В одной из статей автора [1] были приведены общие сведения о ряде ресиверов SONY, выполненных по технологии "S-master", данные по устройству механизмов и применяемости оптических блоков. В предлагаемой статье рассмотрены структура и особенности систем питания и цифровых УЗЧ этих ресиверов.
Структурная схема
Структурная схема цифрового сигнального процессора (DSP) моделей "HCD-SC5/SC6/SC8", входящего в состав блока DVD, приведена на рис. 1. В состав DSP входят следующие основные микросхемы и узлы:
- БИС декодера цифрового потока (DSD) IC801 типа CXD2753R (Part No 8-752-416-77) собственного производства. Микросхема обеспечивает разделение общего цифрового потока, поступающего с SACD-проигрывателя ресивера, на шесть цифровых потоков - левого фронтального (выв. 64), правого фронтального (выв. 66), центрального (выв. 69) каналов, канала сабвуфера (выв. 71), левого тылового (выв. 74) и правого тылового каналов (выв. 76);
- динамическое 16-разрядное ОЗУ (SDRAM) IC808 типа MSM56V16160F-8TK7R1 фирмы OKI обеспечивает поддержку DSP IC801;
- источник образцового напряжения IC402, выполненный на сдвоенном ОУ NJM3404AV фирмы JRC;
- ИМС сдвига уровней IC812, IC813 типа SN74LV245APWR фирмы TEXAS INSTRUMENTS, является 8-шинным трансивером данных с тремя состояниями выходов;
- цифровой звуковой интерфейс IC606 типа LC89056W фирмы SANYO, обеспечивает коммутацию цифровых звуковых сигналов от ВЧ платы DVD (режим воспроизведения CD/DVD), блока видео (вход SPDIF) и приемника оптического сигнала IC204 TORX179L фирмы TOSHIBA (Optical Digital IN Part No 6-600-013-01);
- коммутатор аналоговых сигналов IC202 типа MC14052BDR2 фирмы ON SEMICONDUCTOR. является сдвоенным 4-канальным мультиплексором/демультиплексором и обеспечивает коммутацию аналоговых сигналов от внешних звуковых входов и СВ/УКВ тюнера собственного производства (Tuner Unit, для российского исполнения Part No A-4734-407-A);
- 20-разрядный дельта-сигма АЦП IC602 типа PCM1800E/2K фирмы TI (разработка BURR-BROWN). На входе АЦП установлен ФНЧ, выполненный на ОУ IC603 NJM2904V фирмы JRC. АЦП обеспечивает преобразование всех аналоговых входных сигналов с выхода коммутатора IC202 в цифровую форму для последующей обработки;
- цифровой звуковой процессор IC612 типа CXD9742Q и цифровой сигнальный процессор IC607 типа CXD9617R собственного производства обеспечивают обработку цифровых звуковых сигналов в соответствии с алгоритмами технологии "S-master". Поддержку БИС IC604 обеспечивает статическое КМОП ОЗУ IC604 типа IC61LV6416-10TLT объемом 64 К х 16 фирмы INTEGRATED CIRCUIT SOLUTION (SI);
- центральный микропроцессор систем управления ресиверов IC901 типа UPD703033BYGF-M43-3BA-A (модели "HCD-SC5/SC6"), UPD703033BYF-M44-3BA-A ("HCD-SC8") фирмы NEC.
Структурные схемы цифровых сигнальных процессоров моделей "HCD-S550/S880" и "HCD-SR4W" практически не отличаются от схемы, приведенной на рис. 1 (см. в архиве ниже).
Принципиальные электрические схемы
Принципиальная электрическая схема цифровых звуковых усилителей моделей "HCD-SC5/SC6/SC8", входящих в состав платы АМР, приведена на вкладке. Микросхемы IC303, IC302, IC301 типа CXD9743N собственного производства являются потоковыми процессорами для тыловых каналов, центрального канала/канала сабвуфера и фронтальных каналов ресиверов соответственно. Микросхемы обеспечивают преобразование цифровых звуковых сигналов, поступающих от платы DVD (рис. 1), в импульсные сигналы с модуляцией С-PLM (Complementary Pulse Length Modulation - дополнительная модуляция длительностью импульсов). Этот тип модуляции позволяет, по сравнению с ШИМ, уменьшить величину нелинейных искажений звуковых сигналов.
