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Mantenimiento de
equipos electrónicos
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Paco López
Reproductores de DVD
El disco DVD (I).
El disco DVD, usado como soporte de contenido audiovisual, tiene unas
dimensiones idénticas a las de un disco CD de audio, siendo capaz, sin
embargo, de almacenar mucha más información que él. Así, respecto de un CD
de 700MB (equivalentes a unos 80 minutos de música), son capaces de
almacenar entre un mínimo de unas 7 y un máximo de unas 25 veces más
información. Esto se debe a que las dimensiones de los pits son mucho
menores en los DVD que en los CD...
Tipos A y B: D=0,4μm
Tipos C y D: D=0,44μm
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... y al hecho de que son posibles DVDs de una o doble capa y de una o doble
cara. Así, un DVD de una sola capa y una sola cara es capaz de almacenar
4,7GB (4,4GB reales), uno de doble capa y una sola cara 8,5GB (7,9GB),
9,5GB (8,8GB) para uno de doble cara con una sola capa en cada una de ellas
y, por último, 17GB (15,8GB) en el caso de doble capa y doble cara. Los DVDs
usados en los reproductores de vídeo son de una cara doble capa.
El disco DVD (II).
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La velocidad lineal de lectura del disco es constante (sistema de lectura CLV) y
su valor depende del tipo de disco a reproducir. Para discos DVDs de una capa
por cara es de 3,49m/s y para discos de dos capas por al menos una de sus
caras de 3,84m/s (para discos CD la velocidad es de 1,3m/s). Por tanto, para
uno de estos discos esto se traduce en que la velocidad de giro del disco
estará comprendida entre unas 630rpm, en la periferia del disco, y unas
1530rpm en la zona central del mismo.
El disco DVD (III).
El láser usado para la lectura de los DVD debe reducir su longitud de onda
respecto de la usada en la lectura de los CD, ya que las dimensiones de los
pits son menores. La longitud de onda del láser usado en los DVDs está
comprendida entre los 635 y los 650nm, con lo que es posible reducir el punto
de enfoque hasta el aproximadamente 1um (longitud de onda/apertura
numérica -0,6 en el DVD, frente a los 0,45 del CD-) necesario para la correcta
lectura de los pits.
Los discos DVD contienen dos pistas en espiral, una en cada capa, que deben
ser leídas de dentro a fuera en una capa (fig. 1) y de fuera a dentro (paso de
pista opuesta, fig. 2) o de dentro a fuera en la otra (paso de pista paralela fig.
1):
2
1
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La modulación usada para la grabación de la información en el disco es la 8 a
16 (ESM, Eight to Sixteen Modulation, más comúnmente llamado EFM+), y los
datos son leídos mediante el sistema NRZI.
La modulación EFM+.
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La modulación EFM+ se emplea para evitar que las transiciones de nivel de la
amplitud del láser de lectura sean demasiado rápidas o demasiado lentas, lo
cual podría causar problemas en la recuperación de la información grabada en
el disco. También permite efectuar una sincronización correcta de la lectura de
datos.
Mediante la EFM+ los códigos binarios de 8 bits se transforman en códigos
binarios de 16 bits, que serán grabados finalmente en el disco mediante la
modulación NRZI. La conversión de anchura de los códigos de 8 bits se
realizan siguiendo estas dos reglas:
● Entre 2 unos no puede haber menos de 2 ceros.
● Entre 2 unos no puede haber más de 10 ceros.
Existen 351 combinaciones de 16 bits que verifican lo anterior, suficientes para
cubrir las 256 posible combinaciones de 8 bits. Es decir, en principio sobran 95
combinaciones de 16 bits. Sin embargo tal no ocurre, debido a que todas las
combinaciones son usadas, unas veces unas otras veces otras, para conseguir
minimizar la componente continua que se produce durante la lectura del disco,
y que depende de las combinaciones que se van leyendo del mismo.
También se gana espacio en disco respecto a la modulación EFM usada en los
Cds, ya que en esta última hay que añadir a cada código de 14 bits unos bits
de fusión, 3 en total, lo que suman 17 bits por cada combinación de 8 bits. En
la EFM+ los bits de fusión no son necesarios.
La modulación NRZI.
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La modulación NRZI es uno de los sistemas que permite plasmar en un soporte
físico una secuencia o combinación binaria. Este sistema es especialmente
adecuado para los Cds y los DVDs debido al proceso industrial de fabricación
de los mismos, mediante troquelados de discos madres que previamente se
han conseguido por troquelado de los master: los datos leídos serán los
mismos sin importar la cara o superficie leída. Esto es así debido a que los
unos se implementan como cambio de nivel (de land a pit o de pit a land) y los
ceros como permanencia de nivel ( en land o en pit). Esto queda reflejado en la
siguiente figura:
La señal RF en los reproductores de DVD (I).
La señal RF (Read Frame) procedente de la lectura de un DVD está
compuesta por 9 señales sinusoidales y debe tener una amplitud comprendida
entre 0,6 y 1,5Vpp. Para su correcta visualización la base de tiempos del
osciloscopio debe situarse en la posición de 100ns/DIV.
A continuación se muestra una comparación entre la señal RF procedente de
un reproductor de CD y la procedente de un DVD:
Ejercicio: calcular, a partir del
valor de las frecuencias de la
figura de la izquierda, la tasa de
transferencia de bits del disco
DVD al reproductor .
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Ejercicio: calcular la velocidad
lineal de lectura del disco DVD a
partir de la anchura mínima de los
hoyos grabados en su superficie
y del tiempo de lectura de 1 bit
del disco.
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Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (I).
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (II).
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El bloque óptico es el encargado de la generación del
láser para la lectura de la información contenida en el
disco DVD. El láser se genera con un diodo láser, es
conducido hacia la superficie del disco, donde se refleja
quedando modulada su intensidad. El haz reflejado acaba
alcanzando un conjunto de fotodiodos (mosaico de
fotodiodos). Gracias a estos fotodiodos es posible
recuperar la información grabada en el disco (señal RF),
así como generar una serie de señales que posibilitarán
más adelante la corrección del enfoque (FOCUS) y el
seguimiento de la pista (TRACKING).
El bloque óptico posee un par de diodos láser, uno para
reproducir DVD y el otro para reproducir CD. Cada uno de
estos diodos láser se monitoriza mediante un fotodiodo,
PD, para controlar continuamente su potencia de emisión.
Existen tres motores. El motor spindle es el encargado de
hacer girar al disco . El motor sled es el que desplaza el
bloque óptico para que éste pueda leer toda la superficie
del disco. Por último, el motor load (en algunas ocasiones
llamado feed) es el que expulsa e introduce la bandeja
porta disco.
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (III).
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Existen un par de microinterruptores asociados a la
bandeja porta disco que actúan a modo de finales de
carrera y que permiten al uC correspondiente determinar
la situación de la misma.
El enfoque del sistema óptico se consigue mediante una
bobina que permite el movimiento de la lente de enfoque,
acercándose o alejándose ésta del disco hasta conseguir
el enfoque correcto.
El seguimiento de la pista o tracking se consigue con otra
bobina que permite el movimiento radial de la lente de
enfoque. Gracias a este movimiento es posible seguir la
pista conforme el disco gira.
Los servosistemas de FOCUS y TRACKING son de tipo
digital. Más adelante profundizaremos en cómo estos
servos consiguen controlar estas bobinas de forma
adecuada.
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (IV).
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En el bloque de amplificación de la señal RF
(Read Frame, lectura de cuadro -los datos se
organizan en el disco en los llamados cuadros,
que son conjuntos de 2064 bytes-) se procede a
la amplificación de la misma. Seguidamente se
ecualiza según se esté reproduciendo un DVD o
un CD, obteniéndose la señal RF EQU. Además,
de la señal RF amplificada se extrae la señal
MIRROR. Esta señal se activará cada vez que
se salte de un track al track contiguo.
A partir de las señales provenientes de cada uno
de los fotodiodos del mosaico de fotodiodos se
obtienen las señales de error de tracking (TE),
error de foco (FE) y la señal llamada DEFECT, que se activa si el disco tiene
algún tipo de defecto tal como ralladuras o suciedad.
El bloque LDON (Laser Diode ON) es el encargado de encender el láser
correspondiente al disco introducido según la orden que le llegue del sistema
de control. Tal acción la realiza a través del bloque APD (Automatic Power
Control) que se encarga de monitorizar el diodo láser mediante su
correspondiente fotodiodo y hacer que la potencia óptica que entrega el mismo
sea
constante.
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Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (V).
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En este bloque se trata la señal RF para poder extraer de ella los datos que
contiene. Además, contiene los bloques correspondientes a los servos digitales
que permiten la corrección del enfoque, el seguimiento de la pista, el control de
la velocidad de rotación del disco, etc. Veamos primero la parte
correspondiente al procesado de los datos. La señal RF puede corresponder a
un CD o a un DVD. El bloque DATA SLICER (recortador o rebanador de datos)
conforma la señal RF y le devuelve su carácter digital. Este bloque está
formado por un amplificador trabajando muy saturado o por un comparador.
