典型DVD機電路分析

1、VCD/DVD機技術機技術VCD/DVD機技術機技術第第6章章 典型典型DVD機電路分析機電路分析內容提要內容提要本章以步步高AB915D型DVD機為典型實例，介紹了普及型DVD機的電路構成、性能特點和工作原理，對步步高AB915D型DVD機的結構、信號的流程、主要集成電路的功能進行了較詳細的分析。在實例分析過程中，著重介紹了步步高AB915D型DVD機中集成電路整體功能、系統(tǒng)控制電路RF信號處理與數字伺服電路、數據處理與MPEG-2解壓縮技術、音頻解碼和音頻輸出電路、電源供電電路等部分內容；同時，對各集成電路中數據信息的傳遞與控制流程進行了系統(tǒng)的分析，為后面學習DVD機故障的判斷、檢測和維修

2、打下了基礎。VCD/DVD機技術機技術 步步高電子集團公司采用松下第五代伺服控制ESS公司第四代解碼技術方案，配用松下DU5型 單鏡頭雙束激光頭、直流主軸電機 、進給/加載共用一只直流電機、傾斜加載方式的DVD超強糾錯機芯，不僅是超薄時尚，而且功能超強，按 DVD標準設計生產出具有多種編碼方式的復臺視頻/S視頻和 YCbCr）視頻輸出和具有5.1聲道音頻輸出的 DVD視盤機。采用同一方案的還有萬利達、先科、宏圖等品牌 DVD視盤機。VCD/DVD機技術機技術6.1 整機電路整機電路6.1.1 整機電路的外形結構與組成整機電路的外形結構與組成（1）步步高AB915D型DVD影碟機的外形結構 該D

3、VD視盤機的外形結構，如圖所示。其內部采用模塊化結構，配用的松下DU5型DVD機芯居中，裝有解碼與音頻信號處理電路的解碼板安裝在右邊，整合了卡拉OK電路與開關電源電路的組件板安裝在左邊。VCD/DVD機技術機技術VCD/DVD機技術機技術 該DVD視盤機選用ESS公司生產的第四代DVD解碼芯片ES4428）為核心，其前端采用松下數字信號數字伺服控制電路，后端配用一只美國Crystal半導體公司生產的視頻編碼器CS4955C0和6通道音頻DAC芯片CS4360KZEP，并采用雙CPU控制系統(tǒng)的電路程式構成的DVD視盤機。其組成電路框圖，如圖 所示。6.1 整機電路整機電路（2）步步高AB915D

4、型DVD影碟機的組成VCD/DVD機技術機技術ES公司ES4428松下MN103S26EGA美國CrystalCS4955C0美國CrystalCS4955C0VCD/DVD機技術機技術6.1 整機電路整機電路6.1.2 步步高步步高AB915D型型DVD影碟機的芯片配置與主要功能影碟機的芯片配置與主要功能（1）芯片配置與主要功能該DVD影碟機配置的芯片及在路編號與功能，如表6-1所列。各芯片分裝在伺服板、主板、面板、卡拉OK板/電源組件板上，各電路板之間采用連接器方式相互連接。VCD/DVD機技術機技術6.1 整機電路整機電路VCD/DVD機技術機技術6.1 整機電路整機電路（2）解碼板布局

5、 該DVD視盤機將配置的芯片按整臺型設計出編號為2915D2的解碼板。其配置的數字信號數字伺服控制電路、解碼系統(tǒng)、視頻編碼器、音頻DAC音頻放大、復位與27MHZ晶體振蕩器等芯片及有關相連的連接器的分布，如圖所示。VCD/DVD機技術機技術 該DVD視盤機的系統(tǒng)控制是以嵌入在U201 （ES4428）內32位RISC微控器為核心，并與機芯控制微控器U302 （MN102H60）構成雙CPU電路程式的系統(tǒng)控制的主體電路。通過總線與程序存儲器U208數據存儲器U204、用戶參數設置存儲器U202和各受控集成電路內的接口電路相連構成的系統(tǒng)控制電路，是該DVD視盤機的控制中心，如圖所示。6.2 系統(tǒng)控

