CD Javitas4

7/27/2019 CD Javitas4

http://slidepdf.com/reader/full/cd-javitas4 1/28

2. fejezet) Bevezetés

2.1) kompakt lemezek és a digitális audio forradalom

Az átalakulás a CD-lejátszó és CD-k laboratóriumi kuriózumokA gazdaságos háztartási gépek, amelyek forradalmasították a zeneilemezipar, és lehetővé tette multimédiás számítógépes függa rendelkezésre álló két technológia: kis fogyasztású alacsony költségű SSDlézerdióda és sorozatban gyártott nagyméretű integrált áramkörök. NélkülEzek a CD-lejátszót 1960 technológia lenne akkora mosogatógép!

Legtöbbünk mindezt adottnak ritkán ad semmilyen gondolat, hogya csodálatos összjátéka precíziós optika és összetett elektronika - alegalábbis addig, amíg valami elromlik. E dokumentum célja, hogyelegendő háttér CD technológia és hibaelhárítási útmutatóhogy bárki, aki ésszerűen praktikus, hogy a háztulajdonos, kísérletező,hobbiest, ügyes kezű, vagy mérnök, képes azonosítani és kijavítani sokproblémaCD-lejátszó és esetleg lézerlemez lejátszó, CD-meghajtók és az optikaiháttértár-meghajtók is.

Akkor is, ha nem tudja a változó egy villanykörte, és nem tudja, melyikvégéta forrasztópáka az egyik, hogy elkerüljék, olvasás révén ez a dokumentumlehetővé teszi, hogy jobban tájékozott a CD-lejátszó. Aztán, hadönt, hogy ez szakmailag javítani, akkor nagyobb eséllyelfelismerve értés vagy lefelé jobbra becstelenség, ha foglalkoznak aszakember. Például egy rossz lézer nem a legvalószínűbb okaAz a játékos, nem játszani lemezek - valójában elég messze le alista a tipikus hibák. A piszkos lencse a legvalószínűbb. Ott - megtanultamár valamit!

2.2) A dokumentum alkalmazási köre

Ez a dokumentum, amely kifejezetten a hibaelhárítás és javításA CD-lejátszó komponens sztereó rendszerek, kompakt sztereó, boomboxes,

autóegységek és hordozható, valamint a CD-ROM meghajtó (beleértve a SonyPlaystation).

Az elsődleges különbség az ilyen típusú fog kapcsolódni, hogy a lemezbetöltve - hordozható általában felülről rakható nélkül loading fiók vagytálca:

Azonban, ennek eredményeként a szint a miniatürizálás szükséges hordozhatóés kisebb mértékben, CD-meghajtók, minden apró, és a legtöbb vagy az összesaz elektromos alkatrészek felületszerelt mindkét oldalán egy gyakranmegközelíthetetlen nyomtatott áramkör az egész egységet össze acsavart egy elme a saját, és a vágy, hogy elveszett.

A más típusú:



* Laserdisc játékosok és az optikai lemezes tároló egységek sok a közösCD-lejátszó, tekintettel a mechanikai alkatrészek és front-endelektronika. Ezért az információ ebben a dokumentumban isjelentenek kiindulópontja a hibaelhárítás is. Azonbanezek lehetnek további szervo rendszerek (optikai felvétel tilt, apélda), valamint további és / vagy különböző jelfeldolgozó

alrendszerek.

* DVD (Digital Versatile - vagy videó - Disc) lejátszók (amelyek mostegyre szélesebb körben elérhető), fog szenvedni sok ugyanazokat a

problémákat, mintCD-k és lézeres lemezek. Így, egy ismerős az üzemeltetési és javításijelenlegi technológia ad egy előnyt a csodálatos csodákat (éshasonlóan elképesztő problémák), hogy jöjjön. Van egy nagy mennyiségű

információtDVD-technológia a DVD GYIK . Electronics Nos, december, 1997, egyszép cikket Steven J. Bigelow, amely mindent a DVD-formátumtelepítése és használata a DVD-ROM meghajtó a számítógépen.

Ne feledje, hogy ebben a dokumentumban, a "CD" használják a leggyakrabban.Mindazonáltal meg kell érteni, hogy a legtöbb esetben, az információtalkalmazzaa CD-meghajtók játék gépek a CD, mint a Sony Playstation, lézerlemeznéljátékos, minidisk lejátszók / felvevők, DVD-lejátszók, és egyéb optikailemezes rendszerek. Lásd még a dokumentum kifejezetten az ilyen egyébtechnológiák: " Megjegyzések a Hibakeresés és javítás Optikai lejátszókés optikai adattároló meghajtók ". is, ahol emlékszem, a" lemez "vanrövidítés csak olvasható médium (pl. a normál audio CD-t vagy LD), míg a"disk"használják az egyik, hogy az írható (például CD-R vagy minidisk).

Megjegyzés: Linkek a diagramok és fényképek hivatkozni e dokumentumbanmegtalálható Sam CD FAQ fájlok .

2.3) típusai problémákat talált a CD-lejátszók

Számos gyakori probléma a CD-lejátszók lehet javítani anélkül, hogy szükségA szervizkönyv vagy használt bonyolult vizsgáló berendezés (bár amegbízható multiméter lesz szükség az elektromos tesztek és egyoscilloacopelegalább 5 MHz-es sávszélesség is nagyon kívánatos, a szervo igazítás ésegyebek

speciális hibaelhárítási). Milyen típusú problémákat talált a CD-lejátszóiskategóriákba sorolják:

1.. Mechanikus - piszok, kenés, kopás, leromlott gumi alkatrészek,piszkos / rossz

végálláskapcsolók, fizikai sérülés. A piszkos lencse (bevonva por,dohány

füst maradék, vagy kondenzált főzés zsír) - könnyen orvosolható -valószínűleg

az első számú oka a sok közös problémák: lemez nem ismerik,keresik hiba, hallható zaj, és kiszámíthatatlan követés, ragasztás, vagy

kihagyom.

Még sok szakember is csalódom (véletlenül vagy szándékosan)ezek a tünetek, hogy mivel sokkal komolyabb (és drága) hibák.

http://www.videodiscovery.com/vdyweb/dvd/dvdfaq.html

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/F_odfaq.html


http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/F_cdfaqfil.html







Ne tévesszen meg!

Tisztítása a lencse és minden más elérhető optikai alkatrészek(általában

Csak a fordító tükröt, ha ez a), és egy mechanikus ellenőrzést kelllennie

első dolog, amit tett minden ilyen problémák (és rendszeres megelőzőkarbantartás különösen, ha a berendezés használata a kevésbé ideáliskörnyezet). Lásd a: " FV, tisztítás és kenés . "

2.. Elektromos Beállítások - durva követés, finom követés, fókusz, lézeráram.

Azonban néhány CD lejátszó már nincs néhány ilyen beállítást. Aszervo rendszerek teljesen digitális -, hogy vagy dolgozni, vagy nem.

3.. Hálózati problémák (főleg hordozható) - gyenge akkumulátor, a nemmegfelelő, hibás,

vagy a nem megfelelő fali adapter.

4, Bad kapcsolatok - törött forrasztani a csapok összetevők hangsúlyoztamint a határ vagy interlock kapcsolókat, vagy hang-vagy hálózati

csatlakozók, a belsőcsatlakozók, amelyeket meg kell tisztítani, és reseated, törött nyomai a

rugalmaskábelek, vagy áramköri tábla okozta károk csökkenése.

5. Elektromos alkatrész meghibásodása. Ezek ritkák, kivéve a túlfeszültség(vihar

és villámcsapás) okozta károk, amelyek ha szerencséd csak fújniki alkatrészeket a tápegység. (Vagy, dugulás a 3 V hordozható a12 V az autó. Tudod talán felejtsd el ezt is, hogy aCD lejátszó újra.)

6. Összeférhetetlen földrajzi elhelyezkedés :-). Ez nem igazán vonatkozik aCD

játékos, de lehet, hogy egy tényező, berendezések, például a SonyPlayStation és

Nagyon valószínű, DVD-lejátszó. Az ő végtelen bölcsessége (vagykapzsiság)

gyártók, beleértve a "országkódok" a lemezeket, hogy a játékeladott vagy film egy helyen nem lehet használni egy másik. Tehát, ha

vásárolta lemezt a másik oldalon a világ, és ez nem működik otthon, köszönömaz ügyvédek .....

Azt is gyakran javítani a CD-lejátszó, ami hibás köszönhető, hogy (1) vagya (2), kivéveA lézer teljesítmény, amit nem próbálja csak a legvégső nélkülszolgáltatás kézi és / vagy a megfelelő műszerek szükség esetén - nemmegfelelő beállításatönkreteheti a lézer. Ha a lemezeket ismeri egyáltalán, vagy akkor is, ha akészülék csakkoncentrál-e, akkor lézer teljesítménye valószínűleg ok. Míg a lézer diódáklehet, és nem sikerül, nem feltételezzük, hogy minden CD-lejátszó problémalézer kapcsolódik.Valójában csak egy kis része (valószínűleg 10% alatt) miatt a hibaA lézer dióda vagy támogató áramköröket. Mechanikai problémák, mint aszennyeződés és kenés leggyakrabban követi a szükségességét elektromos(Szervo) beállításokat.

