(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1のアッテネータはカドミウムを含有するフォトカプラを用いているので、環境保全の規制などで生産が制限され、入手が困難になっている。また、特許文献2の技術は、ダイオードを線形な特性の素子として扱える振幅しか入力できない。つまり、1つのダイオードに対して10mV程度の振幅の信号しか入力できない。したがって、特許文献2の
図1のリニアライザー回路11のように多数のダイオードを直列に接続しなければならず、部品数が増えるという課題がある。例えば、数Vの振幅の信号を入力するためには、数100個のダイオードを直列につなぐ必要がある。
【0005】
本発明は、容易に入手できる素子で、部品数を少なくできるアッテネータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のアッテネータは、一端が入力端子に、他端が出力端子に接続された入力抵抗と、出力端子に接続された可変抵抗部とを備える。可変抵抗部は、第1トランジスタ、第2トランジスタ、第1抵抗、第2抵抗、第3抵抗、第4抵抗、第1可変電圧源、第2可変電圧源、第1電源、第2電源、帰還点、出力点を有する。出力点は出力端子に接続される。帰還点と出力点とが接続される。第1電源の負極と前記第2電源の正極が接地される。第1可変電圧源と第2可変電圧源は、第1トランジスタのベース−エミッタ間のバイアス電圧と第2トランジスタのベース−エミッタ間のバイアス電圧とが同じになるように変化させられる。第1抵抗、第2抵抗、第3抵抗、第4抵抗、第1電源、第2電源は、入力端子に入力される電圧が0Vの場合には、出力点の電圧が0Vになるように定められている。
【0007】
第1トランジスタがNPN型の場合は、第1トランジスタのコレクタが第1電源の正極に接続される。第1トランジスタのエミッタが出力点に接続される。第1トランジスタのベースとコレクタの間に、第1抵抗が接続される。第1トランジスタのベースと帰還点の間に、第2抵抗と第1可変電圧源が直列に接続される。第1トランジスタがPNP型の場合は、第1トランジスタのエミッタが第1電源の正極に接続される。第1トランジスタのコレクタが出力点に接続される。第1トランジスタのベースと帰還点の間に、第1抵抗が接続される。第1トランジスタのベースとエミッタの間に、第2抵抗と第1可変電圧源が直列に接続される。
【0008】
第2のトランジスタがNPN型の場合は、第2トランジスタのエミッタが第2電源の負極に接続される。第2トランジスタのコレクタが出力点に接続される。第2トランジスタのベースと帰還点の間に、第3抵抗が接続される。第2トランジスタのベースとエミッタの間に、第4抵抗と第2可変電圧源が直列に接続される。第2トランジスタがPNP型の場合は、第2トランジスタのコレクタが第2電源の負極に接続される。第2トランジスタのエミッタが出力点に接続される。第2トランジスタのベースとコレクタの間に、第3抵抗が接続される。第2トランジスタのベースと帰還点の間に、第4抵抗と第2可変電圧源が直列に接続される。
【発明の効果】
【0009】
本発明のアッテネータは、第1トランジスタのベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE1と第2トランジスタのベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE2とが同じなので、2つのトランジスタの特性を同等にできる。また、入力される電圧が0Vの場合には、出力点の電圧が0Vになるように抵抗値と電源電圧とを定めている。したがって、入力電圧が正の電圧の場合も負の電圧の場合も同じ減衰率にでき、減衰率を2つの可変電圧源で調整できる。そして、トランジスタと抵抗と電源で構成されているので、素子を入手しやすく、部品数を少なくできる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【実施例1】
【0012】
図1に、アッテネータの等価回路を示す。等価回路90は、直列に接続された入力抵抗190と可変抵抗910で構成される。入力抵抗190は、一端が入力端子191に、他端が出力端子192に接続される。可変抵抗910は、一端が出力端子192に接続され、他端が接地される。このような等価回路では、入力電圧V
