Manutenção de Unidades de CD - Parte 1
Inicialmente quero dizer que o objetivo principal deste trabalho é proporcionar
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final de 5 anos, já haviam sido vendidos mais de 30 milhões de leitores de CD e
aproximadamente 450 milhões de discos digi...
Princípios de Lasers
Laser Rubi
O primeiro Laser colocado em funcionamento data de 1960, desenvolvido pelo
cientista Theod...
milhões de frames, cada 3mm de trilha do disco tem 30 mil bits de c orreção de
erros.
O mais fantástico ainda é o fato de ...
Uma vez concluído o revestimento metálico, o disco será submetido a eletrólise,
sendo emergido em uma solução eletrolítica...
AAD: Gravação analógica, mixagem analógica, matrizagem e prensagem digitais.
ADD: Gravação analógica, mixagem, matrizagem ...
Fonte de Alimentação
Este estágio só existe nos aparelhos utilizados fora do computador, como, por
exemplo, os DVDs e os C...
A grade de difração, situada à frente do cristal oscilador, tem a função de dividir o
único feixe de luz gerado em outros ...
Descrição do circuito eletrônico APC (Automatic Power Control) da unidade
óptica
Observe a Figura 2 para entender nossas e...
Manutenção de Unidades de CD - Parte 3
Na parte 2 desta série, falávamos sobre o funcionamento do circuito APC, (faz
tempo...
compartimento do CD). Através deste pulso o operacional aplicará uma tensão
inicial ao transistor de ganho do APC (TR200) ...
3 - Aplique a lei de ohm, que diz R= E/I (resistência é igual a tensão dividida pela
corrente)
4 - O valor da resistência ...
k46G84F= (46mA)
kss213B = (36mA)
Como podem ver, normalmente existe uma referência numérica que expressa a
corrente ideal ...
Há um outro detalhe, na maioria das placas de CD Player geralmente existem 2
ajustes importantes a serem feitos, o foco se...
Motor de
bandeja
Motor DC, normalmente de 6V, que faz a
abertura frontal para o carregamento do
disco (esse motor só exist...
conexão do CD player a um amplificador
de áudio externo.
Circuitos aplicados em CD players
Neste ponto de nossa série de a...
De forma resumida, podemos dizer que o PWM é a técnica de correção que nos
permite ajustar uma determinada grandeza (por e...
Figura 2: Servo analógico.
Figura 3: Servo digital.
Todo circuito de servo destina-se ao seguinte propósito: controlar e c...
Manutenção de Unidades de CD - Parte 5
Sinais de um CD Player
Na tabela que segue encontramos os principais sinais aplicad...
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É um pulso extremamente rápido que serve para limpar o conteúdo das
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memorize essas diferenças, oportunamente falaremos mais sobre esse padrão
fundamental em CD players.
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Agora vamos falar um pouco sobre cada circuito em blocos, analisando suas
funções e possíveis defeitos.
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de funcionamento é totalmente diferente das tradicionais. O restante, deve-se a
baixa qualidade de alguns projetos e compo...
conjunto óptico ao longo do CD. O circuito servo se comunica diretamente c om o
processador digital e é comum encontrarmos...
sendo o responsável pela falha. Alguma vezes os sintomas são praticamente
idênticos, porém tendo causas completamente dist...
Manutenção de Unidades de CD - Parte 6
Diagrama em Blocos
Na Figura 1 nós vemos o diagrama em blocos de um modelo genérico...
O próximo passo é acionar a tecla Open/Close para carregar um disco no
compartimento do leitor. Neste instante algumas inf...
No momento em que o disco está girando e sendo lido, inúmeros reflexos de luz
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Através dos pinos 21 a 38 a CPU de controle varre o teclado de funções em busca
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É indiscutível a necessidade de substituição do conjunto óptico defeituoso, que
custa aproximadamente R$ 70.
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Figura 1: Medidor laser caseiro.
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2. Mantenha o circuito do testador (parte do foto-acoplador) a uma distância de 5
cm da lente da unidade óptica. Isto evit...
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  1. 1. Manutenção de Unidades de CD - Parte 1 Inicialmente quero dizer que o objetivo principal deste trabalho é proporcionar uma base fundamental nos processos técnicos de manutenção de aparelhos de CDs genéricos. Para tanto, será necessário recorrermos a uma base teórica indispensável para um melhor entendimento do trabalho de manutenção, visto que todos têm um mesmo princípio, as diferenças entre eles serão oportunamente comentadas. Este material será uma soma de várias literaturas especializadas, manuais de serviços e um pouco da experiência ac umulada nestes 14 anos de trabalho. Não é necessário dizer que o assunto não se esgotará aqui, já visto sua complexidade e contínuo aprimoramento. Assim, espero que a obra seja útil a todos os colegas da classe! Introdução Antes de falar sobre tecnologias de CD, vale lembrar que, ao contrário do que muitos pensam, as pesquisas e experimentos com a luz servindo como veículo de informação datam de antes do início da década de 20. O próprio Einstein, já em 1917, desenvolveu fantásticas teorias sobre o efeito fotoelétrico e emissão estimulada por radiação, teorias que seriam tomadas como base para muitos dos futuros estudos sobre laser. Muitas anos depois se conseguiu o domínio do laser, hoje algo comum na vida de todos nós. Sem dúvida alguma o advento do compact disc representa para todas as pessoas ligadas ou não ao mundo tecnológico um marco na evolução das técnicas de leitura e gravação de informações. Em 1967 registraram-se os primeiros experimentos quanto a gravação digital do som, desenvolvida pela NHK Technical Research Institute. A técnica ficou conhecida como PCM (Pulse Code Modulation). Em meados de 1972, a Denon, uma divisão da mega empresa Nippon Columbia fez em definitivo a primeira gravação digital para servir de matriz a um LP: nascia o primeiro disco pseudo-digital. Baseadas nestes experimentos três empresas japonesas (Sony, Mitsubishi e Hitachi) desenvolveram o primeiro equipamento DAD (Digital Audio Disc). Em 1977 estas mesmas empresas demonstraram publicamente o novo sistema que, comparado com o atual CD, era um tanto ou quanto primitivo, pois utilizavam discos do tamanho de LPs comuns e com pouca capacidade (cerca de meia hora de musica contínua). O disco laser tal como conhecemos hoje surgiu nos laboratórios da Philips em Eindhoven, Holanda. Foram nestes laboratórios que se aprimoraram as técnicas de gravações ópticas e digitalização de dados. A Sony, empresa que também desenvolvia pesquisas nesta área tecnológica, em meados de 1980 uniu-se à Philips para a troca e soma de tecnologias e assim, juntas, criam o que o mundo conheceria como CD player. Nesta divisão de trabalho, a Sony se dedica ao desenvolvimento de todo o software do sistema (algoritmo) enquanto a Philips se aplicava ao projeto de hardware. A apresentação oficial do CD para mundo só ocorreu em outubro de 1982, quando levado para Tóquio e apresentado num stand de novidades internacionais de tecnologia (All Japan Audio Fair), que logo consolidou-se como a revelação do ano. Nesta feira de áudio foram lançados 30 modelos de toca-discos digitais e 145 títulos de discos produzidos pela CBS/Sony e por gravadoras européias lideradas pela Polygram. Em março de 1983, a novidade tecnológica entra na Europa e brilha em Paris. Nos EUA o áudio digital só chegou em junho de 83, no Consumer Electronics Show, realizado em Chicago. Os primeiros modelos comercializados tiveram preços que variavam entre U$ 900 e U$ 7.500. A abertura de vendas, em nível mundial, só ocorreu no final de 83. Em 1984, a Sony lançou o Discman , anunciado como o sucessor do Walkman - e que na verdade frustraria a todos. Ao
  2. 2. final de 5 anos, já haviam sido vendidos mais de 30 milhões de leitores de CD e aproximadamente 450 milhões de discos digitais. Para nós simples mortais do Brasil, a Philips lançou em outubro de 84 o primeiro CD player (CD-204) que chegou as lojas em novembro, vencendo a corrida contra a Gradiente, que só lançou seu modelo no natal daquele ano. É notória e indiscutível a superioridade do compact disc sobre os aparelhos analógicos, porém esses equipamentos de alta tecnologia, grande precisão e incrível fragilidade têm uma duração muito menor do que realmente gostaríamos. Enquanto os discos ópticos duram décadas, o leitor poderá durar apenas algumas mil horas! É isso mesmo, muitos destes, durante o uso, já apresentam problemas muito antes de completar sua primeira milésima hora . Só para esclarecer, uma unidade óptica era projetada, no início, para durar até 10.000 horas. Infelizmente, na prática, pelo mau uso e com a queda de qualidade da produção, estas unidades duram entre 3.000 e 5.000 horas, com otimismo. Assim, pagamos um preço alto pelos benefícios do laser. A troca da unidade é algo crítico devido a seu preço, as unidades de CD mais baratas custam cerca de US$ 42 , já unidades de CD-ROM tem valores mais elevados, em torno de US$ 58, e as unidades de DVD podem superar a quantia de US$ 200. No caso de unidades ópticas de CD-R o problema é maior, visto que no modo gravação aumentamos a corrente sobre o diodo laser, desgastando-o mais rapidamente. É importante dizer que nem sempre a falha de leitura se dá por esgotamento do cristal oscilador, principalmente quando as unidades são mais novas. Existem muitos outros fatores, como sujeiras e oxidações, que geram problemas idênticos, sem falar na necessidade dos ajustes. Por todas essas razões veremos durante nossa série de aulas como proceder para uma manutenção correta nestas frágeis unidades, com alguns cuidados podemos mantê-las funcionando por mais tempo. Como não poderia faltar, a padronização do CD-DA (áudio) veio rápido. Para sua internacionalização através de códigos e normas, adotou-se o padrão Red Book A origem deste nome deve-se a um fato pitoresco: todas as anotações dessa tecnologia eram feitas em livros de capa vermelha. Com o passar dos anos e o aparecimento de novos formatos de CD, obviamente, houve a necessidade de novas padronizações, as principais que regem o mundo do CD são: CD-DA (1982): Red Book CD-ROM (1985): Yellow Book CD-I (1987): Green Book CD-ROM MO/WO (1990): Orange Book DVD(1994): White Book Só a título informativo, as primeiras experiências com gravação de vídeo disco foram feitas nos antigos VLDs (Video Laser Disc). O processo básico de leitura/gravação era similar à tecnologia empregada hoje, mas as semelhanças param por aí. Os tamanhos do VLDs variavam de 7 a 30 cm (famosos bolachões). Num disco de 30 cm de diâmetro era possível colocarmos até 2 H de filme por lado. Oportunamente, serão feitas comparações entre estas várias modalidades de discos digitais. Por fim, fica fácil perceber que o advento do laser, junto a fotônica, representa o que o transistor proporcionou à eletrônica no final da década de 40.
