JPH088655A - 差動増幅回路 - Google Patents

差動増幅回路

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Publication number
JPH088655A
JPH088655A JP6136192A JP13619294A JPH088655A JP H088655 A JPH088655 A JP H088655A JP 6136192 A JP6136192 A JP 6136192A JP 13619294 A JP13619294 A JP 13619294A JP H088655 A JPH088655 A JP H088655A
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JP
Japan
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transistor
constant current
differential amplifier
voltage
circuit
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Application number
JP6136192A
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English (en)
Inventor
Migaku Takada
琢 高田
Shigeaki Mashita
茂明 真下
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Sanyo Electric Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 垂直偏向電圧波形の立ち下り時の段状の歪み
を抑制すると共に、電源電圧の変動に対しても安定な差
動増幅回路を提供することを目的とする。 【構成】 制御信号SPが第1の容量C1 で微分される
ので制御信号SPの“H”レベル期間が長くなってもス
イッチングトランジスタTR1 には常に一定のパルス幅
の信号が入力される。スイッチングトランジスタTR1
の出力電圧は第2の容量C2 で積分されて徐々にレベル
に変化し、第2の定電流回路102の電流も徐々に減少
し、差動増幅回路の出力信号である垂直偏向電圧波形の
立ち下がりの段状の歪みを抑制することができる。第4
の定電流回路103の電流に応じて第1〜第3の定電流
回路100,101,102の電流が決まるので、負電
源電圧が変化しても差動増幅回路の動作が安定してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電偏向の画像表示装
置において、垂直偏向電圧を増幅する差動増幅回路に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、テレビ受像機やディスプレイモニ
タの薄型化を実現する様々な方式が開発される中で、平
板の電極を複数枚平行に配置した静電偏向の画像表示装
置が実用化されるに至った。
【0003】この画像表示装置は、線状のカソードで発
生した電子ビームが、映像信号変調電極を通り、さらに
水平偏向電極と垂直偏向電極で静電偏向された後に、高
圧を印加した蛍光体面に照射することによって画像を表
示するもので、カソードから蛍光体面までの距離がCR
Tと比べて極めて小さく、薄型化が容易である。(参考
文献:日経エレクトロニクス 1993.8.30[n
o.589]p.109〜114『厚さ9.8cmのテ
レビ、松下電器産業が開発』) この画像表示装置では、垂直偏向電極に約400Vpp
の高電圧を加える必要があるため、垂直偏向電圧の原信
号〔図5の(a)を参照〕を差動増幅回路で増幅して垂
直偏向電圧〔図5の(b)を参照〕を得ている。
【0004】図3と図4を参照しながら上述した従来の
差動増幅回路の一例について説明する。図3は従来の差
動増幅回路を示す。
【0005】図3において、TR10,TR21,TR22,
TR30,TR31,TR32,TR33,TR41,TR50はN
PN型トランジスタ、TR20,TR34,TR35,TR4
