CN100515031C - 视频信号处理电路以及安装了该电路的电子设备 - Google Patents

Abstract

视频放大电路(10)以规定的增益对视频信号进行放大。电荷泵电路(30)为了对视频放大电路(10)提供各自不同的多个电源电压，从规定的固定电压生成其它的电压。振荡电路(20)对电荷泵电路(30)提供工作时钟。在视频放大电路(10)中混入由电荷泵电路(30)的工作时钟引起的干扰。振荡电路(20)设定工作时钟的频率，以便在视觉上减轻从视频放大电路(10)所处理的视频信号生成的图像中产生的图像干扰所造成的品质降低。

Description

视频信号处理电路以及安装了该电路的电子设备

技术领域

本发明涉及利用了由DC-DC变换器等提供的电压的视频信号处理电路，以及安装了该电路的电子设备。

背景技术

在处理视频信号的电子电路(以下，称为视频信号处理电路)中，在该视频信号处理电路中使用的电源电压不是一种，有时需要不同的多种电压。这时，考虑从外部的电源电路提供多种电源电压的方法。而且，取代从外部提供多种电源电压，还有将提供的电源电压设为一种，使用将该电源电压变换为不同的电压的电荷泵电路，从而得到多种电压的方法。

电荷泵电路在该电路的工作原理上说，由于工作时钟的上升和下降中产生的噪声，或者残留在输出电压中的工作时钟频率的脉动分量等，一般输出电压不能变得理想。例如，在专利文献1中公开了起因于驱动电压中生成的脉动的显示不均。

〔专利文献1〕特开2001-92402号公报

发明内容

如果将在这样的电荷泵中生成的电压使用在视频信号处理电路中，则通过接受被重叠了噪声的电压的供给后视频信号处理电路工作，视频信号处理电路内的电路元件有可能受其影响。特别是在半导体集成电路等上同一IC芯片内混载了视频信号处理电路和电荷泵电路的情况下，在IC芯片内电荷泵电路的工作时钟直接对视频信号处理电路进行干涉，所以成为更大的问题。在由这样的视频信号处理电路再现的视频中，由于来自电荷泵电路的噪声分量，在画面上产生条纹线等图像干扰，成为使图像质量降低的原因。

本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的是提供一种视频信号处理电路以及安装了该电路的电子设备，在从DC-DC变换器等提供电压的电路结构中，可以减轻图像质量降低的影响。

为了解决上述课题，本发明的一个方式的视频信号处理电路包括：视频信号处理单元，对视频信号施行规定的处理；为了对视频信号处理单元提供各自不同的多种电源电压，而从规定的固定电压生成其它电压的电路；以及时钟生成电路，对生成其它电压的电路提供工作时钟，时钟生成电路选择所述工作时钟的频率，以便在视觉上减轻由视频信号生成的图像中发生的图像干扰所造成的品质降低，视频信号是被混入了起因于所述生成其它电压的电路的工作时钟的干扰的、由所述视频信号处理单元所处理的视频信号。“规定的固定电压”也可以是电源电压。“时钟生成电路”可以是振荡电路，或者也可以是变换所提供的时钟而生成新的时钟的电路。“生成其他电压的电路”可以是从规定的固定电压生成负电压的电荷泵电路。

按照该方式，通过调整DC-DC变换器等的工作时钟的频率，可以在视觉上调整因DC-DC变换器等的开关动作产生的干扰所引起的图像干扰对图像质量的影响。

时钟生成电路也可以设定工作时钟的频率，使得在图像中发生的图像干扰的集合所产生的线流向倾斜的方向。而且，时钟生成电路也可以设定工作时钟的频率，使得线以规定的速度以上移动。而且，时钟生成电路也可以设定工作时钟的频率，使得线生成多根。也可以将工作时钟的频率设定在90kHz～230kHz的范围。按照该方式，可以调整为对人眼不醒目的图像干扰。

