Портативные минидисковые проигрыватели 4-го поколения фирмы SONY

 

 

Обзор портативных минидисковых проигрывателей

Как известно, минидисковый проигрыватель является сложным техническим устройством, в котором используются современные методы обработки звукового сигнала и последние достижения микроэлектроники. Это способствует не только повышению технологичности, качеству и надежности аппарата, но и повышает требования к профессионализму мастера выполняющего ремонт такой техники. Современные минидисковые проигрыватели являются высоко интегрированными системами. Современная же технология позволяет производить очень надежные компоненты, что подтверждается низким процентом отказов, которые связаны с дефектами компонентов. Слабыми местами в аппаратуре такого рода остаются механические узлы и детали, подверженные износу, а также дефекты печатных плат. В то же время высокая степень интеграции позволяет минимизировать количество микросхем, объединяя функции, которые выполнялись раньше разными микросхемами. Таким образом, уменьшается количество не только микросхем, но и количество дорожек на печатной плате, связывающих различные микросхемы, что повышает надежность аппарата в целом. Кроме этого улучшаются массогабаритные показатели, а также энергопотребление. Тенденция к постепенному объединению функций, которые выполнялись различными микросхемами, в одну микросхему наглядно показано в поколениях развития минидисковых проигрывателях.

Итак, первое поколение минидисковых проигрывателей, представителем которого является MZ-1 (1992), имело порядка десятка микросхем (см. Рис.1)

Рис. 1

Как видно из блок-схемы каждая микросхема в этом проигрывателе выполняла только одну, максимум две функции. Сжатием же по алгоритму ATRAC занимались одновременно две микросхемы для левого и правого каналов отдельно. К этому надо добавить, что в то время, когда выпускались минидисковые проигрыватели первого уровня, алгоритм сжатия ATRAC только разрабатывался, и он был далек от совершенства. Поэтому качество записи и воспроизведения на проигрывателях тех лет имело значительные изъяны.

В проигрывателях второго поколения (см. рис. 2) сжатие потока данных происходило уже в одной микросхеме CXD2531AR (ATRAC версии 2). Типичный представитель этого поколения – MZ-R2 (1994). Этот проигрыватель имел уже версию ATRAC 2, которая также была далека от требуемого качества. Проигрыватели второго поколения были построены на тех же микросхемах, что и первого, за исключением RF-усилителя, ATRAC декодера, ЦАП/АЦП и, конечно, системного контроллера. Был изменен и оптический блок.

Рис. 2

Существенное сокращение количества микросхем произошло в третьем поколении минидисковых проигрывателей (см. рис. 3), представителем которого являются MZ-R3 и MZ-B3 (1995). Функции EFM и помехоустойчивого кодирования, ADIP-демодулятора и процессора сервосистемы выполняются теперь в одной микросхеме CXD2535BR. Кроме того, ATRAC компрессия и противоударная защита выполнены также на одном чипе CXD2536R.

Рис. 3

В четвертом поколении проигрывателей (см. рис.4) объединены оба вышеназванных чипа в один CXD2652R. Качество же компрессии ATRAC-4, которое использовалось в этом поколении, уже было достаточно высоким и сравнимым с качеством записи на компакт-диск. Типичным представителем этого поколения портативных проигрывателей является MZ-R30 (1996)

Рис. 4

Несколько лет после этого все портативные минидисковые проигрыватели строились по схеме базового плеера MZ-R30. В них применялись те же чипы и та же архитектура исполнения. Отличия заключались в усовершенствовании способов построения системы питания и расположения компонентов. Кроме этого менялся софт системного процессора, что позволяло без изменения самого аппарата добавлять пользовательские и сервисные функции. Например, MZ-R55 (1998), построенный практически на тех же микросхемах, что и MZ-R30, имеет значительно меньшие габариты и массу, а также пониженное энергопотребление. Повышенная емкость памяти позволяет значительно увеличить продолжительность противоударной защиты.

В настоящее время появились минидисковые проигрыватели пятого поколения (см. рис. 5). Представитель – MZ-R90 (1999). В нем объединились еще две микросхемы: DSP и ОЗУ.

Рис. 5

Обзор микросхем ATRAC, использовавшихся в стационарной и портативной аппаратуре.

