DVD机伺服系统常见故障的分析检修

为了充分利用丰富的CD/VCD片源，DVD作为第二代光碟体产品一般都设计为DVD／CD／VCD兼容机，这就使得原本技术含量甚高的DVD影碟机结构更加复杂，维修难度也更大。目前DVD影碟机已十分普及，因故障率较高，维修资料较少，故本文以最早进入国内视听产品市场现处于维修高峰的松下DVD—A300影碟机为例，通过实际问题的解答，介绍DVD影碟机伺服系统常见故障的检修方法和技巧。
一、故障检修思路
DVD影碟机是微处理器控制的数码视音频设备，其工作方式与一般计算机完全相同，即都是按软件设定程序进行工作。从它的开机、待机、伺服控制、TOG读取(通常称初始化工作过程)…等设置操作，全都依特定流程展开。如果上一道流程未能进行或通不过，决不会进入下一道程序。因此掌握DVD影碟机初始化工作流程涉及的功能电路和相应的知识，是维修DVD伺服系统故障的必要前提。

图1是DVD机初始化设置流程。根据“流程”可以拟定伺服系统检修程序：
1．CPU是机芯的控制核心，如果cPu未能正常工作或失效，则流程图涉及的每一个动作都不会发生。cPu工作在二进制状态，0v电平代表二进制低位“0”、5v电平代表高位“1”；CPu对二进制数据的处理，都在准确时钟频率节拍控制下有序地进行，时钟频率决定cPu的运算速度；cPu在加电后必须对程序计数器、指令存储器等进行清零复位，清除开机瞬间产生的随机二进制误码，使其进入正常工作，以免程序错乱。这三个条件，又称CPu工作的“三要素”。此外，系统控制CPu与被控各数字电路之间通过I2cBUS进行数据交换，I2cBUS绝大部分时间处于空闲无效状态，电压值为高电平(约5V)；只在执行用户操作键指令时，I2cBus才以占空比方式传送数据信息，这时SDA数据线和SCL时钟线上电压会有所降低。
因此，在加电后按遥控或本机控制键，只要有一只键功能有效，都说明cPu系统控制运转正常。因为CPU的功能是执行软件程序指令，不可设想CPu只执行某一软件程序指令而不执行另外软件的程序指令。实践证明微功耗的cPu芯片(包括微功耗的数字Ic)自身的可靠性较外围元件高得多，维修中损坏概率也很小，所以切勿随意试换cPu。
如果所有键功能失效，检查重点就是上面讲的cPu工作的“三要素”。还要加上它与各数字功能电路通讯联络的I2cBus。在这一点上，与当前新潮流行的I2cBus控制高档彩电的维修没有两样。
2．按下“OPEN／CLOSE”键，CPU利用托盘机构上的两只限位开关对载片托盘出／入仓位置进行检测，只有载片托盘入仓到位，CPu检测到限位开关闭合的低电平之后，才可能进入激光头径向返回光盘中心导入区零轨流程。如果托盘不出／入仓或往返不停、激光头不回中，检查的部位是加载电机、传动机构、OUT—SW和IN—SW两只限位开关以及Ic2051中进给伺服驱动电路。
3．激光头回中后，数字伺服处理电路IC200132脚检测到限位开关ST—SW闭合低电平，在系统控制微处理器Ic6031指令下，协控微处理器／DVD数字信号处理IC600141脚输出LDON信号开启APC(激光功率控制电路)。斜视激光头物镜中心可以看到红色光点，物镜同时出现上下三次聚焦动作。在上下三次聚焦时间内，激光头物镜应完成聚焦搜索、找到焦点，否则CPu关闭RF前置放大器Ic5001③～⑥脚内的APC电路，激光二极管熄灭，物镜停止聚焦动作。
聚焦成败是利用代表RF信号的幅度，由IC200161脚内比较器产生的FOK信号来确认的。如果Ic200161脚没有FOK(聚焦成功)信号或者IC6031没有接收到FOK信息，就判断没有找到焦点，VFD屏会显示“NODISC”(无碟)。聚焦失败的原因众多，主要有激光二极管失效、APC电路失控、激光头物镜表面清洁透光度变差、聚焦线圈及聚焦伺服环路以及FOK形成电路故障等。
