視頻調(diào)理器MAX7452在電視/紅外視頻跟蹤儀中的應(yīng)用

王 剛，曹玉東

（1.海裝西安局，陜西 西安 710065；2.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司 第27研究所，河南 鄭州 450047）

0 引言

在光電跟蹤儀中，電視或紅外熱像儀視頻信號(hào)的傳輸一般采用視頻同軸線傳輸。視頻信號(hào)的傳輸質(zhì)量對(duì)電視或紅外跟蹤系統(tǒng)的圖像顯示、目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤影響很大，選擇合適的視頻調(diào)理器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)傳輸非常重要。

標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)包含的頻率成分非常豐富，視頻放大首先是寬頻放大，其次由于光電跟蹤儀的跟蹤處理需要先將模擬視頻進(jìn)行數(shù)字化處理,相應(yīng)的視頻采樣、轉(zhuǎn)換以標(biāo)準(zhǔn)視頻的同步后肩為基準(zhǔn)，視頻放大輸出的后肩電平需要可調(diào)或固定在某一電平以便后續(xù)作A/D轉(zhuǎn)換[1]。選用合適的視頻放大器不僅可以降低有效帶寬以外的信號(hào)干擾，確保圖像質(zhì)量，而且還能夠簡(jiǎn)化視頻信號(hào)濾波、鉗位、字符疊加電路的處理形式，節(jié)省紅外或電視攝像機(jī)內(nèi)寶貴的印制板空間。在研制某型電視/紅外視頻跟蹤儀時(shí)，結(jié)合上述要求，選擇了MAXIM公司的MAX7452進(jìn)行視頻調(diào)理，取得了良好的效果。

1 視頻調(diào)理器MAX7452功能簡(jiǎn)介

MAX7452芯片的內(nèi)部功能如圖1所示，芯片集成了一個(gè)2階低通濾波器，可抑制帶外噪聲，減少視頻A/D轉(zhuǎn)換前的低通濾波電路，減少傳輸過(guò)程中不必要的信號(hào)干擾，從而保證了圖像質(zhì)量。另外，MAX7452還具有自動(dòng)增益控制（AGC）功能，可自動(dòng)調(diào)整增益（±6 dB），以確保同步幅度歸一化到標(biāo)準(zhǔn)視頻電平；同時(shí)芯片另有輸出增益控制，如圖3所示，將GAIN SET管腳接高電平，可設(shè)置緩沖器+6 dB的寬帶增益，將GAIN SET管腳拉至低電平，可設(shè)置緩沖器0 dB的寬帶增益，形成1∶1信號(hào)輸出的形式，作為A/D的輸入緩沖器用。并且，芯片集成有視頻丟失LOS信號(hào)，當(dāng)丟失15行以上的視頻同步時(shí)，LOS為高，當(dāng)視頻同步存在時(shí)，LOS為低[2-3]，可用于視頻丟失監(jiān)控，進(jìn)一步簡(jiǎn)化電視或紅外跟蹤儀的硬件設(shè)計(jì)要求。

2 應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)

選擇細(xì)同軸線來(lái)傳輸視頻信號(hào)，可靠性高，在伺服轉(zhuǎn)臺(tái)處易布線。細(xì)視頻同軸線如SYV-75-3可傳輸100～200 m時(shí)，不需要其他附加設(shè)備，使用簡(jiǎn)便，傳輸質(zhì)量完全能滿(mǎn)足要求，但傳輸200 m以上時(shí)，高頻成分存在衰減[3]，當(dāng)視頻基帶寬內(nèi)的高頻信號(hào)衰減超過(guò)3 dB時(shí)，清晰度將下降。另外視頻傳輸?shù)揭欢ň嚯x時(shí)，視頻信號(hào)同步頭還會(huì)衰減，傳輸越遠(yuǎn)，同步頭衰減越嚴(yán)重，并會(huì)對(duì)視頻信號(hào)的檢測(cè)和處理造成一定影響。例如，同步頭不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)要求時(shí)，一些視頻顯示控制臺(tái)用的視頻采集卡會(huì)認(rèn)為檢測(cè)不到視頻信號(hào)而報(bào)視頻故障。

