Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ AUDIO- VIDEO SỐ 1.1 TỔNG QUAN VỀ AUDIO SỐ: 1.1.1 Tín hiệu AUDIO: Từ cuối kỷ 19, âm điện tử phát triển dạng hệ thống máy điện thoại Sang đầu kỷ 20, máy quay đĩa máy phát mở ứng dụng cho âm điện tử, đến mức gần gia đình giới văn minh ngày sở hữu vài thiết bị phục vụ đời sống tinh thần Âm tự nhiên: Âm biến đổi áp suất nhanh xảy khơng khí nhiều q trình tự nhiên gây nên Tiếng gió thổi cành cây, tiếng sóng biển vỗ bờ, tiếng chim hót… tất âm tự nhiên Nhiều hệ thống người chế tạo tạo biến đổi áp suất tương tự, có chủ định song đơi khách quan Tai người phản ứng lại với biến đổi áp suất khơng khí phạm vi tần số khoảng từ 30 Hz đến 15.000 Hz sau đưa đến não âm Độ lớn hay biên độ dao động biến đổi áp suất tạo nên cảm giác tiếng ồn Tái tạo âm tự nhiên: Âm điện tử gọi chung Audio Âm thu từ nguồn nhờ nhiều micro tín hiệu audio thu truyền qua hệ thống tới loa phát Nguồn âm Thu audio Lưu trữ truyền dẫn Máy thu Loa Hình 1.1: Hệ thống tái tạo âm điện tử Mục đích tái tạo âm điện tử để tải sóng âm đến khoảng cách xa không gian thời gian, để người nghe tiếp nhận thể họ nghe âm trực tiếp từ nguồn Một mục đích khác để chau chuốt âm tự nhiên, làm cho âm điện tử hay âm gốc, tạo âm khơng có tự nhiên 1.1.2 Tín hiệu AUDIO số: Vẫn theo truyền thống, Audio số hoá theo công đoạn sau: Lấy mẫu: Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Quá trình lấy mẫu thực việc nhân tín hiệu audio tương tự với chuỗi xung có thời gian lặp lại với tần số lấy mẫu Đó trình điều biên xung (PAM) miền thời gian hình 1.2 miền tần số hình 1.3 Biên độ T/h Audio Thời gian Tín hiễu lấy mẫu PAM Điều biên Xung lấy mẫu Thời gian Hình 1.2: Quá trình điều biên miền thời gian Khi tần số lấy mẫu fs ≥ 2fmax xuyên nhiễu hai phổ, cần lọc (LPF) tách tín hiệu gốc - Khi fs < fmax tín hiệu qua LPF bị xuyên nhiễu gọi Aliasing noise không chấp nhận Fmax tần số cao tín hiệu nguyên thủy, Audio f max = 20 KHz ⇒ choïn fs = 44.1 KHz, fs tần số lấy mẫu - Trước thực ADC, phải giới hạn băng tần audio đến ½ f s, không gây tượng chồng phổ méo tín hiệu khôi phục - Xung lấy mẫu phải có thời gian hẹp, chu kỳ lấy mẫu f s Biên độ Biên độ Tần số Phổ tần số lấy mẫu Điều biên fs Tần số 2fs Tần số fs-fmax fs+fmax Hình 1.3: Quá trình điều biên miền tần số Trong thực tế ADC, giá trị biên độ xung mẫu giữ đến đạt mẫu tiếp theo, hình 7.4, 7.5 Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Biên độ T/h Audio Thời gian Tín hiệu lấy mẫu Điều biên Tải Thời gian Thời gian Hình 1.4 : Quá trình lấy mẫu giữ miền thời gian Biên độ Tín hiệu audio Biên độ Tần số Điều biên fS fS 2fS 2fS Tần số 3fS Tần số Hình 1.5 : Quá trình lấy mẫu giữ miền tần số Hiện thường dùng chuẩn tần số lấy mẫu cho tín hiệu Audio: - 32 KHz (tiêu chuẩn chuyên dụng) dùng truyền dẫn phát FM stereo - 44.1 KHz (tiêu chuẩn dân dụng ) : Dùng VCR, CD, R_DAT player - 48 KHz (tiêu chuẩn phát thanh) : Tiêu chuẩn phát băng tần rộng truyền hình chất lượng cao - Lấy mẫu tần số cao (over sampling) 4fs để giảm méo lượng tử SNR[db] = 6.02n + 1.76 + 10log10d Với d : hệ số lấy mẫu tần số cao (d = 4) N : Số bit / mẫu lượng tử Lượng tử hoá (Quantizing): Sau trình lấy mẫu trình lượng tử hoá Các mức biên độ rời rạc mức biên độ với giá trị nhị phân tương ứng Nếu n bit lấy mẫu có n khoảng lượng tử Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Cắt số Biên độ 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 Thời gian a Thời gian lấy mẫu giá trị lượng tử hoá Thời gian b giá trị hold Thời gian c Sai số lượng tử hoá Hình 1.6: Quá trình lượng tử hoá bit - Khoảng lượng tử không đối xứng với chuyển dịch dương âm tín hiệu audio gốc - Số mức lượng tử tăng méo lượng tử tăng méo lượng tử giảm - Gọi Q khoảng lượng tử hoá ( + Q Q ÷ − ) ta có tỉ số tín hiệu / nhiễu lượng 2 tử SNR : n −1 × Q SNR = V = N Q = n 1,5 12 Với tín hiệu Sine V = n −1 × Q [volt rms] Nhiễu lượng tử N = Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG Q 12 [Vms] Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số ⇒ SNR [db] = 6,02n + 1,76 Với n số bit lượng tử hoá (số bit/mẫu lượng tử hoá) Mã hoá (coding): Mỗi giá trị lượng tử hoá nhị phân cần phải mã hoá để phù hợp với loại tín hiệu lấy mẫu, truyền dẫn ghi âm Hệ thống thường dùng PCM (điều biến mã xung), PWM (điều chế độ rộng xung), ADM (điều chế delta thích nghi), DPCM (điều xung mã vi sai), floating point (điểm di động ) Loại PCM dùng nhiều đơn giản, nhiên hiệu Đặc điểm thực tuyến tính cho tấc khoảng lượng tử hóa Các mức lượng tử hoá gán từ mã theo trật tự logic Hình 1.7 sơ đồ khối trình mã hoá giải maõ PCM Analog input Bandpass filter PAM Analog to digital converter Sample and hold Transmission medium Digital to analog PAM converter Hold circuit Low-pass filter Analog output Hình 1.7 : Sơ đồ khối đơn giản hoá hệ thống PCM 1.1.3 Giao diện số AES/EBU: Câú trúc giao thức AES/EBU Tiêu chuẩn tín hiêụ video số AES/EBU giao thức cho phép thiết bị số phát thu tín hiệu audio số Khung liệu tạo hai khung (khung A B) Mỗi mẫu liệu phối hợp từ nguồn audio kênh, liệu phụ, liệu mở đầu, thông tin giá trị (V), thông tin thêm vào để trợ giúp người sử dụng liệu (U), thông tin tham số hệ thống (C) bít chẵn lẻ (P) để phát sai số truyền để kiểm tra độ tin cậy kênh Các khung liệu audio nhóm lại thành khối (block) gồm 192 khung Một tín hiệu cờ gửi dòng liệu cho phép nhận biết block Khoảng thời gian tồn khung audio 20,83 µs hệ thống lấy mẫu 48 KHz Do thời gian tồn khối AES/EBU là: 20,83 µs x 192=4000 µs Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Z Channel A Frame Y Channel B X Y Channel A Channel B X Frame Channel A Y Channel B Frame 191 Frame Khối Audio Z flag Dữ liệu mở đầu gồm bit, hay gọi từ đồng bộ, dùng để nhận biết bắt đầu mẫu block Ba từ lại sử dụng trong: - Từ đồng Z: dãy bít cho biết bắt đầu khung khối (block) audio Từ tạo cờ Z - Từ đồng X: từ cho biết bắt đầu tất khung A - Từ đồng Y: từ cho biết bắt đầu khung B Mỗi khung audio gồm khung con, khung gồm 32 bit Mỗi mẫu tín hiệu audio, theo lý thuyết gồm 16 đến 20 bít tới 24 bít bít phụ coi bít mẫu tín hiệu audio Bít phụ cho biết tình trạng dãy bit kênh, nằm byte 2, bít 0-2 Mỗi khung có bit phụ: - Bit giá trị (V): bit cho biết bit liệu lấy mẫu âm trước có hay khơng - Bit sử dụng (U): bit cho biết thông tin thêm vào để trợ giúp