RQ-X20 фирмы PANASONIC 109x81x28 мм

За счет чего это стало возможным? Вот здесь мы подходим к главному - конструктив­ным и схемотехническим решениям, закла­дываемым в современные аудиоплееры. Пер­вое и, пожалуй, наиболее революционное решение состояло в разработке принципи­ально нового сверхмалогабаритного микро­двигателя повышенной экономичности с высо­ким КПД, работающего от напряжения 1,2 В. Это сразу же позволило обойтись одним эле­ментом питания вместо традиционных двух.

Одновременно были разработаны и вне­дрены в производство специальные элемен­ты совершенно нового типа, обладавшие при гораздо меньших размерах значительно большей электрической емкостью. Этот по­казатель хорошо иллюстрируется приводи­мой ниже сравнительной таблицей продол­жительности непрерывной работы плеера (в часах) при питании «традиционным» полу­торавольтовым элементом типоразмера А и двумя «новыми» элементами питания.

Коренные изменения претерпела и схе­мотехника плеера. На смену дискретным транзисторам, диодам и микросхемам при­шли многофункциональные микропроцессо­ры, взявшие на себя управление всеми фун­кциями аппарата.

Часто вокруг основного микропроцессо­ра группировались и дополнительные узко­профильные микросхемы, число которых до­ходило до десятка. Учитывая миниатюрные размеры всего плеера и, соответственно, его печатной платы, приходилось использовать сверхкомпактные формы электромонтажа на платах с двусторонней печатью.

Не менее радикальным изменениям под­верглась и механико-кинематическая часть плеера. Коэффициенты использования объема и повышения плотности компонов­ки возросли более чем вдвое по сравнению с первыми моделями плееров. Сложные ки­нематические схемы позволили избежать ис­пользования отдельных механических узлов и деталей для выполнения только одной ка­кой-либо функции, сделав большинство деталей многофункциональными. Это позво­лило сократить число вспомогательных со­единительных элементов (шкивов, пассиков, шестерен) до предельного минимума.

На сегодня нет некой единой (или хотя бы преимущественной) системы кинематики аудиоплееров, поскольку довольно широк спектр функций, выполняемых плеерами различных моделей и фирм. Однако общее представление о сложности и компактности таких систем вполне можно получить из рис. 18, на котором приведена кинемати ческая схема механизмов серии AR20 аудио­плеера Panasonic RQ-X20. Аудиоплеер включает в себя стереофо­нический проигрыватель с реверсом на микросхеме ТС1 типа LA4587MMPB (рис. 7.19), вы­полняющей также функции подъема басов, подавления пульсаций питаю­щего напряжения, отключение пита­ния и выходных сигналов, коммута­цию входных сиг­налов, усиле­ние мощности сиг­налов для стерео­наушников и др.

Характерная особенность аудиоплеера - на­личие разработан­ной фирмой DOLBY LABORATORIES системы шумопонижения, выполненной на микросхе­ме IC2 типа AN7389SE1. Принцип действия системы шумопонижения основан на исполь­зовании компрессии динамического диапа­зона сигналов при записи и обратного расши­рения при воспроизведении. Динамический диапазон при записи сужают автоматическим электронным регулятором, называемым ди­намическим компрессором, который выраба­тывает управляющее напряжение, пропорци­ональное уровню записываемого аудиосигна­ла. Это напряжение регулирует коэффициент усиления тракта записи в соответствии со следующим принципом: если аудиосигнал слабый, управляющее напряжение увеличивает коэффициент усиления до 10 дБ, если силь­ный - коэффициент усиления не меняется.

При воспроизведении записанных таким образом аудиосигналов используется уст­ройство, называемое экспандером. Его за­дача - уменьшить коэффициент усиления в местах фонограммы со слабым сигналом до первоначального уровня. При этом также ос­лабляется и шум, который добавился в кана­ле записи и имеется на магнитной ленте. В фрагментах фонограмм, где сигнал силь­ный, коэффициент усиления и отношение сигнал/шум практически остаются неиз­менными. Степень шумопонижения автоматически регулируется также и в зависимости от частоты входного сигнала. Для правильно­го воспроизведения экспандер должен иметь характеристику, противоположную характе­ристике компрессора, следовательно, фоног­раммы, записанные с применением системы Dolby, можно воспроизводить только на ана­логичных магнитофонах, что является недо­статком системы. Если такую фонограмму воспроизвести на магнитофоне, не снабжен­ном системой Dolby, качество звучания будет хуже, чем при обычной записи.

В состав аудиоплеера помимо двигате­ля и механизмов входят также схема уп­равления двигателем (микросхема ЮЗ типа LB1674МТРТ1), схема управления механиз- мами (микросхема IC4 типа TB2004F012) и кнопки управления S1 - S10.

