常见视听设备的结构

第 3章 光 盘 机 的 整 机 结 构 和 工 作 过 程 n 3.1 CD唱 机 的 基 本 组 成n 3.2 VCD播 放 机 结 构 和 信 号 分 析n 3.3 DVD播 放 机 的 结 构 方 框 图n 3.4 常 见 型 号 DVD的 内 部 结 构n 3 5 光 盘 机 的 工 作 流 程n 3 6 光 盘 机 的 故 障 范 围 判 断 3.1 CD唱 机 的 基 本 组 成n 3.1.1 激 光 唱 机 的 电 路 组 成n CD唱 机 的 结 构 包 括 两 大 部 分 ： 机 械 部 分和 电 路 部 分 。 机 械 部 分 受 系 统 控 制 电 路和 伺 服 电 路 的 控 制 ， FETERF RFFETECLV 激 光 唱 机 的 电 路 组 成n 1 激 光 检 拾 器 （ 简 称 为 激 光 头 ）n 激 光 头 发 射 和 接 收 激 光 束 转 换 成 电 信 号 。 取 得 含有 表 示 音 视 频 信 息 的 射 频 （ RF） 信 号 ， 循 迹 误 差 信号 （ TE信 号 ） 和 聚 焦 误 差 信 号 （ FE信 号 ） 。 为 了正 确 读 取 光 盘 信 号 ， 激 光 束 不 得 偏 离 信 号 轨 迹 。n 2 伺 服 系 统n 作 用 ： 保 证 重 放 过 程 中 ， 激 光 束 准 确 地 跟 踪 信 迹 ，即 使 聚 焦 光 斑 正 确 地 落 在 正 在 拾 取 的 信 迹 上 ， 并以 恒 线 速 度 跟 踪 CD光 盘 的 信 迹 。 n 伺 服 系 统 包 括 四 种 伺 服 ： （ 1） 聚 焦 伺 服n 作 用 ： 使 激 光 束 在 光 盘 的 放 音 面 上 保持 良 好 聚 焦 ， 即 在 垂 直 方 向 对 准 信 迹 。 （ 2） 循 迹 伺 服n 作 用 ： 保 证 光 盘 旋 转 时 ， 激 光 束 在 水平 方 向 对 信 迹 进 行 很 好 的 跟 踪 。 （ 3） 进 给 伺 服n 作 用 ： 利 用 进 给 电 机 移 动 激 光 头 ， 与循 迹 伺 服 共 同 实 现 激 光 束 水 平 方 向 跟 踪扫 描 光 盘 的 信 迹 ， 以 使 激 光 头 准 确 读 出数 据 。 （ 4） 主 轴 伺 服n 作 用 ： 使 主 轴 电 机 按 恒 线 速 度 （ CLV） 旋转 ， 从 而 保 证 激 光 头 读 出 信 息 的 速 度 保持 恒 定 。 3 信 号 处 理 系 统n （ 1） 射 频 放 大 和 伺 服 预 处 理 ：把 激 光 头 获 得 的 反 映 音 频 信 号 有 关 信 息 的RF信 号 放 大 ， 同 时 形 成 伺 服 电 路 所 需 要的 各 种 误 差 信 号 。 （ 2） 数 字 信 号 处 理 （ DSP） ：n 把 模 拟 信 号 形 式 的 RF信 号 整 形 成 数 字 信号 EFM信 号 ， 并 进 行 EFM信 号 解 调 。 经EFM信 号 解 调 后 的 信 号 再 经 过 纠 错 、 去交 织 等 处 理 ， 输 出 音 频 数 据 ， 同 时 分 离出 子 码 数 据 。 存 储 器 的 作 用 是 用 以 缓 冲 ，存 放 数 据 。 如 提 取 出 来 的 子 码 数 据 等 。 （ 3） D/A转 换 电 路 和 数 字 滤 波 器 ：n 数 字 滤 波 器 是 用 以 降 低 噪 声 和 改 善 滤 波效 果 。 D/A转 换 器 把 音 据 数 据 信 号 转 换 成模 拟 音 频 信 号 。 （ 4） 音 频 前 置 放 大 ：n 把 模 拟 音 频 信 号 放 大 后 输 出 。 4 控 制 显 示 系 统n 接 收 按 键 及 遥 控 指 令 、 子 码 数 据 和 各 种检 测 数 据 ， 并 进 行 判 别 和 输 出 相 应 的 指 令 控制 其 它 电 路 工 作 ， 以 实 现 CD唱 机 的 正 常 播放 、 选 曲 、 出 /入 盘 等 功 能 ， 同 时 控 制 显 示屏 显 示 各 种 信 息 。 