JPS6056324B2

JPS6056324B2 - ト−ンコントロ−ル回路

Info

Publication number: JPS6056324B2
Application number: JP53100598A
Authority: JP
Inventors: 英二郎田村
Original assignee: Torio KK
Current assignee: Torio KK
Priority date: 1978-08-18
Filing date: 1978-08-18
Publication date: 1985-12-10
Also published as: JPS5527723A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はトーンコントロール回路の改良に関する。

従来、音響装置において音質調整を目的とし、高域お
よび低域のブーストまたはカットを行うトーンコントロ
ール回路は、負帰還型トーンコントロール回路、ＣＲ減
衰型トーンコントロール回路知られている。

負帰還型トーンコントロール回路は第１図に示す如く
反転増幅器１、抵抗２、３、４および５、コンデンサ６
、７および８、可変抵抗器９および１０からなり、可変
抵抗器９を調整することにより低域のブーストおよびカ
ットを、可変抵抗器１０を調整することにより高域のブ
ーストおよびカットを行つている。

しかし負帰還型トーンコントロール回路において、（
イ）入力および出力間の位相が反転すること、（口）入
力インピーダンスは低く、また周波数特性を有するため
必ず前段に出力インピーダンスの低いバッファ増幅器を
必要とすることなどの欠点があつた。

ＣＲ減衰型トーンコントロール回路は第２図に示す如
く抵抗１１、１２、１３、１１４、１５および１６、コ
ンデンサ１７、１８、１９および２０）可変抵抗器２１
および２２からなり、可変抵抗器２１を調整することに
より低域のブーストおよびカットを、可変抵抗器２２を
調整することにより高域のブーストおよびカットを行つ
ている。

しカルＣＲ減衰型トーンコントロール回路においては
、（イ）挿入損失が極めて大きいこと、（口）入力イン
ピーダンスが低く、また周波数特性を有するため必ず前
段に出力インピーダンスの低いバッファ増幅器を必要と
すること、！／→可変抵抗器２１および２２は回転角度
対抵抗変化率特性の複雑なＡ型可変抵抗器などが必要で
、精度が悪く誤差が大きい。このためにトーンコントロ
ール特性の平坦部にうねりが生ずること、国低域側回路
と高域側回路との間の干渉が多く設計が非常に難しいこ
と、（ホ）高域用および低域用可変抵抗器に同一回転角
度対抵抗変化率特性を有する可変抵抗器を用いた場合、
可変抵抗器の摺動子の回転角度に対するブースト量、カ
ット量の変化の割合が、第４図Ａ，ｂおよびｃに示す如
く高音と低音とで異なることなどの欠点があつた。なお
第４図ａはトーンコントロール特性を、第４図ｂは低域
用の可変抵抗器の摺動子の回転角度、第４図ｃは高域用
の可変抵抗器の摺動子の回転角度を示し、その数字は第
４図Ａ，ｂおよびｃに共通して示してある。

ＣＲ一負帰還型トーンコントロール回路は第３図に示す
如く反転増幅器１の負帰還ループにＣＲ減衰型トーンコ
ントロール回路を挿入したものて、反転増幅器１、抵抗
２３，２４，２５，２６および２７、コンデンサ２８，
２９，３０および３１、可変抵抗器３２および３３から
なり、可変抵抗器３２，３３を調整することによりそれ
ぞれ高域のブーストおよびカット、低域のブーストおよ
びカットを行つている。

しかしＣＲ一負帰還型トーンコントロール回路において
は、（イ）ＣＲ減衰型トーンコントロール回路とは逆に
利得を有すること、（口）可変抵抗器には回転角度対抵
抗変化率特性の複雑なＣ型可変抵抗器が必要で、精度が
悪く誤差が大きい。

