JPH03201712A - Clamp circuit - Google Patents

Clamp circuit

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JPH03201712A
JPH03201712A JP1339732A JP33973289A JPH03201712A JP H03201712 A JPH03201712 A JP H03201712A JP 1339732 A JP1339732 A JP 1339732A JP 33973289 A JP33973289 A JP 33973289A JP H03201712 A JPH03201712 A JP H03201712A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emitter
current
transistor
clamp
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP1339732A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiharu Kawaguchi
川口 俊治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Pending legal-status Critical Current

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  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate a DC step difference caused by clamping by detecting the emitter current of a 1st output emitter follower of a pre-stage circuit for a clamp capacitor to control the emitter current of a 2nd emitter follower of opposite polarity provided on the pre-stage of the 1st output emitter follower. CONSTITUTION:A transistor(TR) Q3 and a current mirror CM are added to a conventional clamp circuit. That is, an input IN is supplied to the base of the TR Q3 whose collector connects to a power supply VCC and its emitter connects to the base of a TR Q2. Moreover, the collector of the TR Q2 connects to the input of the current mirror CM and the emitter of the TR Q3 connects to the output of the current mirror CM. Thus, a current entirely equal to the current flowing to the TR Q2 flows to the emitter of the TR Q3 for the clamping period and the outside of the clamping period. Since a DC step difference of the same level as that caused in the TR Q2 in opposite polarity is caused at the time of clamping, both the differences are cancelled together.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、たとえばビデオカメラ等に用いられる映像
信号処理回路のクランプ回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a clamp circuit for a video signal processing circuit used in, for example, a video camera.

(従来の技術) 一般に、ビデオカメラに用いる映像信号処理回路のペデ
スタルクランプ回路は、第4図に示す回路のように構成
されている。この回路はクランプ容量Cとペデスタルク
ランプ回路PCからなり、ペデスタルクランプ回路PC
に与えるクランプパルスCPによって、クランプ期間に
出力OUTを一定電位に固定するとともに、入力INと
出力OUTの間の電位差をクランプ容量Cにサンプリン
グし、クランプ期間外はホールドすることにより、映像
信号の直流伝送レベルを決めるためのものである。
(Prior Art) Generally, a pedestal clamp circuit of a video signal processing circuit used in a video camera is configured as shown in FIG. 4. This circuit consists of a clamp capacitor C and a pedestal clamp circuit PC.
The output OUT is fixed at a constant potential during the clamp period by the clamp pulse CP applied to the clamp pulse CP, and the potential difference between the input IN and the output OUT is sampled to the clamp capacitor C and held outside the clamp period. This is for determining the transmission level.

第5図は具体的な回路例を示したものである。FIG. 5 shows a specific example of the circuit.

図において、クランプ用のトランジスタQIのコレクタ
は、基準f′r1源VCCに接続され、ベースは従属電
圧iV+を介して接地され、エミッタは従属電流源!1
を介して接地されるとともにクランプ容量C1の一端と
出力OUTに接続されている。
In the figure, the collector of the clamping transistor QI is connected to the reference f'r1 source VCC, the base is grounded via the dependent voltage iV+, and the emitter is connected to the dependent current source ! 1
It is grounded through the capacitor C1 and connected to one end of the clamp capacitor C1 and the output OUT.

またクランプ容量C1の他端はPNP )ランジスタQ
2のエミッタが接続されるとともに、電流源I2を介し
て基準電源VCCに接続されている。トランジスタQ2
のコレクタは接地され、ベースは入力INに接続されて
いる。なお、第5図における入力INの前段回路の出力
インピーダンスは零が望ましいが、実際の回路は零でな
いため、この影響を考慮できるように、第5図において
クランプ容量CIの前段回路の出力段としてエミッタホ
ロワを追加しである。また電圧・電流源V、、11はク
ランプパルスCPによって制御され、電圧源v1はクラ
ンプ期間に出力を一定電位に保つように固定され、クラ
ンプ期間外はトランジスタQ1をカットオフさせるよう
な低電位に保つように固定される。電流&911はクラ
ンプ期間に一定電流を流し、クランプ期間はオフするこ
とでトランジスタQIをカットオフさせる。
Also, the other end of clamp capacitor C1 is PNP) transistor Q
It is connected to the reference power supply VCC via a current source I2. Transistor Q2
The collector of is grounded and the base is connected to the input IN. Note that the output impedance of the circuit in front of the input IN in FIG. 5 is preferably zero, but it is not zero in the actual circuit, so in order to take this effect into account, in FIG. Add an emitter follower. Further, the voltage/current sources V, , 11 are controlled by a clamp pulse CP, and the voltage source v1 is fixed to keep the output at a constant potential during the clamp period, and is set to a low potential that cuts off the transistor Q1 outside the clamp period. Fixed to keep. The current &911 causes a constant current to flow during the clamp period, and is turned off during the clamp period to cut off the transistor QI.

