Устройство аналогового камкордера. Принципиальная схема.

Устройство аналоговой камерной головки. Камерный канал. Телевизионный тракт.

Устройство цифровой камерной головки. Камерный канал. Телевизионный тракт.

Устройство цифрового камкордера. Принципиальная схема.

Аналоговые камерные головки

Заканчивающийся 97 год ознаменован решительным переходом всех фирм, производящих профессиональные и вещательные камеры, к цифровой обработке сигналов в камерных головках. Однако аналоговая продукция еще ряд лет будет в ходу, и уже поэтому заслуживает внимания.

Современные аналоговые камерные головки - достаточно универсальные устройства, которым с помощью различных аксессуаров могут быть приданы разные функции. Так, с помощью специального адаптера камерная головка через триаксиальный кабель или волоконно-оптическую линию может быть присоединена к камерному каналу или, как иногда говорят, к базовой станции. Надо сказать, что присоединение камер с помощью волоконно-оптических кабелей - далеко не новость, преимущества этого уже давно оценены по достоинству. Однако долгое время дело шло вяло и только в последнее время стало нормой. Камерные головки, как правило, могут быть состыкованы с видеомагнитофонами самых различных форматов и производства разных фирм. Блок " камерная головка + видеомагнитофон" называют видеокамерой. Среди " камерной" продукции есть и моноблочные конструкции, в которых камерная головка и видеомагнитофон неразъемные.

Что такое камкордер? Пятнадцать лет назад такого слова просто не существовало. Оно возникло путем слияния двух слов, очень верно отражая сущность предмета, взяв первую половину от слова сamera, и вторую - от recorder. Таким образом, камкордер - это камера, сочлененная с видеомагнитофоном. В России этому понятию эквивалентно слово видеокамера, которое мы используем, обозначая камеру бытового назначения, что, однако, уже не соответствует действительности, поскольку уже давно существуют профессиональные моноблочные видеокамеры.

Ранее высокое качество формируемой телевизионной картинки обеспечивалось только студийной телевизионной камерой, сигнал которой передавался напрямую в эфир или записывался на отдельно расположенный видеомагнитофон, который, из-за своих значительных габаритов, находился на некотором удалении от нее. Репортажный комплекс также представлял собой комбинацию из двух отдельных аппаратов: телевизионной камеры и видеомагнитофона.

Именно микроэлектроника позволила объединить в одной конструкции телевизионную камеру и видеомагнитофон. Причем, аппарат, в котором камера конструктивно неотделима от ВМ, получил название моноблока. Это устройство нашло широкое применение в тележурналистике.

Структура видеокамеры

На рис. представлена укрупненная схема видеокамеры, которая состоит из объектива, камерной головки, видеомагнитофона и устройства управления. Остановимся на характеристиках основных узлов аппарата.

Оптическая часть
Рис. 2. Камерная головка

К объективу цифровой видеокамеры предъявляются требования повышенной разрешающей способности из-за малого размера элемента разложения прибора с зарядовой связью (ПЗС). Кроме того, объектив должен быть легким, надежным и формировать изображение с наименьшими искажениями. Наилучшими считаются объективы фирм Canon и Fujinon. Объективы имеют регулируемые диафрагму, трансфокатор и фокусировку. Они снабжаются дополнительными сменными светофильтрами. Основной блок видеокамеры - камерная головка (рис. 2), которая состоит из узла преобразования " свет-сигнал" и цифрового процессора обработки сигнала изображения (рис. 3). Узел преобразования " свет-сигнал" и объектив составляют оптическую часть видеокамеры и представлены на рис. 4. Сразу за объективом расположен фильтр нижних пространственных частот и светоделительная призма с цветными фильтрами, которая разделяет световой поток на три спектральные составляющие - красную (R), зеленую (G) и синюю (B) - по числу преобразователей изображения на ПЗС. Так как преобразователи на ПЗС имеют максимальную чувствительность в ИК-области спектра, а необходимо иметь кривую спектральной чувствительности камеры, близкую к кривой чувствительности глаза, то в оптическую часть камеры входит фильтр ИК-отсечки.

Рис. 3. Цифровой процессор сигнала

Рис. 4. Оптическая часть видеокамеры

Телевизионный тракт (от света до света) в общем виде включает в себя следующие устройства:

Видеокамера. Объектив проецирует изображение на светочувствительную поверхность. Схема развертки по строчкам считывает яркость элементов изображения. Сначала передаются нечётные строки (1-е поле), затем чётные (2-е поле). Информация о цвете передаётся на поднесущей частоте. Так формируется кадр полного цветного телевизионного сигнала ПЦТС. Для съёмки и передачи документов применяются специализированные документ-камеры.