Los niveles a los que se produce el recorte variarán dependiendo de que se
reproduzca un CD o un DVD. La señal EFM o EFM+ de salida del DATA
SLICER se introduce en un PLL que se encarga de detectar la información de
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (VI).
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reloj de la señal (bit clock), sincronizándose el flujo de datos y obteniéndose un
flujo de datos binarios constante (regularización del flujo de datos). Además, el
PLL también genera una señal de error que se manda al bloque CLV SEVO
para corregir las variaciones en la velocidad de giro del disco.
Seguidamente, la señal de salida del PLL alcanza al bloque de detección de
sincronismo de cuadro (DVD SYNC DET y CD SYNC DET) que actuando junto
con el correspondiente bloque demodulador (EFM+ DEMOD y EFM DEMOD)
permiten recuperar la información digital en formato de palabras de 8 bits. Los
datos recuperados pueden contener errores. El bloque ECC (Error Correction
Code) se encarga de detectar dichos errores y corregirlos en la medida de lo
posible. Si la corrección de errores no es lo suficientemente elevada se
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (VII).
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comunica este hecho a la unidad de control para que aplique alguna estrategia
de interpolación o, incluso, detenga la reproducción del disco y muestre un
mensaje de error en el display. A la salida del bloque ECC se tiene ya el flujo
de datos sin errores y reorganizados en su orden original (el que tenían antes
de que durante la grabación se entremezclaran para dispersar errores en la
reproducción).
El bloque CD SUBCODE PROCESSOR extrae la información contenida en los
subcódigos cuando se reproduce un CD (canales de datos P, Q, R, S,T, U, V y
W). Los datos extraídos de los subcódigos son enviados a la unidad de control.
Si lo que se está reproduciendo es un DVD el flujo de datos puede estar
protegido contra copias. El bloque DECRYPT se encarga de desencriptar la
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (VIII).
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señal para hacer posible su interpretación de forma correcta. Así, el flujo digital
de salida de este bloque, el Program Stream, contiene los datos
correspondientes al vídeo (MPEG), al audio (MPEG, Dolby Digital, LPCM,...),
subimágenes, información de navegación y búsquedas. La información de
navegación y búsqueda es extraída por el bloque DSI DECODER (Data Search
Information) y enviada al sistema de control.
El flujo de datos obtenido a la salida del bloque DECRYPT es constante. Sin
embargo, la unidad de decodificación de vídeo trabaja según el principio de
VRB (Variable Bit Rate, tasa de bit variable). El bloque TRACK BUFFER es
una memoria FIFO (First Input First Output, primero en entrar primero en salir)
que se va llenando a ritmo constante y vaciando a ritmo variable, según
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (IX).
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demanda de los bloques encargados de la decodificación del vídeo. La salida
del TRACK BUFFER se aplica al bloque llamado PROGRAM STREAM
DECODER. Este bloque separa del program stream los flujos correspondientes
por un lado al vídeo codificado en MPEG, por otro al correspondiente a las
subimágenes y, por último, el correspondiente al audio. Este último alcanza al
bloque AUDIO SELECT cuya misión es la de seleccionar qué señal se manda
al procesado de audio en función del tipo de disco reproducido.
Por último, los bloques DRAM MEMORY y ADRESS CONTROL son
necesarios para el proceso de detección y corrección de errores llevado a cabo
en el ECC. En concreto para el desentrelazado de los datos que dispersa o
disgrega los errores, reduciendo el número de bits consecutivos afectados.
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (X).
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El sistema de procesado de vídeo es el
encargado de generar, a partir de los
datos de vídeo comprimido en MPEG y
de los datos de subimágenes, además
del OSD, las señales de vídeo, en sus
diferentes formatos, que el lector de
DVDs acabará entregando en sus
conectores traseros. El bloque VIDEO
DECODER
recibe
los
datos
codificados en MPEG, además de
información del tipo de decodificador a
emplear (MPEG-1, MPEG-2 o MPEG-4
-empeado por DivX-) y con ayuda de la
memoria SDRAM externa (Synchronous Dynamic Random Access Memory) se
reconstruyen las imágenes originales y se entregan al mezclador de vídeo
(VIDEO MIXER), todavía en formato digital. Al VIDEO MIXER también llega el
flujo de datos correspondiente al decodificador de subimágenes (SUBPICTURE
DECODER), el cual entrega en su salida los datos correspondientes a
subtítulos y a los menús del navegación del DVD. Por último, al VIDEO MIXER
también llegan los datos del OSD DECODER (datos alfanuméricos y gráficos
correspondientes a los menús de selección y configuración del DVD) y del
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (XI).
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bloque MACROVISION, encargado de
imposibilitar la copia analógica del
contenido del disco DVD, si es que el
DVD indica mediante los bits
necesarios que se active el sistema
anticopia.
