视频调理器MAX7452在电视/红外视频跟踪仪中的应用

2011-06-07曹玉东

电视技术 2011年17期

王刚，曹玉东

（1.海装西安局，陕西西安 710065；2.中国电子科技集团公司第27研究所，河南郑州 450047）

0 引言

在光电跟踪仪中，电视或红外热像仪视频信号的传输一般采用视频同轴线传输。视频信号的传输质量对电视或红外跟踪系统的图像显示、目标检测和跟踪影响很大，选择合适的视频调理器进行驱动传输非常重要。

标准视频信号包含的频率成分非常丰富，视频放大首先是宽频放大，其次由于光电跟踪仪的跟踪处理需要先将模拟视频进行数字化处理,相应的视频采样、转换以标准视频的同步后肩为基准，视频放大输出的后肩电平需要可调或固定在某一电平以便后续作A/D转换[1]。选用合适的视频放大器不仅可以降低有效带宽以外的信号干扰，确保图像质量，而且还能够简化视频信号滤波、钳位、字符叠加电路的处理形式，节省红外或电视摄像机内宝贵的印制板空间。在研制某型电视/红外视频跟踪仪时，结合上述要求，选择了MAXIM公司的MAX7452进行视频调理，取得了良好的效果。

1 视频调理器MAX7452功能简介

MAX7452芯片的内部功能如图1所示，芯片集成了一个2阶低通滤波器，可抑制带外噪声，减少视频A/D转换前的低通滤波电路，减少传输过程中不必要的信号干扰，从而保证了图像质量。另外，MAX7452还具有自动增益控制（AGC）功能，可自动调整增益（±6 dB），以确保同步幅度归一化到标准视频电平；同时芯片另有输出增益控制，如图3所示，将GAIN SET管脚接高电平，可设置缓冲器+6 dB的宽带增益，将GAIN SET管脚拉至低电平，可设置缓冲器0 dB的宽带增益，形成1∶1信号输出的形式，作为A/D的输入缓冲器用。并且，芯片集成有视频丢失LOS信号，当丢失15行以上的视频同步时，LOS为高，当视频同步存在时，LOS为低[2-3]，可用于视频丢失监控，进一步简化电视或红外跟踪仪的硬件设计要求。

2 应用电路的设计

选择细同轴线来传输视频信号，可靠性高，在伺服转台处易布线。细视频同轴线如SYV-75-3可传输100～200 m时，不需要其他附加设备，使用简便，传输质量完全能满足要求，但传输200 m以上时，高频成分存在衰减[3]，当视频基带宽内的高频信号衰减超过3 dB时，清晰度将下降。另外视频传输到一定距离时，视频信号同步头还会衰减，传输越远，同步头衰减越严重，并会对视频信号的检测和处理造成一定影响。例如，同步头不满足标准视频信号要求时，一些视频显示控制台用的视频采集卡会认为检测不到视频信号而报视频故障。

选择在电视摄像头、红外热像仪以及视频处理与控制单元处，各设计一个视频稳定放大器MAX7452，对视频的信号进行保真传输，如图2所示，可减少视频高频成分衰减和图像清晰度下降，稳定电视/红外视频跟踪仪跟踪目标所需的图像细节和亮度幅值以及同步头的完整性，保证光电跟踪仪的正常运行。

在电视摄像头及红外热像仪的视频输出发送端，MAX7452设置为禁止自动增益控制（AGCD接VCC），输出缓冲增益控制为+6 dB（GAIN SET接VCC），向标准视频负载（150 Ω）输出2 V（P-P,峰峰值）的满幅视频信号，如图3所示。在视频跟踪仪接收端的视频处理与跟踪单元，设置视频负载匹配电阻为75 Ω，同时MAX7452设置为自动增益控制（AGCD接GND），无输出缓冲增益控制（GAIN SET接GND）的输出至A/D采样，稳定视频输入为1 V（P-P）的亮度幅值，满足长线传输后视频的采集保真度，并且不需要视频传输中继处理，如图4所示。

3 实验结果

视频经过电缆传输，1 V（P-P）视频一般衰减至0.95 V（P-P），而本设计电路测试在带有匹配电阻负载时，将标准视频信号衰减至0.5 V（P-P）时，仍能够将失真的视频稳定为1 V（P-P），并正常驱动输出至视频处理与控制单元的A/D采样电路。

如图5及图6所示的光电跟踪仪联调时的测试信号，用电视摄像头或红外热像仪对准远处的点源亮点，在视频处理与跟踪单元检测视频信号的对比度幅值，与未采用视频调理器MAX7452进行传输和接收的跟踪仪相比较，小信号的对比度从280 mV提升至304 mV，有效降低了长线传输视频衰减后对视频处理小信号能力的影响，示波器信道CH1为未采用视频信号调理时测试的长线传输后的视频信号，CH2为采用MAX7452进行视频驱动放大和接收后的测试信号。另外从图中可知，同步头的衰减也通过采用视频信号调理器MAX7452，从240 mV恢复了正常的300 mV左右，满足了一般图像采集卡对视频完整性的要求。