Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

Вибратор Герца был назван именем своего создателя во время самых решающих опытов, когда он устанавливал поляризацию волн. Для этого необходимо было получить более короткие волны, чем предыдущие – 4,5 м. Для этого Герц использовал медные стержни длиной 9 см и диаметром 3 см. Медные шары на концах стержней были диаметром 4 см. В результате этого опыта Герц получил волны длиной 60 см, частотой 500 МГц.

Чтобы обнаружить электромагнитные волны, Герц, по примеру приемного вибратора, создал излучающий вибратор, или резонатор. По сути, он представлял собой то же самое устройство, что приемный, но функции его отличались. В приемном вибраторе колебания тока возбуждаются под действием переменного электрического поля. При совпадении частоты вибратора с частотой электромагнитной волны в нем возрастает амплитуда колебаний. Герц регистрировал их, наблюдая в промежутке между проводниками приемного вибратора искорки.

Вибратор, по замыслу Герца, увеличил частоту колебаний волн в сотни раз, что помогло наблюдать быстрые электромагнитные колебания в лабораторных условиях. Он доказал, что, как и световые волны, электромагнитные могут преломляться, отражаться, интерферировать и поляризовываться. Герц измерил длину волн и рассчитал их скорость распространения.

Видеокамера

Видеокамера – это устройство, благодаря работе которого на светочувствительном слое получаются оптические образы снимаемых объектов. Светочувствительный слой приспособлен для записи статичных и движущихся изображений. Чтобы, помимо изображения, записывался и звук, видеокамеру оснащают микрофоном.

Видеокамера.

Предшественником видеокамеры была кинокамера; различие между ними состоит в том, что кинокамера снимает изображение на одноразовую пленку. Около 40 лет кинокамерой не пользовались частные владельцы, только создатели коммерческих фильмов. Кинокамеры были большими и тяжелыми, оборудование дорогим, единственным утвержденным стандартом была пленка 35 мм. С 1932 г. все переменилось. Появилась 8-миллиметровая пленка, в продажу стали поступать небольшие дешевые камеры. К середине 1950-х гг. производство видеокамер было поставлено на поток.

Видеокамера состоит из светонепроницаемого корпуса, объектива, видоискателя, светочувствительного слоя, устройства передачи сигнала, микрофона и светочувствительной электронной матрицы. Источником питания является батарея, спрятанная внутри видеокамеры.

Самая важная часть видеокамеры – объектив. Это оптическое устройство, передающее изображение на плоскость. Именно от его качества и состояния зависят резкость и четкость снимаемого изображения. Он состоит из системы линз, зеркал, может иметь систему фокусировки и затвор. Объектив формирует оптический образ объекта. Самые распространенные модели объективов: длиннофокусный, портретный, штатный («Волна МС», «Мир», «Ноктилюкс», «Эра», «Юпитер» и др.). Также определенный тип объектива используется в особом назначении. Портретный объектив дает мягкое изображение, минимальные геометрические искажения, поэтому используется для портретной съемки. Макрообъективом снимаются небольшие объекты достаточно крупным планом. Для съемки чертежей, документации используется репродукционный объектив, без геометрических искажений. Для того чтобы отобразить объект, достаточно 0,4—0,8 мегапикселей матрицы.

Название видоискателя говорит само за себя: он предназначен для определения объекта в кадре и фокусирования изображения, показывает резкость и параметры съемки. В видеокамерах используется электронный видоискатель. Его составляет матрица или передающая телевизионная трубка. Видоискатель, показывающий изображение с электронного сенсора на жидкокристаллический дисплей, называется беспараллаксным.

Основная задача микрофона в видеокамере состоит в том, чтобы преобразовывать звук в электрический сигнал.

Аналоговые видеокамеры, записывающие изображение на кассету, заменились повсеместно цифровыми, более удобными в съемке и хранении информации. Преимущества использования диска вместо кассеты бесспорны: компактность диска, долгосрочность хранения, оперативный доступ к любому моменту записи. В отличие от кассеты, на которой постоянно нужно находить свободное, не записанное ранее место, на диске действует принцип заполнения пустот, поэтому нельзя будет продолжать запись на уже отснятые кадры.

Цифровые видеокамеры (камкордеры) записывают видео на 8-сантиметровый DVD диск, или на HDD, жесткий диск, либо используют флэш-память. Для сжатия изображений используется формат MPEG-2 и MPEG-4.

