编者按:摄影器材在日常使用过程中如果出现故障,能自己动手解决那自然是再好不过了。无忌资深泡菜糊图鬼的朋友拿来一台无法正常使用的尼康D800相机,经过详细检测后判断是图像传感器的问题。对于这个超纲难题,糊图鬼是如何解决的呢?赶快来看看吧!
一、故障症状
近日,朋友送来两年前购买的一台水货尼康D800,称拍了五万两千多张照片时,相机突然罢工就拍不了照片了,肩屏出现了“Err”错误标示。
通过观察,发现故障症状为:开机时,肩屏各项数据显示正常,对焦也正常,但在各种模式下第一次按下快门(包括B门),反光板正常动作、快门能正常释放,但背面的LCD显示屏里无图像显示,却出现“文件夹不包含图像”的提示,之后就是黑屏,同时肩屏出现了“Err”错误提示,而按MUEN键时,LCD显示的各项菜单却正常,但当再次按快门时,只听机内“塔拉”一声,相机快门等不释放,肩屏再次出现各项正常的数据,第三次按快门,故障同第一次按快门时的一样,LCD黑屏,肩屏又出现“Err”错误,故障伊始循环……
出现这个故障,我的第一反应就是,估计又是尼康的老毛病——光圈组件通病又犯了!但经过我后面实际检修,我的第一感觉并非正确,问题却比我想象的还要严重得多!
先了解朋友拍最后一张正常的照片和之后操作情况:朋友回忆道,其第一次从外地坐飞机回来,飞行过程中其在窗口边非常兴奋地一口气拍了好几百张照片,下飞机前还在飞机内拍了最后一张显示有机翼和机场的照片,照片神马的都很正常,回家后,就将机内的电池取出,将相机等一同放入电子防潮箱内,几天之后发现有拍摄题材,再装入电池(不记得是否是原厂还是副厂电池了),将相机装入包内并放到车尾箱中,去到目的地准备拍摄时,才发现相机莫名其妙、未有征兆地一张照片都拍不了!但未有进水、摔跌的情况。
上图:尼康D800“Err”错误,下图:LCD屏出现的文字提示。
点击无忌论坛原文《维修尼康D800全画幅图像传感器! ---尼康D800“Err”故障检修记·糊图鬼》进行跟帖。
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二、拆解检测
尼康的相机我只是修理过D80,对于D800这样的中端机,我还没有拆解过,不管是求助网友还是商家,都没能提供相关的维修资料,但是搜罗到尼康D700的相机维修资料。想想估计尼康D800的大致结构应该也和D700的差不多吧,仔细翻阅了下D700的维修资料,就决定下手干了!
1、先准备相关工具:(上、下图:拆解相机的相关工具:1.0~1.5mm的十字起是从头到尾必须的,各种镊子、一只LED头灯(比台灯好用),24格元件盒子、电焊台、焊锡丝、助焊剂、油性笔、贴纸标签等)
2、拆解过程用相机记录,为预防静电对元器件的伤害,拆解前最好带上硅胶手指套:(上图:尼康绝大多数相机要先从底部开始拆,红圈内表示要旋下的螺丝。下图:注意电池盒内底部有一颗螺丝要拆。)
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3、有些零部件实在记不得规格,最好画好图做好标记。此外,元件盒(格子)很重要,可以分类和按顺序存放拆解下来的螺丝等零件,做好标记后还可以帮助记忆拆解了哪一部分:(上图:拆解螺丝规格画图;下图,存放零件的元件盒(格子),拆解下来的螺丝也不容易掉了。)
4、上图:掀开底部的一块蒙胶皮,底部的四颗螺丝要拆,其中右上角的那一颗较短;左下图:拆下的底壳;右下角:注意电池盒上的卡扣和卡簧,为防止丢失,要取下放置元件盒。
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5、上图:掀开右边的存储卡盖,取下当中的两颗螺丝;下图:掀开左边的FX商标装饰皮,取下红圈中螺丝(注意不要把FX商标弄丢了,再补很贵滴,35大洋感觉不值,但空着确实又不好看)。
6、上图:扭出顶盖旁边的螺丝,下图:弹出闪光灯,扭出顶部的两颗螺丝。
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7、上图:扭出正面的两颗螺丝;下图:注意底部中间有一颗螺丝。
8、上图:将机身平放桌面,背面朝上,掀开背面的拇指胶皮,里面右上角有一颗较长的螺丝要扭出;下图:轻轻翻开LCD背壳,注意里面相机底部的软排线连线。
