JP2525348Y2 - クリップ回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、VTRの記録回路に適用して好適なクリップ
回路に関する。

〔考案の概要〕

本考案はクリップ回路に関し、互いに導電型を異にす
る第１及び第２のトランジスタと、カレントミラー回路
を構成するダイオード接続の第３及び第４のトランジス
タを設け、第１のトランジスタのエミッタを、クリップ
されるべき信号の信号路に接続し、第２のトランジスタ
のベースに所定電圧を与え、そのエミッタを第１のトラ
ンジスタのベースに接続し、第１のトランジスタのコレ
クタを、第３のトランジスタのコレクタ・エミッタ間を
通じて第１の基準電位点に接続し、第２のトランジスタ
のエミッタを、第３のトランジスタのコレクタ・エミッ
タ間を通じて第１の基準電位点に接続するようにしたこ
とにより、クリップされるべき信号が小振幅の信号であ
っても、鋭いクリップを掛けることができるようにし、
且つ、第２の基準電位点及び第４のトランジスタのベー
ス間に、第３及び第４のトランジスタの各ベースに微少
バイアス電流を流すための抵抗器を接続したことによ
り、第３、第４及び第２のトランジスタの遮断周波数
（トランジション周波数）を高くすることができるよう
にしたものである。

〔従来の技術〕

VTRの記録系では、輝度信号（記録すべきカラー映像
信号から分離された信号）にプリエンファシスを掛けて
から、FM変調するが、プリエンファシスによって、映像
信号の高域成分が微分されるため、オーバーシュートや
アンダーシュートが生じる。このため、このプリエンフ
ァシスを掛けた輝度信号をそのままFM変調すると、被FM
変調輝度信号の側帯波のバランスが大きく崩れてしまう
ので、このプリエンファシスを掛けた輝度信号にホワイ
トクリップ及びダーククリップを掛ける必要がある。

次に、第２図を参照して、かかるVTRの記録系で用い
られるホワイトクリップ回路の従来例を説明する。入力
端子（１）からの輝度信号（前段の回路で、ペデスタル
クランプ及びプリエンファシスされている）は、エミッ
タフォロア型のNPNトランジスタ（２）のベースに供給
される。トランジスタ（２）のコレクタは、電源＋Ｂに
接続される。トランジスタ（２）のエミッタは、負荷と
しての定電流源（３）を通じて接地される。このトラン
ジスタ（２）のエミッタに得られた輝度信号は、その信
号路に設けられた、入力端子（４）及び出力端子（６）
を有するクリップ回路（10）を通じて、エミッタフォロ
ア型のNPNトランジスタ（７）のベースに供給される。
トランジスタ（７）のコレクタは、電源＋Ｂに接続され
る。トランジスタ（７）のエミッタから出力端子（９）
が導出されると共に、そのエミッタは負荷としての定電
流源（８）を通じて接地される。

次に、このクリップ回路（10）について説明する。入
力端子（４）が抵抗器（５）を通じて、クリップ用のPN
PトランジスタQ₁のエミッタ及び出力端子（６）に接続
される。トランジスタQ₁のコレクタは接地される。トラ
ンジスタQ₁のベースは、NPNトランジスタQ₂のエミッタ
に接続される。尚、トランジスタQ₂は、トランジスタQ₁
のベース・エミッタ間電圧V_BEの温度特性を補償するた
めのトランジスタである。トランジスタQ₂のコレクタ
は、電源＋Ｂに接続される。トランジスタQ₂のエミッタ
は、負荷としての定電流源（12）を通じて接地される。
トランジスタQ₂のベースには、電源（11）の正極が接続
され、その負極が接地されて、トランジスタQ₂のベース
に、所定直流電圧Vwが与えられる。

このクリップ回路（10）では、入力端子（４）に供給
される正極性の輝度信号の白レベル側が、トランジスタ
Q₁のエミッタにおいてクリップ電圧Ｖを越えたとき、ト
ランジスタQ₁が導通して、この輝度信号にクリップが掛
けられる。このクリップ電圧Ｖは、次式のように表され
る。