  3. 3. Princípios de Lasers Laser Rubi O primeiro Laser colocado em funcionamento data de 1960, desenvolvido pelo cientista Theodore Maiman. Nesta época, foi utilizado um cristal de rubi como oscilador e ficou conhecido como laser de bombeamento óptico. Laser a Gás Em um tubo aplicava-se uma mistura de gases nobres He-Ne (Hélio e Neônio) na proporção de 80% e 20%, respectivamente. Eram feitas descargas elétricas nestes elementos fazendo com que seus átomos se chocassem uns contra os outros. Desta colisão, obtinha-se diferentes níveis energéticos (liberação de fótons). No interior deste tubo existiam micro espelhos que aumentavam a concentração do feixe inicial, orientando-o. Laser semicondutor Consiste em um bloco semicondutor (junção PN-GaAlAS), que por intermédio de uma baixa corrente produzirá oscilações nesta junção. Estas oscilações gerarão colisões e recombinarão elétrons e lacunas, emitindo fótons ou elementos de luz. Por se mostrar o mais econômico, estável, com poucas dimensões e boa durabilidade, tornou-se o modelo mais popular para a aplicações técnicas em leitura de dados. Laser corante Dispositivo que possui líquido circulante em suas estruturas que são excitados por lâmpadas ou outros tipos de lasers. Um dos materiais mais empregados é o RH 6G, elemento altamente fluorescente, largamente utilizado no início da era espacial. A grande vantagem deste tipo de laser é a de podermos variar sua freqüência bastando para isso girarmos um elemento chamado grade de difração que altera filtros internos deixando passar apenas a freqüência desejada. Estes lasers podem gerar pulsos extremamente curtos. Um Pouco Sobre Discos Ópticos Antes de mais nada é importante conhecermos alguns detalhes técnicos sobre o tão falado disco digital. O disco compacto, como foi batizado no final da década de 70, é formado por uma quantidade gigantesca de micro cavidades dispostas em sua superfície na forma de espiral. Esta espiral é dividida em setores, cada setor possui rigorosamente o mesmo tamanho e, portanto, o mesmo volume de dados. No início e no fim de cada setor existem bits de sinalização para identificarem as mudanças de setores durante a leitura. Só como exemplo, um quadro de áudio digital (frame) gravado no disco possui 588 bits, divididos entre dados (408 bits), sincronismo (27 bits), canais (17 bits) e codificação de erros (136 bits). As dimensões destas micro cavidades ficam mais claras quando damos exemplos como: na largura de um fio de cabelo humano cabem 30 trilhas de disco óptico, sem falar que um feixe laser é 50 vezes mais fino que um fio capilar. Estas comparações nos permitem entender as dimensões envolvidas nesta tecnologia. Um CD convencional de áudio possui 34
  4. 4. milhões de frames, cada 3mm de trilha do disco tem 30 mil bits de c orreção de erros. O mais fantástico ainda é o fato de que na combinação entre largura e comprimento destas micro cavidades, obteremos a informação digital. Sim, é exatamente isso: de acordo com o tamanho da cavidade e no conjunto delas, teremos mais ou menos luz refletida, assim como maior ou menor variação desta luz refletida para a unidade óptica, compondo a base da informação gravada (código binário). O processo físico de fabricação e gravação dos discos envolveria uma análise bastante abrangente, fugindo do objetivo maior do nosso estudo. Sendo assim, farei uma rápida abordagem do tema. Etapas resumidas do processo básico de fabricação de CDs Pré - masterização Primeira etapa do processo onde a informação gravada em fita analógica ou digital é transferida para uma mídia especial (fita u-matic), utilizando um equipamento denominado editor/processador de sub-códigos. Neste momento são atribuídos aos dados já gravados informações complementares como: títulos, índices, tempo de cada faixa, etc Masterização Este é o processo na qual utilizamos o LBR (Laser Beam Record) ou seja, o gravador a feixe laser. Um feixe especial de maior potência é aplicado a superfície foto-resistiva recoberta eletricamente com prata, alumínio, entre outros elementos, a fim de marcar ou formar uma estampa metálica. E uma das partes mais longas e complexas de todo o processo. Vencida esta fase, o disco e levado a um banho químico para retirada das áreas expostas ao feixe. Será aplicado um revestimento metálico, geralmente com alumínio vaporizado sobre esta camada foto-resistiva final. O processo eletrônico de gravação em CD (masterização) é bastante complexo. Para termos uma breve idéia, o sinal analógico que será convertido em informação digital sofrerá um processo denominado quantização. Esta etapa é dividida em dois blocos: 1. Amostragem; 2. Retenção. A amostragem nos CDs de áudio é realizada a 44,1 KHz, já no disco de CD-ROM a 48 KHz e, nos DVDs, passa a ser 96 KHz, segundo um teorema específico (Nyquist). Após este procedimento a informação será codificada por um processo denominado CRC, a fim de reduzir as margens de erros no processo de leitura, sendo então, espalhada em forma de FRAMES (quadros de informações) seguindo uma ordem preestabelecida. Ao final, todos os dados serão somados e modulados (EFM) para que, entre outros fatores, a informação gravada no disco tenha mais densidade, aumentando o clock e reduzindo as tensões contínuas nos fotodetectores. Para entendermos a base da correção de erros no disco, devemos sempre lembrar que no CD existe, grotescamente falando, um cálculo matemático pronto, uma soma, onde já temos o resultado final. Qualquer número perdido desta conta poderá ser recuperado (respeitando certos limites), bastando refazer a soma tendo como base o resultado final. Recobrimento elétrico
  5. 5. Uma vez concluído o revestimento metálico, o disco será submetido a eletrólise, sendo emergido em uma solução eletrolítica de sulfato de níquel, onde gradualmente é aplicada uma pequena corrente elétrica (microàmpéres) que revestirá o disco com uma fina camada de óxido. Todo o processo pode levar horas. Moldagem É a técnica empregada para duplicação do disco original em milhares de cópias. O material escolhido para as cópias foi o policarbonato, devido a sua transparência, estabilidade dimensional, pureza e resistência a impactos. O policarbonato é aquecido a 350 graus Celsius para ser moldado, com alta precisão para serem planos, centrados e livres de qualquer distorção óptica. Com um meticuloso processo de resfriamento, o CD torna-se uma espécie de disco plástico transparente com microscópicas cavidades no seu interior. Impressão e revestimento Ao final de todo este incrível processo tecnológico, é fundamental que o disco possa ser lido por um feixe laser, sendo assim, alguns metais podem servir para seu revestimento final, são eles: ouro, prata, cobre, alumínio e outras substâncias derivadas ou ligas, tendo como base os materiais já mencionados. Geralmente o alumínio é o mais empregado, devido ao seu excelente desempenho e, claro, baixo custo. A camada final tem espessura entre 50 e 100 nanômetros. Uma camada de acrílico transparente é aplicada para a proteção final, sendo secada sob luz ultravioleta. Agora sim, finalmente está concluído o processo, basta receber rótulo e estampa. Manutenção de Unidades de CD - Parte 2 Informações adicionais sobre CDs Um CD comum tem espessura de 1,2 mm. Tradicionalmente é composto de 99 trilhas. Seu tempo médio de reprodução é de 60 a 74 minutos. Seu diâmetro tradicional é de 12cm ou 8cm (menos popular). O sistema de CD musical tem uma resposta de freqüência de 20hz a 20khz, gama dinâmica de 90dB, distorção harmônica de 0,01%. Quando em giro, o disco digital inicia sua rotação a uma velocidade de 539 RPM, caindo posteriormente para 197 RPM quando se aproxima das bordas do disco. Esta variação de giro torna-se necessária para que sua velocidade linear fique constante no valor de 1,3 m/s. O circuito responsável por este controle (CLV) será estudado oportunamente. Com o passar dos anos, os CDs receberam alguns códigos que especificavam sua origem tecnológica dentro do procedimento de fabricação, chamados código SPARS. Assim temos: AAA: Gravação analógica, mixagem analógica, matrizagem analógica e prensagem analógica.
