(57)【要約】【課題】さまざまな信号コンポーネントが標準の電圧範囲と一致するように、ビデオ信号を正確にクランプする。【解決手段】信号内に含まれる水平同期タイミング情報を使用して、それが所望のブラックレベルである期間中に信号をクランプすることにより、ビデオブラックレベルで複合ビデオコンポーネント信号をクランプするための回路及び方法が与えられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ信号クランプを含む装置であって、
ビデオ、水平同期及び複合同期コンポーネントをそれぞれ含む、 第１、第２及び第３期間を有するAC結合した複合信号を運ぶための第１電極であり、前記複合同期コンポーネントは水平及び垂直同期コンポーネントを含む、ところの第１電極と、
前記水平同期コンポーネントを検出しかつ、前記水平同期コンポーネントに対応し、前記第２期間中にアサートされ、前記第１及び第３期間中にデアサートされる制御信号を与えることにより、前記AC結合した複合信号に応答する、前記第１電極に接続された信号検出及び生成回路と、
前記第１電極、前記信号検出及び生成回路に接続された第１クランプ回路であって、クランプ電圧で前記第１電極をクランプすることにより前記制御信号に応答する第１クランプ回路と、
から成る装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記信号検出及び生成回路は、
前記水平同期コンポーネントを検出しかつ、前記水平同期コンポーネントに対応する検出信号を与えることにより、前記AC結合した複合信号に応答する、前記第１電極に接続された信号検出回路と、
前記制御信号を与えることにより前記検出信号に応答する、前記信号検出回路及び前記第１電極に接続された信号生成回路と、
から成る、ところの装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、前記AC結合した複合信号は、前記クランプ電圧と実質的に等しいブラック信号レベルを含む、ところの装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、前記制御信号は前記第２期間の実質的に後半部分の間でのみアサートされる、ところの装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、
前記AC結合した複合信号は、前記第２期間の後半部分の間、前記クランプ電圧と実質的に等しいブラック信号レベルを含み、
前記制御信号は、前記第２期間の実質的に後半部分の間でのみアクティブである、
ところの装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、さらに、
第１及び第２のAC結合したカラーコンポーネント信号を運ぶための第２及び第３電極と、
前記クランプ電圧で前記第２電極をクランプすることにより前記アクティブ制御信号に応答する、前記第２電極と前記信号検出及び生成回路に接続された第２クランプ回路と、
前記クランプ電圧で前記第３電極をクランプすることにより前記アクティブ制御信号に応答する、前記第３電極と前記信号検出及び生成回路に接続された第３クランプ回路と、
を含む装置。
【請求項７】
ビデオ信号クランプを含む装置であって、
ビデオ、水平同期及び複合同期コンポーネントをそれぞれ含む、 第１、第２及び第３期間を有するAC結合した複合信号を運ぶための第１電極手段であり、前記複合同期コンポーネントは水平及び垂直同期コンポーネントを含む、ところの第１電極手段と、
前記水平同期コンポーネントを検出しかつ、前記水平同期コンポーネントに対応し、前記第２期間中にアサートされ、前記第１及び第３期間中にデアサートされる制御信号を与えることにより、前記AC結合した複合信号に応答するための信号検出及び生成手段と、
クランプ電圧で前記第１電極をクランプすることにより前記制御信号に応答するための第１クランプ手段と、
から成る装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であって、前記AC結合した複合信号は前記クランプ電圧と実質的に等しいブラック信号レベルを含む、ところの装置。
【請求項９】
請求項７に記載の装置であって、前記制御信号は前記第２期間の実質的に後半部分の間でのみアサートされる、ところの装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の装置であって、
