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剖析DVD影碟机

  一台完整的DVD机跟一台我们常用的PC机一样, 有着一套基本上是标准的部件。观察一下DVD机的面板外观与功能按键的配置,每一台机器的面板都是大同小异的,通常都包括进碟仓、播放键、暂停键、停止键、液晶显示屏、快速换曲与搜寻键、电源开关等,有些机器还带有麦克风音量与混响的音量旋钮等等。这台SONY K333 面板最上端斜切面居中位置印了一行醒目的小字“10Bit VIDEO D/A CONVERTER/96KHz 24Bit D/A CONVERTER”,说明它拥有10位视频解码和96KHz/24位的音频解码,这是目前业界最高的标准,也是跻身第三代DVD影碟机的“通行证”。在进碟仓上的左方有两个标志——DTS及Dolby Digital ,早期一些DVD机是没有DTS 数码输出的。
  打开机箱观察(这个动作可能有些DIY爱好者每天都要做吧),你会发现DVD机里面的结构比PC机简单多了。里面主要有五大部分:托盘、电源电路板、影音解码板、功能控制电路板、影像音频转换输出板。
  首先,在机身中间位置有一个像拆开的CD-ROM一样的部件,这就是DVD机一体化托盘部分, 不同厂牌的转盘都有一些区别,有的机型的托盘是全密封的,看不到裸露在外的光头和盘片。 DVD 播放机光头能读取CD光盘的信号,也就是与CD-ROM兼容。但是因为DVD的盘片厚度仅是CD的一半(两块厚度都为0.6mm的基片粘合而成),因此DVD所使用的读取头,如果直接读取CD时,聚焦的光束将会无法顺利的读取。这样一来就有两种方法来兼容读取CD:一种就是在一台机器加装两个读取头(一个为DVD读取头,一个为CD读取头),索尼就采用这种方式。虽然光头各管各的处理是最简单的方式,但是为了使DVD播放机的价格能更低廉,并且能够像手提式DVD播放机或内建在笔记本电脑内的DVD-ROM方便使用。因此,先锋、松下等公司开发出另一种光头处理方式——单激光头方式。总的来说, 目前DVD/CD信号拾取系统方案主要有四种:
  1.单激光头双聚焦镜方案,这套方案俗称东芝方案,最早由东芝提出并使用,也是目前国际上使用较为广泛的方案。如飞利浦的DVD820、DVD840、DVD860以及安桥的DVD产品,还有国产的帝禾DK-320等都采用这个方案。这个系统采用单一激光头,但有两组聚焦镜,针对不同盘片选取不同的聚焦镜从而获得较为准确的聚焦点,可以输出质量较高的信号,但由于需变换聚焦镜,因此读片速度较慢,其频繁更换镜片可能会使机械故障率有所提高。
  2.单激光头单聚焦镜双聚焦点方案,这套方案松下用得最多,还有先锋的早期部分产品。而天龙、雅马哈、山水、健伍等国际品牌和国内不少厂家也采用或曾经采用过松下的机芯,如宏图、德加拉、共和、万利达等。它采用特别的全息综合透镜,通过透镜中间的激光束形成CD/VCD的聚焦点,通过透镜边缘的激光形成DVD 的聚焦点,这种技术有一定难度,能达到较快的读片速度,系统也具有较长的使用寿命,但读片精度略差。
  3.双激光头双聚焦镜方案,这是索尼用得最多的方案,现在日立的DVD也采用这套系统。这等于是两套独立的信号拾取系统,所以能得到最佳的信号质量。但是,这套方案的缺点也很明显,成本是所有系统中最高的,而且读片速度偏慢,机械故障率也可能高一些。
  4.单激光头双波长激光束方案。这是先锋在目前使用较多的方案,最近飞利浦的平价机种DVD725和最新的DVD718也采用这套方案。它的激光头内置两个不同的激光发生器,可产生两种不同波长的激光信号,从而达到较好的读片质量,并因免去了更换唱头或聚焦镜的步骤,因此读片速度快,机件也有较长的使用寿命。SONY自从S7000 这个型号的DVD机起一直是用双激光头方案,像SONY的DVD-ROM 驱动器一样,不过这台K333用的是单一的动态聚焦激光头(Dynamic Focus Optical Pickup),不仅能读取DVD、VCD和CD光盘,还可大大缩短读取数据的时间。它的外观看上去和松下的差不多,目前有些平价而又号称采用双激光头DVD机是套用日立DVD-ROM再加个解压板构成的整机方案,因为DVD-ROM的售价只有700元~800元,这样就可以降低DVD整机成本。对于DVD-ROM是否适合作DVD播放机用,这个问题便见仁见智了。
  第二部分是位于机箱内左边的电源板,这部分没什么可说的,大家都应该清楚它的功用了吧。第三部分位于机箱内的右下方, 这就是影音解码电路板,解码电路板中央部位遮上了一小块金属板作屏蔽。既作屏蔽,又有散热片的作用,被覆盖住的就是DVD机的核心部分——MPEG2解码芯片,本机用的是SONY的芯片,型号为CXD1930。而其它品牌的机型用的芯片有美国AnaIog Devices公司的ADV7151或斯高柏公司的金娃(ZiVA),“超越号”实验室开发的大规模集成电路VS2811等等。本机音频解码部分采用了 CXD8750N,也是SONY开发的,其数码/模拟转换器取样频率和量化级数可达96KHz/24比特,能获得卓越的音效和宽广的动态范围。而其它品牌的机型用的音频解码芯片有Burr-Brown公司的PCMl723、PCM1734等。影响DVD画质最大的因素是编码器及解码器的性能,这些性能差异将反映在播放机的价格上。
  第四部分藏在面板的后面和托盘的里面, 这一部分的功能控制电路板分成了几小块,主要是伺服系统、面板和遥控功能的接口电路。DVD的伺服控制电路中,包括了光学、机械等元件,从功能上可分为三个系统:聚焦伺服,循轨伺服及主轴马达伺服。
  聚焦伺服
  聚焦伺服的目的在于驱使承载透镜的驱动器做垂直于盘片方向的移动,让读取信号的光束焦点能够正确聚焦在盘片上。在双层盘片的情况下,焦点范围就得聚焦在二层的信号面上。聚焦伺服可使焦点定位在适当的一层,若是要再读取另一层信号时只需要聚焦控制系统收到循轨信号,镜头马上可做垂直移动让焦点定位在另一信号层。
  聚焦伺服是DVD伺服系统中最重要的一环,若动作失误,即会影响其它子系统,轻则信号读取的错误率增加,重则会使系统停止运行。
  循轨伺服
  循轨伺服的目的在于使光头作水平移动用来顺序读取盘片上的信息,循轨的过程中是向内、向外、还是跳几轨都由循轨伺服去决定处理,因此,循轨伺服比聚焦伺服复杂得多。
  主轴马达伺服
  主轴马达伺服的目的是带动盘片正确旋转,在DVD的应用中可分为恒定角速度(CAV)与恒定线速度(CLV)读盘方式。前者的速度来自于马达的霍尔传感器,后者则是由盘片上的同步信号来提供。虽然主轴马达速度控制属于一级控制,但也不是想象的那样简单,此外,切换播放倍速、长距离跨轨等状况发生时,都会造成转速的激烈变化,但怎样处理这些情况就是主轴马达伺服系统义不容辞的责任了。
  信号处理系统
  由光头所读出的播放信号都以矩形波出现,因此波形还需要依频率特性进行补偿再转换成0或1的数字信号,同时配合标准时钟信号进行取样,使播放时不会有时间上的延迟现象。其次,依照DVD格式执行信号解调处理以及错误校正处理。在这个时候的信号将还原成原版盘预制作(PreMastering) 时的数据流的形式。
  DVD所处理的信号是以可变速率传输的,因此在固定的单位时间内未必可以完全读出,因此,这些信号将暂存在缓冲内存,然后再依次转到下一个区块,只要有预留空间即予储存,即进行非连续的信号处理。也就是说,DVD的播放信号处理并不像录像带或LD一样依时间作连续处理,所以DVD必须多准备一些信号处理用的缓冲内存,使它能以固定的速度来播放。
  第五部分位于机箱的最后面,这就是影像音频转换输出板,功能是信号输出。这台K333后背的输出端简单而又实用,包括光纤、同轴数码输出各一路,两组AV输出和一路一般平价机没有的Y、Cb、Cr分量视频输出。分量视频信号输出是一种目前DVD影碟机先进的视频信号传送方式,可将原始图像信号通过Y、PB、PR 输出端子传送到电视机,避免了信号传输中的相互干扰,可以产生几近完美的影像,体现更为真实细腻的色彩,效果比复合信号(AV)和S视频信号更为出色。 这台K333没有带5.1声道信号输出,即没有内置杜比数码(AC-3)解码器, 如果要欣赏真正的DTS及AC-3环绕声音响的话,就需要通过数码输出接口,接到带有AC-3/DTS解码的AV功放上去。这样你就可以欣赏到如同影院般的震撼效果。
  看完了这篇文章,大家对DVD机的构造也略知一二了吧,但你有没有觉得, 如果DVD机也像咱们的PC机一样标准化生产的话,那么可能我们现在已经可以DIY出我们心中DVD机梦幻的组合了:索尼的解码板、先锋的托盘、松下的信号输出板, 再来个长城的电源……你说不是吗?

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