JP2835080B2

JP2835080B2 - 映像増幅回路

Info

Publication number: JP2835080B2
Application number: JP1162367A
Authority: JP
Inventors: 千春荒井
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1998-12-14
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JPH0327679A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は外部から入力されたビデオ信号を表示するCR
T表示装置に係わり、特に、CRTのカソードに印加される
ビデオ信号のレベル変動を補正する映像増幅回路に関す
る。

［従来の技術］ CRT表示装置のCRT（陰極線管）に画像を表示するため
には、一般のテレビジョンセットと同様に、第５図に示
すビデオ信号ａと水平同期信号ｂと垂直同期信号ｃとが
必要となる。そして、画像情報を含むビデオ信号ａはCR
Tのカソードに印加される。また、周波数f_H（周期T_H）
を有する水平同期信号ｂはCRTに巻装された水平偏向コ
イルの水平偏向回路へ印加され、周波数f_V（周期T_V）を
有する垂直同期信号ｃは垂直偏向コイルの垂直偏向回路
へ印加される。

第６図はビデオ信号ａをCRTのカソードへ印加する一
般的な映像増幅回路図である。

入力端子１を介して入力されたビデオ信号ａは結合コ
ンデンサ２を介してビデオ増幅器３へ入力される。な
お、このビデオ増幅器３の周波数特性は直流領域までカ
バーする必要があるので一般に直流増幅器で構成する必
要がある。しかし、ビデオ増幅器３の入力電圧が0Vのと
き、出力電圧が黒レベルである必要はなくオフセットが
あってもよい。したがって、一般に、ビデオ増幅器３は
反転AC増幅器が使用されるので、結合コンデンサ２がビ
デオ増幅器３の前段に挿入されている。ビデオ増幅器３
にて増幅されたビデオ信号は極性反転されてCRT4のカソ
ードＫへ印加される。そして、カソードＫから出射され
た電子、すなわち電子ビーム５は第１グリッドG₁で制御
され、第2,第３グリッドを経由して、図示しない水平偏
向コイルおよび垂直偏向コイルで水平方向および垂直方
向に偏向された後、CRT4の表示画面4aの蛍光面に入射す
る。

さらに、このような結合コンデンサ２を使用した回路
においては、電子ビーム５が表示画面4a上を左端から右
端まで走査される間にビデオ増幅器３の出力信号の直流
レベルが変動してしまう。そこで、電子ビーム５が右端
から左端まで戻る期間内、すなわち第５図のビデオ信号
ａにおけるバックポーチ期間T_B内にビデオ信号ａの信号
レベルを基準となる黒レベルに戻す必要がある。したが
って、一般には、図示するようなクランプ回路６が組込
まれている。

このクランプ回路６においては、ビデオ増幅器３の出
力信号を抵抗7a,7bで分圧し、中間点をバッファアンプ
８を介し、さらに前記ビデオ信号ａのバックポーチ期間
T_Bのみ閉成されるアナログスイッチ９を介してコンデン
サ10に接続すると共に、バッファアンプ11および抵抗12
を介してビデオ増幅器３の入力端子に接続している。ま
た、コンデンサ10の他端は接地されている。

このようなクランプ回路６において、アナログスイッ
チ９が閉成されているバックポーチ期間T_Bにコンデンサ
10が規定電圧に充電され、その規定電圧がバッファアン
プ11および抵抗12を介してビデオ増幅器３へ入力され
る。すなわち、ビデオ増幅器３の入力端子へ印加されて
いるビデオ信号ａの信号レベルはバックポーチ期間T_B終
了時点においては、基準となる黒レベルになる。

バックポーチ期間T_Bが終了するとアナログスイッチ９
が解放する。したがって、それ以降次のバックポーチ期
間T_Bが到来するまで、先のバックポーチ期間T_Bにて充電
されたコンデンサ10の端子電圧、すなわち規定電圧がビ
デオ増幅器３の入力端子に継続して印加される。よっ
て、ビデオ信号ａの直流レベルはコンデンサ10とバッフ
ァアンプ11および抵抗12とで形成されたサンプルホール
ド回路でもって、次のバックポーチ期間T_Bまで保持され
る。

