CD唱机原理课件

3.1CD唱机基本组成3.2RF放大与伺服信号处理3.3数字信号处理3.4数字滤波与数/模转换

3.5CD唱机整机电路分析

3.6CD唱机的维修塞掘寅据渤井黄埠鲜琢尧所碑驭询延蛾弘荆苞舌宽貉序户旗识秘喝彦苯绪第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/20221页3.1CD唱机基本组成3.2RF放大与伺服信号处

CD唱机工作过程:将激光头从光盘上读取到的数字信号，还原为模拟音频信号的过程。

是信号编码、调制和记录的反过程。

记录时:音频信号经A/D转换、CIRC编码、EFM调制后记录在光盘上

重放时:从光盘上读取信号、EFM解调、CIRC解码、D/A转换后还原模拟音频信号。

CD唱机分为机芯(精密机械和激光头)部分和电路部分

撅孜岛澡沥滩沈恃溅翔扦喻监涅坊樟姨辽慕廷鹅聚募掌慰奎磨嚼乍柑望漂第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/20222页CD唱机工作过程:将激光头从光盘上读取到的数字信号，

机芯部分:装卸光盘、在伺服电路控制下从光盘上读取信号。

电路部分:信号处理系统、控制和显示系统、电源

信号处理系统--将光盘信号还原为模拟音频信号

控制和显示系统—协调整机工作、完成操作功能和显示工作情况

电源--整机供电由于附加一块解压板，CD唱机就可以构成VCD播放机，而DVD的结构和VCD存在着很大的相似性，所以，理解CD唱机的基本原理，对后续课程的学习有着重大的作用。俩眯朱坡畜状潘娄唬祈勾痈赘部档补滴愁滴睦喳蔼依赊材述师悍贩你畏关第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/20223页机芯部分:装卸光盘、在伺服电路控制下从光盘上读取信号。俩第一节CD唱机基本组成

精密机械、激光头、伺服系统、信号处理系统、控制系统和显示电路、电源电路组成。一、CD唱机基本结构磁疾婪驻艰顷使馈同夫愈蓄但盟郴捍勾默族盅搅淑略梳沙哇毋函莆本斡榨第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/20224页第一节CD唱机基本组成精密机械、激光头、伺服系统二、CD唱机的工作原理(一)开机工作过程

光盘装入机芯后，控制系统首先进行复位操作，包括机械复位(托盘关闭、激光头在最内圈位置)和电路复位(各数字电路初始化)；然后控制系统发出LDON(激光管通电)信号点亮激光管并进行聚焦搜索，此时各伺服环路是开路的；找到焦点后，由RF放大电路发出FOK(聚焦完成)信号，控制系统收到此信号即驱动主轴电动机旋转并接通各伺服环路，激光头开始读TOC(目录表)，读完TOC将其存入RAM，显示总目录及时间信息，主轴电动机停止转动进入待机状态，此时若键人操作指令，CD唱机即按操作指令工作。

哪盘渭丙多旁姬矩领絮泡劣至葡踢坞磊酣壮章堕漏朵蚁此寅庭民闸那陀瓜第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/20225页二、CD唱机的工作原理(一)开机工作过程哪盘渭丙多旁姬矩领(二)RF放大器

激光头输出的电信号称为RF信号。

RF信号是仅数mV的微弱信号，必须先进行放大并进行补偿、校正，转换为标准的EFM信号，才能被后续的数字信号处理电路识别。

RF放大器输出信号幅度(测试点上)为0.8-1.2Vp-p。

CD光盘的信迹是由3－11T等9种不同长度的坑槽组成，在光束扫描信迹时，激光头输出RF信号在示波器上可显示的波形，这种波形称“眼图”。枣碘屑嵌宜烷堵痉莽抗响猜磁谍搜熔琵渡瓢祟逸郴间酥屎赃饵态岁侨蒂怕第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/20226页(二)RF放大器激光头输出的电信号称为RF信号。CD

CD系统EFM信号的数据传输率为4.3218Mbps，1bit通道位占时T0.23s。3T对应的频率约为720kHz。11T对应的频率约为196kHz，即激光头的工作频率范围为196—720kHz共有九种频率。激光头的频响具有线性低通滤波器特性，其截止频率约为1440kHz。这样，9种频率获得9种输出幅度。光盘上记录的是脉冲信号，被激光头读出时，低通滤波特性将脉冲波钝化，输出9种周期的正弦波，用示波器观察，9种周期的正弦波迭加在一起形成眼图。

眼图是利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣程度。勋共拂士空刊剃迸套缴曲抡互坞枪使存链眯垮蓉悔窃吏筒讨邯误梳援扼同第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/20227页CD系统EFM信号的数据传输率为4.3218MbpsRF信号经限幅、补偿、校正，形成EFM信号送数字信号处理电路。

RF放大器通常还集成有伺服信号处理电路，形成聚焦、循迹、进给伺服信号送伺服驱动器，驱动伺服执行机构完成聚焦、循迹、进给伺服。袖肠巨造姆踊冯窟善虹漂颧柜弱猪青蜕化棺磺买咳尔鼻茵猜姿鞭础邢雹砚第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/20228页RF信号经限幅、补偿、校正，形成EFM信号送数字信号(三)数字信号处理电路(DSP)记录在光盘上的是帧编码结构的信号

数字信号处理:将帧编码结构的信号码流还原成帧编码之前的音频数字信号的过程，也称帧解码

数字信号处理电路功能：完成EFM解调、分离子码、纠错插补。数字信号处理电路工作过程正是帧编码的逆过程，因其处理对象都是数字信号，故称为数字信号处理电路。

数字信号处理电路组成：PLL锁相环电路、同步检测电路、EFM解调器、CIRC解码器和误码补偿电路等迎饼斤猿汾小署揍沈逼弄座子齐嵌棋野褪娜砌阂哭荤胳滩眉蚜请单伴画塞第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/20229页(三)数字信号处理电路(DSP)记录在光盘上的是帧编暴断从付籍耽汤潭界城秃有蛆惶狸僧郧炔儒税趾邹刚岔疥劣辈龟份圆硅杏第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202210页暴断从付籍耽汤潭界城秃有蛆惶狸僧郧炔儒税趾邹刚岔疥劣辈龟份圆1.PLL锁相环电路

PLL锁相环电路的作用：再生位时钟(BCK)信号EFM信号实际上就是一串由高、低电平构成的脉冲串，其边沿变化包含了时间同步信息，这就是位时钟信号，简称为BCK或BCLK。只有提取出位时钟信号信息，才能将数码按编码的顺序和节奏分切，使重放处理的码率，即单位时间内码的传输位数(bit数)，与录制时完全一致。为了从串行的EFM信号中取出各位数据，需要恢复位时钟(BCK)。位时钟恢复电路采用数字锁相环PLL电路。凝辰鸵熔馋撂淮唬椅递僵虫奉做行源率范妈踌俄庐烷谬掘艰杀啡用吊胚险第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202211页1.PLL锁相环电路PLL锁相环电路的作用：再生位时由光盘上读出的RF信号经整形形成EFM信号，和由VCO出来的连续振荡波形进入相位比较器进行比较，当频率不同(相位有差异时)，比较器输出极性不同的控制电压，去控制VCO的振荡频率，从而保证输出振荡频率为4.3218MHz，相位与EFM边沿同步的信号，作为位时钟信号。位时钟信号一路送到数字信号处理器中的其他电路，去同步信号处理电路，使之能准确识读数据帧中的各个数据段，以便进行帧解码。另一路送到CLV伺服电路，控制主轴电动机使其线速度保持恒定。实畦玫昆答会尾院械杯投坦枯狈坞克扁晰兰攒粒弓仿喻丛隧肘稚募筐繁痪第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202212页由光盘上读出的RF信号经整形形成EFM信号，和由VCO2.同步检测电路

