intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình XỬ LÝ TÍN HIỆU AUDIO VÀ VIDEO - Chương 5

Chia sẻ: Norther Light | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST
Báo xấu
448
lượt xem 123
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Chương 5 THIẾT BỊ GHI PHÁT AUDIO VÀ VIDEO 5.1. GIỚI THIỆU Máy phát CD nói chung là thiết bị dân dụng dùng để ghi phát audio-video rất quen thuộc với mọi người, hiện nay trên thị trường xuất hiện rất nhiều chủng loại máy CD khác nhau, từ những mặt hàng nhập nguyên mẫu từ nước ngoài, đến những hàng lắp ráp sản xuất trong nước, phổ biến nhất là các nhãn hiệu như: Sony, JVC, Califonia…Tuy là các máy có nguồn gốc xuất xứ khác nhau nhưng nhìn chung chúng có...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình XỬ LÝ TÍN HIỆU AUDIO VÀ VIDEO - Chương 5

  1. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Chương 5 THIẾT BỊ GHI PHÁT AUDIO VÀ VIDEO 5.1. GIỚI THIỆU Máy phát CD nói chung là thiết bị dân dụng dùng để ghi phát audio-video rất quen thuộc với mọi người, hiện nay trên thị trường xuất hiện rất nhiều chủng loại máy CD khác nhau, từ những mặt hàng nhập nguyên mẫu từ nước ngoài, đến những hàng lắp ráp sản xuất trong nước, phổ biến nhất là các nhãn hiệu như: Sony, JVC, Califonia…Tuy là các máy có nguồn gốc xuất xứ khác nhau nhưng nhìn chung chúng có những đặc điểm về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động gần giống nhau. So với các máy CD và VCD ra đời trước đây máy hát DVD hiện nay được sử dụng phổ biến nhất. Với tính năng kỹ thuật cao và có khả năng đọc được nhiều định dạng đĩa, máy DVD đã trở thành thiết bị quen thuộc nhất ở mọi gia đình. 5.2. MÁY PHÁT CD Máy CD (Compact Disc Player) là thiết bị dùng để phát lại tín hiệu trên đĩa CD-DA. Trong các máy CD dân dụng thường chỉ có mạch phát lại tín hiệu mà không có mạch ghi. Dựa vào mục đích sử dụng mà máy CD có nhiều chủng loại khác nhau như: máy hát CD gia đình, máy CD dùng trên xe hơi, máy CD xách tay, máy CD kết hợp. . . 5.2.1. Máy CD để bàn Là loại máy CD dân dụng phổ biến, hình dạng giống như máy cassete, loại máy này có thể là loại sử dụng khay đĩa một đĩa hoặc nhiều đĩa. Các đặc trưng cơ bản của máy: - Loại hệ thống xử lý âm thanh dạng số dùng đĩa compact - Đĩa thích hợp: đường kính 120mm, dày 1,2mm - Thời gian phát: 60 đến 75 phút - Tốc độ quay đĩa theo hệ thống CLV (1,2 đến 1,4 m/s) - Dạng tính hiệu: tần số lấy mẫu là 44,1Khz - Số bit lượng tử:16 bit - Tốc độ truyền: 4,3218Mhz - Hệ thống điều chế: EFM - Đầu đọc dùng tia laser bước sóng 780nm 114
  2. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video 5.2.2. Máy CD dùng trên xe hơi Là loại máy được trang bị trên các xe hơi đời mới. Máy CD này có thể cắm vào dây cấm đưa tín hiệu CD vào hệ thống âm thanh đang sử dụng, vào máy radio cassete, hoặc nó có thể được lắp riêng. Các kiểu mới sau này có cả mạch radio AM/FM.Các đặc trưng cơ bản của máy: - Hệ thống: hệ thống xử lý âm thanh dạng số dùng đĩa compact - Đĩa thích hợp: đường kính 120mm, dày 1,2mm - Thời gian phát: 60 đến 75 phút - Tốc độ quay đĩa: 200 đến 500 vòng/phút - Đáp tần: 5 đến 20.000Hz, 2 kênh - Dạng tính hiệu: tần số láy mẫu là 44,1Khz - Số bit lượng tử: 16 bit - Tốc độ truyền: 4,3218Mhz - Hệ thống điêu chế: EFM - Đầu đọc dùng tia laser bước sóng 780nm - Nguồn điện sử dụng:14 VDC. 5.2.2. Máy CD xách tay Còn gọi là máy CD phone, máy này thường được dùng chung với ống nghe stereo. Trong một số máy CD tín hiệu lấy ra từ ổ cắm có thể đưa ra amply bên ngoài, nguồn điện sử dụng thông thường là 12 V. Các đặc trưng cơ bản của máy: - Hệ thống: hệ thống xử lý âm thanh dạng số dùng đĩa compact. - Đầu đọc dùng tia laser bước sóng 780nm. - Công suất phát tia laser 0,04 mW. - Tốc độ quay đĩa: 200 đến 500 vòng/phút. - Đáp tần: 20 đến 20.000Hz, 2 kênh. - Dạng tính hiệu: tần số lấy mẫu là 44,1Khz. - Số bit lượng tử:16 bit. - Tốc độ truyền: 4,3218Mhz. - Hệ thống điêu chế: EFM. - Nguồn điện sử dụng: 9VDC, pin 6V. 115
