JP4031908B2 - 表示器駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、一般的には増幅器に関するものであり、特に陰極線管の陰極（カソード電極）を駆動するためのビデオ信号を増幅する装置に関するものである。
【０００２】
発明の背景
表示装置として直接鑑賞用または投射用の陰極線管を使用したテレビジョン装置では、陰極線管を駆動する増幅器は広帯域で且つ高いスルーレート（ｓｌｅｗ ｒａｔｅ（入力信号のステップ状変化に対する出力信号の最大変化率））を持った比較的高い電圧駆動信号を供給することが望ましい。通常、駆動電圧は２００ボルトあるいはそれ以上の程度であり、帯域幅は、例えば通常のＴＶの鑑賞とデータ表示の両方が望まれるある種の適用例における通常のテレビジョン方式よりもかなり広くなる可能性がある。標準のＴＶの線周波数の２倍あるいはそれ以上の走査線を必要とするビデオの応用例ではさらに広い帯域幅が要求されることがある。
【０００３】
高電圧動作を容易にするために、一般に、共通ベース出力段を駆動する共通エミッタ入力段のカスコード（ｃａｓｃｏｄｅ）構成が採用されている。このような構成は１個の高電圧トランジスタ（出力段）のみを必要とし、またそれは共通ベース構成に接続されているから、ミラー（Ｍｉｌｌｅｒ）効果が抑えられ、これによって非常に広い帯域幅の動作が可能になる。現実には、カスコード増幅器で達成される実際の帯域幅およびスルーレートは、出力段に付与される実効負荷容量および利用される出力電流に依存するところが非常に大である。
【０００４】
通常は、増幅器の帯域幅およびスルーレートを最大にするために、増幅器の動作電流を増大させるか、あるいは実効負荷容量を減少させるかしている。しかしながら、電流を増大させると必然的に増幅器の電力消費の増大を伴うので、特性を改善するために動作電力を増大させることに頼るよりも実効負荷容量を低減させる方法を採ることが望ましい。
【０００５】
陰極線管を駆動する適用分野では、増幅器に付与されるこの“実効（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）”負荷容量は、主として陰極線管の陰極容量およびソケット、スパークギャップ、配線等に付帯する浮遊容量である。実効容量の付加（装荷（ｌｏａｄｉｎｇ））を低減させる有効な方法は、増幅器をプッシュプル相補形エミッタホロワによって上記陰極に結合することである。このような増幅器は、トランジスタの電流利得（ベータ）の逆数にほゞ比例して負荷容量を実効的に“分離（ｉｓｏｌａｔｅ）”することができる。プッシュプル相補形エミッタホロワによって与えられる追加電流（付加電流）は負荷容量の充放電を高速化して、スルーレートおよび帯域幅を増大させることができる。静止電力消費が大幅に増加するのを避けるために、エミッタホロワ増幅器をプッシュプル・トランジスタが同時に導通することがないようにバイアスされる“Ｂ級（ｃｌａｓｓ−Ｂ）”モードで動作させるのが通常のやり方である。
【０００６】
負荷容量を減少させるために、陰極増幅器の負荷がプッシュプル相補形エミッタホロワを介して陰極線管の陰極に結合される陰極線管駆動増幅器の例が、例えば１９８９年８月２２日付けで特許された米国特許第４，８６０，１０７号、発明の名称「ＶＩＤＥＯ ＤＩＳＰＬＡＹ ＤＲＩＶＥＲ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ（ビデオ表示器駆動装置）」の明細書中でヒューレイ（Ｊｏｈｎ Ｈ．Ｆｕｒｒｅｙ）氏によって説明されている。ヒューレイ氏の装置でプッシュプル相補形エミッタホロワを使用すると、表示装置の実効容量（陰極線管の負荷および浮遊容量）を著しく減少させることができ、それによって正負のビデオ信号の過渡応答性を改善できるという効果が得られる。
【０００７】
１９９７年１０月２１日付けで特許された米国特許第５，６８０，１７３号、発明の名称「ＫＩＮＥＳＣＯＰＥ ＤＲＩＶＥＲ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ（陰極線管駆動装置）」の明細書中でホワイト（Ｗｈｉｔｅ）氏他が、プッシュプル相補形エミッタホロワ出力結合段を使用した形式の陰極線管駆動増幅器によればさらに大幅な改善が見られることを確認した。特に、ホワイト氏他の装置では、陰極線管の陰極、ソケット、スパークギャップ、関連する浮遊容量等に起因して駆動増幅器に付与される実効容量を低減させるために、プッシュプル相補形エミッタホロワが高電圧増幅器の出力と陰極線管の陰極との間に結合されている。プッシュプル相補形エミッタホロワのコレクタ−ベース間容量に起因して増幅器に与えられる第２の好ましくない容量負荷は、プッシュプル相補形エミッタホロワ出力トランジスタのコレクタ−エミッタ電圧をそれぞれ実質的に一定の値に調整することにより、効果的に低減させることができ、それによってビデオ表示システム全体のスルーレート（ｓｌｅｗ ｒａｔｅ）および帯域幅のようなパラメータを改善することができる。
【０００８】
上述の従来技術では、エミッタホロワを使用して負荷を分離することにより望ましい負荷容量の低減が達成され（ヒューレイ氏）、エミッタホロワ・トランジスタのコレクタ−エミッタ電圧を調整することにより負荷容量をさらに低減することができる（ホワイト氏他）。
【０００９】
