特許 6014224 クランプ回路、半導体装置、信号処理システム、及び信号クランプ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6014224

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】クランプ回路、半導体装置、信号処理システム、及び信号クランプ方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/18 20060101AFI20161011BHJP

   H04N 5/16 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/18 A

   H04N5/16 A

【請求項の数】10

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2015-174144(P2015-174144)

(22)【出願日】2015年9月3日

(62)【分割の表示】特願2011-72778(P2011-72778)の分割

【原出願日】2011年3月29日

(65)【公開番号】特開2016-7069(P2016-7069A)

(43)【公開日】2016年1月14日

【審査請求日】2015年9月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】308033711

【氏名又は名称】ラピスセミコンダクタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】甲斐 敬紹

【審査官】 西谷 憲人

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２２５０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２６１９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２４１３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２２３４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２７８１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１９９４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１６５４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１４６２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７７８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１６４３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２９２３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０１５６２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／１８

Ｈ０４Ｎ ５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

信号が入力される第１の容量と電流供給源との間に配置された第１スイッチング素子と、
前記電流供給源と前記第１の容量との間に配置された第２スイッチング素子と、
前記信号が同期期間である場合に、前記第１スイッチング素子を接続する第１制御部と、
前記信号が前記同期期間である場合とバースト期間である場合に、前記第２スイッチング素子を接続する第２制御部と、
を備えたクランプ回路。

【請求項2】

前記第１制御部は、前記同期期間の、前記第１の容量を介して入力される前記信号の電圧が第１基準電圧未満である場合に、前記第１スイッチング素子を接続し、
前記第２制御部は、前記同期期間である場合と前記バースト期間である場合の、前記信号が第２基準電圧未満の場合に、前記信号に応じて電圧情報を蓄積し、前記信号の電圧が前記第１基準電圧以上になった場合に、前記電圧情報に基づいて予め定められた期間、前記第２スイッチング素子を接続する、
請求項１に記載のクランプ回路。

【請求項3】

前記第１基準電圧は、前記第２基準電圧よりも大きい、請求項２に記載のクランプ回路。

【請求項4】

前記第２制御部は、前記電圧情報に応じた電荷を蓄積する容量蓄積部を備え、前記信号の電圧が前記第１基準電圧以上になった場合に、前記容量蓄積部に蓄積された電荷に基づいて予め定められた期間、前記第２スイッチング素子を接続する、請求項２または請求項３に記載のクランプ回路。

【請求項5】

前記第２制御部は、前記容量蓄積部が、一端が接地電位に接続されると共に、他端が第３スイッチング素子に接続された第２の容量であり、前記第２の容量に並列に接続された抵抗素子と、前記第２の容量と電源とを接続する前記第３スイッチング素子と、前記第２基準電圧と前記信号とを比較し、前記信号が前記第２基準電圧未満の場合に、前記第３スイッチング素子を接続する比較部と、を備えた、請求項４に記載のクランプ回路。

【請求項6】

前記第２制御部は、前記信号が前記第２基準電圧未満の場合に、前記第２スイッチング素子を接続する比較部と、充電期間に応じて入力される充電制御信号に基づいて、前記信号が前記比較部に入力されるように、前記比較部と前記第１の容量とを接続する第４スイッチング素子と、を備え、前記容量蓄積部は、一端が接地され、かつ他端が前記第４スイッチング素子と前記比較部との間に接続された第２の容量である、請求項４に記載のクランプ回路。

【請求項7】

前記第２制御部は、前記第２基準電圧と前記信号とを比較した比較結果に応じた信号を出力する比較部と、充電期間に応じて入力される充電制御信号の指示に基づいて、前記比較部から出力された比較結果を保持して出力する保持部と、を備えた、請求項２または請求項３に記載のクランプ回路。

【請求項8】

信号が入力される第１の容量と電気的に接続される第１端子と、
電流供給源と電気的に接続される第２端子と、
前記第１の容量と前記電流供給源との間に配置された第１スイッチング素子と、
前記電流供給源と前記第１の容量との間に配置された第２スイッチング素子と、
前記信号が同期期間である場合に、前記第１スイッチング素子を接続する第１制御部と、
前記信号が同期期間である場合とバースト期間である場合に、前記第２スイッチング素子を接続する第２制御部と、
を備えた半導体装置。

【請求項9】

信号が入力される第１の容量と、
前記第１の容量と電気的に接続される第１端子と、
電流供給源と、
前記電流供給源と電気的に接続される第２端子と、
前記第１の容量と前記電流供給源との間に配置された第１スイッチング素子と、
前記電流供給源と前記第１の容量との間に配置された第２スイッチング素子と、
前記信号が同期期間である場合に、前記第１スイッチング素子を接続する第１制御部と、
前記信号が同期期間である場合とバースト期間である場合に、前記第２スイッチング素子を接続する第２制御部と、
を備えた信号処理システム。

【請求項10】

第１の容量に入力される信号が同期期間である場合に、前記第１の容量と電流供給源との間に配置された第１スイッチング素子を第１制御部により接続する第１制御ステップと、
前記信号が同期期間である場合とバースト期間である場合に、前記電流供給源と前記第１の容量との間に配置された第２スイッチング素子を第２制御部により接続する第２制御ステップと、
を備えた信号クランプ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クランプ回路、半導体装置、信号処理システム、及び信号クランプ方法、特に、ビデオ信号をクランプするためのクランプ回路、半導体装置、信号処理システム、及び信号クランプ方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、信号としてビデオ信号の処理を行うアナログフロントエンドで使用されるクランプ回路が知られている。当該クランプ回路は、ビデオ信号波形に直流分を加えて、波形の所定の部分を一定の電圧に固定する機能を有しており、入力容量、定電流源、及び比較器で構成されている。比較器で、任意の参照電圧と端子電圧とを比較し、端子電圧の方が低い場合に定電流源を入力容量に接続して入力容量を充電する。

【0003】

図２にビデオ信号の一例を示す。ビデオ信号は、同期信号、バースト信号、及び映像信号から成る。図２のビデオ信号が入力される場合、クランプ回路は、最も電圧が低い同期信号が参照電圧に等しくなるよう充電を行い、クランプする。同期信号レベルが参照電圧に達すると、正常な画像信号が出力されるようになる。このようなクランプ回路として、例えば特許文献１が挙げられる。

【0004】

図２０に基本的なクランプ回路の構成を示す。図２０に示したクランプ回路１０３０は、比較器と、クランプ電流源と、制御スイッチと、を備えて構成されている。

【0005】

図２０に示したクランプ回路１０３０の動作を説明する。制御スイッチは、入力端子とクランプ電流源とを接続し、スイッチがオンの場合に、入力容量に電流を供給する。比較器は入力端子電圧と参照電圧とを比較し、入力端子電圧の方が低い場合には、スイッチをオン状態にする。一方、入力端子電圧のほうが高い場合は、スイッチをオフ状態にする。

【0006】

しかしながらこの方式では、同期期間の入力端子電圧が参照電圧より低く、かつ同期期間以外のバースト信号または映像信号期間の入力端子電圧が参照電圧よりも高いとき、同期期間のみ充電が行われその他の期間は充電が行われない。例えば、日本等で利用されているＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）方式のビデオ信号では、水平同期信号周期が６３．５μｓ、同期期間が約４．５μｓであるため、充電が行われる時間は、４．５μｓ／６３．５μｓ＝７．１％となり、１周期当りの充電期間が短い。そのため、充電が完了するまでに多くの周期が必要になり、その結果、充電時間（充電開始から充電完了までの時間）が長くなるという問題がある。

【0007】

この問題に対して、入力容量を小さくすることで充電時間を短くできる。

【0008】

また、クランプ電流（入力容量の充電のために供給される電流）を増加させることで充電時間を短くできる（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１１−４０７１号公報

【特許文献1】特開平０５−２９２３４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかながら、入力容量を小さくすることで充電時間を短くした場合、入力容量が小さくなると、クランプ時の入力端子のサグ（変動）が大きくなり、またノイズに対する入力端子電圧の安定性が低下するという問題が生じる。

