JPH04626Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は輝度信号をFM変調及び復調して信号
処理するFM変復調回路に関するものである。

(ロ) 従来技術 映像信号の記録再生処理において、輝度信号に
ついては記録時にFM変調し、再生時にこの信号
をFM復調して再生映像信号を得ているが、前述
のFM変調及び復調する回路としてはエミツタ容
量結合型マルチバイブレータを使用するのが一般
的であり、特にFM変調及び復調機能を集積回路
で具体化する場合、素子数、ピン数及び消費電力
の低減を考慮しなければならないことから、通常
はエミツタ容量結合型マルチバイブレータをFM
変調及び復調用として共用化している。

そこでFM変調及び復調用として共用化した
FM変復調回路としてのエミツタ容量結合型マル
チバイブレータとして昭和57年発行の「東芝レビ
ユー」（37巻７号）の第634頁の図６に示す様な回
路図があり、それを第２図に示す。

第２図について図番、回路構成及び回路動作を
説明すると、１は電源電圧を印加する電源素子、
２は該電源素子１に接続された電源ライン、３は
ベース共通の一対のトランジスタ４，５にベース
入力を与える電圧源、１ａ，１ｂは各々前記電源
端子１に電源電圧が印加された時に連動してオン
するスイツチ、６は前記電源ライン２から流れる
電流を整流するダイオード、７，８は各トランジ
スタ９，１０のベースをバイアスする抵抗、１
１，１２は各々のベース電位を発振出力端子１
３，１４の発振出力とすると同時に掛算器１５へ
の入力とする一対のトランジスタ、１６は前記ト
ランジスタ１１，１２のエミツタ間に接続された
コンデンサ、１７，１８，１９は各々記録時には
Ｒ側、再生時にはＰ側へ切替わるスイツチ、２
０，２１は記録時において前記発振出力端子１
４，１３の発振出力がレベルシフタ２２，２３を
介して各々のベースに帰還され、再生時において
入力端子２４に入力した再生FM輝度信号をリミ
ツタ２５により波形整形し、波形整形後の互いに
逆相のパルス信号が各々のベースに供給される一
対のトランジスタ、２６は帰還抵抗２７を有し、
記録時において入力端子２８に入力する記録輝度
信号をベース入力とし、該記録輝度信号によりそ
のコレクタ電流が可変するトランジスタ、２９は
再生時において前記トランジスタ２０，２１のコ
レクタ電流値を一定とする定電流源、３０，３１
は各々前記トランジスタ９，１０のクレクタ電流
値を一定とする定電流源、３２は再生時において
発振出力及び前記リミツタ２５の出力を入力した
前記掛算器１５の演算出力が供給される低周波フ
イルタ、３３は前記低周波フイルタ３２の出力、
即ちFM復調信号を出力する出力端子、３４は前
記電源端子１に印加する電源電圧、前記電圧源
３、前記トランジスタ４，５，９，１０，１１，
１２，２０，２１，２６、前記ダイオード６、前
記抵抗７，８，２７、前記スイツチ１７，１８，
１９、前記レベルシフタ２２，２３及び前記定電
流源２９，３０，３１より成るマルチバイブレー
タである。

まず電源端子１に電源電圧を印加する。記録時
において初期状態としてトランジスタ４，１１，
２１をオン状態、トランジスタ５，１２，２０を
オフ状態と仮定すると、入力端子２８に供給され
る記録輝度信号によりトランジスタ２６のコレク
タ電流が可変し、かつコンデンサ１６に電荷が充
電されることからトランジスタ４，１１，２１、
５，１２，２０のオン、オフが逆転し、瞬時にコ
ンデンサ１６の充電電荷は放電する。前述の動作
を繰り返すことによりマルチバイブレータ３４は
無安定のマルチバイブレータとして動作し、発振
出力端子１３，１４からFM変調出力を得てい
る。