Современные видеокамеры оснащены специальными устройствами, позволяющими убрать дрожание руки оператора, изменить четкость, фокус, записывать цвета, звуки с непревзойденным качеством, обеспечивающим высокий уровень обработки данных.

По мере того как изменяется внутреннее содержание видеокамер, изображение становится более совершенным, а съемка легкой, меняется и внешняя оболочка камкордеров. Производители выпускают камеры самых разнообразных видов, от камеры в форме яблока до мини-камеры, весящей всего 310 г. Последнее время очень популярными стали подводные съемки, раскрывающие тайны водных глубин, а также скрытые камеры видеонаблюдения и слежения, применяемые для охраны недвижимости и людей. Видеокамеры пригодились даже в медицине: в Англии зубные врачи встраивают миниатюрную камеру в ротовую полость пациента, чтобы рассмотреть труднодоступные участки. Изображение проецируется на видеоэкран, который находится рядом со стоматологическим креслом. Благодаря этому доктор может держать под контролем весь процесс лечения зубов.

Видеоусилитель

Видеоусилитель – это устройство, увеличивающее мощность видеосигнала. Энергия источника питания переходит за счет активного прибора в энергию сигнала на заданной частоте, и за счет этого мощность увеличивается. От физической природы активного прибора зависит проведение преобразования энергии источника питания в энергию сигнала.

Видеоусилители увеличивают импульсы, не имеющие высокочастотного заполнения, т. е. видеоимпульсы.

Одним из пионеров применения видеоусилителей является Дж. Байрд. С 1924 г. он занимался разработкой передачи черно-белого изображения на расстояние. Изобретатель добился желаемого результата после того, как усовершенствовал фотоэлектрический элемент кинокамеры и применил видеоусилитель.

Как и многие усилительные устройства, видеоусилители состоят из нескольких каскадов; ведь один каскад, как правило, не может обеспечить необходимое усиление. Каждый каскад имеет свою функцию, об этом говорят их названия: каскад предварительного усиления, входной каскад, выходной каскад и предоконечный каскад.

Видеоусилители увеличивают уровень входного сигнала и регулируют сигнал на средних и низких частотах. Кроме этого, они защищают от многих факторов: от перегрузки, короткого замыкания и от изменения полюса, питающего напряжение.

Наиболее распространенные модели – SVP-01-DA, SVP-01-Rack, SI-138, ВИДУС-12, LTC 5231, LTC 5234. Часто производители конструируют их в качестве распределителя в компактном корпусе либо распределителя в виде модулей, которые крепятся на стену или устанавливаются в аппаратурную стойку.

Видеоусилитель, наравне с генератором разверток, объективом, передающей телевизионной трубкой, является основным узлом видеокамеры.

Для сложной электромагнитной обстановки, возникающей на промышленных предприятиях и т. п., предназначен изолирующий усилитель. Он состоит из четырех каналов, принимает и передает видеоизображения в составе систем видеонаблюдения. Точки заземления между передающим и принимающим устройствами обладают разными потенциалами, за счет чего возникают фоновые помехи, но усилитель их устраняет.

Видеоусилитель устанавливают на другом конце кабеля, который имеет большую протяженность, либо в термобокс рядом с видеокамерой. Это уменьшает собственный шум усилителя и увеличивает точность принятия сигнала. Полученный сигнал с видеоусилителя выводится на входы низких частот видеомагнитофона, телевизора, видеомонитора или видеопередатчика.

Видеоусилитель также необходим при перезаписи с одного носителя информации на другой (с видеомагнитофона на видеомагнитофон). Комбинированный сигнал передается с помощью специального кабеля, при этом он содержит информацию о цвете изображения, пробелах и сигнале синхронизации. На копиях, произведенных без усилителя, цвета блекнут, страдает качество изображения, синхронизация нарушается. Усилитель формирует новые сигналы цвета и синхронизации развертки, что позволяет изображению не терять своего качества при копировании.

Видоискатель

Видоискатель – оптическая система для определения границ (границ кадра), изображаемых объективом на фотоматериале. Видоискатели подразделяются на беспараллаксные и параллаксные. К видоискателям предъявляются следующие требования: соответствие поля зрения видоискателя изображению в кадровом окне, возможность получения прямого изображения, возможность работы со сменными объективами, удобство эксплуатации.