JP5379512B2 - 映像信号クランプ回路 - Google Patents

Description

本発明は、映像信号のシンクチップ部、又は、ペデスタル部をクランプする回路に係り、特に、クランプパルスに起因して映像信号に現れるパルスノイズの抑圧、除去を図ったものに関する。

従来、この種の回路としては、例えば、図４に示されたような構成のものが実用に供されている。
以下、同図を参照しつつ、この従来の映像信号クランプ回路について説明する。
このクランプ回路は、バッファＢと、ｇｍアンプＡと、電流発生回路（図４においては「Ｉ−ＧＥＮ」と表記）５１Ａと、定電圧源３Ａと、クランプ用コンデンサ４Ａとを主たる構成要素として構成されてなるものである。

そして、ｇｍアンプ（トランスコンダクタンスアンプ）Ａは、バッファＢの出力端子と非反転入力端子の間に帰還ループを構成するように設けられている。
また、電流発生回路５１Ａは、クランプパルスが入力されると、このクランプパルスに同期した定電流Ｉ２２をバッファＢに流し、バッファＢをＯＮ（導通状態）とするよう構成されたものとなっている。

かかる構成において、映像信号入力端子に映像信号が入力され、その映像信号のSync Tip（シンクチップ）部、又は、Pedestal（ペデスタル）部が、所望するＤＣ電圧より低い、又は、高いと、バッファＢに印加されたその映像信号に応じたバッファＢの出力により、クランプ容量が電荷充放電され、その電圧の降下、又は、上昇を招き、その電圧がｇｍアンプＡに入力されることとなる。
そして、ｇｍアンプＡにおける基準電圧Ｖrefとの比較によって、ｇｍアンプＡからは、抵抗器Ｒに対して電流出力が生じ、映像信号の電圧を上昇、又は、下降させるよう帰還ループが作用し、映像信号出力端子からは、Sync Tip部、又は、Pedestal部が所望のＤＣ電圧にクランプされた映像信号が得られるものとなっている。

特開２００３−２０９７１４号公報（第３−５頁、図１−図６）

しかしながら、上述の従来回路にあっては、図５に示されたように、映像信号出力端子に得られる映像信号のSync Tip部、又は、Pedestal部に、クランプパルスの立ち上がり、立ち下がりに同期したいわゆるひげ状のパルスノイズが重畳され、このパルスノイズが、他の映像信号処理回路の同期検出エラーなどの誤動作を招く要因となるという問題がある。
なお、図５（Ａ）は、クランプパルスの入力波形であり、図５（Ｂ）は、バッファＢに流される電流Ｉ２２の波形であり、図５（Ｃ）は、映像出力信号の波形である。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、クランプパルスに同期したノイズの発生を抑圧できる映像信号クランプ回路を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る映像信号クランプ回路は、
映像信号が入力されるバッファが設けられ、このバッファの出力段とグランドとの間にクランプ用コンデンサが接続され、クランプパルスに同期して前記バッファの動作に必要な電流を発生して前記バッファに供給する電流発生回路が設けられる一方、
前記バッファの出力段と入力段との間には、トランスコンダクタンスアンプが、所定基準電圧を超える前記バッファの出力が前記トランスコンダクタンスアンプを介して前記バッファの入力段へ帰還せしめらるよう設けられ、前記映像信号のシンクチップ部、又は、ペデスタル部が所定電圧にクランプされて出力可能に構成されてなる映像信号クランプ回路であって、
前記電流発生回路の出力電流の立ち上がり、立ち下がりを所定の時定数を以て遅延せしめて、前記バッファに供給可能に構成されてなる電流整形回路が設けられ、前記バッファは、前記電流整形回路を介して供給される前記電流発生回路の出力電流により、前記所定の時定数に従ってＯＦＦ状態からＯＮ状態へ、又は、ＯＮ状態からＯＦＦ状態へ移行せしめられるものである。

本発明によれば、電流整形回路によって、立ち上がり、立ち下がりが緩慢に整形された電流がバッファに供給されるため、従来と異なり、出力される映像信号において、クランプパルスに同期したノイズの発生を抑圧でき、誤動作を招くことない信頼性の高い映像信号を得ることができるという効果を奏するものである。