6、制電路系統(tǒng)控制電路6.2.1系統(tǒng)控制的組成系統(tǒng)控制的組成VCD/DVD機技術機技術VCD/DVD機技術機技術 嵌入在U201內的32位RISC微控器，采用內部總線與芯片內的解碼電路和各接口相連。其主要數據，通過該芯片的DCI接口、主接口、處理器接口、存儲器接口和輔助接口與外部各受控（數字信號數字伺服、各種存儲器、操作顯示電路、視頻編碼器、音頻DAC，以及機芯控制微控器、RF信號處理等）電路進行通信，采用片選中斷、讀寫等操作實施程序控制，完成系統(tǒng)的初始化和檢查、安全處理、通信協(xié)議處理和PSI（程序特殊信息）表管理，以及傳輸碼流的輸入輸出和流向控制。播放控制微處理器負責完成對光盤的裝卸載、進給啟動

7、和零軌控制，激光二極管的初始發(fā)射、聚焦搜索、循跡和主軸的初始控制等，以實施讀盤控制而完成各種播放功能。VCD/DVD機技術機技術6.2.2 系統(tǒng)控制的必備電路系統(tǒng)控制的必備電路1.主板供電系統(tǒng)VCD/DVD機技術機技術6.2 系統(tǒng)控制電路系統(tǒng)控制電路2.復位系統(tǒng)VCD/DVD機技術機技術(1) 復位電路：接通電源數十毫秒后，便從U210的腳輸出一個復位脈仲信號RST，送復位系統(tǒng)各芯片復位端進行復位操作。（2）復位系統(tǒng)電路VCD/DVD機技術機技術 該DVD視盤機采用多晶振時鐘電路，經芯片內數字PLL電路產生功能電路所需的各種時鐘信號，并通過時鐘線與各功能電路芯片的時鐘端相連構成時鐘系統(tǒng)電路，如

8、圖所示。6.2 系統(tǒng)控制電路系統(tǒng)控制電路3.時鐘系統(tǒng) 1）伺服、解調與播放控制用的各種時鐘電路：伺服、解調與播放控制用的各種時鐘電路，其振蕩電路中的晶體X301選用16.9MHz晶體， 2）系統(tǒng)CPU、MPEG解碼、視頻編碼與音頻DAC變換的合成時鐘電路：該和成時鐘電路，其振蕩電路中的晶體X201選用27MHZ晶體VCD/DVD機技術機技術VCD/DVD機技術機技術4.數據通信電路VCD/DVD機技術機技術1）系統(tǒng)與播放通信電路：一則接收（本機或遙控）操作信息，二則發(fā)送需要顯示的數據，以便進行系統(tǒng)與播放控制。2）存儲通信電路：與外部存儲器U202、U204和U208相連構成存儲通信電路。嵌入式

9、微控器千用片選中斷、讀寫等操作，用播放過程中來往于各功能電路芯片之間的各類信息數據或控制指令數據，運行其軟件，在存儲器中進行各種運算與數據交換。3）程序讀取通信電路：嵌入式微控器通過該電路與D008通信，以便在開機復位后，從U208中讀取初始化程序完成對該機的初始化操作；在播放過程中，讀取運行程序進行各種運算，完成各項播放功能。4）數據存儲與用戶參數設置通信電路：播放過程中，嵌入式微控器便直接從DRAM（U204）中快速讀取其執(zhí)行程序，進行解復用和解碼的各種高速運算，并將該機中各功能電路處理的各類信息數據與控制指令數據進行緩沖存儲，以備各功能電路處理用。 用戶參數設置存儲器U202，裝有步步高

10、DVD”開機畫面信息、視頻編碼制式及其他電路工作模式等設置參數。VCD/DVD機技術機技術6.2 系統(tǒng)控制電路系統(tǒng)控制電路程序讀取通信電路VCD/DVD機技術機技術數據存儲通信電路VCD/DVD機技術機技術6.2 系統(tǒng)控制電路系統(tǒng)控制電路6.2.3 操作顯示電路操作顯示電路步步高AB915D型DVD機有本機鍵控操作與遙控操作兩種方式VCD/DVD機技術機技術 該機分為本機鍵控操作與遙控操作兩種，本機鍵控操作電路可將操作本機按鈕的操作信息，分別從U701的12-14腳輸入，經鍵位識別電路處理成串行操作指令數據，從腳輸出，再經連接器XS201的腳輸入U201的165腳。由U201內的微控器輸出各種

