数字信号处理电路的工作原理和检修方法以及系统解读

1、数字信号处理电路的工作原理和检修方法以及系统解读 系统控制电路是用来协调处理复杂的电子线路、精密的激光头和光盘旋转机械之间互相配合工作的电路。 系统控制电路的作用主要有如下三个： （1）接收用户操作信息并控制激光重放电路与机构，使其进入工作状态。 （2）进行自动控制，使机器顺利完成各项任务。 （3）自动保护，通过状态检测，对机器进行保护。系统控制电路所控制的主要有激光头伺服、主轴伺服、托盘和旋转盘、视频信号处理电路、音频信号处理电路和显示电路。 数字信号处理器是用放大后的RF信号（即EFM信号，包含代表数据帧的所有信息，如图像、声音及控制信息等）控制VCO压控振荡器的频率，再产生出位时钟（BC

2、K或BCLK）信号，识别并选出位于每一信息帧最前面的同步信号（同步字），以保证准确分割编码。将14bit数据通过EFM解调器采用程序逻辑矩阵进行解调处理，恢复为8bit二进制数据并进行CIRC纠错、补偿、去交错等运算，以保证传送的信息与记录的同步；将帧编码切换，分离出各种子码信号、左右声道时钟信号（LRCK）及图像、声音的数据（DATA）单元组合信号，将数字视频信号转换成模拟视频信号并进行制式编码。3.3 数字信号处理电路的工作原理及检修方法3.3 数字信号处理电路的工作原理及检修方法EFM解调CIRC纠错接口CLV伺服CPU接口子码处理器时钟发生器RF信号控制信号子码信号数据信号位时钟信号左

3、右时钟信号主轴伺服信号数字信号处理器的组成（1）数字信号处理器的组成RF放大数字信号处理AV解码3.3 数字信号处理电路的工作原理及检修方法 EFM解调是EFM调制的逆处理。在编码过程中，对模拟信号进行PCM编码、CIRC编码、EFM调制等数字化处理，将数字信号记录在光盘上。在解码过程中，则要进行EFM解调、反交错、D/A转换等处理，才能还原出所需的模拟信号。这些处理过程可以统称DSP处理过程。 EFM解调时，需将串行输入的EFM待解调信号进行串/并转换，然后对每个并行的14位数据进行锁存。这些信号包括256种数据组合和2种子码同步信号，共计为258种组合。14位输入数据经过14位-8位译码器

4、，还原为8位数据信号。通常译码器采用程序逻辑矩阵。（1）数字信号处理器的组成EFM解调电路非对称平衡校正器数字锁相环解调器 非对称平衡校正器的作用：对信号的波形进行校正，使其上、下对称，以便于EFM解调。 锁相环电路的作用是：提取位时钟脉冲信号，以便于实现EFM解调和准确跟踪伺服。 解调查器的作用：将14位的数字信号还原成8位数字信号。（1）数字信号处理器的组成 CIRC纠错电路的作用：利用交叉交错里德-所罗门对重放中产生的随机误码进行纠错处理，使其成为正确的重放数字信号。 CLV伺服电路的作用：产生主轴伺服信号、控制主轴电机旋转速度，使激光头以恒定的线速度从光盘上拾取信号。（1）数字信号处理

5、器的组成 EFM解调后，还有子码信号。该码被置于紧接着帧同步信号的1个字节（即8位）的区域内，并逐位分别称为P、Q、R、S、T、U、V、W，共占用8位，各占用1bit。使用子码后，可使视盘机具有编程重放和各种显示功能。为了便于取出并使用这些数据，以98帧为单位作子码帧，即以98帧为一组，称作子码帧。上述子码包括两个方面信息，一方面是时间和控制信息，它由P、Q子码提供；另一方面是图像文字显示信息，它们是由RW提供。因子码帧以98帧为一个重复周期，故子码帧的重复频率应为。子码也要设置同步信号，置于子码信号序列的开头，并用S0、S1表示，它们共占用2位。（1）数字信号处理器的组成 子码中的P码是曲目

