Оба типа рассмотренных нами инфракрасных галогенных осветителей поставляются с различными типами дисперсионных линз, и желательно знать наилучший для заданных условий угол освещаемого сектора. Если инфракрасный пучок сконцентрирован в узком угле, телекамера сможет «видеть» дальше, если используются соответствующие объективы с узким углом обзора (или если вариообъектив установлен на «zoom in»).
Инфракрасный свет галогенных ламп дает наилучшее возможное освещение для черно-белых ПЗС-матриц, но короткий срок службы таких ламп способствовал развитию новых технологий, одна из которых — это твердотельные инфракрасные светодиоды, объединенные в матричную структуру. В этом случае инфракрасное излучение создается специальными инфракрасными светодиодами, которые обладают гораздо большей эффективностью, чем стандартные диоды, и излучают значительное количество света.
Такие инфракрасные осветители могут иметь различную мощность: 7 Вт, 15 Вт, 50 Вт. Они не такие мощные, как галогенные лампы, но их средняя наработка на отказ составляет более 100 000 часов (20–30 лет непрерывной работы в ночной период).
Насколько далеко можно видеть с такими ИК-осветителями, опять же зависит от используемой телекамеры и ее спектральной характеристики. Чтобы лучше представить себе расстояния, рекомендуется провести испытания на месте в ночное время.
Угол освещаемого сектора ограничен углом излучения светодиодов, который обычно составляет 30–40°, если только перед светодиодной матрицей не установлено дополнительной оптики.
Рис. 12.21. Твердотельный инфракрасный излучатель
Инфракрасный лазерный диод — это еще один тип инфракрасного излучателя. Возможно, не такой мощный, как светодиодный, но зато при использовании лазерного источника получается когерентное излучение с точной длиной волны. Типичный лазерный диод излучает свет в очень узком угле, поэтому для рассеяния луча (обычно до 30°) используются небольшие линзы. Лазерные диоды потребляют очень мало энергии. Они концентрируют когерентное излучение в один луч, но срок безотказной работы у них ниже, чем у светодиодных приборов, и обычно составляет порядка 10000 часов (примерно 2–3 года непрерывной работы в ночной период). Главные преимущества лазерного инфракрасного прибора — малое энергопотребление и небольшие размеры.
Нет необходимости упоминать о том, что цветные телекамеры не могут воспринимать инфракрасный свет из-за наличия в них инфракрасного отсекающего фильтра. Однако, некоторые производители телекамер предложили новые идеи: установка ПЗС-матрицы для дневного видеонаблюдения и преобразование этой же матрицы в черно-белую путем удаления инфракрасного отсекающего фильтра для ночного видеонаблюдения.
Другие используют более простые методы, например: можно поместить две матрицы (цветную и черно-белую) в одну телекамеру и разделить свет полупрозрачным зеркалом.
Довольно часто, даже если при инсталляции системы были предприняты все меры предосторожности, могут возникнуть проблемы особой природы: «земляные петли» (паразитное заземление).
«Земляная петля» — это нежелательное явление, вызванное разностью потенциалов между двумя удаленными точками системы. Обычно между телекамерой и видеомонитором, но может быть между телекамерой и видеокоммутатором или между двумя телекамерами, особенно если они подключены последовательно (с целью синхронизации) (Представляется, что причина образования «земляной петли» не столько в наличии внешнего электромагнитного излучения, сколько в том, что при питании телекамеры и видеомонитора от различных источников сетевого напряжения образуются выравнивающие токи от нулевых фаз. Эти токи протекают по экранирующей оплетке коаксиального кабеля, что наиболее заметно проявляется при питании приборов от разных фаз. Прим. ред.). На изображении появляются волнообразные искажения. Небольшие «земляные петли» могут быть вообще незаметными, но более существенные оказывают очень раздражающее воздействие на зрителя.
Если такое все же происходит, то единственный выход — это изолировать гальваническим образом оба конца. Обычно для этого используется изолирующий трансформатор, иногда называемый корректором «земляной петли» или устройством подавления шума.
Паразитные контуры можно исключить (или по крайней мере минимизировать), используя видеомониторы или оборудование обработки видеосигнала с восстановлением постоянной составляющей. При этом волнообразно искаженный видеосигнал привязывается к уровню синхроимпульсов с тем, чтобы затем регенерировать видеосигнал с неискаженным уровнем постоянной составляющей. Это на деле исключает низкочастотные наводки, которые являются наиболее распространенным искажением в случае образования «земляной петли». Еще лучшее решение, правда, более дорогое, — использование оптоволоконного кабеля вместо коаксиального, хотя бы между удаленно расположенной телекамерой и видеомонитором.
Рис. 12.22. Корректор «земляной петли»
Рис. 12.23. «Земляная петля»
Молния — это природное явление, с которым ничего не поделаешь. Приемники сигналов телеуправления поворотными устройствами особенно уязвимы, так как именно в этой зоне сконцентрированы кабели передачи видеосигнала, питания и управления. Настоятельно рекомендуется хорошее и надежное заземление в районах с интенсивными грозами и, конечно же, разрядники для защиты от атмосферных перенапряжений (так называемые искровые или грозоразрядники) должны быть встроены во все каналы системы (управления, видео и др.). Большинство приемников сигналов телеуправления поворотным устройством снабжены искроразрядниками, встроенными в разъемы входа данных, и/или имеется гальваническая изоляция с помощью изолирующих трансформаторов.
Искровые разрядники — это специальные устройства, состоящие из двух электродов, включенных в разрыв кабеля, которые помещены в специальные газонаполненные трубки. Это обеспечивает разряд избыточного напряжения, наведенного молнией. Они помогают, но не дают 100-процентной защиты.
Относительно молний важно знать одну вещь: она опасна не только тогда, когда попадает прямо в телекамеру или кабель, но даже если ударяет поблизости. Вероятность прямого попадания молнии близка к нулю. Более вероятно, что молния ударит где-то рядом (в паре сотен метров от телекамеры). Индукция от такого разряда достаточна, чтобы вызвать необратимые разрушения. Сила молнии может превышать 10 000 000 В и 1 000 000 А — представьте себе, какова будет индукция. И опять, как и с «земляной петлей», лучшая защита от молний — это использование оптоволоконного кабеля, без металлических соединений не будет и наведенного напряжения.
Рис. 12.24. Устройства молниезащиты
Если используется коаксиальный кабель для передачи видеосигнала на расстояния, большие, чем это рекомендовано для данного типа кабеля, то используются магистральные усилители (иногда называемые видеоэквалайзерами или кабельными компенсаторами).
Роль усилителя-эквалайзера проста: он усиливает и корректирует видеосигнал так, чтобы поступающий на видеомонитор сигнал уже был (более или менее) восстановлен до такого уровня, который сигнал имел бы при непосредственном соединении телекамеры с видеомонитором.
Если при дистанционном соединении не используется усилитель, то общее сопротивление и емкостное сопротивление кабеля существенно влияет на качество видеосигнала как по уровню, так и по полосе частот. Если в системе используется пара сотен метров коаксиального кабеля (RG-59), то уровень видеосигнала может упасть от нормального с размахом 1 В до 0.2 В или 0.3 В.