模擬視頻濾波技術

摘要：本文詳細介紹Maxim為滿足多種視頻應用需求而提供的

各種集成視頻濾波放大器。關鍵詞：模擬視頻濾波；視頻濾波放大器

對于視頻攝像系統，視頻DAC輸出最常見的信號是視頻消隱、同步(CVBS)以及亮度/色度(Y/C)復合信號。本文詳細介紹幾種濾波放大器的配置，具有不同的DAC輸出信號直流電平、信號振幅以及交、直流耦合視頻信號的組合。集成視頻濾波器的常用電源電壓是5V或3.3V，對于要求微功耗的應用，可以采用1.8V或2.5V電源對視頻濾波放大器供電。這些低功耗應用中的濾波放大器(MAX9509)采用了Maxim的DirectDrive專利技術，通過內部固定8V/V增益獲得2V_P-P視頻信號。以下幾種配置的共同特性是：所有輸出都在75Ω負載上進行測量。因此，當輸出曲線顯示1V_P-P時，集成濾波放大器的輸出為2V_P-P。此外，所有濾波器均采用75％的TV NTSC彩條信號作為信號源。

重建濾波器連接視頻DAC與視頻放大器

圖1中，視頻DAC的輸出通過重建濾波器與MAX9502G視頻放大器連接。對DAC的視頻信號輸出進行偏置，使同步頭接近地電位。MAX9502G對信號進行濾波放大，得到2V_P-P，的輸出信號，并為信號提供直流偏置。MAX9502G的輸出也提供了偏置，其同步頭大概高于地電位300mV。在負載處，由于輸出端采用75f2分壓結構，該同步頭電平變為150mV。MAX9502G是集成度非常高的解決方案，占用很小的電路板面積，能夠在絕大多數便攜式系統設計中有效節省空間。注意：如果視頻輸出需要交流耦合電容，則不建議使用該方案；這種情況下，設計人員應尋求其它解決方案。

視頻DAC向視頻放大器提供交流耦合信號

圖2所示電路，視頻DAC向MAX9586視頻濾波放大器提供交流耦合視頻信號。這對于要求交流耦合、同步頭低于地電位的單電源應用是非常好的解決方案。然而，輸出交流耦合信號并沒有把黑電平置于地電位；黑電平隨著視頻信號內容的變化而變化。MAX9586可以驅動兩個直流耦合視頻負載或一個交流耦合150Q負載。提供0.5V_P-P直流偏置信號

圖3和圖1非常相似，只是其DAC只能輸出0.5V_P-P的直流偏置信號。這種情況下，具有12dB固定增益的MAX9502M是比較合適的解決方案。負載上的視頻信號有直流偏置，同步頭大約高于地電位150mV。此外，DAC的視頻信號輸出必須在地電位以上。MAX9502M可以為一路150Ω對地負載提供2V_P-P的視頻驅動。

只有一路CVBS或Y信號輸出的視頻DAC

圖4提供了一種非常有趣的配置。某些應用中，DAC同時提供Y和C信號，而圖4只有一路輸出。這一輸出可以在CVBS和Y信號之間進行選擇，這樣，可以使用求和(合成器)電路產生CVBS信號。在同一輸出上很難同時提供這兩類信號，也很難在正確的時間對這兩類信號進行切換。一般在輸出線上采用一個2：1復用器實現這一功能。好在這里所使用的MAX9524視頻濾波放大器集成了兩個模擬單刀單擲開關，可以配置成2：1復用器，從而利用一個芯片就能夠適當選擇輸入，并對其進行濾波放大。由于對Y、C信號求和后無法確定其直流電平；因此，應該在濾波放大之前對視頻信號進行交流耦合。交流耦合電容之后的箝位電路建立偏置電平。設計人員應注意產生CVBS信號的求和電路設計，應仔細考慮Y、C信號的直流偏置電平以及DAC所允許的電壓范圍。直接連接Y、C信號所產生的CVBS信號會超出DAC電壓范圍，具體取決于每個信號的直流偏置電平。

具有Y/C至CVBS合成器的多路視頻輸出

圖5中的MAX9512有四個獨立的輸出通道，可理想用于多路視頻輸出設計。該器件還有一個Y/C至CVBS的合成器，從Y、C信號產生復合視頻信號。每路輸出可驅動兩個直流耦合視頻負載，或一個交流耦合150Ω負載。芯片采用了Maxim的SmartSleep技術(圖中沒有畫出)，能夠對輸入信號或輸出負載進行檢測，相應地接通或關斷不同的放大器，從而降低功耗。這一配置常見于提供一路S端子以及兩路CVBS輸出的應用。

結語

本文重點介紹了目前視頻應用中的常見配置。CVBS和Y/C是目前為止這類應用中最常見的輸出信號。在某些高端設備中，會有比較少見的YPbPr輸出信號，視頻信號可以是標準清晰度(SD)，也可以是高清晰度(HD)信號。本文雖然沒有討論這些比較少見的應用，但是針對這些設計同樣提供相應的集成解決方案。