したがって、CRT4のカソードＫに印加されるビデオ信
号の直流レベルが基準となる黒レベルから大きく変化す
ることはない。

また、第７図に示すように、ビデオ増幅器３の出力端
子にコンデンサ3aを接続し、かつCRT1のカソード端子に
バックポーチ期間T_Bだけ導通するアナログスイッチ3cを
介して電源3bを接続した映像増幅回路も考えられる。

このような回路においては、ビデオ増幅器３の出力信
号はコンデンサ3aで直流成分が一旦遮断された後、改め
て電源3bから所定直流成分が印加される。この場合、結
果的に、ビデオ増幅器３は直流成分の増幅を行っていな
いのでAC増幅器となる。しかし、この場合においてもビ
デオ増幅器３が飽和しないようにクランプ回路を設ける
場合が多い。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このようなクランプ回路を使用した映
像増幅回路においてもまだ次のような問題があった。

すなわち、ビデオ信号ａにおける一つのバックポーチ
期間T_Bから次のバックポーチ期間T_Bまでの期間、ビデオ
信号ａの直流レベルは前記サンプルホールド回路の出力
電圧にて定まる。しかし、サンプルホールド回路のコン
デンサ10に生じるリーク電流のため、サンプルホールド
回路の出力電圧も徐々に低下する。よって、カソードＫ
に印加されるビデオ信号の直流レベルが低下する。その
結果、表示画面4aの右端近傍の画像の輝度が低下する。

なお、リーク電流による電圧低下を抑制するために
は、サンプルホールド回路のコンデンサ10の容量を増大
することが考えられる。しかし、コンデンサ10の容量を
増大すると、コンデンサ10を前記規定電圧まで充電する
のに要する時間が増大する。その結果、アナログスイッ
チ９が閉成するバックポーチT_B時間内に充電しきれない
問題がある。

さらに、ビデオ増幅器３にAC増幅器を使用すると、周
波数特性のうちの直流成分近傍の直線性が低下するの
で、たとえ第８図（ａ）に示す正しい波形のビデオ信号
を入力したとしても、出力信号は同図（ｂ）に示すよう
に歪み、白の明るい画像は暗くなり、黒の暗い画像は明
るくなる問題が生じる。すなわち、たとえクランプ回路
を設けたとしても歪成分を除去することはできない。

また、一般のビデオ信号ａにおける黒レベルを示す基
準レベルは0Vであるが、コンピュータのモニタ用のCRT
においては、水平同期信号の周波数f_Hが例えば64kHzと
高く、ビデオ信号ａもTTL回路ではなく、ECL回路を使用
して作成され、ビデオ信号ａの信号レベルが−1V〜0Vと
なっている場合がある。このような場合においては、ビ
デオ増幅器３としてはAC増幅器である必要がある。

なお、ビデオ増幅器３へ入力するまえに、ビデオ信号
ａを＋1Vだけシフトさせれば直流増幅器を使用可能であ
るが、広い周波数特性を有したシフト回路は非常に複雑
となり、かつ高価になる。

さらに、カラーモニタ装置のインタフェース（I/F）
には３線式,4線式,5線式があり、３線式では、緑のビデ
オ信号に各同期信号を電圧重畳させており、他の２色の
各ビデオ信号とは直流電圧値が異なっている。よって、
AC増幅器でないと接続できない問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、ビデオ増幅器として直流増幅器を使用し、その直流
増幅器の入力端子をバックポーチ期間だけ接地する回路
とすることにより、サンプルホールド回路を除去するこ
とができ、また、ビデオ信号の直流レベルを直接接地レ
ベルにできるので、サンプルホールド回路のドリフト等
がなく、簡単な回路構成でもって画像品質を向上できる
映像増幅回路を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記課題を解消するために、本発明の映像増幅回路に
おいては、ビデオ信号の入力端子とCRTのカソード端子
との間に介挿され、ビデオ信号を増幅する直流増幅器
と、この直流増幅器と入力端子間に接続された結合コン
デンサと、直流増幅器の入力端子と接地間に介挿された
クランプ接点と、ビデオ信号におけるバックポーチ期間
のみクランプ接点を閉成するクランプ接点制御手段と、
結合コンデンサの両端子間に接続され、結合コンデンサ
を選択的に短絡させるAC/DC動作モード切換スイッチと
を備えたものである。