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9、左上图:取出右边的存储仓盖;右上图:扭出右侧正面壳的两颗螺丝;右下图:轻轻揭开正面壳,注意右侧底部有软排线连线(箭头处),分离后提起正面壳。
10、取出左边盖,此时记得要用100-1KΩ/1W电阻对旁边的大电容进行点触放电!否则的话,检测中一定会让你很有来电的感觉,甚至被电的很精彩!更有可能在焊接中会伤害其他元器件。
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11、上图:取出红圈中的螺丝,提起屏蔽金属板;下图:注意分离各个排线(红箭头处),最好用塑料镊子进行揭开和撬起插座压条,避免对塑料插座和软排线造成损伤。
12、拆下来的金属屏蔽板和主板。
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13、如果要更换CMOS传感器总成,此时将图内红圈处的螺丝扭出(如果不更换CMOS总成,则不用这一步),注意有的总成那三颗大螺丝(M2.0X6mm + 6.5mm帽宽),非常的紧,拆卸时需要一定暗力旋出,我第一次就将螺丝牙弄撇了,最后只能采取用类凿工具加击锤,轻轻击打螺帽的方式才能将大螺丝旋出;此外,安装时注意底部和右边有对位脚,要啮合紧密再上紧螺丝。
14、左上图:揭开插座压条,将DC-DC前置驱动电源软排线分离;右上图:取下和焊下总电源线;右下图:取下的DC-DC COMS前置驱动电路板。注意后面有很多芯片,带电测量电路时要小心短路,否则容易造成总电源板烧坏。
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15、顶盖暗藏的螺丝要旋出:左上图:用手术刀片小心撬开屈光度矫正旋钮的笑脸盖;右上图:露出暗藏的螺丝;右下图:目镜盖上方中间有一颗螺丝。
16、上图:小心提起顶盖,注意当中的连线和线插;下图:不要因为用力过猛,将线拉扯断了!
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17、上图:小心翻开顶盖。分离排线;下图:用烙铁焊下连接线。
18、上图:分离开后的顶盖;下图:分离顶盖后的大主体机体。
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19、分离前面板主体(反光镜)机构和后面板幕帘机构:上图:注意右边的软排线插,一个插座有压条的要揭开压条,一个是直插可以直接拔取;下图:左边有快门幕帘等软排线,注意分离。
20、上图:分离后的小主体(反光镜机构+光圈组件)和快门幕帘机构;下图:连着半边电池盒的快门幕帘机构,电池盒上方是总电源板(电池仓电源)。
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21、上图:电池盒上方是总电源板(电池仓电源、电源小板),下图:总电源板下面密集型的集成块。据了解,这一块电源板很容易烧坏,特别是遇到DC-DC电源板短路、受潮、进水等首先烧坏的就是这一块小板,它烧坏后表现的特征就是不开机、肩屏都不显示。
22、拆卸光圈主体和反光板机构:左上图和右上图:注意当中的螺丝。下图:分离黄色帖子下面红色箭头处的软排线接插件(有一块四线的软排线需要烙铁焊下),螺丝旋出后轻轻搬动光圈组件,即可将光圈组件模块卸下。注意卡扣和卡簧的地方,不要使用蛮力,反光板下面的是对焦CCD,注意对焦软排线连接的地方,不要误伤。
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23、上图:卸下来的反光板(注意左右轴的弹簧,别弄丢了!);下图:拆卸下来的反光板机构、大软排线和光圈组件。尼康中端以上的相机,这一些部件机械结构大都精密复杂,齿轮、摇臂、卡簧等密布,再加上融合一些光电线路和吸合线圈成分,每按一次快门都保持高速运行,各个环节必须紧密同步配合,一旦某个零件出问题,最易产生“Err”故障代码,所以光圈主体机构也是相机故障高发区域,特别是光圈组件内部啮合机件更是复杂,一般拆卸到此模块就不要再轻易的拆卸下去。
24、检测光圈组件:上图:检测反光板等驱动马达,测量是否短路、短路;下图:检测吸合线圈是否断路、短路。
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25、下图:光圈组件拆卸时,注意反光板右轴一卡簧,也不要弄丢了!
