JPS5997213A - リミツタ回路 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はリミッタ回路に関し、例えば磁気記録再生装置
のノイズキャンセラ回路に用いて好適なリミッタ回路に
関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に磁気記録再生装置（以下ＶＴＲという）において
は、磁気テープ上に映像信号を記録し、またこれを再生
する際に変調ノイズ、摺動ノイズ、再生増幅ノイズ等に
よシ再生信号のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が悪化する。

よって再生信号をノイズキャンセル回路を通してそのＳ
／Ｎ比の改善を図っている。このノイズキャンセル回路
を第１図に示す。以下、第１図の回路の各点における動
作波形を示す第２図と共にこの回路の動作を説明する。

端子（１）よシ入力される再生映像信号は第２図（５）
に示す如きノイズを含んだものとなっている。

この信号は遅延器（２）及びバイパスフィルタ（ＨＰＦ
）（３）に入力される。ＨＰ　Ｆ　（３）の出力は第２
図ＣＢ）に示すようになシ、ここで信号のノイズ成分が
取ジ出される。しかしながら信号の高域成分８Ｈも同時
に取り出される。このノイズ成分と信号の高域成分から
ノイズ成分のみを取り出すのが増幅器（４）及びリミッ
タ（５）である。ここで、増幅器（４）の入力端での入
力換算リミッタレベルをＶｌ。

とすると、 Ｖｔ、　＝−Ｘ−区 ＧＡ　　　　　　　　　　　　　　　　（１）ただしＶ
Ｌ’はリミッタ（５）の大刀換算’Ｊ　ミツタレベルで
あり、０人は増幅器（４）の利得（ゲイン）である。

となる。この人力換算リミッタレベルＶｔ、を第２図Ｃ
Ｂ）に示す如く、ノイズレベルのｐ−ｐ（ｐｅａｋｔｏ
　　ｐｅａｋ　　）値よりわずかに大きく選べばリミッ
タ（５）出力にはノイズ成分とわずかの信号高域成分が
得られることになる０このリミッタ（５）の出力を減算
器（６）にて遅延器（２）を通った再生映像信号から減
算することによシ、ノイズが除去された再生映像信号出
力が端子（力よシ得られる（第２図（ｑ参照）。ここで
遅延器（２）は減算器（６）への２つの入力の時間合せ
のために用いられている。すなわち、τＤＬ、τＨＰＦ
、τＡ、τＬをそれぞれ遅延器（２）　、　Ｈｌ）　Ｆ
　（３）　、増幅器（４）、リミッタ（５）における信
号の遅延時間とすると、 τＤＬ＝ＴＨＰＦ＋τＡ＋τＬ（２） がなり立つよう遅延器（２）の遅延時間が定められてい
る。

ところで、第１図のノイズキャンセル回路において、ノ
イズを最も効果的に除去し、かつ再生映像信号の歪を最
も少なくするためには下記の条件を満足するようにすれ
ば良い。すなわち、減算器（６）への入力比を１：１と
すれば、（２）式及び ＶＬ＝Ｎｐ−ｐ　　　　　　　　　　　　　　　　　（
３）ＧＨＰＦ　−ＧＡ　−ＧＬ（＝Ｇ　）＝ＧＤＬ　　
　　　　　　（４）上記（３）式、（４）式を満足する
必要がある。ただし、ここでＮｐ−ｐは再生映像信号中
のノイズのｐ−ｐ値であり、ＧＨＰＦ、　ＧＬ、　ＧＤ
Ｌはそれぞれｌ（Ｐ　Ｆ　（３）の通過帯域でのゲイン
、リミッタ（５）のゲイン。

遅延器（２）の伝送ゲインである。上記の条件を満足し
ない場合、例えばＶＬ）Ｎｐ−ｐの場合はノイズは完全
に除去されるが、信号の高域成分の除去量も大きくなり
、再生波形がなまってしまう。

また、ＶＬ（Ｎｐ　ｐではノイズが完全に除去されない
。また、Ｇ〜ＧＤＬのときも同様にノイズは完全（では
除去され雇いことになる。

上述したように、ノイズキャンセル回路を効果的に動作
させるためには（３）式、（４）式を両方とも満足する
ことが必要である。

〔背景孜術の問題点〕

ところで、上述したノイズキャンセル回路を半尋体来積
回路化しようとした場合、集積回路内の素子のばらつき
によって、上記のゲインＧＡ。

ＧＬ　などがばらつくｏ従って、正確に上記（３）式。

（４）式を満足することは極めて難しい。そこで、この
ばらつきを補償することが心安である。集積回路におい
ては通常差動増幅器によりリミッタ動作を行なわせるた
め、（１）式のリミッタ（５）の入力換算ＩＪ　ミツタ
レベルｖＬ′は一定の値となり、（３）式、（４）式を
満足させるにはゲインＧＡ、　ＧＬを両方とも制御する
必要がある０（（３）式、（４）式は（１）式によシ関
係づけられておｐ、Ｖｔ、及びＧを独立して変化させる
ことはできない。）しかし、この場合２つの端子が必要
でおる。

