JP2549147B2

JP2549147B2 - クランプ回路

Info

Publication number: JP2549147B2
Application number: JP63105402A
Authority: JP
Inventors: 秀一松尾; 彰文田畑; 滋行伊藤; 由純綿谷
Original assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd
Priority date: 1988-04-30
Filing date: 1988-04-30
Publication date: 1996-10-30
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: JPH01278116A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、映像信号等の入力信号を所定電位にクラン
プして出力するクランプ回路に関する。

〔従来の技術〕

映像信号処理系におけるペデスタルレベルのクランプ
回路は、輝度信号のペデスタルレベルを制御パルスによ
つて一定レベルにするための回路である。

従来のクランプ回路は、特開昭61−49559号公報に記
載のように、入力側のNPNトランジスタのエミツタが抵
抗を介してスイツチングトランジスタのコレクタに接続
され、このスイツチングトランジスタのベースに比較回
路の出力が帰還され、また、上記比較回路の非反転入力
端子には、電源電圧を抵抗で分割して一定電圧を印加す
る構成となつていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、電源電圧が低く、安定性に
欠けるような電源を使用する場合には、スイツチングト
ランジスタが飽和しない領域で使用しなければならない
ため、ダイナミツクレンジを十分にとれず、また、比較
回路の非反転入力端子の電位が電源電圧変動に伴なつて
変化するためクランプ電位を一定に保持できないという
問題がある。この問題は、電源としてバツテリーを使用
するカメラ一体形VTRや携帯用VTRの場合には重大なもの
となる。

本発明の目的は、電源電圧が低い場合でも十分広いダ
イナミツクレンジを有し、電源電圧変動や温度特性変化
によつてクランプ電位が変化しない構成としたクランプ
回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、基準電圧発生回路、３対のカレントミラ
ー回路を有した電流出力形成の差動増幅器、比較回路を
用いてクランプ回路を構成することにより達成される。

〔作用〕

基準電圧発生回路は、電源電圧変動や温度特性変化の
影響が出力電圧に及ばないよう補償されているものであ
る。この基準電圧発生回路の出力電圧を比較回路の基準
電位に用いてクランプ電位の変動を防ぐ。また、比較回
路の出力を差動増幅器の一方の入力端子に帰還し、他の
入力端子から映像信号を入力するようにし、さらにカレ
ントミラー負荷等を採用することで電流出力を得る構成
でダイナミツクレンジを拡大する。そして、この差動増
幅器の出力電流を、一端を基準電圧発生回路の出力端子
に接続した負荷抵抗に流す構成でクランプ回路から出力
される映像信号に対する電源電圧変動の影響を除外す
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第７図は本発明を適用した映像信号処理系のブロック
図であつて、１は映像信号入力端子、２はAGC回路、３
はLPF、４は基準電圧発生回路、５はキードクランプ回
路、６はエンフアシス回路、７は周波数変調回路（FM.M
OD）、８はHPF、９は加算器、10はBPF、11はACC回路、1
2はくし形フイルタ、13はクロマ処理回路、14は周波数
変換回路（REC.CONV）、15はLPF、16は記録増幅回路（R
EC.AMP）、17,19はビデオヘツド、18は磁気テープ、20
は再生増幅器（PB.AMP）、21はHPF、22は周波数復調回
路（FM.DEMOD）、23はLPF、24はデイエンフアシス回
路、25はノイズ除去回路、26は加算器、27はLPF、28はA
CC回路、29は周波数変換回路（PB.CONV）、30はBPF、31
はくし形フイルタ、32は再生クロマ処理回路、33はピー
ククランプ回路、34は映像出力増幅回路、35は映像信号
出力端子である。

同図において、記録時には、入力端子１から入力され
た映像信号は、AGC回路２で所定レベルに制御され、LPF
3でクロマ信号成分が除去される。LPF3で抽出された輝
度信号は、そのペデスタルの直流電位が基準電圧発生回
路４で作られた基準電圧を基にした所定のレベルに保持
されるよう、キードクランプ回路５で制御され、エンフ
アシス回路６に供給される。このエンフアシス回路６及
び次段の周波数変調回路７で所望の記録処理を受けた輝
度信号は、HPF8で不要成分を除去された後、加算器９に
供給される。