次に再生時においてトランジスタ２０，２１は
互いに逆相のリミツタ２５の出力パルスにて交互
にオンする。この時も記録時と同様に初期状態と
してトランジスタ４，１１，２１をオン状態、ト
ランジスタ５，１２，２０をオフ状態と仮定し、
またコンデンサ１６及びマルチバイブレータ３４
のインピーダンスにて定まる時定数T_Dをリミツ
タ２５の出力パルス幅の時間Ｔよりも短いとする
と、時定数T_Dに従つてコンデンサ１６には電荷
が充電され、同時にトランジスタ１２のエミツタ
電位が下降して時定数T_D後にトランジスタ１２
はオンする。そして時間Ｔ後にトランジスタ２
１，２０のオン、オフが切替わり、即ちトランジ
スタ４，１１，２１、５，１２，２０のオン、オ
フが逆転し、瞬時にコンデンサ１６の充電電荷は
放電する。トランジスタ２０，２１が時間Ｔにて
交互にオンすることにより、前述の動作を繰り返
してマルチバイブレータ３４は単安定のマルチバ
イブレータとして動作し、出力端子３３からFM
復調出力を得ている。しかし、第２図において記
録時にはトランジスタ２０，２１のベースに各々
レベルシフタ２２，２３を介して発振出力を帰還
しているが、これは最近の集積回路の低電圧動作
化に際しては問題を有し、電源端子１に印加され
る電源電圧及び電圧源３の電源電圧を下降させる
と、マルチバイブレータ３４を構成する各段のダ
イナミツクレンジは狭くなり、トランジスタ２６
のコレクタ・エミツタ電圧を大きく取ることがで
きなくなる為にトランジスタ２０，２１のベース
に入力される発振出力はトランジスタ２６のベー
ス側、即ち記録輝度信号の入力側に洩れ易く、再
生時の画質を劣化させる欠点があり、また良質は
画像を得るには記録時のFM変調信号、即ち発振
出力の２次高調波を極力減ずることが重要である
が、この２次高調波を小さくするには、トランジ
スタ２０，２１を交互に切換えることからそのベ
ースバイアスのバランスを良くする必要があり、
第２図の場合はレベルシフタ２２，２３のレベル
シフト量のバラツキが考えられ、レベルシフト２
２，２３を設けていない場合ではリミツタ２５の
DCオフセツトが考えらえ、何れもトランジスタ
２２，２３のベースバイアスのアンバランスをも
たらす等ん欠点があり、半導体素子を使用してい
る以上、素子間のアンバランスを皆無にすること
は困難であつた。

(ハ) 考案の目的 本考案は前記欠点を除去するものであり、記録
時におけるFM変調信号の２次高調波を大幅に低
減することを目的とする。

(ニ) 考案の構成 本考案は輝度信号をFM変調及び復調するFM
変復調回路において、被制御型の発振手段と、入
力電極を共通として該入力電極とアース間に第１
のスイツチ手段及び電圧源を接続した第１及び第
２のトランジスタの各々の一方の出力電極を前記
発振手段の制御端子と接続し、かつ記録輝度信号
入力により発振手段の電流を可変する電流可変手
段を各々の他方の出力電極と接続し、前記第１の
スイツチ手段にて動作する第１の動作手段と、差
動的に接続された第３及び第４のトランジスタの
各々の一方の出力電極を前記制御端子と接続し、
各々の入力電極に再生FM輝度信号を入力し、第
２のスイツチ手段にて動作する第２の動作手段と
を設け、記録及び再生モードに応じて前記第１及
び第２のスイツチ手段を切換え、前記発振手段を
制御するFM変復調回路である。

(ホ) 実施例 本考案の詳細を図示の実施例により具体的に説
明する。

第１図は本考案のFM変復調回路を示す回路図
であり、その図番、回路構成及び回路動作を説明
するが、第２図と同一素子には同一図番と付して
あり、３５は前記電源端子１、スイツチ１ａ，１
ｂ、電源ライン２、第１の電圧源３、トランジス
タ４，５，９，１０，１１，１２、ダイオード
６、抵抗７，８、発振出力端子１３，１４及びコ
ンデンサ１６より成る被制御型の発振手段、３６
は第１及び第２のトランジスタ３７，３８、電流
可変手段としてのトランジスタ３９及びその帰還
抵抗４０より成る第１の動作手段、４１は前記第
１及び第２のトランジスタ３７，３８にベース入
力を与える第２の電圧源、４２は該第２の電圧源
４１の前記第１及び第２のトランジスタ３７，３
８へのベース入力をオン、オフする第１のスイツ
チ手段としてのスイツチ、４３は第３及び第４の
トランジスタ４４，４５及び定電流源４６より成
る第２の動作手段、４７は該第２の動作手段４３
をオン、オフする第２のスイツチ手段としてのス
イツチ、４８，４９は前記発振手段３５の制御端
子である。