26、上下图:检查大软排线的IC是否良好,接插件和软排线是否存在接触不良或者虚焊,必要时,用棉签蘸上化学纯酒精或者洗板水清洗氧化点,甚至重新加焊。
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三、故障分析
出现肩屏“Err”不能拍摄的故障,按照经验判断,主要可能是以下几个方面器件存在问题:
1、光圈组件软排线故障
软排线也是易损件,它的主要问题还是排线上的IC有可能被击穿所产生的故障,排线接插头金手指面氧化接触不良等也时有发生,也易出现“Err”错误,,如果IC等烧坏,只能整块更换软排线。
下图为光圈组件软排线。
2、电源板故障
电源板包括总电源板(电池仓小板,总管电源部分)和专供CMOS的DC-DC前置驱动电源板,总电源板出现故障,大多数就连肩屏都不显示,相机罢工不开机。
下图为总电源板(电池仓小板)。
而CMOS的DC-DC前置驱动电源板受潮、相关元件被击穿、输出电源软排线接触不良或者软排线断裂损坏等就容易出现黑屏、花屏、不成像等“Err”错误,典型故障就是:LCD屏幕出现“文件夹不包含图像”的提示的情况,黑屏不成像。
下图为CMOS DC-DC前置驱动电源板。
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3、快门幕帘组件故障
幕帘马达损坏、幕帘变形、齿轮异位断裂、排线接触不良等都容易出现“Err”错误,有的在电池电力异常情况下清洗CMOS,幕帘打下即坏,之后就出现“Err”错误。
下图为快门幕帘组件。
4、光圈组件大小主体故障
光圈主体常常包括:上目镜和测光系统、反光板机构、光圈组件和下部的对焦系统。机构在相机中最复杂,机械成分多同时又包含光电电路,工作单位啮合精密度高,塑料件也较多,运行速度高且频繁,所以这个部件出现“Err”故障率最高,它包括小主体传动马达电刷磨损、控制线圈烧断、齿轮、曲臂、弹簧等磨损断裂、栅格传感器异常、大主体反光板机构脱位、断裂等。
下图为光圈主体。
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5、主板故障
故障原因多且复杂,IC坏了只能整体更换,主板故障在一些相机中出现的机率较大。
下图为D800/D800E主板。
6、CMOS总成故障
CMOS感光管性能不良、内部线路虚焊、脱焊以及上下两块软排线氧化接触不良等;外围的DC-DC稳压滤波电路性能不良或被静电高压击穿等,故障罕见,但存在后同样会出现“Err”错误。
下图为D800 全画幅CMOS图像传感器(感光器)。
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以上器件故障是我本着最低成本化维修所列,全新的软排线配件X宝上售价65元、DC-DC CMOS驱动电源板118元、快门组件158元、光圈组件280元、主板660元、CMOS带滤镜总成1080元。通过上述器件直接代换法那肯定是最理想的,但如果上述配件全买,含邮资费将超过2300元,自己维修这代价显然划不来,但送尼康专修店报价2500以上,同样划不来。好在自己手头上有一台D800E,能不能通过取D800E的相关配件进行代换呢?
通过仔细对比研究发现,D800E除了传感器前的低通滤镜和D800可能是不一样的外(注意看,我说的是“可能”!因为我没拆过800E的感光器前滤镜),其他的电路运用和元件其实上都是一模一样的!尼康现在相机的内部电路等集成度,要比我之前拆过的宾得K10D、尼康D80的要高很多,至少拆机时不需要过多的使用电烙铁进行焊脱(接)飞线,直接拿塑料起子揭开插头就可以脱离线路,下图是我曾经修理过的宾得K10D机内飞线图,没一定功夫,焊接也容易出现开机不顺、对焦不畅等各种问题。
下图为我曾经拆卸过的宾得K10D主板及其连接线示意图。
虽然认为有了替换件进行检修,但在实际的维修当中,我还是走了一些弯路,主要还是受到先入为主的坏印象在影响:即在最开始时就认为,是尼康通病又发作了——光圈组件损坏。所以一开始拆机就直接拆到了光圈组件,然后用万用表测量控制线圈通断情况之类的,结果却未发现异常,但却又不愿意相信光圈组件没毛病,怀疑是组件内部精密的齿轮曲臂等磨损故障,所以仅仅思考一下就决定将整个光圈组件进行代换。
下面为尼康D800的光圈组件几方位图。
不料,光圈组件装配也相当的精细、紧密、繁琐和复杂,按拆机流程估计是要拆到大主体反光镜机构才能进一步完美装配光圈组件,但因为拆的步骤繁多(可能要拆卸到调焦机构,更担心会影响到对焦精度),所以就省掉拆卸反光镜机构这一步骤,虽然在拆卸光圈组件时相对还顺利,但在最后装配光圈组件时,销位很难对准,不是这边对上了另一边又有出现卡壳,精密件又不敢使蛮力硬上,费了相当一些周折才在最后总算给装配上了,可是,可是,老天并不赏脸,结果在最后装配完成之后再开机测试,发现“Err”故障依旧。
下图为拆开后的光圈组件大小主体。
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之后又怀疑是软排线IC故障,因为软排线是焊在光圈组件侧面内部的,虽然不用再拆卸下光圈组件,还是需要焊接功夫进行软排线替换,再开机,故障还是如此!
