JPH0918745A - 映像信号クランプ回路 - Google Patents
映像信号クランプ回路Info
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- JPH0918745A JPH0918745A JP8056287A JP5628796A JPH0918745A JP H0918745 A JPH0918745 A JP H0918745A JP 8056287 A JP8056287 A JP 8056287A JP 5628796 A JP5628796 A JP 5628796A JP H0918745 A JPH0918745 A JP H0918745A
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- H04N5/00—Details of television systems
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- H04N5/16—Circuitry for reinsertion of dc and slowly varying components of signal; Circuitry for preservation of black or white level
- H04N5/18—Circuitry for reinsertion of dc and slowly varying components of signal; Circuitry for preservation of black or white level by means of "clamp" circuit operated by switching circuit
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Abstract
に一定クランプレベルを維持する映像信号クランプ回路
を提供する。 【解決手段】映像信号が印加される外部キャパシタC2
と複数のトランジスタQ1〜Q7とを含んで構成され基
準電位に応じてクランプ出力レベルを発生するクランプ
回路部41と、クランプ回路部41のクランプ出力レベ
ルの変化を検知して該クランプ出力レベルの変化に応じ
てレベル変化信号を発生するレベル変化検出部42と、
レベル変化検出部42に接続されレベル変化信号を受け
てクランプ回路部の基準電位を補償する基準電位補償部
43とを含んでなる。
Description
ルを維持する映像信号クランプ回路に関し、特に、入力
映像信号の尖頭レベルの変化に関係なく常に一定クラン
プレベルを維持する映像信号クランプ回路に関する。
媒体の多様化により、更に高品質の映像画面が要求され
るようになった。
一定の電源レベルに固定するクランプ回路は、主に基準
直流レベルが、テレビジョン等の映像信号や入力信号の
歪みによって失われた場合に使用される。しかしなが
ら、従来の映像信号クランプ回路は、入力映像信号の尖
頭レベルによって変化する出力端子クランプレベルを有
するので、一定しない尖頭レベルが、映像信号の再生に
おける不安定要因となってきた。
ロック図である。図4に示す回路は、映像信号が供給さ
れると、一定の尖頭レベルを有する出力信号が、外部キ
ャパシタ11とクランプ回路部10とによって形成され
るように構成されている。
プ回路の回路図である。
ランプ回路を以下に説明する。
ランジスタQBとトランジスタQCは同一の特性を有し、
抵抗RDと抵抗REは同一の抵抗値を有する。トランジス
タQBとトランジスタQCとは、同一のベース、エミッタ
間電圧VBEで動作するので、トランジスタQBとトラン
ジスタQCのそれぞれのベースへ流れるベース電流は同
一であり、同様に、それぞれのコレクタへ流れるコレク
タ電流も同一になり、これによって電流ミラーを形成し
ている。抵抗RBの一端は、トランジスタQBのベースと
コレクタとに接続されている。抵抗RBの他端は、抵抗
RAとトランジスタQAのベースとに接続されている。
タ11を介して入力端子N1に伝達される。トランジス
