DSP原理分析精.docx
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DSP原理分析精
目录
概论
第一章DSP原理分析
第二章怎样辨别选择摄像机
第三章红外摄像机的误区
第四章常见视频干扰分析
第五章阵列红外摄像机特点
第六章摄像机基本故障排除
第七章镜头参数
概论
现今的安防行业到是像在春秋战国时代，各路诸侯割地为王。
没有一种团结的向心力。
客户拖欠货款，小作坊的地下工厂粗制滥造。
就因为这样,引起的话题及争议也最多,大家爬文也是越爬越迷糊,因此,在这里把相关知识做个介绍,大家吹吹牛,真理越辩越明,虽说”水清则无鱼”,但总不能一天到晚打迷糊仗,消费者的权益也得照顾一下。
其实摄像机方案没什么太深奥,只是知道的人太少了,卖的人不清楚就算了,连厂家也搞不太懂,加上每个人都不肯说,搞的神神秘秘的,又找不到资料,弄得市面上所谓”假货”一堆,迟早把市场搞死,干脆花个时间整理一下,让大家搞清楚些，来维护我们这些正规工厂的权益，也有利于行业的健康持续发展！
第一章DSP原理分析
原理分析图：
上图介绍每一块就是一颗晶片,全部合起来就是一个”方案”,先解释各晶片的功能:
CCD:
是ChargeCoupledDevice（电荷耦合器件）的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。
就像是人的眼睛,把光影像转成电子讯号,靠的就是上头的感光点,每一点就像一颗太阳能电池,被光照到后会产生电能,依照光的强度不同,会产生不同大小的电能.
V-Driver:
CCD里头每一点被光照到产生电能,那如何取出来?
就是靠这颗V-DRIVER,它会产生不同的脉波,把CCD每点的讯号”挤”出来.
CDS/AGC:
CCD挤出来的讯号,在这颗晶片内做”修整”,送进D.S.P
到以上阶段,记住!
全都是模拟讯号
D.S.P:
重头戏来了,D.S.P是DigitalSignalProcessor的缩写,也就是数位讯号处理器,可是不是说CDS/AGC出来是模拟讯号吗?
因此DSP里头包了一颗Decoder（A/DConverter,模拟数位转换器）,先把模拟转成数位,再做一大堆的运算（颜色,亮度,白平衡…..）,然后再把数位转模拟（Encoder,也是包在DSP里头）,就是视频输出了.挺复杂的,我们所谓的方案就是以用那颗DSP来说的）
T.G:
TimingGen:
这是在控制整个处理过程的快慢用的,现在一般看不到了,都包在DSP内了.简单解释了一下,我们会发现一件事,其实摄像机内大部份还是模拟电路.
言归正传,开始讲各方案,先从SONY讲起:
这颗DSP推出也有10年了,当初把这方案叫SS-1,差点害的一堆工程师切腹自杀,因为一直搞不定,做出来的机子一直有问题,索尼也不承认,过了一阵子又推出一颗新的,就是CXD2163BR叫SS-1M,不过大家叫习惯了,还是说SS-1
SS-1可接高解CCD（ICX408AKNTSC ,ICX409AKPAL）及低解CCD（ICX404AKNTSC,ICX405AKPAL）,因为是早期的DSP,这颗特难搞定,要想出来的产品能有良好的一致性,须花很多精神,相对的成本就高,又因为索尼长久以来只有这颗DSP能接高解CCD（有够不争气的）,因此大家只要想到索尼高解就会想到这颗DSP.不过这颗DSP有个特点,就是能做电源同步,导致现在还淘汰不了.
这颗DSP在1999年推出,当初把这方案做为低价机种,只能接低解CCD,那时是CXD3140,还是问题一堆,一直搞不定,做出来的机子还是有问题,索尼还是不承认,来年又偷偷推出一颗新的,就是CXD3141R,总算稳定了,后来又出了CXD3142,多了镜像功能.其他两颗都一样,叫SS-11
SS-11只能接低解CCD,但在那时品质还是比其他牌子好些,所谓420线的机子就是这样来的,拿低解机来冒充高解机也是从这方案来的,最先搞这花样的是深圳的一家大厂（目前也挺大的）,SS-11不能做电源同步（不是不行,是噪讯太大）,现在SONY420线的几乎就用这方案.