下图为焊开光圈组件软排线的连接线。
之后又将CMOS上下两块软排线、CMOS的DC-DC电源驱动板(分析总电源板(电池仓上方电源板)应该不坏,否则的话连开机都不行,)、快门组件甚至主板都进行了替换,故障还是依然如此,真是让我有些气馁了!
左上图:更换过的电源软排线;右上图:更换过的CMOS上软排线、左下图:更换过的CMOS DC-DC前置电源驱动板;右下图:更换过的快门幕帘组件。
下图:甚至连主板都替换过了!
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我甚至有些怀疑,是不是D800和D800E的电路真的不一样?!或者我装配的光圈组件那里还存在不对位的情况?但多次对比研究后,还是进一步确认D800和D800E的电路和相关器件应该是一样的!最多不过是里面的软体程序和CMOS感光器不一样罢了!
难道是CMOS传感器?!因为这台D800 CMOS总成是固定在机体内的三颗螺丝上,相当的紧,就像是焊在上面一样,简直是使尽了吃奶的力气都难以扭开,号称军工的品质的尼康,应该不会放松对该核心部件品质的管控,所以我想都不敢想,这一个重要部件---尼康引以为豪的3600万像素的图像传感器会坏,因此我也一直都未优先考虑对CMOS部件进行替换检测。
下图为D800核心部件CMOS传感器背面。
莫非真的是图像传感器出现问题了?!这一个我最不情愿想到的和最不愿意看到的终极故障---CMOS感光器损坏,还是浮现在我的脑中。
D800E的CMOS感光器和D800前面板低通滤镜按尼康所说理论上是不一样的,但后面板的电路经过仔细对比,发现却是一模一样的,但能不能代换?未实验前还是个未知数,就怕内部不对版烧了好的800E感光器的元器件,不过,如果不进行替换,就不知道最后的结果。思前赋后,最终还是咬咬牙,决定作最后一搏——试试看咯,最后使了蛮荒之力,通过脉冲式地击打螺丝帽的方式,才终于将CMOS总成上的三颗螺丝(M2.0*6mm帽宽6.5mm)扭开,扭开后的牙都瞥了,好在有螺丝替换。
下图:固定传感器的三颗螺丝(M2.0*6mm帽宽6.5mm),牙都给我扭瞥了!
D800E的CMOS感光器代换上D800机身后,怀着忐忑的心情,开机,Why?!为什么肩屏还是出现“Err”错误提示?一阵思绪之后,我还是情不自禁地举起相机进行对焦、按快门等习惯动作。
呵!久违的图像在LCD显示屏居然出现了! 800E的感光器在800上一切正常,之后再一系列按快门动作,“Err”错误等一切症状像神一样的消失了,也就是进一步确定说明,D800原机的CMOS感光器坏了!——我们最不情愿想到的和最不愿意看到的事情还是出现了!因为它是本机身中所有替换配件成本是最高的!想不到,尼康的高端机的CMOS也那么容易损坏!
下图:替换为D800E的图像传感器后,拍摄正常的图像。
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四、维修尼康D800感光器(CMOS)
朋友在得到确诊是CMOS感光器故障后,电询尼康售后,报称要2500左右的维修加配件费,朋友嫌贵,随即在万能的X宝上寻找,却发现COMS总成在X宝中很难求到,有的店铺貌似有,却是有价无市,或者是要么是卖家称要等多日后的调配件且实际价格是标称价格的好几倍,要么就是卖家狮口大开,喊价超过2200以上。朋友眉头紧皱,称再花那么多钱似乎不值得,走之前将相机丢下,并狠心摔下一句话:这个D800,你看这个感光器你能修不?不能修就当这台D800报废了!
