JPH04227109A - 可変利得増幅回路 - 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】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術（図２） 発明が解決しようとする課題（図２） 課題を解決するための手段（図１） 作用（図１） 実施例 （１）第１の実施例（図１） （２）他の実施例発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は可変利得増幅回路に関し
、例えばテレビジヨンカメラのホワイトバランス調整回
路に適用し得る。

【０００３】

【従来の技術】従来、テレビジヨンカメラのホワイトバ
ランス調整回路においては、例えば実開昭　５９−１１
８３１６号公報に提案の手法を用いて可変利得増幅回路
の利得を連続的に可変するようになされ、これにより赤
、青、緑色の各色信号の信号レベルを補正するようにな
されている。

【０００４】すなわち図２に示すように、可変利得増幅
回路１においては、トランジスタ２及び３のエミツタ間
を抵抗４で接続し、当該トランジスタ２及び３の各エミ
ツタを電流源５及び６に接続する。さらに可変利得増幅
回路１は、トランジスタ３のベースを接地し、トランジ
スタ２のベースに所定の色信号Ｓ１を印加する。

【０００５】ここで電流源５及び６の電流値Ｉ１を等し
く設定すれば、色信号Ｓ１の信号レベルをΔＶ〔Ｖ〕、
抵抗４の抵抗値をＲとおいて、抵抗４に流れる電流Ｉは
、次式

【数１】 で表すことができる。これによりトランジスタ２及び３
においては、差動増幅回路を構成するようになされ、当
該トランジスタ２及び３のコレクタ電流が、色信号Ｓ１
の信号レベルに応じて、電流源５及び６の電流値Ｉ１を
中心にして変化する。

【０００６】トランジスタ２及び３のコレクタは、それ
ぞれトランジスタ７、８及び９、１０のエミツタに接続
され、当該トランジスタ７、８及び９、１０は、それぞ
れ差動対を形成して制御信号ＳＣを入力する。

【０００７】すなわちトランジスタ７〜１０は、トラン
ジスタ７及び１０のベースとトランジスタ８及び９のベ
ースとにそれぞれ逆相の制御信号ＳＣを入力し、トラン
ジスタ７及び９のコレクタを正側電源ＶＣＣに接続する
。これに対してトランジスタ８及び１０は、抵抗１２を
介して、正側電源ＶＣＣにコレクタを接続し、コレクタ
抵抗１２の端子電圧を出力する。

【０００８】これによりコレクタ抵抗１２を流れる電流
においては、色信号Ｓ１の信号レベルに比例して変化す
ると共に、制御信号ＳＣの信号レベルに応じて変化し、
かくして可変利得増幅回路１においては、当該制御信号
ＳＣで決まる利得で色信号Ｓ１を増幅して出力するよう
になされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、テレビジヨ
ンカメラのホワイトバランス調整回路においては、充分
に広いダイナミツクレンジを確保する必要がある。この
場合可変利得増幅回路１においては、電流源５及び６の
電流値Ｉ１を大きな値に設定することにより、ダイナミ
ツクレンジを広くすることができる。

【００１０】ところが電流値Ｉ１を大きな値に設定する
と、その分消費電力が増大する問題がある。また、トラ
ンジスタ１０においては、ベースの熱雑音及びシヨツト
雑音が当該コレクタ電流に比例することにより、電流値
Ｉ１を大きな値に設定すると、その分出力信号Ｓ２のＳ
Ｎ比が劣化する問題もある。

【００１１】これに対して、出力信号Ｓ２の雑音成分を
抑圧する１つの方法として、コレクタ抵抗１２の抵抗値
を小さくする方法が考えられるが、抵抗値を小さくする
とその分利得が低下することにより、抵抗４の抵抗値Ｒ
を小さくする必要があり、トランジスタ２及び３で構成
される差動増幅回路の直線性が劣化する。さらにトラン
ジスタ１０のエミツタ抵抗ｒｅを小さくして雑音成分を
抑圧する方法もあるが、エミツタ抵抗ｒｅにおいては、
次式

