JPH0534847B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は入力信号のうち所定レベルを越える
部分においてはこれを振幅制限するようにするリ
ミツタ回路に関する。

背景技術とその問題点 例えば、映像信号中の小レベルのノイズを取り
除くため、そのノイズ成分をその映像信号から抜
き出し、それを元の映像信号に逆相で加えること
によりノイズを軽減する回路が知られている。こ
の場合にそのノイズのみを有効に取り出すためあ
る一定レベル以上の信号はリミツタにより抑圧す
るようにするものである。

第１図はその従来のノイズ軽減回路の一例を示
し、この例においては入力端子１を通じて映像信
号SA（第３図Ａ）がハイパスフイルタ２に供給さ
れ、このハイパスフイルタ２の出力SB（同図Ｂ）
として主として高域に含まれる低レベルのノイズ
が得られる。この場合に、映像信号の高域成分も
そのままこのハイパスフイルタ２の出力SBに得
られるが、これはノイズ成分に比べて比較的高レ
ベルである。こうして得られたハイパスフイルタ
２の出力信号SBは差動アンプを提供するトラン
ジスタ３のベースにコンデンサ５を介して供給さ
れる。トランジスタ３及び４のエミツタは夫々抵
抗６及び７を通じて互いに接続され、抵抗６及び
７の接続点が電流値I₀の定電流源８を介して接地
される。又、トランジスタ３及び４のベースには
電源９からのバイアス電圧が抵抗１０及び１１を
夫々介して供給されている。

一方、入力端子１を通じた映像信号がトランジ
スタ１２のベースに供給される。このトランジス
タ１２はエミツタホロア構成とされ、いわゆるバ
ツフアアンプとなるもので、そのコレクタは電源
端子１３に接続される。また、このトランジスタ
１２のエミツタは夫々抵抗１４及び１５を通じて
夫々トランジスタ３のコレクタ及びトランジスタ
４のコレクタに接続され、トランジスタ３のコレ
クタ抵抗１４との接続点より出力端子１６が導出
される。

以上の構成においては、原理的にはハイパスフ
イルタ２の出力SBはトランジスタ３のコレクタ
側に逆相で得られ、一方、入力端子１を通じた映
像信号SAはトランジスタ１２を通じてそのエミ
ツタ側に同相で現れる。したがつて出力端子１６
には両者の合成信号、即ち入力映像信号よりノイ
ズ成分が減算されて除去された状態の信号が得ら
れるものである。

この場合に、ハイパスフイルタ２の出力に現れ
るノイズではない高レベルの信号成分は、映像信
号から減算されるノイズ成分に含まれないように
次のようにしてリミツタがかけられる。

即ち、第２図に示すようにトランジスタ３を流
れる電流をI₁、トランジスタ４を流れる電流をI₂
とした時、差動アンプのダイナミツクレンジは、
この電流I₁及びI₂の変化することができる範囲内
となり、この範囲で、これらトランジスタ３及び
４は動作し、それを超えるといわゆるリミツタと
してこのトランジスタ３及び４からなる差動アン
プが動作することになる。そこで、この第１図の
回路では、この電流I₁とI₂の変化範囲、従つて電
流源８の電流値I₀が適当に選定されて、ハイパス
フイルタ２の出力SBのうち所定レベルV_Lを越え
る信号成分はリミツトされるようにされている
（第３図Ｃ参照）。こうして、入力映像信号に逆相
で加えられるものはノイズ成分のみとされ、出力
端子１６には良好にノイズが軽減された映像信号
SD（第３図Ｄ）が得られるようにされる。

ところで、この従来のノイズ軽減回路は、上述
したように差動アンプによりハイパスフイルタか
ら得られたノイズ成分を、トランジスタ３のコレ
クタ側でトランジスタ１２を通じてきた入力信号
と混合してノイズをキヤンセルするようにするも
のであるが、その時のノイズ成分のゲインは次の
ように表わすことができる。

即ち、ノイズゲインG_Nを G_N＝Ｒ／2R′＋2r_e ……(1) で表すことができる。ここで、Ｒは抵抗１４及び
１５の値、R′は抵抗６及び７の値であり、また、
r_eはトランジスタの微分抵抗で、これは電流によ
つて変化するものである。前述のようにリミツタ
範囲は差動アンプのダイナミツクレンジであるか
らリミツタレベルを変えるためこの差動アンプの
ダイナミツクレンジを変えるには電流源８の電流
値I₀を変化させればよいものであるが、この電流
源８の電流値I₀を変化させると、上の(1)式から明
らかなようにトランジスタのエミツタの微分抵抗
r_eがこの電流によつて変わる。このためノイズゲ
インG_Nが変動してしまうことになる。このよう
になると、リミツタ範囲を変えることによつてノ
イズゲインが変わるため、安定した所期のノイズ
軽減効果が得られなくなつてしまう。さらに電流
源８の電流値I₀を変化させることは、出力端子１
６に得られる信号の直流レベルを変化させること
になり好ましくない。

