JPS63100876A - 映像信号増幅回路 - 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、ＶＴＲなどに用いて好適な映像信号増幅回路
に関する。

〔従来の技術〕

ＶＴＲなどに用いられる映像信号増幅回路には、その出
力レベル°が後段の処理回路のダイナミックレンジ内に
入るように、通常、クリップ回路が設げられている。

第４図はかかる従来の映像信号増幅回路の一例を示す回
路図であって、１は増幅器、２はクリップ回路、３は比
較器、４は入力端子、５は出力端子である。

同図において、入力端子４から入力された映像信号は、
増幅器１で増幅された後、エミッタフォロアを形成する
トランジスタＱ８を介して出力端子５に供給されろ。こ
こで、映像信号は、増幅器１からトランジスタＱ８のベ
ースに供給されるとき、クリップ回路２０作用を受ける
。

このクリップ回路２は、エミッタ結合された２つのトラ
ンジスタＱ？、Ｑ１０かもなる比較器３を有している。

ここで、トランジスタＱ９のベースとコレクタは増幅器
１の出力端子、したがって、トランジスタＱ８のベース
に接続されており、トランジスタＱ１０のコレクタはＶ
ｃｃの電源に接続されている。また、トランジスタＱＩ
Ｏのベースには、電源電圧Ｖｃｃを抵抗賜、Ｒ，で分圧
して得られるクリップ基準電圧ｖ０が印加されている。

そこで、増幅器１の出力映像信号は、その一部がトラン
ジスタＱ９のベースにも供給され、その電圧■と基準電
圧Ｖｏとが比較されている。ｖく鴇のときには、トラン
ジスタＱ１０がオンしてトランジスタＱ９がオフし、増
幅器１の出力映像信号がそのままトランジスタＱ８のベ
ースに供給されるが、Ｖ≧Ｖ、のときには、トランジス
タＱ１０がオフしてトランジスタＱ９がオフし、トラン
ジスタＱ８のベース鑞付はクリップ基準′シ圧ｖ０に固
定される。

このようにして増幅器１の出力映像信号はクリップ基準
電圧Ｖ、にクリップされてトランジスタＱ８のベースに
供給される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このクリップ回路２においては、増幅器１の
出力電圧Ｖが、第５図（ｃＬｌに示すように、漸次上昇
しているものとすると、この出力電圧Ｖがクリップ基ａ
ｍ圧ｖ０に等しくなる直前からトランジスタＱ９にコレ
クタ電流が流れ始め、これに伴すってトランジスタＱ１
０のコレクタ電流が減少し始める。トランジスタＱ９に
コレクター流が流れると、増幅器１の負荷抵抗である抵
抗へに流れる［ｆｉがトランジスタＱ９のコレクタ１流
分増加し、出力電圧Ｖはその増ｒ３０分による抵抗鳥の
電圧降下分だけ低（なる。トランジスタＱ１１のコレク
タ１［尚の減少とともに、出力電圧■は上昇するが、こ
れとともにトランジスタＱ９のコレクター流が増力口す
るから（これにつれて、トランジスタＱＩＯのコレクタ
′ｌＩＬ流はγ減少する）、出力；圧Ｖが上昇するとい
っても、この出力４圧Ｖは、トランジスタＱ９にコレク
タ′這流が流れない場合よりも、このコレクタ電流によ
る抵抗曳での電ｌＥ１斗下分低いことになる。そして、
さら（てトランジスタＱ１１のコレクタ電流が減少する
と、トランジスタＱ９は飽和してオン状態となる。この
ときのコレクタ電流はトランジスタＱ１０のオン時の飽
和コレクタ電流に等しく、トランジスタＱ１０はオフ状
態となる。トランジスタＱ９．Ｑｌ　ＯはとものＮＰＮ
トランジスタであって同一特性を有しており、したがっ
て、トランジスタＱ９．Ｑ８のベース′シ位はクリップ
基ａｔ圧■。に等しくなる。

すなわち、増幅器１の出力電圧■が漸次上昇すると、こ
の出力電圧■はクリップ基準電圧７０以上の部分がクリ
ップされるが、トランジスタＱ１１のコレクタ′砥流の
みによる出力電圧Ｖ（第５図１−１）がクリップ基準電
圧ｖ０に等しくなる直前から直後までの期間、トランジ
スタＱ９のコレクタ電流に過度現象が生じ、第５図＋ｂ
ｌに示すように、出カシ圧Ｖがクリップ基準電圧ｖ０に
なる直前から波形なまりが生じる。

また、逆に、増幅器１の出力電圧■がクリップ基準′シ
圧Ｖ０でクリップされた状態からトランジスタＱ１１の
コレクタ電流が増加してい（と、このコレクタ電流が所
定値になったときからトランジスタＱ９はオン状悟から
オフ状態へ移行して行き、そのコレクター流は減少し始
める。この過程は上記の過程を逆に辿るものであり、こ
の結果、第５図ｔｂ＋に示すように、トランジスタＱ１
１のコレクタ返流のみによる出力１圧■（第５図（４）
）がクリップ基準電圧ｖ０に等しくなる直前から直後ま
での期間、トランジスタＱ９のコレクタ１ｔｆｉの過渡
現象により、トランジスタＱ８のベースに供＠される出
力電圧Ｖに波形なまりが生ずる。

