KR790001792B1 - Controllable gain signal amplifier - Google Patents

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KR790001792B1
KR790001792B1 KR750002650A KR750002650A KR790001792B1 KR 790001792 B1 KR790001792 B1 KR 790001792B1 KR 750002650 A KR750002650 A KR 750002650A KR 750002650 A KR750002650 A KR 750002650A KR 790001792 B1 KR790001792 B1 KR 790001792B1
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KR750002650A
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알버트 하우드 레어폴드
죠안 위트만 어원
알랜 코크란 래리
Original Assignee
죤 · 브이 · 리간
알 · 씨 · 에이 코포레이숀
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Abstract

A signal amplifier which could be used in TV receiver to control volume, tint and contrast function, was composed of a source of signals(20) (I), 1st signal amplification stage comprising a 1st transistor having a signal input electrode coupled to I and a main current conduction path including 2nd and 3rd electrodes, a source of quiescent operating current (30) copled to the 2nd electrode, output load cct. (36,38) coupled to the main conduction path of the 2nd transistor, and gain control means. The ccta. of this type were suitable for using mon olithic IC contruction techniques.

Description

제어가능 이득신호 증폭기Controllable Gain Signal Amplifier

도면은 본 발명의 실시예로서 일부가 집적회로 형태로 구성되기에 적당한 색도 및 명도 신호처리 장치의 일부를 도시한 개략 계통도.Figure is a schematic schematic diagram showing a part of a chromaticity and lightness signal processing apparatus, which is a part suitable for being configured in an integrated circuit form as an embodiment of the present invention.

본 발명은 제어가능한 이득 전자신호 증폭기회로에 관한 것으로, 특히 모노리딕 집적회로(monolithic Integrated Circuit) 구성기술을 사용하는데 적합한 형태의 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a controllable gain electronic signal amplifier circuit, and more particularly to a circuit of a type suitable for using a monolithic integrated circuit construction technique.

제어가능 이득신호 증폭기회로는 예를들어 볼륨, 색포화, 색상 및 콘트라스트 등의 기능을 제어하도록 텔레비죤수상기에서 널리 사용된다.Controllable gain signal amplifier circuits are widely used in television receivers to control functions such as volume, color saturation, color and contrast, for example.

이러한 신호 처리회로의 일부가 집적회로로써 형성되고 제어소자가 외부 가변저항으로 구성될때, 회로의 집적 및 비집적(분리) 부분사이에 적당한 추적(tracking)이나 정합을 시키는 문제에 부닥치게 된다. 즉, 저항기와 같은 집적회로소자의 공차변동(tolerance variations)과 외부부품의 공차변동이 무관하게 된다. 따라서 가변저항의 각특정세팅(setting)에서의 증폭기 이득 (혹은 감쇄)은 대량생산제품에서 필요하고 부수적인 중심조정에 필요한 확실성이 없이 재생된다. 더구나 트랜지스터 특성(즉 β)과 연관된 제조공차가 이러한 회로에 대한 최소 이득 상태를 예상할수 없게 한다.When a part of such signal processing circuit is formed as an integrated circuit and the control element is composed of an external variable resistor, there is a problem of proper tracking or matching between integrated and non-integrated (separated) portions of the circuit. That is, tolerance variations of integrated circuit devices such as resistors and tolerance variations of external components are irrelevant. Thus, the amplifier gain (or attenuation) at each specific setting of the potentiometer is reproduced without the certainty necessary for mass production and the secondary centering required. Moreover, manufacturing tolerances associated with transistor characteristics (i.e., β) make it unpredictable for the minimum gain states for such circuits.

다른 방법으로 이러한 문제를 해결하기 위해 레오폴드 알버트 하워드의 미국특허 제 3, 740, 462 호와 알렌 리토이 림버그의 미국특허 제 3, 649, 847 호와 C A3065형 텔레비죤 음성장치 집적회로에 관한 뉴우저지 써모빌 알씨에이 코포레이숀에 의해 발간된 선형 집적회로 데이타지 제 412 호에서 언급된 예와 같은 방법이 시도 되었다.Another way to solve this problem is New Jersey, Leopold Albert Howard, U.S. Patent Nos. 3, 740, 462, and Allen Litoy Limburg, U.S. Patent No. 3, 649, 847, and C A3065 Type Television Integrated Circuits. The same method as the example mentioned in Linear Integrated Circuit Data Sheet No. 412 published by Thermovil R. Corp. was attempted.

C A3065장치에서, 차동 증폭기 전류 분할장치는 가청볼륨(audio volume)을 조정하도록 직류 전위차계와 결합하여 사용된다. 이 형태의 회로에서, 이득 제어전압 내의 비교적 작은 변화(약 수백mV)는 전류분할기에서 하나의 최고치에서 다른 것으로 도전상태를 변동시킨다.In the C A3065 device, a differential amplifier current divider is used in combination with a direct current potentiometer to adjust the audio volume. In this type of circuit, relatively small changes in the gain control voltage (a few hundred mV) change the conduction state from one peak to another in the current splitter.

