JPS5843676A - 信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の目的〉 この発明は、信号の利得が制御されるとき信号の直流レ
ベルが実質的に一定に維持されるように適正に補償する
ために、信号の利得制御回路と関連して動作する制御回
路に関するものである。

〈発明の背景〉 テレビジョン受像機のようなビデオ信号処理装置は、一
般には例えば再生された映像のコントラストを変えるた
めにビデオ信号のビーク−ピーク振幅を調整するための
装置を含んでいる０制御さ２０れたビデオ信号を後続す
る信号処理回路に容易にＤＣ（直流）結合できるように
、またビデオ信号の振幅が制御されるときに再生された
映像の明るさが変化するという好ましくない事態が生ず
ることがないように、ビデオ信号のピーク−ピーク振し
ばしばある。

ビデオ信号の振幅は、利得制御回路から取出された利得
制御電圧を増幅器の利得を制御するためのビデオ増幅器
に供給することによって、また可変補償電圧が利得制御
回路から被制御増幅器にＤＣ結合されるように利得制御
回路と被制御増幅器とを相互結合することによって、変
化される。補償電圧は、増幅器の利得が制御されるとき
、被制御増幅器の靜出力電圧を一定に維持するような大
きさと極性を呈する０ □ この形式の利得制御回イーにおいて適正なりＣ補償を行
なうには、利得制御回路と被制御増幅器のある設計上の
動作パラ″メータが規定された関係となることが要求さ
れる。例えば、−例として被制御増幅器と利得制御回路
の靜動作状態が所望の相互関係からずれると、適正なり
Ｃ補償が損なわれることになる。これは、例えば温度変
化の影響や動作用電源電圧の変動を含む各種の要因によ
ってひき起される。こ＼に示された回路は、所望の利得
制御ＤＣ！ｊ１１償時に、靜動作状態の変動による影響
を実質的に軽減するように構成されている。

〈発明の概説〉 この発明による装置はビデオ信号処理装置中に含まれて
いる。こ＼で利得の被制御ビデオ信号処理装置のＤＣ出
力レベルは、その増幅器の利得が制御されるとき実質的
に一定に維持されるようにされている・増幅器の利得制
御およびＤＣ補償信号は利得制御回路から供給される。

ＤＣ補償は、増幅器のＤＣバイアスおよび利得制御回路
のＤＣバイアスをＩＩ：くし、増幅器のバイアスおよび
利得制御回路のバ　　スの規定された相互関係からのす
１゜ れを修正する別の回路によって保持される。

この発明の特徴によれば、利得制御回路の感知されたＤ
Ｃバイアスは、ビデオ信号の黒基準レベルを設定するた
めに使用される基準電圧に相当している。一定施例にお
いては、ビデオ信号の黒基準レベルは、感知された増幅
器のＤＣバイアスと、感知された利得制御回路のＤＣバ
イアス基準電圧との間の差に応答して、ビデオ信号を増
幅器へ結合するＡＣ信号結合用キャパシタ上の電荷を修
正することによって周期的な映像消去（ブランキング）
期間中に設定される。

〈発明の詳細な説明〉 以下、図を参照しっ＼この発明の詳細な説明する。第１
図において、クロミナンス信号は信号源１０よシクロミ
ナンス処理回路１２に供給されてＲ−Ｙ、Ｇ−Ｙ、Ｂ−
Ｙの各色差信号が生成される。ルミナンス信号は信号源
１５よりＡＣ結合キャパシタ２２および信号処理回路２
３を経て差動増幅器２ｏに供給される。キャパシタ２２
のような結合キャパシタがルミナンス信号のＡＣ結合の
ために通常受像機中に含まれている。しかしながら、後
程説明するように、この発明の回路構成におけるキャパ
シタ２２はまたルミナンス信号の黒基準レベルの設定用
蓄積装置としでも動作する。差動増幅器２ｏは差動的に
結合されたトランジスタ２６．２Ｂ、およびトランジス
タ３０と関連するエミッタ抵抗器３２とを含む電流源と
からなっている。増幅されるべきルミナンス信号は電流
源トランジスタ３ｏを経てトランジスタ２６．２日に供
給され、増幅されたルミナンス信号はトランジスタ２８
のコレクタ回路中の負荷インピーダンス３５の両端間に
現われる。後程説明するように、増幅器２ｏの利得はト
ランジスタ２６．２Ｂに供給される電圧ｖ１、Ｖ２に応
答して制御される。

