安防知识维修教材技术部A11 改 1122.docx

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安防知识维修教材技术部A11改1122

安

防

维

修

培

训

教

材

惠州百图丽实业有限公司技术部

2010年10月21日

目录

前言1

第一章CCD摄像机的安装调试及选择方法1

第二章：

目前国内市场上主要CCD摄像机方案配置5

第一节、SONY1/3”480线（实际线数约430TVL）5

第二节、SONY1/3”420线（实际线数约330TVL）6

第三节、SONY1/3”520线HQ1方案（或540线，实际线数约480～500TVL）6

第四节、SONY1/3”500线（或520线，实际线数约480TVL）6

第五节、SHARP1/4”420线（实际线数约300TVL）7

第六节、SONY1/3”600线黑白（0.01LUX）8

第三章例举索尼3142芯片的原理和检修方法9

第一节、索尼3142板主要芯片管脚定义图：

9

第二节、索尼1/3英寸CCD3142芯片原理图：

9

第四章摄像机在安防行业的发展趋势12

第一节、镜头：

高清、大变倍、广角12

第二节、摄像机：

技术多样各种产品争奇斗艳14

第三节、高速球机：

集成化、经济型、客制化16

第四节、云台：

大范围监控17

第五节、监视器：

DLP和LCD拼接墙交织攀升17

第六节、特殊产品抢占市场18

结语19

前言

“安全防范”是公安保卫系统的专门术语，是指以维护社会公共安全为目的而采取的各种防入侵、防被盗、防破坏、防暴和进行安全检查等措施与手段，分为“人防”、“物防”和“技防”。

“技防”即安全技术防范，是运用科学技术手段与先进器材设备，预防、发现、制止违法犯罪行为和重大治安事故，维护公共安全的活动，它比传统的人防与物防更加先进、可靠和严密。

安全技术防范涉及到社会的方方面面，社会上的重要单位、要害部门：

如党政机关、军事设施、国家重点文物单位、广播电视、通讯系统、银行、仓库、百货大楼、居民区等等，都是安全防范工作的重点。

安全技术防范直接关系到国民经济的发展及社会的稳定，随着“技防”行业的不断壮大与发展，实现技防管理的现代化、决策的科学化，提高从业人员素质，已成为促进技防管理信息化建设的迫切需要。

新颁布的《广东省安全技术防范管理条例》第二十六条指出：

“技防系统设计、施工、维修和使用人员应当经过技防安全培训”，第一次以地方立法的形式明确了技防培训工作的重要性。

第一章CCD摄像机的安装调试及选择方法

1、安装镜头

应注意镜头与摄像机的接口是C型接口还是CS型接口，C型接口和CS型接口镜头的螺纹均为1英寸32牙，直径为1英寸，差别是镜头距CCD靶面的距离不同，C式安装座从基准面到焦点的距离为17.562mm，比CS式距离CCD靶面多一个专用接圈的长度，CS式距焦点距离为12.5mm。

别小看这一个接圈，如果没有它，镜头与摄像头就不能正常聚焦，图像变得模糊不清。

所以在安装镜头前，先看一看摄像头和镜头是不是同一种接口方式，如果不是，就需要根据具体情况增减接圈。

有的摄像头不用接圈，而采用后像调节环，调节时，用螺丝刀拧松调节环上的螺丝，转动调节环，此时CCD靶面会相对安装基座向后（前）运动，也起到接圈的作用。

安装镜头时，首先去掉摄像机及镜头的保护盖，然后将镜头轻轻旋入摄像机的镜头接口并使之到位。

对于自动光圈镜头，还应将镜头的控制线连接到摄像机的自动光圈接口上。

2、镜头光圈调节与对焦

关闭摄像机上电子快门及逆光补偿等开关，将摄像机对准欲监视的场景，调整镜头的光圈与对焦环，使监视器上的图像最佳。

如果是在光照度变化比较大的场合使用摄像机，最好配接自动光圈镜头并将摄像机的电子快门开关（ELC）置于OFF。

如果选用了手动光圈则应将摄像机的电子快门开关（ELC）置于ON，并在应用现场最为明亮（环境光照度最大）时，将镜头光圈尽可能开大并仍使图像为最佳（不能使图像过于发白而过载），镜头即调整完毕。