A megoldás, hogy a (3) és (4) probléma nyilvánvaló -, de lehet, hogy

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/F_cdfaq4.html#CDFAQ_027




tudatos erőfeszítéseket kell emlékezni, hogy ellenőrizze ezeket, mielőttfeltételezve, hogy ahiba oka az, hogy valami sokkal súlyosabb.

Kategória (5) hibák a tápegység komponens (AC powered) CDa játékosok is lehet javítani viszonylag könnyen.

A legtöbb elektromos hibát nehéz lesz megtalálni anélkül, hogy aszolgáltatáskézi, vizsgálati eszközök, és a részletes megértése és ismereteaudio CD technológia. Azonban lehet, hogy szerencsés. Én sikeresenjavított problémákkal, mint a seek hiba (felváltva a vezető chip, mertfutás túl meleg), és egy ajtó érzékelő hiba (vezethető áramkör megtalálnirossz logikai chip). Mivel annyira az intelligencia a CD-lejátszó van afirmware - a programkód belsejében a mikrokontroller, még a sematikus lehetlehet csak kisebb érték, mert én is elég sok garantálni, hogy a firmwarenem dokumentálni kell. A szolgáltatás kézikönyvek ritkán magyarázza * hogy* a berendezéskellene dolgozni -, és akkor talán csak rosszul fordították japán!

Akkor nagyjából felejtsd el a javítás elektromos problémák hordozhatóberendezések, esetleg rossz kapcsolatok (általában körülbelül a hang-vagyhatalom emelők, belső csatlakozók, interlock kapcsoló (mivel hangsúlyozni),vagymáshol köszönhetően a készülék leesett). Szinte mindent egy hordozható(És a legtöbb CD-ROM meghajtó, ami azt illeti, bár ez nem annyira rossz)ici-pici felületszerelt alkatrészeket. Van általában csak minimális hasznosinformációt nyomtatott áramkör. Nyomon a kábelezés egy rémálom.Még a vizsgálati pontok és kiigazítások lehetnek jelöletlen!

2.4) javítás vagy csere?

Míg a CD-lejátszók és új kényelmi szolgáltatások folyamatosan bevezetésre,aalapvető funkciója a CD lejátszása nem változott jelentősen az elmúlt 15évben.Egyik sokat felvillanyozott "fejlesztések", mint például a digitálisszűrők, túlmintavételezés,egy bit D / A, és mint a valószínű, hogy különbséget egyáltalán aélvezet a legtöbb halandó. Az emberek, akik törődnek, ezt csak azért, mertjobban aggódnak a technológia, mint a zenei élményt. Legtöbbilyen úgynevezett előleg végeztük legalább részben a költségek csökkentése

- nemfeltétlenül a teljesítmény javítása érdekében.

Ezért, ha valóban szükség van egy 250 lemezes CD-váltó, atávirányító, amely több mint egy gomb B777 pilótafülke és 2000 trackprogramozhatóság, egy 10 éves CD lejátszó megszólal ugyanolyan jó, ésjavítást nem lehet egy rossz ötlet. Sok régebbi CD-lejátszók is épült többszilárdanmint a ma. Még néhány új, high-end CD-lejátszók is épültöbbnyire műanyag optikai fedélzet és a gyenge futómű.

Ha meg kell küldeni, vagy hogy a CD-lejátszó vagy CD-ROM meghajtó aszolgáltató központ,

A javítás könnyen meghaladja a költsége egy új egységet. Szolgáltatóközpontokdíjat akár $ 50 vagy több biztosító az eredeti becslés javítás



költségeket, de ez általában jóváíródik a teljes költsége a javítás(Persze, lehet, hogy csak jack ezt fel, hogy ellensúlyozzák a padon idő).Alkatrész költségek gyakran nagymértékben felfújt is - feltehetőenszándékoserőfeszítést a részét a gyártók kedvét javításával régebbi berendezések.Azonban ezek a drága alkatrészek nem igazán nem olyan gyakran, mint az

általában hiszik - a lézer nem a legnagyobb valószínűséggel, hogy rossz!Ennek ellenére előfordulhat, hogy még egy "hivatalos" szervizbe akarhogy cserélje ki a drága optikai felvétel akkor is, ha ez nem szükséges. Énnem tudom, hogy mennyi ennek oka, hogy becstelenség, és mennyit kell hozzánem értés.

Ha meg tudod csinálni a javítás magad, az egyenlet változik drámaianA részek költségek a 1/2 1/4, amit egy szakember fogja terhelniés természetesen az idő ingyenes. Az oktatási szempontokat isvonzó. Most megtudhatod, sokat a folyamatban. Így van értelmemegjavítani, hogy rongyos régi Boombox után.

3. fejezet) CD Digital Audio technológia

3.1) általános bemutatása CD Technology

Információ a CD van kódolva perc "gödrök" csak acímkével oldalán a CD-t. A CD-t is fel van tüntetve, nagyjából ugyanúgy,mint

egy régi stílusú LP de az sokkal szigorúbb feltételek mellett - hasonlóan akörülmények tartani a tiszta szobában egy félvezető ostya fab. A CDmegnyomásával ezután alumínium bevonatú vákuum kamrában, és a címke oldalaspin-bevonva védő műanyag gyanta és nyomtatott címkével.

CD-R - írható CD-k egy alig különböző. CD-R-értvannak előre kivágott egy spirális megvezetőhorony majd bevonva egy szervesszínezéketmajd egy réteg arany film, gyanta, és a címke. A festék réteg jelenik megzöldes és deformálódik hatására a fókuszált írás lézersugarat képezgödrök és a földeket.

A legújabb változat - DVD vagy Digital Versatile lemezek (vagy Digital

VideoLemezek attól függően, hogy ki hallgat) - végrehajtása számos inkrementálisde igen jelentős technológiai fejlesztések, amelyek összesen kitesz egylátványos növekedése információ sűrűség - szinte 10:01 ugyanazonméretű lemezt. Ezek közé tartozik a nagyobb frekvenciájú lézer (670 vagyrövidebb láthatóhullámhossz), közelebb sávtérköz, jobb kódolás, és a kétoldalas lemez.Szerint a korai jelentések a végső specifikációk, DVD-k képesek lesznektárolására 8-szorosa a jelenlegi audio CD-k magasabb mintavételi sebességés azbites felbontás, 2 óra MPEG kódolású minőségi filmeket, ésmindenféle egyéb információk. A nyers adatok kapacitása valahol5 és 10 GByte. Lásd a: " összehasonlítása CD-és DVD-adatok "további információkat.

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/F_cdfaqb.html#CDFAQB_003




3.2) CD információtároló és lejátszás

A tényleges adatokat kell rögzíteni CD megy inkább figyelemre méltóátalakulás, mert megy a nyers audió (vagy digitális adat) mikroszkopikus

boxbaA lemez felületén. Kereskedelmi vagy szakmai hangfelvétel, afolyamat kezdődik előszűrő eltávolítása feletti frekvenciákon 20 kHzmajd az analóg-digitális átalakítás, általában a mintavételi frekvencia 48Kminta / másodperc minden sztereó csatornán. A kapott adatfolyam ezutánrögzített többsávos digitális mágnesszalag. Minden keverő-és pre-masteringműveleteket végeznek azonos mintavételi. Az utolsó lépés az átalakítása re-sampling (minta-árfolyamot, beleértve néhány kifinomultinterpoláció) a 44.1 K minta / másodperc sebesség ténylegesen igénybe a CD-n (88,2K összesen mindkét csatorna). (Bizonyos esetekben, az összes lépést lehetelvégezni a

44.1 K arány.)

Ezt követi a rendkívül kifinomult kódolást a kapott 16-bitestwo's-kiegészítője minták (felváltva L és R csatorna) acélja a hibák felderítése és korrekciója. Végül, az adatok egy alakítjukalkalmas formában a rögzítési közeg által Nyolc-to-tizennégy moduláció(EFM)majd írt egy mester lemezt a precíziós lézeres vágás eszterga. Asorozat galvanizáló, eltávolítás, és a szaporodás lépések majd előtöbb "elôre", amelyek segítségével valóban nyomja a lemezeket teszela lejátszót.