这颗DSP在2004年推出,距离SS-1已有8,9年了,因此总得大大炒做,就是所谓的520条机种,但翻遍技术资料,跟本看不到”520”这个字眼,这颗DSP还是承袭索尼优良传统:
有问题!
!
!
!
就是过热,!
DSP本身温度会高到60多度,不怕的就去用吧,卖到俄罗斯肯定没问题,其实只要不碰到较差的环境,要撑过保固期应该是没问题的,
SS-HQ1能接高低解CCD,而且电源同步也没问题,基本上比SS-1好多了（除了发热外）
这颗DSP在2005年推出,是目前索尼最新的DSP,在结构上很像是SS-HQ1的改良版（不热了!
）应该有把2163淘汰掉的架式,嗯!
如果没问题就不叫索尼了!
这颗目前的缺点是电源同步杂讯太大.
SS-11X能接高低解CCD,还有颗BGA版的,不过没植球,贴片厂看了直犯愁.
说完索尼,该谈SHARP了,这简单多了,SHARP目前只有一颗:
好像是2002年推出的,刚好索尼CCD大缺货,给了SHARP爬起来的机会,那时又有几个台湾人为了卖芯片,拿了现成的线路方案到处兜,所以应该说国内摄像机厂百花齐放,SHARP这颗晶片功不可没（那几个台湾人也有功劳,呵呵!
）,也就是这原因,搞的劣等品一堆,让人一听到SHARP就是烂货便宜货的感觉,颗晶片还不其实这错,主要是很容易就上手,不像SS-1及SS-11那么难搞定,而且这颗DSP能接高低解CCD.不过,电源同步还是不行,还有搭配的SHARPCCD品质没有SONY好,加上烂厂一堆,无形中让SHARP有矮了一截的感觉,是有点可惜.当然,这颗DSP也能接SONYCCD,只是没有人那么二百五罢了.
D4还有一颗BGA版,把CDS/AGC,V-DRIVER都包进来了,只是噪讯太大,只有特殊用途才用到
还有,SHARP新的DSPD5也快出来了.
接下来是松下部份,目前松下就剩D5独撑大局:
大约2000年左右推出的,索尼SS-11就是要跟这颗兢争才推出的,可能是松下无心在这市场的关系,推的不是挺成功,而且松下CCD有照度较差的缺点,加上当初价格比索尼还高,除了几家重点厂家外,用的厂不多,一样,电源同步不行,其他特性还不错.而且可以接高低解CCD
除了SONY,SHARP,Panasonic外,还有其他不被人注意的DSP,一并介绍:
韩国NEXTCHIP公司在几年前推出的,主要接SHARP低解或SONY低解CCD,也就是一般说的半索尼,索尼缺货时可用韩国A1pro代,就成了”假索尼”,品质嘛,,,就见人见智啰!
这是台湾去年出的D.S.P,在功能上,是很夸张的一颗,可接SONY,SHARP,松下,三星,A1,及高低解CCD,可做电源同步.
以上说到的都是目前厂家有用到的,至于像敏通用的DSP是他们业务机密,韩国M6是卖板子的,还有三星用ICX409AK带菜单号称540线的板子,那就不说了,别影响人做生意!
第二章怎样辨别选择摄像机
太多人都有一样的问题:
我买的索尼机到底是真是假？
是好是坏？
因为,一样的規格,价錢差了那么多!
首先要講一個概念:
几乎所有人的机器,材料成本都差不多!
此话怎说?
拆过机子的人都知道,一般抢机的结构就是一块机芯加块尾板,再锁上机壳.
机芯占絕大部份成本,而机芯上最主要的就是CCD,DSP,CDS/AGC,V-Driver,EEPROM,EVR（索尼机才有）,等主要零件,大家进价都差不多,其他电阻电容二三极管就不用说了,相差有限,电路板及貼片费更是标准价,所以在成本上大家都是差不多,如何同中求異?
有以下方法:
1.机壳:
找個公模,省下开模费,压铸件用次级别料,反正上了漆也看不出来,冲压件用薄一點的,又沒人会拿脚踩它!
