適用
したものであり、低周波増巾器Ａ及び可変インピ
ーダンス素子Ｅは各々左右各チヤンネルに１つづ
つ設けられている。

第１図において、３は電源端子、１，９は各々
左チヤンネル、右チヤンネルの信号入力端子であ
り、マイク等の信号源抵抗R_gをもつ信号源S_igよ
りカツプリングコンデンサC₁，C₇を介して信号
が入力される。５，７は各々左チヤンネル、右チ
ヤンネルの信号出力端子であり、R_Lは次段の入
力インピーダンスと等価な値をもつ負荷抵抗であ
り、各々カツプリングコンデンサC₄，C₅を介し
て出力信号が取り出される。２，８は各々左チヤ
ンネル、右チヤンネルの低周波増巾回路Ａの交流
負帰還用端子であり、C₂，C₆は直流分離用のコ
ンデンサーであり、R_NFは各々低周波増巾回路Ａ
内の抵抗R₁₂と共に交流負帰還量を決定するため
の抵抗であり、低周波増巾回路Ａの交流利得を決
定している。

４はリツプルフイルタ用のコンデンサC₃を接
続するための端子であり、抵抗R₁₁と共に電源端
子３に印加された電源電圧中のリツプル成分を除
去するために設けられている。

１０はALC信号を増巾し可変インピーダンス
素子Ｅを駆動するための駆動回路Ｄ内に設けられ
た端子であり、C₈及びR_TはALC信号を平滑する
と共に、ALCのアタツク、リカバリーの各々の
時定数を決定するためのものである。

６は接地端子である。

以下、回路素子の接続及び電気的動作の説明を
行う。主に左チヤンネルだけの説明を行うが右チ
ヤンネルも同様に動作する。

R₁はALC動作時に可変インピーダンス素子Ｅ
であるトランジスタQ₁，Q₂と共に入力信号を分
割させるための抵抗であり、その値は約数ＫΩで
ある。Q₁，Q₂はALC動作時に入力信号が歪むの
を軽減させるために各々、コレクタ、エミツタを
逆に接続してある。

R₂はトランジスタQ₅のベースバイアスを与え
るための抵抗であり、R₁と共に減衰を少なくす
るため高抵抗値（50KΩ程度）に設定してある。
トランジスタQ₄及びQ₅はコンプリメンタリー差
動入力段を構成し、トランジスタQ₅のコレクタ
は接地され、ベースは抵抗R₁を介して入力端子
１に接続されていると共に抵抗R₂によりバイア
スされており、入力信号が印加される。そして、
エミツタはトランジスタQ₄のエミツタに接続さ
れている。トランジスタQ₄のベースは帰還抵抗
R₁₂を介して直流帰還されていると共に交流帰還
決定用端子２に接続され、且つ帰還電流決定用の
トランジスタQ₆のコレクタに接続されている。
R₁₂は帰還用の抵抗であり、交流帰還用の抵抗
R_NFと共に低周波増巾回路Ａの交流利得を決定す
ると共にトランジスタQ₆により決定される電流
により発生する電位降下によりトランジスタQ₄
のベースに直流帰還をほどこしている。

ダイオード接続されたトランジスタQ₈とエミ
ツタに抵抗R₃が接続されたトランジスタQ₃はカ
レントミラー回路を構成し、ミラー比は抵抗R₃
により決定されている。抵抗R₃により決定され
たトランジスタQ₄のコレクタ電流はトランジス
タQ₄，Q₅で構成されるコンプリメンタリー差動
増巾回路に供給されると共にトランジスタQ₃の
コレクタは上記コンプリメンタリー差動増巾回路
の能動負荷となつている。

トランジスタQ₆，Q₁₀，Q₁₁，Q₇、ダイオード
D₁、抵抗R₄，R₅，R₆は低周波増巾回路Ａの出力
端子５の直流電位V₀が電源電圧V_CCに係わらずそ
の中点の電位、即ちV_CC／２の電位になるよう構
成され、設定するための電流源を構成している。
トランジスタQ₇のベースは上記電流源に電源端
子３からの電源電圧のリツプル成分が混入するの
を防止するため、抵抗R₁₁、コンデンサC₃で上記
リツプル成分を除去した後、抵抗R₁₁を介してベ
ースバイアスされている。そしてトランジスタ
Q₇のエミツタにはダイオードD₁と抵抗R₅が各々
直列に接続されており、上記電流源の電流を決定
している。トランジスタQ₆，Q₁₀の各々のベース
はトランジスタQ₁₁のエミツタに接続され、各々
のエミツタは同じ値の抵抗R₄，R₆を介して接地
されている。トランジスタQ₆のコレクタはトラ
ンジスタQ₄のベースに接続されると共に帰還抵
抗R₁₂に接続されている。