【0011】

また、特許文献２に記載の技術のように、クランプ電流を増加させることで充電時間を短くした場合、クランプ電流は信号源側外部へ流れるために、信号源インピーダンスに対して電圧降下を発生する。この電圧降下は入力端子電圧を押し上げ、クランプ電流が流れなくなる瞬間に電圧降下が無くなり信号源の電位が変化し、同時に入力端子電圧が変化する。クランプ電流が大きいと、この電位の変化が大きいため、同期信号レベルと目標とするクランプ電圧との誤差が大きくなるという問題が生じる。

【0012】

本発明は、上述した問題を解決するために提案されたものであり、クランプ容量を小さくすること無く、かつ充電に要するクランプ電流を大きくすること無く、クランプ容量の充電に要する充電時間を短縮することができるクランプ回路、半導体装置、信号処理システム、及び信号クランプ方法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】

【0013】

上記目的を達成するために、本発明のクランプ回路は、信号が入力される第１の容量と電流供給源との間に配置された第１スイッチング素子と、前記電流供給源と前記第１の容量との間に配置された第２スイッチング素子と、前記信号が同期期間である場合に、前記第１スイッチング素子を接続する第１制御部と、前記信号が前記同期期間である場合とバースト期間である場合に、前記第２スイッチング素子を接続する第２制御部と、を備える。

【0014】

本発明の半導体装置は、信号が入力される第１の容量と電気的に接続される第１端子と、電流供給源と電気的に接続される第２端子と、前記第１の容量と前記電流供給源との間に配置された第１スイッチング素子と、前記電流供給源と前記第１の容量との間に配置された第２スイッチング素子と、前記信号が同期期間である場合に、前記第１スイッチング素子を接続する第１制御部と、前記信号が同期期間である場合とバースト期間である場合に、前記第２スイッチング素子を接続する第２制御部と、を備える。

【0015】

本発明の信号処理システムは、信号が入力される第１の容量と、前記第１の容量と電気的に接続される第１端子と、電流供給源と、前記電流供給源と電気的に接続される第２端子と、前記第１の容量と前記電流供給源との間に配置された第１スイッチング素子と、前記電流供給源と前記第１の容量との間に配置された第２スイッチング素子と、前記信号が同期期間である場合に、前記第１スイッチング素子を接続する第１制御部と、前記信号が同期期間である場合とバースト期間である場合に、前記第２スイッチング素子を接続する第２制御部と、を備える。

【0016】

本発明の信号クランプ方法は、第１の容量に入力される信号が同期期間である場合に、前記第１の容量と電流供給源との間に配置された第１スイッチング素子を第１制御部により接続する第１制御ステップと、前記信号が同期期間である場合とバースト期間である場合に、前記電流供給源と前記第１の容量との間に配置された第２スイッチング素子を接続する第２制御ステップと、を備える。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、クランプ容量を小さくすること無く、かつ充電に要するクランプ電流を大きくすること無く、クランプ容量の充電に要する充電時間を短縮することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１の実施の形態に係るクランプ回路を備えた信号処理システムの概略構成の一例を示す概略構成図である。

【図2】第１の実施の形態に係る信号処理システムで処理されるビデオ信号の具体的一例を示す説明図である。

【図3】第１の実施の形態に係るクランプ回路の具体的一例を示す回路図である

【図4】第１の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合のクランプ回路におけるクランプ動作の流れの一例を示すフローチャートである。

【図5】第１の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合のクランプ回路の各ノード電圧の一例を示す説明図である。

【図6】第１の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が完了している場合のクランプ回路におけるクランプ動作の流れの一例を示すフローチャートである。

【図7】第１の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が完了している場合のクランプ回路の各ノード電圧の一例を示す説明図である。

【図8】第２の実施の形態に係るクランプ回路を備えた信号処理システムの概略構成の一例を示す概略構成図である。

【図9】第２の実施の形態に係るクランプ回路の具体的一例を示す回路図である。

【図10】第２の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合のクランプ回路におけるクランプ動作の流れの一例を示すフローチャートである。

【図11】第２の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合のクランプ回路の各ノード電圧の一例を示す説明図である。

【図12】第２の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が完了している場合のクランプ回路におけるクランプ動作の流れの一例を示すフローチャートである。

【図13】第２の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が完了している場合のクランプ回路の各ノード電圧の一例を示す説明図である。

【図14】第３の実施の形態に係るクランプ回路を備えた信号処理システムの概略構成の一例を示す概略構成図である。

【図15】第３の実施の形態に係るクランプ回路の具体的一例を示す回路図である。

【図16】第３の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合のクランプ回路におけるクランプ動作の流れの一例を示すフローチャートである。

【図17】第３の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合のクランプ回路の各ノード電圧の一例を示す説明図である。

【図18】第３の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が完了している場合のクランプ回路におけるクランプ動作の流れの一例を示すフローチャートである。

【図19】第３の実施の形態に係る入力容量Ｃ１の充電が完了している場合のクランプ回路の各ノード電圧の一例を示す説明図である。

【図20】従来のクランプ回路の具体的一例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

［第１の実施の形態］

【0020】

以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態のクランプ回路及び当該クランプ回路を備えたＬＳＩ（半導体集積回路：半導体装置）の信号処理システムについて詳細に説明する。

【0021】

まず、本実施の形態の信号処理システムの構成について説明する。本実施の形態の信号処理システムの概略構成の一例を図１に示す。図１に示した本実施の形態の信号処理システム１０は、信号源からノードＮ１を介してビデオ信号が入力される入力容量Ｃ１と、入力容量Ｃ１からノードＮ２を介して入力された信号をクランプするクランプ回路３０（詳細後述）、クランプ回路３０のノードＮ３にクランプ参照電圧を供給し、またノードＮ６に参照電圧を供給する参照電圧源２４、及びノードＮ２を介して入力されたクランプされた信号に対して所定の映像処理を施す次段回路２６が同一の基板２２上に形成されたＬＳＩ２０と、を備えて構成されている。

【0022】

本実施の形態の信号処理システム１０で処理するビデオ信号の具体的一例を図２に示す。当該ビデオ信号は、コンポジットビデオ信号であり、図２に示すように、１周期が同期信号（同期期間）と、バースト信号（バースト信号期間）と、映像信号（映像信号期間）とから成る複数周期の信号である。同期信号は、走査の位置とタイミングを決めるための信号であり、バースト信号は、色相の基準となる信号である。

【0023】

本実施の形態のクランプ回路３０の具体的一例の回路図を図３に示す。本実施の形態のクランプ回路３０は、当該ビデオ信号の直流成分を映像信号に付加する機能を有しており、同期信号の底部をクランプ参照電圧に固定するものである。クランプ回路３０は、入力容量Ｃ１に充電用のクランプ電流を供給する電流源Ｉ１が接続されるノードＮ０と、ノードＮ２と、を接続するスイッチング回路３４と、第１制御回路３２と、第２制御回路３６と、を備えて構成されている。

【0024】

スイッチング回路３４は、スイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２を含んで構成されている。第１制御回路３２は、ノードＮ３に入力されるクランプ参照電圧（以下、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）という）と、ノードＮ２の信号電圧（以下、電圧Ｖ（Ｎ２）という）とを比較し、クランプ参照電圧の方が高い場合に、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１をオンにするよう制御信号（Ｈレベルの信号でスイッチング素子ＳＷ１がオン）を制御ノードＮ４に出力する比較器Ｘ１を備えて構成されている。一方、第２制御回路３６は、スイッチング素子ＳＷ２を制御する制御信号（Ｈレベルの信号でスイッチング素子ＳＷ２がオン）が出力される制御ノードＮ５と接地電位Ｖｓｓとの間を接続する容量Ｃ２と、容量Ｃ２と並列に接続された抵抗Ｒ１と、電源電位Ｖｄｄと制御ノードＮ５とを接続するスイッチング素子ＳＷ３と、ノードＮ６に入力される参照電圧（以下、参照電圧Ｖ（Ｎ６）という）とノードＮ２の信号電圧とを比較し、参照電圧の方が高い場合に、スイッチング素子ＳＷ３をオンにするよう制御信号（Ｈレベルの信号でスイッチング素子ＳＷ３がオン）を制御ノードＮ７に出力する比較器Ｘ２と、を備えて構成されている。なお、本実施の形態では、参照電圧は、クランプ参照電圧よりも電圧値が小さい電圧に設定されている（詳細後述）。

