JPH04310014A - Signal waveform processor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、波形処理装置に関し、
特に、映像信号の立上り部分および立下り部分の波形の
なまりを改善するための波形処理装置に関する。[Field of Industrial Application] The present invention relates to a waveform processing device.
In particular, the present invention relates to a waveform processing device for improving waveform distortion in the rising and falling portions of a video signal.
【0002】0002
【従来の技術】近年、VTR(ビデオテープレコーダ)
等の磁気記録再生装置における信号処理技術の進歩にと
もない、広い周波数帯域の映像信号を、記録媒体に記録
したり記録媒体から再生したりすることができるように
なってきた。映像信号の記録および再生を行なう磁気記
録再生装置においては、映像信号がFM変調されFM変
調された映像信号が磁気テープに記録される。FM変調
された信号(以下、単にFM信号と呼ぶ)には、これが
伝達される伝達系において、高帯域ほど多くのノイズが
混入する。すなわち、VTRにおいて、FM変調された
映像信号(以下、FM映像信号と呼ぶ)の磁気テープへ
の記録および磁気テープからの再生の際にテープ・ヘッ
ド系において、FM映像信号に混入するノイズはFM映
像信号の高帯域部分ほど目立つ。[Background Art] In recent years, VTR (video tape recorder)
With the advancement of signal processing technology in magnetic recording and reproducing devices such as the above, it has become possible to record video signals in a wide frequency band on and reproduce them from recording media. In a magnetic recording and reproducing apparatus that records and reproduces video signals, the video signal is FM-modulated and the FM-modulated video signal is recorded on a magnetic tape. An FM modulated signal (hereinafter simply referred to as an FM signal) is mixed with more noise in a transmission system in which the signal is transmitted, the higher the frequency band. In other words, in a VTR, when an FM-modulated video signal (hereinafter referred to as an FM video signal) is recorded on a magnetic tape and played back from the magnetic tape, the noise mixed into the FM video signal is generated by the FM video signal in the tape head system. The higher the frequency band of the video signal, the more noticeable it becomes.
【0003】そこで、このような磁気記録再生装置にお
いてFM変調器の前段に、FM信号の高帯域部分の利得
を高くする(エンファシスをかける)ことによって映像
信号の高帯域成分を強調するプリエンファシス回路が設
けられる。これによって、磁気テープから再生されたF
M映像信号を復調して得た映像信号において高帯域部分
でのノイズが目立たなくなる。[0003] Therefore, in such a magnetic recording/reproducing device, a pre-emphasis circuit is installed before the FM modulator to emphasize the high-band components of the video signal by increasing the gain (applying emphasis) to the high-band portions of the FM signal. is provided. As a result, the F
In the video signal obtained by demodulating the M video signal, noise in the high band portion becomes less noticeable.
【0004】しかしながら、映像信号は、エンファシス
をかけられることによって、その立上り部分および立下
り部分に鋭いオーバーシュートを生じる。図7(a)は
、エンファシスによってオーバーシュートが生じた映像
信号の波形の一例を示す図である。図7(a)を参照し
て、映像信号の立上り部分に生じたオーバーシュートS
1によって、映像信号の立上り部分のレベルが必要以上
に大きくなり本来の波形を崩す。同様に、映像信号の立
下り部分に生じたオーバーシュートS2によって、映像
信号の立下り部分のレベルは必要以上に低くなり、本来
の波形を崩す。一方、FM変調器は、所定の搬送波の周
波数を、入力される信号のレベルに応じた分だけ変化さ
せる。このため、FM変調器に入力される映像信号のレ
ベルが正方向または負方向に大きく変化すると、これに
応答して、FM変調器の出力周波数の搬送波周波数から
のずれは映像信号の本来のレベルに対応するものよりも
大きくなる、いわゆる過変調が生じる。このような過変
調を防ぐには、プリエンファシス回路から出力された映
像信号のうちエンファシスによるオーバーシュート部分
を除去する必要がある。However, when a video signal is emphasized, sharp overshoots occur in its rising and falling parts. FIG. 7A is a diagram showing an example of a waveform of a video signal in which overshoot has occurred due to emphasis. Referring to FIG. 7(a), overshoot S occurring at the rising edge of the video signal
1, the level of the rising edge of the video signal becomes higher than necessary, destroying the original waveform. Similarly, due to the overshoot S2 occurring in the falling portion of the video signal, the level of the falling portion of the video signal becomes lower than necessary, destroying the original waveform. On the other hand, an FM modulator changes the frequency of a predetermined carrier wave by an amount corresponding to the level of an input signal. Therefore, if the level of the video signal input to the FM modulator changes significantly in the positive or negative direction, in response, the deviation of the output frequency of the FM modulator from the carrier frequency will change to the original level of the video signal. A so-called overmodulation occurs, which is larger than the corresponding one. To prevent such overmodulation, it is necessary to remove the overshoot portion due to emphasis from the video signal output from the pre-emphasis circuit.
【0005】そこで、VTRなどにおいて、プリエンフ
ァシス回路とFM変調器との間には、入力信号の最大振
幅を所定値に補正するためのクリップ回路が設けられる
。クリップ回路は、与えられる映像信号のうち所定の基
準レベル以上のレベルを有する部分を除去するホワイト
クリップおよび与えられる映像信号のうち所定の基準レ
ベル以下の部分を除去するダーククリップを行なう。
図7(b)は、図7(a)で示される波形の映像信号に
対してホワイトクリップおよびダーククリップを施した
場合に得られる映像信号の波形を示す図である。図7(
a)および(b)を参照して、クリップされた映像信号
は、ある基準レベルAよりも高いレベルの信号成分およ
び、ある基準レベルBよりも低いレベルの信号成分を含
まない。基準レベルAおよびBはそれぞれ、ホワイトク
リップレベルおよびダーククリップレベルとよばれる。
通常、VHS方式のVTR等の磁気記録再生装置におい
ては、磁気記録媒体に正確に記憶され得るFM周波数の
最大値および最小値に制限があるため、同期信号の先端
部のレベル(黒レベル)から下側の基準レベルBまでの
幅が、白レベルから上側の基準レベルAまでの幅よりも
狭く設定される。このため、FM変調される前の映像信
号において立下り部分の信号成分が欠落しやすい。
図8は、クリップによって映像信号の立下り部分に生じ
る情報欠落のようすを示す波形図である。たとえば、図
8(a)に示されるような、エンファシスによるオーバ
ーシュートではない高レベルの信号成分S3および低レ
ベルの信号成分S4を含む映像信号がクリップ回路に入
力された場合を想定する。このような場合、前記高レベ
ルの信号成分のうちホワイトクリップレベルAを越える
部分は少ないのに対し、前記低レベルの信号成分のうち
ダーククリップBを越える部分は多い。したがって、ク
リップによって前記低レベルの信号成分の多くが除去さ
れる。そして、クリップされた映像信号(図8(b))
における立上り部分の波形はクリップされる前の映像信
号におけるそれとあまり変わらないのに対し、クリップ
された映像信号における立下り部分の波形はクリップさ
れる前の映像信号におけるそれがかなりなまったものと
なる。そこで、このようなクリップによって映像信号の
立下り部分に生じる情報欠落にともなう映像信号波形の
なまりを改善するための波形処理回路が従来よりクリッ
プ回路の後段に設けられている。[0005] Therefore, in a VTR or the like, a clip circuit is provided between a pre-emphasis circuit and an FM modulator for correcting the maximum amplitude of an input signal to a predetermined value. The clipping circuit performs white clipping, which removes a portion of the applied video signal having a level equal to or higher than a predetermined reference level, and dark clipping, which removes a portion of the applied video signal having a level lower than a predetermined reference level. FIG. 7(b) is a diagram showing the waveform of a video signal obtained when white clipping and dark clipping are applied to the video signal having the waveform shown in FIG. 7(a). Figure 7 (
Referring to a) and (b), the clipped video signal does not include signal components at a level higher than a certain reference level A and signal components at a level lower than a certain reference level B. Reference levels A and B are called white clip level and dark clip level, respectively. Normally, in magnetic recording and reproducing devices such as VHS VTRs, there are limits to the maximum and minimum values of the FM frequency that can be accurately stored on the magnetic recording medium. The width from the lower reference level B is set narrower than the width from the white level to the upper reference level A. For this reason, signal components in the falling portion of the video signal before FM modulation are likely to be lost. FIG. 8 is a waveform diagram showing how information is lost at the falling edge of a video signal due to clipping. For example, assume that a video signal including a high-level signal component S3 and a low-level signal component S4, which are not caused by overshoot due to emphasis, is input to the clip circuit as shown in FIG. 8(a). In such a case, a portion of the high-level signal component that exceeds the white clip level A is small, whereas a portion of the low-level signal component that exceeds the dark clip level B is large. Clipping therefore removes many of the low level signal components. Then, the clipped video signal (Fig. 8(b))
The waveform of the rising portion of the clipped video signal is not much different from that of the video signal before being clipped, whereas the waveform of the falling portion of the clipped video signal is considerably distorted from that of the video signal before clipping. . Therefore, a waveform processing circuit has conventionally been provided at a subsequent stage of the clipping circuit to improve the dullness of the video signal waveform due to the lack of information that occurs in the falling portion of the video signal due to such clipping.
