JPS60153211A - スライス回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば映像信号に重畳された雑音を抑圧して
Ｓ／Ｎを改善する回路等で使用することのできるスライ
ス回路に関するものである。

従来例の構成とその問題点 映像信号のＳ／Ｎ改善方法として、従来より種々の方法
が提案されており、その１つに第１図に示す如く、雑音
の重畳された信号の小振幅変化を除去するスライス回路
と呼ばれる手段を用いる構成のものがある。第１図の構
成例において、端子１より入力された入力信号は、低域
沖波器２と高域戸波器３によって、低域成分と高域成分
とに分離される。さらに高域成分は、一定振幅以下の信
号を抜き取る回路４（以下、スライス回路）によって、
雑音の重畳された、小振幅信号が除去される。

このように小振幅成分と共に雑音を除去された高域成分
は、加算器６において、低域成分と加算され、Ｓ／Ｎを
改善された映像信号となって出力端６より出力される。

さて、スライス回路の理想的な伝達特性は、第２図に示
す如き、折線特性であり、図のスライス量以下の入力小
振幅信号および何り音−二、出力には現れないことと々
る。

第３図にプッシュプル出力段を応用したスライス回路の
従来例を示す。

図にお・いて、１０は信号源、１１は直流電圧源、１３
．１４は抵抗、２２は負荷抵抗、１２　、１５゜１７．
１８は電流源、１６，２０ばＮＰＮ）ランジスタ、１９
．２１はＰＮＰ　）ランジスタ、２４は入力端、２６は
出力端、４０は電源端子である。

ここで、抵抗１３と１４の抵抗値は等しく（以下Ｒとす
る）設定されているとする。また、電流源１２と１５の
電流値は等しく（以下工とする）、電源端子４ｏよりグ
ラウンド方向へ流れているものとする。

この回路の伝達特性を考えるためには、出力段がトラン
ジスタ２０と２１でプッシュプル構成をとっているため
、次の３つの場合に分ける必要がある。

第１は、トランジスタ２ｏが動作状態であり、トランジ
スタ２１が遮断状態の場合であり、トランジスタ２ｏの
エミッタより負荷抵抗２２を通して電圧縣１１へ負荷電
流Ｉ２２が、 Ｉ　＝（Ｖ　−Ｖ　）／Ｒ・　・・（１）２２　２５　
１１　２２ 流カフることとなる。Ｊ二式において、”２５は出力端
電圧、Ｒ２２は負荷抵抗２２の抵抗値、”１１は電圧源
１１の電圧値とする。式（１）より明らかなように、こ
の時■２．〉ｖｌｌであり、信号源１ｏより入力端２４
へ印加された信号ｖ１ｎは抵抗１４を経てトランジスタ
１９のベースへ、さらにトランジスタ１９のエミッタ（
すなわちトランジスタ２ｏのベース）へ、さらに）・ラ
ンジスタ２０のエミッタ（すなわち出力端２５）へ現れ
る。ｖＢＥｌ　９　＋ｖＢＥ２．。を各々トランジスタ
１９　、２０のベース・エミッタ間電圧とすると、出力
端電圧ｖ２．け、■−ｖ、＋■−ＩＲ＋■ＢＥ１９−ｖ
ＢＥ２゜２５　ｌｎ　１１ ・・・・・・・・（２） となる。出力端２６の電圧変化量Δｖ＝■２．−ｖ１１
とすれば、 Δ■＝■−工Ｒ＋■ＢＥ１９　”ＢＨ３゜　・・・・・
・・・（３）である。さらに仮に ｖＢＥｌ　９　ＢＥ２０４；０−７ｖ−−−（４）＝Ｖ と仮定すれば、 Δｖ＝＝ｖ、−ＩＲ・・・・・・・・・（５）となり、
出力電圧変化量１ｒ！、、−ＩＲ分のレベルシフトを有
することとなる。

第２は、トランジスタ２１が動作状態でトランジスタ２
０が遮断状態の場合であシ、電圧源１１より負荷抵抗２
２を通してトランジスタ２１のエミッタへ負荷電流 Ｉ２２−（ｖｌｌ−■２．）／Ｒ２２・・・・・・・（
６）が流れる場合である。式（６）より明らかなように
、この時はｖ２．〈ｖｌｌである。信号源１ｏより入力
端２４へ印加された信号ｖｉｏは抵抗１３を経てトラン
ジスタ１６のベースへ、さらにトランジスタ１６のエミ
ッタ（すなわちトランジスタ２１のベース）を通り、ト
ランジスタ２１のエミッタ（すなわち出力端）へ現われ
、 Ｖ　−Ｖ、　＋Ｖ　＋ＩＲ−ＶＢＥ１６＋ＶＢＥ２．　
、、、、、、、、（７）２５−１ｎ　１１ トナル。ｖＢＥｌ６．ｖＢＥ２１は各々トランジスタ１
６゜２１のベース・エミッタ間電圧である。出力端２５
の電圧変化量Δ■′＝■１ｌ−ｖ２．とすれば、Δ”　
−ｖ、＋１Ｒ”ＢＥ１６＋■ＢＥ２１　・＝　−−（８
）である。さらに、仮に ｖＢＥｌ６　ＢＥ２０″：ｏ°７ｖ　”’”’植９）二
Ｖ と仮定すれば、 ΔＶ’　＝　Ｖ、＋　ＩＲ（１０） ｌｎ となって、ｖ、ｎに対し、＋４Ｒ分レベルシフトする。