En la salida del VIDEO MIXER se
ontiene un flujo de datos digitales
correspondientes a la imagen que se
deberá acabar mostrando en la
pantalla del equipo de visualización. En
dicho flujo se encuentran multiplexados
los datos correspondientes a la señal
de luminancia (Y) y a las señales diferencia de color R-Y (CR) y B-Y (CB). El
bloque VIDEO ENCODER es el encargado de su demultiplexión y de obtener
los datos correspondientes a las señales de croma (C) y de vídeo compuesto
(COMP). Estas señales se entregan a un D/A triple para su conversión a
formato analógico. Por otro lado, el VIDEO ENCODER entrega las señales
YCBCR al procesador RGB que extrae a partir de ellas la información
correspondiente de cada color, llegando también dicha información a un triple
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (XII).
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D/A para su conversión a analógico.
El bloque VIDEO SELECT entregará
las señales adecuadas en función de la
selección establecida en el menú de
ajuste de pantalla. La selección se
realiza gracias a la señal EUROVY
Un amplificador de vídeo doble
amplifica las señales COMP (para el
conector VIDEO OUT) y COMP/Y (para
el terminal 19 del euroconector).
Otro amplificador de vídeo, triple en
este caso, amplifica las señales R/C, G
y B para los terminales 15, 11 y 7 del
euroconector. La señal VMUTE, aplicada al bloque VIDEO MUTE, permite que
se controle la tensión de la patilla 8 del euroconector correspondiente a la
tensión de conmutación. Si dicha tensión está a nivel alto el aparato de
visualización mostrará preferentemente las señales provenientes del
reproductor de DVD.
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (XIII).
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Los datos de audio “en bruto”
forman el flujo de datos
ADATA. El bloque llamado
AUDIO DATA PROCESSOR
se encarga de un primer
procesamiento de dicha
señal, aplicándole el
decodificador adecuado
(MEPG, Dolby Digital, LPCM).
A la salida de este bloque se
tienen tres señales diferentes:
DAUDIO, LRCK y BCK. La primera es propiamente la señal de audio digital, ya
decodificada, en formato PCM y con los dos canales de audio multiplexados.
La señal LRCK es la señal de reloj usada para la demultiplexión de los dos
canales de audio (esta señal a 1 indica que los datos del flujo actual
corresponden a uno de los dos canales y a 0 indica que los datos pertenecen
al otro canal). Por último, la señal BCK es el reloj para la lectura de los datos
(Bit ClocK). El bloque AUDIO DATA INTERFACE extrae, a partir de las señales
anteriores, los datos de audio de cada uno de los canales por separado,
LDAUDIO y RDAUDIO. Cada una de estas señales acaba llegando al bloque
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (XIV).
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de interpolación,
xN INTERPOLATOR, que
efectúa un sobremuestreo, o
aumento artificial de
muestras, repitiendo o
interpolando cada muestra
N-1 veces. De esta forma se
simplifica notablemente el
diseño del posterior filtro pasa
bajos, encargado de
“suavizar” las señales de
audio una vez convertidas a formato analógico por los respectivos conversores
A/D. Las señales filtradas acaban llegando a unos amplificadores que entregan
las señales a los conectores posteriores del aparato. Estos amplificadores
pueden ser bloqueados por los bloques de mute, LMUTE y RMUTE,
controlados a su vez por el sistema de control, evitándose de esta forma que
las señales de audio estén disponibles en los conectores.
El bloque DIGITAL OUT se encarga de adaptar los datos de audio digital al
formato SPDIF (Sony/Philips Digital Interface Format), obteniéndose los datos
en dicho formato en un conector bien coaxial o bien óptico (inmune a las
interferencias).
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Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (XV).
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Este sistema se encarga de controlar
adecuadamente los motores de giro del disco
(Spindle), deslizamiento del bloque óptico
(Sled) y de carga del disco (Loading), además
de los mecanismos de ajuste de foco (Focus) y
seguimiento de pista o track (Tracking).
Desde el bloque de control de servos se
mandan las señales correspondientes a cada
servosistema en formato digital. Por tanto,
para cada uno de estos servosistemas habrá
que proceder a una conversión de digital a
analógico, ya que los actuadores y los motores
son elementos que funcionan analógicamente.
De eso se encargan los respectivos conversores D/A. Tras los D/A se
encuentran los bloques DRIVER, encargados de adecuar las características
eléctricas de las señales suministradas por los conversores D/A para el control
correcto de motores y actuadores.
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (XVI).