【数２】 で表し得、結局エミツタ電流Ｉｅを決める電流源５及び
６の電流値Ｉ１を小さくしなければならず、必要なダイ
ナミツクレンジが得られなくなる。

【００１２】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、広いダイナミツクレンジを有し得、かつＳＮ比の良
い低消費電力の可変利得増幅回路を提案しようとするも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、ベースに入力信号Ｓ１を受ける第
１のトランジスタ２２と、エミツタを第１のトランジス
タ２２のエミツタに接続して第１のトランジスタ２２と
差動対を形成し、接地抵抗Ｒ４及び所定の電流源２９、
Ｒ５にベースを接続する第２のトランジスタ２３と、第
２のトランジスタ２３のコレクタにベースを接続すると
共に、第２のトランジスタ２３のベースにエミツタを接
続する第３のトランジスタ２５と、第３のトランジスタ
２５のコレクタにエミツタを接続して差動対を形成し、
ベースに制御信号ＳＣを入力する第４及び第５のトラン
ジスタ３５及び３６とを備え、制御信号ＳＣの信号レベ
ルで決まる利得で入力信号Ｓ１を増幅し、第４のトラン
ジスタ３５のコレクタから出力する。

【００１４】

【作用】接地抵抗Ｒ４及び所定の電流源２９、Ｒ５にベ
ースを接続する第２のトランジスタ２３とベースに入力
信号Ｓ１を受ける第１のトランジスタ２２とで差動対を
形成し、第３のトランジスタ２５を接続し、当該第３の
トランジスタ２５のコレクタ出力を第４及び第５のトラ
ンジスタ３５及び３６に供給すれば、第１〜第３のトラ
ンジスタ２２〜２５と無関係にトランジスタ３５及び３
６のアイドリング電流を設定することができる。従つて
、ダイナミツクレンジを大きく保持した状態でも、当該
アイドリング電流を必要に応じて低減して消費電力を低
減することができ、同時にＳＮ比も向上することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１６】（１）第１の実施例 図１において、２０は全体として可変利得増幅回路を示
し、色信号Ｓ１を抵抗Ｒ１及びＲ２で分圧してトランジ
スタ２２に与える。トランジスタ２２は、トランジスタ
２３と共に差動対を形成し、トランジスタ２３と共にト
ランジスタ２４にエミツタを接続する。

【００１７】ここでトランジスタ２４は、ベースに基準
電圧ＶＲ１を受け、抵抗Ｒ３と共に定電流源を形成する
。トランジスタ２５は、ベース及びエミツタをそれぞれ
トランジスタ２３のコレクタ及びベースに接続し、抵抗
Ｒ５及びトランジスタ２９で形成された定電流源と接地
抵抗Ｒ４とにエミツタを接続する。

【００１８】トランジスタ２３は、トランジスタ２６、
２７、２８、抵抗Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８で形成された定電流
源をコレクタに接続し、基準電圧ＶＲ１で決まる所定の
電流が供給される。さらにトランジスタ２３は、トラン
ジスタ３０のベースにコレクタを接続し、当該トランジ
スタ３０は、トランジスタ３１及び抵抗Ｒ９の定電流源
とトランジスタ３２を接続する。

【００１９】これによりトランジスタ３９は、基準電圧
ＶＲ２で決まる所定の電流がコレクタに供給された状態
で、トランジスタ２３のコレクタ出力に応じてトランジ
スタ３２を駆動する。

【００２０】トランジスタ３２は、トランジスタ２２及
び正側電源ＶＣＣ間に介挿され、これによりトランジス
タ２３のコレクタ出力をトランジスタ２３に帰還する。

【００２１】従つてトランジスタ２９のコレクタ電流を
Ｉ２とおくと、トランジスタ２５のコレクタ電流Ｉ３は
、色信号Ｓ１の信号レベルに比例して変化し、次式

【数
３】 の関係式で表すことができる。

【００２２】かくしてトランジスタ２２〜３２において
は、色信号Ｓ１を電圧電流変換し、トランジスタ２３の
コレクタ電流Ｉ３が、定電流源（２９、Ｒ５）で決まる
電流値Ｉ２を中心にして当該色信号Ｓ１の信号レベルの
変化に追従して変化するようになされている。

【００２３】トランジスタ３５及び３６は、エミツタを
トランジスタ２５に接続して差動対を形成し、トランジ
スタ３６はコレクタを正側電源ＶＣＣに接続する。これ
に対してトランジスタ３５は、トランジスタ３７及び３
８を介して正側電源ＶＣＣにコレクタを接続する。さら
にトランジスタ３５は、制御信号ＳＣをベースに入力す
るのに対し、トランジスタ３６は、シエーデイング補正
信号ＳＷを入力する。

【００２４】ここでシエーデイング補正信号ＳＷは、水
平及び垂直同期信号に同期して信号レベルがパラボラ状
に変化する信号で、画面周囲における各色信号の信号レ
ベルの低下を補正するために用いられる。

【００２５】かくしてトランジスタ３５においては、シ
エーデイング補正信号ＳＷ及び制御信号ＳＣに応じてコ
レクタ電流が変化し、これによりシエーデイング補正信
号ＳＷ及び制御信号ＳＣで決まる所望の利得で色信号を
増幅することができる。

