JPS58169603A - 交流電圧に依存する制御電圧の発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、交流電圧に依存する制御電圧を発生する回路
に関している。その場合この回路は充電コンデンサを有
し、コンデンサの充電状態は、交流電圧に依存し、制御
可能な充放電電流路を介して次のように変化させられる
。即ち、交流電流の振幅が増大する時には、充電コンデ
ンサは弁回路を介して充電され、振幅が減少する時には
、放電電流路のコンダクタンスが上昇する。この時、放
電電流路の制御回路の中に遅延素子が挿入される。また
、放電電流路のコンダクタンスは、交流電圧振幅の増大
と減少との間の時間差に依存して制御される。さらに、
コンデンサの充電状態を変えるために、交流電圧が評価
される。

このような回路は、ドイツ連邦共和国特許第２８３０７
８４号明″細書および同第２８３０７８６号明細書に記
載されている。この回路を制御電圧発生器としてコン・
ξンダ系で使用することは可能であり、それはドイツ連
邦共和国特許第２４０６２５８号明細書に記載されてい
る。

そのコン・ξンダ回路においては、圧縮の際には増幅器
の交流電圧出力信号が、伸長の際には交流電圧入力信号
が、制御電圧発生器の入力側に供給される。この場合、
制御電圧発生器の直流電圧出力信号は、有効信号路の中
にあり、増幅度を電気的に制御することができる増幅器
の制御入力側へ供給される。この制御電圧発生器は次の
ように作用する。即ち、その入力側に供給される交流電
圧が急激に増大した時、この制御電圧発生器は、電圧増
大値に対応する直流電圧を急速に発生する。この直流電
圧は、有効信号路にある増幅器の増幅度を迅速に変化さ
せる。

増幅器の伝送量を迅速に変化させることは、有効信号の
レベルが広い範囲で飛躍的に変化する場合、特に重要で
ある。伝送量が変わらない時には、小さな値から大きな
値へレベルが急変した場合、圧縮器量力信号の過振動、
従って伝送チャネルの過制御が生ずるおそれがある。ま
た、レベルが逆方向に急変した場合には、制御への移行
期間中、有効信号が存在する時にはマスキングされてい
る雑音信号が、可聴信号となって伸長器の出力側に現れ
る。圧縮器と伸長器との相補的特性を得るためには、圧
縮器と伸長器の動作に特有の特徴を両者で同じように考
慮すると有利である。

従って、有効信号路にある増幅器の伝送量を制御するだ
めの制御電圧発生器は、それぞれのレベルに迅速に適合
する制御電圧を供給しなければならない。そのだメに、
レベルが大きく変動するとき、制御電圧発生器中の充電
コンデンサの放電時定数が短縮すべきである。定常状態
またはレベルが緩やかに変動する場合には、制御電圧が
有効信号に応じて変動しないようにするため、放電時定
数は大きくされる。制御電圧が変動すると歪率が大きく
なるからである。

上述のことを実現するために、充電コンデンサの放電が
利用される。その場合、交流電圧の振幅が減少する時に
充電コンデンサが放電する回路でも、同じ場合にコンデ
ンサが充電される回路でも、上述の関係が維持されねば
ならない充電コンデンサの時定数は、相矛盾する要求を
満たすように制御される必要がある。そのために、過振
動を確実に防止し、歪率を小さくし、さらに強い有効信
号によって雑音信号を生理学的にマスキングできるよう
に、放電時定数を制御できる回路が用いられる。

この種の回路は、ドイツ連邦共和国特許第２８５０７３
６号明細書に記載されている。この公知の回路は、マス
キングされていない雑音の持続時間が短いことを考慮し
て、歪率を許容できる値に抑えるよう、遅延素子の遅延
時間を制御できるという利点を有している。

本出願人のドイツ連邦共和国特許出願Ｐ２８１２４３１
．４号明細書には、ドイツ連邦共和国特許第２８５０７
３６号明細、書記載の圧伸方式のだめの整流回路が記載
されている。この整流回路は、整流電圧を制限すること
により部分的に直線的な特性を得ている。

