应用笔记 3520

低成本、30MHz、三通道HDTV重建滤波器

By: Marvin Li

摘要 : 本应用笔记介绍如何利用MAX4382 3通道放大器构建双电源供电的低成本、三通道、三极点、低通Sallen-Key滤波器。该电路提供巴特沃斯滤波器频响特性,具有30MHz带宽,非常适合HDTV应用中的视频重建滤波。MAX4382可以在单电源供电时通过输入偏置网络提供与双电源供电配置相同的滤波特性。

在HDTV应用中,低通滤波器用于恢复RGB和复合视频(Y、Pb、Pr)信号,滤波器放置在视频DAC的后级,以消除信号中的高次谐波,也可以放置在ADC的前面,用于抗混叠滤波。MAX4382高速、三通道放大器可以用来构建这样的低通滤波器,非常适合HDTV应用。

图1给出了双电源供电时,MAX4382一个通道的典型电路,它是一个三极点、三极点、Sallen-Key、巴特沃斯低通滤波器,图中,电流输出DAC产生视频信号,电阻(RL)用于设置放大器信号幅度。利用MAX4382、RL、R1、R2、C1和C2构成一个双极点、Sallen-Key低通滤波器,增益为2。输出端驱动75Ω负载,RT和Cp构成一个实部极点。图1所示电路的-3dB带宽大约为30MHz (见图2),44.25MHz频点提供近似14dB的衰减;74.25MHz频点提供近似28dB的衰减。群延时约为6.5ns (见图3)。如果电流输出DAC负载不是75Ω,只需利用下列关系式设置R1:R1 + RL = 150Ω。RL大于150Ω时, 需要调整C1、C2、R1和R2。

图1. MAX4382构建的三极点、Sallen-Key、巴特沃斯低通滤波器
图1. MAX4382构建的三极点、Sallen-Key、巴特沃斯低通滤波器

图2. 电路增益与频率的对应关系
图2. 电路增益与频率的对应关系

图3. 电路群延时与频率的对应关系
图3. 电路群延时与频率的对应关系

采用5V单电源供电时,标准视频信号范围在0V至1V。需要在MAX4382的输入端加入一个直流偏置,以防止视频信号在放大器的输出端钳位。图4所示为一个通道的输入偏置网络,R3、R4和C3与RL一起在输入端产生150mV的直流偏置。放大器的输出直流电平为300mV,足以保证输出级工作在线性区域。R4和C3有助于消除电源噪声,滤波特性与双电源供电配置相同。

图4. MAX4382一个通道的输入偏置网络
图4. MAX4382一个通道的输入偏置网络