림버그 특허에서는, 여러회로 장치가 차동 혹은 전류분할 형태로 다이오드와 트랜지스터를 결합하는 것으로 기술되어 있다. 신호 전류는 트랜지스터의 에미터와 다이오드의 한 전극의 접합부에 공급된다. 다이오드의 도전성과 다이오드와 트랜지스터 사이의 신호전류의 최종적인 분할은 다이오드의 제 2 전극에 결합된 가변저항을 포함하는 가변직류 공급원에 의해 제어된다. 이러한 장치는 C A3065형인 두개의 트랜지스터로 된 전류분할기에 비교한 바와같이, 여러가지 특성을 보여준다. 적용할 때에는 신호 전류 공급원의 일정부하, 가변저항 제어의 세팅과 출력신호 전류의 선형관계와 예상 종단 혹은 영(Zero)이득 상태와 같은 부수적인 특성을 나타낸다. 예를들어, 상술한 하워드 특허에는, 칼라텔레비죤 수상기에 사용되는 수동크로마(manual chroma) 신호 이득제어가 설명되어 있다. 이 경우에, 차동신호 증폭기의 영전류공급은 전위차계의 세팅에 따라 변화한다. 전위차계와이퍼(wiper)는 플로워트랜지스터와 직렬저항기를 통하여 다이오드에 결합된다. 이 다이오드는 장치의 전류미러(mirror) 형태로 증폭기의 영전류공급 트랜지스터의 베이스-에미터 접합 양단에 결합된다. 이 경우에 전위차계 세팅과 증폭기 신호이득 사이의 선형관계가 얻어진다.In the Limburg patent, several circuit devices are described that combine diodes and transistors in differential or current-divided form. The signal current is supplied to the junction of the emitter of the transistor and one electrode of the diode. The conductivity of the diode and the final division of the signal current between the diode and the transistor are controlled by a variable DC source comprising a variable resistor coupled to the diode's second electrode. This device shows several characteristics, as compared to a two-transistor current splitter of type C A3065. When applied, it shows additional characteristics such as the constant load of the signal current source, the setting of the variable resistance control and the linear relationship of the output signal current and the expected termination or zero gain state. For example, in the above-mentioned Howard patent, manual chroma signal gain control used in color television receivers is described. In this case, the zero current supply of the differential signal amplifier changes in accordance with the setting of the potentiometer. A potentiometer wiper is coupled to the diode via a follower transistor and a series resistor. The diode is coupled across the base-emitter junction of the amplifier's zero-current supply transistor in the form of a device's current mirror. In this case a linear relationship between the potentiometer setting and the amplifier signal gain is obtained.

그러나 캐페시턴스와 같은 리액티브 성분을 포함하는 증폭기 트랜지스터의 임퍼딘스 특성은 전위차계 세팅이 변화함에 따라 변화할 수 있다. 제어되는 신호가 고주파(3.58MHz의 칼라부 반송파 주파수인 경우)일때, 이 임피던스변동은 중요하다. 특히 칼라텔레비죤 수상기의 크로마신호 처리장치의 전후에서, 이러한 캐패시턴스 변동은 이득 제어세팅의 기능으로 크로마신호에서 불필요한 차동위상전이를 가져온다. 만일 이 위상전이가 신호 처리장치의 한 지점에 인가되어 크로마신호가 아닌 기준 버스트(burst) 성분이 위상 변동을 일으키면 재생화면의 색상에 오차를 일으킨다.However, the impedance characteristics of an amplifier transistor that includes reactive components such as capacitance can change as the potentiometer setting changes. This impedance variation is important when the controlled signal is a high frequency (3.58 MHz color carrier frequency). In particular, before and after the chroma signal processing apparatus of the color television receiver, this capacitance variation is a function of the gain control setting, resulting in unnecessary differential phase transition in the chroma signal. If this phase transition is applied to a point of the signal processing apparatus and a reference burst component other than a chroma signal causes a phase shift, an error occurs in the color of the reproduced picture.

상술한 원인에 부가하여 색포화와 콘트라스트 제어간에 "추적(tracking)"을 갖추거나 유용 제어범위의 바람직한 부분내에 명도와 색도 구동신호를 유지하도록 신호 "화면"조정을 갖출수도 있다.In addition to the above reasons, a "tracking" may be provided between color saturation and contrast control, or a signal "picture" adjustment may be provided to keep the brightness and chromaticity drive signals within the desired portion of the useful control range.

후자형태의 장치는 제이. 아빈스와 비. 제이. 요카니스가 1975년 5월 23일에 출원한 미국 특허출원 제 588, 690 호에 기술되어 있다. 아빈스와 요카니스가 설명한 바와같이, 이러한 콘트라스트와 포화제어의 영이득 상태는 쉽게 예상할 수 있으므로 콘트라스트와 포화는 모두 화면제어가 최소 이득상태 근처에서 조정될때 모노크로마틱(mono chromatic)하거나 과포화된 영상을 갖지 않고 동시에 최소 값으로 도달한다.The latter type of device is Jay. Arbins and Rain. second. Described in US Patent Application No. 588,690, filed on May 23, 1975 by Yokanis. As described by Arvins and Yokanis, this zero-gain state of contrast and saturation control can be easily predicted, so both contrast and saturation are monochromatic or supersaturated when the screen control is adjusted near the minimum gain state. It has no image and reaches the minimum value at the same time.