発明の目的 本発明の基本的課題は、上述の特許第Ｐ２８５０７３６
号明細書の基本原理とは異なった回路により、公知のも
のと同じく、過振動防止、小さな歪率、強い有効信号に
よる雑音信号の生理学的マスキング等を考慮して、放電
時定数を制御できるようにすることである。

次に図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は公知の制御電圧発生回路のブロック回路図であ
る。ここで１は制御可能な増幅器であり、その入力端子
２には交流電圧が供給されている。出力側３からは、増
幅され、または制御により変形された出力電圧、例えば
圧縮または伸長された出力電圧が取出される。増幅器１
の制御入力側牛は制御回路５と接続され、その入力端は
入力端子２と接続されている。制御回路５の中では、コ
レデ゛ンサ６を介してトランジスタ７０ベースに交流電
圧が加わる。ペースは抵抗８を介して接地されている。

トランジスタ７のエミッタ回路には充電コンデンサ９が
設けられ、このコンデンサ９はトランジスタ７を介して
使用電圧源＋Ｕにより充電される。充電コンデンサ９の
充電状態は、トランジスタ７に供給される交流電圧の電
圧値に対する基準となる。充電コンデンサの電圧は、直
接、または別の増幅器を介して、制御可能な増幅器に供
給される。充電コンデンサ９と並列に抵抗１０が接続さ
れている。抵抗１０は、回路の時定数を定めると同時に
、コンデンサ９を放電するために用いられている。

この種の回路は、ドイツ連邦共和国特許出願公告第１９
３４３０６号公報に記載されている第２図にも公知の制
御回路が示されている。

第２図の制御回路５は演算増幅器１１を有し、それは充
電コンデンサ９を充電するだめの整流器１２と接続され
ている。この回路の作用は、第１図に示した回路の動作
にほぼ対応している第２図の結合コンデンサ１３および
漏れ抵抗１４は、第１図のコンデンサ６および抵抗６に
相当する。ただ、この場合両者は、演算増幅器１１の入
力抵抗に整合するよう構成されている充電コンデンサ９
の充電の際に流れる電流工は、コンデンサ９の充電状態
の基準となる。こノミ流はトランジスタ７またはダイオ
ード１２を通って流れる。

実施例の説明 第３図、第４図は、本発明による制御回路のブロック回
路図である。この２つの回路の中では、第１図、第２図
に示す回路は次のように変形されている。即ち、第１図
のトランジスタ７（第３図）または第２図のダイオード
１２として構成されたトランジスタ２０（第４図）のコ
レクタに供給される電圧または電流の値を、評価するこ
とができる。この変形回路では、トランジスタ７．２０
０弓レクタ回路にカレントミラー１５が接続されている
。カレントミラー１５は、充電電流工に鏡対称な電流１
　を、トリガ回路１７の電流制御入力側１６（電流に敏
感な入力側）へ供給する。トリガ回路としては、例えば
ＡＥＧ−置ＥＦＵＮＫ１１ＣＮ　Ｗｉｓｓｅｎｓｃｈａ
ｆｔｌｉｃｈｅＢｅｒｉｃｈｔｅ　ｌ　９７９年１７２
月号第１０３頁に記載されているような、所謂モ／フロ
ツゾ（単安定マルチバイブレータ）を使用することがで
きる。トリガ回路１７は、抵抗１８と直列に、抵抗１０
とは並列に接続されたスイッチ１９を切換えるために用
いられる。スイッチ１９はトリガ回路１７の構成部分と
してもよい。

