(57)【要約】【課題】ＡＰＬ変動の影響を受け難い映像信号クランプ回路を得ること。【解決手段】クランプ用トランジスタ４の電流をカレントミラー回路８によって検出し、抵抗素子９にて電圧に変換する。この検出電圧を抵抗素子１０，１１の直列回路の一端である抵抗素子１０に与える。この直列回路の他端である抵抗素子１１にはクランプ用基準電圧Ｖｃが印加されているので、クランプ用トランジスタ４のベース電極に接続されるこの直列回路の直列接続端には、抵抗素子９での検出電圧をクランプ用基準電圧Ｖｃに重畳した電圧が現れる。つまり、クランプ用トランジスタ４のベース電極には、クランプ用基準電圧Ｖｃを検出電圧で増減した電圧が印加される。これによって、ＡＰＬ変動時のクランプ用トランジスタ４の電流変化によるベース・エミッタ間の電圧変化に起因するシンクチップの電圧変動を抑えることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレクタ電極が電源に接続され、ベース電極にクランプ用基準電圧が印加されるクランプ用トランジスタのエミッタ電極を、一端に複合映像信号が入力されるカップリングコンデンサの他端と前記複合映像信号の出力端子との接続端に接続し、前記クランプ用トランジスタがオン動作状態にあるときに前記カップリングコンデンサを充電して前記出力端子から送出する複合映像信号の最低電圧部分のレベルを所定電圧のレベルにクランプする映像信号クランプ回路において、
前記クランプ用トランジスタがオン動作状態にあるときに前記カップリングコンデンサへの充電電流を検出し電圧に変換する第１の手段と、
前記第１の手段が変換した変化電圧を前記クランプ用基準電圧に重畳する第２の手段と
を備えていることを特徴とする映像信号クランプ回路。
【請求項２】
前記第１の手段が変換する変化電圧の大きさに制限を加える第３の手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の映像信号クランプ回路。
【請求項３】
コレクタ電極が電源に接続され、ベース電極がクランプ用基準電圧源に接続されるクランプ用トランジスタのエミッタ電極を、一端に複合映像信号が入力されるカップリングコンデンサの他端と前記複合映像信号の出力端子との接続端に接続し、前記クランプ用トランジスタがオン動作状態にあるときに前記カップリングコンデンサを充電して前記出力端子から送出する複合映像信号の最低電圧部分のレベルを所定電圧のレベルにクランプする映像信号クランプ回路において、
前記クランプ用トランジスタのコレクタ電極と電源との間に設けたカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路の出力端と接地電位との間に設けた第１の抵抗素子と、
前記カレントミラー回路の出力端と前記第１の抵抗素子との接続端と前記クランプ用基準電圧源との間に設けた第２及び第３の抵抗素子からなる直列回路であってその直列接続端が前記クランプ用トランジスタのベース電極に接続される直列回路と
を備えていることを特徴とする映像信号クランプ回路。
【請求項４】
前記カレントミラー回路の出力端側に配置されるトランジスタは、前記第１の抵抗素子で生ずる降下電圧に制限を加える飽和特性を有することを特徴とする請求項３に記載の映像信号クランプ回路。
【請求項５】
アノードが前記カレントミラー回路の出力端と前記第１の抵抗素子との接続端に接続され、カソードが前記クランプ用基準電圧源に接続されるダイオードを備えていることを特徴とする請求項３に記載の映像信号クランプ回路。
【請求項６】
カソードが前記カレントミラー回路の出力端と前記第１の抵抗素子との接続端に接続され、アノードが接地電位に接続されるツェナーダイオードを備えていることを特徴とする請求項３に記載の映像信号クランプ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、映像信号クランプ回路に関し、特に、複合映像信号のシンクチップ（水平同期信号先端）のレベルを所定レベルにクランプするいわゆるシンクチップクランプ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複合映像信号（以降、単に「映像信号」と記す）のシンクチップレベルを所定レベルにクランプする回路としては、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。その概要を、図９を参照して説明する。図９は、従来の映像信号クランプ回路の構成例を示す回路図である。