ここで、出力OUTにリーク電流があった場合を考える
。たとえば、出力OUTに次段回路への伝送のため、エ
ミッタホロワを接続するとベース電流が流れる。ベース
電流を補償しても零にすることは難しい。この場合、定
常状態でNPN )ランジスタのエミッタホロワだとリ
ーク電流によりクランプ容量C1から放電されてゆく電
荷をクランプ期間にトランジスタQ1から放電してバラ
ンスが保たれる。このときの充放電による電流はトラン
ジスタQ2の電流密度を変化させるので、クランプ期間
とそれ以外で出力に段差ができ、これが電流伝送の誤羞
となる。
Here, consider a case where there is a leakage current at the output OUT. For example, when an emitter follower is connected to the output OUT for transmission to the next stage circuit, a base current flows. Even if the base current is compensated, it is difficult to reduce it to zero. In this case, in a steady state, in the case of an emitter follower of an NPN transistor, the charge discharged from the clamp capacitor C1 due to leakage current is discharged from the transistor Q1 during the clamp period to maintain balance. Since the current due to charging and discharging at this time changes the current density of the transistor Q2, a step is created in the output between the clamp period and other times, which causes errors in current transmission.

ここで、0.5μAのリーク電流があったとして、どの
くらいの出力段差になるかを考えてみる。クランプ期間
が1水平走査期間(Φ [i3.5(iμsec )中
に2μSeeあったとすると、クランプ期間にトランジ
スタQ2のエミッタに流れ込む充電電流は、0.5μA
 x  83.58μsec / 2μsec :15
.9μ^となる。電流源I2の電流が200μAとする
と直流段差は、 V7−fln (200μA +15.9μ^/ 20
0u^)=2.hVとなる。ここで、VT−kT/qで
表わされ、k−ポルツマン定数、T−絶対温度、q−電
子索長である。2.0mVという値は、たとえば電源電
圧が5vの低電圧で色差信号を扱った場合は色ずれとな
り、許容できない値である。この段差を小さくするため
電流912の電流を増やすと消費電流が増えて好ましく
ない。トランジスタQ2をPNPトランジスタとし、I
C内で構成しようとするとニー電流が小さいので電流密
度を下げるため、エミッタ面積を大きくしなければなら
ない。出力段を帰還型にして低インピーダンス化をする
ことも考えられるが、素子数が増え、周波数特性上も不
利になる。また、リーク電流を小さくするためベース電
流補償を行うと素子数の増加になり、補償能力にも限界
がある。
Now, let's consider how much of an output step difference there will be if there is a leakage current of 0.5 μA. Assuming that the clamp period is 2 μSee during one horizontal scanning period (Φ [i3.5 (i μsec)), the charging current flowing into the emitter of transistor Q2 during the clamp period is 0.5 μA.
x 83.58μsec / 2μsec : 15
.. It becomes 9μ^. If the current of current source I2 is 200μA, the DC step is V7-fln (200μA +15.9μ^/20
0u^)=2. It becomes hV. Here, it is expressed as VT-kT/q, where k-Portzmann's constant, T-absolute temperature, and q-electron cable length. A value of 2.0 mV is an unacceptable value because it will result in color shift when a color difference signal is handled at a low power supply voltage of 5 V, for example. If the current of the current 912 is increased in order to reduce this level difference, the current consumption will increase, which is not preferable. Transistor Q2 is a PNP transistor, and I
If an attempt is made to configure the emitter within C, the knee current will be small, so in order to lower the current density, the emitter area must be increased. It is possible to lower the impedance by making the output stage a feedback type, but this increases the number of elements and is disadvantageous in terms of frequency characteristics. Furthermore, if base current compensation is performed to reduce leakage current, the number of elements will increase, and there is a limit to the compensation ability.

