VCDDVD原理与维修第2章VCD机芯及解码电路课件.ppt

VCD、DVD原理与维修 (第2版),主编 王英,本章要点激光头的组成、原理及维修；飞利浦机芯和索尼机芯的结构、工作过程及机芯电路原理；机芯及电路故障的分析与维修；MPEG1解码器的组成及常用MPEG1解码器；音、视频处理电路原理及维修；系统控制及显示电路原理；电源电路组成及原理,第2章 VCD机芯及解码电路的原理与维修,激光头由激光发射系统、激光传播系统和激光接收系统组成。激光发射系统主要由激光二极管组成。普通型激光二极管主要由半导体激光器（LD）、光电二极管（PD）、散热器、管帽、管座、管脚等构成，如图2.1所示。激光器产生的激光波长一般为780nm，从发射窗射出。激光的波长越短，效果越好。激光器产生激光时会发热，散热器起散热作用。激光器有负温度特性，它产生的激光的功率随温度而变化。光电二极管对发射的激光功率进行检测，将检测到的信号送到激光功率自动控制（APC）电路，以控制激光二极管的驱动电流，从而控制激光发射功率，使它保持恒定。,2.1 激光头的组成及工作原理,图2.1 普通型激光二极管的内部结构。,普通激光二极管有3个引出脚：激光器引出脚AL、光电二极管引出脚AP及公共引脚K，其封装形式有M型、P型、N型3种，如图2.2所示激光传播系统主要由镜片组和光栅组成。激光接收系统由光敏接收器完成光电转换任务，常用的有6分光敏接收器与5分光敏接收器，如图2.3所示,图2.2 封装形式,2.3 光敏接收器,光敏接收器常用衍射光栅型激光枪，如索尼CDM14机芯的激光头中，5分光敏接收器一般用于全息照相复合型激光管，如飞利浦CDM12机芯与夏普机芯。6分光敏接收器中央的4只光敏管（A, B, C, D）用于接收主光束，进行光电转换，产生聚焦电信号与RF电信号；两边缘光敏管E, F用于接收辅助光，进行光电转换，产生循迹电信号。5分光敏接收器中央的3只光敏管D2, D3, D4用于接收主光束，进行光电转换，产生聚焦电信号和RF信号；两边缘光敏管D1, D5用于接收辅助光束进行光电转换，产生循迹信号。,2.2 激光功率自动控制电路（APC电路）,激光头射出来的激光功率一般约5mW，但光输出的功率有负温度特性，故必须对激光发射管发射驱动电路的电流进行自动控制（APC）。驱动电流大，激光功率强；驱动电流小，激光功率弱。驱动电流一般在60mA左右，激光头就能正常工作。国产VCD机中，激光功率自动控制电路常用的有两种，一种是由分离元件构成的，另一种是集成在伺服集成电路之中，其控制原理基本相同。,图2.4所示是索尼机芯常用APC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。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。,图2.4 索尼机芯APC电路,图2.5是飞利浦机芯采用分离元件构成的APC电路。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，读者可自行分析。图2.5 飞利浦机芯APC电路,2.3 激光头的维修,激光头内的激光二极管长期工作后易老化，表现为光输出功率减小，激光强度减弱，识读目录时间变长甚至识读不出来，旧碟片不能重放。对于初期老化的激光头，可以通过调整激光电流调整电位器，适当增大电流，保持光输出功率的方法进行补偿。如盲目调整激光头中激光电流调整电位器，当电流增大到150mA时，将烧坏激光二极管。判别激光二极管是否损坏的方法有以下几种： （1）在聚焦期间，将激光功率计探头直接对准激光头物镜进行检测。若激光功率计读数小于0.1mW，RF信号输出电压很低，则激光二极管老化或损坏。,（2）在聚焦期间，用数字万用表监测激光二极管驱动电路中负载电阻的压降（只适用于CDM14机芯），估算激光二极管的电流。当电流超过100mA，且调节激光功率电位器电流不变化时，可判定激光二极管已损坏。若电流剧增且不可控制，说明谐振腔损坏。（3）不装光盘，拆下机壳上盖，操作托盘闭键，在物镜聚焦期间，从侧面观察物镜是否出现暗红色的光点，并用万用表测量APC电路激光功率检测光敏管（PD）的电压，一般约1V，低于0.7V，说明激光二极管老化，0V表示损坏。