(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的に変化する信号を増幅して負荷に与える増幅回路と、該負荷により発生した電圧の分圧を求め、該分圧の周期毎のピークを検出し保持するピークホールド回路と、該ピークホールド回路が保持している電圧に応じて、前記増幅回路が有する増幅素子の電源電圧を変化させる増幅素子電源回路とを備え、
前記増幅素子電源回路は、前記負荷により発生した電圧をトリガとして鋸歯状波電圧を発生させる鋸歯状波発生回路と、該鋸歯状波発生回路が発生させた鋸歯状波電圧及び前記ピークホールド回路が保持している電圧に基づきパルス幅変調したパルス列を出力するパルス幅変調回路と、該パルス幅変調回路が出力したパルス列を平滑し電源電圧として出力する平滑回路と、前記平滑回路が出力した電源電圧の位相を補償制御して前記ピークホールド回路が周期的に保持している電圧の位相に一致させる為の信号を前記パルス幅変調回路に与える位相補償制御回路とを備えることを特徴とする増幅器。
【請求項２】
前記負荷により発生した電圧の分圧を求め、該分圧の絶対値を出力する絶対値回路を更に備え、前記ピークホールド回路は該絶対値回路が出力した電圧のピークを検出し保持する請求項１記載の増幅器。
【請求項３】
前記ピークホールド回路が保持している電圧を与えられ、該電圧が所定値を超えている時は、前記ピークホールド回路が保持している電圧として、前記所定値を超える所定の電圧を出力し、前記所定値を超えていない時は、前記ピークホールド回路が保持している電圧を出力するクランプ回路を更に備える請求項１に記載の増幅器。
【請求項４】
請求項１に記載の増幅器を有して画像を補正する画像補正回路を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイモニター及びテレビジョン等のディスプレイ装置において、コンバージェンス及びピュリティ等の補正回路に使用される増幅器及びディスプレイ装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、ディスプレイ装置において、コンバージェンス及びピュリティ等の補正回路に使用される従来の増幅器の構成例を示した回路図である。この増幅器は、ディスプレイ装置の垂直周期信号に変調された水平周期のパラボラ状波形電圧が入力波発生源３１から非反転入力端子に与えられるパワーオペアンプ３４と、ベースがパワーオペアンプ３４の出力端子に共通接続されたＮＰＮ型パワートランジスタ３５及びＰＮＰ型パワートランジスタ３６からなるＳＥＰＰ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｅｎｄｅｄ  Ｐｕｓｈ  Ｐｕｌｌ）方式のＯＴＬ（Ｏｕｔｐｕｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ−Ｌｅｓｓ  ）回路と、一端が補正コイル３７の一端に接続され、他端が接地されて、負荷である補正コイル３７に流れる電流を検出し、パワーオペアンプ３４に負帰還を掛ける為の抵抗３８とを備えている。
【０００３】
ＯＴＬ回路は、ＮＰＮ型パワートランジスタ３５及びＰＮＰ型パワートランジスタ３６のエミッタの共通接続点が負荷である補正コイル３７の他端に接続されている。ＮＰＮ型パワートランジスタ３５のコレクタは、負極が接地された電圧ＶＣＣの電源３２の正極に接続され、ＰＮＰ型パワートランジスタ３６のコレクタは、正極が接地された電圧ＶＣＣの電源３３の負極に接続されている。
【０００４】
このような構成の増幅器では、入力波発生源３１から、図２（ａ）に示すような、ディスプレイ装置の垂直周期信号に変調された水平周期のパラボラ状波形電圧が、パワーオペアンプ３４の非反転入力端子に与えられる。パワーオペアンプ３４は、与えられたパラボラ状波形電圧を増幅してＮＰＮ型パワートランジスタ３５及びＰＮＰ型パワートランジスタ３６の各ベースに与える。
ＯＴＬ回路は、パワーオペアンプ３４から与えられたパラボラ状波形電圧が正の時は、ＮＰＮ型パワートランジスタ３５がオンし、パラボラ状波形電圧が負の時は、ＰＮＰ型パワートランジスタ３６がオンして、パラボラ状波形電圧と同様波形の電流を補正コイル３７に流すように作動する。
この時、補正コイル３７により生じる電圧は、補正コイル３７が誘導負荷である為、図６に示すような、入力電流が微分された鋸歯状波形となる。
【０００５】
