1984摄像管三部曲-外传~JVC KY1900E三管摄像机维修记录（代价惨重）

微笑的先生

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0、前情回顾
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之前我曾经完成了一系列的摄像机拆解，形成了新旧两组摄像机三部曲，拆机最为吸引人的是发掘背后的故事，我之前拆解过数字DV，也拆解过模拟CCD摄像机（从广播级走入家庭，80-90年代的摄像机系列拆解贴 ）回顾摄像机的发展历程，还有一个重要的角落我不曾涉足，那就是“摄像管”摄像机，它更加古老，更加硬核，我从今年初就开始搜罗相关的老旧机器，收购了几台老家伙，拆了个痛快。

书接上回，摄像管三部曲是一年多前开启的系列，延续的一年中发生了很多事情，超出了原本的计划，比如这次要更新的外传是一台1982年生产的机器，如果严格按照时间线规范，本不应该出现在本系列，不过嘛~作为外传就勉强算进去啦。此次要拆解的是从闲鱼上购买的JVC公司生产的专业三管摄像机，型号为KY-1900E，属于欧洲以及中国等使用PAL规范国家出售的型号，收到时寻像器已经丢失，只有带有霉点的镜头组件可用，购买之前我就考虑好了，要让他恢复功能，没想到整个维修过程耗时2周+死了一堆脑细胞，而且结局不是我预料的那个样子……索性给大家展示下全部的维修+思考过程。

本文提到的维修手册：
点击我下载，密码：khg9

目录：
1、背景及外观展示
2、拆解维修

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1、背景+外观
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本机型在网络的记录比较少，但随着查资料的深入，还是有所收获，根据查证的资料：

JVC KY 1900 是一款工业相机，事实上它是少数采用塑料橙色机身生产的相机之一，使其非常独特，JVC 在 1982 年推出了这款相机。
KY-1900 有 3 个 saticon 管，在当时的分辨率约为 400 线，价格约为 4700 英镑。

这款超紧凑型三管相机的重量不到 8 磅，其设计丝毫不影响质量。

• 三个新设计的 Saticon 管
• 高性能二向色多层反射镜光学系统
• 压铸铝框架
• 52dB 信噪比
• 9dB 增益可用于非常低光的情况
• 可选 6:1、10:1 或 14:1 伺服变焦镜头
• 带加权检测电路的自动光圈控制
• 用于高光处理的自动光束控制、拐点压缩和白限幅电路
• 具有 8 位内存的自动白平衡
• 内置同步锁相和彩条发生器
  

以上资料来自：JVC KY-1900 “回到未来” 1984（JVC KY-1900 “Back to the Future” 1984）-HD Warrior

根据网上查到的图，上图包含机器全部的配件~而我这台，啥都没有哈哈



到手的外表，骚红橙色的外壳让我眼前一亮，据说JVC在后续机型也保持骚红色外壳，但收到了来自电视台的“特殊需求”——要求替换成黑色外壳，减少不必要的引人注目



机壳背后的接口，亦非常简单，左边连接CCU或录像机，右侧是电源接口，使用12V直流电或铅酸蓄电池供电，使用单刀双至开关切换


镜头前方有一个遮光圈


当年的机器总是非常“简陋”机器本身和现在的摄像头没太大区别，也不支持什么设置，最多调个白平衡或增益



后面有耳机和声音视频输出接口


前面有一个握把接口，可惜已经不知去哪里了


查阅资料发现是C口螺纹镜头



个人对镜头了解不算深入，就不班门弄斧了，稍后有详细的镜头拆解部分~


当然，我是先上电测试的，如果一开始就运气非常好，那就不会有接下来的维修了……很遗憾，上电12V，经过内部的一番运作，以短路压降的形式呈现出来，没办法，拆解维修排查故障吧！

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2、拆解维修
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拆解维修分为几部分：
一、拆解排查短路
二、恢复扭曲图像
三、拆解摄像管组件
四、拆解棱镜系统
五、脑抽恢复彩色
六、最后失败实践
七、主机零件展示
八、镜头组拆解

