JPH0354483B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 基準電圧を発生する基準増幅器と、 第１端子を基準電圧に結合させ、第２端子を出
力ノードに結合させ、前記出力ノードを充電及び
放電するのに低電流を必要とするコンデンサと、 前記基準増幅器に結合され、基準電流を発生す
る第１回路手段と、 前記出力ノードに結合され、第１利得において
動作している時に第１電流を引き込み、また、第
２利得において動作している時に第２電流を引き
込む第２回路手段であり、ここで、前記基準電流
と前記第１電流との差である第１差電流が、前記
コンデンサを充電するように発生され、前記第２
電流と前記基準電流との差である第２差電流が、
前記コンデンサを放電するように発生される第２
回路手段と、 前記出力ノードに結合され、前記コンデンサの
両端の電圧が第１電位まで上昇した時と前記コン
デンサの両端の電圧が前記第１電位より低い第２
電位まで低下した時を検出する比較手段と、 前記第２回路手段及び前記比較手段に結合さ
れ、前記コンデンサの両端の電圧が前記第２電位
まで低下した時に前記第２回路手段を前記第１利
得に置き、前記コンデンサの両端の電圧が前記第
１電位まで上昇した時に前記第２回路手段を前記
第２利得に置く第３回路手段とを具える、テレビ
ジヨン受信機に使用する水平発振器。

２ 前記水平発振器は単一チツプ集積回路上に含
まれることを特徴とする前記請求の範囲第１項記
載の水平発振器。

３ 前記出力端子において電圧ランプ信号を発生
し、前記電圧ランプ信号は前記コンデンサの両端
の前記第１の電位に対応するピーク電圧と前記コ
ンデンサ両端の前記第２の電位に対応する最小電
圧とを具備することを特徴とする前記請求の範囲
第１項記載の水平発振器。

発明の背景 発明の分野 本発明は、一般的には発振器に関するものであ
り、更に具体的に云うとテレビジヨン受信機シス
テムに用いるためのオンチツプコンデンサを利用
した水平発振器に関する。

先行技術の説明 典型的な白黒テレビジヨン受信機は、アメリカ
合衆国における線周波数である15.75KHzの周波
数で非対称ランプ（ramp）信号を発生させる水
平発振器を用いている。これらの典型的な発振器
は、高価な外部コンデンサ（10ナノフアラド程度
の）を使用し、回路により発生される基準電流か
ら誘導される約１ミリアンペアの充電／放電電流
を発生する。シングルチツプテレビジヨン受信機
へ向つている超勢からすると、集積回路チツプ上
に発振器コンデンサを集積することが望ましい。
しかし、現在の集積技術水準では約100ピコフア
ラド以上のコンデンサの集積化は不可能である。
このより小さいコンデンサを用いるには、発振器
周波数を維持するため充電／放電電流を５〜10マ
イクロアンペアに減らす必要がある。しかし、こ
れらの低い電流を規定しようとする従来のRC発
振器は負荷効果により変動する傾向がある。

発明の要約 本発明の目的は、オンチツプコンデンサを用い
た集積RC発振器回路を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、基準電流を実際の
充電／放電電流よりもはるかに大きなものにし、
それにより発振器負荷効果を減少させ、必要とさ
れるコンデンサの大きさを最小限のものにするこ
とができるようにするために、電流基準増幅器と
電流分割積分器とを含む低電流で安定性が高く一
定した放電／充電のRC発振器を提供することで
ある。

本発明の更にもう１つの目的は、電力消費量を
少なくするために低電流動作ができ、それと同時
に発振器出力精度を維持するTVシステムに用い
るための水平発振器を提供することである。