選擇在電視攝像頭、紅外熱像儀以及視頻處理與控制單元處，各設(shè)計(jì)一個(gè)視頻穩(wěn)定放大器MAX7452，對(duì)視頻的信號(hào)進(jìn)行保真?zhèn)鬏?，如圖2所示，可減少視頻高頻成分衰減和圖像清晰度下降，穩(wěn)定電視/紅外視頻跟蹤儀跟蹤目標(biāo)所需的圖像細(xì)節(jié)和亮度幅值以及同步頭的完整性，保證光電跟蹤儀的正常運(yùn)行。

在電視攝像頭及紅外熱像儀的視頻輸出發(fā)送端，MAX7452設(shè)置為禁止自動(dòng)增益控制（AGCD接VCC），輸出緩沖增益控制為+6 dB（GAIN SET接VCC），向標(biāo)準(zhǔn)視頻負(fù)載（150 Ω）輸出2 V（P-P,峰峰值）的滿(mǎn)幅視頻信號(hào)，如圖3所示。在視頻跟蹤儀接收端的視頻處理與跟蹤單元，設(shè)置視頻負(fù)載匹配電阻為75 Ω，同時(shí)MAX7452設(shè)置為自動(dòng)增益控制（AGCD接GND），無(wú)輸出緩沖增益控制（GAIN SET接GND）的輸出至A/D采樣，穩(wěn)定視頻輸入為1 V（P-P）的亮度幅值，滿(mǎn)足長(zhǎng)線傳輸后視頻的采集保真度，并且不需要視頻傳輸中繼處理，如圖4所示。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

視頻經(jīng)過(guò)電纜傳輸，1 V（P-P）視頻一般衰減至0.95 V（P-P），而本設(shè)計(jì)電路測(cè)試在帶有匹配電阻負(fù)載時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)衰減至0.5 V（P-P）時(shí)，仍能夠?qū)⑹д娴囊曨l穩(wěn)定為1 V（P-P），并正常驅(qū)動(dòng)輸出至視頻處理與控制單元的A/D采樣電路。

如圖5及圖6所示的光電跟蹤儀聯(lián)調(diào)時(shí)的測(cè)試信號(hào)，用電視攝像頭或紅外熱像儀對(duì)準(zhǔn)遠(yuǎn)處的點(diǎn)源亮點(diǎn)，在視頻處理與跟蹤單元檢測(cè)視頻信號(hào)的對(duì)比度幅值，與未采用視頻調(diào)理器MAX7452進(jìn)行傳輸和接收的跟蹤儀相比較，小信號(hào)的對(duì)比度從280 mV提升至304 mV，有效降低了長(zhǎng)線傳輸視頻衰減后對(duì)視頻處理小信號(hào)能力的影響，示波器信道CH1為未采用視頻信號(hào)調(diào)理時(shí)測(cè)試的長(zhǎng)線傳輸后的視頻信號(hào)，CH2為采用MAX7452進(jìn)行視頻驅(qū)動(dòng)放大和接收后的測(cè)試信號(hào)。另外從圖中可知，同步頭的衰減也通過(guò)采用視頻信號(hào)調(diào)理器MAX7452，從240 mV恢復(fù)了正常的300 mV左右，滿(mǎn)足了一般圖像采集卡對(duì)視頻完整性的要求。

4 結(jié)論

采用MAX7452視頻調(diào)理器實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻的自動(dòng)增益控制，保證了通過(guò)視頻同軸電纜傳輸電視、紅外視頻，滿(mǎn)足電視/紅外視頻跟蹤儀對(duì)視頻信號(hào)的保真要求，簡(jiǎn)化了視頻處理硬件電路，穩(wěn)定了視頻亮度幅值和信號(hào)完整性，減少了信號(hào)高頻損失，有利于視頻跟蹤儀的信號(hào)檢測(cè)、跟蹤和圖像顯示，并相應(yīng)提高了視頻弱小信號(hào)的檢測(cè)能力。

[1]葉耀斌.視頻模擬前端（AFE）電路原理詳解[J].現(xiàn)代顯示，2009（9）：40-42.

[2]原安娟，張遠(yuǎn).基于MAX7452的新型視頻穩(wěn)定放大器設(shè)計(jì)[J].有線電視技術(shù)，2006，30（12）：90-91.

[3]聶雄.智能電視信號(hào)監(jiān)測(cè)報(bào)警器的設(shè)計(jì)[J].電視技術(shù)，2011，35（4）：33-36.

[4]黃一凡，王慧穎.監(jiān)控系統(tǒng)圖象信號(hào)傳輸線纜的選擇[J].林業(yè)科技情報(bào)，2008，40（3）：90-91.