前記AC結合した複合信号は前記第２期間の後半部分の間に、前記クランプ電圧と実質的に等しいブラック信号レベルを含み、
前記制御信号は前記第２期間の実質的に後半部分の間でのみアクティブである、ところの装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の装置であって、さらに、
第１及び第２のAC結合したカラーコンポーネント信号を運ぶための第２及び第３電極手段と、
前記クランプ電圧で前記第２電極をクランプすることにより前記アクティブ制御信号に応答するための第２クランプ手段と、
前記クランプ電圧で前記第３電極をクランプすることにより前記アクティブ制御信号に応答するための第３クランプ手段と、
を含む装置。
【請求項１２】
ビデオ信号をクランプするための方法であって、
ビデオ、水平同期及び複合同期コンポーネントをそれぞれ含む、 第１、第２及び第３期間を有するAC結合した複合信号を受信する工程であって、前記複合同期コンポーネントは水平及び垂直同期コンポーネントを含む、ところの工程と、
前記水平同期コンポーネントに対応し、前記第２期間中にアサートされ、前記第１及び第３期間中にデアサートされる制御信号を生成するべく、前記水平同期コンポーネントを検出する工程と、
前記制御信号に応答して、クランプ電圧で前記AC結合した複合信号をクランプする工程と、
から成る方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記水平同期コンポーネントに対応し、前記第２期間中にアサートされ、前記第１及び第３期間中にデアサートされる制御信号を生成するべく、前記水平同期コンポーネントを検出する工程は、
対応する検出信号を生成するべく前記水平同期コンポーネントを検出する工程と、
前記検出信号に応答して前記制御信号を生成する工程と、
から成る、ところの方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法であって、ビデオ、水平同期及び複合同期コンポーネントをそれぞれ含む、 第１、第２及び第３期間を有するAC結合した複合信号を受信する工程は、実質的に前記クランプ電圧に等しいブラック信号レベルを含むAC結合した複合信号を受信する工程から成る、ところの方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法であって、前記水平同期コンポーネントに対応し、前記第２期間中にアサートされ、前記第１及び第３期間中にデアサートされる制御信号を生成するべく、前記水平同期コンポーネントを検出する工程は、前記第２期間の後半部分の間でのみ前記制御信号をアサートする工程から成る、ところの方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載の方法であって、
ビデオ、水平同期及び複合同期コンポーネントをそれぞれ含む、 第１、第２及び第３期間を有するAC結合した複合信号を受信する工程は、前記クランプ電圧と実質的に等しいブラック信号レベルを含むAC結合した複合信号を受信する工程から成り、
前記水平同期コンポーネントに対応し、前記第２期間中にアサートされ、前記第１及び第３期間中にデアサートされる制御信号を生成するべく、前記水平同期コンポーネントを検出する工程は、前記第２期間の後半部分の間でのみ前記制御信号をアサートする工程から成る、
ところの方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の方法であって、さらに、
第１及び第２AC結合カラーコンポーネント信号を受信する工程と、
前記制御信号に応答して前記第１AC結合カラーコンポーネント信号をクランプする工程と、