装好防护罩并上好支架即可。

由于光圈较大，景深范围相对较小，对焦距时应尽可能照顾到整个监视现场的清晰度。

当现场照度降低时，电子快门将自动调整为慢速，配合较大的光圈，仍可使图像满意。

在以上调整过程中，若不注意在光线明亮时将镜头的光圈尽可能开大，而是关得比较小，则摄像机的电子快门会自动调在低速上，因此仍可以在监视器上形成较好的图像；但当光线变暗时，由于镜头的光圈比较小，而电子快门也已经处于最慢（1/50s）了，此时的成像就可能是昏暗一片了。

3、后焦距的调节

后焦距也称背焦距，指的是当安装上标准镜头（标准C/CS接口镜头）时，能使被摄景物的成像恰好成在CCD图像传感器的靶面上，一般摄像机在出厂时，对后焦距都做了适当的调整，因此，在配接定焦镜头的应用场合，一般都不需要调整摄像机的后焦。

在有些应用场合，可能出现当镜头对焦环调整到极限位置时仍不能使图像清晰，此时首先必须确认镜头的接口是否正确。

如果确认无误，就需要对摄像机的后焦距进行调整。

3 固定摄像机自身参数的调试

4、AGCON/OFF（自动增益控制）

摄像机内有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器,其放大量即增益，等效于有较高的灵敏度，然而在亮光照的环境下放大器将过载，是视频信号畸变。

当开关在ON时，在低亮度条件下完全打开镜头光圈，自动增加增益以获得清晰的图像。

开关在OFF时，在低亮度下可获得自然而低噪声的图像。

5、ATWON/OFF（自动白平衡）

开关拨到ON时，通过镜头来检测光源的特性/色温，从而自动连续设定改变CCD图像传感器的曝光时间（一般从1/50到1/10000秒连续调节）。

选择这种方式时，可以用固定或手动光圈镜头替代ALC自动光圈镜头。

需要注意的是：

在室外或明亮的环境下，由于ELC控制范围有限，还是应该选择ALC式镜头：

在某些特殊的照明条件下，可能出现下列情况：

   ◆在聚光灯或窗户等高亮度物体上有强烈的拖尾或模糊现象。

   ◆图像显著地闪烁和色彩重现性不稳定。

   ◆白平衡有周期性变化。

如果发生这些现象，应使用ALC镜头。

以固定光圈镜头采用ELC方式时，图像的景深可能小于使用ALC式镜头的景深。

因此摄像机在完全打开固定光圈镜头而采用ELC方式时，景深会比使用ALC式镜头时小，而且图像上远处的物体可能不在焦点上。

当镜头是自动光圈镜头时，需要将开关拨到ALC方式。

6、BLCON/OFF（背光补偿开关）

当强大而无用的背景照明影响到中部重要的物体的清晰度时，应该把开关拨到ON位置。

◆当与云台配用或照明迅速改变时，建议把该开关拨到OFF位置，因为在ON位置时，镜头光圈速度变慢。

◆如果所需物体不在图像中间时，背光补偿可能不会充分发挥作用。

第二章：

目前国内市场上主要CCD摄像机方案配置

在了解了摄像机结构后，现在来讲讲摄像机的方案，方案主要是针对DSP来说的，把DSP和CCD搭配起来就是我们所说的方案了，目前摄像机市场上应用比较多，占主流地位的是SONY和SHARP生产的DSP。

SONY主要有以下几种方案：

第一节、SONY1/3”480线（实际线数约430TVL）

芯片：

CXD2163BR、D2006、D2480R+ICX409AK；

SONY1/3”480线（假高线，实际线数约350TVL）

芯片：

CXD2163BR、D2006、D2480R+ICX405AK；

SONY1/3”480线高解低照（0.03LUX、F1.2）

芯片：

CXD2163BR、D2006、D2480R+ICX259AK；

SONY1/3”420线低照（0.03LUX、F1.2）

芯片：

CXD2163BR、D2006、D2480R+ICX255AK

SONY公司推出这颗DSP之前已推出了CXD2163，当初把CXD2163这个方案叫做SS-1，用CXD2163做出来的机子一直有问题，所以不久就推出CXD2163BR，用来代替CXD2163，方案人们也一直叫做SS-1。