Версия алгоритма

Название микросхемы

MD проигрыватель

Дата начала производства.

ATRAC 1 CXD-2527 MDS-101 2/93
ATRAC 2 CXD-2531 MDS-102
MDS-501
11/93
2/94
ATRAC 2 CXD-2531R MDM111
MDH-10
 
ATRAC 3 CXD-2536R MZ-R3 5/95
ATRAC 3.5 CXD-2536A MDS-JA3ES 6/95
ATRAC 3.5 CXD-2536B MDS-503 10/95
ATRAC 3.5 CXD-2536AR MZ-E40 1/97
ATRAC 4.0 CXD-2650R MDS-JE500/S37
С. Америаканская модель MDS-JE510
MDS-JE700
8/96
ATRAC 4.0 CXD-2652R MZ-R30 8/96
ATRAC 4.0 CXD-2652AR MZ-R50/MZ-R55/MZ-R37
Европейская модель MDS-JE510
8/97
ATRAC 4.5 CXD-2537R MDS-JA50ES 12/96
ATRAC 4.5 CXD-2654R MDS-JE520 9/98
ATRAC Тип-R DSP CXD-2656R MDS-JA20ES/JA22ES 5/98

Основные отличия MZ-R30 и MZ-R50.

Далее мы будем рассматривать плеера 4-го поколения как наиболее часто встречающиеся при сервисном обслуживании. Базовая модель MZ-R30 уже была подробно описана во многих источниках. Поэтому рассмотрим такие модели как MZ-R50 и MZ-R55 в сравнении с MZ-R30.

Типы источников питания

Возможны три вида источников питания в плеерах MZ-R30/50/55:

  • Сетевой адаптер
  • Литий-ионный аккумулятор или никель-металлгидридный аккумулятор
  • Внешние сухие батареи
  • Таким образом, процессор должен производить выборку и подключение к схеме определенного источника питания, а также производить зарядку подключенного аккумулятора.

    Различия в схеме питания.

    Блок питания в MZ-R50 несколько упрощен по сравнению с MZ-R30 (см. рис. 6 и 7). В MZ-R50 общий провод всех возможных источников питания соединен вместе, а их подключение осуществляется с помощью МОП-транзисторов, расположенных в IC808, которые коммутируют положительный полюс источников.

    Рис.6 Схема MZ-R50 (питание от батарей)

    Рис.7 Схема MZ-R50 (питание от адаптера и заряд аккумулятора)

    В проигрывателе MZ-R30 коммутация источников происходит также по положительному проводу, в то время как общий провод соединен вместе, кроме литий-ионного аккумулятора (см. рис. 8, 9 и 10).

    Положительный полюс литий-ионного аккумулятора подключается последовательно через P-канальный МОП-транзистор, расположенный в IC809 и через один из N-канальных МОП транзисторов, расположенных в IC808 (рис. 8). В режиме работы плеера от литий-ионного аккумулятора второй транзистор, находящийся в IC808, подключает к схеме плеера отрицательный полюс аккумулятора. Во время заряда литий-ионного аккумулятора его отрицательный полюс подсоединен к земле через низкоомные резисторы R972 и R975, падение напряжения на которых служит информацией о токе заряда. Это напряжение регистрируется микросхемой IC909, которая с помощью Q902 поддерживает номинальный ток заряда (Рис.10).

    Рис.8 Схема питания MZ-R30 от литий-ионного аккумулятора

    Что касается плеера MZ-R50, номинальный ток заряда поддерживается с помощью транзисторов Q901 и Q902. Ток через транзисторы задан величиной параллельно включенных резисторов R907, R908 и должен составлять примерно 400мА. Большой выбор элементов питания (аккумуляторов, батареек) предлагает интернет магазин Dalincomю

    Рис.9 Схема питания MZ-R30 от никель-металгидридного аккумулятора

    Рис.10 Схема работы MZ-R30 в режиме заряда аккумулятора

    В остальной части схемы плеера MZ-R30 и MZ-R50 очень похожи. В MZ-R50 используется микросхема DRAM с повышенной емкостью (16М). Благодаря этому эта модель обладает более высокой степенью защиты от внешних ударов по сравнению с MZ-R30.

    Основные отличия MZ-R55 и MZ-R30/50.

    Схема питания.