11、控制信號，控制各種受控電路進入相應的工作狀態(tài)。 紅外遙控操作信號，經連接器XS201的腳輸入U201的159腳，由U201與U302內的微控器輸出各種控制信號，實施各種遙控操作。VCD/DVD機技術機技術6.2 系統(tǒng)控制電路系統(tǒng)控制電路6.2.4加載電機控制電路加載電機控制電路步步高AB915D型DVD影碟機的加載電機控制電路VCD/DVD機技術機技術6.2.5 讀盤控制碟片識別電路讀盤控制碟片識別電路步步高AB915D型DVD播放機的讀盤控制碟片識別電路VCD/DVD機技術機技術6.2 系統(tǒng)控制電路系統(tǒng)控制電路（1）零軌控制裝載碟片結束后，機芯微控器U302令其TRYDRVSEL（托盤進給選

12、擇）端60腳輸出低電平，送入伺服驅動電路IC2501的28腳，控制內部開關K接入（TR IN）進給輸入狀態(tài)，并控制U301內伺服DSP將零軌控制指令處理成進給控制（RTVS）信號從67腳輸出。接著經R311與C304濾波后，再經連接器XS301的20腳送入伺服驅動電路IC2501的26腳，再經電平變換與驅動放大后，其零軌進給驅動電壓分別從15，16腳輸出，提供給進給電機，使進給電機正轉驅動激光頭組件移至零軌處，碰壓限位開關SW2501閉合。此信息（TRV SW）從69腳送入U302處理成執(zhí)行/制動而步入讀盤操作指令。因該機采用的是單鏡雙光束的松下DU-5型DVD機芯，因此，機芯微控器通過U30

13、1串行接口53，54，55腳控制IC5201執(zhí)行，先啟動650激光器發(fā)射紅色激光識讀DVD光盤，后啟動780激光器發(fā)射紅外激光識讀VCD光盤程序的激光初始發(fā)射指令。而IC5201內APC電路啟動，先從3腳輸出（LD DVD）低電平（3.6V），5腳輸出（LD CD）高電平，驅動管Q5211導通，Q5215截止。VCD/DVD機技術機技術6.2 系統(tǒng)控制電路系統(tǒng)控制電路然后由U301內伺服DSP從腳輸出聚焦搜索信號送入伺服驅動電路IC2501的3腳，經電平變換與驅動放大后，其聚焦搜索驅動電壓分別從11，12腳輸出，提供給聚焦線圈，控制物鏡將650激光聚焦進行搜索訪問識讀光盤，成功后接通循跡伺服自

14、動進入DVD碟片識別狀態(tài)；聚焦失敗后，3腳變成高電平，5腳變成低電平（3.6V），驅動管Q5211截止，Q5215導通。于是紅外激光器被點亮發(fā)射780激光，由物鏡聚焦搜索對夾持的非DVD光盤進行識讀。在識讀過程中，對其主軸實施（先以識讀DVD光盤的線速度旋轉，并非DVD光盤時，才轉入識讀SVCD或VCD光盤的線速度旋轉）與激光初始發(fā)射同步控制。在IC5201內APC電路啟動的同時，其激光功率監(jiān)測信號PD從IC5201的4腳輸入APC電路進行激光功率自動調整。VCD/DVD機技術機技術6.2 系統(tǒng)控制電路系統(tǒng)控制電路（2）碟片識別電路該DVD播放機的碟片識別電路，見圖6-13.進行讀盤時，激光頭

15、將夾持光盤TOC區(qū)域內的類別特征標記符識讀出來，經IC5201內RF信號處理與在U301內EFM解調，分類處理，并將數據幀與子碼信息分離。其子碼信息中包含光盤記錄格式，光盤扇區(qū)位置和曲目番號及播放時間等，經機芯微控器U302譯碼識別出夾持光盤的類別，并處理成數據通過數據通信電路送入操作顯示驅動電路U701處理成字符驅動脈沖，提供給VFD1，顯示其碟片類別，曲目番號及播放時間，還將這些信息數據送U301內伺服DSP作為伺服控制的依據。VCD/DVD機技術機技術6.3 RF信號處理與數字伺服電路信號處理與數字伺服電路6.3.1 RF信號處理電路信號處理電路（1）RF信號處理電路的組成（2）RF信號