5 电 源n 向 整 机 提 供 各 种 电 压 。 包 括 数 字 处 理 ，摸 拟 信 号 放 大 ， 电 机 及 显 示 所 需 的 各 种电 源 。 n 3 1 2 信 号 处 理 过 程n 光 学 装 置 接 收 到 从 唱 片 上 反 射 回 来 的 激 光 束 ,获 得 包 含 了 所 需 要 的 聚 焦 、 循 迹 和 数 据 的信 息 ,进 行 了 射 频 放 大 后 ,然 后 分 别 送 至 聚 焦伺 服 系 统 、 循 迹 伺 服 系 统 和 数 字 信 号 处 理 器DSP电 路 . 聚 焦 伺 服 系 统 输 出 聚 焦 误 差 信 号 ,去 控制 安 装 在 光 学 装 置 上 的 聚 焦 线 圈 ,达 到 保 持激 光 束 在 唱 片 的 放 音 面 上 聚 焦 的 目 的 . 3 1 2 信 号 处 理 过 程n 循 迹 伺 服 系 统 输 出 循 迹 误 差 信 号 ,去 控 制 安 装 在光 学 装 置 上 的 循 迹 线 圈 ,达 到 保 持 循 迹 的 要 求 . 而 DSP电 路 把 含 有 数 据 信 息 的 信 号 进 行 EFM逆变 换 ,并 进 行 处 理 ,然 后 输 出 原 始 的 模 拟 信 号 的数 字 取 样 ,送 数 字 滤 波 器 ,经 D/A转 换 后 ,恢 复 为 模拟 信 号 ,通 过 音 频 前 置 放 大 器 分 左 右 声 道 输 出 音频 信 号 ;另 外 ,DSP内 产 生 位 时 钟 信 号 送 至 主 轴 伺服 系 统 ,去 控 制 主 轴 电 机 的 旋 转 速 度 ,达 到 恒 线 速控 制 3.2 VCD播 放 机 结 构 和 信 号 分 析n 3.2.1 VCD播 放 机 结 构n VCD播 放 机 在 电 路 结 构 方 面 主 要 包 括 两大 部 分 ： CD部 分 和 VCD特 有 电 路 n VCD播 放 机 和 CD播 放 机 在 电 路 结 构 上 的最 本 质 的 区 别 是 ， VCD播 放 机 增 加 了 音视 频 解 压 缩 电 路 和 视 频 信 号 处 理 通 道 。 3.2.2 VCD播 放 机 的 信 号 流 程n CPU系 统 控 制 根 据 所 检 测 到 的 托 盘 所 在 的 状 态 ， 到 位后 首 先 点 亮 激 光 二 极 管 ， 同 时 发 出 聚 焦 搜 索 信 号 ； 激光 拾 音 器 （ 激 光 头 ） 发 出 激 光 ， 并 接 收 由 光 盘 反 射 回来 的 光 信 号 ， 利 用 光 电 转 换 器 ， 将 光 盘 信 号 转 化 为 电信 号 ； 该 电 信 号 先 进 行 误 差 处 理 ， 并 分 别 输 出 聚 焦 误差 信 号 （ FE） 、 循 迹 误 差 信 号 （ TE） 和 反 映 数 据 信息 的 射 频 信 号 （ RF） 。 3.2.2 VCD播 放 机 的 信 号 流 程n VCD处 理 之 后 的 信 号 在 DSP中 ， RF信 号 经 数 据 切 块 后形 成 的 EFM信 号 。 经 DSP处 理 后 产 生 的 几 个 主 要 信 号 ：位 时 钟 BCK、 左 右 声 道 时 钟 LRCK、 DATA等 ， 送 入MPEG-1音 视 频 解 压 缩 电 路 进 行 解 压 缩 处 理 。 3.2.2 VCD播 放 机 的 信 号 流 程n 在 MPEG-1解 压 缩 电 路 内 ， 先 进 行 图 像 和 声 音信 息 的 分 离 ， 在 活 动 图 像 微 处 理 器 的 控 制 下进 行 解 压 缩 。 解 压 缩 后 的 帧 图 像 数 据 和 音 频数 据 存 放 在 DRAM中 ， 按 时 间 顺 序 读 出 。 图 像数 据 经 视 频 D/A、 视 频 编 码 后 输 出 模 拟 电 视 视频 。 VCD的 图 像 输 出 一 般 有 VIDEO(复 合 视 频 )、S-VIDEO(S视 频 )、 RF。 