（4）拆下激光二极管，测量其电阻，正常时反向电阻为无穷大，正向电阻为20k36k。若正向电阻大于50k，则性能下降；大于90k时，二极管已不能使用。这一方法不仅可用于判别激光二极管的好坏，还可用于选择激光二极管。,2.4 飞利浦机芯组成及原理,机芯是VCD机的关键部件，是集光学、伺服控制技术和精密机械于一体的部件，用于快速、准确地读取光盘信息。采用飞利浦机芯的有万利达、爱多、先科、厦新、锦电等品牌VCD机。所采用的飞利浦CDM12机芯抗震能力强，在90范围内倾斜皆可正常播放。2.4.1 机芯组成CDM12机芯主要由托盘进出机构、夹持机构、进给机构、光盘旋转机构和物镜机构组成。其中进给机构、光盘旋转机构和激光头安装在激光头组件上。激光头组件通过销钉嵌在升降斜槽内，和托盘进出机构、光盘加/卸载机构、夹持机构共同安装在机芯支架上，如图2.6所示。,图2.6 CDM12机芯结构,2.4.2 托盘进出机构托盘进出机构由托盘、驱动齿轮、皮带轮、加载电机、托盘进出检测柱和检测开关等组成，如图2.7所示。 在托盘左边内侧有一根齿条，并与驱动齿轮啮合，如图2.8所示。驱动齿轮通过齿条带动托盘水平移动。托盘右边内侧有一个托盘进出检测板，在其中部有两个倾斜面。托盘进出时，该倾斜面碰压检测柱，使开关断开，此开关信息送到微处理器后由微处理器进行相应的控制,图2.7 托盘进出机构的组成,图2.8 托盘结构,托盘进出原理如图2.9和图2.10所示，当微处理器收到“CLOSE”指令时，指挥电机驱动电路工作，使加载电机逆时针转动，通过皮带轮使驱动齿轮带动托盘齿条移动，托盘便由机外向机内水平移动，如图2.11所示。移动过程中，检测开关K1在检测板和检测柱的机械碰撞作用下闭合一次后又断开，将形成的脉冲信号送到微处理器，由微处理器发出电机刹车指令，使托盘到达机内预定位置后停下。,图2.9 托盘进出原理,图2.10 光盘装卸控制电路,图2.11 托盘进出检测,微处理器收到“OPEN”指令时，指挥电机驱动电路工作并使加载电机顺时针转动，通过同样的机械装置带动托盘由机内向机外水平移动。在激光头升降架下降到位，光盘落入托盘后，托盘便向机外移动。检测开关K1被碰压闭合一次后再断开，形成的脉冲信号送到微处理器，微处理器发出刹车指令，使电机在托盘外移到位后停转。,2.4.3 光盘装卸机构,光盘装卸机构主要由驱动齿轮、齿条、升推杆、降推板、提升夹、挡销 与机芯支架上的左右侧板等组成，如图2.12所示。其中升推杆在托盘左 边齿条的末端，与托盘齿条连成一体；降推板在托盘右边后部，托盘向外移动时，推动激光头升降架下降；U形提升夹在激光头升降架后部，与激光头升降架连成一体，与升推杆配合，使激光头升降架上升。,图2.12 光盘装卸机构,光盘加载原理如图2.12（a）所示。托盘将光盘送到机内预定位置后，加载电机继续转动，带动托盘向机内移动，托盘左边尾部的升推杆落入提升夹内的U形槽中，推动激光头升降架沿机芯尾部A倾斜面滑动而上升。同时升降架上的4个升降销沿4个侧板上的倾斜槽沿底部移到高部，将激光头升降架提升；旋转盘随之升高，将光盘托起（此时光盘离开托盘）抵至夹持器，光盘就被夹持器和旋转盘稳固夹紧，激光头组件也随之升起。此时微处理器根据前述托盘到位检测信号发出刹车指令，加载电机停转，加载完成,光盘的卸载原理如图2.12（b）所示。托盘向外移动初期，托盘左边的升推杆离开提升夹的U形槽，托盘右边的降推板接触激光头升降架尾部，随托盘继续移动，推动激光头升降架沿机芯尾部A倾斜面向外滑动，4个升降销也沿倾斜槽从高部滑动到底部，激光头升降架随之下降，使旋转盘上的光盘落入托盘。激光头升降架上的旋转盘与激光头组件也下降，远离托盘平面，由托盘进出机构将托盘送出机外。,2.4.4 夹持器,夹持器与旋转盘配合，将光盘固定在旋转盘上，便于光盘高速、稳定地 旋转。它由磁环、夹持套、卡圈等组成，利用磁环的磁性对铁质旋转盘的吸力将光盘夹在中间，如图2.13所2.4.5 光盘旋转机构 光盘旋转机构安装在主轴电机的轴上，随激光头升降架而升降，重放时托起光盘随主轴电机高速、平稳地旋转。,图2.13 夹持器,激光头进给机构使激光头组件水平移动，以读取光盘从内圈到外圈的信息，主要由进给电机驱动齿轮、齿条、滑动杆等构成，如图2.14所示。