JPS63267010A - シユミツトトリガ回路 - 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、差動アンプ及びバイアス抵抗を備えるシュミ
ットトリガ回路に関し、特に、スレッショルドレベルと
は無関係にヒステリシス電圧を設定し得るシュミットト
リガ回路に関する。

（従来の技術） ビデオカメラ等において、撮影時の照度が小さい場合光
量検出回路により光量不足検知信号を得て撮影者に低照
度を知らせるようにしている。即ち、光量検出回路とし
て差動７ンプ構成のシュミットトリガ回路を用いること
があり、該回路の差動アンプに光量のスレッショルドレ
ベルをバイアス電圧にて設定している。この場合スレッ
ショルドレベル付近に光量があると、光量不足検知信号
にふら付きが生じるため、ヒステリシスを保持させてい
る。

第３図には従来のこの種のシュミットトリガ回・路が示
されており、ＰＮＰ）ランジスタＱＩｓＱ２から成る差
動アンプを備えている。これらトランジスタＱ１．Ｑｇ
はエミッタを接続して電流源を介して電源Ｖｃｃに接続
されている。トランジスタＱ１のベースは信号を入力す
るための入力端子Ｖｉｎとして用いられ、トランジスタ
Ｑ２のベースにはバイアス抵抗Ｒ４，Ｒｓ、Ｒａを介し
てバイアス電圧Ｖｔが印加されている。トランジスタＱ
２のコレクタには抵抗Ｒ２、Ｒ３を介しテＮＰＮ）ラン
ジスタＱ４．Ｑ３の各ベースが接続され、かつ抵抗Ｒ＋
　を介して接地されている。トランジスタＱ４のコレク
タは抵抗Ｒ７を介して電源Ｖｃｃに接続されて出力端子
Ｖ　ｏｕｔを有している。トランジスタＱ３のコレクタ
はバイアス抵抗ＲｓとＲ６の間に接続されている。

以上の構成を有するシュミットトリガ回路において、入
力端子Ｗｉｎには光量に応じて電圧信号Ｓｖが入力され
る。従って、電圧信号Ｓｖが「Ｌ」のとき、定電流Ｉは
トランジスタＱ、側に流れ、トランジスタＱ２には流れ
ないので、トランジスタＱ３．Ｑ４がＯＦＦに保持され
、出力端子ＶｏｕｔよりｒＨＪが出力される。この場合
トランジスタＱ２のベースに印加されるバイアス電圧Ｖ
ｂｚは第１のスレッショルド電圧ｖ　ｔｈ、　となり、
′次式のように表わすことができる。

Ｖｂ　　　２　　　＝Ｖｔｈ＋　　　＝　　　（（Ｒｓ
　　　＋Ｒｓ　　’）　　／（Ｒａ　　　＋Ｒｓ　＋Ｉ
ｔｓ　）　）　Ｖｔ　・・・・”　（１）次に、電圧信
号Ｓｖが第１のスレッショルド電圧Ｖｔｈｚ　より大き
くなると、定電流ＩはトランジスタＱ２側に流れ、トラ
ンジスタＱ１がＯＦＦに切り換わる。従って、トランジ
スタＱ４がＯＮとなり、出力端子Ｖｏｕｔより「Ｌ」が
出力される。

この場合トラツク１、スタＱ３もＯＮＬ、そのコレクタ
電圧が飽和電圧Ｖａａｔとなるので、トランジスタＱ２
のベースに印加されるバイアス電圧Ｖｂｚは、第２のス
レッシ璽ルド電圧Ｖｔｂｚとなり、次式のように表わす
ことができる。

