VCD数码机芯电路系统.ppt

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1、第三章第三章 VCD影碟机数码机芯电路系统工作原理影碟机数码机芯电路系统工作原理第三章第三章 VCD影碟机数码机芯电路系统工作原理影碟机数码机芯电路系统工作原理3.1 激光头电路的工作原理及检修方法激光头电路的工作原理及检修方法进给伺服控制信号送到ICS4，经驱动放大后驱动进给电机，带动激光头沿径向运动，对光盘轨迹进行扫描；主轴伺服控制信号送到ICS4，经驱动放大后驱动主轴电机带动光盘作恒线速度转动；第三章第三章 VCD影碟机数码机芯电路系统工作原理影碟机数码机芯电路系统工作原理3.1 激光头电路的工作原理及检修方法激光头电路的工作原理及检修方法DSP将RF信号处理成串行数据（DATA）信号、

2、位时钟（SCLK）信号、左右声道时钟（WCLK）信号和C2PO指针（错误指示）信号并送入解码电路。索尼数码平台机芯电路组成框图第三章第三章 VCD影碟机数码机芯电路系统工作原理影碟机数码机芯电路系统工作原理3.1 激光头电路的工作原理及检修方法激光头电路的工作原理及检修方法 激光头拾取信号经I/V（电流/电压）转换后送入D110，产生RF信号、循迹误差信号、聚焦误差信号、进给信号。这些信号送入D109进行数字处理后送入D105驱动放大，用以控制聚焦、循迹线圈、进给电机、主轴电机进行伺服。同时，D109输出的串行数据（DATA）、位时钟（BCK）、左右声道信号（LRCK）送入解码电路作进一步处理

3、。（1）激光头电路基本工作原理）激光头电路基本工作原理ABCDEFLDPD驱动A+B+C+D（A+C）-（B+D）E-FAPCLD-ON系统控制RFOFEOTEOVR反映光盘播放信息反映光盘播放信息用于聚集伺服控制用于聚集伺服控制用于循迹伺服控制用于循迹伺服控制用于调节用于调节PD的初始工作电流的初始工作电流（1）激光头电路基本工作原理）激光头电路基本工作原理（1）激光头电路基本工作原理）激光头电路基本工作原理TDA1300 TDA1300内部结构TDA1300引脚名 称功 能1O4输出电流放大器 2O6输出电流放大器 3O3输出电流放大器 4O1输出电流放大器 5O5输出电流放大器 6O2输

4、出电流放大器 7LDON 开启和关闭激光控制引脚 8VDDL 激光电源电压 9RFE 总和信号放大器1至4的输出电压 10RF 射频输出11HG 控制增益开关引脚 12LS 控制高速开关引脚 TDA1300引脚名 称功 能13CL外部电容 14ADJ功率检测二极管控制15GND地16LO激光输出，电流输出 17MI激光功率检测二极管的输入 18VDD电源19I2光电探测器输入2 (central)20I5光电探测器输入5 (satellite)21I1光电探测器输入1 (central)22I3光电探测器输入3(central)23I6光电探测器输入6(satellite)24I4光电探测器输

5、入4 (central)1复位输入2激光驱动器输出3模拟地4输入参考电压发生器5单极电流输入（中央二极管信号输入）6单极电流输入（中央二极管信号输入）7单极电流输入（中央二极管信号输入）8ADC的基准输入9单极电流输入（中央二极管信号输入）10单极电流输入（辅助二极管信号输入）11单极电流输入（辅助二极管信号输入）12模拟电源电压13振荡器的参考输入14测试输入1TDA1301T15测试输入216脱轨探测器输出17时钟输出18振荡器的输出19振荡器的输入20数字电源121数字地22循迹执行机构输出23聚焦执行器输出24进给输出25串行接口的读/写输入26串行接口的时钟输入27串行接口数据输入/