,2.4.6 激光头进给机构,进给电机轴上装有蜗杆，与齿轮组啮合，可传动激光头组件，使激光头在滑动杆上来回移动。装盘结束时，进给机构上升到位，进给电机转动，带动激光头组件朝旋转盘方向移动，并碰撞进给位置检测开关使其闭合。微处理器根据该信号控制进给电机反转，带动激光头组件外移至光盘零轨位置，然后进给电机刹车而停转。每次电源接通后，微处理器总要检测激光头组件位置，并使其碰撞进给位置检测开关后回到零轨位置。 在搜寻到有碟片并要播放时，进给伺服控制电路产生进给控制电压，进给电机便匀速地带动激光头组件沿滑动杆由光盘内侧向外侧滑动，直到读完光盘内容。当微处理器收到激光头识读完光盘信息或“OPEN”操作指令后，立即通过驱动进给电机使激光头组件迅速返回到初始位置，然后进给电机停止转动。,2.4.7 物镜机构,物镜机构（俗称激光头）用于读取光盘信息，主要由聚焦线圈、循迹线圈、聚焦磁铁、循迹磁铁和物镜等构成。物镜卡牢在绕有聚焦线圈与循迹线圈的塑料骨架中央，用4根弹性很强的金属线作为两线圈的引脚。该机构利用电磁驱动原理，采用伺服控制技术，改变聚焦线圈中的电流以带动物镜上下移动，对激光束进行聚焦；驱动循迹线圈带动物镜水平微动，以校正聚焦的水平位置。该机构在伺服系统控制下始终使激光识读光点精确地投射在目标信轨的中心线上，以准确地读取光盘信息并送入电路处理。,2.5 索尼机芯结构及工作原理,索尼机芯在国产VCD机中应用广泛，如新科、长虹等厂家均采用索尼CDM14型系列机芯。该机芯采用索尼公司制造的激光二极管和6分光敏接收器，以及光路镜片分离调整式的三束光激光头（如常见的KSS-213C激光头）。 该机芯基本组成如图2.15所示（与CDM12机芯类似），由托盘进出机构、光盘装卸机构、光盘旋转机构、夹持机构、激光头进给机构和物镜机构等组成。托盘进出机构、光盘装卸机构与夹持机构安装在塑料机座上；光盘旋转机构、进给机构和物镜机构安装在钢制芯座上，由后面的两个销钉通过螺钉压固在机座上；芯座嵌在升降凸轮槽内，随升降凸轮的转动而上下移动。,图2.15 CDM14型机芯的基本组成,2.5.1 托盘进出机构,托盘进出机构主要由托盘齿条、程序齿轮、中间轮、皮带轮、同步齿轮、进出检测开关K1、K2与加载电机等组成，如图2.16所示图2.16 托盘进出机构,托盘进出机构主要由电机带动齿轮组（由皮带轮、中间轮、程序齿轮及托盘齿条组成）转动，进而带动托盘水平移动，如图2.17所示。当微处理器收到“CLOSE”指令后发出装盘指令，经加载电机驱动电路，驱动加载电机逆时针转动，经齿轮组带动托盘水平内移。当托盘进盒到位并将芯座上升到位时，程序齿轮上的塑料检测柱碰压进盒检测开关K2，使其闭合接通。闭合信号送入微处理器后，微处理器就控制加载电机刹车停转，托盘进盒完毕，如图2.18所示。,图2.17 托盘进出机构传动原理,图2.18 托盘进工作原理,微处理器收到“OPEN”指令后，加载电机在CPU的控制下顺时针转动，通过齿轮组先使芯座下降到位，然后传动托盘水平外移。托盘出盒到位的同时，塑料检测柱旋转到检测开关K1处并碰压使其闭合。CPU收到K1闭合信号后发出制动指令，电机即刹车停转，如图2.19所示,图2.19 托盘出工作原理,2.5.2 光盘装卸机构,如图2.20所示，光盘装卸机构主要由程序齿轮、升降凸轮、芯座等组成,光盘装卸原理如图2.21所示。装盘时，加载电机将托盘送到机内播放位置后，继续逆时针转动，通过程序齿轮内层的三个齿带动升降凸轮上的三个齿，使升降凸轮顺时针转动，升降凸轮内的倾斜槽带动其内的升降销沿倾斜条向上滑动到最高平台。与升降销相连的芯座随之上升，旋转盘上升将托盘中的光盘抬起并升到夹持器将光盘夹紧。此时检测开关K2被碰压闭合，电机刹车停转。,图2.21 光盘装卸原理,卸盘与装盘是相反的过程。托盘向外移动前，加载电机顺时针转动，通过传动机构使升降凸轮逆时针转动并下降，带动升降销下滑至底部。旋转盘随之降低的过程中将光盘送回托盘，旋转盘与激光头同时降低并远离托盘面，然后托盘水平外移，将光盘送出机外。,2.5.3 进给机构,用于将激光头组件沿径向移动的进给机构主要由进给齿轮、齿条、滑动杆和进给电机等组成，如图2.22所示。