CN100454967C - 视频信号输出电路及使用该电路的电子设备 - Google Patents

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Abstract

该视频信号输出电路(1)，具备将输入的视频信号的同步脉冲端电平固定为恒定的电压的同步端钳位电路(3)；输入同步端钳位电路输出的视频信号，除去规定的高频成分的低通滤波器(4)；输入同步端钳位电路(3)输出的视频信号，输出与低通滤波器(4)输出的视频信号实质上相同的同步脉冲端电平的视频信号的虚拟电路(5)；输入低通滤波器(4)输出的视频信号，利用低输出阻抗，输出视频信号的输出驱动器(6)。上述同步端钳位电路(3)，进行控制以使虚拟电路(5)输出的视频信号的同步脉冲端电平与规定的基准电压(VREF)相等。

Description

视频信号输出电路及使用该电路的电子设备
技术领域
本发明涉及具备同步端钳位电路(sync tip clamp)及低通滤波器的视频信号输出电路及使用该电路的电子设备。
背景技术
一般向电子设备的视频信号输出端子等输出视频信号的视频信号输出电路，如图3所示的波形图那样，采用将同步信号底部(同步脉冲端，sync tip)的电平(同步脉冲端电平，sync tip level)固定为恒定电压Vsc的同步端钳位电路(例如特开平6-225181号公报(专利文献1))。另外，近年来内置低通滤波器、可将D/A转换器输出的视频信号直接输入给电子设备的视频信号输出端子的视频信号输出电路也正在被开发。
图4是以往的视频信号输出电路的电路构成图。
参照图4，在以往的视频信号输出电路101中，耦合电容器(couplingcapacitor)102除去输入到输入端子IN的视频信号的DC成分，将AC成分输出到下一级的同步端钳位电路103中。同步端钳位电路103，将同步脉冲端电平固定为恒定的电压，将其视频信号输出给下一级的低通滤波器104。低通滤波器104，除去不需要的采样噪声，将其视频信号输出给下一级的75Ω驱动器等的输出驱动器106。输出驱动器106，利用低输出阻抗，将视频信号输出给输出端子OUT。
在此视频信号输出电路101的低通滤波器104中，采用了差动放大器145的构成。由此，低通滤波器104输出的视频信号的同步脉冲端电平，不会从同步端钳位电路103输出的视频信号的同步脉冲端电平偏移。因此，低通滤波器104，能够基本维持由同步端钳位电路103得到的视频信号的同步脉冲端电平。与此相伴，输出驱动器106的输入电平稳定，能够增大输出的视频信号的最大输出电平(最大输出峰间电压(peak to peakvoltage))。
图5所示的是低通滤波器104的详细的电路图。这里，差动放大器145包含一对输入晶体管201、202，一对负载晶体管203、204，输入级恒流源205，输出晶体管206和输出级恒流源207。一般，一对输入晶体管201、202，为了得到良好的配对(pair)性能，元件的尺寸会变得较大。
专利文献1：特开平6-225181号公报
然而，视频信号输出电路的性能提高、特别是增大输出的视频信号的最大输出电平日益被要求。本申请的发明者们注意到在以往的低通滤波器104，由流入一对输入晶体管201、202的基极电流的差异等引起的偏移电压(offset voltage)，在输入的视频信号和输出的视频信号之间产生同步脉冲端电平差，由此使输出驱动器106输出的视频信号的最大输出电平降低。另外，注意到为了得到陡峭的低通特性，在串联连接多个低通滤波器104、构成高阶低通滤波器时，此最大输出电平会进一步降低。
另外，对于降低视频信号输出电路的成本的要求，本申请的发明者们考虑了用减小构成低通滤波器104的差动放大器105的电路规模的这一对策。