16、處理電路的工作流程IC5201是RF信號處理的主體電路。VCD/DVD機技術機技術6.3 RF信號處理與數字伺服電路信號處理與數字伺服電路6.3.2數字伺服電路數字伺服電路1.數字伺服電路組成步步高AB915D型DVD影碟機的數字伺服處理電路，主要由誤差檢測電路IC5201，數字伺服（DSP）控制電路U301，伺服驅動電路IC2501及機芯中各執(zhí)行部件等構成一個閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)VCD/DVD機技術機技術VCD/DVD機技術機技術6.3 RF信號處理與數字伺服電路信號處理與數字伺服電路2.數字伺服處理的工作原理（1）聚焦伺服控制過程（2）循跡與進給伺服控制電路（3）主軸伺服控制過程VCD/DV

17、D機技術機技術6.4 數據處理和數據處理和MPEG-2解壓縮電路解壓縮電路6.4.1 解碼系統(tǒng)的組成解碼系統(tǒng)的組成VCD/DVD機技術機技術6.4 數據處理和數據處理和MPEG-2解壓縮電路解壓縮電路6.4.2公共碼流處理公共碼流處理數字信號處理電路U301將視頻數據碼流從 、腳輸出，送解碼系統(tǒng)U201的122-128和131腳內的DCI接口。在送往解碼器之前，先要經過系統(tǒng)解復用單元對公共碼流進行防拷貝技術解憂與解碼處理，把各扇區(qū)的軟件內容回復其本來的順序，才能在其軟件中插入解憂程序，去除CSS(Content Scrambling System)憂碼，形成標準的TS(Transport St

18、ream)傳輸流。再由32位RISC(reduced instruction set computer)嵌入式微控器操作DRAM接口的控制線，將該碼流傳輸流經16位數據端的7782、8590、9396腳，12位地址端的5358、6166腳存入存儲器U204分配的區(qū)域。VCD/DVD機技術機技術6.4 數據處理和數據處理和MPEG-2解壓縮電路解壓縮電路6.4.3視頻解碼與視頻編譯碼輸出電路視頻解碼與視頻編譯碼輸出電路（1）視頻解碼嵌入在U201芯片內的微控器，在獲得播放碟片類別信息之后，能依據其壓縮格式，在解碼過程中讀取其視頻和音頻PES（Packetised Elementary Strea

19、ms）頭緩沖器中的系統(tǒng)頭數據進行緩沖讀寫、片選中斷與存儲區(qū)域分配等操作，控制視頻解碼器對播放的VCD碟片進行MPEG1視頻解壓運算，而對播放DVD碟片進行MPEG2視頻解壓運算。VCD/DVD機技術機技術6.4 數據處理和數據處理和MPEG-2解壓縮電路解壓縮電路（2）視頻編碼器與視頻輸出電路步步高AB915D型DVD影碟機的視頻編碼器電路U206選用CS4955集成電路，前端與解碼器相連，后端與視頻輸出放大器Q213Q217、Q220相接，見圖6-16?？商峁┒喾N編碼方式的視頻信號（復合視頻信號、S-V、YCbCr等）輸出。VCD/DVD機技術機技術6.4 數據處理和數據處理和MPEG-2解

20、壓縮電路解壓縮電路6.4.4音頻解碼及音頻輸出電路音頻解碼及音頻輸出電路步步高AB915D型DVD影碟機的音頻解碼及音頻輸出電路，主要由解碼器U201、6通道音頻DAC U207、音頻放大器U219U221等組成VCD/DVD機技術機技術6.4 數據處理和數據處理和MPEG-2解壓縮電路解壓縮電路（1）音頻解碼U201內置有音頻解碼器、SPDIF格式編碼器等功能電路，支持MPEG和AC-3、DTS解碼。解碼程序運行時，嵌入式微控器能依據其壓縮格式，控制音頻解碼器對播放的CD碟片不做任何處理，對播放的VCD碟片進行MPEG1音頻解壓運算，而對播放DVD碟片進行MPEG2音頻解壓運算，對播放具有A