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El control del sistema es el
encargado de controlar y
coordinar el funcionamiento de
todos los subsistemas que
componen el reproductor de
DVDs. Este control lo realiza a
partir de las órdenes que el
usuario del equipo proporciona a
través del teclado frontal o del
mando a distancia y de las
señales que le llegan del bloque
óptico y de diferentes sensores
internos. Esta etapa también se
encarga de otras funciones, tales
como el almacenamiento de los ajustes establecidos por el usuario, la
memorización del punto dónde se detiene el disco para la posterior
reanudación de la reproducción, la gestión de los menús de usuario, etc.
El alma del sistema de control es la unidad de control formada a partir de uno o
más microcontroladores, usualmente al menos dos, comunicados entre sí
mediante un protocolo de comunicaciones. El primero de ellos (uC) se encarga
del control de las funciones del equipo y el segundo (INTERFACE CONTROL)
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (XVII).
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de las funciones de
comunicación con el usuario
(display, teclado, receptor de
infrarrojos) y del control de la
fuente de alimentación.
Como ya se ha dicho, el bloque
uC se encarga del control del
equipo. Para ello genera
diferentes señales. La señal
LDON (Ver diagrama de bloques
parcial AMPL. RF DVD/CD)
controla la puesta en marcha del
correspondiente diodo láser.
La señal IDENT se activa
cuando la unidad de control detecta que se ha introducido un disco válido,
estando su nivel de tensión determinado por el tipo de disco introducido (CD o
DVD). Las señales VMUTE, LMUTE y RMUTE (Ver diagramas de bloques
parciales PROCESADO DE VÍDEO Y PROCESADO DE AUDIO) desactivan o
silencian la señal de vídeo o las señales de audio. La señal VMUTE se activa
al conectar el equipo, evitando que en la pantalla del equipo de visualización
aparezcan ruidos transitorios. Cuando el equipo está operativo VMUTE se
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (XVIII).
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desactiva permitiendo la
visualización de imágenes. Las
señales LMUTE y RMUTE sólo
se desactivan durante la
reproducción normal de un CD o
un DVD. El resto del tiempo
están activadas, silenciando el
sonido. Si durante la
reproducción del disco el bloque
ECC no puede corregir los
errores también se activan estas
señales para evitar ruidos
molestos. Otras señales son
EUROVY, WIDE, DISCEXT y
RGBSEL, todas ellas destinadas al bloque de PROCESADO DE VÍDEO. De la
primera, EUROVY, ya se comento su función. En cuanto al resto de señales,
controlan las tensiones de los terminales de control del euroconector para que
se produzca una correcta visualización de la imagen.
La memoria EEPROM, comunicada con la unidad de control mediante bus i2C,
se encarga de almacenar las configuraciones del usuario y otras informaciones
internas, tal como el punto de detención del disco.
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (XX).
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El bloque INTERFACE
CONTROL, se encarga de la
lectura del teclado y de la lectura
del receptor de infrarrojos, a
trvés de los cuales el usuario da
órdenes al reproductor. También
se encarga de gestionar el
display, mostrando al usuario
toda una serie de informaciones
a través de él.
Diagrama de bloques de un reproductor de DVD (XXI).
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La fuente de alimentación genera todas las tensiones que los diferentes
sistemas del reproductor necesitan para su correcto funcionamiento.
La fuente de alimentación es de tipo conmutado. Primeramente se transforma
la tensión alterna de red en una continua. Seguidamente esta tensión continua
se trocea mediante una señal PWM (Pulse Width Modulation) controlada por el
bloque CONTROLLER y aplicada al bloque DRIVER OUT. El bloque
CONTROLLER está informado en todo momento del valor de las tensiones de
salida mediante una línea de realimentación desde el bloque POWER OUT,
actuando en consecuencia sobre la señal PWM.
El pick-up de los reproductores de DVD (I).
Los elementos internos de un pick-up de un reproductor de DVD podrían ser
los siguientes:
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Sin embargo, la evolución tecnológica ha hecho que vayan apareciendo
diferentes tipos de pick-up para la lectura de los datos contenidos en un disco
DVD, existiendo diferentes posibilidades en cuanto a la estructura interna de
los mismos. Estas posibilidades son:
● Un solo láser y dos lentes de enfoque, una para CD y la otra para DVD.
● Dos láseres y dos lentes de enfoque.
● Dos láseres y una sola lente de enfoque.
El pick-up de los reproductores de DVD (II).
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En la actualidad lo usual es el empleo de un pick-up de dos láseres y una sola
lente de enfoque de tipo bifocal o bien, más moderno, un sistema de doble
láser y óptica holográfica:
a) Pick-up con lente bifocal: usan lentes con dos puntos de enfoque. Esto se
puede conseguir mediante la adición de un holograma a la lente, aunque no es
el único método, pudiéndose conseguir el mismo efecto mediante una lente de
Fresnel. Un pick-up de este tipo queda representado en la siguiente figura:
El pick-up de los reproductores de DVD (III).
