Пишет Тебе Злобный Листатель Твоего сайта. А писать меня подвигло чтение Твоей статьи про DENON DCD-635. Ну, хиба цэ статья, - это отчет о проделанной работе для какого-нибудь начальника лабуратории (типа Приходька), ну и, конечно, это памятник себе красивому. Короче, это конспект. Для спецов это не интересно (понятно), а новичок в этом деле полазит по статье, да и закроет, потому шо не понятно. Например, что за тумбочка такая с тактовиками. Точнее, конечно, что за тактовик, а, может, он у Тебя состоит из кварца, двух конденсаторов и одного резистора. Да и про загрузку Ты круто написал, понятно, что речь идет о ключах, но будь рядом рисуночек, было б не круто, а интересно. Ну, а дальше и вовсе туман, какие-то поля с операми и даками, неизвестные количества семьдесят восьмых и девятых, конденсаторы, дроссели, а макетка то сфотографирована вполне ясно (значит она реальная) – где схема, шо Ты там сделал, почему в результате получилось что получилось, и почему хорошо. Ты меня сам заинтересовал апгрейтом CD-юков, и я решил глянуть, что ж Ты там сделал со своим «деноном», и вот те результат – вообщем то понятно, но вообще то не понятно.

А вот Тебе, наверняка, попадался сайт, где пацаны твикали «музикал феделити», там еще статья называлась, кажется, «сделано фанатами для фанатов» (что-то такое), так вот там пацаны на мануальных схемах позачеркивали все что выкинули, а красненьким нарисовали че поприделали. Вот где все понятно. Короче, на мой взгляд, статья (да и статьи) была б намного привлекательней (а главное, информативнее) если б Ты отошел бы от свойственной Тебе конспективности, а расширился бы пояснениями и рисунками (хотя это Труд, но потрудился ж Ты, фотографируя, осталось еще немножко). Тут встает вопрос вааще о сайтах (в смысле, а для чё те сайт), я ж, окружен любителями мастерить сайты и меня они притаптывают, типа, - давай тебе сайтик сварганим, а я им, - да не нужен мне сайт, не тот я человек. Хотя сам по сайтам лазю, если чё надо по полной. А тут, у меня еще, возникла тема живописи (в смысле реализации моей в столице), так сайтик с выложенными моими картинами, вроде, не помешал бы. И еще, вспоминаются сайты, например, уважаемого нами тов. Дмитрия или Кости Мусатого, так у них во главе рулит схема, а как это ими сделано – это второй план, ну или коммерция. Короче (любимое словцо), я разделяю именные сайты на два типа, - «вот я сделал штучку, получилось классно, вот схема, рекомендую повторить» или – «вот я сделал штучку, получилось классно, а тебе слабо такое сделать». Я, понятно, отдам предпочтение первому. Кстати у Вас (Ты, вроде так про «аудио-портал» говоришь) на тему твика CD тьма форумов лежит, я аж растерялся, сча полезу смотреть.

В свете конструктивной критики, придется исправляться. 3 апреля 2008 г.

PS. Письмо написано соседом который кормит меня фирменными CD дисками.

 

 

Каков вопрос - таков ответ,

и не жалуйтесь, что слишком много букофф.

 

Часть первая. Глава первая.

Привод

 

NB. Самое печальное состоит в том, что на самом деле "вы это не просили", но...

Рассмотрение вопроса начнем с помех. Помех по питанию вносимых СД плеером как "на улицу" так и в "самого себя". Применив блоксхему плеера DENON DCD-660 рассмотрим основные глюки массового производства.

 

 

NB. Почему именно Денон? Так наверное сложилось чисто исторически. Привод с сониевской головой, сониевский набор микросхем. Дешево и сердито. Все легко доставаемо. И именно такое барахло занимает хорошую часть секондхендовского рынка. Есть конечно и бОльшее барахло....

 

Что мы видим на блоксхеме?

1. Оптический (механический) считыватель.

2. Микруху приемник сигнала головы - CXA1081.

3. Все что относится к механике привода.

4. Микруха обработки ВЧ сигнала и сервоконтроля (управление приводом) - CXA1372.

5. Микруху EFM демодулятора, коррекции ошибок и т.п. - CXD2500.

6. Микруху управления и индикации.

 

NB. А где цифровой фильтр? Где ДАКи? Спросит нетерпеливый читатель...

- В следующих главах, нефик было задавать такие вопросы... все одно аудиошары не будет...

 

Все выше описанное обязательно (в том или ином виде) присутсвует в любом приводе, хотя может быть "совокуплено" в бОльшую микруху. Посему для понимания написанного, необходимо запастись даташитами на приведенный комплект и тщательно их изучить, ибо автор повествования будет приводить только необходимые куски.

Для удобства немного перерисуем блоксхему:

Красным выделены аналоговые шины, синим - цифровые, черным нарисовано питание.

 

Что мы видим? Мы видим огромный ком грязи которую наводят эти микрухи между собой по питанию. Которая (грязь) портит жизнь им и еще пытается влезть в мастерклок и аналоговую часть.

Хуже того, простецкий блок питания, отдает это все "наружу" чем добавляет мусора в питание предварительного усилителя, и усилителя мощности.

NB. Вам смешно? Тогда можете дальше не читать.

Надеюсь вы уже проштудировали указанные даташиты, можно начинать.

 

CXA1081 - является чисто аналоговой микросхемой приемника-усилителя фотодиодной матрицы. Так же она является управляющей для лазера излучателя.

Таким образом по первой аналоговой шине (если можно назвать это шиной) у нас идет слаботочный сигнал с матрицы диодов. Этот сигнал усиливается и попадает по второй аналоговой шине на:

CXA1372 - эта микросхема как раз и занимается: контролем фокуса, удержанием дорожки, управлением трекинга и серво катушек, пребразованием аналогового ВЧ сигнала с матрицы фотодиодов в EFM поток.

Внутри этой микросхемы как у трехголового змея сосуществуют три сущности:

1. Аналоговый слабосигнальный вход от микрухи ВЧ усилителя.

2. Аналоговые выходы сигналов управления всеми сервоприводами (кроме лотка).

3. Цифровая часть управления и взаимодействия с основной микросхемой DSP.

CXD2500 - Процессор Цифрового Сигнала (DSP) - это действительно главный процессор выполняющий множество операций. В первую очередь нас интересует: декодирование EMF потока и коррекция ошибок.

Но вернемся к CXA1372. Как уже было сказано, из нее выходит третья аналоговая шина - управление сервоприводами. Сигналы этой в общем слаботочной (управляющей) шины, попадают на усилители которые уже непосредственно соеденены с основным двигателем вращения диска, двигателем позиционирования головки, фокус и трекинг катушками. Эти усилители могут быть реализированы на мощных ОУ, "гибридах" - слабых ОУ умощненых транзисторами, так и на ШИМ формирователь-драйвер. Выход усилителей является четветой и уже сильноточной аналоговой шиной.

Далее по списку идет процессор управления и индикации. Ну понятное дело: кнопочки там, экранчик, ДУшка, упраление DSP-ой. Так же возможно присутствие дополнительных процесоров и микросхем памяти, в зависимомти от сервисных функций предоставляемых пользователю: CD-текст, память на диски и т.п.

 

Рассмотрим теперь сами вносимые помехи в обратном порядке (микрух). Начнем с микросхемы общего управления:

1. Микруха управления обычно живет собственной жизнью, тактируясь от отдельного генератора не синхронизированного с мастер клоком всей системы, т.е. вносимые ей помехи ни как не коррелируют с остальной системой и являются для нее полностью стахастическими (читай - вообще не лечится).

2. Сигналы динамической индикации и сканирования матрицы клавиш лежат в звуковом диапазоне, как и любые цифровые синалы имеют прямоугольную форму с жестким спектром излучения.

3. Система индикации имеет вспомогательные питания, например накал люминесцентного индикатора переменкой (обычно вообще ни как не связаный с землей) проходит через всю плату CD плеера.

 

Микросхема DSP CXD2500: эта яко бы цифровая микруха, имеет на борту аналоговую часть необходимую для "окончательной обработки" приходящего EMF потока и имеет раздельное аналоговое и цифровое питание. Микросхема тактируется мастер клоком (или может им являеться) и ее выбросы по питанию хотя бы коррелируют с клоком ЦФ и ДАКа. Но потребляемая мощность (токовая нагрузка) все равно меняется от такта к такту. Единственным положительным моментом является однополярное питание обоих потребителей.

 

CXA1372 - Имеет цифровое и аналоговое питание (одно либо двухполярное).Теретически возможно совместить цифровое положительное питание CXA1372 с питанием CXD2500 в виду общности их цифровой шины управления.

 

И самым страшным местом конечно является усилители сервопривода. Двухполярное питание которых обязательно надо отвязывать от прочих потребителей.

 

Вот собствено мы и перечислили основные источники помех, единственное о чем стоит заметить - микруха приемника-усилителя CXA1081, источником помех не является, а является их "хорошим потребителем".

 

И все это были теоретические цветочки... Переходим к физической реализации безобразия...

 

Первое на что стоит братить внимание - это полная демократичность сигнальных слаботочных и упраляющих сильноточных неэкранированных шлейфов от привода к плате управления.

 

Второе "приятное" обстоятельство: расположение разъемов матрицы диодов и управления линзой:

 

Если с расположением микрух все "почти ничего", то разводка земли просто "внушает":

   

 

Не хочу сказать, что разработчики дураки. Нет, просто вы получаете аппарат на свои деньги...