発明の目的 この発明は上記の点に鑑み、上記のようにノイ
ズ軽減回路に使用した場合においてリミツタレベ
ルを変化してもノイズゲインが変化しないように
したリミツタ回路を提案しようとするものであ
る。

発明の概要 この発明は、入力信号の直流レベルと基準スラ
イスレベルとを差動的にコントロールして得た直
流レベルの異なる２つの入力信号と、２つのスラ
イスレベルとを得、そのうちそれぞれ１つの入力
信号と１つのスライスレベルとからなる対をそれ
ぞれ差動的に受け、その出力をエミツタ間に抵抗
が挿入されている差動アンプで受ける構成をもつ
て、上記の目的を実現しようとするものである。

実施例 以下、この発明回路の一例を図面を参照して説
明する前に、この発明回路を簡明に説明する。

この発明回路は、例えば、第４図及び第５図に
示すように、正負それぞれの入力（正入力はトラ
ンジスタ２２，３１のベースで、負入力はトラン
ジスタ２１，３２のベース）にはそれぞれ基準電
圧V_Rとリミツタレベル制御電圧Vcとが供給さ
れ、正負それぞれの出力（正出力はトランジスタ
２１，３２のコレクタで、負出力はトランジスタ
２２，３１のコレクタ）にはそれぞれ負荷抵抗器
２４，２５，３４，３５の一端が接続される第１
及び第２の差動対（第１の差動対はトランジスタ
２１，２２で、第２の差動対はトランジスタ３
１，３２）と、 第１の差動対２１，２２の正出力に接続された
負荷抵抗器２４と第２の差動対３１，３２の負出
力に接続された負荷抵抗器３４の他端とが接続さ
れて、その接続点に入力信号（入力信号は端子８
１に供給されている。）が供給され、 第１の差動対２１，２２の負出力に接続された
負荷抵抗器２５と第２の差動対３１，３２の正出
力に接続された負荷抵抗器３５の他端とが接続さ
れて、その接続点に入力信号の直流レベル（直流
レベルは端子８２に供給されている）が供給さ
れ、 第１の差動対２１，２２の正負出力がそれぞれ
の入力側に供給され、出力側が共通接続された第
１及び第２のバツフア４１，４２と、 第２の差動対３１，３２の正負出力がそれぞれ
の入力側に供給され、出力側が共通接続された第
３及び第４のバツフア５１，５２と、 第１及び第２のバツフア４１，４２の共通接続
点に現れる信号と第３及び第４のバツフア５１，
５２の共通接続点に現れる信号とがそれぞれ入力
側に供給され、それぞれの出力側間からリミツタ
レベル制御電圧Vcに応じてスライスされた上記
入力信号に応じた出力信号（第５図Ｆ参照）を得
る第３の差動対６１，６２とを有するものであ
る。

このように構成されるこの発明回路によれば、
入力信号の直流電圧を基準として出力信号の直流
基準が設定され、その出力信号の直流基準に対し
て一定電圧高いレベル（第５図Ｆ中、上側の
2ΔV）と同じ電圧だけ低いレベル（第５図Ｆ中、
下側の2ΔV）とで上下対称にリミツタがかけら
れた出力信号が得られる。したがつて本発明をノ
イズ軽減回路においてノイズのみを取り出すため
のリミツタ回路として用いれば、第１図を参照し
て説明した従来例のように電流値I₀を変化させて
も出力信号の直流レベルは変化しない。また、リ
ミツタ範囲を変えてもノイズゲインが変化しな
い。

以下、この発明回路の一例を第４図及び第５図
を参照しながら説明しよう。

即ち第４図はこの発明回路の一例の接続図であ
り、第５図はその動作を説明するための波形図で
ある。

第４図において、トランジスタ２１及び２２、
トランジスタ３１及び６２、トランジスタ４１及
び４２、トランジスタ５１及び５２、トランジス
タ６１及び３２は夫々差動構成とされるもので、
２３，３３，４３，５３，６３，６４はその差動
構成のトランジスタの電流源を構成するトランジ
スタである。これら電流源となるトランジスタ２
３，３３，４３，５３，６３及び６４の代わりに
定電流源を設けてもよい。