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b) Pick-up con óptica holográfica: sobre el punto de salida del láser del diodo
láser se monta una pequeña placa holográfica que sustituye a casi toda la
óptica, salvo la lente de enfoque y el desviador de haz:
El pick-up de los reproductores de DVD (IV).
Una de las partes más importantes del pick-up es el mosaico de fotodiodos,
encargado de convertir en señales eléctricas la modulación de la intensidad del
haz reflejado en el disco, además de generar señales con fase diferencial para
el seguimiento de la pista y señales para la corrección del enfoque. La
estructura de dicho mosaico es la siguiente:
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Los fotodiodos centrales (de A1 a A4) son utilizados
para la reproducción de discos CD. Los más externos
(B1 a B4) permiten la reproducción de los discos DVD.
Esta disposición de los fotodiodos se explica debido a la
lente de enfoque bifocal, ya que debido a ello se tiene un
punto de enfoque para el CD y una corona circular de
enfoque para el DVD:
El pick-up de los reproductores de DVD (V).
Las señales que proporciona cada uno de los fotodiodos permiten al
reproductor de DVD realizar una serie de funciones:
●Determinación
del tipo de disco introducido en la unidad: mediante las
siguientes operaciones ews posible determinar el tipo de disco introducido:
Determinación del enfoque correcto: para los discos CD el enfoque se
determina comprobando la cantidad de luz que alcanza a los fotodiodos
centrales:
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●
El pick-up de los reproductores de DVD (VI).
En el caso de los DVD el procedimiento es similar, pero los fotodiodos
implicados son los externos:
Seguimiento de pista (Tracking): se usa el llamado sistema de detección de
fase diferencial. En la figura de la siguiente diapositiva se puede ver en qué
consiste este sistema. Para ello hay que tener en cuenta que la huella negra
que en ella aparece corresponde a una falta de luz sobre los detectores, es
decir, a una sombra producida por un land.
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●
El pick-up de los reproductores de DVD (VII).
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Existen otros sistemas de tracking. En uno de ellos se añaden dos fotodiodos
laterales al mosaico de fotodiodos (fotodiodos E y F) y se divide el haz láser en
tres, uno principal y dos secundarios a los lados del principal. Gracias a estos
haces secundarios, que inciden en los fotodiodos E y F, se consigue
determinar si el seguimiento es o no correcto, corrigiéndolo en caso necesario.
El servosistema de enfoque (I).
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Es el encargado de mantener el haz láser enfocado en la superficie del disco,
ya que debido a imperfecciones del mismo y del propio sistema mecánico del
lector de DVD, la distancia del disco a la lente de enfoque no permanece
constante. En la actualidad el servosistema de enfoque, o simplemente, servo
de foco, como el resto de servosistemas del reproductor de DVD, es de tipo
digital.
El servo de foco funciona de la siguiente forma: los fotodiodos que
correspondan, según el tipo de disco reproducido, entregarán sus señales
directamente al amplificador RF. Allí son sumadas dos a dos, A1/B1 con A4/B4
por un lado y A2/B2 con A3/B3 por
otro, e introducidas en un amplificador
diferencial. Si las señales suma son
iguales el enfoque es correcto y la
señal FE (Focus, Error) será nula. Si
tal no ocurre la señal FE será + o -,
dependiendo de si el disco está
demasiado cerca o demasiado lejos, y
su valor indicará el grado de
desenfoque. El siguiente paso es
amplificar la señal FE y realizar su
conversión a formato digital, tras lo
El servosistema de enfoque (II).
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cual es procesada en el bloque de control de servos. Éste procesa la señal FE
digitalizada y entrega una señal digital PWM en función del valor de FE. Así, si
FE es cero se tendrá un DC (Duty Cicle, ciclo de trabajo) tal que mantiene la
lente a la distancia correcta del disco. Si FE es distinta de cero, y en función de
su signo y valor, el DC variará para que la lente corrija su distancia al disco. La
señal PWM no se aplica directamente al actuador de la lente, sino que primero
se realiza una conversión a analógico, obteniéndose un nivel de continua con
una señal de amplifud variable conforme el servosistema actúa, y dicha señal
analógica se aplica a un driver antes de que alcance al actuador de la lente.
El servosistema de enfoque (III).