増幅器２０からの増幅されたルミナンス信号Ｙは結合回
路網３８を経てマトリックス増幅器４ｏに結合され、こ
＼でルミナンス信号は処理回路１２から供給される色差
信号と合成されて信号Ｒ，Ｂ、Ｇを表わす出力カラー映
像信号が生成される。これらの信号は最終的には受像機
のカラー映像管に供給されてカラー映像が生成される。

Ｒ１Ｇ％Ｂカラー信号のＤＣ黒基準レベルは、比較器４
５と、これに関連する電荷蓄積キャパシター４８を含む
回路網によって所定のレベルに維持される。比較器４５
は信号ｖＫによってキーされてすなわち所定の動作状態
にされて、ビデオ信号の黒基準レベルを含む各水平線消
去期間の所定の期間中動作させられる。特に、比較器４
５は水平同期・ζルス期間に後続する各水平線消去期間
中のいわゆるバック・ポーチの期間中動作させられる。

動作中は比較器４５は基準電圧へをそのときマ）　ＩＪ
ラックス０のＢ（青）信号の出力に現われるＤＣ黒基準
レベルと比較する。比較器４５は基準電圧ＶＲと信号Ｂ
の感知された黒レベルとの差を表わす出力制御信号を発
生する０出力制御信号はキャノくシタ４Ｂに蓄積され、
結合回路網３８に供給されてマトリックス４０に供給さ
れるルミナンス信号のＤＣ黒基準レベルを修正する。ル
ミナンス信号の修正された黒基準レベルは基準電圧軸と
Ｂ信号の感知された黒レベルとの間の差を小さくする方
向にｉす、それによって所望のビデオ信号黒レベル状態
が作り出される。

この機構によって、例えば温旙変化による信号Ｒ１Ｇ％
Ｂの黒レベルの好ましくないシフトは補償される。比較
器４５の動作については米国特許第４、’１９７，５５
７号中に詳細に示されている。

前述のように、差動増幅器のトランジスタ２６．２８は
入力制御電圧Ｖ□および■２に応答して利得制御される
。これらの制御電圧は視聴者が調整するコントラスト制
御ポテンショメータ５０およびそれに関連する利得制御
信号変換回路５５を含む制御回路から供給される。利得
制御信号変換回路５５は、［差動増幅器の直線的利得制
御用回路（Ｃ■ＲＣＵ工ＴＦＯＲＬＩＮＥＡＲＬＹ　　
ＧＡＩＮ　　Ｃ０ＮＴＲ０ＬＬＩＮＧ　　Ａ　　Ｄ工Ｆ
ＦＫＲＥＮＴ工ＡＬＡＭＰＬ工ＦＩＥＲ）　Ｊという名
称で出願された米国特許出願筒２９６　、８６５号明細
書中に詳細に示されていも簡単に言えば、回路５５は増
幅用トランジスタ６２とダイオード接続されたトランジ
スタ６４と、トランジスタ６５およびそれに関連するエ
ミッタ抵抗器６日からなり、トランジスタ６２およびダ
イオード接続されたトランジスタ６４に動作電流を供給
するための電流源とからなる差動的に接続された電流分
割回路網６ｏを含ん−ｃ６る”・。１，７ジユ、６２お
よび、−イオード接続されたトランジスタ６４は電流源
６５．６８によって、および対称バイアス回路網によっ
てバイアスされる。この対称バイアス回路網は、抵抗器
′１０とそれに関連するトランジスタ６２に結合された
制御電流源７２、および抵抗器７４とそれに関連するダ
イオード接続されたトランジスタ６４に結合された電流
源７６からなっている。電流源７２の導通状態はポテン
ショメータ５０の設定に伴ってはソ直線的に変化する。

回路５５は、トランジスタ６２およびダイオード接続さ
れたトランジスタ６４のベース電極に与えられ御電圧Ｖ
□−ｖ２は制御電圧ｖ２゛に関連する非直線成分を含ん
でおり、そのため制御電圧Ｖよおよびｖ２が増幅器２０
のトランジスタ２６および２８に供給されると、増幅器
２０の信号利得はポテンショメータ５０からの利得制御
電圧に関連して実質的に直線的に変化させられる。

