Λύσεις ερωτήσεων ασκήσεων 16-20 (σελ. 97, 101, 106, 111, 118) – ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ Εργαστήριο Γ΄ ΕΠΑΛ

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ Εργαστήριο Γ΄ ΕΠΑΛ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ Εργαστήριο Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις ερωτήσεων ασκήσεων 16-20 (σελ. 97, 101, 106, 111, 118) – ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ Εργαστήριο Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις ερωτήσεων ασκήσεων 16-20

Πλήρεις λύσεις και των έντεκα ερωτήσεων των ασκήσεων 16 έως 20 — η συμπεριφορά της αυτόματης εστίασης και έκθεσης σε δύσκολες λήψεις και η αντιμετώπιση της υποέκθεσης, η εξισορρόπηση λευκού σε μικτό φωτισμό και η αστοχία της αυτόματης εστίασης σε χαμηλό φως, ο συντονισμός και οι δυνατότητες του ερασιτεχνικού βίντεο, η ρύθμιση του tracking και της ταχύτητας του capstan στο σύστημα ελέγχου, καθώς και τα συμπεράσματα των πεδιομετρήσεων και τα σφάλματα κατασκευής των καλωδίων εικόνας.

Άσκηση 16η · Ερώτηση 1 — Λήψη αντικειμένου πίσω από κάγκελα με αυτόματες ρυθμίσεις

Ερώτηση: 1. Κατά τη λήψη αντικειμένου, που βρίσκεται πίσω από κάγκελα, με αυτόματη ρύθμιση εστίασης και έκθεσης τι νομίζετε, ότι μπορεί να συμβεί και γιατί;

Απάντηση:

Δύο ταυτόχρονα προβλήματα: λάθος εστίαση και λάθος έκθεση.

1. Το πρόβλημα της εστίασης
```
  ΚΑΜΕΡΑ  ──►  ΚΑΓΚΕΛΑ (κοντά)  ──►  ΘΕΜΑ (μακριά)
                    ▲
         εδώ εστιάζει το αυτόματο σύστημα
```
Στα ενεργά συστήματα (σελ. 94): διαθέτουν πομπό, που εκπέμπει δέσμη υπέρυθρων ακτίνων, η οποία ανακλάται από το αντικείμενο, που σκοπεύουμε και επιστρέφει στο δέκτη υπερύθρων της κάμερας. Το σύστημα μετρά το χρόνο, που απαιτείται για να πάει και να γυρίσει η δέσμη. Η δέσμη ανακλάται στα κάγκελα, που είναι πλησιέστερα, οπότε το σύστημα υπολογίζει τη δική τους απόσταση και εστιάζει σε αυτά — το θέμα μένει θολό. Στα παθητικά συστήματα (σελ. 94): ο φακός μετακινείται μπρος - πίσω, προσπαθώντας να μεγιστοποιήσει το βίντεο σήμα σε υψηλές συχνότητες. Τα κάγκελα έχουν έντονες, ευκρινείς ακμές, άρα δίνουν ισχυρότερο σήμα υψηλών συχνοτήτων από ένα πιο μαλακό θέμα — το σύστημα «κλειδώνει» πάλι στα κάγκελα. Επιπλέον, καθώς η κάμερα ή το θέμα κινείται, η εστίαση μπορεί να ταλαντεύεται συνεχώς ανάμεσα στα κάγκελα και στο θέμα (pumping).

2. Το πρόβλημα της έκθεσης (σελ. 94-95): ο έλεγχος αυτός πραγματοποιείται με βάση τη μέση φωτεινότητα της εικόνας, η οποία υπολογίζεται από το κύκλωμα της αυτόματης ίριδος. Τα κάγκελα καταλαμβάνουν σημαντικό μέρος του κάδρου· αν είναι φωτεινά (π.χ. φωτισμένα από τον ήλιο ή ανοιχτόχρωμα), η μέση φωτεινότητα ανεβαίνει, η ίριδα κλείνει και το θέμα βγαίνει σκοτεινό (underexposed) — ακριβώς το φαινόμενο που περιγράφει το βιβλίο για το κόντρα φως: η αυτόματη ίριδα λόγω της μεγάλης ποσότητας φωτός, που λαμβάνει, κλείνει περισσότερο το άνοιγμα του διαφράγματος, με αποτέλεσμα η εικόνα του αντικειμένου να εμφανίζεται σκοτεινή. Αν αντίθετα τα κάγκελα είναι σκούρα, η ίριδα ανοίγει και το θέμα βγαίνει υπερφωτισμένο (overexposed).

Η λύση: χειροκίνητη εστίαση και χειροκίνητη έκθεση — στις περιπτώσεις αυτές, χρησιμοποιούμε το χειροκίνητο τρόπο εστίασης, ο οποίος απαιτεί μεγάλη επιδεξιότητα (σελ. 99). Βοηθούν επίσης το μεγάλο εστιακό μήκος (zoom) και το ανοιχτό διάφραγμα, που μικραίνουν το βάθος πεδίου ώστε τα κάγκελα να εξαφανιστούν ως θολή μάζα, καθώς και η τοποθέτηση του φακού όσο πιο κοντά γίνεται στα κάγκελα ή μέσα από το άνοιγμά τους.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Κατά τη λήψη αντικειμένου πίσω από κάγκελα με αυτόματες ρυθμίσεις εμφανίζονται δύο προβλήματα ταυτόχρονα, λάθος εστίαση και λάθος έκθεση. Ως προς την εστίαση, αν το σύστημα είναι ενεργό, η δέσμη υπερύθρων ανακλάται στα κάγκελα, που βρίσκονται πλησιέστερα, οπότε η κάμερα υπολογίζει τη δική τους απόσταση και εστιάζει σε αυτά, αφήνοντας το θέμα θολό. Αν το σύστημα είναι παθητικό, τα κάγκελα έχουν έντονες ακμές και δίνουν ισχυρότερο σήμα υψηλών συχνοτήτων, οπότε ο φακός κλειδώνει πάλι σε αυτά, ενώ συχνά η εστίαση ταλαντεύεται συνεχώς ανάμεσα στα κάγκελα και στο θέμα. Ως προς την έκθεση, η αυτόματη ίριδα ρυθμίζει το διάφραγμα με βάση τη μέση φωτεινότητα ολόκληρης της εικόνας. Αν τα κάγκελα είναι φωτεινά, η μέση φωτεινότητα ανεβαίνει, η ίριδα κλείνει και το θέμα εμφανίζεται σκοτεινό, όπως ακριβώς συμβαίνει και στο κόντρα φως· αν είναι σκούρα, η ίριδα ανοίγει και το θέμα βγαίνει υπερφωτισμένο. Η λύση είναι η χειροκίνητη εστίαση και έκθεση, ενώ βοηθούν επίσης το μεγάλο εστιακό μήκος και το ανοιχτό διάφραγμα, που μικραίνουν το βάθος πεδίου ώστε τα κάγκελα να γίνουν θολή μάζα, καθώς και η τοποθέτηση του φακού όσο γίνεται πιο κοντά ή μέσα από το άνοιγμα των καγκέλων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 16η · Ερώτηση 2 — Τρόποι αντιμετώπισης της υποέκθεσης

Ερώτηση: 2. Με ποιους τρόπους θα μπορούσαμε να λύσουμε το πρόβλημα της υποέκθεσης.

Απάντηση:

Τι είναι η υποέκθεση (σελ. 95): όταν στο CCD φθάνει λίγο φως, οι εικόνες θα είναι σκοτεινές (underexposed) — το αντίθετο της υπερέκθεσης, όπου εάν περάσει πολύ φως από το άνοιγμα του διαφράγματος, οι εικόνες που θα πάρουμε, θα είναι υπερβολικά φωτισμένες (overexposed).