【0025】

次に、本実施の形態のクランプ回路３０によるクランプ動作及び各ノード（制御ノード含む）の電圧について説明する。

【0026】

まず、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合におけるクランプ動作及び各ノード電圧について説明する。図４に、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合のクランプ回路３０におけるクランプ動作の流れの一例のフローチャートを示す。また、図５に、クランプ回路３０の各ノード電圧の一例を示す。

【0027】

図５に示すように、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合は、同期期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）よりも低く、かつ同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも高い。

【0028】

クランプ回路３０の第１制御回路３２の動作について説明する。比較器Ｘ１が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）とノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とを比較する（図４：ステップ１００）。同期期間は、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）がノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）以上であるため（図４：ステップ１０２）比較器Ｘ１から制御ノードＮ４にＨレベルの制御信号が出力され、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態になる（図４：ステップ１０４、図５：タイミングｔ１ａ）。

【0029】

一方、クランプ回路３０の第２制御回路３６の動作について説明する。比較器Ｘ２が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とを比較する（図４：ステップ２００）。同期期間は、参照電圧Ｖ（Ｎ６）がノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）以上であるため（図４：ステップ２０２）比較器Ｘ２から制御ノードＮ７にＨレベルの制御信号が出力され、スイッチング素子ＳＷ３がオン状態になる（図４：ステップ２０４、図５：タイミングｔ１ａ）。

【0030】

スイッチング素子ＳＷ３がオン状態になることにより、第２制御回路３６では、電源電位Ｖｄｄと容量Ｃ２とが接続された状態になり、容量Ｃ２が充電される。また、制御ノードＮ５の電圧Ｖ（Ｎ５）が制御信号としてスイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ２に出力される（図４：ステップ２０６、図５：タイミングｔ１ａ）。

【0031】

本実施の形態のクランプ回路３０では、具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３として、ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）トランジスタを用いており、制御ノードＮ５の電圧Ｖ（Ｎ５）がＭＯＳトランジスタの閾値電圧Ｖｔをこえるまではスイッチング素子ＳＷ２はオフ状態を保持する（図４：ステップ２０８で否定、図５：タイミングｔ１ａ〜ｔ２ａの期間）。制御ノードＮ５の電圧Ｖ（Ｎ５）がＭＯＳトランジスタの閾値電圧Ｖｔをこえると（図４：ステップ２０８で肯定、図５：タイミングｔ２ａ）スイッチング素子ＳＷ２はオン状態になる（図４：ステップ２１０、図５：タイミングｔ２ａ）。

【0032】

このように、タイミングｔ１ａで第１制御回路３２により制御されるスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。また、タイミングｔ２ａで第２制御回路３６により制御されるスイッチング素子ＳＷ２もオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。

【0033】

ビデオ信号の同期期間中は、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＜参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）であるため（図４：ステップ１０６で肯定及びステップ２１２で肯定、図５タイミングｔ１ａ〜ｔ３ａの期間）、制御ノードＮ４の電圧Ｖ（Ｎ４）及び制御ノードＮ５の電圧Ｖ（Ｎ５）は、Ｈレベルとなり、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給される電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。

【0034】

ビデオ信号の同期期間が終了しバースト信号期間及び映像信号期間（図５：タイミングｔ３ａ〜）になると、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）となる（図４：ステップ１０６で否定及びステップ２１２で否定）ため、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力する。これにより、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１はオフ状態になる（図４：ステップ１０８、図５：タイミングｔ３ａ）。

【0035】

一方、第２制御回路３６では、比較器Ｘ２は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ７に出力する。これにより、スイッチング素子ＳＷ３はオフ状態になる（図４：ステップ２１４、図５：タイミングｔ３ａ）。スイッチング素子ＳＷ３がオフ状態になると、容量Ｃ２の両極の電荷は抵抗Ｒ１によって放電される（図４：ステップ２１６）。容量Ｃ２の放電により、制御ノードＮ５の電圧Ｖ（Ｎ５）は、Ｈレベルから接地電位Ｖｓｓに、所定の時間（例えば、容量Ｃ２に蓄積される電荷量等に基づいて予め得られている時間）かけて遷移する。ここで、制御ノードＮ５の電圧Ｖ（Ｎ５）が、スイッチング素子ＳＷ２の閾値電圧Ｖｔ以上の場合（図４：ステップ２１８で肯定）は、スイッチング素子ＳＷ２はオン状態を保持し、電流源Ｉ１から供給される電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。一方、制御ノードＮ５の電圧Ｖ（Ｎ５）が、スイッチング素子ＳＷ２の閾値電圧Ｖｔ未満になった場合（図４：ステップ２１８で否定、図５：タイミングｔ４ａ）は、スイッチング素子ＳＷ２はオフ状態（図４：ステップ２２０）になり、ノードＮ２には、電流源Ｉ１から電流が供給されなくなり、従って、入力容量Ｃ１の充電が停止する。

【0036】

次に、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合におけるクランプ動作及び各ノード電圧について説明する。図６に、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合のクランプ回路３０におけるクランプ動作の流れの一例のフローチャートを示す。また、図７に、クランプ回路３０の各ノード電圧の一例を示す。

【0037】

図７に示すように、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合は、同期期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）よりも高く、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも低く、かつ同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも高い。

【0038】

クランプ回路３０の第１制御回路３２の動作について説明する。比較器Ｘ１が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）とノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とを比較する（図６：ステップ１５０）。同期期間は、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）がノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）以上であるため（図６：ステップ１５２）比較器Ｘ１から制御ノードＮ４にＨレベルの制御信号が出力され、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態になる（図６：ステップ１５４、図７：タイミングｔ１ｂ）。

【0039】

一方、クランプ回路３０の第２制御回路３６の動作について説明する。比較器Ｘ２が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とを比較する（図６：ステップ２５０）。入力容量Ｃ１の充電が完了している状態では、参照電圧Ｖ（Ｎ６）がノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）よりも小さいため（図６：ステップ２５２）比較器Ｘ２から制御ノードＮ７にＬレベルの制御信号が出力され、スイッチング素子ＳＷ３がオフ状態を保持する（図６：ステップ２５４、図７：タイミングｔ１ｂ）。

【0040】

スイッチング素子ＳＷ３がオフ状態であるため、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ２に出力される制御ノードＮ５の電圧Ｖ（Ｎ５）は、Ｌレベルを保持し（図６：ステップ２５６）、従って、スイッチング素子ＳＷ２もオフ状態を保持する（図６：ステップ２５８、図７：タイミングｔ１ｂ）。

【0041】

このように、タイミングｔ１ｂで第１制御回路３２により制御されるスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。一方、第２制御回路３６により制御されるスイッチング素子ＳＷ２はオフ状態を保持するが、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態であることにより、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。

【0042】

ビデオ信号の同期期間中は、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＜クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）であるため（図６：ステップ１５６で肯定、図７：タイミングｔ１ｂ〜ｔ２ｂの期間）、制御ノードＮ４の電圧Ｖ（Ｎ４）はＨレベル、制御ノードＮ５の電圧Ｖ（Ｎ５）はＬレベルとなり、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になり、スイッチング素子ＳＷ２がオフ状態を保持する。これにより、電流源Ｉ１から供給される電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。

【0043】

ビデオ信号の同期期間が終了しバースト信号期間及び映像信号期間（図７：タイミングｔ２ｂ〜）になると、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）となる（図６：ステップ１５６で否定）ため、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力する。これにより、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１はオフ状態になる（図６：ステップ１５８、図６：タイミングｔ２ｂ）。