  6. 6. AAD: Gravação analógica, mixagem analógica, matrizagem e prensagem digitais. ADD: Gravação analógica, mixagem, matrizagem e prensagem digitais. DDD: Todo o processo é digital. Todo CD deveria ter este registro no selo do disco. Infelizmente isso não ocorre. Existe em todo o processo de fabricação um grande cuidado para que não ocorra um efeito crítico chamado birrefringência, também denominado refração dupla. Este é o nome dado ao efeito de uma onda de luz se dividir em outras duas ondas perpendiculares no instante em que são aplicadas ao policarbonato, espalhando-se sobre a superfície do disco e prejudicando a focalizarão do feixe sobre as trilhas de dados. Alguns problemas de leitura em discos de qualidade duvidosa estão justamente neste aspecto, exigindo uma focalização crítica para a unidade leitora. Quando o equipamento não consegue compensar esta falta de qualidade do disco, iniciam-se as dificuldades de leitura. Cabe lembrar os amigos que essa breve descrição não esgota de forma alguma esse assunto que é por demais extenso. Teoria de Funcionamento de Unidades de CD e Estudos de Circuitos Em primeiro lugar, ao ligarmos nosso aparelho leitor de CD, seja qual for o tipo de unidade, sempre existirá uma rotina básica e comum a ser executada: 1. Recolher o disco da bandeja 2. Posicionar a unidade óptica próxima à circunferência interna do disco e ligá-la (acender o diodo laser). 3. Executar a focalização +¥ e -¥sobre a superfície do disco. 4. Ler o conteúdo da tabela que existe na primeira trilha do CD (TOC, Table Of Contents), pois é neste local que são encontradas informações como tempo de música, número de faixas, etc 5. Por fim, basta acionar a tecla Play ou então clicar no ícone do CD e rodar o programa desejado. Assim, depois de ocorrido esse rápido processo, poderemos iniciar a leitura do disco propriamente dito. Obviamente essa rotina de passos só será realizada se tudo estiver correto, isto é, se todos os circuitos estiverem em pleno funcionamento. Sendo assim, vamos analisar, por etapas, as principais partes de um leitor de CD. São elas: Fonte de Alimentação Unidade Óptica Placa de Processamento Digital Sensores Unidades Mecânicas Motores
  7. 7. Fonte de Alimentação Este estágio só existe nos aparelhos utilizados fora do computador, como, por exemplo, os DVDs e os CDs de mesa. A fonte desses modelos em geral é muito simples: possuem um transformador para baixar a tensão da rede, um conjunto de diodos retificadores, filtros e um circuito transistorizado para regulagem e estabilização das tensões de +12V e +5V (entre outras menos importantes). Em situações normais, raramente esse circuito apresenta defeitos. Em modelos mais recentes nota-se a tendência à utilização de fontes do tipo chaveada. Acreditamos não ser necessário entrar em detalhes sobre este circuito, visto que o CD-ROM utiliza alimentação da fonte do gabinete do micro. Unidade Óptica Trata-se de um dispositivo axial duplo que possui, em suas cavidades internas, uma junção semicondutora PN (cristal), um conjunto de lentes colimadoras e cilíndricas, um conjunto de bobinas para movimentação horizontal e vertical da lente colimadora (ou objetiva), um prisma não polarizado, grade de difração e fotodetectores. Quando aplicamos corrente sobre a junção semicondutora PN, geralmente formada por compostos de arseniato de gálio aluminizado (GaAl-As) ou outras derivações que surgiram ao longo dos anos, tenderá a oscilar, emitindo fótons e produzindo uma radiação infravermelha (feixe laser). O próprio termo laser significa “amplificação da luz por emissão estimulada de radiação”, um processo bastante engenhoso onde a própria luz se realimenta, emitindo ainda mais radiação. A luz obtida por este dispositivo é monocromática e coerente, proporcionando uma luz altamente direcional como é necessário. Seu comprimento de onda está na ordem de 780 nm (nanômetros). Existem variações deste comprimento entre 690 nm a 780 nm. As lentes colimadoras (objetiva), têm a função de tornar os feixes paralelos, e é construída para proporcionar uma precisão absoluta, pois é através dela que os feixes de leitura se concentram sobre o disco. Com as lentes cilíndricas modificamos a forma com que o feixe de luz, que retorna do disco contendo informações, se apresenta. Ao passar por estas lentes, que ficam fixadas sobre os fotodetectores, o feixe de luz sofrerá difração horizontal e terá forma elíptica e, de acordo com este grau elíptico, teremos maior precisão no rastreamento da informação digital, haja visto que esta forma elíptica do feixe será aplicada sobre os fotodetectores. As pequeninas bobinas fixadas à lente objetiva formam o conjunto eletromecânico axial duplo. Para podermos gravar um determinado dado ou ler alguma informação no disco óptico, torna-se necessário que o feixe de luz esteja constantemente focalizado sobre as pistas de covas que existem no disco, sem que delas saiam em nenhum momento. Como este conjunto é servo controlado, para cima e para baixo fará o movimento de foco e, para os lados, o de trilhagem, proporcionando a exatidão durante a leitura/escrita.
  8. 8. A grade de difração, situada à frente do cristal oscilador, tem a função de dividir o único feixe de luz gerado em outros dois pequenos, compondo a tríade, para que sirva de auxílio no processo de leitura e correção de erros. O prisma não polarizado é constituído de um meio espelho que reflete parte da luz incidente sobre ele. Por este micro espelho apenas 1/4 da potência do feixe laser atingirá os fotodetectores, evitando seu desgaste prematuro ou queima. Por último, temos os fotodetectores, dispositivos eletrônicos que têm a finalidade de converter níveis de radiação luminosa em pequenas variações de corrente elétrica pulsante. São eles que enviarão os dados digitais (reflexão de luz ou refração), lidos no disco e recebidos pelo conjunto óptico, ao circuito eletrônico do equipamento (placa), para sofrer demodulação e processamento lógico. Atenção: Sempre que formos trabalhar com unidade ópticas devemos usar a pulseira e a manta anti-estática. O diodo laser é extremamente sensível a descargas eletro-estáticas! Por esta mesma razão, as unidades novas de diodo laser tem o seu pino de alimentação curto-circuitado ao terra! Este é o procedimento de todos os fabricantes de conjuntos ópticos. Para o trabalho com estas unidades, devemos também, ter o máximo cuidado na aproximação com os olhos (manter uma distância de, no mínimo, 15cm da lente objetiva). O feixe é muito concentrado e poderá afetar o olho humano (causando cegueira). Detalhe: o comprimento de onda do laser usado no CD é invisível ao olho humano. Ao longo das aulas veremos como confeccionar um prático dispositivo para averiguar se o diodo laser está aceso e emitindo feixe de luz, sem riscos à visão, além de ser infinitamente mais prático. Na Figura 1 vemos a ilustração de uma unidade óptica genérica. Figura 1: Funcionamento da unidade óptica. Informações adicionais sobre unidades ópticas Consumo médio de corrente: 40 a 70 mA Corrente máxima suportável: 100 a 150 mA Potência média de uma unidade de laser convencional: 0,25 mW O ranger (raio de ação) de foco da objetiva (em que é possível leitura) atinge aproximadamente 2 mícron Distâncias entre disco e protetor de lente: 1,04 a 1,44 mm
  9. 9. Descrição do circuito eletrônico APC (Automatic Power Control) da unidade óptica Observe a Figura 2 para entender nossas explicações sobre este circuito. Figura 2: Circuito APC (Automatic Power Control). O diodo laser D1 é o componente semicondutor responsável pela geração do feixe laser principal. O diodo D2 executa a detecção do nível de radiação luminosa refletida no disco (mais intenso ou menos intenso), assim recebe o sugestivo nome de monitor laser. Quando o sinal de reflexão do disco estiver deficiente, o diodo monitor, recebendo menos luz, diminuirá a corrente sobre R1, fazendo com que um grande desnível de tensão apareça nas entradas do detetor e comparador de erro (IC1), forçando-o a gerar uma tensão de erro proporcional a esta diferença, com objetivo de compensá-la. Desta maneira, aplica-se uma maior corrente sobre a unidade emissora (D1), aumentando a intensidade do feixe laser. O transistor T1 se encarrega deste controle final, conduzindo mais, nesta situação específica. Nos casos em que há condições normais de reflexão (discos em bom estado, unidade com bom ganho, etc) a corrente de D2, previamente calculada, será de tal forma levada às entradas do operacional IC1 que, quando comparada com uma referência padrão de tensão, fornecida por R2, terá como resultado um valor de erro tendendo a zero, mantendo, assim, o feixe com o máximo de estabilidade luminosa. Os valores da tensão padrão mudam um pouco de acordo com o projeto do equipamento. Na prática, porém, geralmente estes valores estão entre 2,5 e 5 V. A tensão de erro final aplicada à base do T1 está normalmente em torno de 0,8 V. É importante que se diga que este micro circuito está normalmente embutido em um chip da placa de processamento. Temos acesso apenas ao transistor de controle (T1) e ao trimpot (R1), velho conhecido de todos, lá na plaquinha da unidade óptica. Nesta rápida explicação deste modelo didático, fica fácil notar o quanto é importante o APC para a vida útil de uma unidade óptica, assim como, o seu correto ajuste.
  10. 10. Manutenção de Unidades de CD - Parte 3 Na parte 2 desta série, falávamos sobre o funcionamento do circuito APC, (faz tempo...) lembram? Bem, dada a importância deste estágio veremos nesta aula mais detalhes técnicos a este respeito. Vou mostrar como fazer o ajuste correto deste circuito utilizando um instrumental simples, destacando que é este o mais importante ajuste elétrico existente nestes equipamentos independente do tipo de leitor, seja um CD-DA (músicas), um CD-ROM, um DVD ou um CD-R, em todos os modelos lá está nosso velho conhecido trimpot de ajuste do diodo laser. Assim, o procedimento que aqui será estudado servirá como base para todos, as diferenças estarão por conta das características técnicas de cada unidade óptica (corrente suportável). Sem mais blá, blá, blá, vamos ao que interessa! Em primeiro lugar, devemos ter em mãos alguns itens importantes e indispensáveis, são eles: Esquema do equipamento, informações técnicas sobre a unidade óptica (se possível) Kit de mini chaves tipo philips e fenda com ponta isolada Multímetro A lei de ohm (refresquem a memória...) CD teste de padrões / 1khz (preferencialmente) Observem na figura 1, um circuito APC real existente em vários modelos de DVD Toshiba importados. Figura 1 Descrição básica do circuito Este diagrama apresentado existe em inúmeros aparelhos de CD's e DVD's de diferentes fabricantes, mas em especial nos modelos da marca Toshiba. É no pino 51 do IC1 que tudo começa, recebemos a informação (um pulso) de acionamento para que seja ligado nosso diodo laser. Este pulso é enviado pela CPU de controle do equipamento toda a vez que abrimos e fecharmos o tray (gaveta de
  11. 11. compartimento do CD). Através deste pulso o operacional aplicará uma tensão inicial ao transistor de ganho do APC (TR200) que conduzirá alimentando o diodo LD. Com a emissão de luz infra, aparecerá imediatamente uma corrente no diodo monitor MD com o objetivo de realimentar nossa cadeia de controle automático estabilizando a potência do laser, a teoria de funcionamento deste sistema é idêntica a já descrita no diagrama da aula 2. Pelo pino 53 o IC TA 1236 recebe alimentação para o bloco de controle e seleção de potência. Pelo pino 52 do IC são liberadas tensões de correção para a base do transistor TR200 controlando sua condução e o ganho de corrente da unidade. TR1 é o nosso tradicional trimpot de ajuste de potência, com ele regulamos a referência de terra (maior ou menor ) sobre o pino 50 no integrado APC. Assim, um referencial mais negativo ou menos negativo informará quanto o circuito de APC deverá aplicar de corrente no diodo laser. Ajustes 1 - Em que condição se faz necessário o ajuste do laser? 2 - Por que ocorre o desajuste? Falamos um pouco sobre isso na Aula 2, mas vamos as questões: Sempre faremos ajuste em drives de CD's quando estes apresentarem dificuldade em ler discos, demora excessiva para acesso dos conteúdos do disco, pular trilhas ou perder sincronismo de leitura. Outra situação real é quando fizermos a substituição de unidades ópticas, devemos sempre conferir a corrente aplicada no laser. O desajuste ocorre por várias razões, a mais comum é o desgaste do diodo laser por mal uso (modelos portáteis) outra razão é a relativa baixa qualidade de algumas unidades ópticas que diminuem sua emissão após as primeiras 1000 horas de uso. Em primeiro lugar, procure localizar na placa eletrônica o transistor de APC (no exemplo é oTR 200), ele normalmente fica próximo ao flat da unidade óptica na placa principal. O trimpot é só olhar na pci do conjunto óptico. Por último, o mais importante, localize o resistor de alimentação (no exemplo é o R2) pois é a partir dele que faremos o ajuste. Pronto, agora só resta colocar o multiteste paralelo ao resistor R2 (como no diagrama), na escala de voltagem. A próxima etapa é delicada e exige muito cuidado, ligando o aparelho com um disco de CD (se não dispuser de um disco de teste profissional como CD-T03 da Kenwood, utilize um disco comum da melhor qualidade possível, evite os piratas!), imediatamente o diodo laser emitirá radiação infravermelha, tentará focalizar o disco (a lente se movimentará para cima e para baixo 3 vezes) é nesta situação que começaremos o ajuste propriamente dito. Coloque o disco para reproduzir, no momento em que existir focalização verificaremos o valor de tensão indicado no multiteste, se ela for inferior ou superior a 0,5 volts deveremos, com uma chave isolada, regular o trimpot R1 para que em sua escala tenhamos o valor de no máximo 0,5 v. Este procedimento é valido para inúmeros circuitos de diferentes fabricantes, o cálculo envolvido aqui e bastante simples, observe: 1 - Descubra o valor do resistor de alimentação do transistor de apc, no exemplo o R2 é de 10 ohms. 2 - Se você tiver dados técnicos do conjunto óptico, como o valor da corrente utilizada por sua unidade melhor, caso contrário (maioria) utilize o valor padrão aplicado em 90% dos casos. Este valor é de 50 mA (NÃO ESQUEÇA DE CONVERTER AS UNIDADES PARA QUE FIQUEM COMPATÍVEIS), 50 mA = 0,05A.