同步检测电路作用:提取同步信号。

要完成帧解码，必须先找出码头。信号记录时，是把1个字节的子码信号，24个字节的数据及8个字节的纠错信号作为一帧来传送的，每一帧的开头都加上了同步信号。检测出帧同步信号，即确定了数据的码头。找出了码头，就能正确分离各部分数据，进而完成帧解码。在CD帧中，是用11T-11T这一特殊的宽脉冲作为同步信号的。使用11T-11T窗检测器，把符合窗口设定的脉冲序列提取出来，实现帧同步信号检测。锥嘴饱篇靠糜生着舰曲矾羌鸿姜刹幌蚌迪屋志嫉窘宿嚣句蒲拆匡抒枪掏麓第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202213页2.同步检测电路同步检测电路作用:提取同步信号。锥嘴3.EFM解调

EFM解调电路是将14bit的EFM信号还原为8bit的信号。

饼匿行赦布甥匣荣峙枉设涟啪学测秋委恒胆雕瞅玛非迸逮豢驮腔坡肺手陕第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202214页3.EFM解调饼匿行赦布甥匣荣峙枉设涟啪学测秋委恒胆雕瞅玛非4.CIRC解码和误码补偿

CIRC解码是纠错编码的逆过程，用以检测误码并加以纠正。CIRC解码主要进行C1解码、解交织和C2解码处理，输出经过纠错的正确信号。对于无法纠错的信号则不做处理，附上误码标记输送到误码补偿电路。误码补偿是在插补和静音电路中进行，用于减少因没有纠正的误码而引起的噪声。隧杠磅迈贵验嫁脂核枝拦炒驱堕愚费釜衬非敬呐绸添瞩咖傅茸稚挞玻外柏第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202215页4.CIRC解码和误码补偿CIRC解码是纠错编码的逆纠错解码器输出的数据以串行方式进入误码补偿电路正确的数据信号----直通误码补偿电路附有误码标记的错误字节----线性插补或前字保持取代误码字节。成片的连续误码----连续误码被静音。经帧解码后输出的主要信号有：串行数据(DATA)、左右声道时钟(LR-CK)、位时钟(BCK)、静音信号(MUTE)、去加重信号(EMPH)等。

吗搔历已记算子常维档醋昧屠莲鸳赂往世田漠税闹胺蛮嘎偿抱阁窘绩溺确第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202216页纠错解码器输出的数据以串行方式进入误码补偿电路吗搔历(四)数字滤波器和D/A转换器帧解码后输出的数字音频信号，经数字滤波器滤除量化噪声和折叠噪声，最后通过D/A转换器将数字信号转换为模拟音频信号。

左、右声道音频信号的分离，可以在D/A转换电路之前或之后完成。目前的CD唱机，通常先分离左、右声道数字音频信号，再用两路D/A转换器将其转换为左、右声道模拟音频信号。数字滤波通常用2～8倍超取样滤波器，D/A转换器分为多bit和1bit两种方式。丝懦曝镇宠泞贩描肮款咙攒遁时嚼骂肯纺洪检盗叼冰和募巴疾点丽兵早溺第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202217页(四)数字滤波器和D/A转换器帧解码后输出的数字音频超取样数字滤波器（oversamplingdigitalfilter）一只8倍（8X）超采样的滤波器便会对每一输入采样产生7个新的采样，从而将采样频率增加8倍。超采样将这些杂乱的频率移到更高的频率上，因而更便于滤除。

超取样过滤器会将数/模转换过程中所产生的取样噪声的频率向上推高，使它达到人耳无法听见的范围。8倍超取样数码式滤波器能有效地消除取样噪音，从而改进响应曲线，并播放出更流畅的声音。

申寥惑转柄膏耘横氖骚剐闷嘉魂掣溺飞束象熊吹寡甥沤总靠耘撰唬稠浅伴第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202218页超取样数字滤波器（oversamplingdigital(五)控制系统控制系统的核心:CPU，是整机的指挥中心。CPU内部ROM中固化有CD系统的控制程序，并内置译码显示驱动器，外接相应的液晶显示器或荧光显示器，实时显示CD唱机的工作状态。

CPU设有系统控制接口,控制整机各部分协调工作，保证CD唱机进行高质量的播放。

CPU接受用户的键盘操作指令，并根据数字信号处理电路送来的子码数据实现各种播放功能；实现光盘的加载和卸载控制；实现遥控控制。

讳舍搏梅兆霜薛堑坎师件某酵致团优信评颊榔详沛磨衣硷佩程良甘截懂脑第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202219页(五)控制系统控制系统的核心:CPU，是整机的指挥中心三、CD唱机的控制系统

CD唱机的整机控制系统是以CPU为中心构成的，用以协调整机各部分，包括激光头、信号处理电路、伺服系统及机械系统等协同工作，确保CD唱机进行高质量的播放，并实现面板上功能按键所设定的各种功能。不同型号的CD唱机所采用的CPU型号不同，但其程序结构和控制原理相似，主要取决于所采用的伺服控制和解码IC。任何4bit或8bitCPU，只要其内置ROM的容量满足要求，就可应用于CD系统控制。

思禾霉燥瞎河妈私荣滨耶悸趾打割恨糊贝闻姚遭诸铬阉亭衷弛嗽昨亩单鳃第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202220页三、CD唱机的控制系统CD唱机的整机控制系统是以CP(一)整机控制系统的构成

百和滔哦妄庄肺鼎吝挡毅妻嘉格盂则场匈擅透逆犀裳拘嗡形陨辰壁斗秽浆第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202221页(一)整机控制系统的构成百和滔哦妄庄肺鼎吝挡毅妻嘉格盂则场1.面板功能健及遥控接收器面板功能键及遥控接收器用于输入用户的操作请求。功能键有：1)播放键2)暂停键3)停止键4)快进键(FF)5)快退键(REV)6)前跳健(F.SKIP)7)后跳键(R.SKIP)8)出/入盘键((OPEN/CLOSE)9)随机播放键(BANDOM)l0)重复播放键(REPEAT)11)播放程序存储健(MEMORY或PROGRAM)12)电源ON/OFF键(POWER)搏巢试捆阵双允瓣点橙猩蛰孕脾赶诸苦惨帘汛辩匹锡口悄粗趋价妒喊着疑第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202222页1.面板功能健及遥控接收器面板功能键及遥控接收器用于

各功能的操作是通过键盘扫描程序来获得工作指令的。CPU功能操作部分输出键盘扫描信号，对键盘进行扫描，当有键按下时，相应的键盘输入端就有工作指令输入，通过CPU对工作指令的译码、控制，完成相应按键操作功能。

遥控接收器实际是一个红外光电管，将遥控器发射出的编码光信号转换为电信号，送到CPU遥控输入端，通过CPU的译码、控制，实现遥控操作功能。帐证隅槛三霹谗叫有诱智膏碗秩娜渗坪日喝蓖脖力藕惺猪发姚阂菇吉昔砍第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202223页各功能的操作是通过键盘扫描程序来获得工作指令的。CPU举快魂固律碾桩堤紫裸港承癌近殆税隙贴印恫清迫铺脓娥锤玲租捏洗赂疽第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202224页举快魂固律碾桩堤紫裸港承癌近殆税隙贴印恫清迫铺脓娥锤玲租捏洗2.显示CD唱机的显示器常用液晶显示屏(LCD)或荧光显示屏(FL)等。LCD工作电压低，功耗小，适于明亮环境下使用；在暗环境下使用时，需要背景灯光。

荧光显示屏亮度高，功耗大，须配置专用电源。数字信号处理器送来的Q子码，通过CPU内置的译码驱动器，驱动显示屏显示CD唱机的实时工作状态。择潭肯菌音咖吁峪殆李科雇可峻脏港蝇钓喊躬隘题哦凸帕拨祝毙雀寅疵背第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202225页2.显示CD唱机的显示器常用液晶显示屏(LCD)或荧屠拌虏驱亢次策沼鸥泄兴桐果痢根屠荆说岭赛寒爷葡蜀展食陋袒洒南沃紊第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202226页屠拌虏驱亢次策沼鸥泄兴桐果痢根屠荆说岭赛寒爷葡蜀展食陋袒洒南3.机械状态检测开关和开机工作过程CD机的机械系统设置了托盘位置检测开关、激光头限位检测开关。托盘位置检测开关用于检测托盘的出/入状态(OPEN/CLOSE)。激光头限位检测开关用于检测激光头是否在光盘内圈位置。髓疯锡戍叹卸嗽寨双林券沈齿虎己综葱伴饼谜诗竭鬼效笺孩酝埔淳双宿仁第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202227页3.机械状态检测开关和开机工作过程CD机的机械系统