感谢，写在前面
该机器的维修手册实属稀有，我是没有找到，不过发现了一个博士大神，将该机器改造为偏振相机，而且贡献了很仔细的过程，这个文档可以从这里找到，点击我下载，密码：khg9，（文档名 Converting_the_JVC_KY-1900_into_a_Real-Time_Polarimetric_Imager_-_Prutchi_2018），并且作为参考，我找到了类似型号KY-2000的维修手册，里面有很多可以借鉴的部分。没有这两个资料，我是完不成下面的维修（拆解）的，万分感谢！

一、拆解排查短路



拆除镜头之后，找到最明显的几颗螺丝，拧掉


每一侧盖板由四颗螺丝固定，拆掉螺丝也就可以拆掉盖板，露出里面的内构


密密麻麻的头疼，这一面有两块子PCB插在下面主板上


侧盖上也有标记调试的电位器编号和功能，但我看不懂大部分……


注意到1981还是1982年生产的机器，左侧纸片最后一行标记了FUSE保险的位置


另一侧拆掉盖板


另外一侧的调整解说


另外一层，也是密密麻麻的部件，同样有两块PCB插在主板上


首先，为了排查短路，我挨个将插在主板上的四张PCB移除并通电，当移除这一块PCB时，短路现象消失了，所以我初步判断是这一块PCB上存在短路点


随后，我又检测到在有问题的PCB与主板连接底座上，找到了供电的引脚，通过测量发现，第一脚是接地，第三脚为12V供电直通


接着在问题PCB上，验证了短路现象，这就好办……难办了



我不是电工，更不是工程师，要排查短路，我真是头大，因为这一块板子上组件太多了，挨个在线排查实在是不现实，按照我之前的经验，这种情况要么是二极管被击穿，要么是电容击穿短路，要么是导线跨线，要么是……反正太多因素了，如果不排查出短路点，接下来的维修就不用想了。
排查短路是一件痛苦的事情，我从网上查证了好多办法，比如烧鸡、松香、毫伏表，甚至连论文都看了，最后还买了一个台表hhhhh就是为了更准确的测量电阻，排查短路就用了将近一周时间，期间我焊下来好几个原件，测量后都是正常的……


最开始使用烧鸡法，当然先用松香覆盖一层白雾，然后上电，结果鳄鱼夹把贴纸都夹破了，导线发烫都没找到PCB上的发热点，可能散热面积比较大吧，松香不融化+手摸了一遍都没找到哪里热，郁闷的我都想购买一个热成像了……


后来觉得是IC短路，查资料查到了KY-2000上，找到了那个RCA的IC，发现是信号放大……按照定义查了脚位，发现没有短路


就这么小眼瞪大眼看了好几天，也不知道邪门了还是啥，忽然瞅着这一个红色的小球不顺眼，上烙铁把它焊下来，结果发现这家伙短路了……


不知道是什么原件，反正短路了，应该是电容之类的，干掉它再上电，竟然不短路了！

坛友北落师门科普，这个部件应该是钽电容

为了测试视频信号，我把原来的AV-OUT接口干掉，直接接线出来


上电测试，有14W的负载，可以判断短路解除，用我的CRT测试台接上信号试试


里面有图像了，并且对光线有反应~bingo短路解除~


解决第一个问题之后，连接镜头，发现遇到了第二个问题……这家伙偏色啊！偏黄色，肯定是BLUE蓝色电路部分出故障了，并且聚焦也不对，画面扭曲，这就是遇到的第二个问题

二、恢复扭曲图像


先上BLOCK图，可以的看得出整个系统是如此排布，三管分色摄取色彩的图像，然后分三路进行放大的整合，最后在编码器合成一张图像，目前遇到的问题是：画面扭曲，偏色
画面扭曲肯定是偏转线圈出现故障，偏色是蓝色电路故障，我们分两部分来维修吧~先从恢复扭曲图像开始