本発明の広い側面によると、本発明の構成は次
の通りである。即ち、 基準電圧を発生する基準増幅器と、 第１端子を基準電圧に結合させ、第２端子を出
力ノードに結合させ、前記出力ノードを充電及び
放電するのに低電流を必要とするコンデンサと、 前記基準増幅器に結合され、基準電流を発生す
る第１回路手段と、 前記出力ノードに結合され、第１利得において
動作している時に第１電流を引き込み、また、第
２利得において動作している時に第２電流を引き
込む第２回路手段であり、ここで、前記基準電流
と前記第１電流との差である第１差電流が、前記
コンデンサを充電するように発生され、前記第２
電流と前記基準電流との差である第２差電流が、
前記コンデンサを放電するように発生される第２
回路手段と、 前記出力ノードに結合され、前記コンデンサの
両端の電圧が第１電位まで上昇した時と前記コン
デンサの両端の電圧が前記第１電位より低い第２
電位まで低下した時を検出する比較手段と、 前記第２回路手段及び前記比較手段に結合さ
れ、前記コンデンサの両端の電圧が前記第２電位
まで低下した時に前記第２回路手段を前記第１利
得に置き、前記コンデンサの両端の電圧が前記第
１電位まで上昇した時に前記第２回路手段を前記
第２利得に置く第３回路手段とを具える、 テレビジヨン受信機に使用する水平発振器が提
供され、更に、前記水平発振器は単一チツプ集積
回路上に含まれることを特徴とする前項記載の水
平発振器であり、更に、 前記出力端子において電圧ランプ信号を発生
し、前記電圧ランプ信号は前記コンデンサの両端
の前記第１の電位に対応するピーク電圧と前記コ
ンデンサ両端の前記第２の電位に対応する最小電
圧とを具備することを特徴とする前項記載の水平
発振器が提供される。

本発明の上記の目的およびその他の目的、特徴
および利点は添付の図面ならびに下記の詳細な説
明から更によく理解される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、テレビジヨン受像機に
より受信される複合ビデオ信号を示す。

第３図は、基本的な先行技術のテレビジヨン受
像機のブロツク図である。

第４図は、テレビジヨン受信機システムの水平
発振器により発生されるはずの非対称ランプ信号
をグラフ形式で示す。

第５図は、本発明の水平発振器の概略図であ
る。

好ましい実施例の説明 本発明の詳細な説明を始める前に、テレビジヨ
ンの基本原理を簡単に検討することは有益であろ
う。完全なTV像は、毎秒30回TVスクリーンに
現われる。各像間には、スクリーンが暗くなる間
隔がある。しかし、各TVフレームは完全な像と
しては投射されないが、移動する光点の輝度を変
化させることによつていくつかの部分に分けてつ
くられている。即ち、受像管は螢光体で被覆した
スクリーンを横切つてきわめて早く移動する電子
ビームを発生させる電子ガンを含み、その強さを
変化させることにより、場所によつて異なる量の
光を発生させる。更に正確に云うと、電子ビーム
は、真直ぐな水平線の左上方の隅からスクリーン
の右側へ移動するごく小さい点に集束される。左
から右への各移動後に、ビームの強さは、減少す
るので、右から左へ戻る運動の期間中には光は発
生されない。各走査線が描かれた後に、ビームは
受像管表面上を少し下に移動する。電子ビームの
運動は、“走査”と呼ばれるが、その場合の電子
的動作は一般に“掃引”と云われており、次に、
毎秒約15750サイクルの水平引周波数について説
明する。

遠隔のテレビジヨンカメラによつて見られる像
（イメージ）とTVスクリーン上に最終的に示さ
れる像（イメージ）とは或る程度同期していなけ
ればならないことは自明である。例えば受信機が
１つの像を１秒の1/30程度で走査するとすると、
その像は垂直に回転するように見える。従つて、
各線とフレームを正確に同期させるために非常に
細心の注意が払われる。このことを達成するため
に、同期信号は音およびビデオ情報とともに伝送
される。各線の開始を制御する信号を与えるほか
に、像のエツジはぎざぎざのあるエツジが現われ
るのを避けるために消去されなければならず、電
子ビームはそれがその開始場所に戻る期間中にタ
ーンオフされなければならない。この戻り時間
は、しばしば帰線期間又はフライバツク期間と云
われており、各線に対し約９マイクロ秒（水平帰
線）の長さであるが、ビームがスクリーンの底部
から頂上部に戻る期間（垂直帰線期間）よりはか
なり長い。

第１図は、水平同期パルス２および水平消去又
は帰線パルス４を含む白黒ビデオ信号を示す。連
続する帰線パルス間に１画像線に対応する実際の
白黒ビデオ信号６が挿入される。図に見られるよ
うに、水平帰線パルス４は、黒の領域にまで延び
ているので、像のエツジは、完全に黒になつて、
ぎざぎざのエツジが現われないようにしている。

