KR0127491B1 - 헤드 앰프 - Google Patents

Abstract

헤드로부터 재생신호가 입력되는 헤드 앰프에 관하여 IC화 했을 때에 외부 부착의 부품, 핀수의 삭감을 달성하면서 헤드 앰프에서의 오프셋의 발생을 방지하고, 재생신호의 왜곡되는 것을 방지하는 것을 기술적 과제로 하고 있다. 이 때문에 재생신호를 증폭하는 증폭수단과 이 증폭수단출력과 기준전압을 입력하는 자동증폭수단과 상기 증폭수단의 출력과 기준전압을 비교하는 수단을 구비하고 있으며, 비교수단의 출력을 상기 증폭수단으로 궤환하게 하므로서 자동증폭수단의 두개의 입력사이에 오프셋을 제로로 할 수가 있다.

Description

헤드 앰프

제1도는 본 발명의 제1실시예를 도시하는 회로도.

제2도는 종래의 비디오 헤드 앰프를 도시하는 회로도.

제3도는 제2도의 설명을 하기 위한 특성도.

제4도는 제1도의 설명을 하기 위한 특성도.

본 발명 가정용 VTR에 사용되는 헤드 앰프에 관한 것으로서 특히, IC화에 적합한 헤드앰프에 관한 것이다.

헤드 앰프는 가정용 VTR 등의 자기 헤드로부터의 재생신호가 최초로 공급되는 것이다.

이와 같은 헤드 앰프는 예를들면 특개소55-153108호에 기재되어 있으며 이것을 제2도에 따라서 설명한다.

제2도는 종래의 IC화된 비디오 헤드 앰프를 도시하는 것으로 비디오헤드(1)로부터 얻어지는 재생비디오 신호는 입력핀(2)을 통하여 IC 내부에 배치된 이미터 접지 트랜지스터(3)의 베이스에 인가된다. 그에 따라 이 이미터 접지 트랜지스터(3)와 캐스코우드 접속된 베이스 접지 트랜지스터(4)의 콜랙터에는 증폭된 재생 비디오 신호가 얻어진다.

증폭된 이 재생 비디오 신호는 제1 버퍼 트랜지스터(5)를 통하여 차동증폭기(6)를 구성하는 트랜지스터(7,8)의 베이스에 인가된다.

상기 제1 버퍼트랜지스터(5)의 출력 재생비디오 신호중의 신호성분이 저항(9)과 콘덴서(10)로 구성된 평활회로(11)에서 충분히 감쇠되어 그 직류분만이 상기 트랜지스터(8)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(7)의 베이스에 인가된 재생 비디오 신호는 차동증폭기(6)에 의해 증폭되어 출력단자(12)로 도출된다.

한편 제1 버퍼트랜지스터(5)의 출력 재생비디오 신호는 다시 제2 버퍼트랜지스터(13) 및 귀환(feedback)저항(14)을 통하여 이미터 접지 트랜지스터(3)의 베이스에 네가티브 귀환된다.

이 네가티브 귀환에 의하면 직류성분부터 교류신호성분까지 전부 그대로 귀환되므로 이미터 접지 트랜지스터(3)의 베이스 입력 임피이던스는 항상 일정하게 되고 제3 도에 도시된 바와 같이 평탄한 주파수 특성으로 재생비디오신호를 증폭할 수가 있다.

그러나 제2도의 회로에 있어서는 평활회로(11)로서 IC의 외부에 부착하는 콘덴서(10)가 필요하게 되고 그에 따라 IC의 외부부착부품 및 핀이 증가하여 IC화에 부적당하다는 문제가 있었다.

특히 제2도의 비디오 헤드 앰프는 4헤드의 VTR에 사용할 경우 4개가 동일해야 하며 그에 따른 영향이 크게 된다.

또한 제2도와 같은 구성에서는 평활회로(11)가 꼭 필요하게 된다.

제1 버퍼트랜지스터(5)의 이미터 전압은, 이미터 접지 트랜지스터(3)의 V_BE(베이스-이미터사이의 전압), 귀환저항(14)의 전압강하 및 제2 버퍼트랜지스터(13)의 V_BE에 따라 정해지나 전압 V_BE는 IC의 제조공정등에 있어서의 공정간의 미소차이에 의해 달라지게 된다.