0,TR51はPNP型トランジスタである。トランジス
タTR10のベースは抵抗R10を介して電力削減端子1に
接続されると同時に抵抗R11を介して接地される。トラ
ンジスタTR10のコレクタは抵抗R12を介して電源VCC
に接続されると同時に抵抗R13を介してトランジスタ
TR20のベースに接続される。トランジスタTR10のエ
ミッタは接地される。トランジスタTR20のベースは抵
抗R14を介して電源VCCに接続され、トランジスタTR
20のエミッタも電源VCCに接続される。トランジスタT
R20のエミッタ・コレクタ間には抵抗R20が接続され、
トランジスタTR20のコレクタは抵抗R21を介してトラ
ンジスタTR21のコレクタ・ベースおよびトランジスタ
TR22のベース、さらにトランジスタTR41のベースに
接続される。トランジスタTR21、TR22、TR41の各
エミッタはそれぞれ抵抗R22、R23、R42を介して負電
源V−に接続される。ここで、トランジスタTR22と抵
抗R23、トランジスタTR41と抵抗R42、トランジスタ
TR21と抵抗R22は、それぞれ定電流回路100,10
1,102を構成している。トランジスタTR22のコレ
クタは、抵抗R30を介してトランジスタTR30のエミッ
タに接続されると同時に抵抗R31を介してトランジスタ
TR31のエミッタに接続される。トランジスタTR30,
TR31の各コレクタはそれぞれトランジスタTR32,T
R33のエミッタに接続され、トランジスタTR32とTR
33のベースは電源VCCに接続される。トランジスタTR
32のコレクタはトランジスタTR34のコレクタとトラン
ジスタTR40のベースに接続され,トランジスタTR33
のコレクタはトランジスタTR34のベースおよびトラン
ジスタTR35のベース・コレクタに接続される。トラン
ジスタTR40のコレクタはトランジスタTR41のコレク
タに接続されると同時に、並列に接続された抵抗R41と
容量C41を介してトランジスタTR31のベースに接続さ
れる。トランジスタTR31のベースは抵抗R43を介して
電源Vref に接続され、トランジスタTR40のベース・
コレクタ間には容量C40が接続される。トランジスタT
R40のコレクタはさらに抵抗R50を介してトランジスタ
TR50のベースに接続されると同時に抵抗R51を介して
トランジスタTR51のベースに接続される。トランジス
タTR50とTR51の各エミッタは出力端子3に接続さ
れ、トランジスタTR51のコレクタは抵抗R53を介して
負電源V−に接続される。トランジスタTR50とTR51
の各ベース・エミッタ間にはそれぞれ抵抗R54,R55が
接続される。トランジスタTR50のコレクタは抵抗R52
を介して正電源V+に接続され、トランジスタTR34,
TR35,TR40の各エミッタもそれぞれ正電源V+に接
続される。また、トランジスタTR30のベースは抵抗R
0 を介して入力端子2に接続される。
【0006】図3は簡易的に表現すると図4に示すよう
になる。オペアンプ10の電源は正電源V+と負電源V
−であり、オペアンプ10の非反転入力端子11は抵抗
R0 を介して差動増幅回路の入力端子2に接続され、オ
ペアンプ10の反転入力端子12は抵抗R43を介して電
源Vref に接続されると同時に、並列に接続された抵抗
R41と容量C41を介してオペアンプ10の出力端子13
に接続される。オペアンプ10のオペアンプ出力端子1
3は、差動増幅回路の出力端子3に接続される。
【0007】以上のように構成された差動増幅回路につ
いて、以下その動作を説明する。図4から明らかなよう
に、入力端子2の入力電圧VINと出力端子3の出力電圧
out の関係は、
【0008】
【数1】
【0009】で表される。次にオペアンプ10の中を図
3を用いて詳細に説明すると、トランジスタTR22,T
R30,TR31,TR32,TR33,TR34,TR35と抵抗
R23,R30,R31で構成される入力段の差動増幅器では
電流増幅を行い、トランジスタTR40,TR41と容量C
40と抵抗R42からなる中間段では電圧増幅を行って出力
電圧のレベルまで増幅し、最後にトランジスタTR50,
TR51と抵抗R50,R51,R52,R53,R54,R55から
