JPH0763127B2 - 位相検波回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はVTR、FM受信機、テレビジョン受信機等に多用
されている位相検波回路に関する。

〔従来の技術〕

位相検波回路でよく使われているものは、２重平衡差動
回路であって、その一例は、特開昭57−126380号公報に
記載されている。

第４図、第５図は本発明に先だって本願発明者によって
検討された各種の位相検波回路を示す。

第４図に示す位相検波回路はVTRに適用されたものであ
って、一対の電源間にトランジスタQ₁〜Q₅が重ねられた
回路構成である。なお、入力信号V₁，V₂は位相差を検波
されるものであり、スイッチS₁，S₂はバースト信号を抜
き取るためのバーストゲートパルスによって開閉される
ものである。

第５図に示す位相電波回路は、入力信号V₁とV₂によって
電圧合成された出力電圧を得て、差動増幅器で電圧−電
流変換するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第４図の位相検波回路は電流合成方式であり、オフセッ
ト電圧は小であるものの電源間に５個のトランジスタが
直列に配されているので、低電圧特性がよくない、とい
う問題点を有していることが明らかとなった。

さらに第５図の位相検波回路は、電源間には４個のトラ
ンジスタQ₁₁〜Q₁₄が直列に配されているので、上記第４
図について述べた検波回路に比較して電圧特性は約1V程
度よいことになる。しかし、ペアで使用されているトラ
ンジスタのアンバランスが差動対になされたトランジス
タQ₁₃，Q₁₅の入力差となるので、出力信号Voutのオフセ
ット電圧が大になる、という問題点を有していることが
わかった。

本発明者は、上記のような問題点ならびに技術的傾向に
鑑み、低電源で充分な振幅の出力信号が得られ、かつオ
フセット電圧の少ない位相検波回路を検討し、本発明を
なすに至った。

本発明の目的は、電源特性が良好であるうえにDCオフセ
ットの低減された位相検波回路を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に述べれば、下記の通りである。

すなわち、第１の入力信号によりスイッチング動作する
複数の差動対と負荷回路等を４個のトランジスタによっ
て構成するとともに、第２の入力信号を上記差動対とは
並列に設けられた信号供給源から供給する構成とする。

〔作用〕

電源間にダブルバランス差動回路を直列に介在させず
に、上，下の差動対を分離して、並置した構成としたこ
とにより、出力ダイナミックレンジを広げる。又、電流
合成する場合に、電圧オフセットを設ければDCオフセッ
トをも低減できる。

〔実施例〕

以下、第１図から第３図を参照して本発明を適用した位
相検波回路の一実施例を説明する。なお、第１図は位相
検波回路の回路図、第２図は回路動作を説明する波形
図、第３図はVTRへの応用例を示す回路図を示すもので
ある。

本実施例の特徴は、一対の電源間に４個のトランジスタ
を用いて電流合成により位相検波を行うように構成した
ことにある。

差動対に接続されたトランジスタQ₃₁とQ₃₂、Q₃₃とQ₃₄の
各ベースには、周波数3.58MHzの副搬送波信号f_scが供給
される。トランジスタQ₃₅，Q₃₆、抵抗R₃₁〜R₃₃、基準電
圧Vref₁は定電流回路を構成し、上記差動対を流れる電
流を規定するものである。

トランジスタQ₄₁〜Q₄₄と抵抗R₄₁〜R₄₄は、上記各差動対
の共通の負荷となる。この負荷回路は、図示のようにダ
ーリントン接続されているが、これはPNPトランジスタQ
₄₁，Q₄₂の低遮断周波数を補償するために採用された回
路構成であり、カレントミラーを構成し、このカレント
ミラーは差動アンプの負荷となる。

トランジスタQ₃₁〜Q₃₄は、副搬送波信号f_scのレベル変
化に対応してスイッチング動作を行い、負荷回路には電
流合成された出力電流が流れる。

ここで注目すべきは、VccとGNDとの一対の電源間に４個
のトランジスタが直列接続されていることである。この
ため、最悪の状態であっても４個のトランジスタを駆動
するための必要電圧は3.2Vになる。したがってVccが5V
程度であっても充分な振幅の検波出力を得ることができ
る。

上記４個のトランジスタによる回路動作を可能にしたも
のは、一対の電源間に並列に設けられた信号供給回路１
である。

すなわち、差動対に接続されたトランジスタQ₅₁，Q₅₂の
各ベースには、バースト信号（色同期信号）が本発明で
いう第２の入力信号として供給される。入力信号V₂が供
給されるとき、バーストゲートパルス（図示せず）によ
ってスイッチS₁，S₂がオン状態になされ、トランジスタ
Q₅₁，Q₅₂を含む信号供給回路１が動作可能になる。