要我维修全幅照相机的核心部件CMOS?!这么娇气精密的东西,平时我们在为它清洗除尘时,都是小心翼翼地、没敢半点粗鲁地对待过它,更别提要修它了!更何况,我是一个堂堂文秘专业毕业的文科生,仅仅是平时自学维修些小打小闹的简单器件还算勉强,那么高大上的精密电子器件要我维修,我真还未敢想过。
不过,朋友丢下这台D800,死马也只能当活马医了,况且已经是知道死因的死马,也许给我慢慢做进一步的揣摩,说不定真能摸出些门道来。
(一) CMOS内外部电路的探秘
在淋浴过、保持无尘的卫生间内,将CMOS总成在机身中拆除,然后小心拆开前面板的低通滤镜,用我一时冲动、头脑发热购买的二手10-30倍体视显微镜,仔细检查玻璃之下的大面积感光管四周的焊接线路(箭头所示),似乎未有脱焊的地方,如果万一内部有虚焊脱焊,以我的现有技术和条件,只能宣布该图像传感器报废。
下图:仔细观察CMOS传感器正面及内部接线。
检查传感器内部没有脱线之后,重新将CMOS前面的低通滤镜(防尘前面板)装好,然后用无背胶的静电膜将CMOS前面板封住,预防前面的低通滤镜(防尘前面板)被刮擦碰损或者进尘等污染,然后翻过背面,仔细观察当中的电路:
整个CMOS被一块较大块的铝块作支架兼做屏蔽层(见下图),铝块之下还有一张白色的屏蔽隔离膜绝缘,屏蔽隔离膜内部是薄薄的金属层,屏蔽膜之下是电路基板,电路基板上下各有一个软排线的接插座,上边中间的软排线接主板,应该是影像数据的输出,下面的软排线接DC-DC电源板,应该是驱动电源的输入。翻开屏蔽膜,可以看到露出部分,中间一小块横的长方形区域、右下角一小块竖的长方形区域、下边偏右各一小区域有贴片IC、电阻、电容和晶振等元器件,里面的元器件除了电容电阻容易寻找代换外,其他的一些集成IC都是尼康专门设计的电路,如果损坏,估计难以查询代换,我将背后的电路用微距镜头拍照,并自己对上面的元件标示上代号。
下图:尼康D800 CMOS图像传感器后背电路。
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1、 CMOS前置DC-DC稳压滤波驱动电路
黑屏问题,也有可能是电源故障造成,因为以我们掌握的简单用电常识认为,如果没电了或者供电不正常了,那么灯就不亮了!前面之所以首先怀疑相机底部的DC-DC电源板有故障、或者DC-DC电源板与CMOS的电源软排线接触不良或者接插不到位,因为这些器件是专供CMOS电源驱动电路,如果它们有问题同样也会出现不能成像、LCD出现“文件夹不包含图像”以及肩屏“Err”错误的提示”。
下图:CMOS前置DC-DC电源驱动板及电源输出软排线。
2、 CMOS中心稳压及数据处理电路
但之前替换过DC-DC电源驱动板等,已经确认不是CMOS前置部分的电源驱动板和软排线的问题了,而是在更换CMOS总成后,问题才解决,所以分析应该是DC-DC前置驱动电源输入之后、在进入CMOS总成模块的电路时才出现的故障,而在电源首先进入CMOS当中的电路,能看到的是CMOS背面最上部的是影像数据输出区域电路、中部一长方区域应该是数据处理中心、最下边的较大区域和右边的一小块区域电路应该是电源稳压、滤波电路。
下图:CMOS中心稳压及数据处理电路。
CMOS背面最上边的是影像输出电路比较简单,仅仅有少量电容,使用万用表检测容值通断等似乎无问题;中间的电路应该是处理影像数据的,有各种IC,如果是影像数据输出有问题,图像有可能多会出现扭曲、色彩变异、横纹、竖纹、色块像、错层像和干扰纹等,黑屏等图像的问题虽会出现,在大多数机型中较为罕见,而在个别机型因生产工艺问题却有可能集中爆发。
如果出现这些问题,一有可能是前面板主体感光管玻璃下的连接线虚焊脱焊,如前面所述,以我的现有技术和条件,只能宣布该CMOS报废。二有可能是背面中部的处理芯片损坏,而且中心电路的芯片属于尼康或者索尼自主研发的集成电路,代码古怪,基本上找不到相关资料,如果没有找到代换的元件,根本上也是没辙。而且中心电路相对复杂,只能暂时将这一区域电路放过一边。
下图:图像错乱的照片。
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3、LDO低压降稳压电路
仔细观察CMOS最下边的这一区域电路,是CMOS前置DC-DC驱动电源输出后首先进入的这一部分的电路,上面的元件主要有:电容、电阻、三颗三极管、一块压控晶振和一块6脚贴片IC。
下图:CMOS传感器电压调整/稳压电路。
我们知道,照相机的CMOS是照相机中最核心也是最精密最娇嫩的部分,电路的稳压滤波、降噪抗干扰能力的设计要比一般的电路要强很多,经过查证网上的相关资料获知,提供照相机的DC_DC电源驱动电路中,稳压滤波的满载纹波噪声方面已经做到控制很小,估计应该达到2-5mVrms这样,而进一步提供CMOS的DC-DC电源电路,满载纹波噪声更要做到控制小于1 mVrms(太专业术语了,我也是自己查滴!)