người sử dụng liệu - Bit kênh (C): giống bit sử dụng, bit kênh có mặt khung phụ, gửi tới hàng đợi tạo 28 hàng Nội dung hàng đợi quan trọng việc xác định nội dung từ liệu audio - Bit parity (P): bit parity đặt để định parity chẵn Bit parity cho phép phát số lẻ lỗi trình truyền dẫn Một số thiết bị bỏ qua bit thi hành khơng xác q trình định Các đặc điểm giao diện kênh chuẩn AES/EBU: Đặc điểm định dạng giao diện sử dụng AES/EBU bảng sau: + Định dạng: truyền dẫn nối tiếp hai kênh số liệu lấy mẫu mã hố tuyến tính + Các thơng số phát: tín hiệu không cân Các nối: giắc cắm âm RCA Biên độ tín hiệu ra: 500mVđỉnh-đỉnh ứng với tải 75Ω (không cân bằng) + Các thông số thu: Tín hiệu vào khơng cân Các giắc cắm âm RCA Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Trở kháng vào 75Ω Định dạng kênh người sử dụng dùng thiết bị CDs RDATs với tín hiệu vào số 1.2 Tổng quan VIDEO sè: 1.2.1 Tín hiệu VIDEO: 1.2.2 Số hóa tín hiệu VIDEO: Lấy mẫu tín hiệu Video số Tín hiệu vào fv có tần số fb biến đổi từ hình bao dạng sóng qua xung hẹp với chu kỳ lấy mẫu TS Tần số lấy mẫu : fS = TS Do phổ tín hiệu sau lấy mẫu chồng lên tạo thành nhiễu aliasing nên tần số lấy mẫu phải thoả định lý lấy mẫu, tức f s ≥ 2fb Với tần số bảo đảm tái tạo lại tín hiệu nguyên thuỷ thực trình biến đổi số – tương tự Biên độ Biên độ Aliasing Băng tần Biên thấp Biên cao fS - f b fb fS fb fS - f b fS + fb Tần số fS fS + fb Tần số Hình 7.8: Phổ tín hiệu sau lấy mẫu a Tần số lấy mẫu tín hiệu Video tổng hợp (Composite Video Signal) Đối với tín hiệu video tổng hợp, tần số lấy mẫu tín hiệu video thông thường 2, lần tần số sóng mang màu fsc Thông thường người ta choïn fs = 3fsc NTSC : fs = 10.7 MHz Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số PAL : fs = 13.3 MHz Thế người ta thường dùng fs = 4fsc NTSC : fs = 14.32 MHz PAL : fs = 17.72 MHz Do tín hiệu video số mang đầy đủ khuyết điểm video tương tự nên người ta thường sử dụng phương pháp số hoá tín hiệu thành phần b Tần số lấy mẫu tín hiệu Video thành phần (Component Video Signal) Với tín hiệu video thành phần, tần số lấy mẫu thường lấy thông qua tỉ lệ tần số tín hiệu chói tín hiệu màu Thông thường có tỉ lệ 4:1:1; 4:2:2; 4:4:4…, ta nghiên cứu kỹ phần sau Lượng tử hoá biên độ tín hiệu video (Quantizing) Đây trình biến đổi tín hiệu sau lấy mẫu thành khoảng rời rạc, gọi khoảng lượng tử (Q) Q = 2n Với n số bit/mẫu Nếu n = 8, có 28 = 256 khoảng lượng tử Có hai cách lấy khoảng lượng tử: - Tuyến tính: khoảng lượng tử cách không phụ thuộc tín hiệu analog vào - Không tuyến tính: Các khoảng lượng tử thay đổi theo biến đổi biên độ tín hiệu Các vùng biến đổi khoảng cách lượng tử thưa, vùng biến đổi nhiều khoảng cách lượng tử ngắn Quá trình lượng tử làm tròn đỉnh xung vuông (biên độ tín hiệu lấy mẫu so sánh với mức lượng tử gần nhất) Như có sai số trình lượng tử hóa làm tròn Sai số ≤ ± Q Khi lượng tử hoá tuyến tính, lượng tử với số bit/mẫu thấp xuất sai số lượng tử > Q Sai số gây nhiễu làm méo tín hiệu tạo thành đường viền (contouring effects) Giá trị trung bình (RMS – Root Mean Square) sai số lượng tử có giá trị : Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số RMS = Q 12 Giaù trị tín hiệu (bộ DAC) là: (2n – 1)Q S Người ta thường dùng tỷ số tín hiệu đỉnh nhiễu lượng tử Q để làm MRS tiêu đánh giá thiết bị số hoá S QRMS  n Q 12   = 6.02n + 10.8[ dB ] = 20 log10    Q   Với n = : S QRMS = 58.96dB S Thực tế có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tỷ số Q : RMS - Việc hạn chế fmax - Khoảng lượng tử hoá tín hiệu video tích cực… S Do đó, thực tế tỷ số Q tính sau: RMS S QRMS Trong ñoù :  f = 6.02n + 10.8 + 10 log10  s 2f  max  f 10 log10  s 2f  max  Vq − 20 log10  V −V b  w  Vq   − 20 log10   V −V b   w       giá trị ảnh hưởng fmax     ảnh hưởng khoảng video tích cực   N : số bit/mẫu Fs :là tần số lấy mẫu Fmax : tần số video cực đại (4.2; 5; 5.5; mhz) Vq : điện áp tín hiệu toàn khoảng lượng tử [V] Vw : điện áp mức trắng [V] Vb : điện áp mức xoá Vw – Vb = 0.7V hệ PAL 0.714V hệ NTSC Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Mã hoá (Coding) Đây bước xếp giá trị số sau lượng tử hoá theo khung thuộc cấu trúc Tiêu chuẩn Composite số a Tiêu chuẩn Digital Composite fs = 4fsc PAL (tiêu chuẩn PAL 4fsc) STT Thông số Giá trị PAL 625/50 Số mẫu/dòng 1135 (trừ dòng 313 625) Số mẫu/dòng tích cực 948 Tần số lấymẫu fs Fs = 4fsc = 17.734475 mhz Trạng thái pha lấy mẫu +450;+1350;+2250;+3150 Mã hoá Lượng tử hoá Độ phân giải lượng tử hoá 10 bit/mẫu Tốc độ liệu 177.3Mb/s Bảng 7.1: Các thông số tiêu chuẩn PAL 4fsc - Tải màu fsc (Burst) thay đổi pha theo hai giá trị +135 +225 tạo xung lấy mẫu fs - Tải màu PAL có chứa tần số Offset 25Hz Như f sc là: Fsc = ( 2n + 1) f fH + V = 285.75 f H + 25 Hz = 4.43361875MHz , với n=567 - Số chu kỳ tải màu aûnh (frame): f SC = 177344.75 chu kyø/frame 25 - Tần số lấy mẫu fs có pha 00 trục U Fs = 4fsc = 17.734475 mhz + Số mẫu dòng tính hai xung đồng kề nhau: f S 17.734475 MHz Mẫu = = 1135.0064 fH 15625Hz dòng + Số mẫu tổng cộng ảnh : Sốmẫu Sốdòng × = 1135.0064 × 625 = 109379 mẫu Dòng ảnh Nếu chọn số mẫu/dòng 1135 số mẫu/ảnh 709375, có 948 mẫu/dòng tích cực 187 mẫu/khoảng xoá doøng Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 10 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số 2.3.5 Mạch SLED SERVO:(Mạch điều chỉnh động dịch chuyển đầu đọc) Mạch Sled Servo có nhiệm vụ điều khiển động dịch chuyển đầu đọc Pickup để tạo tác động dịch chuyển cụm quang học từ đĩa ngược lại cách sử dụng Sled motor Mạch Tracking Servo có tầm điều khiển khoảng 80 Track (±40 Track) Nếu cụm quang học lệch khỏi 80 track mạch sled Servo hoạt động kéo cụm quang học dịch chuyển tới khoảng 80 Track Sơ đồ khối mạch Sled Servo Tầng lái Tracking Servo Lái  Mạch tích phân R Đệm  So sánh  C + - SE +   SW -   Vref M Hình 2.44: Sơ đồ khối mạch Sled Servo Mạch Sled Servo hình thành mạch tích phân, so sánh tầng lái Điện áp trung bình tín hiệu TE (Tracking Error) từ mạch Tracking Servo tăng theo thời gian Sự khác biệt theo điện áp trung bình lấy nhờ mạch tích phân tín hiệu TE, tín hiệu SE (Sled Error) sử dụng để lái Sled Motor cho vật kính giữ tầm điều chỉnh so với điện áp chuẩn tâm hệ Để truy tìm nhạc bất kỳ, SW2 bậc vị trí “on” để lập mạch Servo khỏi hệ thống, sau mạch khuếch đại thuật tốn tầng lái cấp dòng dương âm làm quay Sled Motor theo chiều thích hợp để dịch chuyển cụm quang học Mức độ dịch chuyển cụm quang học tính tốn từ liệu bảng nội dung TOC (Table Of Content) cách đối chiếu sai lệch vị trí hành vị trí truy xuất Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 133 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Ngõ mạch tích phân Ngõ so sánh Motor Motor OFF ON Hình 2.45: Sự tách dị tín hiệu sai lệch điều khiển động SLED Mạch Sled Servo sử dụng IC CXA 1081 CXA 1082 Hoạt động mạch: Tín hiệu lái Tracking xuất chân (11) IC CXA 1082 lọc nhờ mạch tích phân để cấp cho ngõ vào mạch so sánh chân (19) IC CXA 1082, ngõ tín hiệu lái Sled Motor xuất chân (20) IC CXA 1082 (SLO: Sled Motor Output) Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 134 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 135 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Hình 2.46: Sơ đồ mạch Sled Servo sử dụng IC CXA 1082 .3.6.2.4 Mạch SPINDLE SERVO: Mạch Spindle Servo điều chỉnh vận tốc quay motor để làm quay đĩa Ngoài ra, mạch Spindle Servo cịn có nhiệm vụ tách tín hiệu đồng liệu ghi lên đĩa điều khiển vận tốc quay đĩa cho khoảng cách tín hiệu đồng khơng đổi Sơ đồ khối mạch Spindle Servo 7,35KHz Điều chỉnh động quay đĩa mức thô OSC Nhận diện / bảo vệ đồng khung EFM CLV-S Tách clock bit Khối so tần CLV-P xung Điều chỉnh động quay đĩa mức tinh Khối so pha SW Drive Spindle Motor M OSC 4,3218KHz Hình 2.47: Sơ đồ khối mạch Spindle Servo Không đĩa Analog, đĩa CD việc sử dụng vận tốc dài không đổi CLV ( Constant Linear Velocity), vận tốc quay đĩa thay đổi từ 500 vòng / phút đầu đọc vị trí 200 vịng /phút đầu đọc vị trí ngồi (vận tốc dài khơng đổi từ 1,2 đến 1,4 m/s) Mạch CLV-Servo có chế độ hoạt động: CLV-S (Speed) CLV-P (Phase) Chế độ CLV-S: Chế độ hoạt động thô CLV Servo dùng trường hợp: Tại thời điểm bắt đầu quay đĩa trường hợp nhảy Track (trong trường hợp tốc độ quay đĩa có thay đổi đột ngột có thay đổi đột ngột đường kính đĩa) Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 136 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Mạch CLV-P: Điều khiển hoạt động so pha bit clock 4,3218 Mhz tách từ tín hiệu EFM q trình plat tín hiệu dao động thạch anh 4,3218 Mhz điều chỉnh vận tốc quay đồng pha Motor đĩa Mạch CLV-S so sánh tần số dao động tín hiệu đồng khung 7,35 Khz tách từ tín hiệu EFM dao động chuẩn 7,35 Khz Phân tích sơ đồ mạch Spindle Sero Nhiệm vụ thành phần mạch: IC CXA 1372Q: IC có nhiệm vụ điều chỉnh độ hội tụ tia Laser, điều chỉnh cuộn Tracking, Motor trượt cụm quang học tạo tín hiệu EFM IC LA 1632M: IC sử dụng để lái cuộn Focus, cuộn Tracking, động dịch chuyển cụm quang học động quay đĩa IC CDX 2500Q: IC xử lý tín hiệu số, tín hiệu âm thanh, ổn dịnh tốc độ quay đĩa Mạch có nhiệm vụ tách bit clock, tách đồng khung để so sánh với tín hiệu chuẩn7,35 Khz 4,3218 Mhz để ổn định vận tốc quay đĩa Vcc Vss 22 CLK 23 XL 24 DATA RF 40 36 12 Vcc 33 Vcc CXD 2500Q Spindle Servo CXA1372Q EFM 32 24 79 78 77 74  22 29 1 LA1632M 30  11  18 20 1 M 21 19   CLK DATA XLTO CLK Hình 2.48: Sơ đồ nguyên lý mạch Spindle Servo 3.6.3 Các mạch điều khiển MOTOR (Mạch Loading Motor, Mạch Sprindle Motor, M¹ch Sled Motor, M¹ch Tray Motor) 2.4 CÁC MẠCH MDA (Motor Driver Amplifier) ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 2.4.1 Mạch MDA sử dụng động nạp đĩa Nhiệm vụ mạch MDA loading motor: Là động DC dùng để nạp ổ đĩa vào đưa ổ đĩa khỏi máy Sơ đồ khối điều khiển: Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 137 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Mạch MDA dùng Transistor: Hình 2.49: Sơ đồ khối điều khiển Loading motor Mạch MDA động nạp đĩa * Mạch MDA dùng Transistor Căn vào trạng thái TRAY SW, Vi xử lý lệnh điều khiển OP-AMP Khi OP-AMP bão hoà dương Ql dẫn Q2 tắt động quay theo chiều thuận Khi ngõ OP Amp bão hoà âm Ql tắt Q2 dẫn động quay theo chiều ngược lại Hình 2.50: Mạch MDA động nạp đĩa dùng Transistor * MDA sử dụng động nạp đĩa dùng IC Thông dụng IC BA 6029, BA6109, TA 7291 Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 138 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Hình 2.51: MDA sử dụng IC BA 6029, BA6109 * IC BA 6209, BA 6109 + RVS: Điều khiển quay ngược, chân đổi mức, motor quay ngược + FWD: Điều khiển quay thuận, chân đổi mức, motor quay thuận Hình 2.52: Sơ đồ khối IC BA 6209 2.4.2 Mạch MDA điều khiển động quay đĩa (Spindle motor, Disc motor) Nhiệm vụ mạch MDA Disc motor Động quay đĩa động dùng dòng điện AC DC có nhiệm vụ điều khiển đĩa quay với vận tốc 500 vòng/phút (khi đầu đọc nằm cùng) 200vòng/phút (khi đầu đọc cùng), động hoạt động theo nguyên tắc CLV (Constant Lineas Velocity: vận tốc dài không đổi) Sơ đồ khối điều khiển Spindle motor Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 139 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Hình 2.53: Sơ đồ khối điều khiển Spindle Servo Mạch điện: - Mạch MDA động quay đĩa loại DC + DM: Disc motos + Khi DM+:H; DM- : L → ngõ OP -Amp = H + Ql dẫn → Q2 tắt → Disc mo to quay (khởi động) Người ta thiết kế mạch điện cho hai chân MD MD điều khiển vận tốc quay Disc motor ổn định Ở vận tốc ,2m/s Hình 2.54: Mạch MDA động quay đĩa loại DC Chú ý: Đầu vào khuếch đại thuật toán (thực chất mạch khuếch đại so sánh) lấy từ IC Servo - Mạch MDA động quay đĩa loại AC: MDCA, MDCB : ngõ điều khiển động HVAL, HVA2: tín hiệu hồi tiếp Hall định vị Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 140 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Hình 2.55: Mạch MDA motor quay đĩa máy PIONEER PĐ-SM Hình 2.56: Mạch điều khiển Disc motor máy PD-515 + Chân(46) IC Servo có nhiệm vụ cung cấp điện áp điều khiển mạch MDA + Chân(45) nhận tín hiệu hồi tiếp DC từ ngõ motor để ổn định vận tốc động 2.4.3 Mạch MDA điều khiển cuộn Focus, Tracking Nhiệm vụ Mạch MDA điều khiển cuộn Focus, tracking có nhiệm vụ lái cuộn Focus tracking đầu đọc quang học để tạo dịch chuyển vật kính theo chiều đứng (Focus) theo chiều ngang (tracking) nhằm đảm bảo điểm sáng laser rơi track cần đọc Sơ đồ khối mạch điều khiển cuộn Focus, Tracking Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 141 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Hình 2.57: Sơ đồ khối mạch điều khiển cuộn Focus Tín hiệu điện nhận từ ma trận diode A, B, C, D mắt cấp cho khối Focus, Servo Amp (khuếch đại Focus, Servo), đến mạch Servo, ngõ mạch Servo tín hiệu điều khiển cuộn Focus định chiều dịch chuyển khoảng cách dịch chuyển cuộn Focus Đầu vào cộng hai tín hiệu A+C Đầu vào trừ tín hiệu B+D Sau nghe qua biến đổi I-V điện áp sai lệch đa đến điều khiển cuộn dây hội tụ Nếu hội tụ tốt điện áp điều khiển cuộn dây coi Trong trường hợp sai lệch cuộn Focus tạo điện áp đầu khuếch đại đưa đến điều khiển cuộn dây Sơ đồ khối điều khiển cuộn Tracking Hình 2.58: Sơ đồ khối điều khiển cuộn tracking Tín hiệu điện từ ma trận Diođe (nếu cụm quang học loại ba tia: Xuất phát từ hai diode E F; Nếu cụm quang học loại tia: "bóng râm" điểm sáng laser đập vào bốn diode) Được cấp cho khối tracking Servo Amp ( khuếch đại), tracking Servo MDA, ngõ khối MDA điện áp điều khiển cuộn tracking dùng để lái vật kính dịch chuyển theo chiều ngang nhằm đảm bảo điểm sáng laser đập vệt mặt đĩa Một số mạch MDA điều khiển cuộn Focus, Tracking tiêu biểu - Mạch MDA Focus, tracking Coil sử dụng máy DENON DC-800: Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 142 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Hình 2.59: Mạch MDA Focus, tracking Coil sử dụng máy DENON DC-800 Tuỳ theo biên độ cực tính điện áp đảo tín hiệu điều khiển từ IC Servo áp vào chân FEO ( Focus enor Out put: Ngõ sai lệch hội tụ) TAO (Tracking Amp Out put: ngõ khuếch đại tracking) mà transisos TR 102, TR104 TR 103, TR 105 dẫn mạch hay dẫn yếu, kết quả, điều khiển chiều khoảng cách dịch chuyển vật kính theo chiều đứng (Focus) chiều ngang (tracking) * Mạch MDA Focus, Tracking Coil sử dụng IC: Mạch MDA điều khiển Focus Coil, Tracking Coil sử dụng IC LA 6520 , IC MDA LA 6520 IC thiết kế nhiều máy SONY, ALWA PRONEER, DENON Bên IC mạch MDA riêng biệt để lái thành phần tải riêng biệt Các tải loading motor; Sled motor, Spindle motor, Focus Coil, Tracking Coil Hình 2.60: Sơ đồ bố trí chân IC BA 6297 AFP 2.4.4 Mạch MDA điều khiển động đọc thông tin Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 143 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số (Slide motor, Sled motor, Feed motor, Pickup motor) Nhiệm vụ sơ đồ khối Slide motor Nhiệm vụ: Là loại motor DC có nhiệm vụ dịch chuyển đầu đọc từ từ vào theo track chế độ phát bình thường dịch chuyển đầu đọc nhảy track chế độ Search, Sleep Sơ đồ khối mạch điều khiển động Sled motor: Hình 2.61: Mạch điều khiển Slide motor + SO: Sled out + SL: Sled motos control + FWD, RFV: lệnh điều khiển đổi chiều quay động dò nhạc, chọn Để khống chế động Sled, cụm quay quang học vị trì cuối cùng, khố điện đổi trạng thái tác động lên vi xử lý, vi xử lý lệnh ngắt động sled Một số mạch MDA điều khiển Sled motor thực tế * Mạch MDA động Spindle, Sled motor dùng chung IC BA 6397FP (vẽ từ máy CD-AIWA) Thực chất IC BA 6379 bao gồm khối MDA điều khiển Sled motos (tại chân (17) (18), Spindle motos (tại chân (l l), và(12)), cuộn tracking (chân (26) (27), cuộn Focus (chân(l) (2)); chân nhận tín hiệu vào điều khiển MDA Sled motos chân (25) (TAO) Thực tế IC BA 6297 FP sử dụng số máy khác Sơ đồ IC BA6397 FP sau: Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 144 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Hình 2.62Mạch điện điều khiển động quay đĩa, động dịch chuyển cụm quang học, cuộn Focus, Tracking, * Sơ đồ mạch MDA SLED motor dùng máy TOA CD - 10 Ngõ điều khiển mạch MDA Sled motos từ chân (23) (24) IC 101 đó, chân (23): Điều khiển vận tốc quay, chiều quay động cơ; chân (24): nhận tín hiệu hồi tiếp từ ngõ mạch MDA đa + Khi chân (23) = L → Ql04 dẫn, Ql03 tắt' motor quay theo chiều ngược + Khi chân(23) = H → Q1()4 tát, Q103 dẫn, motor quay theo chiều thuận Sơ đồ hình 2.63 Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 145 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Hình 2.63: Sơ đồ mạch MDA Sled motor dùng MÁY TOA-1O 2.4.5 Mạch MDA điều khiển động đổi đĩa (Tray motor): Nhiệm vụ: Mạch MDA điều khiển động đổi đĩa (Tray motor) có nhiệm vụ dịch chuyển hệ thống nạp đĩa để đĩa đặt vị trí cụm quang học hệ thống sử dụng nhiều đĩa Trong đó, hệ thống nạp đĩa quay cụm quang học đứng yên Hiện nay, người ta thiết kế loại máy bắng cách đặt sẵn hệ thống đĩa dùng hệ thống "gắp", đưa đĩa vào hệ thống khí cố định có chứa đầu đọc quang học Sơ đồ khối mạch điều khiển Tray motor Position Sensor MDA Vi xử lý Tray motor Key Input Hình 2.64: Sơ đồ khối điều khiển tray motor Về nguyên tắc hoạt động, mạch MDA điều khiển tray motos loading motos hoàn toàn tương tự Ở đây, để kích hoạt tray motor, người ta đưa vào vi xử lý mức điện áp để báo vị trí đĩa hoạt động động nạp đĩa lệnh điều khiển, khối vi xử lý vào liệu để điều khiển mạch MDA động khay Mạch MDA đổi máy Song CDP-705 ES Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 146 Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Mạch điều khiển motor đổi đỉa tên máy song CDP-705 ES thực IC nh sau: - IC 302 (CDP-70512 GF): Điều khiển hệ thống (System Control) - IC 304 (CXA-1791 P): Lái motor (Motor driver) , - D701 (.GP-LA521): Cảm biến, nhận diện vị trí đĩa (Position Sensor) Sơ đồ mạch biểu diễn hình 2.65 TABLE SENSOR hay POSMON SENSOR (Cảm biến nhận diện vị trí đĩa Hình 2.65: Mạch điều khiển motor đổi đĩa máy Song CDP- 705 ES Mạch điện hình 2.65 ta phân loại sau: * Các tín hiệu đa vào vi xử lý để thực chức đổi đĩa: người ta dùng cảm biến quang: chân (49) IC 302 - Khi compact không đặt vị trí cụm quang học, ánh sáng phát từ diode D2 không đến Dl, Dl tắt, ngõ Op-amp Q3 bão hoà mức cao, Q2 mạch đệm, Ql dẫn bão hoà, chân (5) : L, chân (49) IC 302 = L Khi đĩa compact đặt vị trí cụm quang học, hệ ngời ta thiết kế Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 147 Biên soạn năm 2012 .. .Giáo trình mơn học: Kỹ thuật Audio- Video số Quá trình lấy mẫu thực việc nhân tín hiệu audio tương tự với chuỗi xung có thời gian lặp lại với tần số lấy mẫu Đó trình điều biên... Quá trình điều biên miền tần số Trong thực tế ADC, giá trị biên độ xung mẫu giữ đến đạt mẫu tiếp theo, hình 7.4, 7.5 Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG Biên soạn năm 2012 Giáo trình mơn học: Kỹ thuật. .. Hình 7.15: Cấu trúc mẫu trực giao Giảng viên: PHẠM THỊ ÁNH HỒNG 21 Biên soạn năm 2012 Giáo trình môn học: Kỹ thuật Audio- Video số CHƯƠNG II: XỬ LÝ TRUYỀN DẪN AUDIO- VIDEO SỐ 2.1 NÉN TÍN HIỆU AUDIO