В технологии "S-master" приняты меры для снижения "джиттера" (метод Clean Data Cycle), основанные на использовании высокостабильного генератора тактовых сигналов. В рассматриваемых ресиверах в качестве тактового генератора применена микросхема IC304 типа MC74VHC1GU04DFT1 фирмы ON SEMICONDUCTOR. Микросхема является высокоскоростным КМОП инвертором, по быстродействию она эквивалентна биполярным микросхемам с технологией ТТЛШ. Основные типовые параметры микросхемы:
- время задержки переключения: 2,5 нс;
- ток потребления IСС: не более 2 мкА (при VCC=5,5 В, Т=25°С);
- напряжение питания: 2...5 В;
- входная емкость: 4 пФ.
Времязадающим элементом тактового генератора является резонатор Х301 (Vibrator, Crystal 49.152 MHz, Part No 1-795-286-21). Временные диаграммы в контрольных точках 20 (выв. 4 IC304), 21 (выв. 2, 41 IC303, IC302, IC301) приведены на рис. 2.
Рис. 2. Временные диаграммы в контрольных точках 20 и 21
ФНЧ и буферный усилитель для линейного выхода на внешний сабвуфер (разъем J302) выполнены на сдвоенном ОУ IC309 NJM4580E фирмы JRC (устанавливается только в модели "HCD-SC8"). На микросхеме IC305 типа NJM4580E (TE2) выполнены ФНЧ для выходов фронтальных каналов на головные телефоны (разъем CNP301). Напряжения питания +5, +3,3 и +1,8 В формируются линейными стабилизаторами с малым падением напряжения IC306, IC307 и IC308 соответственно. Основные параметры микросхемы NJM2870F18 (IC308) фирмы ROHM:
- входное напряжение: 2...14 В;
- выходной ток: 200 мА;
- выходное напряжение: 1,8 В ±2%;
- ток потребления в рабочем режиме: не более 300 мкА;
- подавление пульсаций (Ripple Rejection): 64 дБ;
- уровень выходного шума: 15 мкВ (rms).
Импульсные усилители мощности класса D всех каналов ресиверов выполнены на микросхемах IC106-IC101 типа CXD9750L собственного производства. Технические данные на микросхему в открытом доступе отсутствуют, однотипность микросхем всех каналов можно использовать для точной диагностики отказов микросхем (путем перестановки).
Принципиальная электрическая схема цифровых звуковых усилителей моделей "HCD-S550/S880" приведена на вкладке. Микросхемы IC308, IC305 и IC310 типа CXD9634Q собственного производства являются потоковыми процессорами для каналов сабвуфера, центрального канала, фронтальных и тыловых каналов ресиверов соответственно. Микросхема CXD9634Q имеет функциональные аналоги - M56817AFP фирмы MITSUBISHI (Mitsubishi Sound Processor, Sony "S-master" Technology) и M56818AFP фирмы RENESAS. Все микросхемы выполнены в одинаковых корпусах QFP80-P-1420-0.80, назначение выводов микросхем полностью совпадает.
Рис. 3. Упрощенная структура и схема включения микросхем CXD9634Q и ее аналогов M56817AFP и M56818AFP
Упрощенная структура и схема включения микросхем приведена на рис. 3, в состав микросхем входят следующие узлы: устройство передискретизации (Sampling Rate Converter), регулятор уровня сигнала (Level Control), дельта-сигма модулятор (AZ), ШИМ (PWM), тактовые генераторы (Clock), потоковый интерфейс (DSD) и интерфейс управления (MCU I/F). Микросхемы обеспечивают преобразование выходных цифровых сигналов CD, DVD, SACD проигрывателей и других внешних цифровых сигналов в импульсные (ШИМ, C-PLM). Приведем основные особенности и параметры микросхем:
- 24-разрядная передискретизация с частотами от 32 до 192 кГц;
- 4 формата входных цифровых сигналов: MSB First Right/Left Justified (первый старший разряд, правое/левое выравнивание); LSB First Right/Left Justified (первый младший разряд, правое/левое выравнивание); SACD;
- рекомендованное напряжение питания 4,5...5,5 В обеспечивает стабилизатор IC302 (BA05FP-E2); напряжение 3...3,6 В обеспечивает стабилизатор IC303 (BA033FP-E2);
- частоты внешних тактовых сигналов: до 50 МГц (цепь XFsoIN, выв. 28), до 25 МГц (XFsiIN, вывод 64);
- отношение сигнал/шум: 103 дБ (на частоте 1 кГц);
- КНИ+шум: 0,0015% (fвх=1 кГц, fs=48 кГц).
