更低成本且性能提升的HDTV有源重建滤波器

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

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

图2.

增益与频率

图3.

审核编辑：郭婷