分析最下边电源输入口的CMOS电路应该属于这种电路,翻开屏蔽膜,仔细观察上边的元器件:
最显眼当属那两颗粗大的带“+”号的钽电容(刚开始我以为是二极管,万用表测量也有二极管特征,但之后测量,发现有220nF的容值),对比检测之后,应该没问题;
之后对其他电容电阻元器件用万用表进行检测,应该也没问题。然后重点怀疑上面的C16电容、的压控晶振(54.0MHZ)、最靠近下边的三颗三极管Q1(丝印标记为23,可查型号为:MMBT3646,属NPN开关三极管,SOT23封装)、Q2和Q3(丝印标记为X1,可查型号为: BFT93,属 PNP型的三极管,SOT23封装)、以及一颗六个脚的贴片型集成芯片,芯片上面激光刻印的标识很浅很小,只能通过放大镜才能看清,丝印标识为上边为R00下边为F92。
检测本着从简到繁原则,用好的CMOS后面电路进行容值、阻值通断和二极管特性等对比检测,因不方便加电,对晶振等无法确定好坏外,C16电容、Q1-Q3三极管通过检测应该都没有问题,最后发现这块丝印为R00 F92的贴片集成芯片5脚与其它引脚的二极管特性在数值上似乎有些许差别,分析这一块IC可能有软故障。但元件型号亿万种,丝印标识为R00 F92的IC却似乎非常冷门另类,漫无边际地查证真实的型号如同大海捞针,我是几乎查尽了网上所有资料,眼睛都看花了,都难以找到这一芯片的可供参考的相关数据,若没找到它的代换型号,只能宣布该CMOS的死刑,检修思路一时陷入了困境。
下图:标记为R00 F92芯片周边稳压电路实物放大图。
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(二) 检测、分析和故障维修:
最后只能静心下来,认真分析电路:
首先使用游标卡尺对这一块芯片进行测量,得出尺寸,在网上查出是SOT23-6封装形式;
最初认为这一块芯片在CMOS当中的应该是起到进一步稳压滤波、消除噪声的作用,因为之前已经有DC-DC前置电源板了,输出的电流已经算有滤波和稳定作用了,再来这一装置,也可能起到压降、稳压、削弱突发的高压峰尖、抚平暗涌电流的作用。
引起突发的高压尖峰,一是电池电压输出异常,一般可能是副厂电池,突然地浪涌冲击芯片损坏,但这种情况虽不多见但也会发生;二是CMOS前置的DC-DC的整流稳压输出过宽造成;三是静电高压,这种情况比较常见,在秋冬季节或者干燥气候以及在高压线区域下拍照,静电高压达到几百上千伏,如果设计电路不佳或者应用的元件不良,都有可能会中招。
如果是掐灭静电高压波峰作用的电路,使我想起我们的液晶显示器、显卡等DVI输出电路里也有一个防止静电的保护电路,里面有一两个微小芯片,叫瞬态抑制元件,简称TVS管,有的是像二极管一样的是直插引脚元件,有的是SOT23-5五脚封装或者SOT363六脚封装的贴片IC,有的电脑主板USB2.0/3.0输出电路也采用类似的这一个IC,如SMF05C芯片(丝印标记为5C)来防止突发静电破坏,削峰电压为稳定5V,如果显示器的TVS管被击穿损坏,则有可能会造成显示器黑屏。莫非D800的CMOS电源输入也采用类似的这一电路?但结果我通过用SMF05C替换R00,维修却不成功。
下图:用SMF05C瞬态抑制芯片(TVS)替换R00芯片,结果不成功。
后来再次仔细观察这一块集成芯片,对比六脚的TVS管接线,与图22实物连接其实上有很大出入, 现在想想都后怕,我那么唐突的使用TVS管进行替换R00,搞不好将CCD彻底给废了,那就真的玩完了!