なる出力段では中間段を高インピーダンスでうけて低イ
ンピーダンスで出力するための電流増幅を行う。
【0010】入力段のトランジスタTR32,TR33はト
ランジスタTR30,TR31にカスコード接続されること
で高周波領域の周波数特性を上げており、トランジスタ
TR34,TR35はカレントミラー回路を構成して利得を
最大限に上げるように働く。定電流回路100と101
はそれぞれ前記した入力段と中間段を駆動する電流を供
給し、抵抗R30,R31およびC40,C41は発振を抑制す
るように働く。
【0011】ここまでの動作は一般の差動増幅回路と同
じであるが、入力信号が図5の(a)に示す階段状の電
圧波形であるため、入力電圧VINが変化するときは定電
流回路100,101の電流、すなわちトランジスタT
R22,TR41のコレクタ電流を増やして出力電圧の立ち
上り・立ち下り時間を短縮し、逆に入力電圧VINが変化
しないときは定電流回路100,101の電流を減らし
て消費電力を小さく抑える。
【0012】この動作は、図6に示すパルス電圧SP
(以下、電力削減パルスSPと呼ぶ)を電力削減端子1
に入力することによって行われるもので、電力削減パル
スSPは入力する垂直偏向電圧が変化するときは“H”
レベル、変化しないときは“L”レベルとなるパルス電
圧である。
【0013】先ず、電力削減パルスSPが“H”レベル
の場合は、抵抗R10,R11で分圧された電圧によってト
ランジスタTR10がONしてコレクタ電圧が下がり、さ
らにトランジスタTR10のコレクタ電圧が抵抗R13,R
14で分圧されてトランジスタTR20のベースに加わり、
トランジスタTR20もONする。すなわち VCC = VCE(sat) +R21・I21+VBE21+R22・I
21+(V−) VCE(sat) :トランジスタTR20のコレクタ・エミッタ
間飽和電圧 I21:トランジスタTR21のエミッタ電流 VBE21:トランジスタTR21のベース・エミッタ間電圧 (V−):負電源V−の電圧 となる。従って、
【0014】
【数2】
【0015】と表される。また、トランジスタTR21,
TR22,TR41はカレントミラー回路を構成しているの
で、 R22 = R23 = R42 とすると、 I21 = I22 = I4121: トランジスタTR21のエミッタ電流 I22: トランジスタTR22のコレクタ電流(≒エミッ
タ電流) I41: トランジスタTR41のコレクタ電流(≒エミッ
タ電流) となる。従って
【0016】
【数3】
【0017】と表される。次に電力削減パルスSPが
“L”レベルの場合は、トランジスタTR10,TR20が
共にOFFして、 Vcc=(R20+R21)・I21+VBE21+R22・I21
(V−) となる。従って、さきほどと同様、R22 = R23 =
R42 とすると、
【0018】
【数4】
【0019】と表される。以上のように電力削減パルス
SPが“H”レベルのときは定電流回路100,101
の電流、すなわちトランジスタTR22,TR41の電流は
増加し、電力削減パルスSPが“L”レベルのときは定
電流回路100,101の電流は減少する。これによっ
て垂直偏向電圧の立ち上り・立ち下り時間の短縮と消費
電力の削減を両立している。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、電力削減パルスSPの電圧が“H”レベ
ルから“L”レベルに変わる時に定電流回路100,1
01の電流が急激に減少するので、差動増幅回路の出力
信号である垂直偏向電圧波形の立ち下り時に図6に示す
ように段状の歪みdが発生してしまう。
【0021】また、画像表示装置が複数のタイミングの
映像信号を映出する場合は、映像信号の水平同期周波数
や垂直同期周波数が変わると、デジタルLSIで発生す
る電力削減パルスSPの幅が同時に変わってしまい、前
記の歪みdが画像領域に入り込んでしまうという問題
と、垂直偏向電圧の直流レベルや振幅を調節するために
負電源V−の電圧を変えると、前記の式(1)(2)か
ら定電流回路100,101の電流が変わって出力信号
である垂直偏向電圧の立ち上り・立ち下り特性や回路の
電力も変わってしまうという課題を有していた。
