JPS60220611A - 自動利得制御回路 - 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】 （技術分野） 本発明は、トランジスタ回路による自動利得制御回路に
関するものである。

（従来例） はじめに、第１図によシ、従来例を説明する。

第１図において、ｌは可変利得増幅器、２，３は比較器
、４はトランジスタ、５乃至７は抵抗、８は基準電圧源
、１０は検波回路、２４はバイアス回路、１１．１２は
それぞれ入出力端子を示す。

また、比較器２．比較器３．トランジスタ４．抵抗５．
抵抗６．抵抗７、及び基準電圧源８は検出回路１３を構
成している。

可変利得増幅器１の出力信号レベルを検出回路１３によ
シ検出し、検出回路１３への入力信号レベルに応じ、平
滑手段、及びこの平滑手段によシ可変利得増幅器１の利
得を変化させる制御手段を具備する検波回路１０によシ
、可変利得増幅器１にそれぞれ第１．第２の利得制御信
号を与λ、て、可変利得増幅器１にそれぞれ異なる状態
で自動利得制御を行うようにさせている。ここで、入力
信号レベルの検出は、トランジスタ４のエミッタと基準
電位点との間に直列に接・続された抵抗５乃至７によシ
、各々抵抗分割された信号レベルを、所定の基準電圧が
比較電圧として与えられた比較器１．２において比較す
る事によって成される。すなわち、トランジスタ４のベ
ースに印加される信号成分ｋＶｘ及びトランジスタ４の
ベースニバイアス回路２４によって与えられるバイアス
電圧をＶ璽抵抗５乃至抵抗７の各々の抵抗値をそれぞれ
Ｒ５乃至Ｒ７及びトランジスタ４のペース−エミッタ間
順方向電圧ヲ■、とすると、（１）式〜（４）式が成シ
立つ。

但し　ｖｍＡ：比較器２の入力端子における信号成分 ＶＩＡ：比較器３の入力端子における信号成分 ■ＩＤ：比較器２の入力端子に印加される直流バイアス
電圧 Ｖ、、：比較器３の入力端子に印加される直流バイアス
電圧 また・比較器２，３に基準電圧源８によシ与えられる比
較電圧を■、とすれば、この比較電圧■。

と、（１）式乃至（４）式で与えられるＶｆｉｍ　＋　
Ｖｌｏ　ｌ　ｖ８”　”■３゜なる入力端子電圧が、各
々比較器２．３で比較される。ここで、比較器２．３の
比較電圧Ｖ。

が ■■”　（Ｖｓ　ＶＦ　）　＋Ｖｘ　・・・・・・・川
・川・・・　（５）で与えられているとする。この時（
１）式乃至（５）式よシ比較器２及び３の出力がある状
態から反転するのはそれぞれ、（６７式及び（７）式が
成力立つ時点であ（６１、（７１ｔそれぞれトランジス
タ４のベースに印加される信号成分Ｖζ９ｍｌについて
解くと、ここで、比較器２及び３の各々によって、検出
される信号レベルの比、すなわち、ｖ　ｒ　、　ｖ′Ｋ
　の比は、（８）式、（９）式よシ（１０）式の様にな
る。

第１図に示す従来回路例においては、検出回路１３の入
力、すなわち、トランジスタ４のベースに印加される入
力信号の検出レベルのｉ整は、比較電圧■富を調整する
事によって成されるが、（１０）式よシ明らかな様に、
検出レベルを調整するために比較電圧Ｖ凰を変化させる
と、それに伴って、比較器２，３の各々の検出レベルの
相対的な関係がずれてしまう欠点がある。また、唯一、
比較器２．３の各々の検出レベルの相対的な関係が、比
較電圧Ｖ論に依存しなくなるめは、（５）弐を；おいて
、 Ｖｍ＝（Ｖｍ−Ｖｒ）・・−・−・・・−（４ｔ）−ｔ
なわ’ｂ、Ｖ、＝ｏとし比較電圧をトランジスタ４のエ
ミッタ点バイアス電圧に等しくとった場合でこの時、（
１０）式は となシ、抵抗５乃至抵抗７の比によシ与えられるが、こ
の場合、比較電圧ｔ（１１）式なる値に一義的に決めね
ばならない。

