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1、第5章 DVD影碟机典型电路原理分析,本章要点 * DVD影碟机的整机电路构成与工作原理 * DVD影碟机电路的基本分析方法 * DVD影碟机系统控制的工作过程 * DVD影碟机伺服系统的工作过程 * DVD影碟机的音、视频信号流程分析 本章介绍了几种典型的DVD电路，并以福建万利达集团有限公司生产的DVDN980型影碟机为例，介绍DVD影碟机主要部分的典型电路工作原理。,5.1 整机简介,DVDN980型影碟机是万利达电子集团有限公司于1999年9月推出的性能优良全兼容的DVD播放机。万利达DVDN980型影碟机的主要特点：,（1）内置DOLOBY DIGITAL（AC3）解码，音质逼真传神
2、，可欣赏到全方位的5.1声道输出效果，在家中便可感受影院般的震撼效果。它还可输出DTS数字光纤信号。 （2）全面兼容DVD，SVCD，CVD，VCD，DVCD，Dr.OKO，CD和MP3等多种光盘，广泛符合中国消费者的要求。 （3）DVDN980型DVD影碟机具有软件升级功能。 （4）该机采用松下华录第四代（CR2NL型）DVD机芯，单束单镜双聚焦DVD激光头，功能超强，性能稳定，使用寿命更长。 （5）该机采用全封闭的防尘设计，其进给机构采用蜗轮蜗杆传动方式，主轴采用无刷电机驱动方式，聚焦和循迹采用四线悬挂方式，加载机构采用垂直方式进行加载。 （6）不受区域限制，自由共享全球碟片资源。 （7）
3、具有卓越的高画质。由于采用国际标准的MPEG2影像压缩技术，其水平清晰度超过500线。,（8）强大齐全的播放功能。它具有多角度欣赏功能，可以从不同角度去欣赏同一情景；具有多种语言和字幕的支持能力，最多可以有8种语言及32种字幕。 （9）设有加密功能。可根据需要加密锁定不同级别的碟片，为儿童的健康成长奠定良好的基础。,5.2 电路组成及工作原理,5.2.1 整机组成 该机由华录松下单束单镜双聚焦DVD机芯（即松下第四代DVD机芯）、RF放大电路、数字信号与数字伺服处理电路、DVD数字信号处理电路、MPEG2音/视频解压电路、视频编码电路、音频DAC电路、系统控制电路、操作/显示电路、电源电路等组
4、成，分装在主板、电源板、前面板、话筒板、伺服电路板上。其组成框图如图5.1所示，各电路板采用的主要集成电路及功能见表5.1。,图5.1 DVDN980型影碟机整机组成框图,表5.1 DVDN980型影碟机主要集成电路及功能,5.2.2 工作原理,当光盘装载到位后，激光头识读的盘片类型信号，经微处理器IC6201识别确认后，输出控制信号至伺服处理IC2001，使其进入相应的VCD或DVD伺服方式，分别对主轴和聚焦伺服进行控制，激光头从光盘上读取的信息，经IC5202进行RF放大和伺服预放处理。伺服预放处理的聚焦、循迹、进给与主轴误差信号送入IC2001进行数字伺服处理，对各种机构进行伺服控制，以
5、保证激光头准确地读取光盘的信息。该信息经IC5202 RF放大后，送入IC7001进行解调处理。对于播放CD，VCD光盘的数据流进行EFM解调与CIRC纠错，处理成CD-ROM格式的数据流。对播放DVD光盘的数据流进行EFM+解调与纠错及地区码解密，恢复其DVD光盘格式的本来顺序。DVD-ROM格式变换和接口电路将光盘上读出的数字信号按DVD-ROM的格式形成数据流，再经ECC误差校正处理电路，由IC7001内的ATAPI接口处理成8位数字信号，从180、182、184189脚送入MPEG2解码芯片U15（ZiVA-3），与外挂的两只16MB SDRAM构成解码电路，在播放DVD光盘时，可解压
