JPH01268264A - クリップ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はクリップ電圧付近の歪みが解消されたクリップ
回路に関し、特にビデオ回路に適用されて好適となるク
リップ回路に関する。

（従来技術） クリップ回路は、入力波形のあるレベル以上、またはレ
ベル以下の波形を作り出す回路として、また、実動的に
波形の立ち上がり、立ち下がりを改善することができる
回路として周知であり、例えばビデオ機器においては、
ダーククリップ、ホワイトクリップ、ブランキング等の
処理に用いられている。

第７図はｎｐｎ　）ランジスタにより構成した低レベル
クリップ回路を例示しており、第８図はその特性を示し
ている。

すなわち、第７図において、トランジスタＱ＋。

Ｑ２が作動対をなしており、トランジスタＱ、のベース
に入力電圧Ｖ、が、トランジスタＱ２のベースにクリッ
プ電圧Ｖｒがそれぞれ印加される。

そして、出力Ｖ０は共通接続された両トランジスタＱ＋
　、　Ｑ２のエミッタを介して取り出される。

このようなりリップ回路では、 １、　＋　１２＝　１．　　　　　　　　　−−−一−
−（１）に′Ｖ ただし、ｖ１＝□ ■、はＱ＋　、　Ｑ２の飽和電流、 Ｖ、＝ＶＩ−ＶＴ、ｉｌ！’ｎ−−−−−−−（３）の
関係が成り立ち、上記（１）、　　（２）、　　（３）
式より、Ｖｏを求めると、 −，−−−−、（４） が得られる。

Ｉ。

ただし、Ｖａｔ　＝　Ｖ７ｆｌ、□ 第８図は上記（４）式をグラフ化したものであ−る。

この特性図から分かる様に、入力電圧がクリップ電圧ｖ
ｒの近傍では、上下的５０ｍＶ程度の領域の出力に歪を
生じる。これは、クリップ電圧材゛近ではそれぞれエミ
ッタフォロワとして動作する２つのトランジスタＱ＋　
、　　Ｑ２の切り換わり領域として互いの影響が及ぶた
めである。

第９図はこの様子を時間軸上の波形で示したものであり
、第９図（ａ）に示すような人力波形が入ると、同図（
ｂ）に示す様なりリップ電圧付近ベルクリップを行うダ
ーククリップやブランキング等では、映像信号の基準線
（黒レベル）近くの画面出力をつぶすことになり、その
結果、コントラストを弱める。

このため、実際には、第１０図に示す様に、黒レベル八
より５〜１０％白レベルＣ側によった位置Ｂを黒レベル
のセットアツプレベルとして、この歪みによる影響を回
避している。

また、このような基準線近くのずれは、ブランキング信
号の処理においても同様である。

一方、高レベルクリップにおいても、クリップ特性の問
題は同様に生じ、特にカラービデオカメラから出力され
るＲ、　Ｇ、　　Ｂの色信号に対してホワイトクリップ
をかけた場合に、色感度の差異により各色毎のクリップ
レベルに違いを生じて、高輝度の信号に対する色バラン
スが崩れ、色付きを生じる。

もし、これらの難点に対してクリップ特性に歪みが無く
、クリップ電圧が急峻に変化するクリップ回路であれば
、前述のようなセットアツプレベルの設定や、色のバラ
ツキを無くすことかだきる。

本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたもので、ク
リップ電圧付近の歪みを無くし、特にカラービデオ回路
に適用された場合に低レベル信号のつぶれを防止し、色
再現性の向上に寄与できるクリップ回路を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明の上記目的は、第１のトランジスタに
よるエミッタフォロワを出力段に持つ信号入力回路と、
前記エミッタフォロワの出力が反転入力に供給され、か
つクリップ電圧が非反転入力に供給された差動増幅器と
、前記第１のトランジスタと互いにエミッタが共通接続
されて差動対を形成し、かつ前記差動増幅器の出力がベ
ースに印加された第２のトランジスタとを有し、前記エ
ミッタフォロワの出力より信号出力を得ることを特徴″
とするクリップ回路により達成される。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図乃至第６図は本発明におけるクリップ回路の各実
施例を示している。