トランジスタ６２のコレクタ出力から取出される直流補
償電圧Ｖはルミナンス増幅器２０のトランクスタ２８の
コレクタ出力回路にＤＣ結合されている。

この接続によって、差動増幅器２０の利得が制御電圧Ｖ
よおよびｖ２に応答して制御されるとき、トランジスタ
２Ｂの靜ＤＯコレクタ出力電圧を実質的に一定に維持す
ることができる。ポテンショメータ５０を調整すると、
利得制御回路５５のトランジスタ６２のＤＣコレクタ電
流と増幅器２０のトランジスタ２ＢのＤＯコレクタ電流
は、大きさが実質的に等しく方向が反対に変化する。従
って、増幅器の負荷抵抗器３５を通って流れる電流およ
びその両端間の電圧降下は、ポテンショメータ５０を調
整するとき実質的に一定に維持される。

ルミナンス増幅器２０の靜動作電流は電流源トランジス
タ３０によって供給される電流の関数となり、また利得
制御回路５５中の電流分割回路網６０の靜動作電流は電
流源トランジスタ６５によって与えられる電流の関数と
なる。増幅器２０および電流分割回路網６０の静電流が
予め定められた関係を示すと、トランジスタ２８および
６２のコレクタ電流は相補的に変化し、増幅器のトラン
ジスタ２日の靜出力電圧は、前述のように増幅器２０の
利得が制御されるとき実質的に一定に維持される。例え
ば電流源トランジスタ３０および６５によつそ与えられ
る静電流が所定の相互関係からずれると、前述の増幅器
２０の利得が制御されるときＤＣ出力電圧は変化しない
という増１福器２０の出力における所望のＤＣ補償は行
なわれなくなる。この例では、トランジスタ３０および
６５によって与えられる静電流は実質的に等しく、それ
によってエミッタ抵抗器３２および６日の両端間に等し
い大きさの静電圧降下が生ずる。この電圧降下が等しく
なる関係は、電流源トランジスタ３０の靜ベース・バイ
アス電圧がトランジスタ６５のベース・バイアス電圧に
関して変化するとくずれる。

トランジスタ３０の静ベース・バイアス電圧はＤＣ結合
された信号処理回路２．３からの静出力電圧の関数にな
る。信号処理回路２：戸は図に概略的に示すよ°に″！
　＠　ｍ　＠　ｆｉ　ｔ−ｔ−、、、、、ｅぴ７−ゝ″
″″スタ３０−ス入力を、・増幅器２０に適当に変換さ
れたルミナンス信号を供給するのに必要とされる信号ピ
ーキングおよびＤＣレベル変換回路網を含むこともある
。電流源トランジスタ３０および６５によって与えられ
る静電流は、例えば温度および電源電圧の変動による効
果によりひき起されるユニット２３内の回路の動作パラ
メータのシフトにより所望の特性からずれることがある
。

電流源トランジスタ３０および６５によって与えられる
静電流間の差を導入するトランジスタ６５に対するトラ
ンジスタ３０の任意の静バイアス誤差は、同じ値のエミ
ッタ抵抗器３２および６８の両端間に発生する電圧降下
の相互間の差によって表わされる。

この差すなわちバイアス誤差は、次のように比較器８０
を含む制御回路によって修正される。

比較器８０は、キーイング信号ＶＫに応答して水平映像
線消去期間のバック・ポーチ（黒基準レベル）の間に動
作する。このとき、比較器８０は電流源トランジスタ３
ｏ、ｐよび６５の静エミッタ電圧を感知し、３ｔ″″′
感知、、１．・：、＄１．、ｔ′″７”ｓ’、ｚ″ｔｉ
間ｆ７）！ｅ＊：ｂ“出力制御信号を″′１１発生する
。この制御信号は比較器８０の出力ゲート回路網８５お
よび抵抗器８８を経て入力ＡＣ結合キャパシタ２２の出
側の電極に与えられる。ゲート回路網８５は信号ｖＫに
応答してキーされ、て開き、ビデオ信号の黒基準しベル
期間中、比較器８０の出力信号をキャパシタ２２へ通過
させる。ゲート回路網８５およびインピーダンス８８の
詳細な動作については、「安定化されたビデオ信号制御
ループ（ＳＴＡＢ工ＬＩＺＥＤｖよりＥＯ８工ＧＮＡＬ
ＣＯＮＴＲＯＬＬＯＯＰ）」という名称で出願された米
国特許出願筒２９６，８２３号明細書中に説明されてい
る。

