JPH0261805B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、音声信号などの可聴周波数信号を増
幅するために有利に用いられる増幅装置に関し、
もつと詳しくは入力信号の振幅が異常に大きくな
つた場合においても歪みを生じることなく増幅を
行なう増幅装置に関する。

このような増幅装置は、従来からいわゆる
ALC（自動レベル制御）機能を有するものとして
知られている。ALC機能を有する増幅装置は、
通常、過大な振幅を有する入力信号が与えられた
ときにはその利得を急速に低減し、その後過大入
力信号がなくなれば利得を緩かに回復してゆき、
もとの高利得の増幅状態にもどす。こうして過大
な振幅を有する入力信号は、波形歪みを生じるこ
となく増幅され、小さな入力信号は、大きな利得
で増幅される。利得回復に要する時間、すなわち
リカバリータイムを利得低減に要する時間、すな
わちアタツクタイムに比べて大きくしている理由
は、過大な振幅を有する音声信号が入力された場
合に、いわゆる息づき現象などの聴感上の不自然
さをなくすためである。このような先行技術によ
れば、瞬時的に入力される、音声信号よりもはる
かに大きいクリツクなどの妨害信号が与えられた
場合には、ALCが妨害信号に応動し、その直後
の正常な振幅を有する入力信号がリカバリタイム
に関連した或る期間、過度にレベル低減されて欠
落し、聴取できなくなるという問題がある。

前記妨害信号は、たとえば雷が発生したとき、
マイクロホンに物体が衝突したとき、およびプレ
ストークスイツチの操作時などにおいて生じる。

本発明の目的は、音声信号で考えられる過大な
振幅よりもさらに大きな振幅を有するクリツクな
どの妨害信号が与えられた場合、その直後におけ
る正常な振幅を有する信号を円滑に増幅すること
ができるようにした改良された増幅装置を提供す
ることにある。

本発明は、入力信号のレベルを減衰させ、その
減衰量が可変である減衰回路３と、 前記減衰回路３の出力を増幅する増幅回路４
と、 増幅回路４からの出力信号に応答し、その出力
信号の増大時に減衰回路３による入力信号の減衰
量を急速に大きくし、その後の出力信号の減少時
に前記減衰量を穏やかに小さくするレベル制御回
路６と、 前記入力信号を、音声信号で考えられる過大な
振幅よりもさらに大きな予め定める弁別レベルで
レベル弁別するレベル弁別回路３３と、 前記レベル弁別回路３３からの出力に応答し、
前記入力信号が、一旦、前記弁別レベルを超えた
後に、再び前記弁別レベル以下に回復したことを
検出する検出手段５７と、 前記検出手段５７の出力に応答し、前記入力信
号が一旦前記弁別レベルを超えた後に再び前記弁
別レベル以下に回復したときには、前記減衰回路
３の減衰量を最小値まで急速に小さくする制御回
路５８とを含むことを特徴とする増幅装置であ
る。

第１図は本発明の一実施例の電気回路図であ
る。入力端子１からの例えば可聴周波数の信号
は、結合コンデンサ２および抵抗５７から減衰回
路３を経て高利得の増幅回路４に与えられる。こ
の増幅回路４によつて増幅された信号は、出力端
子５から導出される。減衰回路３に関連して、レ
ベル制御回路６が設けられる。増幅回路４からの
出力信号は、レベル制御回路６における結合コン
デンサ７から、直列に接続された抵抗８〜１０に
与えられる。抵抗８，９の接続点１１と地気間に
は、ダイオード１２が接続される。抵抗９，１０
の接続点１３からの信号は、差動増幅回路１４に
与えられる。差動増幅回路１４は、一対のトラン
ジスタ１５，１６および抵抗１７〜２０から成
る。差動増幅回路１４からの出力は、ダイオード
２１を経てコンデンサ２２を急速に充電する。コ
ンデンサ２２は、トランジスタ１６のコレクタす
なわち接続点３０の電圧が低下すれば、抵抗２
３，２４，２５などによつて緩やかに放電され
る。

ダイオード２１のカソード側に接続されている
抵抗２３〜２６は、トランジスタ１６のコレクタ
電圧が最低状態に低下している状態、すなわち無
信号時において、トランジスタ２７を活性状態に
近づけるようにそのトランジスタ２７のベースに
バイアス電圧を与える。