6、的编辑信号，用于记录乐曲开头的位置。编码的方法：在每首曲子开始的约2秒钟时间置1，其余时间全都置0。采用P码可以迅速准确地找到乐曲开头的位置。用P码进行选曲方便快捷，一边使光头快速送进，一边检出P码。P码没有附加的误差检出符号CRIC，可靠性稍差。（1）数字信号处理器的组成 子码中的Q码用途最大。Q码是为使视盘机具有更高级的功能而设置的，可进一步改善整机的操作性能。它记录了播放曲目的时间及控制信号，它还附加了纠错信号CRIC，可用来控制重放信号。 在98帧98位的Q通道数据中，含有S0、S1两位子码同步信号；含有4位控制信号，它规定音频信号传输通道数（2通道、4通道等）以及有无预加重，含有4位

7、地址信号；含有9组8位信号，它们构成两个4位一组的BCD码，表示从00-99（最大）的数字，这72位数码可以记录曲目号数（TNO）、索引（X）、该曲子从开始计算的演奏时间（分、秒、帧）及累计演奏时间（分、秒、帧）等；最后16位是纠错符CRIC。 在重放Q通道码时，可在显示屏上显示曲目号和时间，还可以对任意曲目进行选取。（1）数字信号处理器的组成 接口电路的作用：控制数字信号输出的方式，即并行还是串行方式输出。 时钟发生器的作用：产生基准的时钟信号，供数字锁相环、CLV伺服电路使用，也可以从其他电路直接输入。 CPU接口电路与机芯CPU和系统控制CPU相连，用于接收控制指令和传送相关的数据信息。

8、（1）数字信号处理器的组成（2）电路工作原理分析多路器32KRAM非对称性校正同步保护EFM解调数字PLL时钟子码Q处理器寄存器数据总线D/A数据处理串/并行处理器纠错36383962454647567778缓冲器RF信号16.9377MHzR144R145C140C139LRCKDATABCKC2POSQSOSQCKC137RF C137 缓冲器（EFM、PLL、同步保护） 积分滤波 非对称性校正 在PLL电路控制下，将14bit 数字信号解调为8bit 数字信号。（2）电路工作原理分析多路器32KRAM非对称性校正同步保护EFM解调数字PLL时钟子码Q处理器寄存器数据总线D/A数据处理串/

9、并行处理器纠错36383962454647567778缓冲器RF信号16.9377MHzR144R145C140C139LRCKDATABCKC2POSQSOSQCKC13716.9344 时钟 4.3218 PLL（BCK）（2）电路工作原理分析多路器32KRAM非对称性校正同步保护EFM解调数字PLL时钟子码Q处理器寄存器数据总线D/A数据处理串/并行处理器纠错36383962454647567778缓冲器RF信号16.9377MHzR144R145C140C139LRCKDATABCKC2POSQSOSQCKC137EFM输出的8位数字信号分为两路：寄存器、数据处理电路；子码处理器第一路

10、经处理得到LRCK、DATA、BCK信号。（2）电路工作原理分析多路器32KRAM非对称性校正同步保护EFM解调数字PLL时钟子码Q处理器寄存器数据总线D/A数据处理串/并行处理器纠错36383962454647567778缓冲器RF信号16.9377MHzR144R145C140C139LRCKDATABCKC2POSQSOSQCKC137左右声道选择时钟串行位时钟第二路送Q处理器，在子码时钟SQCK作用下产生8bit 子码Q信号SQSO ，送CPU控制机芯，并显示光盘播放的曲目信息。（2）电路工作原理分析多路器32KRAM非对称性校正同步保护EFM解调数字PLL时钟子码Q处理器寄存器数据总

11、线D/A数据处理串/并行处理器纠错36383962454647567778缓冲器RF信号16.9377MHzR144R145C140C139LRCKDATABCKC2POSQSOSQCKC137左右声道选择时钟子码时钟子码Q信号串行位时钟（3）数字信号处理电路常见故障及检修方法 以CXD2545Q为例，它内部包括主轴电机伺服、聚集伺服、循迹伺服、进给伺服电路。在实际维修中，对与数字信号处理相关的伺服电路进行检修采用示波器测量波形的办法来判断故障。如书中表CXD2545Q（3）数字信号处理电路常见故障及检修方法1）RF信号从36脚输入，用作主轴电机伺服，其正常幅度为：PP，波形如下图。如无RF或