  3. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video 5.2.3. Máy CD kết hợp Là máy CD có kết hợp các mạch xử lý tín hiệu radio AM/FM, mạch cassete, hay các máy sau này có cả chức năng của máy TV. - Hệ thống: hệ thống xử lý âm thanh dạng số dùng đĩa compact - Số bit lượng tử: 16 bit. - Đầu đọc dùng tia laser bước sóng 780nm. - Hệ thống vệt ghi: loại tùy động 3 tia. - Bộ lọc dạng số: loại vượt mẫu hai lần. - Công suất phát tia laser 0,04 mW. - Tốc độ quay đĩa: 200 đến 500 vòng/phút. - Đáp tần: 0 đến 18Hz, 2 kênh. - Điện áp ngõ ra: 0,95V danh định. - Dạng tính hiệu: tần số lấy mẫu là 44,1Khz. - Tốc độ truyền: 4,3218Mhz. - Hệ thống điêu chế: EFM. 5.2.4. Sơ đồ khối và chức năng các khối Khối RF: nhiệm vụ biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện và khuếch đại tín hiệu này cấp cho khối servo và xử lý tín hiệu âm thanh. Khối Data strobe: nhận tín hiệu từ khối RF để tách bit clock giải điều chế EFM để trả lại mã nhị phân 8 bit của tín hiệu nguyên mẫu. Ngoài ra khối này còn có nhiệm vụ tách tín hiệu đồng bộ khung để cấp cho mạch Spindle servo. Khối DSP (Digital signal processing): gọi là khối xử lý tín hiệu số nhận tín hiệu từ data strobe cấp cho mạch giải đan xen, sửa sai, và tách mã phụ. Khối xử lý audio: khối này nhận tín hiệu âm thanh từ DSP cấp cho mạch biến đổi D/A. Tín hiệu kênh trái và kênh phải ngõ ra được lấy ra nhờ mạch tách kênh gồm hai mạch LPF. Khối servo gồm có 4 mạch servo cơ bản như sau: Focus servo: nhận tín hiệu từ RF để điều chỉnh cuộn dây hội tụ, làm dịch chuyển vật kính theo phương thẳng đứng để chùm tia hội tụ đúng trên bề mặt CD. Tracking servo: khối này nhận tín hiệu từ mạch RF cấp điện áp thay đổi cuộn tracking làm dịch chuyển vật kính theo phương nằng ngang để chùm tia laser luôn đọc đúng các track. 116
  4. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Sled servo: nhận tín hiệu điều khiển từ mạch tracking servo để đưa ra điện áp điều chỉnh Sled motor, tạo tác động điều chỉnh cụm quang học theo từng bước trên các track từ phía vùng tâm đĩa ra ngoài. Ngoài ra trên máy CD còn trang các hệ thống nạp đĩa hoặc đưa đĩa ra ngoài. Toàn bộ vận hành của máy được điều khiển bởi khối vi xử lý. Đĩa compact Data Bitclock separate RF Amp Servo amp strobe EFM demodulation Sync det L- out LPF Focus Data Servo RAM Signal Head D/A Processing phone Tracking Deinterleave Servo Error correction LPF Sub code R- out Sled Servo Spindle Key motor matrix Spindle System control Servo Sled motor Loading Servo Display Sensor Power motor Hình 5.1. Sơ đồ khối máy CD Spindle servo: nhận tín hiệu phản hồi từ mạch xử lý tín hiệu số cung cấp điện áp điều khiển vận tốc quay của Spindle motor. Khối này phải đảm bảo vận tốc quay đĩa theo hệ thống CLV tức vận tốc dài không đổi nhưng vận tốc gốc thay đổi từ 500 vòng/phút khi cụm quang học ở trong cùng và giảm dần còn 200 vòng/phút khi cụm quang học di chuyển ra ngoài biên. Khối hiển thị: nhiệm vụ hiển thị các chế độ làm việc của máy như thời gian phát bản nhạc, số bản nhạc, đếm số track đang phát ... Khối xử lý: nhận tín hiệu từ các khối đưa về để xuất ra các lệnh điều khiển hoạt động của máy theo các chế độ làm việc tương ứng. Ngoài ra, khối xử lý còn có nhiệm vụ tạo ra các tín hiệu: data, clock để giao tiếp với các mạch DSP, mạch servo. 5.3. MÁY PHÁT VCD 117
