Пояснительная записка (1089301), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Частотная полоса видеосигнала с разрешением 300 ТВ-линий, соответствует 2,75 МГц (150 периодов на 55 мкс развертки). В настоящее время полоса пропускания усилителя в 1,5-2 раза превосходит необходимую, поэтому разрешение ограничивается дискретностью ПЗС-матрицы. Однако композитный цветной видеосигнал передается на поднесущей (в стандарте PAL частота 4,4 МГц) и сигнал яркости принудительно ограничивается полосой 3,8 МГц. Это соответствует разрешению около 420 ТВ-линий. Для повышения разрешения в этих случаях сигнал передается на монитор с Y-C (S-VHS) или с компонентного (RGB) выхода камеры по отдельным двум (Y- С) или трем (RGB) коаксиальным кабелям. При этом все промежуточное оборудование также должно обладать входами/выходами типа Y-C (или RGB).

Чувствительность телекамеры - это минимальная освещенность на объекте, при которой можно различить переход от черного к белому. Обычно указывают минимальную освещенность на объекте, измеренную в стандартизированных условиях - коэффициент отражения объекта 0,75 и светосила объектива 1,4. Формула, связывающая освещенность на объекте и на матрице:

где и освещенность ПЗС-матрицы и объекта, R-коэффициент отражения объекта, F -светосила объектива.

Значения минимальной освещенности на матрице и на объекте отличаются более чем в 10 раз. Например, если указано, что минимальная освещенность на матрице равна 0,025 люкс, то это значит, что при объективе Fl,4, минимальная освещенность объекта 0,25 люкс, а это весьма средне для современной телекамеры. По сравнению с человеческим глазом чувствительность ч/б телекамер существенно сдвинута в ИК область, что позволяет использовать при недостаточной освещенности специальные ИК прожектора. Цветные телекамеры значительно менее чувствительны и в ИК спектре нечувствительны вовсе.

Чувствительность большинства современных ч/б камер порядка 0,01-1 люкс для Fl,2. Камеры "Burle" ТС-552АХ; "Panasonic" WV-BP310 могут использоваться без ИК подсветки, им вполне достаточно лунного света.

Автодиафрагма и электронный затвор нужны для поддержания на матрице постоянного количества света. Объективы с автодиафрагмой (autoiris) изменяют величину входного отверстия, подобно зрачку человеческого глаза, в зависимости от освещенности. Сигнал получается с хорошей контрастностью, без засветки или затемнения. Автоматический электронный затвор - аналог выдержки фотоаппарата. Скорость переключения затвора может достигать до 1/100000 сек.

В зависимости от решаемой функциональной задачи различают телевизионные камеры общего применения, камеры среднего и высшего классов. Камеры общего применения формируют приемлемое изображение в «тепличных» условиях, характеризуются минимальным набором регулировок, дешевизной и используются на объектах категорий Б, В (табл. 1.2). Камеры среднего класса имеют улучшенные технические параметры и используются на объектах категории Б. Камеры высшего класса имеют наилучшие показатели чувствительности, разрешающей способности, рабочего диапазона освещённости, большое количество дополнительных функций и регулировок и несмотря на высокую цену широко применяются на объектах категории А.

Таблица 1.2 Категории защищаемый объектов

В настоящее время Российский рынок достаточно насыщен телекамерами. Можно встретить практически любые камеры - от многофункциональных цифровых ("Panasonic" WV-CP410, "Hitachi" VK- С220Е, "Sony" DXC-107AP) до сверхминиатюрных, предназначенных для скрытой установки (Watec" WAT-660, WAT-704R, "Elmo" QN-410E). Среди производителей высококачественных телевизионных камер можно выделить американские компании "Burle" и "Cohu", японские " Hitachi", "Sony", "JVC", "Panasonic", " Watec". Среди большого числа камер, производимых в Азии, на российском рынке, особенно широко представлены модели фирм: "Mintron", "Hi-Sharp", Chirper", "Cs-Lilin (Тайвань), "Samsung" (Корея). Но здесь надо иметь в виду, что случаи поставок некачественной техники из Азии не так уж редки.

