Устройства записи и воспроизведения сигналов. Часть 2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего профессионального образования 

«МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

 
 
 
 
 
 
 

В. Н. Леухин 

 
 
 
 

 УСТРОЙСТВА ЗАПИСИ  

И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СИГНАЛОВ 

 
 

Лабораторный практикум 

 

Часть 2 

 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

МарГТУ 

2012 

УДК  681.84 
ББК   32 
         Л52 
 
Рецензенты: 
 

заведующий кафедрой  «Телевидение и мультимедийные системы» Казанского национального исследовательского технического 
университета им. А. Н. Туполева – КАИ,  д-р техн. наук, профессор О. Г. Морозов 
 
заведующий кафедрой «Информационно-вычислительные системы» Марийского государственного технического университета 
канд. техн. наук В. И. Мясников  

 
 
 

Печатается по решению  

редакционно-издательского совета МарГТУ 

 
 

Леухин, В. Н. 

Л 52      Устройства записи  и  воспроизведения  сигналов:  лаборатор
ный практикум. Часть 2  / В. Н. Леухин. – Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2012. – 144 с. 
ISBN 978-5-8158-0985-7 

 

Приведены теоретические сведения и методические указания по изу
чению и исследованию проигрывателей компакт-дисков и DVD дисков, 
тракта магнитной записи-воспроизведения сигналов  с применением моделирующих программ, прохождения сигналов и функционирования 
блоков цветности и яркости видеомагнитофонов. Рассмотрены особенности их работы в спецрежимах. 

Для  студентов  направлений   210300.62 «Радиотехника» и 210100.62 

«Электроника и наноэлектроника», изучающих дисциплину «Устройства записи  и  воспроизведения  сигналов». 

УДК 681.84 
ББК 32 

 
ISBN 978-5-8158-0985-7                                            © Леухин В. Н., 2012 

                                                                © Марийский государственный 

технический университет, 2012 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

     
ПРЕДИСЛОВИЕ.……..…………………………………………………….5 

  
ВВЕДЕНИЕ………….……………………………………………………...6 

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ 
ЛАБОРАТОРНЫХ  РАБОТ……………………..…………………...….....7 

 
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 
Исследование функционирования сервосистемы   
проигрывателя компакт-дисков «Вега-122С»  ............................................. 9 

6.1. Общие сведения о структурной схеме ПКД и о сервосистемах  ........ 9 

6.1.1. Сервосистемы ПКД  .............................................................. 11 
6.1.2. Описание конструкции стенда-тренажера  ....................... 14 

6.2. Описание технических характеристик  и конструкции  

ПКД  «Вега-122С»  .......................................................................................... 18 

6.3. Инструкция пользователя .................................................................... 20 
6.4. Порядок выполнения работы  .............................................................. 21 
6.5. Особенности поиска неисправностей в проигрывателях  

компакт-дисков  .................................................................................... 21 

6.6. Форма отчётности  ................................................................................ 22 
Контрольные вопросы  ................................................................................ 22 
Библиографический список  ........................................................................ 23 
 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 
Моделирование канала  магнитной записи   
и воспроизведения с использованием программы Marc  ......................... 24 

7.1. Физические основы магнитной записи сигналов  .............................. 24 
7.2. Аппаратура магнитной записи ............................................................. 26 
7.3. Канал магнитной записи...................................................................... .28 
7.4. Функциональная схема канала ............................................................ 30 
7.5. Руководство пользователя программы Marc   .................................... 35 

7.5.1. Знакомство с Marc   ............................................................... 36 
7.5.2. Установка Marc   ................................................................... 37 

7.5.2.1. Подготовка к установке  .......................................... 38 
7.5.2.2. Установка  .................................................................. 38 
7.5.2.3. Действия после установки программы  ................... 38 

7.5.3. Обучение работе с программой  Marc   ............................... 38 
7.5.4. Пример проведения моделирования  ..................................... 42 

7.5.5. Использование программы Marc  при исследовании 
 влияния конструктивных параметров канала  
записи – воспроизведения на его характеристики ....................... 43 
7.5.6. Сохранение результатов и настройка программы Marc   ....... 45 
7.5.7. Устранение проблем программы Marc   .............................. 50 

7.6. Порядок выполнения работы  .............................................................. 51 
7.7. Форма отчётности  ................................................................................ 51 
Контрольные вопросы  ................................................................................ 51 
Библиографический список  ........................................................................ 52 

 
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 
Блок цветности видеомагнитофона LG «BC290W»  ................................. 53 