そして、トランジスタ２１及び２２のコレクタ
は負荷抵抗２４及び２５が接続され、また、トラ
ンジスタ３１及び３２のコレクタには負荷抵抗３
４及び３５が接続される。そして、これらトラン
ジスタ２１のコレクタと抵抗２４の接続点及びト
ランジスタ２２のコレクタと抵抗２５の接続点よ
り出力が取り出され、これらが夫々トランジスタ
４１及び４２のベースに供給される。一方、トラ
ンジスタ３１のコレクタと抵抗３４の接続点及び
トランジスタ３２のコレクタと抵抗３５の接続点
より出力が導出され、これらが夫々トランジスタ
５１及び５２のベースに供給される。これらトラ
ンジスタ４１，４２及びトランジスタ５１，５２
は夫々、コレクタ及びエミツタが共通に接続され
る。そして、夫々のコレクタ共通接続点は電源端
子７３に接続され、また、夫々のエミツタ共通接
続点より出力が導出され、その各出力が差動構成
のトランジスタ６１及び６２のベースに供給され
る。これらトランジスタ６１及び６２のエミツタ
間には抵抗６５が接続される。また、これらトラ
ンジスタ６１及び６２のコレクタ側には電流変換
用のダイオード接続されたトランジスタ６６及び
６７が接続される。これらトランジスタ６６及び
６７のコレクタは共通に接続され、その接続点が
抵抗６８を介して電源端子７３に接続される。そ
して、トランジスタ６１及び６２のコレクタの
夫々とトランジスタ６６及び６７のエミツタの
夫々との接続点から出力端子７１及び７２が夫々
導出される。

そして、８１は例えば前述のようにノイズ軽減
回路の場合にはハイパスフイルタを通じて得られ
たノイズ信号成分が供給される入力端子、８２は
そのノイズ信号成分の直流分のみが供給される入
力端子である。これら入力端子８１及び８２はト
ランジスタ９１及び９２のベースに接続される。
そしてトランジスタ９１のエミツタは抵抗２４を
介してトランジスタ２１のコレクタに、抵抗３４
を介してトランジスタ３１のコレクタに、夫々接
続されている。また、トランジスタ９２のエミツ
タは抵抗２５を介してトランジスタ２２のコレク
タに、抵抗３５を介してトランジスタ３２のコレ
クタに、夫々接続されている。これらトランジス
タ９１及び９２のコレクタは電源端子７３に接続
される。

また、８３はリミツタレベルをコントロールす
る電圧Vcが供給される入力端子で、この入力端
子８３を通じて供給される電圧Vcは差動構成の
トランジスタ２１，２２及び３１，３２のうちト
ランジスタ２１のベース及びトランジスタ３２の
ベースに印加される。一方、８４は基準の電圧値
V_Rが供給される入力端子で、これから供給され
る電圧V_Rは夫々差動構成の他方のトランジスタ
２２及びトランジスタ３１のベースに印加されて
いる。

なお、この例においてはトランジスタ２２のコ
レクタ−エミツタ間と並列にトランジスタ２６の
コレクタ−エミツタ間が接続されると共に、トラ
ンジスタ３１のコレクタ−エミツタ間と並列にト
ランジスタ３６のコレクタ−エミツタ間が並列に
接続され、これらトランジスタ２６と３６のベー
スは共通に接続これこれらベースに入力端子８３
に得られる電圧Vcが供給される。

以下にこの回路の動作について説明する。

先ず、例えばリミツタレベルの制御電圧Vcの
値が基準電圧V_Rに等しい場合を考える。このと
きには、電流源２３及び３３を流れる電流値が
夫々2I₁であるとすると、抵抗２４，２５，３４，
３５に流れる直流電流の値はすべてI₁で、同じで
ある。この時のトランジスタ２１，２２，３１及
び３２のコレクタ側の電位をV₁とする。この状
態において、例えば入力端子８１に第５図Ａに示
すような正弦波状の信号が供給されると、この信
号の直流分がトランジスタ９２のベースに端子８
２を通じて供給されることからトランジスタ２１
及び２２のコレクタ出力を受ける差動アンプを構
成するトランジスタ４１及び４２の共通エミツタ
出力には第５図Ａで実線で示すように、この正弦
波信号の正の半サイクルのみが現れる。同様にし
てトランジスタ３１及び３２のコレクタ出力を受
ける差動アンプを構成するトランジスタ５１及び
５２の共通エミツタ出力には全く同様にこの、信
号の正の半サイクルが現れる。従つてこれらエミ
ツタ出力を受ける差動アンプを構成するトランジ
スタ６１及び６２のコレクタ出力には両信号は相
殺されて現れず、すべてキヤンセルされることに
なる。

