JPH027228B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気記録再生装置のビデオ信号記録回
路に関し、特にそのエンフアシス回路に関するも
のである。

磁気記録再生装置として、以下家庭用VTRを
例にとり説明する。家庭用VTRでは、ビデオ信
号をエンフアシスしてＳ／Ｎ改善を図つている
が、このエンフアシスによつてFM変調過程で過
変調になるのを防止するために、エンフアシスし
た後にクリツプ回路を設け信号の振幅を制限して
いる。ところが、このクリツプによつて信号が失
なわれるため、波形歪発生の大きな要因となつて
いる。また記録密度を上げ、長時間記録化を図る
場合には上記エンフアシスにさらにダイナミツク
エンフアシスと呼ばれるエンフアシスをかけＳ／
Ｎを改善する方法が採用されているが、このよう
にエンフアシスをたくさんかけるとクリツプによ
つて失なわれる情報がさらに増大するため著しい
画質劣化を伴なうという問題があつた。

以下図面を使つて従来技術を説明する。第１図
は家庭用VTRの信号の流れをブロツク図で示し
たものである。（カラー信号は本発明とは直接関
係がないので省略した。）信号の流れに沿つて各
部の動作を説明する。ビデオ信号入力端子１に供
給されたビデオ信号は次のAGC回路２で入力レ
ベルばらつきが吸収され、次のLPF３でカラー
信号が除去され、クランプ用コンデンサ４を介し
てクランプ回路５に入力され、ビデオ信号のシン
クチツプ電位が固定される。この信号は次のダイ
ナミツクエンフアシス回路６、メインエンフアシ
ス回路７において高域成分が強調される。このた
めメインエンフアシス回路７を通つた信号は大き
なオーバーシユートをもつようになる。前述の過
変調を防止するため次のクリツプ回路８で白およ
び黒側のレベルを制限し、電流変換トランジスタ
９のベースに入力され、ビデオ信号がコレクタ電
流の変化に変換される。このコレクタ電流でFM
変調器１２の発振周波数を制御しビデオ信号が
FM信号に変換される。

変換されたFM信号は、記録増幅器１３で十分
大きなレベルまで増幅され、切替スイツチ１４の
Ｒ側から磁気ヘツド１５を介して磁気テープ１６
に記録される。

一方再生時には、磁気テープ１６に記録された
信号が磁気ヘツド１５で再生され、切替スイツチ
１４のＰ側を通つてプリアンプ１７に供給され
る。プリアンプ１７に入力された微弱な再生FM
信号は十分大きなレベルまで増幅され、次の再生
等化回路１８で周波数特性が補正され、ドロツプ
アウト補償回路１９でFM信号の欠落が補償さ
れ、ミリツタ２０で振幅変動が除去された後、
FM復調器２１、低域ろ波器２２を通つてビデオ
信号に復元される。

このビデオ信号は、記録時と逆の特性をもつメ
インデイエンフアシス回路２３、ダイナミツクデ
イエンフアシス回路２４を通り、元のビデオ信号
に戻され、さらにノイズキヤンセル回路２５にお
いてノイズが抑圧された後ビデオ信号出力端子２
６から取り出される。

ところで冒頭でも述べた様に、ダイナミツクエ
ンフアシス回路６とメインエンフアシス回路７は
Ｓ／Ｎ改善のための回路である。ダイナミツクエ
ンフアシス回路６がメインエンフアシス回路７と
異なる点は、入力レベルの大小によりエンフアシ
ス特性が変化する点であり、入力レベルが小さい
ほどたくさんエンフアシスをかけＳ／Ｎを改善し
ようとするものである。ダイナミツクエンフアシ
ス回路６の特性例を第２図に、メインエンフアシ
ス回路７の特性例を第３図に示すが、再生時のダ
イナミツクデイエンフアシス回路２４およびメイ
ンデイエンフアシス回路２３の特性をこれと逆特
性となるようにすれば元の信号が得られる。

