JPH046305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の関連する技術分野〕 この発明は一般に信号コアリング回路に関し、
特に複数の異なるコアリングレベルで信号のコア
を除去を正確に行つてコアリングレベルを制御し
得る可変型の新規なコアリング回路に関する。

〔従来技術〕

信号のコアリング（すなわち軸に近い信号の振
れに対する無効領域を持つ伝達特性を示すトラン
スレータで信号を処理することにより、その信号
の平均軸に近い「コア」を除去すること）は、例
えば1978年３月発行のSMPTE誌第134〜140頁掲
載のロツシ（J.P.Rossi）の論文「テレビジヨン
雑誌を低減するデジタル技術（Digital
techiques for Reducing Television Noise）」
に説明されているような雑音低減目的にしばしば
用いられる公知の信号処理機能である。コアリン
グ回路の用途によつて行うべきコアリングのレベ
ルの調節が容易なことが望まれることがある。こ
の調節が容易であれば（例えば1968年３月発行の
SMPTE誌第221〜228頁掲載のマクマン（R.H.
McMann）等の論文「カラーテレビ放送用信号
処理法の改良（Improved Signal Processing
Techniques for Color Television
Broadcasting）」に示されているように）コアリ
ングレベルの手動調節が可能になり、また（例え
ば米国特許第4167749号明細書記載のように、コ
アリングレベルを映像信号に付随する雑音の検知
されたレベルの関数として変化させる等の方法
で）コアリングレベルの動的調節を行うこともで
きる。

〔発明の開示〕

この発明はコアリングレベル調節が可能で、そ
の構造にキヤパシタンス素子を要せず、集積回路
形式で便利かつ効率よく実現し得る形式のコアリ
ング回路の提供に関する。このようなコアリング
回路を使用する場合、コアリングレベルの調節の
下限が有限の残留コアリングレベルを可能にする
ことがある。

この発明による入力信号に可変量のコアリング
を施す装置は、後程説明する図示の実施例に沿つ
て言えば、入力信号に応答して線形増幅された出
力信号を生成する所定の利得をもつた線形増幅器
１３；４０と、縦続接続された第１の信号増幅段
５０と第２の信号増幅段６０とを含む多段制限増
幅器１５とを具備している。これら第１および第
２の信号増幅段は制御可能な利得を有し、また、
第１の信号増幅段５０は上記入力信号を受信する
ように結合された入力を有し、第２の増幅段６０
はこれら第１および第２の増幅段の相対利得に比
例して変化する制限レベルをもつた振幅制限され
た出力信号を発生する出力を有している。

この発明の装置は、また、可変制御電圧の供給
源２１に結合された入力CCと、第１の利得制御
信号を第１の信号増幅段５０に供給するように接
続された第１の出力５５と、上記第１の利得制御
信号と相補関係にある第２の利得制御信号を第２
の信号増幅段６０に供給するように接続された第
２の出力６５とを有する利得制御手段２３；５
５，６５を具備している。この利得制御手段は、
上記可変制御電圧の変化に応答して上記第１の増
幅段５０と第２の増幅段６０の利得を互いに反対
方向に制御して、多段制限増幅器１５の利得の総
合の大きさが常に線形増幅器１３；４０の所定の
利得の大きさと実質的に等しく、また上記第１の
増幅段５０と第２の増幅段６０の相互利得を上記
可変制御電圧の値に比例して制御するように動作
する。

この発明の装置は、さらに、線形増幅された信
号を上記の振幅制限された出力信号と合成して、
上記可変制御電圧によつて制御されたコアリン
グ・レベルをもつてコアリング処理された出力信
号を発生する信号合成手段１７を具備している。

この発明の１実施例によれば、制限増幅器１５
の縦続増幅段５０，６０はそれぞれ各電流源トラ
ンジスタ５５，６５のコレクタ電極から動作電流
を引出す差動増幅器から成る。各電流トランジス
タのベース・エミツタ電路は共通のバイアス電源
の両端間に直列に接続されている。電流源トラン
ジスタの一方のベース・エミツタ電路に分路接続
された可変直流インピーダンスの変化により所要
のコアリングレベルの制御が行われる。可変直流
インピーダンスは例えばベース・エミツタ接合の
バイアスを調節し得る第１の制御トランジスタの
コレクタ・エミツタ電路から成つている。

