JPH11112345A - ビデオ用ａｇｃ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低電源電圧動作時における入力ダイナミック
レンジを、より拡大することができるビデオ用ＡＧＣ回
路を提供する。 【解決手段】 複数の抵抗の直列回路からなる分圧手段
６と、その出力を受けて、制御信号に応じて切り換えて
出力する複数のＮチャネルＭＯＳトランジスタスイッチ
を有する切換手段７と、分圧手段６の入力における最低
電位を接地電位にクランプするシンクチップクランプ回
路４を備える。これにより、分圧手段６の入力における
ダイナミックレンジは、切換回路７の複数のＮチャネル
ＭＯＳトランジスタスイッチが導通を保持することがで
きるまで拡大することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオ用ＡＧＣ回
路に関し、特に低電源圧動作に適したビデオ用ＡＧＣ回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より用いられているビデオ用ＡＧＣ
回路について、図４を参照して説明する。先ず、端子１
に入力されたビデオ信号は、コンデンサ３を介して利得
制御回路１６の入力側に与えられる。利得制御回路１６
の出力は、アナログ・ディジタル変換手段９（以下、
“Ａ／Ｄ変換手段”と略す）によりディジタルデータに
変換された後、振幅検出回路１０に与えられ、入力され
たビデオ信号の振幅に応じた利得制御信号を、利得制御
回路１６の制御入力１１に帰還する。

【０００３】ここで、利得制御信号は、Ａ／Ｄ変換手段
９の出力データにおいて、その出力データに相当するビ
デオ信号の振幅が一定となる様設定されるので、結局、
図４に示す回路全体としては、端子１２に出力されるデ
ィジタルデータに相当するビデオ信号の振幅を一定にす
る様動作するＡＧＣとして動作する。なお、抵抗２は終
端抵抗であり、クランプ４は、入力されるビデオ信号を
利得制御回路１６の入力レンジに合わせてクランプする
為のものである。

【０００４】次に、利得制御回路１６の構成について、
図５を参照して説明する。図５は、図４中の利得制御回
路１６のブロック図である。図５において、セレクタ７
５は、端子５に与えられたビデオ信号を、端子１１に与
えられた利得制御信号に応じて、第１、第２、第３、第
４の電流変換回路９１，９２，９３，９４の内のどれか
１つに対して選択的に出力する。端子１１に与えられた
利得制御信号は、第１、第２、第３、第４の電流変換回
路９１，９２，９３，９４にも供給されており、この中
のどれか１つを動作状態にする様制御されるが、この動
作状態にする電流変換回路は、セレクタ７５より選択的
に供給されるビデオ信号を受け取る電流変換回路と同一
である。

【０００５】ここで、第１、第２、第３、第４の電流変
換回路９１，９２，９３，９４のコンダクタンスは、そ
れぞれ相異なる値に設定されているので、これら第１、
第２、第３、第４の電流変換回路９１，９２，９３，９
４の出力が共通に接続される電圧変換回路７８の入力に
供給される電流は、端子５に与えられるビデオ信号の信
号電圧に、端子１１に与えられる利得制御信号により唯
一選択される第１、第２、第３、第４の電流変換回路９
１，９２，９３，９４内のどれか１つが有するコンダク
タンスを乗じたものとなる。電圧変換回路７８は、入力
に与えられた電流を再度電圧に変換して端子８に出力す
る。

【０００６】以上の動作より、図５に示す利得制御回路
１６のブロック図は、端子５に与えられたビデオ信号
を、端子１１に与えられる利得制御信号に応じた利得で
増幅し、端子８に出力する可変利得増幅器として動作す
る。なお、電流供給回路７６、及び、バイアス回路７９
は、第１、第２、第３、第４の電流変換回路９１，９
２，９３，９４と、電圧変換回路７８に対して、動作に
適したバイアスを供給するものである。

【０００７】次に、図６を参照して、利得制御回路１６
の動作をより詳細に説明する。第１の電流変換回路９１
は、第１、第２のトランジスタ３０，３１と、第２の抵
抗３９によって構成される差動回路と、利得制御信号に
よって選択的に動作し、第２の定電流源１９を流れる電
流によって決定される電流と等しい電流を出力する第
３，第４のトランジスタ２２，２３とからなる。第１，
第２のトランジスタ３０，３１、第３，第４のトランジ
スタ２２，２３はそれぞれ同じサイズである。

