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更低成本且性能提升的HDTV有源重建滤波器

星星科技指导员 来源:ADI 作者:ADI 2023-06-12 17:01 次阅读

为了保持HDTV信号的质量及逐行扫描DVD视频信号质量,根据EIA770-3的要求,需要一组三通道(RGB/YPbPr)、5极点重建滤波器,滤波器配置为30MHz带宽,提供大于40dB的选频特性。

这些滤波器传统上采用L-C无源滤波器。 考虑到滤波器陡峭的选频特性,需要群延时补偿。 另外,它们也需要提供一定的增益驱动背向端接负载,并在滤波器、DAC与负载之间提供隔离。 由于实现难度大、需要定制元件而且需要调谐,这些应用中的L-C滤波器成本非常高,缓冲电路进一步加大了成本压力。

本文介绍的有源重建滤波器是一种低成本的替代方案,采用R-C元件,可提供30MHz的带宽,在74.25MHz频点提供大于40dB的抑制,同时也具有很好的群延时补偿,缓冲器由四通道 MAX4383 运放实现。 虽然元件选型时需要考虑PCB的寄生参数,但相对于5%至10%的电感公差,改进后的1%至2%的电容公差可以省去生产过程的调整。 本文给出的电路采用双电源供电,但是,MAX4383也可以采用单电源供电,只需提供适当的偏置。

滤波器本身为Rauch架构,提供5极点、多反馈、改进型巴特沃斯滤波特性,利用一阶+6dB增益级和两级二阶单位增益放大器构成。 最后一级电路为一阶群延时补偿器,以单位增益驱动背向端接的75Ω负载。 电路中有三个敏感点:R14用于控制极点实部,C1和C4控制高频极点,C5设定GD补偿。

电路输入端提供R16和连接器,取代DAC负载,用于电路测试。 DAC负载电阻典型值为35Ω至40Ω,此处安装了R14和R16。 在一些MPEG解码器中,该阻值可能高达150Ω到160Ω。 为了满足不同DAC负载的要求,需要相应调整R14、C6乘积。 与PCB在fs频率下的寄生电容(等效于两层FR-4 PCB,运放引脚周围采用1/2oz覆铜、厚度为3/16英寸的地平面)相比,C1、C4的容值较小。 C5用于调节GD补偿,电路布线时,最好在调节C5补偿GD之前首先调节C1、C4值设定带宽,这样即可得到一个完全配置的PCB。

滤波器原理图

wKgaomSG3uGAExRhAAAagwJ8or8453.gif

图1. 用于HDTV和逐行扫描DVD视频信号重建的5极点有源滤波器

指定 数量。 描述
C1, C4 1 3.3pF、50V C0G、±0.25pF陶瓷电容器 (0603)TDK C1608COG1H3R3CT
C2 1 68pF、50V G0G、5% 陶瓷电容器 (0603)村田制作所 GRM11885C1H680J 或 TDK C1608C0G1H680JT
C3 1 27pF、50 C0G、5% 陶瓷电容器 (0603)村田制作所 GRM1885C1H270J 或 TDK C1608C0G1H270JT
C5 1 33pF, 50V C0G, 5% 陶瓷电容器 (0603)太阳裕电 UMK107CG330JZ 或 TDK C1608C0G1H330JT
C6 1 100pF、50V C0G、5%陶瓷电容器 (0603)村田制作所GRM1885C1H101JTDK C1608C0G1H101JT
C7, C9 2 10μF、6.3V X5R、20% 陶瓷电容器 (0805)太阳汤电 JMK212BJ106MG 或 TDK C2012X5R0J106M
C8, C10 2 0.1μF、25V X7R、10% 陶瓷电容器 (0603)TDK C1608X7R1E104K
R1, R2, R4, R5, R7-R13 11 210Ω,1% 电阻 (0805)
R3 1 100Ω,1% 电阻 (0805)
R6 1 121Ω,1% 电阻 (0805)
R14, R15, R16 3 75Ω,1% 电阻 (0805)
R17 0 未安装,电阻器 (0805)
U1 1 MAX4383EUP (14引脚TSSOP)
输入、输出 2 BNC连接器
没有 1 MAX4383印刷电路板

典型应用电路

wKgZomSG3uOAdzyUAAASUiCLXug358.gif

图2.

增益与频率

wKgaomSG3uSAHxrJAAAdePOTLxs105.gif

图3.

审核编辑:郭婷

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