Видеомагнитофон (не обязательно). Записывает и в нужный момент воспроизводит чередование строк и полей.

Передатчик. Сигнал радиочастоты модулируется телевизионным сигналом и излучается в эфир (возможна трансляция по кабелю). Звук передается на отдельной частоте обычно при помощи частотной модуляции.

Приёмник — телевизор. С помощью синхроимпульсов содержащихся в ПЦТС телевизионный кадр разворачивается на экране (кинескоп, ЖК панель, плазменная панель) в точном порядке следования строк изображения.

8. Аналоговый телесигнал. Достоинства и недостатки.

Наше поколение живет в эпоху научно- технической революции, но поскольку мы находимся «внутри процесса», то не замечаем стремительной смены поколений окружающих нас технических устройств. Если раньше бытовая техника могла служить десятилетиями, то сейчас за два-три года она безнадежно устаревает – появляются новые идеи, новые технологии и материалы, которые позволяют эти идеи реализовать.

С момента создания первых искровых передатчиков радиоэлектронная аппаратура была аналоговой. Однако после Второй мировой войны, когда был изобретен биполярный и полевой транзистор, были разработаны первые интегральные микросхемы, цифровые технологии начали завоевывать себе место под солнцем. С точки зрения схемотехники цифровая аппаратура сложнее аналоговой, однако ее функциональные возможности гораздо шире, а некоторые из них принципиально недостижимы при аналоговой обработке сигнала. Несмотря на это, в области современных телевизионных технологий аналоговые видеосигналы применяются весьма широко и не собираются уходить в прошлое.

Проблема цифрового представления видеосигнала состоит в том, что ширина его спектра во много раз больше ширины спектра такого же видеосигнала, но в аналоговой форме. Современные системы цифрового телевидения, на которые постепенно переходят во всем мире, не способны работать с несжатым сигналом. Его приходится кодировать с помощью алгоритма MPEG, а это, как известно, алгоритм с потерей качества. Вот и выходит, что несмотря на развитие и совершенствование цифровых технологий, проще и дешевле для передачи видеосигнала на большие расстояния пользоваться аналоговыми видеоформатами: и ширина спектра сигнала вполне приемлема, и парк оборудования обширен, да и технологии отработаны до совершенства. Цифровые интерфейсы DVI и его развитие HDMI – это, в общем, интерфейсы хоть недалекого, но будущего, да и предназначены они для решения других задач.

Аналоговый видеосигнал, используемый в современных телевизионных системах, может быть композитным и компонентным.

Композитные видеосигналы

Композитный (CV, composite video) – это простейший вид аналогового видеосигнала, в котором информация о яркости, цвете и синхронизации передается в смешанном виде. На ранних этапах развития видеотехники именно композитный сигнал передавался по коаксиальному кабелю, соединявшему видеомагнитофоны или видеоплееры с телевизорами. Более совершенным вариантом композитного сигнала является сигнал S-Video. Этот вид аналогового видеосигнала обеспечивает раздельную передачу сигнала яркости (Y) и двух объединённых сигналов цветности (C) по независимым кабелям, из-за чего этот сигнал называют еще YC. Поскольку сигналы яркости и цветности передаются раздельно, сигнал S-Video занимает значительно более широкую полосу частот, чем композитный. По сравнению с композитным видеосигналом, S-Video обеспечивает заметный выигрыш в чёткости и устойчивости изображения, в меньшей степени – в цветопередаче. S-Video широко используется в полупрофессиональной аппаратуре, вещательными студиями, а также при записи на 8-мм пленку в стандарте Hi-8 фирмы Sony.
Для телевидения высокой четкости и компьютерного видео эти интерфейсы не подходят, поскольку не обеспечивают необходимого разрешения изображения.

Компонентные видеосигналы

Для достижения максимального качества изображения и создания видеоэффектов в профессиональном оборудовании видеосигнал разделяется на несколько каналов. Например, в системе RGB видеосигнал делится на красный, синий и зеленый компоненты, а также сигнал синхронизации. Такой сигнал еще называют сигналом RGBS, наибольшее распространение он получил в Европе. В зависимости от способа передачи сигналов синхронизации сигнал RGB имеет несколько разновидностей. Если синхроимпульсы передаются в канале зеленого цвета, то сигнал называют RGsB, а если сигнал синхронизации передается во всех цветовых каналах, то RsGsBs. Для подключения сигнала RGBS используют кабели с четырьмя разъемами BNC или разъем SCART. Кабель для видеосигнала RGBS с разъемами BNC

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 Следующая ⇒