DVD影碟机的基本工作原理与检修

1第6章DVD影碟机的基本工作原理与检修本章要点6.1基础知识6.2机芯及其配套芯片6.3电路的工作原理6.4常见故障及检修方法26.3电路的工作原理6.3.1DVD机的组成及基本工作原理（1）DVD机的基本结构DVD机的电路由机芯电路（RF放大、数字信号处理、机芯微处理器、数字伺服、驱动电路）、MPEG2/MPEG1音频解码电路（DRAM、ROM）、系统控制电路、操作/显示控制电路、视频编码电路、AC-3解码电路等组成。与VCD机电路不同的是，DVD机采用MPGE2解码和AC-3解码器。根据1995年DVD标准，MPEG2在定义上包含MPEG1，因而所有符合MPEG1标准的VCD光盘均能在DVD机上播放。36.3电路的工作原理6.3.1DVD机的组成及基本工作原理（1）DVD机的基本结构DVDP（DVDPlayer，即DVD光盘播放器）系统是DVD机的关键部件，其主要功能是从DVD（和CD）类光盘中拾取信息，并对之进行必要的信道处理，最终还原为信源编码位流信号。它主要由DVD机芯（包括激光机芯和装载机构）和包括RF放大／校正处理、信道解码（EFM+解码/里德所罗门乘积码RS-PC解码及EFM解调/里德所罗门CIRC解码），伺服系统及机械系统等子功能模块。46.3电路的工作原理6.3.1DVD机的组成及基本工作原理（1）DVD机的基本结构56.3电路的工作原理6.3.1DVD机的组成及基本工作原理（1）DVD机的基本结构66.3电路的工作原理6.3.1DVD机的组成及基本工作原理（2）DVD机的基本工作原理激光头读取光盘信息，经过RF前置放大、补偿、整形后输出二进制码流。输出的数字信号在DVD-DSP（数字信号处理）电路进行EFM+（8~16）解调，还原为8位二进制信号，再经过RS-PC纠错处理，以提高读盘能力。纠错处理后输出的信号送到MPEG2解码器进行图像信号的解压处理和AC-3音频解码及子画面图像信号处理，输出的子画面图像信号与MPEG2解压后的视频信号一起送入PAL/NTSC视频编码器，经编码输出视频信号（复合视频信号、S视频信号或色差分量视频）。7经AC-3解码后输出的6声道数字音频经6路DAC转换后输出5声道全频域的音频信号和1路120Hz以下的超重低音信号。与此同时，RF前置放大和DSP输出的信号送至数字伺服电路，经伺服处理后产生的误差信号再经驱动放大后控制伺服机构，以保证激光头精确读盘。为了使DVD机各单元电路正常工作，还需要系统微处理器与机芯微处理器参与控制，以保证整机正常工作，实现完善的人机界面与控制。6.3电路的工作原理6.3.1DVD机的组成及基本工作原理（2）DVD机的基本工作原理86.3.2RF电路与DSP电路工作原理（1）RF电路该机的RF信号处理电路主要用于将双聚焦激光头拾取的光检测信号，经I/V转换后的电压进行放大、求和、均衡后产生RF信号，经运算产生聚焦误差信号，经相位检测和相位运算产生循迹信号。RF信号处理电路由RF信号产生电路、聚焦误差产生电路和循迹信号产生电路组成。96.3.2RF电路与DSP电路工作原理（1）RF电路至CD数字信号处理电路至DVD数字信号处理电路10循迹信号产生电路TE送IC503（CD信号处理与伺服处理电路）处理成控制信号再送伺服驱动电路。11（2）DSP电路RF信号送到DSP电路进行数字处理，该机的DSP电路由IC201（TC90A41AF）、IC503（TC9461F）及版权保护电路IC301（MD36710X）组成。它们的作用是将DVD的RF信号整形和8/16解调及区域码解码，处理成DVD格式的数据流；还要将CD（或VCD）的RF信号整形和*/14解调，处理成CD-ROM格式的数据，送MPEG电路处理。同时检测出主轴线速度误差，并产生主轴伺服控制信号，送IC510（BA6844FP）主轴电机驱动电路。