視頻調理器MAX7452在電視/紅外視頻跟蹤儀中的應用

王 剛，曹玉東

（1.海裝西安局，陜西 西安 710065；2.中國電子科技集團公司 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的傳輸一般采用視頻同軸線傳輸。視頻信號的傳輸質量對電視或紅外跟蹤系統的圖像顯示、目標檢測和跟蹤影響很大，選擇合適的視頻調理器進行驅動傳輸非常重要。

標準視頻信號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行數字化處理,相應的視頻采樣、轉換以標準視頻的同步后肩為基準，視頻放大輸出的后肩電平需要可調或固定在某一電平以便后續作A/D轉換[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干擾，確保圖像質量，而且還能夠簡化視頻信號濾波、鉗位、字符疊加電路的處理形式，節省紅外或電視攝像機內寶貴的印制板空間。在研制某型電視/紅外視頻跟蹤儀時，結合上述要求，選擇了MAXIM公司的MAX7452進行視頻調理，取得了良好的效果。

1 視頻調理器MAX7452功能簡介

MAX7452芯片的內部功能如圖1所示，芯片集成了一個2階低通濾波器，可抑制帶外噪聲，減少視頻A/D轉換前的低通濾波電路，減少傳輸過程中不必要的信號干擾，從而保證了圖像質量。另外，MAX7452還具有自動增益控制（AGC）功能，可自動調整增益（±6 dB），以確保同步幅度歸一化到標準視頻電平；同時芯片另有輸出增益控制，如圖3所示，將GAIN SET管腳接高電平，可設置緩沖器+6 dB的寬帶增益，將GAIN SET管腳拉至低電平，可設置緩沖器0 dB的寬帶增益，形成1∶1信號輸出的形式，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，當丟失15行以上的視頻同步時，LOS為高，當視頻同步存在時，LOS為低[2-3]，可用于視頻丟失監控，進一步簡化電視或紅外跟蹤儀的硬件設計要求。

2 應用電路的設計

選擇細同軸線來傳輸視頻信號，可靠性高，在伺服轉臺處易布線。細視頻同軸線如SYV-75-3可傳輸100～200 m時，不需要其他附加設備，使用簡便，傳輸質量完全能滿足要求，但傳輸200 m以上時，高頻成分存在衰減[3]，當視頻基帶寬內的高頻信號衰減超過3 dB時，清晰度將下降。另外視頻傳輸到一定距離時，視頻信號同步頭還會衰減，傳輸越遠，同步頭衰減越嚴重，并會對視頻信號的檢測和處理造成一定影響。例如，同步頭不滿足標準視頻信號要求時，一些視頻顯示控制臺用的視頻采集卡會認為檢測不到視頻信號而報視頻故障。

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，各設計一個視頻穩定放大器MAX7452，對視頻的信號進行保真傳輸，如圖2所示，可減少視頻高頻成分衰減和圖像清晰度下降，穩定電視/紅外視頻跟蹤儀跟蹤目標所需的圖像細節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行。

在電視攝像頭及紅外熱像儀的視頻輸出發送端，MAX7452設置為禁止自動增益控制（AGCD接VCC），輸出緩沖增益控制為+6 dB（GAIN SET接VCC），向標準視頻負載（150 Ω）輸出2 V（P-P,峰峰值）的滿幅視頻信號，如圖3所示。在視頻跟蹤儀接收端的視頻處理與跟蹤單元，設置視頻負載匹配電阻為75 Ω，同時MAX7452設置為自動增益控制（AGCD接GND），無輸出緩沖增益控制（GAIN SET接GND）的輸出至A/D采樣，穩定視頻輸入為1 V（P-P）的亮度幅值，滿足長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 實驗結果

視頻經過電纜傳輸，1 V（P-P）視頻一般衰減至0.95 V（P-P），而本設計電路測試在帶有匹配電阻負載時，將標準視頻信號衰減至0.5 V（P-P）時，仍能夠將失真的視頻穩定為1 V（P-P），并正常驅動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調時的測試信號，用電視攝像頭或紅外熱像儀對準遠處的點源亮點，在視頻處理與跟蹤單元檢測視頻信號的對比度幅值，與未采用視頻調理器MAX7452進行傳輸和接收的跟蹤儀相比較，小信號的對比度從280 mV提升至304 mV，有效降低了長線傳輸視頻衰減后對視頻處理小信號能力的影響，示波器信道CH1為未采用視頻信號調理時測試的長線傳輸后的視頻信號，CH2為采用MAX7452進行視頻驅動放大和接收后的測試信號。另外從圖中可知，同步頭的衰減也通過采用視頻信號調理器MAX7452，從240 mV恢復了正常的300 mV左右，滿足了一般圖像采集卡對視頻完整性的要求。

4 結論

采用MAX7452視頻調理器實現對視頻的自動增益控制，保證了通過視頻同軸電纜傳輸電視、紅外視頻，滿足電視/紅外視頻跟蹤儀對視頻信號的保真要求，簡化了視頻處理硬件電路，穩定了視頻亮度幅值和信號完整性，減少了信號高頻損失，有利于視頻跟蹤儀的信號檢測、跟蹤和圖像顯示，并相應提高了視頻弱小信號的檢測能力。

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

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

[3]聶雄.智能電視信號監測報警器的設計[J].電視技術，2011，35（4）：33-36.

[4]黃一凡，王慧穎.監控系統圖象信號傳輸線纜的選擇[J].林業科技情報，2008，40（3）：90-91.