|
|
mailbag时间！感谢论坛里一位大佬帮我从美帝人肉带回了这个沉重的包裹。
这就是本次被拆的主角了，我想大多数坛友可能都没见过这种奇怪的机器是做什么用的，所以开篇多说点废话来做个简单的介绍。
首先说说光密度是什么，如果对于透明胶片而言，光密度用来表达胶片的透光率，这个数字越大，代表透光率越低。这是透射密度。对于相纸而言（或者其他印刷品），我们观察的是反射密度，密度值越大，相纸越黑，反射率越低。那么测量光密度的意义呢？针对传统的感光照相材料，通过在一定条件下在胶片上进行不同等级的定量曝光，并按照某种方式冲洗，在密度计上可以测出胶片的具体特性，包括实际感光度/反差曲线/伽玛值等参数。也就是说光密度计是用于照相和印刷行业的一种设备。
X-RITE中文也叫爱色丽，是色彩管理行业的知名公司，可能平时接触最多的是这家的标准色卡和显示器校色仪吧。本次拆解的810型密度计同时支持透射和反射测量，是X-RITE在80-90年代密度计产品里的一种高端型号，内部设计的比较复杂，本帖应该是网络上第一次有完整拆解图片的帖子了。好了，说的够多了，开拆！
先来个合影，右面是我之前使用的TOBIAS TCX密度计，70年代的产品。
侧面，有一个旋钮是调节LCD对比度的，厂家把它叫做视角调节
背面有电源输入，开关，电压选择，和一个IO口，IO里面包括了几个测量状态信号以及一个RS-232接口，可以设置测量模式以及取得测量值，主要用于Kodak Q-LAB这类的品控管理程序。
底面什么也没有
测量部分，底下的白色窗口是观察灯以及透射接收头，顶部的是主光源和反射测量头
实际使用的时候类似这样，把要测的胶片放在这里，按压测量臂上的按钮，测量头落下，压紧胶片。稍后机器即可测出光密度值。
显示屏部分
拿掉测量按钮，测量臂的上盖直接向后推即可取下来。
光源/测量头部分
下压测量头的结构件
测量头通过弹簧支撑复位
拆除全部结构
取出测量头
测量头的部件号
打开前盖，中间的是出光孔，周围分布着用于反射密度测量的光电管，以及红外截止滤镜。
在进行反射测量的时候（比如测相纸），中间光源点亮，光线照到相纸上然后被反射到四周的光电管上
取出测量头内部的板子
光电管，有不同颜色，反射模式下可以测V/C/M/Y，使用如此多的管子去测四个参数，可能是考虑到从各个角度都能接收到反射光线
后面是测量灯泡
测量灯泡的样子
灯泡的电路板，这里面还有一颗硅光电池，可能是用于灯泡自检或者亮度闭环控制的
测量臂上的电路板，这块板子负责灯泡的控制和测量光电管的信号放大/转换等工作
板上有一颗定制的牛屎。具体作用不详，我猜里面应该是孪生的三极管，光电管对数放大器用的
用了不少DALE电阻
镀金厚实的接插件
打开底盖，开始拆解底部的结构
首先拿掉主板，可以看到还剩下底部的测量板和显示屏的板子
先看主板，主板没什么特别的，空出来的器件位置应该是给820型号准备的
8031单片机
硕大的整流管
背面是变压器和电容
下面准备拆底部的测量板，要拆这块板子需要首先把透射测量组件给拔掉，掀开测量台上的白色亚克力板，然后捏着这个银色的铝块向上直接拔出
透射测量组件的样子，这块是测STATUS M的，也就是用于彩色负片测量的。与之对应的还有一种STATUS A的，用来测反色反转片，里面应该是有一块wratten 106滤镜来产生不同的光谱响应
后面，一个定位针和接插件
里面就这样，四个光电管，分别负责V/R/G/B
后面的样子，里面的红外截止玻璃已经有析出物了
底下的测量电路板可以取下来了，这个东西和板子就是这么连接的
底下还有一枚观察灯泡，这个灯泡的主要作用是照亮底片，在测量的时候会熄灭，测量的光源是顶部的测量头提供的
灯泡是插上的，方便更换
底下这块板和顶部的板子大体上看起来是差不多的
现在就剩下按键板了，这块板子没什么特别的。不带背光的LCD屏
按键板背面
漂亮的接插件
拆到现在只剩外壳了
这个外壳全部都是铸铝的，非常的沉。真的够烧包
拆解到此结束，开始聊聊维修
-------------------------------
首先我买这台机器的时候，卖家告诉我不能开机，当废品卖。一开始我以为会是灯泡之类的烧断了
实际故障现象是这样的，开机首先显示XRITE 810 V7117，然后两个测量灯开始自检，灯泡刚一点亮屏幕就显示PWR DWN（POWER DOWN），然后复位，重启。周而复始。甚至有时候不等灯泡亮起来就重启，但也有极小的概率可以进入到测量状态下，测量功能正常工作，但过不了多久就会再次提示掉电，复位，重启。这就很迷惑了，到底是什么引起了他产生这种错误？机器随附了一本手册，里面对故障码有些描述，但只是提到了灯泡的错误，没有提到这个PWR DWN。除此之外就没有更多的资料了。这台机器没有公开电路图。