套在进给电机轴上的齿轮与中间齿轮啮合，中间齿轮又与激光头组件上的齿条啮合。激光头组件通过一根金属滑动杆固定在芯座上。进给电机转动，可带动激光头组件沿滑动杆水平移动。,图2.22 进给机构,进给机构传动原理如图2.23所示。装盘结束后，芯座、激光头等升起到位。微处理器控制进给电机反转，带动激光头沿光盘内径方向移动，直到光头组件碰压进给位置检测开关K3并使其闭合。K3闭合信息被CPU检测到后，CPU发出指令，使进给电机正转，带动激光头组件移至光盘零轨位置后进给电机停转，然后激光头对光盘进行聚焦访问并识读目录区信息。,图2.23 进给机构传动原理,激光头读盘时，在进给伺服电路控制下，进给电机匀速转动，使激光头读完整盘信息。CPU收到激光头识读完毕信息或“OPEN”信息后，控制进给电机高速反转，带动激光头组件快速回到初始位置，然后电机停转。2.5.4 光盘旋转机构和光盘夹持器光盘旋转机构由上旋转盘、压簧、旋转盘与锁紧片等构成。夹持器主要由磁环、夹持器、卡圈等组成。二者的工作原理与CDM12机芯相同，在此不再赘述。,2.6 VCD影碟机机芯电路,VCD机机芯电路有两大类：飞利浦机芯电路和索尼机芯电路，分别与对应的机芯配套使用，下面将分别介绍。2.6.1 飞利浦数码机芯电路 飞利浦数码机芯电路的主要集成块如表2.1所示，其组成框图如图2.24所示。,表2.1 主要集成块及功能,编 号 IC型号 功 能 ICS1 TDA1300 RF信号处理 ICS2 OM5284 机芯微处理器 ICS3 SAA7372 数字信号处理和机芯伺服处理 ICS4 TDA7073AT 进给和主轴电机驱动 ICS5 TDA7073AT 聚焦和循迹线圈驱动,图2.24 组成方框图,激光头将从光盘拾取的信号送到ICS1，产生RF信号并送入ICS3，分别处理成聚焦、循迹、进给和主轴伺服控制信号并进行DSP处理（数字信号处理）。聚焦和循迹误差控制信号送到ICS5，经驱动放大后分别驱动聚焦线圈和循迹线圈，使物镜自动跟踪光盘轨迹；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；DSP将RF信号处理成串行数据（DATA）信号、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。,1. 数据通信电路电源接通之后复位脉冲送到ICS2的脚进行清零复位。ICS2的14 、15 脚产生12MHz时钟信号；ICS3的21 、22 脚产生8.467MHz时钟信号，同时从24 脚输出16.9MHz时钟信号。2. 托盘进/出控制电路托盘进出控制电路如图2.25所示。,图2.25 托盘进/出控制电路,（1）托盘进。ICS2的脚输出高电平。此高电平加至QS14、QS15并使其导通。QS15导通使QS10和QS13截止；QS14导通使QS12和QS11导通，电流从+5VQS12JSO3的脚电机的负端电机正端JSO3的脚QS11地。加载电机得电反转，带动托盘进入机内。托盘到位后检测开关KS被碰压断开，QS16基极得电导通，ICS2的20 脚电平变为低电平，于是ICS2的、脚同时输出高电平脉冲使电机刹车停机，再同时变为低电平，托盘进盒到位完毕。（2）托盘出。当ICS2接收到“OPEN”操作信号后，其脚输出高电平卸载控制信号。此高电平使QS09导通，同时QS10和QS13也导通，电流从+5VQS10JS03的脚电机正端电机负端JS03的脚QS13地。加载电机正转带动托盘向机外移动，到位时开关KS被碰压断开，QS16得电导通，ICS2的20 脚变为低电平后其、脚使电机刹车。托盘移出机外到位完毕。,3. 伺服电路,（1）聚焦伺服电路。为了使激光头随时都能准确读取光盘信息，需引入聚焦伺服，让物镜跟踪光盘上下移动，其电路如图2.26所示。,图2.26 聚焦、循迹和进给伺服电路,飞利浦CDM12机芯的激光头发射出的3束激光（一条主光束和两条辅助光）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，其聚焦伺服过程如下： 当发射的激光离焦时D2，D3上接收的反射光不相等聚焦误差信号D2-D30经ICS3（5AA7273）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,（2）循迹伺服电路。