一方、BPF10で抽出されたクロマ信号は、ACC回路11,
記録クロマくし形フイルタ回路12及び記録クロマ処理回
路13で所望の記録処理がなされた後、周波数変換回路14
で輝度FM信号の低減に変換される。低減変換されたクロ
マ信号は、LPF15で不要成分を除去された後、加算器９
に供給され、先の輝度信号と加算される。加算器９で加
算された信号は、記録増幅回路16で増幅された後、ビデ
オヘツド17を介して磁気テープ18に記録される。

再生時には、ビデオヘツド19を介して磁気テープ18か
ら再生された信号が、再生増幅回路20で増幅され、HPF2
1及びLPF27に供給される。HPF21では輝度FM信号のみが
抽出され、復調回路22に供給される。復調回路22で復調
された再生輝度信号は、LPF23,デイエンフアシス回路2
4、ノイズ除去回路25で所望の再生処理を施された後、
加算器26に供給される。一方、LPF27では低域クロマ信
号が抽出され、ACC回路28に供給される。ACC回路28で所
定のレベルに制御された低域クロマ信号は、周波数変換
回路29で元の搬送色信号に復元され、その後BPF30、再
生クロマくし形フイルタ回路31で不要成分が除去され
る。不要成分を除去された再生クロマ信号は、再生クロ
マ処理回路32で所望のクロマ処理を受けた後、加算器26
で先の再生輝度信号と加算される。加算器26で加算され
た信号は、ピーククランプ回路33に供給され、同期信号
先端の直流電位が、基準電圧を基にした所定のレベルに
保持されるよう制御された後、映像出力増幅回路34を介
して出力端子35より出力される。

以上が第７図に示した映像信号処理系の記録・再生の
基本動作である。

記録時のキードクランプ回路５、再生時のピーククラ
ンプ回路33は共に基準電圧発生回路４で作られる基準電
圧を利用しており、システム電源の電圧変動の影響を受
けない。

次に、本発明によるキードクランプ回路の一実施例を
説明する。

第１図は本発明によるキードクランプ回路５の一実施
例を示す回路図であつて、36は差動増幅器、37は比較回
路、38〜41は抵抗、42〜50はNPNトランジスタ、51〜55
はPNPトランジスタ、56〜60は電流源、61はコンデン
サ、62は電源端子、63は入力端子、64はキードパルス入
力端子、65は出力端子、66は基準電圧発生端子である。

同図において、トランジスタ42,43により差動増幅器3
6が構成され、トランジスタ42のベースは入力端子63
に、トランジスタ43のベースはトランジスタ45のエミツ
タと電流源58とにそれぞれ接続されている。トランジス
タ42のコレクタは、ダイオード接続されたトランジスタ
51のコレクタ及びベースと、トランジスタ52のベースと
に接続され、このトランジスタ51と52によりカレントミ
ラー負荷が構成される。トランジスタ42のエミツタは電
流源56と抵抗38の一端に接続されており、前記抵抗38の
他端は、電流源57とトランジスタ43のエミツタとに共通
接続されている。トランジスタ51,52のエミツタは共に
電源端子62に接続され、トランジスタ43のコレクタは出
力端子65、トランジスタ46のベース、トランジスタ52の
コレクタ、抵抗40の一端に共通接続されている。この抵
抗40の他端は、基準電圧源端子66とトランジスタ50のベ
ースとに接続されている。トランジスタ46のコレクタは
電源端子62に、エミツタは電流源59とトランジスタ47の
ベースとに共通接続され、トランジスタ50のコレクタは
電源端子62に、エミツタは電流源60とトランジスタ49の
ベースとに共通接続されている。このトランジスタ47と
49とにより比較器37が構成され、トランジスタ47のコレ
クタは、ダイオード接続されたトランジスタ54のコレク
タ及びベースとトランジスタ55のベースとに共通接続さ
れ、トランジスタ47のエミツタはトランジスタ48のコレ
クタとトランジスタ49のエミツタとに接続されている。
トランジスタ49のコレクタは、トランジスタ55のコレク
タ、トランジスタ53のベース、コンデンサ61の一端とに
共通接続され、該コンデンサ61の他端は電源端子62に接
続されている。トランジスタ54と55とによりカレントミ
ラー負荷が構成され、トランジスタ54及び55のエミツタ
は電源端子62に接続されている。トランジスタ48のベー
スはキードパルス入力端子64に、エミツタは抵抗41の一
端にそれぞれ接続され、この抵抗41の他端は接地されて
いる。トランジスタ53のコレクタは接地され、エミツタ
はトランジスタ44のベースと抵抗39の一端に接続されて
いる。この抵抗39の他端とトランジスタ44のコレクタは
電源端子62に接続されている。トランジスタ44のエミツ
タはダイオード接続されたトランジスタ45のコレクタ及
びベースに接続されている。