12、RF幅度过小，主轴电机转动异常。 常见现象：通电后光盘转速失控，有时正、反向飞转，使激光头无法读盘，过一会显示“无盘”。（3）数字信号处理电路常见故障及检修方法2）CXD2545Q的62、63脚晶体振荡器，波形如下图，频率为：Z，正常幅度约：2VPP。 若时钟信号不正常，会引起综合的故障现象：如开机后有时显示屏无显示、操作不良、激光无发射、无聚集动作、有时盘片转动异常、不读盘等。（3）数字信号处理电路常见故障及检修方法3）数字处理芯片CXD2545Q通过74脚向CPU传送子码同步信号（SCOR），77脚传送子码Q数据信号（SQSO），78脚接收子码时钟信号（SQCK）。 其中任一信号缺少时，故

13、障现象是激光头能发光，有聚集搜索动作，光盘能正常旋转，但十多秒读不出目录后光盘停转，显示“NO DISC”。（3）数字信号处理电路常见故障及检修方法4）数字处理芯片CXD2545Q的80脚（SENS）与CPU间开路时，CPU收不到聚焦好（FOK）和聚焦过零信号（ FZC）信号，VCD通电后能够聚焦搜索，LD能发光，但主轴电机不转，显示无盘。2.5V2.5V2.5VLRCK信号DATA信号BCK信号（3）数字信号处理电路常见故障及检修方法5）数字处理芯片CXD2545Q的45脚（左右声道时钟信号LRCK ）、46脚（串行数据DATA）、47脚（位时钟信号）在停止和重放时波形一致，电压为PP左右。

14、而46脚（串行数据DATA）在停止时电压为0V，如右图所示。（3）数字信号处理电路常见故障及检修方法6）CXD2545Q内部设有C1、C2纠错系统，原理：当重放的数据出错不太严重时，由C1纠错系统进行纠正；当重放的数据严重出错时，C1不能完全纠正，于是输出C1错误指针信号，并加至C2纠错系统进行纠正，若C2也不能纠错，则输出C2错误指针（C2PO）加到解码电路，由解码电路进行纠正。C2PO为低电平时，表示输出数据是正确的，反之是错误的。（3）数字信号处理电路常见故障及检修方法 在重放时，测CXD2545Q的56脚（C2PO）的波形，当波形中有密而宽的脉冲出现时，说明输出的数据有错误，在排除光盘

15、和激光头不良的情况下，说明数字处理电路性能变坏。3.4 控制电路的工作原理及检修方法 系统控制电路的核心是微处理器（CPU），它根据键控信号、机芯的工作情况及ROM存储器中固化的控制数据对整机各部分进行适时控制，同时将有关信息通过显示器显示出来。 VCD机的控制和信号处理都是按一定程序进行的，在每次开机时都必须进行系统初始化，让机器进入预设的工作状态。 开机通电后，微处理器（CPU）首先被复位，使其自身初始化；然后CPU先对显示电路初始化，显示屏按设计要求显示字符；再对MPEG1解码内部寄存器进行初始化，并将ROM中的微码载入DRAM与解码器，开机画面随即产生；最后对机芯控制电路初始化，使机芯

16、完成光头复位、搜索、检测等动态控制。3.4 控制电路的工作原理及检修方法3.1.1 操作、显示电路（1）荧光显示屏（VFD）的结构 VFD 是Vacuum Fluorescent Display（荧光显示管）的缩写，其构造是通过玻璃盖和基板组成一个密闭的真空容器。在真空容器内以阴极Cathode（灯丝）、栅极Grid及阳极Anode为基本电极，再将其附属的各种金属零件和覆膜包容而成。 灯丝：由钡、锶、钙的氧化物包裹极细的钨丝构成，是发射电子的源泉。导电条：透明导电膜通电的桥梁 。阳极：荧光体的载体并使荧光体通电 。绝缘膜：防止线路间短路的有效保护膜 。（1）荧光显示屏（VFD）的结构铝配线：阳

17、极通电的通道 。栅极：极薄的不锈钢板经过光蚀刻法做成不影响显示的网格，可集中电子并加速电子运动 。玻璃基板：阳极、铝配线、栅极等的载体，同时与玻璃盖形成密闭空间 。（1）荧光显示屏（VFD）的结构导线：可固定于线路板上，是获得电源的支柱与桥梁 。圆环：其增效后喷射出来的钡单质能保持内部高度的真空 。排气孔：排气机抽空气的唯一通道 。玻璃盖：透明导电膜的载体，同时与玻璃基板形成密闭空间 。（1）荧光显示屏（VFD）的结构（1）荧光显示屏（VFD）的结构密封玻璃胶：在高温下可融化，用于连接玻璃盖和玻璃基板 。荧光体：通电后带正电，接受由灯丝发射出来且经过栅极加速的电子冲击，即形成我们所见到的发光图