8.1. Общие сведения о преобразовании сигнала цветности  

в видеомагнитофонах формата  VHS .................................................. 56 

8.2. Канал записи сигнала цветности видеомагнитофона LG BC290W ......... 59 

8.2.1. Краткое описание прохождения сигнала цветности  

через блок обработки сигнала цветности  ......................... 56 

8.2.2. Формирование опорной частоты 5,06 МГц  ....................... 57 
8.2.3. Формирование частоты 627 кГц  ........................................ 57 

8.3. Канал воспроизведения сигнала цветности  ....................................... 60 

8.3.1. Особенности воспроизведения сигналов цветности  ......... 60 
8.3.2. Выделение сигнала цветности, сигналов цветовой   

синхронизации и стабилизация уровня СЦ  ......................... 65 

8.3.3. Преобразование частоты СЦ .............................................. 65 
8.3.4. АПЧ и ФАПЧ преобразователя, формирователь  
синхроимпульсов ………………………………………………. ..... 65 

8.4. Порядок выполнения работы  .............................................................. 66 
8.5. Форма отчетности  ................................................................................ 67 
Контрольные вопросы  ................................................................................ 67 
Библиографический список  ........................................................................ 67 

 
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9 
Блок обработки сигнала яркости видеомагнитофона  ............................. 68 

9.1. Принцип работы канала записи и воспроизведения  

телевизионного сигнала ……………………………………………. .. 68 

9.2. Блок обработки сигнала яркости  ........................................................ 75 

9.2.1. Канал записи сигнала яркости  ............................................. 75 
9.2.2. Канал воспроизведения сигнала яркости  ............................ 81 

9.3. Порядок выполнения работы  .............................................................. 83 
9.4. Форма отчетности  ................................................................................ 84 
Контрольные вопросы  ................................................................................ 84 
Библиографический список  ........................................................................ 84 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10 
Исследование функционирования видеомагнитофона 
в специальных режимах ................................................................................. 85 

10.1. Работа видеомагнитофона в нормальном режиме  .......................... 85 
10.2. Работа ВМ в режиме «Пауза»  ........................................................... 91 
10.3. Работа ВМ в режиме «Поиск»  .......................................................... 99 
10.4. Работа ВМ в режиме LP и SLP  ....................................................... 102 
10.5. Порядок выполнения работы  .......................................................... 104 
10.6. Форма отчетности  ............................................................................ 104 
Контрольные вопросы  .............................................................................. 105 
Библиографический список  ...................................................................... 105 

 
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11 
Исследование функционирования DVD проигрывателя ....................... 106 

11.1. Общие сведения об устройстве DVD проигрывателей .................. 106 

11.1.1. DVD-привод ........................................................................ 106 
11.1.2. Структурная схема проигрывателя DVD ....................... 108 

11.2. Основные технические данные   BBK 311Si .................................. 113 
11.3. Высокочастотная сигнальная цепь .................................................. 117 
11.4. Процессор цифрового сигнала МТ1389 .......................................... 118 
11.5. Секция сервоуправления .................................................................. 118 
11.6. Секция микроконтроллера ............................................................... 120 
11.7. Выводимые контрольные точки ...................................................... 120 
11.8. Типичные неисправности проигрывателя DVD ............................. 123 
11.9. Описание конструкции стенда-тренажера ...................................... 125 
11.10. Порядок выполнения работы ......................................................... 128 
11.11. Форма отчётности ........................................................................... 128 
Контрольные вопросы ............................................................................... 128 
Библиографический список ....................................................................... 128 
 

       ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................... 129 
Приложение А. Общая методика поиска неисправностей  
в электронной аппаратуре ............................................................................... 130 
Приложение Б. Обозначения и сокращения, применяемые в сервисной  
документации на зарубежные DVD-проигрыватели ……….………….......142 

Предисловие 
 
Данный лабораторный практикум является продолжением изданной 

ранее в 2003 году первой части практикума по дисциплине «Устройства 
записи и воспроизведения сигналов». В него вошли лабораторные работы, связанные с изучением таких устройств, как видеомагнитофон, проигрыватель компакт дисков и проигрыватель DVD, а также моделирование канала магнитной записи-воспроизведения на компьютере. 

Так как в предыдущем издании номера работ были обозначены, то 

автор счел уместным, во избежание путаницы, продолжить нумерацию 
новых работ, начиная с шестой. Таким образом, студентам предлагаются для выполнения одиннадцать лабораторных работ, изложенных в 
двух частях практикума. 