본 발명에 따르면, 제어가능 이득신호 증폭기는 최소한 차동신호 증폭형태로 결합된 제 1, 제 2 및 제 3 신호 증폭장치를 포함한다. 제 1 장치는 동작전류를 나머지 두 장치에 인가하고 적어도 제 1 및 제 2 장치들은 전류이득 파라메터 β를 나타낸다. 신호입력단, 신호출력단 및 이득 제어단은 신호 증폭형태로 결합된다. 이득 제어장치는 이득 제어단에 결합하고, 전압의 선택부분이 인가되는 출력단을 갖고 있고 전원 양단에 결합된 직류전압원과 가변전압분배기를 포함한다. 제 1 및 제 2 장치의 것과 유사한 전류이득 파라메터를 나타내는 전압플로워 트랜지스터는 이득제어장치와 결합하고 이득 제어단의 결합된 출력 전극직류를 포함한다. 또한 장치는 공칭상태에서 전류 이득 파라메터의 변동을 보상하도록 제어단에 인가되는 이득제어신호를 변화시키기 위해 전압분배기의 입력단에서 폴로워 트랜지스터의 입력전극까지 직렬 결합된다.According to the invention, the controllable gain signal amplifier comprises at least first, second and third signal amplifiers coupled in differential signal amplification form. The first device applies an operating current to the other two devices and at least the first and second devices exhibit a current gain parameter β. The signal input stage, signal output stage and gain control stage are combined in the form of signal amplification. The gain control device is coupled to the gain control stage, has an output stage to which a selected portion of the voltage is applied, and includes a DC voltage source and a variable voltage divider coupled to both ends of the power supply. A voltage follower transistor exhibiting a current gain parameter similar to that of the first and second devices, is coupled with the gain control device and includes a combined output electrode direct current of the gain control stage. The device is also coupled in series from the input of the voltage divider to the input electrode of the follower transistor to change the gain control signal applied to the control stage to compensate for variations in current gain parameters in the nominal state.

이하에 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 기술하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도면을 보면, 최소한 명도와 색도신호 성분을 포함하는 합성 텔레비죤 신호는 비데오신호 처리기 10에 의해 인가된다. 명도 성분은 명도 처리기 11에 인가되는데, 명도 처리기 11은 상술한 아빈스와 요카니스 출원에서 설명한 형태인 이득 제어가능 증폭기를 포함한다. 처리기 11의 명도신호 이득은 이득 제어장치 18에 의해 세트되는데, 이득 제어장치 18은 상술한 바와같이 배치된 콘트라스트 제어 전위차계 13, "화면"제어 전위차계 14 및 광가변저항기(light dependent variable resistor)(LDR)15로 구성된다. LDR15의 작동가능과 동작 불능동작용 스위치 16도 제공된다. 화면제어기 14의 와이퍼에 인가된 정극성 제어전압은 PNP에미터 플로워트랜지스터 17을 통하여 콘트라스트 제어기 13의 일단에 인가되는데, 그 타단은 정극성 공급전압원 (+11.7V)에 결합된다.Referring to the figure, a composite television signal containing at least brightness and chroma signal components is applied by the video signal processor 10. The brightness component is applied to the brightness processor 11, which includes a gain controllable amplifier of the type described in the above-mentioned Avins and Yokanis applications. The brightness signal gain of processor 11 is set by gain controller 18, which includes contrast-controlled potentiometer 13, “screen” controlled potentiometer 14, and light dependent variable resistor (LDR) arranged as described above. 15). The LDR15's enable and disable switch 16 is also provided. The positive control voltage applied to the wiper of the screen controller 14 is applied to one end of the contrast controller 13 through the PNP emitter transistor transistor 17, the other end of which is coupled to the positive supply voltage source (+ 11.7V).

비데오 신호처리기 10에 의해 인가된 색도 신호성분은 제 1 색도 신호처리기 20에 결합된다. 그 출력은 제 2 색도 신호 처리회로 22의 단자 3에 결합된다.The chroma signal component applied by the video signal processor 10 is coupled to the first chroma signal processor 20. The output is coupled to terminal 3 of the second chroma signal processing circuit 22.

칼라 텔레비죤 수상기에서, 적당한 제 1 색도 처리기 20은 상업적으로 유용한 알·씨·에이 코포레이숀 C A3126 직접회로와 그 구성부분품에 의해 구성된다. 직접회로 형태로 구성할 수 있는 제 2 색도 처리회로 22는 이하 설명될 이득 제어가능 증폭기에 추가하여 적당한 색도 신호 복조회로(도시하지 않음)를 포함한다.In a color television receiver, a suitable first color processor 20 is constructed by a commercially available R.C.Coporsion C A3126 integrated circuit and its components. The second chromaticity processing circuit 22, which can be configured in an integrated circuit form, includes an appropriate chromaticity signal demodulation circuit (not shown) in addition to the gain controllable amplifier described below.

도시된 증폭기는 저항기 26에 의해 단자 3에 신호입력(베이스)전극이 결합된 제 1 트랜지스터를 포함한다. 트랜지스터 24의 주전류 도전로(콜렉터-에미터)는 감소저항기 28을 통하여 또 다른 저항기 30에 결합되고, 이 저항기은 30, 단자 5를 통하여 기준 혹은 접지 전위에 결합된다. 접지단 5와 B+공급단 12 사이에 결합된 외부 전압공급원(+11.7V)과 결합된 저항기 30이 트랜지스터 24에 대한 영동작전류원을 제공하고, 증폭기의 나머지 부분은 이하 설명한다.The illustrated amplifier includes a first transistor having a signal input (base) electrode coupled to terminal 3 by a resistor 26. The main current conduction path (collector-emitter) of transistor 24 is coupled to another resistor 30 through reduction resistor 28, which is coupled to a reference or ground potential via terminal 30, terminal 5. Resistor 30 coupled with an external voltage source (+11.7 V) coupled between ground stage 5 and B + supply stage 12 provides a zero operating current source for transistor 24, with the remainder of the amplifier described below.