ＮＰＮ型パワートランジスタ３５は、電源電圧として＋ＶＣＣが印加されており、コレクタ−エミッタ間には、＋ＶＣＣ−鋸歯状波電圧（図６の正側）の電圧が加わり、オンしている間はこの電圧とパラボラ状波形電流とによる熱が発生する。つまり、図６の正側の斜線部がＮＰＮ型パワートランジスタ３５の電力損失（コレクタ損失）となる。
また、ＰＮＰ型パワートランジスタ３６は、電源電圧として−ＶＣＣが印加されており、コレクタ−エミッタ間には、−ＶＣＣ＋鋸歯状波電圧（図６の負側）の電圧が加わり、オンしている間はこの電圧とパラボラ状波形電流とによる熱が発生する。つまり、図６の負側の斜線部がＰＮＰ型パワートランジスタ３６の電力損失（コレクタ損失）となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の増幅器では、電流増幅段のパワートランジスタ３５，３６の電力損失が大きく、発熱量が大きい為、大型の放熱器を必要としていた。また、誘導負荷に水平周期電流のような高い周波数成分の電流を流すと、図６に示すような急峻な電圧が発生する為、図６に示す斜線部を減らすことはできず、エネルギー効率を良くすることは困難であった。
【０００７】
電力増幅に伴うエネルギー効率を良くする技術としては、パルス幅変調方式のスイッチングにより、適当で必要最小限の電源電圧を供給する電力増幅回路が、特開昭５７−１４０００８号公報に開示されている。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、エネルギー効率が良い増幅器及びディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る増幅器は、周期的に変化する信号を増幅して負荷に与える増幅回路と、該負荷により発生した電圧の分圧を求め、該分圧の周期毎のピークを検出し保持するピークホールド回路と、該ピークホールド回路が保持している電圧に応じて、前記増幅回路が有する増幅素子の電源電圧を変化させる増幅素子電源回路とを備え、前記増幅素子電源回路は、前記負荷により発生した電圧をトリガとして鋸歯状波電圧を発生させる鋸歯状波発生回路と、該鋸歯状波発生回路が発生させた鋸歯状波電圧及び前記ピークホールド回路が保持している電圧に基づきパルス幅変調したパルス列を出力するパルス幅変調回路と、該パルス幅変調回路が出力したパルス列を平滑し電源電圧として出力する平滑回路と、前記平滑回路が出力した電源電圧の位相を補償制御して前記ピークホールド回路が周期的に保持している電圧の位相に一致させる為の信号を前記パルス幅変調回路に与える位相補償制御回路とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る増幅器は、前記負荷により発生した電圧の分圧を求め、該分圧の絶対値を出力する絶対値回路を更に備え、前記ピークホールド回路は該絶対値回路が出力した電圧のピークを検出し保持することを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係る増幅器は、前記ピークホールド回路が保持している電圧を与えられ、該電圧が所定値を超えている時は、前記ピークホールド回路が保持している電圧として、前記所定値を超える所定の電圧を出力し、前記所定値を超えていない時は、前記ピークホールド回路が保持している電圧を出力するクランプ回路を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
第４発明に係る増幅器は、第１発明に係る増幅器を有して画像を補正する画像補正回路を備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る増幅器の実施の形態の構成を示すブロック図である。この増幅器は、ディスプレイ装置の垂直周期信号に変調された水平周期のパラボラ状波形電圧が入力波発生源３から非反転入力端子に与えられるパワーオペアンプ４と、ベースがパワーオペアンプ４の出力端子に共通接続された増幅素子であるＮＰＮ型パワートランジスタ７及びＰＮＰ型パワートランジスタ８からなるＳＥＰＰ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｅｎｄｅｄ  Ｐｕｓｈ  Ｐｕｌｌ）方式のＯＴＬ（Ｏｕｔｐｕｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ−Ｌｅｓｓ  ）回路と、一端が補正コイル１７の一端に接続され、他端が接地されて、負荷である補正コイル１７に流れる電流を検出し、パワーオペアンプ４に負帰還を掛ける為の抵抗１８とを備えている。