通过AV-OUT输出连接到AV信号采集卡，在电脑屏幕上观看效果


拆了这么多机器，我好歹也有预感，这个板子就是负责驱动摄像管的，通过变压驱动高压电子束，包括偏转线圈的驱动，调整这块板子准没错


管子和放大器连接的线缆，统统链接到这个板子上，上图三种颜色的接口对应三只摄像管，其中白框就是偏转线圈和电子束发射电路的连接排线了，我依次拔掉各个颜色对应的排线插座，观察图像反应


在拔掉蓝色摄像管的偏转线圈及电子束发射排线后，画面忽然恢复正常了……
这个时候，问题就非常明了——就在蓝色摄像管以及相关电路之中


因为RGB三只摄像管电子束接口排线很多接口是共通的，一处有问题就会影响其他两只，造成图像扭曲，所以我通过测量得到了上图的定义，关键在于测量打对勾的那几个引脚


最后发现只要拆掉橙色的线缆，其他管子就不受影响，插上橙色的，画面就扭曲（当然拆掉橙色的，蓝色电路也不能工作，还是偏色）
没办法，我只能继续深入拆解，看看这个橙色的线缆连接到何处，如果是管子坏掉了，那我就没办法了

三、拆解摄像管组件



这种图是博士大神画的，可以看到整个光学组件分布


把后面的电路拆掉，露出了三只摄像管，可以看到对应的连接排线


蓝色的摄像管后的底座


移除碍事的PCB板子，露出主菜


四颗螺丝可以调整摄像管的前后以及左右旋转角度，用于物理对齐
注意固定盖板的螺丝已经被拧掉，打开盖板之后就可以抽出固定的摄像管


后面的磁环用于聚焦


抽出摄像管组件，这一只是蓝色



左侧是深入到光学系统的部分，注意上面的丁字滑沟


靶面非常干净，没有一点灰尘



靶面对应的镜片，在摄像管前方其实是有一组透镜及彩色滤镜片的，只是时间过了很久，蓝色滤镜片已经患上了严重的“白内障”完全不能正常透光了


摄像管组件上面的铁盒内是信号预放器电路（PREAMP）而且是陶瓷基板PCB
然后我没拍摄的部分是——橙色的线缆连接的是整个地线，所以没办法判断故障到底从何而来，加上白内障无能的蓝色滤镜片，这台机器肯定没有办法完全修好了，索性牺牲蓝色摄像管给大家开眼吧~


出乎意料，摄像管竟然是从前面抽出来的




日本生产，属于日立Hitachi的Saticon摄像管，这个尺寸是当时比较标准的


对应Sony DXC-M3P的摄像管组件，可以看得出技术进步


对应Sony BMC-200P的摄像管（中）


靶面对比2/3英寸与1/2英寸的区别



固定内部电路的小型螺丝，用轻巧的一字螺丝刀拧掉


最后还是诉诸暴力才拆下偏转线圈


里面两个螺丝实在是不知道怎么拧下来



磁环




偏转线圈部分



BIAS light 偏执灯，在M3P文章里面提到过

摄像管在面对入射光少的环境下会产生暗电流干扰，杂波增加，为了缓解杂波，设计人员干脆在旁边点亮小灯，增加亮光；为了让亮光更加均匀，微型计算机芯片还可以进行亮度补偿。

