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滤波器设计指南及改进
作者：管理员 发布于：2023-10-18 15:13:45
摘要：视频滤波器是被放大器包围的无源 LC 电路。目前可以通过将放大器与 RC 滤波器相结合来实现更小、更高效的设计。此外，20 世纪 60 年代开发的灵敏度分析和预失真方法克服了早期视频滤波器因性能不佳而名声不佳的问题。 本文档介绍了过滤器的基本原理
视频滤波器是被放大器包围的无源 LC 电路。目前可以通过将放大器与 RC 滤波器相结合来实现更小、更高效的设计。此外，20 世纪 60 年代开发的灵敏度分析和预失真方法克服了早期视频滤波器因性能不佳而名声不佳的问题。
本文档介绍了过滤器的基本原理及其特性。更重要的是，展示了视频应用的滤波器设计指南以及如何改进它。
高性能运算放大器和 PC 专用软件可实现宽带有源滤波器的设计，但这些优点并不能满足任何特定应用的要求。对于视频滤波器，特定的应用和信号格式为每个电路设计增加了细微差别。
相位线性度和群延迟
滤波器的相位线性度被指定为包络延迟或群延迟 (GD) 与频率的关系。平坦的群延迟表示所有频率都延迟相同的量，从而保留了时域中波形的形状。因此，群延迟并不像群延迟的变化那么重要。称为通道间变化的单独规范，被指定为“时间重合”，不应与群延迟混淆。
虽然对于视频来说并不理想，但多少群延迟变化是可以接受的，为什么？答案取决于应用程序和视频格式。例如，ITU-470 非常宽松地规定了复合视频的群延迟。然而，ITU-601 对其进行了严格规定，以确保 MPEG-2 压缩的世代稳定性以及在串行化之前控制相位抖动。
抗混叠滤波器的设计
对于抗混叠滤波器，选择性由 ITU-601 的模板决定，如图 1 所示。指定带宽为 5.75MHz ±0.1dB，插入损耗在 6.75MHz 时为 12dB，在 8MHz 时为 40dB，并且在 0.1dB 带宽上群延迟变化为 ±3ns。对于单独的模拟滤波器来说，这样的性能太难了，但 4 倍过采样将要求修改为 27MHz 时为 12dB，32MHz 时为 40dB。
本文档介绍了过滤器的基本原理及其特性。更重要的是，展示了视频应用的滤波器设计指南以及如何改进它。
高性能运算放大器和 PC 专用软件可实现宽带有源滤波器的设计，但这些优点并不能满足任何特定应用的要求。对于视频滤波器，特定的应用和信号格式为每个电路设计增加了细微差别。
相位线性度和群延迟
滤波器的相位线性度被指定为包络延迟或群延迟 (GD) 与频率的关系。平坦的群延迟表示所有频率都延迟相同的量，从而保留了时域中波形的形状。因此，群延迟并不像群延迟的变化那么重要。称为通道间变化的单独规范，被指定为“时间重合”，不应与群延迟混淆。
虽然对于视频来说并不理想，但多少群延迟变化是可以接受的，为什么？答案取决于应用程序和视频格式。例如，ITU-470 非常宽松地规定了复合视频的群延迟。然而，ITU-601 对其进行了严格规定，以确保 MPEG-2 压缩的世代稳定性以及在串行化之前控制相位抖动。
抗混叠滤波器的设计
对于抗混叠滤波器，选择性由 ITU-601 的模板决定，如图 1 所示。指定带宽为 5.75MHz ±0.1dB，插入损耗在 6.75MHz 时为 12dB，在 8MHz 时为 40dB，并且在 0.1dB 带宽上群延迟变化为 ±3ns。对于单独的模拟滤波器来说，这样的性能太难了，但 4 倍过采样将要求修改为 27MHz 时为 12dB，32MHz 时为 40dB。
