JP4056659B2 - 直流クランプ回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオ信号などのように直流分を含むアナログ信号をA/D変換する際に、そのアナログ信号の直流レベルを所定レベルに固定する直流クランプ回路に関し、特に、利得が変化しても周波数帯域が一定である直流クランプ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、図8(A)に示すようなビデオ信号をA/D変換器でA/D変換する場合には、直流クランプ回路により、ビデオ信号中の直流レベルを一定値にクランプする必要がある。このクランプには、そのビデオ信号に基づいて生成される図8(B)に示すようなクランプパルスが使用される。このように直流レベルがクランプされたビデオ信号は、A/D変換器のダイナミックレンジに収まるように増幅されたのち、A/D変換器でA/D変換される。
【0003】
このような直流クランプ回路では、ビデオ信号のDCレベル(直流レベル)の変動がないことが望まれ、これを実現した従来技術としては、アメリカ特許(USpatent)4473846号公報に記載の発明、同特許4970594号公報に記載の発明などが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、アメリカ特許4473846号公報に記載の発明では、増幅回路(アンプ)の増幅率の違いによるループの安定性については、何ら考慮されていない。また、増幅回路のゲインが大きいほどループのゲインも高くなるため、最大ゲイン時に安定であるようなループの定数(具体的には、積分器の定数)にする必要がある。このため、ゲインが小さくなるとループの追従性が遅くなるという不都合がある。
【0005】
また、同特許4970594号公報に記載の発明では、DCクランプループをゲインアンプよりも後段で構成している。このため、ループの周波数帯域はゲインによらずに一定であるが、DCレベルの変動分も増幅されるため、許容されるDCレベルの変動幅が入力換算で制限されたり、収束時間がかかるという不都合がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、直流分を含むアナログ信号のA/D変換の際に、アナログ信号の増幅率を変化させてもそのアナログ信号に含まれる直流変動分の入力換算レンジを狭めることがなく、かつ、直流クランプの追従性が変わらない直流クランプ回路を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するために、請求項1〜請求項5に記載の各発明は以下のように構成した。
すなわち、請求項1に記載の発明は、直流分を含む入力アナログ信号とこの入力アナログ信号をクランプするための帰還信号とを加算する加算手段と、この加算手段の出力を増幅する第1増幅手段と、この第1増幅手段の出力をA/D変換してこれを出力信号として出力するA/D変換手段と、このA/D変換手段の出力を所定値と比較する比較手段と、この比較手段の出力をイネーブル信号の出力期間中に積分する積分手段と、この積分手段の出力を増幅して前記加算手段に前記帰還信号として帰還させる第2増幅手段とを備え、前記第1増幅手段と前記第2増幅手段は増幅率をそれぞれ独立に設定自在であり、前記第1増幅手段の増幅率の設定の際には、前記第1増幅手段の増幅率と前記第2増幅手段の増幅率の積が一定となるように前記第1増幅手段と前記第2増幅手段の増幅率を設定するようにしたことを特徴とするものである。
【0008】
請求項2に記載の発明は、直流分を含む入力アナログ信号とこの入力アナログ信号をクランプするための帰還信号とを加算する加算手段と、この加算手段の出力を増幅する第1増幅手段と、この第1増幅手段の出力をA/D変換してこれを出力信号として出力するA/D変換手段と、このA/D変換手段の出力を所定値と比較する比較手段と、この比較手段の出力をD/A変換するD/A変換手段と、このD/A変換手段の出力をイネーブル信号の出力期間中に積分し、この積分値を前記加算手段に前記帰還信号として帰還させる積分手段とを備え、前記第1増幅手段の増幅率と、前記D/A変換手段のD/A変換にかかる基準レベルとをそれぞれ独立に設定自在であり、前記第1増幅手段の増幅率の設定の際には、前記第1増幅手段の増幅率と前記D/A変換手段の基準レベルの積が一定となるように前記第1増幅手段の増幅率と前記D/A変換手段の基準レベルを設定するようにしたことを特徴とするものである。
