JPS60827B2 - カラ−映像増幅器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、映像増幅回路、特に、カラー映像管を駆動
するのに適した広帯域幅で低電力消費のカスコード映像
出力段に関する。

例えば、米国特許第３４９９１０４号、第３５９８９１
２号、第３８２３２６４号に記載されているような種々
のカスコード映像出力増幅器が知られている。

そのカスコード装置は、通常は、高電圧で電流利得が１
のベース共通菱鷹に結合された低電圧で高電流利得のェ
ミツタ，共通装置を持っている。そのベース共通装置は
、低電圧装置のコレクタを負荷電圧変動から分離するこ
とによって、その低電圧装置のコレクタ−ベース間キヤ
パシタンスのミラー効果による増倍作用を最小にする。
なお、周知のように、共通ベース段では、ミラー効果に
よるコレク夕−ベース間キャバシタンスの増倍作用はな
い。従って、能動装置のコレクタ−ベース間キャパシタ
ンスの増幅器帯城幅に及ぼす影響は、例えば、ェミッタ
共通増幅器の場合よりも、カスコード装置の場合の方が
少ない。それ故、カスコード映像増幅器は広帯域幅を持
つことができる。しかしながら、カスコード増幅器は、
通常は、Ａ級あるし、はＡＢ級動作をするようにバイア
スされるので、好ましくない電力消費を伴う。ベースー
コレクタ間キヤパシタンスが小さい（従って、広帯域特
性を示す）映像出力装置は、通常、熱抵抗が高い（すな
わち電力消費量の関数として温度変化が大きい）ので、
それら出力装置の電力消費量を少なくすることが望まし
い。そのような温度変化は増幅器の動作状態に好ましく
ないドリフトを生じさせる。そこで、出力段装置から熱
を除去してそのようなドリフトを避けるために放熱体（
ヒート・シンク）が使用される。しかし、その放熱体自
身は装置の実効コレクタ・キャパシタンスを増加させる
ので、その増幅器の広帯域幅‘性能を損なうことになる
。従って、電力保存と動作特性の温度によるドリフト防
止という直接的な利益に加えて、達成可能な帯城幅の観
点からも映像出力装置の電力消費を最小にすることが好
ましい。このことは、特に、その増幅器がィンラィン電
子銃陰極線管を駆動するために使用される場合にあては
まる。というのは、インライン電子銃陰極線管用の装置
は比較的高い直流電圧（例えば２００Ｖ程度）で動作さ
れる必要があるから、そのま）では電力消費と温度によ
るドリフトを無視できなくなるからである。この発明の
カラー映像増幅器は、ィンラィン電子銃カラー映像管な
どを駆動するのに適した広帯域幅で低電力消費の増幅器
である。

このカラー映像増幅器は、カスコード増幅器構成に配置
された第１及び第２の半導体装置（例えばトランジスタ
２６，２８）を備え、第１の半導体装置の制御電極はカ
ラー映像信号入力源（例えば回路１２）に結合されてお
り；また、直流動作電圧源に結合された第１及び第２の
動作電位端子と；上記第１の動作電位端子（例えば十２
１０Ｖ）と上記第２の半導体装置の出力電極との間に配
置された負荷インピーダンスと、を備え、その負荷イン
ピーダンスは直列酸縞された第１のダイオード（例えば
ダイオード３４）と制御電極を有する第３の半導体装層
（例えばトランジスタ３２）とから成り、その第１のダ
イオードと第３の半導体装置との接続点はカラー映像再
生装置（例えば陰極線管２２）に結合されており；更に
、上記第１の動作電位端子と上記第３の半導体装置の制
御電極との間に結合されていて上記第３の半導体装置の
制御電極にバイアス電流を供給する第１の直流路（例え
ば抵抗器４０）と、上記第３の半導体装置の制御電極と
上記第２の半導体装置の出力電極との間に結合されてい
て上記カスコード増幅器へ無入力電流を結合する直流結
合手段（例えばダイオード３６）と、を少なくとも有す
るバイアス手段を備え、このバイアス手段は上記第１の
ダイオードが無入力モードで実質的に非導通な状態にバ
イアスされるように配置されている。また、上記第１の
半導体装置は電流増幅構成に配置されていて映像信号周
波数に対して比較的高い電流増幅率を示すようにされて
おり、更に、この発明のカラー映像増幅器は、上記カス
コード増幅器の出力側と入力側との間に直接結合された
負帰還手段（例えば抵抗器５２）を備えている。この負
帰還手段を設けることによって、本願発明のカラー映像
増幅器は、例えば米国特許第３６６８５４０号明細書に
示されている映像増幅器よりも、クロスオーバ歪、すな
わち出力電圧の立上り開始点の遅れ、を減少させること
ができる。