【0022】本発明は垂直偏向電圧波形の立ち下り時の
段状の歪みを抑制し、さらにその歪みが画像領域に入り
込まないうえに、負電源V−の電圧を変化させても定電
流回路100,101の電流が変化して動作が変化しな
い差動増幅回路を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明の差動増幅回路
は、差動増幅器を駆動する電流を供給する第1の定電流
回路と、前記差動増幅器の出力電流を電圧増幅するトラ
ンジスタに電流を供給する第2の定電流回路と、前記第
1および第2の定電流回路の電流を変化させる第3の定
電流回路と、前記第1および第2および第3の定電流回
路に接続する電源と、前記第3の定電流回路の電流を変
化させる第4の定電流回路と、前記第4の定電流回路の
電流を変化させるスイッチングトランジスタと、前記ス
イッチングトランジスタの入力電圧を微分する第1の容
量と、前記スイッチングトランジスタの出力電圧を積分
する第2の容量とから構成されることを特徴とする。
【0024】
【作用】この構成によって、電力削減パルスSPが第1
の容量で微分されるので電力削減パルスSPの“H”レ
ベル期間が長くなっても第4の定電流回路の電流を変化
させるスイッチングトランジスタには常に一定の“H”
レベル期間をもったパルスが入力される。また、このス
イッチングトランジスタの出力電圧は“L”レベルから
“H”レベルに反転する時に第2の容量によって積分さ
れるため、急激には変化せず徐々に“L”レベルから
“H”レベルに変化し、第1および第2および第3の定
電流回路の電流も徐々に減少する。このため、差動増幅
回路の出力信号である垂直偏向電圧波形の立ち下がり時
の段状の歪みを抑制することができる。
【0025】さらに、第4の定電流回路の電流に応じて
第1および第2および第3の定電流回路の電流が決まる
ので、差動増幅回路の負電源の電圧が変化しても第1お
よび第2の定電流回路の電流は変化しない。このため、
差動増幅回路の動作は変化せず、出力信号である垂直偏
向電圧波形の特性も変化しなくすることができる。
【0026】
【実施例】以下、本発明の差動増幅回路を図1と図2に
基づいて説明する。本発明の差動増幅回路は図1に示す
ように構成されている。なお、図3と対応する部分には
同一符号を付して説明を省略する。
【0027】図1において、TR1 ,TR21,TR22,
TR41はNPN型トランジスタ、TR2 ,TR3 はPN
P型トランジスタである。トランジスタTR1 のベース
は抵抗R1 と容量C1 を介して電力削減端子1に接続さ
れると同時に抵抗R2 を介して接地される。抵抗R1 に
は並列に容量C2 が接続され、トランジスタTR1 のエ
ミッタは接地される。トランジスタTR1 のコレクタは
抵抗R3 を介して接地されると同時に容量C3 を介して
接地され、さらに抵抗R4 を介してトランジスタTR2
のコレクタ・ベースおよびトランジスタTR3 のベース
に接続される。トランジスタTR2 ,TR3 の各エミッ
タはそれぞれ抵抗R5 ,R6 を介して電源VCCに接続さ
れ、トランジスタTR3 のコレクタはトランジスタTR
21のコレクタ・ベースおよびトランジスタTR22のベー
ス、さらにトランジスタTR41のベースに接続される。
ここでトランジスタTR2 ,TR3 と抵抗R3 ,R4 ,
R5 ,R6 は可変定電流回路103を構成している。
【0028】また、図1は簡易的に表現すれば図4とな
り、これも従来の差動増幅回路の回路ブロック図と全く
同じなので説明は省略する。以上のように構成された一
実施例の差動増幅回路につき、以下その動作を説明す
る。
【0029】図4から明らかなように入力端子2の入力
電圧VINと出力端子3の出力電圧V out の関係は、
【0030】
【数5】
【0031】で表される。図1において、入力端子2に
は図5の(a)に示す階段状の電圧が入力され、電力削
減端子1には図5の(c)に示す電力削減パルスSPが
入力され、出力端子3からは図5の(b)に示す出力電
圧が得られる。電力削減パルスSPは、入力電圧が変化
するときは定電流回路100,101の電流、すなわち
トランジスタTR22,TR41のコレクタ電流を増やし、
逆に入力電圧が変化しない時は定電流回路100,10