【0009】
請求項3に記載の発明は、直流分を含む入力アナログ信号とこの入力アナログ信号をクランプするための帰還信号とを加算する加算手段と、この加算手段の出力を増幅する第1増幅手段と、この第1増幅手段の出力をA/D変換してこれを出力信号として出力するA/D変換手段と、このA/D変換手段の出力を所定値と比較する比較手段と、この比較手段の出力をD/A変換するD/A変換手段と、このD/A変換手段の出力をイネーブル信号の出力期間中に積分し、この積分値を前記加算手段に前記帰還信号として帰還させる積分手段と、この積分手段の出力を増幅して前記加算手段に前記帰還信号として帰還させる第2増幅手段とを備え、前記第1増幅手段と前記第2増幅手段の増幅率および前記D/A変換手段のD/A変換にかかる基準レベルをそれぞれ独立に設定自在であり、前記第1増幅手段の増幅率の設定の際には、前記第1増幅手段の増幅率と前記第2増幅手段の増幅率と前記D/A変換手段の基準レベルとの積が一定となるように前記第1増幅手段の増幅率、前記第2増幅手段の増幅率、および前記D/A変換手段の基準レベルを設定するようにしたことを特徴とするものである。
【0010】
請求項4に記載の発明は、直流分を含む入力アナログ信号とこの入力アナログ信号をクランプするための帰還信号とを加算する加算手段と、この加算手段の出力をA/D変換してこれを出力信号として出力するA/D変換手段と、このA/D変換手段の出力を所定値と比較する比較手段と、この比較手段の出力をD/A変換するD/A変換手段と、このD/A変換手段の出力をイネーブル信号の出力期間中に積分し、この積分値を前記加算手段に前記帰還信号として帰還させる積分手段とを備え、前記D/A変換手段は、その出力レベルが前記加算手段の設定増幅率に反比例するようになっており、かつ、前記加算手段の増幅率は、前記入力アナログ信号については設定増幅率に基づいて設定され、前記加算手段、前記A/D変換手段、前記比較手段、前記D/A変換手段、前記積分手段、および前記加算手段への帰還信号からなるクランプループの増幅率は前記設定増幅率とは独立に設定されるようになっていることを特徴とするものである。
【0011】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の直流クランプ回路において、前記入力アナログ信号はビデオ信号であり、前記イネーブル信号は前記入力アナログ信号から生成されるクランプパルスであることを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の直流クランプ回路の第1実施形態の全体の構成を示すブロック図である。
この第1実施形態にかかる直流クランプ回路は、図1に示すように、加算手段である加算器1と、第1増幅手段である第1増幅回路2と、A/D変換手段であるA/D変換器3と、比較手段である比較器4と、D/A変換器5と、スイッチ6と、積分手段である積分器7と、第2増幅手段である第2増幅回路8とを備えている。
【0013】
さらに、この第1実施形態にかかる直流クランプ回路は、第1増幅回路2と第2増幅回路8とが、ゲインコントロール値CONT1、CONT2によって増幅率をそれぞれ独立に設定でき、第1増幅回路2の増幅率の設定の際には、その設定増幅率に依存して第2増幅回路8の増幅率を設定するようにしたものである。具体的には、第1増幅回路2の増幅率をG1、第2増幅回路8の増幅率をG2とすると、G1×G2=一定、となるように各増幅率を設定するようにしたものである。
【0014】
加算器1は、ビデオ信号のように直流分を含むアナログ信号と、第2増幅回路8から出力されてそのアナログ信号をクランプするための帰還信号とを加算し、その加算値を第1増幅回路2に出力するようになっている。第1増幅回路2は、加算器1から出力される加算信号を増幅してA/D変換器3に出力するようになっている。
【0015】
A/D変換器3は、第1増幅回路2からのアナログ形態の出力信号を所定ビットからなるデジタル信号にA/D変換し、このA/D変換されたデジタル信号を出力信号として出力端子に出力すると同時に、比較器4に出力するようになっている。比較器4は、A/D変換器3から出力されるデジタル信号をデジタル形態の所定の設定値と比較し、その比較に応じたデジタル信号を出力するようになっている。
