JP2006041647A

JP2006041647A - ビデオ信号出力回路及びそれを用いた電子機器

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Publication number: JP2006041647A
Application number: JP2004215062A
Authority: JP
Inventors: Kinya Takama; 欣也高間; Daisuke Onishi; 大介大西
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-23
Also published as: TWI343744B; CN1969538A; US20080002057A1; TW200608776A; US7940335B2; JP3976149B2; CN100454967C; KR20070049173A; WO2006008945A1

Abstract

【課題】出力するビデオ信号の最大出力レベルを大きくすることができ、しかも回路規模の小さいビデオ信号出力回路の提供。
【解決手段】このビデオ信号出力回路１は、入力されるビデオ信号のシンクチップレベルを一定の電圧に固定するシンクチップクランプ回路３と、シンクチップクランプ回路３が出力するビデオ信号が入力され、所定の高周波成分を除去するローパスフィルタ４と、シンクチップクランプ回路３が出力するビデオ信号が入力され、ローパスフィルタ４が出力するビデオ信号と実質的に同じシンクチップレベルのビデオ信号を出力するダミー回路５と、ローパスフィルタ４が出力するビデオ信号が入力され、低い出力インピーダンスでビデオ信号を出力する出力ドライバ６と、を備え、シンクチップクランプ回路３は、ダミー回路５が出力するビデオ信号のシンクチップレベルが所定の基準電圧Ｖ_ＲＥＦと等しくなるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シンクチップクランプ回路及びローパスフィルタを備えるビデオ信号出力回路及びそれを用いた電子機器に関する。

一般に、電子機器のビデオ信号出力端子等にビデオ信号を出力するビデオ信号出力回路は、図３に示す波形図のように、同期信号の底部（シンクチップ）のレベル（シンクチップレベル）を一定の電圧Ｖ_ＳＣに固定するシンクチップクランプ回路を用いている（例えば特許文献１）。また、今日では、ローパスフィルタを内蔵してＤ／Ａコンバータが出力するビデオ信号を直接入力できるビデオ信号出力回路も開発されている。

このような従来のビデオ信号出力回路を図４に示す。このビデオ信号出力回路１０１において、カップリングコンデンサ１０２は入力端子ＩＮに入力されたビデオ信号のＤＣ成分を除去して、ＡＣ成分を次段のシンクチップクランプ回路１０３に出力する。シンクチップクランプ回路１０３は、シンクチップレベルを一定の電圧に固定し、そのビデオ信号を次段のローパスフィルタ１０４に出力する。ローパスフィルタ１０４は、不要なサンプリングノイズを除去し、そのビデオ信号を次段の７５Ωドライバ等の出力ドライバ１０６に出力する。出力ドライバ１０６は、低い出力インピーダンスでビデオ信号を出力端子ＯＵＴに出力する。

このビデオ信号出力回路１０１のローパスフィルタ１０４では、差動増幅器１４５を用いた構成にすることにより、ローパスフィルタ１０４が出力するビデオ信号のシンクチップレベルがシンクチップクランプ回路１０３が出力するビデオ信号のシンクチップレベルからずれないようにしている。従って、ローパスフィルタ１０４はシンクチップクランプ回路１０３により得られたビデオ信号のシンクチップレベルをほぼ維持するので、出力ドライバ１０６は、その入力レベルが安定し、出力するビデオ信号の最大出力レベル（最大出力ピークツーピーク電圧）を大きくすることができる。

図５に示すのは、ローパスフィルタ１０４の詳細な回路図である。ここで差動増幅器１４５を構成するのは、一対の入力トランジスタ２０１、２０２と、一対の負荷トランジスタ２０３、２０４と、入力段定電流源２０５と、出力トランジスタ２０６と、出力段定電流源２０７と、である。一般的に、一対の入力トランジスタ２０１、２０２は、良好なペア性を得るために、素子サイズは大きくなっている。

特開平６−２２５１８１号公報

ところで、ビデオ信号出力回路の性能向上、特に、出力するビデオ信号の最大出力レベルを大きくするという要求に対し、本願発明者らは従来のローパスフィルタ１０４では、一対の入力トランジスタ２０１、２０２に流れるベース電流の違い等に起因するオフセット電圧により、入力されるビデオ信号と出力するビデオ信号の間に多少のシンクチップレベルの差が生じること、それにより出力ドライバ１０６が出力するビデオ信号の最大出力レベルが低下することに着目した。また、この最大出力レベルは、急峻なローパス特性を得るために、複数のローパスフィルタ１０４を直列に接続して高次のローパスフィルタを構成した場合、更に低下する。