    Рассмотрим теперь отличия плеера MZ-R55. Что касается выбора источника питания, то в данном плеере она еще больше упрощена по сравнению с MZ-R30/50 (см. рис. 11). При подсоединении штекера внешнего адаптера размыкается минусовая цепь аккумулятора и батареек. Плюсовой вывод всех источников всегда соединен между собой. Во время заряда аккумулятора его минусовой полюс подсоединяется к земле через транзистор Q903 и параллельно соединенные низкоомные резисторы R915, R916. Падение напряжения на этих резисторах дает информацию микросхеме IC901 о токе заряда.

    Рис.11 Схема питания MZ-R55

    Таким образом, можно сказать, что в MZ-R55 все возможные источники питания фактически подключены параллельно. Непосредственно с них получаются напряжения 2В и 2,6В с помощью преобразователей, собранных на IC902 и IC903. Эти напряжения питают большую часть схемы плеера. Каждый преобразователь может отключаться или включаться по сигналу от системного контроллера. В процессе чтения и записи включение и выключение происходит только IC902, т.е. напряжения 2В и используется при питании от батареек или аккумулятора для более экономичного расхода энергии. Оба преобразователя отключаются, когда плеер переходит в режим Sleep. Независимо от этих преобразователей непосредственно к источнику питания подключен преобразователь-ограничитель IC806 и после него стабилизатор IC807 на 2,8В. Это напряжение служит для питания:

    Преобразователь-ограничитель IC806 поддерживает на выходе напряжение не ниже 3,3В при любом напряжении питания. Таким образом, напряжение питания 2,8В всегда поступает на системный контроллер и преобразователи, в каком бы режиме не находился плеер.

    Повышенная емкость микросхемы памяти DRAMв плеере MZ-R55 дает ему два преимущества. Во-первых, это обеспечивает более высокую защиту от внешних ударов, а во-вторых, позволяет экономить энергию при работе плеера от батарей или аккумулятора. Последнее возможно благодаря тому, что некоторое время плеер может воспроизводить звук из буфера DRAM, а не с диска. При этом процессор может отключить питание основных потребителей энергии: сервоприводов, лазер и т.д. В режиме работы от батарей преобразователь напряжения 2В, собранный на IC902, работает циклами по 53 секунды в режиме воспроизведения и 50 секунд в режиме записи. В течение одного цикла он находится во включенном состоянии только соответственно 14 секунд в режиме воспроизведения и 12,25 секунды в режиме записи. Однако эти цифры характерны для плеера, находящегося в неподвижном состоянии. Если же плеер подвергается тряске или ударам, то время включенного состояния увеличивается на величину, необходимую сервосистеме для поиска трека. Это нужно учитывать, поскольку в этом случае потребление энергии от батарей значительно возрастает.

    Питание микрофонного усилителя в MZ-R55 организованно также как и в предыдущих моделях. При подключении микрофонного штекера к гнезду происходит замыкание на землю контакта датчика и включение стабилизатора на 2,5В, собранного на IC304.

    Напряжение VG необходимое для питания драйвера в MZ-R55 получается на микросхеме IC601, в то время как в MZ-R30/55это напряжение вырабатывал сам драйвер.

    Сервосистема.

    Перейдем к рассмотрению отличий в цепях сервосистемы. Первое отличие касается контактных датчиков. В предыдущих моделях этих датчиков было пять:

  • Датчик наличия диска в плеере.
  • Датчик отражающей способности диска, реагирующий на наличие отверстия в определенном месте на картридже диска.
  • Датчик защиты диска от записи
  • Датчик, регистрирующий открывание крышки плеера.
  • Датчик перемещения оптического блока к центру диска.
  • В плеере MZ-R55 отсутствуют первые два датчика: датчики загрузки диска и датчик определения коэффициента отражения диска. Соответственно алгоритм работы плеера на этапе определения этих параметров отличается от предшествующих моделей. При закрывании крышки плеера происходит поиск фокуса. Алгоритм поиска следующий (см. рис. 12).