1. Устройства отображения видеоинформации

Мониторы - делятся на 2 класса: цветные и черно-белые. Основные параметры - размер экрана и разрешающая способность. Мониторы с небольшим экраном (5", 9", 12") используются для выводов изображения в полноэкранном режиме, оно удобны для компактного размещения в стойке. Для просмотра мультикартины (одновременный вывод изображения от нескольких телекамер) применяют мониторы 14", 17", 21".

Чтобы выводить сигнал с телекамер без потери качества, разрешение мониторов (черно-белых) должно быть не менее 600 ТВ-линий. Некоторые модели имеют встроенные свитчеры или квадраторы. Сами мониторы отличаются повышенной надежностью.

Современные телесистемы могут насчитывать десятки камер. Для управления ими используют несколько различных типов приборов: видеокоммутаторы, квадраторы, мультиплексоры, матричные коммутаторы - устройства обработки видеоизображения. Выбор того или иного типа оборудования зависит от задач охраны, количества камер в системе и требований к качеству видеозаписи и выводимого на экран изображения.

В традиционных системах телевизионного наблюдения, в основном, используются телевизионные мониторы с диагональю 9,12, 14 и 15 дюймов и разрешением 500...800 ТВ-линий. Размер экрана мониторов: для черно-белых ~ 9" (23 см), 12" (31 см), 17^й (43 см), 19" (47 см); для цветных — 14" (36 см) и 21" (51 см). Горизонтальное разрешение для мониторов может составлять:

для черно-белых ~ 750, 800, 900 и 1000 линий, для цветных ~ 240, 300, 320 и 450 линий.

В системах телевизионного наблюдения наиболее широко применяются черно-белые мониторы с размером экрана 9 и 12^м. При использовании квадраторов и видеопроцессора предпочтительнее использование мониторов с размером экрана 12 и 17". Видеомонитор должен обеспечивать строгое соответствие изображения подаваемому на него видеосигналу. Параметры, определяющие качество изображения монитора:

• четкость;

• фокусировка;

• воспроизведение цвета;

• сведение;

• геометрические искажения.

Видеомонитор должен обеспечивать высокую долговременную стабильность и не требовать регулярной калибровки. Надежность также зависит от того, насколько оптимальны решения для электроники, насколько прочна и удобна механическая конструкция.

1. Свойства телевизионного сигнала

Видеосигнал содержит частотные составляющие в полосе от f_min до f_max и низкие частоты в частотном интервале 0..2 Гц необходимые для передачи средней составляющей сигнала. Максимальная частота определяется формулой

Где время развертки одного элемента изображения.

Число элементов, передаваемых в одну секунду No=kz 2fk,

где к-формат изображения-4:3;

z-число строк-625;

fk-частота кадров-50Гц;

р-Кэлл-фактор принимаемый равным 0.9.

Таким образом верхняя частота спектра для идеализированной системы равна -11.7МГц. Этот результат справедлив для построчной развертки. Для используемой в телевидении и системах теленаблюдения чересстрочной развертки верхняя частота снижается до 6 МГц.

Спектр видеосигнала прерывистый, содержащий гармоники кратные частоте повторения строк. Вокруг этих гармоник строчной частоты группируются достаточно узкие полосы сигналов боковых частот, обусловленные вертикальной разверткой и движением деталей изображения. Такой характер спектра позволяет совместить два и более спектра аналогичных сигналов. Это свойство спектра использовано в цветном телевидении. Ниже приведены изображения видеосигналов во временной и частотной областях (спектр для цветовой системы PAL).

Рис. 1.2 Форма видеосигнала

Рис.1.3 Спектр видеосигнала

1. Передача телевизионного сигнала по линиям связи

Самыми распространенными средствами передачи видеоинформации в охранном телевидении являются:

• коаксиальный кабель;

• кабель витой пары;

• радиочастотная передача;

• связь с помощью инфракрасного излучения;

• оптико-волоконный кабель.