【０００８】第１〜第４の電流変換回路の中の第１、第
２、第３、第４の抵抗３９，４０，４１，４２は、それ
ぞれ相異なる値に設定される。電圧変換回路７８は、第
１７，第１８，第１９，第２０のトランジスタ４４，４
５，４６，４７と第５７の定電波数とからなるボルテー
ジホロアと第２１〜２９のトランジスタ４８〜５６から
なる電流ミラー回路負荷抵抗４３とからなる。

【０００９】実際の動作をゲインコントロール信号によ
って、第１の電流を変換回路９１が選択されている場合
について説明する。第１のトランジスタ３０のゲートに
はビデオ信号、第２のトランジスタ３１のゲートには固
定バイアス回路７９の出力がそれぞれ印加され、第３、
第４のトランジスタ２２，２３に第１の定電流源１９に
よって決まる電流が流れている。これにより、第１，第
２のトランジスタ３０，３１と、第１の抵抗３９によっ
て構成する差動回路は動作状態となり、第１，第２のト
ランジスタ３０，３１のドレインより、第１，第２のト
ランジスタ３０，３１の各ゲート間に加わる差電圧に応
じた出力電流を出力する。つまり、第１の電流変換回路
は、この場合には動作状態にある。

【００１０】一方、第５〜第１６のトランジスタ２４〜
２９、３２〜３７のゲートには電源電圧が供給されてい
ることで、これらのトランジスタは全て遮断状態にある
ので、第３，第４，第７，第８，第１１，第１２のトラ
ンジスタ３２，３３，３４，３５，３６，３７のドレイ
ンから出力される電流は生じない。よって、第２，第
３，第４の電流変換回路９２，９３，９４は動作せず、
第１の電流変換回路９１のみが動作状態になり、この出
力電流だけが電圧変換回路７８に供給されて、負荷抵抗
４３により再度電圧に変換され、端子８より出力され
る。

【００１１】なお、図６に示す従来の利得制御回路１６
の入力ダイナミックレンジの上限は、差動回路及び差動
回路に定電流を供給するトランジスタの両方が飽和状
態、つまり、これらのトランジスタのドレイン〜ソース
間電圧が、そのゲート〜ソース間電圧より小とはならな
い状態を維持する範囲で決定され、これは、定電流を供
給するトランジスタ、差動回路を構成するトランジスタ
及び差動回路の出力を受けるトランジスタの各ゲート・
ソース間電圧の和を、電源電圧より差し引いたものと等
しい。これら全てのトランジスタのしきい値電圧をＶT
，電源電圧をＶDDとして、飽和状態にあるトランジス
タのゲート・ソース間電圧が常にＶT より大である事を
用いると、図６に示す従来の利得制御回路１６の入力ダ
イナミックレンジの上限は、（ＶDD−３・ＶT ）より大
きくする事は出来ない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前掲の従来のビデオ用
ＡＧＣ回路では、利得の可変を行なう利得制御回路の入
力ダイナミックレンジの上限を“ＶDD−３・ＶT” より
大きくする事は出来ない。よって、ＶDDが３Ｖという低
電圧動作をさせる場合においては、ＭＯＳトランジスタ
のしきい値電圧として通常与えられる０．７Ｖを用い
て、３−３×０．７＝０．９ＶPPが入力ダイナミックレ
ンジの上限となる。

【００１３】しかしながら、標準的なビデオ信号の振幅
としては、１ＶPPが一般的な値であるから、この従来の
ビデオ用ＡＧＣ回路をＶDD＝３Ｖという低電圧動作をさ
せた場合には、この標準的なビデオ信号の振幅でさえ入
力ダイナミックレンジの上限を超えてしまうことにな
り、その出力にはクリップする等の波形歪みを生じてし
まうという問題点があった。

