傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)，由CCD傳感器對(duì)圖像進(jìn)行采集。通過(guò)CCD攝像機(jī)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、圖像處理（內(nèi)部DSP）、數(shù)模轉(zhuǎn)換，最后輸出模擬信號(hào)。攝像機(jī)輸出的圖像可作不同的應(yīng)用，如可與矩陣相連，通過(guò)視頻切換進(jìn)行顯示；也可以與DVR相連，進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)；也可以與DVS相連，壓縮后通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)取?br>
二、磁帶攝像機(jī)
磁帶攝像機(jī)曾是最通用的圖像記錄設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)中。數(shù)字視頻記錄設(shè)備的出現(xiàn)使它應(yīng)用減少了，但并不能完全取代它。磁帶攝像機(jī)是電視技術(shù)重大的發(fā)明，使電視真正成為第三媒體，它所采用的技術(shù)，在許多視頻設(shè)備還在應(yīng)用。這里我們簡(jiǎn)單地介紹磁帶攝像機(jī)的工作原理和基本的機(jī)械、電路特點(diǎn)。
（一）磁記錄原理
磁帶攝像機(jī)，利用磁介質(zhì)（磁帶）記錄視頻信號(hào)的裝置，最基本的變換是電磁和磁電轉(zhuǎn)換。鐵磁物質(zhì)的磁滯現(xiàn)象表明：磁性材料具有記憶特性，使磁記錄成為可能。
任何磁記錄必須包括兩個(gè)基本的部分：承載信息的介質(zhì)；向介質(zhì)傳遞信息實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換的器件。在磁帶攝像機(jī)中它們是：
磁帶，在塑料帶基上均勻地涂布磁性層，磁性材料為硬磁。它是視頻信號(hào)存儲(chǔ)的介質(zhì)。
磁頭，是一個(gè)繞有線(xiàn)圈的環(huán)形鐵芯（軟磁材料），鐵芯上有一狹窄的縫隙，工作縫隙。磁頭是完成電磁轉(zhuǎn)換的器件。
要實(shí)現(xiàn)信息記錄必須建立規(guī)定的頭、帶關(guān)系，磁帶記錄的頭、帶關(guān)系非常精密，由機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)（見(jiàn)圖3－52）。在規(guī)定的頭一帶關(guān)系下發(fā)生下面的物理過(guò)程；
記錄過(guò)程，記錄信號(hào)電流流過(guò)線(xiàn)圈，鐵芯中產(chǎn)生與電流大小成正比、方向一致的磁通，在縫隙處出現(xiàn)漏磁場(chǎng)，當(dāng)磁帶與之接觸，磁力線(xiàn)通過(guò)磁帶閉合，磁帶被磁化，產(chǎn)生磁跡。
重放過(guò)程，與記錄相反，磁頭與磁帶相接觸，磁頭將橋接磁帶上的磁跡，磁帶表面磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)通過(guò)鐵心，在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感生電流。
消除過(guò)程，用逐漸變小的交變電流（磁場(chǎng)）作用于磁帶，其磁化強(qiáng)度會(huì)逐漸減弱，直到消去磁化。用一恒定的交變電流（磁場(chǎng)），但逐漸離開(kāi)磁帶（相當(dāng)于逐漸減小）就會(huì)實(shí)現(xiàn)消磁功能。
磁帶記錄中的主要物理參數(shù)有：
記錄波長(zhǎng)λ，λ=ν/f，其中：ν為磁帶速度；f為信號(hào)頻率。記錄波長(zhǎng)表示對(duì)應(yīng)記錄信號(hào)一個(gè)周期，磁帶上磁化強(qiáng)度變化一個(gè)周期的長(zhǎng)度。它與記錄速度（假定磁頭固定就是磁帶速度）成正比，與記錄信號(hào)頻率成反比。
重放特性，若保持與記錄時(shí)相同的頭、帶關(guān)系（幾何位置、相對(duì)速度）記錄磁跡將在磁頭線(xiàn)圈中產(chǎn)生感性電動(dòng)勢(shì)，
