KR100403496B1 - 비디오증폭기및화상디스플레이장치 - Google Patents

Abstract

적색, 녹색, 청색 신호에 대한 3 개의 증폭기 회로(TR, TG, TB)는 상기 신호가 특정 임계값을 초과할 때, 두 종속 배열된 저항기([R1 + R2 + R3]와 종속 접속된 R4R)로 구성된 피드백 저항기에 의해, 값을 변화시키는 피드백을 가지며, 그 중앙 접점은 다이오드(DZ)에 의해 고정 전압에 접속된다. 두 종속 배열된 저항기들 사이의 비율 값은 상기 증폭기 회로들마다 다르고, 또한 상기 저항기들의 종속 배열에서 저항기의 일부(R1 또는 [R1+R2])가 여러 증폭기 회로들에 공통적일 수 있다.

Description

비디오 증폭기 및 화상 디스플레이 장치

본 발명은 화상 디스플레이 장치용 비디오 증폭기에 관한 것으로, 여기서 화상들은 색상 신호들에 의해 정의되며, 상기 비디오 증폭기는, 각각의 색상 신호에 대해, 신호 전압이 소정의 임계값을 초과할 때 보다 높은 값을 취는 피드백에 의해 제한되는 이득을 가지게 되는 증폭기 회로와; 임계 기준값을 형성하기 위해, 색상들의 조합에 공통인 정의 회로라고 하는 회로를 구비한다.

본 발명은 또한 화상 디스플레이 장치에 관한 것이다.

특히, 내용들이 갑작스런 변화를 보일 때(예컨대, 부제목(sub-title)이 나타나거나 사라질 때) 화상들간의 콘트라스트(contrast) 변화들을 방지하기 위하여, 비디오 증폭기에서 이득이 점진적으로 (소프트) 제한되는(클립핑되는) "소프트 클립핑(soft clipping)"이라고 하는 방법이 사용된다. 상기 소프트 클립핑은 화이트 영역들에서의 변조와 화이트의 세기를 감쇄시키고, 상기 비디오 증폭기 회로들의 포화를 방지한다.

신호 전압이 소정의 임계값을 초과할 때 보다 높은 값을 취하는 피드백에 의해 제한되는 이득을 가진 3 개의 증폭기 회로들을 3 가지의 색상에 대해 구비하는 비디오 프로세서가 미국 특허 제 5,299,000 호에 공지되어 있다. 이 공보에 기재된 프로세서는 3 가지의 색상에 공통인 임계 검출 회로를 구비하며, 동일한 피드백을 상기 3개의 증폭기 회로에 동시에 인가한다. 이와 같은 프로세서는 상기 3개의 증폭기 회로에 대해 동일한 클립핑 임계값이 특정 환경에서 화이트 영역들의 착색(coloration)을 초래하는 단점이 있다.

이 단점을 극복하기 위해, 각각의 색상에 대해 하나씩 별개의 임계값들을 정의하기 위한 3 개의 회로들을 사용하는 것이 제안되어 왔다. 그럼에도 불구하고, 상대적으로 포화된 색상의 경우에, 즉 하나의 강한 색상 신호가 존재하고 다른 두 신호는 약한 색상 신호를 가지고 있을 때, 상기 강한 신호는 피드백되어 약화되지만, 다른 두 약한 색상 신호는 피드백되지 않아 색상의 탈포화(desaturation)가 초래되기 때문에 상기 방법은 항상 만족스러운 것은 아니다. 또한, 디스플레이 튜브의 3 개의 캐소드의 컷 오프 전압이 튜브들 간에 공정하게 분산되므로, 그리고 3개의 증폭기 회로의 각각을 대응하는 캐소드의 컷 오프 전압에 각각 적응하도록 하나씩 제어하는 것이 일반적이므로, 피드백 트리거 지점과 컷 오프 지점 사이에서 장치에서 장치로 예측 불가능한 편차가 포함되게 된다.

본 발명의 목적은 이들 단점을 해결하는데 있다.

이 목적을 위해, 각각의 증폭기 회로에 상이한 피드백을 제공하기 위하여 공통 정의 회로에 의해 설정되는 임계 기준 값을 기초로 여러 가지 상이한 전압들을 발생하는 장치에 상기 임계 기준값이 제공된다.

따라서, 본 발명은 상이한 증폭기 회로들에 피드백을 동시에 적용하면서 상기 상이한 증폭기 회로들 각각에 대해 상이한 양의 피드백을 보장한다는 아이디어를 기초로 한다.