时钟生成电路也可以设定工作时钟的频率，使得工作时钟的频率和视频信号的水平同步信号的频率满足规定的关系。也可以设定工作时钟的频率，使得工作时钟的频率不成为视频信号的水平同步信号的频率的整数倍或者大致整数倍。随着工作时钟的频率接近视频信号的水平同步信号的频率的整数倍，生成的图像干扰成为静止的纵线状。按照该方式，可以抑制这样的图像干扰的发生。

视频信号处理单元也可以包含用于以规定的增益放大输入视频信号的运算放大器。运算放大器也可以以正负电源电压工作，并且从生成其它电压的电路接受至少一个电源电压的供给。生成其它电压的电路也可以是DC-DC变换器，DC-DC变换器将规定的固定电压降压而生成负电压，运算放大器从正电源端子接受规定的固定电压的供给，从负电源端子接受负电压的供给而进行工作。通过使用正负电源的运算放大器，可以调整运算放大器的输出电压电平，简化其后级的电路元件。

也可以至少将视频信号处理单元和生成其它电压的电路集成在同一半导体衬底上。时钟生成电路也可以集成在同一衬底上。

本发明的另一个方式是电子设备。该电子设备包括：视频信号处理电路和对视频信号处理电路提供规定的固定电压的电池。按照该方式，可以以小规模的电路构成多个电源的视频信号处理电路，也可以减轻由于使用DC-DC变换器所造成的图像质量降低的影响。

而且，以上的结构要素的任意的组合，将本发明的表现在装置、方法、系统等之间变换的内容作为本发明的方式也有效。

按照本发明，可以在从DC-DC变换器等提供电压的电路结构中，减轻图像质量降低的影响。

附图说明

图1是表示按照水平同步信号而显示在显示器上的一例图像的图。

图2是表示本发明的实施方式1中的视频信号处理电路和显示单元的结构的图。

图3是表示振荡频率和脉动去除率之间的特性的图。

图4是表示振荡电路的结构例的图。

图5是表示在电荷泵电路中产生的干扰流入前级的电路的路径的图。

图6是表示安装了视频信号处理电路的携带设备和显示装置的图。

标号说明

10视频放大电路、20振荡电路、30电荷泵电路、100视频信号处理电路、110电池、200显示单元、210显示装置、310数字-模拟变换器、400电子设备、410电缆

具体实施方式

以下，参照附图根据优选的实施方式说明本发明。对于在各附图中所示的同一或者等同的结构要素、部件、处理赋予同一标号，适当省略重复的说明。而且，实施方式不是用来限定发明而是例示，在实施方式中记述的全部特征或其组合不一定是本发明的本质的内容。

首先，作为前提，对输入到本发明的实施方式中的视频信号处理电路的视频信号进行说明。在视频信号中，除了图像信息，还包括水平同步信号，根据该水平同步信号图像被再现在电视画面等显示器上。水平同步信号在NTSC方式的情况下，采用约15.734kHz的频率，在PAL方式的情况下，采用约15.625kHz的频率。

图1表示按照水平同步信号在显示器上显示的一例图像。按照水平同步信号，通过电子束从画面内的左上扫描至右下来形成图像。如图1的扫描线h所示，通过多次重复从画面内的左端至右端的扫描，形成一张图像。水平同步信号规定从画面内的左端至右端的一次扫描的频率。

这里，在从后述的电荷泵电路混入的干扰的频率和该水平同步信号的频率一致的情况下，在画面上产生纵线n的干扰。这是由于，如果两频率一致，则对于各扫描线n在相同位置产生干扰n，它在画面上排列为纵向的一列。而且，由于在相同位置产生干扰，所以静止而被看到。如果从上述电荷泵电路混入的干扰的频率为水平同步信号的频率的2倍，则根据同样的原理，产生两根静止的纵线n。进而，即使该干扰的频率变高，同样的现象也持续，在该干扰的频率和水平同步信号的频率成为整数比时，产生该比的数量的纵线n。