3.2.2 VCD播 放 机 的 信 号 流 程n 音 频 数 据 经 数 字 滤 波 器 、 音 频 D/A， 与 卡拉 OK处 理 电 路 送 来 的 话 音 信 号 混 合 处 理 ，经 音 频 前 置 放 大 后 输 出 左 右 声 道 立 体 声 。 3.3 DVD播 放 机 的 结 构 方 框 图 3.3 DVD播 放 机 的 结 构 方 框 图n 激 光 头 从 光 盘 中 读 取 数 据 ， 然 后 送 至 射 频 放 大 进 行数 据 处 理 ， 数 据 处 理 后 输 出 各 伺 服 误 差 信 号 去 驱 动伺 服 系 统 ， 达 到 保 证 激 光 束 始 终 准 确 跟 踪 轨 迹 并 成像 在 光 电 检 测 器 的 目 的 。 同 时 输 出 信 号 进 入 解 码 单元 进 行 系 统 解 码 （ 压 ） ， 将 主 画 面 信 号 与 未 解 码 的副 画 面 数 据 （ 画 面 中 叠 加 的 文 字 、 符 号 等 ） 、 音 频数 据 分 离 ， 对 音 频 数 据 做 杜 比 AC-3解 码 并 输 出 ， 副画 面 数 据 解 码 后 与 主 画 面 信 号 混 合 ， 然 后 进 行NTSC/PAL编 码 ， 输 出 视 频 信 号 。 3.3 DVD播 放 机 的 结 构 方 框 图n DVD的 音 频 处 理 方 式 常 用 的 有 MPEG2， 杜 比AC-3和 DTS。 这 些 处 理 方 式 可 提 供 包 括 左 声道 、 右 声 道 、 中 置 音 和 左 后 环 绕 、 右 后 环 绕和 超 重 低 音 的 音 效 ， 因 超 重 低 音 的 频 带 很 窄 ，认 为 只 有 0.1声 道 ， 故 称 为 5.1声 道 。 3.4 常 见 型 号 DVD的 内 部 结 构 3.4 常 见 型 号 DVD的 内 部 结 构 3 5 光 盘机 的工 作流 程 3.5 光 盘 机 的 工 作 流 程n 通 电 开 机 CPU及 各 芯 片 复 位 检 测 各 机 构 的开 关 状 态 ： 出 /入 盒 开 关 是 否 在 入 盒 状 态 ， 激 光头 （ 限 位 开 关 ） 是 否 处 于 最 里 面 若 是 ， 则 发出 激 光 通 （ LD ON） 指 令 ， 点 亮 激 光 聚 焦 搜索 （ 调 焦 ） FOK是 否 有 效 若 是 ， 启 动 主 轴电 机 启 动 循 迹 伺 服 和 进 给 伺 服 读 出 索 引 信号 （ TOC表 ） ， 显 示 目 录 。 若 FOK不 能 变 为 有效 ， 则 CPU发 出 停 止 指 令 ， 并 显 示 “ NO DISC”. 3 5 光 盘 机 的 工 作 流 程n 目 录 数 据 如 在 显 示 屏 上 显 示 ， 说 明 光 盘 机 的 激光 头 、 系 统 控 制 、 伺 服 电 路 及 解 码 电 路 基 本 是正 常 的 。 在 VCD和 DVD机 中 ， 在 光 盘 机 播 放 机初 始 动 作 阶 段 ， 没 有 涉 及 到 解 压 板 。 但 需 要 说明 的 是 ： 对 有 些 机 型 ， 当 解 码 板 出 现 故 障 时 ，也 可 能 使 机 器 无 法 完 成 初 始 工 件 过 程 。 3 6 光 盘 机 的 故 障 范 围 判 断 3 6 光 盘机 的故 障范 围判 断 学 习 要 点 与 指 导n CD唱 机 的 结 构 包 括 两 大 部 分 ： 机 械 部 分 和 电 路 部 分 。 机 械 部分 主 要 实 现 以 下 功 能 ：n （ 1） 出 入 CD光 盘 ， 以 实 现 装 取 碟 ；n （ 2） 转 碟 ， 使 CD光 盘 按 恒 线 速 旋 转 ；n （ 3） 激 光 头 进 给 ， 方 法 是 通 过 聚 焦 和 循 迹 线 圈 以 及 进 给 电 机使 激 光 束 准 确 对 准 CD光 盘 的 轨 迹 ， 拾 取 信 号 ； n （ 4） 将 装 片 机 构 状 态 （ 出 或 入 ） 及 光 学 装 置 的 位 置 （ 处 于 引入 区 ） 信 号 传 递 给 电 路 系 统 。 