この発明の用途の一例として、可変コアリング
を行う信号は画像再生時に水平細部の強調に用い
るためテレビジヨン信号の輝度成分から引出され
たピーキング信号である。この発明のこのような
用途では、可変コアリング済ピーキング信号は次
に閉ループ自動ピーキング制御方式の作用を受け
て、コアリングレベルの調節が得られるピーキン
グのレベルに無用に影響するのを実質的に防ぐよ
うにすることが望ましい。

この発明の他の変形例によると、上記コアリン
グ方式はコアリングレベル制御範囲の下限で自動
的にコアリング作用をなくすることができる。

この変形では、コアリングレベル制御方式が上
述の第１の制御トランジスタの他にこれと反対導
電型の第２の制御トランジスタを利用している。
第２の制御トランジスタのエミツタ電極は制限増
幅器の電流源トランジスタの一方のベース電極に
接続され、エミツタ・コレクタ電路は２つの電流
源トランジスタのベース・エミツタ電路の直列回
路の両端間に分路接続されている。第２の制御ト
ランジスタのベース電極は第１の制御トランジス
タの可変バイアスに用いられる同じコアリングレ
ベル制御電圧に応動するようになつている。コア
リングレベル制御範囲の広い部分に亘り、第２の
制御トランジスタのベース・エミツタ接合が逆バ
イアスされ、この状態で第２の制御トランジスタ
が遮断され、可変コアリングの動作はこれに影響
されない。しかしコアリングレベル制御範囲の下
限近傍で、第２の制御トランジスタのベース・エ
ミツタ電路が順バイアスになる。このコアリング
レベル制御範囲の下限に達したときの第２の制御
トランジスタによる強い導通によつて、制限増幅
器が除勢されてコアリング作用をなくすることが
可能になる。

〔発明の実施例〕

第１図の方式では、信号源１１からの信号は線
形増幅器１３と多段制限増幅器１５の入力に印加
される。多段制限増幅器１５により与えられる綜
合利得＋G₁の大きさは線形増幅器１３の利得−
G₁の大きさに等しく、両増幅器の出力は逆相関
係にあり、例えば線形増幅器１３が正味の位相反
転を行うが制限増幅器１５は反転しない。

線形増幅器１３の出力は入力の線形変換された
ものであるが、多段制限増幅器１５は入力信号を
２回クリツピングしたものを生成する非線形信号
トランスレータとして働らく。信号結合器１７は
両増幅器１３，１５の出力を合計して入力信号を
コアリングしたものを生成してこれを信号利得回
路１９に印加する。この利用回路１９に印加され
るコアリング済信号の波形は、結合器１７におけ
る消去によつて除去されている中心の軸に近い
「コア」のない入力信号の波形に対応する。

多段制限増幅器１５の各縦続段間の利得配分
は、その綜合利得を実質的に損ずることなく、可
変コアリング制御電圧源２１により発生される可
変制御電圧に応じて利得配分制御回路２３により
調節される。多段制限増幅器１５の縦続段間の配
分をこのように変える便利な方法は、例えば1982
年３月31日付米国特許願第363869号（1984年８月
７日付米国特許第4464633号に対応）明細書に開
示されている。

増幅器１５の縦続入出力段間の利得の配分が電
源２１の制御電圧の変化に応じて変ると、結合器
１７で除去されるコアの相対的大きさが変る。す
なわち入力信号のコアリングの深さまたはレベル
がコアリング制御電圧の変化に応じて調節され
る。入力段の利得を増すような利得配分の変化が
あると、さらに軸に近く、従つてコアリングレベ
ルを低下させるようなクリツピングを出力段が行
う。逆に入力段の利得を低下するような利得配分
の変化はコアリングレベルを上昇させる。しかし
この利得配分の変化に拘らず増幅器１５の綜合利
得を実質的に一定に保つと、選ばれたレベルでコ
アリングを行うための正確な消去に必要な結合器
１７の入力波形の各部間の整合関係が保証され
る。