В недорогих системах видеонаблюдения с небольшой протяженностью линий самыми распространенными являются передача по коаксиальному кабелю и витой паре.

1. Коаксиальные линии

Практически все системы видеонаблюдения, созданные ранее, и достаточно большое количество устанавливаемых в настоящее время систем используют именно этот способ передачи видеосигнала.

Конструкция кабелей

Коаксиальный кабель представляет собой два металлических проводника цилиндрической формы, расположенных один внутри другого так, что их оси совпадают. Пространство между ними заполнено изолирующим диэлектриком. Внешний проводник окружен непроводящей оболочкой, обеспечивающей защиту от воздействия окружающей среды. Основными достоинствами коаксиальной линии являются следующие:

• отсутствие потерь на вихревые токи и джоулево тепло в окружающих металлических частях;

• минимальное мешающее влияние коаксиальной линии на соседние цепи и малая подверженность помехам извне;

• возможность передачи широкого спектра частот сигналов.

К недостаткам можно отнести малую защищенность от помех в области нижних частот (до 60 кГц).Электромагнитное поле в коаксиальной линии заключено в пространстве между центральным и внешним проводниками. При передаче по коаксиальному кабелю высокочастотной энергии по проводникам текут переменные токи, которые благодаря скин-эффекту сосредоточены в тонком слое металла (единицы микрометров), причем толщина этого слоя уменьшается с ростом частоты сигнала. Ток, возбуждаемый источником сигнала, протекает по внутренней поверхности оплетки. Токи, создаваемые внешними источниками (помехи), протекают по наружной поверхности оплетки. Параметрами, характеризующими геометрию коаксиального кабеля, являются:

Рис.1.4 Конструкция коаксиального кабеля

• диаметр центрального проводника d;

• внутренний диаметр оболочки (оплетки) D;

• наружный диаметр защитной термопластовой оболочки В.

Конструкция коаксиального кабеля представлена на (рис. 1.4). Внутренний (центральный) проводник изготовлен (в зависимости от типа кабеля) из меди (Си) или из стали, плакированной медью (CCS). Использование стального омедненного проводника повышает прочность кабеля и надежность соединений. Применение физически вспененного полиэтилена (РЕЕ) позволяет уменьшить потери, связанные с поляризацией диэлектрика, и снизить погонное затухание ВЧ-сигнала в кабеле. Изолирующий слой диэлектрика окружает слой алюминиевой (А1) фольги, усиленной полиэфирной подложкой. Экранирующий проводник (оплетка) выполнен из алюминиевых (А1), медных (Си) ИЛИ луженых медных (CuSn) проводников. Такая конструкция оплетки обеспечивает высокий коэффициент экранирования и надежно защищает от внешних источников помех. От воздействия внешней среды кабели защищает термопластовая оболочка из PVC или из плотного полиэтилена (РЕ). Оболочка может быть выполнена из белого или черного термопласта. Наружный диаметр защитной оболочки различных модификаций коаксиальных кабелей хорошо согласуется с размерами F-коннекторов, которые используются для соединения линии передачи с промежуточными и оконечными устройствами тракта передачи сигнала. На оболочке наносят хорошо различимые метровые метки и марка кабеля.

1. Основные электрические параметры кабелей

Геометрические размеры коаксиального кабеля и применяемые материалы определяют электрические параметры-погонную емкость (С0), погонную индуктивность (L0), погонное активное сопротивление (R0). Эти параметры позволяют рассчитать другие характеристики кабеля.

1. Волновое сопротивление коаксиального кабеля

Для того чтобы передача сигнала по коаксиальной линии от источника до нагрузки осуществлялась с наибольшей эффективностью, необходимо, чтобы в кабеле был реализован режим бегущей волны. При этом отражения ВЧ-энергии от нагрузки минимальны. Обычно элементы ВЧ-тракта имеют входной импеданс 50 Ом или 75 Ом. Волновое сопротивление коаксиального кабеля Z_c [Ом] может быть определено по известной формуле:

Характеристики

Список файлов ВКР