コンデンサ２２から抵抗２３を介する出力は、
減衰回路３のトランジスタ２７に与えられる。ト
ランジスタ２７からの出力はトランジスタ２８に
与えられる。この減衰回路３では、結合コンデン
サ２を介する入力信号が抵抗２９とトランジスタ
２８とによつて分圧され、その分圧されて減衰さ
れた信号が増幅回路４に与えられる。

入力端子１から入力される入力信号の振幅が過
度に大きくなく、すなわち正常であるときには、
接続点１３の電位はトランジスタ１５を遮断する
に得るローレベルであり、したがつて差動増幅回
路に含まれるトランジスタ１６は導通している。
そのため抵抗１８とトランジスタ１６との接続点
３０は、ローレベルであり、応じてコンデンサ２
２の端子電圧は低く、減衰回路３におけるトラン
ジスタ２７は遮断している。したがつてトランジ
スタ２８のコレクタ・エミツタ間のインピーダン
スは、きわめて大きい。したがつて減衰回路３に
よつて入力信号が減衰されることなく、増幅回路
４によつて増幅される。

次に、入力端子１に与えられる入力信号のレベ
ルが大きくなつたときを想定する。増幅回路４か
らの出力信号は、結合コンデンサ７および抵抗８
を経てダイオード１２によつて整流される。この
接続点１１には、ダイオード１２に加わる交流信
号と整流出力の直流成分とが重畳され、この重畳
された電圧は、抵抗９，１０から成る分圧回路に
よつて分圧され、接続点１３からトランジスタ１
５のベースに与えられる。したがつて接続点１３
における電圧がトランジスタ１５を導通させるに
足る値以上になると、トランジスタ１５は導通
し、これによつてトランジスタ１６が遮断する。
そのため接続点３０は高電位となり、コンデンサ
２２はダイオード２１を介して急速に充電され、
コンデンサ２２の端子電圧が急速に上昇する。そ
のためトランジスタ２７が導通し、応じてトラン
ジスタ２８が導通し、そのコレクタ・エミツタ間
のインピーダンスはコンデンサ２２の端子電圧に
よつて定まる値となる。そのため結合コンデンサ
２からの入力信号は抵抗２９とトランジスタ２８
とによつて分圧されて減衰され、増幅回路４に入
力される。こうして入力端子１からの減衰回路３
によつて減衰された信号が増幅されて出力端子５
に導出されることになる。

入力端子１からの入力信号の振幅が過大な状態
から正常な値にもどると、接続点１３の電位が下
り、トランジスタ１５が遮断し、トランジスタ１
６が導通する。そのためダイオード２１が遮断
し、コンデンサ２２の電荷は抵抗２３，２４など
によつて放電されてゆき、コンデンサ２２の出力
電圧が緩やかに低下していく。このコンデンサ２
２の電圧が緩やかに低下してトランジスタ２７を
遮断させると、トランジスタ２８が遮断する。こ
れによつて結合コンデンサ２を介する入力信号が
減衰回路３において減衰されることなく、増幅回
路４に与えられることになる。

要約すると、過大な振幅を有する入力信号が与
えられると、コンデンサ２２の端子電圧が急速に
上昇し、トランジスタ２７，２８が活性状態にな
り、したがつて入力端子１からの入力信号が減衰
される。その過大な振幅を有する入力信号が正常
な振幅値に戻るとコンデンサ２２の電荷は緩やか
に放電されてゆき、したがつて入力信号の減衰回
路３による減衰状態は入力信号の振幅が正常にも
どつた後もしばらく持続させることになる。

コンデンサ２２の緩慢な放電によつてトランジ
スタ２８が導通した状態に保たれる時間は、大振
幅の信号が入力されなくなつてから高利得状態に
戻るまでのいわゆるリカバリータイムであり、こ
のリカバリータイムは、大振幅を有する信号が入
力されて利得が下がるまでのいわゆるアタツクタ
イムに比べて十分に大きくなるように、したがつ
て音声信号のいわゆる息づき現象などが十分小さ
くなるような値に選ばれる。したがつて音声信号
で考えられる過大な振幅よりもさらに大振幅のク
リツク等の妨害入力が入ると、妨害入力消滅直後
にリカバリータイムに関連した或る期間音声信号
が過度に減衰され、その時の音声入力信号レベル
が低ければ聴感上音声信号が欠落することにな
る。

