Automatic gain control что это
автоматическая регулировка усиления — 3.1.1 автоматическая регулировка усиления: По ГОСТ 24375. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
автоматическая регулировка усиления — automatinis stiprinimo reguliavimas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. automatic gain control vok. automatische Verstärkungsregelung, f rus. автоматическая регулировка усиления, f pranc. réglage automatique de gain, f … Automatikos terminų žodynas
автоматическая регулировка усиления — automatinis stiprinimo reguliavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. automatic gain control vok. automatische Verstärkungsregelung, f rus. автоматическая регулировка усиления, f pranc. réglage automatique de gain, m … Fizikos terminų žodynas
Автоматическая регулировка усиления — 1. Автоматическое управление коэффициентом усиления цепи, обеспечивающее изменение амплитуды сигнала на выходе в меньшее число раз по сравнению с изменением амплитуды входного сигнала Употребляется в документе: ГОСТ 24375 80 … Телекоммуникационный словарь
Где используется AGC
Что значит AGC для внутреннего и наружного видеонаблюдения? Это возможность вести запись «в цвете» при неравномерном распределении освещения, его недостаточном уровне. Не всегда удается удачно расположить дополнительные осветительные приборы или запустить инфракрасную подсветку территории.
Варианты использования АРУ:
Для уличного видеонаблюдения — хорошо проявляет себя в сумерках, когда инфракрасная подсветка дала бы изображение худшего качества;
Внутри помещений с плохой освещенностью — складах, коридорах, на лестничных площадках.
Технология встречается сегодня практически во всех камерах, помогая вести качественную съемку не в самых удачных условиях. Если ваша система слежения выдает в полутьме более яркую картинку объекта, чем он есть на самом деле — знайте, что это AGC выполняет свои функции.
AGC - Что это? Регулировка усиления
Появление яркого источника света в поле зрения обычной видеокамеры или устройства для видеонаблюдения приводит к засветке. Объекты, находящиеся даже на небольшом расстоянии, будут выглядеть лишь силуэтами (при сильном освещении) или станут различимы лишь их общие черты, без мелких деталей (при менее ярком свете).
Функция AGC, или автоматической регулировки освещения (АРУ), предназначена как раз для улучшения качества изображения при недостаточном или чрезмерном освещении.
С помощью АРУ удается вести съемки даже в неблагоприятных условиях — например, когда объектив камеры повернут в сторону солнца, или напротив — если света недостаточно. Как правило, при установке устройств для наружного наблюдения, заранее определяются более и менее освещенные зоны.
Бывает и такое, что по условиям технического задания нельзя поставить видеокамеру в тень. Например, когда из-за этого сократится угол обзора, какие-то важные объекты (ворота, двери) останутся вне поля зрения.
По типу, технология в разных устройствах может отличаться:
Для импульсного, непостоянного сигнала;
Для непрерывного потока света.
Также АРУ подразделяют на усиленно-задержанную, простую и задержанную.
АГС используется совместно с другими функциями, позволяющими уменьшить потери качества изображения до приемлемых значений. Эффективность работы технологии AGC зависит от матрицы камеры, уровня освещения на территории, расстояния до объектов, попадающих в кадр, и других параметров.
Область применения
Технология AGC встречается практически во всех современных камерах видеонаблюдения и позволяет производить запись «в цвете», даже в неблагоприятных условиях. Однако, эффективность работы технологии AGC зависит от матрицы камеры, уровня освещения на территории, расстояния до объектов, попадающих в кадр, и других параметров.
Принцип работы
В общем виде АРУ проявляет себя следующим образом:
При попадании света в объектив камеры определяется его уровень;
Если величина нагрузки на отдельные пиксели матрицы не соответствуют установленным в настройках нормам (например, ниже них), сигнал автоматически усиливается;
Изображение с устройства по кабелю (wi-fi, иным способом) поступает оператору, или записывается на жесткий диск;
При просмотре записи или видео в реальном времени картинка будет отображаться уже в обработанном виде — то есть, без засветки или темных областей.
Нужно понимать, что существуют пределы усиления, напрямую завязанные на фактический уровень света в месте монтажа камеры, и возможности ее матрицы. В большинстве камер, оснащенных функцией АРУ, свет максимум усиливается до 10 раз. Если параметр будет увеличен, повысится и уровень помех на экране. Проблема частично решается за счет оборудования с большей светочувствительностью и лучшим разрешением.
Понятие автоматической регулировки усиления
Первое, что мы узнаем, войдя в мир электроники, – это как разработать схему на операционном усилителе с заданным коэффициентом усиления. Это не особенно сложно, и даже после того, как мы познакомимся со всеми нюансами и недостатками, связанными со схемами усилителей, мы всё еще можем уверенно проектировать системы, для которых требуется выходной сигнал, равный входному сигналу, умноженному на фиксированный коэффициент усиления.
