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万利达“歌王”mdvd-6800影碟机原理及维修
发布日期:2007-2-14 21:26:13   作者:   出处:
万利达“歌王”MDVD-6800影碟机原理及维修



  万利达“歌王”系列影碟机作为专业的数码卡拉OK点歌机,自面世以来,其超强卡拉OK功能受到广泛欢迎。万利达公司最新推出的这款“歌王”DVD将DVD功能与MIDI超强卡拉OK功能完美融合在一起,具有先进齐全的播放功能,满足各种欣赏要求。在卡拉OK功能上,与以往的“歌王”系列影碟机相比,曲库容量更大、画质更清晰、功能更强。
  一、大容量——2万多首MIDI乐曲存储技术

“歌王”系列影碟机的“神奇”,就是仅凭一张12cm专用光盘,即可播放上万首甚至更多的卡拉OK音乐、活动图像和歌词。它带给卡拉OK者盎然兴趣的同时,也为买它的人省下大笔的购碟费用。
  历经多次软、硬件升级的“歌王”MDVD-6800机,已非老“歌王”可比。“歌王”MDVD-6800随机附送的一张DVD-MIDI光盘存储了2万多首卡拉OK歌曲,包括了中文歌曲7958首,英文歌曲4052首,闽南语歌曲1955首,日文歌曲482首……还包括10种风格舞曲、四种喜庆音乐、中外流行歌曲等等。它的内置歌、曲数不仅是万利达MV-6000(1万首歌、曲)超级VCD的一倍,而且增加了2000首人声原唱!它几乎囊括了古今中外所有经典和流行的歌曲、舞曲。如果用CD来存储这么多内容,至少需要碟片1300张!
  正是由于改变了传统的歌曲存储方式,使得大容量存储乐曲成为可能。任何一种声音都有其波形,如果记录下波形,我们就可以将声音数字化。波表合成技术就是利用数码技术将各种乐器的真实声音采样后,进行模/数转换,形成各种音阶的数字波形信号,存储在存储器中组成波形表格。合成音乐时,再通过MIDI文件找出各存储单元的地址码,顺序地读出各种不同乐曲、不同音阶的波形数据,利用电子波形产生原理和运算方法来产生和模拟真实的乐器声音。MIDI是Musical
Instrument Digital
Interface的缩写,即“音乐设备数字接口”的意思,后来演变为数字化音乐和设备的统称。MIDI文件本身并不是一个实在的东西,只是一堆数字信号而已。它不包含任何声音信息,记录的是在音乐的什么时间用什么音色发多长的音等等,相当于乐谱的作用,而真正用来发出声音的是音源,就像是乐队根据乐谱演奏出音乐来。由于波表合成器是从真实乐器录制和数码化得来,音质与真实乐器相差无几,具有较高的还原质量。
  “歌王”DVD采用的音乐合成器,以事先存储的各种乐曲不同音阶的数字音乐作为乐曲元素,利用光盘上的MIDI压缩文件解出的查寻地址码就可以像查表一样调出这些乐曲元素,组成不同旋律、不同音色音阶、不同合声声部的混合乐曲,从而合成出我们想要的电子乐曲,经过数/模变换和滤波电路后得到音频模拟信号,再由放大电路放大后即可由扬声器发声,得到需要的乐曲。因而合成器是MIDI电子音源的核心。MIDI文件被压缩刻录在随机配送的一种光盘上,它必须由影碟机的MIDI合成器加以解释,才能产生各种乐器声音。
  运用MIDI技术后,一首歌曲,只需存储乐曲地址码,便可以合成出所要的歌曲。这样就使存储歌曲所需的存储空间大大减少,同样容量的碟片,就能存储更多的歌曲。
  “歌王”DVD不再采用VCD碟片,而是用DVD-5碟片作为卡拉OK曲库载体,碟片容量更大,加上歌曲的MIDI文件本身也进行压缩处理,使一张DVD-MIDI碟片(即卡拉OK曲库碟片)容量可达到十万多首。
  二、再创新突破——高保真人声演唱
  万利达“歌王”DVD除了在歌曲容量上有新的突破外,还首创高保真人声演唱功能。它采用了MP3与MIDI同步技术,支持人声演唱。“歌王”MDVD-6800附送的曲库光盘中有两千多首的歌曲加入了人声,弥补了以往有曲无人声伴唱的遗憾。人声音量还可以随意关闭或调节大小,特别适合练歌和演唱,提高了卡拉OK功能的欣赏水平。
  三、整机组成
  万利达“歌王”MDVD-6800影碟机具有播放和点歌两种职能,按碟片类型而进入相应的工作方式。
  作为一台DVD播放机,能够播放DVD影音碟片,输出视频图像和声音,水平清晰度达到500线以上;内含杜比AC-3八声道解码,直接输出解码音频信号,再现高品质的声音效果;支持多角度、多语言播放;兼容播放超级VCD、VCD、CD、MP3、Dr.OKO等碟片,支持CD-R、CD-RW碟片。
  作为一台MIDI音乐产生器,当播放卡拉OK曲库光盘时能够从光盘上读取索引文件(用于索引所点乐曲的MIDI数据)、MIDI压缩文件(包括乐曲地址码和歌词字幕数据)、人声数据和背景数据。利用机内的MIDI电路,由电子音乐合成器根据光盘曲目的数据产生电子乐曲,具有人声的曲目还可有人声演唱,并且能输出高清晰的DVD背景图像和显示与乐曲同步的歌词字符。
  “歌王”MDVD-6800影碟机的电路结构,由能完成以上两种职能的硬件组成,并带有相应的控制软件。
  1.完整的DVD影碟机电路。