18、案 。导通孔：连接阳极与铝配线，使阳极通电 。（1）荧光显示屏（VFD）的结构透明导电膜：通电形成保护电场，防止外界的静电干扰使球本发光变暗或不发光 。灯丝固定端：固定灯丝 。灯丝可动端：使灯丝在发热膨胀变长后仍然保持张紧的弹簧 。中付药膏：固定栅极（Mesh）并使其通电。显示屏操作显示电路系统控制CPUFDOUTDINSTBCLKVDDVEE数据选通时钟阳极脉冲栅极脉冲遥控输入AC3.5-28V+5V键盘（2）操作显示电路的工作原理1）操作电路 键盘操作信号直接输入显示/操作集成电路，一方面产生显示驱动信号，另一方面产生操作数据信号，从DOUT串入至系统控制CPU。 遥控信号输入系统控制CP

19、U，处理后，再去控制操作/显示驱动电路和各种机构的相应动作。（2）操作显示电路的工作原理2）荧光显示电路原理 栅极分为若干位，每位做一根引出脚，每位的阳极分为若干段，各位对应的阳极连在一起，组成若干组，同一组中的阳极共用一根引出脚。（2）操作显示电路的工作原理2）荧光显示电路原理 将脉冲电压加到各位的栅极上，便依次开通各位栅极，同时在阳极加上字符脉冲电压，当栅极和阳极的脉冲同时处于高电平时，阴极电子才能击中阳极并发光，这样显示屏的字符就按栅极和阳极扫描脉冲的规律点亮。显示屏正常显示必须具备四个条件： 1.灯丝供电正常； 2.显示驱动电路有三个脉冲信号（时钟脉冲CLK、选通控制STB、串行数据D

20、IN）输入； 3.栅极控制脉冲正常； 4.阳极控制脉冲正常。实际操作显示电路（厦新VCD768）（3）操作、显示电路的检修1）操作电路的检修 按面板按键，观察显示屏应有相应字符显示，若无，则故障在操作电路。2）显示电路的检修（3）操作、显示电路的检修 显示电路常见故障现象：开机全亮、显示屏不亮、显示不全、亮度不够。显示屏操作显示电路系统控制CPUFDOUTDINSTBCLKVDDVEE数据选通时钟阳极脉冲栅极脉冲遥控输入AC3.5-28V+5V键盘1.若CLK、STB、DIN正常，而显示不正常，可查显示驱动电路输出的栅极和阳极脉冲是否正常，若正常，说明显示驱动电路工作正常，可能是显示屏或连接线

21、故障。2）显示电路的检修（3）操作、显示电路的检修 显示电路常见故障现象：开机全亮、显示屏不亮、显示不全、亮度不够。显示屏操作显示电路系统控制CPUFDOUTDINSTBCLKVDDVEE数据选通时钟阳极脉冲栅极脉冲遥控输入3.5V-28V+5V键盘2.若CLK、STB、DIN不正常，应查系统控制CPU部分。3.若驱动电路输出的栅极和阳极不正常，先测+5V电压、28V负压、灯丝电压；其次测复位电压。3.4.2 托盘进出控制（1）基本工作原理1）分立元件型机芯控制CPU+12VM38303139CLMTROPMTROP SWCL SW出盒到位开关入盒到位开关Q904Q903R905R906R90

22、3R902Q902Q901Q910R910-+3.4.2 托盘进出控制（1）基本工作原理2）集成电路型12345逻辑控制托盘开启开关托盘开启开关M加载电机XS102D117 BA6208D103 SVD18111611621271263278加载卸载OPEN检测CLOSE检测K2K1R138R1373.4.2 托盘进出控制（2）托盘控制电路的检修机芯控制CPU+12VM38303139CLMTROPMTROP SWCL SW出盒到位开关入盒到位开关Q904Q903R905R906R903R902Q902Q901Q910R910-+3.4.2 托盘进出控制（2）托盘控制电路的检修12345逻辑控制托盘开启开关托盘开启开关M加载电机XS102D117 BA6208D103 SVD18111611621271263278加载卸载OPEN检测C