Iと出力電圧V
Oとの関係は、
V
O=V
I・R
A/(R
O+R
A)
となり、入力電圧V
Iが減衰された出力電圧V
Oが得られる。
【0013】
図2は、実施例1のアッテネータの構成例を示す図である。アッテネータ10は、一端が入力端子191に接続され、他端が出力端子192に接続された入力抵抗190と、出力端子192に接続された可変抵抗部110を備える。可変抵抗部110は、NPN型の第1トランジスタ131、NPN型の第2トランジスタ132、第1抵抗111、第2抵抗112、第3抵抗113、第4抵抗114、第1可変電圧源121、第2可変電圧源122、第1電源101、第2電源102、帰還点182、出力点181を有する。なお、帰還点182と出力点181は、素子同士の接続関係を説明するために採用した表現上の点であり、実際のアッテネータにおいて明確な点が存在する必要はなく、配線内のいずれかの点を帰還点182もしくは出力点181と考えればよい。出力点181は出力端子192に接続される。帰還点182と出力点181とが接続される。第1電源101の負極と第2電源102の正極が接地される。
【0014】
第1トランジスタ131のコレクタが第1電源101の正極に接続される。第2トランジスタ132のエミッタが第2電源102の負極に接続される。第1トランジスタ131のエミッタと第2トランジスタ132のコレクタとが出力点181に接続される。第1トランジスタ131のベースとコレクタの間に、第1抵抗111が接続される。第1トランジスタ131のベースと帰還点182の間に、第2抵抗112と第1可変電圧源121が直列に接続される。第2トランジスタ132のベースと帰還点182の間に、第3抵抗113が接続される。第2トランジスタ132のベースとエミッタの間に、第4抵抗114と第2可変電圧源122が直列に接続される。
【0015】
第1可変電圧源121と第2可変電圧源122は、第1トランジスタ131のベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE1と第2トランジスタ132のベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE2とが同じになるように変化させる。言い換えると、入力端子191に入力される電圧が0Vの場合には、第1トランジスタ131のベース−エミッタ間の電圧と第2トランジスタ132のベース−エミッタ間の電圧とが同じになるように変化させる。そして、第1抵抗111、第2抵抗112、第3抵抗113、第4抵抗114、第1電源101、第2電源102は、入力端子191に入力される電圧が0Vの場合には、出力点の電圧が0Vになるように定められる。また、第1電源101の電圧V
ccと第2電源102の電圧V
EEとを同じにすれば、電源の設計が容易である。さらに、第1抵抗111の抵抗値R
1と第3抵抗113の抵抗値R
3とを同じにし、第2抵抗112の抵抗値R
2と第4抵抗の抵抗値R
4とを同じにしてもよい。
【0016】
例えば、第1電源101の電圧V
CCと第2電源102の電圧V
EEとを12V、第1抵抗111の抵抗値R
1と第3抵抗113の抵抗値R
3とを220kΩ、第2抵抗112の抵抗値R
2と第4抵抗114の抵抗値R
4とを4.7kΩ、入力抵抗190の抵抗値R
0を100kΩとし、入力信号の振幅を5Vとする。そして、第1可変電圧源121の電圧V
B1と第2可変電圧源122の電圧V
B2とを0.1Vから0.6Vまで変化させると、入力電圧V
Iと出力電圧V
Oとの比(減衰率)V
O/V
Iを、約1/2から1/100まで変化させることができる。これは、等価回路90の可変抵抗910に当てはめてみると、抵抗値を100kΩから1kΩまで変化させたことと等価である。
【0017】
アッテネータ10は、第1トランジスタ131のベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE1と第2トランジスタ132のベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE2とが同じなので、第1トランジスタ131と第2トランジスタ132の特性を同等にできる。また、入力端子191に入力される電圧が0Vの場合には、出力点の電圧が0Vになるように抵抗値と電源電圧とを定めている。したがって、入力電圧が正の電圧の場合も負の電圧の場合も同じ減衰率にでき、減衰率を第1可変電圧源121と第2可変電圧源122で調整できる。また、アッテネータ10は、トランジスタと抵抗と電源で構成されているので、素子を入手しやすく、部品数を少なくできる。