［作用］このように構成された映像増幅回路であるから、ビデ
オ信号を増幅するビデオ増幅器として、従来のAC増幅器
の代りに、入力信号に含まれる直流成分から高周波成分
まで一様に増幅できる直流増幅器を使用している。結合
コンデンサの両端子間には、この画像増幅回路をACモー
ドで動作させるか、DCモードで動作させるかを切換える
AC/DC動作モード切換スイッチが接続されている。

そして、ACモードで動作させる場合は、AC/DC動作モ
ード切換スイッチを開放しておく。このような状態にお
いては、結合コンデンサに電荷が充放電されるので入力
されたビデオ信号の状態によって直流レベルが変動する
が、直流増幅器の入力端子と接地間に介挿されたクラン
プ接点をビデオ信号のバックポーチ期間のみ閉成する
と、前記結合コンデンサに蓄積されている電荷が充放電
して、直流増幅器に入力されているビデオ信号の直流レ
ベルが基準となる接地レベルになる。

また、DCモードで動作させる場合は、AC/DC動作モー
ド切換スイッチを閉成しておく。このような状態におい
ては、結合コンデンサは短絡されているので、直流増幅
器には入力端子を介してビデオ信号が直接入力され、結
合コンデンサの存在に起因するビデオ信号の直流レベル
変動は生じない。よって、この場合には、前記クランプ
接点は開放しておく。なお、クランプ接点をACモード時
と同様に開閉制御してもよい。

［実施例］以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例の映像増幅回路の概略構成を示すブロ
ック図である。第６図と同一部分には同一符号が付して
ある。

入力端子21を介して入力された、第３図に示すビデオ
信号ａは結合コンデンサ22を介して直流増幅器23へ入力
される。この直流増幅器23は、周知のように、入力信号
に含まれる直流（DC）成分から高周波成分まで広い周波
数領域に亘って一様に増幅できる増幅器である。この直
流増幅器23の出力端子23bはCRT4のカソードＫに接続さ
れている。

また、前記結合コンデンサ22の両端子間にはAC/DC動
作モード切換スイッチ24が接続されている。そして、こ
のAC/DC動作モード切換スイッチ24は操作パネル25から
の操作指令にて閉鎖操作される。すなわち、このクラン
プ回路を通常のACモードで動作させる場合には、AC/DC
動作モード切換スイッチ24を開放する。一方、このクラ
ンプ回路をDCモードで動作させる場合には、AC/DC動作
モード切換スイッチ24を閉成して、結合コンデンサ22を
短絡しておく。

また、直流増幅器23の入力端子23aと接地間には抵抗
を介して例えば半導体アナログスイッチ等で形成された
クランプ接点26が介挿されている。そして、このクラン
プ接点26はスイッチ駆動回路27にて開閉制御される。な
お、入力端子23aと接地間にはインピーダンス整合用の
抵抗28が介挿されている。

さらに、入力端子29から入力される第３図に示す水平
同期信号ｂは、図示しない水平偏向コイルへ励磁電流i_H
を通流させる水平偏向回路30へ入力されるとともに単安
定回路31へ入力される。単安定回路31は、水平同期信号
ｂのＬレベルパルスが入力されると、例えば抵抗とコン
デンサとの時定数で定まる一定時間T₀だけＬレベルとな
る出力信号ｄをスイッチ駆動回路27へ送出する。スイッ
チ駆動回路27は前記一定時間T₀だけ前記クランプ接点26
を閉成する。

