JPH0834413B2

JPH0834413B2 - 映像信号レベルシフト回路

Info

Publication number: JPH0834413B2
Application number: JP62018518A
Authority: JP
Inventors: 千春荒井
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1987-01-30
Filing date: 1987-01-30
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPS63187811A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、映像信号レベルシフト回路に係り、特にビ
ットレートが100MHz以上の高解像度のカラーモニタに使
用されるリニア映像増幅回路において、通常一般的なビ
デオクランプ回路を持ったAC結合アンプではなく、DCま
でフラットなレスポンスを持ったDC結合アンプに使用す
る映像信号レベルシフト回路に関する。

（従来の技術）コンピュータ等に接続される高解像度モニタにおい
て、その一般的な映像信号の入力レベルは約１V_p-p前後
となっている。この映像信号をカラーCRTのカソード駆
動レベル約60〜100V_p-pにまで、リニアに増幅するのが
映像増幅回路であり、２段または３段の映像増幅器を用
いてこの増幅を行っている。

映像信号は、その画像状態により直流成分値が変化す
る。そのため、通常、高周波特性を良好にするのが比較
的容易なAC結合アンプ構成とし、低域遮断周波数はフレ
ーム周波数程度のデカップリングを行い、モニタの帰線
時間にクランプ回路により直流分を再生する直流分再生
方式が採られている。しかし、クランプは、カラーCRT
のカソードとDC結合した部分、すなわち映像増幅器の出
力段に近い部分にかける必要があるために、電力損失が
生じると共に低周波成分の歪みも大きくなる。

一方、完全なDC増幅器の場合、直流分も伝送されるの
で、クランプ回路は不要となるが、高周波特性を良好に
し、かつ、温度特性、特にDCドリフト、も良好とする必
要がある。しかしながら、DCから数100MHzの増幅器に全
帯域にわたってフィードバックをかけ、特性を改善する
ことは非常に困難であり、ローカルフィードバック方式
の多段アンプ構成とするのが普通である。また、高周波
特性がよく、入出力間のオフセットが零の増幅器を多段
接続すると回路が複雑になり、高周波特性も劣化し、一
般的には実現が困難である。

そこで、入出力間のオフセットがあるが比較的簡単な
回路構成の増幅器をシリーズに接続する際、カップリン
グコンデンサを使用せずに、前段の増幅器の出力オフセ
ットレベルをシフトして後段の増幅器が要求する入力レ
ベルに合わせ、しかも、高周波特性を劣化させることの
ないレベルシフト回路として、第２図および第３図図示
の回路が使用されていた。

第２図において、１はトランジスタ、２はツェナダイ
オード、３は抵抗を表しており、第３図において、４は
トランジスタ、５及び６は抵抗を表している。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来の第２図図示のレベルシフト回路
では、レベルシフト量、すなわち映像信号の直流分の変
化量は、ツェナダイオード２のツェナ電圧とトランジス
タ１のV_BEとの和となり、レベルシフト量がツェナダイ
オード２に印加される電圧に依存するため、上記直流分
のシフト電圧を細かく設定することができないという欠
点があった。また、回路全体の温度変化によるDCドリフ
ト（以後、温度ドリフトという）はトランジスタ１のV
_BEの温度ドリフト（−2.2mV/℃）とツェナダイオード２
の温度ドリフト（その温度ドリフト値は印加される電圧
により異なる）との和となり、温度ドリフトが零となる
のはツェナダイオード２の温度ドリフトが＋2.2mV/℃と
なる場合だけで、温度ドリフトの点でも問題があった。

また、第３図図示のレベルシフト回路では、抵抗５で
の電圧降下がレベルシフト量となり、抵抗５の抵抗値を
変えればレベルシフト量は変えられるが、同時に映像信
号も減衰し、エミッタホロワを使用した電圧ゲイン≒１
の特長が生かせなくなるという欠点があった。また、ト
ランジスタ４のV_BEによる温度ドリフトも生じる欠点が
あった。

本発明の目的は、入出力間にオフセットのある映像増
幅器をシリーズに接続する際に、カップリングコンデン
サを使用せずに、前段の映像増幅器の出力オフセットを
後段の映像増幅器の入力条件に合わせるようにシフトさ
せる接続回路を実現することであり、その接続回路の機
能として次の要件を満足するようにすることである。