以下、図を参照してこの発明の実施例を説明する。例え
ば、映像検波器を備えたテレビジョン信号処理回路１０
は、輝度信号成分と色信号成分を復調・マトリックス回
路１２へ供給し、そして「その回路は、例えば赤、緑、
青の映像を表わすカラー映像信号をそれぞれの映像増幅
回路１４，１６，１８（後の２つは部分的に示されてい
る）へ供給する。増幅された映像出力信号は各増幅回路
１４，１６，１８から、例えばィンラィン電子銃型カラ
ー映像再生用陰極線管２２の各制御（例えば陰極）電極
２０へ供給される。増幅器１４，１６および１８はすべ
て実質的に同一のものであるから、増幅器１４のみにつ
いて詳細に図示説明する。

増幅器’４はェミッタ共通トランジスタ２６とベース共
通トランジスタ２８よりなるカスコード装置２４を備え
ている。ェミッタ共通トランジスタ２６のェミッタは、
増幅器１６と１８の対応する電極と同様に、基準電圧点
「例えば図示のツェナーダイオード５０によって生成さ
れる十６．８Ｖの点に結合されている。ェミツタ共通ト
ランジスタ２６のベースへは、図示の様に、分流抵抗器
４２、白レベル調整用可変抵抗器４４、抵抗分圧器４６
，５４，５６（後者は黒レベル調整に使用される）と分
流キャパシタ４８，５８を備えた回路網を経て映像信号
が供給される。ベース共通トランジスタ２８のベースに
は、比較的低い直流バイアス電圧（例えば、十１２Ｖ程
度）が供給されている。

ベース共通トランジスタ２８のコレクタには能動負荷回
路３０が接続されている。この負荷回路３川ま、ェミッ
タ・フオロア接続された第３のトランジスタ３２と、フ
オロア・トランジスタ３２のエミツタとトランジスタ２
８のコレクタとの間に接続された分離ダイオード３４と
、フオロア・トランジスタ３２のベースとトランジスタ
２８のコレクタ間に接続されたクロス・オーバ補償ダイ
オード３６と、比較的高い電圧源（たとえば、十２１０
Ｖ）とフオロア・トランジスタ３２のベース間に接続さ
れたバイアス抵抗器４０と、トランジスタ３２のコレク
タとその電圧源（十２１０Ｖ）間に接続された電流制限
抵抗器３８とで構成されている。電圧に依存する電流帰
還が、増幅器１４の出力側（すなわち、フオロア・トラ
ンジスタ３２のエミツタ）から抵抗器５２を経てェミツ
タ共通トランジスタ２６のべ−スへ施されている。

信号は、直列抵抗器６０を経て陰極線管２２の赤電子銃
の陰極２０へ供給される。図示された映像増幅器の動作
に関する次の説明において、抵抗器５６は、１５０ボル
トの黒レベル（無入力）電圧が負荷トランジスタ３２の
ェミツ外こ供給されるように調整されているものと仮定
する。

この様な条件では、図示された回路素子値で、２．５ｍ
Ａの無入力電流が抵抗器４０、ダィオ−ド３６、トラン
ジスタ２８，２６を流れる。また負荷トランジスタ３２
には約３肌Ａの無入力ェミッ夕電流が流れることになる
。後者の電流は帰還抵抗器５２に流れ、トランジスタ２
６用のベース・バイアスを設定する。無入力状態におい
て、ダイオード３６と負荷トランジスタ３２のベース・
ェミッタ接合はそれぞれ順方向にバイアスされ、ダイオ
ード３４の陰極と陽極はそれぞれ同露圧になる。従って
、ダイオード３４は無信号時には非導薄になる。カスコ
ード・トランジスタ２６，２８を流れる無入力電流は主
として低抗器４０の値によって決定され、負荷トランジ
スタ３２を流れる無入力電流は主として帰還抵抗器５２
の値によって決定される。