4.聚焦成功，聚焦伺服环路接通，在片夹夹紧光盘，APC电路、聚焦伺服环路工作正常后，Ic6031会指令1C2001输出MOTORON信号启动主轴电机，激光头开始试读光盘初始的EFM信号。若主轴伺服环路正常，则IC500164脚可观察到幅度为0．8p-p清晰的RF(眼图)波形。如播放正版新盘(DVD)RF信号幅度不足、眼图朦胧不清，应依序检查激光枪中激光二极管、光敏接收器及IC5001、IC2001中相关电路。Ic5001和Ic2001都是微功耗大规模集成电路，故障率甚低，非结论性损坏不得拆换。
5.主轴CLV伺服工作正常，EFM信号试读过关，则进入TOC读取程序。TOC读出条件是：循迹伺服环路、进给伺服环路工作。读而不出、VFD屏不显示TOC相关内容，应重点检查循迹伺服环路。
6.TOC读取成功，按下“PLAY”键，播放卡拉OK碟，先放第1曲，接下来第2曲、第3曲…，如果进给伺服出差错，则靠前首曲播完，下面各曲会读取困难，跳轨选曲更不可能。由于进给伺服信号取自循迹误差TE信号的低频分量，因此产生聚焦和循迹伺服误差信号的IC5001不会有问题，待查目标有进给传动机构、进给电机、伺服驱动IC2051和数字伺服Ic2001相关电路。
二、I2CBUS自检功能
DVD影碟机的中央控制系统本身就是一台电子计算机，VFD多功能显示屏就相当于终端显示器。系统控制CPu通过I2cBUS与所有挂接的从属数字电路进行数据交换。CPu向各受控Ic发出一个完整数据信号后，要等待受控单元返回一个应答信号确认，再决定是否继续传送数据。
如果没有接收到受控Ic的应答信号，CPU会作出该Ic发生故障的判断，并通过VFD屏显示相应的判断结果。这就是数码DVD影碟机的故障自诊断功能，它能为维修人员提供准确可靠的检修方向。
松下DVD—A300机中央控制系统由系统控制微处理器IC6031、操作／显示驱动微处理器IC6501和协控微处理器(含DVD数字信号处理)IC6001组成。Ic6031负责对总线上的受控单元工作状态进行检测，诊断结果送到Ic6501，Ic6501译码后输出电平驱动VFD屏显示相应故障代码。
故障代码由三位符号组成，前一位为英文大写字母U、H，后二位是自然数。DVD—A300故障自检项目及相应代码见表1，伺服系统原理电路见图2和图3，各Ic功能引脚工作电压见表2～表5。




三、故障检修实例
[例1]载片托盘不出仓也不入仓。
分析与检修：拨动托盘传动机构，手感轻松自如，皮带无打滑，显然机械部分不存在故障。脱开Ic2051③、④脚，在加载电机两端加4．5v直流电压，托盘出／入良好，可以排除加载电机有问题。
待载片托盘入仓，监视图2中IN—SW检测开关闭合，Ic603138脚为低电平，激光头静止不返回光盘中心导人区零轨；手动进给传动机构，将激光头平移回到中心位置，监视Ic200132脚的激光头限位开关ST—SW闭合；斜视激光头物镜无红光射出，物镜也不发生上下聚焦搜索动作。两次人工协作都不能使机芯进入下一道工作程序，判断问题出在中央控制系统。
电源接通，VFD屏点亮，说明操作／显示驱动微处理器。IC6501进入工作，关键在系统控制微处理器Ic6031与受控(包括与Ic6501、Ic2001、Ic6001等)单元的通讯联系是否启动进行。