그 결과, 제1 버퍼 트랜지스터(5)의 이미터 전압이 그 변화에 따라 변동되므로, 이 변동에 맞추어 트랜지스터(8)의 바이어스 전압을 조정할 필요가 있다. 그 때문에 평활회로(11)가 꼭 필요하게 된다.

만약에 트랜지스터(8)의 베이스에 고정 바이어스 전압을 인가하면 상기의 변동에 의해 차동증폭기(6)에 오프셋이 발생하여 미약한 재생 비디오 신호가 왜곡된다는 문제가 생긴다.

또 가정용 VTR 등에서는 재생 신호에 포함되는 불필요한 신호를 제거할 필요가 있다. 불필요한 신호로는, 2개의 회전헤드로부터의 신호를 스위칭하는 RF 스위칭 펄스(30Hz의 주파수) 등의 누출을 일예로 들 수 있다.

본 발명에 따른 헤드 앰프는 헤드로부터의 재생신호를 입력하는 증폭수단과, 상기 증폭수단의 출력과 기준전압을 입력으로 하는 차동증폭수단과, 이 기준전압과 상기 증폭수단의 출력을 비교하는 비교수단과, 상기 비교수단의 출력을 귀환시켜 증폭수단으로 입력시키는 귀환수단을 구비하고 있다. 그리고 비교수단의 출력이 증폭수단의 입력으로 귀환됨으로써 차동증폭수단에 대한 2개의 입력사이의 오프셋이 제로로 된다.

또 본발명은 비교수단 및 귀환수단을 포함하고 있는 귀환경로에 주파수 특성을 부여하는 수단을 더 구비하고 있다. 그리고 이 수단에 의해 재생신호중의 불필요한 신호가 제거된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 특징을 더욱 상세하게 설명한다.

제1도는 본발명의 일 실시예를 도시한 것으로서 도면부호(15)는 기준전원이고, 도면부호(16)은 제1버퍼트랜지스터(5)의 출력신호와 상기 기준전원(15)의 기준전압을 비교하는 귀환회로(16)로서, 상시 귀환회로(16)는 비교출력신호의 레벨이 변화하는 차동증폭기(17)와 제3, 제4 버퍼트랜지스터(18,19)로 구성된다. 도면부호(20)은 제2 버퍼트랜지스터(13)의 출력신호중의 고주파 성분을 상기 이미터 접지트랜지스터(3)의 베이스로 귀환시기는 하이패스필터이다.

또 제1도에 있어서, 제2도와 동일한 회로소자에 대해서는 같은 부호를 사용하며, 그에 대한 추가적인 설명은 생략한다.

우선 무신호상태에 대해 설명한다.

이 상태에서는 제1 버퍼 트랜지스터(5)의 이미터전압 즉, 트랜지스터(7)의 베이스 전압과 기준전원(15)의 기준전압의 비교가 차동증폭기(17)를 구성하고 있는 트랜지스터(21,22)에 의해 행해진다.

만일 트랜지스터(21)의 베이스 전압이 트랜지스터(22)의 베이스 전압에 비해 높다고 하면 트랜지스터(22)의 콜렉터 전압이 증가하고, 그에 따라 제3 버퍼 트랜지스터(18)를 통하여 제4 버퍼 트랜지스터(19)의 이미터전압이 증가한다.

그렇게 되면 상기 이미터 접지 트랜지스터(3)의 베이스전압이 증가하고 베이스 접지트랜지스터(4)의 콜렉터 전압이 저하하며, 그에 따라서 제1 버퍼트랜지스터(5)의 이미터 전압도 저하한다. 그결과 제1버퍼 트랜지스터(5)의 이미터 전압은 기준전원(15)의 기준전압과 같게 되도록 제어된다.

즉, 이러한 방식으로 네가티브 귀환루우프가 구성되는 것이다.

기준전원(15)의 기준전압은 트랜지스터(8)의 베이스에도 인가되어 있다. 그 때문에 트랜지스터(7,8)의 베이스 전압은 직류적으로 항상 동등하게 되고 오프셋을 영으로 할 수 있다.

따라서 차동증폭기(6)는 제1 버퍼 트랜지스터(5)로부터의 신호를 왜곡됨이 없이 증폭할 수 있게 된다.