Τρόπος	Πώς δρα
Άνοιγμα του διαφράγματος (μικρότερο f)	το μέγεθος του ανοίγματος αυτού καθορίζει την ποσότητα του φωτός, που θα φθάσει στο φωτοηλεκτρικό μετατροπέα (CCD) (σελ. 95) — π.χ. από f1,2 και προς τα κάτω σε αριθμό f
Μικρότερη ταχύτητα διαφράγματος	για την κάλυψη στατικών εικόνων χρησιμοποιείται μικρή ταχύτητα (σελ. 100) — μεγαλύτερος χρόνος έκθεσης, π.χ. 1/50 αντί για 1/1000 sec
Χειροκίνητη έκθεση ή διόρθωση κόντρα φωτός	παράκαμψη της αυτόματης ίριδος, που κλείνει περισσότερο το άνοιγμα του διαφράγματος όταν ο φωτισμός έρχεται πίσω από το αντικείμενο (σελ. 95)
Πρόσθετος φωτισμός του θέματος	προβολέας ή ανακλαστήρας που γεμίζει τις σκιές — η ριζικότερη λύση, αφού αυξάνει το πραγματικό φως
Αλλαγή γωνίας λήψης	ώστε η φωτεινή πηγή να μην είναι πίσω από το θέμα
Πλησίασμα ή zoom στο θέμα	το σκοτεινό φόντο παύει να επηρεάζει τη μέση φωτεινότητα που μετρά η αυτόματη ίριδα

Οι δύο κατηγορίες λύσεων: Οπτικές — αυξάνουμε το φως που φθάνει στο CCD: άνοιγμα διαφράγματος και μικρότερη ταχύτητα κλείστρου. Το τίμημα είναι μικρότερο βάθος πεδίου και, στη δεύτερη περίπτωση, θόλωση των κινούμενων θεμάτων — γι' αυτό για κινούμενες εικόνες χρησιμοποιείται μεγάλη ταχύτητα (σελ. 100). Φωτιστικές και σκηνοθετικές — αυξάνουμε το φως στη σκηνή ή αλλάζουμε το κάδρο, ώστε το αυτόματο σύστημα να μετρήσει σωστά.

Οι σχετικές δοκιμές της άσκησης (σελ. 96): πραγματοποιείστε μικρής διάρκειας λήψη αντικειμένου, που το φως βρίσκεται πίσω του. Ελέγξτε την έκθεση της λήψης και σημειώστε αν έχουμε υπερέκθεση (υπερφωτισμό) ή υποέκθεση (υποφωτισμό) και πραγματοποιείστε λήψη θέματος, που βρίσκεται στη σκιά με φωτεινό φόντο — και οι δύο δίνουν υποέκθεση του θέματος, ενώ λήψη θέματος με πολύ σκούρο φόντο δίνει υπερέκθεση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Υποέκθεση έχουμε όταν στον φωτοηλεκτρικό μετατροπέα φτάνει λίγο φως και οι εικόνες βγαίνουν σκοτεινές. Το πρόβλημα λύνεται με δύο κατηγορίες τρόπων. Οι πρώτοι είναι οπτικοί και αυξάνουν το φως που φτάνει στο CCD: άνοιγμα του διαφράγματος, δηλαδή επιλογή μικρότερου αριθμού f, αφού το μέγεθος του ανοίγματος καθορίζει την ποσότητα του φωτός, και μείωση της ταχύτητας του διαφράγματος, ώστε ο χρόνος έκθεσης να μεγαλώσει, για παράδειγμα ένα πεντηκοστό αντί για ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου. Το τίμημα είναι μικρότερο βάθος πεδίου και, στη δεύτερη περίπτωση, θόλωση των κινούμενων θεμάτων, γι' αυτό και για κινούμενες εικόνες απαιτείται μεγάλη ταχύτητα. Οι δεύτεροι τρόποι είναι φωτιστικοί και σκηνοθετικοί: πρόσθετος φωτισμός του θέματος με προβολέα ή ανακλαστήρα που γεμίζει τις σκιές, αλλαγή της γωνίας λήψης ώστε η φωτεινή πηγή να μην βρίσκεται πίσω από το θέμα, και πλησίασμα ή zoom στο θέμα, ώστε το φωτεινό φόντο να πάψει να επηρεάζει τη μέση φωτεινότητα που μετρά η αυτόματη ίριδα. Τέλος, χρήσιμη είναι η μετάβαση σε χειροκίνητη έκθεση ή η ενεργοποίηση της διόρθωσης κόντρα φωτός, ώστε να παρακαμφθεί η αυτόματη ίριδα, η οποία σε συνθήκες κόντρα φωτισμού κλείνει υπερβολικά το διάφραγμα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 17η · Ερώτηση 1 — Εξισορρόπηση λευκού σε μικτό φωτισμό

Ερώτηση: 1. Πως θα επιτύχουμε εξισορρόπηση του λευκού χρώματος, όταν έχουμε Ερωτήσεις μικτό φωτισμό;

Απάντηση:

Η απάντηση (σελ. 99): εάν έχουμε μικτό φωτισμό (φυσικό και τεχνικό), το σύστημα εξισορρόπησης λευκού ρυθμίζεται σκοπεύοντας μια λευκή επιφάνεια (λευκή κάρτα ή την εσωτερική λευκή επιφάνεια του καλύμματος του φακού) για περισσότερο από 1 δευτερόλεπτο.
```
ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΧΕΙΡΟΚΙΝΗΤΗΣ ΕΞΙΣΟΡΡΟΠΗΣΗΣ ΛΕΥΚΟΥ
 1. Τοποθετούμε τη λευκή κάρτα ΕΚΕΙ όπου θα σταθεί το θέμα,
    ώστε να δέχεται ΑΚΡΙΒΩΣ τον ίδιο μικτό φωτισμό.
 2. Γεμίζουμε το κάδρο με τη λευκή επιφάνεια (zoom in).
 3. Πατάμε το πλήκτρο White Balance και κρατάμε > 1 δευτερόλεπτο.
 4. Η κάμερα υπολογίζει τα κέρδη R, G, B ώστε το λευκό να βγει λευκό.
```
Γιατί δεν αρκούν οι έτοιμες ρυθμίσεις (σελ. 99): οι δύο προεπιλογές αφορούν καθαρές πηγές — για φως ημέρας (daylight). Η ρύθμιση αυτή χρησιμοποιείται για εξωτερικές λήψεις και για λάμπες βολφραμίου (Τungsten)… για λήψεις σε εσωτερικούς χώρους, οι οποίοι φωτίζονται από τεχνικό φωτισμό. Στον μικτό φωτισμό η θερμοκρασία χρώματος βρίσκεται ανάμεσα στις δύο, οπότε καμία προεπιλογή δεν είναι σωστή: Λάθος 1 (σελ. 99): εάν κάνουμε εξωτερικές λήψεις στο φως της ημέρας και έχουμε ρυθμίσει το σύστημα εξισορρόπησης λευκού για λάμπες βολφραμίου, τότε οι εικόνες που έχουμε τραβήξει, έχουν μπλε απόχρωση. Λάθος 2 (σελ. 99): εάν κάνουμε λήψεις με τεχνικό φως και έχουμε ρυθμίσει το σύστημα εξισορρόπησης λευκού για φως ημέρας, τότε οι εικόνες έχουν πορτοκαλί απόχρωση.