包括DVD机心(采用日立光头,包含MTK伺服控制电路和数字信号处理电路)、MPEG解压电路(美国斯高柏C-CUBE的解码芯片ZiVA-4.1)及附属的4×16M
SDRAM存储器、音频D/A、卡拉OK混响电路(采用三菱公司顶极芯片M65831)、VFD显示及面板键控电路、电源电路等。
  2.机心采用ATAPI接口。
为与ATAP1接口相连,在主板上增加了由74HC245组成的八位总线接口电路。
  3.具有完整的MIDI音乐合成电路。

包括MIDI音乐合成器芯片SAM9733、MIDI存储器(用于存储合成算法数据程序、波表数据,以及合成乐曲中间处理过程的数据暂存)和MIDI合成所需的控制微处理器MIDI
MCU(即系统副MCU)。
  4.人声及叠加电路。

人声数据是以MP3格式存储的,采样频率为44.1kHz,码率64kB/s,人声处理电路其实就是MP3解码电路。虽然解码芯片可以解码MP3格式的人声数据,但由于解码芯片必须解码MIDI文件,如果还要解码人声数据,必然使处理速度下降,因此在电路中另外设有专门的人声解码电路。解码出来的人声音频在叠加电路中与MIDI音频叠加。
  5.控制电路。
采用AMD公司的微处理器AM186(即主MCU)和一块8M
FLASH,控制和协调整机各部分工作,其中包括判别碟片上数据的类型,指挥数据流在总线上的传送、接收。还增加一块可编程逻辑器件(XC9572)和一块4×16M
SDRAM。
  6.MIDI音乐数据和两通道VCD/DVD音频数据的切换开关电路(74HC157)。
  7.齐全的输出端口。

视频输出端口包括分量视频、复合视频和S端子输出。由于ZiVA-4.1解码芯片内部集成了一般需要外附集成电路来完成的视频数模转换电路和编码器,因此ZiVA-4.1直接输出分量视频信号和复合视频信号,其中分量视频信号可选择色差(Y、Cb、Cr)或三基色(RGB)两种输出方式。在音频方面,具有真正的杜比AC-3八声道输出,包括5.1声道及独立的两路音频输出,并具备DTS数字信号光纤输出。独立的两路音频输出端口使您在播放DVD格式的卡拉OK碟片时,无需经过复杂的音频设置,便可以欣赏到卡拉OK原音。在播放VCD、CD等碟片时,还可以作为左、右音频输出。
  四、工作过程
  “歌王”MDVD-6800影碟机的电路框图如图1,工作过程如下:
  1.DVD-MIDI“歌王”曲库光盘播放过程
当播放DVD-MIDI“歌王”曲库光盘时,光头聚焦搜索,激光头读取光盘起始处识别符号,
主MCU(AM186)判别碟片为卡拉OK曲库光盘后,立即将整机工作在MIDI状态,音乐合成器(SAM9733)及存储器(MIDI
ROM)复位初始化,准备工作;音频切换开关(74HC157)断开与解码芯片的音频通路,切换到MIDI合成器音频通路等,为MIDI解码点歌作好准备。光盘上所有歌曲的索引下载并存在机内,以备点歌查询。此时屏幕显示“歌王”开机画面(静止图像背景),并显示5位“0”数码,准备接受点歌。

