VCDDVD原理与维修技能文档格式.docx

1、2）安装方法4. 片状集成块的拆装四. 常用的维修工具1. 尖头烙铁2. 特殊的解焊尖头烙铁3. 吹风机（一般选择4号，温度等级为7）4. 集成块拨离器5. 解锡线（或解锡带）6. 防静电烙铁7. 热风枪5.2 VCD与DVD影碟机的基本知识一. 激光影碟机发展过程简介 1. 影碟机的发展1）LD 2）CD-G和CD-V3）VCD、CVD及SVCD4）DVD2. 各类影碟机与CD机的性能比较见教材表5-1二. VCD与DVD光碟的结构1. VCD光碟1）VCD光碟的区域分布VCD光碟的直径为12cm，厚度为1.2mm，其信息面示意图见教材图5-4所示中心孔：夹持区：导入区：信息区：导出区：边沿

2、区：2）VCD光碟的结构VCD光碟共由三层材料制成。见教材图5-5（a）所示。第一层为透明基片，中间层为反射层（信息层），第三层为保护层。数字信息通过光刻的工艺记录在反射层，形成一群一群的有序排列的凹凸坑点。见教材图5-5（b）所示。2. VCD的软件版本软件版本的英语名称是Version，缩写为Ver，它主要表现光碟在应用中的操作功能上，与计算机的系统操作软件版本有点类似。VCD的版本号已从Ver1.0经Ver1.1发展到Ver2.0。Ver1.0版本：Ver1.1版本：Ver2.0版本：具有重放控制功能（即PBC功能）、简易的人机对话功能、多层菜单选择功能、可重放高清晰度的静止图像。3.

3、DVD光碟DVD光碟的直径也为12mm，但数据存储量比VCD光碟大得多，最高可达17GB。DVD光碟有四种类型，即单面单层、单面双层、双面单层、双面双层。DVD碟上的坑点比VCD碟的坑点小、密度高。DVD激光头的激光波长比VCD短。三.VCD与DVD信号的记录过程1. VCD信号的记录过程VCD信号的记录过程见图5-8所示。图5-8在A/D变化过程中，音频信号的取样频率为44.1kHz，Y信号的取样频率为6.75MHz，U和V信号的取样频率为3.375MHz。MPEG-1编码器负责对数字音、视频信号进行压缩编码处理，使音、视频信号的数据量大大减少。CIRC纠错编码电路的作用是在数字信号中加入校

4、正码，以便重放时实现纠错处理。控制字又称子码，它是8位附加数据字。控制字的作用是提供光碟所录制信号内容的一些相关信息，包含TOC信息。EFM调制是一种8-14位调制方式，EFM是Eight to Fourteen Modulation的缩写，即8位扩展到14位的调制。同步字有两方面作用：一是确定待处理数据的起始点，确保读出信号和录入信号同步；二是作为光碟转速控制电路的比较信号。2. DVD信号的记录过程DVD信号的记录过程与VCD大同小异，不同的地方主要体现在如下几个方面：（1）DVD采用MPEG-2编码方式，其压缩比更大。（2）DVD不再采用CIRC纠错技术，而采用RS-PC纠错技术。（3）

5、DVD不再采用EFM调制技术，而采用EFM PLUS调制技术（8-16位调制），以提高效率。四.MPEG数字压缩技术介绍MPEG数字压缩技术是由国际动画专家组研究出来的。共有四种标准，见表5-3所示。表5-3技术标准图、声质量应用范围MPEG-1图像清晰度一般，伴音质量好VCDMPEG-2图像清晰度较高，伴音质量好DVD、CVD、SVCDMPEG-3图像清晰度最高，伴音质量好高清数字电视MPEG-4图像清晰度最差，伴音质量差动画、游戏等方面1. MPEG-1数字压缩技术的图像参数见教材表5-4所示按1.2Mbit/s的传送速率来算，VCD碟总播放时间为1.2小时左右。由于MPEG-1标准是根据

6、广播电视级标准降半制定的，其亮度信号带宽约3.1MHz，水平清晰度约为250线。2. MPEG-2数字压缩技术的图像参数该标准见表5-5和表5-6所示。从表中可以看出，MPEG-2标准的采样频率和每行亮度采样点数都是MPEG-1标准的两倍。MPEG-2标准的另一个特点是采用了VBR编码技术。五. MPEG-1编码及解码1. MPEG-1图像信号编码原理1）图像的分割细化2）三种帧的定义为了实现图像的压缩编码，MPEG-1将图像帧定义为I、P和B三种。具体解释上述三种帧I帧不得压缩。P帧只传送主体变化的差值，重放时，依靠帧存储器将I帧的主体部分和P帧的差值进行运算后得出新画面。B帧信息量最少，它