(発明が解決しようとする課題) 上記した従来のクランプ回路はクランプ容量の前段回路
の出力インビーダンが小さくないと、クランプ期間とそ
れ以外で出力に直流の段差が生じる。これをなくすため
に電流源I2の電流を増やすことが考えられるが、消費
電流が増加して好ましくない。また、トランジスタQ2
をPNP型としてIC内で構成しようとすると、ニー電
流が小さいので電流密度を下げるためエミッタ面積を大
きくしなければならない問題が生じる。出力段を帰還型
として低インピーダンス化すると素子数の増加に加え周
波数特性上の不利が生じ、リーク電流を小さくするめベ
ース電流補償を行うと素子数の増加につながり、補償能
力にも自ずと限界があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above-described conventional clamp circuit, if the output impedance of the circuit preceding the clamp capacitance is not small, a DC level difference will occur in the output between the clamp period and other times. In order to eliminate this problem, it is possible to increase the current of the current source I2, but this is not preferable because the current consumption increases. Also, transistor Q2
If an attempt is made to configure this in an IC as a PNP type, a problem arises in that the knee current is small and the emitter area must be increased in order to lower the current density. Making the output stage a feedback type with low impedance increases the number of elements and disadvantages the frequency characteristics. Performing base current compensation to reduce leakage current increases the number of elements and naturally limits the compensation ability. Ta.

この発明はクランプ容量の前段回路の出力インビーダン
が小さくなくても、簡単な構成でクランプにより生じる
直流段差をなくすことが可能なりランプ回路を提供しよ
うするものである。
The present invention aims to provide a lamp circuit that can eliminate the DC level difference caused by the clamp with a simple configuration even if the output impedance of the pre-stage circuit of the clamp capacitor is not small.

[発明の構成コ (課題を解決するための手段〉 この発明のクランプ回路は、クランプ容量の前段回路の
第1の出カニミッタホロワのエミッタ電流を検出し、第
1の出カニミッタホロワのさらに前段に設けた逆極性の
第2のエミッタホロワのエミッタ電流を制御するように
構成してなるものである。
[Structure of the Invention (Means for Solving the Problems)] The clamp circuit of the present invention detects the emitter current of the first output limiter follower of the front-stage circuit of the clamp capacitor, and the clamp circuit is provided at a stage further preceding the first output limiter follower. The emitter current of the second emitter follower of opposite polarity is controlled.

(作用) 上記した手段により直流段差の原図となる第1のエミッ
タホロワのベース・エミッタ間電圧の変化を第2のエミ
ッタホロワのベース・エミッタ間電圧の変化でt0殺で
きるため、直流段差をなくすことができる。
(Function) By the means described above, the change in the voltage between the base and emitter of the first emitter follower, which is the origin of the DC step, can be canceled out by the change in the voltage between the base and emitter of the second emitter follower, so that the DC step can be eliminated. can.

(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参!!((シ
て説明するが、第5図と同一部分には同一の符号を付し
てここでは異なる部分を中心に詳細に説明する。
(Example) Refer to the drawings below for an example of this invention! ! (Although this will be explained later, the same parts as in FIG. 5 are given the same reference numerals, and the different parts will be mainly explained in detail here.

第1図はこの発明の一実施例であり、トランジスタQ3
とカレントミラーCMを追加した点が第5図と異なる。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which transistor Q3
This differs from FIG. 5 in that a current mirror commercial is added.

すなわち、コレクタが電源vccに接続されたトランジ
スタQ3のベースに入力INを接続し、エミッタをトラ
ンジスタQ2のベースに接続しである。トランジスタQ
2のコレクタをカレントミラーCMの入力に、トランジ
スタQ3のエミッタをカレントミラーCMの出力に接続
しである。
That is, the input IN is connected to the base of the transistor Q3 whose collector is connected to the power supply VCC, and the emitter is connected to the base of the transistor Q2. transistor Q
The collector of transistor Q3 is connected to the input of current mirror CM, and the emitter of transistor Q3 is connected to the output of current mirror CM.