  12. 12. 3 - Aplique a lei de ohm, que diz R= E/I (resistência é igual a tensão dividida pela corrente) 4 - O valor da resistência é só ler no diagrama ou interpretar as cores sobre o componente. 5 - Agora aplique a lei! 10 = E / 0,05 Assim, isolando "E" teremos: E (queda de tensão no resistor) = 10 x 0,05 E = 0.5v Ok, com esta queda de tensão sobre o resistor R2 temos certeza de que nossa unidade óptica esta recebendo uma corrente de no máximo 50 mA, como eu disse, na maioria dos casos é o valor recomendado. OBS: Quando não for possível encontrar isoladamente o transistor de APC, principalmente em CD-ROM, localize o IC-drive do conjunto óptico (normalmente o único IC que aquece e esta próximo ao flat da unidade), neste caso você deverá ter no mínimo uma referência básica sobre o circuito em questão. O transistor geralmente encontra-se interno a esse IC, devemos localizar a pinagem respectiva para prosseguir com as medições, o procedimento de ajuste é o mesmo já descrito. Dica: É importante ter cuidado com algumas unidades ópticas novas compradas para substituição, alguns tipos possuem aparência idêntica a original porém, quando nos atermos ao valor do trimpot de ajuste do laser verifica-se que o mesmo tem diferente valor do original. Nesta situação, obrigatoriamente, refaça os ajustes de potência para não comprometer a vida útil da sua nova unidade óptica. Se você estiver ajustando uma unidade óptica e esta só conseguir estabilizar a leitura com uma corrente acima de 50mA, será um forte indício de que sua unidade apresenta maior consumo e portanto, sua vida útil se aproxima do final. Nota 1: Quanto a determinação do valor de 50 mA para unidades ópticas (maioria dos casos), ele foi obtido com os próprios fabricantes, que têm o dever de especificar este dado na etiqueta do conjunto óptico. Inúmeros testes de laboratórios comprovaram que esta corrente é a máxima recomendada para que as unidades consigam executar uma boa leitura de discos e manter uma longa vida útil sem um desgaste ou queima prematuros. Este valor tende a diminuir e não se surpreendam de encontrarem novos conjuntos ópticos trabalhando com correntes inferiores. Geralmente nas etiquetas das unidades são colocadas códigos que dizem respeito aos valores de corrente ideal para estes dispositivo, exemplos: Unid. óptica corrente ideal: hfa 151 = (51mA) kss 210A45y31= (45mA) kss 210Ak48 = (48mA) sd 500 = (50 mA) sd 250 = (50mA) k43S206GB = (43mA)
  13. 13. k46G84F= (46mA) kss213B = (36mA) Como podem ver, normalmente existe uma referência numérica que expressa a corrente ideal a ser utilizada. Estes ajustes são extremamente precisos assim, uma leve torção no trimpot será suficiente para que se eleve esta corrente a valores bem superiores ao ideal. Se por acaso aplicarmos uma corrente de 90 mA na unidade, ela terá sua vida útil abreviada no mínimo em 50%, quando não ocorrer sua queima. Em aparelhos de custo baixo como CD-ROM tudo bem, compramos outro por 130 pratas. Agora, imagine um sofisticado DVD carrossel de no mínimo U$ 1500! Claro que eu exagerei um pouco, um prejuízo de 130 pratas já é terrível, não? Bem, o importante mesmo e saber fazer em todos eles o ajuste mais preciso possível, assim teremos seu funcionamento garantido pelo tempo máximo. Nota 2: Acho importante dizer a todos que o ideal é dispor de sofisticados instrumentos para ajustes e manutenção de leitores, de forma alguma será desperdício investir em bons instrumentos, como bons osciloscópios, geradores, discos-testes e medidores de potência podemos avançar muito numa manutenção precisa e profissional. Acontece que a grande maioria não dispõe destes recursos extremamente caros, também nada adianta tê-los se não soubermos utilizá-los. Por esta razão este procedimento de ajuste com o multímetro além de ser barato, todos podem fazer sem medo de ser feliz e o mais importante, tem grande precisão! Este procedimento não exige que o técnico conheça a fundo as dezenas de sinais presentes nos circuitos destes aparelhos, não significando que seja dispensável conhecê-los. Em capítulo oportuno, veremos a respeito destes sinais e instrumentos adequados na utilização em CD. Nota 3: Observa-se em alguns modelos novos de leitores, em especial no DVD-ROM e CD- R's, que vários fabricantes estão desenvolvendo unidades ópticas com consumo de corrente ainda menor, em certos casos testou-se unidades onde o ajuste aqui descrito é fixado na ordem de 35mA. Outro importante aspecto diz respeito exclusivamente aos CD-R's, não podemos esquecer que estes tem duas funções, gravação e reprodução. Dessa forma, fica claro que existirá uma corrente adequada a ser ajustada para cada um dos modos de trabalho deste equipamento. Na reprodução o procedimento é similar ao já descrito, no modo gravação será necessário aplicar uma corrente maior ao diodo emissor (varia de acordo como modelo mas geralmente o valor fica próximo aos 70 mA) a fim de propiciar um feixe mais potente para gravarmos nossas informações (a necessidade de emissão com maior potência se deve as características físicas impostas pelo processo e pelo disco de gravação). Mesmo sendo unidades ópticas especiais, no modo de gravação elas sofrem maior desgaste e portanto tem seu tempo de vida útil reduzido. Cabe lembrar também dos raros casos em que não existe o trimpot para ajuste de potência. E ai como fica? Fica bem mais complicado, mas possível de remediar. Você obrigatoriamente deverá dispor de um bom osciloscópio (no mínimo 50 MHz), muita paciência e técnica. Em capítulos apropriados veremos em detalhes este procedimento, por hora, ficaremos apenas na afirmação de que é possível ser feito.
  14. 14. Há um outro detalhe, na maioria das placas de CD Player geralmente existem 2 ajustes importantes a serem feitos, o foco set (ou ganho) e o track set. Ambos dizem respeito a calibragem da sensibilidade dos respectivos circuitos de correção de foco e rastreamento. Em drives de CD-ROM, DVD-ROM e CD-R na grande maioria dos casos não encontramos estes tipos de ajustes, lá o próprio circuito eletrônico executa automaticamente esta calibragem. Os procedimentos técnic os no caso específico das placas de CD-DA (música) serão analisados oportunamente. ** Aproveito para lembrar a todos que este capítulo sobre funcionamento de unidades de CD e circuitos será bastante longo, iniciamos com o circuito apc e as técnicas de ajuste, na próxima edição seguiremos analisando circuitos básicos de CD Player e gradativamente avançaremos nas demais tecnologias de leitores. Manutenção de Unidades de CD - Parte 4 Dando seqüência ao estudo de circuitos de unidades de CD, partiremos primeiro para algumas definições básicas, alguns conceitos fundamentais de circuitos eletrônicos, analisando posteriormente um diagrama inicial em blocos de um modelo básico de CD player. É exatamente com eles que começaremos a entender, pelo menos de forma básica, como funcionam os circuitos eletrônicos deste tipo de equipamento. Em futuras aulas, avançaremos nossos estudos visando os modelos mais complexos. Todos os estágios comuns aos diferentes tipos de leitores serão analisados em detalhes, porém deixaremos para mais adiante a apreciação dos circuitos particulares a cada driver. Sendo assim, é interessante deixar claro o significado de alguns termos técnicos e de alguns sinais encontrados facilmente nos manuais de manutenção de CD. Aproveitamos, também, para ressaltarmos a função das principais partes do compact disc e claro, o conceito inicial de alguns circuitos. Relação das principais partes de um CD player Componente Descrição Termo técnico Unidade óptica Conjunto eletromecânico que executa movimentos internos (através de campos magnéticos) para ajustar um feixe laser criado no interior de suas estruturas. Pick-up Motor do disco Motor de corrente contínua especial para uso em CD que tem a função de movimentar o disco (giro) durante o processo de leitura. Motor spindle Motor do conjunto óptico Motor de passo que tem a função de movimentar todo o conjunto óptico durante o processo de leitura. Motor sled
  15. 15. Motor de bandeja Motor DC, normalmente de 6V, que faz a abertura frontal para o carregamento do disco (esse motor só existe em aparelhos com carregamento frontal, front loading). Motor tray Conjunto mecânico que suspende o disco Uma circunferência plástica que possui um ímã em seu interior. Flapper Cabo que liga a unidade óptica à placa Condutor que tem a função de transmitir os sinais lidos pelo laser, como dados musicais, correntes de correção (foco e track), etc. Normalmente esse cabo é blindado para evitar ruído. Cabo flat Placa principal de circuito impresso É o circuito eletrônico que administra todas as informações lidas no CD. Pode-se dizer que é o hardware fundamental da máquina. As principais funções dessa placa são: servo foco, servo tracking, servo deslize, servo CLV, circuito de carregamento, amplificação de dados, decodificação, correção, controle do laser, filtragem e conversão de dados digitais. Placa de CDP Circuito de energia É o circuito elétrico que faz a conversão da tensão alternada da rede em tensão contínua, para que os circuitos do CD player possam ser alimentados. Fonte de alimentação Painel de funções e display Circuito impresso que possui um conjunto de microchaves com função de informar e comandar a CPU do sistema. A resposta a esses comandos e algumas informações lidas do disco serão informadas em uma tela de cristal líquido (display). Switch e LCD, respectivamente. Chave de posição da objetiva Microchave localizada no conjunto óptico que informa, quando pressionada, se o emissor laser encontra-se no centro do disco. Limitter switch Chave do gabinete Pequena chave de identificação localizada próxima ao "box" do CD que informa à CPU quando o compartimento do CD encontra-se fechado. O laser só será emitido quando o sistema entender que a tampa ou bandeja está perfeitamente fechada. Door switch Chave geral e tomada de saída Em geral é uma chave de contatos reforçados, tamanho médio, localizada na maioria dos aparelhos do lado esquerdo do painel, em baixo. Tem a função de comutar a fonte principal à rede elétrica. Geralmente existem capacitores ligados a esse tipo de chave, com o objetivo de eliminar ou reduzir as centelhas produzidas quando a chave é pressionada. A função da tomada de saída é permitir a Chave de força (Power on) e tomada Out, respectivamente.
