摄像机故障分析-北京富美讯电子技术有限公司首页fwlx.docx

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1、监控用摄摄像机故故障简易易判断虽不全是是原作，但但也花了了不少心心思，有有多年工工作中遭遭遇问题题的累积积解决方方法。也也有很多多不错的的网上及及工作中中来自其其它单位位的技术术人员的的一些优优秀解决决故障方方法。希希望公布布出来对对安防从从业人员员有用。（网网站还在在测试，图图片暂时时不发，日日后补上上）现在的的监视用用摄像机机其实故故障并不不会是很很高,只只要不浸浸水,重重摔,使使用环境境过于恶恶劣(如如潮湿,高温,虫害等等),正正常情况况下使用用,用33年左右右,不是是问题.假若有有出现问问题的话话一般可可参考以以下几点点来判断断及解决决问题.无图像状况可能故障障原因解决方法法线路故障障

2、断线或短短路查线或更更换线路路无电源变压器故故障或摄摄像机内内保险丝丝烧毁 更换变压压器或保保险丝单一画面面黑屏BNC头头未接入入主机,硬盘录录像机或或矩阵该该路处理理芯片故故障查BNCC头接入入情况,检查压压缩芯片片及矩阵阵镜头故障障镜头被锁锁死打开镜头头或更换换镜头摄像机內內部故障障电源输入入端二极极体或限限流电阻阻或稳压压IC烧烧毁更换摄像机內內部故障障图像输出出端前775欧姆姆电阻烧烧毁更换图像模糊糊无法对对焦 状况可能故障障原因解决方法法设置问题题后焦未调调好,菜菜单中关关闭某些些功能调摄像机机后焦打打开摄像像机菜单单查询相相应功能能选项镜头故障障受潮或灰灰尘过多多擦拭或更更换监视器

3、故故障显像管老老化或电电路故障障维修或更更换图像有黑黑图(或或其它横横波杂纹纹)由下下往上漂漂 状况可能故障障原因解决方法法变压器不不良电源不稳稳杂讯过过大更换变压压器线路不良良接头太多多或线路路接触不不良更换线路路若干条间间距相等等的竖条条干扰由于视频频传输线线的特性性阻抗不不是755，因因而导致致阻抗失失配造成成的。或或由视频频电缆的的特性阻阻抗和分分布参数数都不符符合要求求综合引引起的。一般靠“始始端串接接电阻”或或“终端端并接电电阻”的的方法去去解决出现木纹纹状的干干扰视频传输输线的质质量不好好，特别别是屏蔽蔽性能差差,线电电阻过大大、因而而造成信信号产生生较大衰衰减。或或是由于于供电

4、系系统的电电源不“洁洁净”而而引起的的。换视频线线或是增增加套管管。电源源问题只只要对整整个系统统采用净净化电源源或在线线UPSS供电就就基本上上可以得得到解决决。在监视器器的画面面上出现现一条黑黑杠或白白杠最常见的的故障现现象是550周的的工频干干扰这种种现象多多半是由由系统产产生了地地环路而而引入了了50周周的工频频干扰（交交流电的的干扰）所所造成的的地环路路的存在在可能是是由于信信号传输输线的公公共端在在两头都都接地而而造成重重复接地地；也可可能是信信号线的的公共端端与2220V电电源的零零线短路路；或系系统中的的某一设设备的公公共端与与2200V交流流电源有有短路现现象；还还有可能能是

5、信号号线受到到由交流流电源产产生的强强磁场干干扰（如如双方靠靠得太近近）而产产生的。解决办法法是把变变压器接接成纵向向扼流圈圈（也称称中和变变压器）的的形式,或采用用在传输输线上接接入“纵纵向扼流流圈”的的办法，能能较好地地消除这这类干扰扰线路过长长线路过长长或信号号衰减由于图像像信号的的高频端端损失过过大，以以致3MMHz以以上频率率的信号号基本丢丢失造成成的。这这种情况况或因传传输距离离过远，而而中间又又无放大大补偿装装置；或或因视频频传输电电缆分布布电容过过大；或或因传输输环节中中在传输输线的芯芯线与屏屏蔽线间间出现了了集中分分布的等等效电容容造成的的。应加加装信号号放大器器图像画面面太

