JPS6228908B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ループ・フイルタが切換えられか
つその切換えのためのスイツチング装置がループ
動作を妨げるようなオフセツトを発生する、テレ
ビジヨン水平発振器周波数制御（AFPC）装置に
関するものである。

テレビジヨン表示装置のラスタは、表示される
べきビデオ信号に付帯している垂直および水平同
期信号によつてそれぞれ制御される周波数で垂直
および水平の両方向に走査される。合成ビデオ信
号は雑音成分を含んでいる可能性があるので、テ
レビジヨン装置には位相ロツク・ループ型の耐雑
音装置を設けるのが普通であり、その装置では位
相感知型検波器と低域フイルタを有する帰還ルー
プに可制御水平周波数発振器が結合されていて、
ビデオ信号に付帯している水平同期パルスとこの
可制御発振器との間の位相差を表わすパルスを上
記の位相検波器が発生する。位相検波器によつて
生成されたパルスは低域フイルタによつて濾波さ
れ、その濾波出力は発振器の制御入力に結合さ
れ、それによつて発振器の周波数は平均同期パル
ス周波数と等しく維持される。

テレビジヨン表示装置には、ビデオ再生装置ま
たはビデオ・テープレコーダからの合成ビデオ信
号を供給することも望まれる。その様なビデオ・
テープ・レコーダは、それぞれテープを横切つて
機械的に走査する複数個の再生ヘツドを使用する
のが普通である。一方式では、垂直フイールド期
間等しい期間ずつ交互にテープを走査する２個の
ヘツドを使用している。表示される情報の損失ま
たは断絶を無くすために、後続フイールドの走査
は第１ヘツドの走査の終了と事実上同時に第２ヘ
ツドによつて開始される。しかし、そのテープの
記録時におけるテープ張力や機械的なテープ移送
機構の各寸法に比べてテープ再生期間中にそのテ
ープに働く張力や機械的なテープ移送機構の各寸
法に僅かな違いがあると、特に走査ヘツドの切換
が行なわれる期間に、再生される情報中の相連続
する水平同期パルス相互間の時間と記録時のそれ
との間に差を生じることになる。その結果、水平
発振器を同期化するためにまたラスタを制御する
ために利用する水平同期パルスの位相に不連続部
すなわち階段状変化が生ずる。一般にヘツドの切
換は垂直同期信号の7Hほど前で行なわれること
から、上記の階段状の位相変化は、通常、垂直走
査期間の終了前における約５本の水平線について
現われる。

この様な階段状位相変化があると、発振器の位
相を変化させて同期信号の異なつた位相に発振器
を合わせてしまう様な具合に、位相ロツク・ルー
プが水平発振器を制御することになる。しかし、
位相ロツク・ループの低域フイルタの利得特性
は、垂直帰線期間の終了前に、制御される発振器
と同期信号との間の完全な同期をとるに足る程大
きな割合で発振器が変化することを妨げる。それ
で、表示されたビデオに歪を生ずる。

1973年６月19日発行の米国特許第3740489号に
は、ビデオ信号源としてテープレコーダを使用し
たい時に位相ロツク・ループ中の低域フイルタの
特性を使用者が変え得るようにするための外部ス
イツチが記載されている。このスイツチは、位相
ロツク・ループの利得特性を変えて、発振器が位
相を変えまたはより速い速度で新しい位相に向つ
て変わり得るようにする。しかし、使用者がその
スイツチを入れることを忘れて前述の像の歪を発
生させたり、逆に伝送または放送信号を受信する
ときそのスイツチを元に戻すのを忘れそのためテ
レビジヨン受像機の水平同期が一層雑音の影響を
受け易くなつたりすることがある。

また、スイツチにより所定の期間だけ位相ロツ
ク・ループから低域フイルタを完全に切離す方法
も、1974年11月９日発行の米国特許第2846584号
に開示されている。1979年３月13日発行米国特許
第4144544号にはこのスイツチング装置としてバ
イポーラ・トランジスタのコレクタ―エミツタ導
電路を使用することが開示されている。また1978
年６月６日発行の米国特許第4093963号にはこの
スイツチング装置として逆並列に接続された１対
の相補性バイポーラ・トランジスタを使うことも
発表されている。