다음으로는, 귀환회로(16)를 구성하는 차동증폭기(17)의 저항에 대해서 설명한다. 상기 이미터측의 저항(23,24,25)로 구성된 합성저항(R_E)은 상기 콜렉터측에 배치되어 있는 저항(R_C)에 비해 충분히 작은 것으로 설정되어 있고 또 상기 합성저항(R_E)은 저항(r)과 동등한 수치로 설정되어 있다. 콘덴서(C₁)의 용량치는 50 PF 정도이며 IC 내에 충분히 수용이 가능한 것이다.

그런데 재생 비디오 신호의 사용주파수 대역은 제3도에 도시된 바와 같이 100KHz부터 10MHz 사이이며 그 범위내에서 재생신호의 레벨을 일정하게 할 필요가 있다.

본 발명에서는 상기 사용주파수 대역에는 재생신호를 일정한 이득으로 재생하고, 상기 사용주파수 대역보다 낮은 주파수 대역에는 재생신호를 낮은 이득으로 재생하여 불필요한 신호의 재생을 방지하고 있다.

제1도의 입력핀(2)에 100KHz 이하의 낮은 주파수의 재생신호가 인가된 경우, 이 재생신호와 기준전원(15)의 기준전압과의 비교가 행해진다.

이 때의 차동증폭기(17)의 이득은 저항(R_C)/합성 저항(R_E)로 결정되므로 높게 설정되어 있다. 그 때문에 상기 재생신호와 같은 위상으로 크게 증폭된 신호가 트랜지스터(22)의 콜렉터에 발생하고 제4 버퍼트랜지스터(19)의 이미터로 출력된다.

귀환저항(14)은 제2도에 도시된 것과 동일한 것이다. 그 때문에 제4 버퍼 트랜지스터(19)의 이미터에 증폭된 귀환신호가 발생하면 이미터 접지 트랜지스터(3)의 베이스에 대한 네가티브 귀환량은 크게 되고, 그 입력 임피이던스는 제2도의 경우에 비해서 크게 저하한다.

상기 입력 임피이던스의 저하에 따라서 재생신호의 재생 레벨은 제4도에 도시하는 것과 같이 저하한다. 또 이때 하이패스필터(20)는 상기 재생신호를 통과시키지 않고 동작에 영향을 주지 않는다.

이 상태로부터 상기 재생신호의 주파수가 서서히 상승하면 저항(h) 및 콘덴서(C₁)의 직렬회로가 차동증폭기(17)의 콜렉터측의 부하로서 작동하기 시작하므로 차동증폭기(17)의 이득이 저하한다.

그러면 이미터 접지트랜지스터(3)의 베이스로 입력되는 귀환신호의 레벨이 저하하고 그 입력 임피이던스가 서서히 증가하므로 재생신호의 레벨도 제4도에 도시된 것과 같이 서서히 증가한다. 그리고 상기 재생신호의 주파수가 또 다시 증가하여 사용주파수 대역내로 들어가면 트랜지스터(21,22)의 콜렉터측 임피이던스의 저항(r) 만으로 결정된다.

그 때문에 차동증폭기(17)의 이득은 1로 되고, 제4 버퍼 트랜지스터(19)의 이미터에서는 재생신호의 레벨이 변하지 않은 상태로 있게 된다.

제1도의 귀환저항(14)은 제2도에 도시된 것과 동일하므로 이 경우에는 제2도와 동일한 동작이 이루어지고 이미터 접지 트랜지스터(3)의 입력 임피이던스를 일정하게 할 수 있다. 입력 임피이던스가 일정하게 되면 재생신호의 레벨도 제4도에 도시하는 것과 같이 일정하게 할 수 있다.

이때 제1 버퍼 트랜지스터(5)의 출력 직류전압은 신호에 의한 영향을 받지 않는다.그리고 하이패스필터(20)의 콘덴서(C2)의 용량도 수+PF가 되어, 차단 주파수가 높으며, 재생신호가 사용주파수대역내에 있을 경우에는 신호를 대체로 통과시키지 않는다.