6、暗无无法调亮亮 状况可能故障障原因解决方法法监视器故故障显像管老老化更换监视视器摄像机输输出色彩彩变色状况可能故障障原因解决方法法摄像机输输出图像像拖尾且且模糊不不清图像发生生拖尾现现象是的的转移功功能出了了问题,势阱中中光-电电转换产产生的电电荷不能能被及时时转移泄泄漏掉;而图像像模糊不不清是由由于势阱阱中的电电荷达到到饱和状状态并溢溢出进入入相邻的的像素单单元及垂垂直移位位寄存器器等处所所致。摄像机的的传感器器单元其其势阱下下部都设设置了由由P-NN结组成成的泄漏漏沟道。就就Z-OONE-A讲,当R、GG、B 3路信信号均不不正常时时,首先先应当检检查驱动动电路送送往传感感器单元元的4组组

7、电压是是否达到到标称值值,若44组电压压正常,接下来来就要查查各路输输出脉冲冲的幅度度及波形形。检查后后实际情情况是:驱动单单元输出出的VV2、V4几几乎没有有,即IIC1001的第第2、119脚脉脉冲波形形幅度太太小。而而IC1101第第10、111脚V2、V4的的输入脉脉冲波形形幅度正正常。测测得ICC1011第1脚脚工作电电位只有有2VV,正常常值应为为8.8V。QQ1022是ICC1011的供电电电压调调整管,它的基基极由于于R1002的阻阻值变大大而电位位变高,造成IIC1001工作作电压太太高,使使之不能能正常工工作。造造成ICC1011的输出出脉冲V2、V4波波形幅度度不正常常。

8、更换换R1002后,故障现现象消失失。输出图像像有彩色色勾边先用示波波器对预预放大板进行行检查,观察比比较输入入的R、GG、B 3路波波形是否否正常一一致。若若二路波波形正常常,仅一一路波形形异常有有杂波,就可以以判定摄摄像机电电源提供供给CCCD单元元所需的的工作电电压是正正常的,也可以以判定提提供行、场场脉冲信信号的SSG板和和驱动单单元没有有问题,问题出出在CCCD组件件内部。就就可以根根据具体体情况直直接去检检查波形形异常的的那一路路电路。如如果输出出图像有有蓝色勾勾边就直直接去检检查蓝路路CCDD单元传传感器IIC1各各脚的直直流工作作电位。检查后后实际情情况是:IC11的第11脚直

9、流流工作电电位明显显小于正正常值（）。检检查发现现R177被附近近电解电电容的漏漏液腐蚀蚀,造成成阻值变变大。使使复位脉脉冲RR不能正正常送到到IC11的1脚脚,造成成势阱中中光-电电转换产产生的电电荷不能能及时被被转移泄泄漏掉,引起输输出图像像有蓝色色勾边故故障。更更换R117后,IC11的第11脚直流流工作电电位恢复复到正常常值,故故障现象象消失。色调失真真主要原因因是由传传输线引引起的信信号高频频段相移移过大而而造成的的应加相位位补偿器器图像偏红红摄像机没没调白平平衡，或或者是摄摄像机的的dspp模块出出错调白平衡衡,如果果光源色色温高，蓝蓝光成份份就较多多，从而而造成图图像偏蓝蓝，如果

10、果光源色色温低，红红光成份份就较多多，造成成图像偏偏红。这这时候，就就需要调调整白平平衡，通通过色温温滤色片片，达到到控制光光源的色色温摄像机输输出色彩彩偏黄摄像机输输出图像像色彩偏偏,首先先要鉴别别是视频频预放大大电路有有问题?还是视视频信号号处理电电路有问问题?还还是CCCD组件件有问题题?专业级摄摄像机都都可以通通过打开开测试开开关来进进行区分分鉴别。打打开测试试开头,若摄像像机输出出测试信信号正常常,说明明视频信信号处理理电路没没有问题题。问题题可能出出在视频频预放大大电路和和视频处处理板之之前的CCCD组组件内。通通过检查查视频预预放大电电路上的的TP测测试点,可以区区分问题题是否出

11、出在视频频预放大大电路上上。若判判定问题题出在CCCD组组件内部部。根据据电视混混色原理理,图像像色彩偏偏黄,这这一现象象这是缺缺少蓝路路信号所所致。接接下来,你就可可以采用用逐步排排除法,从CCCD单元元的输出出往前查查。检查后后实际情情况是:CDSS单元的的Q8的的、直直流电位位分别为为、11.3VV、，、端端电位正正常值应应为、7.33V。测测CN1103的的1脚与与Q8的的e端间间的电阻阻R233变质增增大。更更换电阻阻R233后,故故障消失失,问题题得到解解决。在实实际维修修工作中中,如果果1台摄摄像机故故障确定定发生在在CCDD组件,应当先先检查CCCD单单元的各各路电压压、驱动动