キャパシタ２２に供給される比較器の出力制御信号は、
閉ループ作用によってトランジスタ３０のＤＣベース・
バイアス電圧がトランジスタ６５のＤＣペース・バイア
ス電圧に実質的に等し′くなるように上記キャパシタ２
２の電荷を修正するのに必要な極性と大きさを持ってお
り、それによってトランジスタ３０の靜エミッタ電゛圧
はトランジスタ６５の静エミッタ電圧に等しくされる。

従って、比較器８０を含む回路網は、電流源トランジス
タ３０および６５の靜ベースーエミッタ間電圧相互間の
差を最小にするように作用する。従って、これらの電流
源トランジスタによって与えられる電流は実質的に等し
く維持され、それによって増幅器２０の出力電圧のＤＣ
補償は、増幅器２０の利得制御期間中、所望の状態に維
持される。

もし増幅−器２０の出力が上記のようにＤＣ補償されな
ければ、増幅器２０の利得が制御されると増幅器２０の
静出力電圧はシフトする。このＤＣシレトはマトリック
ス４０のＲ％　０１　Ｂ出力信号に反映され、前述のよ
うに比較器４５を含む回路網によって感知され、修□正
される。しかしながら、比較器の出力キャパシタ４日の
充電、放電に関連する時定数は、キャパシタ４８の電圧
は比較器４５からの出力誤差制御信号に応答して時に変
化するということはなく、それによって過渡的な修正に
対して遅延を与える。従って、利得溜す御ポテンショメ
ータ５０の調整によって与えられるビデオ信号のＤＣＣ
レベレシフトは再生された映像中に瞬間的なラニーレン
ゲあるいは明るい閃光状の乱れとして表われる。

比較器８０は、適正な利得制御ＤＣ補償に必要とされる
増幅器２０と利得制御回路５５の相互の静電流の平衡を
維持するように動作するので、上記の映像中に表われる
好まし＼ない可視幼果は比較器８ｏを含む制御回路によ
って防止される。従って、比較器４５は、例えば温度変
化や回路素子の経年変化による比較的長期の且つゆっく
りとした出力ビデオ信号の黒基準レベルの変化にのみ応
答するようにされていることが望ましい。

比較器８０はまた入力結合キャパシタ２２に関連するル
ミナンス信号の黒レベル・クランプとしても動作するこ
とができる。この点について言えば、ルミナンス信号の
ＤＣ黒基準レベルは幾つかの理由によって変化する。Ｄ
Ｃ黒基準レベルは入力結合キャパシタ２２を介するＡＣ
信号の結合、特にルミナンス信号のデユーティ・サイク
ルの変化に応答してシフトする。例えばルミナンス信号
成分が優勢な白レベル情報から優勢な暗レベル情報へ、
あるいはその逆方向の変化（すなわち対応する映像が明
るい場面から暗い場面へ′、あるいは暗い場面から明る
い場面へ変化するとき）に伴ってルミナンス信号のデュ
ーテーイ・サイクルの変化が生ずる。

比較器８０と結合キャパシタ２２とからなる黒レベル・
サンプル−ホールド・クランピング回路は、映像情報レ
ベルに先行する各黒基準レベル期間中、ルミナンス信号
の黒基準レベルを所望のレベルに設定、すなわちクラン
プする。それによって映像の明から暗へのグレー・スケ
ール情報は忠実に再生される。この点に関して、入力結
合キャパシタ２２は比較器８０によって与えられる黒レ
ベル誤差修正制御信号に対する電荷蓄積装置として働き
、トランジスタ６５の一定のエミッタ電圧は黒レベル基
準電圧として働く。