【0018】
さらに、アッテネータ10は上述のような特性を持つので、入力信号に効果を付加するエフェクタにアッテネータ10を備えさせることも可能である。ここで言うエフェクタには、例えば、特許文献1で開示されている入力信号制限(回路)装置や、楽音信号の振幅を低周波信号で変調するトレモロ装置、フィルター回路の時定数を変調し音色の変化を得る電気・電子楽器用の効果付加装置などが含まれる。なお、従来のエフェクタとしては、電圧制御方式の可変抵抗素子としてカドミウムを含有するフォトカプラを用いた例が知られている。本発明のアッテネータは、カドミウムを含有するフォトカプラを用いた回路の代替回路としてエフェクタに備えることができる。
【0019】
[変形例]
図3に実施例1変形例のアッテネータの構成例を示す。アッテネータ20の可変抵抗部210は、アッテネータ10の可変抵抗部110に、増幅率が1のバッファ140を付加した構成である。バッファ140は、帰還点182と出力点181との間に、出力点181側が入力、帰還点182側が出力となるように挿入されている。その他の構成は、アッテネータ10と同じである。
【0020】
バッファ140によって、出力点181と帰還点182との電位を同じに保ちながら、出力点181から帰還点182側を見たインピーダンスを大きくし、帰還点182側には電流を供給できるようになる。したがって、アッテネータ20は、減衰率をアッテネータ10よりも幅広く変更できるようになる。実施例1と同じように、例えば、第1電源101の電圧V
CCと第2電源102の電圧V
EEとを12V、第1抵抗111の抵抗値R
1と第3抵抗113の抵抗値R
3とを220kΩ、第2抵抗112の抵抗値R
2と第4抵抗114の抵抗値R
4とを4.7kΩ、入力抵抗190の抵抗値R
0を100kΩとし、入力信号の振幅を5Vとする。そして、第1可変電圧源121の電圧V
B1と第2可変電圧源122の電圧V
B2とを0.1Vから0.6Vまで変化させると、入力電圧V
Iと出力電圧V
Oとの比(減衰率)V
O/V
Iを、ほぼ1から1/100まで変化させることができる。これは、等価回路90の可変抵抗910に当てはめてみると、抵抗値を10MΩ以上から1kΩ以下まで変化させたことと等価である。このように、アッテネータ20は、アッテネータ10と同様の効果が得られるほか、より幅広く減衰率を調整できる。また、第1抵抗111、第2抵抗112、第3抵抗113、第4抵抗114の選択自由度が大きくなり、これらを実施例1に比べて小さい値にすることも可能となる。これによって、トランジスタのベースに低インピーダンスで信号を入力することが可能となり、S/N比が向上する。さらに、エフェクタに備えることも可能である。
【実施例2】
【0021】
図4は、実施例2のアッテネータの構成例を示す図である。アッテネータ30は、入力抵抗190と可変抵抗部310を備える。可変抵抗部310は、PNP型の第1トランジスタ331、PNP型の第2トランジスタ332、第1抵抗111、第2抵抗112、第3抵抗113、第4抵抗114、第1可変電圧源121、第2可変電圧源122、第1電源101、第2電源102、帰還点182、出力点181を有する。出力点181は出力端子192に接続される。帰還点182と出力点181とが接続される。第1電源101の負極と第2電源102の正極が接地される。
【0022】
第1トランジスタ331のエミッタが第1電源101の正極に接続される。第2トランジスタ332のコレクタが第2電源102の負極に接続される。第1トランジスタ331のコレクタと第2トランジスタ332のエミッタとが出力点181に接続される。第1トランジスタ331のベースと帰還点182の間に、第1抵抗111が接続される。第1トランジスタ331のベースとエミッタの間に、第2抵抗112と第1可変電圧源121が直列に接続される。第2トランジスタ332のベースとコレクタの間に、第3抵抗が接続される。第2トランジスタ332のベースと帰還点182の間に、第4抵抗114と第2可変電圧源122が直列に接続される。