  5. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Máy VCD (Video Compact Disc Player) là thiết bị dùng để phát lại tín hiệu trên đĩa VCD. Về cấu tạo, máy VCD có các bộ phận giống như máy CD: cụm quang học, khối RF amp, khối DSP và khối servo. Trên thực tế, máy đọc VCD luôn kèm theo chức năng đọc đĩa nhạc CD một cách tự động. Trên máy VCD người ta thiết kế mạch giải nén tín hiệu hình MPEG, mạch đổi tín hiệu hình từ số ra tương tự (video DA) và khối giải mã R,G,B cấp cho ngõ ra video. Bên cạnh đó, người ta còn thực hiện các chức năng giải mã âm thanh stereo, xử lý karaoke, ngắt lời, tăng giảm tone…để cấp cho ngõ audio out. Tất cả các tiêu chuẩn của máy CD đều đúng với máy VCD. Tuy nhiên, máy VCD còn có các tiêu chuẩn khác như: Tín hiệu NTSC 3,58/PAL (có thể thay đổi được trên mạch giải nén). Mức tín hiệu video ở ngõ ra: 1VPP. Trở kháng: 75Ω, không cân bằng. Thời gian phát tối đa: 75 phút Sơ đồ khối Đĩa compact DSP RF Amp DRAM Data signal Servo processing ROM Data BCK RLCK Video Focus out Video RGB Servo OSD MPEG D/A encod Decoder L- out Tracking LPF Servo Audio D/A Head process Sled phone Servo Spindle LPF motor Video and audio processor R- out Spindle Servo Sled Key matrix System control motor Servo Loading Display Power Sensor motor Hình 5.2. Sơ đồ khối máy VCD 118
  6. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video 5.4. CÁC KHỐI CHỨC NĂNG MÁY VCD Dựa vào chức năng hoạt động của các phần tử trong máy, người ta phân chia máy VCD làm 5 khối: khối nguồn, khối cơ, khối tín hiệu, khối vi xử lý và khối servo. 5.4.1. KHỐI TÍN HIỆU Do tín hiệu video có dải tần rộng và dung lượng dữ liệu lớn nên trước khi ghi tín hiệu lên đĩa người ta phải tiến hành nén phổ tần lại cho thích hợp, trong quá trình phát lại người ta phải tiến hành giải nén tín hiệu. Sơ đồ khối mạch giải nén tín hiệu khi phát lại được biểu diễn ở hình 5.4. Hiện nay, người ta đã thống nhất tiêu chuẩn nén hình trong VCD là MPEG-1 với hình ảnh có độ phân giải là 252×288 và tần số quét dọc là 25Hz đối với hệ PAL, độ phân giải 352×240 và tần số quét dọc là 30Hz đối với hệ NTSC. Máy VCD có khả năng đưa ra hình ảnh có hệ màu PAL và NTSC nhờ sự can thiệp vào phím ấn đổi hệ trên remote control hoặc phím trước mặt máy. Vì vậy, khi sử dụng máy VCD ta không cần quan tâm đến hệ màu và tiêu chuẩn dòng quét, tần số quét, bản thân đĩa VCD cũng không phân biệt các chuẩn này. Việc đổi các chuẩn sẽ được thực hiện bởi các mã thông tin trên các đường dữ liệu mà khối giải mã MPEG nhận được. MPEG RGB Video Video Video Encoder out DAC Decoder R,G,B Laser RF Video RF OSD DSP Pickup Amp out converter Data clock Mạch xử (μp) lý audio Hình 5.3. Sơ đồ mạch xử lý tín hiệu video trong máy VCD Khối giải nén MPEG video Khối giải nén MPEG làm nhiệm vụ giải nén tín hiệu video và audio khi phát lại, do trong lúc ghi cả hai tín hiệu này cùng được nén và ghi lên VCD. Khối giải nén cũng là bộ phận khác nhau căn bản giữa máy CD và VCD. Tín hiệu từ khối DSP cấp cho khối giao tiếp chủ (host interface) theo ba đường tín hiệu, sau đó cấp cho khối DRAM controller, tại khối này có nhiều đường data 119
  7. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video (dữ liệu), address (địa chỉ), điều khiển (control) liên lạc với bộ nhớ RAM ở bên ngoài. Cuối cùng, khối video display là khối giao tiếp với mạch D/A của bộ phận hình ảnh. Data Internal MPEG FIFO processor decording Data Data Host DRAM Video BCK control interface controller display unit LRCK Colour space converter DRAM BUS Hình 5.4. Sơ đồ khối mạch MPEG RAM và ROM sử dụng trong máy VCD DRAM (Dynamic Random Access Memory): bộ nhớ truy xuất trực tiếp loại động, gọi tắt là RAM động. Các bộ nhớ RAM động sử dụng trong VCD thường có dung lượng từ 1M đến 16Mbyte, trong khi đó bộ nhớ ROM thường được sử dụng với dung lượng khoảng 1Mbyte. Chúng thường sử dụng kèm với mạch giải nén MPEG để