在視頻編碼器ADV7393之后采用放大器ADA4430-1的重構(gòu)視頻濾波器

電路功能與優(yōu)勢

本電路由一個(gè)數(shù)模視頻轉(zhuǎn)換器與一個(gè)低成本、低功耗、全集成式重構(gòu)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(qū)動(dòng)視頻負(fù)載，但在視頻編碼器的輸出端使用視頻驅(qū)動(dòng)器往往非常有利，可以節(jié)省功耗，實(shí)現(xiàn)線路驅(qū)動(dòng)，并提供更好的電路保護(hù)。該視頻驅(qū)動(dòng)器通常配置為有源濾波器，也稱為重構(gòu)濾波器或抗鏡像濾波器。重構(gòu)濾波器的作用有兩方面：阻隔數(shù)字化處理過程中引入視頻信號(hào)的較高頻率部分（高于奈奎斯特頻率），此外還提供增益，以驅(qū)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(yīng)用，ADA4430-1集成了信號(hào)振幅增益（SAG）校正網(wǎng)絡(luò)。后部端接電纜的150 Ω負(fù)載電阻與輸出耦合電容構(gòu)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(bǔ)償。SAG校正可以降低傳統(tǒng)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均推薦用于汽車領(lǐng)域，非常適合信息娛樂系統(tǒng)及基于視覺的安全系統(tǒng)。

圖1：使用ADA4430-1的低成本、全集成式重構(gòu)濾波器（原理示意圖）

電路描述

ADV7393是一款低功耗、全集成式數(shù)字視頻編碼器，可將CMOS后視攝像頭之類的16位數(shù)字分量視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與全球標(biāo)準(zhǔn)兼容的標(biāo)準(zhǔn)模擬基帶視頻信號(hào)。三個(gè)2.6 V/3.46 V 10位視頻DAC支持標(biāo)清（SD）或高清（HD）視頻格式的復(fù)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(qū)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(jié)省功耗，可以禁用內(nèi)部PLL，并讓編碼器以2×過采樣模式工作。16位視頻輸入端口經(jīng)過配置可支持標(biāo)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(yīng)用。配合單芯片視頻編碼器ADV7393使用時(shí)，ADA4430-1能針對汽車應(yīng)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(gòu)視頻濾波器，提供交流耦合輸出和SAG校正。補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包括C1、C2以及ADA4430-1中集成的內(nèi)部電阻網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)交流耦合采用昂貴的大耦合電容，不僅成本高，而且浪費(fèi)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)保持同樣的場傾斜。場傾斜是對交流耦合電容施加恒定的亮度信號(hào)時(shí)，所產(chǎn)生電壓降（傾斜）的量度。該電壓降由75 Ω負(fù)載電阻產(chǎn)生的小放電電流引起。選擇適當(dāng)?shù)腟AG校正電容值，便可實(shí)現(xiàn)與220 μF交流耦合電容相當(dāng)?shù)膱鰞A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(gòu)成的外反饋環(huán)路會(huì)有效打開（參見圖2），并在約5 Hz時(shí)表現(xiàn)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(hào)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(nèi)。從ADA4430-1輸入端到47 μF電容負(fù)載端的增益沒有表現(xiàn)出這種行為；相反，它更像是單極高通響應(yīng)。

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

圖2：ADA4430-1輸出端以及47 μF電容負(fù)載端的SAG校正頻率響應(yīng)

緩沖功能非常重要，卻經(jīng)常被忽視。例如，許多汽車應(yīng)用客戶會(huì)采用低成本放大器來保護(hù)昂貴而復(fù)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(hù)這些器件免受過壓和ESD損壞。

常見變化

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(tǒng)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