このためにトーンコントロール特性の平坦部にうねりが
生ずること、（ハ）低域側回路と高域側回路との間の干
渉が多く設計が非常に難しいこと、（ニ）高域用および
低域用可変抵抗器に同一回転角度対抵抗変化率特性を有
する可変抵抗器を用いた場合、可変抵抗器の摺動子の回
転角度に対するブースト、カット量の変化の割合が第４
図Ａ，ｂおよびｃに示す如く高音と低音とでは異なるこ
となどの欠点があつた。特に、ＣＲ減衰型トーンコント
ロール回路の上記（ホ）の欠点およびＣＲ一負帰還型ト
ーンコントロール回路の上記（ニ）の欠点は重大な欠点
で、低音側回路の高音側回路への干渉に起因するもので
ある。

この欠点を解消するためには高音側と低音側一の可変抵
抗器に、可変抵抗器の回転角度に対する抵抗変化率特性
のそれぞれ異なつた可変抵抗器を使用する他はなく、著
しく特性の複雑な可変抵抗を使用せざるを得ない欠点が
あつた。本発明は上記にかんがみなされたもので、上記
の欠点を解消したトーンコントロール回路、特に高音側
回路と低音側回路との間の干渉の少なく、回転角度対抵
抗変化率特性の直線てある可変抵抗器を使用して高音と
低音のブースト量、カット量の変化割合が等しくするこ
とのできるトーンコントロール回路を提供することを目
的とする。

以下、本発明を実施例により説明する。第５図は本発明
の一実施例のトーンコントロール回路の回路図である。

第５図において、トーンコントロール回路の入力端子囚
に印加された電圧を非反転増幅器４０の非反転入力端に
印加し、非反転増幅器４０の出力端には抵抗４１とコン
デンサ４２の並列回路とこの並列回路に抵抗４３を直列
に接続し、また抵抗４４とコンデンサ４５の並列回路と
この並列回路に抵抗４６を直列に接続し、抵抗４１と４
３との共通接続点と抵抗４４と４６との共通接続点との
間に抵抗４７、可変抵抗器４８、抵抗４９をこの順序に
直列接続し、また抵抗４３の他端と抵抗４６の他端との
間に抵抗５０、コンデンサ５１、可変抵抗器５２、コン
デンサ５３および抵抗５４をこの順序で直列接続し、抵
抗４３の他端をトーンコントロール回路の出力端子０Ｕ
Ｔに抵抗４６の他端を非反転増幅器４０の反転入力端子
に接続し、可変抵抗器４８と５２の摺動子は接地して、
可変抵抗器４８と５２の摺動子に対して完全に対称の回
路て構成する。

上記の回路において、抵抗４１とコンデンサ４２の並列
回路と、抵抗４７、可変抵抗器４８の抵抗４７側の端子
と摺動子との間の抵抗、抵抗４３，５０、コンデンサ５
１および可変抵抗器５２のコンデンサ５１側の端子と摺
動子との間の抵抗とて構成されるπ型回路とは直列接続
されて非反転増幅器４０の出力回路を構成し、同様に抵
抗４４とコンデンサ４５の並列回路と、抵抗４９、可変
抵抗器４８の抵抗４９側の端子と摺動子との間の抵抗、
抵抗４６，５牡コンデンサ５３および可変抵抗器５２の
コンデンサ５３側の端子と摺動子との間の抵抗とて構成
されたπ型回路とは直列接続されて非反転増幅器４０の
帰還回路を構成している。

また一方、抵抗４１，４４，４７，４９、コンデンサ４
２，４５および可変抵抗器４８からなる回路は低域側回
路を、抵抗５０，５４、コンデンサ５１，５３および可
変抵抗器５２は高域側回路を構成している。いま抵抗４
１と４４の抵抗値をそれぞれＲＡｌ抵抗４７と４９の抵
抗値をそれぞれＲＢｌ抵抗４３と抵抗４６の抵抗値をそ
れぞれＲＣｌ抵抗５０と５４の抵抗値をそれぞれＲ。

