该机电路结构采用MTD单芯片方案,前后端一体化设计,配用索尼KHM280型DVD机心,主要集成电路如附表所示,整机组成电路框图如图1所示。
二、系统控制
该机系统控制以嵌入在U4(MT1379)内的32位CPU为核心,与程序存储器(U8~U9)、SDRAM(U5)、调整参数设置用的E2PROM(U10)和各种受控集成电路接口电路相连构成,原理框图如图2所示。
嵌入在MT1379内的CPU采用内部总线与片内伺服DSP、数字信号处理单元、解码器、TV编码器等各电路进行通讯,其主要数据则通过芯片存储接口及串行接口与外部受控电路通讯,采用读/写、片选项/中断等操作实施程序控制,完成系统的初始化和检查、安全处理、通讯协议处理及PSI表管理等,以实现对整机的系统控制,完成各种播放功能。整个系统正常工作的基本必备电路包括复位、时钟和数据通讯电路,在完成系统初始化后,才能进行各种播放功能。
该机复位电路见图2,主要由C2、R1和D1组成,接通电源后,开关电源电路输出+5V、+3.3V等直流电压送到主板上,向各集成电路供电端供电的同时,+3.3V对C2充电,其充电电流在R1上产生一个复位脉冲(URST)信号,送入U4(188)脚(PRST)和U1760脚(SRT)同时进行复位,并从U4(158)脚输出REST复位脉冲送入U1116脚进行复位。
该机时钟电路由晶振Y1与U31、2脚内非门电路构成,产生27MHz时钟信号,从U4(187)脚送入时钟发生器,经内部系统合成时钟、视频合成时钟、音频合成时钟数字PLL电路,产生供系统用和MPEG音视频解码用、视频编码与音频DAC用的各种时钟。从62脚输出VSCK供操作串行口用,从(197)脚输出SCLK供模拟前端串行口用,从(103)脚输出DCLK供存储器接口用,从(150)、(149)、(148)脚分别输出ACK、ALRCK、ABCK供音频DAC(U12~13)变换用。
该机采用数据总线通过接口电路将主控微控制器、程序存储器、数据存储器、受控电路连接起来,构成传送指令数据和各类信息处理数据的通读电路,如图2所示。复位之后,各类信息数据与控制指令数据来往于各集成电路之间,完全依赖于时钟,受主控微控制器管理。
U4内的微控制器通过串行口的(195)、(196)、(197)脚与模拟前端电路U17的59、58、56脚内串行接口相连,用于激光APC控制、光头复位与托盘进入/退出检测等。
操作显示电路IC1的5、6、8、9脚与U4的62~64脚内串行接口相连,与微控制器通讯,用于操作与显示控制。
数据存储咕嘟U5通过16位数据线DQ[0:15]、12位地址线MA[0:11]和控制线与U4内DRAM接口相连,构成64MB大容量存储空间用于数据缓存。
嵌入式微控制器通过SRAM接口的8位数据线AD[0:7]、20位地址线A[0:19]和控制线与FLASH(U8、U9)相连,以读取运行程序,还通过67、65脚与E2PROM(U10)的5、6脚内的总线接口连接,与微控制通讯,用于用户参数的设置。
三、模拟前端信号处理电路
模拟前端信号处理电路由RF信号处理电路U17(采用MTK公司的MT1336E)、伺服驱动U18(采用BA5954),数字信号处理/数字伺服处理U4(采用MT1379部分电路)、索尼KHM280型DVD机心组成,如图3所示,用来将光盘信息处理成供解码用的码流。
1、光盘信号处理流程
播放期间,KHM280型机心中的激光头读取光盘上的信息,从(101)~(104)脚送入U17内的RF求和放大器进行放大,再经均衡补偿与平衡处理后以平衡输出方式,从6、73脚输出RFOP、RFON差动信号,分别经C22、C23耦合送入U4(216)、(215)脚内模拟前端的前置放大电路,先进行RF运算,后进行数字限幅处理,形成EFM/EFM+位流,再经数据通道单元(DPU)中的数据分离处理。分离现播放CD格式碟片的位流送通道解码(channel De-code)单元中的EFM(8/14)解调器,分离出播放DVD格式碟片的位流送EFM+(8/16)解调器,解调恢复其原来顺序的位流,再经纠错与同步化校正处理重建节目码流样本,送MPEG解码电路。
2、伺服控制过程