【００１５】
ＯＴＬ回路は、ＮＰＮ型パワートランジスタ７及びＰＮＰ型パワートランジスタ８のエミッタの共通接続点が負荷である補正コイル１７の他端に接続されている。
この増幅器は、また、補正コイル１７及び抵抗１８の直列回路に並列接続された分圧抵抗１９，２０の直列回路と、分圧抵抗１９，２０の接続点に入力端子が接続された絶対値回路２３と、絶対値回路２３の出力を与えられるコンデンサ２７及び抵抗２８からなる微分回路と、この微分回路の出力に同期して鋸歯状波電圧を発生させる鋸歯状波発生回路２６と、絶対値回路２３の出力を与えられ、与えられた電圧の周期毎のピークを検出し保持するピークホールド回路２４と、ピークホールド回路２４が保持している電圧が所定値を超えている時は、所定の最大電圧を出力し、所定値を超えていない時は、ピークホールド回路２４が保持している電圧を出力するクランプ回路２５とを備えている。
【００１６】
この増幅器は、また、非反転入力端子にクランプ回路２５の出力が与えられた位相補償制御回路であるエラーアンプ２１と、エラーアンプ２１の出力及び鋸歯状波発生回路２６の出力が与えられ、電圧ＶＣＣの電源１の正極に接続されたパルス幅変調回路であるパルス幅変調電源回路５と、パルス幅変調電源回路５の出力が与えられるチョークコイル９及び平滑コンデンサ１１からなる平滑回路と、平滑コンデンサ１１に並列接続された分圧抵抗１３，１４の直列回路とを備えている。
【００１７】
鋸歯状波発生回路２６、エラーアンプ２１、パルス幅変調電源回路５、チョークコイル９及び平滑コンデンサ１１は、増幅素子電源回路を構成している。  分圧抵抗１３，１４の接続点は、エラーアンプ２１の反転入力端子に接続されている。
チョークコイル９及び平滑コンデンサ１１からなる平滑回路は、ＮＰＮ型パワートランジスタ７のコレクタに接続されている。
【００１８】
この増幅器は、また、非反転入力端子にクランプ回路２５の出力が与えられた位相補償制御回路であるエラーアンプ２２と、エラーアンプ２２の出力及び鋸歯状波発生回路２６の出力が与えられ、電圧ＶＣＣの電源２の負極に接続されたパルス幅変調回路であるパルス幅変調電源回路６と、パルス幅変調電源回路６の出力が与えられるチョークコイル１０及び平滑コンデンサ１２からなる平滑回路と、平滑コンデンサ１２に並列接続された分圧抵抗１５，１６の直列回路とを備えている。
【００１９】
鋸歯状波発生回路２６、エラーアンプ２２、パルス幅変調電源回路６、チョークコイル１０及び平滑コンデンサ１２は、増幅素子電源回路を構成している。
分圧抵抗１５，１６の接続点は、エラーアンプ２２の反転入力端子に接続されている。
チョークコイル１０及び平滑コンデンサ１２からなる平滑回路は、ＰＮＰ型パワートランジスタ８のコレクタに接続されている。
【００２０】
以下に、このような構成の増幅器の動作を、その各部の電圧波形を示す波形図である図２、図３を参照しながら説明する。
入力波発生源３から、図２（ａ）のａ１  に示すような、ディスプレイ装置の垂直周期信号に変調された水平周期のパラボラ状波形電圧が、パワーオペアンプ４の非反転入力端子に与えられる。パワーオペアンプ４は、与えられたパラボラ状波形電圧を増幅してＮＰＮ型パワートランジスタ７及びＰＮＰ型パワートランジスタ８の各ベースに与える。
【００２１】
ＯＴＬ回路は、パワーオペアンプ４から与えられたパラボラ状波形電圧が正の時は、ＮＰＮ型パワートランジスタ７がオンし、パラボラ状波形電圧が負の時は、ＰＮＰ型パワートランジスタ８がオンして、パラボラ状波形電圧と同様波形の電流を補正コイル１７に流すように作動する。
この時、補正コイル１７により生じる電圧は、補正コイル１７が誘導負荷である為、図２（ｂ）のｂ１  に示すような、入力電流が微分された鋸歯状波形となる。
【００２２】
絶対値回路２３は、補正コイル１７により発生した電圧の分圧を分圧抵抗１９，２０から求め、全波整流により、図２（ｃ）のｃ１  に示すような、その絶対値を求めて出力する。
ピークホールド回路２４は、絶対値回路２３が出力した電圧の、図２（ｃ）のｃ２  に示すような、周期毎のピークを検出し保持する。
