JP3762368B2

JP3762368B2 - クランプ回路装置

Info

Publication number: JP3762368B2
Application number: JP2002381576A
Authority: JP
Inventors: 茂樹神村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004214918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、映像信号をデジタル処理する場合にアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路装置及びクランプ回路装置並びに電子回路システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタルで映像信号を処理する場合、Ａ／Ｄ変換装置を使用してアナログ映像信号をデジタル信号に変換していた。例えば、図６に示されるように、映像信号をＡ／Ｄ変換する場合、Ａ／Ｄのリファレンス電位内に映像信号が収まらなければならない。したがって、Ａ／Ｄ変換を行う際には、映像信号が所定の電位になるように、クランプ回路が必要となる。
【０００３】
クランプ回路は、映像信号の映像信号期間外の部分を使用してクランプする方法が一般的である。
【０００４】
図７は、こうしたクランプ回路の一般的な例を示した図である。図７に於いて、クランプ回路はコンデンサ（Ｃ）１で直流（ＤＣ）成分がカットされた後、アナログスイッチ２及び抵抗３を介して、高インピーダンスの能動素子であるトランジスタ４に接続される。そして、ここにクランプパルス期間クランプしたい電位が得られることで、クランプ動作を得ることができる。
【０００５】
フィードバック型クランプ回路では、Ａ／Ｄ変換されたデータからクランプ電位が導き出されて、クランプ回路に戻されることで、ある一定のＤＣ値に引き込まれる。
【０００６】
また、大規模ディジタル回路と混載してもそのノイズの影響によるＳ／Ｎ比特性劣化を最小限にするＡ／Ｄ変換器も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
更に、複数のＡ／Ｄコンバータで１映像信号を同時にサンプリングして、順次切換え直列にして出力する場合のＡ／Ｄコンバータ間のオフセット差による誤差を補正するＡ／Ｄ変換誤差補正回路が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−２１６７７２号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平１０−２８０５３公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、Ａ／Ｄ変換回路では、図８（ａ）に示されるように、ノイズが重畳されていない（ノイズ無し）映像信号と該映像信号のグラウンド（ＧＮＤ）信号で基準となるリファレンス電位を元にＡ／Ｄ変換が行われる。したがって、もしこの基準となる電位がずれたり、図８（ｂ）に示されるようにノイズが重畳された場合は、正確なアナログ／デジタル変換ができないことになり、映像信号を歪ませる大きな原因となっている。
【００１１】
このように、Ａ／Ｄ変換時のリファレンス電位にノイズが重畳された場合、映像には、縦縞・横縞・斜め縞等の同基板内で発生するクロック干渉のデジタルノイズが現れやすくなる。また、図８（ｃ）に示されるように、クランプ電位がずれた場合は、ホワイトバランスやブライトに影響が生じてしまう。
【００１２】
この発明は、リファレンス電位にノイズが重畳されても、デジタル的に除去し、かつクランプレベルの変動に対しても即座に応答して正常なクランプレベルを設定し、安定した動作を得るクランプ回路装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、入力されたアナログ映像信号をクランプするアナログクランプ回路と、前記アナログクランプ回路からの出力映像信号とグランド信号を導出するチョークコイルと、前記チョークコイルからのアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換回路と、前記チョークコイルからの前記アナログ映像信号と対のグラウンド信号をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換回路と、前記第１のＡ／Ｄ変換回路から出力されたデジタル映像信号から前記第２のＡ／Ｄ変換回路から出力されたデジタルグランド信号を引き算する演算回路と、前記演算回路のから出力されたデジタル映像信号のクランプ期間をサンプルしホールドするサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路でホールドしたデータ値と期待するクランプレベルデータ値とを比較して差分を得る比較器と、前記差分をキャンセルすべく、前記比較器から出力された差分を前記サンプルホールド回路に入力する映像信号にフィードバックしてフィードバック回路を備える。