【0023】
第1可変電圧源121と第2可変電圧源122は、第1トランジスタ331のベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE1と第2トランジスタ332のベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE2とが同じになるように変化させる。そして、第1抵抗111、第2抵抗112、第3抵抗113、第4抵抗114、第1電源101、第2電源102は、入力端子191に入力される電圧が0Vの場合には、出力点の電圧が0Vになるように定められる。また、第1電源101の電圧V
ccと第2電源102の電圧V
EEとを同じにすれば、電源の設計が容易である。さらに、第1抵抗111の抵抗値R
1と第3抵抗113の抵抗値R
3とを同じにし、第2抵抗112の抵抗値R
2と第4抵抗の抵抗値R
4とを同じにしてもよい。アッテネータ30はこのような構成なので、アッテネータ10と同様の効果が得られる。また、エフェクタにアッテネータ30を備えさせることも可能である。
【0024】
[変形例]
図5に実施例2変形例のアッテネータの構成例を示す。アッテネータ40の可変抵抗部410は、アッテネータ30の可変抵抗部310に、増幅率が1のバッファ140を付加した構成である。バッファ140は、帰還点182と出力点181との間に、出力点181側が入力、帰還点182側が出力となるように挿入されている。その他の構成は、アッテネータ30と同じである。
【0025】
バッファ140によって、出力点181と帰還点182との電位を同じに保ちながら、出力点181から帰還点182側を見たインピーダンスを大きくし、帰還点182側には電流を供給できるようになる。したがって、アッテネータ40は、アッテネータ20と同様に、減衰率をアッテネータ30よりも幅広く変更できるようになり、S/N比を向上でき、かつ、アッテネータ30と同様の効果が得られる。また、エフェクタに備えることも可能である。
【実施例3】
【0026】
図6は、実施例3のアッテネータの構成例を示す図である。アッテネータ50は、入力抵抗190と可変抵抗部510を備える。可変抵抗部510は、PNP型の第1トランジスタ331、NPN型の第2トランジスタ132、第1抵抗111、第2抵抗112、第3抵抗113、第4抵抗114、第1可変電圧源121、第2可変電圧源122、第1電源101、第2電源102、帰還点182、出力点181を有する。出力点181は出力端子192に接続される。帰還点182と出力点181とが接続される。第1電源101の負極と第2電源102の正極が接地される。
【0027】
第1トランジスタ331のエミッタが第1電源101の正極に接続される。第2トランジスタ132のエミッタが第2電源102の負極に接続される。第1トランジスタ331のコレクタと第2トランジスタ132のコレクタとが出力点181に接続される。第1トランジスタ331のベースと帰還点182の間に、第1抵抗111が接続される。第1トランジスタ331のベースとエミッタの間に、第2抵抗112と第1可変電圧源121が直列に接続される。第2トランジスタ132のベースと帰還点182の間に、第3抵抗113が接続される。第2トランジスタ132のベースとエミッタの間に、第4抵抗114と第2可変電圧源122が直列に接続される。
【0028】
第1可変電圧源121と第2可変電圧源122は、第1トランジスタ331のベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE1と第2トランジスタ132のベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE2とが同じになるように変化させる。そして、第1抵抗111、第2抵抗112、第3抵抗113、第4抵抗114、第1電源101、第2電源102は、入力端子191に入力される電圧が0Vの場合には、出力点の電圧が0Vになるように定められる。また、第1電源101の電圧V
ccと第2電源102の電圧V
EEとを同じにすれば、電源の設計が容易である。さらに、第1抵抗111の抵抗値R
1と第3抵抗113の抵抗値R
3とを同じにし、第2抵抗112の抵抗値R
2と第4抵抗の抵抗値R