제 2 트랜지스터 32와 반도체 정류기 장치 혹은 다이오드 34로 구성된 전류분배기 회로는 트랜지스터 24의 콜렉터에 결합된다. 트랜지스터 32에 베이스-에미터 접합과 다이오드 34는 트랜지스터 24내의 콜렉터 전류의 흐름에 관련해서 동일한 방향으로 극성을 갖는다. 다이오드 34는 콜렉터가 베이스와 쇼트된 것 이외에는 트랜지스터 32와 같은 트랜지스터로서 제조된다. 이 두개장치의 도전특성은 실제로 정합된다.A current divider circuit consisting of a second transistor 32 and a semiconductor rectifier device or diode 34 is coupled to the collector of transistor 24. The base-emitter junction and transistor 34 in transistor 32 are polarized in the same direction with respect to the flow of collector current in transistor 24. Diode 34 is fabricated as a transistor, such as transistor 32, except that the collector is shorted with the base. The conductive characteristics of these two devices are actually matched.

직렬접속저항기 36과 38로 도시된 출력부하회로는 트랜지스터 32의 콜렉터와 동작전원사이에 결합하고, 그 세부설명은 이하에 설명한다. 증폭된 크로마 출력신호는 그에 따른 복조기 회로(도시하지 않음)에 결합되도록 출력단 40에 인가된다.The output load circuit shown in series connection resistors 36 and 38 is coupled between the collector of transistor 32 and the operating power supply, the details of which will be described below. The amplified chroma output signal is applied to output stage 40 to be coupled to a demodulator circuit (not shown) accordingly.

트랜지스터 24와 32의 캐스코드 결합과 관련된 신호이득은 B+공급원과 접지단 사이의 신호처리회로 22에 결합된 전위차계 혹은 가변전압 분배저항기 42에 의해 제어된다. 저항기 42는 도시한 바와같이 단부한계 저항기 44와 이득제어회로장치 18을 통하여 접지로 귀환된다. 전위차계 42의 와이퍼암은 저항기 19와 단자 2를 통하여 회로 22내의 제 3 트랜지스터 46의 베이스에 직류 결합된다. 저항기 19는 전류분할기의 차단점상에서 회로 22내에 포함된 트랜지스터들의 β 변동영향을 감소시키는 작용을 한다. 직접제어전류는 직렬저항기 52를 통하여 트랜지스터 46의 에미터에서 다이오드 34에 인가된다. 캐퍼시턴스 54를 포함하는 신호 바이패스 회로는 단자 4에서 접지로 결합되고, 단자 4는 회로 22내에서 저항기 52와 다이오드 34의 접합부에 결합된다.The signal gain associated with the cascode coupling of transistors 24 and 32 is controlled by a potentiometer or variable voltage divider 42 coupled to the signal processing circuit 22 between the B + source and the ground terminal. Resistor 42 is fed back to ground through end limit resistor 44 and gain control circuit 18, as shown. The wiper arm of potentiometer 42 is DC coupled via resistor 19 and terminal 2 to the base of third transistor 46 in circuit 22. Resistor 19 serves to reduce the β fluctuation effect of transistors included in circuit 22 at the break point of the current splitter. Direct control current is applied to diode 34 at the emitter of transistor 46 through series resistor 52. The signal bypass circuit comprising capacitance 54 is coupled to ground at terminal 4 and terminal 4 is coupled to the junction of resistor 52 and diode 34 in circuit 22.

바이어스 전위와 전류는 단자 12(B+)와 5(접지)사이에 접속된 다수의 전압 분배기 회로 56에 의해 상술한 증폭기 장치에 인가된다. 특히 베이스 바이어스는 저항기 62, 64, 66과 보상 다이오드 68, 70으로 구성된 전압 분배기에 의해 저항기 58과 플로워 트랜지스터 60을 통하여 제 1 트랜지스터 24에 인가된다. 폴로워트랜지스터 60의 베이스는 저항기 64와 66의 접합부에 결합된다. 베이스 바이어스 전압은 제 2 폴로워 트랜지스터 72에 의해 트랜지스터 32에 인가되는데, 트랜지스터 72의 베이스는 저항기 62, 64의 접합부에 결합된다. (예를들어 트랜지스터 60의 베이스 보다 약 Vbe만큼 높다). 적당한 B+(콜렉터 공급) 전압은 제 3 폴로워 트랜지스터 74에 의해 트랜지스터 32와 72에 인가된다. 트랜지스터 74의 베이스는 분배 저항기 76과 78의 접합분에 결합되고 그 직렬 결합점은 제너 다이오드 80양단에 결합된다. 전류는 저항기 80과 다이오드 86을 통하여 공급단 12로 부터 제너 다이오드 80에 인가된다.The bias potential and current are applied to the amplifier device described above by a plurality of voltage divider circuits 56 connected between terminals 12 (B +) and 5 (ground). In particular, the base bias is applied to the first transistor 24 through the resistor 58 and the follower transistor 60 by a voltage divider consisting of resistors 62, 64, 66 and compensation diodes 68, 70. The base of the follower transistor 60 is coupled to the junction of resistors 64 and 66. The base bias voltage is applied to transistor 32 by a second follower transistor 72 where the base of transistor 72 is coupled to the junction of resistors 62 and 64. (Eg about V be higher than the base of transistor 60). The appropriate B + (collector supply) voltage is applied to transistors 32 and 72 by third follower transistor 74. The base of transistor 74 is coupled to the junction of distribution resistors 76 and 78 and its series coupling point is coupled across the zener diode 80. Current is applied to the zener diode 80 from supply stage 12 via resistor 80 and diode 86.