Természetesen lehetőség van a saját CD-k egy szerény árú CD-Rfelvevő (amely nem teszi lehetővé törlése vagy újra-felvétel). Most,újraírható CDtechnológia teljesen újrafelhasználható lemezek segítségével rögzítésére ésszerkesztésére tenniinkább, hogy a kazetta

Mint egy hanglemez, az információ rögzített folyamatos spirál.Azonban egy CD, ezen a pályán (vagy horony sora gödrök - nem tévesztendőA kiválasztott egy zenei CD) indul a városközpont közelében, a CD és aspirálok (balra nézve a címkés oldalával) felé a külsőél. A kiolvasási keresztül a 1,2 mm-es polikarbonát lemez szubsztrátotő Aluminizált információs réteg csak alatta a címkét. A teljes hosszaA spirális pályán a 74 perces lemez több mint 5000 méter - ami több,mint 3 mérföld valami ilyesmi 20.000 fordulat a lemez!

A digitális kódolás a hibák felderítése és korrekciója az úgynevezettKereszt Interleave Reed Salamon-kód vagy CIRC. Leírni ezta lehető legegyszerűbben, a CIRC kód két részből áll: interleavingAz adatokat úgy, hogy lemorzsolódás vagy sérülés lesz elosztva elegendőfizikai terület(Remélhetőleg), hogy rekonstruált és a CRC (ciklikus redundanciaellenőrzés), mint a hibaBiztonsági kód. Együttesen ezek a két technika képesek néhányméltó hibajavítás. A feltételezés az, hogy a legtöbb hibákelőfordulnak robban eredményeként a por specifikációk, karcolások, mintpéldául a tökéletlenségektűszúrásszerű lyukak az alumínium bevonat, stb Például, a kódokat erőteljes

elég ahhoz, hogy teljesen vissza egy burst hiba nagyobb, mint 4000 egymástkövető



bitek - körülbelül 2,5 mm a lemezen. A teljes hibajavítás végre (eznem mindig az minden CD-lejátszó), lehetőség van arra, hogy egy darab2 mm-es szalag sugárirányban a lemezt, vagy fúrjon egy 2 mm-es lyukat alemezt, és nemaudio romlása. Néhány teszt CD már csak az ilyen típusú hiba vezetettszándékosan.

Két megközelítés készített javíthatatlan hibákat: interpoláció ésnémítás. Ha jó minta körül rosszak, akkor lineáris vagy magasabbrendű interpolációt lehet használni őket, hogy rekonstruálni. Ha túl sokadatotelveszett, a hang simán elnémul a másodperc törtrésze alatt. Attól függőenhogy hol ezek a hibák vonatkozásában a zenei kontextus, még ezekdrasztikus intézkedéseket lehet észrevehetetlen az emberi fül.

Ne feledje, hogy a hibajavítás CD formátumban még nagyobb szerepetmint CD audio, mint bármely bit hiba elfogadhatatlan. Ez az egyik a sokmiért ez általában lehetetlen átalakítani egy audio CD-lejátszót aCD-ROM meghajtó. Azonban, mivel szinte minden CD-ROM meghajtó képeslejátszanizenei CD-k, sokat meg lehet határozni a természet a probléma előszörtesztelése CDROM egy zenei CD-t.

3.3) CD (lemez) építés

Az információs réteg a fent említettek szerint hasznosítja "mélyedésekben",mint a tárolásimechanizmus. (Minden, ami nem a gödör az úgynevezett "föld"). Gödrökkevesebb, mint 0,2 depressziók um mélységben (1/4 hullámhossz a 780 nm-es

lézerfénytfigyelembe véve a tényleges hullámhossz belül polikarbonátműanyag alapuló törésmutatója). Így a visszavert nyaláb 180fokkal el fázis beeső fény. Ahol van egy gödör, a visszavertgerenda a pit és a szomszédos területek is inkább, hogy megszünteti. Ennekeredménye a magasközötti kontraszt gödrök és a földeket, és jó jel-zaj arány. Gödrökkörülbelül 0,5 um széles és jönnek lépésekben 0,278 um, mint alapvetőhosszátegy kicsit (kódolt, lásd alább), az információs réteg a lemezt.

Minden byte a feldolgozott információt átalakítjuk egy 14 bit hosszúságúrun

korlátozott kód vett egy kódkönyvből (keresési táblázatot), hogy nemkevesebb,2, vagy több mint 10 egymást követő 1s 0s között. Addigra, hogy a 1-esekátmenetet a pit a föld vagy föld a gödör, a minimális bármely funkcióA lemez nem kevesebb, mint 3 * p, és nem több, mint 11 * p, ahol p értéke0,278 um.Ezt nevezzük nyolc-tizennégy Moduláció - EFM. Így a hossza egy gödörtartomány 0,833-3,054 um.

Minden 14 bites kódszót van 3 további szinkron és alacsony frekvenciájúelnyomás bithozzá, összesen 17 bit képviselő minden 8 bites byte. Mivel egyetlen bitA 0,278 um, a bájt, akkor képviseli lineáris térben 4,72 um. EFM-ben

együtt a szinkron bitek biztosítják, hogy az átlagos jel nincs DCkomponens és hogy van elég élek megbízhatóan rekonstruálni az óraaz adatok leolvasása. Ezek a szavak össze 588 bites kereteket. Minden keret



tartalmaz 24 byte audio adat (6 minta az L + R 16 bit) és 8 bitinformáció kódolására használt (több frame) információkat, mint az idő,műsorszám, index, stb:

Szinkron (24 + 3).Vezérlő és kijelző (14 + 3).

Adatok (12 * 2 * (14 + 3) bekezdése).Hibajavítás (4 * 2 * (14 + 3) bekezdése).--------------------588 teljes bit / keret

A blokk, amely álló 98 egymást követő kép, a legkisebb egység, amelylehet kezelni egy audio CD-t, és megfelel az idő 1/75 a második.Két bit az információs byte jelenleg meghatározott. Ezeket a Pés Q. P szolgálja egyfajta globális sync funkció jelző (többek közöttmellett) elején és végén kiválasztott és az idő között beállításokat. Q bitfelhalmozott egyetlen szót készült egy részét a 98 lehetséges biteket egyblokkbankódolja az idő, a pálya és az index számát, valamint számos egyéblehetségesfunkciók függően, ha a lemez is található, hogy milyen a lemez avan, és így tovább.

Információ a CD rögzített állandó lineáris sebesség - CLV. Ezjó és rossz. A CD audio - 1X sebesség - ez CLV körülbelül 1,2 méter permásodik. (Ez tényleg nem teljesen állandó elmaradása miatt állandó kódoláscsomagolássűrűség és az adatok puffer között változik, de a 1,2 és 1,4 m-kéntmásodperc). CLV lehetővé teszi a csomagolás a lehető legnagyobb információa lemezen, mertúgy azt a legsűrűbb helyszíntől függetlenül. Azonbannagy sebességű internet-hozzáférési, különösen a CD-meghajtók, az aztjelenti, szükség van, hogygyorsan változtatni a forgási sebessége a lemez, ha keres között belsőés a külső pályákon. Természetesen nincs olyan benne rejlő oka a CD-k, asebesség nem állandó jelenti, hogy az adatátviteli sebesség lennemagasabb, mint a külső pályák a belsők. Modern CD-ROM meghajtókszemüveg, hogy túl jól hangzik ahhoz, hogy igaz legyen (és vannak) isfuttathatja állandó szögletessebesség elérésében állította átviteli sebesség csak az adatok mellett akülső széléna lemez.

Ne feledje, hogy ellentétben a lemezjátszó, a pillanatnyi sebessége az orsónemmi határozza meg a pályán az audio jelet. Van nagy puffera RAM a lejátszó belsejében egyaránt használható FIFO elsimítására adatokatolvasni lea lemezt tehermentesíteni az orsó szervo, illetve, hogy aátmeneti tárolás részeredmények alatt dekódolás és a hibakorrekció. Szurok (a zenei értelemben) úgy határozzuk meg, az adatokleolvasásaóra - egy kristály oszcillátor általában, amely szabályozza a D / A és azLSI chipsetidőzítés. Az egyetlen módja annak, hogy állítsa pályán változik ez az óra.Egyes high-enda játékosok között a pályán beállítása. Mivel a pontosság, a lejátszásAz olyan CD-lejátszóban határozza meg a magas minőségű kvarc oszcillátor,wow, és

lebegés - legfontosabb intézkedések minőségének fonográf lemezjátszó -olyan kicsi



mint, hogy észrevehetetlen. Végül, a mintavételi frekvencia 44,1 K mintákmásodpercenként meghatározza a hangkimenetet. Ehhez, az átlagos bitsebességtólA lemez 4,321 M bit másodpercenként.