,当主光束位于光盘纹迹正中时，循迹检测光敏器D1，D5上的光通量相等，循迹误差信号为零，循迹线圈不作微动。但当主光束偏离光盘纹轨中心时，其自动控制过程如下：主光束偏离信轨中心光敏检测器D1，D5上光通量不相等循迹误差信号D1-D50经ICS3处理后从其 27脚输出误差控制信号经RS18，RS19，CS22，CS29低通滤波，产生循迹伺服电压送入ICS5的脚处理为成比例的驱动电流从ICS5的9、12 脚送达循迹线圈循迹线圈带动物镜水平微动焦点移到纹轨中心使误差信号为零。,（3）进给伺服电路。,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。如前图所示，D1、D5的差值若不为零经ICS3处理，从28 脚输出误差控制信号经RS15，CS21，CS16低通滤波获得控制电压此电压输入ICS4的脚，并转变为相应方向和大小的驱动电流经ICS4的9、12 脚加入进给电机电机转动并带动物镜对光盘轨迹进行跟踪扫描。,4. 主轴伺服电路,光盘在刻录的时候，是以恒定线速度（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彩色闪烁。主轴伺服电路如图2.27所示。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，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。,图2.27 主轴伺服电路,2.6.2 索尼数码机芯电路,索尼数码机芯电路的主要集成块如表2.2所示，其组成框图如图2.28所示表2.2 主要集成块及其功能,图2.28 索尼数码平台机芯电路组成框图,从图2.28可知，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。1. 数据通信电路如图2.29所示，接通电源瞬间，复位脉冲对微处理器进行复位后，输出复位电平脉冲到达D109的81 脚对D109进行复位，复位后电路进入正常工作状态。,图2.29 复位时钟和数据通信电路,系统时钟由微处理器送入D109的 88脚，D109通过 86， 87， 88脚与外电路进行数据通信。D109工作所需的16.943MHz时钟信号由其62 脚输入2. 托盘进出控制电路与飞利浦机芯伺服电路不同，本机芯托盘进出控制电路直接由微处理器输出控制信号，经D111驱动，带动加载电机转动，实现托盘进/出控制，如图2.30所示。,图2.30 托盘进出控制电路,微处理器收到“CLOSE”信号后，从D111的脚输入加载信号，驱动放大后从，脚输出电流，使加载电机正转，带动托盘水平移至机内播放位置。到位后，托盘闭检测开关K1被碰压闭合，微处理器检测到此信号后控制加载电机停转，托盘进盒完毕。进行“OPEN”操作时，微处理器向D111的脚输出卸载信号，经D111驱动放大后仍由，脚输出反向电流，加载电机反转的结果使托盘水平外移至机外固定位置。到位后托盘开检测开关K2被碰压闭合，微处理器据此信号控制加载电机停转，托盘到位出盒完毕。,3. 激光头组件控制电路该机芯激光头的复位控制电路工作原理与飞利浦机芯类似，在此不再多述。激光头复位后，不论托盘中是否有光盘，微处理器都发出激光二极管（LD）工作指令并输入D110的19 脚，再通过脚输出低电压使VD103导通，LD得电发射激光，如图2.31所示。,图2.31 激光组件控制电路,当激光二极管发光过强或过弱时，光检测二极管PD将检测到的信号从D110的脚输入APC电路，经APC电路与参考量相比较后，通过脚控制VD103的导通强弱来改变LD的发光强弱，起到自动控制LD光功率的作用。可调电阻（500W）可改变电路的起控点和LD功率。4. 伺服电路（1）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。如图2.32（a）所示。,图2.32 6分光敏接收器原理,该机芯聚焦原理如下：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，如图2.32（b），（c）所示。