21、C-3方式編碼的碟片，在專用指令程序控制下進行AC-3解碼，分離出音頻數據與杜比環(huán)繞聲數據，對播放具有DTS方式編碼的碟片，運行專用的解碼程序進行DTS解碼，分離出音頻數據與環(huán)繞聲數據。VCD/DVD機技術機技術6.4 數據處理和數據處理和MPEG-2解壓縮電路解壓縮電路2）數字音頻輸出U201內置的IEC958發(fā)生器，可將音頻位流進行SPDIF（數字音頻）格式化，然后按數字音頻傳輸格式進行幀編碼。其數字音頻（SPDIF）信號從41腳輸出，并經U205驅動放大后，分別從8、10腳輸出，再經R256、R257、R2103、C252等濾波后送JK201或JK204插座的光纖或同軸光纜方式傳輸給各種

22、數碼音頻設備。VCD/DVD機技術機技術6.4 數據處理和數據處理和MPEG-2解壓縮電路解壓縮電路（3）音頻信號處理工作過程U201內置的音頻處理單元，將重放解碼后的立體聲數據，處理成雙聲道的音頻串行數據（TSDO）從U201的33腳輸出，送入U207的2腳。其音頻串行數據在其內部經數字濾波、調制，DAC變換被還原成立體聲音頻信號，從26腳輸出R聲道音頻模擬信號，從27腳輸出L聲道音頻模擬信號，再經低通濾波后，分別送入低放U219的6,2腳，其放大后的R聲道音頻模擬信號，從7腳輸出，放大后的L聲道模擬音頻信號，從1腳輸出，再由插座JK012供外部設備接駁。VCD/DVD機技術機技術6.5 電

23、源供電電路電源供電電路6.5.1 開關穩(wěn)壓電源開關穩(wěn)壓電源KA5L038R單芯片單芯片1. KA5L0380R單芯片簡介KA5L0380R是FAIRCHILD半導體公司按中等功率設計生產的專用于離線式SMPS（Switch Mode Power Supply）外形最小的新型開關穩(wěn)壓電源單芯片。VCD/DVD機技術機技術6.5 電源供電電路電源供電電路KA5L0380R各引腳功能 VCD/DVD機技術機技術6.5 電源供電電路電源供電電路2. 內部功能電路（1）供電與5V穩(wěn)壓及偏置電路（2）時鐘電路（3）電流源鉗位取樣選通電路VCD/DVD機技術機技術6.5 電源供電電路電源供電電路6.5.2

24、NE0208型開關電源組件型開關電源組件1. NE0280型開關電源組件簡介步步高系列DVD影碟開關電源組件，將配置的新型單芯片KA5L0380R（U501）和誤差取樣電路，LM431(U503)、光耦合器NEC2501(U502)、輸入電路（L501/L502/BC501BC505/F501等）、整流濾波電路（D501D504/C502等）、脈沖變壓器T501、輸出電路等器件，按組件設計出編號為NE0208開關電源組件板（該組件還裝有MIC電路），如圖6-19所示。采用連接器CN501CN503,分別輸出+5V，SA+5V、+9V,-9V、-21V、F+、F-等多組電壓，供整機使用。VCD/

25、DVD機技術機技術6.5 電源供電電路電源供電電路2. 開關穩(wěn)壓電源電路以KA5L0380R為核心的步步高AB915D型DVD影碟機的開關電源原理電路圖如圖VCD/DVD機技術機技術（1）輸入電路與整流電路（2）電源啟動（3）穩(wěn)壓過程（4）保護電路（5）直流電壓輸出電路VCD/DVD機技術機技術6.6 主要集成電路內部框圖與維修數據主要集成電路內部框圖與維修數據6.6.1 數字信號數字信號/數字伺服處理集成塊（數字伺服處理集成塊（MN103S26E）MN103S26E是松下公司轉為DU-5機芯配套產生的第五代數字信號/數字伺服處理集成電路。VCD/DVD機技術機技術6.6 主要集成電路內部框圖與維修數據主要集成電路內部框圖與維修數據6.6.2 解碼、嵌入式微控器（解碼、嵌入式微控器（ES4428）ES4428是 美國ESS公司專為DVD影碟機開發(fā)生產的第四代DVD單片式解碼芯片。內置有ES公司獨家的PMP（多種方式可編程處理）核包含有音視頻、系統(tǒng)和引導層解碼的哈夫曼解碼運算功能塊，在軟件支持下