すなわち、スイッチS₁がオンになされると、バイアス電
圧Vref₂がトランジスタQ₅₃のベースに供給される。トラ
ンジスタQ₅₃、抵抗R₅₃には定電流Iaが流れる。

トランジスタQ₅₁，Q₅₂はバースト信号によってスイッチ
ング動作を行うので、抵抗R₅₄，R₅₅に電圧降下が交互に
発生する。そしてトランジスタQ₅₄，Q₅₅も交互にオン状
態になり、抵抗R₅₆，R₅₇を介してトランジスタQ₃₅，Q₃₆
のコレクタにカラーバーストのレベル変化に対応した電
流を供給する。

このようにして、位相検波を行うスイッチング回路に２
の入力信号が供給される。しかも入力信号V₂にもとづく
変化分は、電流変化として供給されるので、トランジス
タQ₃₁〜Q₃₄は電流合成を行うことになり、副搬送波信号
との位相差に対応した出力電流Ioがローパスフィルタ３
に供給される。

ローパスフィルタ３は、抵抗R₆₁、コンデンサC₁，C₂に
よって構成され、電圧制御発振器（以下においてVCOと
いう）４に制御信号Vcを供給するものである。

以上の回路動作が行われている間、スイッチS₂もオン状
態にあるから、制御信号Vcはバイアス電圧Vbに重畳して
VCO4に供給される。

制御信号Vcの電圧レベルは位相差に対応して変化するも
のであり、言わば交流成分である。しかし、バイアス電
圧Vbは直流分であるからVCO4には、所定の直流分が印加
されることになり、フリーラン時の発振周波数の安定化
がなされる。

又、バーストゲートが閉じており、カラーバーストが入
力されないときに発生しやすいノイズを除去するため
に、下記の工夫がなされている。

すなわち、スイッチS₁がオン状態において、トランジス
タQ₅₅，Q₅₄のエミッタ電圧V_Aは、Q₃₁〜Q₃₄をわずかにカ
ットオフするレベルにある。このV_Aと、Q₃₁〜Q₃₄が動作
する電圧レベルV_Bを第２図に示す。このとき、バースト
信号によってQ₅₄，Q₅₅のエミッタが電圧レベルがV_Bより
低いレベルになった時にトランジスタQ₃₁〜Q₃₄のうちfs
c信号によって選択されたトランジスタがオンして上記
信号伝達を行う。

そして電圧レベルがV_B以上のときは、上記信号伝達を行
い得ないので、仮にノイズ成分Ｎが重畳していても、こ
のノイズ成分が伝達されることはなく、上記位相検波動
作がより一層安定化される。このバイアスのオフセット
は、抵抗R₅₆，R₅₇をダイオードによっておきかえても実
現できる。

一方、バースト信号がない状態では、スイッチS₁，S₂が
オフになされる。

この場合、トランジスタQ₅₆、抵抗R₅₄，R₅₅を介してト
ランジスタQ₅₄，Q₅₅にベース電流が供給されるので、こ
れらはオン状態を保持する。そしてVcc電源からトラン
ジスタQ₅₄，Q₅₅を介してトランジスタQ₃₅，Q₃₆のコレク
タに電流が供給されるので、トランジスタQ₃₁〜Q₃₄はオ
フになる。

この結果、出力電流Ioはなく、VCO4の不用な変動は防止
される。

次に、上記位相検波回路の応用例を第３図を参照して説
明する。

本例では、位相検波回路を色信号処理回路に適用してい
る。

すなわち、10が位相検波回路に相当し、クリスタル発振
器から3.58MHzの周波数信号が供給され、スイッチS₃を
介してバースト信号が供給される。位相検波回路10の回
路動作は上記のように行われる。

VCO4の発振出力は、160fh（fhは水平走査周波数であっ
て15.75KHzである）の周波数であるが分周器５によって
1/4に分周され、40fhの周波数信号が副周波数変換回路
６に供給される。バンドパスフィルタ７を介して周波数
変換回路８にはfsc＋40fhの周波数信号が供給される。

一方、周波数変換回路８には、カラー再生信号が供給さ
れ、両者の周波数混合がおこなわれる。そしてfscとfsc
＋80fhの出力信号がバンドパスフィルタ９に供給され
る。

バンドパスフィルタ９から出力信号としてfscが得ら
れ、バースト信号が上記のように位相検波回路10に供給
され、色信号は混合回路11に供給される。

以上のようにして、ビデオテープに記録されていた低域
変換された色信号を復調するにあたり、色同期信号およ
び色信号を精度よく再現できる。

〔発明の効果〕

（１）一対の電源間に４個のトランジスタを直列に接続
して位相検波回路を構成したので、トランジスタの駆動
に必要な電源電圧を低下することができ、低電圧電源を
使用することができる、という効果が得られる。