第４図ａに示したビデオ信号がダイナミツクエ
ンフアシス回路６およびメインエンフアシス回路
７を通ると、第２図、第３図で示されるような特
性を持つ回路のために高域成分が強調されるた
め、出力信号は大きなオーバーシユートをもつよ
うになる。この信号をそのままFM変調すると過
変調となり反転現象の原因となる。クリツプ回路
８はこの過変調を防ぐために設けられているもの
である。第４図ｂに示すようにエンフアシスされ
たビデオ信号の白側および黒側のひげのレベルを
ホワイトクリツプレベルVw、ダーククリツプレ
ベルVdでそれぞれ制限し、反転の発生を防止し
ている。ところがクリツプ回路８による振幅制限
されたビデオ信号はクリツプされた部品のエネル
ギーが欠除した事になり、再生ビデオ信号は第４
図ｃで示すように波形のエツジ部がなまり歪が発
生する。

記録時にたくさんエンフアシスをかけ、再生時
たくさんデイエンフアシスしてやればＳ／Ｎは改
善するが上記波形歪が問題となるためむやみに大
きくはできない。長時間記録時に行なうダイナミ
ツクエンフアシスという信号処理は、大振幅入力
時にはエンフアシスをあまりかけず、小信号振幅
入力時にたくさんエンフアシスをかけるという点
で、波形歪をあまり増大せずにＳ／Ｎが改善でき
るが、メインエンフアシスのみと比較するとやは
り波形歪は増加してしまう。

ビデオ信号は時々刻々その輝度レベルが変化
し、又その波形も変化する。従つて信号内容によ
つてはダーククリツプによつて失なわれるエネル
ギーとホワイトクリツプによつて失なわれるエネ
ルギーが極端に異なつた場合も生じる。この時、
特に波形歪が大きくなり再生画面上で目立ちやす
い。第５図はこの例を示したものでａに示す白パ
ルスが入力されたとする。この信号がエンフアシ
スされた後、ｂに示すようにホワイトクリツプが
たくさんかけられダーククリツプがほとんどかけ
られない場合の再生波形はｃに示すように、白パ
ルスの後が大きく黒側におちこみ再生画面上では
黒く尾を引くものとなり、元の波形とは全く異な
つてしまう。反対にホワイトクリツプはほとんど
かけられずにダーククリツプがたくさんかけられ
た場合には白パルスの後が白側で尾を引く。

以上説明した波形歪を少なくするために提案さ
れた記録回路の構成を第６図に示す。この回路の
特徴はクリツプ回路出力を低域ろ波器を介して入
力にフイードバツクすることでエンフアシス回路
を構成していることである。第６図はモノリシツ
クICに集積されたクランプ回路５、電流変換ト
ランジスタ９、抵抗R₁、FM変調器１２と、周辺
回路のダーククリツプ回路８Ａ、ホワイトクリツ
プ回路８Ｂ、反転増幅器２８、低域ろ波器２９、
バツフア回路３０、電流変換トランジスタ９のエ
ミツタ抵抗１１、結合コンデンサ３１、および
FM変調器１２の発振用コンデンサ３２から成つ
ている。Q₀の電流変換トランジスタ９とバツフ
ア回路３０のトランジスタQ₂は交流結合形エミ
ツタ接地・ベース接地増幅器を構成しており、
Q₀の利得は高い。この電流変換トランジスタ９
のコレクタには負荷抵抗となるモノリシツクIC
内の抵抗R₁が接続されており、該コレクタの出
力は外部端子ｄから取り出される。この端子の電
圧をQ₁，Q₂，R₃から成る反転増幅器２８で反転
し、R₃，C₁，R₄から成る低域ろ波器２９で高域
を抑圧しバツフア回路３０のトランジスタQ₂の
ベースに入力している。この信号はQ₂のエミツ
タから結合コンデンサ３１を介してモノリシツク
ICの外部端子ｃに接続されている電流変換トラ
ンジスタ９のエミツタ端子１０に入力され、負帰
還形の高域ろ波器が形成されている。R₃，C₁，
R₄からなる低域ろ波器２９の周波数特性を第３
図と逆特性とすれば、電流変換トランジスタ９の
出力端子ｄは第３図で示す特性となりエンフアシ
ス回路が構成されることになる。電流変換トラン
ジスタ９のコレクタ電流でFM変調器１２の発振
周波数を制御するのは第１図の例と同じである。

