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【doc】CD激光唱机RF信号处理用的IC.doc

【doc】CD激光唱机RF信号处理用的IC

谢谢你一直以来对我那么好
2017-11-14 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《【doc】CD激光唱机RF信号处理用的ICdoc》,可适用于综合领域

【doc】CD激光唱机RF信号处理用的ICCD激光唱机RF信号处理用的IC咚蟛,,q握验点,,,,g一乃埕CD激光唱机RF信号处理用的Ic南京东方无线电厂cD激光唱机RF信号处理用的Ic是完成激光唱头拾取信号的前期处理集成电路,它完成将来自激光唱头拾取的信号检测,放大,处理及转换成效码信号等任务该类Ic均采用双极性硅单片的技术,是目前CD激光唱机中各类Ic中设计技术和制作工艺最为完善和成熟的集成电路品种因此该类产品在国外品种繁多,且大同小异,竞争激烈,考虑到叙述方便,本文选取了目前世界上用量最大,通用性最强的CXA集成电路产品为例,叙述RF信号处理用的Ic的功能,特点,电路及信号分析,检测及调整方法供大家参考首先需要说明的是目前CD激光唱机拾取信号的处理方法分成两派,一是索尼公司为主的三光束型,一是飞利浦公司为主的单光束型考虑到价格,地理,货源的因素,考虑到日本绝大多数公司以及亚洲各国均采用三光束型{还有我国音响行业经多年的认证首先推选三光束型的事实,本文只讨论兰光束型RF信号处理集成电路CXA是索尼公司O年代末期推出的产品,由于它集成度,功能性强,性能好一直受到各整机厂家的欢迎,至今仍为各整机厂家的首选RF信号处理用的Ic的产品为此其它公司推出了可与它直接置换的产品,如韩国s^唧NG公司的KA,日本Toshiba公司的TAN等功能上完全一致,制作技术各具特色下面将以点带面详细探讨CXA集成电路功能特点及方框图cD激光唱机中,三光束型由激光唱头所拾fa乙取的放音信号有三个部份,其一是由A,B,C,D四个光电管拾取的音乐数据处理的主信号其二为E,F二个光电管拾取的音迹信号其三为由监控光电管拾取的作为控制激光管功率的监控信号作为前期处理这些拾取信号的集成电路,它将完成主信号的放大和模数转换处理并通过检测电路从主信号中完成聚焦伺服信号的生成与处理,跳跃循迹信号(即镜面信号)的检测生成通过分检电路检测疵点信号另外它还完成音迹信号的放大与误差检测,激光管监控信号的伺服处理等从图】给出的CXA的方框图中可以看出它具有很强的功能性,完成了上述的信号处理任务它还具有以下特点:应用范围广,适用单电源=OV或双电源==V,不论P型结构还是N型的激光发射管低功耗,V电源情况下为roW,单电源v为mW外围元件少多种封装以适应不同的整机设计需要,cxAiM为O脚双列贴面的SOP国际标准塑封,CXAS为O脚双列直插的SDIP国际标准塑封,C'~AQ为脚平面贴面的OFP国际标准塑封图为CXA的内部方框图,概括了完成上述RF信号处理Ic的基本功能的单元逻辑电路该类IC产品逻辑电路基本相同,只是在电路的结构,单元的安排,生产工艺以及性能指标上等各种产品侧重不同而已二,电路分析根据CD激光唱机的信号处理分类,本文分别从数据信号处理(即主信号),伺服信号处电声技术~理和激光管监控信号处理三个方面分别介绍图cx^内鄙电路方框图数据信号处理在RF信号生E理IC中,数据信号处理即是把由光敏管ABCD所拾取的RF信号放大和完成RF模拟信号转化成EFM数码信号的处理图表示了数码信号通路的各个基本单元的电路信号流程如下:来自脚的AC光电管的拾取信号和脚的BD光电管的拾取信号,经各自的电流电压转换器后,加到RF加法放大器其输出送到脚端子,经耦合电容入脚端子,加到EFM信号比较器的正向输入端与不平衡自动控制电路提供的窗口电平比较,r一电声技术输出EFM数码信号至脚,供后面的数据处理Ic处理由图可知:RF加法器的增益可由外接电FK阻R,来调整,它与反馈电阻和光电管拾取的信号电流成正比证明如Y下t':vmi一n)RJSP,~IvBlIP令Rl一I一珥(MIRR)×DE,其中一tCXA中:TE一()×啦由脚测量眼图可FE知信号的情况一般FeJ)~IV注意的是因v髓光敏二极管的信号很弱,故激光唱头与RF信号处理用的IC的连接线应尽可能地短圈CXA主信号量道电路图在数据信号通路中,EFIVl比较器的窗口电平的设置可谓是独具匠心,它采用了动态的参阳Pb考电平,拓宽了EFM比较器窗口的宽度提高了唱机的性能和对唱片的适应能力动态的窗口电平由独特的不平衡自动控制电路来提供,则不平衡自动控制电路实质上是实时地改变比较器的窗口电平该电路所建立的窗口基准电平是基于EFM码中"和""各自约占的基础之上的正常工作情况下,电路设计主信号在通过CMOS的缓冲器后在,,a,组成的低通滤波器上获得一个(Vt)的电位,它通过不平衡控制电路的缓冲器输入到控制器的正向输入端,控制器的负向输入端为一常数,即)从而建立了EFM比较电路的动态基准零电平众所周知CD唱片制作精度要求颇高,但对于微米(岬)级的精度和高速旋转拾音的要求唱片制造上难以满足设计理论值如唱片音轨的同心度垂直度等,唱片的重心偏移等等因素这些微小的误差反映在唱片放音时由光敏二极管所拾取的信号存在一种有规律的低频率的信号波动,犹如一种不平衡输入的信号然而这种信号波动采用伺服手段很难予以消除它对模拟信号转化成数字编码信号影响很大由图的信号分析可知}波动的输入信号送到窗口电平固定的比较器中其输出误码信息然而不平衡自动控制电路建立了动态的EFM比较器的窗口电平它的影响得以控制及消除分析可知:当这种低频波动的信号处于上升阶段时,犹如该点的RF信号迭加一个值,而转化为EFM数字信号的低频成份增加,该信号经过魄R,,组成的低通网络,获得了一个高于原设计的(|电)数值,经缓i中器送到控制器正向输入端,输出一个高于基准零电平的EFM比较器的窗口电平AV值窗口电平的提高抵消了低频信号的波动附加值由此可见EFM比较器窗口电平随信号波动而同步变化,保证了FFM比较器将RF模拟信号正确的转化为EFM数码信号需要说明的是R,岛,,的低通滤波器的截止频率须小于Hz,否则EFM低频成份泄漏恶化而加剧转换的误码率换句话讲唱片必须高于某一精度等级且越高越{好伺服信号处理CD激光唱机的伺服确聚焦伺服循迹伺嚣蝴FR厂鹬(a)正常信号(b)被动信号图虎较器的信号分析服,进给伺服和CLV伺服在RF信号处理用的Ic中,它将完成聚焦伺服信号的检测生成和处理,循迹伺服信号误差检测和跳跃伺服信号的检测生成及其处理以及伤幢电路检测的唱片疵点信号的处理分别介绍如下()聚焦信号处理:这部分的信号处理可分成两部分一为聚焦伺服过程中误差信号的检测与放大一为光头聚焦检索阶段为实时建立聚焦伺服的聚焦OK控制信号的生成处理图给出了聚焦伺服信号通道自g屯路图由图可知聚焦误差信号检测和放大是由差分放大器完成的当唱头处于理想的聚焦状态四个光敏二极管拾取的信号相同即()=(口D),此时差分放大器处于共模抑制状态,输出为零当唱头处于聚焦分散状态时()(BD)差分放大器处于差分放大状态输出一日一D)的误差信号电路设计考虑到光敏器件和集成电路制作工艺参数的离散性因素,采用脚外接可调电阻V调节失调,建立理想的差分放大器根据理想运算放大器分析知,当脚电