(57)【要約】【課題】ミュート機能とパワーセーブ機能を備えるとともに、パワーセーブのための電流遮断時にノイズが発生するおそれのない映像信号の出力アンプを提供する。【解決手段】動作電流を流す第１の電流源（ＣＣ５）を有し入力端子に映像信号と基準となる電圧が入力される差動増幅回路を備えた出力部（１１）と、バイポーラ・トランジスタからなる出力トランジスタおよび第２の電流源を有し、入力端子に定電圧を受けて基準となる電圧を出力する電圧バッファ部（１２）と、を備え、外部からの制御信号によって第１の電流源および第２の電流源の電流が遮断可能に構成された映像信号の出力アンプにおいて、上記第１の電流源（ＣＣ５）および第２の電流源（ＣＣ４）の電流が遮断される際に、電圧バッファ部の出力トランジスタのベース電流の流れる経路上に設けられている第３の電流源（ＣＣ２）の電流も遮断するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作電流を流す第１の電流源を有し第１の入力端子に映像信号が入力され第２の入力端子に基準となる電圧が入力される差動増幅回路を備えた出力部と、
出力段に、バイポーラ・トランジスタからなる出力トランジスタと該出力トランジスタと直列に接続された第２の電流源とを有し、入力端子に定電圧を受け前記出力段より前記基準となる電圧を出力する電圧バッファ部と、
を備え、外部からの制御信号によって前記第１の電流源および第２の電流源の電流が遮断可能に構成された映像信号の出力アンプであって、
前記第１の電流源および第２の電流源の電流が遮断される際に、前記出力トランジスタのベース電流の流れる経路上に設けられている第３の電流源の電流が遮断されるように構成されていることを特徴とする映像信号の出力アンプ。
【請求項２】
所定の電流をコレクタ電流として流すトランジスタを有するバイアス回路を備え、前記第１の電流源、第２の電流源および第３の電流源はそれぞれトランジスタからなり、これらのトランジスタは、前記バイアス回路のトランジスタとカレントミラー接続され、前記バイアス回路の電流が遮断されることで前記第１の電流源、第２の電流源および第３の電流源の電流が遮断されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の映像信号の出力アンプ。
【請求項３】
前記出力部は、前記差動増幅回路の反転入力端子に接続された入力抵抗と前記差動増幅回路の出力端子と反転入力端子との間に接続されたフィードバック抵抗とを備える非反転増幅回路からなり、前記差動増幅回路の非反転入力端子に映像信号が入力され反転入力端子に前記入力抵抗を介して前記基準となる電圧が入力されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映像信号の出力アンプ。
【請求項４】
前記電圧バッファ部は、各々コレクタ接地のトランジスタと該トランジスタのエミッタに接続された電流源を有するエミッタフォロワ回路が少なくとも３個縦続接続されてなり、前記３個のエミッタフォロワ回路のうち第１と第３のエミッタフォロワ回路の電流源が、前記第１の電流源の電流が遮断される際に遮断されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の映像信号の出力アンプ。
【請求項５】
前記出力部と前記電圧バッファ部とが１つの半導体チップ上に半導体集積回路として形成され、前記制御信号が入力される外部入力端子を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の映像信号の出力アンプ。
【請求項６】
