JPS5997293A - 位相検波回路 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気記録再生装置、テレビジョン受信機等にお
ける色同期回路のうちで、ＡｐＣ□ｆｉｔｏ−１ｒＬａ
ｔｉｃ　Ｐｈｃｔｇｉ　ＣｏｒｂｔｒｏＬ）ループ系を
構成する位相検波器に関するものである。

〔従来技術〕

従来のビデオテープレコーダ（以下ＶＴＲという）の色
同期回路におけるＡＰＣループ内の位相検波器の一例を
第１図に示す。第１図の位相検波器は二京千ｇＩ形掛算
器を利用したものであるＱ　１−Ｑ　９はトランジスタ
、Ｖｏ−Ｖｚは定電圧源、　Ｒ１−Ｒ５は抵抗、１は１
ＢＩＪ御信号出力端、２は色副搬送波信号ｆｌｃに同期
したＶＣＯ出力（ｉ号の入力端５はキラーバースト信号
入力端、４はカラーバースト信号をゲートする（Ｍ号（
以下パーストゲートパルス）発生源である。第１図の回
路動作を第２図の動作波形図を用いて説明する。パース
トゲートパルス発生源４の出力は、バースト信号期間だ
けｆｌｉｙｈ　（Ｄ、ＣＶＧＩ’　）で、非バースト信
号期間はＬｏｗ　（ＤＣＯＶ　）となる信号である。し
たがって、パーストゲート期間だけトランジスタＱ９が
ＯＮシ、抵抗値Ｒ３をもつ抵抗Ｒ３に（Ｆａ−ＶａＥ）
／Ｒｓ　（ＦｌａＥハ）　２ンジスクのペース・エミッ
タ間電圧）の電流が流れ１位相検波器か動作する。

トランジスタＱ７−とトランジスタＱ８は差動対をなし
、入力端子３からのノ（−スト信号に応じて、抵抗Ｒ５
に流れる電流をトランジスタＱＺ側もしくはトランジス
タＱ８側にスイッチする。この時入力端子３に入力され
る）（−スト信号は、通常Ｘ電圧がほぼトランジスタＱ
８のベース電位（ｒｚ）Ｆに等しく、振幅はトランジス
タＱノとトランジスタＱ８のリミクタ効果が充分性られ
る０、４Ｖ　ｐ−ｐ程度である。入力端子３からのノ（
−スト信号に応じてスイッチされた電流は、さらにトラ
ンジスタＱ　５−Ｑ６において、入力端子２からのＶＣ
Ｏ出力信号に応じてスイッチされる。以上説明したトラ
ンジスタＱ７．Ｑ８およびトランジスタに）ａ−Ｑａ　
ｌｃより掛算器を構成し、バースト信号とＶＣ’０出力
信号との掛算を行なっている。入力端子２からのＶＣＯ
出力信号も入力端子３からのノく−スト信号と同様に振
幅が０．４Ｖｐ−湘度でＩ）Ｃ電位はほぼＶＩＶである
。抵抗Ｒ１，Ｒ２、ダイオード接続したトランジスタＱ
１　、Ｑ２とでカレント６２〜回路を構成し、抵抗Ｒ１
に流れる電流と等しい電流が抵抗Ｒ２に流れる。このた
め、バースト信号位相とメＣＯ出力信号位相に応じて、
出力端子１から電流が流出した９、吸引されたりし、た
とえばＡｐＣループ内のＶＣＯを制御する制御電圧乞出
力する。

仮に第２図に示すようだバースト信号とＶＣＯ出力信号
が同位相の時は、抵抗Ｒ３に流れるｔ１５ｆＥは出力端
１から供給され、検波出力はＬＯＷとなる。これは抵抗
Ｒ１とトランジスタＱ１を流れる電流の電流路がないた
め、抵抗Ｒ１に電流が流れずこれに伴いカレントミラー
回路を構成する抵抗Ｒ２側にも電流が流れないからであ
る。この時の電流路はバースト信号が基準電位（Ｖ２　
）Ｖより高い時は、出力端１＜４−Ｑ７−’Ｑ９→Ｒ６
でちる。低い時は、出力端１−Ｑ６−ＱＢ−４９→Ｒ６
である。