SS-1可接高解CCD（ICX408AK/超低照度ICX258AK（NTSC）和ICX409AK/超低照度ICX259AK（PAL）），还可以接低解CCD（ICX404AK（NTSC）和ICX405AK（PAL））（注意：

以上CCD尺寸是1/3，还有好多型号的CCD没有列出，可参考有关方面的书籍）这颗DSP能够做到电源同步（电源同步——也称之为线性锁定或行锁定，是利用摄像机的交流电源来完成垂直推动同步，即摄像机和电源零线同步）。

所以以前好多厂家都在用来做高解的机子。

现在由于芯片成本较高的问题，好多生产摄像机的厂家都不用这个方案了。

第二节、SONY1/3”420线（实际线数约330TVL）

芯片：

CXD3141R或CXD3142R、CXD1267（现基本使用其他IC代用）、CXA2096+ICX405AK；

（CXD3142增加了镜像功能）现在用的是:

芯片：

CXD3142、AA87221/AA87222、CXA2096/3796+IXC405AK/633AK（CXA3796+ICX633AK低照度较好）

SONY1/4”420线（实际线数约300TVL）

芯片：

CXD3141R或CXD3142R、CXD1267（现基本使用其他IC代用）、CXA2096+ICX227AK；现在用的是：

芯片:

CXD3142、AA87221/AA87222、CXA2096/3796+IXC227AK/643AK（CXA3796+ICX643AK低照度较好）

这颗DSP是1999年推出的，这款DSP只能接低解的CCD，3142比3141多了镜像功能，如果SS-11也做到电源同步，就会产生很大的噪讯。

所以目前还没做成电源同步，SONY目前420线的机子几乎就是这个方案。

第三节、SONY1/3”520线HQ1方案（或540线，实际线数约480～500TVL）

芯片：

CXD3172R、CXA2096N/CXA3796、ICX409AK/BK（CXA3796+ICX639BK低照度较好）

这颗DSP是SONY2004年推出的，就是520线机子用的DSP，3172目前的技术还不是特别成熟，存在许多问题，其中发热太大，发热量比其他DSP大好多，致使一些工程师并不喜欢用。

SS-HQ1能接高低解的CCD，而且电源也能做到同步，总体上还是比SS-1好，就是发热问题还待进一步解决。

第四节、SONY1/3”500线（或520线，实际线数约480TVL）

芯片：

CXD4103R、CXA2096N、ICX409AK

这颗DSP是2005年推出的，是SONY目前最新的DSP，它解决了SS-HQ1的发热问题，但是电源同步时噪讯大。

可接高低解的CCD

另外还有近两年推出的新一代CCD（灵敏度大大高于上一代，即照度更低，清晰度较好，但内同步时色滚动较明显，对环境色温比较敏感――即部分客户说的会偏色）

ICX633AK，普解420线

ICX639AK，高解480线（500线、520线、540线）

第五节、SHARP1/4”420线（实际线数约300TVL）

芯片：

LR38603A、3Y48AI/3Y48B1、RJ2421ABOPB/BBOPB（3Y48B1+RJ2421BBOPB的低照效果较好）

SHARP1/3”420线（实际线数约320TVL）

芯片：

LR38603A、3Y48AI/3Y48B1、RJ2321ABOPB（ABOPB批次早期的CCD夏普基本不生产了）

接SHARP低解CCD，被业内人士作为低档机使用，最近俩年又出了D5（38627）。

SHARP1/4”420线（实际线数约300TVL）

芯片：

LR38627、LR36B03、RJ2421ABOPB/BBOPB（RJ2421BBOPB的低照效果较好）

SHARP1/3”420线（实际线数约320TVL）

芯片：

LR38627、LR36B03、RJ2321BBOPB

听说效果可以跟SONY蓖美，除了SONY，SHARP外，还有松下，韩国的NEXTCHIP，台湾的A-NOVAADPXXXX等，其中韩国NEXTCHIP公司推出的DSP（NVP2010），主要接SHARP低解或SONY低解CCD。

