JPS63269400A - サンプル・ホ−ルド回路 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、例えば復調された複合映像信号の直流再生
を行なうペデスタル・クランプ回路等に用いられるサン
プル・ホールド回路に関する。

（従来の技術） 一般に、テレビジョン受像機のペデスタルクランプ回路
では、サンプル・ホールド回路を用いて、復調された複
合映像信号のベデスクルレベルをクランプすることによ
り直流再生を行なっている。従来より用いられているサ
ンプル・ホールド回路の構成を第２図に示す。

第２図において、入力映像信号Ｖｉｎはバイアス電圧Ｖ
　ｒｅｆによってバイアスされた後、ＰＮＰトランジス
タＱ１のベースに入力される。このＰＮＰトランジスタ
Ｑ２は同特性のＰＮＰ　トランジスタＱ２と差動対とな
っている。この差動対回路の共通エミッタはスイッチ素
子ＳＷを介して定電流源Ｉ、に接続され、Ｑｌ、Ｑ２の
各コレクタはダイオードＤ１及びトランジスタＱ３より
なるカレントミラー回路の入出力端に接続されている。

また、トランジスタＱ２はベース及びコレクタ間が接続
されて帰還接続されており、そのベースはホールド用コ
ンデンサＣＨに接続されている。コンデンサＣＨの充電
電圧は出力電圧Ｖ　ｏｕｔとして取出されるようになっ
ている。上記スイッチ素子ＳＷは外部からのサンプルパ
ルスＳＰに応じてスイッチング制御される。

まず、サンプル動作のとき、サンプルパルスＳＰによっ
てスイッチ素子ＳＷをオン状態に設定する。すると、差
動対回路は定電流源１１からバイアス電流を入力してア
クティブ状態となる。このとき、トランジスタＱ１には
バイアス電圧Ｖ　ｔｅｌ’によってバイアスされた入力
映像信号Ｖｌｎに対応する電流が流れ、トランジスタＱ
２にはコンデンサＣＨの充電電圧に対応した電流が流れ
る。

−凹ｙ？！１により迎力同の竜σｊＰテ可田刀され会。

したがって、この逆方向電流とトランジスタＱ２のコレ
クタ電流との差電流がコンデンサＣＨの充放電電流とな
り、これによってコンデンサＣＩにはトランジスタＱ１
のベースにかかる電圧と同一の電圧が充電されるように
なる。

次に、ホールド動作のとき、サンプルパルスＳＰによっ
てスイッチ素子ＳＷをオフ状態に設定する。これによっ
て差動対回路は定電流源Ｉ□から切離されてカットオフ
状態となる。このとき、コンデンサＣ，に蓄積された電
荷に対し、差動対回路及びホールド回路はｆｌｌＴの影
響も与えない。したがって、コンデンサＣＨにはスイッ
チ素子ＳＷのオフ時の充電電圧がホールドされるように
なる。

しかしながら、上記のような従来のサンプル・ホールド
回路では、コンデンサＣＨの容量値を適当に設定し、最
大入力時に対して定電流源Ｉ、の電流値を充分サンプル
動作可能な値にすると、入出力電位差が小さい場合には
サンプル時に差動対回路に流れる電流がほとんど無駄に
なる。一般的に、コンデンサＣＨの容量値は数μＦ程度
であり、定電流源Ｉ、の電流値は数百μＡ乃至数ｍＡ程
度である。特に、移動可能なポータプルテレビのように
７Ｉｉ源に電池を使用するものでは、電池寿命をのばす
ために消費電流か小さい方が望ましいが、」二足サンプ
ル・ホールド回路ではサンプル時に常に１１という定電
流が流れ、消費電流が大きいため、電源として７１ｉ池
を使用するものには消費電流の低減が望まれる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように従来のサンプル−ホールド回路では、
サンプル時に常に定電流が流れるため、入出力電位差が
小さい場合には必要以上に消費電流が大きく、特に電源
に電池を使用するものには適さない。

この発明は上記のような問題を解決するためになされた
もので、入出力電位差に応じて消費電流を最適値に変化
させることのできるサンプル・ホールド回路を提供する
ことを目的とする。

［発明のｔＩ■成コ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明に係るサンプル会ホ
ールド回路は、サンプル時に入力電圧とコンデンサの充
電電圧との差電圧に応じて前記ホールド用コンデンサを
充放電してコンデンサの充電７ｕ圧と入力電圧とを一致
させ、ホールド時に前記コンデンサの充放電経路を遮断
してコンデンサの充電電圧をホールドするものにおいて
、第１の定電流源によってバイアスされ、前記入力電圧
とコンデンサの充電電圧を入力し、両者の差電圧に応じ
て第１、第２の出力電流が互いに逆方向に増減する差動
対回路と、第２の定電流源によってバイアスされ、前記
差動対回路の第１、第２の出力電流を入力し、両者の差
電流に応じて前記コンデンサの充放電電流を制御する電
流増幅回路と、サンプル時に前記第２の定電流源を前記
電流増幅回路に接続し、ホールド時に前記第２の定電流
源を前記電流増幅回路から切離すスイッチ回路とを具備
して構成される。

