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标题: （原创）彻底解决奥林巴斯OM1（N）相机的测光问 [打印本页]

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-13 09:57
标题: （原创）彻底解决奥林巴斯OM1（N）相机的测光问
OM1/1N相机，目前市场保有量很大，笔者就是OM1和1N相机的用户。
这款相机有两大软肋，其一是五棱镜海绵老化腐蚀镀银层，其二也就是最头疼的事情，那就是测光故障。不幸的是，笔者的测光也在半个多月前被笔者手残搞坏了，有幸的是，经过半个多月的研究，终于有了这样一个结果。
其实，本来打算时机完全成熟再写这篇文章，但是考虑到再过几天就又是考试周了会比较忙，最后决定先把目前的成果发上来，抛砖引玉，我们一起研究修复老相机的测光问题，救活更多的老相机测光系统，是笔者写这篇文章的源动力。

OM1（N）测光故障，只有两大原因：一是机械部分（测光绳联动、ASA联动部分），二是电路部分。本文主要集中精力解决电路部分的问题。
电路部分出问题，又分为三个小部分：一是线路故障，例如电阻、导线断路失效、接地不良等；二是表头损坏，例如表头线圈开路、游丝断裂脱焊；三是硫化镉光敏电阻老化，也是最头疼的故障。

线路故障比较好解决，替换失效电阻、接好导线、重新做好接地等等；表头故障需要一定的经验，比如重新绕制表头线圈，焊接脱落的游丝等等。光敏电阻失效，是最头疼的，因为，市场上已经买不到相同规格的光敏电阻，我曾经求助于在日本留学的同学，他在那边也找不到这种特殊的硫化镉电阻，于是只得作罢，然而，凡事有因就有果，不轻易放弃是我的信条，我就不信日本工程师60年代末的技术，放到现在岂有解决不了的道理。

这一切的一切，我想，最好是从头说起。去年年底，笔者开始接触摄影，所以其实笔者是小白，一上手就入坑胶片，买了OM1N相机，一直用着也很好，直到今年，半个多月前，有一次拍完照回来，觉得取景目镜有点脏，就用酒精清洗了一下，结果酒精搞多了渗进了五棱镜，想到之前玩儿航模的经验有一定的动手能力，就马上把顶盖拆了，然后拆了目镜架，清除掉渗入的酒精，由于好奇OM机器的测光，就用强光手电照着取景器两侧的硫化镉看了看。结果，机器装好以后就悲剧了，测光指针偏低3档，于是开始了折腾之路。先是拆机逆向测绘了原机电路图，又对电路进行了大量的计算和软件仿真分析，最后结合笔者以前积累的一点点知识，最终形成了这篇文章，不求前辈老师的顶帖，只求本文能抛砖引玉，让读者朋友能受到启发，救活更多的老相机的测光系统。
小弟是摄影新手，业余无线电爱好者，呼号BH3TXW，三人行必有我师，小弟在文中的不足，还望读者朋友多多提出宝贵意见，您的意见和建议是小弟学习的宝贵经验。谢谢大家~

好了，进入正文：

关于OM1/N相机测光表头的维修，请参阅此帖：
http://bbs.camgle.com/thread-606312-1-1.html

OM1N相机目镜架两侧的硫化镉光敏电阻：

故障发生后，推测是由于强光手电照射导致了硫化镉进一步老化。先是尝试改变了电路板上各个偏置电阻的阻值，以升高表头电流达到补偿指针偏低的问题，但是均告失败，要么强光下测光准确暗光下测光误差较大，要么强光下测光误差较大而暗光下测光准确，如此看来该电路工作并不线性，即故障发生前硫化镉的工作点取值正好落在其相对线性区。而人为升高其工作点只会造成其工作区间离开线性区。然后就想到了更换新的硫化镉，然而，在寻找了好久，也没能找到一模一样的产品，因为目前市场上能买到的硫化镉电阻，只有两个引脚的（即单路型），而OM1/N相机使用的是双路型（三个引脚，这个从1楼的图中即可看出），唯一一种可买到的双路型硫化镉电阻，却是德国产的海曼牌，然而，它太大了，外径8mm，OM小巧的机身根本放不下不说，参数可能也和原装的不一致。
请看下图：