lưu trữ dữ liệu và tăng tốc độ xử lý trên IC giải nén. MD, MA A0 – An MD MPEG D0 – Dn DECODER ROM OE Hình 5.5. Sơ đồ giao tiếp IC ROM và MPEG ROM (Read Only Memory) là bộ nhớ chỉ đọc, ROM sử dụng trong VCD thường có dung lượng nhỏ hơn DRAM, chúng cũng được liên lạc trực tiếp lên khối giải nén video. Các chân địa chỉ A (address) có thể là các tuyến địa chỉ nhớ MA (memory address) hoặc dữ liệu nhớ MD (memory tata) liên lạc với mạch giải nén. Khối RGB-DAC Khối RGB-DAC có nhiệm vụ chuyển đổi các bit dữ liệu chứa hình ảnh bao gồm các thông tin về chói, màu, đồng bộ…thành tín hiệu dạng tương tự để có thể 120
  8. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video cung cấp cho ngõ vào của máy thu hình (màn hình thử). Sơ đồ khối của mạch RGB- DAC được thể hiện như hình 5.6. Thông thường người ta đưa dữ liệu theo ba tuyến khác nhau, mỗi tuyến chứa 8- 16 bit đổi thành các tín hiệu R,G, B dạng tương tự. Digital RGB Input Buffer encoder Latch D/A C input output buffer Hình 5.6. Sơ đồ khối RGB-DAC Khối giải mã RGB Khối giải mã RGB có nhiệm vụ lấy các tín hiệu R,G,B dạng tương tự tại ngõ ra để tái tạo các tín hiệu truyền hình, các tín hiệu đồng bộ ngang (H.sync), đồng bộ dọc (V.sync).. Khối giải ném âm tần Trong máy đọc đĩa hình, ngoài khối giải nén tín hiệu hình, người ta thiết kế khối chức năng giải nén tín hiệu âm thanh nhằm tái tạo tín hiệu âm thanh đã được nén cùng với tín hiệu hình. Sơ đồ khối của khối giải nén âm tần như hình 5.7. L out LPF MPEG MPEG D/A Audio VIDEO AUDIO R out SW LPF RAM Hình 5.7. Sơ đồ khối mạch giải nén âm tần Ngõ ra tín hiệu âm thanh này được lấy từ dữ liệu của khối giải nén hình ảnh MPEG, sau đó được xử lý giải nén, chuyển đổi D/A, tách hai kênh trái phải riêng biệt sau đó khuếch đại cấp cho hai ngõ audio out L-R. Ngoài ra, trên khối giải nén âm tần người ta còn thực hiện các chức năng dành cho karaoke bao gồm các tầng mix giữa các ngõ vào micro và âm nhạc nền, tăng âm tone cho phần mic… Khối vi xử lý chủ Khối vi xử lý chủ (host μcom) trên máy đọc VCD có nhiệm vụ giao tiếp với khối giải nén hình thông qua các đường liên lạc HA (host address), HD (host data). 121
  9. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Giao tiếp với khối giải nén âm thanh, giao tiếp với các bộ nhớ ROM/RAM và giao tiếp với khối vi xử lý chính của máy. 5.4.2. KHỐI NGUỒN Khối nguồn trong máy VCD làm nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho tất cả các khối trong máy hoạt động, bằng cách tạo ra các mức điện áp thích hợp cung cấp cho các mạch điện. Dựa vào nguyên lý làm việc ta phân khối nguồn ra làm hai loại - Nguồn AT (all time): là nguồn xuất hiện ngay khi cấp điện vào không chịu sự tác động điều khiển của vi xử lý. Ví dụ như nguồn cấp cho IC vixử lý, IC giải mã phím… - Nguồn PC (power control): là nguồn điều khiển, nguồn này chỉ xuất hiện khi có sự tác động điều khiển của vi xử lý. Ví dụ nguồn cấp cho các mạch xử lý tín hiệu, các motor… Dựa vào nguyên tắc ổn áp người ta phân làm hai loại nguồn: ổn áp xung (switching power) và ổn áp tuyến tính. 5.4.2.1. Khối nguồn ổn áp tuyến tính Mạch nguồn ổn áp tuyến tính là mạch nguồn thường được sử dụng trong các thiết bị xử lý âm thanh như máy cassette, biến thế thường được cấu tạo từ những cuộn dây và lõi sắt (sillic). Phần tử điều hòa điện áp là các phần tử tuyến tính: transistor, zener, IC ổn áp…Sơ đồ khối như hình 5.8. Vin Vout Biến thế Chỉnh lưu ổn áp + _ Hình 5.8. Sơ đồ khối nguồn ổn áp tuyến tính Ưu điểm của loại nguồn này là cấu tạo đôn giản dể chế tạo dể sửa chữa, có độ ổn định cao do tần số điện áp ngõ vào và ra khi chưa chỉnh lưu là không đổi, có thể chế tạo bộ nguồn có công suất lớn. Nhược điểm loại nguồn này là biến thế kích thước lớn bất tiện sử dụng. 122