第３は、トランジスタ２０と２１が共に遮断状態の場合
であり、すなわち、 ■、２−ｏ　−・・・・・・・（１１）であって、Δ■
＝ΔＶ’、＝ｏ　・・・・・（１２）であり、式（６）
１式（６）より −ＩＲ（Ｖ、ｎ＜、　ＩＲ−−・・・・（１３）となる
。従って、スライス量−２ＸＩＲとした第２２の如き折
線形の伝達特性となる筈である。

しかしながら、トランジスタのベース・エミノ夕闇電圧
は、 で表わされる。上式において、ｋはボルツマン定数、ｑ
は電子の電荷量、Ｔは絶対温度、ＴＥはエミッタ電流、
Ｉｓはダイオード逆方向飽和電流である。以下、ｎｐｎ
’）ランジスタＩｓを”５ｎｐｎ＋”ｐトランジスタの
Ｉ３を工５ｐｎｐとする。

従ッテ、式（３）　＋　式（８）＋７）　”ＢＥ１６１
　”ＢＥ１９　ハ各々となり、電流源１７．１８の電流
値の関数となるが、■、□、■、８　が定電流であるた
め、常温においては一定電圧となる。ところが、ｖＢＥ
２０＋　ｖＢＥ２１に関しては、 ・・　・・・・・（１７） ・・・・・・・　（１８） となり、負荷電流（すなわち出力振幅）に依存すること
となる。

従って、式（４）２式（９）の仮定ができず本回路例の
伝達特性は、第２図の理想折線特性からずれ、第３図の
４２の如く入力振幅に対してダイオード特性を有するこ
ととなり、雑音成分の除去効果が悪化する。

このことは、式（３）に式（１６）、（１７）　を代入
し、入出力特性の微分をとることで算出でき、（ここで
、ｖＴ−ｋＴ／／ｑ） のように、出力振幅Δ■がΔＶ≦ｖＴであれば、直線性
が非常に悪くなることがわかる。

まだ、周囲温度が低温から高温へ変化することで伝達特
性も第４図の４１から４３へと変化する。

これは、 として、式（１９）　（ここでＴｏ＝３００°に、ΔＴ
：温度変化とする）へ代入することで、伝達特性（微係
数）の温度変化量は、 ・・・・・・・・・・・・・・・・・（２））（ここで
ＶＴ□　＝　２６　ｍＶとする）となる。式（２０）か
ら明らかなように、Δｖ）ｖＴ。

の場合、温度変化量とほぼ同等だが、ΔｖキｖＴ０の場
合、温度変化と出力振幅に大きく依存し、周囲温度の上
昇と共に第４図の４１から４３へと変化する。

例えば、Ｉ　Ｖｐｐの映像信号に対し、−３０ｄＢのス
ライス量を設定したとすると、ＩＲ（スライス量／２　
）＝１ｓｍＶとなるが、Ｒ２２−１にΩ。

ｌ５ｎｐｎ−Ｉｓｐｎｐ、ΔＴ＝６０°に変化した場合
の出力電圧（半波）は入力信号４０　ｒｎＶ　ｐ　ｐの
場合２゜ｍＶ程度変化することとなり、スライス回路と
して満足な動作を行なわ々い。

発明の目的 本発明は、上記従来例の欠点を解消し、理想的なスライ
ス特性を得ることができ、温度変化による伝達特性変化
をなくして安定なスライス特性が得られるスライス回路
を提供するものである。

発明の構成 本発明においては、正の半波に対しては、トランジスタ
のエミッタ電流（すなわち正の負荷電流）に比例した電
流をトランジスタの電流源とし、式（３）（７）ｌ［３
項（ＶＢＥ１９）と第４項（”ＢＥ２０）を完全に打ち
消し、負の半波に対しては、トランジスタのエミッタ電
流（すなわち負の負荷電流）に比例した電流をトランジ
スタの電流源とし、式（８）の右辺第３項（ｖＢＥ１６
）と右辺筒４　項（ＶＢ’Ｂ；２１　）ｅ’２　全に打
ち消すことで、理想的スライス回路を提供するのである
。

実施例の説明 包発明の実施例を第６図に示す。第６図において、第３
図と同一素子については同一番号を付して、詳細な説明
は省略する。

図において、トランジスタ３２と３３、抵抗３゜と３１
が正の半波において、負荷電流をトランジスタ１９へ電
流帰還する回路であり、カレントミラー回路となってお
り、トランジスタ２６と２８および抵抗２アと２９が負
の半波において負荷電流をトランジスタ１６へ電流帰還
を行なうカレントミラー回路である。