前記制御信号に応答して前記第２AC結合カラーコンポーネント信号をクランプする工程と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランプ回路に関し、特に、同期コンポーネントを含む複合ビデオ信号用のクランプ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、コンピュータモニター及び多くの高画質テレビは、GBR（グリーン、ブルー、レッド）、YPbPr（ルミナンス、ブルー・ディファレンス、レッド・ディファレンス）のようなコンポーネントビデオ信号の形式で、それらのディスプレイ信号を受信する。典型的に、３つのチャネル（例えば、グリーン及びルミナンス信号）の第１は、ビデオ（グリーンまたはルミナンス）及び同期（水平及び垂直）コンポーネントの両方が含まれるところの複合信号を含む。また、周知のように、コンポーネントビデオ信号に対する大衆消費電子製品協会(CEA)標準（例えば、CEA-770.1-C、CEA-770.2-C、及びCEA-770.3-C）は、１ボルトのピークツーピーク信号となるための同期コンポーネントを含むコンポーネントビデオ信号を特定する。ここで、ひとつの極値信号ピーク（例えば、最小または極小）が同期信号コンポーネントの先端のものであり、反対の極値信号ピーク（例えば、最大または極大）がビデオ信号コンポーネントの最大レベル（すなわち、ホワイト）のものである。例えば、CEA-770.1-C標準に準拠すると、これらの電圧レベルはそれぞれ−２８６ｍV及び＋７１４ｍVであり、一方、CEA-770.2-C及びCEA-770.3-C標準に準拠すると、これらの電圧レベルはそれぞれ−３００ｍV及び＋７００ｍVである。３つのすべての標準に対して、他の２つのコンポーネント信号Pb及びPrは、−３５０ｍV及び＋３５０ｍVである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
標準の範囲内で正常に動作するために、さまざまな信号コンポーネントがこれらの電圧範囲と一致するように、ビデオ信号を正確にクランプする必要がある。このクランプを与えるための従来のひとつの技術は、同期信号先端に基づいて信号の負のピークをクランプするものである。しかし、このクランプ技術はノイズに敏感で、負のピークを正または負の方向にずらす。また、同期信号先端の高さまたは深さは、しばしば非線形信号増幅のようなさまざまな信号チャネル特性により正確ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に従い、ビデオブラックレベルで複合ビデオコンポーネント信号をクランプするための回路及び方法は、所望のブラックレベルであるところの期間中に信号をクランプするべく、信号内に含まれる水平同期タイミング情報を使用する。
【０００５】
本発明のひとつの態様に従い、ビデオ信号クランプは電極、信号検出及び生成回路、並びにクランプ回路を含む。電極は、ビデオ、水平同期及び複合同期コンポーネントをそれぞれ含む、第１、第２及び第３期間を含むAC結合した複合信号を運ぶためのものであり、ここで複合同期コンポーネントは、水平及び垂直同期コンポーネントを含む。信号検出及び生成回路は電極に接続され、水平同期コンポーネントを検出しかつ水平同期コンポーネントに対応する制御信号を与えることによりAC結合した複合信号に応答し、第２期間の間にアサートされ、第１及び第３期間の間にデアサートされる。クランプ回路は、電極、並びに信号検出及び生成回路に接続され、クランプ電圧で電極をクランプすることにより制御信号に応答する。
【０００６】
本発明の他の態様に従い、ビデオ信号クランプは電極手段、信号検出及び生成手段、並びにクランプ手段を含む。電極手段は、ビデオ、水平同期及び複合同期コンポーネントをそれぞれ含む、第１、第２及び第３期間を含むAC結合した複合信号を運ぶためのものであり、ここで複合同期コンポーネントは、水平及び垂直同期コンポーネントを含む。信号検出及び生成手段は、水平同期コンポーネントを検出し、水平同期コンポーネントに対応する制御信号を与えることによりAC結合した複合信号に応答し、第２期間の間にアサートされ、第１及び第３期間の間にデアサートされる。クランプ手段はクランプ電圧で電極をクランプすることにより制御信号に応答する。
【０００７】
本発明の他の実施例に従い、ビデオ信号をクランプするための方法は、
ビデオ、水平同期及び複合同期コンポーネントをそれぞれ含む第１、第２及び第３期間を含むAC結合した複合信号を受信する工程であって、複合同期コンポーネントは水平及び垂直同期コンポーネントを含むところの工程と、
水平同期コンポーネントに対応し、第２期間中にアサートされ、第１及び第３期間中にデアサートされる、ところの制御信号を生成するべく、水平同期コンポーネントを検出する工程と、