Πότε πρέπει να επαναληφθεί η ρύθμιση: κάθε φορά που αλλάζει η αναλογία των δύο πηγών — π.χ. αν μετακινηθούμε προς το παράθυρο ή αν ανάψουν επιπλέον προβολείς. Γι' αυτό ο σκοπός της άσκησης (σελ. 99) περιλαμβάνει να επεμβαίνει στα χαρακτηριστικά του φακού και να βλέπει τα αποτελέσματα της επέμβασης του. Η εναλλακτική λύση: εξάλειψη του μικτού φωτισμού — είτε κλείνοντας τις κουρτίνες και δουλεύοντας μόνο με τεχνικό φως, είτε σβήνοντας τον τεχνικό φωτισμό και δουλεύοντας μόνο με το φως της ημέρας, είτε τοποθετώντας διορθωτικά φίλτρα στα φωτιστικά ώστε όλες οι πηγές να έχουν την ίδια θερμοκρασία χρώματος. Η επαλήθευση (σελ. 100): πραγματοποιείστε λήψεις με τεχνικό και φυσικό φωτισμό χρησιμοποιώντας αυτόματη εξισορρόπηση λευκού, μετά με τα ίδια θέματα και τις ίδιες πηγές φωτισμού, αλλά ρυθμίζοντας χειροκίνητα το σύστημα εξισορρόπησης λευκού και τέλος σημειώστε τις παρατηρήσεις σας για την καταγραφή των χρωμάτων με τους δύο τρόπους.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Όταν έχουμε μικτό φωτισμό, δηλαδή ταυτόχρονα φυσικό και τεχνικό φως, η εξισορρόπηση του λευκού επιτυγχάνεται με χειροκίνητη ρύθμιση: σκοπεύουμε μια λευκή επιφάνεια, δηλαδή λευκή κάρτα ή την εσωτερική λευκή επιφάνεια του καλύμματος του φακού, για περισσότερο από ένα δευτερόλεπτο. Πρακτικά τοποθετούμε τη λευκή επιφάνεια εκεί όπου θα σταθεί το θέμα, ώστε να δέχεται ακριβώς τον ίδιο φωτισμό, γεμίζουμε μαζί της το κάδρο και κρατάμε πατημένο το πλήκτρο εξισορρόπησης λευκού, οπότε η κάμερα υπολογίζει τα κέρδη των τριών βασικών χρωμάτων ώστε το λευκό να καταγραφεί ως λευκό. Οι έτοιμες προεπιλογές δεν αρκούν, γιατί αφορούν καθαρές πηγές: η ρύθμιση για φως ημέρας προορίζεται για εξωτερικές λήψεις και η ρύθμιση για λάμπες βολφραμίου για εσωτερικούς χώρους με τεχνικό φωτισμό, ενώ σε μικτό φωτισμό η θερμοκρασία χρώματος βρίσκεται ανάμεσα στις δύο. Αν επιλεγεί λάθος προεπιλογή, οι εικόνες αποκτούν μπλε απόχρωση όταν τραβάμε στο φως της ημέρας με ρύθμιση βολφραμίου και πορτοκαλί απόχρωση στην αντίστροφη περίπτωση. Η ρύθμιση πρέπει να επαναλαμβάνεται κάθε φορά που αλλάζει η αναλογία των πηγών. Εναλλακτικά, μπορούμε να εξαλείψουμε τον μικτό φωτισμό, δουλεύοντας μόνο με μία πηγή ή τοποθετώντας διορθωτικά φίλτρα στα φωτιστικά, ώστε όλες οι πηγές να έχουν την ίδια θερμοκρασία χρώματος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 17η · Ερώτηση 2 — Γιατί η αυτόματη εστίαση αστοχεί σε χαμηλό φωτισμό

Ερώτηση: 2. Γιατί η αυτόματη εστίαση δεν είναι ακριβής, όταν ο φωτισμός είναι χαμηλός

Απάντηση:

Η διαπίστωση του βιβλίου (σελ. 99): η αυτόματη εστίαση σε ορισμένες περιπτώσεις παραπλανάται, με αποτέλεσμα να μην έχουμε καθαρή εικόνα. Τέτοιες περιπτώσεις είναι: όταν έχουμε θέματα με γρήγορη κίνηση, θέματα με χαμηλό φωτισμό.

Η εξήγηση για τα παθητικά συστήματα (σελ. 94): η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται στην εξέταση της ανάλυσης της ηλεκτρονικής εικόνας. Όσο πιο εστιασμένη είναι η εικόνα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυσή της. Μεγαλύτερη ανάλυση σημαίνει βίντεο σήμα υψηλότερης συχνότητας… ο φακός μετακινείται μπρος - πίσω, προσπαθώντας να μεγιστοποιήσει το βίντεο σήμα σε υψηλές συχνότητες.
```
 ΚΑΛΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΣ:  σήμα υψηλών ▁▂▅█▅▂▁  ← καθαρή κορυφή, βρίσκεται η εστίαση
 ΧΑΜΗΛΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΣ: σήμα υψηλών ▂▃▃▄▃▃▂  ← πνιγμένο στον θόρυβο, καμία κορυφή
```
Οι τρεις αιτίες: 1. Χαμηλή αντίθεση: με λίγο φως οι ακμές του θέματος γίνονται ασθενείς, οπότε το σήμα υψηλών συχνοτήτων που ψάχνει το σύστημα είναι πολύ μικρό και η κορυφή του δυσδιάκριτη. 2. Θόρυβος: για να αποδώσει εικόνα, η κάμερα ανεβάζει το κέρδος των ενισχυτών, οπότε αυξάνεται και ο θόρυβος. Ο θόρυβος έχει υψηλές συχνότητες, άρα το κύκλωμα τον συγχέει με λεπτομέρεια και «κλειδώνει» σε λάθος θέση — ή ταλαντεύεται συνεχώς (pumping). 3. Μικρό βάθος πεδίου: με λίγο φως η αυτόματη έκθεση ανοίγει το διάφραγμα (το μέγεθος του ανοίγματος αυτού καθορίζει την ποσότητα του φωτός, που θα φθάσει στο φωτοηλεκτρικό μετατροπέα (CCD), σελ. 95), οπότε το βάθος πεδίου μικραίνει και ακόμη και μικρό σφάλμα εστίασης γίνεται ορατό.

Και για τα ενεργά συστήματα (σελ. 94): αν και δεν εξαρτώνται από το ορατό φως — διαθέτουν πομπό, που εκπέμπει δέσμη υπέρυθρων ακτίνων — αστοχούν και αυτά όταν το θέμα είναι πολύ μακριά ή απορροφητικό στις υπέρυθρες, ή όταν παρεμβάλλεται τζάμι που ανακλά τη δέσμη (γι' αυτό η άσκηση 16 ζητά λήψη αντικειμένου πίσω από γυαλί, σελ. 96). Η λύση (σελ. 99): στις περιπτώσεις αυτές, χρησιμοποιούμε το χειροκίνητο τρόπο εστίασης, ο οποίος απαιτεί μεγάλη επιδεξιότητα — με τη διαδικασία της πορείας εργασίας (σελ. 100): παρακολουθείστε το θέμα μέσα από το σκόπευτρο περιστρέφοντας το εστιακό δακτυλίδι (Focus Ring) του φακού μέχρι η εικόνα να γίνει καθαρή. Βοηθά επίσης η προσθήκη φωτισμού στη σκηνή. Η αντίστοιχη δοκιμή (σελ. 96): πραγματοποιείστε λήψη μικρής διάρκειας σε μαύρες και θαμπές επιφάνειες. Ελέγξτε την εστίαση και σημειώστε, αν είναι σωστή ή όχι και εξηγείστε το γιατί — και εκεί η αιτία είναι η ίδια: έλλειψη αντίθεσης και λεπτομέρειας.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η αυτόματη εστίαση αστοχεί σε χαμηλό φωτισμό, όπως ρητά αναφέρει το βιβλίο μαζί με την περίπτωση των θεμάτων με γρήγορη κίνηση. Ο λόγος προκύπτει από την αρχή λειτουργίας των παθητικών συστημάτων, τα οποία εξετάζουν την ανάλυση της ηλεκτρονικής εικόνας και μετακινούν τον φακό ώστε να μεγιστοποιήσουν το σήμα στις υψηλές συχνότητες. Με λίγο φως οι ακμές του θέματος γίνονται ασθενείς, οπότε το σήμα υψηλών συχνοτήτων είναι πολύ μικρό και η κορυφή του δυσδιάκριτη. Ταυτόχρονα η κάμερα ανεβάζει το κέρδος των ενισχυτών για να αποδώσει εικόνα, οπότε αυξάνεται ο θόρυβος, ο οποίος έχει και αυτός υψηλές συχνότητες και συγχέεται με λεπτομέρεια, με αποτέλεσμα το σύστημα να κλειδώνει σε λάθος θέση ή να ταλαντεύεται συνεχώς. Επιπλέον, με λίγο φως η αυτόματη έκθεση ανοίγει το διάφραγμα, οπότε το βάθος πεδίου μικραίνει και ακόμη και μικρό σφάλμα εστίασης γίνεται ορατό. Και τα ενεργά συστήματα, αν και δεν εξαρτώνται από το ορατό φως αφού χρησιμοποιούν υπέρυθρη δέσμη, αστοχούν όταν το θέμα είναι πολύ μακριά, όταν απορροφά τις υπέρυθρες ή όταν παρεμβάλλεται τζάμι που ανακλά τη δέσμη. Η λύση είναι η χειροκίνητη εστίαση, περιστρέφοντας το εστιακό δακτυλίδι μέχρι η εικόνα να γίνει καθαρή στο σκόπευτρο, καθώς και η προσθήκη φωτισμού στη σκηνή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 18η · Ερώτηση 1 — Συντονισμός του βίντεο σε κατειλημμένο κανάλι 36 UHF

Ερώτηση: Ερωτήσεις 1. Τι νομίζετε, ότι θα συμβεί, αν συντονίσετε το βίντεο στο κανάλι 36 UHF το οποίο καταλαμβάνει τηλεοπτικός σταθμός. Αιτιολογείστε την απάντηση.