動作について説明すれば、トランジスタ６５のエミッタ
の基準電圧は、各水平消去期間中、ルミナンス信号の黒
基準レベルと比較される。比較器８０からの出力制御信
号は、感知されたルミナンス信号の黒基準レベルと□ト
ランジスタ６５の感知されたエミッタ基準電圧との間の
差を表わす。この制御゛ｊ 信号は、感知された信号間の差を小さくする方向に入力
結合キャパシタ２２上の電荷を修正し、それによって所
望のルミナンス信号の黒基準レベルがトランジスタ６５
のエミッタ基準電圧に従って設定される。これが行なわ
れると電流源トランジスタ３０と６５のＤＣエミッタ電
圧は実質的に等しくなシ、これらのトランジスタによっ
て与えられる靜ＤＣ動作電流は実質的に等しくなり、ル
ミナンス増幅器２０の出力の利得制御ＤＣ補償は前に述
べたように維持される。

利得制御ＤＣ補償を維持し、ビデオ信号の黒基準レベル
を設定するという機能に加えて、この例では、信号処理
回路２３０入力回路がエミッタ結合されたλ対のペース
入力トランジスタからなる入力差動増幅器からなる場合
に、比較器８０を含むクランプ回路は別の効果を奏する
ことができる。この形式の差動増幅器は、その動作範囲
全体にわたって非直線的な入力対出力信号変換応答性を
示す。

もしルミナンス信号が非直線的に処理されると、ルミナ
ンス信号は再生された映像にグレー・スケール誤差を生
じさせる。このような誤差は、差動増幅器が広い導通領
域全域にわたって直線的に動作するように上記差動増幅
器を補償することによって除去される。それは、。比較
的小さなピーク−ピーク振幅変動をもったルミナンス信
号を差動増幅器に供給することによって、たとえルミナ
ンス信号の黒基準ＤＣレベルが、例えば温度による影響
や回路素子の公差による影響によってシフトすることが
あっても、上記ルミナンス信号が差動増幅器の直線動作
領域内で処理されるようにすることによって、あるいは
他の手段によって行なわれる０ 比較器８０のルミナンス信号黒レベル・クランプは、差
動増幅器の転送特性に対する黒基準レベルを、通常予想
されるルミナンス信号映像情報のピーク−ピーク変動（
すなわち明から暗までの映像情報の変化）が差動増幅器
の直線動作領域内に維持されるように、予め設定するよ
うに作用する。

これによって差動増幅器に比較的大きな振幅で広いダイ
ナミック・レンジの信号を供給することが可能となる。

すなわち、入力ルミナンス信号のダイナミック・レンジ
を増幅器の直線動作領域の全域を利用するという効果を
引出すのに充分な太きさとすることができる。このよう
な広いダイナミック・レンジを持った信号を使用するこ
とにより、良好な信号対雑音応答性を得ることができる
という効果もある。さらに、キャパシタ２２に供給され
る入力信号が前段回路（例えば、通常の前段中間周波数
信号処理回路）によってクランプされるときに、ビデオ
信号のデユーティ・サイクルの変化期間中、直線性が維
持される。

受像機の映像再生用映像管によって導通させられる過大
なビーム電流を自動的に制限するための回路を有するテ
レビジョン受像機中に前述のこの発明による回路を組込
むことによってさらに別の効果が得られる。自動ビーム
電流制限制御電圧を発生する回路は例えば米国特許第４
　、２５３　、１１０号明細書中に示されている。この
ような制−御電圧は、ポテンショメータ５０が結合、さ
れた・電流源７２の入力１゛−”ＮＩＪ　［ｆ）＋ｌＪ
　＋″１ｉｉ８Ｅｔｌｔ、７ｔ、ａ、ｊ　（！：　Ｋ“
°１３の特許中で説明されてい　　、雪中で利用するこ
とができる。この場合、ビーム制限制御電圧は増幅器２
０の利得を減少させるような極性で供給され、それによ
って過大なビーム電流は制限される０増幅器２０からの
出力信号のＤＣレベルはビーム制限制御電圧に応答して
変化することはないので、比較器４５からの出力電圧、
従ってキャパシタ４日の電圧は変化しない。視聴者に不
快感を与える再生された映像の明るさの可視的な且つ段
階的な変化を防止するために、この例では比較器４５か
らの出力電圧が変化しないように維持することが望まし
い。