    Рис. 12

  • Мощность лазера и коэффициент усиления RF-усилителя выставляется как для работы с CD-диском, т.е. с диском, поверхность которого имеет высокий коэффициент отражения. Поиск начинается из верхнего положения линзы, т.е. когда она максимально приближена к поверхности диска.
  • Если загружен CD диск, то фокус будет успешно найден. В этом случае поиск фокуса закончится, и системный контроллер определит вид диска – CD.
  • Если загружен MD-диск, то фокус не будет найден, и линза переместится в первоначальное верхнее положение, а мощность лазера и коэффициент усиления RF-усилителя установятся как для работы с MD-диском. После чего снова начнется поиск фокуса.
  • Если загружен MD-диск, то фокус будет успешно найден, и системный контроллер определит наличие в плеере MD-диска.
  • Если фокус снова не будет найден, то вся процедура повторится сначала. Весь этот цикл будет повторяться 4 раза. После чего, если фокус так и не будет найден, аппарат выдаст надпись “NO DISC”.
  • На самом деле надпись “NO DISC” появится раньше. Поскольку системный контроллер регистрирует количество оборотов шпиндель-мотора, и если диск не загружен, то после превышения некоторого числа оборотов, на дисплее появится надпись “NO DISC”.

    Работа системы поддержания номинальной мощности лазера аналогична MZ-R50, где используется такой же оптический блок – KMS-280A. Основное отличие его от того, который использовался в MZ-R30 (KMS-250A), состоит в наличии у последнего вывода ВЧ-модулятора. У KMS-280A этот вывод отсутствует, соответственно у него нет необходимости во внешних цепях питания этого модулятора.

    Что касается цепей слежения за фокусом и трекингом и частотой вращения диска, то в плеере MZ-R55 они работают практически также как ив MZ-R30/50. Следует только заметить, что из-за наличия большей по сравнению с MZ-R30/50 буферной памятью, отпала необходимость постоянно считывать информацию с диска. В MZ-R30/50 цикл чтения и записи составлял 2 секунды (0,5 секунды чтение или запись, 1,5 секунды пропуск). При этом сервосистема никогда не отключалась и продолжала следить за фокусом, трекингом и частотой вращения диска даже в промежутках, когда на самом деле не происходило чтения или записи. Как уже было сказано выше, в MZ-R55 при питании от батарей процессор отключает напряжение питания 2В на время 37-39 секунд. Таким образом, отключается питание драйвера. В результате чего диск останавливается, и чтение или запись происходят из или в буферную память. При питании от сетевого адаптера отключение питания не происходит, но процессор все равно дает команду на выключение слежения за фокусом и трекингом, а сервосистема слежения за частотой вращения переводится в так называемый грубый режим, при котором поддерживается частота вращения диска, но кадровая синхронизация не осуществляется.

    Цепи обработки сигнала.

    Отличия в цепях обработки сигналов между всеми плеерами очень невелики. В частности во всех плеерах применяется один и тот же тип RF-усилителя - CXA2523, отличающийся только буквенным индексом (-А для оптического блока KMS-230A и –AR для оптического блока KMS-280A). Также отличается только буквенным индексом, применяемая в плеерах, микросхема DSP – CXD2652 (соответственно –А и –AR). Микросхема ЦАП/АЦП фактически одна и та же: В MZ-R30/50 стоит АК4515, а в MZ-R55 – АК4517. Отличие между ними заключается в том, что в последней интегрирован регулятор громкости, управляемый процессором. В моделях, где применяется АК4515 регулятор громкости – это отдельная микросхема. Если в MZ-R30/50 для линейного выхода и для наушников использовались разные микросхемы (пара операционных усилителей и LA4800V соответственно), то в MZ-R55 эти усилители интегрированы вместе с усилителями для наушников в одну микросхему AN75355A.

    Основные неисправности, возникающие в портативных минидисковых проигрывателях.

    Как показывает практика основные неисправности, возникающие в портативных проигрывателях, связаны с оптическим блоком, механизмом устройства слежения, дефектом печатной платы, механизма захвата диска и механических датчиков. Оптический блок является наиболее чувствительной деталью в портативном проигрывателе, поскольку является прецизионной деталью.

    Неисправности оптического блока.

    Основные неисправности, которые случаются с оптическим блоком следующие: нарушена юстировка оптической системы, поломка или изменение параметров (связанных с загрязнением) механизмов подвески линзы объектива, загрязнение линзы объектива или призмы, истощение лазера.