一方トランジスタQ₁₀のコレクタはトランジス
タQ₁₁のベースに接続されると共に抵抗R₅の一端
に接続されている。

今上記構成において各トランジスタのベース・
エミツタ間の電圧V_BEを一定とし、各トランジス
タのβが非常に大きいとして各々のベース電流を
無視すると抵抗R₅に流れる電流ｉは電源電圧V_CC
からトランジスタQ₇のV_BEとダイオードD₁の順方
向電圧（ダイオードD₁がトランジスタをダイオ
ード接続したもので構成されているとすると
V_BE）トランジスタQ₁₁のV_BE、トランジスタQ₁₀
のV_BE、を差し引いた電圧をR₅で割つたものであ
る。ここで抵抗R₆に発生する電圧は電源電圧V_CC
に比較し無視できるものとするとｉ＝（V_CC−
4V_BE）／R₅となる。

そしてトランジスタQ₁₀，Q₆のベースは共通に
接続されており又抵抗R₄，R₆は同じ値であるの
でトランジスタQ₆のコレクタ電流もｉとなり、
抵抗R₁₂を流れる。よつて出力端子５の直流電圧
V₀は抵抗R₁₂に発生する電圧降下とトランジスタ
Q₄のV_BEとトランジスタQ₅のV_BEを加算したもの
となる。

即ち V₀＝｛（V_CC−4V_BE）／R₅｝×R₁₂＋2V_BE ここでR₅≒2R₁₂となるように設定すると、 V₀≒１／２V_CC−2V_BE＋2V_BE≒１／２V_CC となり電源電圧V_CCにかかわりなく常に出力端子
５の直流電圧V₀を電源電圧の中点電圧とするこ
とができる。

次にトランジスタQ₁₁のエミツタに接続されて
いる抵抗R₇でそのコレクタ電流が決定される。
抵抗R₇の両端の電圧は電源電圧にかかわらずほ
ぼV_BEに保持されるのでそのコレクタ電流も一定
となりトランジスタQ₈，Q₃、抵抗R₃でカレント
ミラーされるのでトランジスタQ₄，Q₅で構成さ
れるコンプリメンタリー差動増巾回路に供給され
る電流も一定となりトランジスタQ₅のベース電
流と抵抗R₂で生じるベース電圧も電源電圧にか
かわらず一定となる。

端子１に印加された入力信号はトランジスタ
Q₅，Q₄で構成されるコンプリメンタリー差動回
路でトランジスタQ₃を負荷として増巾されトラ
ンジスタQ₁₂のベースに印加される。トランジス
タQ₁₂のコレクタは電源端子３に接続されエミツ
タはその電流源となる定電流トランジスタQ₃₉の
コレクタに接続されている。信号はトランジスタ
Q₁₂のエミツタに出力されトランジスタQ₁₃のベ
ースに印加される。トランジスタQ₁₃、抵抗R₉，
R₁₀は反転増巾器を構成する。トランジスタQ₁₃
のコレクタに接続されている抵抗R₁₀がそのエミ
ツタ電流を決定し、エミツタに接続されている抵
抗R₉と上記抵抗R₁₀でその利得がほゞ決定されて
いる。出力信号は抵抗R₁₀の両端に取り出されト
ランジスタQ₁₅のベースに印加され、トランジス
タQ₁₄、ダイオードD₂，D₃を負荷としてそのコレ
クタに出力される。トランジスタQ₁₄のベースは
ダイオード接続されたトランジスタQ₈と共にカ
レントミラー回路を構成しており、ダイオード
D₂，D₃、トランジスタQ₁₅のコレクタをバイアス
している。トランジスタQ₁₄のコレクタはトラン
ジスタQ₁₅の能動負荷となる。

トランジスタQ₁₅のコレクタはPNP型トランジ
スタQ₁₇とNPN型トランジスタQ₁₈を図のように
組合わせた複合トランジスタの一方のトランジス
タQ₁₇のベースに接続されている。トランジスタ
Q₁₄のコレクタはトランジスタQ₁₆のベースに接
続され各々トランジスタQ₁₅により増巾された信
号が印加されトランジスタQ₁₆のエミツタ及びト
ランジスタQ₁₇のエミツタとトランジスタQ₁₈の
コレクタの接続点つまり出力端子５に出力され負
荷抵抗R_Lに交流出力信号として取り出される。