下图是典型的六脚TVS集成芯片接线图:
下图是标记为“R00 F92”芯片的外部简略连线图:
通过接线图的对比分析,基本否定R00 F92芯片是TVS管。那它又是什么管呢?看它的接线法,它既然不是掐灭波峰的TVS管,那它应该还是属于稳压作用的调节器,但是什么稳压器也几乎毫无头绪可查,无意中再用放大镜查看好的D800E传感器的该芯片型号,发现该芯片的丝印代码上边为R00下边为X82,也就是说,R00才是IC的真正丝印代码,F92、X82之类的应该是厂品序号。
已知这颗贴片IC是SOT23-6封装,丝印标记R00,假定它是稳压器,能不能通过稳压器封装型号来查找?我心里在想,也许还是大海捞针,但只能碰碰运气看看咯,于是胡乱中在百度上输入:“稳压器 丝印R00 SOT23-6”。
奇迹发生了!万能的百度第一栏就显示“TK11100CSCB-G LDO电压调整器/稳压电源IC 5V 200mV/0.2V 带使能脚EN/CE SOT-163/SOT23-6 marking/标记 R00 短路保护 过热保护……”,也就是说标记为“R00”集成芯片为LDO电压调整器,“LDO”即为低压降调节的意思,它的实际型号更可能是“TK11100CSCB”。通过在集成电路查询网输入“TK11100CSCB”查PDF,得知该贴片IC,是TOKO(美国东光)公司出品的双极型低压降可调型稳压器,其具有精度高、低压差、负载电流大以及有过热、电流保护和主动开/关控制作用,它的大致工作原理是:通过设置IC的1、2脚的外围电路的并联和串联的电阻阻值、同时通过3脚工作电压输入、4脚引入的参考电压差,以达到精准调整1脚的输出电压和电流的作用,5脚接地,6脚串接电容再接地。而在PDF说明中,IC的描述和所画的外围电路接线法和照片中实物接法几乎一模一样!
下图:R00(TK11100CSCB)芯片内部原理图。
也就是说,应该就是它了!知道了型号,那么在X宝上查找那就容易多了,很快就找到一家天猫店有售,要10颗起卖,一颗1.38元,不算很贵,一口气买了14颗,共19.32元,加上邮费10元,成本三十元不到,但元件到手后,发现元件丝印标记仅仅有“R00”,而不像原来一样R00之下还有出厂序列号F92之类的,心里一阵忐忑,不知是否要对型号,代换能否胜算。
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1、维修准备,罗列维修流程图及准备相关工具
思前顾后,最后还是狠下一条心,元件都回来了,还是换吧!毕竟有了这颗元件作后备,心里总算还是踏实一些。不过,维修还是需要一点焊接技术的,为了保险起见,我首先罗列了一张简易维修流程图:
工具准备:防静精细电镊子、热风焊枪(吹下IC时用较低风量,温度270度这样),防静电的烙铁焊台、焊锡焊膏、10-15倍放大镜(或者体视显微镜)、少量洗板水(或者无水酒精)等。
下图:我的维修台,杂乱了点。
2、维修操作,从第三步骤起,每一个步骤需再分两小步走:
第一小步:用热风焊枪吹下R00贴片IC(左图),右图为10倍放大镜观察之下图示。
左图:用热风焊枪吹下疑损芯片R00;右图:放大镜下的焊出的芯片,左为疑损件,因技术水平不行,拆时弄断了一只引脚,以后懂得了即使焊下也要先加锡。右为对比的SMF05C芯片,为SOT363型号。
下图:在显微镜下的作业。
下图:更换R00芯片后的图片,这个新购的R00芯片没有出厂序列号。
第二小步:更换上贴片芯片,并用棉签蘸上洗板水清洗下各脚,重新装配试机,对焦、拍摄,久违的图像终于出现了!心情一阵激动,说明我的判断正确,TK11100CSCB可以代换,TK11100CSCB其实上就是R00 F92芯片,修理高精尖且娇嫩的CMOS图像传感器成功!
检修尼康D800的“Err”故障自此结束,做一番CMOS镜面清洗后,再连续试着操作对焦、按快门、高速连拍等一系列动作,一切正常,成像清晰无干扰纹,“Err”错误标识已不再出现,测试对焦也没有跑焦现象,曝光也正常,维修算是完美胜利,维修配件成本30元不到,为朋友节省了一千多甚至两千多远,朋友看到后可高兴死了!