    Прежде всего, необходимо удостовериться, что дефект связан с оптическим блоком. При этом можно ориентироваться на следующие симптомы.

  • Диск нормально читается, но запись невозможна.
  • Диск нормально читается, после проведения записи диск становиться чистым (не появляется ни только текущая запись, но стираются и предыдущие треки).
  • Неустойчивое чтение
  • Запись с большим количеством ошибок.
  • Гиперчувствительность к внешним ударам
  • Если проигрыватель имеет один из вышеперечисленных дефектов, то необходимо перейти к следующей процедуре проверки. Устройство вводится в тестовый режим. После этого аппарат переводится в режим поиска фокуса. Линза объектива при этом должна двигаться вверх и вниз равномерно. Проверьте с помощью измерителя мощности лазера мощность излучения. Она должна быть в зависимости от модели порядка 0,85мВт. Кроме этого, необходимо посмотреть, не загрязнена ли оптика. После этого необходимо перевести аппарат в режим излучения лазера для записи. Мощность, которую должен показать прибор должна быть порядка 6,8мВт. ВНИМАНИЕ! Нельзя оставлять лазер в режиме излучения такой большой мощности продолжительное время (более 15сек), так как это может его повредить. И окончательная проверка заключается в том, что к точке FOCUS ERROR на микросхеме RF-усилителя (вывод 34 на микросхеме CXA2523R) подсоединяется осциллограф, в аппарат вставляется диск, а затем он снова переводится в режим поиска фокуса. При этом на экране осциллографа должна наблюдаться четкая симметричная S-кривая, после чего устройство слежения произведет захват и удержание фокуса.

    В условиях сервисного центра могут быть исправлены проблемы, связанные с загрязнением линзы или призмы, в том случае, если она доступна. Если при измерении выявлено, что мощность излучения лазера в режиме чтения ниже номинальной или визуально обнаружено, что линза загрязнена, то необходимо провести чистку лазерного блока. При чистке линзы необходимо соблюдать следующие простые требования. Используйте только изопропиловый спирт со 100% степенью очистки. Ни в коем случае нельзя применять никакие другие спирты и растворители, поскольку возможно появление осадка или микротрещин на поверхности пластиковой линзы, в результате чего оптика начинает мутнеть. Протирать нужно по спирали, начиная от центра линзы к периферии с помощью ватного тампона. Нажимать на линзу при этом необходимо так, что бы она несколько уходила вниз на своей подвеске. Протирайте два или три раза, каждый раз используя новый тампон. После чистки, необходимо снова проверить мощность излучения и убедиться, что она достигла номинального уровня.

    Если S-кривая получается несимметричной, то необходимо менять оптический блок на новый, поскольку это означает нарушение юстировки оптики, что в условиях сервисного центра исправлено быть не может.

    После успешного выполнения таких проверок, если все же остаются подозрения на дефект оптического блока, дальнейшую проверку можно осуществить только путем замены оптоблока на заведомо исправный.

    Неисправность системы слежения.

    Симптомы, указывающие на неисправность механизмов слежения.

  • При переходе на другой трек, аппарат не может найти точку начало воспроизведения.
  • Неустойчивое чтение и запись. Обычно проявляется либо на начальных, либо на периферийных треках.
  • Обычно неисправность связана с износом двигателей вращения диска или слежения за треком. При воспроизведении диска необходимо наблюдать за RF-сигналом (вывод 3 микросхемы CXA2523R). Дрожание сигнала по оси времени (так называемый джиттер) указывает на неравномерность вращения двигателя шпинделя. В этом случае его необходимо заменить. Иногда неисправность бывает связана с высыханием или недостаточным количеством смазки на червячной передаче от двигателя слежения за треком к оптическому блоку. Если смазывание этого узла не устраняет дефект, то двигатель заменяют новым.

    Дефект печатной платы.

    Симптомы, указывающие на дефект печатной платы, могут быть самыми разнообразными и не ограничиваются приведенными ниже.