回路構成はベースを共通とし、スイツチ１ｂを
介した第１の電圧源３をベース入力とするトラン
ジスタ４，５のクレクタを電源端子１及びスイツ
チ１ａと接続した電源ライン２と接続すると共に
各々のエミツタをトランジスタ１１，１２のコレ
クタ及びトランジスタ９，１０のベースと接続
し、電源ライン２と接続されたダイオード６のカ
ソード及びトランジスタ９のベース間に抵抗７を
接続すると共にダイオード６のカソード及びトラ
ンジスタ１０のベース間に抵抗８を接続し、トラ
ンジスタ９，１０のコレクタを電源ライン２と接
続すると共に定電流源３０，３１を介してエミツ
タを接地している。またトランジスタ１１，１２
のベースを各々トランジスタ１０，９のエミツ
タ、掛算器１５の入力側及び発振出力端子１３，
１４と接続し、トランジスタ１１，１２のエミツ
タ間にコンデンサ１６を介挿し、エミツタを発振
手段の制御端子４８，４９としている。そしてス
イツチ４２を介して第１及び第２のトランジスタ
３７，３８の共通の入力電極である共通ベースを
第２の電圧源４１と接続し、各々の一方の出力電
極としてのコレクタを制御端子４８，４９と接続
すると共に各々の他方の出力電極としてエミツタ
をトランジスタ３９のコレクタと共通接続し、記
録輝度信号を入力する入力端子２８をトランジス
タ３９のベースと接続とすると共に帰還抵抗４０
を介してエミツタを接地している。一方、再生
FM輝度信号を入力する入力端子２４と接続され
たリミツタ２５の出力側のＡ及びＢ端子を各々第
３及び第４のトランジスタ４４，４５の入力電極
としてのベースと接続すると共に掛算器１５の入
力側と接続し、第３及び第４のトランジスタ４
４，４５の各々のコレクタを制御端子４８，４９
に接続すると共に各々のエミツタを定電流源４６
及びスイツチ４７を介して接地している。そして
低周波フイルタ３２を介して掛算器１５の出力側
を出力端子３３と接続している。

第１図について回路動作を説明すると、まず電
源端子１に電源電圧を印加することによりスイツ
チ１ａ，１ｂが連動してオンし、トランジスタ
４，５のベースには第１の電圧源３による電源電
圧が印加される。またトランジスタ９，１０は、
トランジスタ４，５がオン、オフの何れであろう
とも電源端子１に印加した電源電圧或は第１の電
圧源３の電源電圧からベース入力を得、各々のエ
ミツタに定電流源３０，３１を接続していること
から、電源端子１への電源電圧の印加後は常にオ
ンしている。