第３図および第４図に記載された回路により、交流電圧
の振幅が減少する際の、制御電圧発生器の特性が改善さ
れる。

交流電圧の振幅が緩やかに減少する場合、充電コンデン
サ９も抵抗１０を介してゆっくりと放電する。この緩慢
な放電時定数は、信号周波数が最低の時最大許容歪偏□
が得られるように定められる。この時定数は、コンデン
サ９および抵抗１０により定められる。低い下限周波数
を有する広帯域信号（例えば電気音響信号）を伝送する
場合、歪率を小さく抑えようとすれば、数秒程度の大き
な時定数が必要となる。

しかし、交流電圧が急激に低下する場合、例えば伸長器
において伝送量はそれほど急速に減少しないので、大き
な時定数は障害となる。そのため、それまで強い有効信
号によってマスキングされていた伝送路の障害雑音が、
人間の耳に聞えるようになる。従って、交流電圧の振幅
が急速に減少する時には、制御電圧発生器における放電
時間は短くなければならない。つまり小さな放電時定数
を必要とする。この要求に応えるだめ、トランジスタ７
のコレクタに供給される電圧や電流工に対応する電流工
　のような、充電コンデンサ９への充電電流工に依存す
る電気的な値は、第３図、第４図に示すような形で評価
される。有効信号が小さい場合、充電電流工は流れない
。このことは、その時にスイッチ１９を介して抵抗１８
を抵抗１０と並列に接続するために評価される。それに
より、コンデンサ９の放電速度は、例えば１０倍になる
。

しかし、強い有効信号の最後の振動列を歪なく再生する
ために、この最後の振動列が終った時に始めて、／Ｉ：
さな時定数への切換えが行なわれる。このために、カレ
ントミラー１５とスイッチ１９との間に、単安定マルチ
ノ々イゾレータ１７が挿入されている。それにより、電
流１′が０になった時、ある遅延時間の後でスイッチ１
９が閉成される。信号周波数が最低の時に、振動期間が
最も長くなる。従って、大きな時定数から小さな時定数
に切換える際の遅延時間は、最低信号周波数に応じて決
定されねばならない。この遅延時間の経過前に、有効信
号の振幅が小さな値になると、伸長器の出力側にマスキ
ングされていない雑音が現れる。しかし人間の聴力は、
大きな音圧かも小さな音圧へ反応しベルを変えるのに、
いくらかの時間を必要とする。従って、時定数を切換え
る際の遅延時間が、生理的に人間の聴力に整合する時間
より短くとも、マスキングされていない雑音が知覚され
ることはない。

ドイツ連邦共和国特許出願筒Ｐ２８１２４３゜４号明細
書には、ドイツ連邦共和国特許第２８５０７３６号明細
書による圧縮・伸長方式のだめの整流回路が記載されて
いる。この整流回路は、整流電圧を制限することにより
、部分的に直線的な特性を得ている。

第色図の装置では、部分的に直線的な特性を得るために
、第５図に示す付加的な回路素子が用いられる。ここで
は、電源抵抗２３が接続されている。抵抗２３は、ダイ
オードとして働くトランジスタ２１．抵抗２２、および
スイッチ２５、抵抗２４から成る直列回路と接続されて
いる。トランジスタ２１のエミッタは、出力端子４と接
続されている。スイッチ１９と２５は、相互に関連した
動作をするよう連動されている。出力端子牛は、ツェナ
ーダイオード２６を介して接地されている。

出力端子牛に現れる制御電圧は、正の方向では、ツェナ
ーダイオード２６により制限される。

制御電圧の最小値を決定するために、出力側４は、トラ
ンジスタ２１のベース−エミツタ路を介して、基準電圧
と接続されている。この基準電圧は、トランジスタ２１
のベース−エミッタ間順方向電圧の分だけ、出力側４で
所望される最小電圧より高い。この回路では、抵抗２４
とスイッチ２５の直列接続と抵抗２２とから成る並列接
続およびそれと抵抗２３とから形成される分圧器を介し
て、使用電圧から基準電圧が取出される。