位为中心电位()时,此时差分放大器的共模抑制比最大可折算脚到地的电阻一吩,一吩a约为k它的增益一n,,误差放大器的输出电压:(一v)Gf在CXA中:一G一V)一(t尸一)Rl:(一V)=(一s)×R】为IV转换器中反馈电阻为了快速准确建立光头的聚焦状态在光头处于初始的聚焦检索状态下建立粗伺服当光头处于聚焦状态时,伺服系统要退出粗伺服,电声技术进行上述的聚焦误差跟踪伺服,保证光头始终处于聚焦状态RF信号处理Ic中从主信号中生成一个聚焦OK信号控制伺服系统实时地退出聚焦检索伺服状态聚焦OK信号实质上是聚焦伺服状态转换的一个实时控制的窗口图可知聚焦OK信号由一个差分放大器和一个比较器完成当聚焦工作处于初始状态下,来自加法放大器的主信号为零,此时聚焦OK放大器输出为零,因比较器负输入端内建的正向偏置,聚焦OK比较器输出低电平当光聚焦检索快到聚焦状态时,主信号加法放大器的输出信号使聚焦OK放大器输入端电位差一一Vi,s一=,V,放大器输出F一一TV,它使聚焦OK比较器翻转,输出高电平信号即聚焦OK信号告知后级的伺服电路退出粗伺服当聚图聚焦伺服信号通道电路图焦状态下,聚焦OK放大器输入电位差V,比较器输出为低电平需注意的是构成OK电路的外接电容Cs关系到EFM比较电路和后述的镜面电路的滤波器时间常数,取值需谨慎()循迹信号处理:这部分信号处理可分两部分,一为跟踪循迹伺服中误差信号的检测和放大,一为跳跃循迹伺服中为实时控制所需的镜面信号(MIRROR)的生成与处理循迹误差检测电路如图所示,由唱头中E,F位置指示光敏二极管抬取的信号通过各自的电流t电压转换器,分别进入跟踪误差放大器正t负输入端,输出跟迹循迹的误差信号分析可知:电流电压转换器输出#一E~一s,,'其中一b×F=EOt()R为了解决器件的离散性,和端接电吉技木可调电阻,它调整使跟踪循迹误差信号为零时,电流t电压转换器输出V一F当跟踪循迹误差出现时r,经跟踪误差放大器,输出信号一(一)CXA集成电路中V,一(一)一()×图话迁误藏僖号通路CD激光唱机多音迹跳跃的循迹伺服过程超出了循迹伺服的线性范围,电路设计从主信号中抽取信号,经过包络分离和波形整形,与处理过的循迹误差信号一起,中断唱头的跳跃,保证多音迹的跳跃循迹伺服(伺服过程另文详述)RF信号处理lc内建了MIRROR电路,它完成主信号的包络分离和波形整形任务,输出多音迹跳跃的循迹伺服的控制信号,它像镜面一样反射了数据信号的波形幅度变化故称之为镜面(MIRROR)信号图给出了镜面信号电路与分析,可见主信号经过放大器反相送入底部和顶部保持电路分离成顶部和底部信号,经差分放大器后得到反映主信号幅度变化的模拟镜面信号,一路送保持电路提供比较器的窗口电平,一路送比较器输出反映主信号包络特性的数字镜面信号分析可知,当光头处于两音迹之间时,镜面信号为高电平当光头处于音迹之上时,镜面信号为低电平值得注意的是当唱片有疵点时,主信号反映为信号割裂,其输出也为高电平镜面电路有三个时间常数的设置:一是包络信号顶部保持电路的时间常数,它要保证川荆裂信号晤的循迹二为包络信号底部保持电路的时问常数,它要保证前述的周期性的低频(Hz)包络晃动信号的寻迹三为镜面信号保持电路的时间常数,它由外接的电容决定由于该电路和不平衡自动控制电路同样是为了建立比较器的动态窗口电平,二极管的作用使它只跟随信号的正向电位,故而外接电容的取值不易过大,它要保证时间常数能够跟踪因手迹造成主信号幅度减小的变化但也输人信号G点RFOovOV自然,I点(底部保持)镜面信号(mR)豳镜面信号通道电路aRF皿嘞壬倡号点砸r麻嚣持::甓保持点n,圈疵点信号通道电喀图自动功覃控利电蹋不能过小,它要保证时