【0006】図6は、この種の波形のなまりを改善する
ために用いられる従来の波形処理回路を示す回路図であ
る。図6を参照して、この波形処理回路は、差動増幅器
を構成する、NPN型トランジスタ31および32と定
電流源33および34と抵抗器35および36とを含む
。定電流源33および34はそれぞれ、トランジスタ3
1および32のエミッタに接続される。トランジスタ3
1のコレクタは、直接電源端子11に接続され、トラン
ジスタ32のコレクタは抵抗器36を介して電源端子1
1に接続される。抵抗器35は、トランジスタ31のエ
ミッタとトランジスタ32のエミッタとの間に接続され
る。この波形処理回路は、さらに、抵抗器35と並列に
接続される、キャパシタ37およびダイオード38の直
列接続を含む。トランジスタ31および32のベースは
それぞれ、バイアス電圧源21および22によって所定
の基準電位Vrefにバイアスされる。この波形処理回
路への入力信号はトランジスタ31のベースに与えられ
、この波形処理回路の出力はトランジスタ32のコレク
タから出力端子13に取出される。図6において、この
波形処理回路への入力信号は交流信号源12から出力さ
れるものとする。FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional waveform processing circuit used to improve this type of waveform distortion. Referring to FIG. 6, this waveform processing circuit includes NPN transistors 31 and 32, constant current sources 33 and 34, and resistors 35 and 36, which constitute a differential amplifier. Constant current sources 33 and 34 are connected to transistor 3, respectively.
1 and 32 emitters. transistor 3
The collector of transistor 32 is directly connected to power supply terminal 11, and the collector of transistor 32 is connected to power supply terminal 1 through resistor 36.
Connected to 1. Resistor 35 is connected between the emitter of transistor 31 and the emitter of transistor 32. The waveform processing circuit further includes a series connection of a capacitor 37 and a diode 38 connected in parallel with the resistor 35. The bases of transistors 31 and 32 are biased to a predetermined reference potential Vref by bias voltage sources 21 and 22, respectively. An input signal to this waveform processing circuit is applied to the base of transistor 31, and an output of this waveform processing circuit is taken out from the collector of transistor 32 to output terminal 13. In FIG. 6, it is assumed that the input signal to this waveform processing circuit is output from the AC signal source 12.
【0007】ダイオード38が非導通状態のときには、
トランジスタ31のベース電圧とトランジスタ32のベ
ース電圧、すなわち電圧源22の出力電圧Vrefとの
差電圧が、抵抗器35の抵抗値(トランジスタ31のエ
ミッタとトランジスタ32のエミッタとの間に存在する
インピーダンスの値)と抵抗器36の抵抗値との比で決
定される増幅率で増幅された信号がトランジスタ32の
コレクタに現れる。トランジスタ31のベース電圧がト
ランジスタ32のベース電圧よりも高い場合、トランジ
スタ31のベース電圧の上昇にともない、トランジスタ
31のエミッタから抵抗器35を介して定電流源34に
流込む電流が増大するので、電源端子11から抵抗器3
6を介してトランジスタ32のコレクタに供給される電
流が減少する。このため、抵抗器36における電圧降下
が小さくなり、トランジスタ32のコレクタ電圧は高く
なる。逆に、トランジスタ31のベース電圧がトランジ
スタ32のベース電圧よりも低い場合、トランジスタ3
1のベース電圧の低下にともない、トランジスタ32の
エミッタから抵抗器35を介して定電流源33に供給さ
れる電流が増大するので、電源端子11から抵抗器36
を介してトランジスタ32のコレクタに流込む電流が増
大する。このため、抵抗器36における電圧降下が大き
くなり、トランジスタ32のコレクタ電圧が低下する。When diode 38 is non-conducting,
The difference voltage between the base voltage of the transistor 31 and the base voltage of the transistor 32, that is, the output voltage Vref of the voltage source 22, is the resistance value of the resistor 35 (the impedance between the emitter of the transistor 31 and the emitter of the transistor 32). A signal amplified by an amplification factor determined by the ratio of the resistance value of the resistor 36 and the resistance value of the resistor 36 appears at the collector of the transistor 32. When the base voltage of the transistor 31 is higher than the base voltage of the transistor 32, the current flowing from the emitter of the transistor 31 to the constant current source 34 via the resistor 35 increases as the base voltage of the transistor 31 increases. From power terminal 11 to resistor 3
6 to the collector of transistor 32 decreases. Therefore, the voltage drop across the resistor 36 becomes smaller, and the collector voltage of the transistor 32 becomes higher. Conversely, if the base voltage of transistor 31 is lower than the base voltage of transistor 32, transistor 3
As the base voltage of the transistor 32 decreases, the current supplied from the emitter of the transistor 32 to the constant current source 33 via the resistor 35 increases.
The current flowing into the collector of the transistor 32 via the current increases. Therefore, the voltage drop across the resistor 36 increases, and the collector voltage of the transistor 32 decreases.
【0008】ダイオード38が導通状態にあるときには
、トランジスタ31のエミッタとトランジスタ32のエ
ミッタとの間に抵抗器35だけでなくキャパシタ37も
電気的に接続される。したがって、トランジスタ31の
エミッタとトランジスタ32のエミッタとの間に存在す
るインピーダンスの値は抵抗器35およびキャパシタ3
7の並列接続回路が有するインピーダンスの値となる。
この並列接続回路のインピーダンスは、抵抗器35単一
のインピーダンスよりも小さい。一方、トランジスタ3
2のコレクタ電圧(この波形処理回路の出力信号電圧)
v1のトランジスタ31のベース電圧(この波形処理回
路の入力信号電圧)v0に対する比、すなわちこの波形
処理回路の増幅率v1/v0は、抵抗器36の抵抗値の
、トランジスタ31のエミッタとトランジスタ32のエ
ミッタとの間に存在するインピーダンスの値に対する比
に比例する。したがって、ダイオード38が導通してい
る場合のこの波形処理回路の増幅率はダイオード38が
非導通状態である場合のそれよりも大きい。When diode 38 is conductive, not only resistor 35 but also capacitor 37 is electrically connected between the emitter of transistor 31 and the emitter of transistor 32. Therefore, the value of the impedance existing between the emitter of transistor 31 and the emitter of transistor 32 is the same as that of resistor 35 and capacitor 3.
This is the impedance value of the 7 parallel connected circuits. The impedance of this parallel connected circuit is smaller than the impedance of the resistor 35 alone. On the other hand, transistor 3
2 collector voltage (output signal voltage of this waveform processing circuit)
The ratio of v1 to the base voltage of transistor 31 (input signal voltage of this waveform processing circuit) v0, that is, the amplification factor v1/v0 of this waveform processing circuit, is the ratio of the resistance value of resistor 36 to the emitter of transistor 31 and transistor 32. It is proportional to the ratio of the impedance present between the emitter and the value. Therefore, the amplification factor of this waveform processing circuit when diode 38 is conducting is greater than when diode 38 is non-conducting.
