参考电路 3305

MAX4090与重建滤波器的配合使用



对于标准视频信号,视频通带大约为6MHz,系统过采样频率为27MHz。通常采用9MHz的BW低通滤波器(LPF)作为重建滤波器。以下讨论了如何构建简单的2阶和3阶无源巴特沃斯低通滤波器,截止频率为9MHz,并探讨这些滤波器配合MAX4090的使用(图1图4)。

2阶巴特沃斯低通滤波器的实现

表1给出了一个2阶巴特沃斯低通滤波器在1rad/s的元件标称值,源/负载阻抗为1Ω。

表1.

Rn1 = Rn2 (Ω) Cn1 (F) Ln1 (H)
1 1.414 1.414

按照以下公式,可以计算截止频率为9MHz时的L和C。表2给出近似的L、C值以及-3dB带宽和27MHz频点的衰减。可有效衰减采样引起的混叠噪声,27MHz频率处的衰减为20dB。MAX4090要求低输入阻抗稳定,而且输入阻抗不能为电抗。若R1/R2大于100Ω,则需要在滤波器和输入电容(C4)之间串联一个20Ω至100Ω的电阻RIS (图1),以避免出现振荡。

Equation 1.

对于标准视频信号,视频通带大约为6MHz,系统过采样频率为27MHz。通常采用9MHz的BW低通滤波器(LPF)作为重建滤波器。以下讨论了如何构建简单的2阶和3阶无源巴特沃斯低通滤波器,截止频率为9MHz,并探讨这些滤波器配合MAX4090的使用(图1图4)。

2阶巴特沃斯低通滤波器的实现

表1给出了一个2阶巴特沃斯低通滤波器在1rad/s的元件标称值,源/负载阻抗为1Ω。

表1.

Rn1 = Rn2 (Ω) Cn1 (F) Ln1 (H)
1 1.414 1.414

按照以下公式,可以计算截止频率为9MHz时的L和C。表2给出近似的L、C值以及-3dB带宽和27MHz频点的衰减。可有效衰减采样引起的混叠噪声,27MHz频率处的衰减为20dB。MAX4090要求低输入阻抗稳定,而且输入阻抗不能为电抗。若R1/R2大于100Ω,则需要在滤波器和输入电容(C4)之间串联一个20Ω至100Ω的电阻RIS (图1),以避免出现振荡。

Equation 1.

表2.

R1 = R2 (Ω) C1 (pF) L1 (µH) RIS (Ω) 3dB BW (MHz) Attenuation at 27MHz (dB)
75 330 1.8 0 8.7 20
150 150 3.9 50 9 20
200 120 4.7 50 9.3 22
300 82 8.2 100 8.7 20

图1.

图1.

图2给出了R1 = R2 = 150Ω时的频率响应。6MHz时衰减为1.4dB;27MHz时衰减约为20dB。图3给出R1 = R2 = 150Ω时的多波群响应。

图2. 频率响应

图2. 频率响应

图3. 多波群响应

图3. 多波群响应

3阶巴特沃斯低通滤波器的实现

如果需要更加平坦的通带和更大的阻带衰减,可以使用3阶LPF。

表3给出了一个3阶巴特沃斯低通滤波器的规一化参数,1rad/s截止频率和3rad/s阻带频率。表4给出了不同源/负载阻抗条件下的L、C值以及-3dB带宽、27MHz下的衰减,27MHz频率下衰减超过40dB。R1 = R2 = 150Ω时,6MHz频点的衰减为0.6dB (图5)。

表3.

Rn1 = Rn2 (Ω) Cn1 (F) Cn2 (F) Cn3 (F) Ln1 (H)
1 0.923 0.923 0.06 1.846

表4.

R1 = R2 (Ω) C1 (pF) C2 (pF) C3 (pF) L (µH) RIS (Ω) 3dB BW (MHz) Attenuation at 27MHz (dB)
75 220 220 15 2.2 0 9.3 43
150 120 120 6.8 4.7 50 8.9 50
300 56 56 3.3 10 100 9 45

图4.

图4.

图5.

图5.

Sag修正

在5V应用中,MAX4090可以使用Sag配置以满足交流耦合视频输出的要求。Sag修正是指补偿150Ω负载与输出电容构成的高通滤波器对低频的影响。视频应用中,高通滤波器的截止频率必须足够低,以确保通过场同步信号,避免发生场倾斜。截止频率须低于3Hz至5Hz,通常耦合电容> 220µF。MAX4090使用两个22µF电容代替大尺寸耦合电容(图6)。测试表明:即使输出耦合电容C5大于47µF,也不会对电路性能有所改善。电源电压低于4.5V时,不推荐使用MAX4090的Sag修正。

图6.

图6.


 
Status:
Package:
Temperature:

MAX4090
3V/5V、6dB视频缓冲器,具有同步头钳位和150nA关断电流

  • 2.7V至5.5V单电源供电
  • 输入同步头钳位
  • 直流耦合输出