经过一个星期的潜心研究、文献参阅以及实机测试，最终得出如下结果：

经过测试、计算、设计，针对不同问题提出如下解决方案（上接上一楼的图）：

这是对于针对原机电路改造的重新设计的新电路的设计和计算：

使用Multisim软件进行仿真运算：
方案1：

针对方案1中使用的器件太多，而OM1/N相机内部空间较小，因此做了一些改进：

针对方案1提出另一种解决方法：方案2，但是此设计无法在软件上仿真，因此目前只停留在理论阶段。

对设计的电路进行一下说明。固定电阻全部使用1/16W的精密金属膜电阻，微调可变电阻全部采用进口的日本村田贴片式精密多圈电位器。
   关于运算放大器的选用，方案1和2均可使用TI德州仪器公司的贴片型超低功耗运放OPA314，对方案2也可选用贴片型UA741。电路组装好后，方案1中的R4或方案2中的R3为贴片式多圈电位器，用于调整电路工作区间、偏置硫化镉电阻的静态工作点，实现校准相机测光使指针指示与实际相符的功能。其中方案一中运放芯片由于使用了正负电源的供电方案，因此不得不再多一路正负电源发生器的电路：ICL7660 DC/DC变换芯片构成的正负电源发生器。
   关于电池，由于原机测光电路经过改制，引用了运放芯片，因此原机的1.35~1.55V的电压不足，改进后的电路需要3V或6V的电压具体请参阅电路图，经过一系列的研究，笔者亦提出了一套完美的电源解决方案：抛弃原机的LR44电池，改用1粒或2粒CR1025纽扣电池。经过实际测试，OM1/N的电池仓可以刚好放下两粒1025，或者加入金属垫片放入一粒1025，以获得6V或3V的电压供给测光电路工作。
   改制后的电路装入OM1/N相机后，即可使用市场上常见的单路（双引脚）的硫化镉光敏电阻，这里笔者推荐德国海曼4mm直径硫化镉替换原机中失效的光敏电阻。

   后记：硬件电路还没有实际组装试验，仅仅是在仿真软件上测试成功，这么早发帖也是考虑到再过几天会很忙，因此最后决定还是早点公开资料比较好。等忙完这段时间就开始采购电子器件进行实验，实验成功后笔者将第一时间更新最终结果以及电路中各个器件参数的具体取值和调整过程。

致谢：“OM的时代”群群友的鼓励与帮助，大余、有朋等摄友的支持。

参考文献：

作者: stilleone 时间: 2016-11-13 10:12
mark

作者: 风之魅影 时间: 2016-11-13 10:18
这贴得顶。我与楼主应该是同行，可是上学时学的东西已经全部丢到脑后，与楼主相比自愧不如

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-13 10:35

风之魅影发表于 2016-11-13 10:18
这贴得顶。我与楼主应该是同行，可是上学时学的东西已经全部丢到脑后，与楼主相比自愧不如 ...

楼上老师过奖了。小弟还没有工作，仍在上学中。
收的测光坏的OM1尸体本来打算拿来测试小弟设计的电路，没想到修好表头以后发现该机的硫化镉居然是好的，有点舍不得搞破坏，是再收一台确定硫化镉坏了的OM1还是破坏这台好的OM1，现在很纠结~

作者: 风之魅影 时间: 2016-11-13 11:27

JamesDowson 发表于 2016-11-13 10:35
楼上老师过奖了。小弟还没有工作，仍在上学中。
收的测光坏的OM1尸体本来打算拿来测试小弟设计的电路，没 ...

我手上有一台拆成零件的奥林巴斯，原因是经过海水浸泡，已经没有维修的价值，如若需要我可以提供，交个朋友嘛，楼主学什么专业的？

作者: chzhx56dr 时间: 2016-11-13 12:29
技术贴只能膜拜！

作者: wuzhouhong 时间: 2016-11-13 13:07
本帖最后由 wuzhouhong 于 2016-11-13 15:05 编辑

楼主。我建议你的CdS和R不要直接接入运放的－端，因为运放等效输入电阻是100K级别，接近于CdS和R分压网络，会使得计算网络电阻复杂。而且电路还有个小问题，就是实际的电池供电是波动的，无法保持6.0V的稳定电压，那么这个电压直接给CdS和R分压网络供电，会导致运放输出结果与电源电压耦合。所以我的建议是组成电桥，运放－＋端分别接入电桥中点，这样电源电压就成了共模信号，用运放的共模抑制能力可以有效排除电源电压干扰。并且最好是-端使用一级同相运放进行隔离，以排除掉计算网络中运放输入电阻的干扰。使用电桥还能同时解决运放的输入偏置问题，这样不管是场效应输入型运放还是晶体管型运放，都可以使用，而不用外加负电源。

20161113_150243.jpg (82.85 KB, 下载次数: 61)

作者: wuzhouhong 时间: 2016-11-13 15:14
改进了下。加上调零电位器。

20161113_151225.jpg (121.7 KB, 下载次数: 58)

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-13 15:40

风之魅影发表于 2016-11-13 11:27
我手上有一台拆成零件的奥林巴斯，原因是经过海水浸泡，已经没有维修的价值，如若需要我可以提供，交个朋 ...