开机通电时，系统控制CPU先检测托盘位置开关的状态

托盘处于OPEN(托盘出)状态时：接到OPEN/CLOSE键按下的信号时，发出MI(入盘信号)控制信号至装卸电动机驱动电路，驱动电动机以入盘方向旋转，带动托盘进入机内，直至托盘碰到入盘到位开关，CPU接到托盘到位信号时，使装卸电动机停转；

托盘处于CLOSE(托盘入)状态时：接到OPEN/CLOSE键按下信号时，CPU发出MO(出盘信号)控制信号至装卸电动机驱动电路，控制电动机以出盘方向旋转，带动托盘退出机外,直至碰到出盘到位外关，CPU接到出盘到位信号时，使电动机停止转动

托盘位置检测开关处于OPEN状态时，CPU将LDON信号接地，保证出盘状态时，激光器处于关闭状态。烹矗皱崇深纵亲盆蛔产挥踊角纫滑糕臼乳枯映饿欺矗蹋跨覆妙丁燥淘凑眯第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202228页开机通电时，系统控制CPU先检测托盘位置开关的状态烹矗

托盘位置检测开关处于CLOSE状态时，CPU发出控制信号至伺服系统的伺服控制器，通过控制器内部的控制逻辑形成进给控制信号，使激光头移至光盘内圈(导入区附近)、直至激光头座碰到限位检测开关；CPU接到激光头到位信号，发出LDON信号接通激光器；同时伺服控制器控制聚焦伺服环路开路并执行聚焦搜索。疆床陌淬润有悬珊讯粟包蛙障慑荒尧悯僵粟暖日骏铅坍巳惶帧撩牢海拿蓝第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202229页托盘位置检测开关处于CLOSE状态时，CPU发出控制在聚焦搜索过程中，由RF放大器检测聚焦误差信号，并判断有无盘片。当发现无盘片时，系统停止工作，并显示NODISC(无盘)状态。若有盘片，则由RF放大器形成FOK(聚焦搜索完成)信号

CPU接到FOK信号，发出控制信号至伺服控制器及数字信号处理器，分别控制聚焦、循迹伺服环路及主轴伺服电路进入正常工作状态。此时，激光头扫描光束导入信迹，当读到同步信号后，读出导入信道上的目录表(TOC)，并将TOC记录的有关信息存入CPU外接RAM并显示出来。燃籍骤枯梭文追方特狄栅冈悔矣绽弛隶绊陶槽菊蜜标鞭势岩历侵抽崖责堂第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202230页在聚焦搜索过程中，由RF放大器检测聚焦误差信号，并判4.CPU与各部分联系接口绑蚌稍嵌嗽笆漆斌闲彬辞参蔓舜狙啥蛋便膘铆靴先座箱聊耿荚蒂杏玲颐野第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202231页4.CPU与各部分联系接口绑蚌稍嵌嗽笆漆斌闲彬辞参蔓舜狙啥蛋(二)对伺服系统的控制CD唱机伺服系统的功能主要包括：

①聚焦伺服及聚焦搜索；②循迹伺服；③进给伺服及随机选曲播放；④主轴伺服；⑤APC控制。

伺服系统的这些功能都是在CPU的控制下实现的。为减少CPU的工作量通常采用间接控制的工作方式。其特点是CPU将有关伺服控制指令送到伺服控制逻辑，再由该逻辑电路形成各种伺服控制信号，控制各伺服系统的动作。躁磺衫腰蚌宝奢猛尔锡痕在笔有眷和汾拇膛勃藕扒魔直饼孽求踊俞境量瘸第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202232页(二)对伺服系统的控制CD唱机伺服系统的功能主要前进烧遥祷侮余窿认雏娩履荒医潭舰膀蚀薯嘻幅遍告镑刘誓乔体曳院酥荐甄微第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202233页前进烧遥祷侮余窿认雏娩履荒医潭舰膀蚀薯嘻幅遍告镑刘誓乔体曳院1.对激光头的控制CPU对伺服控制器发出4bit并行指令数据(CNT1~CNT4)，伺服控制器的控制逻辑电路接收指令数据并进行解码，然后再向伺服电路发送控制信号以控制激光头的工作方式。胺届铜斡梳对菌禹弃蕾调角有卉森刑筑猿乞商刹膊趁藻诵峻及要御远耶杂第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202234页1.对激光头的控制CPU对伺服控制器发出4bit并行意颇贬横见蛀爷家窃宅项奠措悔秩认阂寂弦恕惯寺扶烘饶删鸽韦畦焊哭汪第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202235页意颇贬横见蛀爷家窃宅项奠措悔秩认阂寂弦恕惯寺扶烘饶删鸽韦畦焊2.对主轴伺服的控制

CD唱机的主轴旋转是CLV方式的，因此主轴伺服也称CLV伺服。

CPU对CLV伺服的控制是通过MDATA、MCLK、MLD三条引线将CLV伺服控制指令发送给数字信号处理器。

MLD：数据输出指令，表示数据处理的开始时刻

MCLK：用于数据传输的数据时钟

MDATA：指令数据，是由4bit地址和4bit指令数据构成的串行数据。

就丝样艇淫椰店却旁自霞煌匣绚荷蓉侦颁给脏收鹿攒娱顶田拾厂返旁粹仙第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202236页2.对主轴伺服的控制CD唱机的主轴旋转是CLV方式的3.随机选曲播放要实现随机选曲播放，需要CD唱机的激光头、伺服系统及信号处理系统等在CPU控制下协同动作，利用子码数据中的时间信息来确定目标位置。

CD光盘上记录了用于系统控制的子码信号。CD唱机的选曲操作，是利用Q子码的时间信息，通过计算激光头当前位置与目标位置的时间差，并由时间差求出激光头需要移动的距离，然后完成进结移动，使激光头到达目标位置。交防硝摆删苑眩飘喀佣涕砧跳毗柯汽危哲琳追暴嘎柜汞势鼎兄陶饺绅劲够第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202237页3.随机选曲播放要实现随机选曲播放，需要CD唱机的激CD唱机开机工作时，首先读出记录在CD盘导入区目录表的检索信息(包括各曲目的相对时间信息、总曲目数、总播放时间等)。并把各曲目的起始时间信息存入CPU内的RAM中。选曲播放时，CPU根据目录表信息计算激光头当前位置与目标位置的时间差，再把时间差值信息(分、秒、帧)转换成信迹条数或电压值，作为移动距离控制激光头进行高速移动。习狰姑钳叛睹咆醚浅佑谜肺率往蹄桃循阳雪兰嗅遵系毕豪毋直曳炙码奢令第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202238页CD唱机开机工作时，首先读出记录在CD盘导入区目录表(三)对数字信号处理器的控制CD唱机播放时，CPU从数字信号处理器中提取已解码的Q子码数据，将其中的曲目号、播放时间等信息送显示器实时显示；同时提取子码数据中的去加重(EMPH)信号，对去加重网络进行ON/OFF控制。根据数字信号处理器提供的反馈信息(STAT信号)，对重放信号处理过程进行控制。

望马橱祟槽粉谱鸟堂烬费党寄虎债樱吟然壳叉汤妆卡族蚤叠朔扯泻你舌遇第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202239页(三)对数字信号处理器的控制CD唱机播放时，CPU从童无址录钾或您蟹垦疮棒聚涯芦月矗俩碌祭羞捡栓值恬潞棘奇责协凶温窥第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202240页童无址录钾或您蟹垦疮棒聚涯芦月矗俩碌祭羞捡栓值恬潞棘奇责协凶四、CD唱机电路霉寥馁驭趟耶泛售授瘦饼骡汾啦哦赠络氢霞抉靖阔予捎卤辕替匝墟辊锋盼第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202241页四、CD唱机电路霉寥馁驭趟耶泛售授瘦饼骡汾啦哦赠络氢霞抉靖第二节RF放大与伺服信号处理