自動陰極線管バイアス（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｋｉｎｅｓｃｏｐｅ Ｂｉａｓ：ＡＫＢ）制御のような目的で、陰極線管の陰極電流を正確に感知することが望ましい応用分野では、エミッタホロワの容量を減少させるために正帰還を採用した形式の陰極線管駆動増幅器にさらに改善を施す必要のあることが判った。本発明は、第１に、このような要求を満たすことを目的としたものである。
【００１０】
発明の概要
本発明は、ビデオ信号を受信するためにビデオ増幅器に結合された入力と、陰極線管の陰極に結合された出力とを有するプッシュプル相補形エミッタホロワを含む形式の陰極線管駆動装置に関するものである。２個の出力トランジスタのコレクタ−エミッタ電圧を実質的に一定に維持するために、プッシュプル相補形エミッタホロワの第１および第２の出力トランジスタの各コレクタに各正帰還電圧を供給するための帰還回路が設けられており、また陰極線管の陰極電流を感知するために上記第２の出力トランジスタのコレクタ回路にＡＫＢ電流感知器が接続されている。
【００１１】
本発明によれば、プッシュプル相補形エミッタホロワの出力は閾値導通スイッチ手段を介して第１の出力トランジスタのエミッタに結合されており、また抵抗性手段を介して第２の出力トランジスタのエミッタに結合されている。
【００１２】
本発明のさらに別の特徴によれば、帰還回路は閾値導通スイッチ手段と第１の出力トランジスタのエミッタとの接続点に接続された入力を有している。
【００１３】
本発明のさらに別の特徴によれば、第１の出力トランジスタのエミッタとプッシュプル相補形エミッタホロワの出力との間にキャパシタが閾値導通スイッチ手段と並列に接続されている。
【００１４】
本発明の上記の特徴並びに他の特徴については添付の図面に示されている。図面中で同じ要素は同じ参照番号で示されている。
特許請求の範囲と実施例との対応関係を実施例で使われている参照符号を用いて示すと以下の通りである。
（請求項１） ビデオ信号源（１０）に結合されたビデオ増幅器（２０Ｂ）と、
相補形エミッタホロワ増幅器として結合された第１および第２のトランジスタ（Ｑ４、Ｑ７）を含み、前記ビデオ増幅器に結合された入力と陰極線管の陰極（１６）に結合された出力（１５）とを有する分離手段（３０Ａ）と、
前記第１および第２のトランジスタ（Ｑ４、Ｑ７）にそれぞれ結合された第１および第２の帰還回路（５０Ｂ、６０Ｂ）と、
前記ビデオ信号の非有効部分の期間中前記陰極線管の陰極の電流を感知するために前記分離手段（３０Ａ）に結合されており、且つ自動陰極線管バイアス（ＡＫＢ）回路に結合されている電流感知回路（４０Ａ）と、
を含み、
前記分離手段（３０Ａ）の第１のトランジスタ（Ｑ４）と前記出力（１５）との間に、ビデオ信号の有効部分の期間中は前記第１のトランジスタ（Ｑ４）を前記出力に結合し、前記ビデオ信号の非有効部分の期間中は前記第１のトランジスタを前記出力から減結合する結合および減結合回路（ＣＲ２Ｃ、Ｃ２００）が配置されている、
表示器駆動装置。
（請求項２） 前記結合および減結合回路は、前記第１のトランジスタのエミッタと、前記分離手段の前記出力に結合された閾値導通スイッチ手段（ＣＲ２Ｃ）を含む、請求項１に記載の表示器駆動装置。
（請求項３） 前記第１の帰還回路は前記閾値導通スイッチ手段と前記第１のトランジスタの前記エミッタとの接続点（２３０）に結合されている、請求項２に記載の表示器駆動装置。
（請求項４） キャパシタ（Ｃ２００）が前記第１のトランジスタの前記エミッタと前記分離手段の前記出力との間に、前記閾値導通手段と並列に結合されている、請求項２に記載の表示器駆動装置。
（請求項５） 前記第１および第２のトランジスタは前記分離手段の前記出力に関してプッシュプル形態で構成されている、請求項２に記載の表示器駆動装置。
（請求項６） 前記第１のトランジスタは第１の導通形式のものであり、前記第２のトランジスタは前記第１のトランジスタと反対の第２の導通形式のものであり、前記第１および第２のトランジスタは前記分離手段の前記出力に関してプッシュプル形態で構成されている、請求項２に記載の表示器駆動装置。
（請求項７） 前記第１および第２のトランジスタはバイポーラトランジスタ（Ｑ４、Ｑ７）であり、前記各出力電極はエミッタ電極である、請求項６に記載の表示器駆動装置。
（請求項８） 前記閾値導通スイッチ手段はダイオード（ＣＲ２Ｃ）である、請求項６または請求項７に記載の表示器駆動装置。
（請求項９） 前記ビデオ信号の前記有効部分はビデオプログラム情報を含み、前記ビデオ信号の前記非有効部分は帰線消去期間に相当し、前記電流感知回路は前記第２のトランジスタに結合されていて、前記帰線消去期間中前記陰極線管の陰極の電流を感知する、請求項１に記載の表示器駆動装置。
【００１５】
先ず初めに、前述の米国特許第５，６８０，１７３号のホワイト氏他の陰極線管駆動装置の実施例である図１について検討することが、本発明を理解する上で、また陰極線管の陰極容量を陰極線管駆動増幅器から分離するために通常のプッシュプル相補形エミッタホロワを使用したときの問題点を理解する上で役に立つ。前述のように、高電圧ビデオ駆動増幅器の出力に付与される陰極（およびそれに付帯する浮遊容量）に起因する容量（キャパシタンス）を減少させるためにプッシュプル相補形エミッタホロワは有効である。しかしながら、プッシュプル相補形エミッタホロワ自体が駆動増幅器に容量付加効果を導入して、システム全体の性能を制限する可能性がある。
【００１６】