【0044】

一方、第２制御回路３６では、制御ノードＮ７はＬレベルの制御信号を保持するため、スイッチング素子ＳＷ３はオフ状態を保持し、スイッチング素子ＳＷ２もオフ状態を保持する（図６：ステップ２５８、図７：タイミングｔ２ｂ〜）。

【0045】

このようにバースト信号期間及び映像信号期間は、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２ともに、オフ状態であるため、電流源Ｉ１から電流Ｉ１が供給されず、入力容量Ｃ１は充電されない。

【0046】

以上説明したように、本実施の形態の信号処理システム１０の半導体装置２０におけるクランプ回路３０は、第１制御回路３２、スイッチング回路３４、第２制御回路３６を備えている。スイッチング回路３４は、電流源Ｉ１とノードＮ２（入力容量Ｃ１）との間に、並列に接続され、かつＨレベルの制御信号でオン状態になるスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２を備えている。第１制御回路３２は、比較器Ｘ１を備えており、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）とを比較して、電圧Ｖ（Ｎ２）≦クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）の場合に、制御ノードＮ４にＨレベルの制御信号を出力する。また、第２制御回路３６は、比較器Ｘ２、一端が接地電位Ｖｓｓに接続された容量Ｃ２、容量Ｃ２と並列に接続された抵抗Ｒ１、及び容量Ｃ２の他端と電源電位Ｖｄｄとを接続し、かつＨレベルの制御信号でオン状態になるスイッチング素子ＳＷ３を備えている。比較器Ｘ２は、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とを比較して、電圧Ｖ（Ｎ２）≦参照電圧Ｖ（Ｎ６）の場合に、制御ノードＮ７にＨレベルの制御信号を出力する。また、スイッチング素子ＳＷ３と容量Ｃ２との中間ノードの信号電圧が制御ノードＮ５に制御信号として出力される。

【0047】

同期期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）よりも低く、かつ同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも高い、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合は、同期期間では、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｈレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力し、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になる。また、第２制御回路３６の比較器Ｘ２は、Ｈレベルの制御信号を制御ノードＮ７に出力し、スイッチング素子ＳＷ３がオン状態になり、電源電位Ｖｄｄと容量Ｃ２とが接続され、容量Ｃ２の充電が行われるとともに、制御ノードＮ５の信号がスイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ２の閾値電圧Ｖｔを越えると、スイッチング素子ＳＷ２がオン状態になる。同期期間では、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流（クランプ電流）Ｉ１がノードＮ２に供給され、入力容量Ｃ１が充電される。

【0048】

また、同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間では、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力し、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオフ状態になる。また、第２制御回路３６の比較器Ｘ２は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ７に出力し、スイッチング素子ＳＷ３がオフ状態になり、電源電位Ｖｄｄと容量Ｃ２とが非接続になる。容量Ｃ２の両端の電荷が放電され、制御ノードＮ５の電圧Ｖ（Ｎ５）がスイッチング素子ＳＷ２の閾値電圧Ｖｔ未満になるまでの期間、スイッチング素子ＳＷ２はオン状態を保持し、電流源Ｉ１から供給された電流（クランプ電流）Ｉ１がノードＮ２に供給され、入力容量Ｃ１が充電される。

【0049】

このように、バースト信号期間及び映像信号期間において、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオフ状態になった後でも、制御ノードＮ５の電圧Ｖ（Ｎ５）がスイッチング素子ＳＷ２の閾値電圧Ｖｔ未満になるまでの期間、スイッチング素子ＳＷ２はオン状態を保持し、電流Ｉ１により入力容量Ｃ１が充電されるため、ビデオ信号の１周期当りの入力容量Ｃ１の充電期間を延長することができ、入力容量Ｃ１の充電が完了するまでに要するビデオ信号の周期の数を少なくすることができる。

【0050】

従って、本実施の形態では、入力容量Ｃ１の容量を小さくすること無く、かつ充電に要するクランプ電流Ｉ１を大きくすること無く、入力容量Ｃ１の充電に要する充電時間を短縮することができる。

【0051】

また、１周期における充電期間の延長幅（延長期間）は、容量Ｃ２の容量値及び抵抗Ｒ１の抵抗値の設定により任意に変更することができ、他の制御信号（例えば、クランプ回路３０の外部から入力される制御信号等）を必要としない。

【0052】

また、本実施の形態のクランプ回路３０では、同期期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）よりも高く、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも低く、かつ同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも高い、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合は、同期期間では、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｈレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力し、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になる。また、第２制御回路３６の比較器Ｘ２は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ７に出力し、スイッチング素子ＳＷ３はオフ状態を保持し、制御ノードＮ５に出力される制御信号もＬレベルであるため、スイッチング素子ＳＷ２はオフ状態を保持する。同期期間では、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流（クランプ電流）Ｉ１がノードＮ２に供給され、入力容量Ｃ１が充電される。

【0053】

また、同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間では、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力し、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオフ状態になる。一方、第２制御回路３６では、制御ノードＮ７及び制御ノードＮ５に出力される制御信号はともにＬレベルのままであるため、スイッチング素子ＳＷ２はオフ状態を保持する。

【0054】

このように、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合は、同期期間において第２制御回路３６では、スイッチング素子ＳＷ３がオフ状態を保持するため、容量Ｃ２の充電を行わない。そのため、同期期間が終了すると、スイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２ともオフ状態となり、入力容量Ｃ１の充電が行われない。すなわち、本実施の形態では、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも参照電圧Ｖ（Ｎ６）の方が小さく、具体的には、クランプ後のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）の同期期間の最低電圧（図７参照）未満に設定しているため、第２制御回路３６では、制御ノードＮ５の制御信号が常にＬレベルとなり、スイッチング素子ＳＷ２がオフ状態を保持する。

【0055】

従って、同期期間のみ入力容量Ｃ１の充電が行われるため、入力容量Ｃ１の過充電を防止できる。

【0056】

なお、本実施の形態では、具体的一例として第２制御回路３６を、抵抗Ｒ１、容量Ｃ２、及びスイッチング素子ＳＷ３により構成したがこれに限らず、カウンタを利用した回路等、任意の一定期間、スイッチング素子ＳＷ２の制御レベルを保持することができる回路であればよく、その構成は特に限定されるものではない。

【0057】

［第２の実施の形態］

【0058】

以下、図面を参照して本発明の第２の実施の形態の信号処理システム（半導体装置、クランプ回路）及びクランプ動作について詳細に説明する。なお、本実施の形態の信号処理システム（半導体回路、クランプ回路）及びクランプ動作は、第１の実施の形態と略同一の構成・動作を含むため、第１の実施の形態と略同一の構成・動作である部分にはその旨を示して同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0059】

まず、本実施の形態の信号処理システムの構成について説明する。本実施の形態の信号処理システムの概略構成の一例を図８に示す。図８に示した本実施の形態の信号処理システム４０は、信号処理システム４０における半導体装置４２のクランプ回路４４の第２制御回路４６の構成及び動作が、第１の実施の形態の信号処理システム１０における半導体装置２０のクランプ回路３０の第２制御回路３６と、異なっている。また、本実施の形態の半導体装置４２は、第２制御回路４６に制御信号を出力する制御信号源４３を備えている。

【0060】

本実施の形態のクランプ回路４４の具体的一例の回路図を図９に示す。本実施の形態のクランプ回路４４は、上述したように、第２制御回路４６の構成及び動作が第１の実施の形態のクランプ回路３０の第２制御回路３６と異なるため、第２制御回路４６の構成について説明する。

【0061】

本実施の形態の第２制御回路４６は、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ９の信号電圧とを比較し、参照電圧Ｖ（Ｎ６）の方が高い場合に、Ｈレベルの制御信号を制御ノードＮ１１に出力する比較器Ｘ３と、ノードＮ９とノードＮ２とを接続するスイッチング素子ＳＷ４と、ノードＮ９と接地電位Ｖｓｓとの間に設けられた容量Ｃ３と、を備えて構成されている。なお、スイッチング素子ＳＷ４のオン／オフは、制御ノードＮ１０の制御信号により制御（Ｈレベルでオン）される。