Временные диаграммы сигналов в контрольных точках 81-86 (см. архив) приведены на рис. 4.
Рис. 4. Временные диаграммы сигналов в контрольных точках 81-86
Импульсные усилители мощности класса D всех каналов ресиверов выполнены на микросхемах CXD9702L (IC301, IC304, IC306, IC307, IC309, IC311) собственного производства (см. архив и рис. 5), технические данные на эту микросхему отсутствуют в открытом доступе. Следует отметить, что назначение выводов микросхем CXD9750L и CXD9702L, а также постоянные напряжения на них совпадают, из чего можно сделать вывод об их функциональной идентичности и возможности взаимной
замены. Внешний вид микросхемы CXD9570L показан на рис. 6.
Рис. 6. Внешний вид микросхемы CXD9570L
Цифровые звуковые усилители модели "HCD-SR4W" базируются на двух потоковых процессорах CXD9788AR (48 выводов) и пяти импульсных усилителях мощности класса D типа CXD9774M (36 выводов) собственного производства.
Принципиальная электрическая схема импульсного источника питания (ИИП) моделей "HCD-SC5/SC6/SC8" приведена на рис. 7 (в архиве). Первичная часть ИИП исполнений, рассчитанных на сетевое напряжение 220...230 В, выполнена на микросхеме IC901 типа STR-F6267D фирмы SANKEN, структура микросхемы приведена на рис. 8, в ее состав входят: схема защиты от перегрузки по току (Over Current Protection), цепь обратной связи (Feed Back), драйвер выходного полевого транзистора (Driver), задающий генератор импульсов (OSC), регулируемый усилитель сигнала обратной связи (Drive regulator), схема защиты от перенапряжений (Over Voltage Protector), схема температурной защиты (Thermal Shut Down), схема защиты от коротких замыканий (Over Load Protector), стабилизатор напряжения (Regulator), схема "токового зеркала" (Current Mirror) и выходной МОП транзистор с антипарал-лельным диодом.
Рис. 8. Структура микросхемы STR-F6267D
В схему ИИП входят два сетевых выпрямителя:
- D902 (RBV-606, 1000В/6 А), C912, от него питается силовая часть (выв. 3 IC901);
- D919, D920, R905, C914, от него питаются внутренние узлы IC901 (выв. 4) при запуске источника и оптрон РС902 TLP421 фирмы TOSHIBA, который используется в качестве детектора наличия сетевого напряжения (контакт 14 разъема CN903). При отсутствии высокого напряжения на выв. 4 микросхемы следует проверить предохранитель F901 (3,15 А/250 В), диоды моста D902 и термистор с отрицательным ТКС TH901 (Part No 1-803-916-11). Сигнал обратной связи на выв. 5 (FB/OLP) микросхемы IC901 поступает от оптрона РС901 (TLP421), подключенного к основному выпрямителю D911 типа FML-22S.
Микросхема STR-F6267D (Part No 6-703-098-01) довольно дефицитна, технические данные на нее отсутствуют в открытом доступе (ситуация, характерная для многих микросхем фирмы Sanken), однако имеются функциональные аналоги этой микросхемы в открытой серии фирмы - STR-F6600. Из микросхем, рассчитанных на работу от сетей 220 В или 90...230 В (вариант wide) в состав этой серии входят следующие ИМС:
- STR-F6652: UСИ МАКС=650 В, РВЫХ=86 Вт (220 В), 40 Вт (wide);
- STR-F6653 (или STR-F6523): UСИ МАКС=650 В, РВЫХ=120 Вт (220 В); 58 Вт (wide);
- STR-F6654 (или STR-F6524): UСИ МАКС=650 В, РВЫХ=190 Вт (220 В), 92 Вт (wide);
- STR-F6656: UСИ МАКС=650 В, РВЫХ=300 Вт (220 В), РВЫХ=150 Вт (wide).