【０００３】
図９において、映像信号入力端子１は、カップリングコンデンサ２を介して映像信号出力端子３に接続されている。このカップリングコンデンサ２と映像信号出力端子３との接続端に、シンクチップクランプ回路である映像信号クランプ回路を構成するｎｐｎ形のクランプ用トランジスタ４と抵抗素子５とが設けられる。
【０００４】
すなわち、クランプ用トランジスタ４のコレクタ電極は、電源電圧（例えば５Ｖ）が印加される電源端子６に接続され、エミッタ電極は、カップリングコンデンサ２と映像信号出力端子３との接続端に接続され、ベース電極は、クランプ用基準電圧Ｖｃが印加される基準電圧端子７に接続されている。また、抵抗素子５は、カップリングコンデンサ２と映像信号出力端子３との接続端と接地電位（グランド）との間に接続されている。
【０００５】
次に、動作について説明する。外部の処理系から映像信号入力端子１に入力される映像信号は、カップリングコンデンサ２を介して映像信号出力端子３に出力されるので、この映像信号出力端子３に出力される映像信号の電圧が、クランプ用トランジスタ４のエミッタ電圧となる。
【０００６】
クランプ用トランジスタ４は、エミッタ電圧である映像信号の電圧が、ベース電極に印加されるクランプ用基準電圧Ｖｃよりもベース・エミッタ間電圧（約０．６Ｖ）だけ低い電圧になると、ＯＮ動作状態になるので、エミッタ電流が流れてカップリングコンデンサ２への充電が開始される。この充電動作は、シンクチップのタイミング、つまり水平同期パルス期間において、エミッタ電圧である映像信号の電圧がクランプ用基準電圧Ｖｃとベース・エミッタ間電圧との差分に等しくなり、クランプ用トランジスタ４がＯＦＦ動作状態になるまで続けられる。これによって、映像信号出力端子３に出力される映像信号の一番低い電圧部分であるシンクチップの電圧がクランプ用基準電圧Ｖｃよりもベース・エミッタ間電圧だけ低い電圧になる。
【０００７】
そして、クランプ用トランジスタ４は、エミッタ電圧である映像信号の電圧が、クランプ用基準電圧Ｖｃとベース・エミッタ間電圧との差分よりも高いときは、ＯＦＦ動作状態であるので、その期間では、カップリングコンデンサ２の充電電荷が抵抗素子５を介して放電される。この放電動作は、エミッタ電圧である映像信号の電圧がクランプ用基準電圧Ｖｃとベース・エミッタ間電圧との差分と等しくなるまで続けられる。
【０００８】
このような過程を経て、映像信号出力端子３に出力される映像信号は、その一番低い電圧部分であるシンクチップの電圧がクランプ用基準電圧Ｖｃよりもベース・エミッタ間電圧だけ低い電圧に収束するので、この「クランプ用基準電圧Ｖｃとベース・エミッタ間電圧との差分と等しい」一定電位を基準とした映像信号になる。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１９１１０１号公報（図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の映像信号クランプ回路では、クランプ用トランジスタ４のベース・エミッタ間電圧は、トランジスタの特性上、エミッタ電流が多くなるほど大きくなる依存性があるので、映像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ：Average Picture Level）の変動の影響を受け易いという問題がある。以下、図１０〜図１３を参照して具体的に説明する。図１０は、入力される映像信号の波形例を示す図である。図１１は、ＡＰＬの変動がある場合に図９に示す映像信号クランプ回路が出力する映像信号の波形例を示す図である。図１２は、同期信号の存在を明示するために図１１に示す映像信号の一部を拡大した図である。図１３は、同期分離時のしきい値と同期信号の位相との関係を説明する図である。
【００１１】