温度ドリフトに対する対策を施す。

レベルシフト量を可変とする。

前段の映像増幅器の出力電圧の変動による影響を直接
（大きく）受けないようにし、映像信号の減衰を防ぐ。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明の映像信号レベル
シフト回路は、極性の異なるトランジスタを用いた２つ
のエミッタホロワを組み合わせることとし、前記２つの
エミッタホロワの間に介挿する、レベルシフト量を決め
る直流定電圧回路を、抵抗と、該抵抗に接続された基準
電圧発生手段と、前記レベルシフト量である電圧を分圧
する分圧手段と、前記抵抗と前記基準電圧発生手段との
接続点の電圧（基準電圧）と前記分圧手段で分圧された
点（分圧点）の電圧とを比較してその差に応じた信号を
出力する比較手段と、該比較手段が出力する前記信号を
受けて前記分圧点の電圧が基準電圧と同じになるように
前記直流定電圧回路に流入する電流の一部を分流する分
流手段とを備えている。

（実施例）第１図は本発明の映像信号レベルシフト回路の一実施
例の構成図である。ただし、映像増幅回路の中での本回
路の位置を示すために、本回路外の第１の映像増幅器
７、第２の映像増幅器８、カラーCRT9も共に図示されて
いる。

映像信号レベルシフト回路10は第１の映像増幅器７と
第２の映像増幅器８との間に接続されている。

例えば、高解像度モニタの映像増幅回路において、第
１の映像増幅器７は１V_p-p程度の入力信号を約20dB程度
増幅するプリアンプ部であり、第２の映像増幅器８は約
20dB程度のゲインを有し、前記第１の映像増幅器７の出
力を更に増幅し、約100V_p-p前後の信号をカラーCRT9の
カソードに印加するパワーアンプである。

ここで、例えば、第１の映像増幅器７が3Vの出力オフ
セットをもっており、出力される映像信号が3V〜13Vの
間で変化するとする。そして、第２の映像増幅器８の入
力レベルの条件が1V〜11Vであったとすると、下方へ2V
のレベルシフトをし、第１の映像増幅器７の出力電圧の
変動に合わせてその電圧より2V低い電圧で変動する映像
信号が、第２の映像増幅器８に入力されなければならな
い。その2Vのレベルシフトを行うのが、映像信号レベル
シフト回路10である。

本実施例の映像信号レベルシフト回路10は、第１のト
ランジスタであるトランジスタ11と第１の抵抗である抵
抗22とで構成される第１のエミッタホロワと、第２のト
ランジスタであるトランジスタ16と第２の抵抗である抵
抗29とで構成される第２のエミッタホロワに、第３の抵
抗である抵抗21、基準電圧発生手段である定電圧ダイオ
ード18、分圧手段である可変抵抗20及び抵抗25、比較手
段であるトランジスタ12,13,定電流源17,抵抗23,24、分
流手段であるトランジスタ14,15,抵抗26,27、高周波特
性劣化の補正用のコンデンサ19で構成される直流定電圧
回路を付加した回路構成となっている。なお、抵抗28は
トランジスタ16の発振防止のために入れてある。

直流定電圧回路の動作を説明する。

定電圧ダイオード18の両端の電位差が基準電圧であ
り、該基準電圧と可変抵抗20と抵抗25との接続点である
分圧点の電圧とが比較手段で比較され、その差に応じた
信号（電圧）が比較手段の出力端子であるトランジスタ
12のコレクタから分流手段のトランジスタ14のベースに
送られる。分流手段には前記信号（電圧）に応じた電流
が流れる。分流手段に電流が流れることで、分圧手段の
抵抗25に流れる電流は減少し、分圧点の電圧は基準電圧
に近づく。分圧点の電圧が基準電圧に近づくと前記信号
もそれに応じて変化し分流手段に流れる電流が減少す
る。該電流が減少すれば分圧点の電圧と基準電圧との差
がひらくので、バランスがとれたところに前記差と前記
電流値は落ち着く。

少しく具体的に説明すると、仮に、定電圧ダイオード
18の両端の電位差すなわち基準電圧が1Vであったとし、
レベルシフト量を2Vにしたいとする。この場合は、分圧
手段の可変抵抗20の抵抗値を抵抗25の抵抗値と等しくな
るように調整する。このように調整すれば、前記抵抗25
の両端の電位差が基準電圧と等しく1Vとなり、抵抗25と
等しい抵抗値に調整された可変抵抗20の両端の電位差も
1Vとなる。つまり、レベルシフト量は2Vに設定される。
ちなみに、抵抗21の両端の電位差も1Vである。しかし、
これは可変抵抗20、抵抗21、及び抵抗25に適当な大きさ
の電流が流れた場合である。ここで、前記第１の映像増
幅器７の出力電圧が変化し、可変抵抗20及び抵抗25に流
れる電流が例えば10％増えたとすると、レベルシフト量
も10％増えて2.2Vとなる。すると、比較手段で基準電流
1Vと分圧点の電圧1.1Vが比較されることになり、その差
に応じた信号（電圧）が分流手段に送られ、前述のよう
に分流手段に電流が流れて、レベルシフト量は2Vの近傍
に安定する。

第１の映像増幅器７からの、電圧が変動している映像
信号に対して映像信号レベルシフト回路10で設定された
レベルシフト量の2Vだけシフトした電圧レベルで変動す
る映像信号が、第２の映像増幅器８に送られるわけであ
るが、印加される電圧が高くなれば、映像信号レベルシ
フト回路10に流れる電流は大きくなり、直流定電圧回路
に流れる電流も大きくなる。この直流定電圧回路に相当
する回路が、従来例として述べた第３図の回路のように
抵抗５で構成されていると、前記電流は全て抵抗５を流
れることになり、直流定電圧を保っておきたいところ
の、抵抗５の両端の電位差すなわちレベルシフト量が大
きく変化してしまう。これに対して、本発明の映像信号
レベルシフト回路は、第１の映像増幅器７の出力電圧が
変化しても、電流を分流手段に分流することで、抵抗2
1、基準電圧発生手段、及び分圧手段に流れる電流の変
化を小さくし、その結果レベルシフト量の変化を小さく
している。そして、このレベルシフト量の変化は第２図
の回路と比較しても小さなものとなっている。

前記第１のエミッタホロワを構成するトランジスタ11
は、NPNトランジスタが用いられ、第２のエミッタホロ
ワを構成するトランジスタ16は、前記トランジスタ11と
逆極性のPNPトランジスタが使用されている。

第２のエミッタホロワが第１のエミッタホロワのトラ
ンジスタ11と逆の極性を有するトランジスタで構成され
たエミッタホロワであり、一般にトランジスタのV_BEの
温度ドリフトは−2.2mV/℃で等しいことから、例えばト
ランジスタ11のV_BEの温度ドリフトにより降下した電圧
分はトランジスタ16のV_BEの温度ドリフトで上昇するこ
とになり、トランジスタ11のV_BEの温度ドリフトとトラ
ンジスタ16のV_BEの温度ドリフトとは相殺される。

前記基準電圧発生手段の定電圧ダイオード18はその両
端の電位差を基準電圧として用いるためのもので、温度
ドリフトの無視できる例えばバンドギャップリファレン
スダイオード等を使用する。また、比較手段は、本実施
例では、同一の特性を有するトランジスタで構成した差
動増幅器であり。トランジスタの温度ドリフトが比較に
影響しないようになっている。そして、分流手段のトラ
ンジスタ14,15の温度ドリフトについては、そのドリフ
ト量がいくらであれ、比較手段で比較する２つの電圧が
等しくなるように分流されるので、前記直流定電圧回路
のレベルシフト量への影響はない。つまり、前記直流定
電圧回路は回路全体として温度ドリフトは無視できる。

したがって、本発明の映像信号レベルシフト回路では
温度ドリフトはほとんど無視できるものとなる。

前述の実施例は第１の映像増幅器の出力オフセットを
下方にシフトして、第２の映像増幅器の入力レベルの条
件に合わせるようにしたものである。この実施例とは反
対に、第１の映像増幅器の出力オフセットを上方にシフ
トするときは、第１のエミッタホロワを構成するトラン
ジスタ11をPNP型とし、該トランジスタ11の温度ドリフ
トを打ち消すために、第２のエミッタホロワを構成する
トランジスタ16はNPN型を用いることは言うまでもな
い。その場合は、直流定電圧回路と第１のエミッタホロ
ワとの接続が少し異なり、第１の端子が抵抗22と接続さ
れ、第２の端子がトランジスタ11のエミッタと接続さ
れ、第３の端子は第１の端子側になる。

また、いずれの場合も、トランジスタ11については第
１の映像増幅器の最終段に、トランジスタ16または第２
のエミッタホロワについては第２の映像増幅器の入力段
にそれぞれ相当するものがあれば、それを利用しても良
い。

（発明の効果）本発明の映像信号レベルシフト回路は、極性の異なる
トランジスタを用いた２つのエミッタホロワを組み合わ
せることとし、前記２つのエミッタホロワの間に介挿す
る、レベルシフト量を決める直流定電圧回路を、抵抗
と、該抵抗に接続された基準電圧発生手段と、前記レベ
ルシフト量である電圧を分圧する分圧手段と、前記抵抗
と前記基準電圧発生手段との接続点の電圧（基準電圧）
と前記分圧手段で分圧された点（分圧点）の電圧とを比
較してその差に応じた信号を出力する比較手段と、該比
較手段が出力する前記信号を受けて前記分圧点の電圧が
基準電圧と同じになるように前記直流定電圧回路に流入
する電流の一部を分流する分流手段とを備えることとし
たから、入出力間にオフセットのある映像増幅器をシリーズに
接続する際に、カップリングコンデンサを使用せずに、
前段の映像増幅器の出力オフセットを後段の映像増幅器
の入力条件に合わせるようにシフトさせる接続回路であ
って、２つのエミッタホロワのトランジスタのV_BEによ
る温度ドリフトは相殺され、直流定電圧回路の温度ドリ
フトは無視できるから、全体として温度ドリフトがほと
んどなく、レベルシフト量が可変で、しかも、前段の映
像増幅器の出力電圧の変動がレベルシフト量にわずかし
か影響しない、したがって映像信号の減衰の少ない映像
信号レベルシフト回路が実現できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の映像信号レベルシフト回路の一実施例
の構成図、第２図及び第３図は従来の映像信号レベルシ
フト回路の構成図である。図中、７は第１の映像増幅器、８は第２の映像増幅器、
９はカラーCRT、10は映像信号レベルシフト回路、11な
いし16はトランジスタ、17は定電流源、18は定電圧ダイ
オード、19はコンデンサ、20は可変抵抗、21ないし29は
抵抗である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の映像増幅器及び第２の映像増幅器を
備え映像信号をリニアに増幅する映像増幅回路の、前記
第１の映像増幅器と第２の映像増幅器との間に介挿さ
れ、前記第１の映像増幅器の出力オフセットレベルをシ
フトし前記第２の映像増幅器が要求する入力レベルに合
わせる映像信号レベルシフト回路において、第１のトランジスタ（11）と第１の抵抗（22）とで構成
され、前記第１の映像増幅器からの映像信号を受ける第
１のエミッタホロワと、該第１のトランジスタのエミッ
タと前記第１の抵抗との間に介挿された、第１の端子、
第２の端子及び第３の端子を有する直流定電圧回路と、
前記第１のトランジスタとは逆の極性を有する第２のト
ランジスタ（16）と第２の抵抗（29）とで構成され、前
記直流定電圧回路の前記第３の端子からレベルシフトさ
れて出力された映像信号を前記第２の映像増幅器へ出力
する第２のエミッタホロワとを備えており、かつ、前記
直流定電圧回路が、前記第１の端子にその一端が接続さ
れた第３の抵抗（21）と、該第３の抵抗の他端にその一
端が接続され他端が前記第２の端子に接続されており、
その両端の電位差が基準電圧となる基準電圧発生手段
（18）と、前記第１の端子と前記第２の端子との電位差
を分圧するために、その一端が前記第１の端子に接続さ
れ他端が前記第２の端子に接続されており、分圧点を有
する分圧手段（20,25）と、前記第３の抵抗と前記基準
電圧発生手段との接続点に第１の入力端子が接続され前
記分圧点に第２の入力端子が接続されており、該第１の
入力端子と第２の入力端子とにそれぞれ印加された電圧
を比較してその差に応じた信号を出力する比較手段（1
2,13,17,23,24）と、該比較手段の出力端子、前記第１
の端子、及び第２の端子に接続されており、該比較手段
からの前記信号を受けて前記差が０となるように前記第
１の端子に流れる電流の一部を分流する分流手段（14,1
5,26,27）とを備えていて、前記分圧手段の分圧比を変えることで、前記レベルシフ
トの大きさが変えられることを特徴とする映像信号レベ
ルシフト回路。