Ｃは位相補償用のコンデンサーである。

上記出力信号はALC回路の比較回路Ｃを構成
する差動増巾器Q₂₆，Q₂₇の内トランジスタQ₂₇の
ベースに入力されるよう接続されている。

トランジスタQ₂₆，Q₂₇の各々のエミツタは
各々ダイオードD₇，D₈を介しそのカソード側を
共通とし電流源であるトランジスタQ₂₈のコレク
タに接続されている。トランジスタQ₂₈，Q₃₀、
抵抗R₁₆，R₁₇はカレントミラー回路を構成して
おりトランジスタQ₂₉のコレクタからダイオード
接続されたトランジスタQ₃₀に供給される。トラ
ンジスタQ₂₆のベースは基準電圧源Ｂの基準電圧
出力トランジスタQ₃₂のエミツタに接続されてい
る。トランジスタQ₂₆のコレクタは直接電源に接
続されている。一方トランジスタQ₂₇のコレクタ
は負荷抵抗R₁₄を介して電源に接続されている。

今上記のように各々のエミツタにダイオードを
直列に挿入した差動増巾器Q₂₇，Q₂₆のベース電
圧を各々V₁，V₂とし定電流用トランジスタQ₂₈の
コレクタ電流をI₀とするとトランジスタQ₂₇のコ
レクタ電流I_cは、 I_c＝I₀／｛１＋expｑ／2KT（V₁−V₂）｝ …(1) となる。他方、今差動増巾器のエミツタにダイオ
ードD₇，D₈がなく直接各々共通接続されトラン
ジスタQ₂₈のコレクタに接続されているとすると I_c＝I₀／｛１＋expｑ／KT（V₁−V₂）｝ …(2) となる。

上記(1)、(2)式の（V₁−V₂）対I_cの比較をそれ
ぞれ第２図ロ，イに示す。第２図ロより明らかな
ようにダイオードD₇，D₈を付加して第１図に示
すように比較回路Ｃを構成することにより差動増
巾器Q₂₆，Q₂₇の各々のベースに印加される電圧
（V₁−V₂）に対するI_cの変化即ちトランジスタ
Q₂₇のコレクタ電流の変化がゆるくなる。

基準電圧源Ｂは基本的にトランジスタQ₃₈，
Q₃₆，Q₃₇，Q₃₂、抵抗R₂₀，R₂₁より構成されてい
る。

トランジスタQ₃₈のベースは、出力基準電圧に
電源のリツプル成分が混入するのを防止するた
め、抵抗R₁₁、コンデンサC₃で上記リツプル成分
を除去した後、抵抗R₁₁を介してベースバイアス
されている。抵抗R₂₀，R₂₁は同じ値の抵抗とし
V_BE（約0.7V）が電源電圧に比較し充分小さいと
すると、抵抗R₂₀，R₂₁の接続点は電源電圧にか
かわりなくほぼ電源電圧の中点電圧１／２V_CCとな る。

トランジスタQ₃₂のベースが上記抵抗R₂₀，R₂₁
の接続点に接続されており、エミツタは定電流源
用トランジスタQ₃₁のコレクタに接続されており
トランジスタQ₃₂のエミツタ電流を供給してい
る。よつてトランジスタQ₃₂のエミツタ電位はほ
とんど電源電圧にかかわらず V_CC／２＋0.7Vとなり基準電圧として取り出されト ランジスタQ₂₆のベースに印加される。

トランジスタQ₃₃，Q₃₄，Q₃₅，Q₃₆，Q₃₇ダイオ
ードD₁₀，D₉は定電流源を構成しており、抵抗
R₁₉，R₁₈でその電流値が決定される。抵抗R₁₉で
決定された電流はダイオードD₁₀、トランジスタ
Q₃₅を介してカレントミラーされトランジスタ
Q₃₅のコレクタからトランジスタQ₃₄に供給され、
続いて抵抗R₁₈で決定された電流はダイオードD₉
とトランジスタQ₃₁，Q₂₉でカレントミラーされ
る。

以上のように電流源を２段縦続接続しているの
は定電流値の電源電圧依存性を微小にするためで
ある。これは比較回路Ｃを構成するトランジスタ
Q₂₆，Q₂₇に供給する電流をも安定化させ電源電
圧によりALC信号である前記I_cの変動をなくすこ
とに寄与している。