6、输出28数字电源2TDA1301T引脚名称功 能1IN1-伺服控制-输入 12IN1+伺服控制+输入 15Vp工作电压输入 6IN2+伺服控制+输入 27IN2-伺服控制-输入 29OUT2+驱动电压+输出 210GND2电路地212OUT2-驱动电压-输出 213OUT1-驱动电压-输出 114GND1电路地116OUT1+驱动电压+输出 1TDA7073TDA7073（2）激光头）激光头APC电路分析电路分析索尼机芯索尼机芯APC电路电路 LD的驱动电流由Q提供，Q输出的电流大小受APC电路控制。APC电路实际是一个运算放大器，集成在伺服集成电路之中。激光功率检测二极管PD用于检测LD发光

7、强弱，并将强弱信号送入APC电路，经运算放大后输出控制电压去调节Q的驱动电流。（2）激光头）激光头APC电路分析电路分析索尼机芯索尼机芯APC电路电路 电位器VR用于设置PD的偏置电压，通过调整VR可设置LD发射的初始激光功率。VR安装在机芯上，当因光头老化而读盘困难或不能读盘时，可适当调整VR来提高LD初始发射激光功率，从而短时间增强读盘能力。飞利浦机芯采用分离元件构成的APC电路（2）激光头）激光头APC电路分析电路分析 T1为驱动管，为LD提供驱动电流，T2,T3构成APC电路，其控制原理与上述基本相同。（3）激光头常见故障及检修方法）激光头常见故障及检修方法1）激光头常见故障现象）激光

8、头常见故障现象A、插入光盘后光盘不转；、插入光盘后光盘不转；B、时而读碟，时而不读碟，读碟时间表长；、时而读碟，时而不读碟，读碟时间表长；C、插入光盘后，光盘旋转几秒后停转；、插入光盘后，光盘旋转几秒后停转；D、播放时出现马赛克现象严重，停顿次数多，画面不、播放时出现马赛克现象严重，停顿次数多，画面不流畅等。流畅等。波形法波形法 用示波器查看时，在用示波器查看时，在RF测试点上应能看到清晰的眼图。测试点上应能看到清晰的眼图。RF信号的电压幅度一般可达到信号的电压幅度一般可达到1.21.5V（峰（峰-峰值）左右。峰值）左右。一个清晰的一个清晰的RF图案，表示全机的图案，表示全机的电源系统、控制系

9、统电源系统、控制系统及伺服功能及伺服功能基本上是正常。基本上是正常。眼图的眼框模糊表示聚焦偏置未调好。眼图的眼框模糊表示聚焦偏置未调好。2）检修方法）检修方法 这一测试这一测试点在判断整机点在判断整机前端有无故障前端有无故障非常关键。非常关键。RF,TE和FE信号的波形电流法电流法 测量激光发射管的电流，正常时为测量激光发射管的电流，正常时为3560mA。若大于。若大于100mA，调节功率电位器电流也不变，说明激光二极管老，调节功率电位器电流也不变，说明激光二极管老化。化。如调节后工作正常，但增加了如调节后工作正常，但增加了LD的电流，会加快的电流，会加快LD老化。老化。也可测量也可测量LD正

10、向电阻（正向电阻（2036k），阻值越大，性能），阻值越大，性能越差。越差。2）检修方法）检修方法代换法代换法3.2 数码伺服电路的工作原理及检修方法数码伺服电路的工作原理及检修方法数码伺服电路数码伺服电路聚集伺服聚集伺服循迹伺服循迹伺服进给伺服进给伺服主轴伺服主轴伺服激光头正确拾取光盘上的信号必须同时具备四个条件激光头正确拾取光盘上的信号必须同时具备四个条件激光束的焦点必须落在光盘的信息轨道上。激光束的焦点必须落在光盘的信息轨道上。光盘在旋转过程中，激光束焦点必须沿着信息轨迹准确光盘在旋转过程中，激光束焦点必须沿着信息轨迹准确地扫描。地扫描。激光头由内到外圈，光盘每旋转一周激光束焦点移动一激