  16. 16. conexão do CD player a um amplificador de áudio externo. Circuitos aplicados em CD players Neste ponto de nossa série de aulas será feita uma rápida abordagem sobre alguns sistemas empregados em CDs. Não é nossa intenção explicar detalhadamente os circuitos. Primeiro, porque isso se tornaria extenso demais, e em segundo lugar, porque este conteúdo deve ser estudado em aulas e/ou livros de eletrônica e torna- se praticamente um pré-requisito para um entendimento mais técnico e aprofundado a respeito de CD players. Osciladores VCO Trata-se de um dos circuitos mais empregados no controle de servo do CD player. Nesse tipo de circuito, a freqüência de trabalho de um determinado oscilador é controlado por uma tensão de referência. Amplificadores operacionais Formam a base do processamento de todos os sistemas de servo. São responsáveis pela amplificação, comparação e correção de dados, realizada dentro de chips dedicados. Em geral são comparadores de tensão de alta velocidade, muita precisão e tempo de resposta muito reduzido. Nas suas configurações são formados por vários estágios de amplificadores diferenciais. Os amplificadores operacionais são aplicados em praticamente os drivers (circuitos integrados) controladores de corrente e acionadores de sistemas mecânicos ou eletromecânicos. Encontramos esse circuitos dentro dos chips acionadores de motores spindle, loading (carga do disco), sled (movimentação da unidade óptica), entre outros dispositivos. Microprocessadores Também chamados CPU, são circuitos integrados específicos para o controle de dados, monitoração dos sensores, etc. Memórias A memória RAM dos equipamentos de CD são bastante pequenas se comparadas à quantidade existente em computadores pessoais (PCs). Normalmente atingem alguns poucos KBs (2 ou 4 KB), sendo que existem algumas unidades que usam circuito integrados com mais memória, especialmente as unidades que permitem muitas programações. O CD player possui uma memória ROM, para que o processador seja corretamente programado toda a vez em que ligamos a unidade. Tecnologia PWM (Pulse Width Modulation) É a técnica utilizada quando se deseja controlar algum dispositivo com máxima precisão e com tempos mais curtos de correção de erros. Em português PWM significa Modulação por Largura de Pulso. No CD player, o sistema servo de giro usa essa técnica para manter a leitura das informações do CD a mais sincronizada possível.
  17. 17. De forma resumida, podemos dizer que o PWM é a técnica de correção que nos permite ajustar uma determinada grandeza (por exemplo, a velocidade de rotação). Quando ocorrer variações indesejáveis dessa grandeza, um nível de tensão de controle e erro será enviado para resincronizar o sistema, como mostramos no exemplo da Figura 1. Essa tensão de controle, conforme o seu valor, será modulada em pulsos com largura variada para uma perfeita correção. Figura 1: Utilização da técnica PWM para corrigir a velocidade de rotação do disco. Tecnologia PLL (Phased Lock Loop) Tecnologia que permite controlar uma grandeza elétrica mediante a defasagem entre dois sinais distintos. Um PLL convencional pode ser dividido em três blocos distintos: oscilador de referência, filtro e comparador, e filtro passa-baixa de saída. Existem ainda versões de circuitos mais sofisticadas, como por exemplo os circuitos PSC (Pres Caller Code), que é uma técnica empregando um circuito PLL e um processador, onde é possivel uma divisão e controle programados sobre determinados sinais. Lembramos que fase define o início e o término de um determinado ciclo, enquanto que freqüencia define a quantidade de ciclos por unidade de tempo. Tecnologia PCM (Pulse Code Modulation) É o processo de atribuir códigos binários a uma informação e decodificá-la posteriormente, recuperando os dados originais. Em aparelhos de CD essa técnica é utilizada no conversor digital/analógico e no processo de fabricação do disco. Conversor Digital/Analógico (DAC, Digital/Analogic Converter) É o circuito empregado para transformar os bits de informação de áudio em sinais analógicos, ou seja, níveis de tensão. A qualidade do som reproduzido por um CD player em muito está relacionada com a velocidade de conversão que este circuito trabalha. Em CD players os conversores D/A trabalham com grupos seriais de 16 bits divididos em duas palavras de oito bits cada. Em geral, esses conversores possuem filtros digitais que limitam a faixa de sinal trabalhado em 20 KHz. Além do processo de coversão propriamente dito, o sinal passará por um filtro passa-baixa, por uma correção de ênfase e levado à amplificação. Sistemas de servo-controle Todo servo-sistema baseia-se na auto-correção de determinados erros que podem comprometer o funcionamento de um dispositivo qualquer. Em um CD player, os servos são responsáveis por permitir um correto rastreamento da informação impressa no disco, assim como possibilitar o controle absoluto de rotação do disco e focalização do feixe sobre a superfície de leitura. Existem basicamente dois diferentes tipos de servo: analógico e digital (ver Figuras 2 e 3).
  18. 18. Figura 2: Servo analógico. Figura 3: Servo digital. Todo circuito de servo destina-se ao seguinte propósito: controlar e corrigir de forma absolutamente precisa um determinado elemento. Em nosso caso podemos ter esse controle sobre o motor de giro do disco (spindle). As Figuras 2 e 3 são auto-explicativas, mas o circuito consiste em basicamente comparar dois sinais, um que está gravado como pulso de sincronismo no disco (realimentação) e outro que é gerado pelo próprio circuito do leitor. Quando a comparação entre esse dois sinais resulta em "zero", significa que o dispositivo está corretamente sincronizado. No servo anlógico, é usada uma comparação direta dos sinais, onde é comparada as suas fases. No servo digital, existem códigos binários gravados em uma memória ROM, que representam a velocidade de giro do motor, que é usado pelo circuito VCO na comparação para sincronizar o sistema. Este é o sistema que permite a maior precisão de controle. Fonte de alimentação Todas as correntes e tensões fornecidas ao sistema são geradas e administradas por um bloco chamado fonte principal. No caso de unidades de CD-ROM, esse bloco não existe, já que a fonte de computador é quem desempenha esse papel, fornecendo diretamente as tensões de +5 V e + 12 V à unidade de CD-ROM. Unidade óptica e circuito APC Esses circuitos já foram estudados nas partes 2 e 3 de nossa série de aulas sobre manutenção de unidades de CD.
  19. 19. Manutenção de Unidades de CD - Parte 5 Sinais de um CD Player Na tabela que segue encontramos os principais sinais aplicados em um CD player. Os sinais aqui listados na sua maioria são tomados como referência para os serviços de manutenção. Há centenas de sinais envolvidos no processo de controle, decodificação e correção em CD players e quando falamos em DVD os números aumentam ainda mais. Assim, não sendo possível descrever todos, ficamos apenas com os principais a título de fundamentação teórica. Sinal Significado LD Sinal liberado pelo microprocessador de controle, que tem a função de comutar a alimentação no circuito da unidade laser. Eye Pattern É o sinal de rádio freqüência lido diretamente pelos foto-detectores. Este sinal representa as várias reflexões do feixe laser sobre a superfície do disco e que compõe os dados musicais, de correção e de sincronismo. É, portanto, o principal sinal monitorado para ajustes no CD player. A sua simetria e perfeita nitidez são imprescindíveis para o correto funcionamento do aparelho. MIRR É também conhecido como sinal espelho. É utilizado pelo sistema servo para detectar quando o feixe laser está sobre regiões do disco que não contém sinal. Deve ter nível baixo, quando correto, e nível alto, quando incorreto. Utiliza-se muito esse sinal nas funções de search, skip e procura randômica. DEFECT Sinal detector de falhas na leitura. Sempre terá nível baixo quando a leitura do pickup for correta. ASY É o sinal de auto-simetria, utilizado por partes do circuito de servo EFM, a fim de corrigir o sinal de RF, que se apresenta de forma heterogênea (instável) no processo de leitura. Em geral corresponderá a uma tensão de correção de 2,5 V. EFM É o sinal de dados musicais já processado pelo amplificador de RF e corrigido quanto à sua simetria, sendo totalmente compatível com os circuitos digitais de processamento. FE É uma tensão de erro utilizada pelo servo foco. Na prática possui uma tensão em torno de 2,5 V. TE É a tensão de erro de trilhamento e apresenta 2,5 V como referência. GFS Do inglês "Guarded Frame Sync", este sinal só se apresenta em nível alto quando a velocidade do disco estiver correta, sendo, portanto, um dos principais sinais de controle CLV. MDP, MDS, MON, FSW São os sinais administrados pelo bloco CLV no processador digital. Controlam sincronismo de velocidade, correção de velocidade e filtragem de dados. Estes sinais são pulsos rápidos e que no seu processamento através do filtro LPF se tomarão sinais analógicos de correção (tensão). PLCK Significa o sinal de clock proveniente de um sistema PLL de correção. Sua freqüência é em torno de 4,3218 MHz. DATA São trens de pulso de dados seriais, contendo o código PCM de 16 bits.