なお、各実施例においては、同一構成要素について同一
符号を用い、かつ第１の実施例において説明することと
し、他の各実施例での説明は省略する。

第１図は本発明の詳細な説明する低レベルクリップ回路
図である。

信号入力回路は第１のｎｐｎ）ランジスタＱ１により出
力段にエミッタフォロワが形成されており、その出力Ｐ
から信号出力Ｖｏが取り出される。

また、前記信号入力回路の出力は差動増幅器１の反転入
力に供給されており、該差動増幅器１の出力は前記第１
のトランジスタＱ１　と差動対を構成する第２のｎｐｎ
）ランジスタＱ２のベースに供給されている。共通接続
された前記両トランジスタのエミッタは電流源工、を介
してアース接点と接続されている。

なお、両トランジスタＱ＋　、Ｑ２のコレクタは電源ラ
インＶｃｃに接続されている。

第２図は本発明の具体例を示した回路図である。

すなわち、前記差動増幅器１が一つの差動対を構成する
トランジスタＱ３　、　Ｑ４　と、抵抗Ｒ＋　及び電流
源Ｉ２により構成されている。信号入力回路の出力はト
ランジスタＱ３のベースに供給されており、クリップ電
圧ＶｒがトランジスタＱ４のベースに供給されている。

トランジスタＱ３　はコレクタがトランジスタＱ２のベ
ースに供給されると共に、抵抗Ｒ２を介して電源ライン
Ｖｃｃに接続されている。なお、トランジスタＱ３　、
　　Ｑ４の共通エミッタ接点は電流源工２を介してアー
ス接点と接続されている。

このように構成されたクリップ回路においては、入力端
子Ｖ１がクリップ電圧Ｖｒに比べて高くなり、Ｖｏ　＞
Ｖｒに設けられたとき、前記差動増幅器１を構成するト
ランジスタＱ２のベース電位はＡ　（Ｖｏ　−Ｖｒ　）
だけ下がる。なお、Ａは差動増幅器のゲインを示してい
る。

従って、ゲインＡがある程度大きければ、僅かな電位差
（Ｖｏ　−Ｖｒ　）でトランジスタＱ２は○ＦＦＬ、入
力電圧Ｖ！はトランジスタＱ１のエミッタフォロワを介
して出力端子Ｐに取り出される。

一方、入力電圧ＶＩが下がり、”Ｊ　ＯＧＷ　Ｖｒとな
ると、トランジスタＱ２は○Ｎして該トランジスタＱ２
　と差動増幅器１によるボルテージフォロワ＝７− が形成され、Ｖ工がさらに下がっても出力Ｖｏには固定
されたクリップ電圧Ｖｒが出力される。

第３図は前記クリップ回路の入出力特性を示している。

すなわち、出力Ｐは（入力端子Ｖり−（Ｑ　Ｉ　のベー
ス・エミッタ間電圧ＶＢＥ）がクリップ電位Ｖｒより大
きい領域ではＶＩ　　ＶＢＥが出力され、クリップ電位
Ｖｒより小さい領域ではクリップ電位Ｖｒに固定される
。従って、従来例に比べてクリップ電圧付近の非線形性
はほとんど問題にならない。なお、クリップされる出力
レベルは、クリップ用入力電圧Ｖｒから差動増幅器１の
オフセット電圧分だけずれるだけである。

第４図は第３図の更に好ましい実施例である。

すなわち、第３図のクリップ回路は、大きい入力電圧Ｖ
１が入力され、Ｖｏ　＞Ｖｒに設けられたとき、トラン
ジスタＱ３が飽和領域に入ってしまうため、高速動作に
不利となる。そこで、第４図では、トランジスタＱ３の
飽和防止用にトランジスタＱ５を追加している。トラン
ジスタＱ５はトランジスタＱ１とベースを共通にし、コ
レクタは電源ラインＶｃｃと、エミッタはトランジスタ
Ｑ３のコレクタにそれぞれ接続されている。

このように構成することにより、Ｖｏ　＞Ｖｒのとき、
トランジスタＱ５のエミッタを介してＶ。

と等価の電圧がトランジスタＱ３に印加されるため、ト
ランジスタＱ３のベース・コレクタ間電圧ＶＢＣはほぼ
ＯＶに抑えられる。これにより、深い飽和が回避されて
、高速動作が可能になる。