図１０と図１１において、縦方向、横方向の黒く塗り潰した帯状領域がＡＰＬの低い領域であり、横方向の黒く塗り潰した帯状領域の上側白地領域がＡＰＬの高い領域である。そして、黒く塗り潰した帯状領域には、図１２に示すように、多数の同期信号パルスで埋まっている。
【００１２】
通常、例えばテレビジョン放送の受像機では、ノイズ等の影響を除くため、受信映像信号を高域除去フィルタに通してからクランプし、同期分離しているが、高域除去フィルタによって、映像信号クランプ回路に入力される映像信号は、図１０に示すように、サグの大きくなった波形をしており、ＡＰＬが低い状態から高い状態に変化した場合に、シンクチップ（図１０において縦方向の塗り潰し領域での上下端部分）の電圧は、徐々に下降する波形となる。
【００１３】
すなわち、ＡＰＬが低い状態では、クランプ用トランジスタ４がカップリングコンデンサ２を充電する電流は小さいので、クランプ用トランジスタ４のベース・エミッタ間電圧は比較的小さい。出力される映像信号のシンクチップ電圧は、クランプ用基準電圧Ｖｃからクランプ用トランジスタ４のベース・エミッタ間電圧を減じたものであるので、比較的高い電圧になる。
【００１４】
このＡＰＬが低い状態から高い状態に変化した場合、入力映像信号のシンクチップ電圧は、図１０に示すように、徐々に下降するので、クランプ用トランジスタ４がカップリングコンデンサ２を充電する電流は比較的大きくなる。つまり、エミッタ電流が増加するので、クランプ用トランジスタ４のベース・エミッタ間電圧が大きくなる。そのため、出力される映像信号のシンクチップ電圧は、逆に低くなってしまう。
【００１５】
その結果、出力される映像信号では、シンクチップ電圧が一定値にクランプされず、図１１、図１２の下方端に示すように、上に湾曲状の鈍った波形となり、また、図１１において縦方向の塗り潰し領域での上端部分に示すように下に湾曲状の鈍った波形となる。
【００１６】
このように、ＡＰＬ変動によってシンクチップ電圧が一定値にクランプされないことが起こると、例えば、テレビジョン放送の受信映像信号から同期分離する場合に大きな影響を与える。すなわち、シンクチップ電圧の変動は、同期分離時にしきい値が変動することに相当するので、図１３（１）（２）に示すように、同期分離された同期信号の位相が変化することになる。そして、この位相が変化する分離同期信号を基に映像信号処理のためのクロックを生成すると、クロックの位相も変動し、例えば画面上の縦線が曲がったりすることが起こる。
【００１７】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ＡＰＬ変動の影響を受け難い映像信号クランプ回路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した目的を達成するために、この発明は、コレクタ電極が電源に接続され、ベース電極にクランプ用基準電圧が印加されるクランプ用トランジスタのエミッタ電極を、一端に複合映像信号が入力されるカップリングコンデンサの他端と前記複合映像信号の出力端子との接続端に接続し、前記クランプ用トランジスタがオン動作状態にあるときに前記カップリングコンデンサを充電して前記出力端子から送出する複合映像信号の最低電圧部分のレベルを所定電圧のレベルにクランプする映像信号クランプ回路において、前記クランプ用トランジスタがオン動作状態にあるときに前記カップリングコンデンサへの充電電流を検出し電圧に変換する第１の手段と、前記第１の手段が変換した変化電圧を前記クランプ用基準電圧に重畳する第２の手段とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、カップリングコンデンサの充電電流を検出して電圧変換し、それをクランプ用基準電圧に重畳して検出電圧の変化に応じてベース電圧を増減するので、クランプ用トランジスタの電流変化に起因するベース・エミッタ間電圧の変化によるシンクチップのクランプ電圧変化を抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、ＡＰＬ変動の影響を受け難い映像信号クランプ回路が得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に図面を参照して、この発明にかかる映像信号クランプ回路の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による映像信号クランプ回路の構成を示す回路図である。なお、図１では、従来例（図９）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態１に関わる部分を中心に説明する。