【0009】トランジスタ32のエミッタから抵抗器3
5を介して定電流源33に流込む電流が増大すると、ト
ランジスタ32における電圧降下が大きくなるので、キ
ャパシタ37のカップリングによってダイオード38の
カソード電圧が低下する。この結果ダイオード38に順
方向電圧が印加され、ダイオード38が導通する。した
がって、トランジスタ31および32と、定電流源33
および34と、抵抗器35および36とによって構成さ
れる差動増幅器の利得は、基準電圧Vrefよりも低い
レベルを有する信号が入力された場合にのみ大きくなる
。この結果、出力端子13に現れる信号の立下り部分の
波形は、交流信号源12の出力信号の立下り部分の波形
が尖鋭に補正されたものとなる。From the emitter of transistor 32 to resistor 3
As the current flowing into the constant current source 33 via the constant current source 33 increases, the voltage drop across the transistor 32 increases, and the cathode voltage of the diode 38 decreases due to the coupling of the capacitor 37. As a result, a forward voltage is applied to the diode 38, and the diode 38 becomes conductive. Therefore, transistors 31 and 32 and constant current source 33
The gain of the differential amplifier constituted by the resistors 35 and 34 and the resistors 35 and 36 becomes large only when a signal having a level lower than the reference voltage Vref is input. As a result, the waveform of the falling portion of the signal appearing at the output terminal 13 is the waveform of the falling portion of the output signal of the AC signal source 12 that has been corrected to be sharp.
【0010】0010
【発明が解決しようとする課題】上記のように、信号波
形のなまりを改善するための従来の波形処理回路は、ダ
イオードの導通/非導通によって利得が変化する可変利
得増幅器によって構成される。しかし、ダイオードの導
通抵抗は温度によって変化するため、従来の波形処理回
路の特性は温度によって変化しやすく不安定である。As described above, a conventional waveform processing circuit for improving the roundness of a signal waveform is constituted by a variable gain amplifier whose gain changes depending on whether a diode is conductive or nonconductive. However, since the conduction resistance of a diode changes with temperature, the characteristics of conventional waveform processing circuits tend to change with temperature and are unstable.
【0011】たとえば、図6を参照して、この波形処理
回路を構成する差動増幅器の増幅率はトランジスタ31
のエミッタとトランジスタ32のエミッタとの間に存在
するインピーダンスの値の変化に応じて変化する。した
がって、ダイオード38の導通時の抵抗値が変化すると
、トランジスタ31のエミッタとトランジスタ32のエ
ミッタとの間に存在するインピーダンスの値が変化する
ので、この差動増幅器の利得はダイオード38が導通し
ている期間において変動する。この結果、出力端子13
に現れる信号の立下り部分の波形が交流信号源12の出
力信号の立下り部分の波形をどの程度尖鋭にしたものに
なるか(以下、波形なまりの改善特性と称する)は温度
によって変動する。For example, referring to FIG. 6, the amplification factor of the differential amplifier constituting this waveform processing circuit is the transistor 31.
The value of the impedance between the emitter of transistor 32 and the emitter of transistor 32 changes accordingly. Therefore, when the resistance value of the diode 38 changes when it is conductive, the value of the impedance that exists between the emitter of the transistor 31 and the emitter of the transistor 32 changes, so the gain of this differential amplifier is changed when the diode 38 is conductive. It fluctuates over the period of time. As a result, output terminal 13
The degree to which the waveform of the falling portion of the signal appearing in the waveform of the falling portion of the output signal of the AC signal source 12 is sharpened (hereinafter referred to as the waveform rounding improvement characteristic) varies depending on the temperature.
【0012】また、このような従来の波形処理回路にお
いて、ダイオード38は、トランジスタ31のベースへ
の入力信号の負方向への振幅が大きい場合にのみ、すな
わち、トランジスタ31のベース電圧が基準電圧Vre
fよりも低くなりこれによって抵抗器35に生じた電圧
降下がダイオード38を導通させることができる順方向
電圧に達した場合にのみ、導通する。したがって、信号
源12の出力信号の立下り部分の波形のなまりを確実に
改善するには、トランジスタ31のベースへの入力信号
の立下り部分における電圧が基準電圧Vrefよりも十
分に低くなければならない。そこで、波形のなまりを改
善されるべき信号の立下り部分での電圧が波形処理回路
における基準電圧Vrefよりも十分に低くない場合に
は、この波形処理回路の前段に増幅回路が必要となる。
たとえば図6において、この増幅回路は信号源12とト
ランジスタ31のベースとの間に設けられればよい。こ
の増幅回路によって、信号源12の出力信号の振幅が大
きくされるので、トランジスタ31のベースへの入力信
号は立下り時に基準電圧Vrefよりも十分に低くなる
。Further, in such a conventional waveform processing circuit, the diode 38 is activated only when the amplitude of the input signal to the base of the transistor 31 in the negative direction is large, that is, when the base voltage of the transistor 31 is equal to the reference voltage Vre.
It conducts only when the voltage drop lower than f and thus created across resistor 35 reaches a forward voltage that can cause diode 38 to conduct. Therefore, in order to reliably improve the roundness of the waveform of the falling portion of the output signal of the signal source 12, the voltage at the falling portion of the input signal to the base of the transistor 31 must be sufficiently lower than the reference voltage Vref. . Therefore, if the voltage at the falling edge of the signal whose waveform rounding is to be improved is not sufficiently lower than the reference voltage Vref in the waveform processing circuit, an amplifier circuit is required at the front stage of the waveform processing circuit. For example, in FIG. 6, this amplifier circuit may be provided between the signal source 12 and the base of the transistor 31. This amplifier circuit increases the amplitude of the output signal of the signal source 12, so that the input signal to the base of the transistor 31 becomes sufficiently lower than the reference voltage Vref at the time of falling.
【0013】さらに、このような従来の波形処理回路の
周波数特性を、映像信号に適合するものにするためには
、抵抗器35,36の抵抗値が数kΩであり、かつ、キ
ャパシタ37の容量が数十pFでなければならない。
一方、キャパシタは半導体集積回路装置内に形成される
場合、大きいスペースを必要とする。キャパシタを形成
するのに必要なスペースは、そのキャパシタに要求され
る容量が大きいほど広くなる。このため、半導体集積回
路装置内に容量の大きいキャパシタを形成することは、
半導体集積回路装置の集積度の向上という観点から好ま
しくない。実際、半導体集積回路装置内に形成され得る
キャパシタの最大容量は数十pF程度である。このため
、信号波形のなまりを改善するための従来の波形処理回
路を映像信号に適合する実用的な周波数特性を有するも
のとして、半導体集積回路装置化することは困難である
。しかし、近年のVTRやビデオムービー等の映像機器
の進歩にともない、映像信号を処理するための回路は半
導体集積回路装置化される傾向にあり、映像信号に適用
される回路は半導体集積回路装置化に有利であることが
望まれる。Furthermore, in order to make the frequency characteristics of such a conventional waveform processing circuit suitable for video signals, the resistance values of the resistors 35 and 36 must be several kΩ, and the capacitance of the capacitor 37 must be must be several tens of pF. On the other hand, when a capacitor is formed within a semiconductor integrated circuit device, it requires a large space. The space required to form a capacitor increases as the capacitance required for the capacitor increases. For this reason, forming a large capacitor in a semiconductor integrated circuit device is
This is not preferable from the viewpoint of improving the degree of integration of semiconductor integrated circuit devices. In fact, the maximum capacitance of a capacitor that can be formed within a semiconductor integrated circuit device is approximately several tens of pF. For this reason, it is difficult to convert a conventional waveform processing circuit for improving the roundness of a signal waveform into a semiconductor integrated circuit device having practical frequency characteristics suitable for video signals. However, with the recent advancements in video equipment such as VTRs and video movies, the circuits used to process video signals tend to be made into semiconductor integrated circuit devices; It is hoped that it will be advantageous to
【0014】このように、信号波形のなまりを改善する
ための従来の信号波形処理回路は、波形なまりの改善特
性が温度によって変化しやすい,入力信号の振幅が適切
でないと余分な増幅回路を付加する必要がある,半導体
集積回路装置化に不利であるなどの問題点を有する。As described above, in conventional signal waveform processing circuits for improving the rounding of signal waveforms, the waveform rounding improvement characteristics tend to change depending on the temperature, and if the amplitude of the input signal is not appropriate, an extra amplifier circuit is added. This method has problems such as the need to process a semiconductor integrated circuit, and disadvantages in making it into a semiconductor integrated circuit device.
