Діагностика блоку керування та лазерної оптики програвача CD

1. Блок керування лазерним програвачем.

2. Діагностика механізму приводу лазерного програвача.

3. Блок лазерного звукознімача.

4. Регулювання лазера. Діагностика лазера.

5. Діагностика та пошук несправностей схеми підсилення і формування сигналу блоку лазерної  оптики

1. Блок керування лазерним програвачем

На рис. 1 наведені головні механічні елементи, а на рис. 2 – відповідні схеми керування лазерного програвача. Механічні елементи програвача виконують дві головні функції: завантаження і вивантаження диска з дископриймача і переміщення оптичного звукознімача по полю диска.

1 – рейка приводу; 2 - двигун завантаження, 3 - затискач диска, 4 - притискний важіль, 5 - обертальний столик, 6 - пружина затискача, 7 – дископриймач.

Рисунок 1 – Головні механічні елементи лазерного програвача:

У  лазерному програвачі дископриймач відчиняється за допомогою двигуна завантаження (при натисканні клавіші OPEN/CLOSE). Диск поміщається в дископриймач, двигун завантаження повертає в дисковий відсік програвача. Потім диск за допомогою приводного механізму і двигуна завантаження   встановлюється на  обертальний столик.

Робота двигуна завантаження контролюється перемикачами SW02/SW03 і мікропроцесором системного керування ІС301 (рис. 2). Дископриймач висувається з боку передньої панелі на роликах за допомогою двигуна завантаження. При його висуванні піднімається пружинний затискач, що забезпечує встановлення диска в дископриймач. Потім за допомогою двигуна завантаження дископриймач повертається в дисковий відсік.

Рисунок 2 – Схема керування механізмом приводу лазерного програвача

Після цього затискач опускається, притискаючи диск до обертального столика. Двигун завантаження через схему IC102 приймає сигнали керування на відкриття або закриття дископриймача від мікропроцесора IC301, на який у свою чергу приходять сигнали від перемикачів відкритого і закритого стану дископриймача SW02 і SW03 відповідно. Перемикач SW03 також називають перемикачем фіксованого становища диска, тому що він спрацьовує тільки після повного притиснення диска до обертального столика.

Керувальні сигнали на відкриття і закриття дископриймача від мікропроцесора IC301 подаються і на інтерфейсний микропроцесор IC901 (виводи 27 і 28).

При натисканні клавіші OPEN/CLOSE на передній панелі програвача у випадку відкритого дископриймача IC301 утворюється сигнал на закриття (вивід 34). Останній через схему IC102 надходить на двигун завантаження і вмикає його. Поки дископриймач не досягне свого робочого становища в дисковому відсіку програвача, а затискач не притисне диск до обертального столика, перемикач SW03 залишається у стані відкритого дископриймача, посилаючи постійний сигнал +5 В на микропроцесор IC301 (вивід 47). Останній під дією цього сигналу продовжує посилати "закриваючий" сигнал, на двигун завантаження.

Як тільки дископриймач займе робоче положення, а затискач прижимного пристрою зафіксує стан диска на обертальному столику, спрацьовує перемикач SW03. Він переходить у стан закритого дископриймача. При цьому відключається коло подачі постійного сигналу на вивід 47 мікропроцесора IC301 і відповідно припиняється передача "закриваючого" сигналу з виводу 34 на двигун завантаження. У результаті двигун виключається, зупиняючи переміщення дископриймача.

При натисканні клавіші OPEN/CLOSE у випадку закритого дископриймача микропроцесор IC301 виробляє сигнал на відкриття (вивід 33), що через схему IC102 надходить на двигун завантаження і вмикає його (висування дископриймача з дискового відсіку програвача). Доти, поки дископриймач не досягне свого крайнього (зовнішнього) положення, перемикач SW02 знаходиться в стані закритого дископриймача. При цьому постійний сигнал на виводі 48 мікропроцесора IC301  і мікропроцесор (з виводу 33) продовжує посилати "відкриваючий" сигнал, на двигун завантаження.