При изучении особенностей записи и воспроизведения сигналов с 

помощью видеомагнитофона рассматриваются каналы яркости и цветности видеомагнитофона, а также его работа в специальных режимах: 
«Стоп-кадра», замедленной записи, ускоренного просмотра вперед и 
назад. 
       Принципиально новыми работами являются «Моделирование 
канала  магнитной записи  и воспроизведения с использованием программы Marc», «Исследование функционирования сервосистемы  
ПКД «Вега-122С»,  «Исследование функционирования DVD проигрывателя». 
       Автор выражает благодарность за разработку и изготовление 
стендов и программного обеспечения выпускникам специальности 
«Бытовая радиоэлектронная аппаратура» Большакову В., Сбоеву А., 
Мохову Д., Пирогову Д., Четкареву А., Антонову М., Домрачеву В. 
Их работы были удостоены дипломами первой степени во Всероссийском конкурсе выпускных квалификационных работ.  

Автор будет признателен читателям за все замечания по содержа
нию и оформлению книги, которые следует направлять по адресу: 
424000 г. Йошкар-Ола, пл. Ленина,  3, МарГТУ (кафедра КиПР). 

 
 
 
 
 

Введение 
 

      Устройства записи и воспроизведения информации являются одними из наиболее распространенных  видов радиоэлектронной аппаратуры. Вместе с тем они являются  и весьма динамично развивающимися 
направлениями, особенно в области устройств цифровой  записи и воспроизведения  аудио- и  видеосигналов. Комплекс лабораторных работ 
по устройствам записи и воспроизведения сигналов предполагает изучение и исследование особенностей построения и функционирования 
типичных представителей таких устройств: видеомагнитофона и проигрывателей CD и DVD дисков, а также включает моделирование процессов магнитной записи и воспроизведения сигналов с применением специализированных программ. 
       Выполнение работ строится на постепенном углублении и расширении теоретических знаний и практических навыков. Так, изучение 
видеомагнитофона начинается  со знакомства с лентопротяжным механизмом моделей Samsung, «Электроника ВМ-12», LG  «BC290W». В 
последующих работах исследуется прохождение сигналов по основным 
цепям схемы в различных режимах функционирования, осуществляется 
регулировка узлов и механизмов, производится поиск типичных неисправностей. При выполнении работы задействованы видеомагнитофоны 
различных поколений, стенд-тренажер «Видеомагнитофон» на базе модели LG  «BC290W», стенд «Лентопротяжный механизм видеомагнитофона формата VHS», а также стенды  «Проигрыватель компакт-дисков» 
и «Проигрыватель DVD».  
        Изучение особенностей функционирования проигрывателя компакт-дисков включает в себя знакомство с принципами записи и считывания информации с дисковых носителей, построением и работой оптической системы, изучением прохождения сигналов по различным трактам проигрывателя. 
       Выполнение лабораторного практикума  предполагает наличие у 
студентов теоретических знаний в исследуемой области, умения работы 
с универсальным измерительным оборудованием, способностей аналитического мышления при поиске неисправностей. 

 Лабораторный практикум предназначен для студентов специально
стей 
210100.62 
«Электроника 
и 
наноэлектроника» 
(дисциплина 

«Устройства записи и хранения информации») и  210300.62 "Радиотехника" (дисциплина «Устройства записи и воспроизведения сигналов»). 
 

ПРАВИЛА  ТЕХНИКИ  БЕЗОПАСНОСТИ 

ПРИ  ВЫПОЛНЕИИ  ЛАБОРАТОРНЫХ  РАБОТ   

 

     Лабораторные работы по курсу «Устройства записи и воспроизведения сигналов» связаны  с исследованием трактов и механизмов бытовой 
радиоэлектронной аппаратуры, таких как магнитофон, видеомагнитофон, проигрыватель компакт-дисков, телевизор. Опасными факторами 
при выполнении работ являются напряжения электрической сети и лазерное излучение. 
      При выполнении лабораторного практикума необходимо выполнять 
следующие правила: 

1. Каждый приступающий к работе в лаборатории должен озна
комиться с инструкцией по охране труда и расписаться в журнале по технике безопасности. 

2. Все работы в лаборатории могут производиться только с раз
решения преподавателя, проводящего занятия, или ответственного за  лабораторию. 

3. Выполнение лабораторной работы с использованием стендов, 

реальных образцов бытовой техники и измерительных приборов производится  бригадой количеством не менее двух человек, один из которых является ответственным и при возникновении опасности должен обесточить оборудование. 

4. Перед выполнением лабораторных работ каждый студент обя
зан ознакомиться с инструкцией по эксплуатации стендов и используемых приборов. 