−万、１つの端子を用いてゲインＧＡまたはＧＬのいず
れか一方を外部から制御し、完全ではないが最もノイズ
キャンセル効果が得られるよう制御することも考えられ
ているが、次のような欠点がある。すなわち、テープや
ビデオヘッド等の改良または他のＳ／Ｎ改善装置との併
用等によりノイズレベルが小さくなったときは、増幅器
（４）の入力端での入力［ＥリミッタレベルＶＬを小さ
くして画質をさらに改善することができる。しかしなが
ら、（３）式のＶＬのみを独立に変化させることはでき
ない。つま９．１つの制御端子で（３）式、（４）式を
同時に満足することはできず、上記のシステム変更に対
応するためには結局２つの制御ピンが必要となっていた
。

〔発明の目的〕

本発明は上述した点にかんがみなされたもので、１つの
端子からの制−人力によシ、利得を変化させずに入力換
算リミッタレベルだけを任意に設定できるノイズキャン
セル回路に用いて好適な、集積回路化にも適するＩＪ　
ミッタ回路を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明になるリミッタ回路は制御電圧（または電流）の
増加（または減少）とともに利得が減少（または増加）
する利得制御増幅器と、前記制叫１電圧（または電流）
の増加（または減少）とともに利得が、ｍ７１０（−ま
たけ減少）しかつ人力換算リミッタレベルが一定である
利得制御リミッタとを＃１統接続したもので、回路全体
として利得を変化させることなくこの回路の入力侠算リ
ミッタレベル（すなわち、前記増幅器の入力端での入力
ｉ１１！！Ｊ’Ｊミツタレベル）だけを任意に設定でき
るようにしだものである。

〔発明の冥踊例〕

以下、本発明の一実施例を第３図にもとづき説明する。

第３図は不発明になるリミッタ回路の一実施例を示すブ
ロック図であり、ＧＯ）はリミッタ入力端子である。０
１）は利得制御増幅器であり、Ｕはこの増幅器に接続さ
れた利得制御リミッタである。両者とも制御電圧源（Ｉ
（至）により制御される。

Ｉは制御ビンであり、１１５は出力端子である。

利得制御増幅器αυは＋ｆｆ１Ｊ−電圧（ＶＣ）の増７
ＩＯ（または減少）とともに利得が減少（または増加）
する特性をＷＬ、利得制御リミッタａりは制御電圧（ｖ
Ｏ）の増加（または減少）とともに利得が増加（ｔたは
減少）シ、かつ人力換算リミッタレベルが一定である特
性を有している。この利得制御増幅器Ｑｌ）のゲインを
ＧＡ（ＶＯ）とし、利得制（財）リミッタｕりのゲイン
をＧＬ（Ｖｏ）、人力戻算リミッタレベルをＶＬ’とし
て、総合ゲインをＧＴ。

増幅器Ｕυの入力端における入力換算リミッタレベルを
ＶＬとすれば、 ＧＴ　＝　ＧＡ　（ＶＯ）　−ＧＬ　（ＶＯ）　　　　
　　　　（５）ＶＬ　＝　Ｖｒ、’　／ＧＡ　（ＶＯ）
　　　　　　　　　　（６）となる。ここで（５）式の
ＧＴがある範囲のＶｏの値に対して常に一定であれば、
第３図のリミッタ回路は制御電圧Ｖｏ　の値によって入
力換算リミッタレベルＶｒ、を任意に設定することがで
きる。

また、そのゲインは前記範囲のＶＣの値において一定で
ある。この特注の一例を第４図に示した。この図におい
て横軸は制御電圧ＶＣであシ、縦軸はＶＬ及びＧＴの値
を示す。ａは（５）式のＧＴのグラフであり、ｂはＶＬ
のグラフである。なお、第３図において割瞬電圧源峙は
制（財）電流源に置＠候えても良い。