記録時においてスイツチ４２がオンして第１の
動作手段３６はオン、スイツチ４７がオフして第
２の動作手段４３はオフとなり、入力端子２８に
は記録輝度信号が供給されてトランジスタ３９の
コレクタ電流を変化させる。ここでダイオード６
の立上り電圧及びトランジスタ４，５，９，１
０，１１，１２，３７，３８，３９，４４，４５
のベース・エミツタ間の立上り電圧をV_BE、電源
端子１に印加される電源電圧をV₁、第１及び第
２の電圧源３，４１の電源電圧を各々V₂，V₃と
し、トランジスタ３９のコレクタ電流の変化を考
え、初期状態としてトランジスタ４，１１をオン
状態、トランジスタ５，１２をオフ状態と仮定す
ると、トランジスタ５がオフ状態であり、また抵
抗８による電圧降下を無視すると、トランジスタ
１１のベース電位は電源電圧V₁からダイオード
６の立上り電圧V_BE及びトランジスタ１０の立上
り電圧V_BEを差し引いた V₁−2_BE …… となり、トランジスタ４がオン状態であることか
ら、トランジスタ１２のベース電位は第１の電圧
源３の電源電圧V₂からトランジスタ４，９の立
上り電圧2V_BEを差し引いた V₂−2V_BE …… となる。またスイツチ４１がオンしていることか
らトランジスタ３７，３８のベース電位はV₃と
なり、ここでベース電位V₃は少くともトランジ
スタ３７，３８のベース・エミツタ間の立上り電
圧V_BEを保持する電位とし、これより第１の動作
手段３６は入力端子２８に記録輝度信号が供給さ
れ、かつスイツチ４１がオンである限り、常にオ
ンである。そして電源電圧V₁とV₂との間に V₁＞V₂ の関係があり、トランジスタ１１がのベース入
力にてオンする場合、トランジスタ４もオンし、
またトランジスタ１２のベース入力はであるこ
とからトランジスタ５，１２はオフする。これに
より前述の仮定を満たす。この時、トランジスタ
１１のコレクタ電流はトランジスタ３７のコレク
タに流れ込む一方、コンデンサ１６を介してトラ
ンジスタ３８のコレクタにも流れ込む。同時にコ
ンデンサ１６には電荷が充電されていることから
トランジスタ１２のエミツタ電位が下降し、その
エミツタ電位がベース電位よりも立上り電圧V_BE
だけ低い電位、即ち V₂−3V_BE まで下降すると、トランジスタ１２はオンしてコ
レクタ電流が流れ始めてトランジスタ５もオンす
る。トランジスタ５がオンするとトランジスタ１
１のベース電位は V₁−2V_BE から V₂−2V_BE へと下がり、トランジスタ１１はオフする。これ
よりトランジスタ４もオフし、トランジスタ１２
のベース電位は V₂−2V_BE から V₁−2V_BE へと変化する。

またトランジスタ３７，３８のベース電位は変
化がなくV₃である。故にトランジスタ４，１１
がオン状態、トランジスタ５，１２がオフ状態で
あつた初期状態からトランジスタ５，１２がオン
状態、トランジスタ４，１１がオフ状態となり、
コンデンサ１６の充電電荷がトランジスタ３７，
３９及び帰還抵抗４０を通つて瞬時に放電し、ト
ランジスタ４，１１、５，１２の動作状態が逆転
し、トランジスタ１２のコレクタ電流はトランジ
スタ３８のコレクタに流れ込む一方、コンデンサ
１６を介してトランジスタ３７のコレクタにも流
れ込み、コンデンサ１６は逆向きに充電されるこ
とになる。

前述の動作を何度も繰り返すことにより発振手
段３５を無安定マルチバイブレータとして発振さ
せ、輝度信号のFM変調用の発振器としている。

次に再生時においてスイツチ４７がオンして第
２の動作手段４３がオン、スイツチ４２がオフ
し、また入力端子２８への記録輝度信号の供給が
なくなり第１の動作手段３６がオフとなる。入力
端子２４には再生FM輝度信号が供給され、この
信号はリミツタ２５を介して波形整形される。こ
のリミツタ２５によるＡ及びＢ端子の出力は各々
トランジスタ４４，４５をオンするのに充分な逆
相のパルスであり、トランジスタ４４，４５のベ
ースにトリガ入力が加わり、トランジスタ４４，
４５を交互にオンさせると同時に掛算器１５にも
供給される。そこで初期状態としてリミツタ２５
のＢ端子の出力パルスによりトランジスタ４５が
オンし、トランジスタ４，１１，４５をオン状
態、トランジスタ５，１２，４４をオフ状態と仮
定すると、前述と同様にトランジスタ１１，１２
のベース電位は各々，と等しくなる。そして
トランジスタ４４がオフしていることからトラン
ジスタ１１のコレクタ電流はコンデンサ１６を介
してトランジスタ４５のコレクタに流れ込み、ト
ランジスタ４５のコレクタ電流は定電流源４６に
より一定値となる。同時にコンデンサ１６には電
荷が充電され、抵抗７，８の抵抗値、ダイオード
６、トランジスタ４，５，９，１０，１１，１
２，４４，４５の内部インピーダンス及びコンデ
ンサ１６による時定数にて定まる時間T_Dを、リ
ミツタ２５のＡ及びＢ端子から出力されるパルス
幅の時間よりも短く設定すると、トランジスタ１
２のエミツタ電位は時間T_Dに従つて徐々に下降
し、そのベース電位即ちよりも立上り電圧V_BE
だけ下降した電位になるとトランジスタ１２はオ
ンし、これよりトランジスタ５もオフし、トラン
ジスタ１１のベース電位は V₁−2V_BE から V₂−2V_BE へと下がり、トランジスタ１１はオフし、これに
よりトランジスタ４もオフする。ここでリミツタ
２５のＡ及びＢ端子からの出力パルスによりトラ
ンジスタ４４がオフ、トランジスタ４５がオンし
ていることから、トランジスタ４４がオン、トラ
ンジスタ４５がオフする時間までコンデンサ１６
の充電電荷は放電されずホールドされる。

