1.Выбор, обоснование и описание схем
1.1Выбор и обоснование структурной схемы.
По заданию дана типовая неисправность, я выбираю для выполнения задания «Panasonic RX-DT75» и его структурную схему.
Рис.1 Структурная схема CD-проигрывателя «Panasonic RX-DT75»
Узел вращения компакт-диска - двигатель, на оси которого закреплена вращательная платформа для установки CD, и он осуществляет его вращение с постоянной линейной скоростью. Система привода оптического блока, двигатель и механизм осуществляют его перемещение в пределах зоны записи CD.
Оптический блок формирует излучение лазерного диода и фокусирует его в виде считывающего пятна на поверхности диска. Считывание информации основано на интерференции световых волн, отражённых от дна питов и от поверхности флэтов.
Оптическая система направляет отражённый от компакт-диска луч, модулированный данными с оптического носителя, на устройство, преобразующее световую энергию в электрический сигнал. Таким устройством являются фотодиоды (фотодиодная матрица).
Канал обработки сигналов фотодетектора усиливает по мощности электрический сигнал. При этом в данном канале формируются сигналы: информационный сигнал, считанный с CD и направленный в канал обработки цифрового сигнала; сигналы ошибки фокусировки и отслеживания дорожки записи и направленные в сервосистему; сигнал для автоматического управления мощностью лазерного излучения, направленный через схему драйвера на оптический блок.
Следящие системы автоматического регулирования исполнительными устройствами (сервосистемы) формируют сигналы управления для исполнительных механизмов на основании сигналов ошибки от фотодетектора.
Схемы управления исполнительными механизмами (драйверы) усиливают по мощности выходные сигналы сервосистем и подают на исполнительные механизмы. При этом происходит управление следующими исполнительными механизмами: двигателем вращения диска (скорость вращения); двигателем позиционирования (перемещение оптического блока в пределах информационной зоны); фокусной катушкой; тракинг-катушкой (для правильного отслеживания дорожки записи).
Канал обработки цифрового сигнала (процессор DSP) производит выделение кадровых и блочных синхроимпульсов, декодирование канального и помехоустойчивого кодов. После завершения процесса декодирования происходит объединение 8-разрядных символов в последовательность 16-разрядных отсчетов левого и правого каналов. Цифровой сигнал после ФНЧ подготовлен к цифро-аналоговому преобразованию. На сегодняшний день степень интеграции микросхем очень высока, и весь канал обработки цифрового сигнала можно выполнить на БИС, которая называется процессором цифрового сигнала DSP (Digital Signal Processor).
Функции контроля и управления в схеме проигрывателя выполняет процессор системы управления, который называют микроконтроллер. В его состав, как правило, входят: центральный процессор, ОЗУ, ПЗУ, порты ввода/вывода, тактовый генератор, приемник сигналов ПДУ, схема управления с жидкокристаллическим индикатором. Микроконтроллер позволяет реализовать различные режимы работы.
ЦАП преобразует цифровой аудиосигнал в ступенчатый и далее после ФНЧ появляется аналоговый. Также в этом канале происходит разделение левого и правого каналов стереосигналов.
Выходные каскады аналогового сигнала осуществляют частотную коррекцию, необходимое усиление сигнала.
По качеству воспроизведения, надежности и функциональным возможностям номенклатуру CD-проигрывателей можно разделить на три класса: супер-Hi-Fi, Hi-Fi, массовые (стационарные, автомобильные, переносные, миниатюрные). Основные усредненные параметры CD-проигрывателей:
полоса частот, Гц - 2...20000;
отношение сигнал/шум, дБ - 90... 115;
переходное затухание между стереоканалами, дБ -85... 100;
коэффициент гармоник, % - 0,0015...0,01.
Современная элементная база проигрывателей компакт-дисков состоит из БИС, которые используются для обработки аналоговых и цифровых сигналов. Все функциональные устройства, входящие в состав БИС, имеются в любом CD-проигрывателе. Схема проигрывателя может состоять из большего или меньшего числа микросхем, но это уже зависит от степени интеграции самих микросхем.
1.2 Описание принципиальной электрической схемы
Проигрыватель компакт-дисков музыкального центра «Panasonic RX-D75» имеет следующие технические параметры.
Основным элементом оптического адаптера является попу проводниковый лазерный диод, выполненный на основе кристалла арсенида галлия (GaAs+GaAlAs) Выбор когерентного лазерного излучения в качестве оптического переносчика информации неслучаен, так как при обработке оптического пучка важную роль играет не только яркость луча, но также частота и фаза излучения. Стандартная длина волны лазерного излучения составляет 780 им (фирмы-производители аппаратуры для Европы указывают величины от 760 до 800 нм, для США - 600 нм). Таким образом, длина волны попадает в инфракрасный (тепловой) интервал, и поэтому луч невидим человеческим глазом. Об этом следует помнить при проведении ремонтных и регулировочных работ, так как по неосторожности имеется опасность попадания излучения на сетчатку глаза. Заметим, что в DVD-проигрывателях используются лазерные диоды с другой длиной волны излучения - 635 нм.
Для правильного функционирования лазерного диода должен быть обеспечен определенный режим его работы. Он зависит от тока возбуждения, значение которого для разных диодов составляет 40...90 мА, причем зависимость мощности излучения от протекающего тока имеет довольно резко выраженный пороговый эффект. Само значение мощности лазера невелико и составляет около 200 мкВт. Необходимый ток возбуждения диода для конкретного оптического адаптера может быть определен по информации, указанной на этикетке корпуса. Он равен отношению последнего трехзначного числа маркировки к сопротивлению резистора, последовательно включенного в цепи питания лазерного диода (в эмиттерной или коллекторной цепи управляющего транзистора). Заметим, что при старении диодов их эмиссионная способность уменьшается, что требует увеличения тока возбуждения, но превышение значения 150 мА приводит к разрушению кристалла.