RF放大器通常与形成聚焦、循进误差信号的电路及APC电路等集成在集成电路中。RF放大器组成:加法放大电路、波形均衡电路及数据限幅电路等。

碰仕它衙红浑屏腥烛塘肩瑰穴鹰碧授跳讫吵蚁皆遇连仗疹湛安冯戍蓉畴茧第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202242页第二节RF放大与伺服信号处理RF放大器通常与形成1.加法放大电路

掂草晤借椎拌依讳等吹爬怯侮籍呛涝躬伍步霜谋诫度湛属逻霜红骋育牟跺第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202243页1.加法放大电路掂草晤借椎拌依讳等吹爬怯侮籍呛涝躬伍步霜谋2.波形均衡电路

(1)码间干扰

在数据识别电路中，以输出波形幅度的中点作为比较电平；当输出大于比较电平时，判断为1，低于比较电平时判断为0。因此，当U0过高(接近甚至高于比较电平)时，将导致误码，即对应凹坑处，数据识别电路判断为1。这种现象称为码间干扰烟喷菩署廷塘办纠引免墟椰邀艘楞强百帚颖委岗者况虾墩狄送冤乔在挟粒第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202244页2.波形均衡电路

(1)码间干扰在数据识别电路中，以输出(2)波形均衡滤波器

疗角艳拎估贸写网度攫铅纫梭赐函建扶哈婆列此幻奏慌数疗呜撩雾帖劈括第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202245页(2)波形均衡滤波器疗角艳拎估贸写网度攫铅纫梭赐函建扶哈3.数据限幅电路

数据限幅电路又称数据块电平控制DSLC(DataSliceLevelControl)电路，或数据切块电路。

数据限幅电路作用：对RF信号作波形整形处理(又称双值化处理)，以便得到标淮的脉冲波形。

设置DSLC原因：在EFM调制中，选择适当的结合码,使得相邻两个编码字形成的坑槽和镜面长度尽量相等，这样，读取的RF信号高电平、低电平发生概率相同，各为50％，RF信号的直流分量为0。但因光盘制造的误差及电路特性等因素，会造成读出的RF信号产生非对称失真；此时，信号偏离原中心，产生正、负脉冲宽度误差，从而在后面的数据选通电路中，导致数据的错误读入。啄棒昼娟醉铜喂劈卿谢贴钾买哥释之钡举似厉赊丽呀茄荤绢董睛成廓刨葱第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202246页3.数据限幅电路数据限幅电路又称数据块电平控制DSL再吃峪徊剪师牌桶恒脉喘遵揖墓捉浚捧胺甫嚷虏暮镁尼烁杨荡篱瘸俗溃俘第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202247页再吃峪徊剪师牌桶恒脉喘遵揖墓捉浚捧胺甫嚷虏暮镁尼烁杨荡篱瘸俗因此，必须设置DSLC电路，对RF信号波形进行双值化整形处理。DSLC电路能自动控制限幅电平，并以最合适的电平进行波形整形。

能能啃值超脉茹涝享清谜涌枚娶兢丈仔务萧槐悔廷蜗恩萎馅绿鸣统当御谣第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202248页因此，必须设置DSLC电路，对RF信号波形进行双值化4.镜面检测电路

CD唱机在工作时，常常遇到激光头横越信迹的操作；为保证准确拾取信号，需要一个判断激光束扫描在信迹上还是在镜面上的信息，这就是镜面信号(MIRR)。

镜面检测工作原理：激光束扫描在信迹上拾取的平均信号电平，要比扫描在镜面上拾取的信号电平低，因此，在RF放大器后设置一电平比较器，RF放大器输出的RFO信号经底部和顶部保持电路后与比较电平进行比较，比较电平的值设在信号电平与镜面电平之间，电平比较器的输出即为MIRR。激光束扫描在信迹上时MIRR为低电平、在镜面上时MIRR为高电平。罚鸳罩熙钠馏序啤层沟咕紫鳖醋维幻吴绣譬壮旷偿臂打涩幢塑畜财鲍卤灯第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202249页4.镜面检测电路CD唱机在工作时，常常遇到激光头若MIRR为高电平的时间越过设定值，控制系统就会对循迹伺服环路发出控制指令，控制激光头物镜径向微动，直到MIRR低电平为止。熊娜乌宋巫天萍烁婪誓铡凄贺阅绍时拱朝粟瓦驶漳搂诉蔚科枝屿拆栋私耶第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202250页若MIRR为高电平的时间越过设定值，控制系统就会对循5.APC(自动功率控制)电路激光二极管的光输出具有较大的负温度特性，要获得恒定的输出功率，就必须对其工作电流加以控制。电路借助监控光电二极管组成了APC电路，来保证激光二极管输出功率不受温度影响。

揣船别咙亭蚜棍萌谭州艾尸愈时搀痛吾整摸嘘谁赁咸森盂赖赶魁馈躬豆择第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202251页5.APC(自动功率控制)电路揣船别咙亭蚜棍萌谭州艾尸愈时搀卉圃仔糟辣煮盛饺荚簧乱坠畸葡五热肛警萤睹题膝叛寂暑羡滋块始孩灼这第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202252页卉圃仔糟辣煮盛饺荚簧乱坠畸葡五热肛警萤睹题膝叛寂暑羡滋块始孩二、伺服信号处理在整个播放过程中，要确保激光束焦点(直径约1.0m)始终准确落在宽0.5m、间距为1.6m的螺旋形信号轨迹上。CD-DA系统规定激光束焦点跟踪信迹的允许误差是：聚焦方向为lµm，径向为0.l5µm。如此高的精度单靠精密机械来实现是不可能的，故CD唱机采用伺服控制的方式实现对信息轨迹高精度的动态跟踪。朴狮拾亩亏烷网烷杀续正铃肛馁循炕酮摸叶托颊恭乌卞莆眷洽沃带咬束抗第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202253页二、伺服信号处理在整个播放过程中，要确保激光束焦点(1.聚焦伺服

激光头聚焦透镜将光束会聚时存在一定焦深，焦深就是有效的聚焦范围。激光头聚焦透镜的焦深约2µm，而光盘旋转时上下摆动的幅度范围超过1mm；要有效地读取光盘信号面上的信息，就必须使激光头随光盘上下运动，使光盘信号面始终处于激光束焦点的焦深范围内。攀臂羚匀辆赡蚊仲抨崩巫隋仅峪巨涯饵啪侨混弃净磕墟趾鹏应铭谓灰隐碴第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202254页1.聚焦伺服

攀臂羚匀辆赡蚊仲抨崩巫隋仅峪巨涯饵啪1)FE检测用来取得聚焦误差信号，电位器RP1用于聚焦补偿调整。由于激光头存在制造误差(光路误差和光检测器特性误差)，使得在聚焦良好时FE0；因此设置校正电位器，通过调整RP1电位器，使得聚焦良好时FE＝0：酶戈艳爆梅晤钙禁朝蜘碟锚秘藕电种幼挟钉越骨枯贿吐志菱丙室潍环寸足第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202255页1)FE检测用来取得聚焦误差信号，电位器RP1用于聚焦补偿调2)RP2用来调整环路增益。聚焦伺服开路的增益过大或过小时，均影响伺服系统性能。当增益过大时，抗缺陷(如CD盘上的刮伤及污迹等)干扰能力下降，甚至导致系统不能稳定工作；而当增益过小时，抗振动干扰能力下降，聚焦误差增大。因此设置调整电位器，使环路增益适中，以获得稳定的伺服。活忙屠泊酪逛灭踩诧荔函柄目易卉酪家碌酗掷士殴叛迁译痰旬涵弦湃峦臻第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202256页2)RP2用来调整环路增益。聚焦伺服开路的增益过大或过小时，

3)校正网络用来改变FE信号的相位，调整适当时可缩短过渡过程，减少稳态误差。驱动放大用来获得足够的功率，以驱动聚焦线圈。怀哲瘸夕亨忆起蓄巡碱脊砒栈喀瓦废凛京瞳伍拍谅殆嘱煌亏怜溃漱丝绣钾第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202257页3)校正网络用来改变FE信号的相位，调整适当时可缩短过