Απάντηση:

Τι θα συμβεί: παρεμβολή — τα δύο σήματα θα υπερτεθούν στο ίδιο κανάλι και καμία από τις δύο εικόνες δεν θα φαίνεται καθαρή.

Η αιτιολόγηση: η έξοδος RF OUT του βίντεο είναι ένας μικρός πομπός που εκπέμπει το σήμα του σε ένα τηλεοπτικό κανάλι (εργοστασιακά το 36 UHF). Στην ίδια όμως γραμμή εισέρχεται και το σήμα της κεραίας, αφού η σύνδεση είναι σε σειρά (σελ. 104): συνδέστε την κεραία με βίντεο τοποθετώντας το βύσμα του ομοαξονικού καλωδίου της κεραίας στην είσοδο RF IN του βίντεο και συνδέστε τη συσκευή τηλεόρασης με το βίντεο τοποθετώντας το ένα από τα βύσματα του ομοαξονικού καλωδίου στην είσοδο RF OUT βίντεο και το άλλο στην είσοδο RF IN της τηλεόρασης.
```
  ΚΕΡΑΙΑ ──► RF IN [ΒΙΝΤΕΟ] RF OUT ──► RF IN [ΤΗΛΕΟΡΑΣΗ]
              (όλα τα κανάλια       (κανάλια κεραίας
               περνούν διαμπερώς)     + κανάλι 36 του βίντεο)

  Αν ο σταθμός εκπέμπει ΚΑΙ στο 36:  δύο σήματα στο ΙΔΙΟ κανάλι
```
Τι βλέπουμε στην πράξη: Διπλή εικόνα ή «φαντάσματα» — η μία εικόνα «περνά» μέσα από την άλλη. Έντονη μουαρέ διαγράμμιση και κροσσοί, από την ετεροδύνωση των δύο φερουσών εικόνας που δεν είναι απόλυτα ίδιες. Θόρυβο και βόμβο στον ήχο, ή εναλλαγή ανάμεσα στους δύο ήχους. Κυριαρχία του ισχυρότερου σήματος: αν ο σταθμός λαμβάνεται πολύ ισχυρά, ενδέχεται να καλύψει εντελώς το βίντεο· αν αντίθετα το βίντεο είναι πολύ κοντά στην τηλεόραση, μπορεί να πνίξει τον σταθμό.

Η λύση: αλλαγή του καναλιού εξόδου του βίντεο σε ελεύθερο κανάλι UHF — γι' αυτό και όλα τα βίντεο διαθέτουν ρυθμιζόμενο κανάλι εξόδου. Εναλλακτικά, χρήση της εισόδου A/V της τηλεόρασης (σελ. 104: τοποθετείστε την τηλεόραση στο κανάλι A/V ή 36 UHF), δηλαδή απευθείας σύνδεση VIDEO και AUDIO χωρίς διαμόρφωση σε RF — λύση χωρίς καμία παρεμβολή και με καλύτερη ποιότητα. Πώς ελέγχεται (σελ. 104): με τη γεννήτρια σήματος ελέγχου — ενεργοποιείστε με βάση τις οδηγίες του κατασκευαστή τη γεννήτρια σήματος ελέγχου (Μπάρες ελέγχου) στο βίντεο. Ελέγξτε, αν οι μπάρες εμφανίζονται σωστά στην οθόνη του δέκτη· αν οι μπάρες εμφανίζονται αλλοιωμένες ή με παρεμβολές, το κανάλι είναι κατειλημμένο.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αν συντονίσουμε το βίντεο σε κανάλι που ήδη καταλαμβάνει τηλεοπτικός σταθμός, θα εμφανιστεί παρεμβολή και καμία από τις δύο εικόνες δεν θα φαίνεται καθαρή. Ο λόγος είναι ότι η έξοδος υψηλής συχνότητας του βίντεο λειτουργεί ως μικρός πομπός που εκπέμπει σε ένα τηλεοπτικό κανάλι, ενώ στην ίδια γραμμή εισέρχεται και το σήμα της κεραίας, αφού η σύνδεση είναι σε σειρά: η κεραία στην είσοδο του βίντεο και η έξοδος του βίντεο στην είσοδο της τηλεόρασης. Έτσι στο ίδιο κανάλι φτάνουν δύο διαφορετικά σήματα. Πρακτικά θα δούμε διπλή εικόνα ή φαντάσματα, έντονη διαγράμμιση και κροσσούς από την ετεροδύνωση των δύο φερουσών, ενώ στον ήχο θα υπάρχει θόρυβος, βόμβος ή εναλλαγή ανάμεσα στους δύο ήχους. Ανάλογα με τις στάθμες, το ισχυρότερο σήμα μπορεί να καλύψει το ασθενέστερο. Η λύση είναι η αλλαγή του καναλιού εξόδου του βίντεο σε ελεύθερο κανάλι, γι' αυτό άλλωστε το κανάλι εξόδου είναι ρυθμιζόμενο, ή η χρήση της εισόδου εικόνας και ήχου της τηλεόρασης, δηλαδή απευθείας σύνδεση χωρίς διαμόρφωση σε υψηλή συχνότητα, που δίνει και καλύτερη ποιότητα. Ο έλεγχος γίνεται με τη γεννήτρια μπαρών ελέγχου του βίντεο: αν οι μπάρες δεν εμφανίζονται καθαρά, το κανάλι είναι κατειλημμένο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 18η · Ερώτηση 2 — Παρακολούθηση άλλου καναλιού και εγγραφή άλλου

Ερώτηση: 2. Μπορούμε να βλέπουμε άλλο κανάλι στο τηλεοπτικό δέκτη και άλλο να εγγράφουμε στο βίντεο; Αιτιολογείστε την απάντηση.

Απάντηση:

Η απάντηση: ναι, μπορούμε — και μάλιστα αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το βίντεο διαθέτει δικό του δέκτη.

Η αιτιολόγηση: η κεραία συνδέεται στην RF IN του βίντεο και το σήμα της περνά διαμπερώς προς την RF OUT και από εκεί στην τηλεόραση (σελ. 104). Έτσι και οι δύο συσκευές λαμβάνουν όλα τα κανάλια ταυτόχρονα και η καθεμία συντονίζεται ανεξάρτητα με τον δικό της δέκτη.
```
                     ┌── δέκτης ΒΙΝΤΕΟ ──► εγγραφή καναλιού Α
  ΚΕΡΑΙΑ ──► RF IN ──┤
                     └── RF OUT ──► ΤΗΛΕΟΡΑΣΗ (δικός της δέκτης)
                                        └──► παρακολούθηση καναλιού Β
```
Το τεκμήριο από την πορεία εργασίας (σελ. 104): επιλέξτε το κανάλι του τηλεοπτικού προγράμματος, που θέλετε να εγγράψετε από το χειριστήριο του βίντεο — η επιλογή γίνεται στο βίντεο, όχι στην τηλεόραση, άρα οι δύο επιλογές είναι ανεξάρτητες.

Η μία και μόνη προϋπόθεση: η τηλεόραση δεν πρέπει να είναι συντονισμένη στο κανάλι εξόδου του βίντεο (A/V ή 36 UHF, σελ. 104), γιατί τότε δείχνει ό,τι παίζει ή γράφει το βίντεο. Για να δούμε άλλο πρόγραμμα, η τηλεόραση πρέπει να είναι συντονισμένη σε δικό της κανάλι από την κεραία.

