数码相机基础知识

数码相机基础知识　

目前我们所见的数码相机类型很多，但从电路原理上讲是大致相同的，如下图所示．从电路结构上分五大部份：　

１．　感应器．　将不同波长的光信号转换成电信号并提供给信号处理器．　

２．　数据处理器．　负责信号处理，放大，滤波，较正，编码，调制．　

３．　存储器．　存储未处理与处理之后的数据．　

４．　显示及控制电路．　输入指令与显示其当时的工作状态，　相当于计算机上的显示器与键盘．　

５．　输出接口．　将处理好的数据按不同需求提供给周边环境，如，计算机，打印机，电视机等．　

数码相机原理的简单介绍　

对于初步接触数码相机的同事来说，在开始会觉得挺难，　一看到原理图七页，有的甚至十页以上，这条信号不知走向什么地方，事实上相对一般的电子产品来讲有它　独特的难处．　但是我们将其化整为零，　用方框图的形式标示出这个电路由哪几大部份组成，这时再回过头来看看，我们会觉得它其实也很简单．先举个例，　对电源部份的分析．　

我们都知道仍何电子产品的组成一定有电源这一部份，好，我们就将它看着一个部份，也就是一模块．　既然如此，　从我们所了解到所有电源电路可知，　电源无非就是由整流，　滤波，　调整，　稳压，升压，　取样等电路组合而成的．　

整流电路是将交流或是直流中有混带交流成份的电流通过二极管或电容将其交流成份滤出．　

稳压电路中一定有基准电压，取样电压，和比较电压，调整其取样电压就可以得到我们所需要的标准的电压．

相机的原理也可用一句话来说：　经镜头聚焦后的物景由感应器转换成电信号，再由数据处理器处理成我们所需要的图像信号或其它数字信号输出．

数码相机的工作原理　

数字相机使用ＣＣＤ／ＣＯＭＳ　电耦合器件记录影像，然后把ＣＣＤ／ＣＯＭＳ　器件的电子信号转换成数字信号．同时对红．绿．蓝三色曝光．而视采用ＣＣＤ／ＣＯＭＳ　数组的结构不同，又可以分作线性数组和平面．平面数组的影像捕捉速度要比线性数组快．大致可分作两种工作方式：　

１．利用透镜和分光镜将光图像信息分成Ｒ．Ｇ．Ｂ　三束单色光，并将它们分别用在三片ＣＣＤ光电传感器上，　三种颜色信息经ＣＣＤ　转换成模拟电信号，然后经过Ａ／Ｄ　模拟转换成数位，再经过ＤＳＰ　数字信号处理后存到存贮器中，最后经数字接口／视频接口输出给计算机．打印机／电视机，　这种记录方式的数码相机在当市上适用较少．　２．每个像素点的位置上有三个分别加上Ｒ．Ｇ．Ｂ　三种颜色滤色片的ＣＣＤ／ＣＭＯＳ　光电传感器，透过透镜后的光图像信息，被分别作用在不同的传感器上，并将它们转换为模拟电信号，然后经过Ａ／Ｄ　模数转换成数字信号，再经过ＤＳＰ　数字信号处理后存到存储器中．最后，经数字接口／视频接口输出给计算机．打印机／电视机，如下图所示：　

普通数码相机的系统工作过程：　

１．　开机准备：当打开相机的电源开关时，主控程序ＭＣＵ　就开始检查相机的各个部件是否处于可工作状态，如果有一部份出现故障，那么ＬＣＤ　屏上就会给出一个错误信息．并使相机停止工作．如果正常，那么相机就处于准备状态　

２．　聚焦及测光：数字相机都有自动对光和自动测光功能，当你对准一物体并把快门压下一半时，一个４　位的ＭＣＵ　就开始工作，它通过计算确定对焦距离，快门的速

度及光圈的大小．　

３．　拍照：按下快门，摄像器件ＣＣＤ　就把从被摄景物上反射的光抓住，并以Ｒ，Ｇ，Ｂ　三像素存储．　

４．　图像处理：就是把这些像素一束一束地从ＣＣＤ　以串行的方式送到相机内部的缓冲存储区，这中间要经过数码相机的很多部件的处理，如进行Ａ／Ｄ　变换，进行白平衡及色彩的校正．　

