Бытовые видеокамеры. Камерный канал , системы автофокусировк

Бытовые видеокамеры. Камерный канал , системы автофокусировки - устройство, особенности, ремонт

Журнал "Радио", номер 11, 1999г.
Автор: Ю. Петропавловскийг. Таганрог

Окончание. Начало см. в "Радио",1999,#9

    Чтобы понять работу САФ в целом, обратимся к фрагменту ее упрощенной функциональной схемы, изображенной на рис. 5. САФ включает в себя секции обработки аналогового и цифрового сигналов, а также устройство управления двигателями САФ. Секция обработки аналогового сигнала базируется на многофункциональной БИС IC703. Сигнал с блока коммутации ПЗС поступает через вывод 21 на фильтр НЧ внутри микросхемы IC703 с частотой среза около 3 МГц (для ослабления уровня высокочастотных составляющих - при их большом уровне затрудняется работа САФ). Далее сигнал проходит через восстановитель постоянной составляющей, устройство АРУ и дифференцирующую цепь (подавляются нижние частоты в спектре сигнала, ненужные для работы САФ). Подготовленный таким образом сигнал приходит на секцию цифровой обработки (вывод 77 микросхемы IC702), где выполняется шестиразрядное аналого-цифровое преобразование. В результате рабочий интервал входных уровней от 1,8 до 3,8 В разбивается на 64 шага.

    Работа САФ не может быть идеальной для различных условий съемки. Точность наведения на фокус и скорость отслеживания зависят от характеристик объекта съемки, освещенности и диафрагменного числа, поэтому невозможно оптимизировать параметры тракта для любого случая. С целью улучшения качества работы САФ в изменяющихся внешних условиях разработчики видеокамеры ввели в систему автоматически переключаемые цифровые фильтры с разными полосами пропускания. Фильтр НЧ (или VL) с частотой среза 3 МГц необходим, если изображение объекта содержит мало высокочастотных составляющих (например, плоская белая стена и т. п.). Полосовые фильтры имеют центральные частоты 530 кГц (VH1) и 1 МГц (VН2). Обычно используют фильтр VH2, но когда диафрагма полностью открыта (при низкой освещенности), лучшие результаты получаются с фильтром VH1.

    Информация о диафрагменном числе поступает с соответствующего датчика, выполненного на индикаторном преобразователе Холла (ИПХ), и используется как для переключения фильтров, так и для изменения частоты вращения двигателя фокусировки. Дело в том, что при открытой диафрагме глубина резкости невелика и диапазон фокусировки очень мал, поэтому требуется "тихий ход" двигателя, и наоборот - при малом отверстии диафрагмы допустима существенно большая частота вращения. Сигналы ИПХ, установленного в двигателе привода диафрагмы, поступают на выводы 7 и 8 микросхемы IC703, усиливаются в ней и приходят на вывод 9 микросхемы IC702. Напряжение на нем изменяется от 1,7 В при закрытой диафрагме до 3,5 В при полностью открытой.

    В САФ видеокамеры имеются узлы управления двигателями трансфокатора, фокусировки и диафрагмы. Наиболее сложный - для привода двигателем фокусировки, так как он - ведомый, и ему нужно отслеживать произвольные положения трасфокатора и диафрагмы. Функционирование системы начинается сразу после включения питания с этапа поиска исходного положения линзы фокусировки относительно линзы трансфокатора. Он нужен для того, чтобы САФ получила сведения о расстоянии до объекта съемки, необходимые для последующего расчета движения линз в соответствии с нужной кривой на рис. 3,б.

    Процесс протекает так. При подаче напряжения питания +5 В на выводы 14, 79, 80 микросхемы IC702 (см. рис. 5) и импульса сброса на ее вывод 65 запускаются внутренние кварцевые генераторы (внешние резонаторы Х701, Х702) и САФ сразу приступает к наводке объектива на резкость.

    В САФ применен шаговый микродвигатель, позволяющий с высокой точностью перемещать фокусирующую линзу. Им управляет специализированная микросхема ТВ6504F (IC708) фирмы TOSHIBA (24 вывода в корпусе для поверхностного монтажа). Эта многофункциональная микросхема применена и в других моделях видеокамер различных фирм [2], причем не только для управления шаговыми двигателями.