ホワイト氏他は、プッシュプル相補形エミッタホロワを使用した形式の陰極線管駆動増幅器システムにおける好ましくない容量付加効果の主な原因は、ホロワ出力トランジスタのコレクタ−ベース間容量に起因することを指摘している。通常、これらの容量は陰極線管の陰極容量に比して小さく、またプッシュプル相補形エミッタホロワにより陰極を分離することによって全体の容量を低減することができ、直接結合システムに比してスルーレート並びに帯域幅を改善することができる。しかしながら、エミッタホロワによる分離の最大の効果を得るためには、エミッタホロワ増幅器自体の実効容量を減少させることが望ましい。
【００１７】
ホワイト氏他の装置におけるホロワ容量を有効に減少させるために、ダイナミック信号状態の下で、エミッタホロワ・トランジスタのコレクタ−ベース容量における電流の流れを減少させるような態様で帰還が行なわれる。これは帰還を使用してエミッタホロワ・トランジスタのコレクタ−エミッタ電圧を実質的に一定に維持することによって達成される。これによってコレクタ−ベース電圧を一定に維持する。その結果として、ダイナミック信号状態で、信号電圧が変化したときにコレクタ−ベース間容量の充電または放電は殆ど存在しないか、全く存在しなくなる。
【００１８】
トランジスタのコレクタ−ベース容量に起因するエミッタホロワの入力容量の実効的減少は、コレクタ−エミッタ電圧を調整するために与えられる帰還の割合の関数となる。例えば、帰還の割合が、エミッタ−コレクタの電圧変動を５０パーセント減少するように選択されていると、エミッタホロワ・トランジスタのコレクタ−ベース容量を充電し、放電させる無効（ｒｅａｃｔｉｖｅ：リアクティブ）電流も５０パーセント減少し、“実効的（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）”容量付加は半分に削減される。帰還の割合を１に向けて増大させることにより、ホロワ容量をより大きく減少させることができる。回路を安定させるために、帰還利得が１を越えないようにするための装置が設けられている。これは、全“有効”半導体装置を、電圧ホロワすなわち“エミッタ”ホロワの形式で帰還回路中に設けることにより達成される。
【００１９】
図１はＡＫＢ制御のための陰極電流感知手段を含むホワイト氏他の装置の一実施例を示しており、本発明による改善の根拠を示すためにここで説明されている。図１には陰極線管１６に表示のためのビデオ信号を供給するためのビデオ信号源１０を含むテレビジョン表示システムが示されている。図を簡略化するために陰極線管並びに信号源の細部は示されていない。カラーテレビジョン表示システムでは３個の駆動増幅器が存在することは云うまでもない。
【００２０】
図全体から明らかなように、ビデオ信号を陰極１６で必要とする高電圧レベルに増幅するために、システムはカスコード形式の高電圧増幅器２０（破線で囲まれた部分）を含んでいる。高電圧増幅器２０の出力を陰極線管の陰極１６の容量から分離するために、高電圧増幅器２０の出力（トランジスタＱ３のコレクタ）はプッシュプル相補形エミッタホロワ３０（破線で囲まれた部分）を介して陰極１６に結合されている。表示駆動装置を陰極線管のアーク放電から保護するために、プッシュプル相補形エミッタホロワ３０の出力端子１５は陰極線管のアーク放電保護抵抗Ｒ１５およびインダクタＬ１からなる手段によって陰極１６に結合されている。自動陰極線管バイアス（ＡＫＢ）動作を行わせるために、陰極電流感知回路４０（破線で囲まれた“Ｉｋ感知”の部分）が設けられていて、これはプッシュプル相補形エミッタホロワ３０のＰＮＰトランジスタＱ７のコレクタ電流を感知し、その出力端子１８に陰極線管の陰極１６における陰極電流Ｉｋに比例するＡＫＢ出力信号を発生する。この機能は随時選択されるもので、省略してもよい。
【００２１】
最後に、プッシュプル相補形エミッタホロワ３０のコレクタ−ベース容量に起因する高電圧増幅器２０に付与される実効容量を減少させるために、システムは、プッシュプル相補形エミッタホロワ３０のＮＰＮトランジスタＱ４に対して実質的に一定のコレクタ−エミッタ電圧を維持する帰還制御回路５０（破線で囲まれている部分）と、プッシュプル相補形エミッタホロワ３０のＰＮＰトランジスタＱ７に対して実質的に一定のコレクタ−エミッタ電圧を維持する他の帰還制御回路６０（破線で囲まれている部分）を含んでいる。コレクタ−エミッタ電圧が一定に維持されたエミッタホロワ・トランジスタは、そのコレクタ−ベース電圧をほゞ一定値に維持するように動作し、そのエミッタホロワ・トランジスタのコレクタ−ベース容量の充放電電流の大きさを減少させることができる。そのことにより、高電圧増幅器２０はこれらの“寄生容量”に対して充電電流および放電電流を供給する必要がなくなるので、全体のスルーレート、帯域幅、および過渡応答特性が改善されるという利点が得られる。
【００２２】
高電圧増幅器２０、帰還回路または調整回路５０と６０の動作用の高電圧（例えば２００ボルト程度）の電力は高電圧（Ｈ．Ｖ．）電源端子２００に供給される。高電圧電源２００は抵抗Ｒ２０とキャパシタＣ２０からなる減結合回路すなわち低域通過フイルタによって減結合される。低電圧（Ｌ．Ｖ．）電源端子２１は、高電圧増幅器２０の入力およびカスコード段をバイアスするための比較的低い電圧（例えば１２ボルト程度）を供給する。この電源入力も抵抗Ｒ２１とキャパシタＣ２１とからなるＲＣ回路網によって減結合されている。
【００２３】