【００１４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、低電源電圧動作時
における入力ダイナミックレンジを、従来のものに比べ
て、より拡大することができるビデオ用ＡＧＣ回路を提
供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るビデオ用Ａ
ＧＣ回路は、一端を入力に直接接続するとともに他端を
接地した複数の抵抗からなる直列回路であって、前記複
数の抵抗において隣接して接続する抵抗の共通接続点を
出力とする複数の分圧出力を有する分圧手段と、前記分
圧手段の前記複数の分圧出力を受けて、制御信号に応じ
て前記分圧手段の前記複数の分圧出力を選択して出力す
るドレインを共通に接続する複数のＮチャネルＭＯＳト
ランジスタスイッチを有する切換手段と、前記切換手段
の出力を受けてディジタル信号に変換して出力するアナ
ログ・ディジタル変換手段と、前記アナログ・ディジタ
ル変換手段の出力を受けて、前記切換手段に前記制御信
号を帰還する振幅検出回路と、前記分圧手段の前記入力
に共通に接続され、前記入力の最低電位をほぼ接地電位
にクランプするシンクチップクランプ回路と、を備える
ことを特徴とし（請求項１）、これにより、上記目的を
達成することができる。

【００１６】また、本発明に係る上記ビデオ用ＡＧＣ回
路において、前記切換手段は、ポンプアップ回路と、前
記ポンプアップ回路の出力と前記制御信号を受けて、前
記複数のＮチャネルＭＯＳトランジスタスイッチを駆動
するデコーダー回路を備えることを特徴とする（請求項
２）。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るビデオ用ＡＧ
Ｃ回路の実施の形態について図面を参照しながら詳細に
説明する。

【００１８】（第１の実施の形態）図１は、本発明に係
るビデオ用ＡＧＣ回路の第１の実施の形態を示すブロッ
ク図である。端子１に入力されたビデオ信号は、コンデ
ンサ３を介して分圧手段６の一端に入力される。コンデ
ンサ３は、分圧手段６の入力に接続されるクランプ４と
ともに、分圧手段６の入力における正極性ビデオ信号の
最低電位部分となる同期信号の先端部をほぼ接地電位に
保持する事により、分圧手段６の入力における信号電圧
が接地電位に対して、常に正極性になる様クランプする
シンクチップクランプを構成する。

【００１９】分圧手段６に与えられるクランプされたビ
デオ信号は、複数の分圧出力Ｖ1〜Ｖn(ｎは整数)におい
て互いに相異なる分圧比で分圧されて出力され、切換手
段７に与えられ、切換手段７は、振幅検出回路１０から
帰還される制御信号１１に応じてＶ1〜Ｖnの内の唯一つ
の出力を選択してＡ／Ｄ変換手段９に出力する。

【００２０】次に、分圧手段６，切換手段７の動作につ
いて、図２を用いて詳細に説明する。分圧手段６は、Ｒ
1〜Ｒn(ｎは整数)なる複数の抵抗の直列回路からなり、
複数の分圧出力Ｖ1〜Ｖnにおける入力に対する分圧比
は、 と設定されている。

【００２１】これらの分圧出力Ｖ1〜Ｖnは、制御信号
を、デコーダ１００を介して、デコードした信号Ｃ1〜
Ｃnにより制御されるＮチャネルＭＯＳＦＥＴからなる
トランジスタスイッチＳ1〜Ｓnにより唯一つが選択され
て、切換手段７の出力に出力される。Ｃ1〜Ｃnには、通
常、０Ｖ又はＶDDに近いロウレベル、ハイレベルの電圧
が与えられる。

【００２２】ここで、図２の分圧手段６、切換手段７が
正常な動作をする条件は、切換回路７のトランジスタス
イッチＳ1〜Ｓnの導通又は非導通状態が制御できる範囲
で決定され、もっとも厳しい状態は、端子５の電圧がト
ランジスタスイッチＳ1のしきい値をＶTとした時に、Ｖ
DD−ＶTまで上がった場合となる。ところで、端子５に
与えられるビデオ信号は、ほぼ接地電位より正極性に振
れるのであるから、結局、この分圧手段６、切換手段７
からなる回路では、ほぼＶDD−ＶThなる値の振幅のビデ
オ信号を入力する事が可能となり、ＶDD＝３Ｖ、ＶTh＝
０．７Ｖとすれば、２．３ＶPPまでの振幅のビデオ信号
を入力する事が可能となる。