测量Ic6031⑧脚Vcc、①脚RST电压为+5v，14脚时钟信号频率27MHz。又查43脚SCL、44脚SDA电压为2.7v、4．9v，检查SCL线上拉电阻变质失效．更换上拉电阻。R6033后故障排除。
Ic603143、44脚I2cBUS用于接收操作／显示驱动微处理器Ic650114、16脚送来的用户指令编码信息，I2cBus不传送数据时，SDA、SCL都是稳定高电平，在数据交换期间，只有SCL线为高电平或在SCL位予止升／下降沿时，传送数据才会生效。而在SCL线为低电平时，才允许SDA线上的数据进行改变，I2cBus数据传输时序关系见图4。由此可知，当IC603143脚SCL线电压下降到2．7v时，Ic6501与Ic6031通过I2cBus交换的数据全部无效，也就是说中央控制系统已陷入瘫痪。[Page]

[例2]装上光盘，仓门关闭，机内发出有节奏的“喀喀”响声。
分析与检修：打开机盖，开机．观察载片托盘到位后，激光头物镜快速径向移到光盘中央导入区零轨，但此时进给电机仍在转个不停。啮合齿轮相互摩擦错位，发出“喀喀”打齿声。斜视激光头物镜中心无红色光点，物镜也不作上下搜索聚焦。
对照图1DVD机初始化动作流程，激光二极管点亮、激光头物镜上下搜索聚焦的两个条件是：载片托盘入仓到位、由托盘到位检测开关IN—SW确认；激光头位于光盘中心导人区零轨．由激光头到位检测开关sT—SW确认。显然，靠前个条件成立激光头才会移动，但激光头回中后进给电机不停下来，一定是激光头回中到位信息未能传送到Ic200132脚。
在激光头回中后人为将Ic200132脚短路，进给电机立即停止转动，激光头物镜***出红光，物镜开始上下聚焦搜索……，这就证实故障在ST—SW开关或信号传送通道。
检查线上接插件良好，铜箔线条也无断裂痕迹，找到激光头组件上ST—SW限位开关，可见开关上下铜片触点明显存在氧化现象，人为压合测量电阻达数百欧。拨动金属片弹性正常，试用“0”号砂纸擦除凸起触点氧化物，清洗灰垢，再开机故障排除。
[例3]装盘入仓后，听到机内吸合声不断，随后VFD屏显示“NODISC”。
分析与检修：依序按下“STOP”、“PLAY”、“OPEN／CLOSE”三键，VFD屏显示自检结果“U51”，查表1代码为聚焦有错，关掉电源，机芯退出自检工作方式。
揭开机盖，按OPEN／CLOSE键，看到激光头上下大幅度聚焦，但物镜中红色激光较弱，光盘一直静止未动。从流程图1来看，主轴启动程序要在物镜找到焦点之后方可进入。物镜中红色激光微弱实际上说明聚焦未能找到焦点，究其原因，不是激光二极管衰老，就是APC电路出了问题。
检查激光二极管是否工作正常，测量图5中IC5001⑤脚电压3．4v正常，但激光驱动管Q5001e-c极电位完全相等，焊下Q5001检查，测得其e—c极击穿。Q5001e—c极击穿导通、APE电路失控．提供给LD的电流迅速增大，但实际观察激光二极管发光强度反而较弱．因此可以判断激光二极管已经衰老，失效的原因在Q5001击穿、APC电路失控。
测量激光二极管正向电阻为78k，正常新管R正≈26k、R反=∞，更换激光枪(内装激光二极管和光敏二极管)和Q5001激光驱动管后发光强度恢复正常。
DVD—A300影碟机采用双聚焦单激光头，激光二极管为特殊全息照相复合管，决不能用CD／VCD机激光头常用的普通激光二极管代换，否则将无法读出DVD光盘纹坑信息，因为DVD读取激光波长为650nm(CD为780nm)。
更换激光枪，实际上等于更换了光源。光路中心必然出现偏移，光心位置误差将导致光敏接收器检删灵敏度下降。因此要仿照松下DVD—A系列影碟机维修手册规定方法对光中心重新调整，本文限于篇幅从略。光路校准上机，还得进行以下调整。
