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1、VCD DVD机技术 第6章典型DVD机电路分析 内容提要 本章以步步高AB915D型DVD机为典型实例 介绍了普及型DVD机的电路构成 性能特点和工作原理 对步步高AB915D型DVD机的结构 信号的流程 主要集成电路的功能进行了较详细的分析 在实例分析过程中 着重介绍了步步高AB915D型DVD机中集成电路整体功能 系统控制电路RF信号处理与数字伺服电路 数据处理与MPEG 2解压缩技术 音频解码和音频输出电路 电源供电电路等部分内容 同时 对各集成电路中数据信息的传递与控制流程进行了系统的分析 为后面学习DVD机故障的判断 检测和维修打下了基础 步步高电子集团公司采用松下第五代伺服控制
2、ESS公司第四代解码技术方案 配用松下DU5型单镜头双束激光头 直流主轴电机 进给 加载共用一只直流电机 倾斜加载方式的DVD超强纠错机芯 不仅是超薄时尚 而且功能超强 按DVD标准设计生产出具有多种编码方式的复台视频 S 视频和Y Cb Cr 视频输出和具有5 1声道音频输出的DVD视盘机 采用同一方案的还有万利达 先科 宏图等品牌DVD视盘机 6 1整机电路 6 1 1整机电路的外形结构与组成 1 步步高AB915D型DVD影碟机的外形结构 该DVD视盘机的外形结构 如图所示 其内部采用模块化结构 配用的松下DU5型DVD机芯居中 装有解码与音频信号处理电路的解码板安装在右边 整合了卡拉O
3、K电路与开关电源电路的组件板安装在左边 该DVD视盘机选用ESS公司生产的第四代DVD解码芯片ES4428 为核心 其前端采用松下数字信号 数字伺服控制电路 后端配用一只美国Crystal半导体公司生产的视频编码器CS4955C0和6通道音频DAC芯片CS4360KZEP 并采用双CPU控制系统的电路程式构成的DVD视盘机 其组成电路框图 如图所示 6 1整机电路 2 步步高AB915D型DVD影碟机的组成 ES公司ES4428 松下MN103S26EGA 美国CrystalCS4955C0 美国CrystalCS4955C0 6 1整机电路 6 1 2步步高AB915D型DVD影碟机的芯片配
4、置与主要功能 1 芯片配置与主要功能 该DVD影碟机配置的芯片及在路编号与功能 如表6 1所列 各芯片分装在伺服板 主板 面板 卡拉OK板 电源组件板上 各电路板之间采用连接器方式相互连接 6 1整机电路 6 1整机电路 2 解码板布局 该DVD视盘机将配置的芯片按整台型设计出编号为2915D 2的解码板 其配置的数字信号 数字伺服控制电路 解码系统 视频编码器 音频DAC 音频放大 复位与27MHZ晶体振荡器等芯片及有关相连的连接器的分布 如图所示 该DVD视盘机的系统控制是以嵌入在U201 ES4428 内32位RISC微控器为核心 并与机芯控制微控器U302 MN102H60 构成双CP
5、U电路程式的系统控制的主体电路 通过总线与程序存储器U208 数据存储器U204 用户参数设置存储器U202和各受控集成电路内的接口电路相连构成的系统控制电路 是该DVD视盘机的控制中心 如图所示 6 2系统控制电路 6 2 1系统控制的组成 嵌入在U201内的32位RISC微控器 采用内部总线与芯片内的解码电路和各接口相连 其主要数据 通过该芯片的DCI接口 主接口 处理器接口 存储器接口和辅助接口与外部各受控 数字信号 数字伺服 各种存储器 操作显示电路 视频编码器 音频DAC 以及机芯控制微控器 RF信号处理等 电路进行通信 采用片选 中断 读 写等操作实施程序控制 完成系统的初始化和检