（作用） 上記構成によるサンプル・ホールド回路は、サンプル時
にはスイッチ回路によって第２の定電流源を電流増幅回
路に接続し、電流増幅回路を能動状態とする。このとき
、差動対回路から入力端子とコンデンサの充電電圧との
差電圧に応じた第１、第２の電流が出力される。これら
第１、第２の電流は電流増幅回路によってその電流差を
とられ、その電流差は増幅されてコンデンサの充放電電
流となる。この場合、入力電圧とコンデンサの充電７は
圧との差電圧に応じて充放ｔｔ、　？？ｆ流蒼を変化さ
せるので、消費電流を少なくすることができる。

また、第２の定電流源の出力電流、つまり電流増幅回路
のバイアス電流を小さくすることによってさらに消費電
流を少なくすることができる。ホールド時にはスイッチ
回路によって第２の定電流を電流増幅回路から切離し、
電流増幅回路を停止状態とする。このとき、コンデンサ
は充放電経路から切離されることになり、充電電圧をホ
ールドすることができる。

（実施例） 以下、第１図を参照してこの発明の一実施例を説明する
。

第１図は第２図に示したサンプル・ホールド回路にこの
発明を適用した場合の構成を示すもので、第１図におい
て第２図と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略する。

前記差動対回路のトランジスタＱｌ、Ｑ２の共通エミッ
タは第１の定電流源Ｉ、に直接接続され、各コレクタは
それぞれ抵抗Ｒ２１Ｒ１を介して接地されると共に、電
流増幅回路を構成するトランジスタＱ５．Ｑ４の各エミ
ッタに接続される。電流増幅回路において、トランジス
タＱ４．Ｑ５の各ベースは共通接続され、スイッチ素子
ｓＷを介して第２の定電流１ｉ　１２に接続され、抵抗
Ｒ３を介してエミッタ接地のトランジスタＱ６のベース
に接続され、さらに抵抗Ｒ４を介してエミッタ接地のト
ランジスタＱ７のベースに接続される。

トランジスタＱ６のコレクタはコレクタ接地のＰＮＰ　
トランジスタＱ８のベースに接続されると共にＰＮＰト
ランジスタＱ９のコレクタに接続される。トランジスタ
Ｑ８のエミッタはＰ　Ｎ　Ｐ　ｌ−ラング８りＱ９・　
Ｑ　＋ｏの共通ベースに接続される。

トランジスタＱ９．Ｑ［の各エミッタはＶＣＣ電圧ライ
ンに接続される。トランジスタＱ　＋ｏのコレクタはト
ランジスタＱ２のベース、トランジスタＱ７のコレクタ
、ホールド用コンデンサＣＨに接続される。

上記構成において、以下その動作について説明する。

今、−例として１１−２　Ｉ２　、Ｒ１−Ｒ２、Ｒ３−
Ｒａ−３Ｒ１とし、Ｑ４〜Ｑ７は理想的に特性が揃って
いるものとする。

まず、サンプルパルスＳＰによってスイッチ素子ＳＷが
オン状態に設定されると、サンプル動作に入る。ここで
、トランジスタＱ□のベース電位がトランジスタＱ２の
ベース電位より高いとすると、トランジスタＱ１がオン
状態、トランジスタＱ２がオフ状態となり、第１の定電
流源■、の出力電流が全てトランジスタＱ１を通って抵
抗Ｒ２に流れ込む。このため、電流増幅回路のトランジ
スタＱ５のエミッタ電位が上昇する。

すると、第２の定電流源Ｉ２の出力電流は全てトランジ
スタＱ４を通って抵抗Ｒ１に流れ込み、そのＱ４のエミ
ッタ電位はＲ１１２となる。このとき、トランジスタＱ
５はカットオフ状態となるため、トランジスタＱ４のベ
ースΦエミッタ間電圧差をＶＦ４とすると、Ｑ４のベー
ス電位はＲ１１２＋ＶＦ４となる。したがって、トラン
ジスタＱ６のベース電位はＱ４のベース電位から１２Ｒ
３だけ下がった電位すなわちＶＦ４−２Ｉ２Ｒ３となり
、通常カットオフとなる。

一方、トランジスタＱ５がカットオフしているため、ト
ランジスタＱ７のベース電位はトランジスタＱ４のベー
ス電位とほぼ同電位にあり、後述するサンプル動作終了
時に比べてＩ２Ｒ１だけ押し上げられた状態となってい
る。したがって、トランジスタＱ７のコレクタには非常
に大きな電流（数ｍＡ）が流れ込むことになる。このと
き、トランジスタＱ６がカットオフしているので、トラ
ンジスタＱ　＋ｏには電流が流れず、トランジスタＱ７
のコレクタ電流はそのままコンデンサｃＨの放電電流と
なる。ここで、定数を適当に選べば従来回路と同等の電
流を流すことができる。この場合、トランジスタＱ７の
ベース電位の増加分はＩ２Ｒ１であるので、Ｉ２の値を
小さくしてもＲ１の値を大きくすれば、Ｉ２の値が小さ
い状態で同じ効果を得ることができる。