 

Принципиальная схема:

   

 

Раз мы добрались до схемы, то конечно надо сразу обратить внимание на Блок Питания. Это чудо конструкторской мысли (удешевления ширнепОтреба) с общим цифровым и аналоговым питаниями и раздачей питания приводов прямо с выпрямителя трансформатора. Что приводит к прямому проникнованию в сеть 220В помех привода. Вспомнив о том, что мастерклок питается от того же источника, вопрос джитера пока закопаем.

Пару слов о силовом трансформаторе. Габаритная мощность 20 Ватт мне вообше не внушает, но это ИМХО. Двухполярное питание снимаемое с обмоток выпрямляется одним мостом, но ведь и коню понятно, что по +5В потребление больше чем по -5В, а это перекашивает трансформатор. Секционирование обмоток конечно снижает межобмоточную емкость, но не настолько на сколько хотелось.

И последнее: ни каких намеков на фильтрацию от помех по сети (так и обратно) не наблюдается как и банальных предохранителей.

 

Все это вместе (и кое что еще) приводит к множественным ошибкам считывания суть которых мы раскроем...

 

 

Глава вторая.

Ошибки считывания

 

Сечас мы кратенько, "голопом по европам" пробежимся по общему принципу работы системы компактдиск. Все кто читал Шкритека могут эту главу смело пропустить.

По сложившейся традиции начнем со структурной схемы:

 

Такая структура уже давно устарела, но заставляет взлянуть немного поиному.

Опустив некорые подробности заглянем в "допуски" системы привода и слежения за дорожкой:

Глубина резкости оптической системы составляет +-2 мкм. Допустимые вертикальные и горизонтальные биения диска за один оборот (точнее за полоборота) и небоходимая точность:

- вертикальные биения +-0,5 мм при максимальном ускорении 10 м/с2, при точности фокусировки +-0,5 мкм (достигаются перемещением линзы).

- радиальный эксцентриситет +-150 мкм, при максимальном ускорении 0,4 м/с2, точность слежения за дорожкой +-0,1 мкм (достигается перемещением линзы и всей оптической системы) .

 

NB. В эти допуски пытаються вкладываться производители лицензионных дисков, но там где мы живем т.е. на територии нашего пиратства - барыгам закон не писан...
Вы наверное обращали внимание, что инода при воспроизведении диска из привода слышен шелест? Открою вам секрет: если это не гул биения, а именно шелест - это шелестит линза !

 

Идея фокусировки и слежения за дорожкой для трехлучевого метода понятны из рисунка:

NB. Из нарисованного становится ясно почему головы с подсевшими лазерами или грязными линзами начинают "прыгать".

Слежения за дорожкой (как естественный рабочий процесс) вносит помехи, что приводит к дополнительным ошибкам чтения. И само собой понятно, что чем "кривее и левее" диск, тем хуже считывание, хуже слежение, появляется необходимость в бОльшей коррекции положения линзы, что порождает большее число помех исходящих от сильноточной части, что еще сильнее увеличивает количество ошибок чтения.

Еще к "мелочам" стоит отнести такую вещь как форма самого пита, которая в идеале должна быть четко прямоугольной. Если пит имеет трапециобразную форму (что соответсвует реалии) то возможно неправильное распознование начала-хвоста пита, что тоже приводит к ошибкам. К этим же ошибкам приводят шумы питания микросхемы усиления матрицы и нестабильность вращения.

   

Но слава Богу разработчики заложили механизм востановления ошибочно считанной информации применив кодирование Рида-Соломона (внутри CD-плеера есть только декодер):

 

Идея работы его такова (Шкритек, 17.3.5): поток преобразутся из последоватеьного в параллельный образуя 32 восьми разрядных символа. потом каждый второй задерживается на один кадр, сдвоенные канальные ошибки делятся на две одиночные в канале. Если групповые ошибки достигают длины кадра, на два канала разделяется число ошибок, т.е. число ошибок на канал становится вдвое меньше. Блок опознавания и коррекции ошибок в обоих декодерах Рида-Соломона С1 и С2 двумя ступенями преобразует 32 восьми разрядных блока в 24 восьми разрядных блока полезного сигнала, корректирует ошибки, а не корректируемым символам целяет флаг ошибки, которые позже используются для маскирования.

Декодер С1 используется для защиты от одиночных ошибок (максимум 4 поврежденных символа на кадр). С1 способен самостоятельно корректировать максимум 2 символа, но в целях более надежного распознования ошибок эта способность используется не полностью. Коррекция стертых символов (не более 4) может быть проведена, если известен индекс ошибок, вызванных повреждением критерия длины бита в в вводной части кода 8/14. Ошибки, выходящие за эти пределы, обозначаются "флагом стирания" ("erasure flag") в каждом из 28 выходных блоков. Эти блоки поступают на декодер С2 (корректор групповых ошибок). Если битами ошибки обозначено не более 4 символов, то декодер С2 может скорректировать максимум 16 кадров из 32. Если декодер не может справиться с коррекцией то 24 сигнальных сигнальных блока (12 отсчетов) сохраняют знак ошибки и могут быть интерполированы по соседним неповрежденным отсчетам. Деперемежение каждого второго интервала дескритезации на два кадра позволяет маскировать групповые ошибки двух кадров.