Коли дископриймач досягне свого крайнього положення, перемикач SW02 спрацьовує. При цьому на вивід 48 мікропроцесора IC301 надходить постійний сигнал +5 В, що забезпечує вимикання двигуна завантаження і відповідно зупинку дископриймача.

 Переміщення оптичного звукознімача (променя). Переміщення променя з постійною швидкістю по полю диска, що обертається з перемінною швидкістю, забезпечується двигуном звукознімача, що керується сигналами прямого й оберненого переміщення, які надходять із виводів  56 і 60 мікропроцесора IC301 через схеми ІС101, IC604 і ІС102.

Резистор R107 забезпечує корекцію сигналів збудження, які передаються на двигун звукознімача. Від точної настройки початкового положення променя залежить правильна послідовність зчитування інформації. Резистор R103 здійснює корекцію сигналів відстеженя положення променя при переміщенні його вздовж доріжки диска. При цьому досягається мінімальне "випадання" аудіосигнала і відповідно якісне звучання.

При початковому встановленні диска (дископриймач у дисковому відсіку, а диск притиснений до обертального столика) мікропроцесор IC301 приймає сигнал скидання від інтерфейсного мікропроцесора IC901 і виробляє тимчасовий сигнал зворотнього переміщення (вивід 60), що поступає на двигун звукознімача, викликає переміщення звукознімача до внутрішньої межі диска (до його стартового положення). Доти, поки звукознімач і промінь не досягнуть внутрішньої межі диска, перемикач SW01 залишається у відкритому становищі.

При цьому на вивід 46 мікропроцесора IC301 подається постійний сигнал +5 В, що інформує мікропроцесор про продовження передачі сигналу зворотнього переміщення на двигун. Як тільки звукознімач досягне внутрішньої межі диску, спрацьовує (закривається) перемикач SW01. У цей час постійний сигнал із виводу 46 мікропроцесора IC301 іде на "землю", припиняється передача сигналу оберненого переміщення і двигун переміщення звукознімача зупиняється.

При натисканні клавіші PLAY на передній панелі програвача, коли звукознімач знаходиться біля внутрішньої межі диска, мікропроцесор IC301 виробляє сигнал прямого переміщення (вивід 56), що через схеми IC101, IC604 і IC102 надходить на двигун звукознімача і забезпечує переміщення звукознімача і променя по полю диска.

2. Діагностика механізму приводу лазерного програвача

Не відкривається  або не закривається дископриймач. Необхідно перевірити,  чи надходять сигнали сканування клавіатурної матриці на мікропроцесор IC301 при натисканні клавіші OPEN/CLOSE на передній панелі програвача. При відсутності таких сигналів варто переконатися в справності клавіатурної матриці або інтерфейсного мікропроцесора IC901.

Далі перевіряють проходження при натисканні клавіші OPEN/CLOSE  на двигун завантаження сигналу із виводу 12 схеми IC102. Якщо при надходженні сигналу двигун не вмикається, перевіряють справність  двигуна (чи не заклинило дископриймач). Якщо при натисканні клавіші OPEN/CLOSE сигнал на виводі 12 схеми IC102, відсутній, то перевіряють справність ланки між двигуном завантаження і мікропроцесором IC301.

Після цього перевіряють наявність сигналів на виводах схеми IC102 при натисненні клавіші OPEN/CLOSE і, що ці сигнали інвертуются (на виводі 10 повинний бути високий рівень сигналу, а на виводі 11 низький і навпаки). Перевіряють наявність інвертованих сигнали на виводах 33 і 34 мікропроцесора ІС301. Якщо при натиснені клавіші OPEN/CLOSE сигнали відсутні або не інвертуются, то необхідно перевірити справність мікропроцесора ІС301 (можлива вихід із ладу інтерфейсного мікропроцесора IC901 або клавіатурної матриці).

Дископриймач відчиняється (висувається) не повністю. Проконтролюйте спрацьовування перемикача SW02 (зміна рівня сигналу на виводі 48 мікропроцесора IC301 із низького на високий). Якщо необхідно, відрегулюйте цей перемикач. Перед тим, як приступити до будь-якого регулювання, необхідно перевірити стан механічних елементів механізму приводу CD, ушкодження яких може викликати неповне відкривання дископриймача (заїданя шестерні, заклинення повідного ролика, неправильно відрегульовані направляючі).