Tracks egymástól 1,6 mikrométer egymástól - a pálya pitch 1,6 um. Így egy

12cm lemez több mint 20000 szám a maga 74 perc zene. Természetesen,ellentétbena merevlemez, és mint egy gramofon rekord, ez tényleg egy spirális pályántöbb mint 3mérföld hosszú! Azonban, amint azt fentebb megjegyeztük, a kiindulási pontközpontjának közelébena lemezt. A szélessége a gödrök a pályán valójában körülbelül 0,5 um. Afókuszált lézersugár kisebb, mint 2 um, a gödrök. Hasonlítsuk össze ezt azLP: Ahosszú, hosszú lejátszás LP talán egy kicsit több mint 72 perc zene kétoldalon vagy36. perc oldalanként. (A legtöbb nem érik el sehol ennyi zenét, mivela groove távolság kell változik attól függően, hogy mennyi basszustartalmat a zenevan, és széles csatornák több helyet foglalnak el.) A 33-1/3 rpm, ez aligtöbb mint1200 hornyok körülbelül 4 cm képest 20.000 CD-lemez a térbenA több mint 1,25 cm! A kiolvasó stílusok egy LP egy tipp sugaratalán 2-3 mil (50-75 um).

3.4), és akkor gondoltam, vezetés a keskeny, kanyargós

országúton kemény volt!

Ahhoz, hogy a kívánt CD lejátszó szervo rendszer teljesítményét aszempontból, ittegy analógia:

Egy állandó lineáris sebességgel körülbelül 1,2 méter másodpercenként, amegköveteltkövetési pontosságot elképesztő: Megfelelő nyomon követése a CD egyenértékűleszorítják a 10 méter széles autópálya (feltételezve elfogadható követésihibakevesebb, mint + / - .35 um), több mint 3200 mérföld egy másodpercre ajáték vagy annál14.400.000 mérföldre az egész lemez nem véletlenül átkelés sávot!Valójában, ez rosszabb, mint a: focus fenn kell tartani minden ebben azidőbenjobb, mint 1 um is (mondjuk, + / - 0,5 um). Tehát, ez több, mint egykísérletirepülőgép le egy 10 méter széles útvonal magasságban mintegy 12 mérföldre(4mm tipikus fókusztávolságú objektív), a magassági hiba kevesebb, mint+ / - 7 láb! Mindez ugyanakkor a cél pályán alábbi mozog mindkétvízszintesen (CD és orsó kifutása 0,35 mm) 1 mérföld és függőlegesen (lemezlánc-és orsó támolygó legfeljebb 1 mm) 3 mérföld per fordulat! Ezentúlmenően,Ön megpróbálta figyelmen kívül hagyni a különböző típusú szemetet (foltok,ujjlenyomatok,szálak, por, stb), hogy melyik alatt ezen a skálán a hegy méretű



méretek. Elnézést a bekevert egységeket. Elnézést kérek, hogy a világ többirészeahol a megfelelő egységeket használnak mindent.)

A szükséges pontosság Hihetetlen, de igaz a sorozatban gyártott technológiahogy nyúlik a 1970-es években. És úgy, hogy egy jól működő CD

játékos rendkívül immunis a kis dudorok és rezgés - sokkal inkább, mint egyrégistílus lemezjátszó. Minden alapján a reflexió egy töredéke egy mWláthatatlan lézer fény!

Természetesen, ez is csak egy nap a szórakoztató központ a CDjátékos szervo rendszereket. Reméljük, hogy a technológiai ismeretek sohanemelveszett - a fonográf felvétel játszható a tüskét a rózsabokorsegítségévela korongozás egy lemezjátszó. Csak egy kicsit több technológia van szükségolvasni és értelmezni a tartalmát egy CD-t!

3.5) CD optikai felvétel működési elvek

A diagram mutatja a fő funkcionális komponensek a három fénynyaláb optikaifelvétel alább is elérhető PDF és GIF formátum:

* Get CDT3BP: cdt3bp.pdf vagy cdt3bp.gif .

Ez a kialakítás jellemző az idősebb optikai pickup (bár lehet, hogytalálkoznaknéhány ilyen). Újabb típusok jóval kevesebb egyéni alkatrészek egyesítése

ésmegszüntetése bizonyos alkatrészeket a teljesítmény feláldozása nélkül(amely akárjobb). További előnyök eredményeként alacsonyabb költségek, jobbstabilitás,és nagyobb megbízhatóságot. Ugyanakkor a működési elvek hasonlóak.

A cél az optikai felvétel a CD-lejátszó, CD-meghajtó vagy optikai lemezmeghajtó, hogy visszaszerezze a digitális adatokat a kódolt gödrök azinformációsréteg az optikai közeg. (Az írható optikai lemezek, ez is használhatóírni a lemezre közeg.) CD-lejátszók, a kapott Datastream isát hifi hangzást. A CD-k és más optikai tárolók

eszközök, akkor lehet értelmezni, mint programkód szöveg, hang-vagy videómultimédia, színes fényképek, vagy egyéb digitális adatok.

A legtöbb alapvető működési elvek hasonlóak egysugaras CD pickupokés a pickupok használt más digitális optikai meghajtók.

Gyakran állítják, hogy a lézersugár egy CD-lejátszó, mint a ceruzát egyfonográf lemezjátszó. Bár ez egy igaz állítás, a tényleges nagyságaEz az eredmény általában figyelmen kívül hagyják. Vegye figyelembe, hogy afonográf stylusaz elektromechanikus. Stylus elhelyezése - hasonló nyomon követése ésfókuszoptikai hangszedő - alapul stylus lovaglás a rekord barázdák

által vezérelt felfüggesztését felvétel patron és a hangot karját. Azanalóghang érzékelt leggyakrabban az elektromágneses indukció által termelt

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/cdt3bp.pdf

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/cdt3bp.gif





stylus a pillanatban mozgása ide-oda mozgatja a mágnes egy pár értelmetekercsek.

Az optikai pickup ellátni az összes ezeket a funkciókat anélkül, hogymechanikaisegítséget a CD-ről. Ez csak akkor lesz vezetve egy töredéke egy mW lézer

fény és néhány milligramm szilícium alapú elektronikus áramkört.

Továbbá, a precizitását könnyen több mint 2 nagyságrenddelfinomabb, mint a fonográfot. Kifinomult szervo rendszerek fenntartásáraösszpontosítés nyomon követése, hogy egy töredéke a mikrométer optimális. (1 um egyenlő1/25, 400 hüvelyk). Az adatok kiolvasása észlelésével a különbségmély gödrök és a földeket az 1/4 hullámhosszúságú lézerfény (körülbelül0,15 um aCD)!

* A lézersugár által generált egy szilárdtest lézer dióda 780 nm-nélemittáló(Közel IR). Optikai teljesítmény a lézer dióda nem több, mint egy pár mWés kilép egy ék alakú gerenda tipikus eltérés a 10x30 fokosaz X és Y irányban rendre.

* A diffrakciós rács osztja a fény egy távolsági fényszóró és két(elsőrendű)oldalsó gerendák. (A magasabb rendű gerendák nem használják.)

Megjegyezzük, hogy a diffrakciósrács előállításánál használt többszörös gerendák, nem a több közös

funkcióA szétválasztása fény alkotó színeket. Az oldalsó gerendák használatakitűzéséhez és jelen lenni a pályán, amely olvas. A nyomkövető szervofenntartja ezt a központosító tartva az amplitúdó a két oda-vissza

gerendakiegyenlített.)

* Ezután a lézersugár áthalad a polarizációs sugárosztó (egyfajtaprizma vagy tükör, amely irányítja a visszatérés sugár a fotodióda tömb),

akoliimátoriencse, negyed hullám lemez, fordult tükör, és a céllencse mielőtt végül eléri a lemezt.

* A koliimátoriencse konvertálja eltérő fény a lézer egypárhuzamos fény.

* A fordulópont tükörrel (opcionális függően az adott optikai utathasználják), akkortükrözi a lézerfény akár a tárgylencse és fókusz / követésműködtető.

* Az objektív hasonló sok szempontból, hogy a jó minőségű mikroszkópobjektív. Ez van szerelve egy platform, amely biztosítja a mozgáskét irányban. A működtető működik hasonlóan a lengőtekercsa hangszórók. Fix állandó mágnesek biztosítják a mágneses téramely a tekercsek cselekedni. A hangsúly működtető mozgásba hozza az

objektívet felfelé és lefelé.A nyomkövető mozgatókar a tekercset, és ki, tekintettel a lemeztközpont.

* A párhuzamosított lézersugarak (beleértve a 2 oldalsó gerendák) halad át

aobjektívvel és középpontjában a diffrakció korlátozott foltok a



információ - gödrök - réteg a lemezt (áthaladás után a 1.2milliméter átlátszó polikarbonát műanyag képező nagy részét alemez).

* A visszavert sugarak visszatérésre az eredeti útvonal, amíg áthaladnak apolarizációs nyalábosztó ekkor vannak irányítva a fotodióda

tömb. A polarizációs nyalábosztó áthalad a (vízszintesen polarizált)lézersugarak stright keresztül. Azonban a két lépés (oda-vissza), aA negyedév hullám lemez forog a polarizáció a visszatérés gerenda isfüggőleges helyett, és ez tükröződik a polarizációs nyalábosztó feléa fotodióda tömb.