増幅器１４の電圧利得は主として抵抗器４４と４６の直
列接続体に対する抵抗器５２の比によって決定される。
抵抗器４４は白レベル（あるいは信号利得）を調整する
ための手段となっている。抵抗器５６は黒レベル（トラ
ンジスタ３２のェミッタに現われる無入力出力電圧）を
調整するための手段となる。陰極線管２２の陰極２０は
、トランジスタ３２のェミッ外こおける、蟻地雷位点に
対して約１２ｐＦ程度の容量性負荷と考えることができ
る。次に動作について述べる。

負向きの信号電圧変化が抵抗器４２の両端間に与えられ
ると、抵抗器４４と４６はその信号をトランジスタ２６
のベース電流の減少の形に変換する。それによって、カ
スコード・トランジスタ２６，２８、ダイオード３６お
よび抵抗器４０を通して流れる電流はその無入力値（２
．５のＡ）から比較的急速に減少する。トランジスタ２
８のコレクタ電圧は、トランジスタ３２のベース電圧と
共に、陰極線管２２の容量性負荷には比較的無関係な割
合で上昇する。この容量性負荷はダイオード３４によっ
てトランジスタ２８のコレクタから切離されていて、ト
ランジスタ３２のベースにはトランジスタ３２の電流利
得（たとえば、８ ４０）分の１に減少した形で現われ
る。それ故、トランジスタ３２のベースにおける電圧の
初期立上り率は映像管負荷キャパシタンスによって決定
されるのではなく「むしろ、抵抗器４０と、トランジス
タ２８のコレクタ並びにトランジスタ３２のベースのキ
ャパシタンスとに関連した時定数（以下に述べるように
、比較的小さく形成されている）によって決定される。
負荷キャパシタンスの両端間における出力電圧は、ダイ
オード３４が非導通であるから、負向きの入力信号変化
に応答して直ちには変化しない。

しかしながら、トランジスタ２８のコレクタ電圧、そし
てトランジスタ３２のベース電圧が約０．７Ｖ上昇する
と、負荷トランジスタ３２は充分に導通し、陰極線管電
極２０の負荷キヤパシタンスはトランジスタ３２のェミ
ッタで表わされる低インピーダンス電圧源を経て充電さ
れる。それ故、トランジスタ３２は、無入力電流が比較
的低い値でも、大きな負向きの入力信号変化に対して高
い応答率を示す。抵抗器５２を介して得られる電圧依存
性電流帰還は、クロスオーバ歪（すなわち、出力電圧の
立上り開始点の遅れ）を減少させるように作用する。正
向きの信号電圧変化が抵抗器４２の両端間に与えられる
と「カスコード・トランジスタ２６，２８は無入力レベ
ルよりも大きな導通しベルに駆動され、トランジスタ２
８のコレクタ電圧は降下する。

この電圧降下が約０．７ボルトに達するとダイオード３
４は十分に導通し、負荷キャパシタンス（力ソード２０
）からダイオード３４と力スコード増幅器２４を経て基
準電位点へ到る低インピーダンス放電路を形成する。こ
の低インピーダンス放電路は、大きな正向きの入力信号
電圧変化に対して所望の高い応答率を与える。その回路
は小信号動作時にも同様に、比較的広帯域特性を示す。