入力端子１からの入力信号はまた、結合コンデ
ンサ３２を介してレベル弁別回路３３に入力され
る。結合コンデンサ３２からの出力は、レベル弁
別回路３３における差動増幅器３４の非反転入力
端子３４ａに与えられる。差動増幅器３４の出力
端子３４ｃと反転入力端子３４ｂとの間には、抵
抗３５が介在されている。この入力端子３４ｂ
は、抵抗３６およびコンデンサ３７を介して接地
される。したがつて差動増幅器３４ｃにおける接
続点３８と反転入力端子３４ｂにおける接続点３
９の直流電圧は等しく、しかるに交流成分振幅は
コンデンサ３７の働きによつて接続点３８よりも
接続点３９の方が小さくなる。抵抗３６とコンデ
ンサ３７との時定数は、入力信号の周波数成分の
周期よりも充分に大きく、したがつてコンデンサ
３７の端子電圧は入力信号の周波数に追随するこ
とができない値に選ばれる。こうして抵抗３６と
抵抗３５とによつて、入力端子３４ａ，３４ｃ間
の利得が定められる。

接続点３８は、抵抗４２を介して差動増幅器４
１の反転入力端子４１ｂに接続されるとともに、
抵抗４３を介して出力端子４１ｃに接続される。
抵抗４２，４３の抵抗値は等しく選ばれ、したが
つて接続点３８と出力点４１ｃとの間の利得は−
１である。差動増幅器４１の非反転入力端子４１
ａは、コンデンサ４４および抵抗４５によつて接
地されている。このコンデンサ４４は、抵抗４０
を介して与えられる信号をバイアスさせる。した
がつて非反転入力端子４１ａの接続点４６は直流
成分のみとなり、差動増幅器５０の非反転入力端
子５０ａの電位よりも低い抵抗４５と抵抗４７と
によつて定められる電位となる。

差動増幅器３４，４１からの出力信号は、ダイ
オード４８，４９を経て差動増幅器５０の反転入
力端子５０ｂに与えられる。非反転入力端子５０
ａには、予め定めた基準電圧Vcc／２が与えられ
る。差動増幅器３４の非反転入力端子３４ａの直
流バイアス電圧は、抵抗４０を介して接続点４６
から供給されているので、差動増幅器４１の非反
転入力端子４１ａの電位と同等であり、無信号時
の、出力端子３４ｃ，４１ｃの電位も接続点４６
の電位とほぼ同等となる。また、無信号時の差動
増幅器５０の反転入力端子５０ｂの電位は、出力
端子３４ｃ，４１ｃの電位よりもダイオード４
８，４９の順方向電圧降下分だけ低い電位とな
り、この電位は非反転入力端子５０ａの電位
Vcc／２より低いので、出力端子５０ｃの電位は
ハイレベルとなる。コンデンサ３２を介して非反
転入力端子３４ａに加わる入力により出力端子３
４ｃの電位が変動して、Vcc／２とダイオード４
８の順方向電圧降下の和より高くなると、差動増
幅器５０の出力端子５０ｃの電位は論理が反転し
てローレベルとなる。出力端子３４ｃの電位が低
下した場合には４１ｃの電位が上昇し、Vcc／２
とダイオード４９の順方向電圧降下の和より高く
なつたときにも出力端子５０ｃの論理が反転す
る。すなわちコンデンサ３２を介して加わる入力
により非反転入力端子３４ａの電位が上昇し、所
定の上側しきい値ｌ１をこえた場合、および下側
しきい値ｌ２以下になつた場合に、出力端子５０
ｃすなわちレベル弁別回路３３の出力は、論理が
反転してローレベルとなる。

レベル弁別回路３３からの出力は、ライン５１
から微分コンデンサ５２を介しダイオード５３に
よつて正極性パルスのみがトランジスタ５４のベ
ースに抵抗５５を介して与えられる。微分コンデ
ンサ５２とダイオード５３とは、レベル弁別回路
３３からの出力に応答し、入力端子１からの入力
信号が弁別レベルであるしきい値ｌ１よりも上
に、またしきい値ｌ２よりも下のレベルになつた
後に、その弁別レベルｌ１，ｌ２以下、すなわち
しきい値ｌ１〜ｌ２以内の範囲内になつたことを
検出する検出手段５７を構成する。