Но что происходит, когда вся эта парадигма разваливается? Что мы можем сделать, если фиксированным параметром является не коэффициент усиления, а величина выходного сигнала? Фиксированный коэффициент усиления может создавать постоянную амплитуду выходного сигнала, когда амплитуда входного сигнала известна и неизменна, но это не всегда так, и, кроме того, иногда амплитуда входного сигнала сильно изменяется.
Адаптация к изменениям
Как и другие системы обратной связи, АРУ может «захватывать» входной сигнал, поэтому постепенные изменения амплитуды на входе будут иметь минимальное влияние на выходной сигнал. Однако АРУ не может мгновенно адаптироваться к быстрым изменениям; на самом деле, чрезвычайно быстрое время отклика нежелательно, потому что это сделает систему АРУ чрезмерно чувствительной к шуму или преднамеренным изменениям амплитуды входного сигнала (то есть амплитудной модуляции).
Термин «время срабатывания» (в англоязычной литературе «attack time», «время атаки») относится к реакции схемы АРУ на увеличение амплитуды входного сигнала, а «время восстановления» (в англоязычной литературе «decay time», «время затухания») относится к ее реакции на уменьшение амплитуды входного сигнала. На следующем графике от Analog Devices сравниваются характеристики срабатывания и восстановления для четырех стандартных типов детекторов.
Рисунок 2 – Характеристики срабатывания и восстановления АРУ для четырех стандартных типов детекторов
Как видите, при выборе типа детектора необходимо принять во внимание требования к отклику системы.
Замыкание петли
Решением здесь является то, что называется автоматической регулировкой усиления, сокращенно АРУ (англ. AGC, automatic gain control). Мы можем интуитивно сделать вывод, что в системе с разомкнутой петлей фактически нет способа достичь этого – чтобы правильно регулировать усиление, схема усилителя должна знать амплитуду сигнала на выходе. Следовательно, АРУ требует обратной связи. Она также (и неудивительно) требует усилителя с переменным коэффициентом усиления (VGA, variable gain amplifier).
Ниже приведена (очень) базовая архитектура системы АРУ.
Рисунок 1 – Структурная схема усилителя с системой АРУ
Выходной сигнал усилителя с переменным коэффициентом усиления (VGA) подается не только на следующее устройство в тракте сигнала, но также и на измерительную схему, которая определяет амплитуду выходного сигнала и регулирует усиление соответствующим образом. Измерение амплитуды выполняется детекторным блоком, для чего используется различные типы детекторов – четыре стандартных типа: детектор огибающей (или выпрямитель), квадратичный, среднеквадратичный (СКЗ, RMS) и логарифмический.
Авторегулировка усиления (AGC)
При установке видеооборудования на объект, вы можете столкнуться с проблемой недостаточного освещения, что приведет к потере четкости изображения. Также, особенно в случае с уличными камерами, может появиться необходимость установки камеры по направлению против солнца, что приводит к засветке кадра.
Чтобы избежать проблем с качеством изображения при избыточном или недостаточном освещении было разработано множество технологий. Одной из таких технологий является функция AGC.
Как работает AGC?
Функция AGC или автоматической регулировки освещения (АРУ), позволяет определить количество света, который попадает в объектив камеры. В случае если величина нагрузки на отдельные пиксели матрицы не соответствуют установленным в настройках нормам (например, ниже них), сигнал автоматически усиливается. В случае если световой поток слишком велик, то интенсивность сигнала снижается.
С помощью АРУ удается вести съемку даже в неблагоприятных условиях — например, когда объектив камеры повернут в сторону солнца, или напротив — если света недостаточно. Как правило, при установке устройств для наружного наблюдения, заранее определяются более и менее освещенные зоны.
Естественно, что эффективность работы функции AGC, непосредственно связанна с возможностями матрицы камеры, а также расстояния до объектов и условий освещения. Нужно понимать, что существуют приделы усиления света. В большинстве случаев, современные видеокамеры, могут усилить световой сигнал в 10 раз, в случае если это значение будет превышено, это приведет к появлению помех и снижению качества получаемого изображения.
АРУ для радиочастотного приемника
АРУ является критическим аспектом конструкции радиочастотного приемника. Плотность энергии электромагнитного излучения уменьшается пропорционально квадрату расстояния. Таким образом, уровень радиочастотного сигнала в приемнике резко меняется в зависимости от того насколько близко приемник находится к передатчику. АРУ постоянно обеспечивает усиления принимаемого сигнала до уровня, обеспечивающего эффективную обработку схемой демодулятора.
В наш век высокоинтегрированных, профессионально разработанных, широкодоступных микросхем аналоговых и смешанных сигналов маловероятно, что вам когда-либо понадобится (или вы захотите) разработать собственную систему АРУ (что является не простым процессом). Тем не менее, хорошо бы знать и понимать основные приемы и концепции.
Читайте также: