JPH0347008B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、奇数次高調波信号発生回路に関す
るものである。さらに詳しく群言えば、この発明
は、基本周波数の入力信号が供給されたとき、こ
の基本周波数の奇数次高調波の成分を含む出力信
号を生成する奇数次高調波信号発生回路に関する
ものである。この出力信号は、入力信号の振幅の
変化に対して実質的に感応せず、基本波周波数成
分を相対的に除去して生成される。

＜発明の背景＞ 米国特許第4325076号（特願昭52−36047号、特
開昭52−119159号に対応）明細書中には、基本波
周波数の正弦波入力信号から基本波周波数の大き
な第３高調波成分と小さな基本波周波数成分とを
含む出力信号を生成する回路が示されている。

上記米国特許明細書に示されているように、正
弦波入力信号は反転制限増幅器と非反転直線増幅
器とに供給される。これらの増幅器の出力信号は
加算回路網で合成され、加算回路網のの出力に現
われる信号は、制限増幅器からの矩形波出力信号
から線形増幅器からの基本周波数正弦波を減じた
成分周波数を含んでいる。入力信号の振幅が特定
の値をもつているときは、基本波成分はこの加算
出力信号から事実上消失する。矩形波はその基本
周波数と奇数次高調波からなるので、基本波成分
が除去されたとき、３次および高い奇数次高調波
成分のみが残存する。しかしながら、前述の米国
特許明細書に示されている回路はその入力信号の
強度に敏感である。入力信号の振幅が特定の値に
維持されていないときは、大きさが変化する基本
周波数の成分が加算出力信号中に現われ、基本周
波数成分に対する３次およびより高次の奇数次高
調波の比を低下させる。

＜発明の概要＞ この発明は、振幅の変化する入力信号に応答し
て、この入力信号の振幅変化に対する補償無しに
前記米国特許明細書に記載されている回路よりも
奇数次高調波成分対その基本周波数成分の比の一
様な出力信号を発生することができるものであ
る。

この発明による奇数次高調波発生器は、正弦波
入力信号源と、異つた特性をもつた２個の制限増
幅器と、２個の増幅器の出力を合成するための手
段と、合成された出力信号を濾波するための手段
とを含んでいる。制限増幅器の第１のものは過制
限増幅器として機能し、正の制限値への急速な上
昇（立上り）、より負の値への急速な低下（立下
がり）の特性をもつた出力波形（すなわち矩形波
あるいは急勾配ピツチの台形波）を生成する。制
限増幅器の第２のものは弱制限増幅器として機能
し、上記過制限増幅器の出力波形に比してゆつく
りとした上昇（立上り）および低下（立下がり）
時間をもつた平坦なピークの出力波形を生成す
る。これらの増幅器の出力信号は逆相関係で合成
される。

過制限された信号は基本周波数の奇数次高調波
に富み、一方弱制限された信号はそのいずれの高
調波成分よりも大きな基本波成分をもつている。
２つの出力信号の基本波成分の大きさは、過制限
増幅器の利得に対して弱制限増幅器の利得を大き
くすることによりほヾ等しくされる。従つて、こ
れらの信号を合成することにより、相対的に基本
波成分を除去して大部分奇数次高調波成分からな
る信号を得ることができる。適当に濾波すること
によりこの合成された信号から特定の奇数次高調
波成分を抽出することができる。

この発明の実施例では、制限増幅器は共に差動
増幅器によつて構成され、各差動増幅器は２個の
バイポーラ・トランジスタ、これらのトランジス
タにその相互に接続されたエミツタを経て電流を
供給する電流源、これらのトランジスタの少なく
とも一方のベースに入力信号を供給する入力回路
網、およびこれらのトランジスタの一方のコレク
タに結合されていて出力信号を発生する負荷回路
網からなつている。これらの増幅器は、その出力
に現われる信号の位相は相補関係にあり、その信
号は所望の周波数に感応し且つ選択された奇数次
高調波に同調する共通負荷の両端間に現われる。

実質的に減衰を受けていない入力信号は充分な
大きさをもつて差動増幅器の一方に供給されて過
制限を生じさせ、他方の差動増幅器の入力回路網
は共通入力信号を充分に減衰させ、その結果とし
て制限を弱くしている。後者の差動増幅器に対す
る電流源は、前者の差動増幅器の電流源によつて
供給される電流よりも充分に大きな電流を後者の
差動増幅器に供給し、各出力中の基本周波数成分
の大きさが実質的に等しくなるようにする。

この発明によつて提供される信号の振幅の変動
に対する耐性をもつた周波数逓倍器は、受信した
カラーテレビジヨン信号の処理部分が複数のクロ
ツク電荷結合装置（CCD）遅延線からなるカラ
ーテレビジヨン受像機中で使用して有効である。

例えば米国特許第4096516号明細書中には、受
信合成ビデオ信号からルミナンス成分とクロミナ
ンス成分とを分離するのに特に適したクロツク
CCDをを使用したくし形フイルタ回路が示され
ており、このくし形フイルタ回路は、受像機のカ
ラー基準発振器の出力を周波数逓倍することによ
つて生成されたカラー副搬送波周波数の３倍に等
しい周波数（例えば、３×3.579545MHz、すなわ
ち10.738635MHz）のクロツク信号を使用してい
る。このような周波数逓倍された信号はクロツク
の目的に適した周波数安定性を示すが、例えば米
国特許第4224638号明細書中に示されているよう
に、周波数逓倍された信号はくし形フイルタのク
ロミナンス成分出力の汚染を避けるために、基本
波周波数成分を実質的に含まないことが必要であ
る。受像機のカラー基準発振器のパラメータに対
する実際上の許容度によつて、受像機のカラー基
準発振器の所定の出力の正確な振幅に関して一層
不正確になり、そのためこゝでは、クロツツク信
号の発生のために使用される周波数逓倍器は、入
力信号の振幅の広い範囲に対して基本周波数成分
を充分に圧縮した状態に維持するのが良いことが
知られている。

＜実施例の詳細な説明＞ 以下、図を参照しつゝこの発明を詳細に説明す
る。

図示の構成において、例えばカラーテレビジヨ
ン受像機のピデオ検波器から取出される複合カラ
ービデオ信号はCCDくし形フイルタ回路１０の
入力端子CVに供給される。説明の都合上、前述
の米国特許第4096516号明細書に示されている形
式のフイルタが使用されていると仮定するが、他
のくし形ホフイルタ回路を使用することもでき
る。CCDくし形フイルタ回路１０の出力端子Ｌ
に発生する信号は、線走査周波数の２分の１の奇
数倍に除去特性を示すフイルタによる濾波を受け
ている。これらの信号は一例として０乃至4MHz
の通過帯域を有する低域通過フイルタ１２に供給
され、CCDクロツク信号に付帯する高周波成分
を除去し、広帯域のくし形濾波されたルミナンス
信号を通過させる。

くし形フイルタ回路１０の出力端子Ｃ，C′に現
われる信号は、線走査周波数の２分の１の偶数倍
で除去特性を示すフイルタで濾波されている。出
力端子Ｃの信号は低域通過フイルタ１６に供給さ
れて高周波CCDクロツク信号が取除かれる。こ
の信号は増幅器１８で増幅されて例えば３乃至
4MHzの通過帯域をもつた帯域通過フイルタ２４
に供給される。この濾波作用によつてくし形濾波
されたクロミナンス信号が生成される。

出力端子C′における信号の低周波成分は垂直細
部情報を含むルミナンス成分で、一例として０乃
至2MHzの通過帯域を有するフイルタ１４によつ
て濾波される。これらの低周波ルミナンス成分は
垂直細部プロセツサ２０に供給されてさらに処理
される。垂直細部プロセツサ２０は例えば米国特
許第4245237号明細書に示されているものが使用
される。加算器２２の入力には処理された垂直細
部情報とフイルタ１２からのくし形濾波されたル
ミナンス信号とが供給され、その出力に合成され
たルミナンス信号が発生する。この合成されたル
ミナンス信号はルミナンス信号処理回路２６に供
給されて、端子Ｙに処理されたルミナンス信号が
生成される。