与此相反，如果从电荷泵电路混入的干扰的频率相对于水平同步信号的频率变高，则纵线一边倾斜一边流向横方向，画面上的干扰难以被人眼看到。如上所述，纵线n由于静止在画面上，所以非常醒目。相反来说，如果设定两个频率的关系，使得不发生纵线n，则可以减轻从电荷泵电路混入的干扰所造成的图像质量降低的影响。以下，利用该知识，对于对该工作时钟的频率进行设定，以便不使电荷泵电路的工作时钟成为水平同步信号的频率的整数倍的视频信号处理电路进行说明。

图2表示本发明的实施方式1中的视频信号处理电路100和显示单元200的结构。本实施方式中的视频信号处理电路100对输入的视频信号进行放大，并经由75Ω驱动器提供给显示单元200。视频信号处理电路100包括视频放大电路10、振荡电路20、和电荷泵电路30。而且，视频放大电路10的输出端子经由第一电阻R10被连接到显示单元200的输入端子。在第一电阻R10与显示单元200的输入端子的连接点、以及地之间连接第二电阻R12。该第一电阻R10和第二电阻R12作为75Ω驱动器起作用。

对视频放大电路10、振荡电路20和电荷泵电路30提供电源电压Vcc。视频放大电路10为了提供负电源而连接到第一电容C10。第一电容C10保持电荷泵电路30的输出电压。在图2中，表示将视频放大电路10、振荡电路20、电荷泵电路30以及第一电阻R10进行IC芯片化的例子。本视频信号处理电路100不限于被IC芯片化的结构，而且，即使在被IC芯片化的情况下，设计者也可以将任意的电路元件IC芯片化。

视频放大电路10用运算放大器等构成，以规定的增益对输入的视频信号进行放大。在本实施方式中，运算放大器不是使用单电源，而是使用2电源即正负电源。如果使用正负电源的运算放大器，则可以将直流分量设定为0V电平，在运算放大器的输出上不需要连接大的电容，有利于电路整体的小型化。

电荷泵电路30如上所述那样，为了对视频放大电路10提供负的电压，利用电源电压Vcc来生成该负的电压。即，作为基本结构需要包括切换第一路径和第二路径的开关，关于电容以及该电容的路径，第一路径是电源电压Vcc和地的路径，第二路径是电源电压Vcc和用于保持输出电压的电容的第二路径。电荷泵电路30根据这样的处理来反转电源电压Vcc。而且，电荷泵电路30是DC-DC变换器的一例，也可以使用开关调节器等。

振荡电路20生成用于控制电荷泵电路30内的开关的导通/截止的时钟。在本实施方式中，将该时钟的频率调整为不成为上述视频信号的水平同步信号的频率的整数倍。对于电荷泵电路30的工作时钟的频率，从由视频信号生成的图像的质量的观点来看，越是低频率，越可以抑制图像中产生的干扰本身。而且，越是高频率，图像中的干扰的流动越快而难以对人眼显著。干扰产生的条纹线越多反而得到不被关注的感应评价。与此相反，为了充分地发挥电荷泵电路30的性能，存在对应于该规格的适当的频率范围。按照这些观点，例如将电荷泵电路30的工作时钟的频率在90kHz～230kHz左右的范围内设定，并且设定为不成为水平同步信号的整数倍。

在提高用于规定电荷泵电路30的工作时钟的振荡电路20的振荡频率时，视频放大电路10的脉动去除率降低。图3表示振荡频率和脉动去除率之间的特性。图3的横轴表示振荡频率fosc，并且用对数刻度记述。纵轴表示脉动去除率RR。在图3中，如A点所示，振荡频率fosc在90kHz下脉动去除率RR为-45dB，如B点所示，振荡频率fosc在230kHz下脉动去除率为-37dB。其差的8dB相当于约2.5倍。这时，振荡频率fosc也成为230/90＝2.5倍。即，脉动去除率RR与振荡频率fosc成比例地降低。