本発明の実施の形態における映像信号クランプ回路の基本回路構成例を示す回路図である。 図１に示された映像信号クランプ回路を構成する電流整形回路の具体回路構成例を示す回路図である。 本発明の実施の形態の映像信号クランプ回路における主要部の信号波形図であって、図３（Ａ）は、クランプパルスの波形図、図３（Ｂ）は、電流発生回路により出力される電流Ｉ２２の波形図、図３（Ｃ）は、出力される映像信号の波形である。 従来の映像信号クランプ回路の回路構成例を示す回路図である。 図４に示された従来の映像信号クランプ回路における主要部の信号波形図であって、図５（Ａ）は、クランプパルスの波形図、図５（Ｂ）は、電流発生回路により出力される電流Ｉ２２の波形図、図５（Ｃ）は、出力される映像信号の波形である。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における映像信号クランプ回路の基本回路構成例について、図１を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における映像信号クランプ回路は、バッファ（図１においては「Ｂ」と表記）１と、ｇｍアンプ（図１においては「Ａ」と表記）２と、電流発生回路（図１においては「Ｉ−ＧＥＮ」と表記）５１と、電流整形回路（図１においては「Ｉ−ＳＨＡＰ」と表記）５２と、定電圧源３と、クランプ用コンデンサ４とを主たる構成要素として構成されてなるものである。

まず、具体的な回路接続について説明する。
バッファ１は、その非反転入力端子にｇｍアンプ（トランスコンダクタンスアンプ）２の出力端子と映像信号出力端子１６が接続されると共に、抵抗器（図１においては「Ｒ」と表記）５を介して映像信号入力端子１５が接続されている。
また、バッファ１の反転入力端子には、ｇｍアンプ２の非反転入力端子と共に、定電圧源３により基準電圧Ｖrefが印加されるようになっている。
一方、バッファ１の出力端子は、ｇｍアンプ２の反転入力端子に接続されて、帰還ループが構成されるようになっていると共に、外付け容量接続端子１８に接続されている。そして、外付け容量接続端子１８とグランドとの間には、クランプ用コンデンサ４が接続されている。

また、クランプパルス入力端子１７に外部から印加されるクランプパルスに同期して電流を発生、出力する電流発生回路５１が設けられており、その出力段は、電流整形回路５２の入力段に接続されている。
この電流整形回路５２の出力段は、バッファ１の電流供給段に接続されており、バッファ１の動作に必要な電流が電流整形回路５２より供給可能に構成されたものとなっている。

次に、かかる構成における動作について、図３を参照しつつ説明する。
最初に、映像信号に対する基本的なクランプ動作は、従来同様なものとなっている。
すなわち、映像信号が映像信号入力端子１５に入力されると共に、所定のタイミングでクランプパルスがクランプパルス入力端子１７に入力されると、電流発生回路５１により電流Ｉ１が発生され、電流整形回路５２へ出力されることで、電流整形回路５２からは、バッファ１をＯＮ状態とする電流Ｉ２がバッファ１に供給されバッファ１が動作状態となる。

一方、映像信号は、抵抗器５を介してバッファ１の非反転入力端子へ入力されて、基準電圧Ｖrefと比較結果に応じたバッファ１からの出力により、クランプ用コンデンサ４が充放電され、バッファ１の出力が所望の電圧とされるようになっている。そして、この電圧は、ｇｍアンプ２の反転入力端子に入力され、ｇｍアンプ２からは、基準電圧Ｖthとの比較結果に応じた電流が出力されることで帰還ループが形成され、それによって、映像信号のSync Tip部、又は、Pedestal部が所望するＤＣ電圧にクランプされて、映像出力信号端子１６から出力可能に構成されたものとなっている。

しかして、本発明の実施の形態においては、クランプパルスがＯＦＦ、換言すれば、論理値Ｌｏｗに相当するレベルからＯＮ（論理値Ｈｉｇｈに相当するレベル）となる際に、電流整形回路５２によりバッファ１をＯＮ（動作状態）とするために供給される電流Ｉ２は、所定の時定数で立ち上がるようになっている。
一方、クランプパルスがＯＮからＯＦＦとなると、電流発生回路５１の出力電流Ｉ１は、それに対応して減少するが、電流整形回路５２の出力電流Ｉ２は、所定の時定数で減少せしめられるようになっている。そのため、バッファ１は、その所定の時定数に従ってＯＦＦ状態へ移行することとなる。

バッファ１がＯＦＦとなると、クランプ用コンデンサ４に蓄積されていた電荷によって発生する電圧がｇｍアンプ２に入力されて映像信号出力信号が安定して出力されるようになっている。
このように、本発明の実施の形態における映像信号クランプ回路においては、クランプパルスがＯＦＦからＯＮとなる際、又、ＯＮからＯＦＦとなる際に、所定の時定数を以て帰還ループがＯＮ又はＯＦＦするため、映像信号出力端子１６に得られる映像信号は、従来と異なり、クランプパルスの立ち上がり、立ち下がりに同期したひげ状のノイズの重畳が無いものとなっている（図３参照）。
なお、図３において、図３（Ａ）は、クランプパルスを、図３（Ｂ）は、電流整形回路の出力電流Ｉ２を、図３（Ｃ）は、映像信号出力端子における映像信号を、それぞれ表している。