【００２６】このときこの実施例においては、トランジ
スタ２２〜３２で色信号Ｓ１を電圧電流変換したことに
より、ダイナミツクレンジの低下を有効に回避して消費
電力を低減し、ＳＮ比の劣化を回避することができる。

【００２７】すなわち、差動増幅回路に代えてトランジ
スタ２２〜３２で色信号Ｓ１を電圧電流変換したことに
より、定電流源の電流Ｉ２においては、トランジスタ３
５及び３６で制限される範囲内であれば、色信号Ｓ１と
無関係に自由に設定することができる。従つて、トラン
ジスタ３５及び３６で構成される差動増幅回路の動作下
限まで当該電流（以下アイドリング電流と呼ぶ）Ｉ２を
小さくし得、その分消費電力を低減すると共に、ＳＮ比
を改善することができる。

【００２８】かくして可変利得増幅回路２０においては
、トランジスタ３５を介して、制御信号ＳＣ及びシエー
デイング補正信号ＳＷで決まる利得Ｇに対して、次式

【
数４】 の関係式に保持されたコレクタ電流Ｉ４を得ることがで
きる。

【００２９】トランジスタ４０及び４１は、差動増幅回
路を構成し、それぞれベースにシエーデイング補正信号
ＳＷ及び制御信号ＳＣを入力する。これによりトランジ
スタ４０及び４１は、トランジスタ３５及び３６と同様
にシエーデイング補正信号ＳＷ及び制御信号ＳＣに応じ
てコレクタ電流が変化するようになされている。

【００３０】トランジスタ４２は、基準電圧ＶＲ１をベ
ースに受け、抵抗Ｒ１１と共に定電流源を形成し、アイ
ドリング電流Ｉ２と等しい電流値Ｉ２でトランジスタ４
０及び４１を駆動する。これによりトランジスタ４１の
コレクタ電流Ｉ５は、次式

【数５】 の関係式で表すことができる。

【００３１】トランジスタ４４及び４５、抵抗Ｒ１２及
びＲ１３は、カレントミラー回路を形成し、トランジス
タ４１のコレクタ電流Ｉ５を折り返してトランジスタ４
６に与える。トランジスタ４７及び４８は、トランジス
タ３７及び３８と共にカレントミラー回路を形成し、ト
ランジスタ３８のコレクタ電流Ｉ４を折り返してトラン
ジスタ５０に与える。

【００３２】トランジスタ５０は、トランジスタ５１及
び抵抗Ｒ１４、Ｒ１５と共にカレントミラー回路を形成
し、コレクタ電流Ｉ４を折り返してトランジスタ４６に
与える。

【００３３】これによりトランジスタ４６のベース電流
Ｉ６は、次式

【数６】 で表すことができ、直流成分を抑圧することができる。

【００３４】すなわち（４）式で示すように、制御信号
ＳＣ及びシエーデイング補正信号ＳＷの信号レベルが変
化すると、トランジスタ３５のコレクタ電流Ｉ４は、色
信号成分だけでなくアイドリング電流Ｉ２の成分まで電
流値が変化する。従つてこの実施例のように、トランジ
スタ３５及び３６と同一構成の差動増幅回路を用いて直
流成分Ｉ２についての電流変化（Ｉ５）のみを検出し、
トランジスタ４６のベース入力で当該電流変化を打ち消
すようにすれば、アイドリング電流Ｉ２の影響を有効に
回避することができる。従つて可変利得増幅回路２０に
おいては、その分利得を可変した際の直流レベルの変動
を有効に回避し得、確実にホワイトバランス調整するこ
とができる。

【００３５】さらにこの実施例のように、トランジスタ
３５及び３６の負荷としてトランジスタ３７及び３８を
用いるようにすれば、その分トランジスタ３５及び３６
の動作範囲を拡大し得、当該可変利得増幅回路１のダイ
ナミツクレンジを大きくすることができる。

【００３６】トランジスタ４６は、トランジスタ５２と
共に差動増幅回路を形成し、トランジスタ５４及び抵抗
Ｒ１７で形成された定電流源にエミツタを接続する。す
なわちトランジスタ５２は、正側電源ＶＣＣにコレクタ
を接続し、ベースを接地する。これに対してトランジス
タ４６は、トランジスタ５４をコレクタに接続し、当該
トランジスタ５４は、トランジスタ５６、抵抗Ｒ１８、
Ｒ１９と共にカレントミラー回路を形成する。これによ
りトランジスタ５６、抵抗Ｒ１９は、トランジスタ５７
、抵抗Ｒ２０で形成された定電流源の電流を折り返した
後、トランジスタ４６に供給する。