芯片：

NVP2010/NVP2020+AD9943+633BK450线（NVP2020是具有菜单功能的）

芯片：

NVP2010/NVP2020+AD9943+639BK540线

第六节、SONY1/3”600线黑白（0.01LUX）

芯片：

CXD2463、D1310、ICX409AL

SONY1/3”480线黑白（0.001LUX）

芯片：

CXD2463、D1310、ICX255AL

SONY1/3”480线黑白（0.03LUX）

芯片：

CXD2463、D1310、ICX405AL

LG1/3”480线黑白（0.03LUX）

芯片：

AI5412、AI4402、AI329AL

第三章例举索尼3142芯片的原理和检修方法

第一节、索尼3142板主要芯片管脚定义图：

第二节、

索尼1/3英寸CCD3142芯片原理图：

下面是以1/3SONYCCD原理图来讲解：

1、通电后无图像

首先检查外加电源极性是否正确，电压是否DC12V和电流是否在130MA，如果正常的话，就从R22的一端有无视频信号，如果有，就可能是75R开路或者ZD1短路；如果没有，就要检查U9（IA171）的4脚有无信号，如果有就要检查IA171的供电是否正常，如果正常的话，就是IA171损坏。

如果没有就要看C76的那一端有无信号，如果有，就是C76开路；如果没有的话，就要看U1（CPU3142）的3脚有无输入的信号，如果有，就要考虑是CPU3142和周边的问题了；如果没有的话，就要看R23（22R）的另外一端有无信号，如果有就是R23开路，如果没有的话，就要看中放IC2096（21.22）有无信号输入，如果有的话就要检查IC2096的供电电压是否正常，周边的器件有无损坏。

如果IC2096（21.22）没有信号就要看（C57.C58）1UF的另一端有无信号，如果有就是有IUF的损坏，如果没有信号，就要看Q5（2SK1875）的输入端有无信号。

如果有就要检查Q5的供电是否正常，如果正常的话就可能Q5损坏。

如果不正常就要检查ICX405AK的其他各引脚的电压是否正常。

2、电流低

这种现象要从12V供电查，12V经过D10（整流二极管）到达L1（68UH）的一端有无电压，如果没有就是D1开路，如果有就要看RC1（0.47R）有无电压，如果没有就是L1开路，如果有就要看U7（34063）7.8引脚有无电压，如果没有就是RC1开路。

如果有就要看C19（100UF）有无5V电压，如果没有就要看L2（470UH）有无开路.U7本身是否损坏.CT1.CT2是否开路。

如果有就要看L3（22UH）有没电压，如果没有就是L3开路，如果有就要看U8（AH33）一端稳压3.3V电压，如果没有就是U8稳压管开路，如果有分别供电给（U4U2U1U9U6）等引脚电压，那一路引脚没有电压就查哪路。

3、画面竖直方向出现几道黑条或者S扭曲

这种情况一般是直流供电电压的纹波太大，应该检查一下相应的（3V5V12V）供电电压的那一路纹波太大。

更换滤波电容。

（或者加大滤波电容）

4、画面竖直方向出现全部竖条 

这种现象是由VL（6.8V）过低和场扫描（V1V2V3V4）某一路的信号不良所致，具体检查（CXD3142S5C7221ICX405AK相对应的各引脚是否正常，不正常的那一路就是问题的所在点，最后更换相应的器件即可。