6、还原成500线以上的视频数据，可解杜比AC3，混成两声道输出，支持DTS数字输出，以及杜比前逻辑（Prologic）的数字多声道环绕声信号。,经U15解压后得到的8位视频数据送入视频编码器U31（BT864），经U31内部D/A转换，PAL/NTSC编码，从其、脚输出视频信号，从12脚输出色度信号，13脚输出亮度信号。 U15通过音频接口还将杜比AC3解码并混成两声道、MPEG1/2音频解码、MP3解码还原的音频数据与CD-DA直通数据，分别从161 、163165脚输出，从166脚输出LRCK，167脚输出BCK信号，一起送到U21、U23U25（PCM1720）音频D/A变换器，还原成模拟
7、的音频信号，经U27U30（4588）低通放大后输出5.1声道或双声道音频信号。,5.3 RF放大和数字信号处理电路,RF放大和数字信号处理电路分别由IC5202，IC2001，IC7001及外围元件组成，其组成电路如图5.2所示。,图5.2 RF放大和数字信号处理电路,5.3.1 RF放大电路,RF放大电路主要由IC5202（AN8706FHQ）及其外围元件组成。激光头发射的激光经光盘反射后照射到小田字形光敏检测二极管A1A4上，转换成4路电信号后送入IC5202的9497脚，经内部前置放大、求和运算、均衡补偿、时序控制与同步检测放大，处理成RF信号从其4750脚输出至IC2001进行处理。
8、,5.3.2 数字信号处理电路,数字信号处理电路主要由IC2001（MN67705EA）、IC7001（MN103007BGA）及外围元件组成。 IC2001将4043脚输入的RF信号进行数据分离，分别得到CD格式信号或DVD信号和时钟信号。若分离出的为CD格式信号，则需经EFM解调和CIRC纠错处理；若分离出的为DVD信号，则直接经自动增益控制（AGC）和自动限幅处理。但无论是DVD信号还是CD格式信号都由串/并转换处理成四路数据信号DATA0DATA3，从其6063脚输出至IC7001进行处理。分离出的时钟经内部PLL锁相环处理后从其57、64脚分别输出RCK、CHCK4时钟信号提供给IC
9、7001。 由IC2001输出的数据信号（DATA0DATA3）分别从112115脚送入IC7001内部DVD/CD DSP接口。其中DVD数据流需送EFM+解调器进行解调，再经拷贝保护与解密电路，以恢复其DVD格式的本来顺序送格式接口；CD格式数据流经去扰处理后也送格式接口。再经ATAPI按DVD-ROM格式形成数据流，分别从1、3、6、9、12、14、17、20脚输出到MPEG2解码器进行解码处理。,5.4 伺服处理电路,该机伺服电路由伺服误差检测IC5202，伺服控制IC2001，伺服驱动IC2501，IC2511及其外围元件组成。其主要作用是在播放期间，对聚焦、循迹、进给、主轴进行自动
10、控制，以保证激光头准确地读取光盘的信息。其组成框图如图5.3所示。,图5.3 伺服信号处理电路,5.4.1 聚焦伺服,聚焦伺服的误差信号取自小田字形光敏检测二极管A1A4的差值信号 (A2+A4)( (A1+A3)，其控制过程如下：由A1A4检测的信号经IC5202内部RF放大，聚焦平衡补偿控制处理成模拟的聚焦误差信号FE从13脚输出。经R2025从97脚送入IC2001内部多路器，经A/D转换后送入伺服DSP处理成误差数据，再经D/A转换后从102脚输出模拟的伺服控制信号至IC2511的脚，经IC2511驱动放大后从13、14脚输出信号至聚焦线圈，以保证激光头对光盘的精确聚焦。,5.4.2
11、循迹伺服,IC5202采用微分相位法将DVD光盘的循迹误差检测出来，采用比较器将除DVD外的兼容光盘的循迹误差检测出来，并从28脚输出循迹误差信号TE，经R2027从91脚送入IC2001内部多路器，经A/D转换后送入伺服DSP处理成循迹与进给误差数据，再经D/A转换后从92脚输出模拟的循迹伺服控制信号至IC2511，经IC2511驱动放大后从其11、12脚输出信号至循迹线圈，以保证发射的激光始终跟踪信号的轨迹。,5.4.3 进给伺服,由IC2001内部伺服DSP处理得到的进给误差数据，经脉宽调制PWM电路处理成进给伺服控制信号，从104、105脚输出至IC2511的23、26脚，经内部放大后