今、後述のようにトランジスタQ₂₇のベース電
位が、トランジスタQ₂₆のベース電位よりも高く
なつた時、第２図のようにトランジスタQ₂₇のコ
レクタ電流が増加し負荷抵抗R₁₄にALC制御信号
が取り出される。そして規定のレベルにトランジ
スタQ₂₇のベース電圧が達した時にトランジスタ
Q₂₂のベース・エミツタ間にバイアスがかかるよ
うに抵抗R₁₄の値を設定しておくと可変インピー
ダンス素子Ｅを駆動するための駆動回路Ｄを構成
するトランジスタQ₂₂に電流が流れ、コンデンサ
C₈で平滑されると共にトランジスタQ₂₁のベース
電流を与える。ベースバイアスされたトランジス
タQ₂₁に電流が流れると、ダイオードD₄とトラン
ジスタQ₁₉で構成されるカレントミラー回路によ
りミラーされ、トランジスタQ₁₉のコレクタ電流
で可変インピーダンス素子Ｅを構成するトランジ
スタQ₁，Q₂のベースを駆動し、その飽和抵抗を
変化させ、抵抗R₁と共に入力信号を分圧させる。

今上記の構成において、入力端子１に入力信号
が印加されると低周波増巾回路Ａによりほぼ抵抗
R₁₂，R_NFで決定される利得分だけ増巾され出力
端子５に出力される。この点の直流電圧は電源電
圧V_CCの中点電圧となるため、出力信号は１／２V_CC を中心に振れる交流信号となる。故にトランジス
タQ₂₇のベース入力信号は電源電圧の1/2を中心
に振れ、他方のトランジスタQ₂₆のベースは常に
ほぼ（１／２V_CC＋V_BE）となつている。

トランジスタQ₂₇のベース入力信号が第３図Ａ
に示すようにQ₂₆のベース電位であるほぼ（１／２ V_CC＋V_BE）よりも低い時即ち入力信号レベルが
小さい時にはトランジスタQ₂₇のコレクタには電
流が流れないため、負荷抵抗R₁₄を介してトラン
ジスタQ₂₂をバイアスしないため、駆動回路Ｄは
動作せず、可変インピーダンス素子Ｅはカツトオ
フの状態となり、トランジスタQ₁，Q₂のコレク
タ・エミツタ間のインピーダンスは非常に大きく
なり、抵抗R₁との入力信号の分圧は行われず低
周波増巾回路Ａの利得分だけ増幅された信号が負
荷抵抗R_Lに取り出される。

次に入力信号レベルが大きくなり第３図Ｂに示
すようにトランジスタQ₂₇のベース入力信号がト
ランジスタQ₂₈のベース電位（V_CC／２＋V_BE）より も高くなる部分があるとV_CC／２＋V_BE以上の時だけ その過大分に相当した電流I_cがトランジスタQ₂₇
に流れる。この電流により抵抗R₁₄に電圧降下が
発生すると共にトランジスタQ₂₂のベースバイア
スを与えられることになり、トランジスタQ₂₂が
導通し脈流電流が流れコンデンサC₈で平滑され
ると共にトランジスタQ₂₁のベースバイアスも与
えられる。トランジスタQ₂₁のコレクタには抵抗
R₁₃で決められる電流が流れ、ダイオードD₄、ト
ランジスタQ₁₉で構成されるカレントミラー回路
を介し、可変インピーダンス素子Ｅであるトラン
ジスタQ₁，Q₂のコレクタ・エミツタ間の飽和抵
抗を下げると共に抵抗R₁と共に分圧することに
より端子５に出力される信号レベルを下げALC
動作に入る。

以上、実施例の動作に於て、今トランジスタ
Q₄，Q₅で構成されるコンプリメンタリ差動入力
回路に流れる電流、即ちトランジスタQ₄，Q₅の
コレクタ電流をｉとしトランジスタQ₅のエミツ
タ接地電流増巾率をβとすると、そのベース電流
はｉ／βとなる。そこで今入力信号レベルが小さ
い時、即ちALCがかからない領域ではそのベー
ス電位は（ｉ／β）×R₂となる。抵抗R₂は前記の
理由により高抵抗値に設定してあるため上記ベー
ス電位は無視できない。そしてこのベース電位は
低周波増巾回路Ａの利得分だけ増巾され出力端子
５の直流電位の変動となる。即ち中点電位よりの
ズレとなる。

よつて実施例において今ｉが定電流化されてお
らず電源電圧に対して依存性をもつと出力端子３
の直流電位も電源電圧に対し依存性をもつことに
なりALCのかかり始める入力レベルの値が電源
電圧により変化すると共にALCがかかつた状態
での出力レベルも変動することとなる。