저항기 88과 90으로 구성된 제 2 분배기는 제너다이오드 80 양단에 결합된다. 저항기 88과 90의 접합부는 동작 콜렉터 전압을 트랜지스터 60에 인가하도록 배치된 폴로워트랜지스터 92에 결합된다.A second distributor consisting of resistors 88 and 90 is coupled across the zener diode 80. The junction of resistors 88 and 90 is coupled to a follower transistor 92 arranged to apply an operating collector voltage to transistor 60.

증폭기는 단자 41에서 반대위상 출력신호를 제공하는 이외에 상술한 바와같은 증폭기 전류분할기 형태를 포함한다. 즉, 전류원 저항기 30은 저항기 29, 차동증폭기가 되는 트랜지스터 24와 25를 통하여 트랜지스터 25의 에미터-콜렉터 통로에 결합된다. 트랜지스터 25의 콜렉터는 트랜지스터 33과 다이오드 35로 구성된 제 2 전류분할기에 결합된다. 직렬접속부하 저항기 37과 39는 트랜지스터 33의 콜렉터에 결합되고 출력단 41은 저항기 37과 39의 접합부에 인가된다. 다이오드 35와 34의 같은 전극(즉 애노드)은 저항기 52에 공통 접속된다. 또한, 트랜지스터 32와 33의 베이스는 폴로워트랜지스터 72의 에미터에 인가된 바이어스 전압에 공통 결합된다.The amplifier includes an amplifier current divider type as described above in addition to providing an antiphase output signal at terminal 41. That is, current source resistor 30 is coupled to emitter-collector path of transistor 25 through resistor 29, transistors 24 and 25, which are differential amplifiers. The collector of transistor 25 is coupled to a second current divider consisting of transistor 33 and diode 35. Series connection load resistors 37 and 39 are coupled to the collector of transistor 33 and output 41 is applied to the junction of resistors 37 and 39. The same electrode (ie anode) of diodes 35 and 34 is commonly connected to resistor 52. In addition, the bases of transistors 32 and 33 are commonly coupled to the bias voltage applied to the emitter of the follow transistor 72.

트랜지스터 25의 베이스는 저항기 58의 값과 같은 저항기 59에 의해 폴로워 트랜지스터 60의 에미터에 결합된다. 저항기 94는 트랜지스터 60의 에미터에서 단자 5(접지)에 결합된다.The base of transistor 25 is coupled to the emitter of follower transistor 60 by a resistor 59 equal to the value of resistor 58. Resistor 94 is coupled to terminal 5 (ground) at the emitter of transistor 60.

우선 이득 제어회로 18과 저항기 19를 무시하고, 도면에 도시한 구성품 값에 일치하며 +11.7볼트의 B+전압공급에 일치하는 동작 파라메터에 대해 설명하겠다. 이 경우에 예를들어, 약 1.2mA정도의 공칭동작전류는 저항기 30을 통하여 제공된다. 입력신호가 없으면, 이 전류는 똑같이 바이어스된 트랜지스터 24와 25사이에 균일하게 분할된다. 만일 이득제어 조정 전위차계 42가 하나의 한계(저항기 44에 접속되어)로 세트되면, 구성품 값들은 트랜지스터 46이 유효하게 차단되고 저항기 52와 다이오드 34, 35내에 전류가 흐르지 않도록 배치된다. 이 경우 NPN트랜지스터의 콜렉터와 에미터 전류간의 작은차를 무시하면, 트랜지스터 24와 25의 콜렉터전류는 각각 트랜지스터 32와 33내로 흐른다. 트랜지스터 32와 33은 그연관된 트랜지스터 24와 25로 캐스코드(cascode)신호 증폭기를 형성하고 공통 베이스형태로 동작한다. 이러한 장치는 낮을 콜렉터-베이스 궤한 캐패시턴스의 매우 바람직한 효과를 제공하고 전위차계 42가 변동함에 따라 출력단 40과 41에서 신호의 위상전이에 실제적인 변동이 없다. 전위차계 42의 이러한 세팅에 따라 저항기 30으로부터의 영전류의 반은 각부하 회로로 흐르고 전원 20에서 인가된 신호에 대한 최대 이득이 제공된다.Ignoring the gain control circuit 18 and the resistor 19, the following describes the operating parameters that correspond to the component values shown in the figure and correspond to the B + voltage supply at +11.7 volts. In this case, for example, a nominal operating current of about 1.2 mA is provided through resistor 30. Without an input signal, this current is divided evenly between equally biased transistors 24 and 25. If gain control adjustment potentiometer 42 is set to one limit (connected to resistor 44), component values are arranged such that transistor 46 is effectively shut off and no current flows in resistor 52 and diodes 34 and 35. In this case, neglecting the small difference between the collector and emitter current of the NPN transistor, the collector currents of transistors 24 and 25 flow into transistors 32 and 33, respectively. Transistors 32 and 33 form cascode signal amplifiers with their associated transistors 24 and 25 and operate in a common base form. This device provides a very desirable effect of low collector-base feedback capacitance and there is no practical variation in the phase transition of the signal at outputs 40 and 41 as potentiometer 42 changes. According to this setting of potentiometer 42, half of the zero current from resistor 30 flows into each load circuit and provides the maximum gain for the signal applied at power source 20.