高電圧増幅器２０は、共通ベース接続されたＮＰＮ出力トランジスタＱ３とカスコード（ｃａｓｃｏｄｅ）に接続された共通エミッタ接続されたＮＰＮ入力トランジスタＱ２を含んでいる。カスコード出力トランジスタＱ３のベースには低電圧（例えば＋１２ボルト）減結合（ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）回路網（Ｒ２１、Ｃ２１）によって固定されたベースバイアス電圧が供給されている。入力トランジスタＱ２のエミッタ負荷抵抗Ｒ６の動作用の低電圧は、トランジスタＱ３のベースと接地点（アース）との間に結合された抵抗Ｒ５とツエナーダイオードＣＲ１とを含むツエナーダイオード調整器によって与えられる。一例として、ツエナー電圧は５または６ボルトで、カスコード入力トランジスタの負荷抵抗Ｒ６に対するＤＣ基準電圧と、ＡＫＢ感知増幅器４０に対するＤＣ基準電圧とを設定する。入力トランジスタＱ２のエミッタ電極は、直列に接続された抵抗Ｒ７とキャパシタＣ２とからなる高周波数ピーキング回路網を経て接地点に結合されている。
【００２４】
ビデオ信号源１０によって供給される増幅されるべきビデオ入力信号は、コレクタが接地点に接続され、ベースが入力抵抗Ｒ３を介してビデオ入力端子１２に結合されたＰＮＰトランジスタＱ１からなるエミッタホロワ入力段を経てカスコード入力トランジスタＱ２のベースに供給される。トランジスタＱ１のエミッタはトランジスタＱ２のベースに結合されており、またエミッタ抵抗Ｒ４を経て低電圧電源２１に結合されている。入力抵抗Ｒ３と並列に接続された抵抗Ｒ１とキャパシタＣ１との直列回路からなる別のピーキング回路網によってさらに高周波数ピーキングが付与されている。
【００２５】
高電圧増幅器２０に対するコレクタ負荷は、高電圧電源端子２００からカスコード出力トランジスタＱ３のコレクタに結合された抵抗Ｒ８によって与えられる。負荷抵抗Ｒ８とトランジスタＱ３のコレクタとの間にはダイオードＣＲ２が挿入されていて、プッシュプル相補形エミッタホロワ３０中のクロスオーバ歪を減少させるための小さなオフセット電圧を与えている。
【００２６】
高電圧増幅器２０の動作期間中、その開ループ利得は、前に述べたように、負荷抵抗Ｒ８の値に直接比例し、エミッタ回路網Ｒ６、Ｃ２、およびＲ７のインピーダンスに逆比例する。また、開ループ利得、帯域幅およびスルーレートは、高電圧増幅器２０の出力の容量性負荷（すなわち、トランジスタＱ３のコレクタに与えられる容量）の関数になる。この容量は、プッシュプル相補形エミッタホロワ３０のプッシュプル・トランジスタを一定のコレクタ−エミッタ電圧で動作させることにより低減される。開ループ利得が十分であると仮定すると、閉ループ利得は帰還抵抗Ｒ７の値に直接比例し、入力回路網Ｒ１、Ｒ３、およびＣ１のインピーダンスに逆比例する。
【００２７】
プッシュプル相補形エミッタホロワ３０は１対の相補形トランジスタＱ４とＱ７を含み、それらのベース電極は高電圧増幅器２０の出力（トランジスタＱ３のコレクタ）に結合されており、それらのエミッタは各エミッタ抵抗Ｒ９、Ｒ１２を経て出力端子１５に結合されている。前に述べたように、プッシュプル相補形エミッタホロワ３０の出力１５はインダクタＬ１と抵抗Ｒ１５との直列接続からなる陰極線管のアーク放電抑制回路網を経て陰極１６に結合されている。エミッタホロワ・トランジスタＱ４およびＱ７に対する電源電圧（コレクタ電圧）は各帰還回路５０および６０によって与えられる。
【００２８】
回路５０はエミッタホロワ・トランジスタＱ４のコレクタ−エミッタ電圧を固定された値に調整し、またコレクタが電源端子２００に接続されており、エミッタがトランジスタＱ４のコレクタに接続された電圧調整トランジスタＱ６を含んでいる。電圧調整トランジスタＱ６の入力（ベース）は、閾値導通装置であるツエナーダイオードＣＲ３と並列のキャパシタＣ３を経てエミッタホロワ・トランジスタＱ４のエミッタ電極に結合されている。この正帰還路はエミッタホロワ・トランジスタＱ４に対してツエナー電圧に等しい実質的に一定のコレクタ−エミッタ・オフセット電圧を設定する。ツエナーダイオードに動作電流を供給するために、その陰極は抵抗Ｒ１１を経て電源端子２００に結合されている。トランジスタＱ４のエミッタ回路に対する装荷を最小にするために、そのエミッタはエミッタホロワ・トランジスタＱ５を介してキャパシタＣ３とツエナーダイオードＣＲ３に結合されている。さらに詳しく云えば、トランジスタＱ５はＰＮＰトランジスタで、そのベースは抵抗Ｒ１０を介してエミッタホロワ・トランジスタＱ４のエミッタに結合されている。エミッタホロワ・トランジスタＱ５のコレクタ−エミッタの電路はキャパシタＣ３とツエナーダイオードＣＲ３との接続点と接地点との間に結合されている。
【００２９】
回路６０は回路５０と同様で、エミッタホロワ・トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ電圧を固定された値に調整する。回路６０は電圧調整器トランジスタＱ９を含み、そのコレクタはＩｋ感知増幅器４０の電源入力に接続されており、そのエミッタはトランジスタＱ７のコレクタに接続されている。電圧調整器トランジスタＱ９の入力は閾値導通装置であるツエナーダイオードＣＲ４と並列に接続されたキャパシタＣ４を経てエミッタホロワ・トランジスタＱ７のエミッタ電極に結合されている。この帰還回路は、エミッタホロワ・トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ電圧をツエナー電圧に調整する。ツエナーダイオードに動作電流を供給するために、その陽極は抵抗Ｒ１４を経て接地点に結合されている。トランジスタＱ７のエミッタ回路に対する装荷を最小にするために、そのエミッタはエミッタホロワ・トランジスタＱ８を介してキャパシタＣ４とツエナーダイオードＣＲ４に結合されている。さらに詳しく云えば、トランジスタＱ８はＮＰＮトランジスタで、そのベースは抵抗Ｒ１３を介してエミッタホロワ・トランジスタＱ７のエミッタに結合されている。エミッタホロワ・トランジスタＱ８のコレクタ−エミッタの電路はキャパシタＣ４とツエナーダイオードＣＲ４との接続点と電源端子２００との間に結合されている。