嗯嗯！谢谢老师支持~小弟本科学电气工程及自动化，现在读研究生专业方向农业信息化。

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-13 15:47

wuzhouhong 发表于 2016-11-13 15:14
改进了下。加上调零电位器。

真正的高手终于出现！膜拜！
wuzhouhong老师，您的这个设计提高了测光电路的精度与稳定性！比我的设计好多了，是一次飞跃。
这个电路是不是需要至少两枚运放芯片？用LM324吗？电源电压取多少？

作者: wuzhouhong 时间: 2016-11-13 15:51
LM324内置4运放，供电电压宽泛，将常被用来做单电源运作。

作者: zz927313 时间: 2016-11-13 15:52
帮你顶！

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-13 16:55

wuzhouhong 发表于 2016-11-13 15:51
LM324内置4运放，供电电压宽泛，将常被用来做单电源运作。

噢噢！

我突然想到一个问题，就是原机设计的硫化镉是双路型，经过实测，EV从2~18变化，一路是300k~0.81k,另一路是12k~0.144k。如果采用单路型硫化镉作为新设计，有没有可能造成暗光下（比如EV2~5），无法准确测光？

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-13 16:56

zz927313 发表于 2016-11-13 15:52
帮你顶！

谢谢支持~

作者: wuzhouhong 时间: 2016-11-13 17:13

JamesDowson 发表于 2016-11-13 16:55
噢噢！

我突然想到一个问题，就是原机设计的硫化镉是双路型，经过实测，EV从2~18变化，一路是 ...

单路测量肯定是范围有限的。
如果要实现双路切换，可以加一个时滞电压比较器，当电桥1上的电压下降到指定区间（A路和B路的交叉区间），就给出一个电平信号，切断电桥1的输出，切换到电桥2，仅供参考。使用时滞电压比较器可以有效防止切换电路在交叉区频繁切换。

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-13 18:56

wuzhouhong 发表于 2016-11-13 17:13
单路测量肯定是范围有限的。
如果要实现双路切换，可以加一个时滞电压比较器，当电桥1上的电压下降到指定 ...

嗯嗯~

谢谢！我现在有点担心器件太多机器里面没有足够的空间放置。

作者: 玩玩玩 时间: 2016-11-13 21:06
大公无私值得点赞

作者: 久久庆典 时间: 2016-11-13 21:30

技术贴只能膜拜！

作者: luonux 时间: 2016-11-15 23:41
技术强帖，帮顶

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-16 22:43

luonux 发表于 2016-11-15 23:41
技术强帖，帮顶

谢谢支持！小弟第一次修相机，而且是摄影新手，还要多靠前辈指点~

作者: jinqiguang 时间: 2016-11-17 07:55
这是全盘否定和更换小鬼子工程师的相机测光设计电路。

作者: found_999 时间: 2016-11-17 11:35

JamesDowson 发表于 2016-11-13 16:55
噢噢！

我突然想到一个问题，就是原机设计的硫化镉是双路型，经过实测，EV从2~18变化，一路是 ...

其实不用考虑那么多了，EV2-5，用的机会很少，不准也没有关系，最关键的只需要保证EV8-15准确就差不多了。
单硫化镉很难做到ev2-18都准确，很多老的测光表，也都有个遮光的罩子，来保证高ev的测光准确。老的旁轴测光也有这个机构。

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-17 18:59

jinqiguang 发表于 2016-11-17 07:55
这是全盘否定和更换小鬼子工程师的相机测光设计电路。

是的是的！其实我也不想这样做，实在是市场上已经买不到合适的双路型硫化镉电阻来代换，被逼无奈下，重新设计了电路。我想如果当年有运算放大器这种电子元件，在日本工程师的设计中也采用了这种元件，那么今天我们应该也会看到OM1里面有这种元件，那问题就好办多了。作为学生的角度讲，目前也就只能设计这样的电路了，再高级再精度高（比如测暗光）的电路就太复杂了，需要更多的知识，小弟仍需努力~

谢谢前辈老师的回帖。

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-17 19:09

found_999 发表于 2016-11-17 11:35
其实不用考虑那么多了，EV2-5，用的机会很少，不准也没有关系，最关键的只需要保证EV8-15准确就差不多了 ...