バイポーラ・トランジスタを双方向電流のスイ
ツチに使用した場合、その各導通方向における電
圧降下は互に等しくはない。これは次のような理
由による。すなわち、スイツチとして例えば
NPN型バイポーラ・トランジスタを使用した場
合、そのベース電位がエミツタ電位に比して充分
高いと該バイポーラ・トランジスタは完全導通状
態になる。このトランジスタが完全導通状態にあ
ると、電流はコレクタからエミツタへの方向、エ
ミツタからコレクタへの方向のいずれの方向にも
流れることができる。ところが、バイポーラ・ト
ランジスタでは、ベース―コレクタ間の接合面積
はベース―エミツタ間の接合面積よりも大きく作
られている。つまり、ベースを中心として物理的
に非対称な構造になつている。このため、コレク
タからエミツタへ向つて流れる電流に対するイン
ピーダンスはエミツタからコレクタへ向つて流れ
る電流に対するインピーダンスよりも小さくな
る。このような理由で、コレクタからエミツタへ
向つて電流が流れるが順方向導通時のコレクタ―
エミツタ間電圧と、エミツタからコレクタへ向つ
て電流が流れる逆方向導通時のコレクタ―エミツ
タ間電圧とは等しくならない。この問題は２つの
トランジスタを逆並列に接続しても解決できな
い。これは２つのトランジスタの特性が正確に整
合しておらず、また各トランジスタのデユーテイ
サイクルが非対称であるためである。そのため、
このトランジスタ・スイツチがオンの期間中、位
相検波器によつて生成され切換え型フイルタに供
給される双方向性電流の正味整流作用が生じる。
この整流された信号は、水平発振器と水平同期信
号の相対位相に依るのではなくそのスイツチのオ
ン時間対オフ時間の比に依つて決まる電荷をフイ
ルタ・キヤパシタに充電する。従つて、AFPCル
ープ・フイルタの時定数を変化させる、スイツチ
ング・トランジスタのオンからオフへの各変移に
より、フイルタ・キヤパシタが応答すべき或る変
化電圧が生じ、これが水平発振器に不所望な応答
をさせ、映像管上に表示された垂直な線を曲げる
可能性がある。

この発明によるテレビジヨン水平発振器の
AFPCは、周波数制御端子と発振出力を生ずる出
力端子とを持つた可制御発振器を具えている。一
つの位相検波器が水平同期信号源と発振器の出力
端子とに結合されていて、水平同期信号と発振出
力との間の周波数および位相の差を表わす出力信
号を発生する。制御可能なフイルタが、位相検波
器の出力端子と発振器の周波数制御端子とに結合
されていて、負帰還ループを閉じかつ出力信号を
濾波して発振器を同期信号に同期化するための発
振器制御電圧を生成する。この制御可能なフイル
タは、このフイルタの時定数を垂直偏向作用と同
期して周期的に変える可制御インピーダンスを持
つている。この可制御インピーダンスは、動作時
には、制御信号を妨害し従つて同期化作用を妨げ
る第１の電圧オフセツトを生ずる。この発明で
は、この制御電圧を一定に保つて同期化作用に対
する妨害を減少させるための、第１電圧オフセツ
トと等大の第２のオフセツト電圧を発生する手段
を具えている。

以下、図面を参照しつゝ、詳細に説明する。

第１図には、伝送されたまたは放送された信号
と外部ビデオ信号源からの信号との受信に適した
テレビジヨン受像機の一部が示されている。第１
図において、アンテナ１０は、搬送波を変調した
形の伝送テレビジヨン信号を受信するように構成
配置されている。このアンテナ１０には、チユー
ナ、IF増幅器およびビデオ検波器回路１２が結
合されていて、この伝送信号からビデオ変調信号
を再生するようになつている。このビデオ信号は
選択スイツチ１４の端子１４ａから取出すことが
できる。スイツチ１４の端子１４ｂには外部ビデ
オ信号ジヤツク１６が結合される。スイツチ１４
によつて選択されたビデオ信号は同期信号分離器
１８の入力に供給される。分離器１８は、合成ビ
デオ信号から波形１９で示された水平同期パルス
を分離して、これを、一括して符号２０で示す位
相検波器の一つの入力を形成しているトランジス
タ２２のベースに印加する。位相検波器２０はエ
ミツタを互に結合したトランジスタ２４と２６を
有し、それらトランジスタのエミツタは抵抗２８
を介してトランジスタ２２のコレクタに結合され
ている。トランジスタ２４と２６のベースは、抵
抗器３０と３２を含みＢ＋と接地点間に結合され
た抵抗性分圧器２８′から直流バイアス電圧を受
入れる。トランジスタ２４と２６のベースはそれ
ぞれ抵抗３４と３６を通して分圧器２８′のタツ
プに接続されている。全体として符号３８で示さ
れる電流ミラー回路は、その入力がトランジスタ
２４のコレクタにまた出力がトランジスタ２６の
コレクタに結合されていて、トランジスタ２６の
コレクタ位相検波器２０の高インピーダンス出力
端子を形成するための差動―シングルエンデツド
変換器として使用されている。この出力インピー
ダンスは抵抗４１で代表される。