发明内容
由于本发明正是鉴于以上的事由而实施的，所以其目的在于提供一种能够增大输出的视频信号的最大输出电平、而且电路规模较小的视频信号输出电路及使用该电路的电子设备。
为了解决上述的课题，关于本发明的视频信号输出电路具备：同步端钳位电路，其将输入的视频信号的同步脉冲端电平固定为恒定的电压；低通滤波器，其输入同步端钳位电路输出的视频信号，除去规定的高频成分；虚拟电路，其输入同步端钳位电路输出的视频信号，输出和低通滤波器输出的视频信号实质上相同的同步脉冲端电平的视频信号；输出驱动器，其输入低通滤波器输出的视频信号，利用低输出阻抗，输出视频信号。同步端钳位电路，进行控制以使虚拟电路输出的视频信号的同步脉冲端电平与规定的基准电压相等。
最佳方式是在视频信号输出电路中，低通滤波器具有电阻元件和电容元件，虚拟电路的除了低通滤波器所具有的电容元件之外的部分被构成为与低通滤波器相同。
关于本发明的电子设备，具备视频信号输出电路和输出从视频信号输出电路来的视频信号的视频信号输出端子。视频信号输出电路，包括同步端钳位电路，其将输入的视频信号的同步脉冲端电平固定为恒定的电压；低通滤波器，其输入同步端钳位电路输出的视频信号，除去规定的高频成分；虚拟电路，其输入同步端钳位电路输出的视频信号，输出和低通滤波器输出的视频信号实质上相同的同步脉冲端电平的视频信号；输出驱动器，其输入低通滤波器输出的视频信号，利用低输出阻抗，输出视频信号。同步端钳位电路，进行控制以使虚拟电路输出的视频信号的同步脉冲端电平和规定的基准电压相等。
(发明效果)
关于本发明的视频信号输出电路，由于通过反馈控制虚拟电路输出的视频信号的同步脉冲端电平，使低通滤波器输出的视频信号的同步脉冲端电平，间接地与规定的基准电压相等，所以可使输出驱动器输出的视频信号的最大输出电平增大，而且能够减小电路规模。另外，关于本发明的电子设备，能够使视频信号输出端子的视频信号的最大输出电平，甚至动态范围增大。
附图说明
图1是按照本发明的实施方式的视频信号输出电路的电路图。
图2是按照本发明的实施方式的变形例的视频信号输出电路的框图。
图3是以往的视频信号输出电路的视频信号的波形图。
图4是以往的视频信号输出电路的电路构成图。
图5是低通滤波器104的详细电路图。
图中符号说明：
1-视频信号输出电路；2-耦合电容器；3-同步端钳位电路；4-低通滤波器；5-虚拟电路(dummy circuit)；6-输出驱动器；IN-输入端子；OUT-输出端子。
具体实施方式
对于本发明的实施方式，边参照附图边进行详细的说明。还有，图中相同或相当的部分附以了同一符号，不重复其说明。
以下，说明作为用于实施本申请发明的最佳方式的视频信号输出电路。如图1所示那样，此视频信号输出电路1，具有输入D/A转换器(未图示)输出的组合(composite)视频信号等的视频信号的输入端子IN，和利用低输出阻抗、输出视频信号的输出端子OUT。而且，在两端子间，具备后述的耦合电容器2、同步端钳位电路3、低通滤波器4、虚拟电路(dummy circuit)5及输出驱动器6。在输入端子IN上连接耦合电容器2的一端，此耦合电容器2除去输入到输入端子IN的视频信号的DC成分，使AC成分通过。
耦合电容器2的另一端(节点A)，连接同步端钳位电路3。此同步端钳位电路3，将输入的视频信号的同步脉冲端电平固定为恒定的电压。同步端钳位电路3，包括一端连接电源电压Vcc、另一端连接开关32的恒流源31；一端连接恒流源31、另一端连接节点A，控制端输入高电平时闭合(on)、输入低电平时打开(off)的开关32；在反相输入端子上反馈输入后述的虚拟电路5输出的视频信号，同相输入端子上输入规定的基准电压VREF，向开关32的控制端输出高电平或低电平的比较器33；基极连接节点A、集电极连接电源电压Vcc、发射极连接恒流源35的NPN型晶体管34；一端连接晶体管34的发射极(同步端钳位电路3的输出端的节点B)、另一端接地的恒流源35。