よつて本実施例のように初段入力回路即ちコン
プリメンタリー差動入力回路を定電流で駆動する
ことは前記目的を実現する上で非常に有力な手段
となる。

尚、以上の説明では片チヤンネルだけでの動作
を説明したが第１図では他チヤンネルでも同様の
動作が行われる。基準電圧源Ｂは両チヤンネルに
共用されており、実施例においては左チヤンネル
用比較回路、及び右チヤンネル用比較回路のトラ
ンジスタQ₂₃，Q₂₇のコレクタは互に接続され共
通の負荷抵抗R₁₄が接続されており以後共通の駆
動回路Ｄを介し各々のチヤンネルの可変インピー
ダンス素子Ｅを駆動するよう構成されている。

以上のように基準電圧源Ｂ、駆動回路Ｄを共用
することによりALCのかかり始めるレベル、及
びALC状態でのALC効果の左右両チヤンネルの
バラツキが少なくなると共に、さらに集積回路化
した場合にはトランジスタQ₁，Q₂，Q₃₉，Q₄₀，
Q₁₉，Q₂₀の特性をそろえることも可能であるた
め左右両チヤンネル間の上記バラツキをさらに少
なくなることが期待できる。

以上、ALC付録音増巾器として説明を行つて
きたが第４図のように端子１０にスイツチを設け
録音・再生スイツチとして使用することもでき
る。即ちスイツチＳが開放の時以上説明したよう
に録音増巾器として使用し、スイツチＳを閉じた
時再生用増巾器として使用することができる。

つまりＳを閉した時にはトランジスタQ₂₁のベ
ースが接地されるため、駆動回路Ｄの動作が停止
し可変インピーダンス素子Ｅを駆動しないためい
かなる出力信号レベル、即ちいかなる入力信号レ
ベルにおいてもトランジスタQ₁，Q₂のエミツ
タ・コレクタ間は開放状態となり、入力信号は分
圧されることなくトランジスタQ₅に印加され出
力信号は低周波増巾回路Ａの利得分だけ増巾され
端子５，７より出力される。

したがつて、この状態で再生用増幅器として使
用することができる。

以上のように本発明の録音増幅回路は、初段に
コンプリメンタリ差動入力回路を有し、入力端子
に第１抵抗と可変インピーダンス素子を介して上
記コンプリメンタリ差動入力回路を構成するベー
スと接地間に第２抵抗を設けた第１トランジスタ
のベースが接続され、上記コンプリメンタリ差動
入力回路を構成する第２トランジスタのベースに
帰還抵抗を介して出力端子が接続された低周波増
幅回路と、この低周波増幅回路の出力端子に出力
される電圧と比較しうる基準電圧を作成する基準
電圧源と、前記出力端子の電圧を前記基準電圧源
の基準電圧と比較し、前記出力電圧が基準電圧以
上のときその差電圧を生じる比較回路と、前記差
電圧に応じて前記可変インピーダンス素子の飽和
抵抗を変化させ、前記入力端子の電圧を前記飽和
抵抗と前記第１抵抗により分圧せしめる駆動回路
とを備え、前記低周波増幅回路に、前記コンプリ
メンタリ差動入力回路を定電流で駆動する定電流
源を設けたものであるので、電源電圧が変動して
もALCのかかつた状態での前記低周波増幅回路
の出力電圧レベルが変動することはなく、電源電
圧の変動の影響をほとんど受けることなく非常に
滑らかなALC動作をさせることができる利点を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の録音増幅回路における一実施
例の電気的結線図、第２図は同実施例に使用する
比較回路の特性図、第３図は同実施例の要部動作
説明図、第４図は他の実施例の要部電気的結線図
である。 Ａ……低周波増幅回路、Ｂ……基準電圧源、Ｃ
……比較回路、Ｄ……駆動回路、Ｅ……可変イン
ピーダンス素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 初段にコンプリメンタリ差動入力回路を有
   し、入力端子に第１抵抗と可変インピーダンス素
   子を介して上記コンプリメンタリ差動入力回路を
   構成するベースと接地間に第２抵抗を設けた第１
   トランジスタのベースが接続され、上記コンプリ
   メンタリ差動入力回路を構成する第２トランジス
   タのベースに帰還抵抗を介して出力端子が接続さ
   れた低周波増幅回路と、この低周波増幅回路の出
   力端子に出力される電圧と比較しうる基準電圧を
   作成する基準電圧源と、前記出力端子の電圧を前
   記基準電圧源の基準電圧と比較し、前記出力電圧
   が基準電圧以上のときその差電圧を生じる比較回
   路と、前記差電圧に応じて前記可変インピーダン
   ス素子の飽和抵抗を変化させ、前記入力端子の電
   圧を前記飽和抵抗と前記第１抵抗により分圧せし
   める駆動回路とを備え、前記低周波増幅回路に、
   前記コンプリメンタリ差動入力回路を定電流で駆
   動する定電流源を設けたことを特徴とする録音増
   幅回路。