A visszatérés gerendák a lemez információs réteg használják szervo vezérlésA fókusz és nyomon követésére és az adat-helyreállítást.

* Egy hengeres lencse slighlty megváltoztatja a vízszintes és függőlegesfokálistávolság a kapott helyet a fotodióda tömb. A helyszínen lesz majdtökéletesen kör alakú, ha az objektív helyesen van behelyezve.

Bezárásáhozvagy messzire, és ez lesz elliptikus (pl. megnyúlt a 45 fokos tengelyha túl közel van, de a 135 fokos tengely, ha túl messzire.)

A központi része a fotodióda tömb van osztva 4 egyenlő negyedrejelölt A, B, C, D. Focus tökéletes, ha a jel = (A + C) - (B + D) = 0-ra.

A tényleges megvalósítás használhat asztigmatikus objektív helyettkülönálló hengeres lencse a költségek csökkentése, de a hatás ugyanaz.

ÓtaAz objektív a fröccsöntött műanyag, a költségek nem több a penész a

astigmat(Bár az eredeti csiszolás formák lehetett élvezet!). Ez mégLehetséges, hogy bizonyos esetekben, a természetes asztigmatizmus a lézer

diódamaga is szerepet játszik ebben a folyamatban.

* Az oldalsó gerendák által létrehozott diffrakciós rács elhelyezése előrehátsó főtartó közrefogja a pályán a gödrök követnek (nemközvetlenül a két oldalán, mint az ábrán látható -, de ez könnyebb voltdolgozzon!).

Szegmensek mindkét oldalán a fotodióda tömb kijelölt E és F monitoraz oldalsó gerendák. Tracking tökéletes, ha az E és F jelek egyenlő.

* Az adatok a jel összege az A + B + C + D

Lényegében az optikai pickup és egy elektronikusan stabilizált kormányzottmikroszkóp, amely információ kinyerése pályák 1/20 a szélessége egyhumán vörösvérsejt repülés közben mentén egy lineáris sebességgel 1,2 métermásodpercenként!

Lásd az: " részei a CD-lejátszó vagy CD-ROM meghajtó "és az" indításiproblémák "további információkat a komponensek és működését az optikai szenzort ésképek és leírások a tipikus lézer diódák, optikai pickup, ésoptikai fedélzetet.

3.6) Optikai hangszedő összetettsége









Az opto-mechanikai tervezése optikai pickup eltér. Eredetilegmeglehetősen bonyolult, terjedelmes, nehéz és kényes tekintetében optikaiösszehangolás. Azonban, a folyamatosan fejlesztjük a design, csökkenti aA méret és a tömeg, és a költségek csökkentése, a gyártók hoztak modernpickupok figyelemre méltóan kevés különböző részből áll. Ezt is

eredményezheti ateljesítményt, mivel minden optikai felülete ad észrevételek és rontja az asugárminőség. Emiatt a szükséges lézerteljesítmény csökkenteni kell, és ajelminőség javítania kell.

* Általában a legösszetettebb típusok is a legrégebbi. Ezekkel, ottvoltak az egyes optikai elemek minden szakaszában a sugár út ésteljesen különálló lézer dióda és fotodióda csomagokat. Röviden,míg a részleteket változatos, a teljes konstrukció nagyon hasonló volt adiagram és megadott leírás a következő részt: " CD optikai felvétel

működési elvek ". Ezek is volt több optikai beállítások - amely bizonyosesetben szükséges a gyakori figyelmet.

Egy példa az ilyen típusú a Sony KSS110C optikai pickup . A legtöbbalkatrészekvégre az egyes funkciókat, és ez nagyobb és nehezebb, mint a moderntervez.

* A leggyakoribb típusok még külön lézer dióda és fotodióda tömbde lehet, hogy megszűnt a hengeres és kollimátor lencsék és talánA polarizátor és negyed hullám lemez. Kevés, ha a szükséges

beállításokat.

A Sony KSS361A Optical Pickup jellemző ezeknek fő tervez.A nagyon kis eltérések (főként szerelés), a különböző modellek is

találhatókminden típusú CD-lejátszó és CD-meghajtók gyártását a Sony, Aiwa, ésmások.

Egy másik hasonló kialakítás használják a Sanyo K38N optikai pickup amelyvalamivel újabb és kompakt.

Egy diagram és részletes leírása fő pickupok, lásd arész: " Sony KSS sorozatú optikai pickup ".

* Egyes gyártók mentek a kombinált lézer dióda / fotodiódával (LD / PD)array csomag, amely úgy néz ki, mint egy nagy LD, de 8-10 csapok.

EltekintveAz objektív összeszerelés, az egyetlen rész lehet a fordulópont tükör,és még ez valóban nincs szükség. Ez a felvétel is nagyon könnyű asúlya (ami jó a gyors hozzáférést CD-meghajtók), és rendkívül kompakt.

Megszünteti a szükséges összetevők külön a kimenő és visszajövő gerendákkell eredményeznie jelentős javulást az optikai teljesítményt. Az

egyetlenhátránya lenne, hogy a gerendák már nem teljesen merőlegesA lemez "gödrök" felületre, és ez vezethet egy nagyon enyhe, valószínűlegelhanyagolható csökkenés észlelhető a jel minőségét - több, mint tette

fel aa megnövekedett jelszintet.

A CMKS-81x optikai pickup és optikai Pickup a Philips PCA80SC CDjellemző ezen modern design.

A legkisebb is, mint például az optikai pickup a Philips CR-206 CD-ROM



http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/kss110c.gif

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/kss361a.gif

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/k38n.gif

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/F_cdfaqa.html#CDFAQA_005

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/cmks81x.gif

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/pcap.gif

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/crp.gif












csak mintegy 1/2 "x 5/8" x 3/4 "teljes - csak körülbelül akkora a lencseterjed! Mert ez az egyetlen sugárzó pickup, vannak egyáltalán nem

kiegészítőoptikai elemek belsejében. A három sugár felvétel lenne diffrakciósrács előtt a lézer dióda.

Egy diagram és részletes leírása az ilyen típusú pickup, lásd arész: " Super egyszerű optikai pickup ".

Kattintson a [ Next ] szakasz

Ugrás a [ Table 'O Tartalomjegyzék ]

2.1) Compact discs and the digital audio revolution

The transformation of CD players and CDROMs from laboratory curiositiesto the economical household appliances that have revolutionized the musicalrecording industry and have made possible multimedia computing depend onthe availability of two technologies: low power low cost solid statelaser diodes and mass produced large scale integrated circuits. Withoutthese, a CD player using 1960's technology would be the size of dishwasher!

Most of us take all of this for granted rarely giving any thought tothe amazing interplay of precision optics and complex electronics - atleast until something goes wrong. The purpose of this document is to

provide enough background on CD technology and troubleshooting guidanceso that anyone who is reasonably handy whether a homeowner, experimenter,hobbiest, tinkerer, or engineer, can identify and repair many problemswith CD players and possibly laserdisc players, CDROM drives, and opticalstorage drives as well.

Even if you have trouble changing a light bulb and do not know which end ofa soldering iron is the one to avoid, reading through this document willenable you to be more knowledgeable about your CD player. Then, if youdecide to have it professionally repaired, you will have a better chance ofrecognizing incompetence or down right dishonesty when dealing with theservice technician. For example, a bad laser is not the most likely causeof a player that fails to play discs - it is actually fairly far down on

thelist of typical faults. A dirty lens is most likely. There - you learnedsomething already!

2.2) Scope of this document

This document was developed specifically for the troubleshooting and repairof the CD players in component stereo systems, compact stereos, boomboxes,carunits and portables, as well as CDROM drives (including the SonyPlaystation).


http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/F_cdfaq2.html

http://repairfaq.ece.drexel.edu/REPAIR/F_cdfaq.html






The primary differences between these types will relate to how the disc isloaded - portables usually are top loaders without a loading drawer ortray:

However, as a result of the level of miniaturization required for portablesand to a lesser extent, CDROM drives, everything is tiny and most or all of

the electrical components are surface mounted on both sides of an ofteninaccessible printed circuit board with the entire unit assembled usingscrews with a mind of their own and a desire to be lost.

For other types:

* Laserdisc players and optical disk storage units have much in commonwith CD players with respect to the mechanical components and front-endelectronics. Therefore, the information contained in this document canrepresent a starting point for their troubleshooting as well. However,they may include additional servo systems (optical pickup tilt, forexample), as well as additional and/or different signal processingsubsystems.

* DVD (Digital Versatile - or Video - Disc) players (which are just nowbecoming widely available), will suffer from many of the same problems asCDs and Laser Discs. Thus, a familiarity with the operating and repair

ofcurrent technology will give you a head start on the amazing wonders (andsimilarly amazing problems) to come. There is a great deal of

informationon DVD technology in the DVD FAQ. Electronics Now, December, 1997, has anice article by Steven J. Bigelow covering everything from the DVD format

toinstalling and using a DVDROM drive in your PC.

