(57)【要約】【課題】入力信号が中断し、再開した場合、あるいは入力信号の映像信号部が無い場合や映像信号部が大きい場合であっても十分な出力レベルの同期信号を得ることができる同期分離回路を提供する。【解決手段】外部からの映像信号を印加するための結合コンデンサ１０に充電電流を供給するＮＰＮ形のトランジスタ１と、当該トランジスタ１のコレクタに接続されたカレントミラー回路１０１と、トランジスタ１のエミッタに定電流を通電するための第１の電流源７と、カレントミラー回路１０１に接続された第２の電流源８と、その出力が接続された出力振幅制限回路１０２と、カレントミラー回路１０１に接続された第３の電流源９と、入力された同期レベルに応じてトランジスタ１のエミッタに電流を加減算する入力レベル検出回路１０３とを備え、トランジスタ１の閾値を制御し、同期信号レベルや映像信号期間の信号に依存せずに同期信号を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの映像信号を印加するための結合コンデンサにエミッタから充電電流を供給するＮＰＮ形の入力トランジスタと、
前記入力トランジスタのコレクタに接続されたカレントミラー回路と、
前記入力トランジスタのエミッタに定電流を通電するための第１の電流源と、
前記カレントミラー回路の第１出力に接続された第２の電流源と、
前記カレントミラー回路の第１出力と前記第２の電流源との接続部に接続された出力振幅制限回路と、
前記カレントミラー回路の第２出力に接続された第３の電流源と、
前記カレントミラー回路の第２出力と前記第３の電流源との接続部に接続された入力レベル検出回路とを備え、
前記入力レベル検出回路は、入力された同期信号レベルに応じて前記入力トランジスタのエミッタに電流を加減算することにより前記入力トランジスタの閾値を制御し、以て同期信号レベルや映像信号期間の信号に依存せずに同期信号を検出することができる同期分離回路。
【請求項２】
前記カレントミラー回路のトランジスタと並列に電流制限回路を接続したことにより、前記入力トランジスタに過電流が流れても、前記カレントミラー回路を正常動作させ、入力信号が所望のレベルより過大でも同期分離ができるように構成したことを特徴とする請求項１記載の同期分離回路。
【請求項３】
前記カレントミラー回路の第２出力と前記第３の電流源との接続部に電流増幅回路を接続したことにより、前記カレントミラー回路の出力電流と前記第３の電流源の電流との差分電流を前記電流増幅回路においてゲイン倍だけ下げ、前記入力レベル検出回路内の容量を集積回路へ内蔵可能な面積へ縮小させるように構成したことを特徴とする請求項１記載の同期分離回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオ信号から同期信号を分離する際に用いられる同期分離回路に関し、特に簡易な構成で同期分離能力の向上を図る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の同期分離回路として、映像信号と複合同期信号とが一体化された複合映像信号から同期信号を分離する回路が知られている。
【０００３】
ある従来技術によれば、ＮＰＮ形の入力トランジスタを同期分離回路の主たる構成要素とし、当該入力トランジスタのベースには所定の直流バイアス電圧が印加されるように構成される一方、エミッタには定電流Ｉｄが常時流されるようになっているとともに、結合コンデンサを介して外部から映像信号が印加されるようになっている。ここで、同期信号は外部から印加される映像信号に重畳されるものであり、結合コンデンサを介して印加された信号が同期信号の部分となった場合、入力トランジスタのベース・エミッタ間に閾値を超えた電圧が加わるように作用するため、結合コンデンサに対して充電電流ΔＩＥが流れる。一方、同期信号以外の期間においては、入力トランジスタのベース・エミッタ間に加わる電圧が閾値を超えず入力トランジスタはオフ状態となってΔＩＥが流れないため、電流Ｉｄによって結合コンデンサの電荷が放電される。ここで、同期信号の期間をＴｃ、同期信号以外の期間をＴｄとすると、充電電流ΔＩＥは、
ΔＩＥ＝Ｉｄ×（Ｔｄ／Ｔｃ）
