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以FMS6403為例來說明視頻濾波器的原理,它是飛兆半導(dǎo)體公司針對電視、機(jī)頂盒和DVD播放機(jī)對擴(kuò)展濾波器的需要而設(shè)計(jì)的新一代濾波器,具有逐行掃描能力。它由三個(gè)截止頻率分別為30MHz、15MHz和8MHz的6階濾波器構(gòu)成。這些濾波器可旁路,這樣帶寬只受輸出放大器的限制。
圖1:FMS6403功能框圖。
在每個(gè)濾波器通道都有一個(gè)2:1多路器。這三個(gè)濾波器都用于YPbPr和RGB信號(hào)。根據(jù)RGB_SEL控制輸入設(shè)置直流箝位電平。當(dāng)RGB同步脈沖頂部都箝位到250mV時(shí),YPbPr同步脈沖頂部分別被箝位到250mV、1.125V和1.125V。同步箝位時(shí)序來自Y/G輸入或外部SYNC_IN引腳。8MHz和15MHz濾波器設(shè)置支持雙電平同步,而30MHz濾波器設(shè)置和旁路模式支持三電平同步。所有通道都接受交流耦合1Vpp信號(hào)。增益可選0dB或6dB,這樣在1Vpp輸入時(shí),輸出信號(hào)在負(fù)載為交流或直流耦合時(shí),可達(dá)到1Vpp或2Vpp。輸入信號(hào)最大為1.5Vpp,輸出信號(hào)最大為2.5Vpp。
其一是可以作為視頻處理器輸出端上數(shù)模轉(zhuǎn)換器之后的重建濾波器;
其二是在機(jī)頂盒和DVD設(shè)備中用作視頻處理器輸入端上的抗混疊濾波器(anti-aliasing filter)。
抗混疊濾波器:這一類器件被放置在 ADC 之前,用來衰減信號(hào)中 Nyquist 頻率以上的 成分,即高于 ADC 采樣率一半的信號(hào)分量。這些濾波器頻率響應(yīng)的過渡帶通常都設(shè)計(jì)得盡 可能陡,目的是盡可能將截止頻率以上的信號(hào)統(tǒng)統(tǒng)濾掉。對 ITU-601 以及其他應(yīng)用來說,這 樣的性能是通過將模擬濾波器、數(shù)字濾波器以及過采樣 ADC 結(jié)合運(yùn)用來實(shí)現(xiàn)的。而對 PC 圖像之類的應(yīng)用,少量的濾波就足夠了。
重建濾波器:也被稱作(sin x)/x 或零階保持校正器,這類器件被放置在 DAC 之后,用 來消除由采樣帶來的疊影,并不是為了消除 DAC 時(shí)鐘串?dāng)_。重建濾波器很少有象抗混疊濾 波器那樣的選擇性,因?yàn)?DAC 的保持功能也有濾波的作用--這種作用降低了對選擇性的要 求,但給響應(yīng)帶來了損失。現(xiàn)有的視頻信號(hào)制式包括 RGB、分量視頻、復(fù)合視頻和 RGB PC 圖像等。
所有應(yīng)用與制式都希望視頻濾波器能達(dá)到"線性相位",這是群延時(shí)(不同頻率的延時(shí)) 特性所要求的。所需的相位線性度取決于具體的應(yīng)用與視頻制式。例如,抗混疊濾波器與分 量制式比重建應(yīng)用與復(fù)合視頻的要求更嚴(yán)格。各種應(yīng)用與制式的要求由 NTSC、PAL/DVB、 ITU、SMPTE 和 ESA 規(guī)定。