上記した構成によると、クランプ期18〕およびクラン
プ期間外にトランジスタQ3のエミッタにはトランジス
タQ2の流れる電流と全く等しい電流が流れ、クランプ
時にトランジスタQ2により生じる直流段差と逆方向に
同じ大きさの直流段差が土じるため相殺させることがで
きる。
According to the above configuration, a current exactly equal to the current flowing through transistor Q2 flows through the emitter of transistor Q3 during the clamp period 18] and outside the clamp period, and a DC current of the same magnitude flows in the opposite direction to the DC step generated by transistor Q2 during clamping. Since the difference in level causes dirt, it can be offset.

直流段差の)0殺について詳しく述べる。今、トランジ
スタQ2のクランプ期間のエミッタ電流をI ep、ク
ランプ期間外のエミッタ電流をICPとすると、トラン
ジスタQ3のベースからトランジスタQ2のエミッタま
でのクランプ期間の電位差VCPは、 VCP −V T  −12n  (n−CP/ I 
53)−VT  −nn(ICP/ l52)−VT 
 −j2n  −n(I S2/ I S3)となり、
クランプ期間外の電位差VCPは、VCP −V r 
−12n(n   I CP/ I 53)−VT −
An(ICP/ l52) −VT −In −n(192/ I S3)となる。
I will explain in detail about zero killing (of DC step). Now, if the emitter current of transistor Q2 during the clamp period is Iep, and the emitter current outside the clamp period is ICP, then the potential difference VCP during the clamp period from the base of transistor Q3 to the emitter of transistor Q2 is VCP −V T −12n ( n-CP/I
53)-VT-nn(ICP/l52)-VT
−j2n −n(IS2/IS3),
The potential difference VCP outside the clamp period is VCP −V r
-12n (n I CP/ I 53) -VT -
An(ICP/l52) -VT-In-n(192/IS3).

ここで、182、IS3はトランジスタQ2、Q3のそ
れぞれ飽和電流、VTはk T / qで表わされ、k
Tはボルツマン定数、qは電荷量である。また、カレン
トミラーCMの人・出力比を1:n(nは己の実数)と
した。したがって、クランプ期間およびクランプ期間外
の電位差は全く等しくなることから、リーク電流の量に
影響されないものとなる。なお、第1図において、電流
源!2は抵抗で構成しても同様の効果が得られる。
Here, 182, IS3 are the respective saturation currents of transistors Q2 and Q3, VT is expressed as k T / q, and k
T is Boltzmann's constant, and q is the amount of charge. In addition, the human/output ratio of the current mirror CM was set to 1:n (n is a real number). Therefore, since the potential difference between the clamp period and the outside of the clamp period is completely equal, it is not affected by the amount of leakage current. In addition, in Fig. 1, the current source! The same effect can be obtained even if 2 is composed of a resistor.

第2図および第3図は、この発明の他の実施例を示した
もので、第2図は第1図のトランジスタQ3のエミッタ
とトランジスタQ2のベース間にトランジスタQ12、
Qllからなるレベルシフト回路を設けたものであり、
第3図はトランジスタQ3のエミッタとトランジスタQ
2のベース間にトランジスタQ21および電流源121
からなるレベルシフト回路を設けたものである。
2 and 3 show other embodiments of the present invention, in which a transistor Q12 is connected between the emitter of the transistor Q3 in FIG. 1 and the base of the transistor Q2.
It is equipped with a level shift circuit consisting of Qll,
Figure 3 shows the emitter of transistor Q3 and transistor Q.
between the bases of transistor Q21 and current source 121
A level shift circuit consisting of the following is provided.

第2図におけるトランジスタQ3のベースからトランジ
スタQ2のエミッタまでのクランプ期間の電位差vcp
は、 VCP=Vy −fn (n・ICP/ 183)+V
r −J2n (n−ICP/ l5I2)−VT −
nn(ICP/ l5II)−VT  −In(ICP
/ l52)=Vr −In  (n”−ISII−1
92/ IS3・l512 )となり、クランプ期間外
の電位差v訂は、■(¥−VT −J2n (n・IC
P/ l53)+VT −J2n (n−ICPンI 
81)−VT −Jn(ICP/l5II) −VT −J2n(ICP/ 182)−VT −In
  (n21811 182/ l531S12 )と
なる。ただし、1811 、  l512はトランジス
タQll、Q12の飽和電流である。
Potential difference vcp during the clamp period from the base of transistor Q3 to the emitter of transistor Q2 in FIG.
is, VCP=Vy −fn (n・ICP/183)+V
r −J2n (n-ICP/l5I2)-VT −
nn(ICP/l5II)-VT-In(ICP
/ l52)=Vr −In (n”−ISII−1
92/IS3・l512), and the potential difference v outside the clamp period is ■(¥-VT-J2n (n・IC
P/l53)+VT-J2n (n-ICPnI
81)-VT-Jn(ICP/l5II)-VT-J2n(ICP/182)-VT-In
(n21811 182/l531S12). However, 1811 and l512 are the saturation currents of the transistors Qll and Q12.

