當(dāng)今世界處處以視頻為導(dǎo)向(video-centric)，對(duì)視頻濾波器的要求也隨之越來(lái)越多。目前視頻分辨率已達(dá)1080p HD，而且小屏幕移動(dòng)設(shè)備現(xiàn)在也開(kāi)始以視頻為導(dǎo)向。因此相關(guān)設(shè)計(jì)必須涉及到更低的供電電壓(如3V)和更低功耗要求。同時(shí)，每個(gè)產(chǎn)品往往還帶有多個(gè)視頻通道。視頻的不斷發(fā)展前景意味著設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)針對(duì)各種不同應(yīng)用的要求而選擇的視頻濾波器實(shí)現(xiàn)方案必然會(huì)越來(lái)越復(fù)雜。

也許有人會(huì)奇怪，為什么在這個(gè)日益數(shù)字化的世界我們還需要視頻濾波器。大多數(shù)視頻接口實(shí)際上仍然都是模擬的，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換發(fā)生在輸出插座之前。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，來(lái)自無(wú)線發(fā)射器或本地時(shí)鐘信號(hào)的噪聲源可能會(huì)與視頻信號(hào)一起被ADC捕捉。甚至ADC本身也會(huì)產(chǎn)生混疊失真，亦即在視頻圖像上產(chǎn)生一定程度的失真。使用視頻濾波器則可以解決這些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)模擬視頻。

視頻濾波器IC一般由運(yùn)算放大器和附帶有源低通濾波器的驅(qū)動(dòng)電路組成。第5階巴特沃斯濾波器(Butterworth filter)就是一個(gè)典型的例子。飛兆半導(dǎo)體擁有廣大范圍的視頻濾波驅(qū)動(dòng)器(video filter driver, VFD) IC產(chǎn)品系列，并為設(shè)計(jì)工程師提供了VFD 信息網(wǎng)頁(yè)，提供全面完善的相關(guān)數(shù)據(jù)。

在網(wǎng)頁(yè)內(nèi)有一篇題為“耦合、鉗位和視頻濾波器” (Coupling, Clamping, and Video Filters) 的技術(shù)文章，可供各位參考。該技術(shù)文章對(duì)工程師在面向各種不同視頻應(yīng)用的設(shè)計(jì)時(shí)可能需要作出的決策進(jìn)行了簡(jiǎn)要總結(jié)。

文章闡釋了AC耦合視頻輸入配置的基本原理，特別提到這種配置允許接收器件中的濾波器來(lái)設(shè)置其自身的最佳DC偏置電平，而不受驅(qū)動(dòng)信號(hào)的影響。這樣的設(shè)計(jì)可以優(yōu)化處理余量，提供穩(wěn)定的DC輸出電壓。

該文還談到了用于AC耦合輸入端的同步帶(sync strip)和脈沖DC恢復(fù)鉗位。這種DC恢復(fù)技術(shù)可通過(guò)水平同步來(lái)觸發(fā)，能夠?qū)γ恳恍械钠秒妷哼M(jìn)行更新和校正。不過(guò)，該技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)，如需要一個(gè)輸入電容，從而增加濾波器IC的成本和復(fù)雜性。飛兆半導(dǎo)體的FMS6403可選清晰度VFD和FMS6406 S-視頻濾波器都支持DC恢復(fù)箝位技術(shù)。

文中也探討了許多用于AC耦合設(shè)計(jì)的VFD所采用的鉗位/偏置電路。通常情況下，缺省設(shè)置為鉗位模式，盡管是由一個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置偏置模式。鉗位/偏置方案的成本一般比DC恢復(fù)方案的低，而且它的工作不受預(yù)定時(shí)序及格式的影響。但鉗位/偏置方案并非具有完全輸出電平控制功能的閉環(huán)系統(tǒng)。

當(dāng)然，AC耦合并不是唯一的選擇。其實(shí)文章也提到DC耦合輸入實(shí)現(xiàn)方案的一些問(wèn)題，還涉及到AC 和 DC耦合輸出。DC耦合輸入濾波器非常適用于那些DAC依賴于電流模式、單端接地參考的設(shè)計(jì)。在輸出端，DC耦合無(wú)需耦合電容，并可產(chǎn)生一個(gè)無(wú)傾斜信號(hào)。AC耦合仍更常用于輸出端，因?yàn)樗稍O(shè)置與信號(hào)的DC電平無(wú)關(guān)的共模電平。

閱讀 “耦合、鉗位和視頻濾波器” (Coupling, Clamping, and Video Filters)一文，便能夠了解如何在以視頻為中心的設(shè)計(jì)中選擇最佳的耦合和鉗位方案。每種選擇都有其優(yōu)缺點(diǎn)，可能會(huì)影響到特定應(yīng)用的視頻質(zhì)量。