JPS6285578A - ビデオ信号クランプ装置 - 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】 に〔産業上の利用分野〕 この発明は、画像表示映像管を有するテレビジョン受像
機の様なビデオ信号処理表示装置におけるビデオ信号の
ＤＣ（直流）成分回復のための７２７１回路に関するも
のである。特にこの発明は広帯域幅の表示装置駆動増幅
器のビデオ出力信号をクランプする回路に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

たとえば米国で使用されているＮＴＳＣ放送標準による
放送テレビジョン信号を処理する普通のテレビジョン受
像機は、周波数の高域限界がほぼ４．２ＭＨｚに制限さ
れた帯域幅を有するビデオ信号を処理するようにされて
いる。その様な方式における画像表示映像管用の表示装
置駆動増幅器は上記幅に対応した帯域幅を持っていなけ
ればならない。その様な方式では、また映像管の信号入
力電極に対するＤＣバイアスは屡々駆動増幅器の出力Ｄ
Ｃバイアス条件に関連したものとなる。この出力ＤＣバ
イアスは、この方式の画像輝度制御器のセットの仕方に
よって変るものである。

高解像度テレビジョン受像機および表示用モニタを含め
て、画像の解像度を大福に増大させた高品質ビデオ信号
表示方式の方向を目指す最近の傾向は、在来の方式に比
べて遥かに広い信号帯域幅特性を持ったビデオ信号処理
方式を、そして特に広帯域表示装置駆動増幅器が必要で
あることを示している。

広帯域の表示装置駆動増幅器では、種々の理由から、出
力ＤＣバイアス条件をほぼ一定に保つことが必要である
。画像輝度制御器を含む種々の制御器の調節に応じて生
成されるような出力バイアスの変動は、表示装置の駆動
器がこの様な諸調節に伴なう出力ＤＣレベルの偏移を充
分に受は入れ得るように充分高い電源電圧で動作するこ
とを要求することになる。広帯域の表示装置駆動器にと
って高い電源電圧を与えることは好ましいことではない
。その理由は、屡々、すでに大きなりＣ電流レベルで動
作している広帯域駆動器にとって電力消費が増大するこ
とになるからである。更に、広帯域駆動器のトランジス
タは時に低電圧定格を示すが、これはＤＣ出力電圧の偏
移を受入れるために要する大きな電源電圧の使用を妨げ
る。バイアスの変動は、また、駆動器のトランジスタの
キャパシタンス・パラメータにも影響を及ぼし、トラン
ジスタのＤＣバイアスのずれに従って動作帯域幅を不要
に変動させることになる。この駆動器トランジスタの動
作帯域幅特性は、また、トランジスタ・バイアス電流の
関数であるそのトランジスタの電流利得によっても変わ
る。

従って、広帯域の映像管用駆動器は、屡々、たとえばそ
の他の場合必要となる輝度制御用の様なりＣバイアスの
偏移を許容せず、映像管用動器段の出力とその映像管と
の間に容量結合を用いてなる。その様な容量結合の使用
は、ＤＣ回復と、映像管の信号入力電極（たとえば、陰
極）で輝度制御を行なうことを必要とする。キード・ク
ランプ・ダイオードを使用したビデオ出力ＤＣ回復回路
の一形式が、たとえば米国特許第４２８５００８号中に
開示されている。

クランプ・ダイオードを使用したビデオ出力ＤＣ回復回
路には１つ以上の欠点がある。ビデオ信号の有効画像情
報期間中このクランプ・ダイオ−）’　ハ逆バイアスさ
れる。このダイオードハ、特ニ広帯域幅方式の場合には
ダイオードの形式とそれにかかる逆バイアス電圧の大き
さとに従ってビデオ出力信号路の高周波応答に悪影響を
与えることになるキャパシタンスを呈する。ダイオード
・クランプ回路は、また、信号依存性のクランプ誤差を
導入し易い。この誤差は、クランプ・ダイオードと直列
のインピーダンスを流れる信号依存性のクランピング電
流によって生成される成るオフセット電圧に関係するも
のである。