유리하게도, 증폭기 회로는 공통 에미터 구조로 배열된 바이폴라 트랜지스터를 구비하며, 상기 에미터는 상기 에미터에 접속된 적어도 제 1 저항기와 고정 전압원에 접속된 제 2 저항기의 종속 배열로 구성된 피드백 저항기에 의해 상기 고정 전압원에 접속되고, 임계 기준 값이 다이오드를 통해 제 1 저항기와 제 2 저항기 사이의 접점에 인가된다.

따라서, 신호를 원하는 방식으로 압축 및 클립핑하는 증폭기 회로의 실현은 매우 간단하다.

여러 개의 상이한 전압들을 생성하는 배열은 종속 배열된 저항기들을 구비하는 분할기이며, 상기 분할기의 헤드에 기준 전압이 다이오드를 통해 인가되고, 또한 상기 저항기들은 상기 증폭기 회로들의 제 2 저항기들을 구성한다.

따라서, 두 기능들은 유용하게 조합되는데, 이는 전압 분할기와 상기 증폭기 회로의 제 2 저항기를 구성하는 분할기의 저항기들이 이중 기능을 가지고 있기 때문이다.

적색, 녹색 및 청색에 대해 3 개의 증폭기 회로를 구비한 증폭기에서, 적색 신호에 대한 증폭기 회로는 유리하게도 상기 분할기의 헤드에 접속되고, 녹색 신호에 대한 증폭기 회로는 상기 분할기의 하부 지점에 접속되며, 청색 신호에 대한 증폭기 회로는 보다 낮은 하부 지점에 접속된다.

화상 디스플레이 장치에는, 유리하게도 이전에 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 비디오 증폭기가 제공되어 있다.

본 발명은 이들 형태 및 다른 형태들은 이하에서 설명하는 실시예를 참조하면 보다 명확하다.

도 1은 본 발명에 따른 비디오 증폭기의 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

DZ : 다이오드 R-IN, G-IN, B-IN : 입력부

R-OUT, G-OUT, B-OUT : 출력부

TcR, TcG, TcB : 제 1 바이폴라 트랜지스터

TR, TG, TB : 제 2 바이폴라 트랜지스터

RcR, RcG, RcB : 저항기 R4R, R4G, R4B : 제 1 저항기

화상 디스플레이 장치는 상이한 주파수 범위들의 캐리어, 상이한 종류의 변조와 같은 상이한 방식들로 존재할 수 있는 신호들을 수신한다. 그럼에도 불구하고, 적절한 복조 후, 디스플레이될 화상의 각각의 색상은 특정 색상 신호에 의해 정의된다. 일반적으로, 삼원색은 적색, 녹색 및 청색으로 정의되어 있다. 이들을 "적색 신호", "녹색 신호" 및 "청색 신호"라고 한다.

도 1에 도시된 증폭기는 적색 신호, 녹색 신호 및 청색 신호 각각에 대해 증폭기 회로를 구비하며, 상기 증폭기 회로는 색상 신호를 수신하도록 되어 있는 입력(R-IN, G-IN, B-IN)과, 색상 신호를 공급하기 위한 출력(R-OUT, G-OUT, B-OUT)을 가지고 있다. 각각의 증폭기 회로는 제 1 바이폴라 트랜지스터(TcR, TcG, TcB)와 제 2 바이폴라 트랜지스터(TR, TG, TB)로 각각 구성된 종속 배열을 구비한다. 제 1 트랜지스터의 컬렉터는 출력(R-OUT, G-OUT, B-OUT)에 각각 접속되어 있고, 그리고 부하 저항기(RcR, RcG, RcB)를 통해 각각 예컨대 200V의 전원(200 V)에 접속되어 있으며, 그 베이스는 예컨대 12 V의 전압원(12 V)에 접속되어 있다. 저항기(RcR, RcG, RcB)는 전력 손실로 인해 서로 동일하다. 제 2 트랜지스터의 베이스는 입력(R-IN, G-IN, B-IN)에 각각 접속되어 있고, 그 컬렉터는 대응하는 제 1 트랜지스터의 에미터에 접속되어 있다. 상기 출력(R-OUT, G-OUT, B-OUT)은 예컨대 디스플레이 튜브(도시되지 않음)의 캐소드들에 기존의 방식으로 접속되도록 의도되어 있다. 제 2 트랜지스터(TR, TG, TB)의 에미터는 제 1 저항기(R4R, R4G, R4B)에 각각 접속되어 있다. 상기 제 1 저항기는 이 경우에는 접지인 고정 전압원에 접속된 제 2 저항기에 또한 접속되어 있고, 상기 제 2 저항기는 트랜지스터(TR)에 대해 R3 + R2 + R1에 의해 구성되고, 트랜지스터(TG)에 대해 R2 + R1에 의해 구성되며, 트랜지스터(TB)에 대해 R1에 의해 구성된다. 적색 신호에 대해 저항기 R4R + [R3 + R2 + R1]로 구성되고, 녹색 신호에 대해 저항기 R4G + [R2 + R1]로 구성되며, 청색 신호에 대해 저항기 R4B + R1로 구성되는 회로가 피드백 저항기들을 구성한다.