Ｖｔｈｚ　＝　（Ｖｔ−Ｖｓａｔ）Ｒｓ　／（Ｒ４＋Ｒ
５）＋Ｖｓａｔ ＝　（Ｒｓ　／　（Ｒ４＋Ｒ５）　’ｔ　Ｖｔ＋　（Ｒ
４／　（Ｒ４＋Ｒ５）　）Ｖｓａｔ・・・・・・・・・
（２） 次いで、電圧信号ＳｖがｒＨＪから「Ｌ」に変化する場
合において、Ｓ　Ｖ　＞　Ｖ　ｔｂｚのときは定電流工
がトランジスタＱ２のバイアス電圧Ｖｂｚ＝Ｖｔｈｚと
なっているので、出力端子Ｖａｕｔより「Ｌ」が出力さ
れる。その後Ｓ　ｖ　＜　Ｖ　ｔｈｚに変化すると、定
電流工がトランジスタＱ１に流れ、トランジスタＱ２の
バイアスＶ　ｂ　ｚ　＝　Ｖ　ｔｂ＋　となるので、出
力端子ＶｏｕｔよりｒＨＪが出力される。

よって、ヒステリシス電圧ｖｈは第１及び第２のスレッ
ショルド電圧Ｖｔｂ＋　、Ｖｔｈｚの差なので次式のよ
うに表わすことができる。

Ｖ　ｈ＝Ｖｔｂ＋　−Ｖｔｈｚ　＝　（（Ｒａ　拳Ｒｅ
　）　／（Ｒ４＋Ｒ１１＋Ｒ６）　（Ｒ４＋Ｒ５）　）
　Ｖｔ−（Ｒ４＠　Ｖｓａｔ　／　（Ｒ４＋１５　）　
］・・・・・・（３） 但し、Ｖｓａｔ　　０．２Ｖ　　Ｖｔ１７）関係にある
。

尚、第４図はスレッシ嘗ルド電圧Ｖｔｂ＋、Ｖ　ｔｂｚ
と出力電圧Ｖ　ｏｕ　ｔとの関係を示している。

（発明が解決すべき問題点） ところで、ビデオカメラにおいては撮像素子、光学系、
信号処理回路の各特性によって映像信号のＳ／Ｎ比と感
度が変化するので、撮像素子等が異なる毎に光量のスレ
ッショルドレベル及びヒステリシス電圧ｖｈを設定する
必要がある。一方。

上記した従来のシュミットトリガ回路において、ヒステ
リシス電圧ｖｈは（３）式から明らかなように、バイア
ス電圧Ｖｔによって変化させ得るが、バイアス電圧Ｖｔ
を変化させると第２のスレッシ璽ルド電圧Ｖ　ｔｈｚも
変化してしまう（（２）式参照）、このため、従来はビ
デオカメラの機種が異なる場合にはそれぞれ所定のスレ
ッショルドレベル及びヒステリシス電圧ｖｈを有するシ
ュミットトリガ回路を用意せざるを得なかった。

また、トランジスタＱ３の飽和電圧Ｖｓａｔの影響を受
けて温度特性を保持してしまうため、ヒステリシス電圧
ｖｈが変動し、動作が不安定になってしまう欠点もある
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような問題を解決するためになされたも
ので、差動アンプにバイアス電圧を印加するための少な
くとも一つのバイアス抵抗に、信号レベルに対応させて
独立的に電流を供給する一構成を有するシュミットトリ
ガ回路を提供することを目的とする。

（発明の実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

本発明に係るシュミットトリガ回路は、第１図に示すよ
うに、ＰＮＰ）ランジスタＱ１．Ｑ２から成る差動アン
プを備えている。これらトランジスタＱ１．Ｑ２はエミ
ッタを接続して電流源を介して電源Ｖｃｃに接続されて
いる。トランジスタＱ＋　のベースは入力端子Ｗｉｎが
接続され、トランジスタＱ２のベースにはバイアス抵抗
Ｒ４，Ｒｓ、Ｒｅを介してバイアス電圧Ｖｔが印加され
ている。トランジスｌＱｚのコレクタは抵抗Ｒ２を介し
てＮＰＮ　）ランジスタＱ４のベースが接続され、かつ
抵抗Ｒ１を介して接地されている。トランジスタＱ４の
コレクタは抵抗Ｒ７を介して電源■ｃｃに接続されて出
力端子Ｖｏｕｔを有している。