  • Проигрыватель не включается.
  • Нет записи с внешнего источника.
  • Реагирует на тряску
  • Как правило, большинство неисправностей, связанных с печатной платой, возникает по причине не достаточно жесткого крепления платы в местах внешних разъемов. В результате не очень аккуратного присоединения ответной части к разъему происходит разрыв печатного проводника, идущего от разъема. Вероятна даже поломка некоторых дискретных элементов, расположенных на плате в непосредственной близости от разъема. Особенно это характерно для таких минидисковых проигрывателей как MZ-R55, в которых применяется очень тонкая печатная плата, и разъем питания расположен как бы на консоли платы. В любом случае при обнаружении дефекта такого вида рекомендуется продублировать печатные проводники, идущие от разъема, с помощью навесных проводников.

    Кроме этого дефект в печатной плате может быть связан с микротрещинами в переходных отверстиях и микротрещинами в проводниках. Проверка осуществляется постукиванием и слабой деформацией печатной платы. Локализовать место возможного дефекта можно с помощью быстрого местного нагрева или охлаждения печатной платы во время ее работы. Исправная плата не должна реагировать на эти действия. При обнаружении места на плате, где возможен дефект, пропаиваются все переходные отверстия и ножки навесных элементов.

    Дефект механизма захвата и датчиков.

    Симптомы, указывающие на дефект механизма захвата диска и механических датчиков.

  • Неожиданная остановка воспроизведения или записи.
  • Зависание аппарата.
  • Не происходит открывания крышки (нельзя извлечь диск).
  • Неисправность, связанная с механизмом загрузки диска, возникает в основном из-за его деформации. Необходимо помнить, что даже незначительная деформация узла загрузки диска, может привести к неправильной работе аппарата. В этом случае деформированная деталь меняется. В некоторых особо тяжелых случаях приходится менять весь механизм в сборе.

     

    Советы по настройке и ремонту.

    Настройку мощности излучения лазера можно провести в тестовом режиме. Выполнять ее нужно, контролируя одновременно ток через лазер с помощью вольтметра, подключенного к низкоомному сопротивлению (порядка 1Ом) в цепи питания лазера, и мощность излучения с помощью специального измерителя. Сначала необходимо выставить необходимую мощность записи 6,8мВт, ток потребления лазера при этом должен превышать максимального значения, которое равно номинальному плюс 10%. Номинальный ток устанавливается для каждого оптоблока индивидуально и пишется на его этикетке. Если все-таки приходится установить ток, превышающий максимальное значение, то можно попробовать понизить номинальную мощность на 10%, т.е. до 6,12мВт. Опять же ток не должен превысить максимального значения. Если ток все равно превышает это значение, то можно считать, что лазер потерял эмиссию и оптический блок меняется на новый. Не следует устанавливать ток выше этого значения даже в не гарантийных случаях, поскольку в противном случае лазер при записи быстро истощается и велика вероятность повреждения треков, которые были записаны до этого. При проведении измерений и настройки мощности излучения 6,8мВт не оставляйте лазер включенным более чем на 15 секунд. Кроме этого не смотрите на линзу объектива с расстояния менее 30см.

    Некоторые неисправности можно выявить простым измерением тока потребления портативного проигрывателя в различных режимах. Так, например, при воспроизведении диска при питании от сетевого адаптера потребляемый ток составляет примерно 180-200мА, если плеер находится в неподвижном состоянии. Если во время воспроизведения несильно ударить по плееру, то ток кратковременно должен увеличиваться раза в 2-3, что говорит о том, что сервосистема начала поиск пропавшего трека. Во время записи потребляемый ток пульсирует: 1,5 секунды 180-200мА и 0,5 секунды 380-400мА (лазер включается в режим записи). Повышенное потребление тока во всех режимах указывает на то, что либо сервосистема работает неустойчиво, либо неисправен один из компонентов плеера. В последнем случае его легко найти по повышенной температуре его корпуса.

    При настройке сервосистемы рекомендуется выполнять автоматическую настройку в каждом пункте сервисного меню. Для рассматриваемых плееров эта настройка происходит путем нажатия кнопки пауза, когда плеер находится в соответствующем пункте сервисного меню. Ручной настойкой следует пользоваться в крайних случаях при отыскании той или иной неисправности.

    При замене микросхем на тонких платах, например, таких, какие используются в MZ-R55, необходимо соблюдать особую осторожность, т.к. даже небольшой перегрев платы приводит к ее деформации и непригодности к дальнейшей эксплуатации.

    Russian
    Printed in Russia
    ©2000
    Technical Support Group
    Корнеев Алексей