Ｖ＝Vw−（kT/q）・ln（I₂／Iss₂） ＋（kT/q）・ln（I₁／Iss₁） ………（１） 但し、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電子
の電荷、I₁はトランジスタQ₁のコレクタ電流、Iss₁はト
ランジスタQ₁のコレクタ飽和電流、I₂はトランジスタQ₂
のコレクタ電流、Iss₂はトランジスタQ₂のコレクタ飽和
電流である。

この（１）式において、Vwは一定であり、又、トラン
ジスタQ₂のコレクタ電流I₂は、定電流源（12）によっ
て、略一定とされるので、第２項は略一定であるが、第
１のトランジスタQ₁のコレクタ電流I₁は変化するので、
第３項は一定とはならない。このため、クリップ電圧Ｖ
は、トランジスタQ₁のコレクタ電流に応じて変化するこ
とに成る。因に、（１）式の第３項である （kT/q）・ln（I₁／Iss₁） は、Ｔ＝300°の場合、kT/qが26mVと成り、トランジス
タQ₁のコレクタ電流I₁が２倍変化すると、クリップ電圧
Ｖは18mVも変化することに成る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このように、第２図の従来のクリップ回路では、初段
のトランジスタQ₁に流れるコレクタ電流I₁の変化によっ
て、クリップ電圧Ｖが変化するため、クリップを掛ける
べき信号が小信号の場合には、鋭いクリップを掛けるこ
とができないと言う欠点があった。

かかる点に鑑み、クリップされるべき信号が小振幅の
信号であっても、鋭いクリップを掛けることのできるク
リップ回路を提案しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案によるクリップ回路（10）は、クリップされる
べき信号の信号路にエミッタが接続された第１のトラン
ジスタQ₁と、その第１のトランジスタQ₁のベースにエミ
ッタが接続されると共に、ベースに所定電圧が与えられ
た、第１のトランジスタQ₁と導電型を異にする第２のト
ランジスタQ₂と、第１のトランジスタQ₁のコレクタ及び
第１の基準電位点間に、コレクタ・エミッタ間が接続さ
れた、カレントミラー回路（13）を構成するダイオード
接続の第３のトランジスタQ₃と、第２のトランジスタQ₂
のエミッタ及び第１の基準電位点間に、コレクタ・エミ
ッタ間が接続されたカレントミラー回路（13）を構成す
る第４のトランジスタQ₄と、第２の基準電位点及び第４
のトランジスタQ₄のベース間に接続された、第３及び第
４のトランジスタQ₃、Q₄の各ベースに微少バイアス電流
を流すための抵抗器（14）とからなるものである。

〔作用〕 かかる本考案によれば、第１のトランジスタQ₁が導通
状態にあるとき、第１のトランジスタQ₁のコレクタ電流
が増大（減少）した場合、第２のトランジスタQ₂のエミ
ッタ電流も増大（減少）し、これにより、第１のトラン
ジスタQ₁のベース電流が増大（減少）し、このため、第
１のトランジスタQ₁のコレクタ電流の増大（減少）が助
長され、これによって、第１のトランジスタQ₁のエミッ
タのクリップ電圧は、第１のトランジスタQ₁のコレクタ
電流の変化に拘わらず略一定と成る。

又、第２の基準電位点及び第４のトランジスタQ₄のベ
ース間に、第３及び第４のトランジスタQ₃、Q₄の各ベー
スに微少バイアス電流を流すための抵抗器（14）を設け
たので、第１のトランジスタQ₁のオンオフに拘らず、第
３のトランジスタQ₃は常時通電状態と成って、第３のト
ランジスタQ₃の応答が頗る速くなり、このためクリップ
の応答が速く成ると共に、第１のトランジスタQ₁の導
通、非導通の如何に拘らず、第３、第４及び第２のトラ
ンジスタQ₃、Q₄、Q₂が常時導通状態になるので、第３、
第４及び第２のトランジスタQ₃、Q₄、Q₂の遮断周波数
（トランジション周波数）を高くすることができる。