7、只传送反映在I、P帧间的运动主体变化情况，重放时，B帧是通过参考前面的I帧和后面的P帧来获得的。3）MPEG-1编码框图见教材图5-11所示对编码过程稍微提一下，没有完全弄清2. MPEG-1图像信号的解码原理见教材图5-12所示3. MPEG-1的音频信号编码和解码5.3 VCD与DVD影碟机的工作原理 一. VCD和DVD的结构框图1. VCD的结构框图VCD的结构框图见教材图5-15所示1）激光头用来读取光碟上信息。2）RF信号处理RF信号处理器负责对激光头输出的信号进行运算和放大处理，产生RF信号。3）数字信号处理器（DSP）数字信号处理器又叫DSP电路，其主要作用是对RF信号进行EF

8、M解调及CIRC纠错处理，输出DATA、BCLK及LRCK信号送到MPEG-1解码器。4）伺服处理器（SSP）它由聚焦伺服、循迹伺服、进给伺服及主轴伺服电路组成。其作用是确保读碟的准确性。5）MPEG-1解码器该电路是VCD的核心，它负责对压缩的视频信号和音频信号进行解压缩处理。6）视频编码及D/A变换该电路的作用是将解压缩后的数字视频信号进行PAL/NTSC制编码，以形成PAL/NTSC制数字信号。再对数字信号进行D/A变换，输出模拟视频信号。7）系统控制电路它由CPU构成，能处理遥控指令和键控指令，并根据遥控指令和键控指令指挥整机工作。8）VCD中的电机VCD中一般有三个电机，即托盘电机、

9、主轴电机和进给电机。2. DVD的结构框图DVD的结构框图如图5-16所示，图中仅画出了信号处理部分，其余电路与VCD类似。图5-16DVD与VCD的主要区别有如下两点：（1）DVD的DSP电路中包含两个通道，一个专门用来处理DVD信号，它能对信号进行EFM PLUS解调和RS-PC纠错处理；另一个专门用来处理CD/VCD信号，它能对信号进行EFM解调及CIRC纠错处理。（2）DVD采用MPEG-2解码器，它兼容MPEG-1解码。二. 激光头1. 激光头的结构激光头主要由激光管、光学系统、光敏接收器、聚焦线圈及循迹线圈等构成。1）激光管激光管是一个能产生激光的二极管。VCD光头所用的激光管发射

10、出来的激光波长为780nm，而DVD为635/650nm。2）光学系统光学系统又称光路，它负责对激光管产生的激光进行加工处理，并将激光传送到光碟信息面；还对光碟的反射光进行加工处理，并传送到光敏接收器。根据光学系统的结构来分，激光头可分为三光束激光头和全息激光头。这两种激光头的光学系统见教材图5-18所示。3）光敏接收器光敏接收器又叫光敏组件，其作用是将光碟反射回来的光转化为电信号。三光束光头的光敏接收器由六只光敏二极管组成；全息激光头的光敏组件由五只二极管D1、D2、D3、D4、D5组成。见教材图5-19所示。4）循迹线圈和聚焦线圈在激光头上安装有循迹线圈和聚焦线圈。当聚焦线圈中通以正、反向

11、电流时，物镜会上、下移动，以确保焦点落在光碟的信息面上，这个过程称为聚焦控制。当循迹线圈中通以正、反向电流时，物镜会左、右摆动，以确保焦点落在信息纹上，这个过程称为循迹控制。2. 激光管供电电路一般采用自动功率控制（APC）电路来给激光管供电。参考教材图5-21（a）这是由IC构成的APC电路，LD为激光二极管，用来发射激光。PD为激光功率检测管，用来检测LD发射激光的强弱，并将激光的强弱转化为电流送入APC电路，经运算放大后输出控制电压去控制VT的驱动电流，进而调节LD的发光强弱。3. 激光头电路图见教材图5-22所示。三.RF信号处理及DSP处理1. RF信号处理电路RF信号处理电路的主要