【0015】それゆえに、本発明の目的は、上記の問題
点を解決し、波形なまりの改善特性が温度の変化に対し
て安定であり、かつ、入力信号の振幅の設定範囲に従来
よりも自由度があり、かつ、半導体集積回路装置化に有
利な、信号波形処理装置を提供することである。Therefore, it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, to ensure that the waveform rounding improvement characteristics are stable against temperature changes, and to provide greater freedom in the setting range of the input signal amplitude than in the past. It is an object of the present invention to provide a signal waveform processing device that has high performance and is advantageous for fabrication into a semiconductor integrated circuit device.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために本発明に係る信号波形処理装置は、入力信号
の低域成分を抽出する低域成分抽出手段と、この低域成
分抽出手段によって抽出された低域成分と入力信号とに
基づいて入力信号の高域成分を導出する高域成分導出手
段と、この高域成分導出手段によって導出された高域成
分から、入力信号の立上り部分または立下り部分に対応
する信号成分のみを抽出する信号成分抽出手段と、この
信号成分抽出手段によって抽出された信号成分と入力信
号とに基づいて入力信号の変化部分の波形整形する波形
整形手段とを備える。この波形整形手段は、信号成分抽
出手段によって抽出された、前記立上り部分に対応する
信号成分を入力信号にたし合わせる手段または、信号成
分抽出手段によって抽出された、前記立下り部分に対応
する信号成分を入力信号から差引く手段を含む。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above objects, a signal waveform processing device according to the present invention includes a low-frequency component extracting means for extracting a low-frequency component of an input signal, and a low-frequency component extracting means for extracting a low-frequency component of an input signal. A high-frequency component deriving means for deriving a high-frequency component of the input signal based on the input signal and the low-frequency component extracted by the means; a signal component extracting means for extracting only the signal component corresponding to the falling portion or the falling portion; and a waveform shaping means for shaping the waveform of the changing portion of the input signal based on the input signal and the signal component extracted by the signal component extracting means. Equipped with. The waveform shaping means adds the signal component corresponding to the rising portion extracted by the signal component extracting means to the input signal, or the waveform shaping means adds the signal component corresponding to the falling portion extracted by the signal component extracting means to the input signal. and means for subtracting the component from the input signal.
【0017】[0017]
【作用】本発明に係る信号波形処理装置は上記のように
構成されるので、この信号波形処理装置の入力信号は低
域成分抽出手段によって交流成分を抽出される。抽出さ
れた交流成分は高域成分導出手段において元の入力信号
から減算されるので、この減算によって導出された高域
成分は元の入力信号の交流成分となる。この交流成分か
らは、信号成分抽出手段によって、元の入力信号の立上
り部分および立下り部分のうちのいずれかに対応する信
号成分のみが抽出される。これによって抽出された信号
成分は、それが立上り部分に対応するものであれば、波
形整形手段において元の入力信号に加算されるので、波
形整形手段の出力信号の波形は、元の入力信号の立上り
部分のなまりが改善されたものとなる。逆に、信号成分
抽出手段によって抽出された信号成分が立下り部分に対
応するものであれば、抽出された信号成分は波形整形手
段において元の入力信号から減算されるので、波形整形
手段の出力信号の波形は、元の入力信号の立下り部分の
なまりが改善されたものとなる。[Operation] Since the signal waveform processing device according to the present invention is constructed as described above, the AC component is extracted from the input signal of the signal waveform processing device by the low frequency component extraction means. Since the extracted AC component is subtracted from the original input signal in the high frequency component deriving means, the high frequency component derived by this subtraction becomes the AC component of the original input signal. From this AC component, only a signal component corresponding to either a rising portion or a falling portion of the original input signal is extracted by the signal component extracting means. If the signal component extracted by this corresponds to the rising edge, it is added to the original input signal in the waveform shaping means, so the waveform of the output signal of the waveform shaping means is the same as that of the original input signal. The accent at the rising edge has been improved. Conversely, if the signal component extracted by the signal component extraction means corresponds to the falling part, the extracted signal component is subtracted from the original input signal in the waveform shaping means, so the output of the waveform shaping means The signal waveform becomes one in which the falling part of the original input signal has been improved in its roundness.
【0018】[0018]
【実施例】図1は、本発明の一実施例の信号波形処理回
路を示す回路図である。図1を参照して、この信号波形
処理回路は、低域フィルタ100と、差動増幅器200
と、カレントミラー回路300および400と、入力回
路500と、出力回路600とを含む。図1において、
入力信号源は交流信号源12で表される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a circuit diagram showing a signal waveform processing circuit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, this signal waveform processing circuit includes a low-pass filter 100 and a differential amplifier 200.
, current mirror circuits 300 and 400, an input circuit 500, and an output circuit 600. In Figure 1,
The input signal source is represented by an AC signal source 12.
【0019】入力回路500は、バイアス電圧源21に
よって所定の直流電位にバイアスされたベースを有する
NPN型トランジスタ46と定電流源47とを含む。出
力回路600は、電源端子11に接続される、NPN型
トランジスタ53および定電流源54の直列接続回路を
含む。この波形処理回路への入力信号(交流信号源12
の出力信号)は、トランジスタ46のベースに与えられ
るとともに、抵抗器50を介してトランジスタ53のベ
ースにも与えられる。この波形処理回路の出力はトラン
ジスタ53のエミッタから出力端子13に取出される。
したがって、トランジスタ46および53のエミッタ電
流は、入力信号と同じ波形を示す。そこで、入力回路5
00の出力はトランジスタ46のエミッタから取出され
る。入力回路500の出力は低域フィルタ100に与え
られる。Input circuit 500 includes an NPN transistor 46 having a base biased to a predetermined DC potential by bias voltage source 21 and a constant current source 47. Output circuit 600 includes a series connection circuit of NPN transistor 53 and constant current source 54 connected to power supply terminal 11 . The input signal to this waveform processing circuit (AC signal source 12
) is applied to the base of transistor 46 and also to the base of transistor 53 via resistor 50. The output of this waveform processing circuit is taken out from the emitter of the transistor 53 to the output terminal 13. Therefore, the emitter currents of transistors 46 and 53 exhibit the same waveform as the input signal. Therefore, input circuit 5
The 00 output is taken from the emitter of transistor 46. The output of input circuit 500 is provided to low pass filter 100.
【0020】低域フィルタ100は、トランジスタ46
のエミッタに接続される、抵抗器41およびコンデンサ
48の直列接続回路、つまり、時定数回路の1つである
積分回路によって構成される。抵抗器41とコンデンサ
48との接続点には、トランジスタ46のエミッタ電流
波形が積分された波形の電圧信号、すなわち入力信号の
直流成分のみが現れる。この直流成分が低域フィルタ1
00の出力電圧として差動増幅器200に与えられる。Low-pass filter 100 includes transistor 46
It is constituted by a series connection circuit of a resistor 41 and a capacitor 48, that is, an integrating circuit which is one of the time constant circuits, connected to the emitter of the resistor 41 and the capacitor 48. At the connection point between the resistor 41 and the capacitor 48, only a voltage signal having a waveform obtained by integrating the emitter current waveform of the transistor 46, that is, a DC component of the input signal appears. This DC component is the low-pass filter 1
It is applied to the differential amplifier 200 as an output voltage of 00.