〔発明の概要〕

この発明のビデオ出力クランプ回路は、信号依存性のク
ランプ誤差が少なく、またビデオ信号路に対する寄性容
量が小さいという２つの利点を持っている。この発明の
原理による好ましい一具体例では、表示装置駆動器段の
出力から画像表示装置へビデオ信号を結合するキャパシ
タにクランプ・ダイオードが結合されている。このクラ
ンプ・ダイオードは、また、クランプ・ダイオードの導
通状態を決定するキード・スイッチング装置を有する負
帰還ループの低インピーダンス出力端子にも結合されて
いる。この帰還ループ中には結合インピータンスが含ま
れていてこのスイッチング装置を出力端子に結合してい
る。上記の低インピーダンス出力端子は信号依存性クラ
ンプ誤差を減少させ、一方この結合インピーダンスは特
に非クランプ期間中このスイッチング装置が非導通であ
る期間この出力端子をスイッチング装置の寄性容量から
完全に分離する働きをする。

この発明の一特徴として、表示された画像の明るさは、
視聴者が調整できる輝度制御電位源から引き出された電
圧に応じてスイッチング装置に流れる電流のレベルを変
化させるという様にして、信号依存性クランプ誤差を発
生させることが無いように、調節できる。

〔詳細な説明〕

この発明の一実施例を示す第１図において、信号源１０
からのビデオ信号は広帯域（たとえば１００ＭＨｚ　）
のビデオ出力映像管駆動増幅器１２１こ供給され、同増
幅器は画像表示用映像管工５の陰極強度制御電極１４を
駆動するに適した高レベル出力ビデオ信号を供給する。

このビデオ出力信号は表示装置駆動器１２の出力から、
ＡＣ結合キャパシタ１８と電流制限抵抗１９を介して陰
極１４へ送られる。表示装置１駆動増幅器１２は、たと
えば、入方用エミッタ共通増１＠器段と出力用ベース共
通増幅器段とを持った周知のカスコード増幅器より成る
ものである。

キャパシタ１８を介してＡＣ結合されるビデオ出力信号
のＤＣレベルを回復するための、この発明によるＤＣ回
復用クランプ回路２０は、抵抗１９を含む映像管陰極信
号結合路中の点Ａのところでキャパシタ１８に結合され
ている。回路２ｏは、キード・クランプ・ダイオード２
２を有し、その陽極はビデオ出力信号路中の回路点Ａに
結合されている。正のバイアス電位ＶＢが、ダイオード
２２にバイアスを与えるためにその陽極と陰極間に接続
されている直列抵抗２３と２４の相互接続点に印加され
ている。

回路２０は、また、カスケード接続された逆導電型のス
イッチング・トランジスタ３ｏと３１も持っている。ト
ランジスタ３０のベース久方電極は、抵抗３２を介して
バイアス電圧（−１２ｖ　）源から固定バイアスと、抵
抗３３を介して可変バイアス電位源３４からの可変バイ
アスと、ダイオード３５を介して結合される正のパルス
・キーイング成分を含むキーイング信号ＶＡを受ける。

トランジスタ３ｏは通常は飽和導通状態を呈しており、
それにょシトランジスタ３１は非導通にされる。クラン
プ期間中、トランジスタ３０は、信号ＶＡの正パルス成
分に応じて線形導通領域で動作するようにされ、そのた
めトランジスタ３１は導通状態にされる。

この例では、電位源３４は視聴者が調節できる輝度制御
電位源であって、信号ＶＡの正パルス成分に応じてトラ
ンジスタ３１が導通状態にされるクランプ期間にトラン
ジスタ３０と３１の導通状態を変えることによって、表
示画像の明るさを変えるためのものである。信号ＶＡの
各正パルス成分は、クランプ期間中に発生する。このク
ランプ期間は、この例では各水平線ブランキング期間内
で同期パルス期間に後続するいわゆるバック・ポーチ部
分である。

エミッタホロワ・トランジスタ３０のエミッタ回路には
抵抗３６が入っている。トランジスタ３１のコレクタ出
力回路には減結合抵抗３７があって、トランジスタ３１
のコレクタ出力を出力端子Ｂに接続している。出力端子
Ｂは抵抗２４とクランプ・ダイオード２２の陰極の接続
点である。端子Ｂとトランジスタ３０のベース入力間に
結合された帰還抵抗３８は、またトランジスタ３０．３
１と減結合抵抗３７を含んでいる負帰還ループを構成し
ている。