将激光二极管起振电流调到(微调VR)正常值的1．25倍，使机芯进入测试方式，示波器Y轴接Ic500130脚，X轴接Ic200182脚，播放DVDT—S01光盘，调节机芯中心螺钉，使示渡管上李沙育图形成为一条水平线；播放DVDT—S01中曲名8，示波器观察Ic500164脚RF波形，调节底板切向螺钉，使RF幅度最大、眼图清晰舒展、电视屏幕画面无干扰条纹，然后恢复LD电流值。
激光二极管最易静电击穿，DVD机用激光枪价格不菲，更换时一定要采用严格有效的防范措施，防止静电破坏。
(1)商品激光二极管引脚用锡封短路，换前不得随意拆开，上机调整时再焊开。
(2)在放置工作台表面垫一片金属板，板的一端用裸铜线接地，激光头搁在金属板上，所用仪器仪表工具全部良好接地。
(3)操作前戴上防静电腕套并与大地组成回路，将人体聚集的(长时间运动摩擦)静电电荷泄放。由于服装、尤其是化纤料不好接地，操作时切忌衣袖触及激光头。
[例4]装盘后不能读出TOC，VFD屏显示“NODISC”。
分析与检修：开盖，通电试机，可观察到激光头物镜中红色光点，激光头物镜上下聚焦搜索后光盘启动，但随后停下来。
对照图l，知道机芯初始化动作流程已通过托盘入仓到位、激光头回中到位检测、激光头物镜搜索聚焦，顺利进入主轴启动程序。问题的关键在激光头试读EFM信号时，CPU-直监视Ic200161脚是否存在FOK信号，即检测Ic500164脚的RF信号幅度是否符合标准、眼图是否清晰舒展。
主轴电机转动即停，显然是EFM试读环节通不过，VFD屏当然不会显示TOC内容。追究原因，不是主轴伺服环路有问题，就是聚焦伺服环路出差错。
依序按“STOP”、“PLAY”、“OPEN／CLOSE”键，VFD屏显示故障自检结果为“u51”，代码表明故障在聚焦伺服环。
浏览原理电路图3，影响聚焦伺服控制环工作的部位有：激光头组件内的光敏接收器(A1～A4)；IC200158脚至激光头插件FP2001第⑤脚的聚焦增益控制电路；Ic5001⑨脚与Ic200179脚之间的聚焦伺服误差FE信号形成、传输通道；Ic200189脚与Ic5001⑦脚之间的聚焦平衡控制电路。
检查结果发现Ic5001⑨脚周围几个焊点粗糙无光泽，用镊子拨动⑨脚有松动感，用吸锡器吸去焊点锡，里面铜箔灰黑，氧化严重，估计因温度过高造成。刮净氧化层，用优质焊锡丝补焊后，故障排除。
[例5]托盘入仓后，机内发出剧烈响声。
分析与检修：打开机盖加电，观察托盘到位后突然平移的激光头上下抖动，激光头进给电机停转，激光头上下聚焦时抖动更为剧烈，迅速断电关机。
故障现象初看十分离奇，不知由何处着手检查。但只要抓住“颤抖”特点分析，就能确定检修方向。
激光头在径向平移和上下搜索聚焦时都出现颤抖，意味着伺服驱动芯片Ic2051提供的进给、聚焦驱动信号都不稳定。由于Ic2051内部4路比较器、推动级和功率放大彼此独立，2路信号通道不会同时出毛病；在聚焦伺服未接通之前，聚焦搜索信号直接由Ic2001内的聚焦搜索发生器产生，显然与IC5001无关；只有聚焦搜索信号和进给驱动信号都要经过Ic2001内的SERVODSP电路进行伺服数字处理，因此颤抖的原因只能在Ic2001内SERVODSP电路。
数字电路的各类信号的处理都是在正确时钟信号频率节拍下同步工作，也就是说所有数字电路(包括cPu芯片)都要有稳定准确的时序支持。如此分析就能找到检修的方位。
