Aparelhos Eletrônicos

Sinais de um CD Player

    Na tabela que segue encontramos os principais sinais aplicados em um CD player. Os sinais aqui listados na sua maioria são tomados como referência para os serviços de manutenção. Há centenas de sinais envolvidos no processo de controle, decodificação e correção em CD players e quando falamos em DVD os números aumentam ainda mais. Assim, não sendo possível descrever todos, ficamos apenas com os principais a título de fundamentação teórica.

Sinal	Significado
LD	Sinal liberado pelo microprocessador de controle, que tem a função de comutar a alimentação no circuito da unidade laser.
Eye Pattern	É o sinal de rádio freqüência lido diretamente pelos foto-detectores. Este sinal representa as várias reflexões do feixe laser sobre a superfície do disco e que compõe os dados musicais, de correção e de sincronismo. É, portanto, o principal sinal monitorado para ajustes no CD player. A sua simetria e perfeita nitidez são imprescindíveis para o correto funcionamento do aparelho.
MIRR	É também conhecido como sinal espelho. É utilizado pelo sistema servo para detectar quando o feixe laser está sobre regiões do disco que não contém sinal. Deve ter nível baixo, quando correto, e nível alto, quando incorreto. Utiliza-se muito esse sinal nas funções de search, skip e procura randômica.
DEFECT	Sinal detector de falhas na leitura. Sempre terá nível baixo quando a leitura do pickup for correta.
ASY	É o sinal de auto-simetria, utilizado por partes do circuito de servo EFM, a fim de corrigir o sinal de RF, que se apresenta de forma heterogênea (instável) no processo de leitura. Em geral corresponderá a uma tensão de correção de 2,5 V.
EFM	É o sinal de dados musicais já processado pelo amplificador de RF e corrigido quanto à sua simetria, sendo totalmente compatível com os circuitos digitais de processamento.
FE	É uma tensão de erro utilizada pelo servo foco. Na prática possui uma tensão em torno de 2,5 V.
TE	É a tensão de erro de trilhamento e apresenta 2,5 V como referência.
GFS	Do inglês "Guarded Frame Sync", este sinal só se apresenta em nível alto quando a velocidade do disco estiver correta, sendo, portanto, um dos principais sinais de controle CLV.
MDP, MDS, MON, FSW	São os sinais administrados pelo bloco CLV no processador digital. Controlam sincronismo de velocidade, correção de velocidade e filtragem de dados. Estes sinais são pulsos rápidos e que no seu processamento através do filtro LPF se tomarão sinais analógicos de correção (tensão).
PLCK	Significa o sinal de clock proveniente de um sistema PLL de correção. Sua freqüência é em torno de 4,3218 MHz.
DATA	São trens de pulso de dados seriais, contendo o código PCM de 16 bits.
RESET	É um pulso extremamente rápido que serve para limpar o conteúdo das memórias ou reiniciar o programa de inicialização. É um dos principais sinais do microprocessador de controle do CD player.
DATA, CLOCK e LATCH	São sinais de comando específicos entre o microprocessador e os demais circuitos integrados do circuito.
SENSE	São sinais de informações que os demais circuitos integrados do CD player enviam para o microprocessador.
SCOR, SUBQ e SQCK	Referem-se aos sinais de sub-códigos que contém as informações do TOC. Todas as informações de controle e sinalização serão administradas por esses sinais que vêm do processador PCM para o microprocessador.

    Entre os inúmeros sinais que circulam nos circuitos dos CD players, existe um em especial que é considerado o mais importante. Na verdade, não é apenas o mais importante, mas sim o sinal que melhor podemos visualizar com um osciloscópio quando trabalhamos na manutenção desses equipamentos. Em ajustes e testes mais complexos é justamente ele, o Eye Pattern, que nos serve de referência para qualquer ação de trabalho. Assim sendo, devemos conhecê-lo muito bem, para que na hora "H" não tenhamos dúvida de sua forma e correta aparência. Nós vemos esse sinal na Figura 1.