  当输入曲号并确认播放后,主MCU根据已下载在机内的曲目索引表查出被点歌曲数据存放的轨道位置,激光头移动到相应位置,开始读取光盘上该处的数据。光盘上的MIDI压缩数据经八位总线接口电路,由AM186判别数据类型,MIDI文件送入ZiVA-4.1解码,得出被选曲目的数据文件和歌词的字符寻址码,将此两种数据存放到解码器旁的4×16M
SDRAM的缓冲区中;对于有人声的歌曲,人声数据送入MP3解码电路。当此过程在瞬间完成后,激光头又回到光盘起始位置,准备读取背景图像。此时屏幕上显示5位曲目数码显示为被点歌曲的曲目号数值,等待点歌开始。
  以下是MIDI数据变为合成乐曲的工作过程:
  当按下播放键后,点歌开始。微处理器立即发出指令,被点曲目号点亮,表明点歌开始,激光头开始读取光盘上的背景数据,经ZiVA-4.1解压缩,在屏幕上输出DVD画质的背景图像。
  同时,微处理器下达指令,由ZiVA-4.1从附属的4×16M
SDRAM中读取被点乐曲的两类数据:歌词字符字库寻址码和乐曲寻址码。依靠歌词字符字库寻址码从字库中查取字符点阵图形,叠加在背景图像数据上,在屏幕上显示出歌词;而乐曲寻址码序列(即MIDI文件),经ZiVA-4.1、MIDI
MCU和合成器(SAM9733),送入MIDI ROM中进行处理。经MIDI ROM和MIDI
MCU微处理器的共同运算处理后,由固化在存储器中的合成算法,形成波表对应地址码,依靠这些地址码,在MIDI合成器中组成合成声音数码,此数码流(乐曲的MIDI音频数据)经切换开关(74HC157)送到音频D/A电路(CS4340)转换为两路模拟音频信号,与由人声电路送出的人声音频进行叠加后,放大输出,由扬声器发声,即成为一首连续而有节奏的电子合成乐曲。
  ZiVA-4.1在读取乐曲的MIDI信号的同时,也利用代表乐曲节奏的信息,在ZiVA-4.1中产生与歌词同步的提示符号,提示演唱者达到词、曲同步。
  当前所点歌曲播放完毕后,若无曲目号补充,则背景图像继续播放,同时显示选曲提示。当再一次点曲播放时,激光头将迅速移至曲目索引指定的新曲目的轨道位置,下载新曲目的MIDI文件数据,下载完成后,激光头重新回归到中断处的图像播放位置,继续图像播放。之后重复以上播放过程。
  由以上可见,DVD-MIDI光盘存放了所有曲目的索引资料;各曲的MIDI数据按曲号依次存放在光盘上;背景图像约有60分钟,可供各首歌曲循环播放。
  2. DVD播放过程
  DVD碟片播放工作过程如下:
  当播放DVD影音光盘时,激光头读取光盘起始处识别符号,主MCU(AM186)判别碟片为影音碟片后,将电路工作在DVD状态,音频切换电路(74HC157)连接解码芯片ZiVA-4.1的音频数据通路,断开与MIDI音频通路的连接。
  万利达“歌王”MDVD-6800采用的MPEG-2解码芯片ZiVA-4.1,集成度高,内含有MPEG视频解码、子图解码、OSD解码、MPEG音频解码、AC-3解码等解码运算处理功能复用解码电路。光盘数据流经八位总线接口电路(74HC245),送入ZiVA-4.1解压缩处理。经内部的节目流解码器分离出视频包和音频包。
  视频包被送入图像解包电路(即MPEG视频解码),ZiVA-4.1内部集成了四通道10bit视频编码器,直接输出复合视频信号和色差YCbCr或三基色RGB信号。
  音频包数据则按播放碟片的特征分别送入相应的解码电路,ZiVA-4.1内置的高速音频DSP处理器,处理速度可达每秒5千万个指令。
  若播放超级VCD、VCD光盘,其音频数据包送MPEG音频解码电路,在软件的支持下进行线性PCM编码逆运算,通过存储器接口与内部总线,将恢复成编码前的PCM格式数据送音频接口。若播放MP3光盘,则进行MP3解码,恢复成编码前的音频数据。若是播放DVD光盘,其AC-3位流送入AC-3解码器,恢复成编码前的PCM音频数据,由6路DAC电路(WM8746)进行6声道的数模转换,再由三只双音频放大器4558将音频模拟信号放大输出,送至音频输出接口。
  3. 数字音频数据切换
  数字音频数据切换开关电路(74HC157)如图2所示。
  在由主MCU判断出碟片类型后,MIDI