    После наводки на резкость фокусирующая линза перемещается в некоторую фиксированную исходную точку вблизи матрицы ПЗС, при этом подсчитывается число импульсов управления, поступающих на вывод 1 микросхемы IC708. Каждые четыре тактовых импульса заставляют повернуться вал шагового двигателя на 9 ° (максимальная скорость - 4500 ° или 12,5 оборота в секунду). Попадание линзы в исходную точку индицируется специальным "кодером" фокусировки, представляющим собой оптопару, укрепленную на объективе. Специальный оптический прерыватель, двигающийся вместе с фокусирующей линзой, в исходной точке выходит из паза кодера, его фототранзистор формирует высокий уровень напряжения на выводе 46 микросхемы IC702 и подсчет импульсов прекращается. Их число вводится в ОЗУ процессора цифрового сигнала IC309, позволяя пользоваться трансфокатором во время съемки без видимых потерь резкости (работа по кривым рис. 3).

    Далее фокусировка восстанавливается и поддерживается в процессе работы в изменяющихся условиях съемки. особо операция "отслеживания" исходной точки по каким-нибудь причинам не выполняется, то функции автофокусировки и трансфокации работать не будут.

    Узел привода трансфокатора собран на основе коллекторного двигателя постоянного тока, управляемого микросхемой AN6663S (IC706) фирмы MATSUSHITA (8 выводов). Микросхема в свою очередь управляется микропроцессором IC702.

    В моделях NV-M40, NV-M3000, NV-M3300 видеокамер PANASONIC использована двухскоростная система трансфокации: слабому нажатию кнопок W/T соответствует малая скорость "наезда"/"отъезда", более сильному - повышенная. В моделях NV-MS4, NV-M9000, NVM9900 скорость трансфокации может быть плавно изменена. Для этого используется специальная кнопка с функцией "переменного резистора". Необходимо отметить, что в этих моделях при перемене фокусного расстояния возможно изменение характеристик и чувствительности стереофонического микрофонного тракта. В положении, соответствующем "широкоугольному" объективу, обеспечивается работа в стереорежиме с номинальной чувствительностью, в положении "телеобъектива" ось диаграммы направлена вперед, чувствительность высокая, помехи с боков и сзади значительно ослаблены, т. е. обеспечивается звуковой "наезд" ("приближение" источника звука).

    Узел привода диафрагмы работает только в автоматическом режиме. Его основная задача - поддержание освещенности ПЗС в определенных пределах, т. е. фактически так реализуется "оптическая" АРУ аналогового тракта камерной головки. Диафрагмой управляет двигатель (или электромагнитный клапан) специальной конструкции с двумя обмотками: привода и торможения (реально это больше похоже на электромагнит с плавным ходом). Для возбуждения двигателя использованы импульсные сигналы ШИМ, поступающие с вывода 31 микросхемы IC306. При низкой освещенности длительность импульсов уровня 1 мала, при высокой - большая. В соответствии с этим изменяется ток в обмотках двигателя, открывающий или закрывающий диафрагму. Информация о ее положении снимается с датчика ИПХ. Такой алгоритм работы узла привода диафрагмы дает основание полагать о наличии некоторых ограничений при съемке в различных условиях. В частности, невозможно получить большую глубину резкости изображения при низкой освещенности сцены, так как при этом диафрагма слишком широко открыта.

    Как видно из описания структуры и функционирования САФ, рассматриваемые видеокамеры PANASONIC отличаются большой сложностью, поэтому ремонт и настройка таких аппаратов требуют высокой квалификации специалистов, этим занимающихся. По мнению автора, радиолюбителям следует избегать самостоятельного ремонта камерных головок современных камкордеров. Делать это оправдано лишь в тех случаях, когда нет другой возможности починить неисправную камеру, например, при отсутствии близко расположенного сервисного центра нужной фирмы, при очень высокой стоимости заменяемых деталей, их дефицитности или неоправданно высокой стоимости ремонта. Если ремонт относительно изношенной камеры обойдется владельцу в половину цены аналогичной новой модели, такой ремонт лучше не делать, а купить новую.

    Часто неисправности камерных головок возникают в механических узлах привода САФ. Следует отметить, что принципы их построения, аналогичные вышеописанным, характерны и для различных моделей видеокамер других фирм. Поэтому признаки неисправностей и способы их устранения во многом сходны, чего не скажешь о реальной схемотехнике, отличающейся большим многообразием.

    Возникают неисправности нередко без видимых причин, часто после значительного перерыва в работе с камерой, и заключаются в полном отсутствии работоспособности камерной секции при нормальной работе видеомагнитофона. Довольно большое число отказов приходится на узлы привода линзы фокусировки видеокамер. Вызываются они в основном заклиниванием вала шагового двигателя. Чтобы убедиться, что отказ произошел по этой причине, нужно внимательно послушать, есть ли жужжание диафрагмы в момент включения питания в режиме камеры. Отсутствие каких-нибудь звуков с большой степенью вероятности свидетельствует о заклинивании вала двигателя линзы фокусировки, хотя возможны и другие причины. Если шум от вращения двигателей слышен, а изображения на видоискателе или внешнем мониторе нет, искать неисправность нужно в других местах.