次に第１図に示した構成の動作について説明する。

トランジスタ48がオフ状態である場合、即ち比較回路
37がオフしている場合には、コンデンサ61に貯蓄された
電荷によりトランジスタ53のベース電位が保持され、し
たがってトランジスタ43のベース電位も保持される。差
動増幅器36の負荷はカレントミラー負荷であるため、ト
ランジスタ52のコレクタ電流はトランジスタ42のコレク
タ電流と等しく、トランジスタ52のコレクタ電流とトラ
ンジスタ43のコレクタ電流の差電流が抵抗40に流れる。
すなわち、入力端子63の電位がトランジスタ43のベース
電位より高い場合には、トランジスタ52のコレクタから
抵抗40を経由して基準電圧源端子66に電流が供給されて
出力端子65の電位は基準電圧V_Rより高くなり、入力端子
63の電位がトランジスタ43のベース電位より低い場合に
は、基準電圧源端子66から抵抗40を経由してトランジス
タ43のコレクタに電流が供給されて出力端子65の電位は
基準電圧V_Rより低くなる。

ここで、出力端子65の電位が基準電圧V_Rより高いと
き、即ちトランジスタ47のベース電位がトランジスタ49
のベース電位より高いとき、トランジスタ48がオンした
場合の動作を説明する。比較回路37の負荷はカレントミ
ラー負荷であるため、トランジスタ55のコレクタ電流は
トランジスタ47のコレクタ電流と等しい。一方、トラン
ジスタ47のベース電位がトランジスタ49のベース電位よ
り高い状態では、トランジスタ49のコレクタ電流はトラ
ンジスタ47のコレクタ電流より小さいため、この差電流
がコンデンサ61に流れ込み、トランジスタ53のベース電
位が上がる。したがつてトランジスタ43のベース電位も
上がり、このベースと入力端子63との電位差が小さくな
る。その結果、トランジスタ52のコレクタから抵抗40を
経由して基準電圧源端子66に供給される電流が減少し、
出力端子65の電位は下がる。上記の帰還は、出力端子65
の電位が基準電圧V_Rに等しくなるまで作用し、このとき
入力端子63の電位とトランジスタ43のベース電位は等し
く、抵抗40に電流は流れなくなる。

また、出力端子65の電位が基準電圧V_Rより低いときに
トランジスタ48がオンした場合には上記と逆に動作し、
出力端子65の電位は基準電圧V_Rに等しくなる。すなわ
ち、比較回路37がオンしている間、出力端子65の電位が
常に基準電圧V_Rと等しくなるよう動作する。

第２図は第１図の動作を説明する波形図であつて、同
図を用いて、映像信号が入力端子63より入力される場合
について説明する。

第２図（ａ）は入力端子63より入力される映像信号
を、同図（ｂ）はキードパルス入力端子64より入力され
るキードパルスを、そして同図（ｃ）は出力端子65より
出力される映像信号を示す。ここで、比較回路37を第２
図（ｂ）に示すキードパルスが“H"である期間だけオン
するようにし、またこの“H"の期間は同図（ａ）のペデ
スタルレベル67の期間と同期させる。すると、このペデ
スタルレベル67の期間のみ前述の帰還が働き、出力端子
65より出力される映像信号のペデスタルレベルは、第２
図（ｃ）に示すように常に基準電圧V_Rに等しくなる。す
なわち、出力端子65より出力される映像信号のペデスタ
ルレベルは、基準電圧V_Rにクランプされる。

次に本発明によるピーククランプ回路33について説明
する。

第３図は本発明によるピーククランプ回路33の一実施
例を示す回路図であつて、第１図に示すキードクランプ
回路５から抵抗41、トランジスタ48,54,55を削除し、ト
ランジスタ47のコレクタを電源端子62に接続、さらに電
流源68をトランジスタ47と49のエミツタに新たに接続し
た構成であり、第１図に対応する部分に同一符号をつけ
て重複する説明を省略する。

