[发明专利]一种视频信号抗混叠低通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及滤波器，具体涉及一种视频信号抗混叠低通滤波器。 

背景技术

模拟视频讯号主要是NTFC和PAL制式，主要集中在6.75MHz频率以内，6.75MHz是信号的带宽，而视频芯片ADC主要以27MHz作为采样频率，那么滤除掉6.75MHz以外,尤其是27MHz的杂波是抗混叠滤波器的主要功能，而如果滤除效果不好，会严重影响视频图像的质量。那么仅仅在4倍频的区间达到滤波的效果，滤波器需要尽量大的阶数，以往的滤波器如gm-c滤波器和RC滤波器，一阶滤波需要一个运放实现，那么要设计4阶滤波器，需要4个运放或者GM跨导运放，那么面积和功耗势必比较大。而且gm-c滤波器的输入范围较小，不能满足视频大信号下的线性度。 

发明内容

鉴于以上内容，有必要设计一个高性能的视频前端滤波器。 

这里采用sallen-key结构的滤波器，2个sallen-key滤波器级联，每个滤波器实现2阶的滤波，那么2个sallen-key滤波器级联可以实现四阶的滤波效果，但只需要2个运放来实现。滤波器的增益由电阻比例确定，滤波器的Q值可以通过电容的比例确定，那么通过合适的电阻，电容，可以灵活获得想要的增益和陡降形状。最终设计中，滤波器单位增益下，-3dB带宽为信号带宽6.75MHz, 而在27MHz有40dB的衰减效果。  

附图说明

图1为本发明的视频前端抗混叠滤波器的实施方式电路。 

图2 运放电路图 

图3 传统RC滤波器

图4 为滤波效果比较图

具体实施方式：

 图1为滤波器结构图。从图中看到2个sallen-key滤波器级联构成了本视频滤波器。Sallen-key滤波器采用差分输入和差分输出，保证了较高的共模抑制比。一个sallen-key实现2阶的滤波效果，R1,C1实现了一阶，R3,C3实现了第二阶滤波，而滤波器的增益是R3/R1, 这里取R3=R1,实现0dB增益放大。滤波器的Q值由C1/C3决定，太低的Q值滤波衰减太缓慢，对带内信号有衰减，而太高的Q值会有凸起。这里取C1/C3=4，而且C1,C3由可调的电容阵列构成，可以由控制字微调电容大小，避免工艺的偏差影响了滤波器的-3dB带宽。

图2 为滤波器运放电路图，采用2级class-AB运放，2级运放具有较高的增益和驱动能力，可以接电阻的负载而不会降低增益，而折叠共源共栅却不适用于此种情况。而运放的带宽也不随运放负载的影响，在满足相位裕度足够的前提下，运放带宽由gm/Cc确定，Cc为运放内部的补偿电容。这样运放能获得较大的带宽，不影响整个滤波器的频率响应。 

图3 为传统结构RC滤波器示意图，少了电阻R5,R6,R11,R12。 

图4  为2个比较器响应曲线对比图，相对于RC滤波器，sallen-key滤波器实现了4阶滤波效果，获得40dB的滤波衰减，而2阶只能有18dB。