なお、前記単安定回路31内に設定された一定時間T
₀は、第３図に示すように、ビデオ信号ａのバックポー
チ期間T_Bより若干短い時間に設定されている。よって、
スイッチ駆動回路27および単安定回路31はクランプ接点
26を開閉制御するクランプ接点制御手段を構成する。

前記直流増幅器23はその使用目的によって種々の回路
構成が考えられるが、例えば第２図に示すように、結合
コンデンサを短絡して、前段の負荷抵抗に生じた電圧を
直接次段の入力回路に加えた直結増幅器を使用すること
が可能である。

すなわち、入力端子23aから入力されたビデオ信号ａ
は前段のトランジスタ32aのベースに印加され、トラン
ジスタ32aのベースには電源33から分圧抵抗34a,34bにて
分圧されたバイアス電圧が印加されている。そして、ト
ランジスタ32aのコレクタにダイオードを介して接続さ
れた負荷抵抗35に生じた出力電圧を次段のトランジスタ
32bのベースへ直接印加している。次段のトランジスタ3
2bのコレクタから出力端子23bへ増幅された出力信号を
導出している。

このように構成された映像増幅回路において、この映
像増幅回路を通常のACモードで動作させる場合は、操作
パネル25を操作してAC/DC動作モード切換スイッチ24を
開放しておく。

よって、入力端子21から入力された第３図に示す信号
波形を有したビデオ信号ａは、結合コンデンサ22を介し
てビデオ増幅器としての直流増幅器23へ入力される。直
流増幅器23は入力したビデオ信号ａを増幅して、CRT4の
カソードＫへ印加する。

この場合、他方の入力端子29には前記ビデオ信号ａに
同期した水平同期信号ｂが入力され、その水平同期信号
ｂのＬレベルのパルスで単安定回路31が動作して一定時
間T₀だけＬレベルとなる出力信号ｄをスイッチ駆動回路
27へ送出する。スイッチ駆動回路27は前記一定時間T₀だ
けクランプ接点26を閉成する。この一定時間T₀はビデオ
信号ａのバックポーチ期間T_B内に設定されているので、
直流増幅器23に入力されるビデオ信号ａはその一定時間
T₀のみ接地される。しかして、その時間T₀内に、結合コ
ンデンサ22に蓄積された電荷が充放電されるので、バッ
クポーチ期間T_B終了時点においては、直流増幅器23に入
力されるビデオ信号ａの信号レベル、すなわちビデオ信
号ａの直流レベルは基準となる接地レベルとなる。

しかして、直流増幅器23からCRT4のカソードへ印加さ
れるビデオ信号の基準となる黒レベルが変動することは
ないので、CRT4にビデオ信号ａに正しく対応した画像が
表示される。

次に、この映像増幅回路をDCモードで動作させる場合
は、操作パネル25を操作してAC/DC動作モード切換スイ
ッチ24を閉成して、結合コンデンサ22を短絡させてお
く。また、スイッチ駆動回路27の動作を停止して、クラ
ンプ接点26を開放しておく。

しかして、入力端子21を介して入力されたビデオ信号
ａはAC/DC動作モード切換スイッチ24を介して直接直流
増幅器23へ入力される。直流増幅器23は入力されたビデ
オ信号ａを増幅してCRT4のカソードＫへ印加する。

この場合、ビデオ信号ａの信号路に結合コンデンサ22
が介挿されていないので、直流増幅器23へ入力するビデ
オ信号ａの直流レベルが変動することはない。したがっ
て、直流増幅器23からCRT4のカソードＫへ印加されるビ
デオ信号の基準となる黒レベルが変動することがなく、
CRT4にビデオ信号ａに正しく対応した画像が表示され
る。

また、第４図に示すように、一般のビデオ信号ａにお
ける黒レベルを示す基準レベルは0Vであるが、前述した
ように、コンピュータのモニタ用のビデオ信号として黒
レベルを示す基準レベルが−1Vの場合がある。このよう
なビデオ信号を直流増幅器23で増幅する場合には、クラ
ンプ回路の動作モードをACモードに設定して、CRT4にビ
デオ信号に正しく対応した画像を表示することができ
る。