Figura 1: Sinal Eye Pattern.

    A Figura 1 mostra com exatidão como deve ser um sinal de Eye Pattern. Quanto mais perfeita sua forma (losângulos bem definidos), melhor estará nossa leitura de disco, confirmando, também, o desempenho e ajustes dos circuitos processadores de sinais. A amplitude deste sinal está compreendida entre 1,2 Vpp e 1,8 Vpp, dependendo do circuito empregado na amplificação do sinal. Mas o que realmente significam tais ondas?

    O Eye Pattern representa a intensidade das múltiplas reflexões da luz laser sobre a superfície do disco. Esse padrão é composto por 9 ondas básicas que, com contínuas reflexões durante o processo óptico de leitura, irão formar esse conjunto de ondas. Em última análise, esse sinal composto representa todas as informações (códigos digitais) que estão registradas no disco. O sinal tem esta forma analógica por ser resultado de contínuas variações luminosas que produzem correntes proporcionais aos níveis lógicos do sinal digital que está gravado no CD. Os componentes de alta freqüência são eliminados por filtragem capacitiva, a fim de deixar o sinal o mais senoidal possível. No decorrer do processo de tratamento do Eye Pattern, ele será submetido a circuitos de grande precisão e controle a fim de garantir simetria, modelagem e compatibilidade com o formato digital.

    A Figura 2, ilustra o sinal Eye Pattern com problemas de focalização e que por certo comprometerá todo o desempenho de leitura digital. Preste bem atenção e memorize essas diferenças, oportunamente falaremos mais sobre esse padrão fundamental em CD players.

Figura 2: Sinal Eye Pattern ruim.

Placa de Processamento Digital

    A Figura 3 mostra os principais estágios existentes em qualquer leitor óptico. A intenção com esse primeiro diagrama em blocos é a de deixar claro quais são os principais circuitos empregados no processamento de sinais assim como as etapas envolvidas nesse processo. É importante ter uma visão geral dos diferentes estágios dessa complexa placa de processamento, pois isso contribuirá muito no momento que tivermos que relacionar sintomas e causas dos defeitos.

Figura 3: Diagrama de um CD player.

    Em primeiríssimo lugar vamos definir quais as partes deste diagrama pertencem exclusivamente à placa de processamento digital.

    Todos os circuitos integrados geralmente encontram-se na placa principal do drive, salvo exceções, como alguns modelos de CD players da Sony, onde a placa de servo e amplificação de RF é separada da parte de decodificação digital. A unidade óptica sempre está ligada à placa principal por flat-cable com trilhas de tinta condutora, trilhas metalizadas (alumínio) ou mini cabos blindados. Exclusivamente em CD players e DVDs a fonte de alimentação normalmente localiza-se afastada da placa processadora, primeiro por segurança (carga térmica) e, segundo, para evitar interferências, apesar de serem blindadas. Os motores de movimentação localizam-se na estrutura metálica ou plástica e são interligados à placa por conexões (fios). Os motores tendem a aquecer também, assim geralmente não são soldados diretamente à placa principal, ao contrário do que ocorre com as unidades de CD-ROM, onde a grande maioria se utiliza desse recurso devido à questão de espaço físico.

Agora vamos falar um pouco sobre cada circuito em blocos, analisando suas funções e possíveis defeitos.

Driver de Corrente

    O circuito integrado IC A é o nosso driver de corrente para acionamento dos motores de giro de disco e motor de passo para o deslocamento da unidade leitora (sled). O integrado driver amplificará a corrente dos sinais enviados pelo servo. Nas situações do mecanismo loading (bandeja de abertura) existirá um integrado driver idêntico para alimentar o motor de loading (tray). Nos CDs players do tipo "carrossel" a movimentação da troca de discos é também feita com ICs driver que seguem este mesmo princípio. É relativamente comum a queima desses circuitos integrados (são várias as causas), geralmente por problemas de travamentos mecânicos, motores com defeitos e correias substituídas erroneamente (menores do que deveriam ser, ocasionando maior consumo de corrente e superaquecimento no integrado).