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。信号流程如图2.31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D104D105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。,（2）循迹伺服电路。6分光敏接收器中的E，F为循迹电路提供误差信号，激光头射出的两束辅助光束经光盘反射后照射在E，F上。离轨时，E，F上的光信号强度不等，形成误差信号，此信号由D110送入D109进行数字处理后把误差信号以循迹PWM控制信号方式输入驱动放大电路D105，经D105驱动循迹线圈，循迹线圈带动物镜水平微动并对准光盘纹轨中心，如图2.31所示。,（ 3）进给伺服电路。进给误差信号也由光敏接收器E，F产生，循迹误差信号由D110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D109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平移动，使激光头组件进入循迹伺服控制范围。（4）主轴伺服电路。从D110输出的RF信号送入D109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，比较过程就是CLV处理。处理所获误差信号转变为伺服控制信号，经D105驱动放大后改变主轴电机的转速，实现恒线速的目的。由上可见，D109 CXD2545Q是一个数字伺服处理集成电路，功能齐全；D105 BA6392FP主要是4个驱动放大电路，完成信号的放大。,2.7 VCD影碟机机芯常见故障分析与维修,机芯部分负责激光头的识读、聚焦、循迹、进给及主轴伺服、电机和线圈驱动、数字信号处理和机构控制，这是光、机、电一体化部分，较易出现故障，约占整机故障的70%左右。其中，激光头的故障比例最大；其次是机械传动部分，主要故障是激光头限位开关、托盘进出检测开关不良及皮带打滑等；机芯电路部分的故障率最低，因为其技术成熟、工艺稳定。故在检修机芯部分时应把重点放在激光头和机械传动部分上。 机芯部分的工作过程是一个在微处理器控制下的程序控制、执行、信号监测的过程。各个程序的执行与否都由CPU根据检测到的信号而定。由于机芯工作是分步骤进行的，故对每一步骤进行检查，可较快地找到故障大致部位，然后再通过观察法、测电压法、测波形法等找到故障点。,VCD机的初始工作过程都是一样的：接通电源电源输出多组工作电压到达机芯电路，使整机处于带电工作状态CPU在复位脉冲作用下复位，使机芯和芯片全部回到初始工作状态CPU检测托盘是否到位，若不在机内，控制加载电机旋转使其入盒到位CPU检测激光头是否到位，若未到位，则控制进给电机旋转使其到达光盘零轨位置。到此，VCD机准备工作完毕，在此程序控制过程中，哪一个环节有故障，就会在那个地方停下来。,2.7.1 装盘并读盘过程,CPU相关脚收到“OPEN”开仓指令CPU“卸载”脚输出“托盘出”指令（高电平或低电平）至驱动集成电路（或分立元件）驱动电路相关引脚输出电压至加载电机加载电机得电旋转，经传动机构顺畅传动使托盘到位托盘位置检测开关被碰压并改变其原有通/断状态此状态变化被CPU检测到并控制“卸载”脚输出加载电机停转指令加载电机停转，托盘出仓到位。,在托盘上放入VCD光盘并输入“CLOSE”指令CPU相关脚收到进仓指令CPU“加载”脚输出“托盘出”指令（高电平或低电平）至驱动电路驱动电路相关引脚输出电压至加载电机加载电机得电旋转（旋转方向与“OPEN”时相反），经机械传动部件使托盘传动到位，激光头上升到位，托盘位置检测开关被碰压并改变其通/断状态CPU据此信号控制“加载”脚输出加载电机停转指令加载电机停转，托盘进仓到位，激光头组件上升到位，光盘夹持到位。