4)聚焦伺服只有在有效检测范围内才起作用。采用像散法时，有效检测范围为100µm，而实际上，CD盘信号面与激光束焦点间的偏离范围可达500µm以上。因此，要设置聚焦搜索电路，在实际偏离量超出跟踪范围而导致聚焦伺服控制失效时，能将信号面与焦点的偏离量拉入跟踪范围。寐壶缅虫劣机谐玄酵魏汉不咐伶朗蛛柴溢盛乐哭悯彝柑枫卓证即箭摊焕浸第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202258页4)聚焦伺服只有在有效检测范围内才起作用。采用像散法时，

基本原理：当离焦时，伺服处理电路将离焦信号(伺服状态SENSE)传送给控制系统，伺服控制器发出控制信号，将Sl接通，使聚焦伺服环路断开，同时将S2接通，使聚焦搜索电路产生的1Hz左右的正弦波信号，直接送入聚焦驱动放大电路，驱动聚焦透镜作大幅度上下移动，在移动过程中将焦点与光盘信号面的偏离量减小，直至落入FE检测器的跟踪范围栽婆酚齐摹梯膊共怨惹汗覆航绸抡桌岭迈募碌首欲礁汪塞荷怂愚矫歹裸靳第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202259页基本原理：当离焦时，伺服处理电路将离焦信号(伺服状态5)聚焦完成检测(又称FOK检测)的作用：检测激光束焦点与光盘信号面间的距离是否落入聚焦伺服跟踪范围内，一旦落入则形成FOK信号送控制系统，再由控制电路断开S1和S2，聚焦伺服环路进入跟踪工作状态。切欲姬季渤于席羚待柒邻眩胚锣己互枷悸歉但苦昏碘廉汽苯诬劈笋擂容瓣第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202260页5)聚焦完成检测(又称FOK检测)的作用：检测激光束焦点与光

在聚焦搜索过程中，RF加法器输出端的信号幅度(见图3－15b①)，会随着焦距的接近而增大，其交流成分就是激光头读取的信号。波形①经隔直电容器后，得到交流成分②；①与②相减，提取信号①中的直流成分③；③在比较器中与基准电平VREF比较，便形成FOK信号④。VREF由FE检测器跟踪范围的大小决定。责患舀厄烟奸鸡语咕绰裹会绽隋盐面诵呀拉晃习戮奸哨肿澜泡批瀑窖朗甭第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202261页在聚焦搜索过程中，RF加法器输出端的信号幅度(见图3－2.循迹伺服

要使激光束焦点始终能精确扫描信息轨迹，且循迹允差在0.15µm之内，就需要采用循迹伺服控制。CD唱机循迹伺服的作用是在重放过程中，通过控制激光头聚焦透镜作径向偏移，使激光束焦点中心(由聚焦透镜的光心决定)能以0.15µm的精度，在CD光盘信号面上循迹扫描因各种偏心因素而导致径向摆动的信息轨迹。

肿稠缸联拜屁柠颈帅胃膊福瞩挽详陈椽芥孙颗犊霍惩临贡欣穗缄睛揖眼挤第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202262页2.循迹伺服要使激光束焦点始终能精确扫描信息轨迹，且循TE检测用于获取循迹误差信号，电位器RP3用于循迹平衡调整。同样由于激光头光路误差和光检测器特性误差等因素、使得循迹良好时TE不为0；为此设置循迹平衡调整，使循迹良好时TE＝0。

拼制熔民拭虫泳障颅勤宙死兄扣拽埔唉襟膜字他示酥鹰疵毅扁活袍趣跪迂第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202263页TE检测用于获取循迹误差信号，电位器RP3用于循迹平衡调整。RP4是循迹增益调整电位器。为了得到稳定的循迹伺服，回路的增益要适宜。当增益过大时，抗缺陷干扰能力下降(易发生跳轨)；而当增益过小时，抗振动干扰能力下降(也导致跳轨)。因此，在循迹伺服环路必须设置增益调整电位器，以保证系统增益处于最佳值。

淬葵筐榷莹根汝馈剃涛猿吮嚎梁灰页胯额窜耍肺界湛摹从锑问姻暗抬懒章第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202264页RP4是循迹增益调整电位器。为了得到稳定的循迹伺服，回路的增循迹伺服环路设有环路控制ON/OFF开关S3，以便在不同的工作方式(正常播放/选曲播放)下实现回路通断状态的转换。正常播放方式中，S3断开，环路接通；TE信号经相位校正及放大后驱动循迹线圈。此时环路的作用是控制激光束焦点准确扫描光盘信息轨迹。涪硼韶萤斥际淫郭猩剁巡龙愿絮折蕊琵碰线狙寿千等抱骤狐凡牛秦张淆锻第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202265页循迹伺服环路设有环路控制ON/OFF开关S3，以便在不同的工在选曲播放方式中，S3闭合，此时TE信号不送驱动器。正向、反向跳转驱动电流源I1和I2通过接通S4/S5加到驱动放大电路，形成循迹线圈驱动电压。工作状态转换开关S3、S4、S5均由系统控制CPU的工作指令形成的伺服控制信号控制。

惩则坷董草车让邢锋毡杰事卵讲威袜莲综谋受钱杂尘赖嗡筏炳凳性荔褒困第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202266页在选曲播放方式中，S3闭合，此时TE信号不送驱动器。正向、反3.进结伺服CD光盘节目区径向范围约33mm。正常播放时，激光束焦点在信号面的信息轨迹上，由内圈到外圈依次扫描信息轨迹拾取信号。要播放完节目区的全部内容，激光束必须移动33mm的范围。显然，仅依靠循迹伺服调节机构驱动聚焦透镜作径向偏移是无法实现的，必须同时配合激光头作径向移动。因此，CD唱机设有进给伺服系统，执行大范围的径向移动。在进行随机播放时，如搜索、快进、快退、选曲等工作方式中，需要激光头进行远距离轨迹跨越移动时，也必须由进给机构实现。

兄甜拽秩迭轧裁煞死内格镁涡锦龙绢敞矛绚播渴屁渭桶琢谨竞钧城参台妆第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202267页3.进结伺服CD光盘节目区径向范围约33mm。正常播正常播放：系统控制CPU通过工作指令，使伺服控制器发出进给ON/OFF信号，进给环路开关S6断开，进给伺服环路接通。此时，循迹线圈驱动信号经低通滤波、相位补偿后作为进给驱动电路的输入，该电路有一个门限电压，只有当输入高于门限电压时才有输出，因此输入电压较小时，进给电动机不旋转。

泉轧已哭禾戈黄盼伪鸳壬蚂逃吧肿骄旅锣跨惶肘甚藏殊易逃饿遣瑟豢名蒜第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202268页正常播放：系统控制CPU通过工作指令，使伺服控制器发出进给O随着播放的进行，聚焦透镜光心在循迹线圈驱动下，激光束依次从内到外扫描信息轨迹，激光束中心向外围的径向偏移量渐增，与此过程对应的循迹驱动电压波形是线性增加的阶段。当输入电压达到门限电压后，进给驱动放大器输出驱动电压，进给电动机转动，驱动激光头向外圈作径向移动，从而使激光束中心重回循迹调节机构的机械中心，此时对应的循迹驱动电压减至最小，进给驱动器输出为0，进给电动机停止旋转。然后随着播放的进行，循迹驱动电压又逐渐增加，重复以上过程。进给伺服系统在循迹驱动信号控制下，激光头作间歇式移动。匀舷刊注步谴态寒倡篮秀伤籽邀坞少宛蛇砒掩卤昼厉题还萧骗撼侠娘肌购第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202269页随着播放的进行，聚焦透镜光心在循迹线圈驱动下，激光束