また、モノリシックＩＣの場合、これに内蔵される各素
子は次のような温度係数な宵している。

すなわち、抵抗が有する温度係数は、 であり、トランジスタかげする温度係数は、である。但
し、 ■Ｂ８：トランジスタのベース・エミッタ間！圧 Ｅチ：シリコンのエネルギーギャップ（約ｔ１２ｅＶ） ？＝電子の電荷量（ｔ６Ｘ１０−１−クーロン）Ａ　：
　ホに７　ｆｆ　ｙ定ｆｉ　（ｔ３８Ｘ１０−”　ａ　
Ｊ／Ｋ）Ｔ：絶対温度 このようにトランジスタや抵抗が温度係ａを有すること
から、第４図において、電源電圧Ｖｃｃを抵抗馬、　Ｒ
，で分圧して得られるクリップ基準電圧ｖ０は、電流電
圧の変動や温度ドリフトなどの外乱により変動し、安定
したクリップが行なわれない。

本発明の目的は、かかる間４点を屏消し、安定したクリ
ップが行なわれ、クリップによる波形なまりを防止する
ことができるようにした映像信号増幅回路を提供するＫ
ある。

〔間、４点を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明は、クリップ回路の
比較器を差動４幅器形式としたものである。

〔作用〕

クリップ基準電圧と映Ｉ信号゛１圧とを比較する際、上
記従来技術のように、両者が一致する直前から直後の期
間に比較器を１成するトランジスタのコレクタ電流に過
渡現象が生ずるが、該比較器が差動増幅器形式のために
、該コレクタ電流が増幅される。したがって、該比較器
の検出感度が大幅に向上し、波形なまりが生じない。

〔実施例〕

以下、不発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による映像信号増１１回路の一実施例を
示す回路図であって、５°は比較器、６はバイアス回路
、７は定電圧回路であり、第４図に対応する部分には同
一符号をつけている。

第１図において、入力端子４かも入力された映像信号は
増幅５１で増幅され、クリップ回路２でクリップ基準４
圧以上の部分がクリップされた後、トランジスタＱ４’
に介して出力、１子５に供給される。バイアス回路６は
増幅器１の温度補償を行なっており、これにより、増幅
器１は外乱に対して安定した挟置信号を出力する。

ここで、クリップ回路２の比較器３′は、差動増幅器形
をなしている。すなわち、エミッタ結合された一方のト
ランジスタＱ５のコレクタは抵抗鳥乞介して増幅器１の
出力端子、したがって、トランジスタＱ４のベースに接
続され、他方のトランジスタＱ６のコレクタはＶｃｃの
′ｇＬ＃Ｉに接続されている。また、トランジスタＱ４
のベースと接地端子との間には、ＰＮＰ）ランジスタＱ
７が接続され、そのベースはトランジスタＱ５のコレク
タに接続されている。トランジスタＱ５のベースにはト
ランジスタＱ４の出力４圧が抵抗Ｒ，４，Ｒ，で分割さ
れて供給され、トランジスタＱ６のベースには定電圧回
路７からクリップ基準シ圧ｖ−；印加される。

次に、このクリップ回路２の動作？説明する。

トランジスタＱ４のエミッタから出力される映ｇ１信号
は、抵抗ｉｔ、、　Ｒ，で分圧されてトランジスタＱ５
の、ベースに供給され、トランジスタＱ６のベース［印
７１Ｉ］されるクリップ基ｊシ圧Ｖ０と比較される。い
ま、トランジスタＱ５のベースを位Ｖ＜クリップ基準電
圧Ｖ、とすると、トランジスタ、Ｑ　５はオフ、トラン
ジスタＱ６はオンし、したがって、トランジスタＱ７も
オフする。この結果、増幅器１の出力映像信号はそのま
まトランジスタＱ４のベースに供給される。これに対し
て、Ｖ２Ｖ５のときには、トランジスタＱ６はオフして
トランジスタＱ５はオンし、抵抗几、に邂已が流れてト
ランジスタＱ７がオンする。しかし、このとき、トラン
ジスタＱ７のエミッタ電位、したがって、トランジスタ
Ｑ４のベース電位はトランジスタＱ７のペース′１位よ
りもトランジスタＱ７のペース嚇エミッタ間１圧ｖＦだ
け高い。つまり、トランジスタＱ４のペース心位はトラ
ンジスタＱ７のベース電位よりも電圧ＶＦ（約１７　ｔ
ｅｌ　）だけ高い１位にクリップされることになる。

ところで、トランジスタＱ５．Ｑ６の動作ハ、第４図に
示した従来技術の比較器３と同じ動作をなす。したがっ
て、トランジスタＱ５のコレクタ゛電流には、トランジ
スタＱ５のペース電位Ｖがクリップ基準電圧Ｖ、と一致
する直前から直後までの期間、過渡現象が生ずる。