制御信号に応答して、クランプ電圧でAC結合した複合信号をクランプする工程と、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例のいくつかが図面を参照して詳細に説明される。この説明は例示に過ぎず、本発明の態様を限定するものではない。これらの実施例は、当業者が本発明を実施することができるように十分に詳細に説明され、他の実施例は本発明の思想または態様から離れることなくさまざまに変更して実行されることが理解されよう。
【０００９】
この説明を通じて、特に指示がなければ、記述される個々の回路エレメントは単一または複数である。例えば、用語の“回路”は、単一のコンポーネントまたは複数のコンポーネントのいずれかを含み、それらは能動及び／または受動であり、所定の機能を与えるべく接続または（例えば、ひとつまたはそれ以上の集積回路チップとして）一緒に結合される。付加的に、用語“信号”はひとつまたはそれ以上の電流、ひとつまたはそれ以上の電圧、またはデータ信号を表す。図面中で、同一または関連するエレメントは、同一または関連するアルファベット、数字または英数字表記を有する。さらに、本発明は好適にひとつまたはそれ以上の集積回路チップ形式の離散電子回路を使用するものとして説明されるが、処理されるべき信号周波数またはデータ速度に応じた、ひとつまたはそれ以上の適切にプログラムされたプロセッサを使って交互に実行されるような回路の任意の一部であってもよい。
【００１０】
図１A及び図１Bを参照し、本発明に従うビデオ信号クランプは、同期信号先端の発生を検出することにより水平同期信号コンポーネントを検出し、クランプ期間中にビデオ信号をクランプするためにその検出した信号を使用する。周知のように、水平同期信号期間のバックポーチとしても知られるこのクランプ期間は、適用可能なビデオ信号標準に従う、典型的にゼロボルトのビデオブラックレベルにある。周知のように、下部Vs−及び上部Vs＋同期先端の電圧レベルは、CEA-770.1-C標準に対して−２８６及び＋２８６mVであり、CEA-770.2-C及びCEA-770.3-C標準に対して−３００及び＋３００mVである。クランプ期間のタイミングを確立するためのタイミングを決定するべく同期信号先端を使用することにより、そのようなビデオ信号クランプは複数のビデオ信号標準に従うビデオ信号をクランプするのに使用される。
【００１１】
図２を参照して、本発明のひとつの実施例に従うビデオ信号クランプ100は、最小電圧設定ステージ102、同期検出ステージ104、クランプパルス生成ステージ106、能動クランプ回路108yを含む。以下でより詳細に説明するように、回路100は、AC結合したコンポーネントビデオ信号Ycの能動電圧クランプを与えるための適当なタイミングを決定するべく水平同期信号先端の発生を検出するのに第１コンポーネントビデオ信号Yを使用する。この能動ビデオ信号クランプは、AC結合したコンポーネントビデオ信号Pbc、Prcに対し適当なタイミングのビデオクランプ電圧を与えるための付加的な能動クランプ回路108b、108rにより他のコンポーネントビデオ信号Pb、Prに対して使用可能である。
【００１２】
第１コンポーネントビデオ信号チャネル（例えば、複合ルミナンス信号Y）は、AC結合した複合コンポーネント信号Yc101を与えるべく、コンデンサC1を解してAC結合する。最小電圧設定ステージ102は信号101の電圧をモニターし、ビデオ信号コンポーネントの負のピークを水平同期信号先端の電圧レベルVs−より上に維持する。同期検出ステージ104は同期信号先端の約半分の閾値(Vs−/2)を使って、負の水平同期信号先端を検出する。このステージ104は水平同期信号先端に対応する検出済み信号105をクランプパルス生成ステージ106へ与える。垂直同期信号もアクティブでない期間中に水平同期信号先端が検出されると、この検出済み信号105はアサートされる。言い換えれば、周知のように、２つの同期信号期間は複合ビデオ信号の一部として発生する。水平帰線期間中、水平同期信号コンポーネントのみが存在し、一方垂直帰線期間中、水平及び垂直同期信号の両方が存在する。本発明の目的のため、同期検出信号105は、水平同期信号コンポーネントのみが存在する期間中にのみ、同期検出信号105が好適にアサートされる。
【００１３】
クランプパルス生成ステージ106は、検出された同期信号105に応答し、クランプ制御信号107を生成する。それにより、能動クランプ回路108yは、クランプ期間中、AC結合したコンポーネントビデオ信号Ycへ能動クランプ電圧1109yを与える。この能動クランプ電圧1109yは、典型的にゼロボルトである基準電圧にクランプ期間中ビデオ信号Ycをクランプする。
【００１４】
したがって、回路100の動作は以下のように要約できる。入力ビデオ信号Yを最初に受信すると、安定した同期情報がもはや存在しないため、能動クランプ回路108yは使用禁止になる。最小電圧設定ステージ102は、水平同期信号先端のVs−以下の最小電圧を確立する（例えば、−３２５mV）。CEA-770.1-C動作に対して、ビデオブラックレベルは最初−３９mVに設定され、一方CEA-770.2-C及びCEA-770.3-C動作に対して、ビデオブラックレベルは最初−２５mVに設定される。これらの最小電圧値は典型的にゼロボルトである基準電圧に関連する。
【００１５】
同期検出ステージは動作を開始し、水平同期信号先端の検出を開始する。水平同期信号の検出に続き、同期検出信号105は、クランプ制御信号107を能動クランプ回路108yへ順に与えるクランプパルス生成器の動作を開始する。能動クランプ回路108yはクランプ期間中のビデオブラックレベルを基準電圧へクランプする。結果として、水平同期信号先端のピークは適切なレベルに設定される（CEA-770.1-Cに対して−２８６mV、CEA-770.2-C及びCEA-770.3-Cに対して−３００mV）。最小電圧設定ステージ102により確立されるように、最小電圧が−３２５mVであるため、最小電圧設定ステージ102はアクティブ後の回路動作及び能動クランプ回路108yの動作に対してもはや有効ではない。
【００１６】
上記したように、同様の能動クランプ回路108b、108rが、残りのAC結合したコンポーネントビデオ信号Pbc、Prcに対して、同様の能動クランプ動作を与えるのに使用される。
【００１７】
図３を参照して、上記したように、好適には検出された同期信号105は、水平同期情報のみが存在するところの同期期間中にのみアサートされる。水平及び垂直同期情報の両方が存在する期間中、すなわち、垂直帰線期間中、検出された同期信号105はデアサートされるか、さもなければ非活動的である。その結果、クランプパルス生成ステージ106はビデオ信号Ycがビデオブラックレベルにない期間中に能動クランプ回路108yを作動させない。
【００１８】
図４A、４B及び４Cを参照して、同期検出105及びクランプ制御107信号の相対的なタイミングがより理解される。上記したように、検出された同期信号105は同期先端が発生する期間の検出後にアサートされる。図示されるように、同期期間のフロントポーチは期間t0−t1の間に発生する。これに続く期間t1−t2の間に同期信号先端が発生する。これに続く期間t2−t3の間のバックポーチでクランプが実行される。したがって、検出された同期信号105は期間t1−t2内で所望によりアサートされる。これに応答して、クランプパルス生成ステージ106は、ひとつまたはそれ以上の制御信号11（図２）と一致して決定される制御信号アサート期間t2a−t3aを有するクランプ期間t2−t3内でクランプ制御信号107を生成する。この制御信号11は、能動クランプ回路108yによる適切な電圧クランプ用の適切な遅延期間t2−t2a及び制御信号107の期間t2a−t3aを決定する。
【００１９】
発明の思想及び態様から離れることなく、本発明の構造及び動作方法のさまざまな修正及び変更が可能であることは当業者の知るところである。発明は特定の実施例に関して説明されてきたが、本発明はこのような特定の実施例に制限されるものではない。本発明の思想及び態様は特許請求の範囲によって画定され、同等の構造及び方法はその態様内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１A及び図２Bは、２つのレベル及び３つのレベルの同期信号を有するビデオ信号に対する水平同期期間の信号タイミング図である。
【図２】図２は、本発明の一つの実施例に従う、ビデオ信号クランプの機能ブロック図である。
【図３】図３は、複合ビデオ信号のビデオ及び同期信号コンポーネントの交替特性を表す。
【図４】図４A、図４B、図４Cは、図２の回路の検出済み同期信号とクランプ制御信号とのタイミング関係を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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