전위차게 42의 와이퍼암이 B+단으로 이동함에 따라, 트랜지스터 46은 도전상태가 되기 시작한다. 트랜지스터 46의 베이스에서의 전압이 전류분할기의 트랜지스터 32와 33의 베이스에 인가된 바이어스 전압에 접근할때 트랜지스터 46은 도전상태가 된다. 회로 파라메터를 선택하므로서, 전위차계 42가 대략 B+로 세트될때, 다이오드 34와 35 모두 저항기 30을 통하여 인가된 영동작전류를 도통시키도록 배열되므로, 트랜지스터32와 33을 차단시켜 단자 40과 41에 출력신호를 인가시키지 않는다. 와이퍼가 전위차계 42의 B+단에 있을때, 회로동작에서 난측 가능성이나 데드스폿트(dead spot)의 가능성을 감소시키기 위하여 최대 감쇄를 시키는 것이 바람직하다. 따라서 저항기 30을 거치는 전체전류(약 1.2mA)와 저항값의 곱이 B +전압-트랜지스터 46의 베이스-에미터전압(Vbe)-트랜지스터 32와 33의 베이스 바이어스 전압값보다 약간 크게(약 수백mV정도 크게)되도록 저항기 52의 값을 결정해야 한다.As the wiper arm of potential difference 42 moves to the B + end, transistor 46 begins to become a conductive state. Transistor 46 becomes conductive when the voltage at the base of transistor 46 approaches the bias voltage applied to the bases of transistors 32 and 33 of the current divider. By selecting the circuit parameters, when the potentiometer 42 is set to approximately B +, both diodes 34 and 35 are arranged to conduct the zero operating current applied through the resistor 30, so that the transistors 32 and 33 are blocked to output signals to the terminals 40 and 41. Do not apply When the wiper is at the B + end of potentiometer 42, it is desirable to provide maximum attenuation to reduce the likelihood of difficulty or dead spots in circuit operation. Therefore, the product of the total current through the resistor 30 (approximately 1.2 mA) and the resistance value is slightly larger than the base-emitter voltage (V be ) of transistor B + voltage-transistor 46-the base bias voltage values of transistors 32 and 33 (about several hundred mV). The value of resistor 52 should be determined.

트랜지스터 32와 33의 차단이나 다이오드 34와 35의 차단에 따라 중간정도로 전위차계 42를 세트시키면, 상술한 증폭기의 전압이득은 전위차계 42의 회전에 대해 선형적인 방법으로 변동하게 된다.If the potentiometer 42 is set to an intermediate level with the interruption of the transistors 32 and 33 or the interruption of the diodes 34 and 35, the voltage gain of the amplifier described above is varied in a linear manner with respect to the rotation of the potentiometer 42.

상술한 회로에 대해 이득 위어회로 18의 관계와 저항 19의 중요성을 고려해야 한다.For the circuit described above, the relationship between the gain weir circuit 18 and the importance of the resistor 19 should be taken into account.

이득제어회로 18을 조정할때, 스위치 16은 화면 특성의 수동세팅에 따라 도시한 위치에 배치된다. 화면제어기 14는 그 최저범위(접지전위)로 세트되고, 콘트라스트제어기 13은 바람직한 최대 명도 신호 이득(콘트라스트)을 제공하도록 조정된다. 이때 색포화 제어기 42는 색포화를 바람직한 정도로 갖추도록 조정된다. 그후에 화면제어기 14가 최고범위 (11.7볼트)로 조정됨에 따라 명도와 색도가 동시에 같은 비례로 영레벨로 조정된다. 스위치 16을 다른 위치로 스위칭 시키면 LDR15가 회로내에 들어가게 되므로 색포화와 콘트라스트가 아빈스와 요카니스 특허출원에서 설명된 바와같은 포위광 상태에 응답하게 한다.When adjusting the gain control circuit 18, the switch 16 is placed in the position shown according to the manual setting of the screen characteristics. The screen controller 14 is set to its lowest range (ground potential), and the contrast controller 13 is adjusted to provide the desired maximum brightness signal gain (contrast). At this time, the color saturation controller 42 is adjusted to have a sufficient degree of color saturation. After that, as the display controller 14 is adjusted to the maximum range (11.7 volts), brightness and chromaticity are simultaneously adjusted to zero level in the same proportion. Switching switch 16 to a different position causes LDR15 to enter the circuit, causing color saturation and contrast to respond to an ambient light condition as described in the Arvins and Yokanis patent applications.