然后开始分析问题。既然都power down了，这个问题大概和电源是相关的，因为这个掉电大概率随着灯泡点亮产生，所以思考是不是灯泡驱动电路有问题了？是不是有钽电容短路了？在灯泡点亮的时候机内的电源电压是否异常？首先分析机内电源，变压器整流并经过线性稳压后提供+5V和-5V，+5V同时供应MCU和运放使用，-5V只给运放用。灯泡的电源取自整流后未经稳压的+10V左右的电压。先用示波器观察这几个电压，不论灯泡是否点亮，+5V -5V纹丝不动，灯泡点亮时+10V会降低不到1V，看起来基本正常。顺便一提，这个机子没看见商品的A/D转换器，估计是拿CD4051做的积分式AD，这部分没有做详细的分析（太烧脑子了）。电源看起来正常，那就做故障隔离，把两块测量板和主板直接断开，单主板开机，仍旧会提示掉电。
但仍有极小概率进入自检，当然自检会提示灯泡错误，但能进入工作状态。到这里开始怀疑主板上是不是有什么器件稳定性不好了。热风枪开150度，挨个的吹，期待升温可以把问题暴露出来。
依次吹热了MCU EEPROM 地址锁存器这些8031的外围以后，情况无任何改善。直到吹热了整流管附近的一个CD40106以后，机器立即进入了工作状态，当时认为是这颗40106内部的邦定有问题了，没有去研究它是做啥的。量了一下40106的电源是5V的，这样的话就从手边摸出来一颗74HC14给他替代了，替代了以后正常开机，本以为维修到此结束了，然而。。。。
等我把整台机器都装好了，通电，灯泡点亮，亮了几秒之后pwr dwn又来了，与之前不同，换74HC14以后能过自检的概率是大约一半。这让我重新开始检查模拟电源部分，最后测了一通，确认模拟电源确实没有问题，灯泡控制的两颗运放和达林顿管也正常。
最后还是回到起点，弄热风吹我换上的74HC14，没想到一旦吹热以后机器就不再故障，降温后故障复现。于是再次把这个IC加热，在正常状态下开始研究整个机子的工作流程，最后发现是关闭电源的时候这个PWR DWN会闪烁一下，平时运行不会出现这个提示。结合他里面有一颗93C46 EEPROM的设计，最终我认为这个掉电过程其实是在给EEPROM写入数据。用户在测量工作时改变了一些参数，但不会立即写EEP，只有关机的瞬间才写，用来保证EEP寿命。所以这个PWR DWN其实就是一个掉电检测的提示。到这一步才开始有稍微清晰的思路。
为了搞明白40106的用途，抄了这块IC的电路，发现非常简单，一端接到了变压器上（其实是整流桥的其中一个管子，只出正半周）。另一端经过施密特触发器（40106）以后送去8031单片机的一个定时器脚。根据推测，他应该是利用单片机的定时器去测交流电的周期，一旦发生超时就认为发生掉电，立即中断所有工作去保存EEPROM。
先看了一下经过施密特整形以后最后的波形，也就是去到单片机那边的，发现他输出的这个波形并不是占空比=50%的，根据51的定时器特点和我开发51单片机的经验，我推测他可能没有测整个交流周期的时间，而是只测了半个周期（这样实现更容易，而且占CPU时间少）。现在从示波器上看到这个周期波形的占空比已经严重不等，随着灯泡的点亮占空比还会发生很小的变化。我怀疑现在占空比刚好处在临界点上，导致了有些时候能通过自检。另外吹热了逻辑芯片使得它的判断阈值漂移，刚好飘到了能通过自检的时间上。这真是非常巧合。
为了验证我的推断，开始做模拟测试。关键的是这颗电阻，取交流半波到逻辑门输入的限流电阻，他是100K的
在这颗电阻的后面人工加入一个幅度可调的信号，改变信号的幅度，多余部分会被逻辑门内部的保护二极管给削掉，但最终会导致阈值判断点发生变化，影响输出的占空比
家里的数字信号源都烂完了，就剩这个老家伙还能用。输出的信号50Hz，幅度0-3Vpp。
调节输入信号，发现幅度较大的时候机器可以进入工作，幅度较小的时候会反复重启，反复掉电。
于是这个问题就简单了，去掉原来的电阻（经过测量仍是100K，没有变质），找了俩100K并出来一个50K，替换在这个位置上。开机一试自检100%通过，维修完毕。最后就是一个电阻的问题，搞得我三个晚上都没睡好。
但最后依然是留下了一点疑问，为什么这台机子有这种问题，但曾经能使用呢？我个人猜测他主要是设计给美国用户的，电源电压是115V，绝大多数测试也是在115V下进行的。而它的另一个电压选择是230V，我们这里的实际电网电压219V左右。可能导致最终整形的波形恰好达到了掉电判断的临界点，这可能真的就是一个遗留的设计缺陷吧。
-完-
祝大家身体健康
-----------------------------
补充，群友说也可能是频率问题，美国都是60Hz，这点我分析的时候的确没考虑到
|
本帖子中包含更多资源
您需要 登录 才可以下载或查看，没有账号？立即注册
x
打赏
-
查看全部打赏
|
[复制链接]
IP归属地
雷达卡
发表于 2020-1-29 15:14:31
提帖卡
置顶卡
锁帖卡
解锁卡
显目卡
千斤顶
楼主
发表于 2020-1-29 15:47:21