В состав серии входят также три микросхемы с UСИ МАКС=900 В и РВЫХ=50...115 Вт (220 В). Приведем основные особенности и типовые параметры микросхем серии:
- квазирезонансный режим работы;
- схемы защиты по току, напряжению, от КЗ и больших нагрузок, температурной защиты;
- малый пусковой ток (не более 400 мкА);
- малая потребляемая мощность в дежурном режиме;
- напряжения включения/выключения (по выводу Vin/VCC): 16/10 В;
- ток потребления (по выводу Vin/VCC) не более 30 мА, в дежурном режиме не более 100 мкА;
- максимум/минимум времени Off time (выключенное состояние): 55/1,5 мкс;
- напряжения включения/выключения по выводам OCP/FB: 0,73/1,45 В;
- напряжение срабатывания схемы защиты от перенапряжений (по выводу Vin/VCC): 22,5 В;
- температура срабатывания схемы температурной защиты: 140°С;
- частота переключения: 20...300 кГц.
Рис. 9. Структура микросхем SI-8120JF, SI8-050S и SI-8033JF
В состав вторичной части ИИП входят стабилизаторы напряжения на микросхемахIC908, IC903, IC906, IC905. Микросхемы IC908 (SI-8120JF), IC903 (SI8-050S) и IS906 (SI-8033JF) фирмы Sanken являются ИПН с раздельным возбуждением (Separate Excitation Switching Type), структура микросхем приведена на рис. 9. В состав микросхем входят следующие узлы: стабилизатор напряжения (Reg), схема защиты от перегрузки по току (ОСР), задающий генератор импульсов (OSC), компаратор (Comp), схема сброса (Reset), усилитель сигнала обратной связи (АМР), драйвер выходного транзистора (Drive), схема температурной защиты (TSD), источник образцового напряжения (Vref). Приведем основные особенности и параметры микросхемы SI-8120 (в скобках отличающиеся параметры микросхемы SI-8050, через дробь - SI-8033):
- компактный пластиковый корпус (аналог ТО-220);
- высокая эффективность преобразования - до 88%/до 91%;
- для работы необходимы только 4 внешних компонента;
- встроенный генератор импульсов (f=60 кГц);
- выходное напряжение: 11,52...12,48 (4,8...5,2)/3,17...3,43 В при IВЫХ=0,3/1 А, UВХ=24 (20)/15 В;
- рекомендованное входное напряжение: 14...40 (7...40 В)/ 5,5...28 В;
- максимальный выходной ток: 0,6/3 А;
- нестабильность выходного напряжения: не более 130 (100)/80 мВ;
- подавление пульсаций и помех (Ripple Rejection): 45 дБ.
Импульсные напряжения, выделяемые на дросселях L904,L902, L903, выпрямляются диодами D921, D914, D916 соответственно. В цепь обратной связи микросхемы IC903 включен дополнительный делитель напряжения R924 R925, за счет чего выходное напряжение стабилизатора увеличено до 6,5 В. Включение стабилизаторов в рабочий режим осуществляется подачей напряжение +4,3 В на базу транзистора Q906 по цепи P. CONT. 2 (контакт 8 разъема CN903), при этом транзистор Q902 закрывается и на выв. 5 микросхем IC908, IC903, IC906 появляется напряжение +2,3 В.