【００２３】
図１に示すように、この実施の形態１による映像信号クランプ回路では、従来例（図９）に示した構成において、クランプ用トランジスタ４と電源端子６との間に、カレントミラー回路８が設けられ、カレントミラー回路８の出力端と接地電位（グランド）との間に、第１の抵抗素子である抵抗素子９が設けられている。このカレントミラー回路８と抵抗素子９との全体が「第１の手段」に対応している。
【００２４】
そして、カレントミラー回路８の出力端と抵抗素子９との接続端が第２の抵抗素子である抵抗素子１０を介してクランプ用トランジスタ４のベース電極に接続され、また、基準電圧端子７とクランプ用トランジスタ４のベース電極との間に第３の抵抗素子である抵抗素子１１が設けられている。この抵抗素子１０，１１の全体が「第２の手段」に対応している。
【００２５】
カレントミラー回路８は、ｐｎｐ形のトランジスタ８ａ，８ｂで構成されている。トランジスタ８ａ，８ｂは、エミッタ電極が共通に電源端子６に接続され、ベース電極が相互に接続されている。そして、ダイオード接続のトランジスタ８ａのコレクタ電極及びベース電極は、クランプ用トランジスタ４のコレクタ電極に接続され、また、トランジスタ８ｂのコレクタ電極は、出力端として抵抗素子９，１０の接続端に接続されている。
【００２６】
次に、動作について説明する。外部の処理系から映像信号入力端子１に入力される映像信号は、カップリングコンデンサ２を介して映像信号出力端子３に出力されるので、この映像信号出力端子３に出力される映像信号の電圧が、クランプ用トランジスタ４のエミッタ電圧となる。なお、基準電圧端子７に印加されるクランプ用基準電圧Ｖｃは、例えば２．５Ｖである。
【００２７】
クランプ用トランジスタ４がＯＦＦ動作状態にあるときは、ベース電極にはクランプ用基準電圧Ｖｃ（Ｖｃ＝２．５Ｖ）が印加されている。そこで、クランプ用トランジスタ４は、エミッタ電圧である映像信号の電圧が、ベース電極に印加されるクランプ用基準電圧Ｖｃよりもベース・エミッタ間電圧（約０．６Ｖ）だけ低い電圧になると、ＯＮ動作状態になるので、エミッタ電流が流れてカップリングコンデンサ２への充電が開始される。この充電動作は、シンクチップのタイミング、つまり水平同期パルス期間において、エミッタ電圧である映像信号の電圧がクランプ用基準電圧Ｖｃとベース・エミッタ間電圧との差分に等しくなり、クランプ用トランジスタ４がＯＦＦ動作状態になるまで続けられる。これによって、映像信号出力端子３に出力される映像信号の一番低い電圧部分であるシンクチップの電圧がクランプ用基準電圧Ｖｃよりもベース・エミッタ間電圧だけ低い約０．６Ｖの電圧になる。
【００２８】
このとき、カップリングコンデンサ２の充電電流、つまり、クランプ用トランジスタ４のエミッタ電流が流れることで、クランプ用トランジスタ４のコレクタ電流もほぼ同じ電流が流れる。クランプ用トランジスタ４のコレクタ電流は、カレントミラー回路８でのトランジスタ８ａを流れるので、そのミラー電流がトランジスタ８ｂのコレクタ電流として流れる。このミラー電流が抵抗素子９を流れることで、抵抗素子９にミラー電流に対応した降下電圧が発生する。そして、この降下電圧は、カップリングコンデンサ２の充電電流が多いほど大きくなる。このように、カレントミラー回路８と抵抗素子９とは、カップリングコンデンサ２の充電電流を検出して電圧に変換することができる（図２参照）。
【００２９】
抵抗素子９に発生した降下電圧は、抵抗素子１０，１１の直列回路の一端である抵抗素子１０に印加され、この直列回路の他端である抵抗素子１１にはクランプ用基準電圧Ｖｃが印加されるので、クランプ用トランジスタ４のベース電極に接続されるこの直列回路の直列接続端には、抵抗素子９に発生した降下電圧（検出電圧）をクランプ用基準電圧Ｖｃに重畳した電圧が現れる。つまり、クランプ用トランジスタ４のベース電極には、クランプ用基準電圧Ｖｃを検出電圧で増減した電圧が印加される。これによって、カップリングコンデンサ２の充電電流が多いほど、クランプ用トランジスタ４のベース電圧を高くすることができる。