1.2 Характеристики лазерного излучателя
Тип лазера полупроводниковый
Длина волны излучения 780нм
Диапазон воспроизводимых частот 20 Гц. ..20 кГц
Отношение сигнал/шум 90 дБ
Динамический диапазон 90 дБ
Уровень детонации ниже предела чувствительности
Цифро-аналоговый преобразователь MASH
1.2. Описание работы принципиальной схемы УЗЧ
На входе установлен ФНЧ R1C2 для уменьшения ВЧ наводок на вход, В эту же цепь включен ограничитель входного напряжения на элементах R3, R4, С1, СЗ, VD1 —VD4 для защиты от перегрузки входных каскадов усилителя. Входной сигнал с регулятора громкости (РГ) через ФНЧ поступает на "параллельный" повторитель VT1, VT2, VT4, VT5 (названный в [10] псевдодвухтактным эмиттерным повторителем). Резисторы R5, R6 служат для балансировки тока входа, т. е. для устранения постоянной составляющей тока через РГ, возникающей из-за различия в статических коэффициентах передачи тока входных биполярных транзисторов и создающей напряжение смещения на входе. Конденсатор С6 предотвращает самовозбуждение входного каскада на радиочастотах.
Статический режим работы повторителя стабилизирован по напряжению питания параметрическими стабилизаторами R7VD5, R12VD6 и задан резисторами R8—R11, R16, R17TaK, чтобы в покое разность тепловых мощностей между транзисторами каскадов повторителя была мала. Динамический тепловой режим, определяемый элементами R13, R14, R24, R25 в сочетании со-статическим режимом, выбран таким, чтобы минимизировать колебания мощности на транзисторах повторителя при наличии сигнала и разницу мгновенных мощностей транзисторов VT1 hVT4(VT2 и VT5), получив, таким образом, минимальную мгновенную разность температур их кристаллов. Это сделано для того, чтобы тепловые колебания напряжения иБэ транзисторов первого и второго каскадов вычитались и напряжение сигнала на выходе повторителя, а следовательно, и на выходе усилителя в минимальной степени было подвержено тепловым искажениям, трактуемым как "память напряжения сигнала" (нестационарная аддитивная ошибка).
Напряжение с выхода усилителя через делитель R26R16 и R27R17 поступает на выход "параллельного" повторителя — эмиттеры VT4, VT5, изменяя ток через них, т. е. формируется ток ошибки, пропорциональный отклонению выходного напряжения усилителя, поделенного на коэффициент усиления УМЗЧ, от входного. Противофазный ток ошибки через токовый повторитель VT3 (VT6) поступает на усилитель тока VT13 (VT14). Его выход нагружен на резисторы R39, R40 и входное сопротивление выходного повторителя VT15, VT16, на которых выделяется напряжение (т. е. это каскад преобразования импеданса) и через выходной повторитель подается в нагрузку (АС). Резистор R41 определяет ток покоя усилителя тока ошибк и (VT13, VT14) и выбран таким, чтобы исключить закрывание пассивного плеча этого каскада из-за протекания тока через R39, R40. Последние сдвигают вверх по частоте первый полюс в петле общей ООС.
Частотная коррекция в петле ООС осуществляется конденсаторами СЮ, С11, включенными между каскадом преобразования импеданса и выходом "параллельного" повторителя. Такое их включение улучшает переходную характеристику усилителя, когда он нагружен на низкоимпедансную нагрузку, т. е. на АС [2]. Коррекцию на опережение фазы выполняют цепи R28C7 и R29C8. Подстроечный резистор R15 служит для устранения смещения на выходе УМЗЧ по постоянному току.
Ток эмиттеров выходного каскада протекает через датчики тока — диоды VD11 — VD14. Напряжение с диодов, содержащее информацию о мгновенном значении сквозного тока выходного каскада, через делитель R42R36R37R43 подается на дифференциальный усилитель VT11, VT12 и преобразуется им в ток. С коллекторов VT11, VT12 ток через токовое зеркало VT7, VT9 (VT8, VT10) поступает на вход усилителя тока ошибки, уменьшая его входной ток. Поскольку в обоих плечах изменение этого тока синфазно (в отличие от тока ошибки с "параллельного" повторителя), то оно приводит к изменению сквозного тока усилителя ошибки, а следовательно, и выходного каскада, но не изменяет выходное напряжение. Таким образом, ток покоя выходного каскада стабилизируется. Цепь R38C13 предотвращает параметрическое возбуждение узла стабилизации, а также вместе с R42, R43 выполняет частотную коррекцию в петле ООС.
Подключение узла стабилизации несколько отличается от схемы рис. 2, но это не принципиально, и в усилителях различной структуры может быть реализовано по-разному. При этом, однако, необходимо учитывать, что динамические колебания температуры транзисторов ОС стабилизации (VT3, VT4 на рис. 2 и VT11, VT12 на рис. 3) также влияют на термостабильность рабочей точки выходного каскада, но смещают ее в противоположную сторону по сравнению с диодами — датчиками тока.
Диоды VD7—VD10 — защитные, они предотвращают размыкание ООС стабилизации тока покоя при переходных процессах (например, при включении питания или сильных импульсных помехах), переходящую при этом в ПОС с неуправляемым нарастанием сквозного тока в выходном каскаде. Диод VD9 (VD10) создает также дополнительное падение напряжения на транзисторе токового зеркала VT7 (VT8), выводя его на более линейный участок характеристики.