以上は従来と同一構成である。

本発明のシュミットトリガ回路はヒステリシス電圧設定
回路ｌを有している。この上ステリシス電圧設定回路１
はトランジスタＱ２のコレクタに抵抗Ｒ３を介してベー
スが接続されているＮＰＮトランジスタＱ５を含み、こ
のトランジスタＱｓのコレクタは定電流源２を介して電
源Ｖｃｃに接続されている。また、このトランジスタＱ
ｓのコレクタにはダイオードＤの７ノード側が接続され
、ダイオードＤのカソード側は抵抗ＲｓとＲ６の接続点
に接続されている。

以上の構成を有するシュミットトリガ回路は入力端子Ｗ
ｉｎに光量に応じた電圧信号Ｓｖが入力される。

さて、電圧信号Ｓｖが「Ｌ」からｒＨＪに変化する場合
において、電圧信号Ｓｖが「Ｌ」のとき、定電流Ｉはト
ランジスタＱｔ側に流れ、トランジスタＱ２には流れな
いので、トランジスタＱ４はＯＦＦに保持され、出力端
子Ｖｏｕｔより「Ｈ」が出力される。また、トランジス
タＱｓもＯＦＦに保持されるので、定電流Ｉｏはダイオ
ードＤを介してバイアス抵抗Ｒ６に供給される。この場
合バイアス電圧Ｖｔにてバイアス抵抗Ｒ４゜Ｒｓ及びＲ
６に電流Ｉｔが供給されると、バイアス電圧Ｖｔは次式
のようになる。

Ｖｔ＝　（Ｒ４＋Ｒｓ　＋Ｒｓ）Ｉｔ＋Ｒｓ　＊　Ｉ。

・・・・・・・・・（４） また、トランジスタＱ２のベースに印加されるバイアス
電圧Ｖｂｚは第１のスレッシ璽ルド電圧ｖ　ｔｈｌ　と
なり、次式のように表わすことができる。

Ｖｂ　　２　　＝Ｖｔｂ、＝Ｖ　ｔ　　　Ｒ４・Ｉ　ｔ
””　　（５）従って、（４）式を（５）式に代入する
ことにより第１のスレッショルド電圧ｖ　ｔｈｔは次式
のようになる。

Ｖｂ　２　＝Ｖｔｂ＋　＝　（（Ｒｓ・＋Ｒｓ　）　／
　（Ｒ４＋Ｒｓ　＋Ｒａ　））Ｖｔ＋　（（Ｒ４・Ｒｓ
　）／（Ｒ４＋　Ｒｓ　＋Ｒｓ　）　　）　　Ｉ　ｏ　
””　（６）次に、電圧信号Ｓｖが第１のスレッショル
ド電圧Ｖｔｈ＋　より大きくなると、定電流Ｉはトラン
ジスタＱ２側に流れ、トランジスタＱ＋がＯＦＦに切り
換わる。従って、トランジスタＱ４がＯＮとなり、出力
端子ＶｏｕｔよりｒＬＪが出力される。

この場合トランジスタＱｓもＯＮするので、定電流Ｉｏ
は当該トランジスタＱｓに流れ、バイアス抵抗Ｒ６への
供給が停止する。よって、トランジスタＱ２のベースに
印加されるバイアス電圧Ｖｂｚは第２のスレッシ震ルド
レベルＶｔｈｚとなり、次式のように表わすことができ
る。