以上の様に信号に対し、複数の比較器にょシ複数の検出
レベルを有し、比較器の比較電圧を！！１１！Ｉし、検
出レベルを調整する従来回路例においては、比較器の比
較電圧を変化させると、各比較器の各々の検出レベルの
相対的な関係がずれてしまう欠点があった。

（発明の目的） 本発明の目的はかかる欠点を排除し、可変利得増幅器に
対し、複数の利得制御信号を与え、且つ、該複数の制御
信号の互いの相対関係が比較電圧を変えても常に一定し
ている事を特徴とする自動利得制御回路を提供する事に
ある。

（発明の構成） 本発明によれば、複数の制御信号を受けてそれぞれの制
御信号に応じた利得で増幅動作を行う利得可変増幅器と
、該増幅器の出力をベースに受けエミッタに定電流源が
供給された第１のトランジスタト、ベースＫ１１ｏ）ラ
ンジスタのベースバイアス電圧が与えられエミッタに定
電流が与えられた第２のトランジスタと、第１のトラン
ジスタと第２のトランジスタとのエミッタ間に直列に接
続された少くとも３つの抵抗と、抵抗の各接続点の電圧
と単一の基準電圧とを比較する複数の比較器と、これら
複数の比較器の出力をそれぞれ前記複数の制御信号に変
換する回路とを含む自動利得制御回路を得る。

（発明の実施例） 次に、図面を参照して本発明をよシ詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例を示したものであ勺、１は可
変利得増幅器、２．３は比較器、８は基準電圧源、１０
は検波回路、１４．１５はトランジスタ、１６乃至１８
は抵抗、１９．２２はバイアス回路、２０．２１は定電
流源、１１．１２はそれぞれ入出力端子を示す。また、
比較器２．比較器３．トランジスタ１４．トランジスタ
１５．抵抗１６．抵抗１７．抵抗１８．定電流源２０．
定電流源２１．バイアス回路１９及び基準電圧源８は・
検出回路２３ｔ−構成している。

第２図に示す一実施例の回路は、可変利得増幅器１の出
力レベルを検出回路２３により検出し、この検出回路２
３への入力信号レベルに応じ、平滑手段及びその出力に
よシ可変利得増幅器１の利得を変化させる制御手段を具
備する検波回路１０によシ、可変利得増幅器１にそれぞ
れ、第１．第２の利得制御信号を与えている。検出回路
２３内では、バイアス回路２２を介して加えられる可変
利得増幅器１の出力をエミッタに定電流源２０を有する
トランジスタ１４０ベースに受け、更にエミッタに定電
流源２１１に有するトランジスタ１５のベースにはバイ
アス回路１９からバイアス電圧が与えられている。トラ
ンジスタ１４と１５とのエミッタ間には抵抗１６，１７
．１８が直列に接続され、抵抗１６と１７との接続点が
比較器２に接続され、抵抗１７と１８との接続点が比較
器３に接続されている。かかる構成によれば、比較器２
゜３の比較電圧により、検出回路２３に入力される信号
レベルに対する検出レベルを基準電圧源８で変化させて
も、比較器２，３の各々の検出レベルの相対的関係が常
に一定となり得る。