是LED，没有封装，而是暴露在外面





激发态的二极管


摄像管全家福


拆掉摄像管之后，就可以拆掉对应的透镜组及色彩滤镜了


在中间有一个六边形螺丝



撕掉塑料片


拆掉碍事的家伙，注意编号以及上面固定镜片的螺丝组


拧掉六边形的固定螺丝，可以抽出固定的透镜组



这个时候在镜头出照射白光，会发现这里面已经分出了蓝色灯光（说明里面有分光系统）



透镜组，大眼睛


从正面看，几乎不透光了



白内障……我们先放在一边，继续拆主要的光学结构吧~

四、拆解二向色多层反射镜光学系统


拆除另一侧的塑料片



主要的光学构造，由几颗螺丝固定在机壳内框架上，拧掉就可以拆除



移除盖板，可以看到胶水固定的光学结构框架




撬开后，主要的光学结构——二向色多层反射镜光学系统呈现在我们面前，这种系统不同于棱镜系统，可以让三只摄像管平行放置，减少了垂直上的高度，但带来水平方向上体积的增加，并且电路系统也只能并排放在侧面，无法有效实现空间利用



该系统的实现主要由两片镀膜透镜（中间的三角部件）以及两片反光镜来实现（上下打胶横条）

镀膜透镜可以以固定角度排布，反射出特有色彩的影像，实现分光
这个角度可以看到主要的透镜组已经上半部分红光的反光镜


这个角度两个反光镜都可以看到



自己画的光路图，有助于大家理解这个分光系统


蓝色的反光镜


这个角度可以看到镀膜透镜


发射白光后的分色效果


拆除整个光学系统


打胶的两颗螺丝，固定镀膜透镜三角框架，这里我搞砸了




拆掉一颗螺丝后，第二颗滑丝无法拆除……我硬撬导致一片透镜损坏


不过总算是拆下来了


这个角度可以看到反射的蓝色



用两片镀膜透镜可以实现分光效果，这个也挺巧妙，不过关键在于三色光的对齐，所以要打胶固定


拆掉三角框架的空腔


镀膜的透镜


反射光为蓝色，透光为黄色


反射红色，透过蓝色



很奇妙的混色~光透过这两片透镜，正好直达绿色摄像管


碎片……




拆掉用于反射蓝色的反光镜



微调的底座，上面有好多螺丝


最后用于装饰

五、脑抽恢复彩色

拆到现在，一个现实摆在眼前，蓝色通道已经无法修复，但我天真的以为，摄像机系统可以通过通过魔改来实现补偿蓝色的效果（实际上可以，反应过来时已经晚了），我在当时的计划是——拆掉所有滤光片，然后让绿色摄像管直接接收彩色光，但我忘记了这个摄像机其实是分三种色彩来合并成为彩色画面，单一摄像管只能接收一种光线（黑白），无法直接显示彩色……不过在当时头脑已经发懵，直接一阵乱拆……


为了拆解镜头，还特地重金购买了井字形扳手


这家伙太难拆了，竟然把扳手尖搞弯了……



蓝色滤镜透镜组


中间是绿色摄像管的透镜和滤镜片




这个非常通透，没有明显的白内障现象



井字扳手拆掉滤镜片




实际上就是一个染色（镀膜）玻璃


上面的红色透镜也得拆


真的太难拆了


不得已，只能动用台钳，然后缠上胶带用手拧，手已经很酸了，不过终于拧下来了……



红色蓝色滤镜片



RGB三色光的光强不同，因此需要补偿，也是三色滤镜片尺寸不同的原因



白内障蓝色


这个角度可以看得出，有颜色的镜片只有一层，剩下的是无色玻璃

当我把滤镜片拆掉后，插上整个系统，结果发现图像竟然还是偏色的，这就很奇怪了（不奇怪），不过这次是偏绿色（照片没拍），忽然我意识到，其实除了滤镜片会过滤颜色之外，摄像机电路系统也会过滤色彩，将绿色摄像管采集到的信息以绿色通道呈现，所以这样才显示绿色图像，而滤镜片和透镜，只是为了让绿色更绿……当我恍然大悟时，才发现其实还有一个办法来把颜色校正下，但少了蓝色通道，无论如何校正，都不可能恢复正常色彩了，不过可以尝试下，那就是……让摄像管的RGB电路，通通接入一根摄像管


