在視頻編碼器ADV7393之后采用放大器ADA4430-1的重構視頻濾波器

電路功能與優(yōu)勢

本電路由一個(gè)數模視頻轉換器與一個(gè)低成本、低功耗、全集成式重構視頻濾波器配合組成。雖然ADV7393 等許多視頻編碼器（視頻DAC）可以直接驅動(dòng)視頻負載，但在視頻編碼器的輸出端使用視頻驅動(dòng)器往往非常有利，可以節省功耗，實(shí)現線(xiàn)路驅動(dòng)，并提供更好的電路保護。該視頻驅動(dòng)器通常配置為有源濾波器，也稱(chēng)為重構濾波器或抗鏡像濾波器。重構濾波器的作用有兩方面：阻隔數字化處理過(guò)程中引入視頻信號的較高頻率部分（高于奈奎斯特頻率），此外還提供增益，以驅動(dòng)與視頻顯示器相連的75 Ω外部電纜。對于交流耦合輸出應用，ADA4430-1集成了信號振幅增益（SAG）校正網(wǎng)絡(luò )。后部端接電纜的150 Ω負載電阻與輸出耦合電容構成一個(gè)高通濾波器，利用SAG校正可為該高通濾波器提供低頻補償。SAG校正可以降低傳統的大交流耦合電容（330 μF）要求，而用較小的47 μF和22 μF電容取而代之。

ADA4430-1和ADV7393均推薦用于汽車(chē)領(lǐng)域，非常適合信息娛樂(lè )系統及基于視覺(jué)的安全系統。

圖1：使用ADA4430-1的低成本、全集成式重構濾波器（原理示意圖）

電路描述

ADV7393是一款低功耗、全集成式數字視頻編碼器，可將CMOS后視攝像頭之類(lèi)的16位數字分量視頻數據轉換為與全球標準兼容的標準模擬基帶視頻信號。三個(gè)2.6 V/3.46 V 10位視頻DAC支持標清（SD）或高清（HD）視頻格式的復合（CVBS）、S視頻（YC）或分量（YPrPb/RGB）模擬輸出。圖1所示電路配置為低輸出驅動(dòng)工作模式，可將所有三個(gè)DAC的輸出電流降低85%（RSET = 4.12 kΩ， RL = 300 Ω）。為進(jìn)一步節省功耗，可以禁用內部PLL，并讓編碼器以2×過(guò)采樣模式工作。16位視頻輸入端口經(jīng)過(guò)配置可支持標清視頻。

ADA4430-1是一款單通道、六階、低通視頻濾波器，?3 dB截止頻率為9 MHz，27 MHz時(shí)的帶外抑制為50 dB。該器件為低功耗、低成本、軌到軌輸出放大器，采用+2.5 V至+6 V電源供電，非常適合SD視頻應用。配合單芯片視頻編碼器ADV7393使用時(shí)，ADA4430-1能針對汽車(chē)應用提供功效比最高的視頻輸出解決方案。圖1中，ADA4430-1配置為重構視頻濾波器，提供交流耦合輸出和SAG校正。補償網(wǎng)絡(luò )包括C1、C2以及ADA4430-1中集成的內部電阻網(wǎng)絡(luò )。傳統交流耦合采用昂貴的大耦合電容，不僅成本高，而且浪費寶貴的PCB空間。SAG校正可以用兩個(gè)較小的低成本電容取代一個(gè)較大的交流耦合電容，同時(shí)保持同樣的場(chǎng)傾斜。場(chǎng)傾斜是對交流耦合電容施加恒定的亮度信號時(shí)，所產(chǎn)生電壓降（傾斜）的量度。該電壓降由75 Ω負載電阻產(chǎn)生的小放電電流引起。選擇適當的SAG校正電容值，便可實(shí)現與220 μF交流耦合電容相當的場(chǎng)傾斜。

使用SAG校正電路時(shí)，從ADA4430-1的輸入端到最近輸出端的增益在極低頻率時(shí)為2.5 （≈8 dB）。這種情況下，由22 μF電容構成的外反饋環(huán)路會(huì )有效打開(kāi)（參見(jiàn)圖2），并在約5 Hz時(shí)表現出大約11 dB的二階峰值。此增益在30 Hz時(shí)大約為7.5 dB。在考慮低頻輸入和輸出信號擺幅時(shí)，必須注意該額外增益，使這些擺幅保持在額定限值內。從ADA4430-1輸入端到47 μF電容負載端的增益沒(méi)有表現出這種行為；相反，它更像是單極高通響應。

圖2顯示緊鄰ADA4430-1輸出端以及47 μF電容負載端的SAG頻率響應。

圖2：ADA4430-1輸出端以及47 μF電容負載端的SAG校正頻率響應

緩沖功能非常重要，卻經(jīng)常被忽視。例如，許多汽車(chē)應用客戶(hù)會(huì )采用低成本放大器來(lái)保護昂貴而復雜的器件，如視頻解碼器和編碼器等。帶有交流耦合輸出端的放大器，如圖1所示，有助于保護這些器件免受過(guò)壓和ESD損壞。

常見(jiàn)變化

交流耦合輸出配置有多種選擇。圖1所示的SAG校正采用22 μF和47 μF電容。傳統的交流耦合輸出使用一個(gè)220 μF電容；在這種配置中，SAG引腳直接與輸出電容之前的輸出引腳相連。對于直流耦合配置，SAG引腳也直接與輸出引腳相連。在直流耦合配置和傳統的交流耦合配置中，將SAG引腳直接與輸出引腳相連可在所有視頻頻率產(chǎn)生+2的增益緩沖。