  10. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Hình 5.9. Sơ đồ nguyên lý nguồn ổn áp tuyến tính 5.4.2.2. Khối nguồn ổn áp xung Nguồn ổn áp xung là nguồn có phần tử điều hòa điện áp là xung dao động tạo ra từ mạch dao động điều khiển. Sơ đồ khối nguồn ổn áp xung như biểu diễn ở hình 5.10. Hình 5.10. Sơ đồ khối nguồn ổn áp tuyến tính 123
  11. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Nguyên tắc thực hiện: trong thời gian khoá đóng cuộn dây cấp dòng từ nguồn qua tải (RL ).Trong thời gian khóa mở cuộn dây xả dòng theo chiều ngược lại qua RL và qua D, switch đóng mở là một khóa điện đóng mở theo xung điều khiển. Điều khển t ừ vi xử lý +V out +V in TOFF TON D C RL T Xung điều khiển có dạng T = TON + TOFF Và Vo được tính bởi TON VO = VOFF T Ý nghĩa: tần số xung đóng mở giữ nguyên, khi thay đổi thời gia ngắt mở sẽ làm thay đổi mức điện áp ngõ ra, nếu thời gian TON càng lớn thì điện áp ngõ ra càng lớn. Ưu điểm: nguồn có tầm ổn áp lớn, biến thế kích thước nhỏ tiện lợi sử dụng, cho nên hầu hết các thiết bị điện tử sau này thường sử dụng nguồn ổn áp xung. Nhược điểm: nguồn có cấu tạo phức tạp khó chế tạo khó sửa chữa, có độ ổn định không cao, thường xuyên gây nhiểu do luôn thay đổi ở mạch dao động. Về nguyên tắc người ta thực hiện ổn áp xung theo 3 phương pháp như sau: Phương pháp thay đổi tần số Trong phương pháp này điện áp ngõ ra được thay đổi bằng cách giữnuyên thời gian TON, nhưng thay đổi thời gian TOFF. Phương pháp này còn gọi là phương pháp thay đổi tần số xung. TON TOFF 124
  12. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Nhược điểm của phương pháp này là khi tần số thay làm cho các tải có tần số thay đổi theo dẫn đến độ gợn són sẽ thay đổi trong quá trình làm việc, bởi vì khi tính toán thiết kế các linh kiện người ta chỉ căn cứ vào đáp ứng tần số ở một giá trị nhất định. Hình 5.11. Sơ đồ nguyên lý nguồn ổn áp xung Phương pháp thay đổi độ rộng xung 125
  13. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Với phương pháp nàyy người ta giữ nguyên tần số của xung đóng mở, nhưng thay đổi thời gian TON . Đây là phương pháp rất phổ biến thường hay được sử dụng vì mạch này hoạt động ổn hơn. 5.4.2.3. Nhận dạng khối nguồn Khối nguồn là bộ phận dể nhận dạng trong máy VCD, để nhận dạng khối nguồn ta căn cứ vào các dấu hiệu sau: Biến áp nguồn: thường là biến áp có kích thước lớn nhất, liên lạc trực tiếp với dây cắm điện thông qua cầu chì và cầu nắn diode. Trong thực tế có hai loại biến thế: biến thế loại thường: kích thước lớn, lõi được ghép từ các lá tole silic, biến thế loại switching: có kích thước nhỏ, lõi dược cấu tạo từ các hạt ferit ép đặc. Trong nguồn ổn áp xung ta thấy có phần tử tạo dao động, phần tử đóng ngắt, phần tử lọc nhiễu và đặc biệt là cầu chỉnh lưu nằm trước biến thế. Sau mạch chỉnh lưu ta thấy có các tụ lọc gợn có kích thước lớn. Dựa vào giá trị điện áp danh định ghi trên tụ mà ta có thể suy đoán được các mức áp trên mạch mà ta đang dò. Ví dụ tụ hoá có giá trị 2200μF/16V thì ta suy ra mức điện áp trên hai đầu tụ có thể là 12V và không vượt quá 16V. Trong mạch nguồn ta còn thấy các phần tử ổn áp như transistor, IC ổn áp, diode zenner. 5.4.3. KHỐI SERVO Khối servo trong máy CD gồm có bốn mạch servo chính: focus servo, tracking servo, sled servo, spindle servo, làm nhiệm vụ điều chỉnh vận tốc quay và pha quay của các motor, đồng thời điều chỉnh chùm tia laser của đầu đọc, đảm bảo cho việc ghi phát tín hiệu trên CD luôn được trung thực. 5.4.3.1. Mạch Focus servo Sơ đồ mạch focus servo như biểu diễn ở hình 5.12. Khối này nhận tín hiệu từ RF, điều chỉnh cuộn dây hội tụ, làm dịch chuyển vật kính theo phương thẳng đứng để chùm tia hội tụ đúng trên bề mặt CD để tín hiệu phát lại là trung thực nhất. Tùy thuộc vào vị trí của vật kính so với CD mà chùm sáng có các hình dạng khác nhau. Cường độ sáng nhận được từ các diode A+C và B+D được đưa đến mạch khuếch đại so sánh để tạo ra tín hiệu sai lệch hội tụ (FE), sau đó đến mạch so pha, mạch khuếch đại thúc cấp điện áp sai lệch cho cuộn dây hội tụ sẽ tạo ra từ trường di chuyển vật kính theo phương thẳng đứng sao cho khoảng cách của vật kính đúng với bề mặt CD để chùm tia hội tụ lên CD thành một điểm cực nhỏ khi đó tín hiệu phát lại là trung thực nhất. 126
