為了保持HDTV信號的質量及逐行掃描DVD視頻信號質量,根據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動背向端接負載,并在濾波器、DAC與負載之間提供隔離。 由于實現難度大、需要定制元件而且需要調諧,這些應用中的L-C濾波器成本非常高,緩沖電路進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。 雖然元件選型時需要考慮PCB的寄生參數,但相對于5%至10%的電感公差,改進后的1%至2%的電容公差可以省去生產過程的調整。 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,只需提供適當的偏置。
濾波器本身為Rauch架構,提供5極點、多反饋、改進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成。 最后一級電路為一階群延時補償器,以單位增益驅動背向端接的75Ω負載。 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設定GD補償。
電路輸入端提供R16和連接器,取代DAC負載,用于電路測試。 DAC負載電阻典型值為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150Ω到160Ω。 為了滿足不同DAC負載的要求,需要相應調整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用于調節GD補償,電路布線時,最好在調節C5補償GD之前首先調節C1、C4值設定帶寬,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
指定 | 數量。 | 描述 |
C1, C4 | 1 | 3.3pF、50V C0G、±0.25pF陶瓷電容器 (0603)TDK C1608COG1H3R3CT |
C2 | 1 | 68pF、50V G0G、5% 陶瓷電容器 (0603)村田制作所 GRM11885C1H680J 或 TDK C1608C0G1H680JT |
C3 | 1 | 27pF、50 C0G、5% 陶瓷電容器 (0603)村田制作所 GRM1885C1H270J 或 TDK C1608C0G1H270JT |
C5 | 1 | 33pF, 50V C0G, 5% 陶瓷電容器 (0603)太陽裕電 UMK107CG330JZ 或 TDK C1608C0G1H330JT |
C6 | 1 | 100pF、50V C0G、5%陶瓷電容器 (0603)村田制作所GRM1885C1H101JTDK C1608C0G1H101JT |
C7, C9 | 2 | 10μF、6.3V X5R、20% 陶瓷電容器 (0805)太陽湯電 JMK212BJ106MG 或 TDK C2012X5R0J106M |
C8, C10 | 2 | 0.1μF、25V X7R、10% 陶瓷電容器 (0603)TDK C1608X7R1E104K |
R1, R2, R4, R5, R7-R13 | 11 | 210Ω,1% 電阻 (0805) |
R3 | 1 | 100Ω,1% 電阻 (0805) |
R6 | 1 | 121Ω,1% 電阻 (0805) |
R14, R15, R16 | 3 | 75Ω,1% 電阻 (0805) |
R17 | 0 | 未安裝,電阻器 (0805) |
U1 | 1 | MAX4383EUP (14引腳TSSOP) |
輸入、輸出 | 2 | BNC連接器 |
沒有 | 1 | MAX4383印刷電路板 |
典型應用電路
圖2.
增益與頻率
圖3.
審核編輯:郭婷
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