这样可以省下几块钱.
2.滤光片:
找片玻璃镀膜的,又是几块钱下来了,画质变差点?
便宜嘛!
3.电源电路:
用简单些的,也可省下1块多,就是噪讯大了些.
4.尾板:
拿個铁片钻些洞,把接头锁上,电路板省了,順便把視頻驱动电路连开关都省了,那么便宜的机子谁会装那么贵的镜头?
这样又省了几块。
5.红外灯:
用国产的,反正刚开始用也不知道是好是坏,一个灯板能省好几块.
可是这样加起来也不过十多块,竞争力还是不够,因此,只好造假了:
造假以假索尼为主,搞假SHARP沒利润,SHARP本来价格就低了
进入正题,假索尼有以下几种:
高线机:
1.低解混高解
2.SS-11混高解,
3.SHARP高线CCD混SONYCCD
4.松下DSP+夏普CCD头
低线机
1.SHARP混索尼.
2.A1PROCCD+3142.
3.A1PROCCD+NEXTCHIP.
4.SONYCCD+NEXTCHIP.
5.SONYCCD+韩国M6
6.SONYCCD+国产DSP
7.SONY3142+LG
低照度机:
1.Super-HAD混EX-View
以下就一一说明:
*低解混充高解:
（其实,这不算假索尼,因为芯片都还是索尼的）
用SS-1（2163）芯片配ICX405AKCCD.
这用看是看不出来,只能拆机看晶振,板上有两颗晶振如果分别是28.375及17.7344,那就是480线了
但是碰到黑心厂商把晶振都涂改了,又不能拆CCD,这時只好用绝招:
*用SS-11（3142）：
不用看了,就是低解机,因为3142或3141只能接低解CCD
*SHARP高解CCD配索尼SS-1（2163）：
这很常見,因为SHARP高线CCD跟索尼高线CCDICX409AK脚位兼容,直接换上去,调试一下就行了,这时只要看CCD就能分辨出来.,这种做法其实也是高线机.只是号称索尼多骗些錢.
低线机:
SHARP混索尼，就是拿SHARP骗说是SONY机,一看CCD就行了
A1PROCCD+3142，A1PRO脚位跟SONY405兼容,是最容易做的,还是看CCD
高线机:
A1PROCCD+NEXTCHIP，这就狠了,整块板子看不到一个索尼字样
SONYCCD+NEXTCHIP，这就多了,得拆机看主芯片
SONYCCD+韩国M6，这是从韩国来的机芯
低照度机:
1.Super-HAD混EX-View
其实EX-ViewCCD索尼一個月才出几顆,而且也没几个公司真正有采购该CCD，怎能满街都是,低照度了吧!
这是Ex-View?
錯!
100%是405+3142只要不偷料,好好搞,就能有好点效果.
拿这蒙EX-View,至少多賺100块!
超低照度!
这总该是EX-View了吧!
还是錯!
还是405+3142我的独门工夫!
呵呵!
这下子就別迷信低照度了!
別乱花钱了.
唉!
监控这行水平实在不高,跟卖纸巾差不多,別人卖10块,就有人能卖7块,为什么?
把它裁短一些不就行了!
谁有那么大的屁股?
能擦就好了!
管你要什么摄像机,只要能看到影像就好了,用几个月就坏了,能赖的理由多了!
雷击,电源不對,配线不良,地线混高压,系统不匹配,调试不良….反正多的是黑心电源,黑心线材,黑心主机,黑心配线工….
红外一体机,在使用上得配上红外灯,在户外时又得加防护罩,摄像机还要有镜头,整组体积庞大,价格又高,近距离使用时就像大炮打蚊子,不太现实,就有人想到用LED,就是遥控器用的LED,有850nm的,洗块板子,装他几十颗,加个光敏电阻（CDS）来侦测光线强度当开关来控制LED,板子中间挖个洞,再买片摄像机板,装个机板镜头,往LED板一套!
红外一体机就出来了!