前記制御信号は、外部においてミュート制御信号とパワーセーブ信号との論理和をとった信号であることを特徴とする請求項５に記載の映像信号の出力アンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号を増幅して出力する出力アンプに関し、特に、パワーセーブ機能およびミュート機能を備えた出力アンプにおけるオン、オフ時のノイズの発生防止に利用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤプレーヤには、ブルーレイディスクなどの光ディスクから読み出されたディジタルデータ（ビットストリーム）をマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）などで復号、伸長し、ＤＡ変換して出力した映像信号を増幅してＴＶ（テレビジョン）装置へ出力する機能を有するＩＣ（半導体集積回路）として映像ドライバと呼ばれる出力アンプが使用されている。
【０００３】
従来、ハードディスクや半導体メモリを記憶媒体とする音楽プレーヤやＤＶＤプレーヤなどのＡＶ（オーディオビジュアル）機器には、スピーカやモニタを無音、無映像状態にするミュート機能が一般に設けられている。また、特に電池で動作する携帯音楽プレーヤにおいては、消費電流を抑えるためにオーディオ出力アンプをオン、オフさせるパワーセーブ機能を設けているものがある。
【特許文献１】特開平８−１８３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の映像信号の出力アンプに関する技術としては、例えば図４に示すように、出力用アンプＡＭＰの入力端子側に映像信号Ａｉｎと定電圧Ｖｃとを切り替える切替えスイッチＳＷ０を設け、ミュート時には入力端子に内部電圧源からの定電圧Ｖｃを印加することで無映像信号を出力させるように構成したものがある。しかしながら、図４のような出力アンプにあっては、消費電力を低減することができないという課題がある。そのため、ポータブルＤＶＤプレーヤのような電池で動作する携帯用ＡＶ機器には不向きである。
【０００５】
そこで、本発明者は、パワーセーブ機能を備える映像信号の出力アンプとして、図５に示すような回路について検討した。図５の出力アンプは、出力用アンプＡＭＰの動作電流を与える定電流源ＣＣ５と、バイアス電圧を与える電圧バッファ部の出力段の定電流源ＣＣ４に、電流遮断用のスイッチＳＷ３、ＳＷ２をそれぞれ設けるようにしたもので、スイッチＳＷ３、ＳＷ２をオフすることで定電流源ＣＣ５、ＣＣ４の電流を遮断することができ、これによってパワーセーブを実現することができる。
【０００６】
ところが、図５の回路にあっては、スイッチＳＷ３、ＳＷ２をオフしたときに、破線で示すように、電圧バッファ部の出力トランジスタＱ４−出力アンプ部の抵抗Ｒ１−Ｒ２の経路を通して外付けの出力カップリング容量Ｃｏを充電するような電流Ｉａが流れて出力端子電圧が上昇する。それによって、図６（Ａ）に示すように、パワーセーブ機能をオフする際に、出力カップリング容量Ｃｏの電荷が放電されることによって、一瞬画面の一部が明るくなるホワイトアウトとよばれるノイズが発生するという課題があることが分かった。
【０００７】
また、出力アンプにミュート機能とパワーセーブ機能を持たせるため、図４と図５の回路を単に組み合わせた場合、ミュート時に映像信号と定電圧とを切り替えるための切替えスイッチＳＷ０を制御するための信号と、パワーセーブ用のスイッチＳＷ３、ＳＷ２をオン、オフ制御する信号をそれぞれ入力するため、２つの制御端子が必要となりチップサイズの増加を招くという課題がある。
【０００８】
なお、ミュート機能とパワーセーブ機能を備えたオーディオアンプにおいて、ミュート動作時にパワーセーブのためオーディオアンプをオン、オフする際にノイズが発生することに着目して、出力アンプのバイアス電圧を下げることでこのようなノイズを防止するようにした発明がある（特許文献１）。
【０００９】
特許文献１に記載されている発明は、本発明と目的において類似する点があるが、発明の対象がオーディオアンプであって、本発明の対象である映像信号の出力アンプとは構成が異なるためそのまま適用することができないとともに、特許文献１に記載されているパワーセーブ回路は構成が複雑であり、回路面積ひいてはチップサイズがかなり大きなものになってしまうという課題がある。
【００１０】
