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视频有源滤波器
最初,视频滤波器是一个无源的LC电路,现在,将放大器与RC滤
波器结合起来,可以获得尺寸更小、更高效的设计。此外,二十世纪60年代
发展起来的灵敏度分析与预失真方法也克服了早期滤波器性能较差的弱点。高
性能运放和PC上的专用软件方便了宽带有源滤波器的设计,但这并未解决任意特定应用的问题。对视频滤波器而言,特定的应用与信号制式给每个电路设
计都带来了细微的差别。以下是两类主要的视频应用:
抗混叠滤波器:
这一类器件被放置在ADC之前,用来衰减信号中Nyquist频率以上的成分,即
高于ADC采样率一半的信号分量。这些滤波器频率响应的过渡带通常都设计
得尽可能陡,目的是尽可能将截止频率以上的信号统统滤掉。对ITU601以及
其他应用来说,这样的性能是通过将模拟滤波器、数字滤波器以及过采样ADC
结合运用来实现的。而对PC抗混叠滤波器的设计
对于抗混叠滤波器,选
择性由ITU601规定的模板来确定,就像DAC之后的重建滤波是没有被很好
理解的应用之一。很多设计者认为引入重建滤波器是为了滤掉采样时钟,但这
远不是事实。当信号被采样时,采样中包含了多个重复的基带采样外的所有其
他信号。如果抗混叠滤波器达到了其目的,那么DAC输出看上去就像
NTSCPAL视频重建最普通的要求是在135MHz处衰减20dB,在27MHz处
40dB,截止频率取决于所采纳的视频标准。出于两方面的原因,我们选择了
Salle
Key结构的3极点Butterworth滤波器。首先,其增益(2)适合驱动反
向端接的电缆。其次,它的群延时差异可以调节,这样,不需要延时均衡器我
们就可以通过调节群延时获得最优的性能。
有源视频滤波器设计中的实
际问题
无论是手工设计的,还是软件辅助设计的,或是综合这两种方法
得到的滤波器,实际的响应曲线可能并不完全符合预期。原因之一是计算出的
f响应与采用标准元件值得到的实际响应之间存有偏差。通过选择标准5容值的电容器而导出电阻值可以使误差降至最小。原因很现实可以购得1或2容差的电容器,但容值精度仅为5,而对电阻来说,1容差和1精度的电阻很容易得到。这样选择的元件可以提供最佳的一致性和最精确的幅度响应。滤波器构成之后,可能出现不稳定与振荡的情况。如果出现这样的情况,将输入对地短接,看其是否继续振荡。如果振荡停止,说明阻抗太高,降低设计阻抗就可以消除振荡。但如果仍继续振荡,则请注意振荡频率是否接近滤波器的截止频率或在截止频率以下。如果是这样,振荡可能是由元件或寄生r
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