また、ビデオ信号出力回路のコスト低減の要求に対し、本願発明者らはローパスフィルタ１０４を構成する差動増幅器１４５の回路規模を小さくすることが一つの対策であると考えた。

本発明は、以上の事由に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、出力するビデオ信号の最大出力レベルを大きくすることができ、しかも回路規模の小さいビデオ信号出力回路を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に係るビデオ信号出力回路は、入力されるビデオ信号のシンクチップレベルを一定の電圧に固定するシンクチップクランプ回路と、シンクチップクランプ回路が出力するビデオ信号が入力され、所定の高周波成分を除去するローパスフィルタと、シンクチップクランプ回路が出力するビデオ信号が入力され、ローパスフィルタが出力するビデオ信号と実質的に同じシンクチップレベルのビデオ信号を出力するダミー回路と、ローパスフィルタが出力するビデオ信号が入力され、低い出力インピーダンスでビデオ信号を出力する出力ドライバと、を備え、前記シンクチップクランプ回路は、前記ダミー回路が出力するビデオ信号のシンクチップレベルが所定の基準電圧と等しくなるように制御することを特徴とする。

請求項２に係るビデオ信号出力回路は、請求項１に記載のビデオ信号出力回路において、前記ローパスフィルタは抵抗素子と容量素子を有し、前記ダミー回路はローパスフィルタからその容量素子を取り除いて構成されることを特徴とする。

請求項３に係る電子機器は、請求項１又は２に記載のビデオ信号出力回路と、このビデオ信号出力回路からのビデオ信号を出力するビデオ信号出力端子と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るビデオ信号出力回路は、ダミー回路が出力するビデオ信号のシンクチップレベルがフィードバック制御されることにより、ローパスフィルタが出力するビデオ信号のシンクチップレベルが間接的に所定の基準電圧と等しくなるので、出力ドライバが出力するビデオ信号の最大出力レベルを大きくすることができ、しかも回路規模を小さくすることができる。また、本発明に係る電子機器は、ビデオ信号出力端子におけるビデオ信号の最大出力レベル、延いてはダイナミックレンジを大きくすることができる。

以下、本願発明を実施するための最良の形態であるビデオ信号出力回路を説明する。図１に示すように、このビデオ信号出力回路１は、Ｄ／Ａコンバータ（図示せず）が出力するコンポジットビデオ信号等のビデオ信号が入力される入力端子ＩＮと、低い出力インピーダンスでビデオ信号が出力される出力端子ＯＵＴと、を有し、両端子間に、後述するカップリングコンデンサ２、シンクチップクランプ回路３、ローパスフィルタ４、ダミー回路５、出力ドライバ６を備える。入力端子ＩＮにはカップリングコンデンサ２の一端が接続され、このカップリングコンデンサ２は、入力端子ＩＮに入力されるビデオ信号のＤＣ成分を除去して、ＡＣ成分を通過させる。

カップリングコンデンサ２の他端（節点Ａ）にはシンクチップクランプ回路３が接続され、このシンクチップクランプ回路３は、入力されるビデオ信号のシンクチップレベルを一定の電圧に固定する。シンクチップクランプ回路３は、一端が電源電圧Ｖ_ＣＣに接続された定電流源３１と、一端が定電流源３１の他端、他端が節点Ａに接続され、制御端にハイレベルが入力されるとオン、ローレベルが入力されるとオフするスイッチ３２と、反転入力端子に後述のダミー回路５が出力するビデオ信号がフィードバック入力され、非反転入力端子に所定の基準電圧Ｖ_ＲＥＦが入力され、ハイレベル又はローレベルをスイッチ３２の制御端に出力するコンパレータ３３と、ベースが節点Ａ、コレクタが電源電圧Ｖ_ＣＣに接続されたＮＰＮ型のトランジスタ３４と、一端がトランジスタ３４のエミッタ（シンクチップクランプ回路３の出力端である節点Ｂ）に接続されて他端が接地された定電流源３５と、を有して成る。