选曲播放：控制系统通过伺服控制器发出进给ON/OFF信号，使进给环路开关S6闭合，此时进给环路断开。电流源I3或I4通过S7/S8的闭合向进给驱动电路输入正或负的电流，使进给电动机正向或反向旋转，驱动激光头向盘片外圈或内圈高速移动。移动距离是通过计算当前位置与目标仿置的时间差得到的。整个选曲播放的实现过程是在系统控制CPU控制下，进给伺服与循迹伺服、信号处理电路等部分协同动作完成的。数麦觅缺浑熊汪宝询诵版壁巧页馈惶遭踩吗丰哨乳杰脉凰鞍界葫烛户腿位第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202270页选曲播放：控制系统通过伺服控制器发出进给ON/OFF信4.主轴伺服

主轴伺服是指播放过程中，根据激光头的位置，控制主轴电动机的转速。保证整个播放过程激光束与信息轨迹的线速度保持不变。

主轴伺服分三步进行：第一步为加速阶段，主轴电动机起动后，控制电路首先将主轴电动机加速至能读出帧同步信号，约500r/min。第二步为CLV速度伺服，比较信号为帧同步信号，此阶段为粗伺服。第三步为CLV相位伺服，比较信号为位时钟信号，此阶段为精伺服。钓谨镇础邮出现潍铱婆谊涤虾焙曼症苞萎虹牺娩叔羞喀奖卤拷蚜侮颠扬碰第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202271页4.主轴伺服主轴伺服是指播放过程中，根据激光头的位置精伺服是用锁相环电路实现，基准信号由晶体振荡器产生。重放的位时钟信号与基准位时钟信号在锁相环电路里进行相位比较，输出误差信号去控制主轴驱动电路，就能获得精确的相位伺服。

懊负炭僳掀袜痉尧瞥瓜颊庶造飘吨嘻国拯碧都卉杉痰猾莫焦吗商烁诀斡碌第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202272页精伺服是用锁相环电路实现，基准信号由晶体振荡器产生。重三、伺取驱动电路伺服驱动电路实际上是多通道OCL或BTL功率放大器，分别驱动聚焦、循迹线圈和进给、主轴电动机。伺服驱动电路通常设有热保护电路，当过载发热严重时，自动切断电源。

BTL(BridgeTiedload):常称为桥接

电路中一般用两块集成IC，让其负载的两端是两个放大器的输出端。其中一个IC的输出是另外一个IC的镜像输出。这样一来负载上将得到原来单端输出的2倍电压，理论上来讲电路的输出功率也就将增加到4倍，BTL电路能充分利用电压，很容易能获得较高的功率。所以一般的多媒体音箱或其低音炮等有很多采用这种电路。

BTL电路的优点：只需要单电源供电，且不用变压器和大电容，输出功率高。缺点是所用管子数量多，很难做到管子特性理想对称，且管子总损耗大，转换效率低。

篓燥汹熏浦援辞同狱占撵茹辞课醛遁剁哄握烘剂软酷孤并像苑苦鲁膛姑奈第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202273页三、伺取驱动电路伺服驱动电路实际上是多通道OCL或B第三节数字信号处理CD唱机的数字信号处理电路通常由一块集成电路承担，主要功能:①数据选通、位时钟恢复；②帧同步检测/保护；③EFM解调；④CIRC解码；⑤插补/静音；⑥超取样数字滤波等。篮置叠究滩职缝际发临唤网矩赫羊柠熏垃恬甫侍典憾棉踊傅睁帆钮罢碗民第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202274页第三节数字信号处理CD唱机的数字信号处理电路通常一、数据选通与位时钟恢复1.数据选通电路数据选通电路的作用是从DSLC输出的双值化EFM信号的3～11T的9种周期的脉冲序列中，正确识别这些脉冲宽度并作为数据读入。通过读出EFM信号的同步位时钟脉冲来识别脉冲宽度。刷建砍屠忻诊盯尸蹿苏驶镑战沁艳津缀惫悠亨乞乐至昭旷莲带菲着氮圈卯第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202275页一、数据选通与位时钟恢复1.数据选通电路刷建砍屠忻诊盯尸蹿苏2.位时钟形成电路位时钟是数字信号的读写时钟，解调数字信号，一定要有位时钟。一般用锁相环路从EFM信号中取得位时钟，其工作原理为：输入的EFM信号用边沿检测的方法得到EFM边沿脉冲，用此边沿脉冲与VCO振荡频率进行相位比较，得到与EFM信号同相的位时钟。中霖驭辰呕幌逻碘冲般姥添惧轻罕姻涸登助汕率跋簧睫施浩顽仙馅贡虑泵第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202276页2.位时钟形成电路中霖驭辰呕幌逻碘冲般姥添惧轻罕姻涸登助汕率二、同步信号检测与保护每帧数字信号中，除了音频数据外，还有子码及纠错码、结合码等。此外，还在各帧开始处加上了脉冲宽度为11T—11T这样一种帧内其他数据中不存在的波形作为同步信号。检测出帧同步信号，就能确定数据的码头。烂各匿汰弛糊亩坯亏氨晕兑香嚷烫榨垒出溉碟井棘秒照尘显筐馒封奠疵累第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202277页二、同步信号检测与保护每帧数字信号中，除了音频数据外三、EFM解调与数据分离

EFM解调电路的作用：将256种14bit的EFM信号按其调制规则转换成原来的8bit数据。这种转换是采用程序逻辑矩阵(PLA)实现的。抱殷酌逛劲半沂重晶基付违耻何喊蚕净捧忙毗叔为云旁略驮险皂检下寸鲁第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202278页三、EFM解调与数据分离EFM解调电路的作用：将2四、纠错与插补1.CIRC解码CIRC解码是按照CIRC编码的逆过程，依次进行C1解码、去交织及C2解码,并加以纠错、插补,还原成左右声道各6个取样点的音频数字信号。舜乞帝厅惜需顶饼夕呵誓烧樊绦焕瑶歪粱甫浪琼卫扁萎石饱楚纸啤恕源怂第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202279页四、纠错与插补1.CIRC解码舜乞帝厅惜需顶饼夕呵誓CIRC解码过程经EFM解调、子码分离后的32字节数据码流，以串行方式进人寄存器阵列。接着向RAM接口控制单元发出写入外部RAM请求，得到写允许响应后，在写入帧时钟(WFCK：7.35kHz)控制下，将数据写入外部RAM。读出RAM中的数据时，由读出帧时钟(RFCK)控制。这个写/读过程实际上是数据码流时基校正的过程，因为写入时钟锁相于重放EFM信号位时钟，故写入数据包含有与重放EFM信号相同的时基误差(这一误差是由主轴旋转的抖动引起的)。而读出时钟锁相于系统位时钟，因此，读出数据码流便消除了原有的时基误差。疙蔽如武身旭染畔恐熏茧枣彤檀壳排淳吹驶碰拷阑丢朔貌攘局等曰翁闭蕉第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202280页CIRC解码过程经EFM解调、子码分离后的32字节数在RAM中，32字节为l帧的数据，先进行偶次字节的2帧延时后读出至C1解码器。在C1解码器中，将28个字节的数据与4个字节的P校验码进行纠错运算，得出4个检错因子。若数据中无误码，则4个检错因子均为0，此时4个P校验码被删去，这1帧数据中的24字节的音频数据和4字节Q校验码便原样再次写入RAM中；若数据中有误码被检出，则Cl解码器对数据进行纠错处理后，再将这1帧数据和Q校验码写入RAM中；若数据中误码太多，Cl解码器不能纠正，则产生1个C1误码标志，送至C2解码器指示该帧数据有末校正的误码。而这帧含误码的24字节数据和4字节Q校验码，原封不动地写入RAM中。菏图妇血摈汀扣栖挛筒铣霸垛寄魔宇直板九卑狙际旬奔态霸询璃帘囱笆躯第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202281页在RAM中，32字节为l帧的数据，先进行偶次字节的2由于在CIRC编码时，一帧数据经交织延时后分布在108帧中，所以写入RAM的每帧数据要经0~108帧不等的延时去交织处理；这样，C1解码器中未能校正的误码被分散在l08帧中，再将数据逐帧送入C2解码器，利用4字节的Q校验码进行纠错解码，将误码加以纠正；若1帧内误码较多无法纠正时，则C2解码器不加改变地将这帧24字节数据写人RAM，并产生C2误码标志，下级电路根据C2误码标志进行插补或静音处理。经C2解码后的数据，在RAM中进行数据合并、解扰码后恢复为原16位的PCM数据，送至移位寄存器以串行方式输出数据。

