单片机与单片机与DSP中的如何设计应用用于标清视频信道的有源滤波中的如何设计应用用于标清视频信道的有源滤波
器器
为何采用视频滤波器？ 视频频段中的任何干扰信号都将产生一些肉眼可见的显示失真问题，而采用视频滤波器
就可以消除这些失真。信号混叠是采样视频系统中的一个明显失真。当超出视频频段范围的高频信号(例如外部
无线发射信号或本地时钟信号)通过模数转换器的采样过程混叠回视频频段时，就会产生混叠现象。在模数转换
器之前放置一个抗混叠滤波器就可防止这种失真。当利用数模转换器重建数字化的视频信号时，将导致视频信
号在较高频率上被复制，从而也会引起图像失真。这类失真信号可通过在数模转换器之后加入一个视频滤波器
来消除。 为何采用有源视频滤波器？ 采用运算放大器实现的有源滤波器将比采用电感实现的无源滤波器频率响
应
为何采用视频滤波器？为何采用视频滤波器？
视频频段中的任何干扰信号都将产生一些肉眼可见的显示失真问题，而采用视频滤波器就可以消除这些失真。信号混叠是采样
视频系统中的一个明显失真。当超出视频频段范围的高频信号(例如外部无线发射信号或本地时钟信号)通过模数转换器的采样
过程混叠回视频频段时，就会产生混叠现象。在模数转换器之前放置一个抗混叠滤波器就可防止这种失真。当利用数模转换器
重建数字化的视频信号时，将导致视频信号在较高频率上被复制，从而也会引起图像失真。这类失真信号可通过在数模转换器
之后加入一个视频滤波器来消除。
为何采用有源视频滤波器？为何采用有源视频滤波器？
采用运算放大器实现的有源滤波器将比采用电感实现的无源滤波器频率响应更好、带宽更平坦，且通道间更匹配。无源滤波器
的带宽和频率响应特征取决于组成它的电感和电容值的精度。而有源滤波器采用运算放大器和电阻器来替代电感器，由于有源
滤波器的精度取决于电阻和电容值的精度，而不再取决于电感和电容值的精度，因此精度得到充分提高。另外值得一提的是，
便宜的电阻比便宜的电感精度高得多。此外，现在运算放大器的价格也很低，因此一个有源滤波器往往比采用电感实现的无源
滤波器更便宜。
设计有源视频滤波器设计有源视频滤波器
视频滤波器要求良好的相位线性特征，即在整个视频频段内都应具有十分恒定的相位延迟，同时幅度响应的平坦度要好。这两
方面的参数要求使得Butterworth滤波器成为一个不错的选择。采用一个4阶滤波器就能在高频下获得很好的阻带抑制效果。
4阶Butterworth滤波器由两个运算放大器采用Sallen-Key方式构成。本文中的设计采用飞兆半导体的高速双运算放大器
(FHP3230)，来构造一个可放入狭小印刷电路板中的滤波器。FHP3230的增益带宽为60MHz，是一种采用单电源供电和轨至
轨输出方式的放大器。这些特点使FHP3230成为该类应用的最佳选择。
图1所示为一个4阶滤波器。
下面几段我们将讨论如何设置滤波器中各个元件的值。需注意的是，该滤波器工作在+5V单电源下，并假设输入信号采用AC
耦合。如果输入DC电平偏置水平能与电源电压和放大器的输入共模电压范围兼容，输入信号就可能采用DC耦合。
设计设计Butterworth有源视频滤波器有源视频滤波器
该滤波器有两级，每一级都由一个FHP3230运算放大器来实现(因此整个滤波器需要一个双运算放大器器件)。每级各提供两个
极点，以构成完整的4阶滤波器。有很多种方法来选择这种滤波器的元件值。在本文的例子中，第一级为单位增益，Q值为
0.54；第二级的增益为+2，Q值为1.3。这些Q值可形成一个Butterworth滤波器。为确保滤波器在整个视频频段内的平坦性，
取截止频率fo为6MHz。这将导致整个Butterworth波形在5MHz频率时的增益为-1dB。
资源评论