  20. 20. RESET É um pulso extremamente rápido que serve para limpar o conteúdo das memórias ou reiniciar o programa de inicialização. É um dos principais sinais do microprocessador de controle do CD player. DATA, CLOCK e LATCH São sinais de comando específicos entre o microprocessador e os demais circuitos integrados do circuito. SENSE São sinais de informações que os demais circuitos integrados do CD player enviam para o microprocessador. SCOR, SUBQ e SQCK Referem-se aos sinais de sub-códigos que contém as informações do TOC. Todas as informações de controle e sinalização serão administradas por esses sinais que vêm do processador PCM para o microprocessador. Entre os inúmeros sinais que circulam nos circuitos dos CD players, existe um em especial que é considerado o mais importante. Na verdade, não é apenas o mais importante, mas sim o sinal que melhor podemos visualizar com um osciloscópio quando trabalhamos na manutenção desses equipamentos. Em ajustes e testes mais complexos é justamente ele, o Eye Pattern, que nos serve de referência para qualquer ação de trabalho. Assim sendo, devemos conhecê-lo muito bem, para que na hora "H" não tenhamos dúvida de sua forma e correta aparência. Nós vemos esse sinal na Figura 1. Figura 1: Sinal Eye Pattern. A Figura 1 mostra com exatidão como deve ser um sinal de Eye Pattern. Quanto mais perfeita sua forma (losângulos bem definidos), melhor estará nossa leitura de disco, confirmando, também, o desempenho e ajustes dos circuitos processadores de sinais. A amplitude deste sinal está compreendida entre 1,2 Vpp e 1,8 Vpp, dependendo do circuito empregado na amplificação do sinal. Mas o que realmente significam tais ondas? O Eye Pattern representa a intensidade das múltiplas reflexões da luz laser sobre a superfície do disco. Esse padrão é composto por 9 ondas básicas que, com contínuas reflexões durante o processo óptico de leitura, irão formar esse conjunto de ondas. Em última análise, esse sinal composto representa todas as informações (códigos digitais) que estão registradas no disco. O sinal tem esta forma analógica por ser resultado de contínuas variações luminosas que produzem correntes proporcionais aos níveis lógicos do sinal digital que está gravado no CD. Os componentes de alta freqüência são eliminados por filtragem capacitiva, a fim de deixar o sinal o mais senoidal possível. No decorrer do processo de tratamento do Eye Pattern, ele será submetido a circuitos de grande precisão e controle a fim de garantir simetria, modelagem e compatibilidade com o formato digital. A Figura 2, ilustra o sinal Eye Pattern com problemas de focalização e que por certo comprometerá todo o desempenho de leitura digital. Preste bem atenção e
  21. 21. memorize essas diferenças, oportunamente falaremos mais sobre esse padrão fundamental em CD players. Figura 2: Sinal Eye Pattern ruim. Placa de Processamento Digital A Figura 3 mostra os principais estágios existentes em qualquer leitor óptico. A intenção com esse primeiro diagrama em blocos é a de deixar claro quais são os principais circuitos empregados no processamento de sinais assim como as etapas envolvidas nesse processo. É importante ter uma visão geral dos diferentes estágios dessa complexa placa de processamento, pois isso contribuirá muito no momento que tivermos que relacionar sintomas e causas dos defeitos. Figura 3: Diagrama de um CD player. Em primeiríssimo lugar vamos definir quais as partes deste diagrama pertencem exclusivamente à placa de processamento digital. Todos os circuitos integrados geralmente encontram-se na placa principal do drive, salvo exceções, como alguns modelos de CD players da Sony, onde a placa de servo e amplificação de RF é separada da parte de decodificação digital. A unidade óptica sempre está ligada à placa principal por flat-cable com trilhas de tinta condutora, trilhas metalizadas (alumínio) ou mini cabos blindados. Exclusivamente em CD players e DVDs a fonte de alimentação normalmente localiza-se afastada da placa processadora, primeiro por segurança (carga térmica) e, segundo, para evitar interferências, apesar de serem blindadas. Os motores de movimentação localizam-se na estrutura metálica ou plástica e são interligados à placa por conexões (fios). Os motores tendem a aquecer também, assim geralmente não são soldados diretamente à placa principal, ao contrário do que ocorre com as unidades de CD-ROM, onde a grande maioria se utiliza desse recurso devido à questão de espaço físico.
  22. 22. Agora vamos falar um pouco sobre cada circuito em blocos, analisando suas funções e possíveis defeitos. Driver de Corrente O circuito integrado IC A é o nosso driver de corrente para acionamento dos motores de giro de disco e motor de passo para o deslocamento da unidade leitora (sled). O integrado driver amplificará a corrente dos sinais enviados pelo servo. Nas situações do mecanismo loading (bandeja de abertura) existirá um integrado driver idêntico para alimentar o motor de loading (tray). Nos CDs players do tipo "carrossel" a movimentação da troca de discos é também feita com ICs driver que seguem este mesmo princípio. É relativamente comum a queima desses circuitos integrados (são várias as causas), geralmente por problemas de travamentos mecânicos, motores com defeitos e correias substituídas erroneamente (menores do que deveriam ser, ocasionando maior consumo de corrente e superaquecimento no integrado). Fonte Principal Este é o estágio responsável por energizar todos os circuitos do sistema. Também poderá render boas dores de cabeça quando for formada por circuitos osciladores e chaveadores (fonte chaveada). As fontes tradicionais (lineares) geram poucos problemas, visto que são formadas por circuitos mais simples como transformador AC com múltiplas derivações, reguladores e estabilizadores tradicionais operando a baixas freqüências (60Hz). Nessas fontes, o grande inconveniente é o aquecimento, algumas vezes excessivo, decorrente das perdas de tensão elétrica no processo de rebaixamento e retificação da tensão alternada. Essas perdas, obviamente, refletem-se como aumento de carga térmica na máquina. Esses circuitos geralmente têm dissipadores de calor grandes e possuem volumosos componentes eletrônicos, como os capacitores de filtragem. Em contrapartida as fontes chaveadas têm um desperdício de energia muito reduzido. Suas dimensões são muito menores e podem ser ligadas diretamente em redes de 127 V ou 220 V sem a necessidade de chaves de comutação. Operam com freqüências muito superiores, na ordem de 44 KHz. Algumas pessoas e até técnicos falam que todas as fontes chaveadas são automáticas, o que por definição não esta completamente correto. A fonte automática não é necessariamente uma fonte chaveada, mas sim uma fonte que possui um circuito detector de tensão de entrada, desenvolvido para evitar a queimas de aparelhos ligados em diferentes redes elétricas. A fonte automática foi produzida e aplicada em grande escala antes da explosão e barateamento dos circuitos de fontes chaveadas. Inclusive, muitos produtos (TVs, por exemplo) utilizavam esse sistema barato e eficiente, mas suas fontes eram formadas por circuitos tradicionais (fonte linear). O sistema de fonte chaveada obedece outros princípios. Na realidade alteramos a freqüência de trabalho de um circuito oscilador baseado na tensão da rede elétrica utilizada para alimentar nosso produto. Os circuitos eletrônicos fazem estas mudanças automaticamente, mas não recebem esse nome. Lembre-se, nem toda a fonte automática é chaveada. A fonte chaveada recebe esse nome por funcionar em chaveamento de alta freqüência, e não por mudar automaticamente sua entrada de acordo com a tensão da rede (127 V ou 220 V). Mas porque as fontes chaveadas incomodam tanto os técnicos? Quem trabalha ou trabalhou com elas sabe que, de fato, algumas dão o que fazer. A maior parte dos problemas fica por conta da falta de conhecimento, experiência e instrumental adequado para o trabalho com fontes desta natureza, cuja concepção
  23. 23. de funcionamento é totalmente diferente das tradicionais. O restante, deve-se a baixa qualidade de alguns projetos e componentes. Não devemos confundir a idéia geral da criação da fonte chaveada com a industrialização deste circuito. A idéia é ótima e as melhorias são indiscutíveis, já o processo de produção e o desenvolvimento de certos projetos nem sempre são assim tão bons. Existem alguns defeitos comuns em fontes chaveadas, como aqueles irritantes ruídos (zumbido agudo) que, após algum tempo ligado, alguns aparelhos de TV começam a apresentar. Existem também os casos de interferências na imagem (no caso de DVDs), mas são menos freqüentes. Queima incondicional e aleatória do transistor chaveador, queima de diodos Zener sem causa aparente, estouro de capacitores repentinamente, entre outros, são alguns dos problemas que dão muito o que fazer a todos nós técnicos deste tipo equipamento. Processador Digital É formado por um conjunto de componentes onde o principal é um integrado (DSP) com software interno dedicado ao tratamento e decodificação de sinais empregados em CD. Geralmente este é o maior integrado localizado na placa principal e dependendo da literatura recebe diferentes nomes como, por exemplo, PCM, PDS e DSP. Quando não possui memória interna utiliza um pequeno chip para armazenamento de informações processadas (memória RAM). É o DSP que tem a função de decodificar e "remontar" (por assim dizer) a informação digital extraída do disco. Algoritmos específicos fazem parte desse componente para auxiliar a correção e compensação de possíveis erros de leitura. Normalmente possui um clock próprio para aumentar seu desempenho de trabalho junto ao circuito de amplificação de RF, de 8,4 MHz. Neste estágio, os defeitos são menos freqüentes do que nos demais, sendo um dos mais comuns a falta de sincronização de giro do motor spindle (CLV). Outro caso raro mas que eventualmente ocorre é o fato do driver ler o diretório do disco (TOC), mostrar o seu conteúdo e não obedecer mais aos comandos. Resumidamente, é neste circuito integrado que se demodulam todos os subcódigos responsáveis pelo controle e sincronismo do leitor. Por falta de mais detalhes técnicos, em muitas situações esse circuito integrado é visto como uma espécie de "caixa preta", o que em alguns equipamentos não deixa de ser verdade. Processador de Controle Este é o circuito integrado que nos permite inicializar todas as rotinas do equipamento. Ao ligarmos a máquina, um programa na ROM deste circuito irá repetir cuidadosamente uma seqüência de passos pré determinados a fim de proporcionar condição de lermos um disco. Geralmente possuem um clock de trabalho que varia de 4 MHz a 6 MHz. Funções como abrir a bandeja, verificar se existe disco no compartimento, checar a chave limite do mecanismo, memorizar as seqüências de músicas ou programas e acendimento do diodo laser são as mais tradicionais. Existem modelos mais sofisticados, onde o próprio processador monitora, também, os níveis de corrente da fonte, evitando qualquer sobrecarga nos circuitos. Um dos defeitos corriqueiros desse componente é a de provocar o não acendimento do diodo laser e conseqüentemente a falta de focalização inicial sobre o disco. Amplificador de RF e Servos Trata-se do circuito que interage com os circuitos integrados drivers de corrente acionando-os em diversas funções. É por intermédio do servo sistema que corrigimos erros de leitura, velocidade de giro do disco e movimentação do