すなわち、トランジスタ１４のベースに印加される信号
成分ヲｖ！及びトランジスタ１４のベースにバイアス回
路２２によって与えられるバイアス電圧１ｖ、、抵抗１
６乃至抵抗１８の各々の抵抗値をそれぞれＲ１６乃至Ｒ
１８，及びトランジスタ１５ノヘースにバイアス回路１
９によシ与えられるバイアス電圧ｔ−■≦　、トランジ
スタ１４．１５のベース〜エミッタ間順方向電圧を■ｒ
とすると、（１３）弐〜（１６）式が成シ立っ　−″但
し、■≦１＝比較器２の入力端子における信号成分ｖｉ
　Ａ：比較器３の入力端子における信号成分■ム：比較
幅２の入力端子に印加される直流バイアス電圧 ■≦Ｄ：比較器３０入力端子に印加される直流バイアス
電圧 ここで、バイアス回路２２によフトランジスタ１４０ペ
ースに与えられるバイアス電圧■、とバイアス回路１９
によＪ））ランジスタ１５のペースに与えられるバイア
ス電圧Ｖ≦と金等しく設定すると、前記（１５）式、　
（１６）式より、（１７）式、　（ｉｓ）式が成シ立つ ■≦、　＝＝　Ｖ、−Ｖ、　・・・・・・・　（１７）
■（。二Ｖ、−Ｖ、・・・・・・・・　（１８）また、
比較器２．３に基準電圧源８によシ与えられる比較電圧
ｔ”　Ｖｍとすれば、この比較電圧■１と、（１３）式
、　（１４）式、（１７）式、及び（１８）式で与えら
れるｖｆａ　＋　Ｖム、■≦ム＋Ｖ７Ｄなる比較器入力
端子電圧が、各々比較器２，３で比較される。ここで、
比較器２，３の比較電圧■虱が Ｖｍ　＝　（Ｖｍ　Ｖ＝）　＋Ｖ、但しｖ８←０　・・
・（１９）で与えられているとすると、（１３）式、（
１４）式。

（１７）式、乃至（１９）式よ）比較器２及び３の出力
がある状態から反転するのは、それぞれ（２０式。

（２１）式が成シ立つ場合である。

・・・・・・・−・（２０） ・・・・・・・・・（２１） （２０）式、　（２１）式を、それぞれ、トランジスタ
１４０ベースに印加される信号成分部　Ｖ？　について
解くと、 ここで、比較器２及び３の各々によって検出される信号
レベルの比、すなわち、ＶＳ　＋　ｄ　の比は（２２）
式、　（２３）式よシ、　（２４）式の様になる。

（２４）式によル示される様に、第２図に示す本発明の
一実施例によれば、比較器２，３に印加される比較電圧
Ｖａｔ変化させて、検出回路２３の入力す々わちトラン
ジスタ１４のペースに印加される入力信号の検出レベル
の調整を行っても、比較器２．３の各々の検出レベルの
相対的な関係は、抵抗１７．抵抗１８によシ、常に一定
に保たれる。

ここで第２図による本発明の一実施例では抵抗１６乃至
抵抗１８の３個の抵抗と、比較器２，３０２個の比較器
によシ検出し、可変利得増幅器１に対し第１．第２の２
つの異なる利得制御信号を与える場合について示したが
、本発明による効果は、第２図に示した一実施例に限定
されず、例えば、第２図においてトランジスタ１４とト
ランジスタ１５の各々のエミッタ間に、直列に、第１乃
至第ｎのｎ個の抵抗を接続し、各々の抵抗同士の接続点
に、共通の比較電圧が与えられた、第１乃至第（ｎ−１
）の（ｎ−１）個の比較器の入力端子をそれぞれ接続す
る事によシ、可変利得増幅器１に対し、第１乃至第（ｎ
−１）の（ｎ−１）個の異なる利得制御信号を与える自
動利得制御回路を実現した場合においても、同様の効果
が得られる。また、検波回路１０は単なる制御手段だけ
をもたせ、バイアス回路２２に検波機能をもたせること
もできる。

第３図は、不発ｇＡを映像磁気記録装置〔以下、ＶＴＲ
（Ｖｉｄｅｏ　Ｔａｐｅ　Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）と略す〕
の輝度信号処理回路における自動利得制御回路に実現し
た実施例である。第３図において検出回路４７を構成す
るトランジスタ３０とトランジスタ３１の各々のエミッ
タ間に直列に抵抗３５乃至抵抗３８を接続し・抵抗３６
．３６の接続点、抵抗３６゜３７の接続点及び抵抗３７
．３８の接続点に・それぞれ比較器２７．２８及び２９
０入力端子を接続し、比較器２７の出力には、パースト
ゲートパルス回路４６の出力パルスによ多制御されるス
イッチ回路４１を介して平滑回路４２が接続され、比較
器２９の出力にはパーストゲートパルス発生回路４６か
ら出力されるスイッチ回路ｊ１を制御するパルスと娘位
相が１８０°異なるパルスによル制御されるスイッチ回
路４０を介して平滑回路４２に接続される。また、比較
器２８の出力は、平滑回路４３に接続され平滑回路４３
及び平滑回路４２の各々の出力は、可変利得増幅器２４
の利得を制御する制御回路４４に入力される。また、可
変利得増幅器２４の出力とトランジスタ３００ペースと
の間に、クランク回路４５が接続されている。また３４
はバイアス回路である。