색상의 조합에 공통이며 임계 기준 값을 설정하기 위해 사용되는 정의 회로는 소자(DZ, Rp, Tth)로 구성된다. 기준 전압은 이 경우에 접지에 접속된 애노드를 가진 제너 다이오드에 의해 정의되고, 전류가 12 V의 전원으로부터 저항기(Rp)를통해 도입된다. 이 기준 전압은 에미터-팔로워 구조로 배열된 바이폴라 트랜지스터(Tth)에 의해 취해지며, 그 베이스가 다이오드(DZ)에 접속되고 에미터와 접지 사이에 직렬로 3 개의 저항기(R3,R2,R1)를 구비하고 있다. 기준 전압을 기초로 그리고 트랜지스터(Tth)의 에미터로부터 취해진 전압의 분할에 의해, 저항기(R3,R2,R1)들의 배열은 R4R과 R3 + R2 + R1 사이의 접점, R4G와 R2 + R1 사이의 접점, R4B와 R1 사이의 접점에 여러 개의 상이한 전압들을 제공하며, 이에 따라 각각의 증폭기 회로는 청색 신호, 녹색 신호 및 적색 신호에 대해 연속적으로 점점 커지는 상이한 임계값을 얻을 수 있다.

그럼에도 불구하고, 상기 임계값은 트랜지스터(Tth)의 베이스-에미터 다이오드가 도통될 때에만 각 접점에 인가된다. 이는 위에서 언급한 접점들 중 하나의 접점의 전압이 상기 임계 전압에 도달하지 않는 경우에 한한다. 예컨대, "적색" 증폭기 회로에 대한 동작은 다음과 같다: 증폭기 회로(TR/TcR)의 적색 신호로 인해, 접점(R)에서의 전압이 DZ에 의해 정의된 전압에서 Tth의 베이스-에미터 전압을 빼서 얻어진 전압보다 낮으면, 상기 다이오드는 도통되고, 피드백 저항기의 일부 [R1 + R2 + R3]가 상기 다이오드에 의해 단락되며, 저항기(R4R)만이 존재하게 된다. 상기 증폭기 회로(TR/TcR)의 적색 신호로 인해, 접점(R)에서의 전압이 상기 임계 전압에 도달할 때, Tth의 베이스-에미터 다이오드가 차단되고 상기 피드백 저항기의 일부 [R1 + R2 + R3]가 R4R에 직렬로 되게 된다. 그러므로, 상기 피드백은 보다 높은 값을 취하게 된다. 상기 분할기(R1,R2,R3)에 의해 수정되므로 각각의 증폭기 회로에 대해 임계값이 다르다는 차이점을 가진 다른 두 증폭기 회로에 대한 동작도 동일한방식으로 설명될 수 있다.

상기 배열은 특히, 예컨대, 트랜지스터 TR(적색)의 전류에 의해 저항기(R1)에 흐르는 전류가 접점(B)에서의 전압을 수정하고 또한 트랜지스터 TB(청색)의 전류에 작용하므로, 한 색상이 다른 색상에 영향을 줄 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이 점은, 결과적으로 얻어지는 효과가 상기 색상들을 실질적으로 변화시키지 않고 채도의 약간의 증가에 제한되기 때문에 단점이 되지는 않는다.