第２図を参照すると、垂直走査の各フイールド
の開始は、水平同期パルスよりはるかに長く持続
する垂直同期パルスによつて示されている。垂直
帰線又は消去期間中の水平同期の消失を避けるた
めに、水平同期パルスは垂直帰線消去パルス上に
重畳されている。最初の６つのパルスはきわめて
幅が狭く、等化パルスと云われる。次に、６つの
広いパルス周期があり、そのパルスは、水平同期
期間によつて鋸歯状にされた実際の垂直同期パル
スから成る。その後に更に追加の６つの等化パル
スがあり、次に像の頂部を開始させる規則的な４
つの水平同期パルスがある。垂直帰線消去期間は
この時間にまで延長しスクリーンを暗くするが、
ビームは底部から頂部へ移動して像の最初の４本
の線を包含している点に注目されたい。

第３図は、基本的な白黒TV受信機のブロツク
図を示す。アンテナから伝送線８は、アンテナが
受信したすべての信号をチユーナ（同調器）１０
に伝えるが、この同調器の機能は、所望の周波数
帯を選択し、その他のすべての周波数帯を阻止す
ることである。チユーナ（同調器）は所望の中間
周波数だけを中間周波（IF）増幅器１２に通過
させる。

テレビジヨン中間周波（IF）増幅器１２は、
中間周波信号を増幅する複数の中間周波増幅段を
含む。過負荷を防止しフエージング中の画像変化
を最小限にするため、自動利得制御を用いて中間
周波（IF）信号の増幅を制御する。

中間周波増幅器１２の出力は、検波器１４に印
加され、この検波器１４は振幅変調ビデオ信号を
除去して、それをビデオ増幅器１６に印加する。
音響信号は、オーデイオ部分に取り出され、増幅
され、クリツプされ、増幅制限される。オーデイ
オ検波器１８の出力は、オーデイオ増幅器に印加
され、その増幅器は、ラジオ受信機に見られるオ
ーデイオ増幅器と類似している。オーデイオ増幅
器の出力は、スピーカに印加される。

ビデオ増幅器１６は、オーデイオ増幅器２０よ
り広い帯域幅を必要とする。これは、高および低
周波数レスポンスに対して特別のピーキング回路
を使用することによつて達成される。ビデオ増幅
器１６の出力は、受像管に印加され、またテレビ
ジヨン受信器に特有の同期分離器２２に印加され
る。上述したように、水平および垂直同期パルス
は、画像信号の走査線の間にはさまれているそれ
ぞれの帰線消去信号の頂部に現われる。同期分離
器は、信号がビデオ増幅器１６において増幅され
た後に合成ビデオ信号から同期パルスをクリツプ
する。水平同期パルスから垂直同期パルスを分離
するのに２つの分離フイルタを用いてもよい。例
えば、高域フイルタは水平同期パルスのみが水平
掃引部分２４に達することを可能にし、一方垂直
パルスは低域フイルタを通つて垂直掃引部分２６
に達することができる。

垂直掃引部分は、受像管の偏向ヨークを通過し
て電子ビームを上下に移動させる実際の信号を発
生させる。同様に、水平掃引部分は受像管を横切
つて電子ビームを移動させる役目を果たす。水平
偏向コイル内で必要とする短い持続時間に大電流
を得るために、一般には変圧器が使用される。更
に、フライバツクトランスは水平掃引部分の一部
分と一般には考えられている。このフライバツク
トランスは電子ビームが右から左へ戻る時間の間
に高い電圧を発生させる。

第４図は、テレビジヨン受信機の水平発振器に
より発生されるランプ（ramp）信号を示す。こ
の信号は約20マイクロ秒のランプアツプ時間
（T₁）と約12マイクロ秒のランプダウン時間T₂を
有する。上方および下方のピーク電圧はそれぞれ
V₁およびV₂で示されている。

第５図は、ノード３２および３４の間に結合さ
れたオンチツプ窒化物コンデンサ３０（約50ピコ
フアラド）を含む本発明の発振器の概略図であ
る。この回路は、抵抗３６，３８，４０および４
２からなるバイアスチエイン、ダイオード４４お
よびトランジスタ４６からなるターンアラウンド
回路、トランジスタ４８および５０を含む第１比
較器、トランジスタ５２および５４を含む第２比
較器、トランジスタ５６および抵抗６０および６
２を含む電流源、トランジスタ６４，６６および
６８および抵抗７０および７２を含む基準増幅
器、電流ミラートランジスタ７４および７６、ト
ランジスタ７８，８０および８２と抵抗８４，８
６，８８，９０および９２を含む低電流ミラー回
路を具える。