NB. Фух... осилил...

 

Короче: красным цветом выделены слова интерполировать и маскировать. К сожалению только декодер С1 жестко задокументирован "к применению", с декодером С2 каждый может крутить и вертеть как угодно и это называется "стратегия востановления", тайна каждой микрухи DSP за семью печатями.

Единственное, что можно сказать: в старых аппаратах ОЗУ было мене 2К, в "более новых" - 32К (в частности CXD2500), что позволяет исправлять более длинные ошибки которые не исправлялись на аппаратах 1-го и 2-го поколения.

 

Теперь вернемся к невостановленным ошибкам: интерполировать и маскировать!!!

Система Компакт-Диск в своем младенчестве должна была противостоять и победить обычные виниловые пластинки. Главным козырем цифровой записи должно было стать отсутсвие шелчков и шорохов присущего аналоговым дискам. Поэтому было приложено максимум усилий, чтоб ошибки чтения не были слышны - замаскированы.

И этого добились! Но какой ценой? А цена элементарна: дешевые приводы имея на входе огромное количество ошибок чтения, все одно маскируют и интерполируют, а благодарный слушатель хавает это "левое мыло" и думает, что все в порядке.

Любой желающий может проделать домашнюю работу, прицепив осцилограф на соответствующие выводы и посмотрев, что там делается. Микруха CXD2500 имеет отличный набор диагностических сигналов:

 

Очень интересную статью на эту тему можно почитать на сайте Одесских лаборантов - "16 в 20, Семь-сорок, или осеннее танго в Одессе".

 

 

Глава третья.

Демпфирование корпуса

 

Традиционно начинаем со схемы... ДТП На перекрестке на красный свет стояли Мерс и Запорожець.

Мерс весит 2 тонны, Горбатый 600 кг, одному и другому в зад въезжают девятки весом по полторы тонны

 

 

В задаче спрашивается: насколько дальше улетел Горбатый относительно Мерса?

 

В каждой шутке есть доля шутки и не зря мы начали предыдущую главу с лазерной системы слежения за дорожкой.

Понятное дело что получив одинаковый импульс, более легкий предмет ощутит на себе большее воздействие.

 

Второй рисунок рисовать не будем, но попробуем представить дальше: что будет с хозяином Мерса весом в 150 кг и что будет с доходягой вместившимся в Горбатого весом 60 кг?

Очевидно, что более легкий пассажир в более легком транспортном средстве получит гораздо большую колебательную амплитуду.

 

К нашим имульсам мы будем причислять дрожание помещения, пола накотором установлена стойка с аппаратурой, основным источником (кроме трамваев и прыгающих хозяев) будем считать низкочастотные колебания излучаемые АС.

И становится очевидно, что более легкий транспорт (уже CD) будет испытывать большую амплитуду вибраций вызванных внешними воздействиями. Так же привязанный жестко к корпусу привод будет вибрировать вместе с этим корпусом.

Таким образом механическте помехи и вибрации "из вне", приводят к неоходимости их электрической компенсации, что опять приводит к помехам по питанию...

 

Что опять нам дает... правильно! Ошибки чтения...

 

Не будем долго мудрствовать, а скажем прямо:

1. Корпус транспорта должен иметь максимальную массу и минимальный "звон".

2. Привод должен быть отвязан и тоже иметь максимальную массу.

3. Сам привод (без пластмассового лотка) тоже должен иметь максимальную массу.

 

Если по первому пункту все ясно, то со вторым есть проблемы. Что значит: "должен быть отвязан" ? А значит это примено следующее: подвес на пружинах и амотизаторах. Да имено амортизаторах которые являются абсолютно не упругими поглотителями резонансов. Физически это можно сделать из амортизаторов радиоуправляемых багги или в подвесе (например) из воилока. Способ общего утяжеления каждый придумает сам.

По пункту три. Привод состоит из двух частей: пластикового корыта и самого привода, металличесого основания с двигателем основного вращения диска и лазерной системой. Эти две части обычно соеденены мягким пружинным подвесом. ИМХО очень не плохо было б обернуть двигатель основного вращения несколькими слоями свинцовой "фольги" или например куском проволоки припоя.

NB. В идеале транспорт надо ставить на тяжелую полку подвешенную на капитальную стену.

 

Ура! Первая часть закончена.

А. Безкоровайный, 11 апреля 2008 г, Запорожье, Украина.