11、光头由内到外圈，光盘每旋转一周激光束焦点移动一个信息轨迹的间距。个信息轨迹的间距。光盘的旋转线速度必须保持恒定。光盘的旋转线速度必须保持恒定。3.2.1 聚集伺服电路原理及检修方法聚集伺服电路原理及检修方法激光头聚集误差检出相位补偿系统控制驱动主轴电机聚焦线圈光盘物镜L(1)聚焦伺服电路基本原理聚焦伺服电路基本原理 反射激光经光反射激光经光电二极管转换成电电二极管转换成电信号，送聚焦误差信号，送聚焦误差检测器处理成误差检测器处理成误差信号，经相位补偿信号，经相位补偿后送驱动器处理为后送驱动器处理为驱动电流，经聚焦驱动电流，经聚焦线圈形成磁场，推线圈形成磁场，推动物镜上下移动，动物镜上下移动，使

12、光束焦点落在信使光束焦点落在信息轨迹上。息轨迹上。3.2.1 聚集伺服电路原理及检修方法聚集伺服电路原理及检修方法激光头聚集误差检出相位补偿系统控制驱动主轴电机聚焦线圈光盘物镜L(1)聚焦伺服电路基本原理聚焦伺服电路基本原理 开机时，视盘开机时，视盘机首先进行聚焦搜机首先进行聚焦搜索，控制电路先断索，控制电路先断开聚集伺服电路，开聚集伺服电路，由系统向驱动电路由系统向驱动电路送锯齿波状的搜索送锯齿波状的搜索驱动信号，使物镜驱动信号，使物镜上下移动三次，找上下移动三次，找到焦点后再接通伺到焦点后再接通伺服电路；如果系统服电路；如果系统没有找到焦点系统没有找到焦点系统显示显示“NO DISC”。聚

13、焦搜索的两个作用：一是使物镜聚焦搜索的两个作用：一是使物镜进入聚焦伺服电路的控制范围，二是判进入聚焦伺服电路的控制范围，二是判断机内有无光盘。断机内有无光盘。3.2.1 聚集伺服电路原理及检修方法聚集伺服电路原理及检修方法（2）聚焦伺服电路分析）聚焦伺服电路分析1）索尼聚焦伺服电路 索尼激光头采用6分光敏接收器，其中A，B，C，D用于接收主光束，产生聚焦信号与RF信号；两个边缘光敏管E，F接收辅助光，产生循迹信号。3.2.1 聚集伺服电路原理及检修方法聚集伺服电路原理及检修方法（2）聚焦伺服电路分析）聚焦伺服电路分析1）索尼聚焦伺服电路345614多路器A/D时钟聚焦PWM数字伺服处理聚焦驱动

14、1512298954聚焦线圈ABCD-+1）索尼聚焦伺服电路CXA1821MCXD2545QBA6392FP索尼激光组件控制电路CXA1821MCXD2545QBA6392FP3.2.1 聚集伺服电路原理及检修方法聚集伺服电路原理及检修方法 主光束反射入4分光敏接收器A，B，C，D中，转变为RF信号。若聚焦良好，照在A，B，C，D上的是一个圆，各光敏接收器接收相等光通量，此时无误差信号输出；当物镜聚焦不良时，也就是光盘与物镜间距离过近或过远时，照在A，B，C，D上的是一个横向或竖向椭圆。1）索尼聚焦伺服电路 此时在A，B和C，D上的光通量不等，即(A+C)-(B+D)0，此误差信号为聚焦驱动电

15、流的依据，经电路处理后控制聚焦线圈动作，使聚焦达到最佳状态。信号流程如书中图3.4所示，4分光敏接收器A，B，C，D接收主光束并转变为相应电信号送入D110产生聚焦误差信号经D109进行数字处理，转变为聚焦PWM信号从，脚输入D105进行聚焦驱动后将控制信号加于聚焦线圈聚焦线圈受控带动物镜上下微动重新聚焦。3.2.1 聚集伺服电路原理及检修方法聚集伺服电路原理及检修方法（2）聚焦伺服电路分析）聚焦伺服电路分析1）索尼聚焦伺服电路注：在D110的14脚接聚焦偏置调整电位器，用来调整聚焦执行机构的偏差，校正物镜与光盘的距离。3.2.1 聚集伺服电路原理及检修方法聚集伺服电路原理及检修方法（2）聚焦