この発明の目的は、ミュート機能とパワーセーブ機能を備えるとともに、パワーセーブのための電流遮断時にノイズが発生するおそれのない映像信号の出力アンプを提供することにある。
【００１１】
この発明の他の目的は、チップサイズを大幅に増大させることなく、ミュート機能とパワーセーブ機能を持たせることができる映像信号の出力アンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、この発明は、動作電流を流す第１の電流源を有し第１の入力端子に映像信号が入力され第２の入力端子に基準となる電圧が入力される差動増幅回路を備えた出力部と、出力段に、バイポーラ・トランジスタからなる出力トランジスタと該出力トランジスタと直列に接続された第２の電流源とを有し、入力端子に定電圧を受け前記出力段より前記基準となる電圧を出力する電圧バッファ部と、を備え、外部からの制御信号によって前記第１の電流源および第２の電流源の電流が遮断可能に構成された映像信号の出力アンプにおいて、前記第１の電流源および第２の電流源の電流が遮断される際に、前記出力トランジスタのベース電流の流れる経路上に設けられている第３の電流源の電流が遮断されるように構成したものである。
【００１３】
上記した手段によれば、パワーセーブのために出力部の電流源と電圧バッファ部の出力段の電流源の電流を遮断した際に、電圧バッファ部の出力段から出力端子に向かって電流が流れて外部のカップリング容量が充電されるのを防止してノイズが発生するのを防止することができる。
【００１４】
ここで、望ましくは、所定の電流をコレクタ電流として流すトランジスタを有するバイアス回路を備え、前記第１の電流源、第２の電流源および第３の電流源はそれぞれトランジスタからなり、これらのトランジスタは、前記バイアス回路のトランジスタとカレントミラー接続され、前記バイアス回路の電流が遮断されることで前記第１の電流源、第２の電流源および第３の電流源の電流が遮断されるように構成する。これによって、電源電圧端子と接地点との間に縦積みにされる素子の数を減らして低電源電圧化を図ることができる。
【００１５】
また、望ましくは、前記出力部は、前記差動増幅回路の反転入力端子に接続された入力抵抗と前記差動増幅回路の出力端子と反転入力端子との間に接続されたフィードバック抵抗とを備える非反転増幅回路からなり、前記差動増幅回路の非反転入力端子に映像信号が入力され反転入力端子に前記入力抵抗を介して前記基準となる電圧が入力されるようにする。これにより、入力端子の電位を安定化させて出力信号の変動（ノイズ）を防止することができる。
【００１６】
さらに、望ましくは、前記電圧バッファ部は、各々コレクタ接地のトランジスタと該トランジスタのエミッタに接続された電流源を有するエミッタフォロワ回路が少なくとも３個縦続接続されてなり、前記３個のエミッタフォロワ回路のうち第１と第３のエミッタフォロワ回路の電流源が、前記第１の電流源の電流が遮断される際に遮断されるように構成する。これにより、出力信号にノイズが発生するのを防止しつつパワーセーブのために電流源に流れる電流を遮断することができる。
【００１７】
また、望ましくは、前記出力部と前記電圧バッファ部とが１つの半導体チップ上に半導体集積回路として形成され、前記制御信号が入力される外部入力端子を備えるようにする。これにより、半導体集積回路として形成された出力アンプにおいて、外部からの制御信号により電流源の電流を遮断してパワーセーブ時にノイズが発生するのを防止することができる。
【００１８】
さらに、望ましくは、前記制御信号は、外部においてミュート制御信号とパワーセーブ信号との論理和をとった信号とする。これにより、ミュート制御信号とパワーセーブ信号を別々に入力するものに比べて外部端子数を減らすことがきる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、ミュート機能とパワーセーブ機能を備えるとともに、パワーセーブのための電流遮断時にノイズが発生するおそれのない映像信号の出力アンプを実現することができる。また、チップサイズを大幅に増大させることなく、ミュート機能とパワーセーブ機能を持たせることができる映像信号の出力アンプを実現することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明を適用して好適な映像信号の出力アンプの概略構成を、また、図２は出力アンプの一実施形態の詳細な構成を示す。なお、図２において、一点鎖線Ａで囲まれている部分が映像信号を増幅する出力アンプ回路であり、該回路を構成する素子は、１個の半導体チップ上に形成され、半導体集積回路（以下、映像ドライバＩＣと称する）として構成されている。