【0062】

次に、本実施の形態のクランプ回路４４によるクランプ動作及び各ノード（制御ノード含む）の電圧について説明する。

【0063】

まず、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合におけるクランプ動作及び各ノード電圧について説明する。図１０に、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合のクランプ回路４４におけるクランプ動作の流れの一例のフローチャートを示す。また、図１１に、クランプ回路４４の各ノード電圧の一例を示す。

【0064】

図１１に示すように、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合は、同期期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）よりも低く、かつ同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも高い。

【0065】

クランプ回路４４の第１制御回路３２の動作は、第１の実施の形態における入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合における動作と略同様である。同期期間において比較器Ｘ１が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）とノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とを比較し（図１０：ステップ３００）、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）がノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）以上であるため（図１０：ステップ３０２）比較器Ｘ１から制御ノードＮ４にＨレベルの制御信号が出力され、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態になる（図１０：ステップ３０４、図１１：タイミングｔ２ａ）。

【0066】

一方、クランプ回路４４の第２制御回路４６の動作について説明する。第２制御回路４６には、同期期間の開始前に、クランプ回路４４の外部から制御ノードＮ１０にＨレベルの制御信号が入力され（図１０：ステップ４００）、スイッチング素子ＳＷ４がオン状態になる（図１０：ステップ４０２、図１１：タイミングｔ１ａ）。

【0067】

スイッチング素子ＳＷ４がオン状態になることにより、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）がノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）にサンプリングされ（Ｖ（Ｎ２）＝Ｖ（Ｎ９）、図１０：ステップ４０４）、容量Ｃ３が充電される（図１０：ステップ４０６）。比較器Ｘ３は、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）とを比較する（図１０：ステップ４０８）。参照電圧Ｖ（Ｎ６）がノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）未満の場合（図１０：ステップ４１０で否定）は、制御ノードＮ１１にＬレベルの制御信号が出力され、スイッチング素子ＳＷ２はオフ状態を保持する（図１０：ステップ４１２、図１１：タイミングｔ１ａ〜ｔ２ａ）。

【0068】

第２制御回路４６では、同期期間になると、参照電圧Ｖ（Ｎ６）がノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）以上であり、ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）以上であるため（図４：ステップ４１０で肯定）比較器Ｘ３から制御ノードＮ１１にＨレベルの制御信号が出力され、スイッチング素子ＳＷ２がオン状態になる（図４：ステップ４１４、図１１：タイミングｔ２ａ）。

【0069】

このように、タイミングｔ１ａで第１制御回路３２により制御されるスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。また、タイミングｔ２ａで第２制御回路４６により制御されるスイッチング素子ＳＷ２もオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。

【0070】

ビデオ信号の同期期間中は、第１制御回路３２では、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＜参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）であるため（図１０：ステップ３０６で肯定、図１１タイミングｔ２ａ〜ｔ４ａの期間）、制御ノードＮ４の電圧Ｖ（Ｎ４）はＨレベルとなり、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給される電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。

【0071】

一方、第２制御回路３６では、同期期間中に、クランプ回路４４の外部から制御ノードＮ１０にＬレベルの制御信号が入力され（図１０：ステップ４１６）、スイッチング素子ＳＷ４がオフ状態になる（図１０：ステップ４１８、図１１：タイミングｔ３ａ）。

【0072】

スイッチング素子ＳＷ４がオフ状態になると、容量Ｃ３により、ノードＮ２にサンプリングされたノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）（Ｖ（Ｎ２）＝Ｖ（Ｎ９））が保持される。この際、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＝ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）＜参照電圧Ｖ（Ｎ６）であるため、制御ノードＮ１１の制御信号はＨレベルを保持し、従って、スイッチング素子ＳＷ２のオン状態が保持される。（図１０：ステップ４２０、図１１：タイミングｔ３ａ〜ｔ５ａ）。

【0073】

ビデオ信号の同期期間が終了しバースト信号期間及び映像信号期間（図１１：タイミングｔ４ａ〜）になると、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）となる（図１０：ステップ３０６で否定）ため、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力する。これにより、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１はオフ状態になる（図１０：ステップ３０８、図１１：タイミングｔ４ａ）。

【0074】

一方、第２制御回路４６では、比較器Ｘ３は、上述したように、スイッチング素子ＳＷ４がオフ状態であるため、容量Ｃ３により、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＝ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）が保持されており、制御ノードＮ１１の制御信号はＨレベルを保持し、スイッチング素子ＳＷ２のオン状態が保持されている。（図１０：ステップ４２０、図１１：タイミングｔ３ａ〜ｔ５ａ）。

【0075】

その後、第２制御回路４６では、バースト信号期間及び映像信号期間中に、クランプ回路４４の外部から制御ノードＮ１０にＨレベルの制御信号が入力され（図１０：ステップ４２２）、スイッチング素子ＳＷ４がオン状態になる（図１０：ステップ４２４、図１１：タイミングｔ５ａ）。

【0076】

スイッチング素子ＳＷ４がオン状態になることにより、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）がノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）にサンプリングされる（Ｖ（Ｎ２）＝Ｖ（Ｎ９）、図１０：ステップ４２６）。この際、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＝ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）であるため（図１０：ステップ４２８）、比較器Ｘ３は、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）とを比較した結果（図１０：ステップ４３０）、制御ノードＮ１１の制御信号はＬレベルとなり、従って、スイッチング素子ＳＷ２がオフ状態になる。（図１０：ステップ４３２、図１１：タイミングｔ５ａ）。

【0077】

スイッチング素子ＳＷ１が既にオフ状態であり、スイッチング素子ＳＷ２もオフ状態になるため、ノードＮ２には、電流源Ｉ１から電流が供給されなくなり、従って、入力容量Ｃ１の充電が停止する。

【0078】

次に、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合におけるクランプ動作及び各ノード電圧について説明する。図１２に、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合のクランプ回路４４におけるクランプ動作の流れの一例のフローチャートを示す。また、図１３に、クランプ回路４４の各ノード電圧の一例を示す。

【0079】

図１３に示すように、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合は、同期期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）よりも高く、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも低く、かつ同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも高い。

【0080】

クランプ回路４４の第１制御回路３２の動作は、第１の実施の形態における入力容量Ｃ１の充電が完了している場合における動作と略同様である。同期期間において比較器Ｘ１が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）とノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とを比較し（図１２：ステップ３５０）、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）がノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）以上であるため（図１２：ステップ３５２）比較器Ｘ１から制御ノードＮ４にＨレベルの制御信号が出力され、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態になる（図１２：ステップ３５４、図１３：タイミングｔ１ｂ）。

【0081】

一方、クランプ回路４４の第２制御回路４６の動作について説明する。同期期間中に第２制御回路４６には、クランプ回路４４の外部から制御ノードＮ１０にＬレベルの制御信号が入力され（図１２：ステップ４５０）、スイッチング素子ＳＷ４がオフ状態になる（図１２：ステップ４５２、図１３：タイミングｔ２ｂ）。

【0082】

スイッチング素子ＳＷ４がオフ状態になることにより、ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）にサンプリングされていたノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が保持（Ｖ（Ｎ２）＝Ｖ（Ｎ９））される。（図１２：ステップ４５４）。この際、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＝ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）であるため（図１２：ステップ４５６）、比較器Ｘ３は、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）とを比較した結果（図１２：ステップ４５８）、制御ノードＮ１１の制御信号はＬレベルとなり、従って、スイッチング素子ＳＷ２はオフ状態を保持する。（図１２：ステップ４６０、図１３：タイミングｔ２ｂ）。

【0083】

このようにビデオ信号の同期期間中は、タイミングｔ１ｂで第１制御回路３２により制御されるスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。一方、第２制御回路４６により制御されるスイッチング素子ＳＷ２はオフ状態を保持するが、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態であることにより、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。

【0084】

ビデオ信号の同期期間が終了しバースト信号期間及び映像信号期間（図１３：タイミングｔ３ｂ〜）になると、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）となる（図１２：ステップ３５６で否定）ため、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力する。これにより、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１はオフ状態になる（図１２：ステップ３５８、図１３：タイミングｔ３ｂ）。