ε=-NdΦ/dt、其中：N為線(xiàn)圈匝數(shù)；Φ為通過(guò)鐵芯的磁通量。
重放特性曲線(xiàn)表明重放輸出與記錄信號(hào)幅度和頻率成正比。這是曲線(xiàn)的 6db／倍頻程段。由于各種損耗，它從某一點(diǎn)開(kāi)始衰減。重放特性的6db／倍頻程段是磁帶記錄系統(tǒng)的工作段，它決定系統(tǒng)可以記錄信號(hào)的相對(duì)帶寬（動(dòng)態(tài)范圍），磁帶攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍一般為10個(gè)信頻程左右。
（二）視頻記錄原理
上述頭-帶關(guān)系就是錄音機(jī)的系統(tǒng)，它必須經(jīng)過(guò)改進(jìn)才能記錄視頻信號(hào)，主要有：
1．旋轉(zhuǎn)掃描。從重放特性可知：提高錄放頻率，以適應(yīng)視頻信號(hào)的寬帶特性，有兩個(gè)途徑：提高磁帶速度與減小磁頭工作縫隙。后者有限度，而前者會(huì)加大磁帶使用量。旋轉(zhuǎn)磁頭方式解決了這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)磁頭高速旋轉(zhuǎn)提高磁帶對(duì)磁頭的相對(duì)速度，保持磁帶低速行走，減少磁帶的使用量。頭一帶關(guān)系又稱(chēng)為磁頭掃描方式。目前磁帶攝像機(jī)主要采用是螺線(xiàn)掃描方式。它是將兩個(gè)相隔180°的磁頭安裝在磁鼓（圓柱體）上，磁帶經(jīng)過(guò)導(dǎo)柱的調(diào)節(jié)包繞磁鼓的半圓周上，形成一定的高度差。由于磁鼓的旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)磁頭交替地接觸磁帶，掃描出一條條傾斜的磁跡。
2．磁帶格式。螺線(xiàn)掃描產(chǎn)生記錄磁跡不是連續(xù)的，為了重放時(shí)準(zhǔn)確地找到磁跡，要有標(biāo)記它們的控制磁跡，當(dāng)然還要有音頻磁跡，這些磁跡按規(guī)定的位置分布府列形成一定的磁帶格式。不同形式的磁帶攝像機(jī)就有不同的磁帶格式。螺線(xiàn)掃描的每條視頻磁跡長(zhǎng)度等于磁鼓半圓周長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)一場(chǎng)視頻信號(hào)。因磁鼓的轉(zhuǎn)速是一定的，所以磁跡長(zhǎng)度反映記錄速度，磁鼓直徑大的攝像機(jī)可以得到較好的圖像質(zhì)量。同一型式的攝像機(jī)要嚴(yán)格符合規(guī)定的磁帶格式，以保證互換性。圖3－53為螺線(xiàn)掃描與磁帶格式示意圖。
3．頻率調(diào)制。由于磁記錄動(dòng)態(tài)范圍的限制，磁帶記錄系統(tǒng)不能直接記錄視頻信號(hào)，必須進(jìn)行調(diào)制以壓縮（相對(duì)）帶寬。攝像機(jī)采用調(diào)頻方式，主要因?yàn)椋核挥梅蔷€(xiàn)性均衡，可減小幅度干擾，可以實(shí)行飽和記錄。攝像機(jī)采用低載波（3．8～4．8M）、淺調(diào)制FM方式。即載波稍高于視頻信號(hào)的最高頻率。調(diào)制系數(shù)小于0．4，使調(diào)制信號(hào)的能量幾乎全部集中在一次邊帶之內(nèi)。
4．彩色降頻。低帶方式攝像機(jī)不能直接處理色度信號(hào)(4.43±0.5MH
Z)，因此，只能對(duì)亮度信號(hào)進(jìn)行調(diào)頻（Y－FM），對(duì)色度信號(hào)則要進(jìn)行降頻處理，這就是彩色降頻法。攝像機(jī)首先分離亮度、色度信號(hào)，前者進(jìn)行頻率調(diào)制，后者降頻，使之成為 1MHZ以下的低載波色信號(hào)，與FM亮度信號(hào)混合，一同記錄于磁帶。FM信號(hào)對(duì)降頻色信號(hào)起偏磁的作用。總結(jié)上兩項(xiàng)的敘述，可以得到磁帶攝像機(jī)的記錄頻譜，如圖3－54所示。