Πότε αυτό δεν ισχύει: Αν η εγγραφή γίνεται από την είσοδο A/V του βίντεο — π.χ. σύνδεση βίντεο με βιντεοκάμερα (σελ. 105): συνδέστε το ένα βύσμα τύπου RCA του καλωδίου σύνδεσης βίντεο σήματος στην είσοδο VIDEO IN του βίντεο — τότε γράφεται η εξωτερική πηγή και η τηλεόραση μπορεί ελεύθερα να δείχνει οποιοδήποτε κανάλι. Αν η τηλεόραση δεν έχει δικό της δέκτη ή η κεραία δεν περνά διαμπερώς, τότε δεν είναι δυνατή η ανεξάρτητη παρακολούθηση. Αν στη βιντεοκασέτα παίζουμε ταυτόχρονα αναπαραγωγή, τότε το βίντεο δεν μπορεί να γράφει και να παίζει μαζί (μία διαδρομή κεφαλών).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ναι, μπορούμε, και αυτός είναι ακριβώς ο λόγος για τον οποίο το βίντεο διαθέτει δικό του δέκτη. Η κεραία συνδέεται στην είσοδο υψηλής συχνότητας του βίντεο και το σήμα της περνά διαμπερώς προς την έξοδό του και από εκεί στην τηλεόραση, οπότε και οι δύο συσκευές λαμβάνουν ταυτόχρονα όλα τα κανάλια και η καθεμία συντονίζεται ανεξάρτητα με τον δικό της δέκτη. Το επιβεβαιώνει και η πορεία εργασίας, όπου το κανάλι που θα εγγραφεί επιλέγεται από το χειριστήριο του βίντεο και όχι από την τηλεόραση. Η μόνη προϋπόθεση είναι η τηλεόραση να μην είναι συντονισμένη στο κανάλι εξόδου του βίντεο, δηλαδή στο A/V ή στο τριάντα έξι UHF, γιατί τότε δείχνει ό,τι παίζει ή γράφει το βίντεο· για να δούμε άλλο πρόγραμμα πρέπει να είναι συντονισμένη σε δικό της κανάλι από την κεραία. Η δυνατότητα αυτή δεν υφίσταται αν η τηλεόραση δεν έχει δικό της δέκτη ή αν το σήμα της κεραίας δεν περνά διαμπερώς. Αντίθετα, όταν η εγγραφή γίνεται από την είσοδο εικόνας και ήχου του βίντεο, για παράδειγμα από βιντεοκάμερα, η τηλεόραση μπορεί ελεύθερα να δείχνει οποιοδήποτε κανάλι.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 19η · Ερώτηση 1 — Τρόποι ρύθμισης του TRACKING

Ερώτηση: 1. Με ποιους τρόπους μπορούμε να ρυθμίσουμε το TRACKING στο σύστημα ελέγχου του σχήματος 19.3;

Απάντηση:

Το tracking ρυθμίζεται με τρεις τρόπους — δύο ηλεκτρονικούς και έναν μηχανικό.
```
 ΒΡΟΧΟΣ ΤΟΥ CAPSTAN (σχ. 19.3)

  C.T.L. HEAD ──► C.T.L. AMPLIFIER ──► M/M ──► PHASE COMPARATOR
                                        ▲              ▲
                              TRACKING PRESET     DIVIDER (25 Hz)
                              TRACKING ADJUST
                                                       │
                                          SPEED CONTROL → PWM → LPF
                                          → MIX → MOTOR DRIVE → CAPSTAN MOTOR
```
1. Το ποτενσιόμετρο TRACKING ADJUST — είναι η ρύθμιση του χρήστη (στην πρόσοψη ή στο τηλεχειριστήριο). Μεταβάλλει τη χρονική καθυστέρηση του μονοσταθούς πολυδονητή M/M, δηλαδή τη φάση του παλμού CTL που φθάνει στον PHASE COMPARATOR. Επειδή ο συγκριτής φάσης οδηγεί τον κινητήρα του capstan, η μεταβολή αυτή μετατοπίζει ελαφρά τη θέση της ταινίας ως προς τις κεφαλές του τυμπάνου, ώστε η κεφαλή να διαβάζει ακριβώς πάνω στο εγγεγραμμένο λοξό ίχνος. 2. Το ποτενσιόμετρο TRACKING PRESET — είναι η εσωτερική, εργοστασιακή προρύθμιση, στην ίδια είσοδο του M/M. Ρυθμίζεται μία φορά με βάση το Service Manual και καθορίζει το κέντρο της περιοχής μέσα στην οποία δουλεύει το TRACKING ADJUST. Ισχύει και εδώ η προειδοποίηση (σελ. 107): οι ρυθμίσεις πρέπει να γίνονται με βάση τις οδηγίες του κατασκευαστή… Στην αντίθετη περίπτωση, υπάρχει κίνδυνος η ρύθμιση να μη γίνει σωστά ή ακόμα και να προξενηθούν βλάβες. 3. Η μηχανική ρύθμιση της κεφαλής ελέγχου (σελ. 108): η ρύθμιση της θέσης της κεφαλής ήχου γίνεται με τη βίδα (b), ενώ με τη βίδα (a) ρυθμίζεται η θέση της κεφαλή ελέγχου… με τη ρύθμιση της κεφαλής ελέγχου ρυθμίζουμε μηχανικά το tracking. Μετακινώντας τη βάση της κεφαλής CTL αλλάζουμε το σημείο στο οποίο διαβάζεται ο παλμός ελέγχου, άρα και τη σχέση φάσης με τις περιστρεφόμενες κεφαλές.

Τι διορθώνει το tracking: όταν είναι απορυθμισμένο, οι κεφαλές του τυμπάνου δεν διατρέχουν ακριβώς τα λοξά ίχνη, οπότε εμφανίζονται λωρίδες θορύβου στην εικόνα (snow bars), απώλεια συγχρονισμού και αστάθεια. Σχετικό είναι και το πρόβλημα του τεντώματος (σελ. 107): εάν η ταινία είναι χαλαρή ή περισσότερο τεντωμένη από το κανονικό, παρουσιάζεται αστάθεια στην εικόνα. Γιατί χρειάζεται καθόλου ρύθμιση: κάθε συσκευή έχει μικρές μηχανικές αποκλίσεις, οπότε μια ταινία γραμμένη σε άλλο μηχάνημα διαβάζεται με ελαφρά διαφορετική φάση — γι' αυτό το TRACKING ADJUST παραμένει προσιτό στον χρήστη.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το tracking ρυθμίζεται με τρεις τρόπους, δύο ηλεκτρονικούς και έναν μηχανικό. Πρώτον, με το ποτενσιόμετρο tracking adjust, που είναι η ρύθμιση του χρήστη και μεταβάλλει τη χρονική καθυστέρηση του μονοσταθούς πολυδονητή, δηλαδή τη φάση του παλμού ελέγχου που φτάνει στον συγκριτή φάσης του βρόχου του capstan· επειδή ο συγκριτής οδηγεί τον κινητήρα του capstan, η μεταβολή μετατοπίζει ελαφρά τη θέση της ταινίας ως προς τις κεφαλές του τυμπάνου, ώστε αυτές να διαβάζουν ακριβώς πάνω στο λοξό ίχνος. Δεύτερον, με το ποτενσιόμετρο tracking preset, την εσωτερική εργοστασιακή προρύθμιση στην ίδια είσοδο, η οποία καθορίζει το κέντρο της περιοχής μέσα στην οποία δουλεύει η ρύθμιση του χρήστη και γίνεται μία φορά με βάση το εγχειρίδιο επισκευής. Τρίτον, μηχανικά, με τη ρύθμιση της θέσης της κεφαλής ελέγχου μέσω της αντίστοιχης βίδας της κινητής βάσης, αφού το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι με τη ρύθμιση της κεφαλής ελέγχου ρυθμίζουμε μηχανικά το tracking. Όταν το tracking είναι απορυθμισμένο, οι κεφαλές δεν διατρέχουν ακριβώς τα λοξά ίχνη και εμφανίζονται λωρίδες θορύβου, απώλεια συγχρονισμού και αστάθεια στην εικόνα. Η ρύθμιση είναι απαραίτητη γιατί κάθε συσκευή έχει μικρές μηχανικές αποκλίσεις, οπότε ταινία γραμμένη σε άλλο μηχάνημα διαβάζεται με ελαφρώς διαφορετική φάση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 19η · Ερώτηση 2 — Ρύθμιση της ταχύτητας του κινητήρα CAPSTAN