Note that throughout this document, the term 'CD player' is used mostoften.However, it should be understood that in most cases, the informationappliesto CDROM drives, game machines using CDs like the Sony Playstation,laserdiscplayers, MiniDisk players/recorders, DVD players, and other types ofopticaldisk systems. Also see the document specifically devoted to these othertechnologies: "Notes on the Troubleshooting and Repair of Optical DiscPlayersand Optical Data Storage Drives". Also, where I remember, the term 'disc'isused to denote a read-only medium (e.g. a regular audio CD or LD) while'disk'is used for one that is recordable (e.g., CD-R or MiniDisk).

Note: Links to all the diagrams and photographs referenced from thisdocumentcan be found in Sam's CD FAQ Files.

2.3) Types of problems found in CD players

Many common problems with CD players can be corrected without the need forthe service manual or the use of sophisticated test equipment (though a













reliable multimeter will be needed for any electrical tests and anoscilloacopeof at least 5 MHz bandwidth is highly desireable for servo alignment andmoreadvanced troubleshooting). The types of problems found in a CD player canbe

classified into several categories:

1. Mechanical - dirt, lubrication, wear, deteriorated rubber parts,dirty/bad

limit switches, physical damage. A dirty lens (coated with dust,tobacco

smoke residue, or condensed cooking grease) - easily remedied - isprobably

the number one cause of many common problems: discs not beingrecognized,

seek failure, audible noise, and erratic tracking, sticking, orskipping.

Even many professionals may mistake (either accidentally or on purpose)these symptoms being due to much more serious (and expensive) faults.Don't be fooled!

Cleaning of the lens and any other accessible optical components(usually

only the turning mirror, if that) and a mechanical inspection should bethe

first things done for any of these problems (and as periodic preventivemaintenance especially if the equipment is used in a less than idealenvironment). See the section: "General inspection, cleaning, and

lubrication".

2. Electrical Adjustments - coarse tracking, fine tracking, focus, laserpower.

However, some CD players no longer have some of these adjustments. Theservo systems are totally digital - they either work or they don't.

3. Power problems (mostly portables) - weak batteries, inadequate,defective,

or improper AC wall adapter.

4, Bad connections - broken solder on the pins of components that arestressed

like limit or interlock switches, or audio or power jacks, internalconnectors that need to be cleaned and reseated, broken traces on

flexiblecables, or circuit board damage due to a fall.

5. Electrical Component Failure. These are rare except for power surge(storm

and lightning strike) related damage which if you are lucky will onlyblow

out components in the power supply. (Or, plugging a 3 V portable intothe

12 V of your automobile. You can probably forget about this even beinga

CD player again.)

6. Incompatible geographic location :-). This doesn't really apply to CD

players but may be a factor with equipment like Sony PlayStations andvery likely with DVD players. In their infinite wisdom (or greed),







manufacturers are including 'country codes' on the discs so that a gameor movie sold in one place cannot be used in another. So, if you boughta disc on the other side of the world and it doesn't work at home, thankthe lawyers.....

You can often repair a CD player which is faulty due to (1) or (2) except

for laser power which I would not attempt except as a last resort withouta service manual and/or proper instrumentation if needed - improperadjustmentcan ruin the laser. If discs are recognized at all or even if the unitonlyfocuses correctly, then laser power is probably ok. While the laser diodescan and do fail, don't assume that every CD player problem is laserrelated.In fact, only a small percentage (probably under 10%) are due to a failureof the laser diode or its supporting circuitry. Mechanical problems suchasdirt and lubrication are most common followed by the need for electrical(servo) adjustments.

The solutions to category (3) and (4) problems are obvious - but it maytakea conscious effort to remember to check these out before assuming that thefault is due to something much more serious.

Category (5) failures in the power supply of component (AC line powered) CDplayers can also be repaired fairly easily.

Most other electrical failures will be difficult to locate without theservicemanual, test equipment, and a detailed understanding and familiarity withaudio CD technology. However, you might get lucky. I have successfullyrepaired problems like a seek failure (replaced a driver chip because itwasrunning excessively hot) and a door sensor failure (traced circuitry tolocatea bad logic chip). Since so much of the intelligence of a CD player is inthefirmware - the program code inside the microcontroller, even the schematicmaybe of only marginal value since I can pretty much guarantee that thefirmwarewill not be documented. The service manuals rarely explain *how* theequipmentis supposed to work - and then perhaps only in poorly translated Japanese!

You can pretty much forget about repairing electrical problems in portableequipment other than perhaps bad connections (usually around the audio orpower jacks, internal connectors, interlock switch (since it is stressed),orelsewhere due to the unit being dropped). Nearly everything in a portable(and most CDROM drives for that matter though this is not quite as bad) isitty-bitty surface mount components. There is generally only minimalusefulinformation printed on the circuit board. Tracing the wiring is anightmare.Even the test points and adjustments may be unmarked!

2.4) Repair or replace?



While CD players with new convenience features are constantly introduced,thebasic function of playing a CD has not changed significantly in 15 years.None of the much hyped 'advancements' such as digital filters,oversampling,

one bit D/As, and such are likely to make any difference whatsoever in thelistening pleasure of most mortals. The people who care, do so onlybecausethey are more concerned with the technology than the musical experience.Mostof these so called advances were done at least in part to reduce costs -notnecessarily to improve performance.

Therefore, unless you really do need a 250 disc CD changer with aremote control that has more buttons than a B777 cockpit and 2000 trackprogrammability, a 10 year old CD player will sound just as good andrepair may not be a bad idea. Many older CD players are built more solidlythan those of today. Even some new high-end CD players may be built arounda mostly plastic optical deck and flimsy chassis.

If you need to send or take the CD player or CDROM drive to a servicecenter,the repair could easily exceed the cost of a new unit. Service centersmay charge up to $50 or more for providing an initial estimate of repaircosts but this will usually be credited toward the total cost of the repair(of course, they may just jack this up to compensate for their bench time).Parts costs are often grossly inflated as well - possibly due to adeliberateeffort on the part of manufacturers to discourage repair of olderequipment.However, these expensive parts do not really fail nearly as often as iscommonly believed - the laser is not the most likely component to be bad!Despite this, you may find that even an 'authorized' repair center willwantto replace the expensive optical pickup even when this is not needed. I donot know how much of this is due to dishonesty and how much toincompetence.

If you can do the repairs yourself, the equation changes dramatically asyour parts costs will be 1/2 to 1/4 of what a professional will chargeand of course your time is free. The educational aspects may also beappealing. You will learn a lot in the process. Thus, it may make senseto repair that bedraggled old boombox after all.

Chapter 3) CD Digital Audio Technology

3.1) General Introduction to CD Technology

Information on a compact disc is encoded in minute 'pits' just under thelabel side of the CD. The CD itself is stamped in much the same way asan old style LP but under much more stringent conditions - similar to the



conditions maintained in the clean room of a semiconductor wafer fab. TheCDpressing is then aluminum coated in a vacuum chamber and the label side isspin-coated with a protective plastic resin and printed with the label.

CD-Rs - recordable CDs use a slightly different construction. CD-R blanks

are prestamped with a spiral guide groove and then coated with an organicdyelayer followed by a gold film, resin, and label. The dye layer appearsgreenish and deforms upon exposure to the focused writing laser beam toformpits and lands.

The newest variation - DVDs or Digital Versatile Disks (or Digital VideoDisks depending on who you listen to) - implement a number of incrementalbut very significant improvements in technology which in total add up to aspectacular increase in information density - almost 10:1 for the samesize disc. These include higher frequency laser (670 or shorter visiblewavelength), closer track spacing, better encoding, and a double sideddisc.According to early reports on the final specifications, DVDs will be ableto store 8 times the audio of current CDs at a higher sampling rate andbit resolution, 2 hours of MPEG encoded high quality movies, andall kinds of other information. Raw data capacity is somewhere between5 and 10 GBytes. See the section: "Comparison of CD and DVDSpecifications"for additional information.

3.2) CD information storage and playback

The actual information to be recorded on a CD undergoes a rather remarkabletransformation as it goes from raw audio (or digital data) to microscopicpitson the disc's surface. For commercial or professional audio recording, theprocess starts with pre-filtering to remove frequencies above about 20 kHzfollowed by analog-to-digital conversion, usually at a sampling rate of 48Ksamples/second for each stereo channel. The resulting data stream is thenrecorded on multi-track digital magnetic tape. All mixing and pre-masteringoperations are done at the same sampling rate. The final step isconversionthrough re-sampling (sample-rate conversion including some sophisticated

interpolation) to the 44.1 K samples/second rate actually used on the CD(88.2K total for both channels). (In some cases, all steps may be performed atthe44.1 K rate.)