만족스런 결과들을 낳는 배열은 트랜지스터(TcR, TcG, TcB)에 대한 BF869 타입의 트랜지스터들, 트랜지스터(TR, TG, TB)에 대한 BC858 타입의 트랜지스터들, R4R, R4G, R4B에 대한 150Ω의 저항기들, RcR, RcG, RcB에 대한 10 kΩ의 저항기들, 및 R1, R2, R3에 대한 각각 39Ω, 15Ω, 4.7Ω의 저항기들을 구비하고 있다. 제너 다이오드(DZ)는 2 V 타입이다. 사용되는 디스플레이 튜브의 종류에 따라 특정값들은 쉽게 변경될 수도 있다.

기존의 디스플레이 튜브들에서 튜브에 인가되는 색상 신호들의 레벨은 3 가지 색상에 대해서 달라야만 하는 것으로 알려졌다. 이들 레벨은 증폭기에 인가되기 전에 기존의 수단들로 조절된다. 이는 피드백 값이 보다 높은 값을 취하는 충분한 임계값이 상기 신호들에 의해 도달된 레벨에 좌우되기 때문에 중요하며, 상기 레벨은 보다 크거나 작은 이전의 증폭도에 따라 달라진다. 대안으로서, 상기 레벨들은, 상기 저항기(R4R, R4G, R4B)에 상이한 값들을 제공함으로써, 즉 3 개의 증폭기 회로에 상이한 피드백 레이트들을 제공함으로써 증폭기 자체에서 조절될 수도 있다. 이 경우에, 상기 분할기(R1,R2,R3)의 분할 비율은 조절되어야 하며, 일반적인 테스트들에 의해 적절한 값들이 결정될 수 있다.

Claims (6)

1. 신호 전압이 소정의 임계 전압을 초과할 때 보다 높은 값을 취하는 피드백에 의해 제한되는 이득을 가진 증폭기 회로와; 임계 기준 값을 설정하기 위해, 색상들의 조합에 공통인 정의 회로라고 하는 회로를 각각의 색상 신호에 대해 구비한, 화상들이 상기 색상 신호들에 의해 정의되는, 화상 디스플레이 장치용 비디오 증폭기에 있어서,

   상기 공통 정의 회로에 의해 설정된 임계 기준값은 각각의 증폭기 회로에 상이한 피드백을 제공하기 위해 상기 임계 기준 값을 기초로 여러 개의 서로 다른 전압들을 발생하는 배열에 인가되는 것을 특징으로 하는 화상 디스플레이 장치용 비디오 증폭기.
2. 제 1 항에 있어서,

   증폭기 회로가 공통 에미터 구조로 배열된 바이폴라 트랜지스터를 구비하며, 그 에미터는 상기 에미터에 접속된 적어도 제 1 저항기와 고정 전압원에 접속된 제 2 저항기의 종속 배열로 구성된 피드백 저항기에 의해 상기 고정 전압원에 접속되고,

   임계 기준 값이 다이오드를 통해 상기 제 1 저항기와 제 2 저항기 사이의 접점에 인가되는 것을 특징으로 하는 화상 디스플레이 장치용 비디오 증폭기.
3. 제 2 항에 있어서,

   여러 개의 서로 다른 전압들을 발생하는 상기 배열은 종속 배열된 저항기들을 구비하는 분할기이며,

   상기 분할기의 헤드에 기준 전압이 다이오드를 통해 인가되고,

   상기 저항기들은 또한 상기 증폭기 회로들의 제 2 저항기들을 구성하는 것을 특징으로 하는 화상 디스플레이 장치용 비디오 증폭기.
4. 적색, 녹색 및 청색에 대해 각각 3 개의 증폭기 회로들을 구비하는, 제 3 항에 청구된 비디오 증폭기에 있어서,

   상기 적색 신호에 대한 증폭기 회로는 상기 분할기의 헤드에 접속되고,

   상기 녹색 신호에 대한 증폭기 회로는 상기 분할기의 하부 지점에 접속되며,

   상기 청색 신호에 대한 증폭기 회로는 보다 낮은 하부 지점에 접속되는 것을 특징으로 하는 화상 디스플레이 장치용 비디오 증폭기.
5. 제 1 항에 있어서,

   여러 개의 서로 상이한 전압들을 발생하는 상기 배열은 에미터-팔로워 구조로 배열된 바이폴라 트랜지스터의 에미터에 의해 공급되고,

   그 베이스가 고정 전압원에 접속된 것을 특징으로 하는 화상 디스플레이 장치용 비디오 증폭기.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 청구된 비디오 증폭기가 제공된 것을 특징으로 하는 화상 디스플레이 장치.