タQDのエミッタは出力端子N2において定電流源ISに
接続されており、出力端子N2は出力電位VOUTに接続
されている。
動作は以下のとおりである。
流ミラーを構成しているので、抵抗RDと抵抗REとが同
一の抵抗値を有する場合には、トランジスタQBとトラ
ンジスタQCのベース電流は同一となり、またそれらの
コレクタ電流も同一になる。トランジスタQBとトラン
ジスタQCのコレクタへ流れるコレクタ電流をIBとすれ
ば、IBは次の(数1)式で表すことができる。
トランジスタQBのベース、エミッタ間電圧である。
B)、RA、RB、RDは、それぞれ定数であるので、IB
は定数として扱うことができる。
準電位V1は、上記(数1)式から求めたIBにオーム
の法則V=IRを適用して、次ぎの(数2)式によって
求められる。
おける電位は、トタンジスタQAのベース電極にかかる
基準電位V1から、トランジスタQAのベース、エミッ
タ間電圧VBE(QA)を差し引いて、次ぎの(数3)式
によって求められる。
端子N1における電位はトランジスタQDのベース電極
にかかる電位であるので、トランジスタQDのエミッタ
端子に接続された出力端子N2の電位は、上記(数3)
式のVBE(QA)にトランジスタQDのベース、エミッタ
間電圧VBE(QD)を加えて得ることができ、次ぎの
(数4)式によって与えられる。
を示す信号波形図である。変化する尖頭レベルを有する
入力映像信号についての出力端子のクランプ電位は、変
化分だけ変化する。
INが、(数3)式で示す入力端子N1の電位より低い場
合、すなわち、
いるトランジスタQAの電流は増加し、VBE(QA)が増
加し、(数3)式で示されるV1−VBE(QA)が低下
し、出力信号の尖頭レベルは、次の(数6)式で定めら
れた電位にクランプされ、V1−VBE(QA)が低下す
るので、クランプレベルは低下する。
映像信号クランプ回路においては、出力電位VOUTに変
化が生ずる。
エミッタ電流IAは、入力電位VINに接続されている入
力端子N1によって、電流IBと電流ICとに分割され
る。
も変化する。(数1)式によって計算されるIBは定数
として取り扱えるので、IAはICの変化量に伴って変化
する。
圧VBE(QA)は、トランジスタQAのエミッタ電流IA
の値によって決定されるので、IAの値が変化するとV
BE(QA)も変化する。従って、(数6)式で表される
出力端子のクランプレベルである出力電位VOUTは、V
1とVBE(QD)とはそれぞれ一定値を有するので、V
BE(QA)の値に応じて変化する。
り変化し、VBE(QA)はIAにより変化し、IAはICに
より変化し、ICは入力映像信号の尖頭レベルの変化に
よって変わる。結局、クランプレベルである出力電位V
OUTは、入力映像信号の尖頭レベルの変化に応じて変化
し、映像信号の再生において所望の結果を得ることはで
きない。
ランプ回路においては、クランプレベルは入力映像信号
の尖頭レベルの変化に応じて変化するので、映像信号の
再生において所望の結果を得ることはできないという問
題がある。
題点を解決するために、クランプ回路の出力レベルの変
化を検知して、クランプ出力の基準信号を補償すること
により、入力映像信号の尖頭レベルの変化に関係なく常
に一定クランプレベルを維持する映像信号クランプ回路
を提供することにある。
に、本発明の映像信号クランプ回路は、一定のクランプ
出力レベルを維持する映像信号クランプ回路において、
映像信号が印加される外部キャパシタと複数のトランジ
スタとを含んで構成され、基準電位に応じてクランプ出
力レベルを発生するクランプ回路部と、上記クランプ回
路部のクランプ出力レベルの変化を検知して、該クラン
プ出力レベルの変化に応じてレベル変化信号を発生する
レベル変化検出部と、上記レベル変化検出部に接続さ
れ、上記レベル変化信号を受けて、上記クランプ回路部
の基準電位を補償する基準電位補償部と、を含んでなる
ことを特徴とする。
号を一端で受ける外部キャパシタの他端にベースが接続
され、エミッタが定電流源に接続され、クランプ電位を
発生する第1トランジスタと、第2トランジスタと該第
2トランジスタと特性が同一である第3トランジスタと
を有し、上記第2トランジスタと上記第3トランジスタ
とが同一のベース、エミッタ間電圧を有するように、上
記第3トランジスタのコレクタと上記第2トランジスタ
のベースと上記第3トランジスタのベースとが共通に接
続され、上記第2トランジスタのエミッタは第1抵抗を
介して接地電位に接続され、上記第3トランジスタのエ
ミッタは上記第1抵抗と等しい抵抗値を有する第2抵抗
を介して接地電位に接続され、上記第3トランジスタの
コレクタは第3抵抗を介して電源電位に接続された電流
ミラーと、エミッタが上記第2トランジスタのコレクタ
と上記第1トランジスタのベースとに接続され、ベース
は基準電位発生ノードに接続された第4トランジスタ
と、を含んで構成することを特徴とする。
コレクタとベースとが上記クランプ回路部の第4トラン
ジスタのコレクタに接続され、エミッタ端子が第4抵抗
を介して電源電位に接続されるた第5トランジスタを含
んで構成することを特徴とする。
ースは上記レベル変化検出部の上記第5トランジスタの
ベースとコレクタとに接続され、エミッタは第5抵抗を
介して電源電位に接続された第6トランジスタと、コレ
クタとベースとが上記第6トランジスタのコレクタに接
続された第7トランジスタと、を含んで構成することを
特徴とする。
映像信号クランプ回路は、クランプ回路部と、レベル変
化検出部と、基準電位補償部とを含んでなる、一定のク
ランプ出力レベルを維持する映像信号クランプ回路であ
って、上記クランプ回路部は、ベースは映像信号を一端
で受ける外部キャパシタの他端に接続され、エミッタは
定電流源に接続され、クランプ電位を発生する第1トラ
ンジスタと、第2トランジスタと該第2トランジスタと
特性が同一である第3トランジスタとを有し、上記第2
トランジスタと上記第3トランジスタとが同一のベー
ス、エミッタ間電圧を有するように、上記第3トランジ
スタのコレクタと上記第2トランジスタのベースと上記
第3トランジスタのベースとが共通に接続され、上記第
2トランジスタのエミッタは第1抵抗を介して接地電位
に接続され、上記第3トランジスタのエミッタは上記第
1抵抗と等しい抵抗値を有する第2抵抗を介して接地電
位に接続され、上記第3トランジスタのコレクタは第3
抵抗を介して電源電位に接続された電流ミラーと、エミ
ッタが上記第2トランジスタのコレクタと上記第1トラ
ンジスタのベースとに接続され、ベースは基準電位発生
ノードに接続された第4トランジスタと、を含んでな
り、上記レベル変化検出部は、コレクタとベースとが上
記クランプ回路部の第4トランジスタのコレクタに接続
され、エミッタ端子が第4抵抗を介して電源電位に接続
された第5トランジスタを含んでなり、上記基準電位補
償部は、ベースは上記レベル変化検出部の上記第5トラ
ンジスタのベースとコレクタとに接続され、エミッタは
第5抵抗を介して電源電位に接続された第6トランジス
タと、コレクタとベースとが上記第6トランジスタのコ
レクタに接続された第7トランジスタとを含んでなる、
ことを特徴とする。
トランジスタと上記基準電位補償部の上記第7トランジ
スタの電気的特性を同一にマッチングさせることによ
り、電位の変化分を正確に伝達するように構成すること
を特徴とする。
ンプ回路を添付した図面に基づきさらに詳しく説明す
る。
ロック図であり、図2はその回路図である。
41と、レベル変化検出部42と、基準電位補償部43
とを含んでなる。
は、外部キャパシタC2と、トランジスタQ1(第4ト
ランジスタに相当する)及びトランジスタQ4(第1ト
ランジスタに相当する)と、2つのトランジスタQ3
(第2トランジスタに相当する)とトランジスタQ5
(第3トランジスタに相当する)で構成された電流ミラ
ーとを含んでなる。
号を受けるように接続されている。
のベースは外部キャパシタC2の他端に接続され、その
エミッタは定電流源Isに接続されている。
5とは同一の特性を有し、トランジスタQ3とトランジ
スタQ5の各ベース、エミッタ間電圧が同一になるよう
に、トランジスタQ5のコレクタとトランジスタQ3の