这时期的红外机有些问题,一是LED发射角度是固定的,因此打出去的光线无法调整,只能搭配几种角度的镜头,第二,功率不高,打不远.市场量又不大,想要LED厂帮你订做,门都没有,因此,效果不太好,但是很少人在搞,价格又高,可卖到2000多,十多年前搞这玩意的人还真的赚了一票。
随着科技的进步,LED功率越做越大,越来越亮,尤其民用上的红绿灯改用高亮度LED,这时有一颗LED出来了,就是拿红绿灯用的那种,改成红外线,四四方方的,叫”食人鱼”,拿来用还挺不错的,但角度是固定的,不太实用,就有人想到开了片透镜,放在LED板前头,不就可以改便发射角度了吗!
还去申请了专利.别人还不能用.
怎办?
山不转路转,反正这时市场量也出来了,LED厂也就甘愿生产不同角度的LED,连直径5mm,8mm（E-Power）,都有了,直径2公分的都有.
这时,问题又来了,在电路方面,有过热,光学上,有黑边及均匀度问题,在机构上有白雾,漏水,雾气等问题,须要一一解决:
过热
别以为LED就不发热,”冷光LED”跟本还没出现,以50颗5mm,20mil（芯片大小）LED为例,想打到户外40米,电流至少得到80毫安,如果又密封在壳子里（户外当然要密封）,LED板上温度会飙到90度,还有,LED是正温度系数,也就是温度越高电流越大,电流越大温度就越高,LED本身会耐到100度,但板子后面那颗CCD可只能撑到60-70度,这时,画面开始就发白了,看起来白朦朦的,这是因为CCD过热,暗电流增加,白底上浮,再烧下去,CCD就挂点了.
怎办?
一是降低电流,只用30-40毫安,打不远怎么办,那就用吹的,反正密密麻麻的LED,看起来就像能打的远,还有就是加风扇,但在密闭的壳子里,风扇能撑多久?
呵呵!
看着办!
最好的方法是加定电流电路,不让LED过电流,但也只能用在60毫安以下.
那改用大颗的高功率LED呢?
一样,能量不灭定率,发光越强,发热就越多,我看过400多颗LED做的投射灯,加了散热片,往上打颗蛋还真能烤熟!
呵呵!
敢用的人就能赚到钱.
还有,用脈沖波,把LED用100K以上脈波,打到1安培,呵呵!
这我三年前就會了,老实说...沒用!
总之,过热是红外一体机最大致命伤,想打长距离的用户,千万得三思!
黑边及均匀度
这好解决,LED板上LED的角度得调配好,要跟镜头视角相配合,比如说4毫米镜头得搭配宽角度LED,8毫米镜头,LED就要用小角度的,12毫米就得配15度LED,再加些不同角度的LED补光,让打出去的光均匀些,这些只要花些时间做做实验就行了,不要那么懒,抓把LED就搞上去了,不是打不远就是画面搞了黑边出来.
白雾
有两个原因,一是LED光漏到镜头里,也就是镜头上那个隔离圈跟玻璃没密合,让红外线漏了进去,最好就把隔离圈用铝圈做,直接穿过玻璃面,不过成本高了些.
在来就是如果用宽角度LED,红外线打到遮阳罩再反射回镜头,会照成白雾,解决方法就是把遮阳罩退后些.
漏水
这纯粹是机壳设计不良,防水垫圈材质不好,及组装不慎所造成.
雾气
主要是密封不良,有些方法:
1.装个干燥包,两下就不行了,吸饱了水,更惨.
2.充氮气,还没出货就漏光了.
3.镜头跟玻璃隔离,独立开来,对漏光还有效,结果雾气集在小玻璃上
4.开通气口,加风扇,没雾气了,但会漏水
5.玻璃镀膜,是不沾水,但防不了雾
呵呵!
还是头大,每家都说解决了,信吗?
其实大家在讲"起雾",大部份并不是水气,想想LED板那么热,一般除雾用的加热器都没它热,水气早被蒸发掉了.看起来像起雾,有几个原因:
1.镜头遮光圈漏光及没跟玻璃密合,红外光折射进镜头.,尤其4mm最严重
2.机板本身参数不对,如果只是拿一般机板换个滤光片就拿来用,肯定出问题,白茫茫一片,但白天还行
3.老问题:
过热,CCD白底往上浮,看起来就发白雾了
还有一些要注意的:
镜头:
别用太便宜的吧,用好一些的,效果会比较好,还可吹”XX国进口红外机专用镜头”
机板
找质量好点的,1/3索尼的当然会比1/4SHARP的感度好些,当然了,吹个牛说用索尼Ex-View也行,但成本高太多了,还有,那来那么多Ex-ViewCCD让你来卖?