12、脉冲是是否正常常,若RR、G、BB 3路路信号中中只是某某1路信信号不正正常,那那就重点点检查该该路CCCD单元元及信号号通道。电荷耦合合器件CCCD原原理与应应用(维维护维修修的重点点原理解解释) 光电电转换功功能； 电荷荷存储功功能； 电荷荷转移功功能。用用半导体体硅材料料制成的的MOSS光敏器器及后来来的HAAD（空空穴积累累光敏二二极管）传传感器，由由光子激激发产生生的电荷荷与入射射光强度度成正比比，即能能将“光光”转换换为“电电”；在在其上淀淀积一个个金属电电极，如如果在电电极上加加一正电电压就形形成一个个“电位位阱”，这这个所谓谓的“阱阱”，能能吸引束束缚住该该区域的的自由电电子，

13、像像一个“包包”，这这就有了了电荷存存储功能能；所加加电压增增高，能能使“阱阱”相应应变深，相相邻“阱阱”的电电子就会会被吸引引过来，如如同水往往低处流流，从前前一个包包流入后后一个包包。如果果去掉前前一个电电极上的的电压，而而把后者者电压降降低到原原来值，电电荷就被被收集在在这个电电极下面面，这就就完成了了电荷从从一个极极到另一一个极的的移动，实实现了电电荷转移移。如果果对所有有的电极极连续重重复上述述步骤，就就能利用用一连串串的脉冲冲把电荷荷作为独独立的小小包沿着着衬底的的整个长长度进行行转移，如如同串行行移位寄寄存器，但但它不是是数字电电路的移移位寄存存器，而而是一个个模拟的的移位寄寄存

14、器。这这一串脉脉冲叫做做“转移移时钟”脉脉冲，相相当于“移移位”脉脉冲，它它在构成成上比数数字电路路移位脉脉冲要复复杂得多多。根据据实现CCCD电电荷转移移的需要要，有垂垂直移位位寄存器器和水平平输出寄寄存器，因因此为了了读出CCCD的的图像信信息，就就有垂直直转移时时钟驱动动脉冲和和水平转转移（输输出）时时钟驱动动脉冲的的分别，它它们的构构成（相相数、电电平和电电压、时时间波形形）是完完全不同同的。详详细的情情况见后后面CCCD摄像像机实例例中的介介绍。CCCD三三十年来来的发展展，品质质日益完完善。随随着新材材料、新新技术、新新工艺的的不断进进步，芯芯片尺寸寸由大到到小，像像素由少少到多，

15、而而灵敏度度却更高高，图像像质量更更好。目目前，在在电视监监控系统统中用的的CCDD摄像机机，芯片片尺寸11/3、1/4是是主流，像像素数基基本为二二十九万万像素和和四十四四万像素素两档。光光敏器结结构有MMOS（金金属氧化化物二极极管）传传感器和和新型的的HADD（空穴穴积累光光敏二极极管）传传感器。在在电荷转转移方式式上，有有FT（帧帧转移）、IIT（行行间转移移）、FFIT（帧帧行间间转移）三三种。这这三种转转移方式式的CCCD器件件各自都都有它们们的应用用范围。图图1，图图2，图图3表示示了三种种CCDD的转移移结构原原理图。使用新型型HADD（空穴穴积累光光敏二极极管），以以IT（行

16、行间转移移）方式式转移的的CCDD，减少少了暗电电流形成成的固定定图形杂杂波，容容易增加加像素数数而提高高水平分分辨率，有有更高的的灵敏度度和更好好的色度度，而且且和FIIT一样样可实现现电子快快门功能能。片小小而价格格低，又又容易获获得良好好的摄像像特性，现现在大量量生产的的几乎都都是这种种新型的的HADD ITT CCCD。摘要:专专业摄像像管摄像像机正被被CCDD摄像机机所取代代,CCCD摄像像机的维维修工作作是一门门新技术术。本文文就此进进行探讨讨。关键词词:CCCD 摄摄像机引言言119700年美国国贝尔实实验室研研制出了了第1块块CCDD固体摄摄像器件件,19983年年美国RRGA