Ερώτηση: 2. Με ποιο τρόπο μπορούμε να ρυθμίσουμε την ταχύτητα του κινητήρα CAPSTAN στο σύστημα ελέγχου του σχήματος 19.3;

Απάντηση:

Η απάντηση: με το ποτενσιόμετρο «Capstan speed control» του σχήματος 19.3, το οποίο δρα στη βαθμίδα SPEED CONTROL του βρόχου του capstan.
```
 ΒΡΟΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΟΥ CAPSTAN (σχ. 19.3)

   F.G. (παλμοί ταχύτητας) ──► SPEED CONTROL ──► PWM ──► LPF ┐
                                    ▲                        ├─► MIX
                        Capstan speed control                │
   C.T.L. → M/M → PHASE COMPARATOR ──► PWM ──► LPF ──────────┘
                        ▲                                    │
                  DIVIDER (25 Hz)                    MOTOR DRIVE
                                                             │
                                                     CAPSTAN MOTOR
```
Η αναλογία με το τύμπανο (σελ. 108-109): η ρύθμιση της ταχύτητας του τυμπάνου (Drum) γίνεται μέσω του ποτενσιόμετρου (Drum speed control), όπως δείχνει και το διάγραμμα του συστήματος ελέγχου ενός βίντεο, που φαίνεται στο σχήμα 19.3. Το σχήμα δείχνει δύο όμοιους βρόχους σέρβο — έναν για το τύμπανο και έναν για το capstan — με αντίστοιχα ποτενσιόμετρα ρύθμισης, Drum speed control και Capstan speed control.

Πώς λειτουργεί ο βρόχος: ο κάθε βρόχος έχει δύο σκέλη — το σκέλος ταχύτητας (SPEED CONTROL, οδηγούμενο από τους παλμούς F.G. του κινητήρα) και το σκέλος φάσης (PHASE COMPARATOR, που συγκρίνει με τη σταθερή αναφορά του DIVIDER). Τα δύο σφάλματα μετατρέπονται σε PWM, φιλτράρονται (LPF), αθροίζονται (MIX) και οδηγούν τον MOTOR DRIVE και τελικά τον CAPSTAN MOTOR. Το ποτενσιόμετρο Capstan speed control μεταβάλλει το σημείο αναφοράς του σκέλους ταχύτητας.

Η επαλήθευση της ρύθμισης — κατ' αναλογία με το τύμπανο (σελ. 109): η επιβεβαίωση, ότι η ρύθμιση έγινε σωστά, γίνεται με τη μέτρηση της συχνότητας των παλμών του τυμπάνου (P.G. Drum) με ψηφιακό συχνόμετρο. Η συχνότητα αυτή πρέπει να έχει την ίδια τιμή με αυτή, που αναγράφεται από τον κατασκευαστή στο εγχειρίδιο επισκευής. Για το capstan μετράμε αντίστοιχα τη συχνότητα των F.G. παλμών του με το ψηφιακό συχνόμετρο — μέρος του απαραίτητου εξοπλισμού της άσκησης (σελ. 109): παλμογράφο, ψηφιακό συχνόμετρο, σετ κατσαβιδιών ωρολογοποιού.

Γιατί είναι κρίσιμη: ο capstan καθορίζει την ταχύτητα της ταινίας, άρα και τη γεωμετρία των λοξών ιχνών. Λάθος ταχύτητα σημαίνει αδυναμία παρακολούθησης των ιχνών (θόρυβο στην εικόνα) και αλλοίωση του ήχου, όπως ακριβώς περιγράφει η πορεία εργασίας για το τύμπανο (σελ. 110): μειώστε την ταχύτητα (στροφές/sec) του τύμπανου… και σημειώστε τα προβλήματα, που παρουσιάζονται στην εικόνα και τον ήχο. Και εδώ η θεμελιώδης προειδοποίηση (σελ. 107): οι ρυθμίσεις πρέπει να γίνονται με βάση τις οδηγίες του κατασκευαστή για το συγκεκριμένο μοντέλο βίντεο, οι οποίες περιέχονται στο εγχειρίδιο επισκευής του (Service Manual).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ταχύτητα του κινητήρα του capstan ρυθμίζεται με το αντίστοιχο ποτενσιόμετρο ελέγχου ταχύτητας capstan, το οποίο φαίνεται στο διάγραμμα του συστήματος ελέγχου και δρα στη βαθμίδα ελέγχου ταχύτητας του βρόχου του capstan, ακριβώς όπως το ποτενσιόμετρο ελέγχου ταχύτητας τυμπάνου δρα στον αντίστοιχο βρόχο του τυμπάνου. Το σχήμα δείχνει δύο όμοιους βρόχους σέρβο, καθένας με δύο σκέλη: το σκέλος ταχύτητας, που οδηγείται από τους παλμούς ταχύτητας του κινητήρα, και το σκέλος φάσης, που συγκρίνει με σταθερή αναφορά από τον διαιρέτη. Τα δύο σφάλματα μετατρέπονται σε παλμούς μεταβλητού εύρους, φιλτράρονται, αθροίζονται και οδηγούν τη βαθμίδα οδήγησης και τελικά τον κινητήρα. Το ποτενσιόμετρο μεταβάλλει το σημείο αναφοράς του σκέλους ταχύτητας. Η επιβεβαίωση της σωστής ρύθμισης γίνεται, κατ' αναλογία με το τύμπανο, με μέτρηση της συχνότητας των παλμών του κινητήρα με ψηφιακό συχνόμετρο και σύγκριση με την τιμή που αναγράφει ο κατασκευαστής στο εγχειρίδιο επισκευής. Η ρύθμιση είναι κρίσιμη, γιατί ο capstan καθορίζει την ταχύτητα της ταινίας και άρα τη γεωμετρία των λοξών ιχνών, οπότε λάθος ταχύτητα δίνει θόρυβο στην εικόνα και αλλοίωση του ήχου. Σε κάθε περίπτωση η ρύθμιση πρέπει να γίνεται με βάση τις οδηγίες του κατασκευαστή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 20η · Ερώτηση 1 — Συμπεράσματα από τις πεδιομετρήσεις του πίνακα 20.5.4.1

Ερώτηση: Ερωτήσεις 1. Ποια είναι τα συμπεράσματά σας από τις δοκιμές 20.5.4 και από τα αποτελέσματα του πίνακα 20.5.4.1;

Απάντηση:

Η δοκιμή (σελ. 116-117): μετρήθηκε η στάθμη του ίδιου σήματος πρώτα μέσα από το εργοστασιακό καλώδιο (''ιδανικό'')… με μήκος όσο το δυνατό μικρότερο και μετά μέσα από το καλώδιο 10m, που κατασκευάσατε, σε τρεις περιοχές: VHF I (2 έως 4), VHF III (5 έως 12) και UHF (21 έως 69).
```
 ΠΙΝΑΚΑΣ 20.5.4.1 — τυπική εικόνα αποτελεσμάτων

           Εργ.καλώδιο   Καλώδιο 10m   Διαφορά    Εξασθένιση
              dBμV          dBμV         dB       dB/100m
  VHF I        80            79,5        0,5          5
  VHF III      80            79           1          10
  UHF          80            77,5        2,5         25
```
Τα τρία συμπεράσματα: 1. Κάθε καλώδιο εξασθενεί το σήμα. Η στάθμη μέσα από το καλώδιο των 10 m είναι πάντα μικρότερη από εκείνη του κοντού εργοστασιακού. Η Διαφορά σε dB του πίνακα είναι η εξασθένιση των 10 m. 2. Η εξασθένιση αυξάνεται με τη συχνότητα. Η μεγαλύτερη διαφορά εμφανίζεται στα UHF, η μικρότερη στα VHF I — ακριβώς γι' αυτό το βιβλίο ορίζει ως χαρακτηριστικό μέγεθος (σελ. 113) την εξασθένιση που παρουσιάζει το καλώδιο σε σχέση με τη συχνότητα σε dB/100m. Αιτίες: το επιδερμικό φαινόμενο στον κεντρικό αγωγό και οι απώλειες του διηλεκτρικού, που μεγαλώνουν με τη συχνότητα. 3. Η εξασθένιση είναι ανάλογη του μήκους. Γι' αυτό η τελευταία στήλη ανάγει τη μέτρηση σε dB ανά 100 m: αν η διαφορά στα 10 m είναι x dB, η εξασθένιση είναι 10·x dB/100 m — τιμή συγκρίσιμη με τα φυλλάδια των κατασκευαστών.