【００３０】
つまり、クランプ用トランジスタ４のベース・エミッタ間電圧は、トランジスタの特性上、エミッタ電流が多くなるほど大きくなるので、ベース電圧が一定電圧であれば、エミッタ電圧は低くなり、カップリングコンデンサ２の充電電流が多いほどシンクチップ電圧は下がるが、この実施の形態では、ベース電圧が高くなるので、シンクチップ電圧が下がるのを抑制することができる。
【００３１】
斯くして、映像信号のＡＰＬが高くなれば、カップリングコンデンサ２の充電電流は増加するが、それに応じてクランプ用トランジスタ４のベース電圧が高くなるので、映像信号のＡＰＬ変動によるシンクチップの電圧変動を効果的に抑えることができるようになる（図３参照）。
【００３２】
図２は、図１に示すカレントミラー回路のミラー電流を抵抗素子で電圧変換した検出電圧波形を示す図である。図３は図１に示す映像信号クランプ回路が出力する映像信号の波形例を示す図である。図２に示すように、ＡＰＬの低い部分では、数水平周期ごとにしか充電電流は大きくならないが、ＡＰＬが高い部分では毎水平周期ごとに充電電流は大きくなっている。これによって、図３に示すように、シンクチップ電圧は、殆どＡＰＬ変動の影響を受けていない。
【００３３】
ここで注意しなければならないのは、クランプ用トランジスタ４のベース電圧が高くなればその分ベース電流が増加するが、ベース電流が増加すればさらにベース電圧を高くするように働く正帰還ループになっていることである。
【００３４】
そこで、抵抗素子９での検出電圧をある値に制限する措置が必要である。その制限措置として、つまり「第３の手段）として、この実施の形態１では、カレントミラー回路８の出力トランジスタ８ａの飽和特性を利用して制限を掛けるようにしている。図３は、カレントミラー回路の出力トランジスタ８が飽和することで制限を掛けた場合の映像信号出力を示している。
【００３５】
このように、実施の形態１によれば、カップリングコンデンサの充電電流を検出して電圧に変換し、それをクランプ用基準電圧に重畳して検出電圧の変化に応じてベース電圧を増減するので、クランプ用トランジスタの電流変化に起因するベース・エミッタ間電圧の変化によるシンクチップのクランプ電圧変化を抑制でき、ＡＰＬ変動の影響を受け難いシンクチップクランプ回路である映像信号クランプ回路が実現できる。
【００３６】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による映像信号クランプ回路の構成を示す回路図である。なお、図４では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。
【００３７】
図４に示すように、この実施の形態２による映像信号クランプ回路では、図１（実施の形態１）に示した構成において、「第３の手段」としてのダイオード１２が追加されている。ダイオード１２は、アノードがカレントミラー回路８の出力端と抵抗素子９との接続端に接続され、カソードが基準電圧端子７に接続されている。
【００３８】
この構成によれば、抵抗素子９の検出電圧が、クランプ用基準電圧Ｖｃよりもダイオード１２の順方向ドロップ電圧約０．６Ｖ高い電圧以上にならないように制限することができる。
【００３９】
したがって、実施の形態１では、クランプ用基準電圧Ｖｃを可変するような場合、抵抗素子９，１０，１１の値も変える必要があるが、この実施の形態２では、クランプ用基準電圧Ｖｃの変更に応じて抵抗素子９での検出電圧が制限されるので、抵抗素子９，１０，１１の値は変えることなく、クランプ用基準電圧Ｖｃの変更のみで所望の映像信号出力（図５〜図７）が得られる。図５は、クランプ用基準電圧Ｖｃを実施の形態１での２．５Ｖから２．３Ｖに変更したときの映像信号出力の波形図である。図６は、クランプ用基準電圧Ｖｃを実施の形態１での２．５Ｖから３Ｖに変更したときの映像信号出力の波形図である。図７は、クランプ用基準電圧Ｖｃを実施の形態１での２．５Ｖから３．７Ｖに変更したときの映像信号出力の波形図である。