第５図は本発明の更に好ましい他の実施例である。

この回路においては、信号入力回路がトランジスタＱ１
　によるエミッタフォロワを出力とするボルテージフォ
ロワで構成されていることである。

すなわち、差動対を形成するトランジスタＱ　ｅ　。

Ｑ７と、抵抗Ｒ２および電流源Ｉ３で構成される差動増
幅器が信号入力回路の初段に設けられている。そして、
入力端子ｖＸ　はトランジスタＱ６のベースに供給され
ており、トランジスタＱ７はベースが信号入力回路の出
力段と、コレクタがトランジスタＱ＋　、　Ｑ５のベー
スおよび抵抗Ｒ２を介して電源ラインＶｃｃとそれぞれ
接続されている。

従って、信号入力回路の入出力間には、トランジスタＱ
１　のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥは発生セス、すな
わち、レベルシフトのない出力を得ることができる。し
かも、入出力のレベル差はボルテージフォロワ回路のオ
フセット電圧のみであり、充分小さくすることができる
。

第６図は、第５図の回路において、出力からの帰還路に
抵抗による分圧回路を設けている場合を示している。す
なわち、信号入力回路を形成するトランジスタＱ７に供
給される帰還信号は抵抗Ｒ３，Ｒ４により分圧される。

トランジスタＱ７のベースは抵抗Ｒ３を介してトランジ
スタＱ３のベースと接続されており、また、抵抗Ｒ４を
介してクリップ用基準電圧源Ｖｒと接続されている。

このように、トランジスタＱ７に供給される帰還信号を
抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧することにより、Ｖ、＞Ｖｒでの
ゲインＧｖは、 Ｒ３＋Ｒ４ Ｇｖ＝ で与えられ、抵抗Ｒ３とＲ２により任意のゲインが得ら
れる。

このように通過領域のゲインを前記抵抗の比を変えるこ
とで、任意に設定できる。

上述の各実施例では何れも低レベル側のクリップ回路に
ついて示したが、ホワイトクリップ等で使われる高レベ
ル側の回路もｎｐｎとｐｎｐ）ランジスタを置き換える
ことにより、容易に構成できる。

（発明の効果） 以上記載したとおり、本発明のクリップ回路によれば、
第１のトランジスタによるエミッタフォロワを出力段に
持つ信号入力回路と、前記エミッタフォロワの出力が反
転入力に供給され、かつクリップ電圧が非反転入力に供
給された差動増幅器と、前記第１のトランジスタと互い
にエミッタが共通接続されて差動対を形成し、かつ前記
差動増幅器の出力がベースに印加された第２のトランジ
スタとを有し、前記エミッタフォロワの出力より信号出
力を得ることにより、クリップ電圧付近の歪みが殆ど問
題にならない程度に小さくできる。

従って、特にカラービデオ回路に適用された場合、コン
トラストの改善並びに色再現性の向上が得られる。また
、信号入力回路を帰還型増幅で構成することにより、人
出力のレベル差をなくしてクリップレベルを正確に設定
することができる。

従って複数段接続するビデオ機器においては好適となっ
て、回路設計を容易にできる。また、出力レベルの温度
依存性はほとんどなく、温度補償回路が不要である。更
に、通過領域のゲインを自由に設定することができる。

この場合、素子数の増加は僅かであり、クリップ回路と
別個に増幅器を設ける必要がないため、高速化が計れる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための概念図、第２図は本発
明の１実施例による回路図、第３図はその入出力特性図
、第４図は第２図の好ましい変更を示した図、第５図お
よび第６図は他の実施例を示す図、第７図は従来のクリ
ップ回路図、第８図は第７図の回路の出力特性図、第９
図（ａ）は入力波形図、第９図（ｂ）はクリップ波形図
、第１０図は映像信号を説明する図である。 Ｑ１〜Ｑ７・・・・・・ｎｐｎ）ランジスタ、■１〜Ｉ
　・・・・・・電流源、 Ｒ１−Ｒ４・・・・・・抵抗、 Ｐ　　　　・・・・・・出力端子 ＄＄（＞）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１のトランジスタによるエミッタフォロワを出力段に
   持つ信号入力回路と、前記エミッタフォロワの出力が反
   転入力に供給され、かつクリップ電圧が非反転入力に供
   給された差動増幅器と、前記第１のトランジスタと互い
   にエミッタが共通接続されて差動対を形成し、かつ前記
   差動増幅器の出力がベースに印加された第２のトランジ
   スタとを有し、前記エミッタフォロワの出力より信号出
   力を得ることを特徴とするクリップ回路。