另一方面，由于在电源中产生的脉动电压与振荡频率fosc成比例地降低，所以脉动电压的减少和脉动去除率的增加被抵消，在视频放大电路10的输出中呈现的脉动电压的电平与振荡频率fosc无关。但是，即使降低振荡频率fosc，由于脉动去除率的提高达到极限，所以在降低振荡频率fosc中也存在界限。

另一方面，为了控制在画面上产生的干涉条纹，必须以大约15kHz的水平同步信号的整数倍、即约15kHz间隔正确地进行控制。如果提高振荡电路20的振荡频率fosc，则15kHz对于振荡频率fosc的比例变得剧烈(severe)，所以振荡频率fosc的稳定性降低。考虑这些情况，在本实施方式中，将电荷泵电路30的工作时钟设定在90kHz～230kHz左右的范围内。

以下，对用于调整电荷泵电路30的工作时钟的频率的振荡电路20的结构进行说明。图4表示振荡电路20的结构例。该振荡电路20包括成对的第一比较器CP22、第二比较器CP24和正反器28。第一比较器CP22和第二比较器CP24作为窗口比较器起作用。在电源电压Vcc和地之间设置第一恒流源24和第二恒流源26的串联电路。在第一恒流源24和第二恒流源26的连接点并联地设置第二电容C20。第二电容C20将该连接点的电压变为三角波状。第二电容C20的输出电压被施加到第一比较器CP22的反转输入端子和第二比较器CP24的非反转输入端子。对第一比较器CP22的非反转输入端子和第二比较器CP24施加以各个电阻串对电源电压Vcc进行分压后的第一和第二参照电压。

电源电压Vcc和第一恒流源24之间设置第一开关SW22，在第一恒流源24和第二恒流源26之间的连接点和第二恒流源26之间设置第二开关SW24。第一开关SW22通过上述正反器28的输出信号进行导通/截止控制，第二开关SW24通过其反转信号进行导通/截止控制。而且，设置用于对上述第一恒流源24提供电流的电压-电流变换电路22。电压-电流变换电路22根据基于第三参照电压Vref而生成的电压，生成用于提供给第一恒流源24的电流。

第一比较器CP22和第二比较器CP24对由各个电阻串生成的参照电压和上述三角波状的输入电压进行比较，并输出高电平信号或者低电平信号。第一比较器CP22的输出信号被输入正反器28的复位(reset)端子，第二比较器CP24的输出信号被输入正反器28的置位(set)端子。第一比较器CP22和第二比较器CP24由于输入端子的连接关系相反，所以输出信号的相位也相反。正反器28对从第一比较器CP22和第二比较器CP24输入的信号锁存规定的期间，并且以规定的定时分别输出。在图4中，记载着RS锁存型的正反器28。正反器28的输出信号为方形波状的信号，成为对电荷泵电路30提供的工作时钟。而且，如上所述，该输出信号的反相位的输出信号成为用于对第二开关SW24进行导通/截止控制的信号。

在这样的振荡电路20的结构中，设计者对用于决定振荡电路20的输出信号的频率的电阻值或电容值进行激光微调，或者利用二极管熔断等进行调整。由此，可以将在电荷泵电路30中使用的工作时钟的频率设定为规定的值。

例如，如图4所示，可以通过微调来调整对电压-电流变换电路22提供的基准电压、对第一恒流源24提供的基准电流、对第一比较器CP22和第二比较器CP24提供的第一和第二参考电压等。为了调整对电压-电流变换电路22提供的电压，在第三参考电压Vref和地之间串联连接从第三电阻R20至第八电阻R29的六个电阻。第三电阻R20、第四电阻R22、第七电阻R28以及第八电阻R29中分别并联地连接第一熔丝F20、第二熔丝F22、第三熔丝F28、第四熔丝F29。从第五电阻R24和第六电阻R26的连接点得到提供给电压-电流变换电路22的基准电压。设计者通过将上述的多个熔丝中的一个以上用激光熔断，可以将电阻串设定为规定的分压比。