MCU送出相应的选择控制信号AUDSW到74HC157的{1}脚,切换MIDI音乐数据和VCD/DVD影音音频数据。在播放DVD/VCD碟片时,74HC157连接与ZiVA-4.1的音频数据通路;在播放DVD-MIDI碟片时,74HC157断开与解码芯片的音频连接,连接MIDI音频通路。左右声道时钟DA-LRCK、位时钟DA-BCK、系统时钟DA-XCK是音频DAC所需的信号,通过切换开关与相应的音频信号一起输出。CS4340转换输出两声道模拟音频。播放DVD碟片时,ZiVA-4.1的{118}、{119}、{120}脚输出的6声道音频数据由单独的6声道音频DAC(WM8746)处理,输出5.1声道模拟音频信号。
  五、维修方法及实例
  万利达“歌王”视盘机与一般的视盘机相比,增加了MIDI电路部分,电路上略微复杂一些,在维修上也增加了一些新的内容。但是由于采用的音乐合成电路部分均是成熟的大规模电路,所以故障率并不比一般的视盘机高。而且由于播放DVD和播放DVD-MIDI碟片,主要电路都是共用的,因而容易从故障现象上判别故障部位,维修并不困难,关键是弄清工作原理。维修时要有明确的判断原则,才不至于迷失方向。
1.故障判断原则
  (1) 在维修时,首先应判明故障出在共用部分还是非共用部分。
  判断方法是:首先弄清播放DVD-MIDI时有无问题,而播放DVD等影音碟片时是否故障现象相同。如果同样存在故障,则故障是出在共用部分,而不必先在MIDI部分查找。在DVD或MIDI状态下,激光识读、控制电路、图像解码、音频D/A、输出放大、图像D/A,滤波输出、面板显示、遥控、电源供应等都是共用部分,当出现上述部位的故障现象时,应首先当作为一般的DVD故障来检修,与MIDI电路无关。
  (2)当播放DVD/VCD碟片一切正常,仅在播放DVD-MIDI碟片不正常时,说明故障应在MIDI专用电路部分或数字音频数据切换部分。
  (3)查MIDI部分的故障,应先从电源、晶振、电路和外围连接入手,集成电路发生故障的可能性极小,应最后考虑。
  2. 典型维修修实例
  (1)共用电路部分的故障检修
  以下故障应视为共用电路故障,按检修DVD的方法检修。
  1) 面板控制、遥控、面板显示方面的故障;
  2) 声音声道缺损、卡拉OK、混响电路故障;
  3) 图像同步,彩色不正常等故障;
  4) 播放DVD等影音碟片时无声音、图像的故障;
  5)电源部分的故障。
  维修实例1:一台“歌王”MDVD-6800开机无开机画面,无声、VFD无显示。
  检修:开机无开机画面,从现象看应是共用电路故障。开盖检查,电源正常,各路电源输出正常,VFD显示板供电正常。开机无开机画面,可能解码芯片不工作。查晶振和复位信号,发现无复位信号,由于此复位信号是由AM186送出的,查AM186及外围电路,怀疑AM186不良,更换AM186后,一切恢复正常。
  这属于控制电路故障,主MCU(AM186)是保证整个电路正常工作的重要控制器件,它的损坏必然造成电路不工作或工作不正常。
  (2)MIDI声音故障的检修
  MIDI故障的检修原则:当播放DVD等影音碟片时声图正常,而播放卡拉OK曲库光盘时声音不正常,其故障在MIDI专用电路,当不能点歌(即不能完成MIDI解码)时,故障部位主要应检查MUSIC
ROM存储器和EPROM程序存储器;而当播放DVD-MIDI盘时可以动作,而声音不正常时,主要应检查MIDI合成器和外挂的MIDI ROM。
  维修实例2:一台“歌王”MDVD-6800播放DVD/VCD、DVD-MIDI碟片无声,有图像。
  检修:根据解码图声互锁原理,解码电路正常。在音频D/A器件和DVD电路无问题的情况下,也应考虑MIDI电路工作不正常这个因素,因为MIDI
MCU、SAM9733、MIDI ROM及62256的虚焊和器件损坏都有可能引起MIDI
MCU的{56}脚输出MUTE信号,使音频D/A输出无声。此例,正是由于合成器SAM9733的{22}脚虚焊造成的,重新补焊后,故障排除。
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