12（2）DSP电路并行送至版权保护芯片IC30113（2）DSP电路14（2）DSP电路经IC501进行RF信号处理后，除产生RF信号外，还有FE信号、TE信号和RF检测信号。这些信号分别送IC201和IC503进行数据处理和数字伺服控制。从IC503（CD信号及数字伺服处理）输出聚焦、循迹和进给伺服控制信号，送IC601（伺服驱动电路）。从IC503输出的CD主轴电机伺服控制信号和从IC201产生的DVD主轴电机伺服控制信号，送至IC510（主轴电机驱动电路）。156.3.3伺服电路工作原理（1）聚集伺服电路166.3.3伺服电路工作原理（2）循迹伺服电路176.3.3伺服电路工作原理（3）进给伺服电路186.3.3伺服电路工作原理（4）主轴数字伺服电路主轴伺服是通过对数据速率误差的检测，改变主轴电机的转速，实现恒线速度（CLV）的目的。19（4）主轴数字伺服电路从EFM信号中分离出非连续的位时钟脉冲，送到PLL电路中的比较器，使VCO产生不念旧恶与EFM同步的位时钟（它完全反映出主轴线速度），送入比较器与定时发生器1产生的标准时钟进行比较，可检出主轴线速度误差。然后送入数字CLV处理器。帧同步分离电路从EFM解调查器输出的数据流中分离出7.35kHz帧同步信号，送恒线速度处理器以高达130kHz的采样频率对主轴线速度误差（MDS）和同步相位误差（MDP）进行采样测量与运算，其误差数据处理成PWM控制信号。206.3.4解码电路工作原理(1)MPEG-2解码系统功能模块1）MPEG-2系统解码一是完成对MPEG-2位流的系统层解码；二是恢复系统时钟。2）MPEG-2视频解码对MPEG-2视频基本位流进行有限制的MP@ML（基本级基本类）解码，得到视频数据。21(1)MPEG-2解码系统功能模块3）MPEG-2/AC-3音频解码对MPEG-2/AC-3音频基本位流进行解码，得到PCM数据。①MPEG-2音频解码器MPEG-2向下兼容，它比MPEG-1音频增加了以下功能：A、MC/ML（多通道/多语音）功能即增加为5.1通道，在原左、右声道的基础上增加了左环绕（LS）、右环绕（RS）、中置通道、超重低音通道。B、LSP低采样频率功能22②AC-3音频解码器解码框图如下：3）MPEG-2/AC-3音频解码23②AC-3音频解码器3）MPEG-2/AC-3音频解码为适应DVD与不同音响配置的连接，AC—3解码器有四种方式的解码，如图所示。24其中，A型解码为标准5.1声道AC—3解码。它具有6个完全独立的声道输出，除超重低音为20Hz～120Hz外，其余5声道全为全频带（20Hz～20kHz），因而称为5.1声道（超重音算0.1声道）。B型解码后重组成4-2-4两声道杜比环绕编码信号，再经杜比前逻辑解码器还原为4声道杜比环绕声。C型解码后处理成双声道（立体声）模拟信号，以实现对现有大多数立体声音响设备的兼容。D型解码后将信号混合成单声道，以供单声道电视机、功放等使用。②AC-3音频解码器3）MPEG-2/AC-3音频解码25（2）典型解码系统电路结构1）松下MN6674系统该系统对不同的信源码位流采用不同的处理通道：重放CD-DA光盘时，在DVDP系统中，经过CDRF处理的信道解码/解调的CD-DA位流，直接从CD-DSP输出，经过音频解码器（MN67730MH）选择后直通输送至后级的ADC。26（2）典型解码系统电路结构1）松下MN6674系统重放VCD光盘时，在DVDP系统中，经过CDRF处理的信道解码/解调的VCD位流，直接从CD-DSP输出，送入DVD信道解码解调器，然后送至解码处理器（MN67790）进行解码，再输入到视频解码器（MN67740）进行系统解码，复用分离后的视频和子图压缩数据在该解码器内进行解压。而音频压缩数据则送音频解码器（MN67730MH）进行压缩解码。最后，重构视频、音频PCM数据分别送视频、音频处理电路，变换成各种格式的输出模拟视频、音频信号。