モノリシツクICの外部端子ｄにはエンフアシ
スされたビデオ信号が得らるが、この端子にはダ
ーククリツプ回路８Ａとホワイトクリツプ回路８
Ｂが接続されており、この回路でそれぞれ黒側と
白側の振幅を制限している。

第６図に示した回路のクリツプ方法と第１図に
示した回路のクリツプ方法の異なる点は、第１図
の方法は単にオーバーシユートの高さを制限する
ためクリツプすればするほどエネルギーが減少す
るのに対し、第６図の方法は帰還ループの中にク
リツプ回路が入つているためクリツプされる部分
では帰還量が減少し、エンフアシス量が増大す
る。第７図はこの波形の差を示したもので、ａは
第１図によるクリツプ、ｂは第６図によるクリツ
プである。クリツプレベル（ビデオレベルに対す
るオーバーシユートの制限量）は同じであるが、
第６図による方法はクリツプ部でエンフアシス量
が増加するため、クリツプされた分だけ横方向
（時間軸方向）のレベル増加となつて現われる。
従つて再生波形は第７図ｃの様になり、クリツプ
により振幅方向の波形歪が減少されるので、ホワ
イトクリツプレベルとダーククリツプレベルが極
端に異なつても、第５図ｃの如く白パルスのあと
大きく黒く飛び出すことがない。

しかし、この回路においても次のような問題が
ある。

電流変換トランジスタ９のコレクタ電流はエミ
ツタ抵抗１１の抵抗値に反比例する。モノリシツ
クIC内の抵抗は絶対値精度が悪く大きな温度特
性をもつ。このためエミツタ抵抗１１は周辺部品
とする必要がある。またモノリシツクIC内の抵
抗R₁はクリツプのためコレクタ電流を電圧とし
て取り出すために必要である。したがつて第６図
に示した回路構成はモノリシツクIC内の抵抗と
周辺部品の抵抗が温度特性差を持つてしまうとい
う点で直流結合が困難であり、交流結合にせざる
を得ないという欠点をもつている。ビデオ信号の
内容によつてはクリツプレベルは異なる。このた
めビデオ信号の平均直流レベルが変化してしまい
FMアロケーシヨンが変動するという大きな問題
があつた。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなく
し、クリツプによる波形歪が少なくかつFMアロ
ケーシヨン変動のないエンフアシス回路を提供す
ることにある。

本発明の特徴はモノリシツクIC内の素子と周
辺部品の温度特性差が影響しないようにフイード
バツクループを構成すると共に、周辺回路を付加
しても温度特性を持たないよう周辺回路を構成し
たことである。

本発明の一実施例を第８図に示す。従来例と異
なる点は電流変換トランジスタの前段にクリツプ
回路を設け、電流変換トランジスタのエミツタ端
子の信号を、温度特性をもたない回路を介してク
リツプ前の高利得アンプに直流的に帰還すると共
に高域を抑圧して帰還することでエンフアシス回
路を構成していることである。

まず信号の流れに沿つて全体の構成を示す。ビ
デオ信号がクランプ用コンデンサ４を介してモノ
リシツクIC２７の端子ａに供給され、クランプ
回路５で同期先端の直流電圧が固定される。この
信号は次のダイナミツクエンフアシス回路６にお
いてエンフアシスがかけられる。モノリシツク
IC２７の端子ｉに接続されているC₅，R₁₄は第２
図に示した特性を決める素子である。ダイナミツ
クエンフアシス回路６の出力はトランジスタQ₇
のベースに供給される。トランジスタQ₇とQ₈は
差動増幅器を構成しており、この差動増幅器で増
幅された信号はトランジスタQ₈のコレクタから
取り出され、バツフアトランジスタQ₉を介して
クリツプ回路８に供給される。ここで白側と黒側
の振幅が制限され、次のレベルシフト回路３４で
適当な直流電圧にされた後電流変換トランジスタ
９のベースに供給される。電流変換トランジスタ
９のコレクタ電流によりFM変調器１２の発振周
波数を制御し、ここでビデオ信号がFM信号に変
換され端子ｅから出力される。端子ｆ，ｇ間に接
続されたコンデンサはFM変調器１２の発振用コ
ンデンサ３２である。