【００２２】
本実施形態の映像ドライバＩＣ１０は、マイコン２０から出力される映像信号が入力される外部入力端子ＡＩＮと、マイコン２０からのオン／オフ制御信号ＯＮ／ＯＦＦが入力される外部制御端子ＣＮＴと、増幅した映像信号をＴＶ装置へ供給するケーブルが接続される外部出力端子ＯＵＴと、外部から電源電圧Ｖｃｃが印加される電源端子ＶＣＣと、接地電位が印加されるグランド端子ＧＮＤとを備える。
【００２３】
また、映像ドライバＩＣ１０は、マイコン２０から外部入力端子ＡＩＮに入力される映像信号Ａｉｎが非反転入力端子に入力される差動増幅回路（差動アンプ）ＡＭＰを有する非反転増幅回路からなる出力アンプ部１１と、該出力アンプ部１１の差動アンプＡＭＰの反転入力端子に抵抗Ｒ１を介して基準となる電圧を印加することで入力端子の電位を安定化させて出力信号の変動（ノイズ）を防止する電圧バッファ部１２などから構成される。
【００２４】
上記出力アンプ部１１は、そのゲインが、上記入力抵抗Ｒ１とフィードバック抵抗Ｒ２との比によって決定される。電圧バッファ部１２から出力アンプ部１１に供給される電圧は、１Ｖ〜３Ｖのような電位とされる。
【００２５】
出力アンプ部１１は、上記抵抗Ｒ１の入力端側の電位すなわち電圧バッファ部１２から供給される電位が接地電位でも動作するが、所定の電圧Ｖｃが印加されることで、映像信号全体の電位を押し上げるように作用する。この実施形態では、図２に示すように、差動アンプＡＭＰの動作電流を与える定電流源ＣＣ５と直列にスイッチＳＷ３が設けられ、ＳＷ３がオフされると定電流源ＣＣ５の電流Ｉ５を遮断するように構成されている。
【００２６】
一方、上記電圧バッファ部１２は、当該ＩＣ内部に設けられている図示しない内部電圧源から供給される電圧Ｖｃがベース端子に印加されるｐｎｐバイポーラ・トランジスタＱ１と、該トランジスタＱ１のエミッタ端子と電源電圧Ｖｃｃとの間に接続された定電流源ＣＣ１と、トランジスタＱ１のエミッタ電圧すなわち定電流源ＣＣ１とトランジスタＱ１のエミッタ端子との接続ノードの電位がベース端子に印加されるｐｎｐバイポーラ・トランジスタＱ２と、該トランジスタＱ２のエミッタ端子と電源電圧Ｖｃｃとの間に直列に接続された定電流源ＣＣ２およびスイッチＳＷ１とを備える。
【００２７】
さらに、上記電圧バッファ部１２は、上記トランジスタＱ２のエミッタ電圧すなわちスイッチＳＷ１とトランジスタＱ２のエミッタ端子との接続ノードＮ１の電位がベース端子に印加されるｎｐｎバイポーラ・トランジスタＱ３と、該トランジスタＱ３のエミッタ端子と接地点との間に接続された定電流源ＣＣ３と、トランジスタＱ３のエミッタ電圧すなわちトランジスタＱ３のエミッタ端子と定電流源ＣＣ３との接続ノードの電位がベース端子に印加されるｎｐｎバイポーラ・トランジスタからなる出力トランジスタＱ４と、該トランジスタＱ４のエミッタ端子と接地点との間に直列に接続された定電流源ＣＣ４およびスイッチＳＷ２とを備える。
【００２８】
上記トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ端子は接地点ＧＮＤに接続され、トランジスタＱ３，Ｑ４のコレクタ端子は電源電圧端子ＶＣＣに接続され、それぞれコレクタ接地の増幅素子として動作する。すなわち、トランジスタＱ１と定電流源ＣＣ１、Ｑ２とＣＣ２、Ｑ３とＣＣ３、Ｑ４とＣＣ４が、それぞれエミッタフォロワ回路を構成し、４個のエミッタフォロワ回路が縦続接続されて電圧バッファ部１２が構成されている。