フイルタ２４の出力のくし形濾波されたクロミ
ナンス信号はクロミナンス増幅器２８に供給され
る。増幅器２８はクロミナンス信号をクロミナン
ス信号処理回路３０とバースト分離器３２の双方
に供給する。後程説明する電圧制御発振器３６に
よつて発生されたカラー基準信号に応答する通常
の同期検波回路を含むクロミナンス信号処理回路
３０は、出力端子Ｒ―Ｙ，Ｇ―Ｙ，Ｂ―Ｙに現わ
れる３個の色差信号出力を生成する。端子Ｙから
のルミナンス信号と３個の色差信号は周知の信号
処理手段（図示せず）によつて合成されて、カラ
ー映像を再生するのに使用することのできる赤、
緑、青の３元色信号が生成される。

電圧制御発振器３６は、例えばシヤンレー氏
（R.L.Shanley）他の米国特許出願第383303号明
細書に示されている形式のもので、入力端子FI
と出力端子FOとを有する非反転増幅器を含んで
いる。圧電水晶クリスタル３８、キヤパシタ３９
および抵抗器４０をこの順序で直列接続してなる
帰還路は出力端子FOを入力端子FIに接続してお
り、キヤパシタ４１は入力端子FIを基準電位点
（例えばアース）に結合している。。ポテンシヨメ
ータ４２の一方の固定端子は動作電位源の正端子
（＋Vcc）に結合されており、他方の固程端子は
アースに接続されており、その可調整タツプは電
圧御御発振器３６に結合されていて、これに制御
入力電圧を供給する。電圧制御発振器３６の出力
端子OSには色差信号が発生する。発振器３６に
はまた制御電圧入力として後述する位相検波器３
４の出力が供給される。

ポテンシヨメータ４２をその中心位置に調整す
ると、電圧制御発振器３６によつて発生される信
号の周波数は圧電電水晶クリスタル３８をキヤパ
シタ３９とによつて形成される直列共振回路の共
振周波数によつて決定される。クリスタルおよび
キヤパシタの公称値はカラー副搬送波周波数（例
えば、3.579545MHz）に等しい共振周波数を呈す
るように選定されるが、実際には許容範囲内での
これらの公称値からのずれは僅かに高いか僅かに
低い自走周波数を有するる発振器を構成すること
になる。直列共振回路のＱは抵抗器４０によつて
決定され、これはまたキヤパシタ４１と協同して
発振器の共振周波数の高調波を除去する低域通過
フイルタを構成している。上述のシヤンレー氏の
米国特許出願明細書中に示されているように、ポ
テンシヨメータ４２を調整することによつて発振
器の自走周波数を正確なカラー副搬送波周波数に
調整することができる。

バースト分離器３２は、クロミナンス増幅器２
８の出力に現われるくし形濾波されたクロミナン
ス信号からカラー同期バースト成分を引出す。こ
の信号は位相検波器３４の一方の入力に供給さ
れ、その他方の入力には電圧制御発振器３６から
の出力信号が供給される。位相検波器３４の出力
は電圧制御発振器３６に供給される制御信号で、
これによつて発振器３６の出力信号を、伝送され
たカラー同期バースト信号と一定の位相関係に設
定することができる。

電圧制御発振器３６の出力端子OSにおけるカ
ラー基準信号はこの発明による周波数３逓倍器に
供給されて、上述のCCDくし形フイルタ回路１
０に供給されるクロツク信号を発生する。

周波数３逓倍器は弱制限増幅器５３と過制限増
幅器６３とを含んでいる。増幅器５３は差動増幅
器を構成するように配置された２個のNPNトラ
ンジスタ５２，５４からなる。２個のトランジス
タの相互に接続されたエミツタは、差動増幅器５
３に一定の電流を供給するNPNトランジスタ５
６のコレクタに結合されている。トランジスタ５
６のベースはバイアス電位源の正端子（＋VB′）
に接続されており、トランジスタ５６のエミツタ
は抵抗器５８を経てアースに帰路している。