【0016】
ここで、その所定の設定値は、後述のクランプループの形成時に、アナログ信号に含まれる直流分のA/D変換値(A/D変換器3の出力)をいくらに設定するかによって決定される値である。
D/A変換器5は、比較器4からのデジタル形態の信号をアナログ信号にD/A変換して積分器7に出力するようになっている。スイッチ6は、D/A変換器5の出力側と積分器7の入力側との間に設けられ、イネーブル信号によりその接点が開閉自在になっている。
【0017】
積分器7は、イネーブル信号によりスイッチ6の接点が閉状態のときに、D/A変換器5からの出力信号を積分し、その積分値を第2増幅回路8に出力するようになっている。第2増幅回路8は、積分器7の出力を入力して増幅して加算器1に上記の帰還信号として出力するようになっている。
次に、このような構成からなる第1実施形態の直流クランプ回路の動作について、図1を参照して説明する。
【0018】
いま、スイッチ6を開閉するイネーブル信号が「H」レベルとすると、スイッチ6が閉状態となってクランプループを形成される。このときに、加算器1にビデオ信号のように直流分を含むアナログ信号が入力されると、そのアナログ信号と第2増幅回路8から出力されそのアナログ信号をクランプするための帰還信号とが加算器1で加算され、この加算信号は第1増幅回路2に出力される。
【0019】
第1増幅回路2では、その加算信号が増幅されてA/D変換器3に出力される。A/D変換器3では、第1増幅回路2の出力が所定ビットのデジタル信号にA/D変換され、そのデジタル信号が出力信号として出力端子に出力されると同時に、比較器4に出力される。
比較器4では、そのデジタル信号が設定値と比較され、その比較結果がデジタル信号でD/A変換器5に出力される。D/A変換器5では、そのデジタル信号がアナログ信号にD/A変換される。スイッチ6は、クランプループの形成時にはその接点が閉状態になるので、その閉状態の期間にD/A変換器5から出力されるアナログ信号が積分器7で積分される。この積分器7の出力信号は、第2増幅回路8で増幅されて加算器1に帰還される。
【0020】
このような動作により、クランプループが形成されるイネーブル信号が「H」レベルの期間には、比較器4の設定値とA/D変換器3のA/D変換値との差が零になっていき、積分器7の出力が所定値に収束されていく。
以上説明したように、この第1実施形態に係る直流クランプ回路では、第1増幅回路2と第2増幅回路8とが、ゲインコントロール値CONT1、CONT2によって増幅率をそれぞれ独立に設定でき、第1増幅回路2の増幅率の設定の際には、その設定増幅率に依存して第2増幅回路8の増幅率を設定するようにした。このため、第1実施形態では、ビデオ信号のような直流分を含む入力アナログ信号の増幅率を変化させても直流変動分の入力換算レンジを狭めることがなく、かつ、直流クランプの追従性が変わらない。
【0021】
次に、本発明の第2実施形態にかかる直流クランプ回路について、図2を参照して説明する。
この第2実施形態にかかる直流クランプ回路は、図1のD/A変換器5を図2に示すD/A変換器5Aに置き換えたものであり、第1増幅回路2と第2増幅回路8とが、ゲインコントロール値CONT1、CONT2によって増幅率をそれぞれ独立に設定できる上に、上記のD/A変換器5Aは、D/A変換にかかる基準レベルを独立に設定できるようにしたものである。
【0022】
さらに、この第2実施形態では、第1増幅回路2の増幅率の設定の際には、その設定増幅率に依存して第2増幅回路8の増幅率とD/A変換器5Aの基準レベルを設定するようにした。具体的には、第1増幅回路2の増幅率をG1、第2増幅回路8の増幅率をG2、D/A変換器5Aの基準レベルRLとすると、G1×G2×RL=一定、となるように各値を設定するようにした。
【0023】
この第2実施形態の他の部分の構成は図1の第1実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は省略するものとする。また、この第2実施形態の動作は、第1実施形態の動作と基本的に同様であるので、その動作の説明はここでは省略する。
以上のような構成からなる第2実施形態にかかる直流クランプ回路によれば、第1実施形態と同様な効果を得ることができる。