次に端子８３を通じて供給されるリミツタレベ
ルのコントロール電圧をVcをΔVだけ下げると、
抵抗２４を流れる電流はΔIだけ減りI₁−ΔIとな
る。このためこのトランジスタ２１のコレクタ側
の電位は抵抗２４の値をR₁とするときV₁＋R₁・
ΔI＝V₁＋ΔVとなる。このとき、このトランジス
タ２１と差動のトランジスタ２２のコレクタの電
位はV₁−ΔVとなる。又、同様にしてトランジス
タ３１のコレクタ側の電位はV₁−ΔV、トランジ
スタ３２のコレクタ側の電位はV₁＋ΔVとなる。

従つてトランジスタ２１のコレクタ側の出力は
第５図Ｃに示すように入力信号がその直流電位を
V₁＋ΔVにされた状態のものとなり、一方トラン
ジスタ３１のコレクタ側の出力は第５図Ｄに示す
ように入力信号がその直流電位をV₁−ΔVにされ
た状態のものとなる。

そして、トランジスタ２２のコレクタ出力は入
力信号の直流電圧そのものがV₁−ΔVとされたも
のとなり、一方トランジスタ３１のコレクタ出力
はそれがV₁＋ΔVとされたものとなる。これらト
ランジスタ２２及び３２のコレクタ出力である直
流電圧は後述のように入力信号に対するスライス
レベルとなるものである。

以上から明らかなようにトランジスタ２１，２
２，３１，３２の回路により、入力信号の直流電
圧と、これに対するスライスレベルとが差動的に
制御されるものである。

従つて、トランジスタ２１及び２２のコレクタ
出力を受ける差動のトランジスタ４１及び４２で
は、直流電位V₁＋ΔVの入力信号がスライスレベ
ルV₁−ΔVでスライスされて、これらトランジス
タ４１及び４２の共通エミツタの出力には、第５
図Ｃで実線で示すようにスライスレベルV₁−ΔV
より低い信号成分がスライスされた直流電位V₁
＋ΔVの入力信号が得られる。

また、トランジスタ３１及び３２のコレクタ出
力を受ける差動のトランジスタ５１及び５２で
は、同様にして直流電位V₁−ΔVの入力信号がス
ライスレベルV₁＋ΔVでスライスされ、その共通
エミツタの出力には第５図Ｄで実線で示すよう
に、V₁＋ΔVより高い信号成分が得られる。

従つて、これら出力がトランジスタ６１及び６
２に供給されるから、このトランジスタ６１及び
６２においては、第５図Ｅに示すよう第５図Ｃの
実線で示したような信号S₁より第５図Ｄに示した
ような信号S₂が減算されることになる。そして、
信号S₂は第５図Ｅからも明らかなように信号S₁の
うちの電位V₁＋ΔVより2ΔV高い電位よりも更に
高い信号成分に相当し、従つて信号S₁はこの
2ΔVを越える部分の交流成分がリミツトされる
ような結果となる。この結果、出力端子７１には
入力信号の直流電位に対してそれよりも2ΔV高
いレベルと2ΔV低いレベルの信号成分がリミツ
トされたような状態の出力が得られるものである
（第５図Ｆ参照）。なお出力端子７２にはその逆相
の信号が得られる。

こうして、この第４図の回路によれば、入力端
子８３より供給されるコントロール電圧Vcを基
準電圧V_Rに対して変えることにより即ち基準電
圧V_RよりもΔVだけ下げればそのΔVに応じた電
圧2ΔVを越える信号の部分がリミツトされて出
力端子７１及び７２に得られるものである。

そして、この場合、トランジスタ６１及び６２
において比較されるのは第５図Ｃの実線で示すよ
うな直流電位V₁＋ΔVの信号と、第５図Ｄの実線
で示すような電位V₁＋ΔVより高い信号成分であ
つて、電位V₁＋ΔVは両信号において制御電圧
Vcを変えても常に等しく保たれるため、出力端
子７１及び７２に得られる出力の直流レベルは変
わることはない。