クランプ期間中信号ＭＡの正パルス成分が現われると、
通常導通しているダイオード３５は非導通状態にされ、
トランジスタ３０はその正常な飽和導通状態からその線
形導通状態へと変わり、通常非導通のトランジスタ３１
が導通状態になる。このとキ、パルス成分ＶＣがトラン
ジスタ３１のコレクタと端子Ｂとに現われる。その様な
パルス成分の大きさは、坂抗３２．３３および３８の値
と輝度制御電位源３４からの電圧の大きさとによって決
まり、たとえば＋２０ボルト乃至＋８０ボルトの程度で
ある。

輝度制御電位源３４中の輝度制御器の設定によってトラ
ンジスタ３０と３１の導通レベルが制御される。

これにより、続いて、パルス成分ＶＣの大きさとクラン
プ・ダイオード２２の導通レベルが決まシ、映像管の陰
極信号路の映像輝度に関係のあるＤＣバイアス条件が決
まる。通常非導通のクランプ・ダイオード２２は、この
クランプ期間パルスＶＣに応じて、回路点Ａにおけるキ
ャパシタ１８に発生する電荷がクランプ・パルスＶＣの
大きさに従って変更されるような具合に、導通させられ
る。こうして、陰極ビデオ信号路の輝度に関係するＤＣ
レベルは、電位源３４からの輝度制御電圧の値に従って
成る値にクランプされる。

このクランプ期間外すなわち画像トレース期間中は、ダ
イオード３５は信号ＶＡによって導通状態に屓バイアス
され、トランジスタ３０はその正常な飽和状態になって
いる。このとき、実質的にＶＢ（＋　１００ボルト）に
等しい電圧が端子Ｂに生じてクランプ・ダイオード２２
を逆バイアスする。非クランプ期間中にクランプ・ダイ
オード２２の陰極に与えられるバイアスは、ビデオ信号
路中のＡ点に現われることが予想される如何なる信号条
件に対してもこのクランプ・ダイオード２２カ逆バイア
ス（°カット・オフ）されていることを保証できるよう
に充分大きく選定される。

クランプ期間外にダイオード２２をその様に充分バイア
スすることによって、表示装置駆動段１２よシ前のビデ
オ回路中に特別な手段を構する必要が無くなる。その様
な手段とは、たとえば、ビデオ信号の振れが、黒よシも
黒方向に過大に振れてそのまｔではクランプ・ダイオー
ド２２が導通させられてしまう様な状態になることが無
いように維持するためのクリップ回路を含むものである
。回路２０に対するキーイング制御は、クランプ作用が
確実にクランプ期間中だけ生ずるように補足するもので
ある。キード・クランプ作用は、また、画像トレース期
間中に発生する可能性のある雑音パルスに応するという
様な理由で非クランプ期間中にクランプ作用が始められ
ることが無いようにする作用を補足する働きがある。

ビデオ出力陰極信号結合路に対する逆バイアスされたク
ランプ・ダイオード２２の寄生容量ＣＰの負荷作用は、
画像情報表示（トレース）期間中は事実上除去される。

その様なときには、トランジスタ３１は非導通で、クラ
ンプ・ダイオード２２の陰極は、抵抗２４と電圧源ＶＢ
より成る高抵抗の実質的に非容量性の電源に結合される
。

特にその様なときには、トランジスタ３０と３１および
抵抗３７と３８を含む帰還ループは開かれている非導通
トランジスタ３１のコレクタ回路中のＢ点におけるイン
ピーダンスは実質的に抵抗２４の値によって決定される
。クランプ・ダイオード２２の寄生容量は、もはや低イ
ンピーダンスでＡＣ接地点に結合されることはない。そ
の代シ上記寄生容量は比較的高抵抗の減結合抵抗２４に
接続される。これによって、ダイオード２２の寄生容量
はビデオ信号路に対して無縁になる。そのため、ビデオ
出力信号の高周波数特性が維持される。抵抗２４の値は
、対象とする最高ビデオ周波数に８いて寄生容量ＣＰの
呈するインピーダンスよシも大でなければならない。