Fonte Principal

Este é o estágio responsável por energizar todos os circuitos do sistema. Também poderá render boas dores de cabeça quando for formada por circuitos osciladores e chaveadores (fonte chaveada). As fontes tradicionais (lineares) geram poucos problemas, visto que são formadas por circuitos mais simples como transformador AC com múltiplas derivações, reguladores e estabilizadores tradicionais operando a baixas freqüências (60Hz). Nessas fontes, o grande inconveniente é o aquecimento, algumas vezes excessivo, decorrente das perdas de tensão elétrica no processo de rebaixamento e retificação da tensão alternada. Essas perdas, obviamente, refletem-se como aumento de carga térmica na máquina. Esses circuitos geralmente têm dissipadores de calor grandes e possuem volumosos componentes eletrônicos, como os capacitores de filtragem.

Em contrapartida as fontes chaveadas têm um desperdício de energia muito reduzido. Suas dimensões são muito menores e podem ser ligadas diretamente em redes de 127 V ou 220 V sem a necessidade de chaves de comutação. Operam com freqüências muito superiores, na ordem de 44 KHz. Algumas pessoas e até técnicos falam que todas as fontes chaveadas são automáticas, o que por definição não esta completamente correto. A fonte automática não é necessariamente uma fonte chaveada, mas sim uma fonte que possui um circuito detector de tensão de entrada, desenvolvido para evitar a queimas de aparelhos ligados em diferentes redes elétricas. A fonte automática foi produzida e aplicada em grande escala antes da explosão e barateamento dos circuitos de fontes chaveadas. Inclusive, muitos produtos (TVs, por exemplo) utilizavam esse sistema barato e eficiente, mas suas fontes eram formadas por circuitos tradicionais (fonte linear). O sistema de fonte chaveada obedece outros princípios. Na realidade alteramos a freqüência de trabalho de um circuito oscilador baseado na tensão da rede elétrica utilizada para alimentar nosso produto. Os circuitos eletrônicos fazem estas mudanças automaticamente, mas não recebem esse nome. Lembre-se, nem toda a fonte automática é chaveada. A fonte chaveada recebe esse nome por funcionar em chaveamento de alta freqüência, e não por mudar automaticamente sua entrada de acordo com a tensão da rede (127 V ou 220 V).

Mas porque as fontes chaveadas incomodam tanto os técnicos?

Quem trabalha ou trabalhou com elas sabe que, de fato, algumas dão o que fazer. A maior parte dos problemas fica por conta da falta de conhecimento, experiência e instrumental adequado para o trabalho com fontes desta natureza, cuja concepção de funcionamento é totalmente diferente das tradicionais. O restante, deve-se a baixa qualidade de alguns projetos e componentes. Não devemos confundir a idéia geral da criação da fonte chaveada com a industrialização deste circuito. A idéia é ótima e as melhorias são indiscutíveis, já o processo de produção e o desenvolvimento de certos projetos nem sempre são assim tão bons. Existem alguns defeitos comuns em fontes chaveadas, como aqueles irritantes ruídos (zumbido agudo) que, após algum tempo ligado, alguns aparelhos de TV começam a apresentar. Existem também os casos de interferências na imagem (no caso de DVDs), mas são menos freqüentes. Queima incondicional e aleatória do transistor chaveador, queima de diodos Zener sem causa aparente, estouro de capacitores repentinamente, entre outros, são alguns dos problemas que dão muito o que fazer a todos nós técnicos deste tipo equipamento.