That is followed by extremely sophisticated coding of the resulting 16-bittwo's-complement samples (alternating between L and R channels) for thepurpose of error detection and correction. Finally, the data is convertedto aform suitable for the recording medium by Eight-to-Fourteen modulation(EFM)and then written on a master disk using a precision laser cutting lathe. A

series of electroplating, stripping, and reproduction steps then producemultiple 'stampers', which are used to actually press the discs you put inyour player.







Of course, it is possible to create your own CDs with a modestly priced CD-Rrecorder (which does not allow erasing or re-recording). Now, re-writableCDtechnology with fully reusable discs enables recording and editing to be

donemore like that on a cassette tape

Like a phonograph record, the information is recorded in a continuousspiral.However, with a CD, this track (groove or row of pits - not to be confusedwith the selections on a music CD) starts near the center of the CD andspirals (counterclockwise when viewed from the label side) toward the outeredge. The readout is through the 1.2 mm polycarbonate disc substrate tohe aluminized information layer just beneath the label. The total lengthof the spiral track for a 74 minute disc is over 5,000 meters - which ismorethan 3 miles in something like 20,000 revolutions of the disc!

The digital encoding for error detection and correction is called theCross Interleave Reed Soloman Code or CIRC. To describe this assimply as possible, the CIRC code consists of two parts: interleavingof data so that a dropout or damage will be spread over enough physicalarea(hopefully) to be reconstructed and a CRC (Cyclic Redundancy Check) likeerrorcorrecting code. Taken together, these two techniques are capable of someremarkable error correction. The assumption here is that most errors willoccur in bursts as a result of dust specs, scratches, imperfections such aspinholes in the aluminum coating, etc. For example, the codes are powerfulenough to totally recover a burst error of greater than 4,000 consecutivebits - about 2.5 mm on the disc. With full error correction implemented(thisis not always the case with every CD player), it is possible to put a pieceof 2 mm tape radially on the disc or drill a 2 mm hole in the disc and havenoaudio degradation. Some test CDs have just this type of defect introduceddeliberately.

Two approaches are taken with uncorrectable errors: interpolation andmuting. If good samples surround bad ones, then linear or higherorder interpolation may be used to reconstruct them. If too much data hasbeen lost, the audio is smoothly muted for a fraction of a second.Dependingon where these errors occur in relation to the musical context, even thesedrastic measures may be undetectable to the human ear.

Note that the error correction for CDROM formats is even more involvedthan for CD audio as any bit error is unacceptable. This is one of manyreasons why it is generally impossible to convert an audio CD player into aCDROM drive. However, since nearly all CDROM drives are capable of playingmusic CDs, much can be determined about the nature of a problem by firsttesting a CDROM drive with a music CD.

3.3) CD (disc) construction

The information layer as mentioned above utilizes 'pits' as the storage



mechanism. (Everything that is not a pit is called a 'land'.) Pits aredepressions less than .2 um in depth (1/4 wavelength of the 780 nm laserlighttaking into consideration the actual wavelength inside the polycarbonateplastic based on its index of refraction). Thus, the reflected beam is 180degrees out of phase with incident beam. Where there is a pit, the

reflectedbeam from the pit and adjacent land will tend to cancel. This results inhighcontrast between pits and lands and good signal to noise ratio. Pits areabout .5 um wide and they come in increments of .278 um as the basic lengthofa bit (encoded, see below) on the information layer of the disc.

Each byte of the processed information is converted into a 14 bit runlengthlimited code taken from a codebook (lookup table) such that there are nofewerthan 2 or more than 10 consecutive 0s between 1s. By then making the 1stransitions from pit to land or land to pit, the minimum length of anyfeatureon the disc is no less than 3*p and no more than 11*p where p is .278 um.This is called Eight-to-Fourteen Modulation - EFM. Thus the length of apitranges from .833 to 3.054 um.

Each 14 bit code word has 3 additional sync and low frequency suppressionbitsadded for a total of 17 bits representing each 8 bit byte. Since a singlebitis .278 um, a byte is then represented in a linear space of 4.72 um. EFMinconjunction with the sync bits assure that the average signal has no DCcomponent and that there are enough edges to reliably reconstruct the clockfor data readout. These words are combined into 588 bit frames. Eachframecontains 24 bytes of audio data (6 samples of L+R at 16 bits) and 8 bits ofinformation used to encode (across multiple frames) information like thetime,track, index, etc:

Sync (24 + 3).Control and display (14 + 3).Data (12 * 2 * (14 + 3)).Error correction ( 4 * 2 * (14 + 3)).

--------------------588 total bits/frame

A block, which is made up of 98 consecutive frames, is the smallest unitwhichmay be addressed on an audio CD and corresponds to a time of 1/75 of asecond.Two bits in the information byte are currently defined. These are called Pand Q. P serves a kind of global sync function indicating (among otherthings) start and end of selections and time in between selections. Q bitsaccumulated into one word made of a portion of the 98 possible bits in ablockencodes the time, track and index number, as well as many other possiblefunctions depending where on the disc it is located, what kind of disc this

is, and so forth.



Information on a CD is recorded at a Constant Linear Velocity - CLV. Thisisboth good and bad. For CD audio - 1X speed - this CLV is about 1.2 meterspersecond. (It really isn't quite constant due to non constant coding packingdensity and data buffering but varies between about 1.2 and 1.4 meters per

second). CLV permits packing the maximum possible information on a discsinceit is recorded at the highest density regardless of location. However, forhigh speed access, particularly for CDROM drives, it means there is a needtorapidly change the speed of rotation of the disc when seeking between innerand outer tracks. Of course, there is no inherent reason why for CDROMs,thespeed could not be kept constant meaning that data transfer rate would behigher for the outer tracks than the inner ones. Modern CDROM drives withspecs that sound too good to be true (and are) may run at constant angularspeed achieving their claimed transfer rate only for data near the outeredgeof the disc.

Note that unlike a turntable, the instantaneous speed of the spindle is notwhat determines the pitch of the audio signal. There is extensivebufferingin RAM inside the player used both as a FIFO to smooth out data read off ofthe disc to ease the burden on the spindle servo as well as to providetemporary storage for intermediate results during decoding and errorcorrection. Pitch (in the music sense) is determined by the data readoutclock - a crystal oscillator usually which controls the D/A and LSI chipsettiming. The only way to adjust pitch is to vary this clock. Some high-endplayers include a pitch adjustment. Since the precision of the playback ofthe any CD player is determined by a high quality quartz oscillator, wowandflutter - key measures of the quality of phonograph turntables - are sosmallas to be undetectable. Ultimately, the sampling frequency of 44.1 Ksamplesper second determines the audio output. For this, the average bit ratefromthe disc is 4.321 M bits per second.

Tracks are spaced 1.6 micrometers apart - a track pitch of 1.6 um. Thus a12cm disc has over 20,000 tracks for its 74 minutes of music. Of course,unlikea hard disk and like a phonograph record, it is really one spiral trackover 3miles long! However, as noted above, the starting point is near the centerofthe disc. The width of the pits on a track is actually about .5 um. Thefocused laser beam is less than 2 um at the pits. Compare this to an LP: Along long playing LP might have a bit over 72 minutes of music on two sidesor36 minutes per side. (Most do not achieve anywhere near this much musicsincethe groove spacing needs to vary depending on how much bass content themusichas and wide grooves occupy more space.) At 33-1/3 rpm, this is just over1,200 grooves in about 4 inches compared to 20,000 tracks on a CD in a

spaceof just over 1.25 inches! The readout styles for an LP has a tip radius of



perhaps 2 to 3 mils (50 to 75 um).

3.4) And you thought driving on a narrow winding

country road was tough!

To put the required CD player servo system performance into perspective,hereis an analogy:

At a constant linear velocity of about 1.2 meters per second, the requiredtracking precision is astounding: Proper tracking of a CD is equivalent todriving down a 10 foot wide highway (assuming an acceptable tracking errorofless than +/- .35 um) more than 3,200 miles for one second of play or over14,400,000 miles for the entire disc without accidentally crossing lanes!

Actually, it is worse than this: focus must be maintained all this time tobetter than 1 um as well (say, +/- .5 um). So, it is more like piloting aaircraft down a 10 foot wide flight path at an altitude of about 12 miles(4mm typical focal length objective lens) with an altitude error of less than+/- 7 feet! All this while the target track below you is moving bothhorizontally (CD and spindle runout of .35 mm) 1 mile and vertically (discwarp and spindle wobble of up to 1 mm) 3 miles per revolution! Inaddition,you are trying to ignore various types of garbage (smudges, fingerprints,fibers, dust, etc.) below you which on this scale have mountain sizeddimensions. Sorry for the mixed units. My apologies to the rest of theworld

where the proper units are used for everything).

