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.
Relação das principais partes de um CD player
| Componente | Descrição | Termo técnico |
|---|---|---|
| Unidade óptica | Conjunto eletromecânico que executa movimentos internos (através de campos magnéticos) para ajustar um feixe laser criado no interior de suas estruturas. | Pick-up |
| Motor do disco | Motor de corrente contínua especial para uso em CD que tem a função de movimentar o disco (giro) durante o processo de leitura. | Motor spindle |
| Motor do conjunto óptico | Motor de passo que tem a função de movimentar todo o conjunto óptico durante o processo de leitura. | Motor sled |
| Motor de bandeja | Motor DC, normalmente de 6V, que faz a abertura frontal para o carregamento do disco (esse motor só existe em aparelhos com carregamento frontal, front loading). | Motor tray |
| Conjunto mecânico que suspende o disco | Uma circunferência plástica que possui um ímã em seu interior. | Flapper |
| Cabo que liga a unidade óptica à placa | Condutor que tem a função de transmitir os sinais lidos pelo laser, como dados musicais, correntes de correção (foco e track), etc. Normalmente esse cabo é blindado para evitar ruído. | Cabo flat |
| Placa principal de circuito impresso | 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 deslize, servo CLV, circuito de carregamento, amplificação de dados, decodificação, correção, controle do laser, filtragem e conversão de dados digitais. | Placa de CDP |
| Circuito de energia | É o circuito elétrico que faz a conversão da tensão alternada da rede em tensão contínua, para que os circuitos do CD player possam ser alimentados. | Fonte de alimentação |
| Painel de funções e display | Circuito impresso que possui um conjunto de microchaves com função de informar e comandar a CPU do sistema. A resposta a esses comandos e algumas informações lidas do disco serão informadas em uma tela de cristal líquido (display). | Switch e LCD, respectivamente. |
| Chave de posição da objetiva | Microchave localizada no conjunto óptico que informa, quando pressionada, se o emissor laser encontra-se no centro do disco. | Limitter switch |
| Chave do gabinete | Pequena chave de identificação localizada próxima ao "box" do CD que informa à CPU quando o compartimento do CD encontra-se fechado. O laser só será emitido quando o sistema entender que a tampa ou bandeja está perfeitamente fechada. | Door switch |
| Chave geral e tomada de saída | 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. Geralmente existem capacitores ligados a esse tipo de chave, com o 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. | 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 1. Essa tensão de controle, conforme o seu valor, será modulada em pulsos com largura variada para uma perfeita correção.
Figura 1: 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 2 e 3).
Figura 2: Servo analógico.
Figura 3: 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.
