低成本、30MHz、三通道HDTV重建濾波器

摘要：本應(yīng)用筆記介紹如何利用MAX4382 3通道放大器構(gòu)建雙電源供電的低成本、三通道、三極點(diǎn)、低通Sallen-Key濾波器。該電路提供巴特沃斯濾波器頻響特性，具有30MHz帶寬，非常適合HDTV應(yīng)用中的視頻重建濾波。MAX4382可以在單電源供電時(shí)通過輸入偏置網(wǎng)絡(luò)提供與雙電源供電配置相同的濾波特性。

在HDTV應(yīng)用中，低通濾波器用于恢復(fù)RGB和復(fù)合視頻(Y、Pb、Pr)信號，濾波器放置在視頻DAC的后級，以消除信號中的高次諧波，也可以放置在ADC的前面，用于抗混疊濾波。MAX4382高速、三通道放大器可以用來構(gòu)建這樣的低通濾波器，非常適合HDTV應(yīng)用。

圖1給出了雙電源供電時(shí)，MAX4382一個(gè)通道的典型電路，它是一個(gè)三極點(diǎn)、三極點(diǎn)、Sallen-Key、巴特沃斯低通濾波器，圖中，電流輸出DAC產(chǎn)生視頻信號，電阻 (RL)用于設(shè)置放大器信號幅度。利用MAX4382、RL、R1、R2、C1和C2構(gòu)成一個(gè)雙極點(diǎn)、Sallen-Key低通濾波器，增益為2。輸出端驅(qū)動(dòng)75Ω負(fù)載，RT和Cp構(gòu)成一個(gè)實(shí)部極點(diǎn)。圖1所示電路的-3dB帶寬大約為30MHz (見圖2)，44.25MHz頻點(diǎn)提供近似14dB的衰減；74.25MHz頻點(diǎn)提供近似28dB的衰減。群延時(shí)約為6.5ns (見圖3)。如果電流輸出DAC負(fù)載不是75Ω，只需利用下列關(guān)系式設(shè)置R1：R1 + RL = 150Ω。RL大于150Ω時(shí), 需要調(diào)整C1、C2、R1和R2。


圖1. MAX4382構(gòu)建的三極點(diǎn)、Sallen-Key、巴特沃斯低通濾波器


圖2. 電路增益與頻率的對應(yīng)關(guān)系


圖3. 電路群延時(shí)與頻率的對應(yīng)關(guān)系

采用5V單電源供電時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)視頻信號范圍在0V至1V。需要在MAX4382的輸入端加入一個(gè)直流偏置，以防止視頻信號在放大器的輸出端鉗位。圖4所示為一個(gè)通道的輸入偏置網(wǎng)絡(luò)，R3、R4和C3與RL一起在輸入端產(chǎn)生150mV的直流偏置。放大器的輸出直流電平為300mV，足以保證輸出級工作在線性區(qū)域。R4和C3有助于消除電源噪聲，濾波特性與雙電源供電配置相同。


圖4. MAX4382一個(gè)通道的輸入偏置網(wǎng)絡(luò)