5. Запрещается:  

• прикасаться к токоведущим частям стендов и приборов руками и открывать их закрытые части; 
• оставлять без надзора  приборы под напряжением; 
• работать с приборами в лаборатории одному. 

6. При несчастном случае следует немедленно оказать пострадав
шему первую помощь и сообщить руководителю занятий. 

7. По окончании работы приборы должны быть отключены, рабо
чее место приведено в порядок. Лабораторию можно покинуть 
только с разрешения преподавателя. 

 
 

Лабораторная работа № 6 

Исследование функционирования сервосистемы 
  проигрывателя компакт-дисков "Вега-122С"   

 

 
Цель работы: 
 
– изучение структурной и функциональной схемы проигрывателя  

компакт-дисков (ПКД); 
       – исследование прохождения сигналов в контурах сервосистемы; 

– выработка навыков поиска неисправностей. 
 
6. 1. Общие сведения о структурной схеме ПКД и о сервосистемах 

 

При воспроизведении информации с компакт-диска в проигрывателе  

должны происходить процессы, обратные тем, которые выполнялись 
при кодировании звукового сигнала. Помимо этого, должны выполняться многочисленные сервисные функции.  

Любой ПКД должен выполнять следующие основные функции: 
- реализацию алгоритмов обработки сигнала, содержащего аудиоин
формацию; 

- реализацию алгоритмов обработки данных субкода; 
-обработку сервосигналов для слежения за скоростью вращения дис
ка, фокусировкой, радиальным трекингом и позиционированием лазерного звукоснимателя. Особенности функционирования перечисленных 
сервосистем представлены в лабораторной работе №5 [1]; 

- загрузку/выгрузку компакт-дисков. 
Обобщенная структурная схема проигрывателя компакт-дисков при
ведена на рисунке 6.1. В данной схеме можно выделить две основные 
части: тракт обработки информационного сигнала и тракт обработки 
сервосигналов, обслуживающий механические устройства проигрывателя. Источником сигналов для обоих трактов является оптический 
адаптер или, как его еще называют, лазерный звукосниматель. Основное 
назначение данного (наиболее ответственного и сложного) устройства – 
отслеживание дорожки записи  и преобразование оптического сигнала в 
электрические, снимаемые с фотодиодной матрицы и именуемые   сигналами A, B, C, D, E и F. Эти сигналы несут информацию об аудиосигнале и об ошибках фокусировки и трекинга. Перемещение адаптера 
вдоль поверхности CD осуществляется электродвигателем позиционирования. 

Рисунок 6.1 – Обобщенная структурная схема ПКД 

 

К внешним устройствам управления

Оптический
адаптер

E, 

Процессор 

сигналов адаптера

Электродвига
тель привода CD

Схема управления 
мощностью излуче
ния лазерного 

диода

Электродвигатель 
позиционирования
оптического адап
тера

Cхема управ
ления элек
тродвигателя
ми и обмотка
ми катушек 

фокусировки и 

трекинга

Усилители ВЧ 

сигнала и сигналов 
ошибок Фокусиров
ки и трекинга

Схема

разделения данных

Демодулятор  
EFM сигнала

Схема депереме
жения, декодирова
ния 

и интерполяции

Цифровой фильтр

ЦАП и ФНЧ

Процессор обработки сигналов 

ошибок

Схема контроля 

скорости вращения 

CD

Схема декодирова
ния субкода

Цифровой 
процессор сигналов

Контроллер управления проигрывателем 

компакт-дисков

Электродвигатели

загрузки

Схема управления
электродвигателями 

загрузки/выгрузки 

компакт-диска 

A-D,

E,F

Лазерный диод, 

оптическая система 

и фотодиодная 

матрица

Обмотки катушек 

фокусировки и 

трекинга

FER

TER

Сигналы

ошибок

Сигналы стереоканалов

Процессор сигналов адаптера включает в себя усилители и форми
рователи высокочастотных сигналов, из которых затем получаются информационный сигнал EFM и сигналы ошибок фокусировки FER и трекинга TER, а также схему управления мощностью излучения лазерного 
диода. Аналоговые сигналы при помощи компараторов и устройства 
тактовой синхронизации преобразуются в цифровую форму и поступают в цифровой процессор сигналов. Из сигналов ошибок (A +C) – (B +D) 
и E  – F  после их обработки в соответствующем процессоре  получают 
управляющие напряжения, подаваемые на обмотки катушек фокусировки и трекинга. 
  В схеме разделения данных тракта обработки информационного 
сигнала выделяются синхроимпульсы, необходимые для последующей 
обработки информации и для работы схемы  контроля   скорости вращения диска, выход которой связан через усилители схемы управления 
с электродвигателем вращения компакт-диска. 