6、查 安全处理 通信协议处理和PSI 程序特殊信息 表管理 以及传输码流的输入 输出和流向控制 播放控制微处理器负责完成对光盘的装 卸载 进给启动和零轨控制 激光二极管的初始发射 聚焦搜索 循迹和主轴的初始控制等 以实施读盘控制而完成各种播放功能 6 2 2系统控制的必备电路 1 主板供电系统 6 2系统控制电路 2 复位系统 1 复位电路 接通电源数十毫秒后 便从U210的 脚输出一个复位脉仲信号RST 送复位系统各芯片复位端进行复位操作 2 复位系统电路 该DVD视盘机采用多晶振时钟电路 经芯片内数字PLL电路产生功能电路所需的各种时钟信号 并通过时钟线与各功能电路芯片的时钟端相连构成时钟系
7、统电路 如图所示 6 2系统控制电路 3 时钟系统 1 伺服 解调与播放控制用的各种时钟电路 伺服 解调与播放控制用的各种时钟电路 其振荡电路中的晶体X301选用16 9MHz晶体 2 系统CPU MPEG解码 视频编码与音频DAC变换的合成时钟电路 该和成时钟电路 其振荡电路中的晶体X201选用27MHZ晶体 4 数据通信电路 1 系统与播放通信电路 一则接收 本机或遥控 操作信息 二则发送需要显示的数据 以便进行系统与播放控制 2 存储通信电路 与外部存储器U202 U204和U208相连构成存储通信电路 嵌入式微控器千用片选 中断 读 写等操作 用播放过程中来往于各功能电路芯片之间的各类
8、信息数据或控制指令数据 运行其软件 在存储器中进行各种运算与数据交换 3 程序读取通信电路 嵌入式微控器通过该电路与D008通信 以便在开机复位后 从U208中读取初始化程序完成对该机的初始化操作 在播放过程中 读取运行程序进行各种运算 完成各项播放功能 4 数据存储与用户参数设置通信电路 播放过程中 嵌入式微控器便直接从DRAM U204 中快速读取其执行程序 进行解复用和解码的各种高速运算 并将该机中各功能电路处理的各类信息数据与控制指令数据进行缓冲存储 以备各功能电路处理用 用户参数设置存储器U202 装有步步高DVD 开机画面信息 视频编码制式及其他电路工作模式等设置参数 6 2系统控
9、制电路 程序读取通信电路 数据存储通信电路 6 2系统控制电路 6 2 3操作显示电路 步步高AB915D型DVD机有本机键控操作与遥控操作两种方式 该机分为本机键控操作与遥控操作两种 本机键控操作电路可将操作本机按钮的操作信息 分别从U701的12 14脚输入 经键位识别电路处理成串行操作指令数据 从 脚输出 再经连接器XS201的 脚输入U201的165脚 由U201内的微控器输出各种控制信号 控制各种受控电路进入相应的工作状态 红外遥控操作信号 经连接器XS201的 脚输入U201的159脚 由U201与U302内的微控器输出各种控制信号 实施各种遥控操作 6 2系统控制电路 6 2 4
10、加载电机控制电路 步步高AB915D型DVD影碟机的加载电机控制电路 6 2 5读盘控制 碟片识别电路 步步高AB915D型DVD播放机的读盘控制 碟片识别电路 6 2系统控制电路 1 零轨控制 装载碟片结束后 机芯微控器U302令其TRYDRVSEL 托盘 进给选择 端60脚输出低电平 送入伺服驱动电路IC2501的28脚 控制内部开关K接入 TRIN 进给输入状态 并控制U301内伺服DSP将零轨控制指令处理成进给控制 RTVS 信号从67脚输出 接着经R311与C304滤波后 再经连接器XS301的20脚送入伺服驱动电路IC2501的26脚 再经电平变换与驱动放大后 其零轨进给驱动电压分
11、别从15 16脚输出 提供给进给电机 使进给电机正转驱动激光头组件移至零轨处 碰压限位开关SW2501闭合 此信息 TRVSW 从69脚送入U302处理成执行 制动而步入读盘操作指令 因该机采用的是单镜双光束的松下DU 5型DVD机芯 因此 机芯微控器通过U301串行接口53 54 55脚控制IC5201执行 先启动650 激光器发射红色激光识读DVD光盘 后启动780 激光器发射红外激光识读VCD光盘程序的激光初始发射指令 而IC5201内APC电路启动 先从3脚输出 LDDVD 低电平 3 6V 5脚输出 LDCD 高电平 驱动管Q5211导通 Q5215截止 6 2系统控制电路 然后由U