そしてトランジスタ４４，４５のオン、オフが
切替わつてトランジスタ４４がオンした時、コン
デンサ１６の充電電荷はトランジスタ４４、定電
流源４６及びスイツチ４７を通つて瞬時に放電
し、これよりトランジスタ４，１１，４５がオン
状態、トランジスタ５，１２，４４がオフ状態で
あつた初期状態から、トランジスタ５，１４，４
４がオン状態、トランジスタ４，１１，４５がオ
フ状態となつてトランジスタ４，１１，４５、
５，１２，４４のオン、オフが逆転する。これよ
りトランジスタ１１，１２のベース電位は各々
，と等しくなり、トランジスタ１２のコレク
タ電流はコンデンサ１６を介してトランジスタ４
４のコレクタに流れ込み、コンデンサ１６は逆向
きに充電されることになる。

前述の動作を何度も繰り返すことにより発振手
段３５を単安定のマルチバイブレータとして動作
させている。

ここでトランジスタ１２はリミツタ２５のＢ端
子からの出力パルスよりもT_Dだけ遅延してオフ
する為、発振出力端子１４から出力される発振出
力はＡおよびＢ端子からの出力パルスと同一周期
でＢ端子からの出力パルスよりもT_Dだけ遅延し
たパルスとなる。トランジスタ１１も同様にＢ端
子からの出力パルスと逆相のＡ端子の出力パルス
よりもT_Dだけ遅延してオンする為、発振出力端
子１３から出力される発振出力はＡ及びＢ端子か
らの出力パルスと同一周期でＡ端子からの出力パ
ルスよりもT_Dだけ遅延したパルスとなる。

そしてリミツタ２５のＡ及びＢ端子の出力パル
スと、発振出力端子１３，１４の発振出力を掛算
器１５に入力すると、パルス幅がT_Dで一定でパ
ルスの繰り返し周波数が再生FM輝度信号の周波
数に比例したパルス列が得られ、このパルス列を
低周波フイルタ３２に通すことにより出力端子３
３からFM復調出力を得ている。

こうして発振手段３５を記録時には無安定マル
チバイブレータとして、再生時には単安定マルチ
バイブレータとして動作させてFM変調用の発振
器及びFM復調用のパルス遅延回路として使用し
ている。

(ヘ) 考案の効果 本考案のFM変復調回路によれば、記録時にお
ける第１の動作手段の２個のトランジスタのベー
ス入力を共通とすることによりFM変調信号の２
次高調波を大幅に低減することができ、テレビ受
像機において良質の再生画面を得ることが可能等
の利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のFM変復調回路を示す回路
図、第２図は従来のFM変復調回路を示す回路図
である。 主な図番の説明、３５……発振手段、３６……
第１の動作手段、４１……第２の電圧源、４２…
…スイツチ、４３……第２の動作手段、４７……
スイツチ、４８，４９……制御端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 輝度信号をFM変調及び復調するFM変復調回
   路において、被制御型の発振手段と、入力電極を
   共通として該入力電極とアース間に第１のスイツ
   チ手段及び電圧源を接続した第１及び第２のトラ
   ンジスタの各々の一方の出力電極を前記発振手段
   の制御端子と接続し、かつ記録輝度信号入力によ
   り発振手段の電流を可変する電流可変手段を各々
   の他方の出力電極と接続し、前記第１のスイツチ
   手段にて動作する第１の動作手段と、差動的に接
   続された第３及び第４のトランジスタの各々の一
   方の出力電極を前記制御端子と接続し、各々の入
   力電極に再生FM輝度信号を入力し、第２のスイ
   ツチ手段にて動作する第２の動作手段とを設け、
   記録及び再生モードに応じて前記第１及び第２の
   スイツチ手段を切換え、前記発振手段を制御する
   ことを特徴とするFM変復調回路。