5．方位角記錄，利用方位角損耗的原理實(shí)現(xiàn)高密度記錄。為防止磁頭重放（掃描）的偏差而出現(xiàn)串?dāng)_信號(hào)，視頻磁跡門(mén)要有保護(hù)帶，這就增加了磁帶量。若使兩個(gè)磁頭的工作縫隙方向（方位角）分別向左右偏差一個(gè)角度α，兩者之間則差2α。因此，每個(gè)磁頭就只能重放自己記錄的磁跡，當(dāng)掃描出現(xiàn)偏差時(shí)、相鄰磁跡不會(huì)產(chǎn)生干擾輸出，可以不設(shè)保護(hù)帶，實(shí)現(xiàn)高密度記錄。圖3－55所示為方位角記錄示意圖。
應(yīng)用最廣的VHS方式像機(jī)采用了這種方法，專(zhuān)業(yè)用攝像機(jī)則是有保護(hù)帶的。沒(méi)有保護(hù)帶，磁跡一條緊貼著一條，還可以互相重選，磁跡寬度由帶速?zèng)Q定，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間記錄和寬磁頭記錄。
（三）盒式磁帶攝像機(jī)
顧名思義，它采用的記錄介質(zhì)是盒式磁帶，采用自動(dòng)上下帶機(jī)構(gòu)。它的電路及螺線(xiàn)掃描結(jié)構(gòu)如圖3－56所示：
盒式磁帶攝像機(jī)的機(jī)械部分有：穿帶機(jī)構(gòu)、走帶機(jī)構(gòu)、張力伺服和電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，最有特色的穿帶機(jī)構(gòu)圖中沒(méi)表現(xiàn)出來(lái)。穿帶機(jī)構(gòu)通過(guò)兩個(gè)上帶導(dǎo)柱的平行移動(dòng)（向磁頭鼓方向），把磁帶從帶盒中拉出，包繞到磁鼓上。機(jī)器關(guān)機(jī)時(shí)，上帶導(dǎo)柱向相反方向（帶盒方向），同時(shí)帶盒的收帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將磁帶收回帶盒。穿帶機(jī)構(gòu)是與螺線(xiàn)掃描的方式相配合的。穿帶方式曾是攝像機(jī)分類(lèi)的主要依據(jù)。
盒式磁帶攝像機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的高精度十分重要，它保證正確的頭一帶關(guān)系和正確的磁帶格式，保證不同機(jī)器之間的互換性。從圖中看攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)與錄音機(jī)非常相似，差別是旋轉(zhuǎn)磁鼓。因此，有人講：攝像機(jī)就是錄音機(jī)加螺線(xiàn)掃描。
盒式磁帶攝像機(jī)電路主要有：視頻信號(hào)處理、音頻信號(hào)處理、伺服電路和機(jī)控電路。
它們的基本功能是：
視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，是攝像機(jī)的核心電路，低帶攝像機(jī)的特點(diǎn)是亮度、色度（由濾波器分離）分別處理。亮度信號(hào)的變換是：低載波調(diào)制以RF信號(hào)記錄；色度信號(hào)的變換是：變頻（降頻），然后與RF亮度信號(hào)混合。重放時(shí)，與此相反。RF信號(hào)解調(diào)，色度升頻，再?gòu)?fù)合為全電視信號(hào)。
為了得到好的圖像質(zhì)量，視頻信號(hào)還要進(jìn)行預(yù)加重、箱位、電平切割、失落補(bǔ)償?shù)忍幚?。通過(guò)頻譜分析可看出：低帶攝像機(jī)的圖像分辨率受到亮度信號(hào)載波的限制，只有3M左右的帶寬，可以得到280TVL。黑白方式由于沒(méi)有低載波色信號(hào)，分辨率可達(dá)310TVL。這是攝像機(jī)圖像分辨率的上限，不可能高于它。
伺服系統(tǒng)，基本功能是保證記錄、重放時(shí)正確的頭一帶關(guān)系。記錄時(shí)，形成標(biāo)準(zhǔn)的磁帶格（磁跡）；重放時(shí)，保證磁帶以與記錄時(shí)相同的速度行走，磁頭準(zhǔn)確地掃描磁跡。
伺服系統(tǒng)是一個(gè)典型的、閉環(huán)的自控回路，如圖3－57所示。
基準(zhǔn)信號(hào)表示系統(tǒng)對(duì)控制對(duì)象的要求，比較信號(hào)則反映控制對(duì)象的狀態(tài)。通過(guò)比較電路，檢測(cè)出實(shí)際狀態(tài)與要求的誤差