【0024】
なお、この第2実施形態では、第2増幅回路8を備えているが、その第2増幅回路8は必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。この場合には、第1増幅回路2の増幅率の設定の際には、その設定増幅率に依存してD/A変換器5Aの基準レベルを設定することになる。
次に、本発明の第3実施形態にかかる直流クランプ回路について、図3を参照して説明する。
【0025】
この第3実施形態にかかる直流クランプ回路は、図1に示す加算器1、第1増幅回路2、および第2増幅回路8を、図3に示すように、増幅回路11により具体化したものであり、他の部分の構成は図1と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は適宜省略するものとする。
増幅回路11は、図3に示すように、オペアンプ(演算増幅器)111、コンデンサ112、113、114、およびスイッチ115〜121から構成されている。
【0026】
さらに詳述すると、ビデオ信号Viのようなアナログ信号が入力される入力端子が、スイッチ115とコンデンサ112を介してオペアンプ111の反転入力端子(−端子)に接続されている。その直列接続されたスイッチ115とコンデンサ112の両端に、直列接続されたスイッチ116とコンデンサ113が並列に接続されている。スイッチ115とコンデンサ113の共通接続部は、スイッチ117を介してオペアンプ111の出力端子に接続されている。スイッチ116とコンデンサ113の共通接続部は、スイッチ118を介して接地されている。
【0027】
積分器7の出力Vintが、スイッチ120およびコンデンサ114を介してオペアンプ111の反転入力端子に入力されるようになっている。スイッチ120とコンデンサ114の共通接続部は、スイッチ121を介して接地されている。オペアンプ111の非反転入力端子(+端子)は、接地されている。また、オペアンプ111の出力端子と非反転入力端子との間には、スイッチ119が接続されている。さらに、オペアンプ111の出力Voは、A/D変換器4に出力されるようになっている。
【0028】
コンデンサ112の容量はn×Cからなり、nはオペアンプ111の設定ゲイン(設定増幅率)であり、この設定ゲインnは、0<n≦1の関係にあるものとする。また、コンデンサ113の容量は、(1−n)×Cからなるものとする。さらに、コンデンサ114の容量は、n×C’である。
スイッチ115、116、119、120の各接点は、サンプルパルスS1により開閉制御され、そのサンプルパルスS1が「H」レベルのときにその各接点が閉状態になるようになっている。また、スイッチ117、118、121の各接点は、ホールドパルスS2により開閉制御され、そのホールドパルスS2が「H」レベルのときにその各接点が閉状態になるようになっている。スイッチ6の接点は、クランプパルスにより開閉制御され、クランプパルスが「H」レベルのときに接点が閉状態になるようになっている。
【0029】
次に、このような構成からなる第3実施形態の直流クランプ回路の動作について、図3〜図5を参照して説明する。
まず、増幅回路11の動作について、数式を用いて説明する。図3に示すように、増幅回路11に入力されるビデオ信号をVi、増幅回路11の出力電圧をVo、積分器7の出力をVintとする。そして、オペアンプ111の非反転入力端子の電荷Qは、スイッチ115、116、119、120の各接点が閉状態になるサンプル期間(サンプルフェーズ)では次の(1)式となり、スイッチ117、118、121の各接点が閉状態になるホールド期間(ホールドフェーズ)では次の(2)式となる。
【0030】
Q=(1−n)×C×(−Vi)+n×C×(−Vi)+n×C’×Vint …(1)
Q=n×C×(−Vo) …(2)
そして、その電荷Qは、サンプルフェーズとホールドフェーズとでは等しいので、(1)式=(2)式とすると、次の(3)式が成立する。
【0031】
Vo=(Vi/n)−Vint×(C’/C) …(3)
ここで、(3)式中におけるnは、増幅回路11の設定ゲイン(設定増幅率)である。
(3)式から増幅回路11の出力電圧Voは、設定ゲインnに依存する入力ビデオ信号Viと、その設定ゲインnに依存せずにクランプループのゲイン(C’/C)に依存する積分器7の出力Vintとからなる。
【0032】
従って、この第3実施形態にかかる直流クランプ回路では、クランプループのゲイン(C’/C)を適当に選べば、設定ゲインnに依存することなく周波数帯域が一定なクランプループを構成できる。
次に、この第3実施形態の直流クランプ回路の全体の動作について、図4および図5を参照して説明する。
【0033】
いま、図4(A)に示すようなビデオ信号Viが増幅回路11に入力され、図4(B)に示すように時刻t1においてクランプパルスが「H」レベルになると、この「H」レベルの期間T1だけスイッチ6の接点が閉状態になり、クランプループが形成される。
期間T1では、サンプルパルスS1の「H」レベルと、ホールドパルスS2の「H」レベルとが交互に繰り返す。このため、サンプルパルスS1の「H」レベルのときには、スイッチ115、116、119、120の各接点が閉状態になり、コンデンサ112、113はビデオ信号Viに応じた電圧まで充電される一方、コンデンサ114は積分器7の出力に応じた電圧まで充電される。
【0034】
一方、ホールドパルスS2が「H」レベルのときには、スイッチ115、116、119、120の各接点が開状態になり、スイッチ117、118、121の各接点が閉状態になり、コンデンサ112、113の電位とコンデンサ114の電位がオペアンプ111で加算され、この加算信号がA/D変換器3に出力される。
【0035】
A/D変換器3では、その加算信号が所定ビットのデジタル信号にA/D変換され、そのデジタル信号が出力信号として出力端子に出力されると同時に、比較器4に出力される。比較器4では、そのデジタル信号が設定値と比較され、その比較結果がデジタル信号でD/A変換器5に出力される。D/A変換器5では、そのデジタル信号がアナログ信号にD/A変換される。スイッチ6は、上述のように、クランクパルスが「H」レベルのときにはその接点が閉状態になるので、その閉状態の期間T1にD/A変換器5から出力されるアナログ信号が積分器7で積分される。
【0036】
このような動作により、クランプループが形成される期間T1には、比較器4の設定値とA/D変換器3のA/D変換値との差が零になっていき、これにより、積分器7の出力Vintが、図4(E)に示すように、所定の値に収束していく。
ところで、サンプルパルスS1とホールドパルスS2の周波数は数10MHzであり、クランプパルスの周波数は数KHzであるので、図4の期間T2における各部の拡大波形は図5に示すようになる。
【0037】
図4の期間T2では、図5(B)に示すように、サンプルパルスS1が「H」レベルの期間T3には、スイッチ115、116、119、120の各接点が閉状態になる。このときには、コンデンサ112、113には図5(A)に示すビデオ信号Viに応じた電荷が充電され、このとき積分器7の出力は変化しないので、コンデンサ114の充電電圧は固定されたままである。このため、期間T3のときには、増幅回路11(オペアンプ111)の出力電圧Voは、コンデンサ112、113の充電電圧とコンデンサ114の充電電圧とが加算された電圧となり、その波形は図5(D)に示すようになる。
【0038】
一方、ホールドパルスS2が「H」レベルの期間T4には、スイッチ115、116、119、120の各接点が開状態になり、スイッチ117、118、121の各接点が閉状態になる。このときには、増幅回路11の出力電圧Voは、図5(D)のようにコンデンサ112、113の電圧とコンデンサ114の電圧とが加算された電圧に保持される。
【0039】
以上説明したように、この第3実施形態の直流クランプ回路では、(3)式からわかるように、増幅回路11の出力電圧Voが、設定ゲインnに依存する入力ビデオ信号Viと、その設定ゲインnに依存せずにクランプループのゲイン(C’/C)に依存する積分器7の出力Vintとからなる。従って、この第3実施形態にかかる直流クランプ回路では、クランプループのゲイン(C’/C)を適当に選べば、増幅回路11の設定ゲインnに依存することなく周波数帯域が一定なクランプループを構成できる。
【0040】
次に、本発明の第4実施形態にかかる直流クランプ回路について、図6を参照して説明する。