〔実施例〕

以下に、第１図を参照して、本考案をVTRの記録系の
ホワイトクリップ回路に適用した実施例を説明するも、
第１図において、第２図と対応する部分には、同一符号
を付して、重複説明を省略する。入力端子（１）からの
輝度信号（前段の回路で、ペデスタルクランプ及びプリ
エンファシスされている）は、エミッタフォロア型のNP
Nトランジスタ（２）のベースに供給される。

次に、このクリップ回路（10）について説明する。入
力端子（４）が抵抗器（５）を通じて、クリップ用のPN
PトランジスタQ₁のエミッタ及び出力端子（６）に接続
される。トランジスタQ₁のベースは、NPNトランジスタQ
₂のエミッタに接続される。トランジスタQ₂のコレクタ
は、電源＋Ｂに接続される。トランジスタQ₂のベースに
は、電源（11）の正極が接続され、その負極が接地され
て、トランジスタQ₂のベースに、所定直流電圧Vwが与え
られる。

更に、（13）はカレントミラー回路で、ダイオード接
続のNPNトランジスタQ₃及びNPNトランジスタQ₄から構成
される。トランジスタQ₃、Q₄の各ベースが互いに接続さ
れると共に、その接続点が抵抗器（14）を通じて電源＋
Ｂに接続される。トランジスタQ₃、Q₄の各エミッタが接
地される。そして、トランジスタQ₃のベースが、トラン
ジスタQ₁のコレクタに接続される。トランジスタQ₄のコ
レクタが、トランジスタQ₂のエミッタに接続される。
尚、抵抗器（14）は、トランジスタQ₃、Q₄の各ベースに
微少バイアス電流を流すための高抵抗の抵抗器である。

このクリップ回路（10）では、入力端子（４）に供給
される正極性の輝度信号の白レベル側が、トランジスタ
Q₁のエミッタにおいてクリップ電圧Ｖを越えたとき、ト
ランジスタQ₁が導通して、この輝度信号にクリップが掛
けられる。このクリップ電圧Ｖは次式のように表され
る。

Ｖ＝Vw−（kT/q）・ln〔（I₁＋Ir） ／Iss₂〕 ＋（kT/q）・ln（I₁／Iss₁） ………（２） 但し、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電子
の電荷、I₁はトランジスタQ₁のコレクタ電流、Iss₁はト
ランジスタQ₁のコレクタ飽和電流、Iss₂はトランジスタ
Q₂のコレクタ飽和電流、Irは抵抗器（14）を流れる電流
である。又、トランジスタQ₄のコレクタ電流をI₄とする
と、これはトランジスタQ₂のエミッタ電流（コレクタ電
流）に略等しく、且つ又、カレントミラー回路（13）に
よって、I₁＋Irに等しく成る。

この（２）式を変形すると、次式のように成る。

Ｖ＝Vw＋（kT/q）・ln〔I₁／（I₁＋Ir）〕 ＋（kT/q）・ln（Iss₂／Iss₁） ………（３） そして、この（３）式において、 Iss₂＝Iss₁ と置くと、（３）式は次式のように表される。

Ｖ＝Vw＋（kT/q）・ ln〔I₁／（I₁＋Ir）〕 ………（４） 更に、この（４）式において、I₁≧Irとすると、
（４）式は次式のような近似式と成る。

Ｖ≒Vw ………………（５） この（５）式から、クリップ電圧Ｖは、トランジスタ
Q₁のコレクタ電流の影響を殆ど受けないことが分かる。

次に、このクリップ回路の動作を説明する。トランジ
スタQ₁が導通状態にあるとき、トランジスタQ₁のコレク
タ電流が増大（減少）した場合、第２のトランジスタQ₂
のエミッタ電流も増大（減少）し、これにより、トラン
ジスタQ₁のベース電流が増大（減少）し、このため、ト
ランジスタQ₁のコレクタ電流の増大（減少）が助長され
るが、カレントミラー回路（13）の存在によって、トラ
ンジスタQ₁、Q₂のコレクタ電流及びコレクタ飽和電流の
各絶対値はそれぞれ略等しくなり、これによって、トラ
ンジスタQ₁のエミッタ・ベース間電圧と、トランジスタ
Q₂のベース・エミッタ間電圧とが略等しくなるので、ト
ランジスタQ₁のエミッタのクリップ電圧は、トランジス
タQ₁のコレクタ電流の変化に拘わらす略一定と成る。こ
のため、クリップされるべき信号が小振幅であっても、
鋭いクリップを掛けることができる。