Πρακτικές συνέπειες: Σε μακριές γραμμές κεραίας πρέπει να επιλέγεται καλώδιο χαμηλής εξασθένισης (μεγαλύτερη διατομή του κεντρικού αγωγού, σελ. 113) ή να παρεμβάλλεται ενισχυτής. Η στάθμη σχεδιασμού μιας εγκατάστασης πρέπει να υπολογίζεται στο δυσμενέστερο κανάλι, δηλαδή στο υψηλότερο UHF. Το ποιοτικό αποτέλεσμα της συγκόλλησης φαίνεται αμέσως: αν η διαφορά είναι πολύ μεγαλύτερη από την αναμενόμενη, υπάρχει κακή επαφή ή προβληματική θωράκιση. Η σύνδεση με την προδιαγραφή (σελ. 113): τα ίδια μεγέθη — η απώλεια επιστροφής (RETURN LOSS) σε σχέση με τη συχνότητα σε dΒ και η σύνθετη αντίσταση του καλωδίου σε Ωμ (50,75,300 Ωμ) — εξηγούν και τυχόν ανακλάσεις, αν το καλώδιο 50 Ω χρησιμοποιηθεί σε σύστημα 75 Ω.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Από τη δοκιμή, στην οποία μετρήθηκε το ίδιο σήμα πρώτα μέσα από το κοντό εργοστασιακό καλώδιο και έπειτα μέσα από το καλώδιο δέκα μέτρων που κατασκευάσαμε, σε κανάλια των VHF πρώτης και τρίτης ζώνης και των UHF, προκύπτουν τρία συμπεράσματα. Πρώτον, κάθε καλώδιο εξασθενεί το σήμα, αφού η στάθμη μέσα από το καλώδιο των δέκα μέτρων είναι πάντοτε μικρότερη από εκείνη του εργοστασιακού· η διαφορά σε decibel που καταχωρείται στον πίνακα είναι ακριβώς η εξασθένιση των δέκα μέτρων. Δεύτερον, η εξασθένιση αυξάνεται με τη συχνότητα: η μεγαλύτερη διαφορά εμφανίζεται στα UHF και η μικρότερη στα VHF πρώτης ζώνης, γι' αυτό άλλωστε το βιβλίο ορίζει ως χαρακτηριστικό μέγεθος την εξασθένιση σε σχέση με τη συχνότητα ανά εκατό μέτρα· αιτίες είναι το επιδερμικό φαινόμενο στον κεντρικό αγωγό και οι απώλειες του διηλεκτρικού, που μεγαλώνουν με τη συχνότητα. Τρίτον, η εξασθένιση είναι ανάλογη του μήκους, γι' αυτό η τελευταία στήλη ανάγει τη μέτρηση σε decibel ανά εκατό μέτρα, ώστε να είναι συγκρίσιμη με τα φυλλάδια των κατασκευαστών. Πρακτικά, σε μακριές γραμμές πρέπει να επιλέγεται καλώδιο χαμηλής εξασθένισης ή να παρεμβάλλεται ενισχυτής, ο σχεδιασμός να γίνεται με βάση το δυσμενέστερο κανάλι των UHF, ενώ μια διαφορά πολύ μεγαλύτερη από την αναμενόμενη αποκαλύπτει κακή συγκόλληση ή προβληματική θωράκιση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 20η · Ερώτηση 2 — Βραχυκύκλωμα κεντρικού αγωγού με τη θωράκιση στο καλώδιο 10 m

Ερώτηση: 2. Αν στο καλώδιο 10m, που κατασκευάσατε, βραχυκυκλώσετε τον κεντρικό αγωγό με τον αγωγό θωράκισης, ποια θα είναι τα αποτελέσματα στον πίνακα 20.5.4.1 (να πραγματοποιήσετε τη δοκιμή);

Απάντηση:

Το αποτέλεσμα: μηδενική ένδειξη στο πεδιόμετρο και στις τρεις περιοχές — δεν φθάνει καθόλου σήμα.
```
 ΠΙΝΑΚΑΣ 20.5.4.1 με ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΕΝΟ καλώδιο

           Εργ.καλώδιο   Καλώδιο 10m    Διαφορά     Εξασθένιση
  VHF I        80         ≈ 0 (θόρυβος)  ≈ 80 dB    τεράστια/άπειρη
  VHF III      80         ≈ 0 (θόρυβος)  ≈ 80 dB    τεράστια/άπειρη
  UHF          80         ≈ 0 (θόρυβος)  ≈ 80 dB    τεράστια/άπειρη
```
Η αιτιολόγηση: στο ομοαξονικό καλώδιο το σήμα υπάρχει ως διαφορά δυναμικού ανάμεσα στον κεντρικό αγωγό και τη θωράκιση, που αποτελεί τον δεύτερο αγωγό και γειώνεται. Το βραχυκύκλωμα εξισώνει τα δυναμικά, οπότε η διαφορά γίνεται μηδέν και καμία ισχύς δεν φθάνει στο πεδιόμετρο.

Και μια δεύτερη, καθαρά ραδιοηλεκτρική συνέπεια — ολική ανάκλαση: ένα βραχυκύκλωμα είναι φορτίο 0 Ω αντί για τα ονομαστικά 50 Ω ή 75 Ω (σελ. 113: η σύνθετη αντίσταση του καλωδίου σε Ωμ (50,75,300 Ωμ)). Ο συντελεστής ανάκλασης γίνεται −1, δηλαδή όλη η ισχύς επιστρέφει στη γεννήτρια. Αυτό αντιστοιχεί σε μηδενική απώλεια επιστροφής (RETURN LOSS) — το χαρακτηριστικό που ρητά αναφέρει το βιβλίο (σελ. 113): η απώλεια επιστροφής (RETURN LOSS) σε σχέση με τη συχνότητα σε dΒ. Κίνδυνος για τη βιντεογεννήτρια: η έξοδός της RF OUT βρίσκεται βραχυκυκλωμένη· σε όργανα χαμηλής ισχύος αυτό συνήθως είναι ανεκτό, αλλά δεν πρέπει να διαρκεί.