節点Ｂにはローパスフィルタ４が接続され、このローパスフィルタ４は、シンクチップクランプ回路３が出力するビデオ信号が入力され、所定の高周波成分を除去する。ローパスフィルタ４は、一端が節点Ｂに接続された抵抗４１と、一端が抵抗４１の他端に接続された抵抗４２と、一端が抵抗４２の他端に接続され、他端が接地されたコンデンサ４３と、ベースが抵抗４２の他端、コレクタが電源電圧Ｖ_ＣＣに接続されたＮＰＮ型のトランジスタ４４と、一端がトランジスタ４４のエミッタ（ローパスフィルタ４の出力端である節点Ｃ）に接続され、他端が接地された定電流源４５と、両端が抵抗４１の他端と節点Ｃにそれぞれ接続されたコンデンサ４６と、を有して成る。除去される所定の高周波成分の周波数は抵抗４１、４２及びコンデンサ４３、４６の値で決定される。また、このローパスフィルタ４は２次のローパスフィルタである。

また、節点Ｂにはダミー回路５が接続され、このダミー回路５は、シンクチップクランプ回路３が出力するビデオ信号が入力され、ローパスフィルタ４が出力するビデオ信号と実質的に同じシンクチップレベルのビデオ信号を出力する。ダミー回路５は、ローパスフィルタ４の容量素子、すなわちコンデンサ４３、４６を取り除いた回路として構成される。つまり、ダミー回路５は、一端が節点Ｂに接続された抵抗５１と、一端が抵抗５１の他端に接続された抵抗５２と、ベースが抵抗５２の他端、コレクタが電源電圧Ｖ_ＣＣに接続されたＮＰＮ型のトランジスタ５４と、一端がトランジスタ５４のエミッタ（ダミー回路５の出力端である節点Ｄ）に接続され、他端が接地された定電流源５５と、を有して成る。

節点Ｃには出力ドライバ６が接続され、この出力ドライバ６は、ローパスフィルタ４が出力するビデオ信号が入力され、低い出力インピーダンスで出力端子ＯＵＴにビデオ信号を出力する。この出力ドライバ６は、例えば７５Ωをドライブする７５Ωドライバである。

次に、ビデオ信号出力回路１の動作を説明する。入力端子ＩＮにはＤ／Ａコンバータが出力するビデオ信号が入力されるため、節点Ａ及び節点Ｂのビデオ信号の波形は微視的には階段状に変化している。すなわち、これらのビデオ信号には階段状波形を形成する高周波数のサンプリングノイズが含まれている。ローパスフィルタ４はその高周波成分を除去してビデオ信号を滑らかにし、節点Ｃから出力ドライバ６に出力する。ここで、節点Ｃのビデオ信号のシンクチップレベルは、節点Ｂのビデオ信号のシンクチップレベルからトランジスタ４４の順バイアス電圧（Ｖｆ）分だけずれている。また、節点Ｃのビデオ信号の位相は、ローパス特性により節点Ｂのビデオ信号の位相からずれている。

節点Ｄのビデオ信号の波形は節点Ｂのビデオ信号の波形とほぼ同じであり、サンプリングノイズが含まれるものである。しかし、節点Ｄのビデオ信号のシンクチップレベルは、節点Ｂのビデオ信号のシンクチップレベルからトランジスタ５４の順バイアス電圧（Ｖｆ）分だけずれている。ここで留意すべきは、サンプリングノイズの有無の違いはあるが、節点Ｃと節点Ｄのビデオ信号のシンクチップレベルは、共に節点Ｂのビデオ信号のシンクチップレベルからずれ、互いに実質的に等しくなっていることである。これは、ローパスフィルタ４とダミー回路５が容量素子以外は同じ回路構成であるからである。

次に、ビデオ信号のシンクチップレベルが一定の電圧に固定される動作を説明する。節点Ｄのある時点の電圧が所定の基準電圧Ｖ_ＲＥＦよりも低いと、コンパレータ３３からハイレベルが入力されてスイッチ３２はオンし、定電流源３１の定電流によりカップリングコンデンサ２は充電される。それにより節点Ａ、節点Ｂ、節点Ｃ及び節点Ｄの電圧も上昇する。節点Ｄの電圧が基準電圧Ｖ_ＲＥＦまで上昇すると、スイッチ３２はコンパレータ３３からローレベルが入力されてオフする。これに対し、節点Ｄのある時点の電圧が所定の基準電圧Ｖ_ＲＥＦよりも高いとスイッチ３２はオンしないので、節点Ｄの電圧は変化しない。こうして節点Ｄにおいて、ビデオ信号のより低い電圧が基準電圧Ｖ_ＲＥＦと等しい電圧になるので、ビデオ信号の最低電圧であるシンクチップレベルが基準電圧Ｖ_ＲＥＦと等しい電圧に固定されるようフィードバック制御される。従って、節点Ｃのビデオ信号のシンクチップレベルも間接的に基準電圧Ｖ_ＲＥＦと等しい電圧に固定されることになる。