【００２９】
図２の電圧バッファ部１２は、ノードＮ１の電位すなわちトランジスタＱ３のベース電位Ｖ１は、Ｑ１のベース電位Ｖｃよりもベース・エミッタ間電圧Ｖbe２つ分だけ高いＶｃ＋２Ｖbeとなり、出力トランジスタＱ４のエミッタ電圧はＶ１よりも２Ｖbeだけ低いＶ１−２Ｖbeとなることで、Ｖｃと同一の電位の電圧を低インピーダンスで出力するバッファかつインピーダンス変換回路として動作する。
【００３０】
前述したように、スイッチＳＷ２、ＳＷ３のみを設けた図５の回路にあっては、スイッチＳＷ２、ＳＷ３をオフしたときに、破線で示すように、電圧バッファ部ＢＦＦの出力トランジスタＱ４−出力アンプ部の抵抗Ｒ１−Ｒ２の経路を通して外付けの出力カップリング容量Ｃｏを充電するような電流が流れ、一瞬画面の一部が明るくなるホワイトアウトノイズが発生するという課題がある。これに対し、出力トランジスタＱ４の前々段のトランジスタＱ２と直列にスイッチＳＷ１を設けた本実施形態の回路では、ＳＷ１がオフされるとトランジスタＱ３のベース電流が遮断されるため、破線のように出力端子ＯＵＴに向かって電流が流れるのを防止し、図６（Ｂ）に示すように、パワーセーブ機能をオフする際にホワイトアウトノイズが発生するのを回避することができる。
【００３１】
また、この実施形態の映像ドライバＩＣ１０では、外部制御端子ＣＮＴが設けられ、この制御端子ＣＮＴへの制御信号ＯＮ／ＯＦＦがオフ状態を示すレベルにされると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３が同時にオフされるように構成されている。従って、制御用マイコンが映像信号をミュートしたい場合および映像ドライバＩＣをパワーセーブのために停止させたい場合のいずれの場合にも、一つの信号で当該ＩＣを制御することができる。また、制御用マイコンがミュート制御信号とパワーセーブ制御信号を出力するように構成されている場合には、映像ドライバＩＣの前段に２つの信号の論理和をとる論理ゲートを設けてやればよい。
【００３２】
ここで、パワーセーブで出力アンプの消費電流を低減する場合、出力アンプ部１１の消費電流が１０ｍＡと大きいのに対し、電圧バッファ部１２の消費電流は数１００μＡと小さいためスイッチＳＷ３のみ設けてアンプＡＭＰの電流のみ遮断すれば充分である。ただし、そのようにするとスイッチＳＷ３をオフしたときに、動作している電圧バッファ部１２内のトランジスタＱ４が出力端子ＯＵＴに接続されているカップリング容量Ｃｏから電荷を急に引き抜いてしまうため、やはりノイズが発生するおそれがあるが、スイッチＳＷ２を設けて定電流源ＣＣ４の電流を遮断することでそのようなノイズを防止することができる。
【００３３】
また、電圧バッファ部１２の定電流源ＣＣ１〜ＣＣ４のすべてに対してスイッチを設けることはパワーセーブの点では有効であるが、そのようにすると内部ノードの電位が不定となるため、電圧バッファ部１２に飛び込んだノイズが出力端子に現われ易くなるので、図２のように定電流源ＣＣ２とＣＣ４に対してスイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けるのが望ましい。
【００３４】
なお、図２の回路では、定電流源ＣＣ２，ＣＣ４およびＣＣ５と直列にスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を接続した構成を示したが、このように電流源と直列にスイッチ素子を設ける構成の他、定電流源ＣＣ２，ＣＣ４およびＣＣ５を、それぞれ１個のバイポーラ・トランジスタもしくはバイポーラ・トランジスタとエミッタ抵抗とで構成し、そのトランジスタに電流が流れたり流れなかったりするように構成するようにしてもよい。これにより、電源電圧端子と接地点との間に縦積みされるトランジスタの数を少なくし、低電源電圧化を図ることが可能となる。
【００３５】