还有,机板只有分质量好跟质量差,不要争论谁的DSP好,给你一颗奔驰引擎你也不一定能造出好车子.还有红外线用的机板跟一般枪机用机板在程序上有些不同,要注意
总之,红外线一体机是最近最火也最具争议性的摄像机产品,工程商对它是又爱又恨,希望透过大家的讨论,能走出一条路,否则,一直打混仗也不是办法!
各位工程商及采购人员,常遇到一件困扰的事:
”我采购的摄像机到底是什么方案的?
CCD又是怎么分辨?
”在此做个简单的介绍:
先从CCD看起:
如果是枪机,打开防尘盖,看CCD表面
看到没?
上下两排接点,中间缺了个大门牙,这就是SONYCCD的特征
没缺门牙,SHARPCCD
一样没缺门牙,但线条较粗,这是松下CCD
就这样了!
看久就不会被骗了,以我的经验,在商场铺头,随便拿个SHARPCCD冒充SONY的,至少有3成.
再谈谈方案,一般人认为不就是SONY,SHARP,Panasonic方案?
其实里头还有玄机:
理论上,任何CCD是可以搭配任何D.S.P的
目前的CCD,有:
SONY（高低解）,
SHARP（高低解）.
Panasonic（高低解）,
韩国A1+（低解）,
三星（低解,本来已停产,听说又卷土重来）,
还有在韩国封装,号称松下芯片的
共以上6种品牌.
而D.S.P呢,就多了:
SONY有SS-1（2163）,SS-11（3141/2）,SS-11X（4103）,SS-HQ1,SS-2,
Sharp有D4（38603）,D5快出来了
松下以D5为主
还有日立（某台资大厂用的）,
韩国NEXTCHIP,
台湾A-NOVA
基本上不出这个范围
而其中一般有在生产的组合,
SONY低解CCD:
可配SONYSS-11,SS-1（很少）,SS-11X.NEXTCHIP,HITACHI,A-NOVA
SONY高解CCD:
可配SONYSS-1,HQ1,SS-11X,NEXTCHIP,HITACHI,A-NOVA
SHARP高低解:
可配SHARPD4,HITACHI,NEXTCHIP,A-NOVA
Panasonic高低解:
目前以配PanasonicD5为主,
A1+低解:
配SONYSS-11 （混充SONY卖）
三星低解:
配SONYSS-11（以前SONYCCD缺货时最常拿来混的）
傻眼了吧!
所以不是说是不是索尼CCD就能了事了,各种搭配其实只是成本上的不同,而品质呢?
完全靠功力,做的好的SHARP机品质绝对比做的差的SONY机还好还便宜.
以上只是基本知识,能不能买到好机子?
呵呵！
基本上还是看你的造化!