При повному висуванні дископриймача не вмикається двигун завантаження. Така несправність, як правило, пов'язана з неправильно відрегульованим перемикачем SW02 або з виходом з ладу мікропроцесора IC301.

Дископриймач закривається не повнісью, затискач не притискає диск до обертального столика. Перевіряють спрацьовування перемикача SW03 (зміна рівня сигналу на виводі 47 мікропроцесора IC301 із високого на низький) і при необхідності проводять його регулювання. Перед регулюванням контролюють стан механічних елементів притискного пристрою і приводу дископриймача.

Дископриймач закривається нормально, затискач забезпечує фіксацію диска, двигун завантаження не виключається. Причиною несправності може служити неправильно відрегульований перемикач SW03 або несправний мікропроцесор IC301. Перевіряють наявність зміни сигналу (з високого рівня в низький) на виводі 47 мікропроцесора IC301 при фіксації дископриймача і диска в дисковому відсіку програвача.

Звукознімач не переміщається (дископриймач у дисковому відсіку) при початковому вмиканні живлення. Перевіряють наявність сигналу оберненого переміщення променя на виводі 60 мікропроцесора IC301. Якщо сигнал відсутній, то причина несправності може бути пов'язана з виходом із ладу мікропроцесора IC301 або відсутністю сигналу скидання на його виводі 2 (який поступає з виводу 40 інтерфейсного мікропроцесора IC901). Якщо при наявності такого сигналу на виводі 60 звукознімач не переміщається, то перевіряють справність IC101, IС604, IC102 і двигуна звукознімача.

Звукознімач знаходиться біля внутрішньої межі диска, проте послідовний порядок зчитування змісту диска не виконується (наприклад, неточно відображається загальний час програвання диска або номер програмного матеріалу на дисплеї програвача). Проблема, що виникла може бути усунута шляхом настройку резистора корекції двигуна R107. При будь-якій несправності, що пов'язана з переміщенням звукознімача (у прямому або зворотньому напрямку), потрібно перевірити напругу на виводі 3 схеми IC102. Якщо двигун працює, а звукознімач не переміщається або має невпорядкований рух, то необхідно переконатися в справності механічних елементів приводу (заїдання шестерні, заклинювання приводного ролика, невідрегульвані направляючі).

Звукознімач переміщається, проте не доходить до внутрішньої межі диску. Перевіряють спрацьовування перемикача SW01 (зміна рівня сигналу на виводі 46 мікропроцесора IC301 із високого на низький). При необхідності відрегулюйте положення перемикача. Перед тим, як приступити до регулювання положення перемикача SW01, необхідно перевірити настройку резистора корекції двигуна звукознімача R107. Якщо при настроюванні резистора R107 звукознімач встановлюється на внутрішній межі диска і здійснюється повне зчитування інформації з диску, то регулювання перемикача SW01 необов'язкова. Якщо звукознімач доходить до внутрішньої межі диска, а двигун не вимикається, то причиною несправності є неправильно відрегульований перемикач або несправний мікропроцесор IC301, що не реагує на сигнал низького рівня, який надходить на його вивід 46.

3 Блок лазерного звукознімача

На рис. 3 показані базові елементи конструкції оптичного блоку однієї з моделей серії KSS виробництва SONY. Оптичні перетворювачі цієї серії найбільше часто використовують у своїх конструкціях виробники програвачів компакт-дисків.