16、伺服电路分析）聚焦伺服电路分析345614多路器A/D时钟聚焦PWM数字伺服处理聚焦驱动1512298954聚焦线圈ABCD-+1）索尼聚焦伺服电路CXA1821MCXD2545QBA6392FP3.2.1 聚集伺服电路原理及检修方法聚集伺服电路原理及检修方法（2）聚焦伺服电路分析）聚焦伺服电路分析2）飞利浦聚焦伺服电路 飞利浦CDM12机芯的激光头发射出的3束激光经光盘反射回光头，其主光束被分裂成两束，分别照在5分检测器D2，D3和D4上。两束辅助光投射在D1，D5上，用于检测循迹状况。D2，D3上检测到的信号用于聚焦伺服，其聚焦伺服过程为：当发射的激光离焦时D2，D3上接收的反射光不相等聚

17、焦误差信号D2-D30经ICS3（SAA7372）进行A/D转换并处理ICS3的26 脚送出控制信号经RS16，RS17，CS20和CS23低通滤波，产生聚焦伺服误差电压送入ICS5的脚并被放大为成比例的驱动电流经ICS5的13、16 脚送达聚焦线圈聚焦线圈驱动物镜动作并使其紧盯盘面，直到新的聚焦使误差为零为止。3.2.1 聚集伺服电路原理及检修方法聚集伺服电路原理及检修方法（3）聚焦伺服电路常见故障及检修方法）聚焦伺服电路常见故障及检修方法常见故障：无搜索动作、显示无盘常见故障：无搜索动作、显示无盘检修方法：检修方法：先不放盘，观察激光头是否有聚焦搜索动作，若无，先不放盘，观察激光头是否有聚

18、焦搜索动作，若无，说明聚焦伺服电路故障，可查聚焦线圈、聚焦驱动元件、说明聚焦伺服电路故障，可查聚焦线圈、聚焦驱动元件、聚焦聚焦WPM形成电路及误差检测电路；形成电路及误差检测电路；放入光盘通电，如光盘不转动，可测聚集标志放入光盘通电，如光盘不转动，可测聚集标志（FOK）信号，若）信号，若FOK为高，则故障在主轴伺服系统，若为高，则故障在主轴伺服系统，若FOK不为高，测不为高，测RF信号波形，幅度约为信号波形，幅度约为1.2VPP。若幅度过。若幅度过小，多为激光头老化或物镜脏。小，多为激光头老化或物镜脏。激光头循迹误差检出相位补偿进给电机驱动主轴电机循迹线圈光盘物镜L直流检出进给驱动3.2.2

19、循迹伺服电路原理及检修方法循迹伺服电路原理及检修方法（1）循迹伺服电路原理）循迹伺服电路原理 反射的激光反射的激光束经辅助光电管束经辅助光电管转换为电信号，转换为电信号，送循迹误差检测送循迹误差检测器，处理成误差器，处理成误差信号，经相位补信号，经相位补偿和驱动放大，偿和驱动放大，产生驱动电流，产生驱动电流，流经循迹线圈形流经循迹线圈形成一定磁场，推成一定磁场，推动物镜径向移动，动物镜径向移动，这时误差信号为这时误差信号为零。零。3.2.2 循迹伺服电路原理及检修方法循迹伺服电路原理及检修方法（2）循迹误差信号的检测）循迹误差信号的检测副光束E 主光束 副光束F信息纹迹光通量相同，相应电信号也

20、相同E=F，TE=0EF，TE 0EF，TE 0TE经放大后用于驱动循迹线圈进行修正激光头扫描轨迹的偏差。经放大后用于驱动循迹线圈进行修正激光头扫描轨迹的偏差。910多路器A/D时钟循迹PWM数字伺服处理循迹驱动1213循迹线圈ABCD-+EF放大放大811进给驱动M1617进给PWM101062024199132728VCC循迹增益进给电机（3）循迹伺服电路分析（索尼）循迹伺服电路分析（索尼）（3）循迹伺服电路分析（飞利浦）循迹伺服电路分析（飞利浦）（4）循迹伺服电路常见故障及检修方法）循迹伺服电路常见故障及检修方法1）故障分析方法）故障分析方法 循迹伺服不良一般表现为：主轴能够旋转，但读不