ベースとトランジスタQ5のベースは共通に接続されて
いる。トランジスタQ3とトランジスタQ5の各エミッ
タは、同一の抵抗値を有する抵抗R41(第2抵抗に相
当する)と抵抗R42(第1抵抗に相当する)とを介し
て、それぞれ接地電位VSSに接続されている。トランジ
スタQ5のコレクタは、抵抗R5(第3抵抗に相当す
る)を介して電源電位VCCに接続されている。
スタQ3のコレクタとトランジスタQ4のベースとに接
続されており、そのベースは基準電位発生ノードN4に
接続されている。
して電源電位VCCと、抵抗R2を介して基準電位補償部
43(後に説明する)のトランジスタQ2(同じく後に
説明する)のコレクタとベースとに、それぞれ接続され
ている。
は、基準電位発生ノードN4における基準電位V1が一
定であれば、従来のクランプ回路と同様に一定のレベル
の出力電位VOUTを発生する。
6(第5トランジスタに相当する)を含んで構成されて
いる。トランジスタQ6のコレクタとベースは、クラン
プ回路部41のトランジスタQ1のコレクタに接続さ
れ、トランジスタQ6のエミッタは抵抗R3(第4抵抗
に相当する)を介して電源電位VCCに接続されている。
41の出力レベルの変化量を検知して、基準電位補償部
43にレベル変化信号を送る。
(第7トランジスタに相当する)と、トランジスタQ7
(第6トランジスタに相当する)と、抵抗R2と、抵抗
R6(第5抵抗に相当する)とを含んで構成されてい
る。トランジスタQ7のベースは、レベル変化検出部4
2のトランジスタQ6のベース及びコレクタと接続され
ており、トランジスタQ7のエミッタは、抵抗R6を介
して電源電位VCCに接続されており、トランジスタQ7
のコレクタは、トランジスタQ2のベース及びコレクタ
と接続されている。このように構成した基準電位補償部
43は、レベル変化検出部42からレベル変化信号を受
け、クランプ回路部41の基準電位V1を補償する。
ランプ回路の動作は以下のとおりである。
の尖頭レベルが一定の場合には、出力電位VOUTは、前
出の(数4)式を用いて次ぎのように表すことができ
る。
加えられるので、図2における電流I1、電流I2、電
流I3はそれぞれ一定であり、VBE(Q1)、VBE(Q
4)もそれぞれ一定である。従って、VOUTは一定値を
有する。
た場合には、入力端子N3の直流電位が低下する。そこ
で、トランジスタQ4のベースに入力される電流I3が
ΔIほど増加する。すなわち、トランジスタQ4のベー
スに、I3+ΔIの電流が流入する。
に表すことができる。
となれば、これによりI1の値も増加してI1+ΔIと
なる。すなわち、
流である。
レクタにも反映されるので、トランジスタQ1のコレク
タ電流はΔIに比例して増加する。また、トランジスタ
Q1のコレクタ電流は、トランジスタQ6のコレクタと
ベースに流れる電流と同一であるので、トランジスタQ
6のコレクタ電流とベース電流もΔIに相当する分だけ
増加する。
は、トランジスタQ3とトランジスタQ5とがそうであ
るように、電流ミラーを形成する。抵抗R3の抵抗値と
抵抗R6の抵抗値とが同一であれば、トランジスタQ7
のベース電流とコレクタ電流とは、それぞれトランジス
タQ6のベース電流とコレクタ電流と同一であるので、
トランジスタQ6のコレクタ電流における増分ΔIは、
トランジスタQ7のコレクタ電流にも同様に反映され、
トランジスタQ7のコレクタ電流をΔIほど増加する。
タQ2のベースとコレクタとに接続されているので、ト
ランジスタQ7のコレクタ電流の増分ΔIはQ2のベー
ス電流とコレクタ電流とを増加させる。その結果、電流
の増分ΔIは、トランジスタQ2に流れる電流にもΔI
ほど増加した電流が流れるように影響を及ぼす。
号のレベル変化は、トランジスタQ1にΔIの電流変化
をもたらす。これは、トランジスタQ6と、トランジス
タQ7と、トランジスタQ2とに、順次影響を及ぼす。
このため、トランジスタQ1の電流がΔIだけ増加すれ
ば、トランジスタQ2の電流もΔIだけ増加する。
間電圧、kをボルツマン定数、Tを絶対温度、Qを電子
の電荷量とすれば、コレクタ電流ICは近似的に次ぎの