Линейный стабилизатор напряжения на микросхеме IC905 типа BA05T (+5 В) за счет включения диода D915 в цепь общего провода формирует постоянное напряжение +5,6 В. Приведем основные технические параметры полупроводниковых приборов источника питания, замена которых может потребоваться при ремонте ресиверов:
- 2SD1616A-TP-LK (Q905): эпитаксиальный n-p-n транзистор, Uкэ макс=60 В, Iк макс=1 А, Ррасс=0,75 Вт, напряжение насыщения Uкэ нас=0,15 В, h21э=135-400 (при Uкэ=2 В, Iк=100 мА), время включения/выключения tф/tc=70 нс;
- КТС3875 (Q914, Q912, Q992, Q991): эпитаксиальный n-p-n транзистор общего применения, Uкэ макс=50 В, Iк макс =50 мА, Ррасс=150 мВт, Uкэ нас=0,25 В, h21э=70-700 (при Uкэ=6 В, Iк=2 мА), fт - не менее 80 МГц;
- 2SC2412K (Q901): эпитаксиально-планарный n-p-nтранзистор общего применения, Uкэ макс=50 В, Iк макс=0,15 А, Ррасс=0,2 Вт, Uкэ нас=0,4 В, h21э=120-560 (при Uкэ=6 В, Iк=1 мА), fт=180 МГц. Аналоги транзистора по электрическим параметрам: 2SC4081, 2SC4617, 2SC5658, 2SC1740S (отличаются корпусами);
- 2SB1640 (Q990): p-n-p транзистор с тройной диффузией, Uкэ макс = - 60 В, Iк макс = - 3 А, Ррасс=1,8 Вт, Uкэ нас= - 0,1 В, h21э=100-320 (при Uкэ = -5 В, Iк= - 2 А), fт=9 МГц;
- KRC102S (Q901-Q903, Q906): n-p-n транзистор со встроенными резисторами номиналом 10 кОм, Uкэ макс=50 В, Uвхмакс=30 В, Iк макс=100 мА, Ррасс=0,2 Вт, Uк нас=0,1 В, tф/c=59/36 нс;
- FML-22S (D911): сборка быстрых диодов, Uобр макс=200 В, Iпр макс=10 А, Unp=0,98 В (при Inp=5 А), время переключения trr=30 нс;
- 1SS133T-77 (D905, D907): быстрый диод, Uобp макc=90 В, Iпp макс=150 мА, Unp=1,2 В (при Iпр=100 мА), trr - не более 4 нс;
- FMB-G-16L (D914, D916): диод с барьером Шоттки, Uобp макc=60 В, Iпp макс=6 А, Unp=0,62 В (при Iпр=5 А), trr=100 нс;
- 21DQ04-N-TA2: диод с барьером Шоттки, Uобp макc=40 В, Iпр макс=2 А, Unp=0,49 В (при Inp=2 А).
В систему питания ресиверов кроме узлов и элементов ИИП входят ряд линейных стабилизаторов напряжения на платах DVD-ресиверов, принципиальная электрическая схема блока стабилизаторов приведена на рис. 10. Микросхемы IC001-IC006 являются линейными стабилизаторами с малым падением напряжения и номинальными выходными напряжениями 1,8 В (μPC2918T-E1), 3,3 В (μPC2933T-E2), 5 B (μPC2905T-E1) фирмы NEC. Основные особенности и параметры микросхем μPC2918 (через дробь - отличающиеся параметры микросхем μPC2933/ μPC2905):
- выходной ток: 1 А;
- падение напряжения: 0,5/0,7/0,7 В;
- точность установки номинальных выходных напряжений: ±2%;
- встроенные схемы защиты по току и температурной защиты;
- рекомендуемые входные напряжения: 2,8...16/4,3...16/6...16 В;
- нестабильность выходных напряжений: 7/23/28 мВ;
- подавление пульсаций и шумов: 60/64/61 дБ;
- ток потребления: 20/20/28 мА.
Принципиальная электрическая схема импульсного источника питания моделей "HCD-S550/S880" практически не отличается от схемы моделей "HCD-SC5/SC6/SC8", приведенной в архиве.
Принципиальная электрическая схема импульсного источника питания модели "HCD-SR4W" в сервисной документации ресивера отсутствует, при ремонте предполагается его замена целиком (Regulator, Switching, Part No 1-468838-11). Принципиальная электрическая схема блока стабилизаторов на плате DMB08 приведена в архиве, в блоке применены те же микросхемы, что и в блоке стабилизаторов моделей HCD-SC5/SC6/SC8.
На приведенных электрических принципиальных схемах подробно приведены напряжения на выводах микросхем,транзисторов и в других цепях, что облегчает проведение диагностики неисправностей при проведении ремонта ресиверов.
Схемы к статье можно найти здесь.
Литература
1. Юрий Петропавловский, "SACD/DVD-ресиверы Sony серий HCD-SCx/Srx/DZxxx. Устройство механизмов и применяемость оптических блоков", "Ремонт & Сервис", 2011, №1, стр. 20-26.
Автор: Юрий Петропавловский (г. Таганрог)
Источник: Ремонт и сервис