更低成本且性能提升的HDTV有源重建濾波器

為了保持HDTV信號的質(zhì)量及逐行掃描DVD視頻信號質(zhì)量，根據(jù)EIA770-3的要求，需要一組三通道(RGB/YPbPr)、5極點重建濾波器，濾波器配置為30MHz帶寬，提供大于40dB的選頻特性。

這些濾波器傳統(tǒng)上采用L-C無源濾波器。 考慮到濾波器陡峭的選頻特性，需要群延時補償。 另外，它們也需要提供一定的增益驅(qū)動背向端接負(fù)載，并在濾波器、DAC與負(fù)載之間提供隔離。 由于實現(xiàn)難度大、需要定制元件而且需要調(diào)諧，這些應(yīng)用中的L-C濾波器成本非常高，緩沖電路進(jìn)一步加大了成本壓力。

本文介紹的有源重建濾波器是一種低成本的替代方案，采用R-C元件，可提供30MHz的帶寬，在74.25MHz頻點提供大于40dB的抑制，同時也具有很好的群延時補償，緩沖器由四通道 MAX4383 運放實現(xiàn)。 雖然元件選型時需要考慮PCB的寄生參數(shù)，但相對于5%至10%的電感公差，改進(jìn)后的1%至2%的電容公差可以省去生產(chǎn)過程的調(diào)整。 本文給出的電路采用雙電源供電，但是，MAX4383也可以采用單電源供電，只需提供適當(dāng)?shù)钠谩?/p>

濾波器本身為Rauch架構(gòu)，提供5極點、多反饋、改進(jìn)型巴特沃斯濾波特性，利用一階+6dB增益級和兩級二階單位增益放大器構(gòu)成。 最后一級電路為一階群延時補償器，以單位增益驅(qū)動背向端接的75Ω負(fù)載。 電路中有三個敏感點：R14用于控制極點實部，C1和C4控制高頻極點，C5設(shè)定GD補償。

電路輸入端提供R16和連接器，取代DAC負(fù)載，用于電路測試。 DAC負(fù)載電阻典型值為35Ω至40Ω，此處安裝了R14和R16。 在一些MPEG解碼器中，該阻值可能高達(dá)150Ω到160Ω。 為了滿足不同DAC負(fù)載的要求，需要相應(yīng)調(diào)整R14、C6乘積。 與PCB在fs頻率下的寄生電容(等效于兩層FR-4 PCB，運放引腳周圍采用1/2oz覆銅、厚度為3/16英寸的地平面)相比，C1、C4的容值較小。 C5用于調(diào)節(jié)GD補償，電路布線時，最好在調(diào)節(jié)C5補償GD之前首先調(diào)節(jié)C1、C4值設(shè)定帶寬，這樣即可得到一個完全配置的PCB。

濾波器原理圖

圖1. 用于HDTV和逐行掃描DVD視頻信號重建的5極點有源濾波器

典型應(yīng)用電路

圖2.

增益與頻率

圖3.

審核編輯：郭婷