(数12)式で表される。
(数12)式は、次のように書換えることができる。
定数であり、対数関数のISも定数であるので、上記
(数13)式においてVBEの値に影響を及ぼす変数はI
Cのみである。上記(数13)式は次ぎのように表して
もよい。
(数14)式は次ぎのように要約化できる。
に近似的に比例することを示している。上記(数15)
式は、次式で表してもよい。
増加すれば、トランジスタQ1のベース、エミッタ間電
圧VBE(Q1)は、これに比例して増加する。
N3に入力される映像信号レベルにおける変化は、トラ
ンジスタQ1の△Iの電流変化として現れ、これはトラ
ンジスタQ6、トランジスタQ7、トランジスタQ2に
順次影響を及ぼす。結局、トランジスタQ1の電流が△
Iだけ増加すると、トランジスタQ2の電流も△Iだけ
増加し、トランジスタQ2の電流が△Iほど増加する
と、トランジスタQ2のベース、エミッタ間電圧V
BE(Q2)も同様に△Iに比例して△VBEだけ増加す
る。その変化量は(数13)式によって表される。
と、VBE(Q2)が増加し、基準電位発生ノードN4に
おける基準電位V1も同様にに増加するので、上記(数
8)式の出力クランプレベルの出力電位VOUT(=V1
−VBE(Q1)+VBE(Q4))の値は、一定値に維持
される。すなわち、
の電位が△VBEだけ増加すれば、基準電位発生ノード4
における基準電位V1も△VBEだけ増加する。このた
め、出力電位VOUTは、常に一定値であるV1−V
BE(Q1)+VBE(Q4)に維持される。
動作を示す信号波形図である。図示のように、変化する
尖頭レベルを有する入力映像信号についての入力端子波
形と出力端子波形とのクランプレベルは、一定レベルに
維持される。
ジスタQ1とトランジスタQ2とを、同一の電気的特性
を有するようにマッチングさせることが重要であるが、
集積回路の設計においては、トランジスタQ1とトラン
ジスタQ2の電気的特性を容易にマッチングさせること
が可能である。
ンプレベルを維持する映像信号クランプ回路は、クラン
プ回路部41とレベル変化検出部42と基準電位補償部
43とを有し、レベル変化検出部42で入力端子と出力
端子におけるクランプレベルの変化量を検知し、これを
基準電位補償部43に接続することにより、映像信号入
力の尖頭レベルが変化した場合には、基準電位補償部4
3でこれを補償して、クランプ出力レベルを常に一定に
する。
れば、従来のクランプ回路に入力端子と出力端子におけ
るクランプレベルの変化量を検知するレベル変化検出部
と、変化した尖頭レベルについて補償する基準電位補償
部とを追加することのより、一定のクランプレベルを維
持することが可能となるという効果があり、テレビジョ
ン、ビデオレコーダ等の映像信号処理回路の入力映像信
号の尖頭レベルを常に一定にクランプすることができる
ので、基準直流信号レベルが動揺することがなくなり、
安定した画面を具現することができるという効果があ
る。更に、使用するトランジスタの電気特性は、集積回
路によって容易にマッチングさせることが可能である。
ある。
る。
号波形図である。
る。
波形図である。
スタ、 Is…定電流源、 R1、R2、R3、R41、R42、R5、R6…抵
抗、 VSS…接地電位、 VCC…電源電位、 VIN…入力電位、 VOUT…出力電位、 VBE…ベース、エミッタ間電圧、 V1…基準電位、 N3…入力端子、 N4…基準電位発生ノード、 I1、I2、I3…電流
Claims (6)
- 【請求項1】一定のクランプ出力レベルを維持する映像
信号クランプ回路において、 映像信号が印加される外部キャパシタと複数のトランジ
スタとを含んで構成され、基準電位に応じてクランプ出
力レベルを発生するクランプ回路部と、 上記クランプ回路部のクランプ出力レベルの変化を検知
して、該クランプ出力レベルの変化に応じてレベル変化
信号を発生するレベル変化検出部と、 上記レベル変化検出部に接続され、上記レベル変化信号
を受けて、上記クランプ回路部の基準電位を補償する基
準電位補償部と、 を含んでなることを特徴とする映像信号クランプ回路。 - 【請求項2】請求項1に記載する映像信号クランプ回路