    Очень важно помнить следующее: не нужно без особой надобности демонтировать датчики положения трансфокатора (ползунковый переменный резистор) и линзы фокусировки (оптопара), поскольку при дальнейшей сборке трудно будет установить их в исходное положение из-за люфтов в креплениях. На сборочных заводах предусмотрены специальные регулировочные операции, позволяющие ввести информацию о характеристиках отслеживания (см. рис. 3). В современных видеокамерах это делается путем программирования узла, называемого ELECTRONIC VARIABLE REGISTER (EVR), иногда варисторным блоком или др. (в рассматриваемых моделях PANASONIC-ЭСППЗУ IC310 - на рис. 1). Точность позиционирования датчиков очень высока. Один шаг двигателя привода линзы автофокусировки соответствует всего 10 мкм ее перемещения вдоль оси объектива. Поэтому неизбежное смещение датчиков от заводского положения при их демонтаже приведет к невозможности вычисления микропроцессором истинных кривых отслеживания. В лучшем случае это приведет к кратковременным потерям резкости во время изменения фокусного расстояния, а в худшем - точная автофокусировка не будет выполняться должным образом при различных условиях съемки.

    При ремонте узла привода линзы фокусировки его демонтируют. Обычно двигатель привода - цилиндрической формы и очень небольших размеров с четырьмя выводами. Например, в видеокамере SAMSUNG - VP-E807 шаговый двигатель А3226 (маркировка на корпусе) имеет диаметр и длину по 10 мм. Привод узла линзы, как правило, происходит через вал с микрорезьбой, укрепленный на П-образном кронштейне двигателя, как эскизно показано на рис. 6. В целях избежания заклинивания части этого механизма следует смазать. Перед нанесением смазки желательно сначала промыть подшипники двигателя и вала каплей керосина. Затем несколько раз провернуть вал вручную и смазать подшипники небольшим количеством машинного масла. Перед сборкой необходимо проверить легкость вращения вала. Заеданий при ручном вращении не должно быть, в ином случае операцию промывки нужно повторить.

    Также не повредит промывка и смазка резьбы ведущего вала и смазка направляющей оси (находится внутри объектива), но делать это нужно очень осторожно, чтобы смазка не попала внутрь корпуса. Как показывает практика, перечисленных мер оказывается вполне достаточно для восстановления работоспособности САФ.

    Разумеется, неисправности САФ могут быть и следствием отказов электронных компонентов, причем не обязательно в камерной секции. Заслуживает описания в этой связи случай из практики автора. В видеокамере SONY - CCDFX270E не включался камерный канал, видеомагнитофон при этом функционировал нормально. Обычно в таких случаях начинают поиск неисправности с проверки импульсного преобразователя напряжения (DC/DC CONVERTOR). В рассматриваемой модели он собран на двусторонней печатной плате с маркировкой PS-282P (или PS-308Р), расположенной в задней части корпуса, рядом с аккумуляторным отсеком. На рис. 7 эскизно показан вид печатной платы со стороны клемм аккумулятора. По рисунку можно проверить наличие рабочих напряжений при отсутствии принципиальной схемы видеокамеры. Контрольные точки в виде печатных площадок квадратной формы соединены с контактами выходного разъема преобразователя (по схеме - СN950).

    Чтобы перевести преобразователь в рабочий режим, достаточно подать напряжение +5 В на контакты 9 (VTR.ON) и 10 (CAM.ON). В неисправном аппарате при включении режима "CAMERA" на обоих контактах напряжение отсутствовало. В режиме "PLAYER" напряжение +5 В появлялось на контакте 9 и, как следствие, появлялись напряжения на контактах 2, 8, 15, 17, которые поступали на видеомагнитофонную секцию. Подозрение пало на узел, обеспечивающий режим блокировки (LOCK) и расположенный на маленькой печатной плате PWB SW-200P BOARD под кнопками LOCK/STANDBY в правой крышке корпуса так, как изображено на рис. 8. Детальное обследование выявило поломку поводка микровыключателя S581, механически связанного с рычагом на правой крышке (сам рычаг передвигался, а переключатель оставался на месте).

    При затруднениях с заменой можно пожертвовать режимом LOCK, переведя иглой поводок переключателя в положение ON. В этом случае включать и выключать камеру придется только основной ручкой CAMERA/OFF/PLAYER.







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.