Журнал "Радио", номер 7, 1999г.
Автор: С. Рюмик, г. Чернигов, Украина

    СПСГ (система позиционирования СГ) с помощью шагового двигателя перемещает СГ по радиусу диска. Для преобразования вращательного движения в поступательное применена червячная передача. Имеется контактный датчик приближения СГ к центру диска. После его срабатывания дальнейшее движение СГ в этом направлении блокируется.

    САР-РС (радиального слежения) следит, чтобы пятно, освещенное лучом лазера, двигалось строго по средней линии дорожки записи. Его отклонение в ту или иную сторону приводит к изменению напряжений на выходах фотоматрицы, которое преобразуется контроллером в управляющий сигнал соответствующего знака, воздействующий на сервопривод объектива. Точность слежения достигает +0,1 мкм при эксцентриситете вращения диска +70 мкм.

    САР-Ф (фокусировки) поддерживает неизменным расстояние между информационным слоем CD и объективом. Она необходима потому, что глубина резкости объектива составляет всего +1,9 мкм, а биения поверхности диска могут достигать +0,5 мм. Для их компенсации САР-Ф имеет большой коэффициент стабилизации на частоте биений, совпадающей с частотой вращения диска. От характеристик этой системы в значительной мере зависит способность видеоприставки читать низкокачественные диски южноазиатского производства, кривизна поверхности которых нередко видна невооруженным глазом. Управляющий сигнал САР-Ф также поступает на сервопривод объектива.

    САР-МЛ (мощности лазера) стабилизирует сильно зависящую от температуры мощность излучения полупроводникового лазера. Датчиком мощности служит встроенный в него фотодиод. Основные параметры применяемых лазерных диодов: рабочий ток - 45...110 мА при напряжении 1,6...2,2 В; максимальная мощность излучения - 3...5 мВт (рабочая - 0,4...1 мВт); долговечность - до 100 тыс. ч.

    На рис. 22 изображена принципиальная схема привода СD-ROM и цепей его сопряжения с процессорной платой. Три идентичных усилительных канала микросхемы IC702’ (BA6392FP фирмы Rohm), специально предназначенной для проигрывателей СD и приводов CD-ROM, управляют сервоприводом объектива (L1, L2) и двигателем привода СГ (M2), а дифференциальный четвертый - двигателем вращения диска (M1). Основные параметры BA6392FP: напряжение питания - 6...16 В, ток покоя - 8...18 мА, мощность рассеивания - 1,7 Вт, сопротивление нагрузок - 8...20 Ом, выходное напряжение - 1,3...5,2 В, коэффициент усиления канала вращения диска - 8...13 дБ. В исходном состоянии, когда двигатели остановлены, напряжения на всех выходах BA6392FP одинаковы и близки к 3,5 В. В зависимости от разности напряжений на соответствующих выходах двигатели вращаются в одну или другую сторону.

    Двигателем М1 управляют комбинированным способом: грубо - изменением постоянной составляющей, точно - пачками разнополярных импульсов. Рабочее направление вращения диска - по часовой стрелке (при положительной разности напряжений на выводах 27 и 26 IC702’). Открывание крышки доступа к CD вызывает экстренное торможение путем подачи на двигатель М1 напряжения обратной полярности.

    Управление шаговым двигателем М2, перемещающим СГ, - только импульсное. Контакты выключателя S1 замыкаются, когда каретка СГ упирается в ограничитель. СПСГ получает сигнал, запрещающий дальнейшее перемещение СГ.

    Фильтры FB701-FB704 подавляют коммутационные помехи, стабилитроны VD1-VD4 с напряжением стабилизации 4,7 В ограничивают выбросы напряжения.

    Сервопривод объектива действует подобно динамической головке громкоговорителя, в которой звуковая катушка, находящаяся в поле постоянного магнита, движется под действием протекающего тока. Обмотки L1 и L2 сервопривода перемещают объектив во взаимно перпендикулярных плоскостях. Их магнитопроводы - постоянные магниты из редкоземельных сплавов. Чувствительность сервопривода достигает 4 мм/В.

    Излучающий диод лазера A1 включен в коллекторную цепь транзистора Q701. Номинальная сила тока - 60...80 мА. Подстройка осуществляется резистором R1, расположенным на гибком печатном ленточном кабеле, соединяющем СГ с вилкой CN702, и входящим в цепь обратной связи САР-МЛ. При уменьшении сопротивления сила тока и мощность излучения лазера увеличиваются. Сигналы, снимаемые с матрицы фототранзисторов А2, через разделительные конденсаторы C3-C6 поступают на микросхему IC703 (A1791N). Чувствительность устройства регулируют подстроечным резистором RV703.

    БЛОК АДАПТАЦИИ

    Назначение этого блока - обеспечивать работу приставки с CD как фирменного, так и нефирменного производства с маркировками "NTSC U/C" (США/Канада), "NTSC J" (Япония), PAL (Европа, Азия). Его принципиальная схема устройства показана на рис. 23. В качестве IC801' применен так называемый "чип-универсал" - восьмиразрядный микроконтроллер Z86E0208PSC фирмы Zilog с масочным 512-байтным ПЗУ, в которое при изготовлении заносится программа, представленная заказчиком. Тактовая частота 4,433 Мгц равна частоте цветовой поднесущей в системе PAL и задается кварцевым резонатором Z801'.

    В блоке использованы всего два выхода микроконтроллера. На первом из них (Q1) формируется синхропоследовательность для интерфейса CDROM, на втором (Q2) при включении питания генерируется импульс высокого логического уровня длительностью около 1 с.

    Все элементы блока адаптации установлены на отдельной печатной плате, приклеенной к обратной стороне процессорной платы приставки и соединенной с ней проводами. В некоторых моделях "PlayStation" вместо Z86E0208PSC применяется микроконтроллер 12C508/P фирмы Microchip Technology.

    РЕМОНТ ПРИСТАВКИ

    В фирменном сервисном центре ремонт "PlayStation" обычно занимает не более 15 мин - ровно столько времени требуется для замены неисправных плат заведомо годными. Другое дело - любительские условия и отсутствие запасных частей.

    Приступая к ремонту "PlayStation", внутри которой имеется полупроводниковый лазер, следует помнить, что его излучение опасно для человека. Конечно, это не "гиперболоид инженера Гарина" и мощность его излучения недостаточна, чтобы повредить, скажем, кожный покров руки, однако глаза для невидимых инфракрасных лучей весьма уязвимы. Согласно маркировке на корпусе, "PlayStation" относится по лазерной безопасности к устройствам класса 1, не представляющим угрозы здоровью. Действительно, при нормальной эксплуатации приставки ее конструкция и электрические блокировки не допускают прямого попадания излучения лазера в глаза. Другое дело - ремонт со снятой верхней крышкой. По степени опасности такие работы относят к классу 2, когда необходим предупредительный инструктаж, но специальная защита глаз еще не требуется.

    Категорически не рекомендуется заглядывать в "глазок" лазера, особенно с близкого расстояния. На удалении 20 см от него плотность излучения составляет 44 мкВт/см² , в непосредственной близости она еще выше. Хрусталик глаза, фокусируя свет на сетчатке, значительно увеличивает плотность излучения. Например, при диаметре зрачка 0,5 см плотность потока мощности в его фокусе больше падающей в 60 000 раз! Поэтому сетчатку можно необратимо повредить даже излучением, мощность которого считается безопасной. При необходимости луч лазера следует наблюдать только с помощью прибора ночного видения, чувствительного к инфракрасному свету.

    Разумеется, ремонтируя "PlayStation", не следует забывать и о таких прозаических вещах, как высокое напряжение на плате питания. Даже когда игровая приставка выключена кнопкой "POWER", преобразователь напряжения работает, пока сетевая вилка вставлена в розетку.

    Вышедшую из строя плату питания можно заменить самодельным источником с двумя выходными напряжениями: 3,3...3,6 В при токе нагрузки не менее 0,7 А и 7,4...7,8 В при токе нагрузки не менее 1 А. Напряжения должны быть стабилизированы (желательно, с возможностью регулировки в небольших пределах), иметь пульсации менее 100 мВ. Блок должен быть защищен от коротких замыканий. Сигнал сброса RES можно подавать любой кнопкой с нормально разомкнутыми контактами, подключив ее между контактами 4 и 5 разъема CN602. Параллельно кнопке желательно установить конденсатор емкостью 1...2,2 мкФ.

    Коммутационная плата редко выходит из строя. Чаще всего ее дефекты - механического характера. Однако при обрыве ленточного межплатного кабеля не следует пытаться спаять его проводники - они мгновенно испарятся. Лучше изготовить новый кабель из обычных тонких проводов.

    Ремонт процессорной платы следует начать с "прозвонки" всех плавких вставок, катушек индуктивности, ферритовых фильтров и чип-перемычек. Неисправные чип-резисторы можно заменить отечественными Р1-4-0,125 Вт, а чип-конденсаторы - К10-17-4в. Если позволяет место, допустимо устанавливать и обычные элементы, соответствующим образом отформовав их выводы.

    Обратите внимание на разъемы CN102 и CN702. Они не выдерживают многократной "силовой" стыковки и расстыковки. При неплотном соединении аккуратно подожмите контакты, скрепите сочлененные части упругой скобой. Стыковка и расстыковка разъемов приставки при включенном блоке питания нередко приводит к выходу из строя защитных диодов и стабилитронов в различных цепях. Исключение - разъем параллельного порта CN103. В нем контакты цепей питания и общего провода конструктивно выполнены таким образом, что соединяются первыми, а разъединяются последними. Это гарантирует безопасность соединения информационных цепей.

    Далее проверяют транзисторы и диоды. Параметры применяемых в процессорной плате полупроводниковых приборов приведены в табл.3, а расположение выводов транзисторов - на рис. 24. Данные взяты из каталога фирмы Siemens, хотя реально бывают установлены аналогичные приборы неизвестных изготовителей иногда без какой-либо маркировки на корпусе. "Цифровые" транзисторы не всегда удается проверить омметром или пробником, но в любом случае следует измерить сопротивление "эмиттерного" перехода. Неисправные маломощные транзисторы можно заменить отечественными серий КТ3129, КТ3130. Заменой приборов в корпусах для поверхностного монтажа могут служить и их аналоги в обычных, желательно с ленточными выводами. Подойдут, например, диоды серий КД102, КД109, КД518, транзисторы серий КТ315, КТ361.

    При неисправностях кодера RGBPAL можно попытаться подключить приставку к телевизору, используя сигналы R, G, B, SYNC (выводы 2, 3, 4, 10 микросхемы CXA1645M). Варианты устройства сопряжения хорошо известны радиолюбителям.

    Стабилизатор напряжения ТА78М05F можно заменить более мощной отечественной микросхемой КР142ЕН5А, подобрав экземпляр, устойчиво работающий при входном напряжении 7,6 В. Для облегчения теплового режима микросхемы BA6392FP, управляющей двигателями привода CD-ROM, к ее корпусу желательно приклеить металлический теплоотвод размерами 40x10 мм.

    Замена цифровых микросхем процессорной платы отечественными практически невозможна, так как применяются в основном низковольтные логические микросхемы и СБИС, не имеющие аналогов. Операционные усилители можно заменить практически любыми, работающими при напряжении питания 3,6 (IC708) или 7,6 В (IC704').

    Неустойчивая работа привода CD, наблюдаемая лишь с некоторыми из дисков, обычно свидетельствует о низком качестве последних. Другие причины неисправности привода - микротрещины в гибком кабеле СГ, нарушение центровки объектива, износ подвижных частей, высыхание смазки.

    Особый случай - повреждение оптики из-за небрежного обращения. Царапины на объективе устранить невозможно. Попытки промыть его химически активными веществами, одеколоном, разного рода очистителями приводят лишь к помутнению "хрусталика". Чистить линзу рекомендуется только кисточкой с очень мягким ворсом, а при значительных загрязнениях - чистым ватным тампоном, закрепленным на деревянной палочке, и еле-еле смоченным жидкостью для чистки оптических приборов.

    При диагностике неисправностей удобно пользоваться приспособлением, показанным на рис. 25. Его основой служит плата из фольгированного стеклотекстолита, с обоих концов которой установлены малогабаритные радиоэлементы (конденсаторы, резисторы), снабженные штырями для соединения с контактными площадками печатной платы проверяемого устройства. Желательно иметь под рукой несколько подобных стержней с элементами разных номиналов, в том числе с короткозамыкающими перемычками и малогабаритными переменными резисторами. Подключая стержни к различным точкам устройства, можно довольно быстро локализовать неисправность.