【００３７】トランジスタ５８は、トランジスタ４６の
コレクタ出力を受けると共に、トランジスタ５９、抵抗
Ｒ２２の定電流源にエミツタを接続する。さらにトラン
ジスタ５８は、帰還抵抗Ｒ２３を介してエミツタ出力を
トランジスタ４６に帰還すると共に、該エミツタ出力を
出力信号Ｓ２として出力する。

【００３８】これによりトランジスタ４６〜５８におい
ては、全体として高利得の差動増幅回路を形成するよう
になされ、帰還抵抗Ｒ２３を介して、その出力信号を入
力側に帰還するようになされている。従つてトランジス
タ４６〜５８は、トランジスタ４６のベースに供給され
る信号電流を電流電圧変換して出力するようになされ、
これにより可変利得増幅回路２０においては、所定利得
で増幅された色信号Ｓ２を得ることができる。

【００３９】以上の構成において、色信号Ｓ１は、抵抗
Ｒ１及びＲ２で分圧された後、トランジスタ２２に供給
され、トランジスタ２５に出力される。ここで色信号Ｓ
１は、電圧を変換された後、トランジスタ３５及び３６
の差動増幅回路に出力され、制御信号ＳＣ及びシエーデ
イング信号ＳＷに応じた所定利得で増幅される。

【００４０】このときトランジスタ２２〜３１において
、色信号を電流電圧変換したことにより、アイドリング
電流を低減し得、ＳＮ比を向上すると共に消費電力を低
減することができる。当該トランジスタ３５及び３６で
増幅された色信号は、トランジスタ３７、３８、トラン
ジスタ４７、４８、トランジスタ５０、５１を順次介し
てトランジスタ４６に出力される。

【００４１】これに対してトランジスタ４０及び４１に
おいて、トランジスタ３５及び３６から出力される直流
成分のみが生成された後、トランジスタ４４、４５を介
してトランジスタ４６に供給される。これにより利得を
可変した際に変動する色信号以外の直流成分がトランジ
スタ４６のベースで打ち消され、色信号成分のみがトラ
ンジスタ４６、５２、トランジスタ５８を介して出力さ
れる。このときトランジスタ５８のコレクタ出力は、帰
還抵抗Ｒ２３を介してトランジスタ４６に帰還され、こ
れにより電流電圧変換されて、所定利得で増幅された色
信号Ｓ２を得ることができる。

【００４２】以上の構成によれば、色信号を電圧電流変
換した後、アイドリング電流と共に差動増幅回路に出力
して利得を制御することにより、電圧電流変換動作と無
関係にアイドリング電流を設定することができ、これに
よりダイナミツクレンジを維持したまま当該アイドリン
グ電流を低減して消費電力を低減することができ、同時
にＳＮ比も向上することができる。

【００４３】（２）他の実施例 なお上述の実施例においては、本発明をホワイトバラン
ス調整回路に適用して色信号を所望の利得で増幅する場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の信
号を処理する場合に広く適用することができる。

【００４４】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、入力信号
を電圧電流変換した後、アイドリング電流と共に差動増
幅回路に出力して利得を制御することにより、電圧電流
変換動作と無関係にアイドリング電流を設定することが
できる。これによりダイナミツクレンジを維持したまま
当該アイドリング電流を低減することができ、その消費
電力を低減して同時にＳＮ比を向上することができる可
変利得増幅回路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による可変利得増幅回路を示
すブロツク図である。

【図２】従来の可変利得増幅回路を示すブロツク図であ
る。

【符号の説明】

１、２０……可変利得増幅回路、２、３、７〜１０、２
２〜５２……トランジスタ、４、１２、Ｒ１〜Ｒ２２…
…抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースに入力信号を受ける第１のトランジ
   スタと、エミツタを上記第１のトランジスタのエミツタ
   に接続して上記第１のトランジスタと差動対を形成し、
   接地抵抗及び所定の電流源にベースを接続する第２のト
   ランジスタと、上記第２のトランジスタのコレクタにベ
   ースを接続すると共に、上記第２のトランジスタのベー
   スにエミツタを接続する第３のトランジスタと、上記第
   ３のトランジスタのコレクタにエミツタを接続して差動
   対を形成し、ベースに制御信号を入力する第４及び第５
   のトランジスタとを具え、上記制御信号の信号レベルで
   決まる利得で上記入力信号を増幅し、上記第４のトラン
   ジスタのコレクタから出力するようにしたことを特徴と
   する可変利得増幅回路。