Рис. 5.56. Другое решение — телекамера для низких уровней освещенности с обратным расположением матрицы
Рис. 5.57. LLL-телекамера с фотоумножителем
Рис. 5.58. LLL-телекамера
Как и следует ожидать, из-за люминофорного покрытия срок службы фотоумножителя (или точнее среднее время наработки на отказ) невелико. Оно обычно составляет пару тысяч часов.
Чтобы продлить время жизни телекамеры, необходимы объективы с высоким F-числом (по меньшей мере F/1200), особенно если телекамера будет эксплуатироваться круглые сутки. Кроме того, в этом случае более приемлемым является объектив с инфракрасной коррекцией.
В современных специализированных телекамерах для связи между люминофорным экраном фотоумножителя и ПЗС-матрицей используется оптоволоконная пластина. Эта технология позволяет избежать дальнейших потерь света и улучшает четкость изображения.
Нет нужды говорить о том, что для создания сильного электростатического поля, необходимого для ускорения электронов, требуется соответствующий источник питания. Фотоумножитель такого типа можно купить отдельно и установить в телекамеру, но качество работы специализированных интегрированных телекамер намного лучше.
Еще один интересный и инновационный проект был предложен компанией PixelVision Inc. — ПЗС-камера с обратным расположением матрицы, которая работает без фотоумножителя. Эта телекамера, по утверждениям производителя, способна давать качественное изображение при низких уровнях освещенности, что раньше было под силу только телекамерам с фотоумножителем. В обычной телекамере матрица освещается спереди, что накладывает некоторые ограничения на характеристики телекамеры. В проекте специального устройства освещение и формирование заряда происходит через тыловую поверхность, благодаря чему фотоны беспрепятственно попадают на ПЗС, что дает высокую эффективность распознавания света в видимом и ультрафиолетовом диапазоне.
Производитель обещает более высокую разрешающую способность в условиях низкой освещенности — благодаря увеличению чувствительности, лучшее опознавание цели — благодаря повышенной контрастности и разрешению, низкую стоимость и длительный ресурс — благодаря увеличению надежности.
Рис. 5.59. Современная LLL-телекамера
Типичная ПЗС-телекамера потребляет около 3…4 Вт. Это значит, что для телекамеры с питанием 12 В требуется источник постоянного тока, обеспечивающий 300 мА. Телекамере с питанием от сети 24 В требуется не более 200 мА. По мере развития технологии телекамеры будут потреблять все меньше энергии.
Если несколько телекамер подсоединены к центральной линии электроснабжения, то следует принимать во внимание падение напряжения и не перегрузить блок питания.
Еще один важный фактор, который необходимо проверять при использовании блоков питания постоянного тока, это проверка — стабилизированный блок питания или нет. Например, если используется блок питания постоянного тока 12 В/2 A DC, то рекомендуется иметь запас примерно 25–30 % мощности для уменьшения перегрева. Тщательно выбирайте блок питания. Когда некоторые производители заявляют характеристику 12 В/2 А, то 2 А может означать лишь максимальное значение. Это обычно определено для кратковременных пиковых нагрузок. Другими словами, вы не можете рассчитывать на постоянный ток 2 А от любого источника с маркировкой 2 А. Это действительно зависит от изготовителя и от модели. Часто блок питания 12 В постоянного тока имеет выход 13.8 В, используемый для зарядки аккумуляторов. Учтите все это для уменьшения перегрева телекамеры, особенно если кабель, соединяющий телекамеру с блоком питания, короткий. Обычно, если кабель питания имеет длину пару сотен метров, никакого вмешательства не требуется из-за падения напряжения на проводах, но если телекамера находится поблизости от источника, то избыточная энергия где-то должна рассеиваться, и обычно это происходит в самой телекамере.
Проще говоря, телекамера 12 В DC нагревается, если она подключена к блоку питания 13.8 В, а не к блоку 12 В, и это плохо сказывается на отношении сигнал/шум.
Нестабилизированные источники постоянного тока (обычно в форме адаптеров) — это не очень здоровые вещи для ПЗС-телекамеры. Во-первых, высока вероятность того, что вы сожжете предохранитель телекамеры из-за бросков напряжения при подключении нагрузки (телекамеры в данном случае) и, во-вторых, при напряжении более чем 12 В в телекамере происходит дополнительное рассеяние энергии.
И, наконец, если внутри телекамеры нет дополнительных стабилизаторов напряжения (преобразователей постоянного тока, DC/DC) или если эта стабилизация плохого качества, то пульсации нестабилизированного напряжения могут попасть в считываемые импульсы, влияя на видеосигнал.
Рис. 5.60. Падение напряжения
С другой стороны, в большинстве стабилизированных блоков питания есть защита от короткого замыкания. Это значит, что даже если инсталлятор ошибется с полярностью или концовкой, то блок питания срежет выход, таким образом защитив блок и камеры от повреждений. К тому же, со стабилизированными блоками питания можно настроить напряжение, компенсируя падение напряжения.
Нестабилизированные блоки — совсем другое дело.
Падение напряжения следует учитывать при удаленном подключении камер. Это особенно важно для камер 12 В DC, так как падение напряжения при низких напряжениях больше. Это следствие формулы Р = UI. Для конкретного уровня потребления камеры, чем ниже уровень напряжения, тем меньше ток, что неявно усиливает падение напряжения в длинном силовом кабеле.
При использовании камер АС (переменного тока), прежде всего, следует обратить внимание на номинальное напряжение (большинство камер требуют 24 В). Довольно часто попадаются трансформаторы с указанным вторичным напряжением при полностью нагруженном трансформаторе, как в случае галогенных ламп. Это может ввести в заблуждение, так как с большими и постоянными нагрузками трансформаторы могут показывать более низкое напряжение, чем в случае подключения только одной камеры.
Потребление тока камерой АС минимально (от 200 до 300 мА), так что вам стоит поискать трансформаторы с номиналом в 24 В АС. Никоим образом не менее важна форма синусоиды, которая особо критична при использовании бесперебойных блоков питания (UPS). Если используется UPS, дающий ступенчатую синусоиду, то она может проинтерферировать с электроникой камеры и фазовой настройкой. Если UPS является частью системы видеонаблюдения, то правдоподобная синусоида это то, к чему следует стремиться.
Ниже мы ознакомимся с базовым расчетом падения напряжения в так называемом кабеле «figure-8», подсоединенном к одной камере 12 В DC.
Типичное сопротивление медных проводов, размеры и AWG приведены в таблице 5.3.