尚、抵抗器（14）によって、トランジスタQ₃、Q₄のベ
ースに微少バイアス電流が流されているので、第１のト
ランジスタQ₁のオンオフに拘らず、第３のトランジスタ
Q₃は常時通電状態となって、第３のトランジスタQ₃の応
答が頗る速くなり、このためクリップの応答が速くなる
と共に、トランジスタQ₁の導通、非導通の如何に拘わら
ず、トランジスタQ₃、Q₄及びQ₂は常時導通状態にあり、
このため、トランジスタQ₃、Q₄及びQ₂の遮断周波数（ト
ランジション周波数）を高くすることができる。

上述の各トランジスタの導電形式は、夫々上述の実施
例の場合の逆にすることができ、それに応じて、基準電
位点としての電源電位及び接地電位を設定することがで
きる。そして、本考案は、輝度信号に対するダーククリ
ップ回路、その他の信号に対するクリップ回路にも適用
し得る。

〔考案の効果〕

上述せる本考案によれば、クリップされるべき信号の
信号路にエミッタが接続された第１のトランジスタと、
その第１のトランジスタのベースにエミッタが接続され
ると共に、ベースに所定電圧が与えられた、第１のトラ
ンジスタと導電型を異にする第２のトランジスタと、第
１のトランジスタのコレクタ及び第１の基準電位点間
に、コレクタ・エミッタ間が接続された、カレントミラ
ー回路を構成するダイオード接続の第３のトランジスタ
と、第２のトランジスタのエミッタ及び第１の基準電位
点間に、コレクタ・エミッタ間が接続されたカレントミ
ラー回路を構成する第４のトランジスタとによって、ク
リップ回路を構成したので、第１のトランジスタのエミ
ッタのクリップ電圧は、その第１のトランジスタのコレ
クタ電流に変化に拘らず略一定になり、このためクリッ
プされるべき信号が小振幅であっても、鋭いクリップを
掛けることのできるクリップ回路を得ることができる。

又、第２の基準電位点及び第４のトランジスタのベー
ス間に、第３及び第４のトランジスタの各ベースに微少
バイアス電流を流すための抵抗器を接続したので、第１
のトランジスタのオンオフに拘らず、第３のトランジス
タは常時通電状態と成って、第３のトランジスタの応答
が頗る速くなり、このためクリップの応答が速く成ると
共に、第１のトランジスタの導通、非導通の如何に拘ら
ず、第３、第４及び第２のトランジスタが常時導通状態
になるので、第３、第４及び第２のトランジスタの遮断
周波数（トランジション周波数）を高くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すブロック線図、第２図
は従来例を示すブロック線図である。 Q₁〜Q₄は夫々トランジスタ、（５）は抵抗器、（13）は
カレントミラー回路、（14）は抵抗器である。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】クリップされるべき信号の信号路にエミッ
   タが接続された第１のトランジスタと、 該第１のトランジスタのベースにエミッタが接続される
   と共に、ベースに所定電圧が与えられた、上記第１のト
   ランジスタと導電型を異にする第２のトランジスタと、 上記第１のトランジスタのコレクタ及び第１の基準電位
   点間に、コレクタ・エミッタ間が接続された、カレント
   ミラー回路を構成するダイオード接続の第３のトランジ
   スタと、 上記第２のトランジスタのエミッタ及び上記第１の基準
   電位点間に、コレクタ・エミッタ間が接続された上記カ
   レントミラー回路を構成する第４のトランジスタと、 第２の基準電位点及び上記第４のトランジスタのベース
   間に接続された、上記第３及び第４のトランジスタの各
   ベースに微少バイアス電流を流すための抵抗器と からなるクリップ回路。