第２図にはテレビ受像機において水平ピーキン
グ信号の可変コアリングの機能を行う第１図のコ
アリング方式の実施例の回路が示されている。こ
の実施例では差動増幅器４０が第１図の方式の線
形増幅器１３として働らき、差動増幅器５０，６
０が第１図の方式の多段制限増幅器１５の縦続入
出力段として働らく。

この発明の原理を実施する回路で処理すべきピ
ーキング信号を発生するため、輝度信号源２５の
（例えばカラーテレビ受像機ではその櫛型濾波器
の輝度信号出力により構成される。）出力が抵抗
２７を介して遅延線２９の入力端子Ｌに印加され
る。例として、遅延線２９は信号源２５からの信
号の占める周波数帯域（例えば4.0MHzまで）に
亘り線形位相特性を示す広帯域装置で、140n秒
の信号遅延を生ずる。遅延線２９の入力端は（例
えば抵抗２７の助けにより）その特性インピーダ
ンスに実質的に整合するインピーダンスで終端さ
れ、出力端は（端子L′において）反射効果を得る
ため不成端されている。従つて遅延線２９の両端
に生ずる信号は、(1)端子L′の１回遅延輝度信号
と、(2)未遅延輝度信号と端子Ｌの２回遅延輝度信
号との和である。端子Ｌ，L′の信号間の差は、輝
度信号に追加して（−6dB点1.75〜5.25MHzの周
波数範囲の輝度成分を3.5MHzで最大になるよう
に実際にブーストすることにより）輝度信号に追
加してその水平細部を強調するに適する水平ピー
キング信号に対応する。

端子Ｌ，L′からの信号をその各差動入力に受け
る差動増幅器４０はこのようなピーキング信号に
線形増幅チヤンネルを与える。この増幅器４０は
１対のNPNトランジスタ４１，４３を含み、両
トランジスタのエミツタ電極は互いに接続されて
NPN電流源トランジスタ４５のコレクタ・エミ
ツタ電路とこれに直列のエミツタ抵抗４６を介し
て基準電位点（例えば大地）に戻されている。ト
ランジスタ４５のベース電極はバイアス電位源の
正端子（＋1.2V）に接続されて増幅器４０の所
要動作電流を設定するようになつている。

端子L′からの信号はNPNエミツタホロワトラ
ンジスタ３４と直列結合抵抗３６を介してトラン
ジスタ４１のベース電極に供給される。トランジ
スタ３４のコレクタ電極は動作電位源の正の端子
＋V_ccに直接接続され、トランジスタ３４のエミ
ツタ電極は（ベース電極が＋1.2Vバイアス供給
端子に接続された）電流源トランジスタ３５のコ
レクタ・エミツタ電路とこれに直列のエミツタ抵
抗２６を介して接地点に戻されている。端子Ｌか
らの信号はNPNエミツタホロワトランジスタ３
０のベース・エミツタ電路とこれに直列の結合抵
抗３２を介してトランジスタ４３のベース電極に
供給される。トランジスタ３０のコレクタ電極は
＋V_cc供給端子に直接接続され、エミツタ電極は
（ベース電極が＋1.2Vバイアス供給端子に接続さ
れた）電流源トランジスタ３１のコレクタ・エミ
ツタ電路とこれに直列のエミツタ抵抗２８を介し
て接地点に戻されている。端子Ｌ，L′とエミツタ
ホロワトランジスタ３０，３４のベースとの間は
それぞれ直結されているが、各端子に与えられる
インピーダンスを増すため各結線にエミツタホロ
ワ（図示せず）を追加挿入することが望ましい。

抵抗３８はトランジスタ４１，４３のベース電
極を連結し、結合抵抗３６，３２と共働してベー
ス電位間の最大信号差は増幅器４０の線形信号取
扱範囲内に確実に適合させる程度の入力信号の減
衰を導く。トランジスタ４１，４３の各コレクタ
電極は制御増幅器の出力にそれぞれ分担させる負
荷（図示せず）によつて動作電位源の正端子に連
結されている。トランジスタ４１，４３の各コレ
クタ電流はピーキング信号の逆位相のものに従つ
て変る。