12、作用：产生和放大RF信号，同时还要对激光头各个光敏二极管输出的信号进行放大。两种光头的RF放大器如图5-23所示。图5-23 2. DSP处理器VCD的DSP处理器负责对RF信号进行EFM解调及纠错处理，输出DATA信号、BCLK信号及LRCK信号。DSP处理器的框图如下所示。DVD的RF处理器及DSP电路的工作原理与VCD基本相似，只是在DSP中增添了EFM PLUS解调方式和RS-PC纠错方式而已。四. 伺服处理器（4课时）1. FE和TE信号的产生1）FE信号的形成对于三光束光头来说，A、B、C、D四个光敏二极管输出的信号经加减运算后，形成聚焦误差信号FE，如图5-26所示。图5-26

13、对于全息激光头来说，FE信号是由D2和D3信号相减后形成的，即FE=D2-D3。2）TE信号的形成对于三光束光头来说，两个边缘光束用来拾取循迹误差信号。如图5-27所示，循迹误差信号TE=E-F=0。对于全息激光头来说，TE信号是由D1和D5相减后形成的，即：TE=D1-D5图5-27 2. 聚焦伺服原理聚焦伺服电路的功能是：确保激光束的焦点准确地落在碟面上。聚焦伺服电路框图如图5-28所示。图5-28 当焦点落在碟面上时，FE等于0，物镜不会上下移动。当焦点未落在碟面上时，FE会大于0或等小于0，物镜会向上或向下移动，直到焦点落在碟面上为止。3. 进给伺服与循迹伺服进给伺服的作用是：控制进给

14、电机的旋转速度，使进给电机带动激光头水平移动。在移动的过程中，激光焦点始终跟踪信息纹。进给伺服只能实现循迹的粗调。循迹伺服的作用是：确保激光焦点准确地落在信息纹上。进给伺服和循迹伺服电路框图如图5-29所示。进给电机在驱动电压的作用下，可以控制激光头水平移动；循迹线圈可以控制物镜左右摆动，使焦点精确地落在信息纹上。图5-29 4. 主轴恒线速伺服主轴恒线速伺服又叫CLV伺服。其作用是保证光碟的旋转与激光头的相对运动为恒线速。主轴恒线速伺服电路框图如图5-30所示。图5-30它通过比较重建时钟和基准时钟来获得误差信号，控制主轴电机的旋转速度。五.VCD与DVD解码电路解码电路又称解压缩电路，其作

15、用是将压缩的数字视频信号和数字音频信号进行解压缩处理。1. MPEG-1解码器MPEG-1解码器是VCD的核心电路，常由一块超大规模集成块和ROM、DRAM构成。MPEG-1解码器的基本结构见图5-31所示。它由一个精简指令微处理器（RISC CPU）、MPEG-1解码器、基本电路及五大接口电路构成。图5-31 对各部分电路进行解释MPEG-1解码器有三大主要类型，即斯高柏解码器、依雅时解码器、华邦解码器。2. MPEG-2解码器MPEG-2解码器是DVD的核心电路，常由一块大规模集成块和闪存器（FLASH ROM）、DRAM构成，其结构如图5-32所示。图5-32 MPEG-2解码器与MPE

16、G-1解码器的最大区别有两点，一是采用MPEG-2解码方式，这种解码方式完全兼容MPEG-1解码方式；二是增添了扫描格式变换电路。MPEG-2解码芯片比较多，如依雅时公司、美国国家半导体公司、C-Cube公司、联发科技（MTK）公司都推出了自己的解码器。5.4 机 芯应用最广泛的机芯是索尼机芯、飞利浦机芯及DVD超薄机芯。一.索尼机芯1. 机芯结构它主要由机芯架、激光头、主轴电机、进给电机、托盘电机、升降凸轮、托盘、进出盒齿轮等部件组成。见教材图5-33索尼机芯具有两大特点，一是采用铰链式与凸轮滑动式相结合的升降机构，来控制芯座升降动作；二是采用橡胶与弹簧相结合的平衡减振结构来抑制芯座振动。2

17、. 托盘进出原理参考教材图5-34当CPU收到“CLOSE”操作指令时，便发出入盒指令，使托盘电机反时针转动，使托盘由机外向机内移动。当托盘移至机内播放位置时，S2闭合，微处理器便发出制动指令，使电机刹车而停转。当微处理器收到“OPEN”操作指令时，便发出出盒指令，驱动托盘电机顺时针转动，使托盘从机内向机外移动。当托盘向外移至规定位置时，S1闭合，微处理器便发出制动指令，使电机刹车而停转。二.飞利浦机芯参考教材图5-35 参考教材图5-36当微处理器收到“CLOSE”操作指令时，便向托盘电机发出入盒指令，托盘电机反时针旋转，驱动托盘向内水平运行。当托盘接近到位时，S1闭合，当托盘完全到位时，S