この検出手段５７の出力は、上述のように抵抗
５５を介してトランジスタ５４のベースに与えら
れ、このトランジスタ５４のベースには抵抗５６
が接続される。トランジスタ５４のコレクタ・エ
ミツタ間は、コンデンサ２２に並列に接続されて
いる。抵抗５５，５６とトランジスタ５４とは、
検出手段５７の出力に応答し、減衰回路３の減衰
量を急速に小さくする制御回路５８を構成する。

第２図を参照して、入力端子１からクリツタな
どの過大な振幅を有する妨害信号が入力された場
合を想定する。結合コンデンサ３２からの出力波
形は第２図１に示されている。この結合コンデン
サ３２からの出力がレベル弁別回路３３に与えら
れてレベル弁別回路３３が前述のごとく動作する
ことによつて比較回路５０の出力端子５０ｃから
は、第２図２に示される波形が導出される。微分
コンデンサ５２からの出力波形は、第２図３に示
されている。ダイオード５３は、微分コンデンサ
５２からの出力のうち、第２図４に示されるよう
に正極性のパルスのみをトランジスタ５４のベー
スに与える。トランジスタ５４は、この微分コン
デンサ５２からの出力がしきい値ｌ３を超える間
だけ、瞬時的に導通する。トランジスタ５４のス
イツチング状態は第２図５に示されるとおりであ
る。このようにして過大な振幅を有するクリツク
などの妨害信号が入力端子１から入力された場合
には、その妨害信号の振幅が弁別レベルｌ１，ｌ
２の範囲を逸脱して再び弁別レベルｌ１，ｌ２の
範囲内に復帰した直後において、トランジスタ５
４が瞬時的に導通する。これによつてコンデンサ
２２の電荷をトランジスタ２７，２８が不活性と
なる範囲内に放電減少させる。したがつて過大な
振幅を有する妨害信号の消滅（ピーク・ツー・ピ
ーク・レベルがｌ１−ｌ２に減少）した直後でト
ランジスタ５４が導通した後には、トランジスタ
２７，２８が遮断し、これによつて入力端子１か
らの入力信号は減衰回路３によつて減衰されるこ
となく、増幅回路４に与えられて増幅される。そ
のためクリツクなどの妨害信号の混入直後におけ
る入力信号が増幅されずに欠落してしまうことが
防がれる。

以上のように本発明によれば、音声信号で考え
られる過大な振幅であつてかつレベル弁別回路に
予め定められた弁別レベル未満の振幅を有する入
力信号が入力されたときには、レベル制御回路に
よつて在来のように自動レベル制御が行なわれ
る。また音声信号で考えられる過大な振幅よりも
さらに大きい振幅を有する入力信号が与えられて
レベル弁別回路によつて定められた弁別レベルを
越えたときには、その弁別レベル以下になつた直
後に減衰回路の減衰量が急速に小さくされるの
で、クリツクなどの妨害信号が入力されて前記弁
別レベルを越えた直後において音声信号が欠落す
ることが防がれ、通常の音声信号が高利得で増幅
されたまま増幅回路によつて得られることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電気回路図、第２
図はその動作を説明するための波形図である。 １…入力端子、２…結合コンデンサ、３…減衰
回路、４…増幅回路、５…出力端子、６…レベル
制御回路、３１…微分回路、３３…レベル弁別回
路、５４…トランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力信号のレベルを減衰させ、その減衰量が
   可変である減衰回路３と、 前記減衰回路３の出力を増幅する増幅回路４
   と、 増幅回路４からの出力信号に応答して、その出
   力信号の増大時に減衰回路３による入力信号の減
   衰量を急速に大きくし、その後の出力信号の減少
   時に前記減衰量を穏やかに小さくするレベル制御
   回路６と、 前記入力信号を、音声信号で考えられる過大な
   振幅よりもさらに大きな予め定める弁別レベルで
   レベル弁別するレベル弁別回路３３と、 前記レベル弁別回路３３からの出力に応答し、
   前記入力信号が、一旦、前記弁別レベルを超えた
   後に、再び前記弁別レベル以下に回復したことを
   検出する検出手段５７と、 前記検出手段５７の出力に応答し、前記入力信
   号が一旦前記弁別レベルを超えた後に再び前記弁
   別レベル以下に回復したときには、前記減衰回路
   ３の減衰量を最小値まで急速に小さくする制御回
   路５８とを含むことを特徴とする増幅装置。