【0021】差動増幅器200は、PNP型トランジス
タ31および32と、定電流源33および34と、抵抗
器35とを含む。低域フィルタ100の出力電圧はトラ
ンジスタ31のベースに与えられる。一方、トランジス
タ32のベースには、入力回路500の出力が抵抗器4
2を介して与えられる。定電流源33はトランジスタ3
1のエミッタと電源端子11との間に接続される。定電
流源34は、トランジスタ32のエミッタと電源端子1
1との間に接続される。抵抗器35は、トランジスタ3
1のエミッタとトランジスタ32のエミッタとの間に接
続される。したがって、トランジスタ32のコレクタに
は、トランジスタ31のベース電圧とトランジスタ32
のベース電圧との差に比例した大きさの電流が流れる。Differential amplifier 200 includes PNP transistors 31 and 32, constant current sources 33 and 34, and resistor 35. The output voltage of low-pass filter 100 is applied to the base of transistor 31. On the other hand, the output of the input circuit 500 is connected to the base of the transistor 32 through a resistor 4.
2. Constant current source 33 is transistor 3
1 and the power supply terminal 11. A constant current source 34 connects the emitter of the transistor 32 and the power supply terminal 1.
1. The resistor 35 is connected to the transistor 3
1 and the emitter of transistor 32. Therefore, the base voltage of the transistor 31 and the transistor 32 are connected to the collector of the transistor 32.
A current proportional to the difference between the base voltage and the base voltage flows.
【0022】トランジスタ31のベース電圧がトランジ
スタ32のベース電圧よりも低い場合、トランジスタ3
1のベース電圧の低下にともなって、定電流源34から
抵抗器35を介してトランジスタ31のエミッタに流込
む電流が増大するので定電流源34からトランジスタ3
2のエミッタに流込む電流が減少し、この結果トランジ
スタ32のコレクタ電流が減少する。逆に、トランジス
タ31のベース電圧がトランジスタ32のベース電圧よ
りも高い場合、トランジスタ31のベース電圧の上昇に
ともない、定電流源33からトランジスタ31のエミッ
タに流込む電流が減少するので、定電流源33から抵抗
器35を介してトランジスタ32のエミッタに流込む電
流が増大し、この結果トランジスタ32のコレクタ電流
が増大する。ここで、トランジスタ31のベース電圧は
、この波形処理回路への入力信号の直流成分の波形を示
す、低域フィルタ100の出力電圧である。一方、トラ
ンジスタ32のベース電圧は、この波形処理回路への入
力信号と同じ波形を示す。したがって、トランジスタ3
2のコレクタ電流波形は、この波形処理回路への入力信
号の高域成分だけが増幅されたものとなる。この差動増
幅器200の出力はトランジスタ32のコレクタから取
出されカレントミラー回路300および400に与えら
れる。When the base voltage of transistor 31 is lower than the base voltage of transistor 32, transistor 3
As the base voltage of the transistor 31 decreases, the current flowing from the constant current source 34 to the emitter of the transistor 31 via the resistor 35 increases.
The current flowing into the emitter of transistor 32 decreases, resulting in a decrease in the collector current of transistor 32. Conversely, when the base voltage of the transistor 31 is higher than the base voltage of the transistor 32, the current flowing from the constant current source 33 to the emitter of the transistor 31 decreases as the base voltage of the transistor 31 increases. The current flowing from 33 through resistor 35 into the emitter of transistor 32 increases, resulting in an increase in the collector current of transistor 32. Here, the base voltage of the transistor 31 is the output voltage of the low-pass filter 100, which indicates the waveform of the DC component of the input signal to this waveform processing circuit. On the other hand, the base voltage of transistor 32 exhibits the same waveform as the input signal to this waveform processing circuit. Therefore, transistor 3
In the collector current waveform No. 2, only the high frequency components of the input signal to this waveform processing circuit are amplified. The output of differential amplifier 200 is taken out from the collector of transistor 32 and applied to current mirror circuits 300 and 400.
【0023】カレントミラー回路300は、ベース同志
を接続される2つのNPN型トランジスタ43および4
4を含む。トランジスタ44のコレクタはトランジスタ
32のコレクタに接続され、トランジスタ44のエミッ
タは接地される。トランジスタ43のコレクタは定電流
源45を介して電源端子11に接続され、トランジスタ
43のエミッタは接地される。トランジスタ43のベー
スとコレクタとは互いに接続される。カレントミラー回
路400も、カレントミラー回路300と同様に、ベー
ス同志を接続されるNPN型トランジスタ51および5
2を含む。トランジスタ51のコレクタはトランジスタ
32のコレクタに接続され、トランジスタ51のエミッ
タは接地される。トランジスタ52のコレクタはトラン
ジスタ53のベースに接続され、トランジスタ52のエ
ミッタは接地される。トランジスタ51のベースとコレ
クタとは互いに接続される。本実施例において、定電流
源45によって供給される電流の大きさ,定電流源33
によって供給される電流の大きさ,および定電流源34
によって供給される電流の大きさは互いに等しく設定さ
れる。したがって、トランジスタ44のコレクタには、
定電流源45からトランジスタ43のコレクタに流込む
電流と同じ大きさの電流が流れる。同様に、トランジス
タ52のコレクタには、トランジスタ51のコレクタに
流込む電流と同じ大きさの電流が流れる。The current mirror circuit 300 includes two NPN transistors 43 and 4 whose bases are connected together.
Contains 4. The collector of transistor 44 is connected to the collector of transistor 32, and the emitter of transistor 44 is grounded. The collector of transistor 43 is connected to power supply terminal 11 via constant current source 45, and the emitter of transistor 43 is grounded. The base and collector of transistor 43 are connected to each other. Similarly to the current mirror circuit 300, the current mirror circuit 400 also includes NPN transistors 51 and 5 whose bases are connected together.
Contains 2. The collector of transistor 51 is connected to the collector of transistor 32, and the emitter of transistor 51 is grounded. The collector of transistor 52 is connected to the base of transistor 53, and the emitter of transistor 52 is grounded. The base and collector of transistor 51 are connected to each other. In this embodiment, the magnitude of the current supplied by the constant current source 45, the constant current source 33
and the magnitude of the current supplied by the constant current source 34
The magnitudes of the currents supplied by are set equal to each other. Therefore, the collector of transistor 44 has
A current of the same magnitude as the current flowing from the constant current source 45 into the collector of the transistor 43 flows. Similarly, a current of the same magnitude as the current flowing into the collector of transistor 51 flows through the collector of transistor 52 .
【0024】トランジスタ32のベース電圧がトランジ
スタ31のベース電圧よりも高い場合、つまり、この波
形処理回路への入力信号電圧がその直流レベルを中心に
正方向に変化しつつある場合、定電流源34が供給する
電流の多くは抵抗器35を介してトランジスタ31に流
込むので、トランジスタ32のコレクタ電流は定電流源
34によって供給される電流よりも少ない。一方、トラ
ンジスタ44のベースには、定電流源45が供給する電
流と同じ大きさの電流をトランジスタ44のコレクタに
流し込ませるべく、トランジスタ43のコレクタから電
流が供給される。このため、トランジスタ32のコレク
タ電流はトランジスタ51のベースおよびコレクタには
流れ込まず、トランジスタ44のコレクタにのみ流込む
。この結果、カレントミラー回路300においてトラン
ジスタ44はコレクタ電流が最大となる飽和状態となる
一方、カレントミラー回路400においてトランジスタ
51および52のいずれにも電流は流れない。When the base voltage of the transistor 32 is higher than the base voltage of the transistor 31, that is, when the input signal voltage to this waveform processing circuit is changing in the positive direction around its DC level, the constant current source 34 The collector current of transistor 32 is less than the current supplied by constant current source 34, since most of the current supplied by transistor 31 flows through resistor 35 into transistor 31. On the other hand, a current is supplied to the base of the transistor 44 from the collector of the transistor 43 so that a current having the same magnitude as the current supplied by the constant current source 45 flows into the collector of the transistor 44 . Therefore, the collector current of transistor 32 does not flow into the base and collector of transistor 51, but only into the collector of transistor 44. As a result, in the current mirror circuit 300, the transistor 44 is in a saturated state where the collector current is maximum, while no current flows through either of the transistors 51 and 52 in the current mirror circuit 400.
【0025】逆に、トランジスタ32のベース電圧がト
ランジスタ31のベース電圧よりも低い場合、つまり、
この波形処理回路への入力信号電圧がその直流レベルを
中心に負方向に変化しつつある場合、トランジスタ32
のエミッタには、定電流源34によって供給される電流
とともに、定電流源33によって供給される電流が抵抗
器35を介して流込むので、トランジスタ32のコレク
タ電流は定電流源34によって供給される電流よりも多
い。したがって、この場合には、トランジスタ32のコ
レクタ電流のうち定電流源45によって供給される電流
と同じ大きさ分だけがトランジスタ44のコレクタに流
込み、残りはトランジスタ51のコレクタおよびベース
に供給される。したがって、トランジスタ44だけでな
くトランジスタ51および52にも電流が流れる。Conversely, if the base voltage of transistor 32 is lower than the base voltage of transistor 31, that is,
When the input signal voltage to this waveform processing circuit is changing in the negative direction around its DC level, the transistor 32
The collector current of the transistor 32 is supplied by the constant current source 34 because the current supplied by the constant current source 33 as well as the current supplied by the constant current source 34 flows into the emitter of the transistor 32 through the resistor 35. More than current. Therefore, in this case, only a portion of the collector current of the transistor 32 having the same magnitude as the current supplied by the constant current source 45 flows into the collector of the transistor 44, and the rest is supplied to the collector and base of the transistor 51. . Therefore, current flows not only through transistor 44 but also through transistors 51 and 52.
【0026】このように、入力回路500への入力信号
の立上り時には、カレントミラー回路400内のトラン
ジスタ51および52のいずれにも電流が流れず、前記
入力信号の立下り時には、カレントミラー回路400内
のトランジスタ51および52に電流が流れる。トラン
ジスタ52のコレクタ電流は抵抗器50を流れるので、
トランジスタ53のベース電圧は、トランジスタ52に
コレクタ電流が生じることによって、抵抗器50の抵抗
値とトランジスタ52のコレクタ電流との積に対応する
電圧分だけ低下する。一方、トランジスタ53のベース
は、カレントミラー回路400の出力(トランジスタ5
2のコレクタ電流)だけでなく、抵抗器50を介してこ
の波形処理回路への入力信号にも結合されている。した
がって、トランジスタ53のベースには、この波形処理
回路への入力信号電圧から、トランジスタ52のコレク
タ電流による抵抗器50での電圧降下分が差引かれた電
圧が現れる。この結果、トランジスタ53のベースに現
れる信号波形は、トランジスタ46のベースへの入力信
号のうち立下り部分の波形が尖鋭に補正されたものとな
る。つまり、入力信号の立下り部分の波形のなまりが改
善される。トランジスタ53はエミッタフォロワとして
動作するので、トランジスタ53のエミッタには、トラ
ンジスタ53のベースに現れた信号と同様の、立下り部
分のなまりが改善された波形を有する信号が現れる。In this way, when the input signal to the input circuit 500 rises, no current flows through either of the transistors 51 and 52 in the current mirror circuit 400, and when the input signal falls, no current flows in the current mirror circuit 400. Current flows through transistors 51 and 52. Since the collector current of transistor 52 flows through resistor 50,
The base voltage of the transistor 53 is reduced by a voltage corresponding to the product of the resistance value of the resistor 50 and the collector current of the transistor 52 due to the collector current generated in the transistor 52 . On the other hand, the base of the transistor 53 is connected to the output of the current mirror circuit 400 (transistor 5
2) as well as the input signal to this waveform processing circuit via a resistor 50. Therefore, a voltage appears at the base of the transistor 53, which is obtained by subtracting the voltage drop across the resistor 50 due to the collector current of the transistor 52 from the input signal voltage to the waveform processing circuit. As a result, the signal waveform appearing at the base of the transistor 53 is the one in which the waveform of the falling portion of the input signal to the base of the transistor 46 is corrected to be sharp. In other words, the waveform distortion of the falling portion of the input signal is improved. Since the transistor 53 operates as an emitter follower, a signal appears at the emitter of the transistor 53, and has a waveform similar to the signal appearing at the base of the transistor 53, with the rounding of the falling portion improved.
【0027】このように、本実施例では、入力信号から
これに含まれる直流成分が低域フィルタ100によって
抽出され、抽出された直流成分と元の入力信号とを受け
る差動増幅器200によって元の入力信号に含まれる交
流成分が抽出される。抽出された交流成分はカレントミ
ラー回路300および400によって半波整流されて、
正方向への振幅を有する部分(立上り部分)を除去され
る。立上り部分を除去された交流成分、すなわち、前記
抽出された交流成分のうち負方向への振幅を有する部分
(立下り部分)だけが極性を反転され、トランジスタ5
3のベースにおいて元の入力信号と加算される。この結
果、トランジスタ53のエミッタから元の入力信号の立
下り部分の波形のなまりが改善された信号が得られる。As described above, in this embodiment, the DC component contained in the input signal is extracted by the low-pass filter 100, and the original input signal is converted by the differential amplifier 200 that receives the extracted DC component and the original input signal. AC components contained in the input signal are extracted. The extracted AC components are half-wave rectified by current mirror circuits 300 and 400,
A portion having an amplitude in the positive direction (rising portion) is removed. Only the AC component from which the rising portion has been removed, that is, the portion (falling portion) having an amplitude in the negative direction among the extracted AC components, has its polarity inverted, and the transistor 5
3 with the original input signal. As a result, a signal is obtained from the emitter of the transistor 53 in which the waveform rounding of the falling portion of the original input signal is improved.
【0028】次に、この波形処理回路に、立下り部分の
波形になまりのある矩形波に入力された場合を例にとっ
て、この波形処理回路の動作について説明する。説明に
あたっては図2を参照する。図2は、この波形処理回路
にそのような矩形波が入力された場合の、この波形処理
回路内の主要な部分に現れる信号波形を示す図である。Next, the operation of this waveform processing circuit will be described, taking as an example a case where a rectangular wave with a rounded falling portion is input to this waveform processing circuit. Refer to FIG. 2 for the explanation. FIG. 2 is a diagram showing signal waveforms appearing in major parts of the waveform processing circuit when such a rectangular wave is input to the waveform processing circuit.
【0029】信号源12からトランジスタ46および5
3のベースに図2(a)で示されるような波形の信号が
与えられた場合、トランジスタ32のベース電圧は、入
力信号(図2(a))の立上り時にトランジスタ31の
ベース電圧よりも高くなり、入力信号の立下り時にトラ
ンジスタ31のベース電圧よりも低くなる。したがって
、トランジスタ32のコレクタ電流は、図2(b)に示
されるように、入力信号の立上り時に一時的に減少し、
入力信号の立下り時に一時的に増大する。つまり、トラ
ンジスタ32のコレクタ電流は、入力信号の立上り時に
おいて、定電流源34が供給する電流以下となり、入力
信号の立下り時において、定電流源34が供給する電流
以上となる。このため、トランジスタ52にコレクタ電
流が流れるのは、入力信号の立下り時だけとなる。
トランジスタ52のコレクタには、トランジスタ32の
コレクタ電流と定電流源34が供給する電流との差に対
応する大きさの電流が流れるので、トランジスタ52の
コレクタ電流波形は、図2(c)に示されるように、ト
ランジスタ32のコレクタ電流波形(図2(b))の正
方向への振幅を有する部分Cだけが抽出されたものとな
る。したがって、トランジスタ52のコレクタ電流によ
って抵抗器50の両端間に生じる電圧は、図2(d)に
示されるように、入力信号の立下り時に最大となる尖鋭
なパルス波形を示す。トランジスタ53のベース電圧は
、入力信号であるトランジスタ46のベース電圧よりも
抵抗器50の両端間の電圧分だけ低くなるので、トラン
ジスタ53のベース電圧波形は、図2(e)に示される
ように、入力信号波形(破線で示す)に図2(d)に示
される信号波形を極性を反転させて(一点鎖線で示す)
重合わせたもの、つまり、図2(a)の波形の信号から
図2(d)の波形の信号を差引いたもの(実線で示す)
となる。すなわち、トランジスタ53のベースおよびエ
ミッタに現れる信号波形は、入力信号波形の立下り部分
Dにおけるなまりが改善されたものとなる。From signal source 12 to transistors 46 and 5
When a signal with a waveform as shown in FIG. 2(a) is applied to the base of transistor 3, the base voltage of transistor 32 becomes higher than the base voltage of transistor 31 at the rising edge of the input signal (FIG. 2(a)). Therefore, the base voltage of the transistor 31 becomes lower than the base voltage of the transistor 31 when the input signal falls. Therefore, the collector current of the transistor 32 temporarily decreases at the rising edge of the input signal, as shown in FIG. 2(b).