その場合、例えば図３に示すように、定電流源となるトランジスタＱｃ４，Ｑｃ５に、カレントミラーで定電流を流す定電流源ＣＣｂとｎｐｎトランジスタＱｂなどからなるバイアス回路ＢＩＡＳの電流Ｉｂを、外部のマイコンなどからオン、オフ制御信号ＯＮ／ＯＦＦで遮断することで間接的に電流を遮断するように構成される。図３において、Ｑｃ４は電圧バッファ部１２の定電流源ＣＣ４となるトランジスタ、Ｑｃ５は出力アンプ部１１の定電流源ＣＣ５となるトランジスタである。この場合、バイアス回路ＢＡＩＳは、定電流源ＣＣ４となるトランジスタＱｃ４と定電流源ＣＣ５となるトランジスタＱｃ５に対して、共通の回路として動作するように構成することができる。
【００３６】
また、電圧バッファ部の定電流源ＣＣ２に対しては、ｐｎｐトランジスタを用いて、図３と上下対象となるように構成されたカレントミラー回路によって、同様に電流を流したり遮断したりすることができる。なお、図２における出力アンプ部１１の定電流源ＣＣ５は、アンプＡＭＰ内部の定電流源を取り出して示したもので、アンプ内部の定電流源とは別個に定電流源を設けることを意図したものではない。
【００３７】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば前記実施形態では、映像信号入力端子ＡＩＮに出力アンプ部１１の差動アンプＡＭＰの入力端子が直接接続された映像ドライバＩＣが示されているが、映像ドライバＩＣには入力端子ＡＩＮと差動アンプＡＭＰとの間に他のアンプやフルィタを設ける場合もあり、本発明はそのような映像ドライバＩＣにも適用することができる。
【００３８】
また、前記実施形態では、電圧バッファ部１２が、４個の定電流源ＣＣ１〜ＣＣ４とバイポーラ・トランジスタＱ１〜Ｑ４により構成されているものを示したが、トランジスタＱ１を差動増幅段に置き換え、出力電圧を該差動増幅段の反転入力端子側にフィードバックするパスを設けたボルテージフォロワのような回路として構成することも可能である。さらに、前記実施形態では、出力アンプ部１１が非反転増幅回路で構成されているものを示したが、反転増幅回路で構成されている場合にも適用することができる。その場合、反転増幅回路の次段にさらにもう一つ反転増幅回路を接続することで入力信号と同相の信号として出力することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野である映像ドライバＩＣ（映像信号の出力アンプ）に適用した場合を説明したが、出力アンプ部と基準となる電圧を与える電圧バッファ部を備え入力信号を増幅あるいはインピーダンス変換して出力するアンプに広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明を適用して好適な映像信号の出力アンプの概略構成を示す構成図である。
【図２】本発明を適用した映像信号の出力アンプの一実施形態を示す回路図である。
【図３】実施形態の出力アンプにおける具体的な電流供給／遮断回路の一例を示す回路図である。
【図４】従来のミュート機能を有する映像信号の出力アンプの一例を示す回路図である。
【図５】本発明に先立って検討したパワーセーブ機能を備える映像信号の出力アンプの一例を示す回路図である。
【図６】図６（Ａ）は本発明に先立って検討したパワーセーブ機能を備える図５の映像信号の出力アンプにおけるパワーセーブ時の動作を示す波形図、図６（Ｂ）は本発明の実施形態である図２の映像信号の出力アンプにおけるパワーセーブ時の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  映像ドライバＩＣ（映像信号の出力アンプ）
１１  出力アンプ部
１２  電圧バッファ部
【図１】
2010016672.tif 000003
【図２】
2010016672.tif 000004
【図３】
2010016672.tif 000005
【図４】
2010016672.tif 000006
【図５】
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【図６】
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