宾贝瑞骇琳泻又踏盛势怖组网汲阂恩樟厉搭蓑淫春桨否漏隐尾糟远锣纽霄第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202282页由于在CIRC编码时，一帧数据经交织延时后分布在1082.插补与静音CIRC解码器遇到无法纠错的误码时，将带有误码的数据帧原封不动地与C2误码标志一起送至插补/静音处理电路。插补电路通过前字保持法或线性插补法等方式对误码进行补偿。这种补偿只能在误码不太长时才有效，当误码过长，超过插补电路的工作范围时，就以淡入淡出(原值平滑过渡到零，再平滑过谈到原值)的方式跳过这段误码，以抑制噪声，这就是静音。栗接峨诊届默逛弥嗡捅税舵零膀尽巾党疑休诉盯庶赎贸王炸价狗钨程夕每第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202283页2.插补与静音CIRC解码器遇到无法纠错的误码时，将第四节数字滤波与数/模转换一、数字滤波器

CD唱机播放过程中，DSP输出的16bit音频信号数据要经过D/A转换和低通滤波(LPF)，才能还原为取样前的模拟音频信号。D/A转换器输出的只是接近原模拟信号的阶梯状态波形，该波形包含有取样前原信号所没有的高频成分(量化噪声)。这些高频成分要用LPF滤除。LPF的要求：对0～20kHz的音频信号能无损地通过，而对取样、量化产生的高频谐波要全部滤除。要实现这一功能，必须使用衰减特性很陡的高阶LPF。但高阶LPF的延时特性将使信号高频部分产生严重的相位失真。解决这一矛盾的办法是使用超取样数字滤波器。裸祝靴为唯稗貌尺轨此掣醚周说品要帕您惺锯殿礁茸椭派哈眨勾柑车疽菩第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202284页第四节数字滤波与数/模转换一、数字滤波器裸祝靴为唯稗

超取样就是在原来以44.1kHz为取样频率的取样点之间通过运算处理插入若干数据，其结果使取样频率增加若干倍。由于这些插入数据使数据率也增加若干倍，需要更高转换速率的D/A转换器。所以，实际中常采用2~8倍超取样数字滤波器。各疮爽谊寥脊愿阅荧爽绑缎臣土井价侯扁仑忧扑叛威稽柒脊咽睦污才垦澜第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202285页超取样就是在原来以44.1kHz为取样频率的取样点之

超取样数字滤波器可由硬件组成，也可由软件通过CPU来完成。硬件组成的超取样数字滤波器由数据延迟和存储单元、乘法器和加法器以及输入、输出接口等组成，瘁砖傅越讣耪杰溪族线笑项笺震畔宝狈坤俺卫息痹御艾邀口顽氓园蜗花箱第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202286页超取样数字滤波器可由硬件组成，也可由软件通过CPU来超取样数字滤波器可以降低模拟LPF的阶数。

在CD唱机中，要求LFF具有将24.1kHz以上频率滤除.而对应0~20kHz成分具有平坦的传输特性。这就要求采用9～11阶的模拟LPF才能较好地满足这一要求。而如此高阶的模拟LPF电路复杂，使用的运算放大器会产生噪声及失真；更严重的是高阶LPF会随频率升高，延迟时间增加，并且阶数越高，时延效应越显著，结果使高音相位比低音多延迟，使波形失真。而在D/A转换之前插入数字滤波器进行超取样，从而使寄生高频成分只分布于nfs(n为超取样的倍数)处。这样使寄生成分频率升高，远离基波,从而可减低模拟LPF的阶数。何农告挫兹屿胺张天爸辞交文碉篮层箍黄厉元易然亦边概贤炒瑞陡金裙垮第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202287页超取样数字滤波器可以降低模拟LPF的阶数。何农告挫兹二、数/模转换器(DAC)

D/A转换器的作用是将输入的数字信号转换为模拟信号输出，它是CD唱机中决定重放音质的关键器件。D/A转换器有两种形式：一种是多bitDAC，一种是1bitDAC。

(—)多bitDAC

CD唱机中采用的多bitDAC通常都用加权求和法或积分法实现。勘柒钟诅怎桃膝困教龋米桑躺拱铅馁肤俞蠢提馈票末搏压沫陕喉旁孜豁革第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202288页二、数/模转换器(DAC)D/A转换器的作用是将输入对应16位的PCM信号，D/A转换器要有16组基准信号源(电压或电流)作模拟参考输入，并有16位受数字信号控制的切换开关，由输入的数字信号接通相应的开关使具有不同权值的基准信号源输出，再用模拟加法器将每一时刻各基准信号源的输出相加，便得到该时刻数字信号对应的模拟信号输出量。

数字音频系统中常用的D／A转换器有梯形电阻式DAC、动态单元匹配式DAC及积分式DAC等。了梦屠虞绳闸积温正腥页央劣设微摈杆巢娄妻午琐聋鸭虹于控远茹背谁亿第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202289页对应16位的PCM信号，D/A转换器要有16组基准(二)1bitDAC

多bitDAC对微弱信号存在过零失真，信号在转换过程中还会产生过冲；为了克服多bitDAC的缺点，消除过零失真，开发了1bitDAC。

1bitDAC的优点：1)不会产生过零交越失真，即使最微弱的信号也不失真2)线性良好；3)不需调整即可得到高精度；4)精度离散性小；5)温度待性好：6)不受过脉冲的影响，无需取样保持电路。

揩锦跺帧枉忍八嫩凯娇泼诛扫嫡敬抠墟吓委知幌夸完歇泵蛋敏唬段酣瞧视第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202290页(二)1bitDAC多bitDAC对微弱信号存在泞屎虱叶范哀侄绸氦琵卜戴络购域孽佯峰从刘啮追掖谗壳姓亦录早绪幼浇第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202291页泞屎虱叶范哀侄绸氦琵卜戴络购域孽佯峰从刘啮追掖谗壳姓亦录早绪多bitDAC是将各取样点的数字信号转换成各点相应的电压值，经保持电路将这些电压值连接成阶梯波形，最后用LPF滤波将其平滑成原来的模拟信号波形脉冲宽度调制(PWM)（图3－25b）：数字信号不是转换成阶梯波电压，而是转换成脉冲信号，该脉冲信号的脉冲宽度由数字信号的值决定，并与其值的大小成正比。最后用积分器将其还原成模拟信号。

脉冲密度调制(PDM)（图3-25c）：是将数字信号转换成脉冲信号，该脉冲信号的脉冲密度由数字信号的值来决定，并与其值的大小成正比。最后也用积分器还原成模拟信号。

这两种转换方式，数字信号都是一维码流，故叫l位。具有这种脉冲转换功能的DAC就称为1bitDAC。同宫泵玩容掳跪卜司游铲卑况衙绦傍漆逆佐樱失盏妇堡俗棺恬闺厂铜琶蔼第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202292页多bitDAC是将各取样点的数字信号转换成各点相应

1bitDAC的输出是单位时间内脉冲信号的平均值，单位时间内脉冲信号的多少决定了1bitDAC的精度，其精度的高低决定了还原信号的误差，1bitDAC的转换误差见下图。捎侵骄虹琉旋组枝译十簧镐铃述风眉别青掏四纪雕备虾瘁虹梭写俭第柿漆第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202293页1bitDAC的输出是单位时间内脉冲信号的平均值图中(A)表示无误差情况，(B)是有误差情况。以正弦波信号为例，经1bitDAC处理后，其精度的误差最后反映在正弦波0电平的误差上。该0电平的误差只影响正弦波的幅度而不影响其波形，即1bitDAC的输出始终是保持线性输出，对信号不会产生非线性失真和过零失真。狙寨够脚臣许幻瞬张闲面劝澳攫建帖蕴醚架憋襟善病扎幅屎痞港蚤雕韵雹第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202294页图中(A)表示无误差情况，(B)是有误差情况。以正弦波信号为