在播放过程中,由KHM280型机心激光器反映识读纹轨状况的电信号送入U17内的聚焦检测电路,将其失焦量检测出来(见图3),经补偿处理成聚焦误差信号从18脚输出(FEO),送入U4(206)脚,经伺服接口送入伺服DSP,处理成聚焦伺服控制信号(FOSO)从U412脚输出,再送入U181脚进行驱动放大,其聚焦伺服驱动电压分别从U1813、14脚输出,加于聚焦线圈两端,以调整聚焦深度校正激光识读光点。
激光器还将反映跟踪纹轨状况的电信号送U17内的相位检测器(DVD播放)或CD循迹检测电路(播放CD格式)将偏离量检测出来,再经补偿处理循迹误差信号(FMSO),分别从13、19脚输出,送入U1826、23脚内进行驱动放大后,分别从15、16脚输出循迹伺服驱动电压;从17、18脚输出进给驱动电压,通过物镜与进给机构支校正激光识读盘光点始终跟踪光盘信息纹轨。
不论播CD格式还是DVD格式碟片,通过U4内数字PLL电路与主轴线速度检测器将光盘旋转的线速度误差检测出来,送数字CLV处理器处理成主轴伺服控制信号(DMSO),从18脚输出,由5脚送入U18内进行驱动放大,主轴伺服驱动电压从11、12脚输出,去调整主轴电机的转速,使其始终维持恒线速旋转。
四、解码与音视频处理电路
MT1379芯片只集成了一个硬件解码器,只能进行解码的基本运算,需通过集成的SRAM与DRAM接口,分别与FLASH(U8、U9)、64MB的SDRAM(U5)相连,构成一个解码系统,如图4所示,支持MPEG1和MPEG2解码。
1、公共码流处理过程
通道解码单元将重建节目复用码流样本,在送往解码器之前要经CSS/CPMM单元进行防拷贝技术解码与解密处理,再由系统分析对输入码流的数据包进行包匹配分析,形成复用节目流。在系统解复用单元中进行捆包处理与PID处理,以便从传输流中分别撮节目的视频PES数据、音频PES数据、节目专用信息(PSI)、服务信息(SI)和保密数据等。然后在CPU控制下,由DRAM接口将上述数据经32位数据线DQ[0~31]、12位地址线MA[0~11]和控制线,分别存入
2、MPEG视频解码与TV编码处理
U4内嵌入式CPU在获悉播放碟片类别信息之后,能依据其压缩格式,在解码过程中读取其视频和音频PES头缓冲器中的系统头数据资料,进行缓冲读/写操作;解码器自动读取PES缓冲区中的数据,按照MPEG压缩编码格式,首先将视频位流解分为8×8数据块和运动矢量,再处理成16×16宏块并逐一进行解码,然后将其宏块解码数据进行样品重建。其样品数据再从DRAM接口存入U5解码图像的亮度数据缓冲区、色度数据缓冲区,以备视频处理单元用。
在解码的同时,嵌入式CPU控制视频处理单元,视其情况将分散存储在U5中的一帧亮度数据和色度数据处理成逐行扫描或隔行扫描方式的视频数据。
视频输出单元中有一个复杂的“数据行运算器”和一个“数据行合并器”。前者将依据图像采样结构进行数据运算,后者按图像水平扫描方式进行图像行数据归并运算,并以图像行排列的陈列形式将一行完整图像的亮度和色度数据存储在U5缓冲区,以备视频输出单元重建一帧(逐行或隔行扫描)图像备用。
嵌入式CPU在收到逐行(PROGRESSIVE)扫描方式的遥控操作信息后,令其视频输出的垂直/水平跟踪图像采样结构,按逐行扫描顺序(即第1行、第2行……第576行)逐行进行数据行运算,逐行归并成图像行数据,并以逐行扫描阵列形式的图像数据逐行传输给视频输出电路处理。
在CPU收到隔行(INTERLACE)扫描方式的遥控操作信息后,令其“数据行运算器”将依照隔行扫描图像采样结构,先按奇数行、后按偶数行的顺序数字行运算和图像行归并,并以隔行扫描阵列形式的图像行数据送视频输出电路。视频输出电路在进行图像帧重建的同时,还将子图解码支持的卡拉OK歌词、剧中人物对白语言字幕等数据嵌入图像数据中,连续输出逐行或隔行扫描格式的图像,Y、Cb、Cr数据送内置的视频编码器。
该芯片内置视频编码器,包括亮度处理、色度处理、色差处理和6个54MHz/12bit的DAC等电路。可将视频输出单元连续输出的隔行或逐行扫描格式的图像行数据分别进行亮度、色度、色差和Y+C及RGB等处理。产生复合视频数据、Y数据、C数据、色差和RGB数据,经6个12bitDAC变换处理后,分别从(164)脚输出模拟亮度信号,从(166)脚输出模拟亮度信号,从(170)脚输出G/Y信号,从(172)脚输出B/U信号,从(174)脚输出R/V信号,再经视频缓冲放大器与视频网络送往输出插座输出。
