Manutenção de Unidades de CD

Circuitos

Neste ponto de nossa série de tutoriais 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 5 e 6 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 anteriores de nossa série de tutoriais sobre manutenção de unidades de CD.