Temporarily increases when the input signal falls. In other words, the collector current of the transistor 32 becomes less than or equal to the current supplied by the constant current source 34 when the input signal rises, and becomes greater than or equal to the current supplied by the constant current source 34 when the input signal falls. Therefore, the collector current flows through the transistor 52 only when the input signal falls. Since a current corresponding to the difference between the collector current of the transistor 32 and the current supplied by the constant current source 34 flows through the collector of the transistor 52, the collector current waveform of the transistor 52 is as shown in FIG. 2(c). As shown in FIG. 2, only the portion C of the collector current waveform of the transistor 32 (FIG. 2(b)) having an amplitude in the positive direction is extracted. Therefore, the voltage generated across the resistor 50 by the collector current of the transistor 52 exhibits a sharp pulse waveform that reaches its maximum at the falling edge of the input signal, as shown in FIG. 2(d). The base voltage of the transistor 53 is lower than the base voltage of the transistor 46, which is the input signal, by the voltage across the resistor 50, so the base voltage waveform of the transistor 53 is as shown in FIG. 2(e). , by inverting the polarity of the signal waveform shown in Figure 2(d) to the input signal waveform (shown by the dashed line) (shown by the dashed line).
The superimposed one, that is, the signal with the waveform of FIG. 2(d) subtracted from the signal with the waveform of FIG. 2(a) (shown by the solid line)
becomes. That is, the signal waveform appearing at the base and emitter of the transistor 53 has an improved roundness in the falling portion D of the input signal waveform.
【0030】図3は本発明の他の実施例の信号波形処理
回路の構成を示す回路図である。上記実施例では、波形
処理回路への入力信号として出力回路600に与えられ
る信号は入力回路500内のトランジスタ46のベース
から取出されたが、トランジスタ46のエミッタから取
出されてもよい。具体的には、出力回路600内のトラ
ンジスタ53のベースにおいて、カレントミラー回路3
00および400によって抽出された立下り部分の信号
と加算されるべき信号を入力回路500内のトランジス
タ46のエミッタから取出したい場合には、入力回路5
00と出力回路600とを結合する抵抗器50が図3に
示されるように、トランジスタ46のエミッタとトラン
ジスタ53のベースとの間に接続されればよい。FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of a signal waveform processing circuit according to another embodiment of the present invention. In the above embodiment, the signal applied to the output circuit 600 as an input signal to the waveform processing circuit is taken out from the base of the transistor 46 in the input circuit 500, but it may be taken out from the emitter of the transistor 46. Specifically, at the base of the transistor 53 in the output circuit 600, the current mirror circuit 3
When it is desired to extract the signal to be added to the falling portion of the signal extracted by 00 and 400 from the emitter of the transistor 46 in the input circuit 500, the input circuit 5
00 and output circuit 600 may be connected between the emitter of transistor 46 and the base of transistor 53, as shown in FIG.
【0031】図4は、本発明のさらに他の実施例の信号
処理回路の構成を示す回路図である。図1および図3で
示される実施例によれば、入力信号波形の立下り部分の
なまりが改善されるが、これらと同様の機能構成の回路
を用いて入力信号波形の立上り部分のなまりを改善する
ことも可能である。たとえば、図4に示されるように、
図1の信号波形処理回路の場合と逆に、低域フィルタ1
00の出力をトランジスタ32のベースに与えトランジ
スタ46のエミッタ出力をトランジスタ31のベースに
与え、かつ、カレントミラー回路700をカレントミラ
ー回路400の出力端とトランジスタ53のベースとの
間に付加すれば、入力信号の立上り部分の波形のなまり
を改善することができる。FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of a signal processing circuit according to still another embodiment of the present invention. According to the embodiments shown in FIGS. 1 and 3, the dullness of the falling part of the input signal waveform is improved, but the dullness of the rising part of the input signal waveform is improved using a circuit with a similar functional configuration. It is also possible to do so. For example, as shown in Figure 4,
Contrary to the case of the signal waveform processing circuit in Figure 1, the low-pass filter 1
If the output of 00 is applied to the base of transistor 32, the emitter output of transistor 46 is applied to the base of transistor 31, and the current mirror circuit 700 is added between the output terminal of current mirror circuit 400 and the base of transistor 53, It is possible to improve the roundness of the waveform at the rising edge of the input signal.
【0032】図4を参照して、この信号波形処理回路に
おいては、トランジスタ32のベースに入力信号から抽
出された直流成分が与えられ、トランジスタ31のベー
スに元の入力信号が与えられるので、トランジスタ32
のコレクタ電流は、先の実施例の場合と逆に、入力信号
の立上り時に増大し、入力信号の立下り時に減少する。
このため、トランジスタ52のコレクタ電流は入力信号
の立上り時にのみ流れる。一方、カレントミラー回路7
00は、電源端子11とトランジスタ52のコレクタと
の間に接続されるPNP型トランジスタ55および、電
源端子11とトランジスタ53のベースとの間に接続さ
れるPNP型トランジスタ56を含む。トランジスタ5
5および56のゲートは互いに接続され、トランジスタ
55のベースとコレクタとは互いに接続される。したが
って、トランジスタ52にコレクタ電流が流れることに
よって、トランジスタ56のコレクタから抵抗器50に
流れる電流が生じる。このように、本実施例によれば、
トランジスタ52にコレクタ電流が流れることによって
、抵抗器50に先の実施例の場合とは逆方向の電流が流
れるので、入力信号の立上りに応答してトランジスタ5
3のベース電圧が一時的に上昇する。Referring to FIG. 4, in this signal waveform processing circuit, the DC component extracted from the input signal is applied to the base of transistor 32, and the original input signal is applied to the base of transistor 31. 32
Contrary to the previous embodiment, the collector current increases when the input signal rises and decreases when the input signal falls. Therefore, the collector current of transistor 52 flows only at the rising edge of the input signal. On the other hand, current mirror circuit 7
00 includes a PNP type transistor 55 connected between the power supply terminal 11 and the collector of the transistor 52, and a PNP type transistor 56 connected between the power supply terminal 11 and the base of the transistor 53. transistor 5
The gates of transistors 5 and 56 are connected to each other, and the base and collector of transistor 55 are connected to each other. Therefore, the collector current flowing through the transistor 52 causes a current to flow from the collector of the transistor 56 to the resistor 50. In this way, according to this embodiment,
As the collector current flows through the transistor 52, a current flows through the resistor 50 in the opposite direction to that in the previous embodiment.
3's base voltage rises temporarily.