 Пучок випромінювання лазерного діода минає дифракційну гратку, що розщеплює випромінювання на основний промінь і бічні. Основний промінь використовують для зчитування інформації з CD. Два бічних (допоміжних) промені першого порядку використовують для системи відстеження доріжки запису. Три промені попадають на поляризаційний розщеплювач, переломлюються ним і направляються на дзеркальну призму. Заломлені бічною гранню дзеркальної призми, три промені фокусуються лінзою об'єктива на поверхні компакт диска. Лінза об'єктива змонтована на рухливій платформі яка дозволяє їй переміщатися у вертикальній і горизонтальній площинах для фокусування і відстеження доріжки запису. Відбиті від поверхні диска промені проходять шлях у зворотному порядку: лінза об'єктива, бічна грань дзеркальної призми, поляризаційний розщеплювач. Поляризаційний розщеплювач направляє відбиті промені на циліндричну лінзу, відокремлюючи їх від променів на виході дифракційних ґрат. Пройшовши циліндричну лінзу, основний промінь, модульований пітами (поглибленнями на компакт-диску), і два бічних промені попадають на фотоприймач. Фотоприймач у даному оптичному блоці складається з чотирьох основних фотодіодів А, B, C, D і двох допоміжних Е і F. За допомогою системи приводу оптичний перетворювач переміщається в межах зони запису від центра диска до його краю. Із-за вертикального биття диска система фокусування постійно переміщає лінзу об'єктива вгору-вниз, щоб серії піт були у фокусі.  Система відстеження доріжки запису керує лінзою об'єктива в горизонтальній площині.

Рисунок 3 – Базові елементи конструкції оптичного блоку

На оптичних блоках серії KSS величина номінального робочого струму лазерного діода написана на етикетці поруч з назвою моделі. Його величина в мА дорівнює тьохзначному числу, що поділене на 10. Номінальний робочий струм лазерного діода оптичного блоку KSS213B дорівнює 47,4 мА.

Величина робочого струму лазерного діода сильно залежить від температури. Розігрівання кристала приводить до збільшення робочого струму, у результаті чого підвищується потужність випромінювання.

Для контролю вихідної потужності лазерного випромінювання і підтримки її на постійному рівні застосовують схему автоматичного керування потужністю випромінювання, а в корпус з лазерним  діодом установлюють ще один елемент – монітор-фотодіод (рис. 4).

Рисунок 4 – Лазерний діод SLD105UL

Рисунок 5 – Блок лазерної  оптики (ТР –контрольна точка вмикання лазера (вкл. 0 В; викл. 4,8 В); ЛД –лазерний діод;  ОД – обмежувальний діод)

Провідність лазерного діода залежить від транзистора Q601 (рис. 5). Струм емітера транзистора Q601 протікає через резистор R623 і перемикач SW03. Перемикач спрацьовує лише за умови повного закриття дископриймача і прижимані диску до обертального столика. При цьому постійний сигнал 5 В знімається з виводу 47 мікропроцесора IC301 і прикладається до емітера транзистора Q601, відкриваючи його.

Така схема захисту забезпечує вмикання лазера тільки при виконанні усіх вищенаведених умов. При наявності  напруги через резистор R623 і перемикач SW03 вмикання або вимикання лазера здійснюється керувальними сигналами мікропроцесора IC301 (вивід 51).

При переході виводу 51 мікропроцесора IC301 у високий стан (лазер виключений) сигнал високого рівня через діод D601 надходить на вивід 3 схеми ІС604 і викликає появу на виводі 1 сигналу високого рівня, що, закриває транзистор Q601 і забезпечує відключення живлення лазерного діода. При переході виводу 51 микропроцесоpa IC301 у низький стан сигнал низького рівня через діод D601 надходить на вивід 3 схеми IC604. У результаті на виводі 1 схеми IC604 з'являється сигнал низького рівня, що, відкриває транзистор Q601 і подає живлення на лазерний діод.

Сигнал із виходу обмежувального діода надходить на вхід (вивід 3) схеми IC604. На цю ж схему (вивід 2) подається інвертований сигнал, що представляє собою опорну напруга, значення якої встановлюється потенціометром R629. Сигнал із виходу мікросхеми IC604 через транзистор Q601 подається на лазерний діод.

Якщо напруга на виводі лазерного діода виявляється нижче необхідного рівня опорної напруги, то відбувається зниження струму обмежувального діода, що у свою чергу приводить до зменшення вихідного сигналу схеми IC604 (він стає менше позитивним). При цьому струм збудження лазера, що надходить від транзистора Q601, зростає, збільшує вихідний сигнал до необхідного рівня. При зростанні вихідного сигналу лазера відбувається обернений процес. Корекція вихідного сигналу здійснюється резистором R629.