12、驱动进给电机带动激光头组件径向移动，对激光头组件进行粗调使其进入循迹伺服控制范围。,5.4.4 主轴伺服,IC2001在提取DVD数据信号的同时也将帧同步与位时钟提取出来，经恒线速（CLV）检测器将线速度误差与相位误差检测出来，由CLV经PWM电路处理成主轴伺服控制误差信号，分别从120、121脚输出，经三相主轴电机驱动电路IC2501处理成三相驱动电压从23、26、28脚输出，去调整主轴电机的转速，带动光盘作恒线速转动。此外，在主轴电机定子绕组上设有三个霍尔元件，用于检测主轴电机转子的旋转相位，经IC2501内部三个霍尔放大器放大后形成主轴电机相位控制信号与主轴电机的速度信号FG，以实现主轴
13、电机的转速控制。,5.5 视频信号处理电路,该机视频信号处理电路，由MPEG2解码器U15(ZiVA-3)、视频编码器U31(Bt864) 和DRAM存储器U16、U18等组成，如图5.4所示。 5.5.1 MPEG2解码器 1. 简介 ZiVA3是美国斯高柏（C-CUBE）公司在ZiVAD6芯片的基础上开发的MPEG2新型单片解码集成电路。它保持了向下全兼容的DVD格式，内含有MPEG视频解码、子图解码、OSD解码、MPEG音频解码、AC3解码等解码运算处理功能复用解码电路，其内部组成框图如图5.5所示。在软件支持下，可对DVD，SVCD，CVD，VCD，Dr.OKO，MP3等光盘不同的压缩
14、算法进行MPEG1，MPEG2音视频解码。具有AC3（5.1声道）输出和DTS数字信号光纤输出。该芯片采用208脚PQFP封装，3V供电。外部27MHz时钟，外挂16M SDRAM即可完成解码。,图5.4 视频信号处理电路,图5.5 ZiVA3内部组成框图,2. 接口功能 ZiVA3内部电路复杂，但只要掌握其外部接口特性，就不难理解它的基本原理。下面介绍ZiVA3的接口功能。 （1）主机接口。主机接口是供主机微处理器通过主机地址总线，数据总线和控制总线与ZiVA3之间进行通信使用，主要包括对芯片的初始化、提供压缩数据、报告状态和控制操作过程等。 （2）DVD/CD接口。该接口是解码芯片的输入端
15、口，用来接收CD/DVD格式数据流。采用8条线与机芯电路相连。 （3）DRAM/ROM接口。该接口通过地址总线、数据总线及控制线与本机DRAM或ROM阵列之间作数据传输。 （4）视频接口。该接口是一个输出端口，用来输出解压后的数字视频图像信号。 （5）音频接口。该接口是一个数字音频输入/输出接口。可将解压后的MPEG音频数据或AC3解码后的音频数据传输给各音频DAC，也可对输入的音频（只有一个通道）进行DSP声场处理。,3. MPEG解码过程 如图5.4所示，由DVD数字信号处理电路IC7001输出的MPEG数据流从180、182、184189脚送入ZiVA3内部的节目流解码器，经节目流解码器
16、后分离出视频数据包和音频数据包。 视频数据包送入视频解码电路，根据盘片的不同类型进行相应的MPEG1/MPEG2解码，以恢复成压缩前的图像数据信号，并处理成8位YCbCr像素格式，从视频接口的142、143、145、148、150、152、154、155脚输出数字图像信号，从157、158脚输出行、场同步信号。,音频数据包则根据盘片的类型送入相应的解码电路，在软件支持下进行不同方式编码逆运算，恢复成编码前连续的PCM格式的音频数据，由音频接口输出。若播放的为VCD，SVCD光盘，其音频数据包送MPEG音频解码电路，在软件支持下进行线性PCM编码逆运算，恢复成编码前的16位线性PCM格式数据，从音频接口的163脚输出；若播放MP3或Dr.OKO光盘，MPEG音频解码电路在软件支持下进行MP3或Dr.OKO编码逆运算，恢复成编码前的音频数据，仍从163脚输出；若播放的为DVD光盘，其AC3数据流送AC3解码器进行AC3解码，解码后分别从163脚输出前左、右声道（FL、FR）音频数据，164脚