により求められる。入力トランジスタのコレクタには、この充電電流ΔＩＥと定電流Ｉｄとの和の電流が流れることとなり、コレクタ電流の変化分ΔＩＥが同期信号を表す。そのため、入力トランジスタのコレクタ電流の変化がカレントミラー回路を介して取り出され、電圧変化として同期信号が得られる構成となっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３０９２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の同期分離回路では、以下の３つの状態で同期分離されない。
【０００５】
１つ目は、入力信号が中断し、再開直後の状態である。入力信号が中断している間、入力トランジスタはオフ状態となり充電電流ΔＩＥが流れないため、入力トランジスタのエミッタの平均電圧は下がった状態で安定する。今、入力信号が再開すると、本来であれば同期期間だけ入力トランジスタがオンするのであるが、入力トランジスタのエミッタの平均電圧が下がった状態にあるため、入力トランジスタの閾値を同期信号以外の部分でも越えてしまい、入力トランジスタがオンし、ΔＩＥが流れ、正常に同期分離を行えない。そして、十分な時間が経過した後、充電電流ΔＩＥと放電電流Ｉｄが釣り合い、入力トランジスタのエミッタ電圧の平均電圧が安定状態となると正常に同期分離を行う。これは、放電電流Ｉｄ一定であるため、安定までの時間がかかる。このため、入力の映像信号が中断し、再開した直後、検出可能なレベルの同期信号を含む入力信号が入力されているにもかかわらず、正常に同期分離できなくなる。
【０００６】
２つ目は、入力信号レベルが下がり、かつ入力信号の映像信号部が小さい状態である。入力信号の映像信号部が小さい状態では、入力トランジスタのエミッタの平均電圧は上がり、同期分離可能なレベルの同期信号が入力されても、入力トランジスタの閾値を超えないため、ΔＩＥが流れず、入力トランジスタのコレクタ電流が小さくなり、同期分離できなくなる。
【０００７】
３つ目は、入力信号レベルが下がり、かつ入力信号の映像信号部が大きい状態である。入力信号の映像信号部が大きい状態では、入力トランジスタのエミッタの平均電圧は下がり、入力トランジスタの閾値を超えやすい状態となり、同期期間以外でも入力トランジスタがオンしてしまい、ΔＩＥが流れ、同期分離出力が映像期間を含んだ異常な信号となってしまい、同期分離できなくなる。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、入力された同期信号のレベルが小さい場合に入力信号が中断し、再開した場合、あるいは入力信号の映像信号部が無い場合や映像信号部が大きい場合であっても十分な出力レベルの同期信号を得ることができ、同期分離精度の高い同期分離回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、外部からの映像信号を印加するための結合コンデンサにエミッタから充電電流を供給するＮＰＮ形の入力トランジスタと、当該入力トランジスタのコレクタに接続されたカレントミラー回路と、入力トランジスタのエミッタに定電流を通電するための第１の電流源と、カレントミラー回路の第１出力に接続された第２の電流源と、カレントミラー回路の第１出力と第２の電流源との接続部に接続された出力振幅制限回路と、カレントミラー回路の第２出力に接続された第３の電流源と、カレントミラー回路の第２出力と第３の電流源との接続部に接続された入力レベル検出回路とを同期分離回路に備え、入力レベル検出回路は、入力された同期信号レベルに応じて入力トランジスタのエミッタに電流を加減算することにより入力トランジスタの閾値を制御し、以て同期信号レベルや映像信号期間の信号に依存せずに同期信号を検出することができるように構成した。
【００１０】
また、本発明は、カレントミラー回路のトランジスタと並列に電流制限回路を接続したことにより、入力トランジスタに過電流が流れても、カレントミラー回路を正常動作させ、入力信号が所望のレベルより過大でも同期分離ができるように構成した。
【００１１】
