Stosunek sygnał/szum (S/N)

To iloraz mocy użytecznej sygnału w zadanym paśmie do wartości szumu w tym paśmie.

Jest wyrażany w decybelach – zgodnie ze wzorem:

gdzie:

S/N – stosunek sygnału do szumu
S – moc sygnału użytecznego
N – moc szumu

Im większa wartość tego parametru, tym lepiej. Dla sygnałów wideo dobrą wartością jest 48 dB (szum praktycznie niewidoczny). Dla dźwięku niesłyszalny szum osiąga się dopiero przy wartościach ok. 96 dB (jakość CD). Głównymi źródłami szumów, pojawiających się w instalacjach CCTV, są szumy: transmisyjne, matryc światłoczułych stosowanych w kamerach oraz mikrofonów. Występują także szumy elektroniki oraz kwantowania. Jednak mają one drugorzędne znaczenie.

Szumy powstające w czasie transmisji

Poziom sygnału w kablu spada wraz z odległością. Nawet jeśli na końcu zostanie wzmocniony, to trzeba to zrobić razem z szumami elektroniki, pogarszając stosunek sygnału do szumu. Największe znaczenie ma odległość, na jaką transmitujemy sygnał, oraz rodzaj zastosowanego medium transmisyjnego. Dużą rolę odgrywa także częstotliwość transmitowanego sygnału. Nowoczesne systemy analogowe HD wymagają większego pasma (ok. 50 MHz), a co za tym idzie – są bardziej narażone na zaszumienie niż stare systemy telewizji analogowej (pasmo ok. 6 MHz).

Innym ważnym kryterium, które należy wziąć pod uwagę, jest zastosowany kabel. Najgorzej wypada skrętka komputerowa (choć jest najtańsza). Tłumienie takiego kabla to 20 dB na 100 m. Oznacza to, że poziom sygnału po 100 m będzie stukrotnie mniejszy. Czyli jeśli na początku jest sygnał o amplitudzie 1 V, to na końcu kabla będzie już tylko 10 mV. Lepiej wypada kabel koncentryczny – tłumienie ok. 6–8 dB w pasmie do 100 MHz. Najlepszy pod tym względem jest kabel światłowodowy – tłumienie 0,1–0,5 dB na 1 km. Światłowody są też odporne na wszelkie zakłócenia elektromagnetyczne.

Szumy generowane w elementach światłoczułych

W tym przypadku ważną rolę odgrywa wielkość samej matrycy. Im większy jest element światłoczuły, tym więcej światła zbierze i mniej będzie szumiał. Istotna jest też konstrukcja samej matrycy.

Istnieją dwa rodzaje matryc: CCD (Charge-Coupled Device) i CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor). Obie konstrukcje mają wady i zalety. Ze względu na właściwości szumowe lepsza jest matryca CCD. W matrycach typu CMOS część powierzchni przeznaczonej na piksel pochłania elektronika sterująca pikselem. Z tego powodu do powierzchni światłoczułej dociera mniej światła, wywołując większy szum. Problem ten udało się rozwiązać w matrycach typu ERMOR, gdzie elektronikę sterującą pikselami umieszczono pod elementem światłoczułym. Matryce typu CCD mają jednak też wady. Należą do nich: stosunkowo wolne działanie, duże zużycie prądu i wyższa cena. Jednak ze względu na swoje właściwości matryce CMOS wypierają CCD. Zdecydowana większość kamer CCTV jest wykonana w technologii CMOS.

Wielkość szumów kamery zależy także od jakości użytej matrycy. Producenci tych urządzeń stosują w swoich produktach zaawansowaną cyfrową obróbkę sygnałów wideo, która redukuje szum samej kamery.

Dobierając kamerę do konkretnej instalacji, należy rozważyć, jaka będzie ilość światła. Zapewniając dodatkowe oświetlenie, możemy zmniejszyć szum generowany w kamerze. Jednak należy pamiętać, że odbywa się to kosztem rozbudowy instalacji.