【００３０】
自動陰極線管バイアス（ＡＫＢ）回路を特徴とし、従って陰極線管の陰極電流“Ｉｋ”を感知する必要のある形式のビデオ表示システムにＩｋ感知増幅器４０が設けられている。感知増幅器４０は陰極電流感知トランジスタＱ１０を含み、そのエミッタは電圧調整器トランジスタＱ９のコレクタに接続されている。トランジスタＱ１０のベースにツエナーダイオードＣＲ１によって基準電圧が与えられる。ダイオードＣＲ１と並列のキャパシタＣ５は調整されたツエナー電圧を濾波する。陰極電流Ｉｋに比例する出力電圧は、トランジスタＱ１０のコレクタと接地点との間に結合された負荷抵抗Ｒ１６の両端間の出力端子１８に発生する。ＡＫＢ動作を必要としない応用例では感知増幅器を省略することができる。もし感知増幅器を省略すると、電圧調整器トランジスタＱ９のコレクタは接地点あるいは他の適当な低電圧基準電位点に結合される。
【００３１】
上記の動作を要約すると、高電圧増幅器２０は前述のように信号源１０から供給されるビデオ信号を増幅する。陰極線管１６、そのソケット、スパーク・アレスター（ｓｐａｒｋ ａｒｒｅｓｔｏｒｓ）（図示せず）およびその他の浮遊容量に関連する容量に起因する負荷抵抗Ｒ８に与えられる容量性負荷を最小にするために、高電圧増幅器２０の出力（トランジスタＱ３のコレクタ）はプッシュプル相補形エミッタホロワ３０を経て陰極線管の陰極に結合されている。この特殊なエミッタホロワ増幅器は“並列”形式のもので、ベース電極は増幅されたビデオ信号を受信するように並列形式であり、エミッタは陰極を駆動するために並列形式である。
【００３２】
プッシュプル相補形エミッタホロワ３０を含ませることにより、高電圧増幅器２０に与えられる陰極容量を低減させることができるが、２次的な容量効果、すなわちエミッタホロワ・トランジスタＱ４およびＱ７のコレクタ−ベース容量を導入することになる。このような好ましくない容量の値を減少させるために、これらの容量に供給される無効（リアクティブ）充放電電流を減少させる。この特徴は、エミッタホロワ・トランジスタに対するコレクタ−エミッタ電圧を一定値に維持する２個の正帰還調整器５０および６０によって与えられる。
【００３３】
例として、高電圧増幅器２０の出力電圧が増大すると、エミッタホロワ・トランジスタＱ４のエミッタ電圧が増大するが、ツエナーダイオードＣＲ３および調整器トランジスタＱ６はエミッタホロワ・トランジスタＱ４のコレクタ電圧を増大させる。同様に、高電圧増幅器２０の出力電圧が低下すると、エミッタホロワ・トランジスタＱ４のエミッタ電圧は低下し、ツエナーダイオードＣＲ３および調整器トランジスタＱ６はエミッタホロワ・トランジスタＱ４のコレクタ電圧を低下させる。例として、ツエナー電圧が１０ボルトであると、トランジスタＱ４のコレクタ−エミッタ電圧はツエナー電圧に等しくなる。仮定された１０ボルトのツエナー電圧に対しては、トランジスタＱ４のコレクタ−エミッタ電圧はツエナー電圧に等しくなる。その結果、仮定された１０ボルトのツエナー電圧では、トランジスタＱ４のコレクタ−エミッタ電圧は約１０ボルトに等しくなる。
【００３４】
従って、ホロワ入力電圧が増大しても減少しても、コレクタ−エミッタ間のエミッタホロワ・トランジスタの両端間の電圧は一定になる。入力信号が変曲点（ｉｎｆｌｅｃｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ）を通過すると、ベース電圧は、エミッタホロワ・トランジスタがオンおよびオフにバイアスされている（プッシュプル動作）ときのエミッタに対して数１００ミリボルト変化する。しかしながら、ベース−エミッタ電圧の変動は調整されたコレクタ−エミッタ電圧（例えば、１０ボルト程度のツエナー電圧）に比べて比較的重要でないことが判った。その結果、コレクタ−ベース電圧の変動は“実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）”一定と見ることができ、ダイナミック信号状態の下ではコレクタ−ベース容量の充放電は殆どないと見ることができる。このように無効（リアクティブ）電流が抑制されることにより、エミッタホロワ増幅器に対する実効コレクタ−ベース容量は減少する。
【００３５】
前述のように、エミッタホロワ・トランジスタのコレクタ−エミッタ電圧を調整するための帰還は殆ど１００パーセントであるが、トランジスタＱ５およびＱ６の無限電流利得を必要とするので１に等しくはなりえない。つまり、トランジスタＱ５およびＱ６は共にエミッタホロワとして接続されているので、その利得は１に近いが１以下である。従って、たとえ帰還が正であっても、回路は安定している。ある応用例で望ましいとされるならば、より少量の帰還、例えば５０％の帰還を採用することもできる。実際のツエナー電圧は回路の重要なパラメータになりえないことに注意する必要がある。ツエナーダイオードを側路するキャパシタ（Ｃ３またはＣ４）は電圧調整器のＡＣインピーダンスを減少させるという好ましい作用を有し、それによって広帯域動作がさらに容易になる。
【００３６】
図２はホワイト氏他によって提案された陰極線管駆動増幅器の第２の実施例を示す。この実施例では、トランジスタＱ５およびＱ８、抵抗Ｒ１０およびＲ１３を省略し、帰還制御回路５０Ａ、６０Ａ、およびエミッタホロワ増幅器３０を図示のように接続することにより、全体の部品点数を減少させることができる。しかしながら、この実施例は上述のＡＫＢ感知回路と使用するにはあまり適していない。それは、この第２の実施例にＡＫＢ感知回路を付加すると、ＡＫＢ期間中にＡＫＢ感知回路を経て好ましくない電流が流れ、これがＡＫＢの制御の精度に悪影響を及ぼすことによる。この影響は、特に、以下に説明する本発明で問題にしている点である。