このように、ローパスフィルタ４が出力するビデオ信号のシンクチップレベルが基準電圧Ｖ_ＲＥＦと等しい電圧に固定されるので、それを受ける出力ドライバ６の入力レベルが安定し、出力するビデオ信号の最大出力レベルを大きく（例えば、電源電圧Ｖ_ＣＣが３Ｖで最大出力レベルが２．６Ｖに）することができる。また、このビデオ信号出力回路１からのビデオ信号を出力するビデオ信号出力端子を備える電子機器は、このビデオ信号出力端子におけるビデオ信号の最大出力レベル、延いてはダイナミックレンジを大きくすることができる。

ここで、ローパスフィルタ４に入力されるビデオ信号と出力するビデオ信号の間のシンクチップレベルの差が比較的大きくても構わない。従って、ローパスフィルタ４は差動増幅器を用いた構成である必要はないので、上述のように簡単な構成にすることができる。ビデオ信号出力回路１を背景技術で述べたビデオ信号出力回路１０１と比較すると、ローパスフィルタ４とダミー回路５の合計の素子数はローパスフィルタ１０４よりも少ない。また、ローパスフィルタ４及びダミー回路５では、差動入力トランジスタ２０１、２０２のように素子サイズの大きいトランジスタを使用する必要はない。こうして、コスト削減を図ることができる。また、ビデオ信号出力回路１０１と比較して、ローパスフィルタ４が出力するビデオ信号のシンクチップレベルをより正確に固定することができるので、出力ドライバ６が出力するビデオ信号の最大出力レベルをより大きくすることができる。

なお、ローパスフィルタ４が出力するビデオ信号のシンクチップレベルが直接にフィードバック制御されるように、そのビデオ信号がシンクチップクランプ回路３に入力されていないのは、節点Ｃのビデオ信号の位相は節点Ｂのビデオ信号の位相からずれているため、発振等の不具合を起こすためである。

以上、本発明の実施形態であるビデオ信号出力回路について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、ダミー回路５が出力するビデオ信号のシンクチップレベルがフィードバック制御されるものならば、シンクチップクランプ回路３は任意の態様で構成することも可能である。また、ローパスフィルタ４は上述の構成にすれば回路規模を小さくすることができるが、それに限らず任意の態様で構成することも可能である。また、ローパスフィルタ４は２次のものであるが、更に急峻なローパス特性を得るために、高次のものにすることもできる。例えば、図２に示すように、複数のローパスフィルタ４を直列に接続し、同様に複数のダミー回路５を直列に接続することも可能である。また、出力ドライバ６は、ビデオ信号の増幅をして出力する型、ビデオ信号の増幅をしないで出力する型のどちらでも構わない。

本発明の実施形態に係るビデオ信号出力回路の回路図。同上の変形例のブロック図。ビデオ信号の波形図。背景技術のビデオ信号出力回路の回路図。同上のローパスフィルタの詳細な回路図。

符号の説明

１ビデオ信号出力回路
２カップリングコンデンサ
３シンクチップクランプ回路
４ローパスフィルタ
５ダミー回路
６出力ドライバ
ＩＮ入力端子
ＯＵＴ出力端子

Claims

入力されるビデオ信号のシンクチップレベルを一定の電圧に固定するシンクチップクランプ回路と、
シンクチップクランプ回路が出力するビデオ信号が入力され、所定の高周波成分を除去するローパスフィルタと、
シンクチップクランプ回路が出力するビデオ信号が入力され、ローパスフィルタが出力するビデオ信号と実質的に同じシンクチップレベルのビデオ信号を出力するダミー回路と、
ローパスフィルタが出力するビデオ信号が入力され、低い出力インピーダンスでビデオ信号を出力する出力ドライバと、
を備え、
前記シンクチップクランプ回路は、前記ダミー回路が出力するビデオ信号のシンクチップレベルが所定の基準電圧と等しくなるように制御することを特徴とするビデオ信号出力回路。
請求項１に記載のビデオ信号出力回路において、
前記ローパスフィルタは抵抗素子と容量素子を有し、
前記ダミー回路はローパスフィルタからその容量素子を取り除いて構成されることを特徴とするビデオ信号出力回路。
請求項１又は２に記載のビデオ信号出力回路と、
このビデオ信号出力回路からのビデオ信号を出力するビデオ信号出力端子と、
を備えることを特徴とする電子機器。