において、 上記クランプ回路部は、 映像信号を一端で受ける外部キャパシタの他端にベース
が接続され、エミッタが定電流源に接続され、クランプ
電位を発生する第1トランジスタと、 第2トランジスタと該第2トランジスタと特性が同一で
ある第3トランジスタとを有し、上記第2トランジスタ
と上記第3トランジスタとが同一のベース、エミッタ間
電圧を有するように、上記第3トランジスタのコレクタ
と上記第2トランジスタのベースと上記第3トランジス
タのベースとが共通に接続され、上記第2トランジスタ
のエミッタは第1抵抗を介して接地電位に接続され、上
記第3トランジスタのエミッタは上記第1抵抗と等しい
抵抗値を有する第2抵抗を介して接地電位に接続され、
上記第3トランジスタのコレクタは第3抵抗を介して電
源電位に接続された電流ミラーと、 エミッタが上記第2トランジスタのコレクタと上記第1
トランジスタのベースとに接続され、ベースは基準電位
発生ノードに接続された第4トランジスタと、 を含んで構成することを特徴とする映像信号クランプ回
路。 - 【請求項3】請求項1に記載する映像信号クランプ回路
において、 上記レベル変化検出部は、 コレクタとベースとが上記クランプ回路部の第4トラン
ジスタのコレクタに接続され、エミッタ端子が第4抵抗
を介して電源電位に接続されるた第5トランジスタを含
んで構成することを特徴とする映像信号クランプ回路。 - 【請求項4】請求項1に記載する映像信号クランプ回路
において、 上記基準電位補償部は、 ベースは上記レベル変化検出部の上記第5トランジスタ
のベースとコレクタとに接続され、エミッタは第5抵抗
を介して電源電位に接続された第6トランジスタと、 コレクタとベースとが上記第6トランジスタのコレクタ
に接続された第7トランジスタと、 を含んで構成することを特徴とする映像信号クランプ回
路。 - 【請求項5】クランプ回路部と、レベル変化検出部と、
基準電位補償部とを含んでなる、一定のクランプ出力レ
ベルを維持する映像信号クランプ回路であって、 上記クランプ回路部は、 ベースは映像信号を一端で受ける外部キャパシタの他端
に接続され、エミッタは定電流源に接続され、クランプ
電位を発生する第1トランジスタと、 第2トランジスタと該第2トランジスタと特性が同一で
ある第3トランジスタとを有し、上記第2トランジスタ
と上記第3トランジスタとが同一のベース、エミッタ間
電圧を有するように、上記第3トランジスタのコレクタ
と上記第2トランジスタのベースと上記第3トランジス
タのベースとが共通に接続され、上記第2トランジスタ
のエミッタは第1抵抗を介して接地電位に接続され、上
記第3トランジスタのエミッタは上記第1抵抗と等しい
抵抗値を有する第2抵抗を介して接地電位に接続され、
上記第3トランジスタのコレクタは第3抵抗を介して電
源電位に接続された電流ミラーと、 エミッタが上記第2トランジスタのコレクタと上記第1
トランジスタのベースとに接続され、ベースは基準電位
発生ノードに接続された第4トランジスタと、 を含んでなり、 上記レベル変化検出部は、コレクタとベースとが上記ク
ランプ回路部の第4トランジスタのコレクタに接続さ
れ、エミッタ端子が第4抵抗を介して電源電位に接続さ
れた第5トランジスタを含んでなり、 上記基準電位補償部は、ベースは上記レベル変化検出部
の上記第5トランジスタのベースとコレクタとに接続さ
れ、エミッタは第5抵抗を介して電源電位に接続された
第6トランジスタと、コレクタとベースとが上記第6ト
ランジスタのコレクタに接続された第7トランジスタと
を含んでなる、 ことを特徴とする映像信号クランプ回路。 - 【請求項6】請求項5に記載する映像信号クランプ回路
において、 上記クランプ回路部の上記第4トランジスタと上記基準
電位補償部の上記第7トランジスタの電気的特性を同一
にマッチングさせることにより、電位の変化分を正確に
伝達するように構成することを特徴とするの映像信号ク
ランプ回路。
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