入力端子２に入力信号が現れない場合には、スイッチ１
９は閉成される。従って、抵抗１８と１０は並列に接続
される。それに応じて、出力側４に印加された所望の最
小電圧は、抵抗１８．１０を流れる電流１□を発生する
。電流Ｉ□は、トランジスタ２１のベース−エミツタ路
をも流れ、そこで電圧降下Ｕｌ　が生ずる。Ｕ□　は次
の式から求められる。

この場合、Ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電
荷の値である。工。は物質によって定まる定数であり、
通常のシリコントランジスタ１４ では、■ｏ　　〜１０　　　Ａである。

特性曲線の所望の下方折曲点に相当する信号より僅かに
大きい入力信号が入力側２に加わると、信号のピークの
間、トランジスタ２０は短時間導通する。その時、トラ
ン、ノスタ２０を流れる電流に等しい電流が、カレント
ミラー１５から流れる。この電流１　は、電流入力側１
６を介して、単安定マルチバイブレータ１７をトリガす
る。そのだめスイッチ１９は開放される。この時、抵抗
１８は抵抗１０と並列に接続されなくなるので、端子牛
における制御電圧を制限するためにトランジスタ２１か
ら供給サレル電流は、その最小値が工□　から１□　に
下がる。

従って、トランジスタ２１のベース・エミッタ間順方向
電圧も、Ｕ　からＵｌ　ヘ低下する。

抵抗１ｏだけの抵抗値が、抵抗１０．１８から成る並列
回路の抵抗値の、例えば１０倍だとすると、 工、ｚｏ、１・　工、 である。この時、トランジスタ２１のベース・エミッタ
間順方向電圧は たけ変化する。この例では Ｕｌ−Ｕｌ　ｚ２６　ｍＶ　・ｉｎ　ｌｏｚ６０ｍＶで
ある。

従ッテ１．トランジスタ２１および抵抗２２゜２３によ
って定められる最小制御電圧は、６０ｍＶだけ上昇する
。これは好ましいことではなく、また、コン・ξンダの
所望される部分的直線特性の下部折曲領域において、歪
の原因とな６る。本発明によれば、出力側牛におけるこ
の最小制御電圧の上昇は、次のようにして補償される。

即ち、スイッチ１９を開放する際、トランジスタ２１の
順方向電圧による差分だけ、基準電圧を低下させるので
ある。この動作は、例え＆よ次のようにして行なわれる
。即ち、スイ・ンチ１９を開放すると同時にスイッチ２
５を閉成し、抵抗２４を抵抗２２と並列に接続する。こ
れにより、基準電圧が所望通り変化するように、基準電
圧を発生する分圧器の分圧比を変えるのである。

第６図は、基準電圧制御回路の別の実施例を示している
。この回路は、基準電圧を異なる使用条件に整合させる
ために用いられる。この回路は、第５図の回路の一部を
示しており、ツェナーダイオード２６、トランジスタ２
１、直列接続された抵抗２２．２３を含んでいる。抵抗
２３と並列に、スイッチ２８と抵抗２７の直列回路が接
続されている。スイッチ１９と２８は、第５図の実施例
と同じく、同期して操作される。スイッチ１９が開放す
ると、スイッチ２８も開放される。従って、基準電圧に
所望通りの変化が起るように、分圧器２３．２２の分圧
比が変化する。

この場合、スイッチ１９の開閉と同期して、トランジス
タ２１のベースに加わる基準電圧を所望の値だけ変える
ことのできる回路なら、どんなものでも使用できる。

第７図は、多数のダイオード２９を直列に接続した回路
を示している。このダイオード直列回路は、ツェナーダ
イオ−Ｐ２Ｏの代わりに、制御電圧の最大値を制限する
ために用いられる