、コンデンサ４２と４５の容量をそれぞれＣＡｌコンデ
ンサ５１と５３の容量をそれぞれＣＢｌ可変抵抗器４８
の摺動子と可変抵抗器４８の抵抗４７側の端子との間の
抵抗値をｒ１、同様に可変抵抗器４８の抵抗４９側の端
子と摺動子との間の抵抗値をＲ２、可変抵抗器５２の摺
動子と可変抵抗器５２のコンデンサ５１側の端子との間
の抵抗値をＲ３、可変抵抗器５２のコンデンサ５３側の
端子と摺動子との間の抵抗値をＲ４とする。また、抵抗
４１とコンデンサ４２との並列回路をインピーダンス回
路５５、抵抗４４とコンデンサ４５との並列回路をイン
ピーダンス回路５６として表わせばインピーダンス回路
５５，５６のインピーダンスは等しくＺＡとなる。

また抵抗５０とコンデンサ５１との直列回路をインピー
ダンス回路５７、抵抗５４とコンデンサ５３との直列回
路をインピーダンス回路５８として表わせばインピーダ
ンス回路５７，５８のインピーダンスは等しくＺ。とな
る。つぎに可変抵抗器４８と５２は摺動子の回転角の中
央で全抵抗値ＶＲｌ（＝ｒ１＋Ｒ２）、ＶＲ２（＝Ｒ３
＋Ｒ，）を２分割する可変抵抗器たとえばＢ型の可変抵
抗器とする。

そこでいま、可変抵抗器４８，５２の摺動子がそれぞれ
回転角の中央に設定したときは、ｒ１＝Ｒ２＝ど？、Ｒ
３＝Ｒ４＝＼？となりこのときの等価回路は第６図に示
す如くなる。

第６図において、抵抗５９および６０はその抵抗値がＲ
１Δ】の抵抗であり、抵抗６１および６２はその抵抗値
がＶＲ２／２の抵抗である。

第６図の等価回路図から明らかな如く非反転増幅器４０
の出力回路の減衰量の絶対値と、負帰還による増幅量の
絶対値とは全く同一であり、互いに相殺することにより
第６図の伝達関数は１となる。従つて可変抵抗器４８，
５２の摺動子が回転角の中央に設定されたときは如何な
る入力信号の周波数においても利得は１であり、位相は
入力、出力間で同相となる。これは可変抵抗器４８およ
び５２の摺動子をその回転角の中央に設定したときトー
ンコントロール特性は完全に平坦となり、全くうねりの
ない事を示している。つぎに入力信号の充分高い入力周
波数の範囲においては、コンデンサ４２，４５の容量Ｃ
Ａによるリアクタンスは充分に小さくなり短絡とみなせ
る。

従つて低域側回路は無関係となり等価回路は第７図に示
す如くになる。そこで、可変抵抗器５２に摺動子の回転
角の中央を基準として時計方向および反時計方向の回動
に対する回転角度、抵抗変化率の一定な可変抵抗器たと
えばＢ型の可変抵抗器を使用すれば、高域のブーストお
よびカットの変化量は第８図に示した如く周波数軸ｆに
対して線対称となり、極めて特性の良好な変化曲線のト
ーンコントロール特性を得ることができる。

なお第７図の矢印Ａの方向に摺動子を回動させたときは
高域カット、矢印Ｂの方向に摺動子を回動させたときは
高域ブーストとなる。

つぎに、入力信号の充分に低い入力周波数の範囲におい
ては、コンデンサ５１と５３の容量ＣＢによるリアクタ
ンスは充分に大きくなり開放とみなせる。

従つて抵抗５０，５牡コンデンサ５１，５３、可変抵抗
器５２からなる高域側回路は切り離されて無関係となり
等価回路は第９図に示す如くになる。そこで、可変抵抗
器４８に摺動子の回転角の中）央を基準として時計方向
および反時計方向の回動に対する回転角度、抵抗変化率
の一定な可変抵抗たとえはＢ型の可変抵抗器を使用すれ
は、低域のブーストおよびカットの変化量は第１０図に
示した如く周波数軸ｆに対して線対称となり、極めて７
特性の良好な変化曲線のトーンコントロール特性を得る
ことができる。