電流変換トランジスタ９のエミツタは端子ｃか
ら出力されエミツタ抵抗１１がアース間に接続さ
れる。端子ｃから出力された信号はトランジスタ
Q₆、抵抗R₁₅からなるバツフア回路３５、ツエナ
ーダイオードD₂、コンデンサC₆、抵抗R₁₆からな
るレベルシフト回路３６、抵抗R₁₇を介して、モ
ノリシツクIC２７の端子ｊに接続されている。
端子ｊは前述の差動増幅器を構成するトランジス
タQ₈のベースと接続され負帰還ループが形成さ
れている。また、端子ｊにはコンデンサC₇と抵
抗R₁₈の直接回路がアース間に接続されており、
抵抗R₁₇、コンデンサC₇、抵抗R₁₈で低域ろ波器
２９を構成している。従つて帰還ループはエンフ
アシス回路となり、低域ろ波器２９の特性をエン
フアシス特性の逆特性とすれば、電流変換トラン
ジスタ９のベース（エミツタ）の周波数特性は第
３図に示す特性となる。帰還ループの中にクリツ
プ回路８が入つているのは第６図の従来構成と同
じである。

エミツタ抵抗１１は温度特性をほとんど持たな
い周辺部品を用いているため電流変換トランジス
タ９のエミツタ電圧、すなわち端子ｃの電圧が温
度特性をもたない様に設計すれば電流変換トラン
ジスタ９のコレクタ電流は温度特性を持たなくな
る。

モノリシツクIC内の抵抗やトランジスタのベ
ース・エミツタ電圧V_BEの温度特性は周辺部品の
値とは異なり、温度変化の時定数も異なる。した
がつて従来のようにモノリシツクIC内と周辺部
品の温度特性の差が問題となるような構成は好ま
しくなく、帰還ループ総合を考えると周辺回路は
温度特性を持たない様にしなければならない。

本発明による回路は、従来のように電流変換ト
ランジスタ９のコレクタからエミツタに帰還をか
けるのではなく、電流変換トランジスタ９のエミ
ツタから、クリツプ回路８の前に設けられた高利
得な差動アンプに帰還する構成であるから従来の
問題が解決できる。

第８図において、端子ｃから端子ｊまでの周辺
回路が温度特性を持たないようにすれば端子ｃの
温度特性はトランジスタQ₇のベースの温度特性
が表われる。したがつて電流変換トランジスタ９
のコレクタ電流が温度特性をもたないようにする
にはトランジスタQ₇のベースが温度特性をもた
ないようにすればよい。これはモノリシツクIC
内の回路設計により比較的容易にできる。

ところで端子ｃにはバツフア用のトランジスタ
Q₆が接続されているが、これは次に接続される
低域ろ波器２９が電流変換トランジスタ９のエミ
ツタ側の負荷になるのを防ぐために必要である。
トランジスタQ₆のエミツタにツエナーダイオー
ドD₂のアノードが、そしてカソードと電源との
間に抵抗R₁₆が接続されカソードから抵抗R₁₇を
介してトランジスタQ₈のベースに接続されてい
る。抵抗R₁₆、ツエナーダイオードD₂、コンデン
サC₆はレベルシフト回路３６を構成しており、
抵抗１６でツエナーダイオードD₂の電流を決め
ている。ツエナーダイオードD₂を用いるのはト
ランジスタQ₆のV_BEの温度補償と直流レベルシフ
トのためである。トランジスタのV_BEの温度係数
は約−２ｍＶ／℃であり、ツエナダイオードD₂
としてツエナー電圧V_Zが約−3Vのものを使用す
ると丁度トランジスタV_BEの温度特性を補償でき
る。またトランジスタQ₆のベースの電圧に対し
て（V_BE−V_Z）だけ直流レベルをシフトアツプで
きるので差動増幅器を構成するトランジスタQ₇，
Q₈の直流バイアスの点からも都合が良い。ツエ
ナーダイオードD₂と並列にコンデンサC₆が接続
されているが、これはツエナーダイオードD₂の
動作抵抗の影響をなくすためである。抵抗R₁₇に
対してこの動作抵抗が十分小さければなくてもさ
しつかえない。