【００２３】（第２の実施の形態）次に、本発明に係る
ビデオ用ＡＧＣ回路の第２の実施の形態について、図３
を用いて説明する。

【００２４】図３は、図２におけるデコーダー１００の
出力Ｃ1〜Ｃnの高電位側の出力電圧を、ＶDDよりさらに
上げる為のポンプアップ回路１０１を有している。この
ポンプアップ回路１０１を有していることにより、端子
５に与えられる電圧が、ほぼＶDDまで上昇した場合にお
いても、Ｓ1〜Ｓnの導通状態は確保できるので、入力ダ
イナミックレンジをほぼＶDDまで拡大することが可能で
あり、また、トランジスタスイッチＳ1〜Ｓnの導通状態
におけるＯＮ抵抗を下げることができるので、このＯＮ
抵抗と回路に付随する寄生容量で制限されるカットオフ
周波数を上げることができる。よって、より広帯域な信
号を処理することも可能となる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るビデオ
用ＡＧＣ回路は、一端を入力に直接接続するとともに、
他端を接地した複数の抵抗の直列回路であって、前記複
数の抵抗において隣接して接続される抵抗の共通接続点
を出力とする複数の分圧出力を有する分圧手段と、前記
分圧手段の前記複数の分圧出力を受けて、制御信号に応
じて前記分圧手段のの前記複数の分圧出力を選択して出
力する複数のＮチャネルＭＯＳトランジスタを有する切
換手段と、前記分圧手段の前記入力に共通に接続され、
前記入力の最低電位をほぼ接地電位にクランプするシン
クチップクランプ回路を有しているので、前記入力にお
ける入力ダイナミックレンジは、前記切換手段の前記複
数のＮチャネルＭＯＳトランジスタの導通・非導通状態
が確保できる限界まで拡大することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るビデオ用ＡＧＣ回路の第１の実施
の形態のブロック図である。

【図２】本発明に係るビデオ用ＡＧＣ回路の第１の実施
の形態を詳細に説明する為の回路図である。

【図３】本発明に係るビデオ用ＡＧＣ回路の第２の実施
の形態の回路図である。

【図４】従来例のビデオ用ＡＧＣ回路のブロック図であ
る。

【図５】図４に示した従来例のビデオ用ＡＧＣ回路にお
ける利得制御回路のブロック図である。

【図６】図４に示した従来例のビデオ用ＡＧＣ回路にお
ける利得制御回路の回路図である。

【符号の説明】

１，５，８，１１，１２ 端子 ２ 終端抵抗 ３ コンデンサ ４ クランプ ６ 分圧手段 ７ 切換手段 ９ Ａ／Ｄ変換手段 １０ 振幅検出回路 １６ 利得制御回路 ７５ セレクタ ７６ 電流供給回路 ７８ 電圧変換回路 ７９ バイアス回路 ９１，９２，９３，９４ 電流変換回路 ２１〜３７，４４〜５６ ＭＯＳトランジスタ ３９〜４３ 抵抗 １９，５７ 定電流源 ６４〜７１ スイッチ １００ デコーダー １０１ ポンプアップ回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端を入力に直接接続するとともに他端
   を接地した複数の抵抗からなる直列回路であって、 前記複数の抵抗において隣接して接続する抵抗の共通接
   続点を出力とする複数の分圧出力を有する分圧手段と、 前記分圧手段の前記複数の分圧出力を受けて、制御信号
   に応じて前記分圧手段の前記複数の分圧出力を選択して
   出力するドレインを共通に接続する複数のＮチャネルＭ
   ＯＳトランジスタスイッチを有する切換手段と、 前記切換手段の出力を受けてディジタル信号に変換して
   出力するアナログ・ディジタル変換手段と、 前記アナログ・ディジタル変換手段の出力を受けて、前
   記切換手段に前記制御信号を帰還する振幅検出回路と、 前記分圧手段の前記入力に共通に接続され、前記入力の
   最低電位をほぼ接地電位にクランプするシンクチップク
   ランプ回路と、を備えることを特徴とするビデオ用ＡＧ
   Ｃ回路。
2. 【請求項２】 前記切換手段は、ポンプアップ回路と、
   前記ポンプアップ回路の出力と前記制御信号を受けて、
   前記複数のＮチャネルＭＯＳトランジスタスイッチを駆
   動するデコーダー回路を備えることを特徴とする、請求
   項１記載のビデオ用ＡＧＣ回路。