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La búsqueda inicial del enfoque ocurre cada vez que se introduce un nuevo
disco o se inicia la reproducción. Empieza por la activación del láser y la
activación de la rutina de búsqueda de foco, focus search. Esta rutina consiste
en que la lente empieza a moverse verticalmente mientras los fotodiodos
entregan sus señales al servo de foco. Cuando se consigue la condición de
enfoque el proceso cesa y el servo de foco entra en modo de bucle de enfoque.
Si tras varios intentos no se llega a encontrar un foco adecuado, por ausencia
de disco, se detiene la rutina focus search y se muestra un mensaje indicativo
de que no hay disco en el interior del reproductor.
El servosistema de seguimiento de pista (I).
El servo de tracking se encarga de conseguir mantener la incidencia del láser
en el disco sobre la pista de datos que se está leyendo. Para conseguirlo el
sevo de tracking incluye los siguientes bloques:
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Como ya se comento anteriormente, el sistema empleado para la detección de
fallo en el seguimiento de pista es el de detección de fase diferencial. Las
señales que transportan esta información son las llamadas E y F, en
El servosistema de seguimiento de pista (II).
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correspondencia con los fotodiodos E y F que se emplean en otro sistema, no en
éste, de servo de tracking. Las señales E y F se generan de la siguiente forma:
Las señales (1) y (2) serán las mismas
(suponiendo enfoque correcto) salvo, quizás, una
diferencia de fase entre ambas. Esta diferencia de
fase dependerá de si se está siguiendo
correctamente la pista o no (ver la diapositiva 34).
Las señales (1) y (2) se “cuadran” con sendos
comparadores, obteniéndose a la salida de los
mismos las señales (3) y (4), llamadas señales E y
F. Ambas ingresan en un detector de fase,
obteniéndose a la salida la señal (5), que tras ser
integrada se convierte en la señal de error de
seguimiento (6).
En nuestro caso el bloque encargado de detectar
la diferencia de fase de las señales E y F está en
en la sección de amplificación RF, junto con el
integrador y un bloque de amplificación de señal. Seguidamente la señal de error
de seguimiento se (TE) se digitaliza y se procesa para obtener una señal PWM.
Esta señal, tras sufrir un proceso de conversión a analógico, se aplica a las
bobinas encargadas de mover la lente de forma radial a través del correspondiente
circuito de driver.
Evolución de los reproductores de DVD.
En la actualidad la mayoría de los sistemas de un reproductor de DVD se
integran en un único chip multifuncional. Con esto se consigue una
considerable reducción de los costes. Este circuito integrado multifunción es lo
que se conoce con el nombre de SOC (System On Chip). Existen diversos
integrados SOC, por ejemplo el CDX98449R de Sony o el Vaddis 966 de Zoran
Microelectronics. La aparición de los SOC posibilitó la drástica reducción de
componentes, tamaño y, por tanto, precio de los reproductores DVD:
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Encontrar detalles de la estructura interna de uno de estos integrados es bastante
complicado debido al secretismo de los fabricantes para luchar contra la piratería.
El SOC Vaddis 966 de Zoran.
La estructura de un reproductor DVD basada en torno a este SOC queda
sumamente simplificada. En el siguiente esquema aparece la estructura de un
reproductor DVD portátil:
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Como puede verse en el esquema de arriba, prácticamente todos los sistemas
están integrados en el Vaddis 966, incluido el controlador de la pantalla LCD.
Únicamente hay que añadir, además de bloque óptico, los drivers de los
diferentes motores, circuitería de amplificación de audio y memorias.
El los reproductores de sobremesa la reducción de elementos también será
considerable.
El euroconector o conector scart.
El euroconector o conector scart es ampliamente utilizado en la interconexión
entre equipos de vídeo, e incluso para conectar equipos de vídeo y audio. Se
trata de un conector de 20 pines más la carcasa metálica, conectada a masa.
Su aspecto es el mostrado en las siguientes fotografías:
12345678-
Salida de audio R.
Entrada de audio R.
Salida de audio L.
Masa de audio.
Masa del color azul (B).
Entrada de audio L.
Componente azul de color (B).
Tensión de conmutación:
0 a 2V --> TV.
5 a 8V --> formato 16:9.
9,5 a 12V --> formato 4:3.
9- Masa del color verde (G).
10- Entrada del D2B (Digital Data Bus).
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11- Componente verde de color (G).
12- Salida del D2B.
13- Masa del color rojo (R).
14- Masa del D2B.
15- Componente roja de color (R)/Señal de croma.
16- Conmutación de señal de vídeo:
0 a 0,4V --> Vídeo compuesto.
1 a 3V --> Señal en componentes RGB.
17- Masa de vídeo compuesto.
18- Masa de la conmutación de señal de vídeo.
19- Salida de vídeo compuesto.
20- Entrada de vídeo compuesto.