  14. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Bán lăng Pit kính Laser Tia phụ E diode Đĩa Tia chính compact Focus Phương coil đứng B+D I/V converter A B + Phase Drive _ correc D C Focus I/V Error A+C converter Hình 5.12. Sơ đồ khối mạch Focus servo máy VCD Khi khoảng cách vật kính đúng với CD thì chùm sáng hội tụ lên các diode cảm quang là vệt sáng hình tròn, khi đó cường độ sáng nhận được của A+C=B+D làm cho áp sai lệch hội tụ tạo ra từ mạch khuếch đại so sánh bằng 0, tức là vật kính đã đúng không cần điều chỉnh. Vật kính + A B 0 đúng với CD _ D C Khi khoảng cách vật kính quá gần với CD thì chùm sáng hội tụ lên các diode cảm quang là vệt sáng hình elip đứng, khi đó cường độ sáng nhận được của diode A+C > B+D làm cho áp sai lệch hội tụ tạo ra từ mạch khuếch đại so sánh có giá trị dương (+), điện áp này cấp cho cuộn dây tạo từ trường di chuyển vật kính xa CD. + A B V+ Vật kính quá _ gần CD D C Khi khoảng cách vật kính quá xa với CD thì chùm sáng hội tụ lên các diode cảm quang là vệt sáng hình elip ngang, khi đó cường độ sáng nhận được của diode 127
  15. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video A+C < B+D làm cho áp sai lệch hội tụ tạo ra từ mạch khuếch đại so sánh có giá trị âm (-), áp này cấp cho cuộn dây tạo từ trường di chuyển vật kính gần lại CD. + A B V- Vaät kính _ D C quaù xa CD 5.4.3.2. Tracking servo Khối này nhận tín hiệu từ mạch RF cấp điện áp thay đổi cuộn tracking làm dịch chuyển vật kính theo phương nằng ngang để chùm tia laser luôn đọc đúng các track. Khi phát lại, hai chùm tia laser phụ E và F chiếu lên bề mặt CD gặp các pit phản xạ trở lại, khi đến bán lăng kính chùm tia đổi phương 900 sau đó rọi lên 4 diode cảm quang ABCD. Tùy thuộc vào vị trí của chùm tia chính so với các đường track, mà chùm sáng phản xạ lại của E và F có cường độ khác nhau. Bán lăng Pit kính Laser Tia phụ F diode Đĩa Tia chính compact Tracking Tia phụ E coil Phương ngang E I/V converter + Phase Drive E F _ correct Tracking I/V Error converter F Hình 5.13. Sơ đồ khối mạch Tracking servo máy VCD Cường độ sáng của diode E và F được đưa đến mạch khuếch đại so sánh sẽ tạo ra tín hiệu sai lệch tracking (TE), sau đó đến mạch so pha, mạch khuếch đại thúc cấp điện áp sai lệch cho cuộn dây hội tụ tạo ra từ trường di chuyển vật kính theo phương nằm ngang sao cho chùm tia chính luôn đọc đúng các track để tín hiệu phát lại là trung thực nhất. 128
  16. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Khi chùm tia chính đúng đọc đúng track, khi đó ánh sáng phản xạ của hai tia phụ lên hai diode E và F có cường độ bằng nhau, khi đó áp sai lệch tracking từ mạch so sánh bằng 0 tức là vị trí của vật kính đã đúng không cần điều chỉnh Khi chùm tia chính lệch sang bên trái, khi đó ánh sáng phản xạ của hai tia phụ lên hai diode E và F có cường độ khác nhau, cường độ sáng nhận được của diode E>F khi đó áp sai lệch tracking từ mạch so sánh có giá trị âm (-), áp sai lệch này cấp cho cuộn dây tạo từ trường di chuyển vật kính sang bên phải giúp cho tia chính đọc đúng track để tín hiệu phát lại là trung thực nhất. Khi chùm tia chính lệch sang bên phải, khi đó ánh sáng phản xạ của hai tia phụ lên hai diode E và F có cường độ khác nhau, cường độ sáng nhận được của diode E