【００４０】
このように、実施の形態２によれば、実施の形態１での作用・効果に加えて、追加した抵抗素子の値を変えることなく、クランプ用基準電圧のみを適切な値に変更設定することができる。
【００４１】
実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３による映像信号クランプ回路の構成を示す回路図である。なお、図８では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。
【００４２】
図８に示すように、この実施の形態３による映像信号クランプ回路では、図１（実施の形態１）に示した構成において、「第３の手段」としてのツェナーダイオード１３が追加されている。ツェナーダイオード１３は、カソードがカレントミラー回路８の出力端と抵抗素子９との接続端に接続され、アノードが接地電位（グランド）に接続されている。
【００４３】
この構成によれば、抵抗素子９の検出電圧がツェナーダイオード１３のツェナー電圧に制限される。したがって、実施の形態２と同様に、抵抗素子９，１０，１１の値は変えることなく、クランプ用基準電圧Ｖｃの変更のみで所望の映像信号出力が得られる。
【００４４】
このように、実施の形態３によれば、実施の形態１での作用・効果に加えて、追加した抵抗素子の値を変えることなく、クランプ用基準電圧のみを適切な値に変更設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、この発明にかかる映像信号クランプ回路は、ＡＰＬ変動の影響を受けずにシンクチップ電圧をクランプするのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の実施の形態１による映像信号クランプ回路の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示すカレントミラー回路のミラー電流を抵抗素子で電圧変換した検出電圧波形を示す図である。
【図３】図１に示す映像信号クランプ回路が出力する映像信号の波形例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２による映像信号クランプ回路の構成を示す回路図である。
【図５】クランプ用基準電圧を図３に示す場合から変更としたときの映像信号出力の波形図である（その１）。
【図６】クランプ用基準電圧を図３に示す場合から変更としたときの映像信号出力の波形図である（その２）。
【図７】クランプ用基準電圧を図３に示す場合から変更としたときの映像信号出力の波形図である（その３）。
【図８】この発明の実施の形態３による映像信号クランプ回路の構成を示す回路図である。
【図９】従来の映像信号クランプ回路の構成例を示す回路図である。
【図１０】入力される映像信号の波形例を示す図である。
【図１１】ＡＰＬの変動がある場合に図９に示す映像信号クランプ回路が出力する映像信号の波形例を示す図である。
【図１２】同期信号の存在を明示するために図１１に示す映像信号の一部を拡大した図である。
【図１３】同期分離時のしきい値と同期信号の位相との関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  映像信号入力端子
２  カップリングコンデンサ
３  映像信号出力端子
４  クランプ用トランジスタ
５  放電用の抵抗素子
６  電源端子
７  基準電圧端子
８  カレントミラー回路
８ａ，８ｂ  カレントミラー回路を構成するトランジスタ
９  電圧変換用の抵抗素子
１０，１１  変換電圧を基準電圧に重畳する抵抗素子
１２  電圧制限用のダイオード
１３  電圧制限用のツェナーダイオード
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007221463.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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