第３図において、端子２５より入力された輝度信号が、
可変利得増幅器２４ｔ−介し、検出回路４７０入力、す
なわちトランジスタ３０のペースに印加される際クラン
ク回路４５によって、輝度信号中の同期信号の先端が常
に所定の電位にクランプされる。クランプ回路４５によ
シ設定されるり２ング電圧ｔ　Ｖｓとし、また、トラン
ジスタ３１０ベースにバイアスを与えるバイアス回路３
４の出力電圧をこれと等しく設定すると、トランジスタ
３０にＶ、々る輝度信号が印加された時のトランジスタ
３０のエミッタ点電位、比較器２７．２８゜２９の各々
の入力端子点電位ｖｍｓｏ　、ｖ冨７１　Ｇ８　ＨＶｉ
９社、（２５）式乃至（２８）式が成シ立つＶｓｓｏ　
＝　（Ｖｍ　−Ｖｙ　）　＋ｖ、　・・・・・・・・・
　（２５）但し、Ｒｆｓｓ　＋ｆＬｓ６　＋Ｒ１？　＋
＆ｓ　：抵抗３５乃至抵抗３８の抵抗値 ■シ：トランジスタ３０，３１のベース−エミツタ間順
方向電圧 また、Ｖｉ　は、同期信号の先端を０とするここで、比
較器２７乃至２９に印加される比較電圧ＶｌＩを ■冨＝Ｖ襲−Ｖ、＋ＶＸ　・・・・・・・・・・・（２
９）と設定すると、比較器２７乃至２９における検出レ
ヘ／ｌ’　Ｖｅｍｔｌ？　＋　Ｖｅｎｏｍｓ　ｓ　ｖｔ
１？＄ｓ及びこの３つの検出しゝｙｏ相対比Ｖｓｍｔ雪
１τｅｍｙ！？　ｒ　ＶＤ１１Ｔ重ｅ　／Ｖｅ謹テ雪マ
は・（２０）式乃至（２４）式と同様にして、各々（３
０）式乃至（３４）式の様になる。

Ｖｅｍｔ＊ｙ＝”””””””””ＸＶ−−−（３０）
Ｒａｓ　＋Ｒ４，＋Ｒｓｓ 鳥ｓ＋ｉ（’ｓｓ＋鳥？＋Ｒ３８ ■Ｄ輸ｉ、、＝　ＸＶｘ　・・・・・　（３１）几、７
＋几ｌ 鳥！１＋Ｒ１１１１＋几ｓｙ＋Ｒａｓ ＶＤｍ□ｓ　＝　Ｘ　■ｘ　・・・・　（３２）３８ ゞ°”′°島“＋ｈ′＋１°°　・・・・・　（３３）
ＶＤ１１７　ＲＢ　＋Ｒ３１１ Ｖ°″“す°　鳥°＋１”７＋Ｒ＠ｍ　９．−　（３４
）ＶＤＩｌ？２？　ａｓｓ （３３）式、　（３４）式により、可変利得増幅器２４
に３つの異なる利得制御信号を与える比較器２７乃至２
９の各々の検出レベルの相対比は、抵抗比によシ、常に
一定に保たれる。一般に、ＶＴＲの輝度信号処理回路に
おける自動利得制御回路においては、輝度信号中の同期
信号レベルを一定にさせる第１の制御、同期信号が伺ら
かの要因で欠落した場合に映像信号レベルが増大しない
様にする第２の制御、更には、過渡的に、過大入力が印
加した場合などにおいて、自動利得制御回路がミス・ロ
ックしない様にするための第３の制御など、複数の制御
動作点を与える必要がある・第３図においては、比較器
２７乃至２９によル、それぞれ、前述の第１乃至第３の
制御を行うための検出を行っており、例えは、比較器２
８では、映像信号の白レベル１００％とした時に約１１
０％、また比較器２９では、映像信号の白しベ／Ｌ−１
００％とした時に約１５０％の各レベルで検出される様
に設定しである。