1の電流を減らして消費電力を削減するように働く。こ
こまでは従来例と同様である。
【0032】次に、本発明の要部であるスイッチング用
トランジスタTR1 と、可変定電流回路103の動作を
説明する。電力削減端子1に印加される電力削減パルス
SPが“H”レベルの場合はトランジスタTR1 がON
し、 Vcc=R5 ・I2 +VBE2 +R4 ・I2 +VCE(sat)2 :トランジスタTR2 のエミッタ電流 VBE2 :トランジスタTR2 のベース・エミッタ間電圧 VCE(sat) :トランジスタTR1 のコレクタ・エミッタ
間飽和電圧 となる。従って、
【0033】
【数6】
【0034】と表される。次に電力削減パルスSPが
“L”レベルの場合はトランジスタTR1 がOFFし
て、 Vcc = R5 ・I2 +VBE2 +(R4 +R3 )・I2 となる。よって
【0035】
【数7】
【0036】と表される。ここで、トランジスタTR2
,TR3 およびトランジスタTR21,TR22,TR41
はカレントミラー回路を構成しているので、 R5 = R6 , R22 = R23 = R42 とすると、 I2 =I3 =I21=I22=I413 :トランジスタTR3 のエミッタ電流 I21:トランジスタTR21のエミッタ電流 I22:トランジスタTR22のコレクタ電流(≒エミッタ
電流) I41:トランジスタTR41のコレクタ電流(≒エミッタ
電流) となる。従ってトランジスタTR22,TR41の各コレク
タ電流、すなわち定電流回路100,101の電流は、 (i)電力削減パルスSP=“H”レベルのとき
【0037】
【数8】
【0038】(ii)電力削減パルスSP=“L”レベ
ルのとき
【0039】
【数9】
【0040】となる。上式からわかるように、定電流回
路100,101の電流は負電源V−の影響を受けない
ので、負電源V−の電圧を変えても差動増幅回路の動作
は変化しない。
【0041】次に、容量C1 ,C2 ,C3 の動作を説明
する。この容量C1 ,C2 ,C3 がない場合は、図6に
示すように電力削減パルスSPが“H”レベルから
“L”レベルに変わる時にトランジスタTR1 が急速に
ONからOFFに転じるため、可変定電流回路103と
定電流回路100,101,102の電流も急速に減少
し、出力信号である垂直偏向電圧の立ち下がり時に歪み
dが発生してしまう。
【0042】これに対して図1に示す本実施例の差動増
幅回路では、図2に示すように前記歪みdは発生しな
い。これは、トランジスタTR1 のベースには容量C1
と抵抗R2 で電力削減パルスSPを微分した電圧が発生
してトランジスタTR1 のスイッチングを行うので、仮
に電力削減パルスSPの“H”レベル期間が長くなって
もトランジスタTR1 のON時間は一定に保たれる。
【0043】また、トランジスタTR1 がONからOF
Fに転じても、容量がC3 があるためにトランジスタT
R1 のコレクタ電圧は直ぐに“H”レベルにならず、徐
々に増加する。このため、定電流回路100と101の
電流、すなわちトランジスタTR22とTR41のコレクタ
電流も徐々に減少するので、出力信号である垂直偏向電
圧の歪みが抑制される。
【0044】また、容量C2 はスピードアップのコンデ
ンサであり、電力削減パルスSPからトランジスタTR
1 のベース電圧までの位相遅れを小さくするように働
く。以上のように本実施例によれば、スイッチング用の
トランジスタTR1 と、容量C1 ,C2 ,C3 と、可変
定電流回路103を構成するトランジスタTR2 ,TR
3 および抵抗R3 ,R4 ,R5 ,R6 を設けることによ
り、出力信号である垂直偏向電圧の歪みを抑制できる。
【0045】また、映像信号のタイミングが変わって電
力削減パルスSPの“H”レベル期間が長くなったり、
電力削減パルスSPの立ち上りから入力電圧の立ち上り
・立ち下りまでの時間が長くなったりしても、出力信号
である垂直偏向電圧の立ち下り時の段状の歪みが画像領
域に入り込まなくできる。
【0046】さらに、垂直偏向電圧の直流レベルや振幅
を変えるために負電源V−の電圧を変えても可変定電流
回路103と、定電流回路100,101,102の電
流が変わらないので、垂直偏向電圧の立ち上り・立ち下