なお第９図の矢印ｃの方向に摺動子を回動させたとき低
域カット、矢印ｄの方向に回動させたとき低域ブースト
となる。

以上の如く本発明のトーンコントロール回路によれば、
可変抵抗器４８および５２にＢ型などの構造の単純な可
変抵抗器を使用して、可変抵抗器４８，５２の摺動子が
回転角の中央に設定したとき平坦な周波数特性を得るこ
とができ、かつ周波数特性にうねりがない。

またトーンコントロール回路の利得は１であり、入力イ
ンピーダンスは高くとることができ、可変抵抗器の直後
にもトーンコントロール回路を挿入することができる。
また、高域側回路と低域側回路との間の干渉が少なく、
可変抵抗器の回転角に対する変化曲線は周波数軸に対し
て線対称であり極めて特性の良好な変化曲線のトーンコ
ントロール特性を得ることができる。つぎに、αを正の
実数として、抵抗４１と４４の抵抗値ＲＡと抵抗４３と
４６の抵抗値ＲＯとの間にＲＡ＝αＲＯの、抵抗４７と
４９の抵抗値ＲＢと抵抗５０と５４の抵抗値ＲＤとの間
にＲＢ＝αＲＤの、可変抵抗４８の抵抗値■Ｒ１と可変
抵抗５２の抵抗値■Ｒ２との間にＶＲｌ＝αＶＲ２の関
係が成立するように設定すれば、入力信号の充分低い周
波数ての等価回路は第１１図の如く、入力信号の充分高
い周波数での等価回路は第１２図の如くに示される。

いま説明のために第１１図および第１２図において（
）内に抵抗値を示してある。

そこで、可変抵抗器４８と５２に回転角に対して同じ抵
抗変化率を有する可変抵抗器を用いると、同一回転角に
於てはＲ３＝？、Ｒ４＝？の関係が成り立つ。

従つて第１１図と第１２図の等価回路の伝達関数は可変
抵抗器４８と５２の回転角度を中央から同一回転角度に
設定すれば全く同一となる。従つて、可変抵抗器４８と
５２に同一回転角度！対抵抗変化率を有する可変抵抗器
を使用し摺動子の回転角度を同一にすれば高域と低域の
ブースト量またはカット量が、低域では充分低い周波数
における比較て高域ては充分高い周波数における比較で
同一となる第１３図ａに示したトーンコントロール特性
が得られる。

なお第１３図ｂは可変抵抗器４８および５２の摺動子の
回動による位置を数字で示してあり、この数字は第１３
図ａの数字に対応している。

つぎに本発明の変形実施例につき説明する。ク第１
４図、第１５図および第１６図は本発明の一実施例の変
形実施例のトーンコントロール回路の回路図である。第
１４図に示したトーンコントロール回路は第５図に示し
たトーンコントロール回路の抵抗４７，４９，５０およ
び５４を除去し、可変抵抗器４８および５２の摺動子と
アースとの間に抵抗６０，６１を各別に接続して構成し
たものである。

第１５図に示したトーンコントロール回路は第５図に示
したトーンコントロール回路のコンデンサ５１と５３と
を除去し、可変抵抗器５２の摺動子とアースとの間にコ
ンデンサ６２を接続して構成したものである。）また
第１６図に示したトーンコントロール回路は第５図に示
したトーンコントロール回路の抵抗４７，４９，５０お
よび５４、コンデンサ５１および５３を除去し、可変抵
抗器４７の摺動子とアースとの間に抵抗６３を、可変抵
抗器５２の摺動・子とアースとの間に抵抗６４とコンデ
ンサ６５の直列回路を接続して構成したものである。