しかしながら、この実施例では、トランジスタＱ５のコ
レクタ電流が抵抗几、に流れることによって生ずるトラ
ンジスタＱ７のベース電位がこのトランジスタＱ７で増
幅され、抵抗几、に帰還されることになる。これにより
、トランジスタＱ５のコレクタ電流が増大して直ちに飽
和してしまう。

したがって、トランジスタＱ５のコレクタ成流の過渡期
間は大幅に短縮されて比較器３゛の応答感度（過渡応答
）が同上し、第２図（４）に示す増幅器１の出力映像信
号に対し、出力端子５に得られる映像信号には、第２図
＋ｂｌに示すように、波形なまりは生じない。しかも、
トランジスタＱ７のオフ時のリーク１流はほとんど零で
あるために、クリップレベルが安定化する。

この実施例では、さらに、トランジスタＱ６のペースに
印加されるクリップ基準１圧ｖ０を安定化するために、
このクリップ基準心土Ｖ０を定電圧回路７で発生させて
いる。

第５図はこの定電圧回路７の一例としてのバンドキャッ
プ定電圧回路を示す回路図である。同図に結いて、トラ
ンジスタＱ５のコレクタ争エミッタ間１圧がこのバンド
キャップ定′シ圧回路の出力電圧Ｖｏｕｔである。ここ
で、トランジスタＱＳのベース・エミッタｌ１Ｊ１Ｅｌ
：圧をｖＢＩ３　参抵抗Ｒ２の雨漏電圧なＶ、とすると
、この出力電圧Ｖｏｕｔは次のように表わされる。

Ｖｏｕｔ　　−ＶＢＥ３＋Ｖ、　　　＝・−・＝−Ａ１
１一般に、トランジスタのペース・エミッタ間１圧ＶＢ
Ｅの温度係数は、先に説明したよう、で、約−１８−ｖ
／　０Ｃであるが、両端１圧Ｖ、は抵抗Ｒ贅よろもので
あって正の温度係数をもつから、抵抗Ｒ１の値を適当に
設定することにより、出力電圧Ｖ。ｕｔの温度係数を零
にすることができる。ところで、抵抗Ｒ，，Ｒ，に流れ
る１流を夫々Ｉ、、　　Ｉ、、　　トランジスタＱ１．
Ｑ２のベース・エミッタ間直圧を夫々であり、また であるから、式ｔ２１１３１から式（１）は、となる。

そこで、Ｌ＞Ｉｔに選ぶことによって上記式（４）の右
辺第２項は正となり、抵抗Ｒ１の頭を適当に選ぶことに
より、出力′１圧Ｖｏｕｔの温度係数な零、すなわち、
出力電圧Ｖ。ｕｔを＠匣変化に対して一定とすることが
できる。

この乗件は出力′電圧Ｖｏｕｔがシリコンの禁制帯幅、
すなわち、バンドキャップの値（約ｔＺ（Ｖ））に等し
いときに得られるものであり、このことから、第３図に
示した定電圧回路はバンドキャップ定電圧回路と呼ばれ
ているのである。

第１図において、このような定電圧回路７でクリップ基
準電圧■。を設定することにより、増幅器１の出力映像
信号は、トランジスタＱ７のベース電位よりもこのトラ
ンジスタＱ７のベースΦエミッタ間電圧ｖＦだけ高い一
定の電位でクリップされ、しかも、波形なまりが生ずる
ことはない。

しかも、増幅器１はバイアス回路６によって温度補償さ
れているために、温度ドリフトや電源電圧の変動などの
外乱に対して、４ｍ器１の出力映像信号は、その損幅や
直流動作点が変動することな（、安定化され、したがっ
て、この出力映像信号の直流動作点に対して常に正しい
レベルで正しくクリップが行なわれる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、クリップ回路の
過渡応答性が大、扁に改善され、クリップによる信号の
波形なまりが防止できて、Ｓ　／　Ｎが大幅に向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による映像信号増幅回路の一実施例を示
す回路図、第２図はそのクリップ動作を示す彼形図、第
３図は第１図における定電圧回路の一具体例を下す回路
図、第４図は従来の映像増１鴫回路の一例を示す回路図
、第５図はそのクリップ動作を示す波形図でちる。 １・・・増幅器、２・・・クリップ回路、３°・・・比
較器、４・・・入力端子、５・・・出力端子、６・・・
バイアス回路、７・・・定電圧回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、増幅器とクリップ回路とを備え、該増幅器の出力映
   像信号を該クリップ回路で所望クリップレベルにクリッ
   プするようにした映像増幅回路において、該クリップ回
   路の比較器を差動増幅形式としたことを特徴とする映像
   信号増幅回路。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記比較器の比較
   基準となるクリップ基準電圧を定電圧回路で設定するこ
   とを特徴とする映像信号増幅回路。