La sincronizzazione delle telecamere

Nel tutorial sulla sincronizzazione del video composito abbiamo appreso che la frequenza di sincronizzazione, sia verticale che orizzontale, è fissata dallo standard PAL quindi qualsiasi telecamera, videoregistratore o monitor PAL è già costruito per leggere 15625 linee TV al secondo e per produrre con esse 50 campi al secondo che noi vedremo sullo schermo come 25 fotogrammi al secondo.
Bisogna però che telecamera e monitor oltre che alla stessa velocità vadano anche "a tempo" ossia il monitor inizi a scrivere nello stesso momento in cui la telecamera comincia a trasmettere. Per questo il monitor attende dalla telecamera l'impulso di sincronizzazione per partire con il piede giusto e poi procedere tranquillo alla velocità prestabilita.
Sono le telecamere, quindi, a generare gli impulsi di sincronizzazione, mentre i monitor, videoregistratori etc. sono in grado di riceverli ed adattarsi, per andare "a tempo" con la telecamera. Le telecamere sono a questo scopo munite di un generatore di sincronismo interno.
Abbiamo appena descritto il più semplice metodo di sincronizzazione fra telecamera e monitor che viene definito sincronizzazione interna

 Sincronizzare più telecamere
Quanto abbiamo appena spiegato fila liscio se abbiamo a che fare con una sola telecamera collegata ad un monitor, ma che succede se invece abbiamo più di una telecamera ?
Un sistema con più telecamere normalmente prevede che i vari segnali video vengano concentrati su di un solo monitor tramite dispositivi quali ciclici, quad o multiplexer. Se utilizziamo la sincronizzazione interna descritta sopra, ogni telecamera invierà al controllore video, poniamo ad esempio un ciclico, il proprio segnale di sincronizzazione, che sarà sicuramente non allineato con quello delle altre telecamere.
Il ciclico trasferirà quindi al monitor dei segnali video in successione, contenenti segnali di sincronismo non allineati ed insorgeranno dei problemi di sincronismo nelle immagini. Vediamo quali sono.

 I problemi di sincronismo
I problemi di sincronismo possono produrre effetti diversi a seconda della costituzione dell'impianto.

Telecamere+Ciclico+Monitor . In questa situazione i segnali video entrano nel ciclico che li invia uno per volta in sequenza al monitor. Se le telecamere non sono sincronizzate fra di loro ad ogni cambio di telecamera vedremo la nuova immagine apparire sullo schermo muovendosi verticalmente. Una banda nera si sposterà orizzontalmente sullo schermo e farò una o due passate sul monitor prima che l'immagine finalmente si assesti. In inglese questo fenomeno si chiama ROLLING ed è dovuto al fatto che il monitor necessita di un certo tempo per allinearsi con il nuovo segnale di sincronismo della nuova telecamera. Per tutto questo tempo il monitor mostrerà immagini disallineate che ci daranno l'impressione  di rotazione dell'immagine. Dopo uno o due secondi il monitor riprende il sincronismo con la nuova telecamera e l'immagine torna stabile, tuttavia l'effetto "ROLL" fa perdere istanti di visione ed è molto fastidioso da vedere.

Telecamera+Quad/Multiplexer/Videoregistratore+Monitor In questa situazione i segnali video entrano nel quad o nel multiplexer e vengono "fusi" in un unico segnale di uscita che contiene tutte le immagini insieme divise sullo schermo in vari quadranti.
Il problema nasce dal fatto che questa uscita video non può che contenere un solo segnale di sincronismo, normalmente quello della prima telecamera che entra nel quad. Il monitor si regolerà su questa cadenza e tutte le altre telecamere che dovessero avere un sincronismo diverso ci appariranno "rolling". In pratica vedremo sullo schermo uno o più quadranti con immagine stabile e uno o più quadranti con l'immagine che periodicamente o continuamente trasla come se dovesse uscire dallo schermo per poi rientrarvi.