  24. 24. conjunto óptico ao longo do CD. O circuito servo se comunica diretamente c om o processador digital e é comum encontrarmos circuitos de controle de servo no próprio DSP. Outra importante função desse integrado é amplificar os sinais detectados pelos fotodiodos que transportam as informações digitais, deixando-os com a máxima simetria e com níveis adequados ao processamento digital. É nele também que encontramos parte do nosso conhecido circuito APC. A amplificação desses sinais é algo muito mais complexo do que podemos imaginar. Nesse estágio o sinal deverá sofrer contínuas correções e amplificações a fim de tornar-se seguro para a modelação em EFM (forma digital do Eye Pattern). Defeitos tradicionais nesse setor provocam a falta de movimentação dos sistemas servo-mecânicos do CD ou seja, colocamos um disco e nada acontece: unidade sled parada, motores parados. Problemas com disparos repentinos, após aquecimento, também ocorrem com alguns servos. Conversor e Buffer Em modelos mais antigos eram empregados integrados diferentes para cada uma das funções (conversão D/A e pré-amplificação). Há alguns anos a indústria vem utilizando um único circuito integrado para desempenhar essas tarefas. No processo de conversão D/A, transformamos os bits referentes a informações coletadas no disco e recuperadas pelos circuitos eletrônicos em níveis de tensão. É nesse circuito integrado que realizamos a demultiplexação dos sinais de áudio, recuperando os dois canais esquerdo e direito. Defeitos comuns nesse circuito: ausência completa de som, estalos no áudio, ruídos, sons excessivamente metalizados, problemas com a divisão estereofônica, entre outros menos corriqueiros. Conjunto Óptico Como já estudamos, é esse o dispositivo mais frágil e sensível do leitor. Seu funcionamento já foi descrito em aulas passadas, assim, vou apenas relatar alguns dos defeitos mais tradicionais em unidades ópticas. São eles: Imagem apresenta truncamentos com muita freqüência (DVD). Faz a leitura de trilhas de áudio mas não consegue ler dados (CD-ROM). Últimas trilhas do disco são puladas porém as primeiras são lidas normalmente. Ao tentar ler o diretório do CD, produz forte ruído mecânico (do conjunto axial) resultando em erro de leitura. Lê algumas mídias e não lê outras. Tempo excessivo para encontrar faixas do disco ou para ler o diretório de conteúdo (TOC). Tenta ler o disco e dispara a rotação inclusive no sentido horário, quando o correto é o anti-horário. Na tentativa de ler o diretório do CD produz fortes estalos na mecânica do sistema sled, parece ser servo mas não é. Como podemos ver, os problemas envolvendo a unidade óptica são bastante diversificados. É comum encontrarmos dificuldade em definir qual estágio esta
  25. 25. sendo o responsável pela falha. Alguma vezes os sintomas são praticamente idênticos, porém tendo causas completamente distintas. Torna-se necessário, então, um profundo conhecimento dos circuitos e todo um instrumental apropriado para os testes. Só assim será possível identificar com exatidão e rapidez a origem do problema, solucionando-o definitivamente. Dicas de Manutenção Hoje vamos falar sobre a limpeza de unidade óptica. São inúmeras as perguntas a esse respeito, portanto aí vão as dicas: Em CD players a lente objetiva poderá ser limpa, sem nenhum problema, com álcool isopropílico (isopropanol) ou metílico (metanol) com movimentos leves que deverão ser executados com um pinça especial e algodão. Umedeça um pequeno pedaço de algodão no álcool e com a pinça faça movimentos circulares, na horizontal, sobre a lente com muita leveza. Evite movimentos verticais com o algodão na lente objetiva, pois isso pode descentralizá-la e comprometer o desempenho de leitura da unidade. Já em DVD-ROM e CD-RW devemos ter um cuidado ainda mais especial devido às características físicas de construção deste tipo de lente. Nesses aparelhos, recomenda-se apenas a limpeza por jato de ar. Na realidade, podemos empregar um pequeno secador de cabelos de baixa potência tomando alguns importantes cuidados. Mantenha o secador com baixo aquecimento a uma distância de, no mínimo, 10 cm da lente, não mantendo-a sob o jato de ar aquecido por mais de 30 segundos. Só não vale pegar aquele secador de cabeleireiro de 200 W para uma tarefa desta proporção, use o bom senso e muito cuidado. Em algumas situações podemos até mesmo retirar o pó acumulado sobre a lente com apenas uma leve passada de algodão umedecido em água, sem nenhum outro produto. Todo o movimento deve ser feito da mesma maneira já descrita e com o máximo cuidado. Se o problema for apenas resido de pó acumulado sobre a lente, certamente esse procedimento resolverá. Evite aplicar qualquer tipo de álcool ou outro produto de limpeza sobre a lente deste tipo de unidade, pois o material empregado na fabricação da lente de cristal pode sofrer alterações no que diz respeito ao seu grau de transparência e comprometer definitivamente o conjunto óptico. Outro importante cuidado é quanto a utilização de pulseiras e mantas anti-estáticas na manutenção de unidades de CD e DVD. Dependendo do local a ser executado o serviço, o uso desses equipamentos é indispensável. Não esqueça, clima ou ambiente frio e seco é propício à formação de eletricidade estática, portant o previna-se! O efeito orvalho, como alguns chamam, é o fenômeno em que a lente objetiva fica repleta de gotículas de água ou embaçada. Esse efeito de condensação deve-se às bruscas variações térmicas em que o aparelho pode ficar submetido, principalmente no inverno. Em certos casos poderá existir essa formação tanto fora quanto do lado interno da lente, o que não possibilita uma ação de secagem manual. A solução mais comum para esse problema é a abertura do compartimento do CD player em ambiente arejado por alguns minutos, permitindo sua secagem de forma natural. Lembre-se: em todas as tarefas descritas acima, sempre tome o cuidado de executá-las com o equipamento completamente desligado da tomada. Não dê chance ao azar!
  26. 26. Manutenção de Unidades de CD - Parte 6 Diagrama em Blocos Na Figura 1 nós vemos o diagrama em blocos de um modelo genérico de CD player. A base deste diagrama pode servir como referência para estudos de circuitos empregados principalmente em modelos de CD players da Toshiba, Cougar e CCE. Figura 1: Diagrama em blocos de um CD Player. Iniciaremos a nossa análise no exato momento em que pressionamos a tecla Power. Assim, a fonte do equipamento será energizada e alimentará todos os circuitos do CD player. A próxima ação será o reset do microcontrolador (CI104) e a execução de sua rotina de auto-testes básicos, como, por exemplo, o correto posicionamento do conjunto óptico, teste de acendimento do diodo laser, verificação do compartimento do tray, teste do ponto de foco (3 vezes) e, por último, o teste de caracteres do display.
  27. 27. O próximo passo é acionar a tecla Open/Close para carregar um disco no compartimento do leitor. Neste instante algumas informações serão geradas para que tudo funcione na mais tranqüila ordem na ação de se ler um disco digital. O primeiro sinal gerado quando fechamos a bandeja é o do sensor de porta fechada SW DOOR (micro chave sensora de fechamento). A CPU de controle formada pelo CI 104, após detectar um nível alto (+5V) aplicado ao seu pino 34 fornecido pelo fechamento do sensor SW DOOR, iniciará sua rotina para preparar o drive para a leitura do disco. Para abrir a bandeja (tray) a CPU precisa ser alimentada com 5V em seu pino 1. No momento em que a bandeja for fechada, a CPU verificará a posição em que a unidade óptica se encontra. Nesta tarefa ela contará com um importante sensor denominado LIMIT-SW. Para isso, a CPU aplicará níveis de tensão aos pinos 9 e 10 do driver CI 106, que assume a função de trazer o conjunto óptico até a posição central por intermédio do acionamento do motor SLED (no mecanismo), e é nesta hora que nosso sensor LIMIT-SW será acionado. Por intermédio do pino 33, o sensor LIMIT-SW informará à CPU que a unidade está em posição correta para ler o diretório central do disco (TOC).Tudo isso é executado em rápidos instantes. O CI 104, através do seu pino 30, enviará uma tensão de chaveamento a fim de polarizar o transistor Q115 (APC), cuja função é a de alimentar e controlar o diodo laser, dando origem ao feixe leitor. Simultaneamente a esta ação, a CPU comunica-se com o integrado de servo e RF (CI 101) enviando informações pelas vias de comunicação para que este acione o integrado drive CI 106 fazendo-o aplicar uma pequena corrente sobre as bobinas de focalização, fazendo com que o feixe infravermelho seja focalizado sobre o diretório (TOC) do disco e consiga identificá-lo. Existindo uma focalização correta - ou seja, sendo possível o ajuste de foco (+ infinito e - infinito) - um sinal piloto de sinalização chamado de foco ok (FOK) partirá do pino 20 do servo controle CI 101 e será aplicado ao pino 13 do processador digital IC 102, fazendo disparar o motor de giro do disco (é interessante salientar que o sistema CLV está no interior do chip IC 102). Este sinal avisa que o sistema de foco está pronto para prosseguir com o processo de reprodução do disco, mas só agora o motor spindle (giro do disco) estará efetivamente pronto para girar, permitindo a extração (leitura) dos dados digitais. Em alguns modelos existe um sinal auxiliar para a verificação da existência de disco dentro do compartimento do leitor. Neste caso o pino 27 do CI 101 (CD IN) aplicará um nível lógico alto ao pino 6 da CPU, informando-a que há realmente um disco na bandeja. Atualmente este recurso é pouco empregado. No instante seguinte, nossa CPU CI 104 mostrará através do display LCD do CD player as informações do disco, neste caso o tempo de música e número de faixas do CD. Passada esta primeira fase de inicialização, ao acionarmos a tecla Play, o diodo laser será ligado pela CPU (através do transistor Q 115 - APC) e simultaneamente nossa CPU de controle acionará o sistema de servo controle das bobinas e do motor de giro do disco (splindle). Neste instante começamos a reprodução do disco. As vias de comunicação ou barramento representam as trilhas de interconexões entre a CPU, o processador digital e o servo. É por intermédio destas vias que ocorrerão todas as comunicações entre esses diferentes estágios. Todos os bits que representam comandos, programas, rotinas de inicialização, informações de controle, monitoração e sinalizações circularão por essas vias. A cadência para que tudo isso funcione de forma sincronizada é fornecida por um cristal entre 6 e 16 MHz (o valor depende do modelo do CD player), ligado aos pinos 2 e 3 da CPU CI 104.