CD-плееры

Коммерческое название CD-плеер обра­зовано из английской аббревиатуры CD, представляющей собой первые буквы тер­мина «компакт-диск». Среди пользователей этого вида продукции нет единогласия в воп­росе о том, что следует подразумевать под понятием «компакт». Некоторые считают, что это относится к геометрическим размерам носителя - диска диаметром 12 см и толщиной всего 1,2 мм. Другие относят это оп­ределение к плотности записи и объему хранимой информации. Для обычных одно­сторонних и однослойных дисков она со­ставляет 0,6...0,65 Гбайт, а для двусторон­них четырехслойных дисков (типа DVD) - 9,4 Гбайт. Скорее всего и те и другие по- своему правы. Тем более, что отдельные фирмы освоили и уже начали серийный вы­пуск плееров, работающих как от 12-санти­метровых, так и от самых новейших 8-сантиметровых дисков.

В отличие от аудиоплееров, начинавших свою историю с «транзисторной» эпохи, CD- плееры - детище элементной базы следую­щего поколения. Их создание оказалось бы вообще невозможным без наличия сложней­ших многофункциональных микропроцессо­ров, а также маломощных полупроводнико­вых оптических лазеров.

При кажущейся внешней простоте CD- плеер представляет собой сложнейшую электронно-оптико-механическую систему высокой, если не сказать - прецизионной точности, оперирующей с механическими перемещениями, измеряемыми микронами, и электрическими сигналами, частоты кото­рых выдерживаются с точностью до пятого знака после запятой.

По общей идеологии процесс переноса аудиоинформации от микрофона в студии к звукоизлучателю слушателя CD-плеер сродни обычной грамзаписи. И в том и в дру­гом случае первичный сигнал, соответству­ющим образом преобразованный в чисто механические изменения структуры носите­ля, последовательно укладывается вдоль спиралевидной звуковой дорожки на враща­ющемся диске носителя.

Процессы, происходящие при записи информации на диск, и процессы, происхо­дящие при считывании информации, по су­ществу взаимообратны (как бы зеркальны). Впрочем, на этом сходство грампластинки и компакт-диска и заканчивается.

На грампластинке записывается элект­рическая версия акустических колебаний в аналоговой форме и в такой же форме вос­производится электрофоном. В случае с компакт-диском электрическая версия ис­ходной аудиоинформации еще до записи на диск преобразуется в сложнейший по свое­му составу цифровой код, содержащий, по­мимо собственно аудиоинформации, целый ряд других цифровых кодов так называемой служебной информации, призванной обес­печить работоспособность многочисленных рабочих узлов CD-плеера. И только после этого сформированный комплексный сигнал в цифровой форме записывается на рабо­чую поверхность диска.

Рис. 19

При обратном процессе считывания ин­формации в CD-плеере происходит слож­нейший процесс разделения всего потока информации на рабочую и служебную, пере­работка полезной информации из цифровой формы в аналоговую и только после этого восстановленная электрическая версия ис­ходного сигнала передается на стандартный УЗЧ для воспроизведения.

Изложенный выше перечень процессов на самом деле не дает никакого представ­ления о фактической сложности преобразо­ваний, происходящих в реальном CD-плеере. А поскольку перед нами стоит задача знаком­ства со схемотехникой и особенностями кон­струкции CD-плееров, нам просто необходи­мо хотя бы только перечислить его основные узлы и их функциональное назначение. Мы вынуждены ограничиться именно простым перечислением, поскольку детальный анализ работы каждого из этих узлов является темой отдельной статьи, что в пределах этой книги реализовать нет возможности.

Для начала перечислим функции, поми­мо простого воспроизведения аудиозаписи, которые обеспечивает CD-плеер, используя только сигналы служебной информации:

• одновременная загрузка нескольких компакт-дисков, воспроизведение которых возможно в любой последовательности с помощью команд с пульта управления или автоматически по заранее введенной про­грамме;

• возможность работы с дисками разных диаметров (12 или 8 см);

• выведение на дисплей оглавления дис­ка в процессе его загрузки, а также инфор­мации о порядковом номере записи на дис­ке и длительности звучания;

• автоматическое начало воспроизведе­ния сразу после загрузки;

• быстрый поиск нужной фонограммы в ускоренном режиме вперед и назад;

• воспроизведение фонограмм в любой последовательности;

• возможность многократного повтора одной фонограммы;

• предварительное программирование последовательности воспроизведения от­дельных фонограмм;

наличие встроенной системы автома­тического самоконтроля и тестирования основных узлов CD-плеера с выдачей резуль­татов проверки в форме цифробуквенных кодов на собственный дисплей.