接着，在利用运算放大器构成了电压-电流变换电路22的情况下，通过调整其反馈电阻或用于生成其参考电压的电阻的值，可以调整输出电流。这样，用于调整输入电压和输出电流之比的电阻值的调整，也可以利用包括第九电阻R30，第十电阻R32、第十一电阻R34的电阻串，以及分别与第九电阻R30、第十电阻R34并联连接的第三熔丝F30、第四熔丝F32来实现。

而且，在电源电压Vcc和地之间串联连接从第十二电阻R40至第十七电阻R49为止的六个电阻。在第十二电阻R40、第十三电阻R42、第十五电阻R46和第十六电阻R48中分别并联地连接第七熔丝F40、第八熔丝R42、第九熔丝F46和第十熔丝F48。从第十四电阻R44和第十五电阻R46的连接点得到用于提供给第一比较器CP22的基准电压。对于第二比较器CP24也可以设为利用了第十八电阻R50、第十九电阻R52、第二十电阻R54、第二十一电阻R56、第二十二电阻R58、第二十三电阻R59、第十一熔丝F50、第12熔丝F52、第十三熔丝F56和第十四熔丝F58的同样的电路结构。

而且，也可以调整第二电容的电容值。设计者既可以利用一种方式来调整它们，也可以重叠地使用来进行调整。而且，也可以取代熔丝而使用二极管。这时，使超过击穿电压的电流流过二极管从而使其短路即可。

如以上说明的那样，按照本实施方式，在对放大视频信号的视频放大电路从电荷泵电路提供电源的情况下，通过设定电荷泵电路的工作时钟，使得从该电荷泵电路混入的干扰的频率和上述视频信号的水平同步信号的频率不成为规定的关系，可以减轻从上述视频信号生成的图像的品质降低的影响。

如果更具体地说明，则首先，可以减轻从电荷泵电路流入到构成上述视频放大电路的运算放大器的负电源端子的干扰所造成的图像质量降低的影响。而且，虽然在电荷泵电路的电源端子侧也产生对应于其开关动作的电流变化，但是如图2所示，在视频放大电路10和电荷泵电路30从同一电源线接受电源电压Vcc的供给时，该电流变化造成的干扰有可能也流入构成视频放大电路10的运算放大器的正电源端子。为了防止该情况，有在连接视频放大电路10和电荷泵电路30的电源线中设置由电容器或线圈等构成的脉动滤波器的方法，但是导致电路面积的增大。这一点，在本实施方式中，可以减轻在这样的路径中流入的干扰所造成的图像质量降低的影响。由此，还可以采用不设置脉动滤波器等滤波器的选项，这时，可以缩小电路面积。

而且，有时在电荷泵电路产生的干扰绕入前级的电路，在前级的电路中该干扰混入视频信号。图5是表示在电荷泵电路中产生的干扰流入前级的电路的路径的图。在图2中说明的被IC芯片化的视频信号处理电路100的前级中设置其它的被IC芯片化的电路300。例如，该前级的电路300具有数字-模拟变换器310，也可以进行将数字数据的视频信号变换为模拟数据的视频信号的处理。如图5所示，在多个被IC芯片化的电路300、400从同一电源线被提供电源电压Vcc的情况下，有时在电荷泵电路30中产生的干扰从该电源线绕入前级的数字-模拟变换器310等。在本实施方式中，还可以减轻在这样的路径中流入的干扰所造成的图像质量降低的影响。

接着，对上述实施方式中的安装了视频信号处理电路100的电子设备400进行说明。图6表示安装了视频信号处理电路100的电子设备400和显示装置210。就电子设备400来说，可以相当于携带电话机或数字照相机等携带设备。电子设备400包括视频信号处理电路100和用于对其提供电源电压的电池110。电子设备400可以用电缆410连接电视等显示装置210，可以将视频信号输出到显示装置210。例如，可以使电子设备400上安装的未图示的照相机等拍摄的视频显示在显示装置210上。