Processador Digital

É formado por um conjunto de componentes onde o principal é um integrado (DSP) com software interno dedicado ao tratamento e decodificação de sinais empregados em CD. Geralmente este é o maior integrado localizado na placa principal e dependendo da literatura recebe diferentes nomes como, por exemplo, PCM, PDS e DSP. Quando não possui memória interna utiliza um pequeno chip para armazenamento de informações processadas (memória RAM). É o DSP que tem a função de decodificar e "remontar" (por assim dizer) a informação digital extraída do disco. Algoritmos específicos fazem parte desse componente para auxiliar a correção e compensação de possíveis erros de leitura. Normalmente possui um clock próprio para aumentar seu desempenho de trabalho junto ao circuito de amplificação de RF, de 8,4 MHz. Neste estágio, os defeitos são menos freqüentes do que nos demais, sendo um dos mais comuns a falta de sincronização de giro do motor spindle (CLV). Outro caso raro mas que eventualmente ocorre é o fato do driver ler o diretório do disco (TOC), mostrar o seu conteúdo e não obedecer mais aos comandos. Resumidamente, é neste circuito integrado que se demodulam todos os subcódigos responsáveis pelo controle e sincronismo do leitor.

Por falta de mais detalhes técnicos, em muitas situações esse circuito integrado é visto como uma espécie de "caixa preta", o que em alguns equipamentos não deixa de ser verdade.

Processador de Controle

Este é o circuito integrado que nos permite inicializar todas as rotinas do equipamento. Ao ligarmos a máquina, um programa na ROM deste circuito irá repetir cuidadosamente uma seqüência de passos pré determinados a fim de proporcionar condição de lermos um disco. Geralmente possuem um clock de trabalho que varia de 4 MHz a 6 MHz. Funções como abrir a bandeja, verificar se existe disco no compartimento, checar a chave limite do mecanismo, memorizar as seqüências de músicas ou programas e acendimento do diodo laser são as mais tradicionais. Existem modelos mais sofisticados, onde o próprio processador monitora, também, os níveis de corrente da fonte, evitando qualquer sobrecarga nos circuitos. Um dos defeitos corriqueiros desse componente é a de provocar o não acendimento do diodo laser e conseqüentemente a falta de focalização inicial sobre o disco.

Amplificador de RF e Servos

Trata-se do circuito que interage com os circuitos integrados drivers de corrente acionando-os em diversas funções. É por intermédio do servo sistema que corrigimos erros de leitura, velocidade de giro do disco e movimentação do conjunto óptico ao longo do CD. O circuito servo se comunica diretamente com o processador digital e é comum encontrarmos circuitos de controle de servo no próprio DSP. Outra importante função desse integrado é amplificar os sinais detectados pelos fotodiodos que transportam as informações digitais, deixando-os com a máxima simetria e com níveis adequados ao processamento digital. É nele também que encontramos parte do nosso conhecido circuito APC. A amplificação desses sinais é algo muito mais complexo do que podemos imaginar. Nesse estágio o sinal deverá sofrer contínuas correções e amplificações a fim de tornar-se seguro para a modelação em EFM (forma digital do Eye Pattern). Defeitos tradicionais nesse setor provocam a falta de movimentação dos sistemas servo-mecânicos do CD ou seja, colocamos um disco e nada acontece: unidade sled parada, motores parados. Problemas com disparos repentinos, após aquecimento, também ocorrem com alguns servos.

Conversor e Buffer

Em modelos mais antigos eram empregados integrados diferentes para cada uma das funções (conversão D/A e pré-amplificação). Há alguns anos a indústria vem utilizando um único circuito integrado para desempenhar essas tarefas. No processo de conversão D/A, transformamos os bits referentes a informações coletadas no disco e recuperadas pelos circuitos eletrônicos em níveis de tensão. É nesse circuito integrado que realizamos a demultiplexação dos sinais de áudio, recuperando os dois canais esquerdo e direito. Defeitos comuns nesse circuito: ausência completa de som, estalos no áudio, ruídos, sons excessivamente metalizados, problemas com a divisão estereofônica, entre outros menos corriqueiros.

Conjunto Óptico

Como já estudamos, é esse o dispositivo mais frágil e sensível do leitor. Seu funcionamento já foi descrito em aulas passadas, assim, vou apenas relatar alguns dos defeitos mais tradicionais em unidades ópticas. São eles:

Imagem apresenta truncamentos com muita freqüência (DVD).