따라서 제1도의 회로에 의하면 IC의 외부에 부착된 대용량의 콘덴서를 사용하지 않고 사용주파수대역내의 재생신호를 적절하게 증폭할 수가 있다.

제4도에 도시된 바와 같이 본발명에 있어서는 사용주파수대역 이하의 재생신호는 감쇠되어 있다. 이것은 이 대역에 발생하는 불필요한 재생신호(서어보 회로용의 30Hz의 PG 펄스 등)를 제거하기 위한 것이다.

그래서 제1도의 차동증폭기(17)에는 PNP트랜지스터가 사용되고 있다. PNP 트랜지스터는 그 종류에 따라서 고주파 신호에 대한 응답성이 나쁜 것이 있는데, 그와 같은 경우에는 귀환신호로 위상이 회귀하는 일이 발생하므로 제4도의 2점선에 도시된 바와 같은 재생레벨이 되고 적절한 네가티브 귀환이 행해지지 않는 경우가 있다. 그래서 본 발명에 있어서는 하이패스 필터(20)를 설치해서 재생신호의 주파수가 소정치 이상으로 높아지면 다른 루우프로 귀환시켜서 높은 대역에 있어서의 보상을 하고 있다. 그렇게하므로써 귀환회로(16)에 PNP 트랜지스터를 사용한다고 해도 이미터 접지 트랜지스터(3)의 입력 임피이던스를 일정하게 확보할 수가 있다.

이상과 같이 본 발명에 관한 헤드 앰프는 IC의 외부부착 부품이나 핀의 수를 절감할 수가 있고, IC에 설치하는 헤드 앰프로서 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (5)

1. 헤드로부터의 재생신호를 증폭하는 증폭수단(3)과; 상기 증폭수단(3); 상기 증폭수단(3)의 출력신호와 기준전원(15)으로부터의 기준전압이 인가되어 양신호의 신호차이를 증폭하는 차동증폭수단(6)과; 상기 증폭수단(3)의 출력신호와 상기 기준전원(15)의 기준전압과의 레벨을 비교하여 그 차이에 대응한 출력신호를 발생시키는 비교수단(17)과; 상기 비교수단(17)의 출력신호를 상기 증폭수단(3)에네가티브 귀환시키는 귀환수단(18,19,14)를 구비하여; 상기 귀환수단의 귀환에 의해 상기 증폭수단(3)의 출력직류전압이 상기 기준전원의 기준전압에 대응하여 일정치로 되도록하고 상기 차동증폭수단에서의 오프세트를 방지하는 것을 특징으로 하는 헤드 앰프.
2. 제1항에 있어서, 상기 비교수단 및 귀환수단을 포함한 귀환경로에 주파수특성을 부여하는 주파수특성 부여수단(r,C₁)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 헤드 앰프.
3. 제1항에 있어서, 상기 비교수단은 트랜지스터(21,22)의 차동의 쌍으로 구성되고 트랜지스터(21,22)의 콜렉터 사이에는 콘덴서(C₁)와 저항(r)의 직렬회로가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 앰프.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 증폭수단의 출력이 공급되는 하이패스필터 수단(20)을 더 구비하고 있으며 이 하이패스필터 수단(20)에 의해 상기 비교수단 및 귀환수단을 구비한 귀환경로의 고영역 특성을 보상하는 것을 특징으로 하는 헤드 앰프.
5. 헤드로부터 얻어진 재생신호를 증폭하는 증폭수단(3), 상기 증폭수단(3)의 출력신호와 기준전원의 기준전압과의 차를 증폭하는 차동증폭수단(6)과, 상기 증폭수단의 출력신호와 상기 기준 전원의 기준전원과의 비교를 행하고 상기 출력신호의 주파수가 재생비디오 신호의 사용주파수 대역보다 낮은 경우에는 비교출력신호를 높은 이득으로 증폭해서 출력하고 상기 출력신호의 주파수가 재생신호의 사용 주파수대역 이상인 경우에는 비교출력신호를 상기 이득보다 낮은 이득으로 증폭해서 출력하는 귀환 회로수단(17,18,19)과 상기 귀한회로의 출력신호를 상기 증폭기의 입력단에 인가하는 귀환저항(14)을 구비하여, 상기 차동증폭기로부터 증폭된 재생신호를 얻을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 헤드 앰프.

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