12、301内伺服DSP从脚输出聚焦搜索信号送入伺服驱动电路IC2501的3脚 经电平变换与驱动放大后 其聚焦搜索驱动电压分别从11 12脚输出 提供给聚焦线圈 控制物镜将650 激光聚焦进行搜索访问识读光盘 成功后接通循迹伺服自动进入DVD碟片识别状态 聚焦失败后 3脚变成高电平 5脚变成低电平 3 6V 驱动管Q5211截止 Q5215导通 于是红外激光器被点亮发射780 激光 由物镜聚焦搜索对夹持的非DVD光盘进行识读 在识读过程中 对其主轴实施 先以识读DVD光盘的线速度旋转 并非DVD光盘时 才转入识读SVCD或VCD光盘的线速度旋转 与激光初始发射同步控制 在IC5201内APC电路启动
13、的同时 其激光功率监测信号PD从IC5201的4脚输入APC电路进行激光功率自动调整 6 2系统控制电路 2 碟片识别电路 该DVD播放机的碟片识别电路 见图6 13 进行读盘时 激光头将夹持光盘TOC区域内的类别特征标记符识读出来 经IC5201内RF信号处理与在U301内EFM解调 分类处理 并将数据帧与子码信息分离 其子码信息中包含光盘记录格式 光盘扇区位置和曲目番号及播放时间等 经机芯微控器U302译码识别出夹持光盘的类别 并处理成数据通过数据通信电路送入操作显示驱动电路U701处理成字符驱动脉冲 提供给VFD1 显示其碟片类别 曲目番号及播放时间 还将这些信息数据送U301内伺服DS
14、P作为伺服控制的依据 6 3RF信号处理与数字伺服电路 6 3 1RF信号处理电路 1 RF信号处理电路的组成 2 RF信号处理电路的工作流程 IC5201是RF信号处理的主体电路 6 3RF信号处理与数字伺服电路 6 3 2数字伺服电路 1 数字伺服电路组成 步步高AB915D型DVD影碟机的数字伺服处理电路 主要由误差检测电路IC5201 数字伺服 DSP 控制电路U301 伺服驱动电路IC2501及机芯中各执行部件等构成一个闭环的自动控制系统 6 3RF信号处理与数字伺服电路 2 数字伺服处理的工作原理 1 聚焦伺服控制过程 2 循迹与进给伺服控制电路 3 主轴伺服控制过程 6 4数据处
15、理和MPEG 2解压缩电路 6 4 1解码系统的组成 6 4数据处理和MPEG 2解压缩电路 6 4 2公共码流处理 数字信号处理电路U301将视频数据码流从 脚输出 送解码系统U201的122 128和131脚内的DCI接口 在送往解码器之前 先要经过系统解复用单元对公共码流进行防拷贝技术解忧与解码处理 把各扇区的软件内容回复其本来的顺序 才能在其软件中插入解忧程序 去除CSS ContentScramblingSystem 忧码 形成标准的TS TransportStream 传输流 再由32位RISC reducedinstructionsetcomputer 嵌入式微控器操作DRAM接
16、口的控制线 将该码流传输流经16位数据端的77 82 85 90 93 96脚 12位地址端的53 58 61 66脚存入存储器U204分配的区域 6 4数据处理和MPEG 2解压缩电路 6 4 3视频解码与视频编译码输出电路 1 视频解码 嵌入在U201芯片内的微控器 在获得播放碟片类别信息之后 能依据其压缩格式 在解码过程中读取其视频和音频PES PacketisedElementaryStreams 头缓冲器中的系统头数据进行缓冲读 写 片选 中断与存储区域分配等操作 控制视频解码器对播放的VCD碟片进行MPEG1视频解压运算 而对播放DVD碟片进行MPEG2视频解压运算 6 4数据处理和MPEG 2解压缩电路 2 视频编码器与视频输出电路 步步高AB915D型DVD影碟机的视频编码器电路U206选用CS4955集成电路 前端与解码器相连 后端与视频输出放大器Q213 Q217 Q220相接 见图6 16 可提供多种编码方式的视频信号 复合视频信号 S V Y Cb Cr等 输出 6 4数据处理和MPEG 2解压缩电路 6 4 4音频解码及音频输出电路 步步高AB915D型DVD
