DVD的伺服系统电路.pdf

DVD 的伺服系统电路 吴永恺 影碟机的伺服部分大致可分为以下几部分：（1）激光头伺服；（2）进给伺服；（3） 数据播放系统通道；（4）主轴电机伺服；（5）托盘加载控制。由于兼容规格不同，因此 （1）- （4）部分相应于DVD 与CD 时也不同。首先要检出碟片的类型，再根据设计要求来 选用。 一、激光头伺服 1、激光功率控制（APC） 激光发射二极管是红光激光管，波长为650um，专为DVD 而设计。在同一封装内含有 针状光电二极管，监测投射在它上面的光的总量，用以控制经光敏管检测的电流要保持恒 值。（如图1）所示，PD 监测电流Im 流经可变电阻，如箭头所示方向，APC 电路的通断被 控于伺服处理器IC503 脚，在“H”高电平时导通。当激光发射二极管正在发射时，投射到 光电二极管上的光通量转变成R501 及串接在激光头内部的可变电阻VR 上的电压，加在前 置放大器RF Amp IC502 的50 脚。此电压与集成块内部参考电压LDref 相比较，从LDO 输 出控制激光电流，驱动驱动管Q501，所以Im×（VR+R501）=LDref。由引得知激光电流ID （mA）之间的变化关系。调整VR，使RF 电平达恒值。基于上述议程（LDref=178mV),激光 电流可以从跨接于Q501 上的电阻R503 两端测出，以探知激光束的老化与否。因此，测量 R503 两端电压时要避免瞬间短接，否则易损毁激光管。 图1 流经光敏管的电流要保持恒值 2、聚焦伺服 控制碟片到透镜镜头的距离经常会由于盘片歪斜和表面振动或因旋转因素引起的振动 而形成聚焦深度变化。聚焦伺服装置由聚焦误差检测器、相位补偿器和驱动器组成。 （1）聚焦误差的产生 聚焦伺服中的散焦可依据象差法侧得，其原理（如图2）所示。利用透镜在X 和Y 轴 向的阴影，当透镜与盘片之间距离发生变化时，光束会聚在光敏检测器二极管上。形成的 椭圆形效应被检测聚焦误差采用，分成4 个部分（A+C）- （B+D）来计算。可由图1 看到3 种情况出现：A、透镜与碟片距离太近；B、最佳状态；C、透镜与碟片距离较远。相应波形 的幅值是A 为正；B 为零，C 为负。光敏二极管（光/电流）转换输出已换成电压加到 TA1236F。这集成块设有控制端，在播放双层DVD 碟片时可增加增益10dB，CD/DVD 增益的 变化使产生的聚焦误差约在1.5V （峰峰值）。由于激光头伺服参考电压RF Amp （IC502） 产生VREF2.1V，伺服信号运行在这个电压+/-2.1V 的动态范围内并作为驱动电路的输入。 1 图2 聚焦伺服中散集的测量 （2）聚焦均衡器（相位补偿） 聚焦伺服运用反馈控制来启动聚焦驱动器，所以从聚焦误差检测到的位置信号离指标 值的偏差（剩余偏差）被限制在规定的范围内。这个指标值对于DVD 和CD 则要依据盘片规 格来确定，指标值的偏差关系（如图3） 图3 指标值的偏差关系 在旋转周期内，直流抑制量决定于最大加速值和频率特性（二次衰减性）。然而，聚 焦偏差量允许值（剩余偏差）被固定为CD 约1um、DVD0.2um。相位补偿电路中的数字滤波 器，它内含于IC503 TC9420F.此电路控制聚集驱动器的频率特性到规定的抑制值。积分补 偿部分保证电路抑制量的衰减。补偿器的微分部分则保证反馈环路的稳定性（相位允 许）。为了要设置这两个补偿器，主微处理器通过CD-BUS 相接，在确认盘片后送出电路系 数。 （3）驱动电路 二透镜系统补采用在DVD 和CD 兼容机，用来选择适用于DVD 或CD 的透镜。集成块 IC503 TC9420F 脚是本位补偿电路（数字均衡器）输出端，（如图2）所示，加到多极开关 集成块IC506 74HC4053，通过分层跳跃电路和放大器来选用线圈去驱动。（如图4）所 示，因为即使电流流经同一线圈驱动方向，聚焦或循迹要依据透镜位置来改变决定（磁铁 与线圈的相对位置），所以在驱动器前检测透镜位置非常必要。为此，激光头提供透镜位 置检