（２）上記（１）により、位相検波回路を適用した電子
機器の小型軽量化が図れる、という効果が得られる。

（３）電流合成により、検波出力を得る回路構成にした
ので、DCオフセットが低減される、という効果が得られ
る。

（４）バースト信号が無入力時には、電流合成動作を非
動作にし得るので、オフセット電圧の発生がなく、検波
出力にもとづく誤動作がなされない、という効果が得ら
れる。

（５）信号伝達を行うトランジスタに実質的なスレッシ
ュホールド電圧が印加されるので、ノイズ成分による誤
動作が低減される、という効果が得られる。

以上に、本発明を実施例にもとづき具体的に説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはい
うまでもない。

例えば、トランジスタQ₄₁〜Q₄₄等で構成された負荷回路
は、更に簡単な回路構成のカレントミラー回路に代えて
もよい。又、第１図中の抵抗R₅₆，R₅₇はダイオードに代
えることもできる。

以上の説明では、本発明をその背景となった利用分野で
あるVTRの色信号処理回路に適用した場合について説明
したが、それに限定されるものでなく、かけ算回路とし
ても利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明を適用した位相検波回路の一実
施例を示すものであって、 第１図は上記位相検波回路の回路図を示し、 第２図は回路動作を説明する入力信号の波形図を示し、 第３図はVTRの色信号処理回路への応用例を示す回路図
を示し、 第４図，第５図は、本発明前に本願出願人によって開発
され、本願発明者によって検討された位相検波回路の回
路図を示すものである。 10……位相検波回路、４……VCO、５……分周器、６…
…副周波数変換回路、7,9……バンドパスフィルタ、８
……周波数変換回路、11……混合回路、Q₃₁〜Q₅₁……ト
ランジスタ、fsc……副搬送波信号、V₂……バースト信
号、Vref₁〜Vref₃……基準電圧、S₁，S₂……スイッチ、
Io……出力電流、V_A……電圧レベル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１入力端子と第２入力端子との間に加え
   られる第１入力信号と、第３入力端子と第４入力端子と
   の間に加えられる第２入力信号との位相を検出する位相
   検波回路であって、 ベースが上記第１入力端子に結合されコレクタが第１接
   続点に結合された第１トランジスタと、ベースが上記第
   ２入力端子に結合されコレクタが第２接続点に接続され
   エミツタが上記第１トランジスタのエミツタとともに第
   ３接続点に共通接続された第２トランジスタとからなる
   第１差動対と、 ベースが上記第２入力端子に結合されコレクタが第１接
   続点に結合された第３トランジスタと、ベースが上記第
   １入力端子に結合されコレクタが上記第２接続点に接続
   されエミツタが上記第３トランジスタのエミツタととも
   に第４接続点に共通接続された第４トランジスタとから
   なる第２差動対と、 電源端子と上記第１接続点との間、および上記電源端子
   と上記第２接続点との間に設けられた負荷回路と、 上記第３接続点と回路の基準電位点との間に設けられ第
   １電流源と、 上記第４接続点と上基準電位点との間に設けたれた第２
   電流源と、 エミツタが上記第３接続点に結合されコレクタが電源端
   子に結合された第５トランジスタと、 エミツタが上記第４接続点に結合されコレクタが電源端
   子に結合された第６トランジスタと、 上記第３、第４入力端子に加えられる上記第２入力信号
   に応答した差動信号を上記第５トランジスタと第６トラ
   ンジスタのベース間に供給する信号供給回路と、を備
   え、上記第１接続点から位相検波出力信号を得るように
   してなることを特徴とする位相検波回路。
2. 【請求項２】上記負荷回路は、そのベースとコレクタが
   共通接続された状態をもって上記電源端子側と上記第２
   接続点との間に設けられた、上記第１ないし第６トラン
   ジスタと異なる導電型の第７トランジスタと、上記電源
   端子と上記第１接続点との間に設けられ上記第７トラン
   ジスタのエミツタ・コレクタ間電圧がそのエミツタ・ベ
   ース間に与えられる上記第７トランジスタと同導電型の
   第８トランジスタとをもつカレントミラー負荷回路から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位相
   検波回路。
3. 【請求項３】上記信号供給回路は、上記第３、第４入力
   端子に加えられる上記第２入力信号がそのベース間に供
   給される差動トランジスタをもつ差動増幅回路からなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の位相検波回路。