【0033】図5は、この波形処理回路に立上り部分の
波形になまりがある信号が入力された場合にトランジス
タ32のコレクタ,トランジスタ56のコレクタ,抵抗
器50の両端間,およびトランジスタ53のベースのそ
れぞれに現れる信号波形を示す図である。この波形処理
回路にたとえば図5(a)に示されるような、立上り部
分になまりのある矩形波が入力されると、トランジスタ
32のコレクタ電流波形およびトランジスタ52のコレ
クタ電流波形はそれぞれ図5(b)および(c)に示さ
れるように、図2(b)および(c)において入力信号
に立上りに対応する部分と立下りに対応する部分とを入
替えたものとなる。トランジスタ52のコレクタ電流は
カレントミラー回路700によって極性を反転されて抵
抗器50に供給される。この結果、トランジスタ53の
ベース電圧波形は図5(e)に示されるように、元の入
力信号波形(破線で示す)と抵抗器50に現れる電圧波
形(一点鎖線で示す)とがたし合わされて、入力信号波
形の立上り部分のなまりが改善されたものとなる。抵抗
器50の両端間の電圧波形は図5(d)に示されるよう
に、前記入力信号の立上りに応答して最大となる。FIG. 5 shows that when a signal with a waveform rounding at the rising edge is input to this waveform processing circuit, the voltages between the collector of the transistor 32, the collector of the transistor 56, both ends of the resistor 50, and the base of the transistor 53 are input to the waveform processing circuit. It is a figure which shows the signal waveform which appears in each. When a rectangular wave with a rounded rising edge as shown in FIG. 5(a) is input to this waveform processing circuit, the collector current waveform of the transistor 32 and the collector current waveform of the transistor 52 are respectively changed as shown in FIG. 5(b). ) and (c), the part corresponding to the rising edge and the part corresponding to the falling edge of the input signal in FIGS. 2(b) and 2(c) are interchanged. The collector current of transistor 52 has its polarity reversed by current mirror circuit 700 and is supplied to resistor 50 . As a result, the base voltage waveform of the transistor 53 is the sum of the original input signal waveform (indicated by a broken line) and the voltage waveform appearing at the resistor 50 (indicated by a dashed-dotted line), as shown in FIG. 5(e). As a result, the dullness of the rising portion of the input signal waveform is improved. The voltage waveform across the resistor 50 reaches its maximum in response to the rise of the input signal, as shown in FIG. 5(d).
【0034】もちろん、図4に示される回路において、
抵抗器50はトランジスタ46のエミッタとトランジス
タ53のベースとの間に設けられてもよい。Of course, in the circuit shown in FIG.
A resistor 50 may be provided between the emitter of transistor 46 and the base of transistor 53.
【0035】以上のように、上記いずれの実施例におい
ても、抵抗器とコンデンサとを含む時定数回路と、差動
増幅器と、カレントミラー回路とが組合わされて用いら
れることによって、入力信号の波形のなまりが改善され
る。したがって、信号波形のなまりを改善するための従
来の信号波形処理回路のように、周囲の温度変化の影響
を大きく受けるダイオード等の素子が不要となるので、
入力信号波形のなまりを温度変化に影響されず安定して
改善することは可能となる。さらに、入力信号波形のな
まりを改善するために用いられる信号(トランジスタ5
2のコレクタに現れるパルス信号)は、入力信号とこの
入力信号から抽出された直流成分との差電圧を増幅する
ことによって得られるものであり、従来のように所定の
基準レベルと入力信号との差電圧に基づいて作成される
ものではない。このため、入力信号の振幅の大きさにか
かわらず、入力信号の波形のなまりが確実に改善される
。さらに、コンデンサ48の容量は、入力信号の高域成
分のみが除去されるような値に設定されればよいので、
入力信号として映像信号が用いられた場合でも、コンデ
ンサ48として従来のように大容量のものを用いる必要
がない。このため、上記いずれの実施例の波形処理回路
も半導体集積回路装置化に有利である。As described above, in any of the above embodiments, the waveform of the input signal is changed by using a time constant circuit including a resistor and a capacitor, a differential amplifier, and a current mirror circuit in combination. The accent is improved. Therefore, unlike conventional signal waveform processing circuits for improving the roundness of signal waveforms, elements such as diodes, which are significantly affected by ambient temperature changes, are no longer required.
It becomes possible to stably improve the roundness of the input signal waveform without being affected by temperature changes. Furthermore, a signal (transistor 5
The pulse signal appearing at the collector of No. 2) is obtained by amplifying the voltage difference between the input signal and the DC component extracted from this input signal. It is not created based on differential voltage. Therefore, regardless of the amplitude of the input signal, the roundness of the waveform of the input signal is reliably improved. Furthermore, since the capacitance of the capacitor 48 only needs to be set to a value that removes only the high-frequency components of the input signal,
Even when a video signal is used as an input signal, there is no need to use a capacitor 48 with a large capacity as in the conventional case. For this reason, the waveform processing circuits of any of the above embodiments are advantageous for fabrication into semiconductor integrated circuit devices.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、信号波
形のなまりを、従来とまったく異なる方法で改善する信
号波形処理装置が提供される。この結果、信号波形のな
まりを、周囲の温度変化や、波形を改善されるべき入力
信号の電圧レベルや種類にかかわらず確実に改善するこ
とが可能となる。As described above, according to the present invention, there is provided a signal waveform processing device that improves the roundness of a signal waveform using a method completely different from the conventional method. As a result, it is possible to reliably improve the roundness of the signal waveform regardless of changes in ambient temperature or the voltage level or type of the input signal whose waveform is to be improved.
【図1】本発明の一実施例の信号波形処理回路の構成を
示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a signal waveform processing circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示される信号波形処理回路の動作を説明
するための波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the signal waveform processing circuit shown in FIG. 1;
【図3】本発明の他の実施例の信号波形処理回路の構成
を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of a signal waveform processing circuit according to another embodiment of the present invention.
【図4】本発明のさらに他の実施例の信号波形処理回路
の構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of a signal waveform processing circuit according to still another embodiment of the present invention.
【図5】図4に示される信号波形処理回路の動作を説明
するための波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the signal waveform processing circuit shown in FIG. 4;
【図6】信号波形の立下り部分のなまりを改善するため
の従来の信号波形処理回路の構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional signal waveform processing circuit for improving the rounding of the falling portion of a signal waveform.
【図7】映像信号処理におけるクリップ回路の機能を説
明するための波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the function of a clip circuit in video signal processing.
【図8】映像信号処理において信号波形の立下り部分で
のなまりを改善するための回路が必要となる理由を説明
するための波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the reason why a circuit for improving the rounding in the falling portion of a signal waveform is required in video signal processing.
100 低域フィルタ
200 差動増幅器
300,400,700 カレントミラー回路500
入力回路
600 出力回路
なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。100 Low-pass filter 200 Differential amplifier 300, 400, 700 Current mirror circuit 500
Input circuit 600 Output circuit In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (3)
改善するための信号波形処理装置であって、前記入力信
号の低域成分を抽出する低域成分抽出手段と、前記低域
成分抽出手段によって抽出された低域成分と、前記入力
信号とに基づいて、前記入力信号の高域成分を導出する
高域成分導出手段と、前記高域成分導出手段によって導
出された高域成分から、前記入力信号の変化部分に対応
する信号成分のみを抽出する信号成分抽出手段と、前記
信号成分抽出手段によって抽出された信号成分と、前記
入力信号とに基づいて、前記入力信号の前記変化部分の
波形を整形する手段とを備えた、信号波形処理装置。1. A signal waveform processing device for improving the roundness of a waveform of a changing portion of an input signal, comprising: a low-frequency component extracting means for extracting a low-frequency component of the input signal; and the low-frequency component extracting means. a high-frequency component deriving means for deriving a high-frequency component of the input signal based on the low-frequency component extracted by the input signal and the input signal; a signal component extraction means for extracting only the signal component corresponding to the changing portion of the input signal; and a waveform of the changing portion of the input signal based on the signal component extracted by the signal component extracting means and the input signal. A signal waveform processing device comprising means for shaping.
り部分であり、前記波形整形手段は、前記信号成分抽出
手段によって抽出された信号成分を、前記入力信号から
差引く手段を含む、請求項1記載の信号波形処理装置。2. The changing portion is a falling portion of the input signal, and the waveform shaping means includes means for subtracting the signal component extracted by the signal component extraction means from the input signal. 2. The signal waveform processing device according to item 1.
り部分であり、前記波形整形手段は、前記信号成分抽出
手段によって抽出された信号成分を、前記入力信号にた
し合わせる手段を含む、請求項1記載の信号波形処理装
置。3. The changing portion is a rising portion of the input signal, and the waveform shaping means includes means for adding the signal component extracted by the signal component extraction means to the input signal. 2. The signal waveform processing device according to item 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3075289A JP2700961B2 (en) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | Signal waveform processing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3075289A JP2700961B2 (en) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | Signal waveform processing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04310014A true JPH04310014A (en) | 1992-11-02 |
JP2700961B2 JP2700961B2 (en) | 1998-01-21 |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5885911A (en) * | 1981-11-18 | 1983-05-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Equalizing method of waveform |
-
1991
- 1991-04-08 JP JP3075289A patent/JP2700961B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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