  28. 28. No momento em que o disco está girando e sendo lido, inúmeros reflexos de luz laser sobre a superfície do disco serão recebidos por um conjunto de foto acopladores (dentro da unidade óptica), cuja função é transformar essas variações luminosas em baixas variações de corrente. Assim, os sinais que representam informação digital (A+C) - (B+D) entrarão pelos pinos 41 e 42 do integrado amplificador de RF, CI 101. Da mesma forma que o anterior, um outro sinal de referência para trilhamento E-F será retirado do disco e servirá para controle do sistema de servo rastreamento. Estes outros sinais entram pelos pinos 47 e 48 do amplificador de RF CI 101 e serão aplicados para corrigir o alinhamento do feixe principal na leitura das trilhas. Dentro do integrado CI 101 de servo controle e amplificação, o sinal que já tem forma analógica sofrerá uma "decomposição", sendo extraída diversas informações para diferentes fins, como TE (erro de trilha), FE (erro de foco), EFM (dados, sinalizadores e sincronismo). O sinal de erro de trilha TE é liberado pelo pino 7 do CI 101 para o pino 1 do CI 106, na forma de um nível de tensão de erro de aproximadamente 2,5 volts. Por intermédio deste nível CC teremos um preciso controle do nosso sistema de rastreamento. O sinal de erro de foco FE, da mesma forma, sairá com um nível CC de 2,5 volts do pino 31 do CI 101 para o pino 6 do CI 106, controlando o feixe na direção vertical. Outro importante sinal a ser processado será o EFM, proveniente do pino 22 do CI 101 e com destino ao processador digital através do pino 8 do CI 102, para demodulação. No pino 2 do CI 102 é liberado um clock padrão de 4,2 MHz específico para sincronização do circuito de processamento e demodulação do sinal composto EFM. Este clock é gerado no oscilador do CI 102 (processador digital), tendo um cristal de 8,6 MHz como referência (X101). Através dos pinos 31 e 32 a CPU CI 104 controla diretamente o fechamento e abertura da gaveta por intermédio do drive de corrente, CI 107. No pino 9 deste CI existirá uma tensão que polariza o motor de loading para fechar e abrir a gaveta. O bloco de CLV (controle linear de velocidade) é executado pelo processador IC 102, através de seus pinos 11 e 12. Internamente este integrado é responsável por todo o processamento do sinal EFM, dados musicais, demodulação, decodificação CLV, correção de erros, interpolação, geração do sinal digital de áudio e comunicação com outros circuitos integrados do circuito. Este integrado também enviará um sinal de erro para a contínua correção de giro do motor spindle, executado por intermédio do CI 107. Através do pino 35 do CI 102 é liberado um sinal de áudio digital que será aplicado ao pino 8 do CI 103, nosso conversor D/A. No pino 30 do CI 102 sai um clock LRCK aplicado ao pino 6 do CI 103, afim de informar quando é canal direito ou esquerdo, além de um segundo clock WLCK para informar ao CI 103 que os dois canais devem ser reproduzidos simultaneamente. O sinal de áudio analógico é liberado pelos pinos 1 e 20 do CI 103 e é aplicado aos pinos 6 e 7 dos integrados CI 108 e CI 109, amplificadores operacionais que irão amplificar, filtrar e atenuar (por um circuito de ênfase) o sinal de áudio analógico, saindo no pino 2 de cada integrado. O CI 105 opera em conjunto com o CI 102, sendo uma memória que armazena temporariamente uma parcela dos dados digitais decodificados e formadores dos frames de áudio.
  29. 29. Através dos pinos 21 a 38 a CPU de controle varre o teclado de funções em busca de comandos acionados. Os pinos 18 e 19 controlam o visor de cristal líquido para a escrita de informações ao usuário. O CI 102 opera com um clock de 16,934 MHz e o CI 105 com 4 MHz. Em alguns modelos ou versões de equipamentos e integrados é possível encontrar no circuito CI 101 funções típicas pertencentes ao CI 104. Um exemplo disto é o controle de posicionamento do motor sled. Outra tendência é a unificação desses dois circuitos integrados em um único chip, dividindo inteligentemente sua diversas funções. Controle dos Motores Motor de Giro do Disco (Spindle) Como a velocidade do disco não é constante (assunto já explicado em aulas anteriores), torna-se necessário que haja uma sincronização dos pulsos gravados no disco óptico (7,5 KHz) e o oscilador do servo controle (VCO). A resultante desta comparação será uma tensão CC que controlará com exatidão a velocidade de giro do disco (bloco CLV). O oscilador VCO funciona através de um sistema chamado MDP (Modulação por Largura de Pulso). Motor de Movimento do Conjunto Óptico (Sled) Este motor é um motor de passo e é controlado inicialmente por pulsos gerados no CI 104, através dos pinos 31 e 32, cujos sinais são também aplicados aos pinos 9 e 10 do CI 106. A saída do CI 106 se dá através do pino 11 e serve para posicionar corretamente a unidade leitora. Por esta via circulará também uma tensão de referência para correção de trilhamento (conhecido no meio técnico como ajuste "grosso" de track). Dicas de Manutenção Algumas unidades ópticas como as de modelo CLM 12.01/5, fabricadas pela Philips e utilizadas em inúmeros modelos de CD players da Gradiente e obviamente da Philips estão apresentando um defeito bastante incomum. Trata-se de uma deficiência na estabilidade térmica do semicondutor laser. Em temperaturas entre 30 e 40 graus Celsius esse conjunto óptico mantém uma estabilidade na emissão do feixe laser, funcionando normalmente. Em temperaturas inferiores, os mais variados problemas começam a surgir, como intermitência na leitura de disco, falha total na leitura de qualquer CD e ruídos na reprodução de alguns tipos de discos. Existe um procedimento prático para a verificação desta falha: 1. Antes de fazer qualquer tipo de ajuste ou reparo, aqueça a unidade com jatos de ar quente de 1 a 2 minutos, no máximo. 2. Com o conjunto óptico aquecido, coloque qualquer CD para a leitura. Se o aparelho funcionar normalmente, muito cuidado! Você está diante de uma unidade óptica apresentando instabilidade térmica ou início de esgotamento do semicondutor laser. Não entregue o aparelho ao cliente achando que está resolvido, pois assim que a temperatura normalizar o problema certamente voltará a ocorrer.
  30. 30. É indiscutível a necessidade de substituição do conjunto óptico defeituoso, que custa aproximadamente R$ 70. Palavras Finais O diagrama em blocos descrito nesta aula tem o objetivo de esclarecer os principais caminhos por onde circulam os sinais mais importantes no controle de um leitor de CD player. Com uma visão básica de como trabalham os circuitos destes aparelhos ficará mais fácil ao estudante entender sistemas mais complexos (DVD, CD-ROM, CD-RW, etc) além de manter uma lógica de raciocínio na busca por soluções rápidas e eficazes para os inúmeros defeitos que aparecem no dia-a-dia de todos nós profissionais de hardware. Manutenção de Unidades de CD - Parte 7 Teste de Unidades Ópticas Como testar sua unidade óptica e ter certeza de que está havendo a emissão Laser? E o comportamento desta emissão? Baixo? Normal? Instável? Bem, estas são algumas das questões mais freqüêntes formuladas por estudantes e técnic os. Em vista disso, esse será o nosso assunto desta aula. É do conhecimento de muitos técnicos a existência dos medidores de canhões de infravermelho, conhecidos pelo nome de LMB (Laser Meter Beam). Estes equipamentos são capazes de verificar, através da emissão do feixe Laser, a potência, estabilidade e, em alguns modelos mais sofisticados, até mesmo a freqüência de operação da junção semicondutora (cristal semicondutor). Para isto, basta aproximarmos o sensor captador a alguns poucos centímetros da lente objetiva do conjunto óptico. O problema é que este importante instrumento ainda apresenta um custo elevado para a maioria dos profissionais do mercado de serviços técnicos. Mas, com um pouco de criatividade e bom senso, podemos construir um dispositivo bastante simples, que poderá ajudar em alguns testes básicos. Quero deixar claro que, em hipótese alguma, o dispositiivo aqui descrito se propõe a substituir o medidor LMB; trata-se de um recurso paliativo, que pode vir a tornar-se uma eficiente ferramenta para testes rápidos em laboratório de manutenção. Na Figura 1 nós apresentamos o esquema do nosso medidor laser caseiro.
  31. 31. Figura 1: Medidor laser caseiro. O circuito é bastante simples. Sugiro que a montagem seja feita junto a uma haste que possibilite a aproximação do sensor foto-acoplador com a lente da unidade óptica. O componente de maior dificuldade para os menos experientes talvez seja o próprio foto-acoplador. Portanto, aqui vai a dica. Qualquer sucata de videocassete possui em seu conjunto mecânico sensores desse tipo. Os sensores de controle remoto também servem para essa função. Quem sabe aquele amigo da loja de eletrônica mais próxima tenha alguma dessas "abençoadas" sucatas? O funcionamento deste circuito resume-se no chaveamento feito pelo foto- acoplador, no momento em que sua base recebe um feixe de luz infravermelha da unidade laser. Com isso, a corrente circulará pelo semicondutor e nosso LED monitor acenderá, indicando que há emissão do feixe de luz. Podemos tirar mais algumas informações deste teste: se o LED de nosso instrumento acender com pouca intensidade, poderá estar indicando que a unidade óptica está com baixa emissão, e se ele acender fortemente e em seguida sua luminosidade variar, poderá ser um indício de que ocorre uma instabilidade de potência. Com tempo e experiência, podemos transformar esta simples ferramenta em um prático indicador de teste, aliado, é claro, à criatividade e às experimentações de cada profissional. Na Figura 2 mostramos o esquema detalhado do circuito da Figura 1. Figura 2: Uso do medidor laser caseiro. Alguns cuidados: 1. Mantenha os olhos afastados a uma distância mínima de 20 a 30 cm da lente objetiva.
  32. 32. 2. Mantenha o circuito do testador (parte do foto-acoplador) a uma distância de 5 cm da lente da unidade óptica. Isto evitará erros por excesso de distância entre medidor e unidade. 3. Nem sempre os problemas de baixa emissão ou instabilidades do laser estão associados exclusivamente ao conjunto óptico. Verifique também a fonte do equipamento e o circuito APC. FIM

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