4とを同じにしてもよい。アッテネータ50はこのような構成なので、アッテネータ10と同様の効果が得られる。また、エフェクタにアッテネータ50を備えさせることも可能である。
【0029】
[変形例]
図7に実施例3変形例のアッテネータの構成例を示す。アッテネータ60の可変抵抗部610は、アッテネータ50の可変抵抗部510に、増幅率が1のバッファ140を付加した構成である。バッファ140は、帰還点182と出力点181との間に、出力点181側が入力、帰還点182側が出力となるように挿入されている。その他の構成は、アッテネータ50と同じである。
【0030】
バッファ140によって、出力点181と帰還点182との電位を同じに保ちながら、出力点181から帰還点182側を見たインピーダンスを大きくし、帰還点182側には電流を供給できるようになる。したがって、アッテネータ60は、アッテネータ20と同様に、減衰率をアッテネータ50よりも幅広く変更できるようになり、S/N比を向上でき、かつ、アッテネータ50と同様の効果が得られる。また、エフェクタに備えることも可能である。
【実施例4】
【0031】
図8は、実施例4のアッテネータの構成例を示す図である。アッテネータ70は、入力抵抗190と可変抵抗部710を備える。可変抵抗部710は、NPN型の第1トランジスタ131、PNP型の第2トランジスタ332、第1抵抗111、第2抵抗112、第3抵抗113、第4抵抗114、第1可変電圧源121、第2可変電圧源122、第1電源101、第2電源102、帰還点182、出力点181を有する。出力点181は出力端子192に接続される。帰還点182と出力点181とが接続される。第1電源101の負極と第2電源102の正極が接地される。
【0032】
第1トランジスタ131のコレクタが第1電源101の正極に接続される。第2トランジスタ332のコレクタが第2電源102の負極に接続される。第1トランジスタ131のエミッタと第2トランジスタ332のエミッタとが出力点181に接続される。第1トランジスタ131のベースとコレクタの間に、第1抵抗111が接続される。第1トランジスタ131のベースと帰還点182の間に、第2抵抗112と第1可変電圧源121が直列に接続される。第2トランジスタ332のベースとコレクタの間に、第3抵抗が接続される。第2トランジスタ332のベースと帰還点182の間に、第4抵抗114と第2可変電圧源122が直列に接続される。
【0033】
第1可変電圧源121と第2可変電圧源122は、第1トランジスタ131のベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE1と第2トランジスタ332のベース−エミッタ間のバイアス電圧V
BE2とが同じになるように変化させる。そして、第1抵抗111、第2抵抗112、第3抵抗113、第4抵抗114、第1電源101、第2電源102は、入力端子191に入力される電圧が0Vの場合には、出力点の電圧が0Vになるように定められる。また、第1電源101の電圧V
ccと第2電源102の電圧V
EEとを同じにすれば、電源の設計が容易である。さらに、第1抵抗111の抵抗値R
1と第3抵抗113の抵抗値R
3とを同じにし、第2抵抗112の抵抗値R
2と第4抵抗の抵抗値R
4とを同じにしてもよい。アッテネータ70はこのような構成なので、アッテネータ10と同様の効果が得られる。また、エフェクタにアッテネータ70を備えさせることも可能である。
【0034】
[変形例]
図9に実施例4変形例のアッテネータの構成例を示す。アッテネータ80の可変抵抗部810は、アッテネータ70の可変抵抗部710に、増幅率が1のバッファ140を付加した構成である。バッファ140は、帰還点182と出力点181との間に、出力点181側が入力、帰還点182側が出力となるように挿入されている。その他の構成は、アッテネータ70と同じである。
【0035】
バッファ140によって、出力点181と帰還点182との電位を同じに保ちながら、出力点181から帰還点182側を見たインピーダンスを大きくし、帰還点182側には電流を供給できるようになる。したがって、アッテネータ80は、アッテネータ20と同様に、減衰率をアッテネータ70よりも幅広く変更できるようになり、S/N比を向上でき、かつ、アッテネータ70と同様の効果が得られる。また、エフェクタに備えることも可能である。