クランプ回路２５は、図２（ｄ）のｄ１  に示すように、ピークホールド回路２４が保持している電圧が所定電圧を超えている時は、最大電圧を出力し、所定電圧を超えていない時は、ピークホールド回路２４が保持している電圧を出力する。これにより、ＮＰＮ型パワートランジスタ７及びＰＮＰ型パワートランジスタ８の飽和を防止し、波形歪みの無い負荷電流を得ることができる。
【００２３】
一方、絶対値回路２３が出力した電圧波形電圧（ｃ１  ）は、微分回路２７，２８により、図３（ｅ）のｅ１  に示すように微分され、鋸歯状波発生回路２６に与えられる。
鋸歯状波発生回路２６は、与えられた微分波形電圧（ｅ１  ）に同期して、図３（ｆ）のｆ１  に示すような鋸歯状波形電圧を発生させる。
位相補償制御回路２１は、後述する平滑回路９，１１が出力した電源電圧（図２（ｂ）のｂ２  ）の分圧を分圧抵抗１３，１４から求め、その位相を補償制御し、クランプ回路２５が保持している電圧（ｄ１  ）の位相に一致させる為の、図３（ｆ）のｆ２  に示すような電圧信号をパルス幅変調電源回路５に与える。
【００２４】
パルス幅変調電源回路５は、位相補償制御回路２１から与えられた電圧信号（ｆ２  ）と、鋸歯状波発生回路２６から与えられた鋸歯状波形電圧（ｆ１  ）とから、図３（ｇ）のｇに示すような矩形波信号を作成し、この矩形波信号（ｇ）に基づきパルス幅変調した、電圧ＶＣＣのパルス列を出力する。
平滑回路９，１１は、パルス幅変調回路が出力したパルス列を平滑し、図２（ｂ）のｂ２  に示すような電源電圧として、ＮＰＮ型パワートランジスタ７のコレクタに与える。これにより、クランプ回路２５が保持している電圧（ｄ１  ）に応じて、ＮＰＮ型パワートランジスタ７の電源電圧（ｂ２  ）を変化させることができ、ＮＰＮ型パワートランジスタ７のコレクタ損失は図２（ｂ）の正側の斜線部となり、エネルギー効率を良くすることができる。
【００２５】
また、位相補償制御回路２２は、後述する平滑回路１０，１２が出力した電源電圧（図２（ｂ）のｂ３  ）の分圧を分圧抵抗１５，１６から求め、その位相を補償制御し、クランプ回路２５が保持している電圧（ｄ１  ）の位相に一致させる為の、図３（ｆ）のｆ２  に示すような電圧信号をパルス幅変調電源回路６に与える。
パルス幅変調電源回路６は、位相補償制御回路２２から与えられた電圧信号（ｆ２  ）と、鋸歯状波発生回路２６から与えられた鋸歯状波形電圧（ｆ１  ）とから、図３（ｇ）のｇに示すような矩形波信号を作成し、この矩形波信号（ｇ）に基づきパルス幅変調した、電圧−ＶＣＣのパルス列を出力する。
【００２６】
平滑回路１０，１２は、パルス幅変調回路が出力したパルス列を平滑し、図２（ｂ）のｂ３  に示すような電源電圧として、ＰＮＰ型パワートランジスタ８のコレクタに与える。これにより、クランプ回路２５が保持している電圧（ｄ１  ）に応じて、ＰＮＰ型パワートランジスタ８の電源電圧（ｂ３  ）を変化させることができ、ＰＮＰ型パワートランジスタ８のコレクタ損失は図２（ｂ）の負側の斜線部となり、エネルギー効率を良くすることができる。
尚、上述した実施の形態では、誘導負荷の場合について記述したが、容量負荷又は抵抗負荷の場合についても同様の効果を得ることができる。
【００２７】
実施の形態２．
図４は、本発明に係るディスプレイ装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。このディスプレイ装置は、カラーテレビジョン受像機であり、アンテナ４０により受信されたカラーテレビジョン電波は、チューナ４１により選択増幅されると共に、中間周波信号に変換され、映像中間周波増幅・検波回路４２へ送られる。中間周波信号は、映像中間周波増幅・検波回路４２で増幅され、カラーテレビジョン信号と音声中間周波信号とに分離される。音声中間周波信号は、音声中間周波増幅回路４８で増幅された後、音声検波増幅回路４９により音声信号が検波増幅され、スピーカ５０から出力される。
【００２８】
カラーテレビジョン信号は、映像増幅回路４３で増幅された後、搬送色信号Ｃ及び輝度信号Ｙに分離され、搬送色信号Ｃは色信号再生回路４４へ送られ、輝度信号Ｙは輝度信号増幅回路４５及び同期・偏向回路４６へ送られる。色信号再生回路４４では、搬送色信号Ｃから色差信号Ｒ−Ｙ，Ｇ−Ｙ，Ｂ−Ｙが再生出力される。色差信号Ｒ−Ｙ，Ｇ−Ｙ，Ｂ−Ｙは、輝度信号増幅回路４５で増幅された輝度信号Ｙがそれぞれ加算されて、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂとなって、ＣＲＴ５１へ入力される。ＣＲＴ５１では、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれの強さに応じた電子ビームとなる。