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は公知の制御電圧発生回路のブロック回
路図、第３図、第４図は本発明の実施例による制御電圧
発生回路のブロック回路図、第５図は電圧制限回路を有
する制御電圧発生回路の本発明の実施例のブロック回路
図、第６図は第５図に示す電圧制限回路を変形した本発
明の実施例のブロック回路図、第７図はダイオードの直
列接続回路のブロック回路図である。 １・・・制御可能増幅器、２・・・入力端子、３・・・
出力側、牛・・・制御入力側、５・・・制御電圧発生回
路、６・・・コンデンサ、９・・・充電フンデン−ＩＪ
−１１１・・・、演算増幅器、１２・・・整流器、１３
・・・結合コンデンサ、１４・・・漏れ抵抗、１５・・
・カレントミラー、１６・・・電流入力側、１７・・・
トリガ回路、１９．２５．２８・・・スイッチ、２６・
・・ツェナーダイオード、 図面のｉｆ可”７に内容に変更なし） Ｆｉｇ、１ Ｆｉｇ、２ Ｆｉｇ、４ 手続補正書（方式） 昭和５８年５月　１２　日 特許庁長官殿 １、事件の表示　昭和５８年特許願第３５９６号２、発
明の名称 交流電圧に依存する制御電圧の発生回路３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 ４復代理人 ５、補正命令の日付 昭和５８年４　月　２６日　　　（発送日）但し図面の
浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　充電コンデンサ（９）を有し、該充電コンデンサ
   （９）の充電状態を、交流電圧の振幅が増大する時には
   弁回路（７，１２，２０）を介してコンデンサ（９）が
   充電され、交流電圧の振幅が減少する時には放電電流路
   （ｌＯ，１８）のコンダクタンスが上昇するように、制
   御可能な充電および放電電流路を介し、交流電圧に依存
   して変化させることができ、その際、放電電流路のだめ
   の制御路に遅延素子（１７）が配置され、また交流電圧
   振幅の増大と減少との間の時間差に依存して放電電流路
   のコンダクタンスが制御され、さらに充電状態を変化さ
   せるために交流電圧が評価される、交流電圧に依存する
   制御電圧の発生回路において、交流電圧を評価するため
   に、トランジスタ（７，２０）のエミッターコレクタ路
   を介して充電コンデンサ（９）に充電電流が供給され、
   トランジスタ（７，２０）のコレクタ電圧が充電状態の
   基準となり、まタコレクタ電圧、コレクタ電流またはそ
   れらに相応する値が、評価回路に供給されることを特徴
   とする交流電圧に依存する制御電圧の発生回路。 ２、評価回路としてトランジスタ（７，２０）のコレク
   タ路にカレントミラー（１５）が挿入され、該カレント
   ミラー（１５）の発生した電流が、遅延回路としてのト
   リガ回路（１７）の電流制御入力側（１６）に供給され
   る特許請求の範囲第１項記載の□回路。 ３、充電フｔンデンサ（９）を有し、該充電コンデンサ
   （９）の充電状態を、交流電圧の振幅が増大する時には
   弁回路（７，１２，２０）を介してコンデンサ（９）が
   充電され、交流電圧の振幅が減少する時には放電電流路
   （１０，１８）のコンダクタンスが上昇するように、制
   御可能な充電および放電電流路を介して、交流電圧に依
   存して変化させることができ、その際、放電電流路のだ
   めの制御路に遅延素子（１７）が配置され、また交流電
   圧振幅の増大と減少との間の時間差に依存して放電電流
   路のコンダクタンスが制御され、さらに充電状態を変化
   させるために交流電圧が評価される、交流電圧に依存す
   る制御電圧の発生回路において、交流電圧を評価するた
   めに、トランジスタ（７，２０）のエミッターコレクタ
   路を介して充電コンデンサ（９）に充電電流が供給され
   、トランジスタ（７，２０）のコレクタ電圧が充電状態
   の基準となり、またコレクタ電圧、コレクタ電流または
   それらに相応する値が、評価回路に供給され、さらに交
   流電圧に依存する制御電圧が、制限回路（２１〜２８）
   によって制限され、動作条件が変った場合に、回路−子
   （２４，２５゜２７．２８）が最小制御電圧を一定に保
   つことを特徴とする、交流電圧に依存する制御電圧の発
   生回路。