Поток цифровых данных подвергается обратной процедуре обработ
ки, включающей демодуляцию EFM сигнала, деперемежение и декодирование. После EFM демодулятора производится выделение данных 
субкода, которые после декодирования поступают на контроллер управления проигрывателем компакт-дисков. 

Стереосигналы разбиваются  на сигналы левого и правого каналов 

после прохождения микросхемы цифровых фильтров и АЦП из сигналов, поступаемых с процессора цифровых сигналов (SRDATA, SCL, 
LRCK). Далее для дальнейшего усиления и регулировки они поступают 
в низкочастотный тракт аудиосистемы. 

Сигналы, получаемые в результате декодирования субкода (SUBQ), 

используются контроллером системы управления проигрывателя компакт-дисков, который связан с внешними устройствами управления. 

Система загрузки служит для установки компакт-дисков в механизм 

воспроизведения. Схема управления получает информационные сигналы от процессора системы управления. 

 
 
6. 1. 1.  Сервосистемы ПКД 

 

Разработанные ЦАП с многоступенчатым преобразователем шума 

(MASH) позволили получать отношение сигнал/шум до 120 дБ, а динамический диапазон до 100 дБ. Вместо устаревших аналоговых сервопроцессоров в данной модели CD проигрывателя применен цифровой 
сервопроцессор YM3805. Применение этого сервопроцессора с точки 

зрения ремонтопригодности значительно упрощает сервисное обслуживание CD проигрывателя. Трудности, которые возникают в аналоговых 
сервопроцессорах в процессе регулировки, например, после замены оптического преобразователя при наличии 4-6 подстроечных элементов и 
отсутствии сервисной документации, исчезают.  

В цифровой сервосистеме аналоговые сигналы ошибки фокусировки 

и отслеживания дорожки записи АЦП преобразует в цифровые. Регулировки Focus Offset, Tracking Offset, Focus Gain, Tracking Gain и Tracking 
Balance производятся сервопроцессором  автоматически, то есть отпадает надобность в пяти подстроечных элементах. Структурная схема 
сервосекции представлена на рисунке 6.2. 

 
 

 

 

Рисунок 6.2. – Структурная схема сервосекции CD проигрывателя 

 
 

 

Команды управления драйверами фокусной и трекинг катушек, дви
гателем привода оптического преобразователя из цифровой формы 
вновь преобразуются в аналоговую с помощью ШИМ схем и подаются 
на схемы управления, выполненные на микросхеме IC04. Последовательность автоподстройки в цифровой сервосистеме представлена на 
рисунке 6.3. 

               

Фотодетектор

LA9200

Серво
усилитель

YM3805

Сервопро
цессор

АЦП

Сервоси
стема автоподстройки

ЦАП

Процессор 

системы

управления

К драйверу фокусной 
и трекинг катушек, 
траверс двигателя

RF сигнал

к ЦПС

Рисунок 6.3 – Последовательность автоподстройки  

    в цифровой сервосистеме 

Как отмечалось выше, сформированные сигналы FE и TE подаются на 

выходы АЦП цифрового сервопроцессора, ножки 22 и 23 микросхемы 
IC02. АЦП преобразует аналоговые сигналы FE и TE в цифровые. Далее 
сервопроцессор вырабатывает цифровые сигналы управления фокусной и 
трекинг катушками и сигналы автоподстройки для сервоусилителя IC01. 
Все перечисленные выше сигналы из цифровой формы вновь преобразуются в аналоговые. 

СТАРТ

ВРЕМЕННАЯ 
ПОДСТРОЙКА 

Focus Gain

ВРЕМЕННАЯ 
ПОДСТРОЙКА 

Traking Gain

ПОИСК 

ФОКУСА ВКЛ.

НАСТРОЙКА 
Focus  Offset

НАСТРОЙКА
Traking Offset

РЕГУЛИРОВКА 
Traking Balance

ФОКУС

И ТРЕКИНГ ВКЛ

ТОЧНАЯ 

НАСТРОЙКА 

Focus Gain

ДОРОЖКА 
НАЙДЕНА?

ТОЧНАЯ 

НАСТРОЙКА 
Traking  Gain

ВКЛ. SPINDLE 
ДВИГАТЕЛЯ

ФОКУС     

НАЙДЕН?

КОНЕЦ
ДА

НЕТ

ДА

НЕТ