また、本発明は、カレントミラー回路の第２出力と第３の電流源との接続部に電流増幅回路を接続したことにより、カレントミラー回路の出力電流と第３の電流源の電流との差分電流を電流増幅回路においてゲイン倍だけ下げ、入力レベル検出回路内の容量を集積回路へ内蔵可能な面積へ縮小させるように構成した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、入力レベル検出回路を用いて同期信号レベルや映像信号レベルの変化による同期信号の変化（乱れ）を補正するように入力レベル検出回路によりフィードバックを構成したことにより、入力の映像信号が中断し、再開した場合、あるいは入力信号の映像信号部が無い場合や映像信号部が大きい場合においても、十分な出力レベルの同期信号を得ることができる効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００１４】
《実施形態１》
図１及び図２は、実施形態１の回路図である。外部からの映像信号を印加するための結合コンデンサ（第１の容量）１０に充電電流を供給するＮＰＮ形の第１のトランジスタ（入力トランジスタ）１と、第１のトランジスタ１のコレクタ側に接続されたカレントミラー回路１０１と、第１のトランジスタ１のエミッタに定電流を通電するための第１の電流源７と、カレントミラー回路１０１に接続された第２の電流源８と、カレントミラー回路１０１と第２の電流源８に接続された出力振幅制限回路１０２と、カレントミラー回路１０１と第３の電流源９に接続された入力レベル検出回路１０３とから構成される。
【００１５】
第１のトランジスタ１のベースには所定の直流バイアス電圧が印加されるように構成されている一方、エミッタには、第１の電流源７により一定の電流Ｉ７が常時流されるようになっているとともに、第１の容量１０を介して外部から映像信号が印加されるようになっている。なお、第１のトランジスタ１のエミッタの電圧をＶａとする。
【００１６】
カレントミラー回路１０１は、第１のトランジスタ１のコレクタに接続されたＰＮＰ形の第２のトランジスタ２と、更に第２のトランジスタ２のベースに接続されたＰＮＰ形の第３のトランジスタ３及びＰＮＰ形の第４のトランジスタ４とから構成される。
【００１７】
また、出力振幅制限回路１０２は、第３のトランジスタ３と第２の電流源８が接続されたＮＰＮ形の第５のトランジスタ５と、ＰＮＰ形の第６のトランジスタ６とから構成される。第５及び第６のトランジスタ５，６の各々のベースには所定のバイアス電圧Ｖｒｅｆが印加されるように構成されるとともに、第５のトランジスタ５のエミッタと第６のトランジスタ６のエミッタとの接続点の電圧Ｖｂが同期信号出力とされる。
【００１８】
入力レベル検出回路１０３は、第４のトランジスタ４のコレクタと第３の電流源９とが接続された第２の容量１２と、当該第２の容量１２と接続された電圧比較器１１と、当該電圧比較器１１と接続された電圧電流変換器（ＶＩ変換器）１９とから構成される。電圧比較器１１は、第２の容量１２の電圧Ｖｃと定電圧Ｖｄとの差電圧を電圧電流変換器１９へ入力するように構成されている。
【００１９】
図３は、実施形態１における入力信号レベルの変化による、電圧及び電流の波形を示している。図３のＴ１期間において入力信号レベルが通常レベルにある場合、同期期間以外の期間Ｔｄに第１のトランジスタ１のコレクタに流れる電流Ｉ１はＩ７＋ΔＩ’である。このとき、第４のトランジスタ４の電流Ｉ４は第３の電流源９の電流Ｉ９より小さいため、差電流ΔＩはマイナスとなりＶｃは下がる。Ｖｃが下がると同期信号が入力されない状態となるため入力レベル検出回路１０３の出力電流ΔＩ’は大きくなり、電流Ｉ１を増やす動作となる。同期期間Ｔｃ内では、第１のトランジスタ１に流れるＩ７＋ΔＩ’によって決定される第１のトランジスタ１の閾値を第１の容量１０を介して入力された同期信号が超えた場合、充電電流Ｉｓｙｎｃが流れるため、第１のトランジスタ１に流れる電流Ｉ１はＩ７＋ΔＩ’＋Ｉｓｙｎｃとなる。このとき、電流Ｉ４は電流Ｉ９より電流が大きいため、差電流ΔＩはプラスとなりＶｃは上がる。Ｖｃが上がると入力レベル検出回路１０３の出力電流ΔＩ’はマイナスとなり、第１のトランジスタ１に流れる電流Ｉ１を下げるように動作する。つまり、同期信号入力が無いと検出したときは第１のトランジスタ１に流れる電流を増やし、同期信号入力が検出されると第１のトランジスタ１に流れる電流を減らす動作となり、同期期間をＴｃ、同期期間以外の期間をＴｄとすると、ΔＩ×Ｔｃ＝Ｉ９×Ｔｄが成り立つように動作する。その結果、差電流ΔＩと同等である第３のトランジスタ３の電流Ｉ３と第２の電流源８の電流Ｉ８との差電流が出力振幅制限回路１０２に流れ込み、この出力振幅制限回路１０２で電圧へ変換され、同期信号として出力される。
