摘要：在大多数视频应用中，DAC产生的视频信号需要经过重建滤波器对输出进行平滑滤波，消除采样引起的混叠噪声。MAX4090为直流耦合输出驱动器，可以在重建滤波器之后驱动视频信号。视频DAC可以驱动75Ω至300Ω之间的负载。由于MAX4090正常工作时的输入阻抗较低(< 100Ω)，在MAX4090前端使用重建滤波器时，需要特别注意。

对于标准视频信号，视频通带大约为6MHz，系统过采样频率为27MHz。通常采用9MHz的BW低通滤波器(LPF)作为重建滤波器。以下讨论了如何构建简单的2阶和3阶无源巴特沃斯低通滤波器，截止频率为9MHz，并探讨这些滤波器配合MAX4090的使用(图1和图4)。

2阶巴特沃斯低通滤波器的实现

表1给出了一个2阶巴特沃斯低通滤波器在1rad/s的元件标称值，源/负载阻抗为1Ω。

表1. Rn1 = Rn2 (Ω) Cn1 (F) Ln1 (H) 1 1.414 1.414
按照以下公式，可以计算截止频率为9MHz时的L和C。表2给出近似的L、C值以及-3dB带宽和27MHz频点的衰减。可有效衰减采样引起的混叠噪声，27MHz频率处的衰减为20dB。MAX4090要求低输入阻抗稳定，而且输入阻抗不能为电抗。若R1/R2大于100Ω，则需要在滤波器和输入电容(C4)之间串联一个20Ω至100Ω的电阻RIS (图1)，以避免出现振荡。



表2. R1 = R2 (Ω) C1 (pF) L1 (µH) RIS (Ω) 3dB BW (MHz) AttenuaTIon at 27MHz (dB) 75 330 1.8 0 8.7 20 150 150 3.9 50 9 20 200 120 4.7 50 9.3 22 300 82 8.2 100 8.7 20

图1.

图2给出了R1 = R2 = 150Ω时的频率响应。6MHz时衰减为1.4dB；27MHz时衰减约为20dB。图3给出R1 = R2 = 150Ω时的多波群响应。


图2. 频率响应


图3. 多波群响应

3阶巴特沃斯低通滤波器的实现

如果需要更加平坦的通带和更大的阻带衰减，可以使用3阶LPF。

表3给出了一个3阶巴特沃斯低通滤波器的规一化参数，1rad/s截止频率和3rad/s阻带频率。表4给出了不同源/负载阻抗条件下的L、C值以及-3dB带宽、27MHz下的衰减，27MHz频率下衰减超过40dB。R1 = R2 = 150Ω时，6MHz频点的衰减为0.6dB (图5)。

表3. Rn1 = Rn2 (Ω) Cn1 (F) Cn2 (F) Cn3 (F) Ln1 (H) 1 0.923 0.923 0.06 1.846
表4. R1 = R2 (Ω) C1 (pF) C2 (pF) C3 (pF) L (µH) RIS (Ω) 3dB BW (MHz) AttenuaTIon at 27MHz (dB) 75 220 220 15 2.2 0 9.3 43 150 120 120 6.8 4.7 50 8.9 50 300 56 56 3.3 10 100 9 45

图4.


图5.

Sag修正

在5V应用中，MAX4090可以使用Sag配置以满足交流耦合视频输出的要求。Sag修正是指补偿150Ω负载与输出电容构成的高通滤波器对低频的影响。视频应用中，高通滤波器的截止频率必须足够低，以确保通过场同步信号，避免发生场倾斜。截止频率须低于3Hz至5Hz，通常耦合电容> 220µF。MAX4090使用两个22µF电容代替大尺寸耦合电容(图6)。测试表明：即使输出耦合电容C5大于47µF，也不会对电路性能有所改善。电源电压低于4.5V时，不推荐使用MAX4090的Sag修正。


图6.