数字伺服电路Ic2001时钟信号由36、37脚内时钟振荡器产生，振荡频率由两脚并联的40MHz晶振决定。用频率计测试发现时钟频率在40MHz左右不断偏移，根本无法测出稳定值。查看IC200136、37脚晶振曾换过，换上的是一只塑封晶振，从不光洁塑封面和打字模糊来看就知道是一只低价位的低档晶振，拆下来换上一只40MHz石英晶振，颤抖消失，重播正常。 [Page]
视听产品常用晶振按材质分有石英和陶瓷两种，按封装形式分又有金封和塑封。陶瓷塑封晶振频率精度低、稳定性差，只能用于频率要求不高的电路或低档电子产品。高档电子产品数字电路全部采用石英晶振，并在关键电路另设置PLL锁相环，以产生高精度、高稳定度的时钟频率。因此DvD数字电路中晶振失效，万万不可换成质差陶瓷塑封晶体，否则会因小失大。
[例6]CD／VCD光盘能够连续播放．但换上。DVD光盘却出现画面停顿或停机。
分析与检修：能够连续播cD光盘说明机芯伺服系统和中央控制系统运转基本正常。由于DVD光盘数据的记录密度要比cD光盘大得多(DVD信息纹坑点大小只有cD的1／2，而磁迹间隙密度却为CD的2倍)，因此对激光头聚焦、循迹和主轴伺服控制的精度要求也高得多，从伺服系统原理图3来看，DVD／CD的循迹误差信号TE形成，要经过Ic5001内外对应开关电路选通。如果播放DVD光盘，TE信号通道错切在CD位置，或者IC500177～84脚外围某一组开关失效，就可能出现CD能播，DVD不能播或者播放不正常的故障现象。
在图3中，DVD／CD的主轴和速度伺服信号Ec(也称主轴能量控制)电路也是彼此独立的。其中CD／VCD主轴速度伺服CLC信号在CD—DSP电路Ic7501内产生；DVD主轴速度伺服SPD信号在读取频道电路IC7001内产生。DVD／CD主轴相位伺服信号通道是公共的，都由主轴电机内三个定子线圈嵌放三只霍尔Ic检测，检出转子位置信号通过主轴伺服驱动电路Ic2071内的逻辑矩阵和相位比较器处理得到主轴相位伺服FG信号。FG信号分别与SPD信号和CLV信号在IC2001内SERVODSP电路进行数字伺服处理，产生DVD或CD主轴伺服控制信号。后续Ic2071内的主轴伺服控制信号推动及功率放大电路也是公共的。因此即使出差错，也只可能在Ic200144脚前级Ic7001电路。
依次按下本机“STOP”、“PLAY”、“OPEN／CLOSE”键，VFD屏显示自检结果“H02”，这是主轴出错代码。
根据自检前分析，重点查Ic7001内外的SPD信号形成电路。用频率计测得Ic7001④脚视频时钟频率为27．0MHz，按“PLAY”键，监视Ic700126脚PLLCLK、27脚PLLSDA数字信号波形正常，又测“PLAY”和“STOP”两种状态Ic7001各相关引脚电压正常，试更换外围相关元件，再换Ic7001，故障依然。
搁下又修、修了又搁下，到预约取机时尚没有眉目。询问机主才知此机前不久去过一家维修店换了主轴电机，当时试播VCD片效果还可以，只是没有播放DVD光盘……回头再审视机芯，主轴电机的确是新的，就因为是松下原装电机，没有怀疑过它的质量，也没有想到被换过。
“换过”给一筹莫展的思路带来一线生机。查阅松下DVD—A系列影碟机维修手册，其内清楚载明更换主轴电机之后，要重新进行倾斜调整(即抖动校正)。光盘抖动校正方法如下：
示波器探头接IC700117脚(抖动校正输出)TP7003测试点，播放测试盘DVDT—S01曲名8；按“PAUsE”键，用2.0mm六角扳手调节机芯底板倾斜调整螺钉，再微调底部切向调整螺钉，细心配合轮流调节2—3次，直到示波管上显示图6(见上期第六版)所示波形。要求是：波形的谷地部分尽可能平坦；总Dc电平尽量小，不出现波形振荡部分。
