视频滤波器设计

时间:2024-10-13 02:29:35

1、视频滤波器通常为低通滤波器,都要求“线性相位”特性,相位线性度决定了包络延时或群延时,平坦的群延时表明所有频率通过滤波器后的延迟时间相同,有利于信号波形的恢复。除了对滤波器本身相频特性的要求外,不同视频通道的滤波器还要保持尽可能一致的相位延时。具体指标取决于应用和视频制式(NTSC、PAL/DVB、ITU、SMPTE和VESA),例如,复合NTSC/PAL制式只有一路信号,ITU-470中给出了对群延时以及群延时变化的要求,这些规定比较宽松,而ITU-601抗混叠滤波器的模板要求要严格得多。抗混叠滤波器设计抗混叠滤波器放置在ADC或视频

视频滤波器设计

2、解码器之前,用于限制模拟视频信号的带宽,减少带外噪声。不同的视频显示分辨率对滤波器截止频率的要求不同,从标清电视到高清电视,0.1dB带宽范围大概在5MHz到30MHz。这类滤波器通常要求尽可能陡的过渡带,以滤除截止频率以外的所有频谱成分。可以选择运算放大器构建抗混叠滤波器,例如:具有卓越的瞬态响应及大信号带宽的MAX4450、MAX4390等。为了简化设计,并保证视频滤波器通道间的延时匹配度,Maxim还推出了MAX7469、MAX7472视频抗混叠滤波器。图1给出了MAX7472的内部结构和典型连接,该芯片由三路输入复用缓冲器、钳位电路、可编程低通滤波器以及输出缓冲器构成,微控制器通过I2C接口设置电路性能和功能,其中包括:复用器配置、钳位电压、滤波器的截止频率、同步源(内部/外部)以及是否旁路滤波器。截止频率的设置范围在5MHz至34MHz,调节级数为256,适用于高清(HD)或标清(SD)电视(TV)系统,支持1080i、720p、720i、480p和480i扫描系统及计算机格式。

3、输出缓冲器能够以2VP-P信号摆幅驱动标准的150W负载。输入为交流耦合,输出可以为直流或交流耦合。内部视频滤波器提供最佳响应特性,具有陡峭的过渡带,以获得足够宽的通频带以及出色的阻带抑制。另外,经过优化的滤波器可提供极低的过冲时域响应。通过优化频率响应可改善系统的整体性能,系统优化需要考虑的因素很多,其中最重要的是系统中ADC或视频解码器的采样速率。对于过采样系统,采样速率远远高于通带频率响应。处于通带和采样频率之间的频率成份包含噪声,通过设置滤波器的截止频率使其仅通过有用信号频率,滤除噪声,从而得到较高的系统信噪比。图2所示电路为MAX7472所提供的频率响应和相位特性,通道之间可以保持一致的增益、相位匹配度。

4、视频重建滤波器设计视频重建滤波器放置在数/模转换器之后,考虑到DAC保持功能的资鼠榘运滤波作用,重建滤波器对选择性的要求不是很高,但需提供进一步的寿喋馒揎增益,补偿DAC及后端负载的衰减。MAX7462是单通道、标准清晰度、集成视频重建滤波器和缓冲器,能够为视频解码DAC的模拟CVBS视频输出提供信号滤波和缓冲,适用于机顶盒、硬盘记录仪、DVD播放器和数字VCR等应用。内部电路由低通滤波器和输出视频缓冲器组成(图3),低通滤波器为四阶巴特沃斯滤波器,提供5MHz平坦通带,在27MHz频点具有-43dB(典型值)衰减(图4),优化于NTSC、PAL和SDTV制式。输出缓冲器能够以2VP-P信号驱动两路150Ω视频负载,增益可通过GAIN引脚设置在+6dB或+9.5dB。输出级可以驱动交流负载或直接驱动视频负载,无需使用较大的输出耦合电容。直流耦合情况下,输出被箝位至适当的直流电平,使其满足数字电视接口的规范。输出通常与75Ω背向匹配串联电阻相连,电阻另一端接视频电缆。由于这种配置对信号的2倍衰减,视频电缆上的电压总是小于1V,符合工业标准视频要求,如数字电视标准(该标准允许视频电缆上最高具有1V的直流电压)和欧洲的SCART标准(该标准允许视频电缆上最高具有2V的直流电压)。视频缓冲器也可以驱动一路交流耦合视频负载,选用220μF的输出电容可以获得良好的视频性能。

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