次に、サンプル動作が終了した時点では、トランジスタ
Ｑｒ　、Ｑ２が平衡状態になっているので、コレクタ電
流は互いに等しくそれぞれＩ１／２となっている。この
とき、トランジスタＱ４．Ｑ５にも互いに等しい電流が
流れるので、それぞれコレクタ電流はＩ２／２となって
いる。

ここで抵抗Ｒ１＊　Ｒ２に発生する電位差はである。ト
ランジスタＱ６のベース電位はトランジスタＱ４のベー
ス・エミッタ間電圧ＶＦ４なり、となり；トランジスタ
Ｑ４のベース・エミッタ間電圧ＶＦ４に等しくなる。こ
のようにベース・エミッタ間電位差が等しいことはコレ
クタ電流が等しいことであるので、トランジスタＱ６に
もＩ２／２の電流が流れる。このトランジスタＱ６のコ
レクタ電流はミラー比１のカレントミラー回路を構成す
るトランジスタＱ８〜Ｑ＋ｏで折返され、トランジスタ
Ｑ６のコレクタ電流に等しいトランジスタＱ７のコレク
タ電流と加算され、これによって平衡状態となる。この
ときの消費電流は第２の定電流源■２の電流値によって
決まる。この第２の定電流源Ｉ２の電流値は上述したよ
うに従来より小さくすることができるので、結果的に従
来回路より消費電流を少なくすることができる。以上の
動作は、トランジスタＱ２のベース電位がトランジスタ
Ｑ１のベース電位より高い場合には全く逆になる。

すなわち、このサンプル・ホールド回路では、サンプル
時にはスイッチ素子ＳＷによって第２の定電流源Ｉ２を
電流増幅回路に接続して電流増幅回路を能動状態とし、
差動対回路から入力電圧とコンデンサの充７１！電圧と
の差電圧に応じて出力される第１、第２の電流を電流増
幅回路に入力する。

そして、この電流増幅回路よってその電流差を検出し、
その電流差を増幅してコンデンサの充放電７Ｉ３．流を
制御する。この場合、入力電圧Ｖｉｎとコンデンサの充
電電圧との差電圧に応じて充放電電流量を変化させるの
で、消費電流を少なくすることができる。また、第２の
定電流源Ｉ２の出力電流、つまり電流増幅回路のバイア
ス電流を小さくすることによってさらに消費電流を少な
くすることができる。

上記サンプルパルスＳＰによってスイッチＳＷをオフ状
態にするとホールド状態となる。つまり、第２の定電流
源Ｉ２がバイパスされるため、トランジスタＱ４〜ＱＩ
Ｏは全てカットオフ状態となってコンデンサＣ，の蓄積
電荷に影響を与えない。

このため、コンデンサＣＨは充ｆｆ１７１１ｉ圧をホー
ルドするようになる。このときの消費電流も、やはりＩ
２の値が小さいので、従来回路より消費電流を少なくす
ることができる。

したがって、上記のように構成したサンプル・ホールド
回路は、入出力電位差に応じて消費電流を最適値に変化
させることができるので、従来回路と同等のサンプル能
力を有するが、かつ消Ｑ電流が従来回路に比べて充分低
いものとなる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、入出力電位差に応じて
消費電流を最適値に変化させることのできるサンプル・
ホールド回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るサンプルφホールド回路の一実
施例を示す回路図、第２図は従来のサンプル・ホールド
回路の構成を示す回路図である。 Ｑ１〜Ｑ＋ｏ・・・トランジスタ、Ｒ１−Ｒ４・・・抵
抗、１１＋　　１２・・・定電流源、Ｖ　ｒｃｆ・・・
バイアス電圧源、Ｖｉｎ・・・入力端子源、ＳＷ・・・
スイッチ素子、ＣＨ・・・ホールド用コンデンサ、ＳＰ
・・・サンプルパルス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　サンプル時に入力電圧とコンデンサの充電電圧との差
   電圧に応じて前記ホールド用コンデンサを充放電してコ
   ンデンサの充電電圧と入力電圧とを一致させ、ホールド
   時に前記コンデンサの充放電経路を遮断してコンデンサ
   の充電電圧をホールドするサンプル・ホールド回路にお
   いて、第１の定電流源によってバイアスされ、前記入力
   電圧とコンデンサの充電電圧を入力し、両者の差電圧に
   応じて第１、第２の出力電流が互いに逆方向に増減する
   差動対回路と、第２の定電流源によってバイアスされ、
   前記差動対回路の第１、第２の出力電流を入力し、両者
   の差電流に応じて前記コンデンサの充放電電流を制御す
   る電流増幅回路と、サンプル時に前記第２の定電流源を
   前記電流増幅回路に接続し、ホールド時に前記第２の定
   電流源を前記電流増幅回路から切離すスイッチ回路とを
   具備したことを特徴とするサンプル・ホールド回路。