【００２１】
更に、コピーガード信号が重畳された映像信号についても、非常に安定したクランプを行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１は、この発明の一実施の形態に係る電子回路システムの構成を示した図である。
【００２４】
図１に於いて、映像信号のＤＣ成分をカットし、クランプ電位を保持するためのコンデンサ（Ｃ）２１が、クランプパルスによりクランプする期間だけオンするアナログスイッチ２２と共に、入力が高インピーダンスのトランジスタ２４のベースに接続されている。上記アナログスイッチ２２には、また、クランプ電位を上記コンデンサ２１に伝えるための抵抗（Ｒ）２３が接続されている。そして、上記トランジスタ２４のエミッタには、抵抗２６が接続されると共に、トランジスタ２４で電流増幅された映像信号と該映像信号のグラウンド（ＧＮＤ）間で信号のマッチングを取って、後段のＩＣ内部に於けるＡ／Ｄ変換器２８、２９に伝送するコモンチョーク２６が接続されている。
【００２５】
ＩＣ内部は、第１及び第２のＡ／Ｄ変換回路としてのＡ／Ｄ変換器２８及び２９と、演算手段である演算器３０と、ホールド手段であるサンプルホールド回路（サンプル＆ホールド回路）３１と、第２の演算手段である比較器３２とを有して構成されている。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器２８は、アナログ映像信号をデジタルに変換するための回路であり、Ａ／Ｄ変換器２９は、アナログ映像信号と対をなすＧＮＤをデジタル変換するための回路である。そして、上記演算器３０は、Ａ／Ｄ変換器２８の出力とＡ／Ｄ変換器２９の出力の差分を演算し、クランプ電位の誤差も演算する。
【００２７】
サンプルホールド回路３１は、上記クランプ期間ａのデジタル値をサンプリングし蓄えるためのものである。そして、比較器３２は、サンプルホールド回路３１の出力とクランプしたいデジタル値の差分を導き出すものである。
【００２８】
尚、上記サンプルホールド回路３１と、比較器３２と演算器３０とで、フィードバック手段を構成している。
【００２９】
このような構成に於いて、入力された映像信号は、コンデンサ２１によってＤＣ成分がカットされて、ＡＣ成分のみに分けられる。そして、図２に示されるような、クランプパルスがハイ（Ｈ）レベルの期間、抵抗２３を介してクランプ電位が加えられる。
【００３０】
トランジスタ２４では電流増幅が行われ、コモンチョーク２６にて映像信号のＧＮＤとマッチングが取られ、ＩＣ内部のＡ／Ｄ変換器２８とＡ／Ｄ変換器２９とに、それぞれ入力される。Ａ／Ｄ変換器２８とＡ／Ｄ変換器２９では、図２に示されるように、リファレンス電位にノイズが重畳されて電位の変動が起きた場合、Ａ／Ｄ変換後のデジタルデータには、そのノイズ成分が現れる。
【００３１】
従来は、Ａ／Ｄ変換器２８の１つのみで映像信号のＡ／Ｄ変換が行われていた。したがって、ノイズが重畳された映像信号ｂを使用せざるを得ないものであった。
【００３２】
そこで、この発明では、Ａ／Ｄ変換器２９によって映像信号のＧＮＤがＡ／Ｄ変換されたデジタルデータを、Ａ／Ｄ変換器２８のデジタルデータから差引くことにより、リファレンス電位の変動によって重畳されたノイズ成分を除去するようにしている。
【００３３】
特に、図１の構成例では、同一のＩＣ内のＡ／Ｄとして考えているので、２つのＡ／Ｄ変換器のリファレンス電位は共通であるから、ノイズの重畳された具合も共通である。したがって、２つのＡ／Ｄ変換器２８、２９の差分を取ることにより、映像信号ｃとして示されるように、完全にノイズを除去することが可能となる。
【００３４】
更に、図３に示されるように、色差信号のクランプ電位ずれが発生した場合、通常は１ＬＳＢ（デジタルの一階調分）でもずれるとホワイトバランスが崩れ、赤みがかったり、緑がかった画像となる。
【００３５】
この発明では、このクランプ電位のずれた分だけ、クランプ期間のデータをサンプル＆ホールド回路３１で取り込み、デジタル値のクランプ期待値との差分を計算し、そのずれた分だけ映像信号にフィードバックを与える。このフィードバックを、従来のようにアナログ回路で行うと、外付けＣＲ積分回路（図示せず）の時定数の関係から、収束時間がかかったりクランプがふらつく可能性がある。しかしながら、この発明のように、デジタルでフィードバックをかけた場合には即座に収束し、安定した動作を得ることができる。
【００３６】