21、出循迹伺服不良一般表现为：主轴能够旋转，但读不出信息，或激光头一直向外移动。信息，或激光头一直向外移动。2）检修方法）检修方法1、播放时观察、播放时观察PWM信号，幅度为信号，幅度为60mV，若无，检查数字，若无，检查数字伺服处理电路。伺服处理电路。2、播放和读盘时，循迹线圈驱动输出应有变化的电压，若、播放和读盘时，循迹线圈驱动输出应有变化的电压，若无，说明驱动电路有问题。无，说明驱动电路有问题。3、若有驱动电压输出，断电测循迹线圈的电阻（只有几欧、若有驱动电压输出，断电测循迹线圈的电阻（只有几欧姆），测量时，物镜可左右移动。姆），测量时，物镜可左右移动。3.2.3 进给伺服电路原理与检修方法

22、进给伺服电路原理与检修方法（1）进给伺服电路原理）进给伺服电路原理 循迹伺服电路只能带动物镜在小范围内移动（0.3mm）跟踪信息纹轨中心，要带动物镜读完光盘所有信息纹轨，需要进给伺服电路，它能带动物镜在盘片有效工作区作径向移动（可移动35mm）。在进给伺服（跟踪粗伺服）和循迹伺服（跟踪精伺服）的配合下，物镜可准确跟踪信息纹轨中心并读出信息。正常播放时，进给伺服电路的工作是间歇的，相当于循迹伺服的粗调。开机或停止工作时，进给伺服电路使激光头停在光盘导入区。3.2.3 进给伺服电路原理与检修方法进给伺服电路原理与检修方法（2）进给伺服与循迹伺服的区别）进给伺服与循迹伺服的区别 进给伺服电路的误差信

23、号实际上是取自循迹误差信号进给伺服电路的误差信号实际上是取自循迹误差信号（TE），当），当TE超过规定电平时，进给伺服控制进给电机超过规定电平时，进给伺服控制进给电机启动。启动。（3）进给伺服电路工作原理分析）进给伺服电路工作原理分析 进给伺服电路。进给误差信号由光敏接收器进给伺服电路。进给误差信号由光敏接收器E，F产产生，循迹误差信号由生，循迹误差信号由D110输出后经低通滤波器取出低频输出后经低通滤波器取出低频成分，形成进给误差信号；然后送成分，形成进给误差信号；然后送D109数字处理后经数字处理后经D105驱动放大；最后驱动进给电机转动并传动激光头水驱动放大；最后驱动进给电机转动并传动激

24、光头水平移动，使激光头组件进入循迹伺服控制范围。（图平移动，使激光头组件进入循迹伺服控制范围。（图3.7）3.2.3 进给伺服电路原理与检修方法进给伺服电路原理与检修方法（4）进给伺服电路常见故障及检修方法）进给伺服电路常见故障及检修方法 进给伺服电路常见故障表现为开机后激光头不能复位。进给伺服电路常见故障表现为开机后激光头不能复位。检修方法：检修方法：断电，拨动传动齿轮将激光头移到光盘外边沿，通电断电，拨动传动齿轮将激光头移到光盘外边沿，通电观察激光头应能向内移动；否则，测量是否有观察激光头应能向内移动；否则，测量是否有PWM信号输信号输出，若有，故障在进给电机及驱动电路；若无出，若有，故障

25、在进给电机及驱动电路；若无PWM，故障，故障在数字伺服处理电路。在数字伺服处理电路。若通电后激光头内移失控，检察限位开关是否良好。若通电后激光头内移失控，检察限位开关是否良好。参考下页图。参考下页图。910多路器A/D时钟循迹PWM数字伺服处理循迹驱动1213循迹线圈ABCD-+EF放大放大811进给驱动M1617进给PWM101062024199132728VCC循迹增益进给电机3.2.3 进给伺服电路原理与检修方法进给伺服电路原理与检修方法3.2.4 主轴伺服电路原理及检修方法主轴伺服电路原理及检修方法（1）主轴伺服电路的基本工作原理）主轴伺服电路的基本工作原理 光盘在刻录的时候，是以恒定