第９図に本発明の第２の実施例を示す。この回
路が第８図と異なる点は、バツフア回路３５とレ
ベルシフト回路３６をモノリシツクIC内のトラ
ンジスタでおきかえ、電流変換トランジスタ９の
エミツタ端子１０から帰還するのでなく電流変換
トランジスタ９とお互いにベースが接続された別
のトランジスタQ₁₀のエミツタから帰還をかけて
いる事である。モノリシツクIC内のトランジス
タQ₁₀と電流変換トランジスタ９を同一形状とし
かつ同一条件で動作させればV_BEの値およびV_BE
の温度係数はよく整合する。したがつてトランジ
スタQ₁₀のエミツタ電圧およびその温度係は電流
変換トランジスタ９のエミツタのそれらと一致す
る。このためトランジスタQ₁₀のエミツタから抵
抗R₁₇を介してトランジスタQ₈のベースに帰還す
ることができツエナーダイオードをなくすことが
できる。トランジスタQ₁₀と電流変換トランジス
タ９の動作条件が多少異なつてもV_BEの絶対値や
温度係数の差は小さい。この差が問題なければ抵
抗R₁₅はモノリシツクIC内に取り込んでも良い。

第９図の例は電流変換トランジスタ９のエミツ
タ端子とよく整合したバツフアトランジスタQ₁₀
のエミツタから帰還をかけたが、モノリシツク
IC内だけで温度特性が決まり端子ｃが温度特性
を持たないようにするための一例を示しただけで
特にこうする必要はなく、電流変換トランジスタ
９のエミツタ端子と帰還のためのバツフア回路の
出力端の温度特性の差がある場合はその分を補償
するようトランジスタQ₇のベースに温度特性を
もたせばよい。またバツフアトランジスタQ₁₀の
出力を電流変換トランジスタ９のベースに接続し
ても良い。

モノリシツクIC内のFM変調器１２が温度特性
をもつ場合はそれを補償するような温度特性をト
ランジスタQ₇のベースにもたせても良く、第９
図の場合には帰還回路の中にもたせても良い。

レベルシフト回路３４とクリツプ回路８は入れ
かわつてもよく、また抵抗R₁₉およびバツフアト
ランジスタQ₉は差動増幅器の出力を取り出す一
手段であつてこれに限るものでない。

また必要に応じて帰還ループ内に発振防止用の
回路を挿入しても良い。

以上述べたように、本発明による回路は従来問
題であつた温度特性を改善できるため直結化が可
能となる。このためクリツプによる波形歪を大幅
に軽減し、しかもクリツプレベルの変動による
FMアロケーシヨンの変動をなくすことができる
という大きな特長をもつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は家庭用VTRの従来のビデオ信号処理
回路のブロツク図、第２図はダイナミツクエンフ
アシス回路の一例の特性図、第３図はメインエン
フアシス回路の一例の特性図、第４図ａ〜ｃおよ
び第５図ａ〜ｃは第１図の構成によるクリツプ方
式の問題点の説明のための信号波形図、第６図は
クリツプによる波形歪を改良した回路構成の一例
を示す回路図、第７図ａ〜ｃは第６図の動作説明
のための信号波形図、第８図は本発明によるビデ
オ信号回路の一実施例を示す回路図、第９図は本
発明の他の一実施例を示す回路図である。 ５：クランプ回路、６：ダイナミツクエンフア
シス回路、７：メインエンフアシス回路、８：ク
リツプ回路、９：電流変換トランジスタ、１２：
FM変調器、２７：モノリシツクIC、２９：低域
ろ波器、３５：バツフア回路、３６：レベルシフ
ト回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 同期尖端をクランプされたビデオ信号が入力
   される第１入力端子と負帰還信号が入力される第
   ２入力端子とを備えた差動増幅器と、差動増幅器
   から出力されたビデオ信号をクリツプするクリツ
   プ回路と、クリツプ回路の出力信号が入力される
   FM変調器と、クリツプ回路の出力信号の直流成
   分を含む低周波成分を上記負帰還信号として差動
   増幅器の第２入力端子に供給する低域ろ波器とか
   らなり、少なくとも差動増幅器とクリツプ回路と
   がモノリシツクIC内に集積化され、低域ろ波器
   が温度特性をもたないように構成されることを特
   徴とするビデオ信号記録回路。