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 и_Бэ 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.