【００２９】
また、同期・偏向回路４６は、垂直同期信号と水平同期信号とを画像補正回路４７へ与える。画像補正回路４７は、コンバージェンス及びピュリティ等の何れかの画像補正を行う回路であり、実施の形態１で説明した増幅器を有して、ＣＲＴ５１の補正コイルを駆動し、画像を補正する。その他の構成及び動作は、実施の形態１で説明した増幅器の構成及び動作と同様なので、説明を省略する。
これにより、画像補正回路４７の増幅器のエネルギー効率がよくなるので、消費電力を減少させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
第１発明に係る増幅器によれば、増幅回路が、周期的に変化する信号を増幅して負荷に与え、ピークホールド回路が、負荷により発生した電圧の分圧を求め、その分圧の周期毎のピークを検出し保持する。増幅素子電源回路は、ピークホールド回路が保持している電圧に応じて、増幅回路が有する増幅素子の電源電圧を変化させる。これにより、エネルギー効率を良くすることができる。また、増幅素子電源回路は、鋸歯状波発生回路が、負荷により発生した電圧をトリガとして鋸歯状波電圧を発生させ、パルス幅変調回路が、鋸歯状波発生回路が発生させた鋸歯状波電圧及びピークホールド回路が保持している電圧に基づきパルス幅変調したパルス列を出力し、平滑回路が、パルス幅変調回路が出力したパルス列を平滑し電源電圧として出力する。これにより、スイッチングノイズ等の影響が少なく、また、エネルギー効率が高い増幅器を得ることができる。また、増幅素子電源回路は、位相補償制御回路が、平滑回路が出力した電源電圧の位相を補償制御し、ピークホールド回路が周期的に保持している電圧の位相に一致させる為、平滑回路により生じた位相の遅れを補償することができ、歪みのない負荷電流を得ることができる。
【００３１】
第２発明に係る増幅器によれば、絶対値回路が、負荷により発生した電圧の分圧を求め、その分圧の絶対値を出力し、ピークホールド回路は、絶対値回路が出力した電圧のピークを検出し保持するので、負荷により発生する正電圧及び負電圧の双方を、１つのピークホールド回路により処理することができる。
【００３３】
第３発明に係る増幅器によれば、クランプ回路が、ピークホールド回路が保持している電圧が所定値を超えている時は、ピークホールド回路が保持している電圧として、前記所定値を超える所定の電圧を出力し、前記所定値を超えていない時は、ピークホールド回路が保持している電圧を出力するので、増幅素子に一様なバイアス電圧をかけることができ、また、増幅素子の飽和を防止することができ、歪みのない負荷電流を得ることができる。
【００３５】
第４発明に係るディスプレイ装置によれば、第１発明に係る増幅器を有して画像を補正する画像補正回路を備えているので、消費電力を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る増幅器の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る増幅器の各部の電圧波形を示す波形図である。
【図３】本発明に係る増幅器の各部の電圧波形を示す波形図である。
【図４】本発明に係るディスプレイ装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の増幅器の構成例を示した回路図である。
【図６】従来の増幅器の各部の電圧波形を示す波形図である。
【符号の説明】
１，２  電源、３  入力波発生源、４  パワーオペアンプ、５，６  パルス幅変調（電源）回路、７  ＮＰＮ型パワートランジスタ（増幅素子）、８  ＰＮＰ型パワートランジスタ（増幅素子）、９，１０  チョークコイル（平滑回路）、１１，１２  平滑コンデンサ（平滑回路）、１７  補正コイル（負荷）、２１，２２  エラーアンプ（位相補償制御回路）、２３  絶対値回路、２４  ピークホールド回路、２５  クランプ回路、２６  鋸歯状波発生回路、２７  コンデンサ（微分回路）、２８  抵抗（微分回路）、４７  画像補正回路、５１  ＣＲＴ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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