このような映像増幅回路であれば、第６図に示すよう
なコンデンサ10を組込んだサンプルホールド回路を使用
する必要がないので、一つのバックポーチ期間T_Bから次
のバックポーチ期間T_Bまでの間にビデオ増幅器に入力さ
れるビデオ信号の直流レベルが変動することはなく、ビ
デオ信号に正しく対応した画像を表示することができ
る。

また、ビデオ信号ａの一つのバックポーチ期間T_Bから
次のバックポーチ期間T_Bまでの間に結合コンデンサ22に
蓄積された電荷はごく僅かであり、クランプ接点26を閉
じることにより短時間に接地へ充放電できる。よって、
クランプ接点26の閉成時間T₀を、従来のアナログスイッ
チ９の閉成時間に比較して短くすることが可能である。
その結果、バックポーチ時間T_Bの長さも短くできるの
で、他の設計条件の自由度が大きくなる。

また、直流増幅器23を使用しているので、第８図に示
した出力信号における波形歪発生を回避できるので、ビ
デオ信号ａにより忠実な画像を得ることができる。

さらに、必要に応じてACモードとDCモードとを切換設
定できるので、例えば医療電子装置のCTスキャナ用モニ
タ装置等の非常に高画質を要求される用途にはDCモード
に設定し、ビデオ信号ａが前述したECL回路から出力さ
れたものであれば、ACモードに設定すればよい。

さらに、前述したように、カラーモニタ装置のインタ
フェースが3,4,5線式に切換可能な場合には、従来は4,5
線式の場合でもACモードのみであったが、本発明によれ
ば、DCモードで動作させることが可能となる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。実施例においては、この映像増幅回路の動作モー
ドをDCモードに設定した場合は、クランプ接点26を開放
状態に維持したが、ACモード時と同様にバックポーチ期
間T_Bのみ閉成してもよい。

［発明の効果］以上説明したように本発明の映像増幅回路によれば、
ビデオ増幅器として直流増幅器を使用し、その直流増幅
器の入力端子をバックポーチ期間だけ接地することによ
り前段に挿入された結合コンデンサの電荷を接地に充放
電している。したがって、サンプルホールド回路を除去
することができ、ビデオ信号の直流レベルを接地レベル
にできるので、ビデオ信号の直流レベルの変動を極力抑
制でき、簡単な回路構成でもってCRTに表示される画像
の品質を向上できる。さらに、必要に応じてACモードと
DCモードとを切換設定できるので幅広い用途に応用でき
る。

【図面の簡単な説明】第１図乃至第４図は本発明の映像増幅回路を示すもので
あり、第１図は全体を示す回路図、第２図は直流増幅器
の回路図、第３図は動作を示すタイムチャート、第４図
はビデオ信号波形図であり、第５図は映像増幅回路に入
力される一般的な信号の波形図、第６図および第７図は
従来の映像増幅回路の回路図、第８図は同従来回路の問
題点を説明するためのビデオ信号波形図である。４……CRT、21……入力端子、22……結合コンデンサ、2
3……直流増幅器、24……AC/DC動作モード切換スイッ
チ、26……クランプ接点、27……スイッチ駆動回路、31
……単安定回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ビデオ信号の入力端子（21）とCRT（４）
のカソード端子との間に介挿され、前記ビデオ信号を増
幅する直流増幅器（23）と、この直流増幅器と前記入力端子間に接続された接合コン
デンサ（22）と、前記直流増幅器の入力端子と接地間に介挿されたクラン
プ接点（26）と、前記ビデオ信号におけるバックポーチ期間のみ前記クラ
ンプ接点を閉成するクランプ接点制御手段（27,31）
と、前記結合コンデンサの両端子間に接続され、この結合コ
ンデンサを選択的に短絡させるAC/DC動作モード切換ス
イッチ（24）とを備えた映像増幅回路。