図２には、電流整形回路５２の具体回路構成例が示されており、以下、同図を参照しつつ、この具体回路構成例について説明する。なお、図１に示された構成要素と同一の構成要素については、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
本発明の実施の形態における電流整形回路５２は、ＮＰＮ型の第１及び第２のトランジスタ（図２においては、それぞれ「Ｑ１」、「Ｑ２」と表記）１１，１２と、時定数用コンデンサ（図２においては「Ｃ」と表記）１３とを具備して構成されたものとなっている。

以下、かかる電流整形回路５２の具体的な回路接続について説明することとする。
まず、第１及び第２のトランジスタ１１，１２は、ベースが相互に接続されると共に、第１のトランジスタ１１のベースとコレクタとが接続されて、ダイオード接続状態となっている。
また、第１及び第２のトランジスタ１１，１２のエミッタは、共にグランドに接続されている。
そして、第１のトランジスタ１１のコレクタは、電流発生回路５１の出力段に接続されると共に、時定数用コンデンサ１３を介してグランドに接続される一方、第２のトランジスタ１２のコレクタは、バッファ１の電流供給段に接続されて、第１及び第２のトランジスタ１１，１２によるカレントミラーが構成されたものとなっている。

次に、かかる構成における動作について説明する。
クランプパルスに同期して電流発生回路５１からの電流Ｉ１が電流整形回路５１に流入されると、時定数用コンデンサ１３が充電され、第１のトランジスタ１１のベース電圧が、時定数用コンデンサ１３の容量に応じて定まる時定数で上昇してゆくこととなる。
この際、第１のトランジスタ１１のベース電流は、電流Ｉ１及び時定数用コンデンサ１３から供給されて、第１のトランジスタ１１が導通状態となり、徐々にコレクタタ電流が流れてゆく。

上述の第１のトランジスタ１１のコレクタ電流は、第２のトランジスタ１２にカレントミラーされるため、第２のトランジスタ１２のコレクタ電流Ｉ２も同様に所定の時定数で増加してゆくこととなる。
ここで、例えば、第１のトランジスタ１１がＯＮ状態となるベース電圧を、０.７Ｖとすると、上述の所定の時定数ｔは、下記する式によって定まるものとなっている。

ｔ＝（０.７Ｖ×時定数用コンデンサ１３の容量）÷電流Ｉ１

しかして、第２のトランジスタ１２は、上述の所定の時定数を以てＯＮとなる。
すなわち、帰還ループが上述の所定の時定数を以てＯＮ又はＯＦＦするために、従来と異なり、映像信号出力端子１６から出力される映像信号に対するクランプパルスの立ち上がり、立ち下がりに同期したひげ状のパルスノイズの重畳が確実に抑圧されることとなる（図３参照）。

１…バッファ
２…ｇｍアンプ
４…クランプコンデンサ
５…抵抗器
５１…電流発生回路
５２…電流整形回路

Claims (2)

1. 映像信号が入力されるバッファが設けられ、このバッファの出力段とグランドとの間にクランプ用コンデンサが接続され、クランプパルスに同期して前記バッファの動作に必要な電流を発生して前記バッファに供給する電流発生回路が設けられる一方、
   前記バッファの出力段と入力段との間には、トランスコンダクタンスアンプが、所定基準電圧を超える前記バッファの出力が前記トランスコンダクタンスアンプを介して前記バッファの入力段へ帰還せしめらるよう設けられ、前記映像信号のシンクチップ部、又は、ペデスタル部が所定電圧にクランプされて出力可能に構成されてなる映像信号クランプ回路であって、
   前記電流発生回路の出力電流の立ち上がり、立ち下がりを所定の時定数を以て遅延せしめて、前記バッファに供給可能に構成されてなる電流整形回路が設けられ、前記バッファは、前記電流整形回路を介して供給される前記電流発生回路の出力電流により、前記所定の時定数に従ってＯＦＦ状態からＯＮ状態へ、又は、ＯＮ状態からＯＦＦ状態へ移行せしめられることを特徴とする映像信号クランプ回路。
2. 前記電流整形回路は、カレントミラー回路を有してなり、当該カレントミラー回路は、前記電流発生回路により発生された電流を、前記バッファへカレントミラーするよう設けられると共に、前記電流発生回路の出力段との接続点とグランドとの間には、コンデンサが接続されてなることを特徴とする請求項１記載の映像信号クランプ回路。

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