,CPU检测到托盘到位并且激光头位于光盘零轨位置后，CPU输出“LD ON”激光发射指令，送入伺服逻辑控制电路由伺服逻辑控制电路输出约5V直流电压，送入激光头组件，使LD发射激光APC电路启动，同时聚焦访问启动聚焦线圈驱动物镜上下聚焦搜索三次搜索到焦点后，输出聚焦OK信号（即FOK信号）聚焦伺服启动，同时主轴启动指令经驱动放大产生主轴电机启动电压并加于主轴电机两端主轴电机带动光盘转动从光头中输出RF信号（0.8V1.2V）从RF信号中分离出位时钟信号、循迹误差信号、聚焦误差信号、进给误差信号并分别引入聚焦、循迹和进给、主轴伺服系统，实现自动控制、保证激光头正确读盘或播放光盘。,由以上工作流程可看出，各个步骤都有相应的关键点电压、信号和状态变化。对这些电压、信号、状态进行监测，可找到故障点。也可以利用屏幕显示来辅助分析故障部位 2.7.2 举例播放时不读盘，显示屏显示无盘，说明故障主要在激光头识读部分，如激光二极管衰老，聚焦不良，光学部分脏污等，需要检查激光头部分。再配以观察主轴是否旋转及旋转是否正常，更容易确定故障范围。显示屏无曲目、分秒计数或计数不稳，主要是激光头性能下降造成RF信号弱，主轴线速度不稳定或RF放大部分有问题，需要对电路有关部件进行调整及检修。,显示屏显示的曲目、分秒计数稳定均匀，说明机芯部分工作正常，故障在机芯之后。机芯故障中以读片不正常、显示屏走秒不稳的检修最困难，此类故障有可能是激光头功率不足，也可能是聚焦、循迹不良或主轴伺服不稳造成，较难判断。此时要拆下机芯电路板，检测集成电路各关键点电压或波形。如FOK信号，当此端子为高电平时表示聚焦功能正确，此时机器启动旋转；又如，C2PO（错误指针）信号为高电平表示输出的信号有错误。,2.7.3 飞利浦新型机芯伺服电路的几个关键点。,（1）SAA7372的 64脚是激光二极管接通控制端。操作“CLOSE”钮后在装盘结束、聚焦访问期间测量该脚电压，正常值为4.5V。（2）OM5284的脚是读盘FOK检测端，在聚焦访问期间测量该脚电压，正常应为0V。（3）SAA7372的脚是内部ADC的参考电压源，该脚电压要求稳定，一般为1.3V。（4）SAA7372的17 脚电压为2.5V。（5）SAA7372的21 、22 脚时钟频率为8.4672MHz。与其他电路故障类似，机芯部分故障元件可能有以下几种情况：机械及传动部件故障；电阻、电容、电感开路、短路、变值、不良等引起电路电压异常，信号开路等故障；集成块坏；三极管坏、不良；轻触开关不导通或漏电；晶振及晶振电路坏，系统无时钟等故障,2.7.4 VCD机不读盘故障检修流程和步骤检修步骤：,（1）清洁激光头，看故障能否排除，若有同型号激光头，最好采用代换法。（2）电路板上插头、插座较多，长期工作易松动、受潮和积尘，造成接触不良；激光头排线经常径向移动，易出现排线松动、断裂。因此，检修时应仔细观察这些部件的工作情况，通过清洁、吹干、固定等措施来排除故障。,（3）不放碟，通电观察机器的初始工作。, 加电后激光头应有先向内移，后外移一点的初始抖动动作。若无则检查进给电机及其驱动控制电路。 在进给电机带动激光头移动到光盘的导入区后，可看到物镜上下移动23次，以寻找焦点。若物镜不能上下移动，则表明聚焦搜索不能输出S形搜索信号或聚焦线圈及其驱动电路有故障。 物镜聚焦搜索的同时，激光二极管应能发出较亮的红色激光，可以从侧面目测激光是否正常。若激光不亮或强度变弱、应检查APC电路和CPU的激光二极管接通信号端（LD ON）是否有高低电平变化。,（4）若以上检查均未发现问题，这时可取一张好的碟片，观察碟片的转动情况。第一种情况：碟片不转动，几秒钟后，显示屏显示无碟。遇到这种情况，应重点检查FOK信号是否正常，一般情况下，FOK信号端电压在停止状态为0V，找到焦点后应升为5V（飞利浦机芯的FOK信号端，如OM5234脚、OM5284脚，在停止状态为高电平5V，有盘并找到焦点后降为低电平0V）。若该脚电压正常，主轴不转多为以下几种原因： 主轴伺服电路不正常，无法输出主轴启动电压。 主轴驱动电路或其供电不正常。 主轴电机损坏。,若在聚焦搜索时无FOK高电平信号输出，主轴必然不会转动，其原因相对来说要复杂一些，常见原因：一是激光头不正常，导致RF信号不正常，无法形成FOK信号；二是若机器有聚焦偏置电位器和聚焦增益电位器，检修时可微调一下，看主轴能否旋转；三是RF放大电路或外围电路不正常时，也不能形成正常的FOK信号，导致主轴无法旋转。