）

5、画面噪点大  可能有以下几方面的原因

摄像机内部电路板接地不良； 

视频幅度输出不够； 

环境光照度不够； 

芯片周围的旁路电容不良； 

第四章摄像机在安防行业的发展趋势

近年来，随着数字化、网络化趋势的迅猛发展，传统的安防产业面临着巨大的冲击，尤其以模拟监控行业影响最大。

数字与模拟，似乎成为新兴与传统的两个代名词，共同助力监控产业的进步和发展。

尽管数字化产品革命声势浩大，但模拟监控产业并没有被H.264海啸、NVR和DVR热潮等掀起的巨浪所淹没，依然表现出强劲的发展势头。

在监控领域，伴随着应用的扩展，需求的多样性，不论是镜头、红外摄像机、高速球、云台、矩阵，还是监视器，也都经历着技术不断革新，产品不断丰富的发展道路。

第一节、镜头：

高清、大变倍、广角

高清晰度镜头

对于镜头而言，清晰度是体现其优势的重要指数。

对画面要求不严格的用户来说，普通镜头与高清晰度镜头的差距不大，但如果要用在一些要求较高的领域，如医疗、工业自动化生产等，则对镜头的要求非常高。

随着百万像素摄像机的不断涌现和发展，与之对应的百万像素镜头也应运而生。

据悉，目前市场上，诸如腾龙、CBC、富士能、图丽、厦门力鼎、福州福光等中外厂家均有推出百万像素镜头来应对市面上的百万像素摄像机。

在高清化监控发展趋势的新要求下，百万像素镜头已经得到了越来越广泛的推广。

此外，安防监控并不仅仅只满足于普通的图像显示，而是需要对局部细节部分进行放大显示，如：

人物脸部、景物细部（车牌等）的检视，而这就需要高清晰度的镜头来拍摄。

由于摄像机市场的需求一直十分强势，镜头在这份广阔的市场中也分到了一杯羹。

当前，普通像素的监控产品并不能完全满足安全防范的需要，而超高清晰度、大变倍等具有特殊功能的产品得到了安防需求人士的青睐。

因而镜头在摄像机技术变革的浪潮推动下也逐渐地展现出自己的发展脉络，也就是在好马配好鞍的前提之下，镜头的发展更加高清化、大变倍趋势以及加入广角的特殊要求。

超广角镜头实现更大范围的覆盖

超广角的监控也是镜头发展的一大趋势。

这种镜头可以保证将监控视角提升到更大范围，使得全景监控得以实现。

广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。

普通广角镜头的焦距一般为38-24毫米，视角为60-84度;超广角镜头的焦距为20-13毫米，视角为94-118度。

由于广角镜头的焦距短，视角大，在较短的距离范围内，能拍到较大面积的景物。

因而广泛用于大场景的监控。

腾龙的镜头在超广角上就具有很强的竞争力，无论是焦距范围还是视角范围都是镜头业界最大的。

在安防监控的需求中，超广角镜头的运用可以能实现最大范围的监控，保证监控无死角，监控范围更广泛。

大变倍解决远距离监控需要

在安防监控领域，有些远距离的区域难以在普通摄像系统的监控范围内，就需要采用高变倍镜头来拉近监控的距离，使得远处的物体变得更加清楚，而目前市场上的镜头更多地是采用手动或电动变焦的镜头来完成安防的监控。

上海聚励电子科技有限公司所代理的图丽（Tokina）镜头便新推出了一款标准电动变焦镜头TM55Z1038（x2），1/2F/4.0，该款镜头能实现超远距离的监控，在镜头的内部有一个增聚镜，以两倍的镜片组实现，使得远处的图像画面也能清晰地展现在人们眼前。

据了解，宾得（PENTAX）的一款H55ZME-F变倍镜头更是变倍中的杰作，它具有超高倍率55倍变倍镜头，超级望远功能;最大特点也是具有2倍的伸缩镜，最大可以变倍110倍，为远距离的监控提供了保证。

特殊技术独树一帜

镜头发展到目前为止，已经有很多特殊的技术被应用到。

图丽的镜头就采用了具有超低色散（SD）特性的特殊玻璃材料，可以最大限度地降低由色差造成的二次光谱和光学噪声，令整体画面提升和杜绝焦点误差，即使200mm或以上的远距离镜头使用以后也可以拍摄到清晰锐利的影像。

此外，非球面镜片和多层复合镀膜技术也帮助镜头可以得到更加清晰的图像效果。

据了解，富士能的一款D32x10R4D高清日夜两用32倍电动变倍镜头非常独特，其核心是采用了独特的光学技术，即：

（UD镜片组+CPU）的方式运行，保证了该镜头的特殊效果。

它具有感红外功能，能实现超远距离的透雾效果，保证高清画质;即当白天监控超远距离的高山时，将它调整到红外光情况下，拉近距离后可以透过高山的云雾将山体一览无余且物体清晰可见，令人叹为观止。