差動増幅器５０はその各差動入力に端子Ｌ，
L′から信号を受け、ピーキング信号に対する非線
形増幅チヤンネルを提供する多段制限増幅器１５
の入力段として働らく。増幅器５０はエミツタ電
極が互いに接続され、NPN電流源トランジスタ
５５のコレクタ・エミツタ電路を介して接地され
た１対のNPNトランジスタ５１，５３を含んで
いる。エミツタホロワトランジスタ３４の出力に
生ずる端子L′からの信号は直列結合抵抗３７を介
してトランジスタ５１のベース電極に印加され
る。抵抗３９はトランジスタ５１，５３のベース
電極を互いに結合している。抵抗３７，３９，３
３の回路網により与えられる入力信号の減衰は線
形増幅回路網３６，３８，３２によつて与えられ
る減衰より少なく、ベース間の信号の最大振れが
増幅器５０の線形信号取扱範囲を超え得るように
する。

トランジスタ５１，５３のコレクタ電極はそれ
ぞれ負荷抵抗５７，５９により各別に動作電位源
の正端子＋4.0Vに接続されている。

多段制限増幅器１５の出力段として働らき、ピ
ーキング信号をさらにクリツプする差動増幅器６
０は、エミツタ電極を電流源トランジスタ６５の
コレクタ電極に接続された１対のNPNトランジ
スタ６１，６３を含んでいる。トランジスタ６５
のコレクタ電極は電流源トランジスタ５５のベー
ス・エミツタ電路を介して接地され、トランジス
タ６１のベース電極は入力段のトランジスタ５１
のコレクタ電極に、トランジスタ６３のベース電
極は入力段のトランジスタ５３のコレクタ電極に
それぞれ直結されている。

トランジスタ６１のコレクタ電極は線形増幅器
１３のトランジスタ４１のコレクタ電極に直結さ
れて、トランジスタ４１，６１のコレクタ電流の
和がコアリング済ピーキング信号電流I_p′を形成
するようになつており、トランジスタ６３のコレ
クタ電極は線形増幅器１３のトランジスタ４３の
コレクタ電極に直結されて、トランジスタ４３，
６３のコレクタ電流の和がコアリング済ピーキン
グ信号電流I_p（I_p′の逆相のもの）を形成するよう
になつている。

バイアス電位源の正端子＋3.2Jと陰極が第２の
ダイオード６８の陽極に直結されたダイオード６
７の陽極との間には抵抗６６が接続され、ダイオ
ード６８の陰極は直接接地されて１対のダイオー
ド６７，６８がバイアス電位源により順バイアス
されるようになつている。またダイオード６７の
陽極は電流源トランジスタ６５のベース電極に直
結され、ダイオード６７，６８の両端間に生ずる
電圧が電流源トランジスタ６５，５５のベース・
エミツタ電路の直列回路の両端間に印加されてそ
のベース・エミツタ接合を順バイアスする。

トランジスタ５５のベース電極には今１つの
NPNトランジスタ７１のコレクタ電極に直結さ
れ、トランジスタ７１のエミツタ電極は直接接地
されてトランジスタ７１のコレクタ・エミツタ電
路を入力段の電流源トランジスタ５５のベース・
エミツタ電路と直接分路接続されている。

（コレクタ電極も＋V_cc供給端子に直結された）
NPNのエミツタホロワトランジスタ７５のベー
ス電極にはコアリング制御電圧入力端子CCが接
続され、トランジスタ７５のエミツタ電極は抵抗
７３を介してトランジスタ７１のベース電極とダ
イオード７２の陽極に接続されている。ダイオー
ド７２の陰極は直接接地されてダイオード７２を
直接トランジスタ７１のベース・エミツタ電路に
分路接続している。端子CCに印加された正のコ
アリング制御電圧はトランジスタ７１のバイアス
を制御してそのコレクタ・エミツタ電路のコンダ
クタンスを変え、これによつて出力信号電流I_p，
I_p′に行われるコアリングレベルを調節する。

電流源トランジスタ６５のレベル電極には
PNP制御トランジスタ６９のエミツタ電極が直
結され、トランジスタ６９のコレクタ電極は直接
接地されてそのエミツタ・コレクタ電路を２つの
電流源トランジスタ６５，５５のベース・エミツ
タ電路の直列回路に直接分路接続している。制御
トランジスタ６９のベース電極にコアリング制御
電圧入力端子CCが直結されている。

