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在DAC输出端，存在视讯和两个镜像频带(图3a)。尽管大多数DAC能够很好地均衡、抑制频率频率，我们仍然标出了频率讯号，以便清楚地表达影像。这些边带是视讯讯号和频率讯号的和频与差频。右侧镜像边带与视讯讯号的特性一样，即视讯讯号的低频部份靠近并恰好高于频率频率，高频部份延伸到频率频率的右侧。

对于采用27MHz频率的标准分辨率讯号，镜像频率最大值为5+27=32MHz。左侧镜像边带与视讯特性相反，视讯讯号的低频部份靠近并低于频率频率，高频部份延伸到最左侧。因此，标准分辨率讯号下镜像延伸到27-5=22MHz。了解系统频谱的下限位置非常重要，以便抑制并降低其视觉影响。对于采用74.25MHz频率频率的高解析讯号，这个关键频率是：74.25-30=44.25MHz。

为了反映镜像边带没有衰减的效果，图3b和3c示意了奈奎斯特频率和频率频率处的频谱重迭。这些迭加的镜像边带讯号(图3d)与视讯讯号相较具有随机的相位差。图4表示我们需要避免的影像误差。‘边缘摆动’是高频边缘干扰，它重迭在视讯讯号上，具有随机变化的相位。摩尔效应是频率、视讯讯号频率之间相互作用的结果。

图4. 较差的视讯滤波器引起的影像干扰。

重建滤波器

从图5可以看出重建滤波器的作用，利用参考书中提供的定理可以很容易理解频谱混迭。通常，在频域，频率和放大倍数都采用对数刻度，重建滤波器的频响特性表现为平滑曲线。然而，为了说明边带重迭的位置，我们用线性坐标表示频率和放大倍数。为了表示低通滤波器在同样刻度坐标下的衰减特性，从滤波器频响曲线可以看出：对于有用的视讯讯号衰减很少，对于镜像频率衰减较大。图5b和5c显示了混迭效应，但是应该注意到，与图3d相较，图5d中的镜像频率被显著衰减。

图5. 适当的重建滤波器透过对视讯讯号平滑滤波减少了频谱混迭。
消费性产品对于成本非常敏感，庆幸的是它们使用的模拟和数字转换器非常少。在典型的家庭视讯信道中，如视讯转换盒+电视构成的信道中只使用一个DAC和一个ADC(图6)。该系统的衰减为20dB(小于讯号的10%)，这是可以接受的。视讯转换盒和LCD电视通常都有至少12dB的低频镜像边带衰减。两个具有12dB衰减的滤波器加起来可以产生24dB的镜像抑制。故与20dB衰减的要求相较提供了足够的设计余量。

图6. 用于家庭电视系统的视讯重建滤波器和抗混迭滤波器。

图6左侧是视讯转换盒或DVD的架构图，芯片上系统(SOC)包含了DAC，输出经过低通滤波器(例如MAX7443)进行视讯重建。滤波器芯片还包含75Ω同轴电缆驱动器，驱动讯号在电缆上的传输。图6右侧用于讯号接收，讯号在经过抗混迭滤波器后送入电视SOC的ADC。

通常消费者要面对多个系统设备，其中包括新设备。假如影像质量劣化，常常归咎于‘新添加的设备’。然而，这种结论往往并不正确。例如，假如消费者更换了一台新的DVD设备。如果现有的LCD电视的输入滤波器较差(2dB的衰减)，旧的DVD播放器刚好具备非常好的输出滤波器(18dB衰减)，而新的DVD的滤波特性较差或没有滤波器(6dB甚至更低衰减)。由此可见，旧的DVD和LCD电视能够提供20dB的衰减，而新的组合只有8dB衰减。虽然LCD电视对视讯误差负有更大的责任，但消费者还是决定退还新购置的DVD播放器。

请注意奈奎斯特定理非常关键，因为在LCD电视重新对DVD模拟讯号数字化之前，必须把高于奈奎斯特频率的视讯成分和噪声消除掉。假如高于奈奎斯特频率的信息仍然存在，它将混合到低频讯号中，混迭到视讯讯号中，因而降低视讯讯号的影像质量。

解决方案

然而，视讯转换盒、DVD播放器和电视厂商如何避免他们的产品出现‘售后缺陷’？

首先，需要提供设计要求的滤波特性。有些制造商可能使用分离的电感、电容组成滤波器。然而，这些滤波器参数受限于生产中的误差，板上可能安装错误的组件。量产时，可能会把原来要求270pF的电容错误地选择成标有‘270’的卷带盘，这些电容的实际容值为27pF。因而导致滤波器透过不需要的高频成分，造成设备的影像失真。出于成本考虑，最终的生产测试不会对每个参数进行测试，多数情况下并不测试滤波器的频宽。

其次，使用衰减抑制至少10dB以上的滤波器。额外的衰减抑制会避免顾客退货，使顾客对厂商的产品感到满意。

Maxim的滤波器有助于改善上述两种‘售后缺陷’，Maxim的整合滤波器在安装到厂商的PCB板之前，由Maxim自动测试设备(ATE)对频宽指标进行了完全测试。Maxim的滤波器提供比典型的产业要求更高的衰减。例如，针对标准分辨率电视设计MAX7443能够提供了大于30dB的镜频衰减，对27MHz频率具有40dB的衰减。针对高解析电视设计MAX9500能够提供了大于38dB的镜频衰减，对于74.25MHz频率具有大于38dB的衰减。

关键词： 滤波器 模拟视频 美信 数字电视