ェミッタ共通トランジスタ２６は比較的低い逆方向降伏
電圧を維持することが必要であり、また、その低いコレ
クタ電圧により小量の電力しか消費しないから、所望の
帯域幅を得るために容易に小信号装置を選択することが
できる。そのカスコード増幅装置２４はミラーキャパシ
タンス効果を実用上最小に減少させ、能動負荷回路３０
は出力負荷キャパシタンスの効果をトランジスタ３２の
電流利得分の１に減少させるので、出力負荷のＲＣ時定
数を有利に低下させることができる。それ故、所望の広
帯域を実現しながら無入力動作電流を所望通り減少させ
るために、抵抗器４０（ＲＣ出力負荷時定数の抵抗成分
）としては比較的大きな値を選ぶことができる。ェミッ
タ共通トランジスタ（例えば２６）だけが各段の温度ド
リフトに寄与するので、３個の増幅器１４，ｉ６，１８
の各信号レベルが異なることによって生ずるこれらの増
幅器の動作点の相異なる温度によるドリフト現象は実質
的に減少する。それらのェミッタ共通トランジスタ中の
電力消費量とその変化の割合は、それらのコレクターヱ
ミツタ間電圧が低いため小さい。図示の装置において、
その小信号ェミッタ共通トランジスタは、また比較的高
い電流増幅率を示すので、クロスオーバ歪と、電源電圧
の関数である出力電圧の変動とは小さい。

図示された負荷トランジスタ３２に適した小さなコレク
ターベース帰還キャパシタンス（たとえば、２．５ｐＦ
よりも小さい）を示す映像トランジスタとしては、たと
えば、アール・シー・ェー社のＢＦＲ８８型ＢＦ３９１
型あるいはＲＣＰＩＩＩＣ型およびＢＦ４５母型がある
。

また、ベース共通トランジスタ２８に適した型式として
は、たとえばアール・シー・ェー社のＲＣＰＩＩＩＣ型
とＢＦ４斑型がある。小信号トランジスタ２６に適した
型はアール・シー・ェー型のＢＣ１４７である。回路素
子として図示の値のものを選べば「トランジスタ２８と
３２の実際の無駄な電力損失は、それぞれ、４１０のＷ
および２２０仇Ｗよりも少ないことが分った。

信号入力が無くかつトランジスタ３２のヱミツタに前述
の１５０Ｖの黒レベル状態が設定されているならば、映
像増幅器１４の無駄な総合電力消費は約１．２Ｗである
ことが分った。ステップ入力信号が供給されると、立上
りと立下り時間は１３仇Ｓよりも小さく、周波数応答は
４Ｍ位で２．紅ｂ低下することが出力側で測定された。
それ故、このような装置は、能動装置用の放熱体と周波
数応答を改善するためのピーキング・コイルを必要とせ
ずに動作するのに適していることが分った。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明による映像増幅器の１実施例を示す回路図
である。 １２・・・・・・復調・マトリックス回路（映像信号源
）、２２…・・・カラー映像再生用陰極線管、２４・・
・・・・カスコード増幅器、２６，２８・・・・・・第
１と第２の半導体装置、３２・・・・・・第３の半導体
装置、３４・・…・第１のダイオード、３６…・・・直
流結合手段、４０・・…・第１の直流路、５２・・・・
・・直流帰還手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カスコード増幅器構成に配置された第１及び第２の
   半導体装置を備え、第１の半導体装置の制御電極はカラ
   ー映像信号入力源に結合されており、 また、直流動作
   電圧源に結合された第１及び第２の動作電位端子と、
   上記第１の動作電位端子と上記第２の半導体装置の出力
   電極との間に配置された負荷インピーダンスと、を備え
   、その負荷インピーダンスは直列接続された第１のダイ
   オードと制御電極を有する第３の半導体装置とから成り
   、その第１のダイオードと第３の半導体装置との接続点
   はカラー映像再生装置に結合されており、 更に、上記
   第１の動作電位端子と上記第３の半導体装置の制御電極
   との間に結合されていて上記第３の半導体装置の制御電
   極にバイアス電流を供給する第１の直流路と、上記第３
   の半導体装置の制御電極と上記第２の半導体装置の出力
   電極との間に結合されていて上記カスコード増幅器へ無
   入力電流を結合する直流結合手段と、を少なくとも有す
   るバイアス手段を備え、このバイアス手段は上記第１の
   ダイオードが無入力モードで実質的に非導通な状態にバ
   イアスされるように配置されており、 特徴として、 上記第１の半導体装置は電流増幅構成に配置されてい
   て映像信号周波数に対して比較的高い電流増幅率を示す
   ようにされ、 更に、上記カスコード増幅器の出力側と
   入力側との間に直接結合された負帰還手段を備えた、カ
   ラー映像再生装置駆動用のカラー映像増幅器。