位相検波器２０の出力は、フイルタ入力点４３
と接地点間に結合された高周波ロールオフ・キヤ
パシタ４２を含むフイルタ４０の入力に結合され
ている。フイルタ４０はまた低周波平均化キヤパ
シタ４４も含んでおり、このキヤパシタ４４の一
端は接続点４３に、他端は接続点４５において抵
抗４６ａに結合されて接続点４３と接地点間に直
列接続を形成している。接続点４３から水平発振
器５０の低インピーダンス入力にインピーダンス
設定抵抗４８が結合されている。

水平発振器５０は、フイルタ４０から供給され
る入力によつて周波数と位相を制御されて水平周
波数パルスを生成し、このパルスはブロツク５２
で示した水平偏向回路に与えられる。この回路５
２は映像管（図示省略）に設けられた水平偏向巻
線５４に偏向電流を流通させる。

偏向巻線５４中を流れる偏向電流に起因する偏
向電圧はこの巻線５４に結合されている積分器５
６に印加される。積分器５６はこの脈動する偏向
電圧から波形５７で示される水平周波数の繰返し
鋸歯状信号電圧を生成し、これを結合キヤパシタ
５８を通して位相検波器２０のトランジスタ２６
のベースに印加する。鋸歯状信号５７は位相検波
器２０内で水平同期パルスと比較される。この検
波器は、鋸歯状信号５７と水平同期パルス１９と
の間の周波数および位相の差を表わす電流パルス
を発生する。

同期信号分離器１８はまたスイツチ１４で選択
された合成ビデオ信号から垂直同期信号６２も分
離する。垂直同期信号は、垂直周波数発振器６０
に印加される。発振器６０はこの同期信号に同期
した振動を発生する。発振器６０からの垂直周波
数のパルスは垂直偏向増幅器６４の入力に与えら
れる。その出力は映像管に付属する垂直偏向巻線
６６を駆動する。巻線６６と直列に電流検知抵抗
６８が結合されていて増幅器６４の入力に帰還電
圧を供給する。

増幅器６４の出力Ａに現われる電圧は微分兼結
合回路８０により単安定マルチバイブレータ
（MVB）７０に供給される。マルチバイブレータ
７０は垂直帰線パルスの後縁によつて非安定状態
にセツトされ、再び安定状態になるまでに約14ミ
リ秒の遅延がある。垂直走査期間の持続時間は約
16ミリ秒であるからマルチバイブレータ７０はそ
の安定状態で垂直帰線期間の終了に先行する約２
ミリ秒の間低出力信号を発生する。MVB７０の
出力は、エミツタが接地されコレクタが抵抗４７
で接続点４５に接続されているNPNトランジス
タ９２を含む可制御スイツチ９０に供給される。
垂直帰線とブランキング期間の一部を含むマルチ
バイブレータ７０の安定状態の期間中、トランジ
スタ９２は非導通で抵抗４７は抵抗４６ａに並列
接続状態にはならない。従つて、フイルタ４０の
キヤパシタ４４と直列の抵抗値は最大であつて、
フイルタ４０の高速状態を表わす。垂直帰線期間
に近いこのループの高速状態では、ループは入力
信号の階段状変化に素早く応答することができ
る。しかし、トランジスタ９２は垂直走査期間の
大部分の間は導通して抵抗４６ａと４７を並列接
続するので、キヤパシタ４４の直列抵抗値は減少
しフイルタ４０の応答速度を低下させて良好な耐
雑音特性を示す。