Faz a leitura de trilhas de áudio mas não consegue ler dados (CD-ROM).

Últimas trilhas do disco são puladas porém as primeiras são lidas normalmente.

Ao tentar ler o diretório do CD, produz forte ruído mecânico (do conjunto axial) resultando em erro de leitura.

Lê algumas mídias e não lê outras.

Tempo excessivo para encontrar faixas do disco ou para ler o diretório de conteúdo (TOC).

Tenta ler o disco e dispara a rotação inclusive no sentido horário, quando o correto é o anti-horário.

Na tentativa de ler o diretório do CD produz fortes estalos na mecânica do sistema sled, parece ser servo mas não é.

Como podemos ver, os problemas envolvendo a unidade óptica são bastante diversificados. É comum encontrarmos dificuldade em definir qual estágio esta sendo o responsável pela falha. Alguma vezes os sintomas são praticamente idênticos, porém tendo causas completamente distintas.

Torna-se necessário, então, um profundo conhecimento dos circuitos e todo um instrumental apropriado para os testes. Só assim será possível identificar com exatidão e rapidez a origem do problema, solucionando-o definitivamente.

Dicas de Manutenção

Hoje vamos falar sobre a limpeza de unidade óptica. São inúmeras as perguntas a esse respeito, portanto aí vão as dicas:

Em CD players a lente objetiva poderá ser limpa, sem nenhum problema, com álcool isopropílico (isopropanol) ou metílico (metanol) com movimentos leves que deverão ser executados com um pinça especial e algodão. Umedeça um pequeno pedaço de algodão no álcool e com a pinça faça movimentos circulares, na horizontal, sobre a lente com muita leveza. Evite movimentos verticais com o algodão na lente objetiva, pois isso pode descentralizá-la e comprometer o desempenho de leitura da unidade.

Já em DVD-ROM e CD-RW devemos ter um cuidado ainda mais especial devido às características físicas de construção deste tipo de lente. Nesses aparelhos, recomenda-se apenas a limpeza por jato de ar. Na realidade, podemos empregar um pequeno secador de cabelos de baixa potência tomando alguns importantes cuidados. Mantenha o secador com baixo aquecimento a uma distância de, no mínimo, 10 cm da lente, não mantendo-a sob o jato de ar aquecido por mais de 30 segundos. Só não vale pegar aquele secador de cabeleireiro de 200 W para uma tarefa desta proporção, use o bom senso e muito cuidado. Em algumas situações podemos até mesmo retirar o pó acumulado sobre a lente com apenas uma leve passada de algodão umedecido em água, sem nenhum outro produto. Todo o movimento deve ser feito da mesma maneira já descrita e com o máximo cuidado. Se o problema for apenas resido de pó acumulado sobre a lente, certamente esse procedimento resolverá. Evite aplicar qualquer tipo de álcool ou outro produto de limpeza sobre a lente deste tipo de unidade, pois o material empregado na fabricação da lente de cristal pode sofrer alterações no que diz respeito ao seu grau de transparência e comprometer definitivamente o conjunto óptico.

Outro importante cuidado é quanto a utilização de pulseiras e mantas anti-estáticas na manutenção de unidades de CD e DVD. Dependendo do local a ser executado o serviço, o uso desses equipamentos é indispensável. Não esqueça, clima ou ambiente frio e seco é propício à formação de eletricidade estática, portanto previna-se!

O efeito orvalho, como alguns chamam, é o fenômeno em que a lente objetiva fica repleta de gotículas de água ou embaçada. Esse efeito de condensação deve-se às bruscas variações térmicas em que o aparelho pode ficar submetido, principalmente no inverno. Em certos casos poderá existir essa formação tanto fora quanto do lado interno da lente, o que não possibilita uma ação de secagem manual. A solução mais comum para esse problema é a abertura do compartimento do CD player em ambiente arejado por alguns minutos, permitindo sua secagem de forma natural.

Lembre-se: em todas as tarefas descritas acima, sempre tome o cuidado de executá-las com o equipamento completamente desligado da tomada.