第４図は、第３図による本発明の一実施例によるクラン
ク回路動作、３つの検出レベル及び自動利得制御の一例
を波形によシ示したものであるＯｓ４図１８）は、）　
２ンジスタ３０のベース点波形であｐｌことでは、クラ
７１回路４５によって、同期信号の先端が、■、なる電
圧にクランプされる〇従って、比較器２７乃至２９の入
力輝度信号に対する検出レベル及びクランプ電圧との関
係は・大体第４図（ｂ）の様になっている。第４図１ｃ
）　、　（ｄＪは自動利得制御例を示したもので、検出
回路４７の入力に同期信号が伺らかの要因で所定のレベ
ルよシ小さくなりた輝度信号が入力された場合である。

ｌｅｌは−トランジスタ３０のエミッタ点における信号
波形を示す。比較器２７は、同期信号レベルが小なる事
を検出し、該同期信号レベルが所定のレベルになる様に
する。この時、映像信号部分も、同様に増幅されるとす
るが、比較器２８によって、検出され一定レベルになる
様に制御される。（第４図（ｄ））仮に、比較器２８が
無い場合には、（ｄｌに破線で示した様に、映像信号が
同期信号と同様に増幅されてしまい、所定レベルを越え
るため、不都合が生ずる。

以上述べた様に、本発明によれば、可変利得増幅器に対
し、補数の利得制御信号を与え、且つ、動作点を与える
各々の信号レベルに対する検出レベルの相対的な関係を
常に一定に保ちながら、系全体の検出レベル設定を行う
事が可能な自動利得制御回路を実現出来、特に、第３図
において言及したＶＴＲの輝度信号処理回路における自
動利得制御等に好適である。また、本発明は、抵抗の相
対比や、トランジスタの整合がと９やすい半導体集積回
路によシ実現すれば更に効果的である事は明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図であシ、第２図は本発明の
一実施例を示す回路図である。また、第３図は、本発明
の他の実施例を示す回路図であり、第４図は第３図によ
る本発明の他の実施例の動作を示す波形図である。 １．２４・・可変利得増幅器、３，３．２７〜２９・・
・比較器、４，１４．１５，３０．３１＝・・トランジ
スタ、５〜７．１６〜１８．３５〜３８・・・抵抗、８
．３９・・・基準電圧源、９・・・基準電位点、１０．
４８・・・検波回路、１１゜１２．２５．２６・・・端
子、１３，２３．４７・・・検出回路、１９．２２，２
４．３４・・・バイアス回路、２０，２１，３２゜３３
・・・定電流源、４０．４１・・スイッチ回路、４２゜
４３・・平滑回路、４４・・・制御回路、４５・・り２
ング回路、４６・・パーストゲートパルス発生回路１−
一−−−−一−−一−−一−Ｊ １／Ｉ）Ｅ融−一一−−−−−−−−−−−−−−−一
−−−−−−−−−θ−−−−−−−−−−−−−−一
−−−−−−−□−−−−−−−−−−一−−−−ｌ　
１　１　１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の制御信号を選択的に受けてそれぞれの制御信号に
   応じた利得で増幅動作を行う利得可変増幅器と、該増幅
   器の出力をベースに受けエミッタに定電流源が供給され
   た第１のトランジスタと、ベースに第１のトランジスタ
   のベースバイアス電圧が与えられエミッタに定電流が与
   えられた第２のトランジスタと、第１のトランジスタと
   第２のトランジスタとのエミッタ間に直列に接続された
   少くとも３つの抵抗と、抵抗の各接続点の電圧と単一の
   基準電圧とを比較する複数の比較器と、これら複数の比
   較器の出力をそれぞれ前記複数の制御信号に変換する回
   路とを含むことを特徴とする自動利得制御回路。