JPH0161248B2 - - 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
の録音増幅回路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、録音信号が歪
むことがあるので、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。

電源電圧中のハム、あるいは負荷変動による電
圧の変化等によりALC動作時に入力信号にそれ
ら影響が混入するのを防止する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回路をステレオテー
プレコーダ用ALC付録音増幅器の集積回路に適
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付録音増幅器は、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幅回路Ａ
と、この低周波増幅回路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幅回路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
力信号を増幅し、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
挿入された差動増幅器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付録音増幅器として適用
したものであり、低周波増幅器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Rgをもつ信号源Sig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幅回路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は各々低周波増幅回路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、低周波増幅回路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信号を増幅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、交流帰還用抵抗
R_NFと共に低周波増幅回路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Q₃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
増幅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幅回路
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は低周波増幅回路Ａの出力端子
５の直流電位V₀が電源電圧Vccに係わらずその
中点の電位、即ちVcc／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を介してそれ
ぞれ接地されている。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Vcc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をトランジス
タをダイオード接続したものとすると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Vccに比較し
無視できるものとするとｉ＝（Vcc−4V_BE）／R₅
となる。

そしてトランジスタQ₁₀，Q₆のベースは共通さ
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＝｛（Vcc−4V_BE）／R₅｝×R₁₂＋2V_BE ここで、R₅≒2R₁₂となるように設定すると、 V₀≒１／２Vcc−2V_BE＋2V_BE≒１／２Vcc となり、電源電圧Vcc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幅回路に供給される
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を負荷として増幅されトラ
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は反転増幅器を構成する。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
エミツタ電流をほゞ決定し、この抵抗R₁₀とエミ
ツタに接続されている抵抗R₉でほゞその利得が
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を図のように組合み合
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により増幅された
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
する差動増幅器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を介してそのカソード側
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幅器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＋exp^q _2KT（V₁−V₂）｝ …(1) となる。

他方、今差動増幅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＋exp^q _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図イ，ロに示す。

第２図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幅器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１／２Vcc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Vcc／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R₉、トランジスタ
Q₃₅を介してカレントミラーされたトランジスタ
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幅回路Ａによりほぼ抵抗
R₁₂，R_NFで決定される利得分だけ増幅され出力
端子５に出力される。この点の直流電圧は電源電
圧Vccの中点電圧となるため出力信号は1/2Vcc
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（１／２Vcc＋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
に示すようにトランジスタQ₂₆のベース電位であ
るほぼ（１／２Vcc＋V_BE）よりも低い時即ち入力信 号レベルの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
れず低周波増幅回路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（Vcc／２＋V_BE） よりも高くなる部分があるとVcc／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。

以上のように比較回路Ｃは差動増幅器で構成さ
れトランジスタQ₂₆のベースに基準電圧源Ｂの出
力が接続されている。よつて今、特に差動入力即
ちV₁−V₂が差動増幅器が直線領域で動作するよ
うな状態にALCがかかつた時、電源端子３にハ
ムあるいは電源の負荷変動による電圧の変化、リ
ツプル等の電圧変化が存在すると直線上記差動増
幅器により増幅され駆動回路Ｄ及び可変インピー
ダンス素子を介して入力信号に混入することにな
る。

よつて本実施例のように抵抗R₁₁、コンデンサ
C₃により構成されたリツプルフイルタ回路を介
して第１のトランジスタであるQ₃₈のエミツタか
ら抵抗R₂₀，R₂₁の分割点より取り出した電圧を
利用することは、上記問題を解決する上で有力な
手段となる。

尚、以上の説明では片チヤンネルだけの動作を
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
少なくすることが期待できる。

以上、ALC付録音増幅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
に録音増幅器として使用し、スイツチＳを閉じた
時再生用増幅器として使用することができる。

つまりスイツチ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幅回路Ａの利得分だけ増
幅され端子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、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
接続された低周波増幅回路と、電源電圧がリツプ
ルフイルタ回路を介してベースに加えられるトラ
ンジスタ、このトランジスタのエミツタに直列接
続された第２抵抗と第３抵抗よりなる直列抵抗
体、この直列抵抗体に縦列接続された定電流源を
含み、上記第２抵抗と第３抵抗の分割点より前記
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たも
のであり、したがつて本発明によれば電源電圧中
にハムその他の原因でリツプル成分が含まれてい
たとしてもこれによつて基準電圧が変化すること
はほとんどなくALC動作も常に正確に行なわれ
るという利点を有する。

【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の電気的結線
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 入力端子に第１抵抗と可変インピーダンス素
   子を介して接続された低周波増幅回路と、電源電
   圧がリツプルフイルタ回路を介してベースに加え
   られるトランジスタ、このトランジスタのエミツ
   タに直列接続された第２抵抗と第３抵抗よりなる
   直列抵抗体、この直列抵抗体に縦列接続された定
   電流源を含み、上記第２抵抗と第３抵抗の分割点
   より前記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
   えたことを特徴とする録音増幅回路。