4. Діагностика лазера. Регулювання лазера.

Ресурс лазерного діода є важливим показником його надійності. Перевірити працездатність LD можна тільки за допомогою вимірювача потужності лазерного випромінювання, порівнявши показання приладу з номінальною потужністю випромінювання LD (довідкові дані для різних типів LD можна знайти в технічній документації виробника).

На практиці наявність самого випромінювання без оцінки його потужності можна визначити, використовуючи  дзеркало або компакт-диск, установлені під нахилом над лінзою об'єктива. Випромінювання буде видно у вигляді світлих червоних точок. Відсутність світлих червоних крапок ще не говорить про 100% вихід з ладу лазерного діода. Можлива неякісна пайка його виводів. Несправності можуть бути й у колах його живлення. Використовуючи джерело живлення 5В, змінний резистор номіналом 50 Ом і мультіметр, можна перевірити наявність генерації LD окремо від схеми. При струмі більш 20мА випромінювання буде чітко видно. При цьому варто пам'ятати, що лазерний діод є  ESD  компонентом, не допускати включення діода в зворотньому напрямку і не використовувати омметр для його "проздвонки".

Регулювання лазерного діода варто проводити відповідно до існуючих рекомендацій по обслуговуванню лазерних програвачів. Настроювання лазера здійснюється шляхом контролю сигналу (0,5–0,9 В) на виводі 28 схеми IC601 і встановлення оптимального значення амплітуди сигналу за допомогою резистора R629. Для лазерного програвача, який розглядається, амплітуда сигналу складає 0,7±0,2 В.

Найбільше простий спосіб перевірки значення струму збудження лазера полягає у вимірюванні напруги на резисторі, який включений послідовно з цим діодом (таким резистором є резистор R623). Наприклад, якщо  рекомендуємий струм діода знаходиться в межах від 40 до 70 мА, а опір резистора R623 складає 22 Ом, то напруга на цьому резисторі повинна мати значення від 0,48 до 0,84 В. Вимірювання напруги на резисторі R623 проводиться 2 рази: до регулювання і після регулювання струму лазерного діода (щоб не вийти за межі максимального значення струму).

Також варто переконатися в тому, що при настроюванні лазерного діода перемикач SW03 знаходиться в стані, що відповідає закритому дископриймачу. У противному випадку лазер залишається без живлення.

При настроюванні лазерного діода не рекомендується встановлювати максимальне значення вихідного сигналу.

5 Діагностика та пошук несправностей схеми підсилення і формування сигналу блоку лазерної  оптики

Промінь лазерного діода, відбитий від диска, падає на фототранзистори, вихідний сигнал яких надходить на виводи 1 і 2 диференціальні підсилювачі, умонтованого в схему IC601. Сигнал із виходу диференціального підсилювача через вивід 28 схеми IC601 подається на вивід 13 схеми серво-регулювання ІС101 і на підсилювач з АРП схеми IC601 (рис.5).

Сигнал на виводі 28 схеми IC601 є головний EFM-сигнал (сигнал системи модуляції), що знімається з диска. Хоча сигнал EFM (у контрольній точці TDET) представляє собою гармонійні сигнали, проте   ці сигнали мають цифрову форму. Позначення 3Т, 4Т і відображають кількість періодів (3, 4), необхідних для зчитування ямки (або канавки) на диску. Діапазон від 3 до 11Т установлюється від технічних параметрів компакт-диска.

Сигнал EFM також надходить через підсилювач з АРП схеми IC601 (із виводу 23) на схеми формування сигналу (IC602  вивід 1). Сигнал із виводу 10 схеми IC602 через вивід 20, компаратор і вивід 15 схеми ІС601 надходить до схеми обробки сигналів IC402 (вивід 47).