同図において、出力端子65の電位が基準電圧V_Rより高
い状態即ちトランジスタ47のベース電位がトランジスタ
49のベース電位より高い状態では、トランジスタ47がオ
ン、トランジスタ49がオフしてコンデンサ61に電流は流
れない。そのため、コンデンサ61に蓄積された電荷によ
り、トランジスタ53のベース電位は保持されている。し
たがつて、トランジスタ43のベース電位も保持されてお
り、この状態ではトランジスタ43のベース電位は入力端
子63の電位よりも低い。すなわち、入力端子63の電位が
トランジスタ43のベース電位より高い状態が続いている
間は、出力端子65の電位は基準電圧V_Rより高くなるた
め、トランジスタ43のベース電位は一定であり、結局、
入力端子63の電位に応じて出力端子65の電位が変動す
る。ここで、入力端子63の電位がトランジスタ43のベー
ス電位より低くなると、基準電圧源端子66から抵抗40を
経由してトランジスタ43のコレクタに電流が流れるた
め、トランジスタ46のベースは基準電圧V_Rより低くな
る。したがつて、トランジスタ49がオンして、コンデン
サ61からトランジスタ49のコレクタに電流が供給され
る。このためトランジスタ53のベース電位が下がり、し
たがつてトランジスタ43のベース電位も下がる。上記の
帰還は、入力端子63の電位とトランジスタ43のベース電
位が等しくなるまで働き、このとき出力端子65の電位は
基準電圧V_Rと等しくなる。

入力端子63より正相の映像信号が入力された場合に
は、上記の作用により、出力端子65より出力される映像
信号は、同期信号の先端電位が基準電圧V_Rと等しくなる
よう制御される。

なお、更にダイナミツクレンジを広くするには、キー
ドクランプの場合には第４図及び第５図に示した回路構
成とし、またピーククランプの場合には第６図に示した
回路構成とすれば良い。第４図，第５図，第６図の回路
の動作はＰ点におけるダイナミツクレンジが前記第１
図，第２図のＰ点におけるダイナミツクレンジがトラン
ジスタ43と52のトランジスタに制約されない構成とした
ものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、差動増幅器の出力は、電流とし
て、カレントミラー回路で負荷抵抗まで伝送されること
になるために、差動増幅器のコレクタには信号電圧が発
生しないため、カメラ一体型VTR（ムービ）で代表され
る低電圧電源で且つ電源電圧の安定性の悪い（電源電圧
にリップルを有する）条件の元でも、例えば、乾電池２
本の3V程度の電源電圧でも、充分広いダイナミックレン
ジを確保することができ、且つ、負荷抵抗を電源電圧変
動を除去した基準電圧源に接続しているため、電源リッ
プル等の影響を受けることなく、常に安定にクランプさ
れた信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるキードクランプ回路の一実施例を
示す回路図、第２図は第１図の動作を説明する波形図、
第３図は本発明によるピーククランプ回路の一実施例を
示す回路図、第４図と第５図は本発明によるキードクラ
ンプ回路の他の実施例を示す回路図、第６図は本発明に
よるピーククランプ回路の他の実施例を示す回路図、第
７図は本発明を適用した映像信号処理系のブロック図で
ある。４……基準電圧発生回路、５……キードクランプ回路、
33……ピーククランプ回路、36……差動増幅器、37……
比較回路。

フロントページの続き (72)発明者伊藤滋行神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者綿谷由純神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献特開昭61−63164（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号を所定電位にクランプして出力信
号とするクランプ回路において、電圧変動のない基準電圧発生回路と、前記出力信号と前記基準電圧発生回路から出力される基
準電圧とを比較する比較回路と、前記比較回路の出力を保持するコンデンサと、前記入力信号が供給される第１のトランジスタと前記コ
ンデンサに保持された比較出力が供給される第２のトラ
ンジスタとからなる差動増幅器と、前記差動増幅器の出力電流端子と前記基準電圧発生回路
の出力端子との間に接続された負荷抵抗と、前記第１のトランジスタと前記差動増幅器の出力電流端
子とに設けられた第１のカレントミラー回路と、前記第
２のトランジスタと前記差動増幅器の出力電流端子の前
段回路とに設けられた第２のカレントミラー回路と、前
記前段回路と前記差動増幅器の出力電流端子とに設けら
れた第３のカレントミラー回路と、の３対のカレントミ
ラー回路とを備え、電源電圧の変動及び温度特性の変化によるクランプ電位
の変動をなくし、広いダイナミックレンジを確保する構
成としたことを特徴とするクランプ回路。