  17. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video L- out LPF D/A RF DSP R- out LPF fFCK tách được Frequency comparison M MDA XTAL 7350Hz Hình 5.15. Sơ đồ khối mạch điều chỉnh vận tốc quay Spindle motor Mạch điều chỉnh phase quay: mạch này phải đảm bảo pha quay của motor quay luôn được ổn định, tức làm đảm bảo sau cho pha của xung clock tương ứng với data khi phát lại (BCK) phải cùng pha với xung clock chuẩn đưa vào tri xuất dữ liệu. Để thực hiện được điều này mạch điều chỉnh pha quay motor lấy tín hiệu so sánh là pha của xung clock tương ứng với dữ liệu khi phát lại (fBCK) có tần số đã ổn định bởi mạch điều chỉnh vận tốc, để so sánh với pha của xung clock chuẩn f0SC = 4,3218MHz tạo ra từ dao động thạch anh chuẩn, kết quả tạo ra áp sai lệch về pha cấp cho mạch MDA để điều chỉnh lại pha quay của motor. Mạch tự động điều chỉnh pha quay motor như ở hình 5.16. Như vậy trong mạch spindle servo gồm có hai mạch: mạch điều chỉnh vận tốc gọi là mạch chỉnh thô, còn mạch điều chỉnh pha quay gọi là tinh chỉnh. L- out LPF D/A RF DSP R- out LPF FBCK = 4,3218MHz Frequency comparison M MDA XTAL 4,3218MHz Hình 5.16. Sơ đồ khối mạch điều chỉnh phase quay Spindle motor 130
  18. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video 5.4.3.4. Mạch Sled servo Khối này nhận tín hiệu điều khiển từ mạch tracking servo để đưa ra điện áp điều chỉnh sled motor, tạo tác động điều chỉnh cụm quang học theo từng bước trên các track từ phía vùng tâm đĩa ra ngoài, sau cho chùm tia luôn đọc đúng các track. Mạch sled servo còn gọi là mạch chỉnh thô, ngoài ra trên máy CD còn trang bị các hệ thống nạp đĩa hoặc đưa đĩa ra ngoài. Toàn bộ vận hành của máy được điều khiển bởi khối vi xử lý. TEO Tracking Mạch tích Tầng so Tầng drive M servo phân sánh lái Hình 5.17. Sơ đồ khối mạch Sled servo máy VCD Điện áp trung bình của tín hiệu tracking error (TE) từ mạch tracking servo đưa tới, có giá trị răng theo thời gian, tín hiệu này được đưa tới mạch tích phân để sửa dạng tính hiệu sau đó đưa tới tầng so sánh để so sánh với thành phần chuẩn kết quả áp sai lệch sled motor tạo ra để lái sled motor sau cho vật kính được giữ trong tầm điều chỉnh so với điện áp chuẩn ngay tại tâm của hệ cơ. 5.4.4. KHỐI VI XỬ LÝ Khối vi xử lý là bộ phận trung tâm, làm nhiệm vụ điều hành tất cả các hoạt động trong máy, bằng cách tác động điều khiển trực tiếp đến tất cả các khối giúp cho việc ghi phát tín hiệu diễn ra một cách đồng bộ. Tác động đến khối cơ: điều khiển sự hoạt động của các phần tử trong khối cơ để thực hiện việc nạp đĩa vào, lấy đĩa ra, quay đĩa… Tác động đến khối nguồn, điều khiển việc cấp nguồn PC (power control) cho các mạch điện trong máy. Tác động đến khối tín hiệu, điều khiển việc xử lý tín hiệu khi ghi và phát tương ứng với từng chế độ làm việc của máy. Tác động đến khối chỉnh cơ, thực hiện việc điều khiển vòng quay của các motor giúp cho việc ghi phát tín hiệu diễn ra bình thường. Để tiện lợi cho việc khảo sát khối vi xử lý trong máy người ta phân chia ra thành từng khu vực khác nhau. Dựa vào chức năng hoạt động của khối, người ta phân chia khối vi xử lý ra làm 3 khu vực khảo sát chính như sau: Khu vực phục vụ chính cho vi xử lý: là các điều kiện cần thiết để cho vi xử lý làm việc như: nguồn AT (5V), xung clock chuẩn, mạch Reset... 131