５．　图像合成：一束一束的光到达缓冲区后，再合成在一起形成一幅完整的数字图像．　

６．　图像压缩：图像的处理过程并没有结束，当它离开缓冲区时还要被压缩，压缩的程度根据拍摄前你选定的拍摄模式而定，对于标准模式，一般压缩幅度较大；而对于高质量模式，压缩幅度较小．　

７．　图像保存：主控程序芯片ＭＣＵ　发出一个信息，把压缩的图像再转到存储卡中，长期保存．　

８．　图片影像编修与输出：存储在数码相机内或存储卡上的数码图片影像，可以输出到计算机中利用图像处理软件进行常规调整与特效处理，然后通过输出接口输出到打印机，电视机，录像机上，还可以上网传输．

数码相机单元电路工作原理

下面以ＣＤ５００Ｍ５为例讲讲各个单元电路　

1.电源电路

GND

GND

L947uH

U7EUP3406SOT-23-5

C560.1u C0402

GND

VCC3

GND

3.1V LDO for A/D

U6

System Power 3.3V

PD

重要元器件介绍

１＞场效应管（英缩写ＦＥＴ）是电压控制器件，它有输入电压来控制输出电流的变化。它具有输入阻抗高噪声低，动态范围大，温度系数低等优点．现在越来越多的电子电路都在使用场效应管，特别是在音响领域更是如此，场效应管与晶体管不同，它是一种电压控制器件（晶体管是电流控制器件），其特性更象电子管，它具有很高的输入阻抗，较大的功率增益，由于是电压控制器件所以噪声小，其结构简图如图Ｃ－ａ．　场效应管是一种单极型晶体管，它只有一个Ｐ－Ｎ　结，在零偏压的状态下，它是导通　的，如果在其栅极（Ｇ）和源极（Ｓ）之间加上一个反向偏压（称栅极偏压）在反向电场作用下Ｐ－Ｎ　变厚（称耗尽区）沟道变窄，其漏极电流将变小，（如图Ｃ１－ｂ），反向偏压达到一定时，耗尽区将完全沟道＂夹断＂，此时，场效应管进入截止状态如图Ｃ－ｃ，此时的反向偏压我们称之为夹断电压．　

电路工作原理:

当相机装上电池（ＡＡＡＸ３４．５Ｖ）后，分为两路，一路经过电源稳压ＩＣ　Ｕ１０输出复位电压ＲＴＣ－ＶＤＤ，此电压经过电阻Ｒ７９　Ｒ８３分压后加到ＤＳＰ复位脚１２３脚．一路经过　电源管理ＩＣ　Ｕ５工作从第８脚输出ＶＣＣ３．此电压直接加到ＭＯＳ场效应管Ｑ６第２脚．当按下ＰＯＷＥＲ键时相机分为两路工作，一路使Ｑ６第１脚通过网络ＰＷＲＯＮ接地，Ｑ６第１脚低电平Ｑ６导通，ＶＣＣ３经过电源稳压ＩＣ　Ｕ６稳压后给整个系统供电．这个电压只是瞬间的．当松开ＰＯＷＥＲ键时Ｑ６第１脚高电平Ｑ６截止．另一路到经过网络ＰＷＲ＿ＫＥＹ加到ＤＳＰ，ＤＳＰ检查所有电路，如果电路都正常，则ＤＳＰ输出高电平通过网络ＰＤ加到Ｑ７的第１脚．此时Ｑ７导通将Ｑ６第１脚拉为低电平，Ｑ６导通ＶＣＣ３经过电源稳压ＩＣ　Ｕ６稳压后持续给系统供电．输出Ｖ３３Ｖ和Ｖ３１Ａ两组电压．　Ｖ３３Ｖ经过降压ＩＣ　Ｕ７降压后输出Ｖ１８Ｖ为ＤＳＰ供电，经过Ｕ２给

ＳＥＮＳＯＲ提供电压ＳＶ２８，经过Ｑ１２给ＴＦＴ提供电压ＶＴＦＴ，经过Ｌ５给卡座供电，经过Ｊ４给

ＳＤＲＡＭ供电．直接给Ｆ／ＷＩＣ供电．　Ｖ３１Ａ给整个系统的数据处理提供电压．当ＤＳＰ检测各路电压都正常后，１２Ｍ晶振起振，然后复位电路动作，ＩＣ　Ｕ１０给ＤＳＰ一个ＲＥＳＥＴ信号。相机开始工作．

现在我们了解各路电压是如何产生以后就不难分析电源部分出现的故障现了，