利用集成濾波器實現高質量模擬視頻重建

圖5. 適當的重建濾波器通過對視頻信號平滑濾波減小了頻譜混疊。

消費類產品對于成本非常敏感，值得慶幸的是它們使用的模擬和數字轉換器非常少。在典型的家庭視頻通道中，如機頂盒+ 電視機構成的通道中只使用一個DAC和一個ADC (圖6)。該系統的衰減為20dB (小于信號的10%)，這是可以接受的。機頂盒和LCD電視通常都有至少12dB的低頻鏡像邊帶衰減。兩個具有12dB衰減的濾波器加起來可以產生 24dB的鏡像抑制。故與20dB衰減的要求相比提供了足夠的設計余量。

圖6. 用于家庭電視系統的視頻重建濾波器和抗混疊濾波器。

圖6左側是機頂盒或DVD機的框圖，片上系統(SOC)包含了DAC，輸出經過低通濾波器（例如MAX7443）進行視頻重建。濾波器芯片還包含75Ω同軸電纜驅動器，驅動信號在電纜上的傳輸。圖6右側用于信號接收，信號在經過抗混疊濾波器后送入電視機SOC的ADC。

通常消費者要面對多個系統設備，其中包括新設備。假如圖像質量劣化，常常歸咎于“新添加的設備”。然而，這種結論往往并不正確。例如，假如消費者更換了一臺新的DVD設備。如果現有的LCD電視的輸入濾波器較差(2dB的衰減)，舊的DVD播放器剛好具備非常好的輸出濾波器(18dB衰減)，而新的 DVD的濾波特性較差或沒有濾波器(6dB甚至更低衰減)。由此可見，舊的DVD和LCD電視能夠提供20dB的衰減，而新的組合只有8dB衰減。雖然 LCD電視對視頻誤差負有更大的責任，但消費者還是決定退還新購置的DVD播放器。

請注意奈奎斯特定理非常關鍵，因為在LCD電視重新對DVD模擬信號數字化之前，必須把高于奈奎斯特頻率的視頻成分和噪聲消除掉。假如高于奈奎斯特頻率的信息仍然存在，它將混合到低頻信號中，混疊到視頻信號中，從而降低視頻信號的圖像質量。

解決方案

然而，機頂盒、DVD播放器和電視廠商如何避免他們的產品出現“售后缺陷”？

首先，需要提供設計要求的濾波特性。有些制造商可能使用分離的電感、電容組成濾波器。然而，這些濾波器參數受限于生產中的誤差，板上可能安裝錯誤的元件。量產時，可能會把原來要求270pF的電容錯誤地選擇成標有“270”的卷帶盤，這些電容的實際容值為27pF。從而導致濾波器通過不需要的高頻成分，造成設備的圖像失真。出于成本考慮，最終的生產測試不會對每個參數進行測試，多數情況下并不測試濾波器的帶寬。

其次，使用衰減抑制至少10dB以上的濾波器。額外的衰減抑制會避免顧客退貨，使顧客對廠商的產品感到滿意。

Maxim的濾波器有助于改善上述兩種“售后缺陷”，Maxim的集成濾波器在安裝到廠商的PCB板之前，由Maxim自動測試設備(ATE)對帶寬指標進行了完全測試。Maxim的濾波器提供比典型的行業要求更高的衰減。例如，針對標清電視設計的MAX7443能夠提供了大于30dB的鏡頻衰減，對27MHz時鐘具有40dB的衰減。針對高清電視設計的MAX9500能夠提供了大于38dB的鏡頻衰減，對于74.25MHz時鐘具有大于38dB的衰減。