抵抗３７カ、トランジスタ３１のコレクターベース間寄
生容量ＣＰＩとトランジスタ３１のコレクター接地間寄
生容量ＣＰ２をクランプ・ダイオード２２と端子Ｂから
分離すなわち減結合する働きをする点に注意すべきであ
る。抵抗３７が存在しなければ、すなわちトランジスタ
３１のコレクタが端子Ｂに直接接続されていれば、ビデ
オ信号路には、トランジスタ３１のコレクタ容量とダイ
オード２２の寄生容量よυ成る直列結合体の負荷がかか
ることになる。

抵抗３７の値は、対象とする最高ビデオ周波数において
寄生容量ＣＰＩとＣＦ２が呈するインピーダンスよりも
大とすべきである。

クランプ期間中トランジスタ３０と３１が導通して帰還
ループが閉じられると、クランプ・ダイオード２２の陰
極は端子Ｂで低インピーダンス電位源に結合される。こ
れによって、クランプ・ダイオード２２とこれに直列の
全インビーグンスを通して流れる信号依存性クランプ電
流によって発生する可能性のある信号依存性クランプ（
オフセット）誤差が除去される。端子Ｂにおけるその様
な低インピーダンスは、はぼｌＯオームまたはそれ以下
で、トランジスタ３０と３１を含む帰還ループによって
生成されるものである。

減結合抵抗３７は、クランプ期間中はダイオード２２と
キャパシタ１８を含むクランプ回路に影響を与えず（ク
ランプ回路から見えない）また信号依存性クランプ誤差
の生成には関与しない。それは、抵抗３７が素子３０．
３１および３８を含む帰還ループ内に入っているからで
ある。ダイオード２２の側から見ればただ低インピーダ
ンスがあるだけである。

クランプ期間中に具合よく端子Ｂに生ずる望ましい低イ
ンピーダンスは、電位源３４中の輝度制御器たとえばポ
テンシオメータが調整されるときに妥協しない。Ｂ点に
おけるインピーダンスは出来るだけ低くすべきである。

この実施例では、Ｂ点における電圧は、Ｂ点におけるイ
ンピーダンスとクランプ・ダイオード２２を流れるクラ
ンプ電流の積によって決まる１、０ボルトよりも充分小
さくなければならない。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明による一例ビデオ出力直流回復クラップ回
路を含む広帯域ビデオ信号処理表示装置の要部構成を示
す図である。 ｌＯ・・・ビデオ信号源、１２・・・表示装置駆動増幅
器、１４・・・映像管の強度制御電極、１５・・・画像
表示装置、１８・・・キャパシタ、２２・・・半導体ク
ランプ装置（ダイオード）、３０．３１．３７．３８・
・・スイッチング回路（２個のトランジスタと２個の抵
抗）、３７．３８．３０・・・帰還路（２個の抵抗とト
ランジスタ）、３１・・・スイッチング装置（トランジ
スタ）、３７・・・減結合インピーダンス（抵抗）、Ｃ
ＰＩ、ＣＦ２・・・それぞれ寄生容量、Ａ、Ｂ・・・そ
れぞれ回路点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）強度制御電極に印加されたビデオ信号に応じてビ
   デオ情報を表示する画像表示装置と表示装置駆動増幅器
   とを有し、画像期間とブランキング期間とを持つたビデ
   オ信号を処理する装置におけるビデオ信号クランプ装置
   であつて、 上記表示装置駆動増幅器の出力からビデオ信号を交流結
   合するキャパシタと、 上記キャパシタから上記強度制御電極にビデオ信号を結
   合するビデオ信号路と、 入力電極と付帯寄生容量を有する出力電極とを有するス
   イッチング装置を有し、更にこのスイッチング装置の上
   記出力電極から上記入力電極へ結合された帰還路を有す
   るスイッチング回路と、上記ビデオ信号路に結合された
   第１電極と上記スイッチング回路の上記帰還路中の一点
   に結合された第２電極とを有し、上記スイッチング装置
   の導通状態と非導体状態とに応じて上記ブランキング期
   間中は導通状態にまた上記画像期間中は非導通状態にさ
   れる半導体クランプ装置と、 上記帰還路中で上記クランプ装置の上記第２電極と上記
   スイッチング装置の第２電極との間に接続されていて、
   上記スイッチング装置の上記出力電極に付帯する上記寄
   生容量を上記帰還路中の上記一点から減結合する減結合
   インピーダンスと、を具備して成るビデオ信号クランプ
   装置。