【００２０】
図３のＴ２期間において入力信号が小さく、同期期間Ｔｃ内において同期信号が検出されない場合、同期期間Ｔｃでは充電電流Ｉｓｙｎｃが流れず、第１のトランジスタ１に流れる電流Ｉ１はＩ７＋ΔＩ’である。このとき、電流Ｉ４は電流Ｉ９より小さいため、差電流ΔＩはマイナスとなりＶｃは下がる。Ｖｃが下がると同期信号が入力されないため入力レベル検出回路１０３の出力電流ΔＩ’はマイナスに大きくなり、第１のトランジスタ１に流れる電流Ｉ１を常に増やす動作となり、その結果、第１のトランジスタ１の閾値が下がり、小さい同期信号でも充電電流Ｉｓｙｎｃが流れ、ΔＩ×Ｔｃ＝Ｉ９×Ｔｄが成り立つまで、ΔＩが大きくなる。つまり、入力信号が小さい場合でも同期信号が分離できる。
【００２１】
図３のＴ３期間において入力信号が大きい場合は、同期期間以外の期間Ｔｄでも、放電電流Ｉｓｙｎｃが流れ、第１のトランジスタ１に流れる電流Ｉ１はＩ７＋ΔＩ’＋Ｉｓｙｎｃである。このとき、電流Ｉ４は電流Ｉ９より大きいため、差電流ΔＩはプラスとなりＶｃは上がる。Ｖｃが上がると、入力レベル検出回路１０３の出力電流ΔＩ’はプラスに大きくなり、第１のトランジスタ１に流れる電流を減らす動作となって、第１のトランジスタ１の閾値が上がり、充電電流Ｉｓｙｎｃが減っていき、ΔＩ×Ｔｃ＝Ｉ９×Ｔｄが成り立つまで動作する。つまり、入力信号が大きい場合でも正常に同期分離できる。
【００２２】
図４は、入力の映像信号が中断し、再開した場合の実施形態１における電圧及び電流の波形を示している。入力の映像信号が中断した場合、同期信号が入力されないため、充電電流Ｉｓｙｎｃが流れず、第１のトランジスタ１に流れる電流Ｉ１はＩ７＋ΔＩ’である。このとき、電流Ｉ４は電流Ｉ９より小さいため、差電流ΔＩはマイナスとなりＶｃは下がる。Ｖｃが下がると同期信号が入力されないため入力レベル検出回路１０３の出力電流ΔＩ’はマイナスに大きくなり、第１のトランジスタ１に流れる電流Ｉ１が大きくなり、第１のトランジスタ１の閾値が小さくなる。今、同期信号が入力されたとすると、第１のトランジスタ１の閾値が小さい状態にあるため、充電電流Ｉｓｙｎｃが大きくなり、第１のトランジスタ１に流れる電流を固定した場合に比べて、安定して同期分離できるようになるまでの時間が短くなる。
【００２３】
つまり、入力レベル検出回路１０３が無い場合には、電流Ｉ７が定電流であるため、Ｖａが安定するまでに時間がかかる。一方、入力レベル検出回路１０３が有る場合には、電流Ｉ７のほかに入力レベルに応じたΔＩ’が流れるため、Ｖａが安定するまでに時間がかからないのである。
【００２４】
図５は、同期信号レベルが小さい入力信号にて映像信号部が無い場合（黒信号入力時）や映像信号部が大きい場合（白信号入力時）の実施形態１における主な電圧及び電流の波形を、入力レベル検出回路１０３が有る場合と無い場合とで示している。入力信号レベルが変化した場合と同様な理由により、ΔＩ×Ｔｃ＝Ｉ９×Ｔｄが成り立つまで動作し、同期分離できる。
【００２５】
本実施形態によれば、上記の構成により、入力レベル検出回路１０３によりフィードバックすることによって、上記の入力の映像信号が中断し、再開した場合、あるいは入力信号の映像信号部が無い場合や映像信号部が大きい場合においても、十分な出力レベルの同期信号を得られるという効果を奏する。
【００２６】
《実施形態２》
図６及び図７は、実施形態２の回路図である。図１及び図２の同期分離回路へ第１のトランジスタ１のコレクタに接続された電流制限回路１０４と、第４のトランジスタ４の電流Ｉ４と第３の電流源９の電流Ｉ９との差電流ΔＩをゲイン倍する電流増幅回路１０５とを追加した構成となっている。
【００２７】
電流制限回路１０４は、直列に接続された第１のダイオード２０と第２のダイオード２１とから構成される。
【００２８】
電流増幅回路１０５は、第４のトランジスタ４のコレクタと第３の電流源９とが接続されたＮＰＮ型の第７のトランジスタ１３及びＰＮＰ型の第８のトランジスタ１４と、当該第８のトランジスタ１４のベースに接続されたＮＰＮ形の第９のトランジスタ１５と、当該第９のトランジスタ１５のエミッタに接続されたＮＰＮ形の第１０のトランジスタ１６と、当該第１０のトランジスタ１６のベースに接続されたＰＮＰ形の第１１のトランジスタ１７と、当該第１１のトランジスタ１７に接続された第４の電流源１８とから構成される。