The required precision is unbelievable but true using mass producedtechnologythat dates to the late 1970s. And, consider that a properly functioning CDplayer is remarkably immune to small bumps and vibration - more so than anoldstyle turntable. All based on the reflection of a fraction of a mW ofinvisible laser light!

Of course, this is just another day in the entertainment center for the CDplayer's servo systems. Better hope that our technological skills areneverlost - a phonograph record can be played using the thorn from a rosebushusinga potter's wheel for a turntable. Just a bit more technology is needed toread and interpret the contents of a CD!

3.5) CD optical pickup operating principles

A diagram showing the major functional components of the three-beam opticalpickup described below is available in both PDF and GIF format:

* Get CDT3BP: cdt3bp.pdf or cdt3bp.gif.

This design is typical of older optical pickups (though you may come across







some of these). Newer types have far fewer individual parts combining andeliminating certain components without sacrificing performance (which mayevenbe better). Additional benefits result is lower cost, improved robustness,and increased reliability. However, operating principles are similar.

The purpose of the optical pickup in a CD player, CDROM drive, or opticaldiskdrive, is to recover digital data from the encoded pits at the informationlayer of the optical medium. (With recordable optical disks, it is alsousedto write to the disk medium.) For CD players, the resulting datastream isconverted into high fidelity sound. For CDROMs or other optical storagedevices, it may be interpreted as program code, text, audio or videomultimedia, color photographs, or other types of digital data.

Most of the basic operating principles are similar for single-beam CDpickupsand for pickups used in other digital optical drives.

It is often stated that the laser beam in a CD player is like the stylus ofaphonograph turntable. While this is a true statement, the actual magnitudeofthis achievement is usually overlooked. Consider that the phonographstylusis electromechanical. Stylus positioning - analogous to tracking and focusinan optical pickup - is based on the stylus riding in the record's groovescontrolled by the suspension of the pickup cartridge and tone arm. Theanalogaudio is sensed most often by electromagnetic induction produced by thestylus's minute movements wiggling a magnet within a pair of sense coils.

The optical pickup must perform all of these functions without anymechanicalassistance from the CD. It is guided only be a fraction of a mW of laserlight and a few milligrams of silicon based electronic circuitry.

Furthermore, the precision involved is easily more than 2 orders ofmagnitudefiner compared to a phonograph. Sophisticated servo systems maintain focusand tracking to within a fraction of a micrometer of optimal. (1 um isequalto 1/25,400 of an inch). Data is read out by detecting the difference indepth of pits and lands of 1/4 wavelength of laser light (about .15 um intheCD)!

* The laser beam is generated by a solid state laser diode emitting at 780nm(near IR). Optical power from the laser diode is no more than a couple

of mWand exits in a wedge shaped beam with a typical divergence of 10x30

degreesin the X and Y directions respectively.

* A diffraction grating splits the beam into a main beam and two (firstorder)

side beams. (The higher order beams are not used). Note that thediffraction



grating is used to generate multiple beams, not for its more commonfunctionof splitting up light into its constituent colors. The side beams are

usedfor tracking and straddle the track which is being read. The tracking

servo

maintains this centering by keeping the amplitude of the two return beamsequalized.)

* Next, the laser beam passes through a polarizing beam splitter (a type ofprism or mirror which redirects the return beam to the photodiode array),

acollimating lens, a quarter wave plate, a turning mirror, and the

objectivelens before finally reaching the disc.

* The collimating lens converts the diverging beam from the laser into aparallel beam.

* A turning mirror (optional depending on the specific optical path used)thenreflects the laser light up to the objective lens and focus/trackingactuators.

* The objective lens is similar in many ways to a high quality microscopeobjective lens. It is mounted on a platform which provides for movementin two directions. The actuators operate similarly to the voice coilsin loudspeakers. Fixed permanent magnets provide the magnetic fieldswhich the coils act upon. The focus actuator moves the lens up and down.The tracking actuator moves the coil in and out with respect to the disccenter.

* The collimated laser beams (including the 2 side beams) pass through theobjective lens and are focused to diffraction limited spots on theinformation - pits - layer of the disc (after passing through the 1.2millimeters of clear polycarbonate plastic which forms the bulk of thedisc).

* The reflected beams retrace the original path up until they pass throughthepolarizing beam splitter at which point they are diverted to the

photodiodearray. The polarizing beam splitter passes the (horizontally polarized)laser beams stright through. However, two passes (out and back) throughthe quarter wave plate rotates the polarization of the return beam to bevertical instead and it is reflected by the polarizing beam splitter

towardthe photodiode array.

The return beams from the disc's information layer are used for servocontrolof focus and tracking and for data recovery.

* A cylindrical lens slighlty alters the horizontal and vertical focaldistances of the resulting spot on the photodiode array. The spot will

thenbe perfectly circular only when the lens is positioned correctly. To

closeor to far and it will be elliptical (e.g., elongated on the 45 degree

axisif too close but on the 135 degree axis if too far).



The central part of the photodiode array is divided into 4 equalquadrantslabeled A,B,C,D. Focus is perfect when the signal = (A+C)-(B+D) = 0.

The actual implementation may use an astigmatic objective lens rather

than aseparate cylindrical lens to reduce cost but the effect is the same.Sincethe objective lens is molded plastic, it costs no more to mold an

astigmat(though grinding the original molds may have been a treat!). It is evenpossible that in some cases, the natural astigmatism of the laser diodeitself plays a part in this process.

* The side beams created by the diffraction grating are positioned forwardandback of the main beam straddling the track of pits being followed (notdirectly on either side as shown in the diagram - but that was easier todraw!).

Segments on either side of the photodiode array designated E and Fmonitorthe side beams. Tracking is perfect when the E and F signals are equal.

* The data signal is the sum of A+B+C+D.

In essence, the optical pickup is an electronically steered and stabilizedmicroscope which is extracting information from tracks 1/20 the width of ahuman red blood cell while flying along at a linear velocity of 1.2 metersper second!

See the sections: "Parts of a CD player or CDROM drive" and "StartupProblems"for more information on the components and operation of the optical pickupanddescriptions and photos of some typical laser diodes, optical pickups, andoptical decks.

3.6) Optical pickup complexity

The opto-mechanical design of optical pickups varies widely. Originally,

theywere quite complex, bulky, heavy, and finicky with respect to opticalalignment. However, in their continuing effort to improve the design,reducethe size and mass, and cut costs, the manufacturers have produced modernpickups with remarkably few distinct parts. This should also result inbetterperformance since each optical surface adds reflections and degrades thethebeam quality. Therefore, the required laser power should be reduced andthesignal quality should improve.

* Generally, the most complex types are also the oldest. With these, therewere individual optical elements for each stage in the beam path andcompletely separate laser diode and photodiode array packages. In short,









while details varied, the overall construction was very similar to thediagram and description given in the section: "CD optical pickup

operating principles". These also had several optical adjustments - whichin somecases needed frequent attention.

An example of this type is the Sony KSS110C Optical Pickup. Mostcomponentsperform individual functions and it is larger and heavier than more

moderndesigns.

* The most common types still have a separate laser diode and photodiodearraybut may have eliminated the cylindrical and collimating lenses and

perhapsthe polarizer and quarter wave plate. There are few if any adjustments.

The Sony KSS361A Optical Pickup is typical of these mainstream designs.With very minor variations (mostly in mounting), various models may be

foundin all types of CD players and CDROM drives manufactured by Sony, Aiwa,

andothers.

Another similar design is used in the Sanyo K38N Optical Pickup which issomewhat newer and more compact.

For a diagram and detailed description of these mainstream pickups, seethesection: "Sony KSS series optical pickups".

* Some manufacturers have gone to a combined laser diode/photodiode (LD/PD)array package which looks like a large LD but with 8 to 10 pins. Aside

fromthe objective lens assembly, the only other part may be the turning

mirror,and even this is really not needed. Such a pickup can be very light inweight (which is good for fast-access CDROM drives) and extremely

compact.

Eliminating the components needed to separate the outgoing and returnbeamsshould result in substantial improvement in optical performance. The

onlydisadvantage would be that the beams are no longer perfectly

perpendicularto the disc 'pits' surface and this may result in a very slight, probablynegligible reduction in detected signal quality - more than made up for

bythe increased signal level.

The CMKS-81X Optical Pickup and Optical Pickup from Philips PCA80SC CDROMare typical of these modern designs.

The smallest ones such as the Optical Pickup from the Philips CR-206CDROMare only about 1/2" x 5/8" x 3/4" overall - just about the size of the

lens

cover! For this single-beam pickup, there are absolutely NO additionaloptical elements inside. A three-beam pickup would have a diffraction























grating in front of the laser diode.

For a diagram and detailed description of this type of pickup, see thesection: "Super simple optical pickups".

Go to [ Next] segment

Go to [Table 'O Contents]







CD Javitas4

Documents