図４は、コピーガード信号が重畳された映像信号が入力された場合の各信号の例を示した図である。
【００３７】
図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、コピーガード信号は、垂直同期信号の直後から絵柄が始まる２０ライン程に重畳される信号であり、通常クランプをかけるバックポーチ期間に１００％レベルの信号が付加されている。したがって、この期間にクランプを行うと、適切なクランプはできない。
【００３８】
そこで、コピーガード信号が付加されている期間には、クランプマスク信号によるクランプ動作を行わないように回路を構成する。こうした場合、クランプ変動が起きる。
【００３９】
ところが、図４（ｃ）に示されるようなアナログフィードバックでのクランプ変動は、マスク期間でずれたクランプ電位を徐々に元のクランプ電位に戻すように動作する。しかしながら、このような動作では、収束するまでには多くの時間を要する。これに対して、図４（ｅ）に示されるような本発明のデジタルフィードバックでクランプ補正した場合には、クランプマスク期間が終了すれば、即時に元のクランプ電位に設定が可能となる。
【００４０】
このように、この発明によれば、映像信号に重畳されたノイズ成分だけでなく、映像信号と、該映像信号のＧＮＤの両方に重畳されたノイズ成分を除去することも可能である。
【００４１】
また、上述した実施の形態では、図４に示されるように、コピーガード信号期間のみ、クランプマスク期間を停止させるようにしていたが、これに限られるものではない。
【００４２】
例えば、コピーガード信号期間と垂直同期信号の期間、クランプマスク停止にしても良く。
【００４３】
更には、映像信号にコピーガード信号が重畳されていない場合は、垂直同期信号の期間のみ、クランプマスク期間を停止するようにしても良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、リファレンス電位にノイズが重畳されたとしても、それをデジタル的に除去できることで、ノイズの少ないＡ／Ｄ変換回路が実現可能となる。また、クランプ回路についても、デジタル的にフィードバックして演算により補正を行うので、アナログ的な外乱を拾うことが無くなり、安定したクランプ動作が得られる。更には、コピーガード信号が重畳された映像信号についても、非常に安定したクランプを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る電子回路システムの構成を示した図である。
【図２】この発明のノイズ除去動作を説明するための図である。
【図３】この発明のクランプ電位ずれ補正を説明するための図である。
【図４】コピーガード信号が入力された場合の説明を補足するための図である。
【図５】コピーガード信号が入力された場合の他の例の説明を補足するための図である。
【図６】映像信号とＡ／Ｄのリファレンス電位を説明する図である。
【図７】従来のＡ／Ｄ変換回路を説明するための図である。
【図８】リファレンス電位にノイズが重畳された場合とクランプ電位がずれた場合を説明する図である。
【符号の説明】
２１…コンデンサ、２２…アナログスイッチ、２３、２５…抵抗、２４…トランジスタ、２６…コモンチョーク、２８、２９…Ａ／Ｄ変換器、３０…演算器、３１…サンプルホールド回路（サンプル＆ホールド回路）、３２…比較器。

Claims

入力されたアナログ映像信号をクランプするアナログクランプ回路と、
前記アナログクランプ回路からの出力映像信号とグランド信号を導出するチョークコイルと、
前記チョークコイルからのアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換回路と、
前記チョークコイルからの前記アナログ映像信号と対のグラウンド信号をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換回路と、
前記第１のＡ／Ｄ変換回路から出力されたデジタル映像信号から前記第２のＡ／Ｄ変換回路から出力されたデジタルグランド信号を引き算する演算回路と、
前記演算回路のから出力されたデジタル映像信号のクランプ期間をサンプルしホールドするサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路でホールドしたデータ値と期待するクランプレベルデータ値とを比較して差分を得る比較器と、
前記差分をキャンセルすべく、前記比較器から出力された差分を前記サンプルホールド回路に入力する映像信号にフィードバックしてフィードバック回路と
を具備したことを特徴とするクランプ回路装置。
上記映像信号の初期期間に重畳されたコピーガード信号の出力期間に、クランプ動作を停止させる手段をさらに有したことを特徴とする請求項１記載のクランプ回路装置。