视频摄像系统的各种集成视频滤波放大器分析

在大部分视频系统中，视频编码器的视频输出都含有低通滤波器。这些滤波器用来抑制高频噪声，平滑视频数模转换器（DAC）输出视频信号的上升沿和下降沿。传统的视频系统通常采用分立的无源滤波器。然而，目前绝大多数视频子系统中，视频DAC之后采用集成滤波放大器对视频信号进行滤波、放大。本文详细介绍Maxim为满足多种视频应用需求而提供的各种集成视频滤波放大器。

对于视频摄像系统，视频DAC输出最常见的信号是视频消隐、同步（CVBS）以及亮度/色度（Y/C）复合信号。例1到例8详细介绍了8种滤波放大器的配置，具有不同的DAC输出信号直流电平、信号振幅以及交、直流耦合视频信号的组合。集成视频滤波器的常用电源电压是5V或3.3V，对于要求微功耗的应用（例6和例7），可以采用1.8V或2.5V电源对视频滤波放大器供电。这些低功耗应用实例中的滤波放大器（MAX9509）采用了Maxim的DirectDrive®技术，通过内部固定8V/V增益获得2VP-P视频信号。

以下8种配置有几个共同特性：所有输出都在75Ω负载上进行测量。因此，当输出曲线显示1VP-P时，集成滤波放大器的输出为2VP-P。此外，所有滤波器均采用75%的TV NTSC彩条信号作为信号源。

例1：重建滤波器连接视频DAC与视频放大器

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例1中，视频DAC的输出通过重建滤波器与MAX9502G视频放大器连接。对DAC的视频信号输出进行偏置，使同步头接近地电位。MAX9502G对信号进行滤波放大，得到2VP-P的输出信号，并为信号提供直流偏置。MAX9502G的输出也提供了偏置，其同步头大概高于地电位300mV。在负载处，由于输出端采用75Ω分压结构，该同步头电平变为150mV。MAX9502G是集成度非常高的解决方案，占用很小的电路板面积，能够在绝大多数便携式系统设计中有效节省空间。

例2：视频DAC向视频放大器提供交流耦合信号

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例2中，视频DAC向MAX9586视频滤波放大器提供交流耦合视频信号。这对于要求交流耦合信号、同步头低于地电位的单电源应用是非常好的解决方案。然而，输出交流耦合信号并没有把黑电平置于地电位；黑电平随着视频信号内容的变化而变化。MAX9586可以驱动两个直流耦合视频负载或一个交流耦合150Ω负载。

例3：例1加上0.5VP-P直流偏置信号

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例3和例1非常相似，只是其DAC只能输出0.5VP-P的直流偏置信号。这种情况下，具有12dB固定增益的MAX9502M是比较合适的解决方案。负载上的视频信号有直流偏置，同步头大约高于地电位150mV。此外，DAC的视频信号输出必须在地电位以上。MAX9502M可以为一路150Ω对地负载提供2VP-P的视频驱动。

例4：只有一路CVBS或Y信号输出的视频DAC

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例4提供了一种非常有趣的配置。某些应用中，DAC同时提供Y和C信号，而例4中只有一路输出。这一输出可以在CVBS和Y信号之间进行选择，这样，可以使用求和（合成器）电路产生CVBS信号。在同一输出上很难同时提供这两类信号，也很难在正确的时间对这两类信号进行切换。一般在输出线上采用一个2:1复用器实现这一功能。好在该实例中所使用的MAX9524视频滤波放大器集成了两个模拟单刀单掷开关，可以配置成2:1复用器，从而利用一个芯片就能够适当选择输入，并对其进行滤波放大。由于对Y、C信号求和后无法确定其直流电平；因此，应该在滤波放大之前对视频信号进行交流耦合。交流耦合电容之后的箝位电路建立偏置电平。

设计人员应注意产生CVBS信号的求和电路设计，应仔细考虑Y、C信号的直流偏置电平以及DAC所允许的电压范围。直接连接Y、C信号所产生的CVBS信号会超出DAC电压范围，具体取决于每个信号的直流偏置电平。