【0085】

一方、第２制御回路４６では、比較器Ｘ３は、上述したように、スイッチング素子ＳＷ４がオフ状態からオン状態になるまでの期間、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＝ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）が保持されており、制御ノードＮ１１の制御信号はＬレベルを保持し、スイッチング素子ＳＷ２のオフ状態が保持されている。（図１３：タイミングｔ２ｂ〜ｔ４ｂ）。

【0086】

第２制御回路４６では、バースト信号期間及び映像信号期間中に、クランプ回路４４の外部から制御ノードＮ１０にＨレベルの制御信号が入力され（図１２：ステップ４６２）、スイッチング素子ＳＷ４がオン状態になる（図１２：ステップ４６４、図１３：タイミングｔ４ｂ）。

【0087】

スイッチング素子ＳＷ４がオン状態になることにより、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）がノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）にサンプリングされる（Ｖ（Ｎ２）＝Ｖ（Ｎ９）、図１２：ステップ４６６）。この際、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＝ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）であるため（図１２：ステップ４６８）、比較器Ｘ３は、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）とを比較した結果（図１２：ステップ４７０）、制御ノードＮ１１の制御信号はＬレベルとなり、従って、スイッチング素子ＳＷ２はオフ状態を保持する。（図１２：ステップ４７２、図１３：タイミングｔ４ｂ）。

【0088】

スイッチング素子ＳＷ１が既にオフ状態であり、スイッチング素子ＳＷ２もオフ状態になるため、ノードＮ２には、電流源Ｉ１から電流が供給されなくなり、従って、入力容量Ｃ１の充電が停止する。

【0089】

このようにバースト信号期間及び映像信号期間は、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２ともに、オフ状態であるため、電流源Ｉ１から電流Ｉ１が供給されず、入力容量Ｃ１は充電されない。

【0090】

以上説明したように、本実施の形態の信号処理システム４０の半導体装置４２におけるクランプ回路４４では、第１制御回路３２、スイッチング回路３４、第２制御回路４６を備えている。スイッチング回路３４は、電流源Ｉ１とノードＮ２（入力容量Ｃ１）との間に、並列に接続され、かつＨレベルの制御信号でオン状態になるスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２を備えている。第１制御回路３２は、比較器Ｘ１を備えており、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）とを比較して、電圧Ｖ（Ｎ２）≦クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）の場合に、制御ノードＮ４にＨレベルの制御信号を出力する。また、第２制御回路４６は、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）とを比較して制御信号を制御ノードＮ１１に出力する比較器Ｘ３、ノードＮ９に接続された容量Ｃ３、及びノードＮ９とノードＮ２とを接続するスイッチング素子ＳＷ４を備えている。スイッチング素子ＳＷ４はクランプ回路４４の外部から制御ノードＮ１０に入力される制御信号により、制御信号がＨレベルのときにオン状態になるように制御される。比較器Ｘ３は、ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）とノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とを比較して、電圧Ｖ（Ｎ９）≦参照電圧Ｖ（Ｎ６）の場合に、制御ノードＮ１１にＨレベルの制御信号を出力する。

【0091】

同期期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）よりも低く、かつ同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも高い、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合は、同期期間では、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｈレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力し、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になる。

【0092】

また、第２制御回路４６では、クランプ回路４４の外部から制御ノードＮ１０にＨレベルの制御信号が入力され、スイッチング素子ＳＷ４がオン状態になり、ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）＝ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）となる。ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）＝ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＜ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）であるため、比較器Ｘ３は、Ｈレベルの制御信号を制御ノードＮ１１に出力し、スイッチング素子ＳＷ２がオン状態になる。同期期間では、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流（クランプ電流）Ｉ１がノードＮ２に供給され、入力容量Ｃ１が充電される。

【0093】

また、同期期間中に、第２制御回路４６では、クランプ回路４４の外部から制御ノードＮ１０にＬレベルの制御信号が入力され、スイッチング素子ＳＷ４がオフ状態になり、容量Ｃ３によってノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）＝ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が保持される。この際、ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）＝ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＜ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）であるため、制御ノードＮ１１はＨレベルの制御信号を保持し、スイッチング素子ＳＷ２のオン状態を保持する。

【0094】

さらに、同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間では、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力し、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオフ状態になる。また、第２制御回路４６では、制御ノードＮ１０に入力されるＬレベルの制御信号により、スイッチング素子ＳＷ４がオフ状態を保持し、容量Ｃ３によって、ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）＝ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＜ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）が保持されるため、制御ノードＮ１１はＨレベルの制御信号を保持し、スイッチング素子ＳＷ２のオン状態を保持し、電流源Ｉ１から供給された電流（クランプ電流）Ｉ１がノードＮ２に供給され、入力容量Ｃ１が充電される。

【0095】

このように、バースト信号期間及び映像信号期間において、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオフ状態になった後でも、スイッチング素子ＳＷ２はオン状態を保持し、電流Ｉ１により入力容量Ｃ１が充電されるため、ビデオ信号の１周期当りの入力容量Ｃ１の充電期間を延長することができるため、入力容量Ｃ１の充電が完了するまでに要するビデオ信号の周期の数を少なくすることができる。

【0096】

従って、第１の実施の形態と同様に、入力容量Ｃ１の容量を小さくすること無く、かつ充電に要するクランプ電流Ｉ１を大きくすること無く、入力容量Ｃ１の充電に要する充電時間を短縮することができる。

【0097】

また、スイッチング素子ＳＷ２の充電期間は、バースト信号期間及び映像信号期間中に制御ノードＮ１０にＨレベルの制御信号が入力されるまで継続されるため、より、１周期における充電期間の延長幅（延長期間）を長くすることができる。

【0098】

また、本実施の形態では、入力容量Ｃ１の充電期間の調整を制御ノードＮ１０に入力される制御信号により制御することができるため、例えば、第１の実施の形態のクランプ回路３０に比べて、クランプ回路４４のレイアウトを増大することなく、１周期における充電期間を長くすることができ、入力容量Ｃ１の充電に要する充電時間を短縮することができる。

【0099】

また、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合は、同期期間において第２制御回路４６は、制御ノードＮ１０に入力される制御信号に基づいて、スイッチング素子ＳＷ４のオン、オフが制御され、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜ノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）＝ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が保持されるため、制御ノードＮ１１はＬレベルの制御信号を保持し、スイッチング素子ＳＷ２のオフ状態を保持するため、容量Ｃ２の充電を行わない。また、同期期間が終了すると、スイッチング素子ＳＷ１がオフ状態になると共に、スイッチング素子ＳＷ２はオフ状態を保持しているため、入力容量Ｃ１の充電が行われない。すなわち、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも参照電圧Ｖ（Ｎ６）の方が小さく、具体的には、クランプ後のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）の同期期間の最低電圧（図１１参照）未満に設定しているため、第２制御回路４６では、制御ノードＮ１１の制御信号が常にＬレベルとなり、スイッチング素子ＳＷ２がオフ状態を保持する。

【0100】

従って、同期期間のみ入力容量Ｃ１の充電が行われるため、入力容量Ｃ１の過充電を防止できる。

【0101】

なお、本実施の形態では、具体的一例として第２制御回路４６を、容量Ｃ３、及びスイッチング素子ＳＷ４を用いたＳ／Ｈ回路（サンプルホールド回路）により構成したがこれに限らず、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）を保持することができる回路であればよく、その構成は特に限定されるものではない。

【0102】

［第３の実施の形態］

【0103】

以下、図面を参照して本発明の第３の実施の形態の信号処理システム（半導体装置、クランプ回路）及びクランプ動作について詳細に説明する。なお、本実施の形態の信号処理システム（半導体回路、クランプ回路）及びクランプ動作は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と略同一の構成・動作を含むため、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と略同一の構成・動作である部分にはその旨を示して同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0104】