DVD影碟机伺服系统知识面涉及电路、光路和精密机械，其故障机理比彩电更复杂、检修难度更大。本例检修可谓费尽周折，但也给人留下启示，对于DVD兼容机来说，整机任何一项性能指标下降都会对DvD、cD／vcD播放产生影响，鉴于它们对性能标准要求不同，产生影响的程度自会不同。DVD对光盘的稳定性要求甚高，细微的抖动也会造成数据读出错误；相对而言，cD／VcD对光盘稳定性要求就低得多，即使有微小的抖动，仍能连续播放，而且普通用户分辨不出音质的变化。
[例7]装盘后读不出目录，VFD屏显示“NODISC”。
分析与检修：开盖通电试机，观察碟盘能稳定旋转，但VFD屏只有电源接通初始显示，没有T0c目录内容。
碟盘能够稳定旋转说明EFM试读过关，机芯顺利进入TOC读取程序。“读而不出”的原因只可能在循迹伺服或进给伺服环路。
试播测试盘DVDT—S01，示波器探头接在Ic700117脚TP7003测试点，示波管上显示波形与图6完全一致，说明主轴电机的旋转速度确实稳定。
依序按下“STOP”、“PLAY”、“OPEN／CLOSE”键，VFD屏显示自检结果“H03”，查表1的“H03”代码为循迹出错。
根据影碟机伺服控制原理，聚焦、进给伺服在短期内位移甚小，播放时伺服驱动电路输入端电压稳定；主轴电机转速在短期内可视为不变，其驱动电路输入端电压也是恒定的。只有循迹伺服耍随时对激光束的轨迹中心进行校调，其驱动电路输入端动态电压自然漂移不定．正常时在几十毫伏至几百毫伏。这样通过监视驱动电路输入端动态电压的变化范围就可以判定循迹伺服环路工作是否正常。
用毫伏计监示IC205118脚TRACK电压，发现其变化范围明显变窄，再测20脚电压正常，由于20脚进给伺服信号取自循迹误差TE信号低频分量，如果Ic芯片内TE信号通道出问题，势必影响进给伺服环工作，因此判断问题在Ic205118脚至Ic200191脚外围。检查lc205118脚LPF滤波器，查出C2055漏电，更换滤波电容后，故障排除。
[例8]连续播放后出现用期性图声停顿。
分析与检修：放入正版CD和DVD光盘重放，照样出现周期性图声停顿，停顿时画面不带彩色马赛克方块，画面流畅时声音和图像都正常。
停顿画面不携带马赛克方块显然是本例问题的关键。因为若RF前置放大器Ic5001、DVD／CD数字信号解调处理Ic6001和Ic7501、数字伺服处理Ic2001出差错，都会直接影响后续MPEG-2或MPEG-1解码后数据信号的完整，使停顿静止画面出现方块增多现象。这样分析几乎将伺服系统3与2两图所涉及的功能电路全部排除在故障范围之外，那么导致这种具有周期性规律故障的原因在何处呢?打开机盖，通电试播，仔细观察重放过程各机械传动装置的运转情况。发现在图声停顿瞬间，进给电机通过传动机构带动作径向平移的激光头随之产生一个细微的反向抖动。从进给伺服控制原理可知在重放过程中，进给电机带动激光头物镜从内圈向外圈平移时，激光头组件在滑行轨道上的运动即寻迹粗调要绝对平衡稳定，任何方位的微抖，都会使循迹伺服细调工作失去作用，导致激光头光束偏离轨迹中心而令读出数据出错。进给电机的驱动控制电流由进给伺服环路提供，因此判定不是进给电机有毛病，就是进给伺服控制环路出问题。
更换进给电机，播放画面停顿无改善。由于循迹伺服正常，进给伺服控制信号取自循迹误差信号低频分量。因此Ic5001以及Ic2001不会有问题，待查重点是Ic2051。
用示波器检查Ic205120脚PWM波形正常，而⑤、⑥脚在画面停顿时正常波形峰值上叠加一反向尖脉冲；又测20、⑤、⑥脚，20脚电压正常，⑤、⑥脚电压为4．8v、5．7v，估计伺服驱动芯片Ic2051不良，更换后，画面流畅自如。[Page]