以上説明した範囲ではこのテレビジヨン装置の
構成は前述した米国特許第4144544号の明細書に
説明されているものと同様なものである。キヤパ
シタ４４はキヤパシタ４２より大きく位相検波器
２０により生成された電流の主たる部分はキヤパ
シタ４４を介して流れることに注目する必要があ
る。今、図示の回路で抵抗４６ｂは存在しないと
仮定する。正常動作時には、位相検波器２０から
何れかの極性の脈動電流が流れる。すなわち、ト
ランジスタ２４と電流ミラー回路３８またはトラ
ンジスタ２６が強く導通してフイルタを通して或
る電流を流す。この電流の一部はフイルタを介し
てトランジスタ９２を流れる。電流ミラー回路３
８が導通すると、フイルタおよびトランジスタ９
２を流れる電流の向きはトランジスタ９２の正常
導通方向であり、トランジスタ９２のコレクタは
接地点に対し約10分の２ボルトになる。トランジ
スタ２６がフイルタキヤパシタ４４とトランジス
タ９２を通して導通すると、トランジスタ９２の
コレクタ・ベース接合は順バイアスされまたベー
ス・エミツタ接合もマルチバイブレータによつて
順バイアスされる。トランジスタ９２のベース
は、トランジスタ２６とフイルタ４０を流れる電
流がマルチバイブレータ７０からトランジスタ９
２へ供給されるバイアス電流に対し小さく保たれ
ている限り、接地点に対し1Vbeだけ正に保たれ
る。トランジスタ９２がこの反転モードで動作さ
せられると、それが正常モードで動作する時に生
ずる電圧とは異なる或るオフセツト電圧がそのコ
レクタ―エミツタ端子間に生ずる。正常動作状態
では、位相検波器２０によつて生成される電流は
各極性で等しい大きさを持つものと予測される
が、トランジスタ９２のコレクタ電圧は、接地点
に対し零でない平均値を持つ２つの電圧の間で交
番する。

トランジスタ９２のコレクタにおけるこの平均
オフセツト電圧は抵抗４６ａと４７より成る分圧
器によつて分圧されキヤパシタ４２と４４により
濾波されてオフセツト電圧を作る。そこでキヤパ
シタ４２と４４は、垂直走査期間中はトランジス
タ９２によつて生成されたこのオフセツト電圧に
向つて充電され、トランジスタ９２がオフ状態と
されている期間中は零に向つて放電する。これに
よつて接続点４３に変動する電圧オフセツトが生
じ、これが水平発振器５０に供給されて発振器５
０に不所望な応答を起させて、映像管上に表示さ
れる垂直な線に曲りを生じさせる。

この発明においては、抵抗４６ａは抵抗性分圧
器４６の一部をなすに過ぎず、分圧器４６はＢ＋
と接続点４５の間に接続された抵抗４６ｂも具え
ている。抵抗４６ａと４６ｂの値は、この分圧器
の実効抵抗値が、高速状態におけるキヤパシタ４
４との望ましい直列抵抗値であるように選ばれ
る。分圧比は分圧器４６のタツプ電圧がトランジ
スタ９２のコレクタに生ずる平均オフセツト電圧
と等しくなるように選ばれる。第２図の等価回路
において、キヤパシタ４４は回路点４３に接続さ
れている。キヤパシタ４のこの回路点から遠い方
の一端は回路点４５に接続されている。回路点４
５は、オフセツト電圧を表わす電池２９２に抵抗
４７によつて接続されている。回路点４５は、一
端を接地した電池２９３の他方の端子に抵抗２４
６によつて接続されている。抵抗２４６と電池２
９３は、それぞれ分圧器４６の実効インピーダン
スおよび等価電圧源を表わしている。

電池２９２と２９３の電圧が等しい限り抵抗４
７または２４６中に平均電流は流れない。電池２
９２と２９３の内部インピーダンスは零であるか
ら、抵抗４７を含む枝路が回路中に存在する期間
中はキヤパシタ４４を通して接地点へ流れる交流
電流に対し抵抗４７と２４６は並列インピーダン
スを示す。トランジスタ９２が非導通の期間中は
電池２９２を第２図の回路中から取除いたと考え
て良い。この状態のときにはキヤパシタ４４を通
して接地点へ流れる電流に対し抵抗２４６だけが
インピーダンスを示す。しかし回路点４５のDC
電圧は、電池２９３があるため、変化することが
できない。それで、キヤパシタ４４およびフイル
タのその他の部分はトランジスタ９２のスイツチ
ングによつて惹き起される変移電圧を受けること
がなく、発振器５０の同期は妨げられることがな
い。