まず、本実施の形態の信号処理システムの構成について説明する。本実施の形態の信号処理システムの概略構成の一例を図１４に示す。図１４に示した本実施の形態の信号処理システム５０は、信号処理システム５０における半導体装置５２のクランプ回路５４の第２制御回路５６の構成及び動作が、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と異なっている。また、本実施の形態の半導体装置５２は、第２制御回路５６に制御信号を出力する制御信号源５３を備えている。

【0105】

本実施の形態のクランプ回路５４の具体的一例の回路図を図１５に示す。本実施の形態のクランプ回路５４は、上述したように、第２制御回路５６の構成及び動作が第１の実施の形態及び第２の実施の形態と異なるため、第２制御回路５６の構成について説明する。

【0106】

本実施の形態の第２制御回路５６は、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とを比較し、参照電圧Ｖ（Ｎ６）の方が高い場合に、Ｈレベルの制御信号を制御ノードＮ１２に出力する比較器Ｘ４と、ＤＦＦ（Ｄフリップフロップ）と、を備えて構成されている。ＤＦＦは、制御ノードＮ１２に出力される信号をデータ入力とし、制御ノードＮ１３を制御信号入力とし、スイッチング素子ＳＷ２の制御ノードＮ１４を出力とする。すなわち、ＤＦＦは、制御ノードＮ１３の制御信号（パルス）の立ち上がりタイミングのときの制御ノードＮ１２の信号状態を制御ノードＮ１４に出力し、保持する機能を有している。

【0107】

次に、本実施の形態のクランプ回路５４によるクランプ動作及び各ノード（制御ノード含む）の電圧について説明する。

【0108】

まず、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合におけるクランプ動作及び各ノード電圧について説明する。図１６に、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合のクランプ回路５４におけるクランプ動作の流れの一例のフローチャートを示す。また、図１７に、クランプ回路５４の各ノード電圧の一例を示す。

【0109】

図１７に示すように、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合は、同期期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）よりも低く、かつ同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも高い。

【0110】

クランプ回路４４の第１制御回路３２の動作は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態における入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合における動作と略同様である。同期期間において比較器Ｘ１が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）とノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とを比較し（図１６：ステップ５００）、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）がノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）以上であるため（図１６：ステップ５０２）比較器Ｘ１から制御ノードＮ４にＨレベルの制御信号が出力され、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態になる（図１６：ステップ５０４、図１７：タイミングｔ１ａ）。

【0111】

一方、クランプ回路５４の第２制御回路５６の動作について説明する。比較器Ｘ４が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とを比較する（図１６：ステップ６００）。同期期間は、参照電圧Ｖ（Ｎ６）がノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）以上であるため（図１６：ステップ６０２）比較器Ｘ４から制御ノードＮ１２にＨレベルの制御信号が出力される（図１６：ステップ６０４、図１７：タイミングｔ１ａ）。

【0112】

同期期間中に、クランプ回路５４の外部から制御ノードＮ１３に制御信号（パルス）が入力されると（図１６：ステップ６０６、図１７：タイミングｔ２ａ）、ＤＦＦは、このときの制御ノードＮ１２のＨレベルである電圧レベルを制御ノードＮ１４に出力する（図１６：ステップ６０８、図１７タイミングｔ２ａ）。

【0113】

制御ノードＮ１４がＨレベルであるため、スイッチング素子ＳＷ２はオン状態になる（図１６：ステップ６１０、図１７タイミングｔ２ａ）。

【0114】

このように、タイミングｔ１ａで第１制御回路３２により制御されるスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。また、タイミングｔ２ａで第２制御回路５６により制御されるスイッチング素子ＳＷ２もオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。

【0115】

ビデオ信号の同期期間中は、第１制御回路３２では、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＜参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）であるため（図１６：ステップ５０６で肯定、図１７タイミングｔ１ａ〜ｔ３ａの期間）、制御ノードＮ４の電圧Ｖ（Ｎ４）はＨレベルとなり、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給される電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。

【0116】

一方、第２制御回路５６では、制御ノードＮ１３に制御信号（パルス）が入力されないため、ＤＦＦでは、制御ノードＮ１４の制御信号はＨレベルを保持し、従って、スイッチング素子ＳＷ２は、オン状態を保持する。

【0117】

ビデオ信号の同期期間が終了しバースト信号期間及び映像信号期間（図１７：タイミングｔ３ａ〜）になると、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）となる（図１６：ステップ５０６で否定）ため、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力する。これにより、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１はオフ状態になる（図１６：ステップ５０８、図１７：タイミングｔ３ａ）。

【0118】

一方、第２制御回路５６では、バースト信号期間及び映像信号期間には、制御ノードＮ１３に制御信号（パルス）が入力されないため、ＤＦＦでは、制御ノードＮ１４の制御信号はＨレベルを保持し、従って、スイッチング素子ＳＷ２は、オン状態を保持する。

【0119】

従って、バースト信号期間及び映像信号期間は、スイッチング素子ＳＷ１はオフ状態であるが、スイッチング素子ＳＷ２はオン状態であるため、ノードＮ２には、電流源Ｉ１から電流が供給され、従って、入力容量Ｃ１が充電される。

【0120】

次に、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合におけるクランプ動作及び各ノード電圧について説明する。図１８に、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合のクランプ回路５４におけるクランプ動作の流れの一例のフローチャートを示す。また、図１９に、クランプ回路５４の各ノード電圧の一例を示す。

【0121】

図１９に示すように、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合は、同期期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）よりも高く、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも低く、かつ同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも高い。

【0122】

クランプ回路５４の第１制御回路３２の動作は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態における入力容量Ｃ１の充電が完了している場合における動作と略同様である。同期期間において比較器Ｘ１が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）とノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とを比較し（図１８：ステップ５５０）、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）がノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）以上であるため（図１８：ステップ５５２）比較器Ｘ１から制御ノードＮ４にＨレベルの制御信号が出力され、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態になる（図１８：ステップ５５４、図１９：タイミングｔ１ｂ）。

【0123】

一方、クランプ回路５４の第２制御回路５６の動作について説明する。第２制御回路５６では、比較器Ｘ４が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とを比較する（図１８：ステップ６５０）。同期期間は、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）であるため（図１８：ステップ６５２）比較器Ｘ４から制御ノードＮ１２にＬレベルの制御信号が出力される（図１６：ステップ６５４、図１９：タイミングｔ１ｂ）。

【0124】

同期期間中に、クランプ回路５４の外部から制御ノードＮ１３に制御信号（パルス）が入力されると（図１８：ステップ６５６、図１９：タイミングｔ２ｂ）、ＤＦＦは、このときの制御ノードＮ１２のＬレベルである電圧レベルを制御ノードＮ１４に出力する（図１８：ステップ６５８、図１９タイミングｔ２ｂ）。

【0125】

制御ノードＮ１４がＬレベルであるため、スイッチング素子ＳＷ２はオフ状態になる（図１８：ステップ６６０、図１９タイミングｔ２ｂ）。

【0126】

このようにビデオ信号の同期期間中は、タイミングｔ１ｂで第１制御回路３２により制御されるスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。一方、第２制御回路５６により制御されるスイッチング素子ＳＷ２はオフ状態を保持するが、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態であることにより、電流源Ｉ１から供給された電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。

【0127】

ビデオ信号の同期期間中は、第１制御回路３２では、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）＜クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）であるため（図１８：ステップ５５６で肯定、図１９タイミングｔ１ｂ〜ｔ３ｂの期間）、制御ノードＮ４の電圧Ｖ（Ｎ４）はＨレベルとなり、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給される電流Ｉ１により、入力容量Ｃ１が充電される。

【0128】

一方、第２制御回路５６では、制御ノードＮ１３に制御信号（パルス）が入力されないため、ＤＦＦでは、制御ノードＮ１４の制御信号はＬレベルを保持し、従って、スイッチング素子ＳＷ２は、オフ状態を保持する。

【0129】

ビデオ信号の同期期間が終了しバースト信号期間及び映像信号期間（図１３：タイミングｔ３ｂ〜）になると、参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）となる（図１８：ステップ５５６で否定）ため、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力する。これにより、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１はオフ状態になる（図１８：ステップ５５８、図１９：タイミングｔ３ｂ）。