其实我开始忽略了，摄像管除了上面的两个排线插座，其实还有一组插座在主板上，这是后面才发现的


通过测量，发现这一块PCB子板其实是处理输出信号的，这个接口引脚3-5就是对应蓝色、绿色、红色



粉圈内就是RGB的信号脚，用烙铁直接堆锡短接


这个测试点好像也是负责RGB的


这就是短接RGB信号的画面……依旧是没有颜色的单色老照片风格


如果是短接测试点呢


画面就是黑白的，看起来顺眼很多

六、最后失败实践

后面经过我的反思，基本相同这个情况是咋发生的，如果对应RGB三种颜色的画面信号强度相同，那画面肯定是单色的，因为RGB分布不均匀才会有彩色出现，可惜回过神太晚了。
不过我马上又出现了一个脑洞，如果我利用功能完好的红色和绿色摄像管，然后将蓝色信号短接到红色或绿色上，假装有一个蓝色摄像管，是不是会好一些呢？说干就干，最后实践的时候，我修改了一下计划，将红色和绿色信号合并，然后装透镜的时候把蓝色反射透镜装回到红色反射透镜上，这样上方的红色摄像管就变成蓝色摄像管了，信号也可以直接插在蓝色接口上~



我装回了透镜，这次只需要反射蓝色光即可


上方的反射镜还可以工作


红色摄像管现在变成蓝色摄像管了


同时短路绿色和红色信号线


开机之后，彩色果然……出现了，不过可能是调节光学组件了吧，画面表现的非常奇怪，后来我也心灰意冷了，直接搞成黑白摄像机算了



剩下的时间，我就开始测试镜头，可以看得出六片光圈

七、主机零件展示




展示提手上的PCB


寻像器接口限位片



主板展示，上面有一个四边锡封的盒子，打开它费了很大力气


搭上了一根批头T^T




里面是一个IC，看起来像是什么中央处理器之类的


开始装回



看起来应该是编码板，对应PAL格式



信号放大调整板



最后为了合成黑白画面，我把RGB测试点全部短接



当然还有这个短路的驱动板



最后一块板子


组装完毕……进度是可以工作，但是仅仅工作在黑白画面上……维修跨度在一个月左右，前后拆装几十次，废弃了两根摄像管，一根22合一的批头，井字扳手的尖锥扳手……可谓是代价惨重

八、镜头组拆解



到手的时候，看外观还算完整，但少了一些调整的把手



镜片完整，但胶水老化，霉斑问题较为严重
镜头为腾龙镜头，光圈1:1.6 焦距10-100mm


拆掉遮光


拆掉伺服


里面的海面已经成渣渣，一碰就碎






伺服电路，主要是减速电机控制焦距和光圈


六片光圈




镜头尾部的活动透镜组



拆掉后面的光圈，剩下前面的变焦透镜组，霉斑明显




emmmmm



等待井字扳手到手，继续拆





发现井字扳手还是适合拆直径比较大的镜片，能吃上劲




胶水老化，那时候的胶水还是有机物，所以容易生霉斑，现在的胶水大部分是无机物（道听途说）






变焦透镜组




反正就是拆呗





微端透镜拆下来，准备拆光圈环




小光圈-半开-全开


最后一张照片~

机器修到最后，好像镜头的某个组件装反了，导致远端无法对焦，真是倒霉啊，虽然可以“正常”拍摄黑白画面，但这仅仅是最低要求，手艺不佳，理论知识也不精通，导致维修失败，让大家见笑哈哈，不过第一次见到横向放置的三管摄像机，也算是开眼了~

END

微笑的先生

f00tman 发表于 2021-6-29 16:54
这个年代的视频看起来很模糊，说是低分辨率，但即使缩到很小也没有清晰感，这是否是由于分3个光路之后，光 ...

油管上有广播三管机拍摄的片段，非常稳定的画面，没有虚边，色彩差异肯定是感光器件工艺+后期调教的区别，你说的模糊可能是镜头质量较差……