第3図のトランジスタQ3のベースからトランジスタQ
2のエミッタまでのクランプ期間およびクランプ期間外
の電位差VCP%VCPは第1図と同様に求められ、や
はり第3図においてもクランプ期間および期間外の電位
差はなくなり、クランプレベルのずれないものである。
From the base of transistor Q3 in Figure 3 to transistor Q
The potential difference VCP% VCP between the clamp period and outside the clamp period up to the emitter of No. 2 is obtained in the same way as in Figure 1, and also in Figure 3, there is no potential difference between the clamp period and outside the period, and there is no shift in the clamp level. .

[発明の効果] 以上、詳細に記載したようにこの発明のクランプ回路に
よれば、クランプ容量の前段回路の出力インピーダンス
が小さくなくても、出力に生じる直流段差を正確に相殺
できるので、クランプレベルにずれがなく、クランプ回
路による正確な直流伝送が可能となる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the clamp circuit of the present invention, even if the output impedance of the circuit before the clamp capacitor is not small, the DC step difference occurring in the output can be accurately canceled out, so that the clamp level can be reduced. There is no deviation, and accurate DC transmission is possible using the clamp circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図およ
び第3図はこの発明のそれぞれ光なる他の実施例を示す
回路図、第4図および第5図はそれぞれ従来の回路図を
示すもである。 Q1〜Q3・・・トランジスタ CM・・・・・・・・・カレントミラーC1・・・・・
・・・・コンデンサ 11・・・・・・・・・電流源 vl・・・・・・・・・電圧源 出廟人 株式会社 東芝
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are circuit diagrams showing other embodiments of the invention, respectively, and FIGS. 4 and 5 are conventional circuit diagrams, respectively. The figure is shown below. Q1 to Q3...Transistor CM...Current mirror C1...
...Capacitor 11...Current source vl...Voltage source Toshiba Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力信号のレベルをシフトするレベルシフト回路
と、このレベルシフト回路の出力をベースに供給した第
1のトランジスタと、この第1のトランジスタのコレク
タ電流に依存して前記レベルシフト回路のレベルシフト
量を制御する電流を出力する電流変換回路と、前記第1
のトランジスタのエミッタと出力との間に接続したクラ
ンプ容量と、このクランプ容量と前記出力との間に接続
され、クランプ期間のみ前記出力が所定の値となるよう
に該クランプ容量の電荷を所定値に保持するクランプ手
段とを備えてなることを特徴とするクランプ回路。
(1) A level shift circuit that shifts the level of an input signal, a first transistor whose base is supplied with the output of this level shift circuit, and a level of the level shift circuit that depends on the collector current of the first transistor. a current conversion circuit that outputs a current for controlling a shift amount;
A clamp capacitor connected between the emitter and the output of the transistor, and a clamp capacitor connected between the clamp capacitor and the output, and the charge of the clamp capacitor is set to a predetermined value so that the output becomes a predetermined value only during the clamp period. and a clamping means for holding the clamp circuit.
(2)レベルシフト回路を第2のトランジスタで構成し
、信号を該第2のトランジスタのベースに入力し、その
エミッタを第1のトランジスタのベースに接続してなる
ことを特徴とする請求項第1項記載のクランプ回路。
(2) The level shift circuit is constituted by a second transistor, a signal is input to the base of the second transistor, and the emitter thereof is connected to the base of the first transistor. Clamp circuit described in item 1.
(3)第1のトランジスタのエミッタに電流源を接続し
てなることを特徴とする請求項第1項記載のクランプ回
路。
(3) The clamp circuit according to claim 1, characterized in that a current source is connected to the emitter of the first transistor.
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