谢谢楼上前辈的肯定与建议。

OM1（N）相机的硫化镉电阻，一路是300k到0.81k负责强光测光（暗阻500k），一路是12k到0.144k负责测暗光(暗阻30k)，两路并接在测光表表头上互补工作。不得不佩服日本人设计的精巧。测强光的电阻，在测暗光时灵敏度急剧下降，因此才在设计中引入了放大器，但是从EV2到18的具体使用效果有待进一步做实验证明。

没有用过带减光罩的测光机构的相机，可否具体说明一下，小弟好做个参考？

作者: found_999 时间: 2016-11-18 09:58

JamesDowson 发表于 2016-11-17 19:09
谢谢楼上前辈的肯定与建议。

OM1（N）相机的硫化镉电阻，一路是300k到0.81k负责强光测光（暗 ...

老实的cds手持测光表都有减光罩，
另外minox 35相机都用两个cds测光的

作者: j51mm 时间: 2016-11-20 11:04
支持这种技术交流贴

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-20 17:25

j51mm 发表于 2016-11-20 11:04
支持这种技术交流贴

谢谢老师支持~希望本文可以抛砖引玉，救活更多的老相机的测光。

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-20 17:26

found_999 发表于 2016-11-18 09:58
老实的cds手持测光表都有减光罩，
另外minox 35相机都用两个cds测光的

嗯嗯！谢谢！我下来再好好研究下~

作者: cangxi 时间: 2016-11-24 15:41
传统相机的测光问题即将解决了！期待验证结果。

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-24 19:48

cangxi 发表于 2016-11-24 15:41
传统相机的测光问题即将解决了！期待验证结果。

谢谢老师回帖支持~

作者: cangxi 时间: 2016-11-24 20:02

JamesDowson 发表于 2016-11-24 19:48
谢谢老师回帖支持~

有个小想法，这类相机关键是恒流恒压供电问题，汞电池不生产了。如果能设计一个1.35v的恒定电流电压电路，问题也就简单了。根据你的专业看来，应该没问题。记得过去也有过好像MR9的电池套方案，但不知电路是怎回事。

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-25 18:43

cangxi 发表于 2016-11-24 20:02
有个小想法，这类相机关键是恒流恒压供电问题，汞电池不生产了。如果能设计一个1.35v的恒定电流电压电路 ...

可以的。用三端稳压器件就能做。只是原机的1.5V单颗LR44电池的供电就要改成3V的电池了。不过替代物我也物色好了，那就是3V电压的CR1025，加个金属垫片就能装进OM1的电池仓。但是将1.55V或3V稳压为1.35V有点难度。因为市场上没有正好稳压1.35V的模块卖。如果用分立元件，那倒是也能把这个电路做出来，但是不一定能放进OM1小小的机身里。

作者: 胖豆豆 时间: 2016-11-27 22:40
有的搞了！

赞一个！

作者: JamesDowson 时间: 2016-11-28 00:13

胖豆豆发表于 2016-11-27 22:40
有的搞了！

赞一个！

谢谢~

作者: 呵呵呵哈哈哈 时间: 2017-1-2 14:58
服！

作者: JamesDowson 时间: 2017-1-4 20:04

呵呵呵哈哈哈发表于 2017-1-2 14:58
服！

老师过奖了~

作者: 孙行者 时间: 2017-5-15 16:14
进展如何？

作者: JamesDowson 时间: 2017-8-8 22:05

孙行者发表于 2017-5-15 16:14
进展如何？

抱歉最近没有上论坛。

进展很顺利，基本摸清了相机用硫化镉测光系统的原理和电路技术知识。
最近比较忙，要准备毕业论文和考博，打算忙过这阵就继续修更多的老式测光故障机。

等下一步入手测光版禄来了还打算将失效的硒光电测光系统改成硫化镉的。

作者: kmradio 时间: 2017-8-15 01:05
不错的技术贴，学习了。也有了新的认识，开拓了思路。

作者: JamesDowson 时间: 2017-8-15 22:11

kmradio 发表于 2017-8-15 01:05
不错的技术贴，学习了。也有了新的认识，开拓了思路。

谢谢~

作者: 眼镜蛇003 时间: 2017-8-22 14:02

作者: JamesDowson 时间: 2017-8-22 21:23

眼镜蛇003 发表于 2017-8-22 14:02

谢谢回帖~

作者: oscarjzf 时间: 2019-6-8 20:10
我去简直是个人才啊我也想学着修但是我已经不搞物理了

作者: myskite 时间: 2019-6-10 06:58
这个绝对点赞

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