 I moderni quad multiplexer e DVR risolvono i problemi di sincronismo
I dispositivi di controllo video di nuova generazione sono in grado di risincronizzare da soli segnali non sincronizzati provenienti dalle telecamere. I segnali video vengono digitalizzati e memorizzati in una memoria interna. Poi vengono ricomposti in modo sincronizzato nel segnale video che va verso il monitor. Con queste apparecchiature di gestione del video "roll free" non vi è bisogno di pensare alla sincronizzazione delle
telecamere.
Tutti i quad, multiplexer e videoregistratori digitali DSE dispongono di sincronizzazione automatica dei segnali video in ingresso per cui non è richiesta la sincronizzazione delle telecamere.

 Come sincronizzare le telecamere
Se si deve inviare il segnale di più telecamere ad un'apparecchiatura che non è in grado di correggere da sola i problemi di sincronizzazione, allora è necessario sincronizzare le telecamere. Per sincronizzare le telecamere esistono 2 metodi principali:

Sincronizzazione esterna GEN-LOCK - Consiste nel mandare alla telecamera, tramite un ulteriore cavo coassiale un segnale di sincronismo esterno, di solito generato da un apposito generatore di sincronismo. Le telecamere predisposte per il GEN-LOCK dispongono per questo di un ulteriore ingresso BNC posteriore a cui collegare il coassiale che porta il sincronismo. In piccoli impianti, dove si voglia evitare di installare un generatore di sincronismo, è anche possibile collegare l'ingresso GEN-LOCK di una telecamera con l'uscita video di un'altra telecamera. La seconda telecamera si allineerà alla componente di sincronismo della prima.

Sincronizzazione LINE-LOCK - Questo sistema è disponibile su quasi tutte le telecamere con alimentazione in corrente alternata ed è molto comodo in quanto, a differenza del GEN-LOCK non richiede un ulteriore cavo coassiale. Il funzionamento è molto semplice: sul retro delle telecamere predisposte per il Line Lock è posto in genere un microswitch denominato LL; spostando l'interruttore su LL la telecamera si sincronizza da sola con i 50 Hz della corrente di alimentazione, che essendo la stessa su tutte le telecamere le sincronizza automaticamente.
Le telecamere munite di Line Lock dovrebbero essere anche munite di un trimmer per la regolazione di fase che permette di compensare delle dissincronie dovute al fatto che il 220V sia prelevato da fasi diverse. Chiariamo meglio cosa questo significhi.
Come certamente sapete il 220V che circola nelle nostre case viene ottenuto collegandosi ad una linea a 380V composta da tre fili (o più tecnicamente fasi, da qui il nome di linea trifase). Perchè si abbia la stessa cadenza di oscillazione su tutte le telecamere è necessario che tutte le alimentazioni vengano prelevate dalle stesse 2 fasi (es.da A e B). Questa condizione è sicuramente rispettata in un impianto di piccole dimensioni che fa capo ad un impianto elettrico comune, ma può non esserlo in un impianto molto esteso dove le telecamere siano poste in diversi stabili.
Agendo sulla regolazione di fase della telecamera sincronizzata con il line-lock, è possibile sincronizzare anche telecamere che prelevano l'alimentazione da fasi diverse.
Per ragioni ovvie la sincronizzazione LL non è disponibile nelle telecamere alimentate in corrente continua.
Nella realizzazione di impianti con sincronizzazione Line-Lock va posta particolare attenzione alla presenza di forti carichi reattivi che possano portare sfasamenti fra una telecamera e l'altra.

 In conclusione
Nella TVCC di oggi il problema della sincronizzazione delle telecamere è molto meno sentito di un tempo. E' bene comunque, prima di procedere all'acquisto delle telecamere, verificare se il dispositivo di controllo (multiplexer, quad, ciclico, videoregistratore digitale o scheda per PC) richieda telecamere sincronizzate o disponga di un proprio sistema di sincronizzazione. In caso dobbiate sincronizzare le telecamere verificate molto attentamente che quelle che acquistate dispongano di uno dei due sistemi di sincronizzazione sopradescritti. La maggior parte delle telecamere in commercio, infatti, dispone oggi solamente della sincronizzazione interna e non consente alcuna sincronizzazione forzata.
 

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