以上の第３図の構成によれば、１つの端子（この場会、
市りは１ビンｕ４））からの市１ｊ−人力（ｖＯ）によ
り、この回路のゲイン（ＧＴ）　’に変化させずに、人
力ＰＩＩＩＪミツタレベル（ＶＬ　）だけを任意に設定
できる０よって、ノイズキャンセル回路に用いて好適で
ある０ 第５図は本発明になるリミッタ回路をノイズキャンセル
回路に適用した一笑廊例を示す回路図である。

まず、この回路の４ｊ４成を説明する。　ｇｌは集積回
路であり、ｖＩ）乃至（ハ）はこの集積回路（至）のビ
ンでろる。−〇は人力信号源であり、鋤はこれに接続さ
れた遅延器であり、同じく（至）はビン（２５）を介し
て信号＃（至）に接続芒れたＨＰＦであるＯまたシ１は
ノイズキャンセル回路の出力端子である０さらに（７）
、＋ａ１）、ｃ＋ａは電流源であシ、その電流値はそれ
ぞれＩ　＋、　Ｉ２．　ｆａとなっている。この回路に
おいて、トランジスタＱ＋乃至Ｑｓ、抵抗Ｒ＋乃至凡５
及び外部抵抗凡０は抵抗Ｈ，ｏの値によってｔ流値が決
められるカレントミラー回路を構成しており、トランジ
スタＱ６．Ｑ７．抵抗Ｌ（＋８はこのカレントミラー回
路の電流値によってゲインが決められるアッテネータを
構成しているＱまた、トランジスタＱ９．　ＱＩＯ，抵
抗Ｒ，１０，几１１及び電流源（至）は差動増幅器を、
トランジスタＱ＋＋、　Ｑ［。

電ｆｊｅｔ源６η、Ｏりはエミッタフォロワ回路を構成
している。さらに、トランジスタＱ＋３．Ｑ＋４．抵抗
Ｒ，＋２．　Ｒ１３及びトランジスタＱ＋ｓで前記カレ
ントミラー回路の電流値によりゲインが決められるリミ
ッタが］Ａ成されている。また抵抗Ｒ＋２゜ＲＩ３．　
）ランジスタＱ　ｔ　ｓは減算器の動作を兼ねている。

矢にこの回路のノイズキャンセル回路トシての＠作につ
き説明する。人力信号源（ハ）からの信号Ｖｌ（再生輝
度信号）は遅延器シηを通り、トランジスタＱ　ｌｓ　
、抵抗１（、ｌａ　　を通って出力端子（ハ）に出力は
れる。−万、入力信号源（ハ）の信号Ｖｒはまた、ビン
（ハ）、ＨＰＦ（至）、ビン（財）、リミッタ回路を通
って出力端子四に逆相で出力される。このとき遅延器＠
側の信号とｆ（ＰＦ（ハ）側の信号とは抵抗Ｒ＋３によ
って刀口算されることになる。すなただし、ＩＧＤＬ　
ｌ　、　ＩＧＨＰＦＩ　、　ＩＧＴ　ｌはそれぞれ遅延
器（５）、ＨＰＦ＠、ＩＪミッタ回路部の伝送ゲインの
絶対値であり、θＤＬ、θＨＰ　Ｆ、θＴはそれぞれ遅
延器面、ＨＰＦ＠、ＩＪ　ミッタ回路部の移相量 となる。便って、 ＩＧＤＬ　Ｉ　＝　ＩＧＨＰＦ　Ｉ　＠ＩＧＴ　ｌ　　
　　　　　　　　（８）θＤＬ＝−（θＨＰＦ＋θＴ　
）　　　　　　　　　　（９）の条件が満足されれば、
出力端子（２）への出力Ｖ。

には入力信号源（至）の信号Ｖｒからノイズ成分（ＨＰ
Ｆ’端を通過する周波数で、かつビン（至）の入力換算
リミッタレベルＶＬより低レベルの成分）がキャンセル
された信号を取り出すことができる。

そこで、ここでビン■から出力端子ｋｌまでのゲインを
トランジスタＱ＋３．Ｑ１４のリミッタ大刀よｐ前のゲ
インＧＡと後のゲインＧｒ、とに分けて計算してみる。

ただし、以下の計算ではトランジスタのエミッタ接地電
流増幅率βを無限大として計算する。ＧＡ、　Ｇｔ、は
それぞれ以下のように求まる。

ｒｅｌＢ＋ｔｅ１４ ただし、ここで及び今後ｒ　ｅ　ｎ　（ｎ＝　１．２．
・・・）はトランジスタＱｎ　のエミッタ内Ｓ抵抗を示
し、また０１式で２がかけられて込るのはトランジスタ
Ｑ　９ｔＱＩＯの出力がトランジスタＱ１３．　Ｑ１０
の入力へ差動信号で伝送されるためである。