전위차계 14의 선정된 세팅을 하기 위해서 명도와 색도 신호이득을 모두 영으로 하게하는 것이 바람직하다. 그러나, 도시한 색도 신호증폭기와 연관된 차단점은 포함된다 트랜지스터의 β에 따라 일정 범위에 속하게 되는 것을 알 수 있었다. 예를들어, 트랜지스터 24와 25가 비교적 낮은 β(30-40)를 보여주는 상태에서, 베이스-에미터 전압 강하는 트랜지스터 β가 큰(150-180) 경우보다 커지고 저항기 30에 흐르는 전류는 작아진다. 낮은 β 트랜지스터는 주어진 에미터 전류를 발생시키기 위해 보다 큰 베이스 전류를 필요로 하므로 이러한 낮은 β장치는 저항기 58과 59 양단의 큰 전압강하 때문에 저항기 30내에 낮은 전류가 흐르게 한다.In order to make the selected setting of potentiometer 14, it is desirable to have both brightness and chroma signal gain zero. However, the breakpoints associated with the chroma signal amplifiers shown are included. For example, with transistors 24 and 25 showing relatively low β (30-40), the base-emitter voltage drop is greater than when transistor β is large (150-180) and the current flowing through resistor 30 is small. Since the low β transistor requires a larger base current to generate a given emitter current, this low β device causes a low current to flow in resistor 30 due to the large voltage drop across resistors 58 and 59.

이와같이, 낮은 β 트랜지스터가 회로내에 포함될때, 트랜지스터 32와 33은 공칭 차단값(11.7볼트)보다 작은 제어 전압입력에서 차단된다. 그러나 명도 처리기 11은 전위차계 14가 그 종단점으로 조정될때까지 명도 신호 이득을 제공하도록 예상된다. 이 경우에, 화면제어기 14는 명도 이득보다 빠르게 색도 이득을 감소시키므로, 제어기 14의 일정세팅을 위해 비교적 불포화된 화면을 제공한다. 트랜지스터 46의 베이스 회로내의 저항기 19는 이 바람직하지 않은 효과를 제거한다.As such, when a low β transistor is included in the circuit, transistors 32 and 33 are cut off at the control voltage input less than the nominal cutoff value (11.7 volts). However, brightness processor 11 is expected to provide a brightness signal gain until potentiometer 14 is adjusted to its endpoint. In this case, the screen controller 14 reduces the chroma gain faster than the brightness gain, thus providing a relatively unsaturated screen for a constant setting of the controller 14. Resistor 19 in the base circuit of transistor 46 eliminates this undesirable effect.

각각의 트랜지스터 24, 25 및 46이 높은 β 트랜지스터 일때, 비교적 낮은 베이스전류가 저항기 19를 통하여 흐르고 색제어기 42의 와이퍼에서의 전압은 트랜지스터 46의 베이스에 비감쇄로 결합된다. 만일 트랜지스터 46, 24 및 25가 낮은 β장치라면, 저항기 19를 통하여 흐르는 베이스 전류는 제어기 42의 와이퍼에서 트랜지스터 46의 베이스까지 결합된 전압을 강하시킨다. 이 전압강하는 제어기 42의 와이퍼가 11.7볼트 혹은 그 근처에 있을때 트랜지스터 32와 33내에서 예상한 소전류의 차단을 갖추도록 적당한 방향으로 일어난다. 저항기 19의 값은 유효 차단전압내에서 바람직한 만큼 인가되도록 선정된다.When each of transistors 24, 25, and 46 is a high β transistor, a relatively low base current flows through resistor 19 and the voltage at the wiper of color controller 42 is unattenuated to the base of transistor 46. If transistors 46, 24 and 25 are low β devices, the base current flowing through resistor 19 drops the coupled voltage from the wiper of controller 42 to the base of transistor 46. This drop occurs in the proper direction to provide the expected small current interruption in transistors 32 and 33 when the wiper of controller 42 is at or near 11.7 volts. The value of resistor 19 is chosen to be applied as desired within the effective breaking voltage.

회로 22가 모노리딕 접적형태로 구성되면, 이러한 회로의 주어진 웨이퍼는 모두 같은 β특성을 가진 다수의 트랜지스터를 포함한다.If circuit 22 is configured as monolithic, then a given wafer of such a circuit includes multiple transistors all having the same β characteristics.

트랜지스터 24, 32와 25, 33의 캐스코드 접속은 공칭칼라 신호(2-4 MHz)의 주파수 범위내에서 우수한 응답특성을 제공한다. 더구나, 이 회로는 전위차계 42의 세팅이 변동함에 따라 낮은 차등 위상전이의 바람직한 특성을 제공한다. 다이오드 34와 트랜지스터 32의 결합 임피던스나 다이오드 35와 트랜지스터 33의 결합임피던스는 전위차계 42가 변동함에 따라 일정해진다.The cascode connections of transistors 24, 32 and 25, 33 provide good response in the frequency range of the nominal color signal (2-4 MHz). Moreover, this circuit provides the desirable characteristics of low differential phase transition as the setting of potentiometer 42 varies. The coupling impedance of diode 34 and transistor 32 or the coupling impedance of diode 35 and transistor 33 is constant as potentiometer 42 changes.

최대이득상태(전위차계 14와 42와이퍼가 접지접속)는 전위차계 42의 전체저항에 관련해서 중단저항기44의 저항값을 선택함으로서 결정되므로 최소 전위차계 출력전압은 트랜지스터 32와 33의 베이스 바이어스 전압과 대략 같게 된다.The maximum gain state (potentiometers 14 and 42 wipers connected to ground) is determined by selecting the resistance value of the break resistor 44 relative to the total resistance of the potentiometer 42, so the minimum potentiometer output voltage is approximately equal to the base bias voltage of transistors 32 and 33. .