节点B和低通滤波器4连接。此低通滤波器4，接收同步端钳位电路3输出的视频信号的输入，除去规定的高频成分。低通滤波器4，具有一端连接节点B的电阻41，一端连接电阻41的另一端的电阻42，一端连接电阻42的另一端、另一端接地的电容器43，基极连接电阻42的另一端、集电极连接电源电压Vcc的NPN型晶体管44，一端连接晶体管44的发射极(低通滤波器4的输出端的节点C)、另一端接地的恒流源45，两端分别连接电阻41的另一端和节点C的电容器46。被除去的规定的高频成分的频率，由电阻41、42及电容器43、46的值决定。另外，此低通滤波器4是二阶低通滤波器。
另外，节点B连接虚拟电路5。此虚拟电路5，接收同步端钳位电路3输出的视频信号的输入，输出和低通滤波器4输出的视频信号实质上相同的同步脉冲端电平的视频信号。虚拟电路5由除了低通滤波器4的电容元件、即电容器43、46之外的电路构成。即虚拟电路5，具有一端连接节点B的电阻51，一端连接电阻51的另一端的电阻52，基极连接电阻52的另一端、集电极连接电源电压Vcc的NPN型晶体管54，一端连接晶体管54的发射极(虚拟电路5的输出端的节点D)，另一端接地的恒流源55。
节点C连接输出驱动器6。此输出驱动器6，接收低通滤波器4输出的视频信号的输入，利用低输出阻抗，向输出端子OUT输出视频信号。此输出驱动器6，例如驱动75Ω的75Ω驱动器。
下面，针对视频信号输出电路1的动作进行说明。
由于在输入端子IN上输入D/A转换器输出的视频信号，所以节点A及节点B的视频信号的波形，成微观的阶梯状变化。即在这些视频信号上包括形成阶梯状波形的高频的采样噪声。低通滤波器4，除去其高频成分，使视频信号圆滑地、从节点C输出给输出驱动器6。这里，节点C的视频信号的同步脉冲端电平，变为从节点B的视频信号的同步脉冲端电平，只偏移了晶体管44的正向偏压(Vf)部分的值。另外，节点C的视频信号的相位，通过低通特性从节点B的视频信号的相位偏移。
节点D的视频信号的波形和节点B的视频信号的波形几乎相同，也包括采样噪声。但是，节点D的视频信号的同步脉冲端电平，变为从节点B的视频信号的同步脉冲端电平，只偏移了晶体管54的正向偏压(Vf)部分的值。这里，应该留意的是，会有采样噪声的有无的差异，但节点C和节点D的视频信号的同步脉冲端电平，会同时从节点B的视频信号的同步脉冲端电平偏移，实质上变为相互相等。这是由于低通滤波器4和虚拟电路5，除电容元件之外，电路构成相同所致。
下面，针对视频信号的同步脉冲端电平被固定为一定电压的动作进行说明。
当节点D的某时刻的电压比规定的基准电压VREF低时，从比较器33输入高电平，开关32闭合，通过恒流源31的恒流给耦合电容器2充电。由此，节点A、节点B、节点C及节点D的电压也上升。当节点D的电压上升到基准电压VREF时，从比较器(comparator)33输入低电平，开关32打开。与此相对，当节点D某时刻的电压比规定的基准电压VREF高时，开关32不闭合，所以节点D的电压不变化。这样，在节点D上，比视频信号低的电压变成和基准电压VREF相等的电压，所以按照将作为视频信号的最低电压的同步脉冲端电平，固定为和基准电压VREF相等电压的方式进行反馈控制。因此，节点C的视频信号的同步脉冲端电平，也被间接地固定为和基准电压VREF相等的电压。