バースト信号とＶＣＯ出力信号が逆相の時は。

抵抗Ｒ３に流れる電流は抵抗Ｒ１を通しトランジスタＱ
１のベース・コレクタから供給される。これに伴い抵抗
Ｒ２には抵抗Ｒ１と等しい電流が流れるがトランジスタ
Ｑ２のコレクタ以降の電流路が存在しないため、出力端
子１から電流が流出し、検波出力はＨｉｔｈとなる。こ
の時の電流路は、ノ（−スト信号か基準電位（Ｖ２）Ｖ
より高い時には、抵抗Ｒ１→トランジスタＱ１＜Ｉｓ−
”Ｑ７＜１９−＋Ｒｓである。

低い時はＲ１べ用規５べ８刊９→Ｒ６である。

バースト信号とＶＣＯ出力信号の位相差が９０゜の時、
第２図におけるα区間ではトランジスタＱ７１Ｑ６がオ
ンし、出力端子１かも、電流が流出し検波出力はｆｌｉ
ｙｈとなる。区間すではトランジスタＱ７．Ｑ４がオン
し、出力端子１から電流が吸引され検波出力はＬＯＷと
なる。区間ＣではトランジスタＱＢ　、ＱＢがオンし、
出力端子１から電流が流出し検波出力はｌ１ｉｔｈとな
る。区間ｄではトランジスタＱＢ、Ｑ６がオンし、出力
端子１から電流が吸引され検波出力はＬＯＷとなる。以
上説明した様に出力端子１からの出力は、バースト信号
とＤｃＯ出力信号との排他的ＯＲ回路となる。９０゜の
位相差が存在すると検波出力はバースト信号の位相が９
０°ずつずれる毎に検波出力が反転し、１波長期間での
検波出力平均はＥｉｆｈとＬｏｗの中間即ち零となり、
バースト信号に対するＶＣＯ出力信号位相が安定となり
、ＡｐＣ系がロックインする。上記のように位相検波器
はバースト信号とＶＣＯ出力信号との位相差が９０’の
時に検波出力の平均値が零となり、ＶＣＯ出力信号の発
振周波数の変動がなくなり系が安定するように動作する
。