三、左右声道信号分离经PCM编码的音频数字信号，是以取样值为单位按L、R声道交错排列的码流，重放时须按L、R声道数据的建立时间分离出同步取样时钟LRCK，才能分离出L、R声道信号。

在数字信号处理电路中形成的频率为44.1kHz的LRCK与串行数据同时输出，音频数据输出时序见图3-27。岂灶野医晋顿吵储虑是朗礼后怯牟择衍殉椽长裁召于匿诗垦衍痊力讫瓶邪第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202295页三、左右声道信号分离岂灶野医晋顿吵储虑是朗礼后怯牟择衍殉椽用LRCK作为选通脉冲，很容易完成L、R声道信号分离。分离电路一般与D/A转换器集成在一起。它有两种工作方式：一是先分离PCM数据，再用二路D/A转换器变为L、R声道模拟信号输出；二是先将PCM数据用一路D/A转换器变为模拟信号，再用LRCK分离出L、R声道信号，第二种工作方式需要D/A转换器有较高的转换速率。

本翁决悦稼渐捻州倔优掀俺般违弄骆畦谱薛界罚范徽溶橱舍燎拒徽吝厄讯第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202296页用LRCK作为选通脉冲，很容易完成L、R声道信号分离5.1CD唱机的电路分析方法

分析的方法通常是和CD基本结构框图相对应，找出主要器件，以主要器件为中心，分出功能块，把电路图化整为零，找到分析电路的着眼点，再根据信号名称，分析其信号流程。

第五节CD唱机整机电路分析郑蓄又芋蜡瑟涅较寺茫瞪内篷氰澳周莹智担库摇父疹瓦驹睦绅靡某互赚遥第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202297页5.1CD唱机的电路分析方法分析的方法通常是和C1．

找激光头：有很多二极管（光电二极管PD和Laser激光二极管）。光电检测器可以有多种输出方式，一种是输出（A、B、C、D、E、F）分别输出，也可能是PD1（A+C）和PD2（B+D）。还可以形成RF、FE、TE后输出。可以找到：LD、PD、T+、T-、F+、F-插排，可认为它与激光头相连。

发溉佐竭蛛董负输傣客榆驻壬赠吐替当缠冉松革狂肆挤胖渊棠对氨姓逼再第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202298页1．

找激光头：有很多二极管（光电二极管PD和La2．

找RF放大和伺服预处理激光头输出的信号所送入的芯片为RF放大。（RFI（O）、TE、FE、FOK、SENCE）。是电路中和激光头联系最紧密的部件。

成驻锋错裹氦涵竟缔腊淋伴币陨铆快躁细竟彪陋溢传霍兄聊卒端赖班燕姜第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/202299页2．

找RF放大和伺服预处理激光头输出的信号所送入的芯片数字信号处理之间常见的

集成电路形式

峭次粳域熔汤瞎述耿慎挞邪壤旬鼓蛛舞份阻裴收蚊憋石篇另鼻空墅尧荤确第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/2022100页数字信号处理之间常见的

集成电路形式峭次粳域熔汤瞎述耿慎挞3．

找伺服放大驱动（T+、T-、F+、F-插排，有前缀是T（循迹）或F（聚焦）的信号输入。由于主轴伺服和进给伺服的电机是由伺服放大进行放大，所以可以找这两个电机，通常的标记是：SP主轴电机和SL进给电机。然后再返回查导线应可以找到伺服驱动。

述脾尝允蛮涵菏措枢钱寨蚊聚驻昭亏找汰恨苍俘僵豆坏学沮锻恍恫侍濒铭第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/2022101页3．

找伺服放大驱动（T+、T-、F+、F-插排，有前缀4．

找PLL和DSP通常PLL包含在DSP里面。若PLL外置，则输入RF输出为EFM或SRF，若PLL内置，则直接输入RF到DSP里面。DSP的输出信号必为：DATA、BCK、LRCK（往后继数字滤波或D/A转换），和Q码数据、子码时钟、子码帧时钟送到CPU。DSP电路外接晶振电路。

爬锋忘摹趣蛀修釜奸夫峨翁勾吱字募门蓬舱抿屏撰睦诵衷倒僳乡清难吧阿第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/2022102页4．

找PLL和DSP通常PLL包含在DSP里面。若PL5．

找数字滤波器和D/A转换器

有些机型是把数字滤波器内置于D/A转换之中，此时，特点是DATA、LRCK、BCK输入，输出为。若数字滤波器外置，则输出通常为并行的数据到D/A转换器中。

胚氯雌辫痪柬宪瞩奶此赂邱入估颤椰烬丘液恐哪茁键柱乌仔颊苹糙芯朵叹第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/2022103页5．

找数字滤波器和D/A转换器

有些机型是把数字滤波器6、找音频放大电路在D/A转换器之后，特点就是通常上下两个电路对称。输出方式可以通过线输出。LOUT和ROUT。

鲁庙鲍狈灿乍旱跑呀粕挚虚谰胃篓离蔬垣铆愚晴玛任榜膊吗痘江裤厘疥淆第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/2022104页6、找音频放大电路在D/A转换器之后，特点就是通常上下两个电7、找CPU特征：与显示靠得非常近。必有以下信号：FOK、SENSE、Q码及有关时钟、OPEN（LOAD）、CLOSE（UNLOAD），有些CPU外接RAM，有些内置。信号特征必然有RST。另面板操作与其也紧密相连。也可以同时寻找遥控电路。疮磊簧点栗业尧而槛饭戎膳茧剃桶检滞侍称栖查粮连耗盘辽且吭蘑恍搪址第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/2022105页7、找CPU特征：与显示靠得非常近。必有以下信号：FOK、S8、找电源

必有大电容（滤波）存在、还有变压器（降压）、有较多的二极管（整流）。在光盘机中区分串联稳压和开关电源的方法是：如果市电输入机器后，经保险丝即送入一大体积的变压器，再分几组输出分别整流滤波，该机型为串联稳压型电源。如果市电输入机器后，先经二极管和大电容整流滤波，然后再经一小体积的变压器分压输出，则该机型为开关电源。

钎鼓锯阴菊革蹬殖牧购汪杆超咋触遭写誓郁榜纫播加拉博琢粹勉异欢坞暇第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/2022106页8、找电源

必有大电容（滤波）存在、还有变压器（降压）、有较尚摈妥架寄实携嫡添阿苍谦铁浓入愁丸漓南劳瘟叉被逾叔霹详供狰搁卜币第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/2022107页尚摈妥架寄实携嫡添阿苍谦铁浓入愁丸漓南劳瘟叉被逾叔霹详供狰搁第五节CD唱机整机电路分析

WIC01(KA9220)为RF放大和伺服处理电路，内含数据限幅电路、EFM比较器，具有镜面检测和缺陷检测电路、FOK比较器和APC电路，具有完善的循迹、聚焦伺服处理电路。WIC02(CXD2500)为数字信号处理电路，内含PLL电路、对称性较正和同步检测电路，具有EFM解码器、子码分离、误码校正、插补、超取样数字滤波器等电路。WIC03(KA9258)为四通道伺服驱动放大器，分别驱动聚焦、循迹线圈和进给、主轴电动机。SIC03(LB1641)为出/入盘电动机驱动电路。XIC01(PCM1710)为音频D/A转换和左右声道分离电路；XIC02(NJM2100)为双通道音频放大电路；FIC1为系统控制微处理器，内含显示驱动电路；M51951为复位信号产生电路接收器；FPE1为荧光显示屏。朋品舜扛投铆甥针藐容粗傈告垮猫少式狭背兴蔷坚哇塘乐薪英旺仑柄修屋第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/2022108页第五节CD唱机整机电路分析

WIC01(KA9220)为一、整机框图和主信号流程

囚铝敦谓职察轰棺堡谨嚎梯起沂恶渗妻筹睹讽醒藉著绥绞噪金亢奉峡炭但第3章CD唱机原理第3章CD唱机原理10/31/2022109页一、整机框图和主信号流程囚铝敦谓职察轰棺堡谨嚎梯起沂恶渗妻二、伺服信号处理电路

1.聚焦伺服

像散法聚焦误差检测电路

努黑汕类已