なお、この例の場合にはコントロール電圧Vc
が基準電圧より大きくなつた時、出力端子７１及
び７２の出力が反転してしまうのを防止するよう
に考慮されている。即ち、トランジスタ２６及び
３６がそれで、コントロール電圧Vcが基準電圧
V_Rより大きくなるとこれらトランジスタ２６及
び３６がオンとなり、このためトランジスタ２２
及び３１がオフとされる。従つて、この時はトラ
ンジスタ２１とトランジスタ２６が差動的に接続
されることになり、また、トランジスタ３２とト
ランジスタ３６が差動的に接続されることにな
る。そして、この時の両トランジスタ２１，２６
及び３２，３６のベース電圧は共にVcで等しい
ことから、前述したように出力端子７１，７２に
は信号成分は全く現れない。

なお、第４図の回路においてはトランジスタは
全てNPNを用いており特性がそろつたものを使
つているのでNPNとPNPのトランジスタを混合
して使う場合に比べて上下対称にリミツタをかけ
る場合に安定にリミツタがかけられるという効果
もある。更にこのようにすべてトランジスタが
NPNの構成であることにより、IC化が容易であ
るという利点もある。

応用例 以上の例は、映像信号のノイズ軽減回路のノイ
ズ成分のみを取り出す場合に用いられるリミツタ
回路の場合を例にとつて説明したが、この発明に
よるリミツタ回路はこのようなノイズ軽減回路の
リミツタ回路としてのみではなく、一般通常の上
下対称にリミツタを信号に対してかける場合に全
て使用することができるものである。

発明の効果 以上のようにこの発明によれば、入力信号の直
流レベルとこの入力信号に対する基準スライスレ
ベルを差動的に制御し、この差動的な入力信号と
スライスレベルの対をそれぞれ差動で受け、その
差動出力を差動アンプで受ける構成としたことに
より、力信号に対して、この入力信号の直流電圧
を基準にして一定電圧高いレベルと同じ電圧だけ
低いレベルとで上下対称にリミツタがかけられた
出力信号が得られる。しかも、リミツタレベルを
変えても、最終段の差動アンプで比較すべき信号
の比較の基準となる電位（第５図ＥにおいてV₁
＋ΔVに相当）は両信号において常に等しいの
で、出力信号の直流レベルは変動しないという効
果がある。したがつて、この発明回路をノイズ軽
減回路においてノイズのみを取り出すためのリミ
ツタ回路として用いれば、第１図で述べた従来例
のように電流源の電流値を変化させても出力信号
の直流レベルが変化しない。また、リミツタ範囲
を変えてもノイズゲインが変化しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のノイズ軽減回路の一例を示す回
路図、第２図は差動アンプのダイナミツクレンジ
を説明するための図、第３図は第１図の回路の動
作を説明するための波形図、第４図はこの発明回
路の一例の接続図、第５図はその動作を説明する
ための波形図である。 ２１及び２２，３１及び３２，４１及び４２，
５１及び５２，６１及び６２は夫々差動的に接続
されたトランジスタ、２３，３３，４３，５３，
６３，６４は電流源、７１，７２は出力端子、８
１は入力信号の入力端子、８２はその入力信号の
直流電圧のみの入力端子、８３はリミツタレベル
コントロール電圧の入力端子、８４は基準電圧の
入力端子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 正負それぞれの入力にはそれぞれ基準電圧と
   リミツタレベル制御電圧とが供給され、正負それ
   ぞれの出力にはそれぞれ負荷抵抗器の一端が接続
   される第１及び第２の差動対と、 上記第１の差動対の正出力に接続された上記負
   荷抵抗器と上記第２の差動対の負出力に接続され
   た負荷抵抗器の他端とが接続されて、その接続点
   に入力信号が供給され、 上記第１の差動対の負出力に接続された上記負
   荷抵抗器と上記第２の差動対の正出力に接続され
   た負荷抵抗器の他端とが接続されて、その接続点
   に上記入力信号の直流レベルが供給され、 上記第１の差動対の正負出力がそれぞれの入力
   側に供給され、出力側が共通接続された第１及び
   第２のバツフアと、 上記第２の差動対の正負出力がそれぞれの入力
   側に供給され、出力側が共通接続された第３及び
   第４のバツフアと、 上記第１及び第２のバツフアの共通接続点に現
   れる信号と上記第３及び第４のバツフアの共通接
   続点に現れる信号とがそれぞれ入力側に供給さ
   れ、それぞれの出力側間から上記リミツタレベル
   制御電圧に応じてスライスされた上記入力信号に
   応じた出力信号を得る第３の差動対とを有するリ
   ミツタ回路。