第１４図、第１５図および第１６図に示したトーンコン
トロール回路において、出力回路および帰還回路の相対
応する抵抗、コンデンサの抵抗値、容量をそれぞれ等し
く設定すれば、これ等のトーンコントロール回路の入力
周波数の高域、中域および低域の等価回路は第５図に示
したトーンコントロール回路の場合と同様になり、その
作用も第５図のトーンコントロール回路と同様であるた
め発明の詳細な説明は省略する。

以上説明した如く本発明によれば、（イ）トーンコント
ロール特性が平坦時、利得は１で位相の反転はない。

従つて多数の増幅器が縦続接続されるプリアンプ等に使
用する楊合、利得の設定が非常に容易てある。帥）高域
側回路と低域側回路との間の干渉が少なく、トーンコン
トロール特性が周波数軸に対して線対称となる。（ハ）
高域および低域調整用可変抵抗器に回転角度対抵抗変化
率特性の単純なり型の可変抵抗器を用いることができる
。（ニ）高域および低域調整用の可変抵抗器に同じ回転
角度対抵抗変化率特性を有する可変抵抗器を使用するこ
とにより、可変抵抗器の摺動子の回転角に対するブース
ト量およびカット量の変化を高域と低域とで同一にする
ことができる。（ホ）入力インピーダンスは高インピー
ダンスであり挿入損失がない。（へ）同一の値の抵抗、
コンデンサが対になつて構成されており設計が極めて容
易となるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の負帰還型トーンコントロール回路の回路
図。第２図は従来のＣＲ減衰型トーンコントロール回路の回
路図。第３図は従来のＣＲ−負帰還型トーンコントロー
ル回路の回路図。第４図Ａ，ｂおよびｃは従来のトーン
コントロール回路のトーンコントロール特性および高域
、低域用可変抵抗器の摺動子の回転角を示す図。第５図
は本発明の一実施例のトーンコントロール回路の回路図
。第６図は第５図のトーンコントロール回路の可変抵抗
器の摺動子の中央位置における等価回路の回路図。第７
図および第１２図は第５図のトーンコントロール回路の
高域の等価回路の回路図。第８図は第５図のトーンコン
トロール回路の高域のトーンコントロール特性図。第９
図および第１１図は第５図のトーンコントロール回路の
低域の等価回路の回路図。第１０図は第５図のトーンコ
ントロール回路の低域のトーンコントロール特性図。第
１３図ａおよびｂは第５図のトーンコントロール回路の
トーンコントロール特性図および高域、低域用可変抵抗
器の摺動子の回転角を示す図。第１４図、第１５図およ
び第１６図は本考案の一実施例の変形実施例の回路図。
４０・・・非反転増幅器、４８および５２・・・可変抵
抗器、５５，５６，５７および５８・・・インピーダン
ス回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１入力端子に印加された入力電圧を非反転入力端に印
加される非反転増幅器の出力端に第１の抵抗と第１のコ
ンデンサとを並列接続した第１の回路と第２の抵抗と第
２のコンデンサとを並列接続した第２の回路とを接続し
、前記第１のおよび第２の回路を摺動子を接地した第１
の可変抵抗器を備えた第３の回路で橋絡して低域側回路
を構成し、前記第１の回路と前記第３の回路との接続点
に第３の抵抗を、前記第２の回路と前記第３の回路との
接続点に第４の抵抗を接続し、前記第３の抵抗と前記第
４の抵抗を、抵抗体の両端に各別にそれぞれ第３のおよ
び第４のコンデンサを接続しかつ摺動子を接地した第２
の可変抵抗器からなる第４の回路、または第５のコンデ
ンサを通して摺動子を接地した第２の可変抵抗器からな
る第５の回路で橋絡して高域側回路を構成し、前記第３
の抵抗と前記第４のまたは第５の回路との接続点を出力
端子とし、前記第４の抵抗と前記第４の回路または第５
の回路との接続点を前記非反転増幅器の反転入力端に接
続したことを特徴とするトーンコントロール回路。