Знакомясь с этим отнюдь не исчерпыва­ющим списком, надо ясно представлять, ка кие схемные и конструктивные узлы и дета­ли стоят за каждым из этих пунктов. Между тем помимо чисто сервисных функций, пе­речисленных выше, служебная информация руководит механическим управлением считывающей лазерной головки, включающим в себя постоянное слежение за размером и формой светового пучка на поверхности рабочего слоя диска и его фокусировкой, и удержанием светового пучка на информационной дорожке, радиальным перемещением головки по мере вращения диска и т.п.

А еще служебная информация «не дает» считывающей головке соскочить со счи­тываемой дорожки при случайных сотрясе­ниях и ударах, а если такое случается, то немедленно возвращает головку на пре­жнее место, не допуская при этом потери даже ничтожной части информации} И это, повторимся, только результаты работы сигналов вспомогательной, служебной, ин­формации.

Что же касается последовательности процессов обработки основной аудио информации, она в достаточно сокращенном виде приводится ниже:

· считывание информации с диска опти­ческой лазерной головкой;

· преобразование модулированного оп­тического сигнала в электрический;

· усиление, первичная обработка, филь­трация сигнала и формирование прямоу­гольных импульсов;

· выделение синхроимпульсов из общей смеси сигналов;

· демодуляция сигнала;

· восстановление искусственно введен­ного при записи нарушения последователь­ности записываемых байтов информации (так называемого «перемежения») - деперемежение байтов;

· декодирование информации при помо­щи перекрестного контроля так называемой «избыточности» - специально вводимых в процессе записи вспомогательных эле­ментов информации;

· интерполяция и коррекция возникаю­щих ошибок;

· «цифровая» фильтрация сигнала;

· демультиплексирование сигнала;

· обратное цифро-аналоговое преобра­зование сигнала;

· обработка и фильтрация аналогового сигнала от остатков цифровой информации;

· передача готового сигнала в тракт зву­ковоспроизведения.

И здесь, как и в случае со служебной ин­формацией, за каждым пунктом приведенно­го перечня скрывается целый комплекс элек­трических активных и пассивных преобразо­вателей и «переработчиков» сигнала, реали­зованных в многофункциональных микро­процессорах, декодирующих микросбор­ках, диодных матрицах и т.п.

Чтобы читатель получил хотя бы общее представление о степени сложности внутримикросхемной обработки цифрового сигнала, на рис. 20 приведена структур­ная схема всего лишь одной микросхемы, часто используемой в CD-плеерах фирм MATSHUSHITA и PANASONIC.

В CD-плеерах разных фирм основу элект­рической части составляют, как правило, от трех до пяти микросхем высокой степени ин­теграции. При этом чаще всего на основной плате располагаются процессор сервосигна­лов, обеспечивающий позиционирование и перемещение лазерной считывающей го­ловки, цифровой сигнальный процессор и быстродействующие усилители мощности для управления приводами электродвигате­лей и соленоидами фокусировки и трекинга.

Здесь уместно пояснить, что под терми­ном «трекинг» (а более точно - радиальный трекинг) понимается процесс слежения за движением сфокусированного лазерного пучка по информационной дорожке компакт- диска.

Рис. 20

На рис. 21 приведена принципиальная схема CD-плеера Panasonic SL-S210, вклю­чающего жидкокристаллический дисплей LCD301, процессор управления IC301, циф­ровой процессор сигналов IC501, микросхе­му памяти IC502, микросхему управления двигателями IC401, сервоусилитель IC101, ЦАП IS11 и УЗЧ IC701.

В отличие от аудиоплееров, CD-плееры реже используются как носимые, предусмат­ривающие питание от гальванических эле­ментов и работающие на головные телефо­ны. Гораздо чаще CD-плееры входят в со­став высококлассных радиокомплексов, му­зыкальных центров, автомагнитол или реа­лизуются в виде самостоятельного про­игрывателя лазерных дисков с питанием от силовой сети.

Отчасти это объясняется тем, что порта­тивные носимые CD-плееры (к примеру, мо­дель SL-SX500 фирмы PANASONIC) при по­лезной выходной мощности на головных те­лефонах в несколько милливатт требуют для своей работы источник питания напряжени­ем не ниже 4,5 В и при этом потребляют мощность порядка 6 Вт.

Рис 21

Чтобы уточнить, что подразумевается под термином «высококлассная», достаточ­но привести данные электрического тракта автомобильного CD-плеера CDX-P620S фирмы PIONEER:

Дата добавления: 2015-11-04