第３図では、オフセツト電圧の極性は負であつ
て抵抗４６でなく抵抗４７のインピーダンスの代
りに用いられた分圧器によつて発生される。回路
点４５は、フイルタ４０に高速応答性を持たせる
のに適した高い抵抗値を有する抵抗３４６によつ
て接地されている。トランジスタ９２のコレクタ
は回路点４５に直接々続されている。トランジス
タ９２のエミツタは、接地点には結合されておら
ず、分圧器３４７のタツプ点に結合されている。
分圧器３４７は、負電圧源Ｂ−と接地点間結合さ
れた抵抗３４７ａと３４７ｂとを具えている。分
圧器３４７の実効インピーダンスは、フイルタ４
０の低速動作のために必要な抵抗４７の抵抗値に
等しい。分圧器３４７のタツプ点電圧は、トラン
ジスタ９２によつて生成されるオフセツト電圧と
等大逆極性であるように選ばれ、それによつて接
続点４５の電圧オフセツトは無くなる。

この発明のある特定の実施例においては、トラ
ンジスタ９２が非導通のときキヤパシタ４４と直
列の抵抗は約3900オームであることが必要で、ま
た低速状態のときのキヤパシタ４４と直列の抵抗
は大体350オームであることが望ましい。スイツ
チング・トランジスタによつて生成されるオフセ
ツト電圧の平均値が0.1VでＢ＋が10Vとすると、
第１図の回路における各素子の値は次の通りにな
る。

抵 抗 ４６ａ 3980オーム 〃 ４６ｂ 394キロオーム 〃 ４７ 390オーム この発明の上記とは別の具体例はこの分野の専
門技術者にとつては明らかであろう。たとえば、
分圧器３４７の代りに飽和状態にあるトランジス
タのコレクタのような任意低インピーダンス電圧
源を、スイツチング・トランジスタのエミツタに
結合することができる。抵抗４６ｂの代りに電流
源を用いることが可能で、その場合には分圧器の
インピーダンスの計算には電流源の出力インピー
ダンスを用いる。理論的に言つて、Ｂ＋の値が適
当であれば、抵抗４６ａの代りに電流源を使用す
ることができる。固有のオフセツトによるもので
あれ、非対称性すなわち非線型導通特性（整流）
によるものであれ、とにかく不所望なオフセツト
電圧を発生するどの様な種類のスイツチング装置
の動作特性でも修正できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施したテレビジヨン受像
機の構成を、動作中に生ずる各種波形の振幅対時
間の関係と共に示す一部ブロツク概略回路図、第
２図はこの発明の説明に有効な、AFPCループ・
フイルタ中の等価電圧および抵抗値を示す図、第
３図はこの発明の別の実施例におけるAFPCルー
プ・フイルタの一部を示す概略回路図である。 １８……水平同期信号源（同期信号分離器）、
２０……位相検波器、４０……可制御フイルタ、
４３……周波数制御入力端子（回路点）、５０，
５２……可制御発振器手段（水平発振器と水平偏
向回路）、４５，４６，４７，９０……制御可能
なインピーダンス手段（回路点、分圧器、抵抗お
よび可制御スイツチ）、９２……可制御スイツチ
を構成するトランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 合成ビデオ信号から水平同期信号および垂直
   同期信号をそれぞれ分離する同期信号分離器と、 周波数制御電圧が供給される制御入力端子と、
   周波数の制御された発振信号が発生する出力端子
   とを有する制御可能発振器と、 上記同期信号分離器と発振器の各出力端子に結
   合されていて、上記同期信号分離器から供給され
   る水平同期信号と上記発振器から供給される発振
   信号との間の周波数および位相の差を表わす出力
   信号を発生する位相検波器と、 上記位相検波器の出力端子と上記発振器の制御
   入力端子との間に結合されて負帰還AFPCループ
   を形成し、上記位相検波器の出力信号を濾波して
   上記周波数制御電圧を生成し、これを上記発振器
   に供給する時定数切換形ループ・フイルタであつ
   て、上記垂直同期信号に同期してその時定数を周
   期的に切換えると共に、その時定数の切換えに伴
   つて上記周波数制御電圧に不所望な電圧オフセツ
   トを与える可変インピーダンスを含むものと、 上記電圧オフセツトによる影響を打消すバイア
   ス電圧を発生して上記周波数制御電圧を実質的に
   一定に維持するオフセツト電圧発生回路と、 からなるテレビジヨン水平発振器の位相制御装
   置。