这样，由于低通滤波器4输出的视频信号的同步脉冲端电平被固定为和基准电压VREF相等的电压，所以接收此电平的输出驱动器6的输入电平稳定，可使输出的视频信号的最大输出电平增大(例如电源电压Vcc为3V时，最大输出电平为2.6V)。另外，具备输出由此视频信号输出电路1来的视频信号的视频信号输出端子的电子设备，能够使此视频信号输出端子上的视频信号的最大输出电平、甚至动态范围增大。
这里，即使输入到低通滤波器4的视频信号和输出的视频信号之间的同步脉冲端电平的差比较大，也没有问题。因此，由于低通滤波器4不需要采用差动放大器的构成，所以可形成如上所述的简单的构成。
将视频信号输出电路1与背景技术中阐述的视频信号输出电路101相比较，低通滤波器4和虚拟电路5的合计的元件数比低通滤波器104少。另外，在低通滤波器4及虚拟电路5中，不需要象差动输入晶体管201、202那样，使用元件尺寸大的晶体管。这样，能够谋求成本的降低。另外，和视频信号输出电路101相比较，由于能够更加正确地固定低通滤波器4输出的视频信号的同步脉冲端电平，所以能够更加增大输出驱动器6输出的视频信号的最大输出电平。
还有，低通滤波器4输出的视频信号的同步脉冲端电平被直接反馈控制，其视频信号不输入到同步端钳位电路3中，是由于节点C的视频信号的相位从节点B的视频信号的相位偏移，因此会引起振荡等不良情况的缘故。
以上，针对本发明实施方式的视频信号输出电路进行了说明。但本发明不限定于实施方式记载的情况，可在权利要求记载事项的范围内进行各种各样的设计变更。例如，如果虚拟电路5输出的视频信号的同步脉冲端电平被反馈控制，则同步端钳位电路3可以任意的方式构成。另外，低通滤波器4如果按照上述的构成，则能够减小电路规模，但并不限于此，也可以任意的方式构成。另外，低通滤波器4是二阶的，但为了得到更陡峭的低通特性，可以是高阶的。例如，如图2所示，可以串联连接多个低通滤波器4，同样地，也可串联连接多个虚拟电路5。另外，输出驱动器6既可以是放大视频信号的输出型，也可以是不放大视频信号的输出型。
这次公开的实施方式在所有点上都有例示，但应理解并不限制于此。本发明的范围不是上述的说明，而是通过权利要求被表示，意图包括与权利要求范围均等的含义及范围内的所有变更。

Claims (3)

1、一种视频信号输出电路，其特征在于，
具备：
同步端钳位电路，其将输入的视频信号的同步脉冲端电平固定为恒定的电压；
低通滤波器，其输入同步端钳位电路输出的视频信号，除去规定的高频成分；
虚拟电路，其输入同步端钳位电路输出的视频信号，输出与低通滤波器输出的视频信号实质上相同的同步脉冲端电平的视频信号；和
输出驱动器，其输入低通滤波器输出的视频信号，利用低输出阻抗，输出视频信号，
上述同步端钳位电路，进行控制以使上述虚拟电路输出的视频信号的同步脉冲端电平与规定的基准电压相等。
2、根据权利要求1所述的视频信号输出电路，其特征在于，
上述低通滤波器，包括电阻元件和电容元件，
上述虚拟电路的除了上述低通滤波器所具有的电容元件之外的部分被构成为与上述低通滤波器相同。
3、一种电子设备，其特征在于，
具备视频信号输出电路和输出来自上述视频信号输出电路的视频信号的视频信号输出端子，
上述视频信号输出电路，包括：
同步端钳位电路，其将输入的视频信号的同步脉冲端电平固定为恒定的电压；
低通滤波器，其输入同步端钳位电路输出的视频信号，除去规定的高频成分；
虚拟电路，其输入同步端钳位电路输出的视频信号，输出与低通滤波器输出的视频信号实质上相同的同步脉冲端电平的视频信号；和
输出驱动器，其输入低通滤波器输出的视频信号，利用低输出阻抗，输出视频信号，
上述同步端钳位电路，进行控制以使上述虚拟电路输出的视频信号的同步脉冲端电平与规定的基准电压相等。
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