3、音频解码电路
MT1379内置的音频处理器包括音频解码器、音频DSP、通道位处理器、音频输出接口、IEC-985/1973发生器等功能电路。支持AC-3、DTS和MPEG解码,其功能框图如图5所示。
解码程序运行时,音频解码器自动从U5读出缓冲区的音频数据,视其播放碟片类别进行不同的处理。
(1)对于未被压缩的音频数据流不作任何处理,直接从音频输出端口的(157)脚输出音频串行数据(ASDATA3),同时还分别从(148)、(149)、(151)脚输出DAC变换用的ABCK、ALBCK和ACK等时钟,提供给音频DAC。
(2)对播放VCD、SVCD、DVD光盘的音频位流进行MPEG-1或MPEG-2解码音频帧,再经通道位处理成立体声音频串行数据ASDATA3与音频DAC变换用的各种时钟,由音频输出接口输出。
(3)对于播放具有AC-3方式编码的杜比环绕声光盘,其解码器在专用指令程序控制下进行AC-3解码,分离现音频数据和环绕声数据,并由通道位处理器处理成6声道音频数据ASDA-TA0~2,分别从(154)、(155)、(156)脚输出,同时还输出各种时钟。
(4)播放DTS方式编码的光碟,运行专用程序进行DTS解码,分离出的立体声数据和环绕声数据经通道位处理成6声道音频串行数据ASDATA0~2与各种时钟,从音频输出接口输出。送音频DAC处理。
(5)播放DVD-AUDIO光盘经CPMM电路处理后则不需解压,在专用程序处理过程中,识别其是192HMz取样的双声道音频位流,还是96KHz取样的多声道位流,由通道位处理后从输出接口送音频DAC。
(6)数字音频(SPDIF)输出。该芯片中设有IEC958/1973发生器,可将音频位流进行SPDIF格式化后,再按数字音频传输格式进行帧编码,从(153)脚输出,一路经R2、R1、C4、C3组成的低通滤波器送CON3同轴插孔输出;另一路经光纤驱动器,利用激光二极管将电信号转换成光脉冲从CN4输出。
4、音频信号处理
该机采用一只WOLF-SO公司生产的DAC芯片WM8714(U13)与一只音频专用运放OPA2134(U1)构成立体声音频输出电路,还采用BB公司生产的6声道音频DAC芯片PCM1606(U12)与三只运放NJM4558构成多声道音频输出电路,如图6所示。用来将解码输出的音频数据还原成模拟音频信号,并加以放大后输出。
(1)立体声音频输出处理过程
U4内置的通道处理电路将解码后的立体声数据处理成2声道音频串行数据ASDATA3送入U13的2脚,DAC变换用的ABCK、ALRCK、ACK分别从U4的(148)、(149)、(151)脚提供给U13的3、1、14脚。其音频串行数据经U13内部数字滤波、△∑调制、DAC变换,被还原成立体声音频信号,从9脚输出左声道音频信号,从6脚输出左声道音频信号,再经由R42、C55、R118、C57构成的低通滤波器与由关信号的高频干扰。分别送入U12、6脚进行放大,放大后的左声道音频信号从7脚输出,左声道音频信号从1脚输出。
(2)多声道音频输出处理过程
播放具有AC-3或具有DTS编码的光盘,其音频解码后处理成6声道串行数据ASDATA0~2,分别从U4的(154)、(155)、(156)脚输出,提供给6声道音频DAC U12的1、2、3脚,变换用的时钟信号ABCK、ALRCK和ACK分别从18~20脚送入U12。
经内部声道分离、静噪/衰减、数字滤波。△∑调制和DAC变换处理后,其立体声左右声道模拟音频信号分别从10、11脚输出,环绕声左右音频信号分别从12、13脚输出;中置音频与重低音分别从8、9脚输出。各路音频信号经由RC构成的低通滤波器送入低放U14~U16的6、2脚进行放大。
放大后的左右声道音频信号分别从U14的1、7脚输出;放大后的左右环绕声音频信号分别从U15的1、7脚输出;放大后中置与重低音分别从U16的1、7脚输出。
每个声道输出端都有一只静噪用的三极管,分别为Q5、Q7、Q14、Q16、Q21、Q30、Q31,其集电极接在各路输出端,而基极接在静噪控制电路A MUTE端。在开/关机瞬间,静噪控制电路输出高电平的A MUTE控制电压,各静噪三极管导通,对各路音频信号实施静噪。