间常数大于kHz的割裂信号()疵点信号处理:若CD唱片有疵点,RF信号处理用的IC将它从主信号中检测出来,送后级处理严格地讲疵点信号处理不仅是伺服处理的范围,并与伺服息息相关疵点信号的检测:首先将脚送入的主信号用运放反转并放大,再用两个不同时间常数的包络分离电路分别保持底部信号,通过各自跟随器送入疵点比较器,输出数字疵点信号由二极管,电容和跟随器构成的信号包络分离电路保持底部信号图可见,用内建电容构成的小时间常数电路,它保持唱片疵点大于ms的信号底部用外接电容构成的大时间常数的电路,它提供给比较器动态窗口电平监控信号处理由于激光发射管在恒流驱动下光学输出有负的温度特性电路设计借助于一个监控光敏二极管构成了自动功率控制电路图所示监控信号处理用两个运放来完成由内建的V基准偏置电压使激光管进入正常的工作状态当温度上升,激光管发射功率下降放大器()输出随光敏二极管的电流下降而下降放大器()负端输入下降,其输出上升外接驱动管D基极电流上升,激光管驱动电流上升因激光管驱动电流与输出光功率成正比,)故激光管输出功率上升反之同理,(下转页电声技术'七,IECTC在我国的归口单位IECTCg在我国的技术归口单位为全国电声学和视听设备标准化技术委员会属国家技术监督局和电子部共同领导标委会代号CSBSTC,其秘书处挂靠单位为电子部第三研究所八,体会和建议通过参加IEC全会和工作组会议,对TC各标准的发展情况,水平及会后的工作有了较全面,深入的了解,这对我国标准的制订和标准技术的研究,将起积极的推动作用体会到模拟声频技术标准,视听系统标准,数字音频设备标准,我国的水平均是不低的如扬声器,传声器,声系统设备,视听系统设备等有的和国际水平相当有的有我国的见解所以我国提案有的被采纳了,有的被接受在年复审中采用,有的未被采纳,也不是我国在技术上不正确,而是有关的IEC标准现不修订或无对应的工作组有待今后考虑,如果我们能多参加工作组活动我国有能力提出更多有水平的提案或意见体会到要在IEC全会和工作组会议上有发言权,必须在国内长期持续地开展有关理论和实验工作,并有重点地派人参加到工作组中去尤其是数字音频技术标准,IEC与我国同时起步晚,所以只要有定的标准经费,就能做到跟踪国际标准,使之有更多的发言权和技术提案要在IEC工作中占有地位,作出较大成绩对IEC有关标准的背景,进展的前因后果要有连续的了解和掌握因而建议必须有重点地参加工作组,作为正式或通讯成员并提高英语口语水平,及时提出试验结果和理论依据希望每年TC会议,我国有,人参加可取得很好的效果f收稿日期年月)(上接页)构成自动控制为适应P型和N型两种不同类型构造的激光管适应正负电源和单电源的应用放大器()的正向输入端(即CXA的第引出端子)有不同的接法,如表所述三,发展趋势随着CD激光唱机的普及,CD激光唱机的表CXAIC脚接法电源正负电源单电源激光管P型管开路开路N型管接地中心电位电声技术lg集成电路正朝着以下几个方向发展对各种技术均已成熟的产品,降低成本,提高成品率低价优质是必然的趋势南韩的SAMSUNG公司的作法较为典型,它的RF信号处理用的Tc产品能与索尼公司兼容价格却相应灵活朝方便CD唱机整机生产方向发展利用新的技术,尽可能地减少外围元件,减少外部的调整,拓宽RF信号处理Ic的各种适用范围朝着高集成化方向发展随着科学技术的发展RF信号处理集成电路向高集成化迈出了可喜的一步,为了缩小体积与激光唱头部分一体化,与伺服处理集成电路一体化目前这两种研究在国外均有相应的成果预计不久将有产品问世(收蔷日期年月)

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