第二种情况：碟片转动正常，但转动较长时间后仍不能读出TOC，然后，显示屏显示无碟或错误字符。其原因多为循迹伺服不良。检修时，可用万用表R档测量一下循迹线圈，阻值约为几欧姆，且光头有向左或向右偏移的动作，否则，为循迹线圈断线。若机器有循迹增迹或平衡电位器，此时可微调一下，观察机器是否可以读盘。有时进给伺服不良时会表现出上述故障现象。,第三种情况：主轴转一下即停，然后显示屏显示无碟，不能读出TOC。此种故障的检修可参阅主轴不转的检修方法。第四种情况：主轴能够旋转，但转动时转速过快（慢）或反转，或转速不均匀。此故障原因多在主轴CLV伺服电路或主轴驱动电路上。常见原因：16.9344MHz时钟频率不稳；RF波形不正常，正常时，该信号应在1.0Vp-p以上，且眼图清晰，无杂波干扰；主轴伺服电路不正常，导致MDP信号、SPDL信号不正常；主轴驱动电路行进性能不良；伺服板上的频率可调电位器（部分机器有）失调或不良；当主轴电机不良时，常会表现出主轴须助力才能转或转速不稳的故障现象。,2.8 VCD影碟机解码电路,2.8.1 MPEG1解码电路工作原理与维修MPEG1解码电路以软件为基础，以解码芯片和外接存储器为硬件，将压缩（MPEG1）编码的数字视频信号和数字音频信号解码还原并运用多媒体技术对图像进行简单特技播放处理。常见解码芯片有CL48xx系列、ES32xx系列和OTIxx系列等。1. MPEG1解码基本原理MPEG1解码器的基本组成如图2.33所示。,图2.33 MPEG1解码器的基本组成,（1）基本电路。包含电源电路（+5V或+3.3V）；复位电路；时钟电路产生工作时钟。（2）主接口。该接口为系统控制微处理器（CPU）与解码器之间传输信息的接口。用于CPU与解码器的通信，如读/写控制、初始化、报告状态和控制等。（3）CD接口。CD接口是解码器接收数字信号处理器输出的数据（DATA）信号、位时钟（BCK）信号和左右声道时钟（LRCK）信号等的输入口。（4）RISC处理器和解压协处理器。它具有MPEG1解码功能和一些简单的图像处理功能。,（5）存储器接口。该接口用于连接外接的存储器，配合RISC处理器和协处理器完成解压缩。（6）视频接口。视频接口为解码器输出数字视频信号的输出口，有多种输出格式。（7）音频接口。音频接口为解码器输出PCM数字音频信号的输出口。（8）内部总线。内部总线是内部各电路间数据传输的线路，包括数据线和地址线。各种数据在地址指令作用下传送数据。,2. 输出的数据模式,播放时，微处理器按照展示时标（PTS）的顺序将存储器中相同的图像和声音数据同时读出，并由微码分别控制译码视频和音频数据传送至视频和音频数据线，通过视频接口与音频接口输出。被还原的视频数据总是以YCbCr（亮度、蓝色差、红色差）格式存储，再由视频接口从动态存储器（DRAM）接收解压缩后的YCbCr数据并以YCbCr或RGB（红、绿、蓝三基色）像素方式输出。据解码器产生的视频时钟（VCK）和DRAM配置情况的不同，可设定三种视频输出模式：,（1）24位RGB数据。此模式数据解码器分别以8位红（R0R7）数据，8位绿（G0G7）数据和8位蓝（B0B7）数据输出信号。各用8个端子（共24个端子）并行传送RGB数据。（2）16位YCbCr（422）模式。在此模式中，解码器采用16位输出方式，其输出信号以8位亮度（Y）数据轮流与8位蓝色差信号（Cb）和8位红色差信号（Cr）构成16位CbY数据与16位CrY数据。用8个端子（Y0Y7）输出亮度数据，用8个端子（C0C7）轮流输出Cb、Cr数据，即用16个端子按编排的时间以CbY CrY的顺序输出，称之为16bit宽YUV输出口。,（3）8位YCbCr（422）格式。在此模式中，解码器采用8位输出方式，信号依次以CbYCrY的顺序输出。用8个端子（YC0YC7）串行传送Cb、Y、Cr三个数据信号。3. MPEG1解码电路简介（1）CL系列MPEG1解码器。CL系列MPEG1解码器由美国斯高柏（C-CuBe）公司制造，常用的有CL480、CL484、CL680等型号。,CL680解码器是第三代MPEG1解码器。它除了兼容CL484外，还将PAL/NTSC制式编码器集成在同一芯片中，并能自动切换制式。