り特性や回路全体の電力が変わらない差動増幅回路が実
現できる。
【0047】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、入力信号
の電流増幅を行う差動増幅器と、前記差動増幅器に電流
を供給する第1の定電流回路と、前記差動増幅器の出力
電流を電圧増幅する電圧増幅部と、前記電圧増幅部に電
流を供給する第2の定電流回路と、第1,第2の定電流
回路の電流を変化させる第3の定電流回路と、第3の定
電流回路の電流を変化させる第4の定電流回路と、第4
の定電流回路の電流を変化させるスイッチングトランジ
スタと、前記スイッチングトランジスタの入力に接続さ
れ印加された制御信号を微分して前記スイッチングトラ
ンジスタに印加する第1の容量と、前記スイッチングト
ランジスタの出力電圧を積分する第2の容量とを設け、
前記電圧増幅部から出力信号を得ると共に、第1の容量
を介して前記スイッチングトランジスタに、前記入力信
号に応じてレベルが変化する制御信号を印加したため、
差動増幅回路の出力信号である垂直偏向電圧波形の立ち
下り時の段状の歪みを抑制することができ、映像信号の
タイミングが変わって水平同期周波数や垂直同地周波数
が変化しても前記した歪みが画像領域に入り込まなくで
きるうえに、垂直偏向電圧の直流レベルや振幅を変化さ
せるために前記電源の電圧を変化させても差動増幅回路
の動作が変化せず、垂直偏向電圧の特性も変化しなくで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における差動増幅回路の回路
図。
【図2】同実施例の差動増幅回路における垂直偏向電圧
の立ち下り時の波形拡大図。
【図3】従来の差動増幅回路の回路図。
【図4】差動増幅回路の回路ブロック図。
【図5】従来の差動増幅回路の動作波形図。
【図6】従来の差動増幅回路における垂直偏向電圧の立
ち下り時の波形拡大図。
【符号の説明】
1 電力削減端子 2 入力端子 3 出力端子 100 定電流回路〔第1の定電流回路〕 101 定電流回路〔第2の定電流回路〕 102 定電流回路〔第3の定電流回路〕 103 可変定電流回路〔第4の定電流回路〕 C1 容量〔第1の容量〕 C3 容量〔第2の容量〕 TR1 スイッチングトランジスタ SP 電力削減パルス〔制御信号〕

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号の電流増幅を行う差動増幅器
    と、前記差動増幅器に電流を供給する第1の定電流回路
    と、前記差動増幅器の出力電流を電圧増幅する電圧増幅
    部と、前記電圧増幅部に電流を供給する第2の定電流回
    路と、第1,第2の定電流回路の電流を変化させる第3
    の定電流回路と、第3の定電流回路の電流を変化させる
    第4の定電流回路と、第4の定電流回路の電流を変化さ
    せるスイッチングトランジスタと、前記スイッチングト
    ランジスタの入力に接続され印加された制御信号を微分
    して前記スイッチングトランジスタに印加する第1の容
    量と、前記スイッチングトランジスタの出力電圧を積分
    する第2の容量とを設け、前記電圧増幅部から出力信号
    を得ると共に、第1の容量を介して前記スイッチングト
    ランジスタに、前記入力信号に応じてレベルが変化する
    制御信号を印加する差動増幅回路。
  2. 【請求項2】 電圧が階段状に変化する信号を入力信号
    として差動増幅器に印加し、制御信号として入力信号の
    立ち上がり部と立ち下がり部に同期したパルス幅の信号
    を印加した請求項1記載の差動増幅回路。
JP6136192A 1994-06-20 1994-06-20 差動増幅回路 Pending JPH088655A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7650893B2 (en) 2004-10-12 2010-01-26 L'oreal Device for applying a hair product

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