18、1又断开。这样，由于S1经过了一个由断开到闭合又到断开的过程，就会形成一个脉冲，CPU接收到此脉冲后，便发出制动指令，使托盘电机停止转动。当CPU收到“OPEN”操作指令后，便向托盘电机发出出盒指令，托盘电机顺时针旋转，托盘载着光碟向外运行。当托盘向外运行到位后，S1闭合，CPU获得一个低电平，此时，CPU输出制动指令，使托盘电机停止转动。三. DVD超薄型机芯参考教材图5-37它的主要特点是厚度很薄，不超过3cm。5.5 VCD与DVD整机电路分析一. 创维200A型VCD电路分析1. 整机框图参考教材图5-38所示重点讲清各部分之间的连接及主要IC的功能2. 主要集成块介绍在分析电路之前，

19、先来了解一下该机主要集成块的功能及结构。1）TDA1300T介绍TDA1300T是飞利浦公司推出的RF处理器，它有三方面功能，一是产生和放大RF信号；二是放大光敏组件各光敏二极管送来的信号；三是控制激光的通/断。TDA1300T各引脚功能及电压见教材表5-8所示。2）TDA7073A介绍TDA7073A内含两个独立的BTL通道，其内部结构参考教材图5-39所示，常用于主轴电机、进给电机、聚焦线圈、循迹线圈的伺服驱动。3）SAA7327H介绍SAA7327H是飞利浦公司推出的集DSP和SSP于一体的数字处理芯片。其内部结构见教材图5-40所示。它具有超强的纠错功能、EFM解调及全数字式伺服功能；

20、内部还含有微处理器接口、多功能接口及音频D/A变换器等。4）CL680介绍CL680是斯高柏公司推出的第三代MPEG-1解码器，该芯片在CL480/CL484基础上增加了一些新的功能，如数字NTSC/PAL视频编码功能、视频D/A变换功能和音频卡拉OK处理功能等。在视频处理方面，CL680具有四大优点：见教材在音频处理方面，CL680具有三大优点：CL680内部的微机接口具有灵活的通信方式，即可采用独立端子与主控CPU之间进行通信，也可采用I2C总线方式与主控CPU进行通信。由于CL680内部未集成ROM和DRAM，故它必须在外部ROM和DRAM的配合下，才能完成MPEG-1解码任务。3. 托

21、盘进/出控制电路托盘进/出控制电路参考下图所示。装入光碟或取出光碟时，只需按动面板上的“OPEN/CIOSE”键，面板CPU会通过I2C总线（SDA和SCL线）将指令送至U1的39脚和40脚，此时，61脚或62脚会输出控制电压，通过Q5Q8驱动托盘电机旋转，使托盘出盒或入盒。S2为托盘到位开关，当托盘到位后，S2闭合，U1的34脚变为低电平，61脚和62脚皆输出低电平，Q5Q8均截止，托盘电机因无电流流过而停止转动。4. RF处理器RF处理电路如图5-42所示，五个光敏二极管产生的信号分别从2024脚输入，分别经放大后，从51脚输出，送到SAA7327H，以形成FE信号及TE信号。在TDA13

22、00T内部，D4、D3及D2信号还经加法器运算后，产生RF信号，从9脚输出。7脚为激光通/断控制端，在正常播时，7脚为高电平，16脚输出5V电压至光头的APC电路，使激光开启。在其它状态下，7脚为低电平，16脚无电压输出，激光关闭。图5-42 4. 数字信号处理器（DSP）参考教材图5-43 TDA1300的9脚送来的RF信号从SAA7327H的1脚和2脚输入，在SAA7327H内部进行EFM解调及纠错处理，再送入CD处理器，处理成DATA、WCLK及SCLK，分别从27脚、28脚及29脚输出。同时还从30脚输出C2P0信号。15脚和16脚外接时钟振荡器，产生8.4672MHz的时钟信号，提供

23、给内部电路。8.4672MHz时钟还经倍频后，从26脚输出16.9344MHz的时钟信号，送至CL680。 5. 伺服系统1）主轴恒线速伺服参考教材图5-44RF信号从SAA7327H的1脚和2脚输入，经内部电路处理后分离出重建时钟送到马达控制器。马达控制器将重建时钟与基准时钟进行比较，获得误差电压，从59脚和60脚输出，送入U2的6脚和7脚，再由U2的9脚和12脚输出主轴电机驱动电压，控制主轴电机的旋转速度。2）进给、循迹及聚焦伺服参考教材图5-45 光敏组件输出的D1D5经U8放大后，送到U1的813脚，由SAA7327H形成数字FE和数字TE信号。数字FE信号和TE信号送至伺服控制器，转