もし上記出力電圧が変化しない−ように維持されなけれ
ば、キャパシタ（すなわちキャパシタ４日）の電圧は瞬
時に変化することができないので、上記の可視効果は表
われる。上記の装置にビーム制限制御電圧をこのような
形態で利用することにより、比較器８０を含む閉ループ
黒レベル・クランプ回路網の安定性を改善することがで
きるという別の効、） 果も得られる０、、、　ｅれ“・３″′う７７′回路網
は１−ム電流制限嘘、、、、７回路網と独立して動作す
るからである。

第２図は比較器８０とそれに関連する出力ゲート回路網
８５の詳細な回路図を示す。トランジスタ３０および６
５のエミッタ電圧は、ＰＮＰ電圧ホロワ・トランジスタ
１００および１０２をそれぞれ介して比較器トランジス
ター０４．１０６に供給される。比較器８０は、その電
流源トランジスタ１０Ｂに供給される信号ＶＫに応答し
て動作するようにキーされる。比較器８０の出力制御電
圧は負荷抵抗器ｌｌＯの両端間に発生し、第１図のゲー
ト回路網８５およびインピーダンス８８を経てキャパシ
タ２２に供給される０ゲ一ト回路網８５は、トランジス
ター２０のエミッタ電極およびベース電極にそれぞれ結
合された相補的に切換えられるトランジスター２５およ
び１２６からなるスイッチング回路を有している。トラ
ンジスタ１２５および１２６の動作は相補スイッチング
信号■およびｖＫによって制御さ゛れ、ビデオ信号の黒
幕に 準レベル期間中はトランジスター２０が導通するように
これを順バイアスし、それ以外の時点ではトランジスタ
１２０を逆バイアスする。

第３図は信号結合回竺網３８の回路を詳細に示すもので
ある。増幅器２０からのルミナンス信号は出力接続点Ａ
に結合されたエミッタ・ホロワ・トランジスタ１４０お
よびエミッタ抵抗器１４２を経てマトリックス４０に供
給される。トランジスタ１４４はトランジスタ１４０用
の動作電流を供給する。キャパシタ４日からの比較器出
力制御電圧は、エミミツタ・ホロワ・トランジスタ１５
０　、　１５２　、抵抗器１５６およびトランジスタ１
４４を経て接続点Ａに現われるルミナンス信号の黒基準
レベルを修正するために供給される。トランジスタ１５
１）は、エミッタ・ホロワ・トランジスタ１５０および
１５２に動作電流を供給する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による制御装置を含むＤＣ補償された
ビデオ信号利得制御装置からなるカラーテレビジョン受
像機の一部を、その一部をブロック図の形式で、他の一
部を概略回路図の形式で示した図、第２図は第１図の制
御装置の回路構成を詳細に示す図、第３図は第１図の装
置中の他の部分の回路構成を詳細に示す図である。 １５・・・入力信号源、２０・・・増幅手段、８０・・
・比較回路（感知手段）、８５・・・ゲート回路（制御
電圧結合手段）、■よ、ｖ２・・・利得制御信号ｖ３・
・・ＤＣ補償信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号源と１ 人力信号源から供給される入力信号に応答し、増幅手段
   の直流バイアスを設定するだめの関連するバイアス手段
   を有する上記増幅手段と、利得制御手段の直流バイアス
   を設定するための関連するバイアス手段を有する上記利
   得制御手段であって、上記増幅手段の利得を制御するだ
   めの利得制御信号を供給し、また上記増幅手段の利得が
   上記利得償されるように上記増幅手段に対して直流補償
   信号を供給するための上記利得制御手段とを有する直流
   結合された信号処理手段と、 上記増幅手段の直流パイ・アスを表わす電圧および上記
   利得制御手段の直流バイアスを表わす電圧に応答して上
   記増幅手段の上記バイアスと上記利得制御手段の上記バ
   イアスの予め規定された相互関係からのずれを表わす出
   力制御電圧を供給する感知手段と、 上記制御電圧を上記ずれを修正するために上記５信号処
   理手段に供給し、それによって上記増幅手段の上記直流
   出力レベルの直流補償を保持するための手段と。 からなる信号利得制御装置。