しかし従来回路では、上記位相検波回路のダイナミック
レンジが２Ｖ以上と充分にとれるように電源電圧を９Ｖ
程度と高くしていた。ところがＶ’ｌ’Ｒは再生だけで
なく記録も可能であり、バッテリーを電源とするボータ
ブ／ｌ−ＶＴＲに使用される場合がある。ところがバッ
テリーは充電容量に限度があるため長時間にわたる使用
はできず長時間使用する際は交換用バッテリーを多数用
意する必要があるなどの不便さがある。このため特にポ
ータプルＶＴＲに用いられる電気系回路は、長時間の使
用か可能な様に低消費電力化が進められている。低消費
電力化に最っとも有効なのは電源の低電圧化である。こ
のため信号系回路では５Ｖ前後の川原電圧となっている
。ところが罵源菟圧５Ｖ化により第１図の従来の位相検
波器では、ダイカミツクレンジが光分にとれないという
問題が生じる。具体的に電位を与えると以下のようにな
る。トランジスタＱ９がオンして抵抗Ｒ５ＩＣ流れる電
流を１ｒＴＬ、４とする。第１図の回路をｒＣ化する際
、抵抗Ｒ５は数百０が適当で３０００とするとトランジ
スタＱ５のエミッタは０．３Ｖ　トなる。トランジスタ
Ｑ５のオンした時のペース・エミッタ間電圧Ｖｎεは０
．７Ｖ程度となりトランジスタＱ９のペースは１Ｖとな
る。トランジスタＱ９のペース・コレクタ間電位が洛に
逆バイアスになるように０．３Ｖ程度マージンを見込む
とトランジスタＱ７．ＱＢのエミッタ最低電位は１．５
１’、ｌ、たがってｒ２の電位はＦｌａｘ加えて２．０
Ｖとなる。入力端子３からのバースト信号レベルは０．
４Ｖｐ−％ま必要なのでトランジスタＱ７のコレクタ最
゛高電位は２．２ｒとなる。トランジスタＱ７のペース
・コレクタ間が順バイアスにならないように０．３Ｖの
マージンを加えるとトランジスタＱ５−Ｑ乙のエミッタ
電位は２，５ｒとなる。したがって基準電位Ｖ１は２．
５ｒにＩＶＢＥ、加えて３．２ｒとなり、ダイカミツク
レンジをトランジスタのペース電位までと考えると出力
端子１のダイナミックレンジの下限値は３．２Ｆとなる
。上限値は抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を５［）ＯΩとする
と、抵抗Ｒ１，Ｒ２に１　ｍ、Ａ流れる時なのでトラン
ジスタＱ１．Ｑ２のエミッタ電位が〆ｏ　−５，ＯＶか
ら０．５Ｖ低い４．７Ｖとなり、トランジスタＱ１．Ｑ
２のベース電位は４．ＯＶとなるので上限値は４．０Ｖ
となる。

したがって出力端子１のダイナミックレンジは（４−３
，２）Ｖ＝　Ｏ；３〆しかとれない。この結果検波出力
がリミッタされ、応答速度が遅くなり系が不安定となり
位相エラーに追従できなくなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記欠点をなくし、低電源電圧化にお
いても、充分にダイナミックレンジのとれる位相検波器
を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、低電源電圧化に際して生じる位相検波器のダ
イナミックレンジの不足を、従来回路では縦積みであっ
た掛算器と排他的ＯＲ回路の構成を排他的ＯＲ回路をＸ
フット回路と兼用にして掛算器と横積みにし′〔解決す
るものである。

〔発明の実施例〕

本発明の゛一実施例を第５図に示し、動作を説明する。

Ｒ１１〜Ｒ１９は抵抗、Ｑｌｌ−（Ｊ２７はトランジス
タ、メ５−Ｖ５は定電圧源、５〜９は定電流源１は出力
端、２はＶＣＯ出力信号入力端、６はバースト信号入力
端、４はバースＩ・ゲートパルス発生源、１０は掛算器
、１１はＥＸＣＩＩ）ＳＩＶＥ　ＯＲ回路である。

６０入力端からのバースト信号は平均電位（ｒ４）Ｖで
撮幅約０．４Ｖｐ−ｐである。２０入力端からのＶＣＯ
出力信号は平均電位（〆５）〆で振幅０．５Ｖｐ−ｐで
ある。

トランジスタＱ２２−Ｑ２５の各エミッタは共通に接続
されているので、入力端子２からの入力信号に応じてト
ランジスタＱ２２．Ｑ２３．もしくはトランジスタＱ２
４．Ｑ２５のどちらか一対のトランジスタがオンし、各
々のトランジスタに７２　０ＮＤＬが流れ、他方の一対
はオフする。さらにトランジスタＱ２２とトランジスタ
Ｑ２４のコレクタはそれぞれ抵抗Ｒ１６，Ｒ＋ｓを介し
てトランジスタＱ２６のエミッタに接続し、トランジス
タＱ２５．Ｑ２５のコレクタはそれぞれ抵抗／？＋７．
／？＋９を弁しソトランジスタＱ２７のエミッタに接続
しているので、トランジスタＱ１６．ＱＩＢ、Ｑ２０．
Ｑ２＋のペースにはそれぞれ電位と波形の異なる４モー
ドのバースト信号がＶＣＯ出力信号によってスイッチさ
れた掛算出力が得られる。トランジスタＱ１６　、Ｑ＋
　８　、Ｑ１０　。