Ｖｂ　ｚ　＝Ｖｔｈｚ　＝　（（Ｒｓ　＋Ｒａ　）　／
　（Ｒ４＋Ｒｓ　＋Ｒａ　））　Ｖｔ・・・・・・（７
）次いで、電圧信号ＳｖがｒＨ」からｒｌＪに変化する
場合ビおいて、Ｓ　Ｖ　＞　Ｖ　ｔｈｚのときは定電流
ＩがトランジスタＱ２に流れ、トランジスタＱ２のバイ
アス電圧Ｖｌ）　ｚ　＝Ｖｔｈｚとなるので、出力端子
Ｖ　ｏｕ　ｔより「Ｌ」が出力される。その後Ｓｖ＜Ｖ
ｔｈｚに変化すると、定電流工がトランジスタＱ２のバ
イアス電圧Ｗｂ　ｔ　＝Ｖｔｂ＋　となるので、出力端
子ＶｏｕｔよりｒＨＪが出力される。

以上の動作は第２図に示されており、電圧信号Ｓｖの変
化でこの動作が繰り返される。

ところで、ヒステリシス電圧ｖｈは第１及び第２のスレ
ッショルド電圧Ｖｔｈ１．　Ｖｔｈｚの差として、次式
のように表わすことができる。

Ｖ　ｈ　＝Ｖｔｂ＋　　Ｖｔｈｚ　＝　（（Ｒ４・Ｒｓ
　）　／（Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ＠））ＩＱ・・・・・・（８
）この（８）式から明らかなように、バイアス抵抗Ｒ６
に独立的に定電流Ｉｏを供給する場合にはバイアス電圧
Ｖｔとは無関係に定電流Ｉｏの値のみによってヒステリ
シス電圧ｖｈを設定することができる。即ち、トランジ
スタＱ５の飽和電圧Ｖｓａｔの影１響を受けずに定電流
Ｉｏによって、任意にヒステリシス電圧ｖｈを設定する
ことができる。

また、スレッショルド電圧ｖ　ｔｈｌ及びＶ　ｔｈｚは
、上記（６）式及び（７）式に示すように、定電流Ｉｏ
にてヒステリシス電圧ｖｈを一定に保持した状態でバイ
アス電圧Ｖｔを変化させることにより設定することがで
きる。

従って１本発明のシュミットトリガ回路はスレッシ璽ル
ドレベル及びヒステリシス電圧ｖｈをそれぞれ独立的に
制御することができるので、撮像素子、光学系、信号処
理回路等の各特性が異なる複数機種のビデオカメラであ
っても光量不足検知信号を得るための光量検出回路とし
て共通に利用することができる。

上記実施例において、バイアス抵抗Ｒ６に供給する定電
圧Ｉｏは集積化によって、温度特性を有しない電圧源と
抵抗により設定することができるので、ヒステリシス電
圧ｖｈ・はバイアス抵抗の比と温度特性を有しない電圧
との積によって決まる。従って、ヒステリシス電圧ｖｈ
が温度変化によって変動することのないシュミットトリ
ガ回路が得られる。

尚、上記実施例において、定電圧Ｉｏ＝Ｏに設定すると
、通常の反転回路として利用することができる。

（発明の効果） 本発明によれば、□差動アンプにバイアス電圧を印加す
るための少なくとも一つのバイアス抵抗に、ヒステリシ
ス電圧設定回路により信号のレベルに対応させて独立的
に電流を供給するようにしたので、ヒステリシス電圧及
びスレッショルドレベルをそれぞれ独立的に設定するこ
とができる。

従って、各機種のビデオカメラ等に共通に利用すること
ができる汎用性を有するシュミットトリガ回路を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係るシュミットトリガ回路
の構成図と動作特性を示す図、第３図及び第４図は従来
のシュミットトリガ回路の構成図と動作特性を示す図で
ある。 ｌ・・・ヒステリシス電圧設定回路。 Ｑ１〜Ｑｓ・・・トランジスタ、 Ｄ・・・ダイオード。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方の入力端子に信号が入力される差動アンプと、該差
   動アンプの他方の入力端子に所定のバイアス電圧を印加
   する複数のバイアス抵抗とを備えるシュミットトリガ回
   路において、前記信号のレベルに対応させて前記少なく
   とも一つのバイアス抵抗に独立的に電流を供給するヒス
   テリシス電圧設定回路を有することを特徴とするシュミ
   ットトリガ回路。