27（2）典型解码系统电路结构1）松下MN6674系统重放DVD光盘时，在DVDP系统中，经过DVDRF处理的信道解码/解调的DVD位流，直接从DVD-DSP输出，送DVD信道解码解调器，然后送至解码处理器（MN67790）进行解码，再输入到视频解码器（MN67740）进行系统解码，复用分离后的视频和子图压缩数据在该解码器内进行解压。而音频压缩数据则送音频解码器（MN67730MH）进行压缩解码。最后，重构视频、音频PCM数据分别送视频、音频处理电路，变换成各种格式的输出模拟视频、音频信号。281）松下MN6674系统数字版权保护解密MPEG-2、视频及子图像解码编码及DAC音频解码音频DAC复合视频编码视频驱动29（2）典型解码系统电路结构2）东芝TC8120系统302）东芝TC8120系统1234567891031MPEG-2节目流的输入在系统控制单片机发出的数据传输/接收命令控制下MPEG-2节目流从DVD-DSP输出至解码系统版权保护解码芯片发出的数据请求信号SREQ为低时时，IC201向IC207输出MPEG-2节目流信号及相关辅助信号。32数字版权保护解密（TC6813AF）输入到DVD解码系统的MPEG-2数据位流，首先在TC6815AF中利用节目流系统首标中的有关位流加密的信息，对位流进行版权保护解密处理。33MPEG-2系统解码、数据分离经解密处理的MPEG-2节目流由MPEG-2解码器，将MPEG-2视频数据扇区与子图、音频数据扇区分开。而解码得到的控制信息送系统控制CPU分离出来的视频位流在MPEG-2解码器进行ML@MP（基本级基本型）算法解码后，重构出视频数据。视频处理器的数据请求信号SDREQ为低电平时，在MPEG-2解码器中重构的视频数据与未经处理的音频和子图像数据分别送后级。34音频与子图分离等重构的视频数据、子图像和音频数据送到TC6819AF后，在该项芯片内（利用外接D-RAM）进一步对子图像解码。解码后与输入的重构视频数据及OSD（BU6271FV）形成的RGB字符数据混合，以8位YCrCb并行格式输出至复合视频编码器ADV7175A来自串/并变换器（TC6813AF）的数据请求信号BUFUL为低电平后，与子图分离的音频数据位流（格式可选）从IC301输出，并与从IC301输出的同步时钟BSCK、数据有效DGATE、错误信号CRCERR等数据传输辅助信号一起送到TC6813AF。35复合视频编码、音频信号处理IC306形成的基准定时脉冲，送到IC301作为视频通道同步及时基控制信号。从IC301输出的8位YCrCb并行视频数据，送IC306进行数据处理，形成复合视频信号等。并/串变换TC6813AF在外接DRAM配合下将音频数据变换为串行数据，送AC-3音频解码器AC-3对串行音频数据解码处理后，恢复成重构音频PCM送到DAC音频PCM数据位流送到超取样数字滤波器TC9425F和音频DAC（AK4321），转换为模拟音频信号送后级处理电路。363）斯高柏ZiVA-3系统ZiVA—3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、AC—3解码等解码运算处理功能复用解码电路。在软件支持下，可对DVD，SVCD，CVD，VCD，Dr.OKO，MP3等光盘不同的压缩算法进行MPEG1，MPEG2音视频解码。具有AC—3（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16MSDRAM即可完成解码。其内部组成框图如图所示37接口功能ZiVA—3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ZiVA—3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ZiVA—3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