Ｑ２＋のエミッター７オロワーで得られた掛算器出力は
各々のトランジスタのエミッタからダイオード接続され
たトランジスタＱ１７　、Ｑ１９よシ排他的ＯＲの論理
演算が行なわれる。トランジスタＱ１７　、Ｑ１９のエ
ミッタ出力は、発振防止用の抵抗Ｒ＋　５　、Ｒ１４を
介してトランジスタＱ１５．ＱＩ４のスイッチを構成す
る差動対に入力される。トランジスタＱ＋５はパースト
ゲートパルス発生源４の出力が１ｌｉｆんの時だけオン
し、ある一定の１ｉｉｖｈレベルに応じた電流をオンす
るトランジスタＱ１５とトランジスタＱ１４のエミッタ
から吸引する。トランジスタＱ＋５は掛算器１０におい
てバースト信号とＶＣＯ出力信号の位相がともにＨｉｔ
ｈの区間とともにＬｏｗの区間でオンし、出力端１から
電流を吸込む。トランジスタＱ１４は掛算器１０におい
てバースト信号とＶＣＯ出力信号のどちらか一方がＨｉ
ｆｈの区間でオンし、出力端１から抵抗Ｒ１１、トラン
ジスタＱｌｌに流れる電流を出力する。したがって第１
図の従来回路と同様な出力を出力端１から出力する。第
５図の出力端１におけるダイナミックレンジはたとえば
電圧源Ｖ６のＩＥ圧を５Ｖ、電圧源Ｖ４の電圧を４．Ｌ
Ｆ、電圧源Ｖ５の電圧を２．Ｏｒ、入力４３からのバー
スト信号は平均電圧力４．１Ｖ　”ｌｆａｌｍ　Ｏ，４
ＶＰ−Ｐ、　入力ｉ　２　カラノＶＣＯ出力信号は平均
電圧が２．Ｏｒで振幅０．４Ｖｐ−ｐ、抵抗Ｒ１〜Ｒ＋
９の抵抗値を１ＫＱ、電流源７の定電流値を０．８ｍＡ
とすると以下のようになる。入力端２からのＶＣＯ出力
信号によシトランジスタＱ２２とトランジスタＱ２５も
しくはトランジスタＱ２４　、Ｑ２５がスイッチングす
る。このためオンする対のトランジスタのコレクタ電位
は、トランジスタＱ２６Ｑ２７のエミッタ電位から１に
Ω×展４Ａ＝０．４Ｖ（１）　Ｉ圧降下を生じる。反対
にオフした対のトランジスタのコレクタ電位はトランジ
スタＱ２６．Ｑ２７のエミッタ電位とほぼ等しくなる。

このため排他的ＯＲ回路１１を構成するトランジスタＱ
ｌ　７　、Ｑｌ　９のエミッタの電位は、トランジスタ
Ｑ２２−Ｑ２５のオフしり側のトランジスタのコレクタ
電位から２ＦａＥｌｌ下した値となる。トランジスタＱ
２６，２７の平均電位が４．１Ｖなのでしたがってトラ
ンジスタに）１７　、Ｑｌのエミッタ最低電位は、はぼ
２Ｖ程度となる。最高電位は入力端子５からのバースト
信号が最大電位４．３Ｖの時でｓＶａｗを引いた２、２
ｒとなる。抵抗Ｒ１５、Ｒ＋　４の抵抗値は見損防止用
としてＩＫΩ以下で充分でありかつトランジスタＱ１５
，１４のトランジスタのＡＦＥ　（ｉｌ流増幅率）が充
分に高い（２２００前後）とするとペース電流による電
圧降下は無視できるので、トランジスタＱｊ５とトラン
ジスタＱ１４のベース電位はオンする時最大で２．２Ｖ
。