Компаратор схеми ІС601 перетворює ЕFM-сигнал у сигнали прямокутної форми EFMS. Сигнал EFMS надходить на схему IC402, яка генерує два сигнали прямокутної форми: DSLC і PREF, що передаються на диференціальний підсилювач схеми ІС601, на виході якого формується сигнал неузгодженості, що є граничною напругою для EFМ-компаратора.

 Робота лазерного програвача залежить від стану променя лазерного діода. Якщо немає лазерного променя або його інтенсивность недостатня, то це є причиною відсутності або наявності слабкого ЕFM-сигналу. Порушення режиму роботи обмежувального діода може привести до такої зміни рівня вихідного сигналу схеми IC604, при якому руйнування лазера стане неможливим. Будь який із цих недоліків сприяє неточному відстеженню променя, що у свою чергу призводить до значного зниження рівня ЕFM -сигналу.

З цієї причини при виникненні надлишкового випадання звукового сигналу при якісному диску перевірку програвача варто починати з лазерних схем. Насамперед  потрібно відрегулювати лазерний діод. Це відразу ж дозволить виявити будь-які явні проблеми, пов'язані з роботою лазерних схем, а також установити якість ЕFM -сигналу (нормальна амплітуда ЕFM-сигналу інформує про справність лазерного діода).

Якщо лазер не включається (відсутність мерехтіння на лінзі об'єктива, ЕFM-сигнала і переміщення фокуса при вмиканні живлення), то варто спочатку перевірити напругу на емітері транзистора Q601, яка повинна складати 5 В. Якщо напруга відсутня, переконаєтеся в справності перемикача SW03 (або відрегулюйте його). При відкритому дископриймачі вивід 47 мікропроцесора IC301 переходить у високий стан, відключає багато функцій цієї схеми, у тому числі і сигнал на вмикання лазера (вивід 51). Після підключення живлення до лазерного діода потрібно перевірити  наявність сигналу вмикання лазера на виводі 51 мікропроцесора IC301. Якщо він має високий рівень, проконтролюйте мікропроцесор IC301. Якщо на цьому виводі спостерігається сигнал низького рівня (є вмикання), перевірте наджодження сигналу від обмежувального діода на вивід 3 схеми IC604.  При відсутності сигналу перевіряють  справність обмежувального діода або резистора R629.

При наявності сигналів на виводах 2 і 3 схеми IC604 перевіряють стан виводу 1 цієї схеми і бази транзистора Q601. Якщо сигнал відсутній, то перевіряють справність схеми IC604. Якщо при наявності напруги на виводі 1 схеми IC604 і на базі транзистора Q601 лазерного променя не спостерігається (немає сигналу на виході лазерного діода), то перевіряють справність транзистор Q601 та лазерного діода.

Альтернативним методом перевірки роботи лазерного діода є контроль напруги на резисторі R623. При нормальній роботі лазерного діода напруга на резисторі R623 складає 0,65В. (Можливо вмикання лазерного діода шляхом заземлення виводу 9 схеми ІС601 або контрольної точки сигналу вмикання лазера.) При значному відхиленні напруги, що вимірюється від 0,65 В (наприклад, 0 або 1 В) потрібно перевірити справність транзистора Q601 або лазерного діода. Потім варто переконатися в наявності сигналів EFM на виводах 28, 23 і 20 і сигналуEFMS на виводі 15 схеми ІС601.

При відсутності ЕFM-сигналів на виводах 23 і 28 потрібно перевірити справність схеми ІС601 або фототранзисторів. Якщо при наявності ЕFM-сигналів на виводах 23 і 28 сигнал на виводі 20 відсутній, то перевірять працездатність схеми IC602. Якщо при наявності сигналу на виводі 20 схеми ІС601 EFMS-сигнал на виводі 15 відсутній, то потрібно перевірити схему ІС601. Причому варто переконатися в надходженні сигналів DSLC і PREF (обидва прямокутної форми) від схеми IC402 на виводи 21 і 22 схеми ІС601). Якщо вони не надходять на цю схему, подивіться,   чи не вийшла з ладу схема IC402 (відсутність таких сигналів може бути пов'язане з тим, що сигнал EFMS не надходить на вивід 47 IC402).