VCD机的结构原理

   VCD机由碟片驱动机芯、电源电路、光电信号处理器、数字信号处理器、伺服控制电路系统、控制电路及MPEG -2解码电路等组成。它是在CD唱机的基础上增加了MPE(J -2解码(即图像和伴音解压缩等)电路和相应的系统控制微处理器电路，如图1.4. 25所示。

   (1)光电信号处理电路。光电信号处理电路由激光头及RF放大电路等组成。激光头是利用激光拾取碟片上数字音、视频及有关控制信息的光学拾取装置。它拾取的电信号（包括RF射频信号、FE聚焦误差信号和TE循迹误差信号）经RF放大器进行前置放大和整形（还包括APC自动激光功率控制），一路送到锁相环(RF - PLL)电路中再生位时钟信号，作为数字信号处理器的基准时钟和主轴线速度伺服误差节拍基准，另一路送到伺服电路去与位时钟进行相位比较，产生使主轴线速恒定的伺服误差信号和循迹信号。

   (2)伺服电路。伺服电路包括主轴伺服、聚焦伺服、循迹（也称寻迹、跟踪）伺服和给进（也称送进、滑行、径向）伺服。

 

图1.4.25 DCV机电路结构图

   1)主轴伺服。主轴伺服的作用是驱动主轴电机、带动碟片作恒线速转动。在播放时，激光头沿着碟片中心向外边缘连续移动来读取数码信息。激光束扫描的速度也是1. 2:-1.4 m/s不变的。碟片是由快至慢逆时针方向旋转的，转速约500 r/min降至200 r/min。启动速度是486～568 r/min，停止速度约为196～228 r/min。主轴电机的控制数据是按帧存储在碟片上的，碟片的转速将反映出读取EFM信号的频率大小。为确保主轴电机T作在恒定的线速度状态，系统控制微处理器电路将用品振的基准频率去与实际读取的信号频率相比较，用产生的误差信号去控制主轴电机的转速。

   2)聚焦伺服。聚焦伺服是用来产生聚焦误差信号，通过聚焦线圈控制激光头物镜，使其随碟片的起伏而作同步垂直方向移动，保证激光束正确聚焦在碟片的信息面上(聚焦误差不超过±0.5 μm)。

   3)循迹伺服。循迹伺服是通过检测激光束与碟片音轨中心的位移来产生循迹误差信号。利用此误差信号去控制循迹线圈，使物镜随碟片音轨的变化而作同步径向移动，保证激光束的光点始终对准信息纹迹中心(循迹误差不超过0.1 μm)。

   4)进给伺报。进给伺服的作用是驱动和控制进给电机，使其带动激光头沿着碟片上的信息轨迹，从最内圈移动到最外圈，或使激光头快速移动。激光束要想全方位扫描碟片的信号纹迹，光靠物镜本身动作是无法实现的(因物镜在碟片的数据区域内可移动的范围仅有±1mm)，还需通过进给机构来驱动激光头，在整个信号记录范围内不断地作径向跟踪移动。

   (3)数字信号处理器(DSP)。数字信号处理器的作用是用放大后的RF信号（即EFM信号，包含有代表数据帧的所有数码信息，如图像、声音及其他控制信号等）控制VCD压控振荡器的频率，再生出位时钟（BCK或BCLK）信号。识别并选出位于每一信息帧最前面的同步信号（同步字），以保证准确分割编码。将14 bit数据通过EFM解调器采用程序逻辑矩阵进行解调，处理恢复8 bit二进制数据，并进行CIRC纠错、补偿、去交织等运算，以保证传送的数据信息与记录时同步。将帧编码切块，分离出各种子码信号、左右声道时钟信号( LRCK)及图像声音的数据(DATA)单元组合信号。

   (4) MPEG -1解码电路。MPEG -1解码电路由MPEG -1视频／音频解码器、ROM只读存储器、DRAM动态随机存储器、RGB三通道数／模变换器、PAL,/NTSC制式编码器，数字滤波器和音频数／模变换器等组成。

    经数字信号处理器(DSP)分离处理后的BCLK（位时钟）、LRCK（左右声道音频时钟）、DATA（图像、声音信息及有关控制数据）信号被送到MPEG  1解码器中。在微处理器的控制下，根据ROM中的数据进行格式变换，即将CD - DA格式变成CD - ROM、XA格式，再送到DRAM中以信号区为单位进行储存。在读取时，再以信号区为单位依次读出，并将串行数据变换成8 bit的并行数据。此串行数据又经MPEG -1视频／音频解码器中的门控阵列电路进行视频／音频数据分离和控制。

   DRAM随机存储器用来存放解码过程中的当前处理数据、准备处理数据、处理中间数据

及处理后按帧顺序排列的完整数据等。

   ROM只读存储器用来存放解压缩芯片的指令、工作码及设定的DSP与解压芯片的数据接口格式。不同型号的DSP芯片，其输出信号的格式往往也不相同（如数据信息位所对应的位时钟周期数、数据码存放时的顺序及LRCK的极性等），故解压缩处理时，应针对不同的输入信号格式进行相应的变换。

    分离后的视频信号经解码器进行可变长度解码、逆量子化、逆DCT和图像处理，恢复各为8bit的R（红）、G（绿）、B（蓝）彩色数据信号，再经RGB三通道数／模变换器将此数字视频信号变换成RGB三基色信号，并进行有关矩阵运算，形成Y（亮度）信号，最后经制式编码器编为PAL制或NTSC制的彩色全电视信号，从Video（视频）接口输出。解码时所需要的各类时序脉冲（如帧、行同步脉冲、消隐脉冲等）均由微处理器控制相应的辅助电路产生。

    音频数字压缩信号经解码器进行逆量子化、正常化和32频带信息组的合成处理（即从输入的数据信息中取出集合数据中的数据），并以8bit为单位分类存入DRAM随机存储器中。在读取时，按顺序读出有关数据，并将比特分配信息、取样数据和规模系数等进行计算交换和解压缩处理，恢复成音频数字信号、串行时钟、LR时钟信号，再经音频数／模变换器，进行串行／并行转换、去加重、数字滤波、脉宽调制等处理后，还原成左、右声道模拟音频信号。