ここで、 Ｒ１１＝Ｒ１２＝Ｒ１３＝Ｒ４＝２Ｒ５μ渇とすれば、 Ｉｏ＋　＝Ｉ０２＝ＩＯ３＝ＩＯ４＝二　　　　　　（
１尋ま ただし、■伽（ｎ＝ＩＦリシ５）はトランジスタＱｎの
コレクタ電流 となる。従って、 ｒｅ６＝ｒｅ７＝ｒｅ８＝ｒｅ１３＝ｒｅ１４（＝ｒｅ
）　　　　　　（１４１となり、これらを全てｒｅとお
く０また、ｒｅｅ＝ｒｅｌｏであるから、 ｒｅＱ＋ｒｅ＋υ＝２ｒｅ’　　　　　　　　　　　　
　（１５）とする。１式、ａω式ｅｌＪＩ式、ｕｌ）式
に代入すると、ただし、ｒｅ＝ＶＴ／Ｉｃ、Ｉｏ＝Ｉｃ
ｔ＝Ｉｏ２＝Ｉｃａ＝Ｉｏ４．＝１竺 ｒｅ’　＝　２ＶＴ　／　Ｌｒ ＶＴ＝ｋＴ７／ｑ（ｋ　：　Ｍ　ルア　７７７ｆ、ｄ　
、　Ｔ：絶対温度、ｑ：電子の 電荷） となる。なおｔＩｅ式において几ｓ）＞２ｒｅとした０
実際の回路においてはあるＩｃの範囲で几８　＞　２　
ｒｅとすることは容易である０ここでビン（財）におけ
る入力候其リミッタレベルＶＬと、ビン（至）から出力
端子＋２１までのゲイン（Ｊ′Ｔをσω式、Ｕη式よシ
求めると、 ただし、ｖＬ′はトランジスタＱ＋３．Ｑ＋４のベース
入力端における入力換算リミッタレベルのｐ−ｐ値でＢ
　ＶＴであり、ＶＢＢＩはトランジスタＱ１のベース−
エミッタ間電圧降下。

となる。すなわち、１１１式かられかるようにビン（２
４Ｊにおける入力換算リミッタレベルＶｒ、は外部抵抗
Ｒ○の値を変えることで任意に設定でき、かつそのとき
四穴かられかるように、ビン（至）から出力端子−まで
のゲイン［有］は抵抗Ｒｏの値には何ら関係しておらず
一定である。

以上説明したように、第５図に示すノイズキャンセル回
路はたった１つのピンシフに付けられている抵抗ＪＥｉ
、ａの値を変えることにより　、（８）式。

（９）式の関係は全く変えることなく、ビン（ロ）での
入力換算リミッタレベルＶｒ、を変えることができる。

従って、人力信号ＶＩに含まれるノイズレベルに応じて
抵抗ＲＯの値を選べば、ノイズレベルの異なったシステ
ムにおいても良好なノイズキャンセル効果を得ることが
できる０ 〔発明の効果〕 以Ｆ述べたように本発明によれば、制御電圧（捷たは電
流）の増加（または減少）とともに利得が減少（−！た
け増、ＩＪｌｌ　）する利得制御増幅器と、同じく制−
′電圧（または゛電流）の増）ＪＩ］（または減少）と
ともに利得が増加（または減少）し、かつこのとき入力
換算リミッタレベルが一定である利得制御リミッタとを
縦続接続することによって、制＃電圧（または電流）を
変えることによシ全体の利得を一足に保ったま＼入力換
算リミッタレベルのみを自由に設定できるビデオチーブ
レコーダのノイズキャンセル回路に用いて好適な、乗積
回路化にも適したリミッタ１ａｌｊ１８を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のノイズキャンセル回路を示すブロック図
、第２図は第１図の回路の各部波形を示す図、第３図は
本発明になるリミッタ回路の一実施例を示すブロック図
、第４図は第３図の回路の特性例を示す図であり、第５
図は本発明をノイズキャンセル回路に適用した場合の一
実施例を示す回路図である。 １１・・・利得制御増幅器、１２・・利得制御リミッタ
、１３・・制御電圧源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制＃電圧（または電流）の増加（または減少）とともに
   利得が減少（または増加）する利得側（財）増幅器と、
   前記制御電圧（または電流）の増加（まだは減少）とと
   もに利得が増加（または減少）シ、かつ入力換算リミッ
   タレベルが一定である利得制御リミッタとを縦続接続し
   たことを特徴とするリミッタ回路。