  19. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Khu vực các lệnh ngõ vào: có thể phân ra làm 3 loại Các lệnh ngõ vào từ các phím điều khiển, các phím nằm phía trước mặt máy, thông qua các phím nhấn này thì lệnh được đưa về vi xử lý. Các lệnh ngõ vào từ các cảm biến (sensor), thông thường các lệnh này được thiết kế để làm các mạch bảo vệ trong máy hoặc thực hiện các chuyển động nối tiếp trong máy. Lệnh vào từ mạch tín hiệu, là các lệnh được đưa về vi xử lý để điều khiển từng chế độ làm việc của máy. Khu vực các lệnh ngõ ra: có thể chia làm 4 loại. Lệnh ra điều khiển hoạt động của các motor trong các chế độ làm việc như: play, close/open, stop...Lệnh ra đều khiển đóng mở các mạch điện tín hiệu trong các chế độ làm việc như điều khiển mạch data strobe, mạch DSP mạch công tắc E–E, mạch xử lý audio...Lệnh ra điều khiển các mạch đèn chỉ thị như điều khiển các đèn hiển thị ở các chế độ làm việc của máy…Lệnh ra điều khiển các nguồn PC (nguồn điều khiển) để cung cấp các mức nguồn cho mạch điện hoạt động. 5.4.4. 1. Khu vực phục vụ chính vi xử lý Cấp nguồn cho vi xử lý: trước hết là nguồn áp AT(5V) cung cấp cho vi xử lý, nguồn này sẽ xuất hiện ngay khi mới cấp điện vào để vi xử lý sẵn sàng làm việc khi tiếp nhận các lệnh mới. Nguồn xung clock chuẩn: vì hoạt động bằng xung nên vi xử lý phải được cung cấp một xung chuẩn thật ổn định gọi là xung clock. Thông thường xung clock chuẩn này được tạo ra từ mạch dao động thạch anh. Thực ra, bên trong vi xử lý là tập hợp của các mạch điện dạng số như các bộ đếm, các thanh ghi dịch... cho nên xung clock là cơ sở để tạo ra các số nhị phân và để truy xuất các dữ liệu trong khi xử lý. Thạch anh tạo xung dao động cấp cho vi xử lý có thể nằm trong hoặc ngoài vi xử lý như hình 5.33. Clock in OSC OSC Vi xử lý Vi xử lý Hình 5.18. Cấu trúc của mạch dao động thạch anh Đối với loại mạch sử dụng dao động thạch anh ngay bên trong vi xử lý, ta có thể nhận dạng được nhờ chân lệnh clock nối ra bên ngoài. Đối với mạch sử dụng dao động từ bên ngoài, ta có thể nhận dạng nhờ chân clock in. 132
  20. Chương 5: Thiết bị ghi phát audio và video Lệnh reset (chân ALC): chân lệnh này nhằm trả dữ liệu của vi xử lý trở về trạng thái ban đầu khi mới cấp điện vào để vi xử lý sẵn sàng tiếp nhận các lệnh mới. Ví dụ máy đang hoạt động ở chế độ play, lúc đó dữ liệu trong vi xử lý tương ứng với trạng thái play, bổng nhiên bị cúp điện. Khi có điện trở lại thì chân lệnh reset sẽ tác động trả dữ liệu trong vi xử lý về trạng thái ban đầu. 5.4.4.2. Khu vực các lệnh vào vi xử lý Lệnh vào từ các phím điều khiển Lệnh vào từ các phím điều khiển (key input) là những lệnh vào tác động thông qua các phím điều khiển nằm phía trước mặt máy như: play, close/open, FF... hoặc các phím điều khiển từ remote cotrol để đưa về vi xử lý. Để thực hiện được các lệnh điều khiển loại này người ta thường dùng phương pháp ma trận phím như hình 5.34. Ở phương pháp này, người ta thiết lập các đường xung địa chỉ AD1, AD2, AD3...và các đường nhận xung lệnh ngõ vào KE1, KE2, KE3...Các xung địa chỉ có độ rộng khác nhau từ vi xử lý đi ra rồi lại đi vào vi xử lý thông qua các phím điều khiển như: play, close/open, stop...từ đó vi xử lý sẽ hiểu được phím lệnh nào đã được tác động. Ví dụ khi ngõ vào KE1 nhận được xung có độ rộng nhỏ nhất thì đó là phím Eject được nhấn, cũng ngõ vào KE2 nhưng nếu nhận được xung AD3 có độ rộng lớn nhất thì đó là lệnh stop được tác động. Xung địa chỉ Xung địa chỉ Vi AD1 AD1 xử lý AD2 AD2 AD3 AD3 KE1 Data KE2 KE1 KE3 Clock KE2 Ready KE3 IC giải mã Hình 5.19. Sơ đồ mạch giải mã phím lệnh Lệnh vào từ các cảm biến Cảm biến vị trí khay đĩa (tray sensor): có nhiệm vụ nhận dạng vị trí khay đĩa đang ở ngoài hay trong máy nhờ một khoá điện hoặc một cảm biến quay. Khay đĩa dịch chuyển theo rãnh trượt thông qua chuyển động quay của loading motor. Vị trí của khay đĩa ở trong hay ngoài hệ cơ được nhận diện bởi tray SW, có khi còn được 133
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2428 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0