学 习 要 点 与 指 导n CD唱 机 的 电 路 主 要 是 实 现 以 下 的 信 号 处 理 过 程 ：n 激 光 拾 音 器 接 收 到 从 光 盘 上 反 射 回 来 的 激 光 束 ， 获 得 包 含 了 所 需 要 的 聚 焦 、循 迹 和 数 据 的 信 息 ， 进 行 了 射 频 放 大 然 后 输 出 聚 焦 误 差 信 号 FE、 循 迹 误 差信 号 TE和 射 频 信 号 RF。 信 号 分 别 送 至 聚 焦 伺 服 系 统 、 循 迹 伺 服 系 统 和 数 字处 理 电 路 和 数 字 锁 相 环 电 路 PLL。n 聚 焦 伺 服 系 统 利 用 聚 焦 误 差 信 号 FE驱 动 安 装 在 激 光 头 上 的 聚 焦 线 圈 ， 达 到保 持 激 光 束 在 光 盘 的 放 音 面 上 聚 焦 （ 光 斑 落 在 信 息 坑 上 ） 的 目 的 。 循 迹 伺服 系 统 利 用 循 迹 误 差 信 号 TE驱 动 安 装 在 激 光 头 上 的 循 迹 线 圈 ， 达 到 保 持 循迹 的 要 求 。 RF信 号 经 对 光 盘 旋 转 速 度 进 行 控 制 ， 达 到 恒 线 速 （ CLV） 控 制 。 n 而 数 字 处 理 电 路 DSP利 用 PLL恢 复 的 位 时 钟 信 号 ， 把 含 有 数 据 信 息 的 信 号 进行 EFM逆 变 换 ， 并 进 行 处 理 ， 滤 去 无 用 的 信 号 ， 输 出 数 据 信 号 DATA， 位 时钟 信 号 BCK及 左 右 声 道 信 号 LRCK。n 整 个 电 路 的 工 作 是 由 CPU系 统 控 制 来 协 调 的 。 学 习 要 点 与 指 导nVCD机 、 DVD机 中 相 对独 立 地 包 含 了 CD机 的 电路 结 构 。 但 增 加 了 解 压缩 电 路 和 视 频 处 理 电 路 。 实 训 项 目 三 VCD/DVD实 物 电 路 的 认 识n 一 、 实 验 目 的 ：n 1.培 养 学 生 的 识 图 能 力 ， 要 求 能 够 读 电 路 原 理图 。n 2.能 够 把 电 路 图 和 实 物 图 相 对 照 进 行 分 析 。n 二 、 实 验 器 材n 长 虹 红 太 阳 VD3000VCD视 盘 机 或 其 它 品 牌 的VCD和 任 一 品 牌 的 DVD一 部 ， 配 有 相 应 的 电 路图 。 三 、 实 验 内 容n 1.读 懂 电 路 图n 2.找 出 激 光 头n 3.找 出 RF放 大 和 伺 服 处 理 电 路n 4.数 字 信 号 处 理 电 路 DSPn 5.视 频 电 路n 6.音 频 电 路n 7.系 统 控 制 和 显 示 电 路 n 8.电 源 电 路n 9.对 应 实 物 认 识 电 路 图 。n 首 先 在 辨 认 VCD/DVD机 中 一 些 主 要 的 物 体 ， 即 特 征 元 件 ， 如 激 光头 和 电 路 的 主 要 元 件 ， 按 信 号 流 程 去 辨 认 主 要 集 成 电 路 的 作 用 。 4 实 验 步 骤n （ 1） 先 读 懂 电 路 图n （ 2） 根 据 电 路 图 ， 对 应 实 物 ， 找 出 如 下 器 件 或 芯 片 ：n 激 光 头 、 主 轴 电 机 、 进 给 电 机 、 出 /入 盘 电 机 、 RF放 大 、伺 服 处 理 、 伺 服 驱 动 、 数 据 切 块 和 数 字 锁 相 环 、 DSP、解 压 缩 芯 片 、 视 频 处 理 电 路 、 音 频 数 /模 转 换 器 、 音 频放 大 器 、 卡 拉 OK电 路 、 CPU、 显 示 屏 、 遥 控 的 键 控 电路 、 电 源 电 路 。 n （ 3） 分 析 各 个 插 排 的 作 用 。n （ 4） 说 明 信 号 的 流 程 和 当 出 现 故 障 时 应 如 何 检 测 。 5 实 验 报 告n 画 出 实 验 用 机 结 构 框 图 ， 标 明 主 信 号 流程 ， 伺 服 信 号 流 程 。 要 求 标 明 各 集 成 电路 的 型 号 和 信 号 进 出 脚 号 。