Carcasa metálica- Masa.
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La función de cada pin es la siguiente:
El conector HDMI (I).
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HDMI (High Definition Multimedia Interface) es el estándar usado para la
interconexión de equipos de vídeo en formato digital sin compresión, pudiendo
tratarse o no de vídeo en alta definición. Por una conexión HDMI no sólo
transitan señales de vídeo, sino que también lo hacen señales de audio, hasta
8 canales sin conpresión (8 canales de 1 bit, es decir, en formato PCM -Pulse
Code Modulation-).
En la actualidad existen 3 tipos de conectores HMDI diferentes, del A al C:
● Conector HDMI tipo A: Es el más difundido, al menos de momento. Tiene
un total de 19 pines y permite resoluciones de hasta 1080p (1920x1080
pixels en barrido progresivo, frente a 1080i correspondiente a barrido
entrelazado -interlaced-. 720p equivale a una resolución de 1280x720 pixels
en barrido progresivo). El aspecto de estos conectores es el siguiente:
El conector HDMI (II).
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Los diferentes pines del conector HDMI tipo A son los siguientes:
● Los canales TMDS (Transition
Minimized Differential Signaling)
transportan tanto audio como vídeo,
así como datos auxiliares.
● CEC (Consumer Electronics
Control) es usado para funciones de
control remoto. Gracias a este canal
es posible controlar con un solo
mando a distancia la totalidad de
aparatos interconectados mediante
HDMI.
● DDC (Display Data Channel)
permite que el equipo de
visualización informe de sus
características al equipo reproductor,
de tal forma que éste último puede ajustar las características de imagen y
sonido de forma automática a las ideales para el dispositivo de
visualización. El pin 15 es SCL y el pin 16 SDA del canal DDC (basado en
i2C).
● Hot Plug Detect es similar al Plug And Play de los ordenadores.
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El conector HDMI (III).
Conector HDMI tipo C (MiniHDMI): presenta las mismas características
eléctricas y distribución de pines que el de tipo A pero tiene un tamaño
físico más pequeño. Esto se puede apreciar en las siguientes imágenes:
●
Adaptador de
tipo A a tipo C
Conector HDMI tipo B: muy poco usado en la actualidad, representa una
mejora respecto a los tipos A y C, ya que aumenta el número de canales,
aumentando para ello el número de pines de 19 a 29, y además permite
resoluciones de vídeo en alta definición mayores que 1080p.
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●
Los conectores RCA.
Los conectores RCA, también conocidos como conectores phono y conectores
cinch, permiten la distribución de la señal de vídeo y sonido. El vídeo puede
estar disponible en varios formatos, por ejemplo señal de vídeo compuesta,
RGB, etc. El aspecto de este tipo de conectores es de todos conocido:
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Existe un convenio de colores al que la mayoría de los fabricantes se acoge, de
tal forma que según la función de cada conector se le asigna un color
determinado:
● Rojo: canal derecho de audio, señal de vídeo correspondiente al color rojo
o señal R-Y (PR).
● Blanco: canal izquierdo de audio.
● Amarillo: señal de vídeo compuesto.
● Verde: señal de vídeo correspondiente al color verde o señal de luminancia.
● Azul: señal de vídeo correspondiente al color azul o señal A-Y (P ).
B
● Negro: Señal digital de audio (SPDIF) o señal del canal izquierdo audio.
El conector TosLink.
El TosLink (TOShiba Link) es un conector usado para la conexión de cables de
fibra óptica y es usado para conexiones de audio digital, en formato SPDIF,
entre equipos electrónicos. Al realizarse la conexión mediante rayos de luz la
señal transportada es inmune a cualquier tipo de interferencia de tipo eléctrico.
Eso, unido a que la señal transportada es digital, convierten a este tipo de
conexiones en una de las más fiables y que menos tasas de error de transporte
producen.
El aspecto de este tipo de conector es el siguiente:
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El conector hembra del aparato reproductor (fotografía de la izquierda) posee
un LED encargado de generar los impulsos luminosos. Esto impulsos se
introducen en la fibra óptica a través del conector macho. En el equipo receptor
otro conector macho se encargará de iluminar un fototransistor para convertir
los impulsos luminosos en impulsos eléctricos equivalentes.
El conector S-Video.
El conector S-Video (Separate Video) es usado para distribuir señales de vídeo
con las componentes luminancia y crominancia separadas. La calidad de
imagen conseguida con el uso de este conector es mayor que la obtenida
mediante la señal de vídeo compuesto.
El aspecto de los conectores es el siguiente:
La distibución de pines es la siguiente:
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1 y 2: GND.
3: Luminancia.
4: Crominancia.