図ではコアリング制御電圧源が手動制御式の電
位差計２１として例示され、その可変タツプが端
子CCに直結され、両端の固定端子がそれぞれ直
流電圧源の正端子＋Ｖと接地された負端子とに接
続されている。例として＋Ｖ端子の電位はダイオ
ード６７，６８の直列回路の両端間に生成する電
位2V_beより著しく大きく、従つてPNPトランジ
スタ６９のベース・エミツタ接合は（タツプによ
り選ばれた制御電位が電位2V_beを超えたとき）
タツプ調節範囲の大部分に亘つて逆バイアスされ
たままになる。可変コアリング制御電圧は（例え
ば前記米国特許第4167749号の場合のように）動
的制御電源から供給することもできる。調節範囲
の大部分に亘つてPNP制御トランジスタ６９は
遮断され、可変コアリング方式の動作は以下に述
べるようになる。

トランジスタ６５のベース・エミツタ電路は、
(1)トランジスタ５５のベース・エミツタ電路と、
(2)トランジスタ７１のコレクタ・エミツタ電路と
の並列回路と分圧器を形成し、NPN制御トラン
ジスタ７１のコンダクタンスに依存する分圧比で
直列ダイオード６７，６８の両端間に生ずるバイ
アス電圧の分圧を行う。トランジスタ７１により
与えられる分路インピーダンスが（コアリング制
御電圧の上昇のため）低下すると、電流源トラン
ジスタ５５のベース・エミツタ電圧V_beが低下
し、これによつて電流源トランジスタ６５のベー
ス・エミツタ電圧が相補的に上昇する。またその
トランジスタ７１の与える分路インピーダンスが
（コアリング制御電圧の低下のため）上昇すると、
トランジスタ５５のV_beが上昇し、このためトラ
ンジスタ６５のV_beが相補的に低下する。

従つてコアリング制御電圧を変えると、差動増
幅器５０，６０の動作電圧が相補的に変化し、こ
のため多段制限増幅器１５の２つの縦続段の利得
がそれぞれ相補的に変化する。トランジスタ７１
により与えられる直流インピーダンスの変化がダ
イオード６７，６８の両端間に生ずるバイアス電
圧に与える影響は無視し得るため、各段の動作電
流の大きさの積に比例する多段制限増幅器１５の
綜合利得は、各段間の利得配分が変つても実質的
に影響を受けない。コアリングの精度のため、非
線形と線形の各増幅チヤンネルの利得が実質的に
等しくなるようにこの影響を受けない綜合利得の
大きさが設定される。

入力段５０の利得を上げる（コアリング制御電
圧の低下によつて生じた）利得配分の変化のた
め、出力段６０により軸により近く、従つてコア
リングレベルを下げるクリツピングが行われる。
逆に入力段の利得を下げるような（コアリング制
御電圧の上昇にある）利得配分の変化はコアリン
グレベルを引上げる。

しかし、電位差計２１の可変タツプの位置がそ
の接地端子に近付くと、PNP制御トランジスタ
６９のベース・エミツタ接合のバイアスが順方向
に移動して、トランジスタ６９のエミツタ・コレ
クタ電路に導通が生じる。タツプが接地端子にあ
る制御範囲の限度ではこの導通が充分大きくて、
電流源トランジスタ６５，５５が遮断され、この
ため水平ピーキング信号のコアリングがなくな
る。

第３図は第２図のピーキング信号コアリング回
路を適用するに適した他の信号処理装置を示す。
第３図では第２図の装置の（プツシユプル）コア
リング済ピーキング信号出力I_p，I_p′が利得制御
型ピーキング信号増幅器１０１の信号入力として
供給される。増幅器１０１はピーキング制御端子
PCに印加される制御電圧により決まる利得（ま
たは減衰度）でコアリング済ピーキング信号を変
換する。

増幅器１０１のプツシユプル出力は信号結合器
１０３により、端子L′（第２図）の遅延輝度信号
に応じて輝度信号増幅器１０５のプツシユプル出
力と合計され、ピーキング済輝度信号増幅器１０
７に印加するピーキング済輝度信号のプツシユプ
ル型のものを形成する。増幅器１０７はこのプツ
シユプルピーキング済輝度信号入力を出力端子Ｏ
のシングルエンデツド型に変換し、これを例えば
カラー受像機のマトリツクス回路に印加して各色
差信号と組合せるようにする。

