冯志辉,于丽丽(.江苏新科电子集团;.建东职业技术学院,江苏 常州 3000)
DVD播放机“跳槽”故障的解决方法
冯志辉1,于丽丽2
(1.江苏新科电子集团;2.建东职业技术学院,江苏常州213000)
主要讨论了DVD播放机播放过程中“跳槽”故障,分析了产生“跳槽”故障的原因,通过实验分析,发现机械振动过大和机械传动不良对“跳槽”故障的影响占很大的比例,并且针对机械方面的故障提出了解决方案。
DVD播放机;“跳槽”故障;激光机械振动
DVD(数码多用途碟,DigitalVersatileDisc)实质上是容量更大、速度更快的CD。DVD技术集计算机技术、光学记录技术和影视技术等为一体。它可以保存电影节目、多媒体音频以及各类数据信息。DVD光盘以一种数字存储形式包容家用、商用等各类数据信息,由于其具有存储量大可以包含更多信息的优点,估计不远的将来会取代CD盘、录象带、镭射影碟等家庭游戏存储设备等等。由于半导体技术的发展,当今DVD播放机所采用的集成电路都具有较高的使用寿命,所以不是故障发生的重点。一般故障都发生在机械部分,特别是机械振动和机械传动方面的故障占了很大的比例。所以对此类故障要采取一定的防御措施。
对于DVD播放机来说,主要功能就是能够正确且顺畅的读出光盘上的数据。对DVD机芯而言,当机械振动幅度超过一定范围或者机械传动不良,就不能连续稳定地读出光盘上的信息,出现重复播放或跳越曲目的现象,这就是“跳槽”。严重的“跳槽”会产生类似唱针刮磨唱片时发出的“吱咯“声,而图像则产生定格或破碎。由于“跳槽”现象是一种严重缺陷,它导致了整个DVD机器的性能的降低,因此有必要研究其产生原因,并且寻找相应措施来消除该种缺陷。
为了分析“跳槽”故障的原因,我们有必要了解DVD播放机的整体结构。整机包括以下几个部分:电源控制部分、主板解码板、面板键控部分、机芯、机箱等几部分组成。DVD机芯通过螺钉固定在机箱上,数字信号读取系统由激光头和碟片转动部分组成,该部分是DVD机芯的核心部件。碟片转动部分中压盘组件,利用磁铁吸力将碟片压在机芯主轴转盘上,激光头然后聚焦在碟片的信号层上读取信号。DVD播放机读取碟片时,机芯信号读取系统会产生振动。机械振动可由以下几方面造成:(1)机芯在高速读取光盘信号时由于碟片转动不平衡引起的机械振动。由于市场光盘的质量没有一个严格的控制体系,导致出现各种偏心、偏重等缺陷光盘,激光头信号读取系统在高速运转状态时读取类似有缺陷的光盘时就会产生不平衡等物理现象,从而引发机械震动,导致碟片转动时机芯会产生一定频率的水平振动和垂直振动;(2)信号读取系统在读取光盘时,靠激光头的上下移动来识别和读取光盘上的数据。这种上下移动是依靠马达的驱动来实现的,然后再由一个齿轮传动机构进行连接,从而完成在快速不间断的扫描移动过程中读取数据的工作流程。由于碟片转动时的偏心和跳动,激光头读取部件在读取数据时时需要不断做水平和垂直方向的循迹校正运动,从而会产生一定的运动误差。另外由于激光头组件自身设计及装配的不平衡性,导致激光头读取部件产生一定范围内的振动;(3)DVD机芯主轴马达由于在转动过程中有偏心现象,而且随着速度的提高,其主轴电机纵向和横向力会变大,从而导致其震动变大,导致碟片转动时机芯也会产生一定频率的水平振动和垂直振动。因此在高速转动时,主轴马达不可避免地会产生机械震动。
由于信号读取系统的机械振动主要是由以上几个振动方式复合叠加而成的,而且在不同振动频率下会出现不同的振幅。在此,可将信号读取系统等效为是一个有着可变固有频率的单元。如果施加一个外加振动源,当该振动源频率与信号读取系统本身的振动频率一致时,会产生共振叠加,从而使激光头读取部件运动误差达到最大,激光头不能准确聚焦准拾取相关数据信息,这会导致循迹伺服单元失去控制,从而出现“跳槽”现象。
机械传动方面的故障也可引起DVD播放机“跳槽”。因机械传动方面的故障引起的跳槽表现为随机性比较强,信号丢失时间间隔大,严重时候会引起DVD画面静止,需要重新启动才能播放。机械传动不良引起的故障发生在机芯的传动部分,例如螺杆驱动系统或传动皮带打滑等等。
根据以上问题分析,我们解决的首要问题是如何降低机械振动。对于由不标准的碟片引起的跳槽故障,我们坚决反对使用盗版碟片,盗版打击了创作者积极性和利益,严重影响了相关的产业和市场秩序,是对知识产权的不尊重。对于信号读取系统,我们可以通过改变压盘的配合结构和尺寸的方式来控制碟片变形,从而影响其等效固有频率。对于信号读取系统与避振垫构成的多自由度振动系统,我们采用独特的“机械缓冲术”。机械缓冲术的主要工作原理是通过调整两层减震橡胶垫的软硬度,将其机芯系统内部的震动自动吸收分解,从而使激光读取光头和光盘达到一种相对静止稳定的状态,增加激光头读盘的稳定性和可靠性。这种技术既增加了产品对不平衡盘片的容忍度,又在很大程度上提高了读盘的成功率。
我们曾经对普通马达和自动平衡轴马达做过对比试验,发现自动平衡轴马达相对普通马达来说,确实能有效降低系统的振动。自动平衡轴马达通过滚珠的移动自动校正平衡位置,对偏心的的或者厚度尺寸不一致的盘片重新校正相对位置,从而使碟片的重心保持一定的稳定性,使激光头达到最佳的读取状态。我们还试验了液体轴承的转动马达,该马达也能有效减少主轴马达震动。通过以上试验可以说明一个性能优异的马达能有效地减少DVD播放机“跳槽”的故障,降低震动。
对于因机械传动而引起的跳槽故障,则只需拆开机壳,卸下机芯,就可以找到故障。
从试验结果看,机械振动过大和机械传动不良是影响DVD播放机发生“跳槽”故障的两大主要原因。只有不断的进行技术创新和改良,才能从根本上提高DVD播放机的整体性能,从而制造出性能更优异的DVD播放机。
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冯志辉(1976—),男,工程师,新科电子集团研发工程师,从事DVD影碟机产品开发。