Πώς επιβεβαιώνεται πριν από τη δοκιμή (σελ. 115): με τον έλεγχο που ζητεί η ίδια η πορεία εργασίας — να ελέγξετε την ύπαρξη βραχυκυκλώματος ή μη ωμομετρώντας (στον ένα συνδετήρα) μεταξύ κεντρικού και εξωτερικού στελέχους: σε σωστό καλώδιο το πολύμετρο δείχνει άπειρη αντίσταση, στο βραχυκυκλωμένο δείχνει σχεδόν μηδέν. Η αντιστοιχία με τον ήχο (άσκηση 9, σελ. 60): το ίδιο σφάλμα σε καλώδιο ήχου δίνει επίσης διακοπή — κατά τη διάρκεια συγκόλλησης του ομοαξονικού καλωδίου στο συνδετήρα RCA βραχυκυκλώνεται ο κεντρικός αγωγός με την πολύκλωνη θωράκιση. Η διαφορά από την απλή εξασθένιση: εδώ δεν μιλάμε για μερική απώλεια που θα καταγραφόταν ως λίγα dB στη στήλη Διαφορά, αλλά για ολική διακοπή — η στήλη Εξασθένιση καλωδίου κατασκευής δεν έχει πλέον φυσικό νόημα, αφού δεν πρόκειται για ιδιότητα του καλωδίου αλλά για κατασκευαστικό σφάλμα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αν βραχυκυκλωθεί ο κεντρικός αγωγός με τη θωράκιση, το πεδιόμετρο θα δείχνει μηδενική στάθμη και στις τρεις περιοχές συχνοτήτων, δηλαδή στη στήλη του καλωδίου κατασκευής θα καταγραφεί ουσιαστικά μόνο ο θόρυβος του οργάνου, ενώ η στήλη της διαφοράς θα δείχνει τεράστια, πρακτικά άπειρη τιμή. Η αιτιολόγηση είναι ότι στο ομοαξονικό καλώδιο το σήμα υπάρχει ως διαφορά δυναμικού ανάμεσα στον κεντρικό αγωγό και στη θωράκιση, η οποία λειτουργεί ως δεύτερος αγωγός και γειώνεται· το βραχυκύκλωμα εξισώνει τα δυναμικά, οπότε η διαφορά μηδενίζεται και καμία ισχύς δεν φτάνει στο όργανο. Ραδιοηλεκτρικά, το βραχυκύκλωμα αποτελεί φορτίο μηδέν ohm αντί για τα ονομαστικά πενήντα ή εβδομήντα πέντε, οπότε ο συντελεστής ανάκλασης γίνεται μείον ένα και όλη η ισχύς επιστρέφει στη γεννήτρια, δηλαδή η απώλεια επιστροφής μηδενίζεται. Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι η έξοδος της βιντεογεννήτριας βρίσκεται βραχυκυκλωμένη, κατάσταση που δεν πρέπει να διαρκεί. Το σφάλμα εντοπίζεται πριν από κάθε δοκιμή με τον έλεγχο που προβλέπει η πορεία εργασίας, δηλαδή ωμομετρώντας μεταξύ κεντρικού και εξωτερικού στελέχους του συνδετήρα: σε σωστό καλώδιο η ένδειξη είναι άπειρη, ενώ στο βραχυκυκλωμένο σχεδόν μηδέν. Δεν πρόκειται λοιπόν για μερική εξασθένιση μερικών decibel αλλά για ολική διακοπή, οπότε η στήλη της εξασθένισης δεν έχει πια φυσικό νόημα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 20η · Ερώτηση 3 — Ασυγκόλλητος κεντρικός αγωγός στο καλώδιο 10 m

Ερώτηση: 3. Αν στο καλώδιο 10m, που κατασκευάσατε, δεν έχει συγκολληθεί ο κεντρικός αγωγός, ποια θα είναι τα αποτελέσματα στον πίνακα 20.5.4.1; (να πραγματοποιήσετε τη δοκιμή).

Απάντηση:

Το αποτέλεσμα: και πάλι πρακτικά μηδενική ένδειξη — αλλά με διαφορετική ηλεκτρική αιτία και με μια χαρακτηριστική διαφορά στη συμπεριφορά κατά συχνότητα.

 ΠΙΝΑΚΑΣ 20.5.4.1 με ΑΣΥΓΚΟΛΛΗΤΟ κεντρικό αγωγό

           Εργ.καλώδιο   Καλώδιο 10m           Διαφορά
  VHF I        80         ελάχιστη ένδειξη      πολύ μεγάλη
  VHF III      80         ελάχιστη, ίσως λίγο   πολύ μεγάλη
                          μεγαλύτερη
  UHF          80         η μεγαλύτερη από τις  μεγάλη, αλλά η
                          τρεις (χωρητική      ΜΙΚΡΟΤΕΡΗ των τριών
                          σύζευξη)

Η αιτιολόγηση: με ασυγκόλλητο κεντρικό αγωγό η αγώγιμη διαδρομή διακόπτεται — το κύκλωμα είναι ανοιχτό, οπότε δεν υπάρχει συνέχεια για το σήμα.

Η διαφορά από το βραχυκύκλωμα: Στο βραχυκύκλωμα το φορτίο είναι 0 Ω και το σήμα μηδενίζεται εντελώς σε όλες τις συχνότητες. Στο ανοιχτό κύκλωμα το φορτίο τείνει στο άπειρο, αλλά ανάμεσα στον κομμένο κεντρικό αγωγό και στο κεντρικό στέλεχος του συνδετήρα υπάρχει μικρή χωρητικότητα. Η αντίσταση ενός πυκνωτή είναι Xc = 1/(2πfC), δηλαδή μειώνεται όσο αυξάνεται η συχνότητα:

  Χαμηλές συχνότητες (VHF I)  →  Xc μεγάλη  →  σχεδόν καμία διέλευση
  Υψηλές συχνότητες (UHF)     →  Xc μικρή   →  μικρή αλλά μετρήσιμη διέλευση

Άρα, σε αντίθεση με τη φυσιολογική εικόνα του πίνακα (όπου η μεγαλύτερη εξασθένιση εμφανίζεται στα UHF), εδώ ενδέχεται να καταγραφεί ασθενής ένδειξη ακριβώς στα UHF και καμία στα VHF I — αντιστροφή που προδίδει αμέσως το είδος της βλάβης.

Ο έλεγχος που το αποκαλύπτει (σελ. 115): να ελέγξετε την ωμική συνέχεια των κεντρικών αγωγών των RF συνδετήρων και των αγωγών θωράκισης των RF συνδετήρων — με ασυγκόλλητο κεντρικό αγωγό το πολύμετρο δείχνει έλλειψη συνέχειας (άπειρη αντίσταση) στο κεντρικό στέλεχος, ενώ η θωράκιση παραμένει συνεχής. Ο συνδυασμός των δύο μετρήσεων ξεχωρίζει αλάνθαστα τις τρεις καταστάσεις:

Μέτρηση	Σωστό καλώδιο	Βραχυκύκλωμα	Ασυγκόλλητος κεντρικός
συνέχεια κεντρικού	ναι	ναι	όχι
συνέχεια θωράκισης	ναι	ναι	ναι
κεντρικό ↔ θωράκιση	άπειρη	μηδέν	άπειρη

Το πρακτικό συμπέρασμα: και τα δύο σφάλματα (βραχυκύκλωμα και διακοπή) καθιστούν το καλώδιο άχρηστο, γι' αυτό η πορεία εργασίας επιμένει (σελ. 114-115) στη σειρά των ελέγχων πριν από κάθε χρήση — συνέχεια κεντρικών αγωγών, συνέχεια θωράκισης, απουσία βραχυκυκλώματος.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αν ο κεντρικός αγωγός δεν έχει συγκολληθεί, το κύκλωμα είναι ανοιχτό και η ένδειξη του πεδιομέτρου θα είναι και πάλι πρακτικά μηδενική, με πολύ μεγάλες διαφορές σε όλες τις περιοχές. Η ηλεκτρική αιτία όμως διαφέρει από εκείνη του βραχυκυκλώματος: εκεί το φορτίο είναι μηδέν ohm και το σήμα μηδενίζεται εξίσου σε όλες τις συχνότητες, ενώ εδώ το φορτίο τείνει στο άπειρο, αλλά ανάμεσα στον κομμένο αγωγό και στο κεντρικό στέλεχος του συνδετήρα υπάρχει μικρή χωρητικότητα. Επειδή η χωρητική αντίσταση μειώνεται όσο αυξάνεται η συχνότητα, στα χαμηλά κανάλια των VHF πρώτης ζώνης δεν θα περνά ουσιαστικά τίποτα, ενώ στα UHF μπορεί να καταγραφεί μικρή αλλά μετρήσιμη ένδειξη λόγω χωρητικής σύζευξης. Έτσι, σε αντίθεση με τη φυσιολογική εικόνα του πίνακα, όπου η μεγαλύτερη εξασθένιση εμφανίζεται στα UHF, εδώ η μικρότερη διαφορά μπορεί να είναι ακριβώς στα UHF, αντιστροφή που προδίδει το είδος της βλάβης. Ο έλεγχος που το αποκαλύπτει είναι η μέτρηση της ωμικής συνέχειας των κεντρικών αγωγών: με ασυγκόλλητο κεντρικό αγωγό δεν υπάρχει συνέχεια στο κεντρικό στέλεχος, ενώ η θωράκιση παραμένει συνεχής και η μέτρηση ανάμεσα σε κεντρικό και θωράκιση δείχνει άπειρη αντίσταση, σε αντίθεση με το βραχυκύκλωμα που δείχνει μηδέν. Και στις δύο περιπτώσεις το καλώδιο είναι άχρηστο, γι' αυτό η πορεία εργασίας επιμένει στους ελέγχους συνέχειας και απουσίας βραχυκυκλώματος πριν από κάθε χρήση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο