Manutenção de Unidades de CD

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