この第4実施形態にかかる直流クランプ回路は、図2に示す加算器1、第1増幅回路2、D/A変換器5A、および第2増幅回路8を、図6に示すように、加算回路31、電流出力型D/A変換器32、オペアンプ71とコンデンサ71から構成される積分器7などにより具体化したものであり、他の部分の構成は、図2と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は適宜省略するものとする。
【0041】
加算回路31は、図6に示すように、オペアンプ311と、抵抗312〜314から構成されている。すなわち、オペアンプ31の反転入力端子(−端子)に、抵抗312を介してビデオ信号Viが入力されると同時に、抵抗313を介して積分器7の出力が入力されるようになっている。オペアンプ311の非反転入力端子は接地されている。また、オペアンプ311の出力端子と反転入力端子との間には、帰還用の抵抗314が接続されている。
【0042】
ここで、抵抗312の抵抗値をR、抵抗313の抵抗値をR’、抵抗314の抵抗値をn×Rとすると、加算回路31のビデオ信号Viに対する設定ゲインは(n×R)/Rとなる。また、加算回路31の積分器7の出力Vintに対する設定ゲインは(n×R)/R’となり、積分器7の出力Vintはその設定ゲインに依存することになる。
【0043】
しかし、積分器7への入力、すなわち電流出力型D/A変換器32の出力が設定ゲインnに依存するように構成されている。すなわち、電流出力型D/A変換器32は、自己の基準電流(Iref)を生成する基準電流生成回路33を備えている。
この基準電流生成回路33は、図6に示すように、オペアンプ331と、抵抗値がn×Rからなる抵抗332と、PMOSトランジスタ333、334とから構成されている。
【0044】
さらに詳述すると、オペアンプ331は、その反転入力端子に基準電圧Vrefが供給され、その非反転入力端子は抵抗332を介して接地されている。また、オペアンプ331の出力端子はPMOSトランジスタ333、334の各ゲートに接続されている。MOSトランジスタ333のソースは電源に接続され、そのドレインはオペアンプ331の非反転入力端子に接続されている。MOSトランジスタ334のソースは電源に接続され、そのドレインは電流出力型D/A変換器32に、Iref=Vref/(n×R)の基準電流が供給されるようになっている。
【0045】
このように構成される電流出力型D/A変換器32では、その出力レベルが設定ゲインnに反比例するようになる。この結果、加算回路31の出力Voは、次の(4)式のようになる。
Vo=n×Vi−α×(R/R’)×Vint …(4)
ここで、(4)式中のαは、基準電流Irefの電流量や積分器7のコンデンサ72の容量値で決まる任意の係数で、クランプループのゲイン(増幅率)を決めるものである。
【0046】
(4)式から加算回路31の出力Voは、設定ゲインnに依存する入力ビデオ信号Viと、その設定ゲインに依存せずにクランプループのゲインα×(R/R’)に依存する積分器7の出力Vintとからなる。従って、この第4実施形態では、クランプループのα×(R/R’)を適当に選べば、設定ゲインに依存することなく周波数帯域が一定なクランプループを構成できる。
【0047】
次に、このような構成からなる第4実施形態の直流クランプ回路の動作について、図6および図7を参照して説明する。
いま、図7(A)に示すようなビデオ信号Viが加算器31に入力され、図6(B)に示すように時刻t1においてクランプパルスが「H」レベルになると、この「H」レベルの期間T1だけスイッチ6の接点が閉状態になる。
【0048】
期間T1においては、ビデオ信号Viと積分器7の出力Vintが加算回路31で加算されると同時に増幅され、加算回路31からは図7(C)に示すような増幅された出力Voが得られる。A/D変換器3では、その加算回路31の出力Voが所定ビットのデジタル信号にA/D変換され、そのデジタル信号が出力信号として出力端子に出力されると同時に、比較器4に出力される。
【0049】
比較器4では、そのデジタル信号を設定値と比較し、その比較結果をデジタル信号で電流出力型D/A変換器32に出力する。電流出力型D/A変換器32では、そのデジタル信号がアナログ信号にD/A変換される。スイッチ6は、上述のように、クランプパルスが「H」レベルのときにはその接点が閉状態になるので、その閉状態の期間T1に電流出力型D/A変換器32から出力されるアナログ信号が積分器7で積分される。
【0050】
このような動作により、クランプループが形成されるクランプパルスが「H」レベルの期間T1には、比較器4の設定値とA/D変換器3のA/D変換値との差が零になっていき、これにより、積分器7の出力Vintは、図7(D)に示すように所定値に収束されていく。
以上説明したように、この第4実施形態にかかる直流クランプ回路では、(4)式に示すように、加算回路31の出力Voは、設定ゲインnに依存する入力ビデオ信号Viと、その設定ゲインに依存せずにクランプループのゲインα×(R/R’)に依存する積分器7の出力Vintとからなる。従って、この第4実施形態にかかる直流クランプ回路では、クランプループのα×(R/R’)を適当に選べば、設定ゲインに依存することなく周波数帯域が一定なクランプループを構成できる。
【0051】
なお、上記の実施形態において、例えば、第3実施形態のように増幅回路11を容量比で実現した場合には、比較的荒いゲインステップを行う第1段階(ラフステージ)と、比較的細かなゲインステップを行う第2段階(ファインステージ)に分けてプログラマブルゲインアンプを構成することが可能である。この場合には、積分器側のゲインコントロールの実現方法として、第1段階の分を第3実施形態のように容量比で、第2段階の分を第4実施形態のようにD/A変換器の基準レベルの微調整で、それぞれ行うようにしても良い。
【0052】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1に係る発明では、第1増幅手段と第2増幅手段は増幅率をそれぞれ独立に設定自在であり、第1増幅手段の増幅率の設定の際には、第1増幅手段の増幅率と第2増幅手段の増幅率の積が一定となるように第1増幅手段と第2増幅手段の増幅率を設定するようにした。このため、請求項1に係る発明では、直流分を含むアナログ信号のA/D変換の際に、アナログ信号の増幅率を変化させてもそのアナログ信号に含まれる直流変動分の入力換算レンジを狭めることがなく、かつ、直流クランプの追従性が変わることがないという効果が得られる。
【0053】
また、請求項2に係る発明では、第1増幅手段の増幅率と、D/A変換手段のD/A変換にかかる基準レベルとをそれぞれ独立に設定自在であり、第1増幅手段の増幅率の設定の際には、第1増幅手段の増幅率とD/A変換手段の基準レベルの積が一定となるように第1増幅手段の増幅率とD/A変換手段の基準レベルを設定するようにしたので、請求項1に係る発明と同様な効果を得ることができる。
【0054】
また、請求項4に係る発明では、D/A変換手段が、その出力レベルが加算手段の設定増幅率に反比例するようになっており、かつ、加算手段が、入力アナログ信号については設定ゲインに基づいて設定され、加算手段、A/D変換手段、比較手段、D/A変換手段、積分手段、および加算手段への帰還信号からなるクランプループの増幅率は前記設定増幅率とは独立に設定されるように構成したので、請求項1に係る発明と同様な効果を得ることができる。
【0055】
さらに、請求項5に係る発明では、ビデオ信号について適用するようにしたので、ビデオ信号のA/D変換の際に、ビデオ信号の増幅率を変化させてもそのアナログ信号に含まれる直流変動分の入力換算レンジを狭めることがなく、かつ、直流クランプの追従性が変わることがないという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態にかかる直流クランプ回路の全体の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2実施形態にかかる直流クランプ回路の全体の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第3実施形態にかかる直流クランプ回路の全体の構成を示すブロック図である。
【図4】図3の各部の波形図である。
【図5】図4の一部を拡大した波形図である。
【図6】本発明の第4実施形態にかかる直流クランプ回路の全体の構成を示すブロック図である。
【図7】図6の各部の波形図である。
【図8】従来技術を説明するための波形図である。
【符号の説明】
1 加算器
2 第1増幅回路
3 A/D変換器
4 比較器
5、D/A変換器
5A D/A変換器
6 スイッチ
7 積分器
8 第2増幅回路
11 増幅回路
31 加算器
32 電流出力型D/A変換器
33 基準電流生成回路
Claims (5)
- 直流分を含む入力アナログ信号とこの入力アナログ信号をクランプするための帰還信号とを加算する加算手段と、
この加算手段の出力を増幅する第1増幅手段と、
この第1増幅手段の出力をA/D変換してこれを出力信号として出力するA/D変換手段と、
このA/D変換手段の出力を所定値と比較する比較手段と、
この比較手段の出力をイネーブル信号の出力期間中に積分する積分手段と、
この積分手段の出力を増幅して前記加算手段に前記帰還信号として帰還させる第2増幅手段とを備え、
前記第1増幅手段と前記第2増幅手段は増幅率をそれぞれ独立に設定自在であり、前記第1増幅手段の増幅率の設定の際には、前記第1増幅手段の増幅率と前記第2増幅手段の増幅率の積が一定となるように前記第1増幅手段と前記第2増幅手段の増幅率を設定するようにしたことを特徴とする直流クランプ回路。 - 直流分を含む入力アナログ信号とこの入力アナログ信号をクランプするための帰還信号とを加算する加算手段と、
この加算手段の出力を増幅する第1増幅手段と、
この第1増幅手段の出力をA/D変換してこれを出力信号として出力するA/D変換手段と、
このA/D変換手段の出力を所定値と比較する比較手段と、
この比較手段の出力をD/A変換するD/A変換手段と、
このD/A変換手段の出力をイネーブル信号の出力期間中に積分し、この積分値を前記加算手段に前記帰還信号として帰還させる積分手段とを備え、
前記第1増幅手段の増幅率と、前記D/A変換手段のD/A変換にかかる基準レベルとをそれぞれ独立に設定自在であり、前記第1増幅手段の増幅率の設定の際には、前記第1増幅手段の増幅率と前記D/A変換手段の基準レベルの積が一定となるように前記第1増幅手段の増幅率と前記D/A変換手段の基準レベルを設定するようにしたことを特徴とする直流クランプ回路。 - 直流分を含む入力アナログ信号とこの入力アナログ信号をクランプするための帰還信号とを加算する加算手段と、
この加算手段の出力を増幅する第1増幅手段と、
この第1増幅手段の出力をA/D変換してこれを出力信号として出力するA/D変換手段と、
このA/D変換手段の出力を所定値と比較する比較手段と、
この比較手段の出力をD/A変換するD/A変換手段と、
このD/A変換手段の出力をイネーブル信号の出力期間中に積分し、この積分値を前記加算手段に前記帰還信号として帰還させる積分手段と、
この積分手段の出力を増幅して前記加算手段に前記帰還信号として帰還させる第2増幅手段とを備え、
前記第1増幅手段と前記第2増幅手段の増幅率および前記D/A変換手段のD/A変換にかかる基準レベルをそれぞれ独立に設定自在であり、前記第1増幅手段の増幅率の設定の際には、前記第1増幅手段の増幅率と前記第2増幅手段の増幅率と前記D/A変換手段の基準レベルとの積が一定となるように前記第1増幅手段の増幅率、前記第2増幅手段の増幅率、および前記D/A変換手段の基準レベルを設定するようにしたことを特徴とする直流クランプ回路。 - 直流分を含む入力アナログ信号とこの入力アナログ信号をクランプするための帰還信号とを加算する加算手段と、
この加算手段の出力をA/D変換してこれを出力信号として出力するA/D変換手段と、
このA/D変換手段の出力を所定値と比較する比較手段と、
この比較手段の出力をD/A変換するD/A変換手段と、
このD/A変換手段の出力をイネーブル信号の出力期間中に積分し、この積分値を前記加算手段に前記帰還信号として帰還させる積分手段とを備え、
前記D/A変換手段は、その出力レベルが前記加算手段の設定増幅率に反比例するようになっており、かつ、前記加算手段の増幅率は、前記入力アナログ信号については設定増幅率に基づいて設定され、前記加算手段、前記A/D変換手段、前記比較手段、前記D/A変換手段、前記積分手段、および前記加算手段への帰還信号からなるクランプループの増幅率は前記設定増幅率とは独立に設定されるようになっていることを特徴とする直流クランプ回路。 - 前記入力アナログ信号はビデオ信号であり、前記イネーブル信号は前記入力アナログ信号から生成されるクランプパルスであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の直流クランプ回路。
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