摄像机中锯齿波测试信号的用途.docx

摄像机中锯齿波 测试信号的用途◎ 中央电视台 陈江疆摄像机中有两种测试信号，彩条（Color Bar）信号，和 锯齿波（Sawtooth）信号，它们具有各自不同的作用。正确 使用好摄像机所提供的这两种测试信号，对于保持摄像机的 最佳工作状态、拍出理想的画面具有非常重要的意义。下面 我就结合工作中的实际，以日立公司的SK-F38型便携式三同 轴摄像机为例，谈一谈对于如何正确使用锯齿波测试信号来 校准摄像机画面的一些想法。一 锯齿波测试信号简介图 1用波形示波器来观看摄像机中锯齿波测试信号，波形如 图 1 所示。其形状像一排锯齿，因此而得名。它是由摄像机 机头（Camera Head）和基站（Base Station）中专门的锯齿 波发生器（Sawtooth Generator）所发生的。图 2 所示为SK-F38 摄像机机头（Camera Head）的信号 流程框图，从中可以看出锯齿波测试信号发生器位于预放（PRE AMP）电路板上，所发生的测试信号与预放器输出的 图像信号相互间可通过开关切换选择，选择后的信号送入下 一环节——处理 1 （PROC-1）电路板处理。因为没有经过 GAMMA 、KNEE 及白切割等处理电路，此时的锯齿波测试 信号的波形还是线性的，如图2中所示，幅度为0.3V p-p，可 通过电路做 2 和 5 倍处理。基站（Base Station）中同样有一个锯齿波测试信号发生器，图 3 所示为 SK-F38 摄像机基站的信号流程框图，我 们可以看到发生器位于信号解调制（DEMODULATOR）电路 板上，所发生的测试信号与自动增益控制（AGC ）电路输 出的信号可以通过开关切换选择。选择后的信号送入下一 个处理环节——编码器（ENCR ）电路板中处理。此时的 测试信号波形如图 3 中所示，幅度为 0.7Vp-p 。把图 2 和图 3 连接起来，可以得到一个从 CCD 到最终基 站输出的摄像机信号的完整处理过程。下面，将通过对摄像 机中信号处理过程的分析，来看看锯齿波测试信号在整个摄 像机通路中起到什么样的作用。首先，能够最直观看到的一个作用是当摄像机发生故障 时，锯齿波测试信号可以作为摄像机信号通路分段检测的测 试信号。例如，当摄像机出现输出信号异常时（有噪波、干 扰甚至无信号输出），可以通过检查其通路中不同位置测试信 号的波形情况来判断故障发生的大概位置和原因。当然，这并非是它惟一的作用。锯齿波信号在摄像机应 用中还有很多重要作用。二 在摄像机信号通道校准时的作用归根到底，电视是一个光—电、电—光转换的过程，摄 像机要完成的任务就是将其所拍摄的景物在监视器上如实 地还原出来。而要做到能够如实地反映出拍摄的景物，摄 像机在拍摄前有一些很重要的指标需要技术人员来调整， 如光圈、底电平、黑白平衡、GAMMA 、KNEE 、白切割等 等。其中光圈、底电平、黑白平衡等是需要在每一次拍摄前 和拍摄中实时调整的，而另外一些技术参数如自动黑白平 衡基准、GAMMA 、KNEE 、白切割等则需要定期检查其数 值是否正常。在摄像机出厂前，调试工程师会根据不同的电路情况 分别对每一台摄像机的指标进行校准，使每台摄像机都能中 心 技 术工作在最佳状态。同时这些数据将作为基准文件被存储在 摄像机中专门的 ROM 里。在以后的使用中，每一次做自动 调整时，机器中的各部分电路的电气参数会自动的与 ROM 中的基准文件相比较、对齐，从而使摄像机恢复到最佳工 作状态。图 3但是，在摄像机使用一段时间后，随着元器件的老化， 有一些电气指标会发生变化，这会使得 ROM 中所存储的文 件与实际电路情况不符，会造成诸如即使摄像机做了自动白 平衡画面仍然不白等的问题。出厂时 ROM 里存储的这些数据就失去了作为参照标准的 意义。图 2此时，有两个办法可以用 来改变这一状况：1. 升级 ROM 中的文件， 改变存储于其中的各项参数 的值，使之与实际的电路状况 相符合，用文件去适应电路。2.对摄像机的通路做重新 校准，通过改变电路中一些电 位器的物理值来补偿这些电 气指标的变化，最终使得实际 电路重新与 ROM 中的文件情 况相符合，换句话说就是用电 路去适应文件。两种方法的目的相同，都 是使 ROM 中的文件能够重新 起到基准的作用，因为只有这 样自动调整所得到的值才有意义。二者方法相比，要升级 ROM 只能在摄像机工厂来完 成，需要专门的设备，比较麻烦。而摄像机通路的校准是可 以随时进行的，当然前提是摄像机通路中适当的位置有合适 的、标准的测试信号。那么，摄像机中的锯齿波测试信号是 否符合要求呢？现在回过头来分析一下图 2。首先看一下锯齿波测试信 号发生器的位置，可以看出电路中锯齿波发生器只有一个， 它所发生的锯齿波信号分成一模一样的三路，分别在通