第三章红外夜视的误区
视频监控的发展方向在于室外，室外监控的发展方向在于夜视，夜视的发展方向在于红外，这个趋势越来越明显。
在红外夜视这个领域，中国企业已经走在世界最前列，一些先进技术令国外同行望尘莫及。
但是，这毕竟是一个新兴产业，大量劣质产品泛滥市场，影响了人们对红外夜视产品的信任。
还有一些当年很领先的企业，死抱暴利不放，技术上固步自封，被快速发展的市场抛在后面，很是遗憾。
在深圳安防展会上，看到一个似乎很专业的红外灯厂家，做了一个很大的圆形红外灯，标称可以达到几千米，咨询他配套什么样的摄像机，什么样的镜头，在什么环境下才可以达到标称的效果，则不知所云。
那么多的红外灯制造商都信誓旦旦地标称自己的红外灯是100米或200米等等，从而误导工程商好像红外灯真的有固定照射距离。
而不管厂家如何宣传，工程商就是不信，100米灯能勉强用到50米就不错了，很多负责任的工程商，更是买了无数的红外灯也达不到用户要求。
那么，红外灯真的有固定照射距离吗？
红外夜视监控就是红外灯技术吗？
从某一方面来看，红外灯不存在固定的照射距离。
客观地说，红外灯要想达到效果，需要优秀的摄像机和性能出色的红外镜头，最好是搭配0.001勒克思以上的红外感应摄像机，最好是黑白的，需要特别的红外镜头，红外透过率达到百分之九十五以上。
问题是，这种摄像机一般价格昂贵，而真正红外透过率达到百分之九十五以上的镜头更是比较难做。
所以，能够最大限度提高红外灯在标称距离内的发光强度则是我们首要考虑的，我们要求做到即便客户是使用普通彩转黑摄像机和普通镜头也能达到一个比较满意的效果。
1、红暴问题：
有些厂家把能不能做出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传，好像有红
暴就是低技术，没有红暴就是高技术。
其实，有没有红暴只是一个选择问题，并不是技术问题。
我们知道，波长超过700nm的光线叫做红外线，900nm以上的红外线基本没有红暴，波长越短（越接近可见光），红暴越强，同时，摄像机感应红外线效率也越高。
现在市场上有两种主流红外灯，一种是有轻微红暴的，波长在850nm左右，一种是没有红暴的，波长在940nm左右。
同一款摄像机，在850nm波长的感应度，比在940nm波长的感应度要好到10倍。
所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率，已被做为红外夜视监控的首选。
2、寿命问题：
摄像机的使用寿命可达10年以上，红外灯的寿命是否也能达到这个水平？
正确回答这个问题，首先要了解目前红外灯的制造原理。
目前红外灯主要由三种模式制造：
1、卤素灯，2、多芯片LED，3、单芯片LED。
卤素灯是一个十分古老的技术，能耗高，发热量惊人，使用寿命很短，因其使用效率低下，并不能够做到很远距离，现在已基本退出市场。
多芯片LED是一个很“概念”的说法。
多芯片LED主要有两种，一种是“食人鱼”，包含4到8棵芯片，另外一种是阵列式发光片，含有10棵到30棵芯片。
为什么做多芯片呢？
他们认可的理论是：
红外灯照射距离不够是因为能量不够，更多的芯片集合在一起，当然能量就大，也就认为照射距离更远！
这可真是典型的外行技术理论。
当然，更远的距离需要更大的能量，但并不是红外灯发出了多少红外光，就能把它简单换算成距离，而是被摄像机吸收了多少红外光。
相反，因其结构先天固有的缺点，多芯片LED没有发光焦点，发光光学系统不合理，有用光效率也比较低（当然，比卤素灯强几倍）。
优点没有发挥出来，致命伤却出来了，比如，阵列式LED，电流高达1000mA以上，基本只是一分钱硬币大小，散热就成为一个问题。
可LED最怕的就是高热，所以，这种红外灯在采用的同时就决定了它的寿命很短。
同时，多芯片LED的生产要求非常严格，每棵芯片都不能有性能上的一点差异，否则，一颗芯片坏掉，就会导致整机全部毁坏。
总体而言，相对于单芯片LED而言，多芯片LED的寿命会差很多。
单芯片LED生产工艺简单，品质容易保证，发热量低，发光光学系统合理，是做红外灯理想的器件，理论上使用寿命可达10万小时以上。
那么，是不是所有的单芯片LED灯的寿命都很好呢？
事实上，远不是这么回事。
这里面原因很多，比如，有的LED芯片级别很低，杂质超标；有的生产工艺不过关，有漏电；有的超功率使用，额定50mA，使用70mA以上，这样短时间内效果很好，可是几个月后就会因过度劳累而衰竭坏掉，或发光功率降低很多！
有的没有保护电路，或电路设计不合理，这些都会导致单芯片LED红外灯快速坏掉。
要想保证红外灯的寿命，首先要选用高等级LED芯片，高等级芯片功率大，一致性好，发光效率高，发热量很小，一颗高等级LED比普通的LED好几十倍，当然价格也比较昂贵。
其次，光学系统设计要合理，发光均匀，利用率高，散热快。
第三，严格控制电压，LED对电压非常敏感，电压稍高，LED管内芯片就会烧掉；电压略低，发光量又会大大降低。
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