如上所述，本发明是对于难以从外部接受多个电源电压的供给的结构有效的技术。携带设备可以说正是处于这样的环境。上述实施方式中的视频信号处理电路100即使设置脉动滤波器等而不能降低从电荷泵电路产生的干扰，也可以减轻从视频信号生成的图像的质量降低的影响，因此，可以兼顾电路的小型化和图像干扰对策。

以上，基于实施方式说明了本发明。本技术领域的技术人员应理解，该实施方式为例示，这些各结构要素或各处理过程的组合中可能存在各种变形例，而且这样的变形例也属于本发明的范围。

在上述的实施方式中，说明了从同一IC芯片内的振荡电路20提供电荷泵电路30的工作时钟的例子。这一点在从外部得到希望的频率的时钟的情况下，也可以将该时钟作为电荷泵电路30的工作时钟。这时，可以将IC芯片小型化相当于未安装振荡电路20的部分。

虽然根据实施方式说明了本发明，但是，不用说实施方式只不过表示本发明的原理、应用，不用说，就实施方式来说，在不脱离权利要求规定的本发明的思想的范围内，可以有多种变形例或配置的变更。

产业上的可利用性

本发明的视频信号处理电路可以在处理视频信号的电子设备中使用。

Claims (8)

1、一种视频信号处理电路，其特征在于，包括：

视频放大电路，包含对输入的视频信号以规定的增益进行放大的运算放大器；

从规定的固定电压生成负电压的电荷泵电路；以及

振荡电路，对所述电荷泵电路提供工作时钟；

其中，所述运算放大器以正负电源电压工作，从所述电荷泵电路接受至少一个电源电压的供给，

并且，所述振荡电路将所述工作时钟的频率设定在90kHz至230kHz范围内，并使得所述工作时钟的频率不成为所述视频信号的水平同步信号的频率的整数倍。

2、如权利要求1所述的视频信号处理电路，其特征在于，

所述电荷泵电路是DC-DC变换器，

所述DC-DC变换器将规定的固定电压降压而生成负电压，

所述运算放大器从正电源端子接受所述规定的固定电压的供给，从负电源端子接受所述负电压的供给而进行工作。

3、如权利要求1所述的视频信号处理电路，其特征在于，

所述振荡电路包括：

第一比较器和第二比较器，作为窗口比较器起作用；

正反器，对从所述第一比较器和所述第二比较器输入的信号锁存规定的期间，并以规定的定时分别输出；

第一恒流源和第二恒流源，被串联地设置在电源电压和地之间；

电容，被并联地设置在所述第一恒流源和所述第二恒流源的连接点，将该连接点的电压变为三角波状，并且施加到所述第一比较器和所述第二比较器；

第一开关，被设置在所述电源电压和第一恒流源之间；

第二开关，被设置在所述连接点和第二恒流源之间；以及

电压-电流变换电路，用于对所述第一恒流源提供电流，

所述第一开关通过所述正反器的输出信号被进行导通或截止控制，所述第二开关通过其反转信号被进行导通或截止控制。

4、如权利要求3所述的视频信号处理电路，其特征在于，

通过将设置在规定的参考电压和地之间的电阻串进行微调，调整对所述电压-电流变换电路提供的基准电压。

5、如权利要求3所述的视频信号处理电路，其特征在于，

通过将用于调整所述电压-电流变换电路的输入电压和输出电流之比的电阻串进行微调，调整所述电压-电流变换电路的输出电流。

6、如权利要求3所述的视频信号处理电路，其特征在于，

通过将设置在所述电源电压和地之间的电阻串进行微调，调整对所述第一比较器和所述第二比较器提供的基准电压。

7、如权利要求1所述的视频信号处理电路，其特征在于，

至少将所述视频放大电路和所述电荷泵电路集成在同一半导体衬底上。

8、一种电子设备，其特征在于，包括：

权利要求1所述的视频信号处理电路；以及

对所述视频信号处理电路提供所述规定的固定电压的电池。

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