さて、理想的スライス特性にするには、正の半波におい
ては式（３）において■ＢＥ１９−　■ＢＥ２０−Ｏと
することであり、式（１６）、（１γ）より・・・・　
・　・・・・（２Ｉ） とすれば良い。

今、トランジスタ２ｏのエミッタよりＩ２２が抵抗２２
へ流れているとする。この時、電源端子４゜より抵抗３
１、トランジスタ３３を通し、トランジスタ２０のコレ
クタへＩｃ２ｏ−α工２２″−■２２が流れることとな
る。

さて、トランジスタ３２と３３は、ウィルソン型カレン
トミラー回路を構成しており、トランジスタ３２のコレ
クタ電流（すなわち工Ｅ１９）は、・・・・　・・・・
・（２３） で表わされ、’Ｃ２゜”　工Ｃ３２の場合には、となる
。ここでＲ３１／／Ｒ３０”　■５ｐｎｐ／／■５ｎｐ
ｎ　”””　（”’）とＲ３１／／Ｒ３゜を設定するこ
とで、式（２２）は、常に１となり、 ｖＢＥ１９−ｖＢＥ２゜−〇となる。従ってΔＶ＝Ｖ、
ｎ−４Ｒとなり、−ＩＲだけレベルシフトされた理想的
折線特性となり、温度特性に対しても安定となる。

この時、ｌ５ｐｎｐ／ｌ５ｎｐｎの比で電流帰還がかか
ることとなるが、本回路例では安定動作を行なう。

なぜならば、トランジスタ１９と２０はエミッタホロア
回路であり、トランジスタ２０のベースに現われる信号
振幅（υＢ２０）はトランジスタ１９のベースでの信号
振幅（υＢ１９）に対してＩ８１９をトランジスタ１９
のエミッタ抵抗（ｒｅ＝ｖＴ／工Ｅ１９）、ｒｃ２６を
トランジスタ２６のコレクタ抵抗、ｒｔｈｎ２゜をトラ
ンジスタ２ｏの入力抵抗（ｒｉｎ２０””ＦＥ−Ｒ２２
）　４ｄ妬と、 ｖＢ２０／ｖＢ１９−（ｒｃ２６”１ｎ２０）／”　ｅ
　１９”　”ｃ２６””　１ｎ２０）・・・・・・・・
・・・・・・・（２６）であり、ここでｒｅ１９＜ｒｉ
ｎ２゜＜　ｒｃ２６でありｖＢ２０／υ’Ｂ１９″−１
となり、帰還電流変化に対する電圧変化がないだめであ
る。

負の半波に対しても、同様に、 Ｒ２９／Ｒ２７−ＩＳｎｐｎ／工５ｐｎｐ　＝　Ｒ３０
／Ｒ３１−・・（”）と設定することで、理想的折線特
性を提供することができる。

発明の効果 以上の如く、本発明によれば、ブツシュプル出力段の負
荷電流を、正、負の半波ごとに前段のエミッタホロア回
路に電流帰還することによって、理想的なスライス特性
と温度安定度を提供するものであり、微小振幅信号除去
の容易な設定を可能とするものである。さらに、構成が
トランジスタと抵抗のみで可能であシ、ＩＣ回路に応用
可能であることで、実用上、極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は雑音抑圧回路のブロック図、第２図は第１図に
使用されるスライス回路の伝達特性図、第３図は従来の
一例のスライス回路の回路図、第４図は同回路の問題点
を説明するだめの特性図、第６図は本発明の一実施例に
おけるスライス回路の回路図である。 １０・・・・・・信号源、１１・・・・・・直流電圧源
、１２゜１６・・・・・・電流源、１３．１４・・・・
・・抵抗、１６・・・・・・第１のトランジスタ、１９
・・・・・第２のトランジス。 り、２０・・・・・・第４のトランジスタ、２１・・・
・・・第３０トランジスタ、２２・・・・・・負荷抵抗
、２６．２８゜３２．３３・・・・・カレントミラー回
路を構成するトランジスタ、２７，２９，３０，３１・
・・・・カレントミラー回路を構成する抵抗。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 ５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号を正にレベルシフトする第１の手段と、前記第
   １の手段と入力を共通にし前記入力信号を負にレベルシ
   フトする第２の手段と、前記第１の手段の出力端子にベ
   ースが接続され、且つエミッタホロア接続されたＮＰＮ
   形の第１のトランジスタと、前記第２の手段の出力端子
   にベースが接続され、且つエミッタホロア接続されたＰ
   ＮＰ形の第２のトランジスタと、前記第１のトランジス
   タのエミッタにベースが接続されたＰＮＰ形の第３のト
   ランジスタと、前記第２のトランジスタのエミッタにベ
   ースが接続されたＮＰＮ形の第４のトランジスタとを有
   し、前記第３と第４のトランジスタのエミッタを共通接
   続してプッシュプル出力段を構成し、前記第１と第３の
   トランジスタの各々のエミッタ電流は比例させるように
   し、前記第２と第４のトランジスタの各々のエミッタＮ
   ａも比例させるようにしたことを特徴とするスライス回
   路。