抵抗器４４はトランジスタ５２のベースを発振
器３６の出力端子OSに結合している。抵抗器４
４、トランジスタ５４と５２のベース間に接続さ
れた抵抗器４８、およびトランジスタ５４のベー
スをバイアス電位源の正端子（＋VB）に接続し
ている抵抗器５０は分圧回路網を構成している。
弱制限増幅器５３への実効入力信号は抵抗器４８
の両端間に現われる減衰された基準信号である。

トランジスタ５４のコレクタは動作電源端子＋
Vccに直接接続されており、一方トランジスタ５
２のコレクタは、弱制限増幅器５３の出力を供給
する周波数感応負荷回路７０を経て動作電源端子
＋Vccに結合されている。

増幅器６３は差動増幅器の形に接続された２個
のNPNトランジスタ６２，６４からなつている。
２個のトランジスタの相互接続されたエミツタは
増幅器６３用の定電流源として動作するNPNト
ランジスタ６６のコレクタに接続されている。ト
ランジスタ６６のベースは＋VB′バイアス電源端
子に直接接続されており、そのエミツタは抵抗器
６８を経てアースに接続されている。

増幅器６３には端子OSとトランジスタ６４の
ベースとの間に結合された抵抗器４６を経てカラ
ー基準入力信号が供給される。トランジスタ６２
のベースは抵抗器６０を経てバイアス電源端子＋
VBに結合されている。

過制限増幅器６３の出力はトランジスタ６２の
コレクタに現われる。このコレクタは周波数感応
負荷回路７０を経て動作電源端子＋Vccに結合さ
れている。トランジスタ６４のコレクタは動作電
源端子＋Vccに直接接続されている。

トランジスタ５２，６２の互いに接続されたコ
レクタと動作電源端子＋Vccとの間に接続された
周波数感応負荷回路７０は増幅器５３，６３によ
つて生成された信号を合成すると共にこの合成さ
れた信号を濾波する２つの働きをもつている。負
荷回路７０は可調整インダクタ７２と並列に結合
されたキヤパシタ７１からなり、カラー基準周波
数の第３高調波に共振する並列共振回路を構成し
ている。キヤパシタ７４はトランジスタ５２と６
２の相互接続されたコレクタをCCDくし形フイ
ルタ回路１０のクロツク入力端子CKに接続して
いる。可調整インダクタ７８と並列のキヤパシタ
７７によつて構成された別の並列共振回路８０が
端子CKとアースとの間に接続されている。並列
共振回路８０もまたカラー基準信号の第３高調波
に共振するように同調がとられている。

図示の周波数３逓倍器の動作において、発振器
の出力端子OSに現われるカラー基準信号の大き
さは増幅器６３を過制限状態に駆動するのに充分
大であるが、分圧回路網４４，４８，５０によつ
て導入される入力信号の減衰によつて増幅器５３
は弱制限状態の駆動されるにすぎない。しかしな
がら、増幅器５３と６３の各の出力の基本周波数
成分の大きさは実質的に等しくなり得る。これは
抵抗器６８の抵抗値に対して抵抗器５８の抵抗値
を小さくすることによつて達成される。このよう
にして、電流源トランジスタ５６によつて増幅器
５３に供給される電流は、電流源トランジスタ６
６によつて増幅器６３に供給される電流に対して
大きくなるという好ましい結果が生じる。

弱制限増幅器５３の入力信号の反転された信号
は出力トランジスタ５２のコレクタに現われ、過
制限増幅器６３の入力信号の非反転信号は出力ト
ランジスタ６２のコレクタに現われる。従つて、
これら各トランジスタのコレクタに接続された共
通負荷では基本周波成分は実質的に相互に相殺さ
れる。しかしながら、付帯する高調波成分の相対
的な大きさは各制限増幅器の出力において相当に
異なる。すなわち、過制限された波形の高調波成
分の大きさは弱制限された波形の高調波成分の大
きさよりも相当に大である。従つて、共通負荷の
両端間には相当な大きさの第３高調波成分が残存
する。