17、公公司推出出了3板板式CCCD彩色色摄像机机,900年代初初专业级级CCDD彩色摄摄像机开开始进入入我国电电视领域域。随着着电子技技术的发发展,CCCD摄摄像机性性能不断断提高,专业摄摄像管摄摄像机正正被CCCD摄像像机所取取代。目目前,我我国各级级电视台台常见的的CCDD摄像机机机型有有:松下下公司的的AQ-11DD、AQQ-200D、FF-7000、AAJ-DD7000,索尼尼公司的的DXCC-5337、DDXC-6377、DSSR-3300、DDNW-7P,日立公公司的ZZ-ONNE系列列、SKK-F22、SKK-F33、SKK-F3300、池池上公司司的HLL-433、HLL-555等

18、,品品种已有有数十个个。CCCD摄像像机也会会出问题题,最棘棘手的是是CCDD组件出出故障。CCCD组组件是摄摄像机上上最重要要、最昂昂贵的部部件。119933年以前前,日本本摄像机机生产厂厂家均要要求将出出故障的的CCDD组件寄寄送日本本工厂修修理。这这就产生生了两个个问题,1是维维修费用用高(约约需人民民币3万万元),2是维维修周期期长(需需要4个月月)。能能不能自自己动手手解决修修理问题题,那就就要知晓晓CCDD的基本本工作原原理。 基本工工作原理理是是电荷耦耦合器件件(）的的缩写。它它具有进进行光-电转换换、信息息存贮、扫扫描读取取3大功功能。 的的光-电电转换功功能如图11所示,在P

19、型型单晶硅硅的衬底底上做一一层绝缘缘氧化膜膜,通过过活化置置换技术术,再在在氧化膜膜表面做做出许多多排列整整齐的可可透光的的电极,当光线线通过时时,氧化化膜与PP型单晶晶硅之间间产生电电荷,其其电荷的的数量与与光照强强度及照照射时间间成正比比,这就就是的光光电转换换功能。 的电荷存贮功能如图2所示,若在电极加上一个适当的正电压,则在电极和衬底之间产生一个电场,这个电场在P型硅中将载流子带正电的空穴排斥到衬底电极一边,在电极下硅衬底表面形成一个没有可动空穴的带负电的区域,这个区域称作电荷耗尽区,这就是能够吸引电子的势阱,电极上所加的电压越高,势阱越深,电荷留在阱内量越多,只要电压存在,电子就能储

20、存在势阱里,当景物的光照射到时,具有光敏特性的P型硅在光量子的激发下产生电子-空穴对,空穴移向衬底而消失,电子进入势阱并存储在那里,由于绝缘氧化物层使得电子不能穿过而到达电极,因此存贮在势阱里的电子形成了电荷包,其电荷量的多少与光照强度成正比,于是所有电极下的电荷包就组成了与景物相对应的电荷像。 的电荷转移功能势阱的深浅由电极上所加电压的大小决定。电荷在势阱内可以流动,它总是从相邻浅阱里流进深阱中,如图3所示,这种电荷流动称为电荷转移。若有规律改变电极电压,则势阱的深度就会随之变化,势阱内电荷就可以按人为确定的方向转移,直到最终由输出端输出。这就是CCD的电荷转移原理。电荷转移又分单相驱动、双

21、相驱动、三相驱动及四相驱动等多种方式,除了电极构造及所加电压波形不同以外,其转移原理是一样的。四相驱动方式的驱动电路比较复杂,但相邻势阱的深度差较大,电荷的存贮量也大,容易实现隔行扫描,在专业级摄像机中应用较为广泛。四相驱动方式即将绝缘层上的电极按列的方式每四个分为一组,形成一个象素单元,每组电极分别加上不同的偏置电压,则在电极下绝缘膜与P型硅之间就产生不同深度的势阱,如果有规律地改变电极上的电压值,使势阱产生变化,就可以使电子定向移动,这也就是CCD的扫描读出原理。CCD根据转移电极结构及转移方式的不同又分成帧转移(FT)方式;行间转移(IT)方式;帧行间转移(FIT)方式。 有关实际电路为

22、了便于探讨问题,我们以市场拥有量较大的日立电子公司产品,Z-ONE-A摄像机为例,该摄像机的框图如图4所示:我们所讨论的组件,它分2个单元。传感器(电荷耦合器件)单元和传感器驱动单元。 传感器单元(电路图略)来自于传感器驱动单元的场驱动脉冲、行驱动脉冲H1H2、复位脉冲R加到传感器IC1上。取样脉冲DS1、DS2供给CDS和复位电路。视频信号从CCD的脚输出,经CDS和复位电路送往预放大电路。Q3构成的CDS和 复位电路能消除产生的随机噪声并能改善水平分辩率。 传感器驱动单元该单元向单元提供所需要的脉冲和电压。场驱动脉冲发生器IC301产生场驱动脉冲、脉冲;行驱动脉冲发生器IC302产生行驱动