【００２９】
また、入力レベル検出回路１０３は、第１２〜第１５のトランジスタ２２〜２５と、第５の電流源２６と、第１及び第２の抵抗２７，２８とで構成される。
【００３０】
以上のように構成された同期分離回路について、基本動作は、実施形態１と同じであるため、実施形態１との差を説明する。
【００３１】
入力信号が大きい場合、第１のトランジスタ１に流れる電流Ｉ１が過大となり、カレントミラー回路１０１が想定しない動作をしてしまう可能性があるため、電流Ｉ１が同期分離できるある一定の電流を超えた場合、第１及び第２のダイオード２０，２１がオンして、余分な電流を流すことで、カレントミラー回路１０１を正常に動作させることができる。
【００３２】
図１及び図２の構成では、入力レベル検出回路１０３の第２の容量１２の面積が大きくなり、集積回路（ＩＣ）内へ集積できない。そこで、図６及び図７のように電流増幅回路１０５を設ける。
【００３３】
トランジスタの電流増幅率をｈｆｅとするとき、同期期間では、第８のトランジスタ１４のエミッタにΔＩが流れ込み、第７のトランジスタ１３へは電流が流れずオフ状態となり、ΔＩ／ｈｆｅが第２の容量１２へ充電される。同期期間以外の期間では、第４の電流源１８の電流Ｉ１８が第１１のトランジスタ１７、第１０のトランジスタ１６、第９のトランジスタ１５を介し、Ｉ１８／ｈｆｅだけ第２の容量１２から放電する。これにより、ΔＩ／ｈｆｅ×Ｔｃ＝Ｉ１８／ｈｆｅ×Ｔｄが成り立つ。即ち、ΔＩ×Ｔｃ＝Ｉ１８×Ｔｄが成り立つように動作し、実施形態１と全く同じ動作ができる。
【００３４】
本実施形態によれば、実施形態１の効果に加え、上記の構成により、電流制限回路１０４を第１のトランジスタ１に接続することにより、入力信号に過大な信号が入力された場合に電流Ｉ１が過電流となることを防げるという効果を奏する。
【００３５】
また、実施形態１の効果に加え、第４のトランジスタ４の電流Ｉ４と第３の電流源９の電流Ｉ９との差電流ΔＩをゲイン倍する電流増幅回路１０５を設け、電流Ｉ４と電流Ｉ９との差分であるΔＩを第８のトランジスタ１４のエミッタを通し、第２の容量１２へ入力する構成とすることで、ΔＩを１／ｈｆｅだけ減らせて、第２の容量１２を１／ｈｆｅだけ縮小でき、集積回路内へ内蔵することができるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の同期分離回路は、同期分離レベルの性能を向上させた同期分離回路として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態１に係る同期分離回路の構成を示す回路図である。
【図２】図１の更に詳細な構成例を示す回路図である。
【図３】実施形態１の入力レベル変化時の電圧及び電流の波形図である。
【図４】実施形態１の入力が中断し、再開した時の電圧及び電流の波形図である。
【図５】実施形態１の入力信号の映像信号部が変化した時の電圧及び電流の波形図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る同期分離回路の構成を示す回路図である。
【図７】図６の更に詳細な構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３８】
１〜６  第１〜第６のトランジスタ
７〜９  第１〜第３の電流源
１０  第１の容量
１１  電圧比較器
１２  第２の容量
１３〜１７  第７〜第１１のトランジスタ
１８  第４の電流源
１９  電圧電流変換器
２０，２１  第１及び第２のダイオード
２２〜２５  第１２〜第１５のトランジスタ
２６  第５の電流源
２７，２８  第１及び第２の抵抗
１０１  カレントミラー回路
１０２  出力振幅制限回路
１０３  入力レベル検出回路
１０４  電流制限回路
１０５  電流増幅回路
【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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