増幅器１０７の出力はまた自動ピーキング制御
のため帯域増幅器１０９の入力に印加される。増
幅器１０９は例えば中心周波数約2MHz帯域幅約
1MHzの通過帯域を示し、この通過帯域内のピー
キング済輝度信号の部分をピーク検知器１１０に
供給し、その検知器１１０はその供給された成分
の振幅に比例する制御電圧を発生する。この制御
電圧は端子PCに印加され、結合器１０３に印加
されるピーキング信号の大きさを上記供給された
成分の振幅の変化に対抗する向きに制御する。
1981年10月９日付米国特許願第310139号明細書に
は、このような自動ピーキング制御方式の動作の
さらに詳細な説明と、素子１０１，１０３，１０
５，１０７，１０９，１１０の機能を行い（また
手動ピーキング制御も併用した）有用な回路の例
が開示されている。

第３図の装置に第２図の可変コアリング方式を
利用する利点は、コアリングレベルを調節すると
きピーキングレベルに対する悪影響がすべて実質
的に防止されることである。この点を例証するた
め、例えばコアリング制御電圧を変えるのは第２
図の装置のピーキング信号出力からの雑音成分除
去能力を向上する目的でコアリングレベルを上げ
るためであると考える。このような大きいコア除
去を行うと出力I_p，I_p′中の残留ピーキング信号
成分の振幅が減少する。しかし第３図の自動ピー
キング制御方式では、増幅器１０１の利得に相補
変化を導入することにより、このような振幅減少
により生ずるあらゆるピーキング効果の低下が防
止される。

第２図の回路の各素子の値は例えば下記の通り
である。

抵抗26，28 2KΩ 〃27 680Ω 〃32，36 2.4KΩ 〃33，37 470Ω 〃38 1KΩ 〃39 4.7KΩ 〃46，57，59 500Ω 〃66 13.3KΩ 〃73 25KΩ 電位（＋V_cc） 11.2V

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理を実施したコアリング
回路を示すブロツク図、第２図はテレビ受像機に
おいてピーキング信号の可変コアリングを行うた
めの第１図のコアリング回路の実施例を示す部分
ブロツク回路図、第３図は第２図の装置を適用す
るに適する自動ピーキング制御方式を示すブロツ
ク図である。 １１…信号源、１３；４０…線形増幅器、１５
…多段制限増幅器、１７…信号合成手段、２１…
可変制御電圧の供給源、２３…利得配分制御回
路、５０…第１の信号増幅段、５５…第１の出
力、６０…第２の信号増幅段、６５…第２の出
力、CC…入力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力信号に応答して線形増幅された出力信号
   を生成する所定の利得をもつた線形増幅器と、 縦続接続された第１の信号増幅段と第２の信号
   増幅段とを含み、各増幅段は制御可能な利得を有
   し、上記第１の増幅段は上記入力信号を受信する
   ように結合された入力を有し、上記第２の増幅段
   はこれら第１および第２の増幅段の相対利得に比
   例して変化する制限レベルをもつた振幅制限され
   た出力信号を発生する出力を有するものである多
   段制限増幅器と、 可変制御電圧の供給源に結合された入力と、第
   １の利得制御信号を上記第１の信号増幅段に供給
   するように接続された第１の出力と、上記第１の
   利得制御信号と相補関係にある第２の利得制御信
   号を上記第２の信号増幅段に供給するように接続
   された第２の出力とを有し、上記可変制御電圧の
   変化に応答して上記第１の増幅段と第２の増幅段
   の利得を互いに反対方向に制御して、上記多段制
   限増幅器の利得の総合の大きさが常に上記線形増
   幅器の上記所定の大きさと実質的に等しく、また
   上記第１の増幅段と第２の増幅段の相対利得を上
   記可変制御電圧の値に比例して制御する利得制御
   手段と、 上記線形増幅された信号を上記振幅制限された
   出力信号と合成して、上記可変制御電圧によつて
   制御されたコアリング・レベルをもつてコアリン
   グ処理された出力信号を供給する信号合成手段
   と、からなる入力信号に可変量のコアリングを行
   う装置。