第二节、摄像机：

技术多样各种产品争奇斗艳

对于摄像机来说，好的芯片是主导该机器具有优良性能的保证。

因此，要想在监控行业里立于不败则需要加强对芯片技术的不断更新升级。

据悉，目前市场上，主要的日韩厂家们纷纷大打芯片技术升级之战，LG、松下、Sony等均纷纷更新并推出了优化以后的摄像机芯片。

据采访了解，LG新推出的XDI系列智能芯片，具有良好的色彩还原性，彩色模式下水平清晰度可以达到570线，同时具有独特的色序矩阵结构，能够在更广的色温范围内适应光源色温的变化;具有良好的WDR处理单元，3D-DNR噪声抑制滤波器，能有效增强图像细节，降低图像噪声;低照度无缝拼接转换处理技术，数字慢快门技术，能够在短时间内完全智能化切换。

该系列芯片是实现摄像机高清影像的利器。

此外，松下再一次将芯片进行升级更新，并推出了SD5系列芯片。

该芯片不但能使摄像机获得高清晰画面，还能实现智能化的控制，如加入人脸识别技术。

Sony公司也不甘示弱，在08北京展上全力打造全新产品，如高灵敏度摄像机、宽动态摄像机均采用Sony公司自主研发的SuperHADIICCD，该CCD芯片具有很高的灵敏度，在微光环境下依然能表现出色，水平分辨率达到540TV线，能使图像细节分毫毕现。

DynaView+技术一直是Sony公司宽动态摄像机采用的核心技术，在经过不断优化之后，该技术也更加炉火纯青。

各厂家的芯片大战促进了摄像机技术也不段地升级，这大大推动了安防监控前端产品技术更加精益求精，使得用户获得了更多的选择。

红外摄像机商机日显

红外摄像机一直是摄像机中的一大亮点，在安防监控中的商机日益突显出来。

厂家为了适应客户的需求更是绞尽脑汁，创造了许多独特的设计。

据北京展了解到，博世的MIC1-400红外PTZ摄像机采用无刷马达技术，双集成红外灯，最为独特的是它的摄像机设计在云台顶部，实现全方位的监控。

天津东荣电子的红外球机也采用了分仓式设计，阻断了红外光的反射，彻底解决了球罩内反光的问题。

而利凌企业广州明佑电子有限公司的远距离红外快速云台IP摄影机更加有特色，它使用了红外灯板自动开合隐蔽式设计;白天，红外灯板合起，变成摄像机的遮阳罩;夜晚，亦可通过感应环境照度，红外灯板自动打开，设计十分新颖。

而在产品技术上也有不少创新，浙江大立科技股份有限公司的热像仪采用了高像素非制冷型焦平面热成像机芯组件，该机芯组件采用了大规模单片AlteraFPAG系统，具有超低功耗、超低噪声、高清图像等特点，并能在-40°C~+60°C环境下连续稳定输出图像，并可扩展图像存储功能，它能满足工业、医疗、电子、科研、安全缉私、边防、侦查等众多要求。

DM60系列在线式红外热像仪就是大立热像仪产品的典型代表。

红外摄像机的创新与发展给安防监控带来了许多不同的选择，满足了黑暗及夜间区域的监控需求，从而使红外摄像机的商机尽显。

枪机：

功能更加强化

目前，摄像机市场一直呈现出繁华的景象，在枪机方面，摄像机越来越高清，越来越追求百万像素;同时由于受摄像机芯片革命风暴的巨大影响，枪式摄像机也正在经历功能性的巨大突破，尤其以宽动态技术革命最为火热。

从08年北京展了解到，松下、Sony、LG等国外大厂纷纷将最新的宽动态技术展示在人们面前，借助改善自己的芯片来逐渐完成宽动态技术的飞跃。

松下最新推出的SD5芯片则加入了智能化的元素，形成了第三代超级宽动态摄像机，其效果十分明显，不但具有基于每个像素点的160倍的动态范围，还具备自动暗区补偿技术，使得画面各区域影像均清晰可见。

Sony的宽动态Dynaview+技术能单独对画面中的亮部或暗部进行