下图:维修图像传感器成功后,拍摄的第一张照片(三星傻瓜机翻拍,图像显得过曝,实际图像曝光正常)。
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五、后序
如果万一第4步骤维修后还不能正常成像,则有可能是其他元器件坏了,需要往下做第5步甚至第6步的维修流程,不过我的运气还算不错,CMOS维修流程只做了一个替换元件的步骤就成功了。
通过这次对尼康D800“Err”故障的检修,有七个体会和三个想不到:
(一)七个体会
1、在尼康相机近年来出现的多个“门”,它的品控问题,确实在我们购机时需要考究的一个方面;
2、维修前还是要多思考多分析,很多时候不是凭感觉办事,否则就容易走弯路,就如之前尼康一出现“Err”故障,我就凭感觉认为是光圈组件出现问题,最后结果却不是,枉费我不少时间,走了不少弯路,作出了不必要的零配件拆装,不过也给我得到的一个好处就是,将尼康D800相机几乎解剖了解个透彻!
3、检修过程既要胆大又要心细,尽量找到相机的维修手册,没有手册则需做好拆卸步骤的相关记录。尼康D800/D800E数码单反照相机的维修手册,不论我是求助网络还是甚至提出购买,别人都未能提供给我,也就是说,我未有拆卸尼康D800的资料,而之前我也仅仅维修过宾得的K10D和尼康的D80,也是凭着这一股胆大心细之心,满满摸索才啃下,不过,绝对不能蛮拆、瞎拆,遇到那种紧密啮合、精细密封或者机压的器件,还是尽量保持原样为好;
4、对待可疑的故障件,理想的检修方法当然是直接模块替换法,但前提是,尽量保持最小成本化,多在网上查找相关资料,甚至在X宝上多运用搜索功能,说不定能搜到最小成本的替换件,如果非要更换传感器总成,那么成本显得相当高;(PS:直到近月,X宝上才有深圳一家专卖尼康相机配件的店铺,有靠谱的CMOS传感器总成售卖(其他不是售价过高就是有价无市不靠谱),不含前滤镜880元,含前滤镜1080元(较新的D810的感光器仅800元,因为取消了低通滤镜,售价反而还显得更便宜些,其实上,这三个不同机型的CMOS传感器,都是采用一样Sony的IMX-094-AQP型号图像传感器,只是D810的CMOS后背电路的结构与D800/E的稍有不同罢了。)
5、面对故障件,特别是贵重件,不要那么唐然地、过早地宣布其死刑,对电子电路有一点基础的则需慢慢对比观察、查询和分析,也许真能看出个门道,说不定还可以通过一定方法将它挽救回来,上述我的维修CMOS的案列就是个好例子;
6、朋友相机的CMOS保护电路之所以损坏,分析原因:一有可能是使用了不良的电池,造成超负荷的功率浪涌击穿烧坏感光器LDO低压降稳压IC;二也有可能是高压静电击穿,如何被高压静电击穿,个种原因复杂,我曾经在自己小车尾箱取出相机立即拍摄、以及在几十万伏高压线网下拍摄时,导出来的照片有的就有错乱色块的现象,但不确定是否是SD卡的问题,总之,在高压高磁区域、电离场甚至容易产生静电的车辆上,还是尽量避免拍片为好;三是尼康采用的元器件本身就性能不良,这个谁都不好说了,电子产品在使用中谁都不敢保证个案绝对不出问题,除非普遍都出一样的问题,那就是“X门”的事了。
7、在维修CMOS过程中,CMOS前面板的防尘滤镜或多或少都粘上些灰尘,我发现,使用一种叫做530的精密电子环保清洗剂来清洁CMOS/CCD表面,那效果要比那些号称神CCD清洁剂要好用百倍!它最大的好处就是,专门针对电子电路的清洁,不会造成电路短路和腐蚀的情况,而且清洁时水分挥发极快,不留一丁点水痕,一瓶550ml加上邮费仅仅十来元,真是便宜大碗又实惠!方法是:将清洁剂插上喷管,喷在用塑料镊子夹着的棉球,然后轻轻扫过感光器滤镜表面,那CMOS表面干净透亮以及绝尘的效果真是杠杠滴,就连顽固的污点都扫的去无踪来无影!
(二)三个想不到
1、想不到尼康D800的电路和D800E的内部电路实质上是一模一样的;
2、想不到D800E的CMOS图像传感器可以用在D800机身内,毫无压力;
3、想不到我一个仅仅通过业余自学,瞎折腾的、文秘专业的文科生,自己修理了高精尖的全幅相机图像传感器,最后居然还成功了!
(下图:530精密电子环保清洗剂,好料推荐,不是广告哈!)