26、线速度（CLV）刻录信息坑点的（线速度为1.25m/s），激光头在读取光盘信息时，应该匀速读取坑点信息，但光盘各圈半径不同，要达到恒线速度旋转，主轴电机的转速应随光盘半径增大而变慢。读取光盘内圈时，主轴转动应快；读外圈时应转慢一点，始终保持光头与被读取信轨的相对速度为1.25m/s。主轴伺服的原理是先从RF信号中取出位脉冲，正常时位脉冲的频率为7.35kHz，但当主轴电机旋转过快或过慢时，从RF信号中取出的位脉冲频率将大于或小于7.35kHz。此时读出的位脉冲频率与机内标准的7.35kHz信号相比较，产生伺服误差信号，经主轴伺服电路控制主轴电机的旋转速度达到伺服目的，避免因此而引起的图像抖动和

27、彩色闪烁。3.2.4 主轴伺服电路原理及检修方法主轴伺服电路原理及检修方法（2）主轴伺服电路工作原理分析）主轴伺服电路工作原理分析 （图（图3.8）从）从D110输出的输出的RF信号送入信号送入D109进行分离位进行分离位时钟信号，分离出的位时钟频率与电路固有频率进行比较，时钟信号，分离出的位时钟频率与电路固有频率进行比较，比较过程就是比较过程就是CLV处理。处理所获误差信号转变为伺服控处理。处理所获误差信号转变为伺服控制信号，经制信号，经D105驱动放大后改变主轴电机的转速，实现恒驱动放大后改变主轴电机的转速，实现恒线速的目的。线速的目的。由上可见，由上可见，D109 CXD2545Q是一个

28、数字伺服处理集是一个数字伺服处理集成电路，功能齐全；成电路，功能齐全；D105 BA6392FP主要是主要是4个驱动放大个驱动放大电路，完成信号的放大。电路，完成信号的放大。主轴电机激光头RF放大主轴电机驱动多路器EFM解调主轴线速度检测器数字CLV处理器定时发生器1帧同步分离时钟定时发生器21727262436963.2.4 主轴伺服电路原理及检修方法主轴伺服电路原理及检修方法飞利浦主轴伺服电路工作原理分析飞利浦主轴伺服电路工作原理分析 RF信号经ICS1的脚输入ICS3的15 脚并在内部进行比较，产生主轴速度伺服控制电压。此电压经ICS3的 33，34 脚输出，经低通滤波后输入ICS4的，

29、脚进行驱动放大，经ICS4的 13，16脚送入主轴电机，控制主轴电机转速。3.2.4 主轴伺服电路原理及检修方法主轴伺服电路原理及检修方法（3）主轴伺服常见故障及检修方法）主轴伺服常见故障及检修方法1）主轴电机不转）主轴电机不转 在聚焦正常情况下，断开数字处理电路与主轴电机在聚焦正常情况下，断开数字处理电路与主轴电机驱动之间的信号线，在主轴电机驱动的输入端加驱动之间的信号线，在主轴电机驱动的输入端加+5V电压，电压，若电机不转，说明故障在电机及其驱动电路；若会转，若电机不转，说明故障在电机及其驱动电路；若会转，则故障在数字处理电路。则故障在数字处理电路。2）主轴电机转动无力）主轴电机转动无力 驱动电路输出电压低或电机原因。驱动电路输出电压低或电机原因。3）主轴电机飞转，且不能读取目录（）主轴电机飞转，且不能读取目录（TOC）用示波器测晶体振荡，时钟信号不正常，可换石英用示波器测晶体振荡，时钟信号不正常，可换石英晶体；若正常，数字处理电路故障。晶体；若正常，数字处理电路故障。