【００３７】
図３は前述のホワイト氏他の装置を本発明により改善したものを示す。本発明の陰極線管駆動回路もまた、エミッタホロワの容量を減少させるための正帰還とＡＫＢ電流感知手段とによってビデオ増幅器を陰極線管に結合するエミッタホロワ結合を使用している。ホワイト氏の装置の出力段エミッタホロワは６個の能動成分（Ｑ４〜Ｑ９）を必要としたが、本発明は、僅か４個の能動成分（Ｑ４、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ９）を必要とするにすぎない。本発明によりさらに改良された点は、改良されたＡＫＢ感知動作、出力段の改良されたＡＣ動作、差動基準入力段の付加、ビデオ増幅段の白黒制限回路の付加、ヒートシンク・ブートストラップ作用を含む点である。
【００３８】
図３に示すように、本発明のＡＫＢ感知回路は、エミッタホロワ・トランジスタＱ１０を含み、そのベース入力は低電圧電源端子２１に接続されており、そのコレクタは抵抗分圧回路網（Ｒ１６ＡとＲ１６Ｂ）に接続されており、そのエミッタはトランジスタＱ９のコレクタに接続されている。トランジスタＱ１０のベース−エミッタ接合と並列にバッファ作用を与えるためのキャパシタＣ５が接続されている。
【００３９】
改良されたＡＫＢ感知動作は、約ＶＣＣ２（Ｒ１４／（Ｒ１４＋Ｒ１１））よりも大きいＤＣ出力電圧で実現される。閾値導通装置（ツエナーダイオード）ＣＲ3 およびＣＲ４に流れる正味電流は正で、トランジスタＱ４およびＱ６によって供給される。抵抗Ｒ１４が抵抗Ｒ１１に等しい場合には、ダイオードＣＲ３およびＣＲ４に流れる正の正味電流は、電源端子２００における高電圧電源の電圧（例えば、ＶＣＣ２）の約２分の１よりも大きいＤＣ出力電圧を生じさせる。これは、ＡＫＢ感知遮断（カットオフ）量に対して十分な範囲以上を与えるものである。ＤＣ条件に対しては、ＣＲ２ＡおよびＣＲ２Ｂの出力バイアスダイオード回路網はダイオードＣＲ２Ｃの両端間に約０（ゼロ）ボルトを生じさせ、それによってダイオードＣＲ２Ｃは導通しない。この状態では、ダイオードＣＲ２Ｃはオフ状態にバイアスされ、ＤＣの陰極電流はトランジスタＱ７のエミッタ電極を通って流れる必要があり、これによってトランジスタＱ９のコレクタ電流は、トランジスタＱ７とＱ９のベータの逆数の和に等しい誤差をもった、インダクタＬ１と抵抗Ｒ１５を流れるＣＲＴの陰極電流を表わす。
【００４０】
ＡＫＢ感知トランジスタＱ１０およびキャパシタＣ５のバッファ作用により、トランジスタＱ９のコレクタにＤＣおよびＡＣの低インピーダンスを与え、またＣＲＴの陰極電流に比例した“Ｉｋ感知”電圧に必要な制限を与える。トランジスタＱ９のコレクタが低インピーダンスであることは、ＣＲＴ駆動段の周波数応答性を維持するために望ましい。この制限作用は、陰極のピーク電流は数十ｍＡに達する可能性があり、一方ＡＫＢカットオフ（遮断）電流は数十μＡである。陰極電流がさらに大きくなると、トランジスタＱ１０は飽和し、そのコレクタ電圧はＶＣＣ１＋Ｖｂｅ（トランジスタＱ１０のベース−エミッタ間電圧）に制限される。抵抗性分圧回路網Ｒ１６ＡおよびＲ１６ＢはピークＩｋ感知電圧をさらに低減させる。カットオフ時には、トランジスタＱ１０は共通ベース段としてその線形領域で動作し、Ｉｋにおける電圧はＣＲＴの陰極電流に抵抗Ｒ１６Ｂ（高インピーダンス感知と仮定する）を乗じた値に等しくなる。
【００４１】
ブートストラップ（ＢＯＯＴ−ＳＴＲＡＰ）出力段のＡＣ動作はホワイト氏他の装置と本質的に同じである。すなわち、トランジスタＱ４およびＱ７のコレクタ−ベース入力容量Ｃ_ｃｂは、Ｑ４およびＱ７のＦ_Ｔよりもかなり低い周波数に対して上記装置のコレクタに対する１に近い正電圧帰還によって相殺される。１に近い帰還は、各帰還回路において、ホワイト氏他の装置で必要とした素子数よりも１個少ない能動成分（トランジスタ）を用いて実現できるという利点がある。また、閾値導通装置（ダイオード）ＣＲ２Ｃの両端間にキャパシタＣ２００が設けられており、これによってＣＲＴの陰極を駆動する信号の小さなＡＣ信号のコアリングを減少させることができる。
【００４２】
基準入力回路（２０６）およびエミッタホロワ・トランジスタ（Ｑ１Ｂ）段を付加したことにより、トランジスタＱ２およびＱ３を通って流れるコレクタ電流が、“ビデオＩＮ”と“基準ＩＮ”入力（それぞれ端子１２Ａ、１２Ｂ）との間の電圧差に比例するようになる。それによってＴＶまたは表示部の小信号部分と大きな信号のＣＲＴ駆動段との間の良好な接地点差除去（ｇｒｏｕｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）を与えることができる。（このため、ビデオ信号源１０は入力１２Ａにビデオ信号Ｓ１を供給し、また高電圧増幅器２０の入力１２Ｂにビデオ信号基準電圧Ｓ２を供給する。）十分な接地点信号除去が行われていないと、“再生（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）”、リンギング、外部ノイズ、アーティファクト（人為的に生成される不所望な信号）のピックアップが生ずる可能性がある。“ビデオＩＮ”（１２Ａ）と“基準ＩＮ”入力（１２Ｂ）を共に高入力インピーダンスにすることにより、信号あるいは接地電流からの信号の輻射を減少させることができる。
【００４３】
白制限回路２０００（破線で囲まれている部分）はトランジスタＱ１、ダイオードＤ１、および抵抗Ｒ２０とＲ２１を含んでいる。過大なピーク白駆動によってトランジスタＱ３、Ｑ４またはＱ７の飽和が生じると、瞬時的なオーバードライブの伸長を生じさせ、目障りなスミア（ｓｍｅａｒ：にじみ、汚れ）が現れるので、上記の白制限回路２０００を設けることは望ましい。トランジスタＱ１、抵抗Ｒ２０およびＲ２１の作用は制限を行うのに十分であるが、ダイオードＤ１を付加すると、制限作用がソフトになり、より好ましい制限作用を行うことができる。さらに、ダイオードＤ１は異なる入力（Ｒｅｆ．ＩＮ（基準入力））１２Ｂに対して総合でほゞ０（ゼロ）Ｖｂｅ温度補償を与えることができる。
【００４４】
接地点に接続されるものとして示されている抵抗Ｒ２１の側を、接地点の代わりに基準入力トランジスタＱ２のエミッタに接続してもよいことは明らかである。このように接続しても本質的に同じ制限作用を呈するが、基準点は接地点ではなく“Ｒｅｆ．ＩＮ（基準入力）”となる。
【００４５】
実際には過大なピーク白ほど厳しくはないが、過大なピークである“黒より黒”ピークはトランジスタＱ３の両端間のコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅを消失させ、過度に大きな黒過渡変化の好ましくない伸長が拡大してより一層目につくアーティファクトが生じる。この状態はトランジスタＱ３のエミッタと接地点との間に抵抗Ｒ２０２を付加することによって解消することができる。共通ベーストランジスタＱ３から抵抗Ｒ２０２を流れるＤＣ電流は、たとえトランジスタＱ４のエミッタを流れる電流が存在しない場合も、トランジスタＱ４の両端間の電圧が消失するのを防止するように選択されている。
【００４６】
ＣＲＴ駆動回路の周波数応答性およびそのスルーレートの制限は、主としてトランジスタＱ３のコレクタ（ビデオ増幅器の出力）における総合容量値（Ｃｃ）と抵抗Ｒ８の値によって決定される。キャパシタＣ２は、積（Ｒ８）×（Ｃｃ）が積（Ｒ７）×（Ｃ２）と等しくなるように選定されている。これは、トランジスタＱ３および抵抗Ｒ８の総合容量Ｃｃによって生じる小信号のロールオフを補償することができる。しかしながら、大きな黒方向の過渡的変化の期間中は、トランジスタＱ３とＱ２のコレクタ電流は負にならないので、上記の補償は行なわれない。
【００４７】
トランジスタＱ３の電力消費を設定する抵抗Ｒ８の所定値に対して大きな信号の最良の応答性を持たせるためには、Ｃｃの実効容量値をできるだけ小さくすることが望ましい。トランジスタＱ３の総合容量Ｃｃの原因として、トランジスタＱ４およびＱ７の入力容量、トランジスタＱ３のコレクタ−ベース容量値Ｃｃｂ、配線の容量、トランジスタＱ３に対するヒートシンクの容量が含まれる。
【００４８】
トランジスタＱ４およびＱ７のコレクタ電極をブートストラッピング（ｂｏｏｔｓｔｒａｐｐｉｎｇ：ブートストラップ接続）してそれらをエミッタホロワとして動作させることにより、トランジスタＱ３およびＱ７の入力容量を事実上取り除くことができる。
【００４９】
トランジスタＱ３のヒートシンク（ｈｅａｔ ｓｉｎｋ）容量は、このトランジスタＱ３のコレクタから、通常金属部品である実際のヒートシンクへのキャパシタ（容量）として表わされる。トランジスタＱ３のヒートシンクによって付加される容量は、該トランジスタＱ３のヒートシンクを出力端子１５における信号に、またはトランジスタＱ４あるいはＱ７のエミッタに電気的に接続することによって取り除く、または“ブートストラップ化”することができる。トランジスタＱ４およびＱ７のエミッタにおける電圧はトランジスタＱ３のコレクタにおける電圧に追随し、１より僅かに小さい正の利得を持っている。
【００５０】
図４は正帰還によってヒートシンクの実効容量を減少させる装置を示している。ここで、トランジスタＱ４またはＱ７のエミッタ、または出力端子１５における出力はトランジスタＱ３のヒートシンク５００にＤＣ結合またはＡＣ結合によって供給される。トランジスタＱ３はヒートシンク５００に熱結合されている。ＤＣシールド（遮蔽）するために、トランジスタＱ４またはＱ７の出力、または出力端子１５は端子５０２を介して直接ヒートシンク５００に結合されるか、キャパシタ５０６およびＡＣ結合端子５０８を介してＡＣ結合されている。いずれの場合も、高電圧増幅器２０に対する実効付加容量が総合的に減少するという効果があり、それによって帯域幅およびスルーレートが拡大される。
【００５１】
図５に示すように、直接接続（ＤＣ結合端子６０２）を経てスクリーニング（ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ：遮蔽）導体６０６に供給される正帰還によって、あるいはトランジスタＱ４のエミッタ、トランジスタＱ７のエミッタ、あるいは出力端子１５へのＡＣ結合（キャパシタ６１０とＡＣ結合端子６０８）によって、ヒートシンクを接地点に接続することもできる（安全性を与える利点がある）。この方法は熱的また電気的効果は低いが、例えばヒートシンクに危険な電位が供給されるのを阻止するというある種の安全性の効果がある。
【００５２】
ヒートシンクまたはスクリーンへ帰還電圧をＡＣ結合する例は、端子５０２または６０２を経由するＤＣ結合を殆ど有効に残しつつヒートシンクにおける安全上の問題を低減させることができるという利点がある。
【００５３】
以上を要約すると、特に、上述した表示器駆動装置は、ビデオ信号源に結合された高電圧増幅器と、第１および第２のトランジスタを含み、入力がそのビデオ増幅器に結合されており、且つ、出力が陰極線管の陰極に結合された分離手段と、第１および第２のトランジスタにそれぞれ結合された第１および第２の帰還回路と、分離手段に結合されており、ビデオ信号の帰線消去期間中に陰極線管の陰極の電流を感知する電流感知回路と、を備えている。この電流感知回路は、また、自動陰極線管バイアス回路にも結合されている。この表示器駆動装置は、特徴として、第１のトランジスタと分離手段の出力との間に設けられた閾値導通装置が、ビデオ信号のビデオプログラム情報期間中に第１のトランジスタを出力に結合し、ビデオ信号の帰線消去期間中に第１のトランジスタを出力から減結合する。上述した本発明の別形態の表示器駆動装置は、特徴として、分離手段が相補形エミッタホロワである。本発明の更なる別形態の表示器駆動装置は、特徴として、第１の帰還回路が、閾値導通スイッチ手段の接合点と第１のトランジスタのエミッタとに結合されている。また、表示器駆動装置は、特徴として、第１のトランジスタのエミッタと分離手段の出力との間で、キャパシタが閾値導通スイッチ手段と並列に結合されてもよい。上述の各実施例に於いて、表示器駆動装置は、特徴として、第１および第２のトランジスタが、分離 手段の出力に関してプッシュプル構成に配列されてもよい。この場合、第１のトランジスタは第１の導電形式であり、第２のトランジスタは、第１のトランジスタと反対の第２の導電形式であり、これらのトランジスタは、それぞれの出力電極がエミッタ電極であるバイポーラトランジスタであってもよい。上述の各実施例に於いて、閾値導通スイッチ手段は、ダイオードであってもよい。また、上述の電流感知回路は、分離手段に含まれる第２のトランジスタに結合されており、帰線消去期間中に陰極線管の陰極の電流を感知するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 プッシュプル相補形エミッタホロア陰極分離およびＡＫＢ電流分離を具えた従来技術の陰極線管駆動装置を、一部をブロックの形式で示した概略回路図である。
【図２】 従来技術の陰極線管駆動装置の他の具体例を、一部をブロックの形式で示した概略回路図である。
【図３】 本発明を実施した陰極線管駆動装置の、一部をブロックの形式で示した概略回路図である。
【図４】 図３の装置に関する負荷容量の低減効果を与える本発明の他の特徴を説明する一部を概略図の形式で示したブロック図である。
【図５】 図３の装置に関する負荷容量の低減効果を与える本発明の他の特徴を説明する一部を概略図の形式で示したブロック図である。
【符号の説明】
１０ ビデオ信号源
１５ 分離手段の出力
１６ 陰極線管の陰極
２０Ｂ ＢＩＤＥＯ増幅器
３０Ａ 分離手段
４０Ａ 電流感知回路
５０Ｂ 第１の帰還回路
６０Ｂ 第２の帰還回路
２３０ 閾値導通スイッチ手段と第１のトランジスタのエミッタとの接続点
ＣＲ２Ｃ 閾値導通手段
Ｃ２００ キャパシタ
Ｑ４ 第１のトランジスタ
Ｑ７ 第２のトランジスタ

Claims (9)

1. ビデオ信号源に結合されたビデオ増幅器と、
   相補形エミッタホロワ増幅器として結合された第１および第２のトランジスタを含み、前記ビデオ増幅器に結合された入力と陰極線管の陰極に結合された出力とを有する分離手段と、
   前記第１および第２のトランジスタにそれぞれ結合された第１および第２の帰還回路と、
   前記ビデオ信号の非有効部分の期間中前記陰極線管の陰極の電流を感知するために前記分離手段に結合されており、且つ自動陰極線管バイアス回路に結合されている電流感知回路と、
   を含み、
   前記分離手段の第１のトランジスタと前記出力との間に、ビデオ信号の有効部分の期間中は前記第１のトランジスタを前記出力に結合し、前記ビデオ信号の非有効部分の期間中は前記第１のトランジスタを前記出力から減結合する結合および減結合回路が配置されている、
   表示器駆動装置。
2. 前記結合および減結合回路は、前記第１のトランジスタのエミッタと、前記分離手段の前記出力に結合された閾値導通スイッチ手段を含む、請求項１に記載の表示器駆動装置。
3. 前記第１の帰還回路は前記閾値導通スイッチ手段と前記第１のトランジスタの前記エミッタとの接続点に結合されている、請求項２に記載の表示器駆動装置。
4. キャパシタが前記第１のトランジスタの前記エミッタと前記分離手段の前記出力との間に、前記閾値導通手段と並列に結合されている、請求項２に記載の表示器駆動装置。
5. 前記第１および第２のトランジスタは前記分離手段の前記出力に関してプッシュプル形態で構成されている、請求項２に記載の表示器駆動装置。
6. 前記第１のトランジスタは第１の導通形式のものであり、前記第２のトランジスタは前記第１のトランジスタと反対の第２の導通形式のものであり、前記第１および第２のトランジスタは前記分離手段の前記出力に関してプッシュプル形態で構成されている、請求項２に記載の表示器駆動装置。
7. 前記第１および第２のトランジスタはバイポーラトランジスタであり、前記各出力電極はエミッタ電極である、請求項６に記載の表示器駆動装置。
8. 前記閾値導通スイッチ手段はダイオードである、請求項６または請求項７に記載の表示器駆動装置。
9. 前記ビデオ信号の前記有効部分はビデオプログラム情報を含み、前記ビデオ信号の前記非有効部分は帰線消去期間に相当し、前記電流感知回路は前記第２のトランジスタに結合されていて、前記帰線消去期間中前記陰極線管の陰極の電流を感知する、請求項１に記載の表示器駆動装置。

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