24、成为PWM脉冲形式再从54脚、55脚和56脚输出。55脚输出的聚焦误差信号送至U3的2脚，及时调节聚焦线圈中的电流大小和方向，进而驱动物镜上下运动，使激光焦点精确地落在碟面上。56脚输出的循迹误差信号送至U2的2脚，控制进给电机转动，使激光焦点落在光碟的信息纹上，实现循迹粗调。54脚输出的循迹误差信号送至U3的6脚，最终通过循迹线圈带动物镜左右摆动，使激光焦点精确地落在光碟的信息纹上，实现循迹细调。S1为激光头内限位开关，当激光头移到最里端时，S1闭合，U1的63脚变为低电平，56脚输出高电平至U2的2脚，进给电机反转几圈，使光头稍微后退一点，S2断开，63脚又变为高电平，56脚变为中电平，进

25、给电机停转，光头复位动作完成。6. 解码电路参考图5-46CD接口：是CL680的信号输入口，DSP的数据信号DATA，位时钟信号SCLK，左右时钟信号WCLK及误差标志信号C2P0送至该接口。存储器接口：是CL680用来与外部存储器进行数据交换的通道。音频接口：用来输出解码后的数字音频信号，供外部音频D/A变换器。音频接口输出三路信号，即DATA、BCLK及LRCK。视频接口：用来输出视频信号，CL680能够输出一路VCBS和Y/C信号，它们均为模拟信号。微机接口：用来与面板CPU进行通信。CL680的工作过程如下：（1）DATA、WCLK、SCLK及C2P0信号先送入CD接口，经CD接口和

26、存储器接口写入到DRAM中，供解码时使用。（2）MPEG-1解码器从DRAM中调出压缩的视频和音频数据，并对其解码。解码后的视频和音频数据再存入到DRAM中。（3）根据实际播放顺序从DRAM中依次调出解码后的视频和音频数据。视频数据送至视频编码及D/A变换器。最终从67脚、69脚和75脚分别输出模拟CVBS信号、模拟Y信号和模拟C信号。音频数据送至音频接口，并分别从108脚、110脚和111脚输出LRCK、DATD及BCLK信号，这三路信号送至音频D/A变换器，最终转化成R、L两路音频信号。图5-46 DRAM的作用如下：共4点，见教材ROM的作用是用来存储CL680的微码及厂标画面等。二.金

27、正N868型DVD影碟机金正N868型DVD影碟机由MT1336E和MT1379构成，属于MTK方案，整机结构框图见教材图5-47所示。MT1336E用来完成RF放大；MT1379用来完成DSP、SSP及解码处理；BA5954用来完成伺服驱动；WM8746用来完成音频D/A变换。1）MT1366E介绍MT1366E是台湾联发科技公司推出的芯片，内部除了集成有RF处理器之外，还集成有聚焦误差处理器、循迹误差处理器及APC电路。2）MT1379介绍MT1379是MTK公司推出的新一代DVD解码器，它内部包含DSP、SSP、MPEG解码器、视频D/A变换、视频编码及一个嵌入式CPU等电路。它支持MP

28、EG-1/MPEG-2/JPEG视频解码；支持MPEG-1/MPEG-2、AC-3等多种格式的音频解码。支持PAL制和NTSC制的隔行扫描及逐行扫描格式。MT1379内部的嵌入式CPU是整机的控制中心，它通过内部总线对MT1379内部各部分电路进行控制，通过三总线对RF处理器（MT1336E）进行控制。3）WM8746介绍WM8746是WOLFSON公司推出的24bit 192kHz六声道D/A变换器，它支持16bit和32bit的数字音频信号，适应对取样频率为8kHz192kHz的数字音频信号进行D/A变换。它内含一个控制接口、一个数字音频接口、一个D/A通道控制器、六路音量控制电路、三路双通道数字滤波器、三路双通道调制器及三路双通道D/A变换器。4）BA5954介绍BA5954是ROHM公司推出的CD-ROM/DVD专用驱动集成块，它内含四个通道，各通道均由输入放大器和驱动器构成，驱动器采用BTL驱动方式。在DVD机中，使用一块BA5954，