並列共振回路７０，８０によつて与えられる帯
域通過濾波作用により、クロツク入力端子CKに
供給される出力信号中の所望の第３高調波成分に
対する不所望な基本波周波数成分をさらに抑制す
ることができる。素子７０，７４，８０は、２重
同調、高域側容量結合形式の帯域通過フイルタを
構成している。この形式の帯域通過フイルタは比
較的鋭いスカート部の特性をもつており、所望の
第３高調波よりも高い次数の高調波成分を実質的
に減衰させることができる。

弱制限増幅器５３の入力に分圧回路網４４，４
８，５０が存在することにより入力信号に僅かな
位相シフトを導入することが認められる。この位
相シフトが補償されなければ、共通負荷において
基本波周波数成分の所望の打消し効果が低下する
可能性がある。しかしながら、過制限増幅器６３
の入力回路に適当な抵抗値をもつた抵抗器４６を
挿入することにより、この増幅器に対する入力信
号の位相シフトを補償することができる。

端子OSにおける発振器の出力にバイアス電源
端子＋VBにおける電位と実質的に整合するDC
レベルを与えることによつて、また抵抗器４６と
６０の抵抗値を、抵抗器４４と６０の値と適正に
整合させることにより、各差動増幅器５３と６３
に対する所望の静平衝状態が容易に得られる。

端子OSにおける発振器の出力の正確な振幅は、
実際の例では、幾つかの要因によつて決定され
る。これらの要因は、例えば、所定の受像機にお
いて、発振器の自走発振周波数を適正に設定する
ために必要とされるポテンシヨメータ４２の調
整、特定の時間において受信されている放送信号
との同期に要求される位相検波器３４によつて制
御される発振周波数の引込みがある。端子OSで
与えられる駆動信号の大きさは、予想される振幅
の変化の範囲に対して、増幅器５３および６３の
双方が制限モードに維持されるように選定され
る。

入力信号の振幅が変化しても、この発明の奇数
次高調波発生器では、共に非直線制限モードで動
作する増幅器５３，６３を使用しているから、上
記入力信号の振幅変化に追従して、常に基本周波
数成分を実質的に相殺して除去することができる
という大きな効果が得られる。このような動作
は、直線増幅器の出力と非直線増幅器の出力とを
加算する場合に生ずるような入力信号の変動によ
る悪影響を受けない。

一例として、図示の回路中の各素子の値に示す
と次の通りである。

キヤパシタ39 100ピコフアラツド キヤパシタ41 68ピコフアラツド 抵抗器４０ 1300オーム 抵抗器４４，４８，５０ 4950オーム 抵抗器４６，６０ ２キロオーム 抵抗器５８ １キロオーム 抵抗器６８ 1255オーム ＋Vcc 11.2ボルト ＋VB 5.2ボルト ＋VB′ 1.2ボルト

【図面の簡単な説明】

図はクロツク信号を発生させるためにこの発明
による奇数次高調波発生装置を具備したカラーテ
レビジヨン受像機の一部を、その一部を概略回路
図の形で、残りの部分をブロツク図の形で示した
図である。 ３６…電圧制御発振器（入力信号供給手段）、
４４，４８，５０…抵抗器（減衰回路網）、５３
…第１の増幅器、６３…第２の増幅器、７０…負
荷回路（信号合成手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 振幅がある大きさの範囲にわたつて変化する
   可能性のある正弦波入力信号を供給する信号源
   と、 上記正弦波入力信号に応答して、相対的に速い
   立上り時間と立下り時間をもつた過制限出力信号
   を発生する過制限増幅器と、 上記正弦波入力信号に応答して、相対的に遅い
   立上り時間と立下り時間をもち、且つ平坦なピー
   クを有し、上記過制限出力信号と反対位相の弱制
   限出力信号を発生する弱制限増幅器と、 上記過制限出力信号と弱制限入力信号とを合成
   して、上記正弦波入力信号の振幅の変動には無関
   係な実質的に一定の振幅を有し、且つ上記正弦波
   入力信号の基本周波数成分を相対的に除去して大
   部分が奇数次高調波成分からなる合成出力信号を
   発生する信号合成手段と、 からなる奇数次高調波発生器。