23、脉冲H1H2、取样脉冲、复位脉冲R。3 举例分析说明根据的基本工作原理,下面再举些组件故障实例做进一步的讨论。故障现象1:摄像机输出图像拖尾且模糊不清。分析:图像发生拖尾现象是的转移功能出了问题,势阱中光-电转换产生的电荷不能被及时转移泄漏掉;而图像模糊不清是由于势阱中的电荷达到饱和状态并溢出进入相邻的像素单元及垂直移位寄存器等处所致。摄像机的传感器单元其势阱下部都设置了由P-N结组成的泄漏沟道。就Z-ONE-A讲,当R、G、B 3路信号均不正常时,首先应当检查驱动电路送往传感器单元的4组电压是否达到标称值,若4组电压正常,接下来就要查各路输出脉冲的幅度及波形。检查后实际情况是:驱动单元输出的

24、V2、V4几乎没有,即IC101的第2、19脚脉冲波形幅度太小。而IC101第10、11脚V2、V4的输入脉冲波形幅度正常。测得IC101第1脚工作电位只有2V,正常值应为8.8V。Q102是IC101的供电电压调整管,它的基极由于R102的阻值变大而电位变高,造成IC101工作电压太高,使之不能正常工作。造成IC101的输出脉冲V2、V4波形幅度不正常。更换R102后,故障现象消失。故障现象2:输出图像有彩色勾边。分析:可先用示波器对预放大板进行检查,观察比较输入的R、G、B 3路波形是否正常一致。若二路波形正常,仅一路波形异常有杂波,就可以判定摄像机电源提供给CCD单元所需的工作电压是正常

25、的,也可以判定提供行、场脉冲信号的SG板和驱动单元没有问题,问题出在CCD组件内部。就可以根据具体情况直接去检查波形异常的那一路电路。如果输出图像有蓝色勾边就直接去检查蓝路CCD单元传感器IC1各脚的直流工作电位。检查方法同上例相似。检查后实际情况是:IC1的第1脚直流工作电位明显小于正常值（）。检查发现R17被附近电解电容的漏液腐蚀,造成阻值变大。使复位脉冲R不能正常送到IC1的1脚,造成势阱中光-电转换产生的电荷不能及时被转移泄漏掉,引起输出图像有蓝色勾边故障。更换R17后,IC1的第1脚直流工作电位恢复到正常值,故障现象消失。故障现象3:摄像机输出色彩偏黄分析:摄像机输出图像色彩偏,首先

26、要鉴别是视频预放大电路有问题?还是视频信号处理电路有问题?还是CCD组件有问题?专业级摄像机都可以通过打开测试开关来进行区分鉴别。打开测试开头,若摄像机输出测试信号正常,说明视频信号处理电路没有问题。问题可能出在视频预放大电路和视频处理板之前的CCD组件内。通过检查视频预放大电路上的TP测试点,可以区分问题是否出在视频预放大电路上。若判定问题出在CCD组件内部。根据电视混色原理,图像色彩偏黄,这一现象这是缺少蓝路信号所致。接下来,你就可以采用逐步排除法,从CCD单元的输出往前查。检查后实际情况是:CDS单元的Q8的、直流电位分别为、1.3V、，、端电位正常值应为、7.3V。测CN103的1脚与

27、Q8的e端间的电阻R23变质增大。更换电阻R23后,故障消失,问题得到解决。在实际维修工作中,如果1台摄像机故障确定发生在CCD组件,应当先检查CCD单元的各路电压、驱动脉冲是否正常,若R、G、B 3路信号中只是某1路信号不正常,那就重点检查该路CCD单元及信号通道。4结束语摄像机发生问题一般来说多见于电路上,CCD作为固态器件理论上讲是不会坏的。若是你遇到CCD摄像机出现图像不重合现象,可能是该机器受到过较为强烈的冲击,使光电传感器与棱镜发生了位移。这种机械故障只有送生产厂家去修复。维修是一项较为复杂的工作,从事这项工作的人不但需要有动手能力,还要掌握多方面的理论知识。当我们能运用理论知识去指导实际工作时,就可以使你的维修工作上一个新台阶,同时可以使我们在工作中少走弯路,提高工作效率。