最低で２．０Ｖとなる。したがって出力端１のダイナミ
ックレンジの下限値は２．０〜２．２Ｖとなる。上限値
は抵抗／？１５に流れる電流を１ｍＡとし、抵抗／？１
１と抵抗Ｒ１２の抵抗値を３０００とするとトランジス
タＱ１１トトランジスタＱ１２のペース電位は４Ｖとな
るので上限値は４ｒとなる。したがって出力端のダイナ
ミックレンジは、最っとも広い時で（４，０−２，０）
＝２．０Ｖとなりほぼ充分な値となる。まタトランジス
タＱ１５ハ、バーストケートハルス信号のｆａｉｔｈ期
間だけオンするので、バースト信号以外の大きな振幅の
カラー信号で検波動作を行なわず、トランジスタＱｌ　
１　、Ｑ１２　、Ｑｌ５　、Ｑ１４が飽和領域で動作す
ることを防止し寄生容量への電荷のチャージをなくし検
波器の誤動作をなくしている。

以上説明した様に、掛算器と排他的ＯＲ回路を横積みし
、パーストゲートパルス期間だけ検波器動作を行なうこ
とにより、低電源電圧化に際しても充分なダイナミック
レンジのとれる位相検波器が得られる。

なお上記説明では抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の抵抗値を等しい
ものとしたが、等しくなくてもよく、抵抗値をアンバラ
ンスにし、出力端からの出力電流がバランスするバース
ト信号とＶＣＯ出力信号との位相差ずらして動作させる
ことも可能であることは当然である。

第４図は本発明を利用した他の一実施例である。第４図
で排他的ＯＲ回路を第３図の構成と代えたもので動作原
理と第３図と同等である。

な２第３図、第４図ではトランジスタＱ２７．Ｑ２２と
トランジスタＱ２５のベース入力をＤＣＣ土圧したがこ
れは、トランジスタＱ２７のベース入力では入力端６か
らのバースト信号と逆相の信号、トランジスタＱ２２．
Ｑ２５のベース入力では入力端２のＶＣＯ出力信号と逆
相の信号でも回路動作が変わらないのは自明である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に１本発明によれば、５Ｖ程度の低電源
電圧に訃いて、出力端ダイナミックレンジが充分得られ
るカラーＡｐＣ用やカラーキラ−用などの位相検波器が
得ることができ、　ＶＴＲ等の信号処理回路における電
源の低電圧化による消費化力の削減に効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位相検波器の一例を示す回路図、第２図
は第１図の回路動作を説明する波形図、第６図は本う６
明の位相検波器の一実施例を示す回路図、第４図は不発
明の他の一実施例を示すｌＩ！ｌ路区である。 １・・・出刃端。 ２・・・ＶＣＯ出力信号入力端、 ３・・・バースト信号入力端、 ４・・・パーストゲートパルスｇｈ　％　６．１０・・
・掛算器、 １１・・・排他的ＯＲ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エミッタが共通に接続された第１．第２．第６、第４の
   トランジスタと該トランジスタの各コレクタにそれぞれ
   抵抗を介して第１と第３のトランジスタ側には色信号発
   生源を接続し、第２と第４のトランジスタ側には、該色
   信号と逆相の信号源を接続し、第１と第２のトランジス
   タのベースに該色信号に含瞥れるバースト信号に同期す
   る電圧制御形発振器出力を印加し、第６と第４のトラン
   ジスタのベースには該電圧制御形見振器出力と逆相の信
   号を印加し、該第１と第２のトランジスタのコレクタ部
   の電圧の高い側の電圧と該第３と第４のトランジスタの
   コレクタ部の電圧の高い側の電圧との高低によりほぼバ
   ースト信号期間だけ定電流源の電流を２つの出力に切換
   えて出力する切換回路を有することを特徴とする位相検
   波回路。