基準増幅器６４は、ベース電極をノード１００
におけるバイアス電圧に結合される。かくして、
若しトランジスタ６４および６６が完全に整合し
ていれば、零温度係数を有する正確な基準電圧が
ノード３４に発生する。次に正確な基準電圧I_R
は、抵抗１０２によつて設定され、その抵抗は、
柔軟性を与えるため外部抵抗でよい。トランジス
タ６８のベースは、トランジスタ６４のコレクタ
に結合されている。トランジスタ６８，７４およ
び７６はそれぞれそのベースおよびエミツタ電極
が一緒に結合されているので、それらのコレクタ
電極の各々において発生する電流は等しい（約
60μa）。底部の電流ミラー回路（トランジスタ７
８，８０および８２）の利得に応じて、トランジ
スタ７８を通る電流はトランジスタ７６を通る電
流より大きいか又は小さい。もし大きければ、電
流（約17μa）がコンデンサ３０から引き出され、
ランプの下方部分を発生させる。この状態は底部
のミラー回路の利得が大きい場合に存在する。も
しこの利得が減少すると、トランジスタ７８を流
れる電流はトランジスタ７６を流れる電流より少
なくなり、その差（約10μa）はコンデンサ３０
に流入し、ランプの上方部分を発生させる。

第５図に示す回路は下記のように動作する。も
しノード３２における電圧がV₁とV₂の間のラン
プの上昇部分にあると仮定すると、トランジスタ
５０はオンになり、トランジスタ４８はオフとな
る。トランジスタ５０がオンになると、電流はダ
イオード４４を通つて流れ、トランジスタ４６の
コレクタにおいて再現され、従つてトランジスタ
５６のベースにおいてトランジスタ５６をターン
オンさせる。トランジスタ８２を逆バイアスさせ
るように電流がトランジスタ８２のエミツタ１０
６へ供給される。これは実際には下方の電流ミラ
ー回路から抵抗８６および８８を除去し、その等
価抵抗を増加させその利得を減少させる。従つ
て、より少ない電流がトランジスタ７８を流れ、
充電電流（約10μa）をコンデンサ３０に流入さ
せる。トランジスタ７８および９８は電流ミラー
トランジスタ７４により供給された電流によつて
駆動される。

ノード３２における電圧がV₁に達すると、ト
ランジスタ４８および５４は導通を開始し、トラ
ンジスタ５０および５２はターンオフする。トラ
ンジスタ５０がターンオフすると、トランジスタ
５６はターンオフする。トランジスタ５４は今や
トランジスタ５８からすべての電流をとり、ルー
プをラツチする。トランジスタ５６がターンオフ
すると、トランジスタ８２のエミツタ１０６はも
はや逆バイアスされず、トランジスタ８６および
８８は電流パスに戻る。これは下方の電流ミラー
回路の等価抵抗を減少させ、その利得を増加させ
る。これらの条件下においては、トランジスタ７
６によつて供給される電流よりも多い電流がトラ
ンジスタ７８に流れる。従つて、差分電流
（17μa）がコンデンサ３０から引き出され、発振
器信号のランプダウン部分を発生させ、ノード３
２における電圧を減少させる。

ノード３２における電圧がV₂に達すると、ト
ランジスタ４８，５４および５８はターンオフ
し、トランジスタ５０および５６はターンオン
し、ランプアツプ過程はくり返される。

コンデンサ３０に関連した漂遊（stray）キヤ
パシタンス１０６′が基準増幅器に安定させるの
に使用し得ることに注目すべきである。更に、抵
抗９４両端の電圧は温度とともに変化するので、
トランジスタ９８は窒化物コンデンサに対する温
度補償を与える。最後に、基準増幅器により発生
される基準電流（約60μa）はコンデンサの充
電／放電電流（約10／17μa）よりはるかに大き
く、従つて発振器負荷効果を減少させ、必要とさ
れるコンデンサの値を最小限にすることを理解す
べきである。慎重な設計および電流の選択によつ
て、負荷効果は相殺することができる。

本発明をその特定の実施例を参照して説明した
が、添付した請求の範囲によつて定められた本発
明の範囲を逸脱することなしに、形および詳細の
変更を行いうることは当業技術者によつて理解さ
れるところである。