트랜지스터 24와 25와 연관된 부하회로의 대칭성때문에, 단일 제어 전위차계 42는 단자 40과 41에서의 출력상에 동일한 영향을 제공한다. 결과적인 이득이 제어된 푸쉬플(push-pull)출력신호는 그 다음 복조회로 (도시하지 않음)에 적용하는데 바람직하다.Because of the symmetry of the load circuits associated with transistors 24 and 25, a single control potentiometer 42 provides the same effect on the output at terminals 40 and 41. The resulting gain-controlled push-pull output signal is then preferably applied to a demodulation circuit (not shown).

사용자가 작동한 포화제어에 부가하여, 자동제어회로에 의해 인가된 제어직류는 단자 4에 결합되어 신호이득을 변동시킬 수 있다. 예를들어, 칼라텔레비죤 수상기의 부속 명도 채널(도시하지 않음)내에 낮은 휘도 영상 정보가 나타날때 크로마신호 증폭기를 차단시키도록 바이어스 하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 충분한 직류가 다이오드 34와 35를 온(on)으로 바이어스 시키고, 또한 트랜지스터32와 35를 오프(off)로 바이어스 시키도록 단자 4에 인가되므로, 낮은 휘도화면에 크로마 "잡음"이 생기는 것을 감소시킨다.In addition to the user-activated saturation control, a control current applied by the automatic control circuit can be coupled to terminal 4 to vary the signal gain. For example, it is desirable to bias the chroma signal amplifier to shut off when low luminance image information appears in an accessory brightness channel (not shown) of the color television receiver. In this case, a sufficient direct current is applied to terminal 4 to bias diodes 34 and 35 on and also to bias transistors 32 and 35 off, resulting in chroma "noise" on the low luminance screen. To reduce that.

본 발명 범위를 이탈하지 않고도 도시한 장치를 수정 및 추가 할 수 있다. 예를들어 PNP 폴로워가 전위차계 42와 트랜지스터 46의 베이스에 삽입되어 상기제어 장치의 온도특성을 개선 시킬수 있다. 또 단자 4에 접속된 신호 바이패스 캐패시터 54가 접지에 대한 유효임피던스를 감소시키기 위해 크로마 주파수에서 직렬 공진될수 있다. 상술한 바와같이, 저항기 19는 트랜지스터의 β가 제어될 수 있는 경우를 방지한다.Modifications and additions to the illustrated devices can be made without departing from the scope of the present invention. For example, a PNP follower can be inserted into the base of potentiometer 42 and transistor 46 to improve the temperature characteristics of the control device. In addition, the signal bypass capacitor 54 connected to terminal 4 can be resonated in series at the chroma frequency to reduce the effective impedance to ground. As described above, the resistor 19 prevents the case where the beta of the transistor can be controlled.

Claims (1)

본문에 상술하고 도면에 도시한 바와같이, 신호원에서 신호를 증폭시키고 직류 전압원에 의해 여기되는 것으로써, 상기신호원(20)에 결합된 신호입력전극이 있는 제 1 트랜지스터(24)와 제 2 및 제 3 전극들을 포함한 주전류도전로를 포함하는 제 1 신호 증폭단과, 상기 제 2 전극에 결합된 영동작 전류원(30)을 포함하고 있는 제어가능 이득 신호증폭기에 있어서, 상기 제 1 트랜지스터(24)의 상기 제 3 전극에 결합된 주전료 도전로를 갖고있는 제 1 반도체정류기장치(34)와 제 2 트랜지스터(32); 상기 제 2 트랜지스터(32)의 상기 주전류 도전로에 결합된 출력 부하회로(36, 38); 상기 제 1 정류기(34)와 상기 제 2 트랜지스터(32)을 통하는 전류 흐름을 변화시키기 위해 상기 제 1 정류기 장치(34)에 직결되어 있고, 직류 전압원(B+)양단에 결합된 가변 전압 분배기(42, 44)를 포함하며, 상기 전압의 선택된 부분이 있는 출력단자를 갖고 있는 이득 제어장치(42, 44, 46, 52); 및 상기 출력 단자와 에미터 전극에 직결된 베이스 전극을 갖고 있는 제 3 트랜지스터(46)를 포함하고 상기 장치에 가변직류를 인가하기 위해 상기 출력단자와 상기 제 1 정류기장치(34)사이에 직결된 저항(19, 52)를 포함하는 결합장치(19, 46, 52)들을 특징으로 하는 제어가능 이득신호 증폭기.As described above and shown in the figures, the first transistor 24 and the second transistor having a signal input electrode coupled to the signal source 20 by amplifying the signal at the signal source and excited by a DC voltage source. And a first signal amplifying stage including a main current conduction path including third electrodes, and a zero operating current source 30 coupled to the second electrode. A first semiconductor rectifier device (34) and a second transistor (32) having a main charge conductive path coupled to said third electrode; An output load circuit (36, 38) coupled to the main current conductive path of the second transistor (32); Variable voltage divider 42 directly connected to the first rectifier device 34 and coupled across a direct current voltage source B + for varying the current flow through the first rectifier 34 and the second transistor 32. A gain control device (42, 44, 46, 52) having an output terminal with a selected portion of said voltage; And a third transistor 46 having a base electrode directly connected to the output terminal and the emitter electrode, the third transistor 46 being directly connected between the output terminal and the first rectifier device 34 for applying variable DC to the device. A controllable gain signal amplifier characterized by coupling devices (19, 46, 52) comprising resistors (19, 52).
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