【0130】

一方、第２制御回路５６では、バースト信号期間及び映像信号期間には、制御ノードＮ１３に制御信号（パルス）が入力されないため、ＤＦＦでは、制御ノードＮ１４の制御信号はＬレベルを保持し、従って、スイッチング素子ＳＷ２は、オフ状態を保持する。

【0131】

このようにバースト信号期間及び映像信号期間は、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２ともに、オフ状態であるため、電流源Ｉ１から電流Ｉ１が供給されず、入力容量Ｃ１は充電されない。

【0132】

以上説明したように、本実施の形態の信号処理システム５０の半導体装置５２におけるクランプ回路５４では、第１制御回路３２、スイッチング回路３４、第２制御回路５６を備えている。スイッチング回路３４は、電流源Ｉ１とノードＮ２（入力容量Ｃ１）との間に、並列に接続され、かつＨレベルの制御信号でオン状態になるスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２を備えている。第１制御回路３２は、比較器Ｘ１を備えており、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）とを比較して、電圧Ｖ（Ｎ２）≦クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）の場合に、制御ノードＮ４にＨレベルの制御信号を出力する。また、第２制御回路５６は、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とノードＮ９の電圧Ｖ（Ｎ９）とを比較した比較結果を制御ノードＮ１２に出力する比較器Ｘ４と、制御ノードＮ１２に出力される信号をデータ入力とし、制御ノードＮ１３を制御信号入力とし、スイッチング素子ＳＷ２の制御ノードＮ１４を出力とするＤＦＦと、を備えている。比較器Ｘ３は、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）とノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）とを比較して、電圧Ｖ（Ｎ２）≦参照電圧Ｖ（Ｎ６）の場合に、制御ノードＮ１２にＨレベルの信号を出力する。ＤＦＦは、クランプ回路５４の外部から制御ノードＮ１３に入力される制御信号（パルス）の立ち上がりタイミングのときの制御ノードＮ１２の信号状態を制御ノードＮ１４に出力し、保持する。

【0133】

同期期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）よりも低く、かつ同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）が、ノードＮ３のクランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも高い、入力容量Ｃ１の充電が未完了な場合は、同期期間では、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｈレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力し、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオン状態になる。

【0134】

また、第２制御回路５６では、クランプ回路５４の外部から制御ノードＮ１３に制御信号（パルス）が入力されると、ＤＦＦは、このときの制御ノードＮ１２のＨレベルである電圧レベルを制御ノードＮ１４に出力し、スイッチング素子ＳＷ２がオン状態になる。同期期間では、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２がオン状態になり、電流源Ｉ１から供給された電流（クランプ電流）Ｉ１がノードＮ２に供給され、入力容量Ｃ１が充電される。

【0135】

また、同期期間終了後のバースト信号期間及び映像信号期間では、第１制御回路３２の比較器Ｘ１は、Ｌレベルの制御信号を制御ノードＮ４に出力し、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオフ状態になる。また、第２制御回路４６では、制御ノードＮ１３に制御信号（パルス）が入力されないため、ＤＦＦでは、制御ノードＮ１４の制御信号はＬレベルを保持し、従って、スイッチング素子ＳＷ２は、オフ状態を保持し、電流源Ｉ１から供給された電流（クランプ電流）Ｉ１がノードＮ２に供給され、入力容量Ｃ１が充電される。

【0136】

このように、バースト信号期間及び映像信号期間において、スイッチング回路３４のスイッチング素子ＳＷ１がオフ状態になった後でも、スイッチング素子ＳＷ２はオン状態を保持し、電流Ｉ１により入力容量Ｃ１が充電されるため、ビデオ信号の１周期当りの入力容量Ｃ１の充電期間を延長することができるため、入力容量Ｃ１の充電が完了するまでに要するビデオ信号の周期の数を少なくすることができる。

【0137】

従って、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様に、入力容量Ｃ１の容量を小さくすること無く、かつ充電に要するクランプ電流Ｉ１を大きくすること無く、入力容量Ｃ１の充電に要する充電時間を短縮することができる。

【0138】

また、スイッチング素子ＳＷ２の充電期間は、図１７に示すように、次周期の同期期間まで継続させることができるため、より、１周期における充電期間の延長幅（延長期間）を長くすることができる。

【0139】

また、本実施の形態では、入力容量Ｃ１の充電期間を第２制御回路５６のＤＦＦの制御ノードＮ１３に入力される制御信号（パルス）により制御することができるため、例えば、第２の実施の形態のように、ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）を保持するためのＳ／Ｈ回路（図９、容量Ｃ３及びスイッチング素子ＳＷ４参照）を必要とせず、よりクランプ回路５４（基板２２）の面積を削減することができる。

【0140】

また、入力容量Ｃ１の充電が完了している場合は、同期期間において第２制御回路５６は、ノードＮ６の参照電圧Ｖ（Ｎ６）＜ノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）であるため、制御ノードＮ１４はＬレベルの制御信号を保持し、スイッチング素子ＳＷ２のオフ状態を保持するため、容量Ｃ２の充電を行わない。また、同期期間が終了すると、スイッチング素子ＳＷ１がオフ状態になると共に、スイッチング素子ＳＷ２はオフ状態を保持しているため、入力容量Ｃ１の充電が行われない。すなわち、本実施の形態では、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様に、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）よりも参照電圧Ｖ（Ｎ６）の方が小さく、具体的には、クランプ後のノードＮ２の電圧Ｖ（Ｎ２）の同期期間の最低電圧（図１７参照）未満に設定しているため、第２制御回路５６では、制御ノードＮ１４の制御信号が常にＬレベルとなり、スイッチング素子ＳＷ２がオフ状態を保持する。

【0141】

従って、同期期間のみ入力容量Ｃ１の充電が行われるため、入力容量Ｃ１の過充電を防止できる。

【0142】

なお、本実施の形態では、第２制御回路４６は、ＤＦＦを備えるように構成しているがこれに限らず、他のフリップフロップ回路等、同期期間中の入力信号である制御ノードＮ１２の電圧Ｖ（Ｎ１２）を出力である制御ノードＮ１４の電圧Ｖ（Ｎ１４）として保持できるものであれば特に限定されるものではない。

【0143】

なお、第１の実施の形態〜第３の実施の形態では、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）＜参照電圧Ｖ（Ｎ６）である場合について説明したがこれに限らず、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）＝参照電圧Ｖ（Ｎ６）であってもよいが、第１の実施の形態〜第３の実施の形態で上述したように、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）＜参照電圧Ｖ（Ｎ６）とすることにより、入力容量Ｃ１の過充電を防止することができるため、好ましい。また、クランプ参照電圧Ｖ（Ｎ３）と参照電圧Ｖ（Ｎ６）との差は小さい方が好ましい。

【0144】

また、第１の実施の形態〜第３の実施の形態では、スイッチング素子ＳＷ（ＳＷ１〜ＳＷ４）をＭＯＳトランジスタとした場合について説明したがこれに限らず、バイポーラトランジスタ等、一般的に用いられるその他のスイッチング素子を用いてもよい。また、比較器Ｘ（Ｘ１〜Ｘ４）についても、特に限定されず、一般的に用いられる回路（比較回路）を比較器として用いればよい。

【0145】

また、第１の実施の形態〜第３の実施の形態で説明した、クランプ回路の構成や動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更されることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0146】

１０、４０、５０ 信号処理システム
２０、４２、５２ 半導体装置（ＬＳＩ）
２２ 基板
３０、４４、５４ クランプ回路
３２ 第１制御回路
３４ スイッチング回路
３６、４６、５６ 第２制御回路
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４ 比較器
Ｎ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ６、Ｎ９、Ｎ１２ ノード
Ｎ４、Ｎ５、Ｎ７、Ｎ１０、Ｎ１１、Ｎ１３、Ｎ１４ 制御ノード
Ｃ１ 入力容量
Ｃ２、Ｃ３ 容量
Ｒ１ 抵抗
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４ スイッチング素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】