Міністерство освіти і науки України
Технічний коледж Національного університету «Львівська політехніка»
Звіт
до
Лабораторної роботи №12
Львів – 2016
Тема: визначення та усунення несправностей оптичних приводів.
Хід роботи
Несправності CD-ROM усуваються спеціалістами в основному шляхом глобальної заміни «оптики» або «електроніки», що є досить дорогим задоволенням. Структурований підхід і деякі знання про даний пристрій допоможуть локалізувати проблему і знайти несправну деталь.
Вихід з ладу CD-ROM – явище нерідке, а його ремонт виявляється досить проблематичним для власника. Типова ситуація, коли фахівці сервісного центру пропонують або заміну плати електроніки, або заміну лазерної головки для зчитування.
Власне ремонт у цьому випадку виявляється не набагато дешевшим нового пристрою і стає недоцільним. Як діяти в такій ситуації? Чи можна уникнути глобальної заміни «електроніки» або «оптики»?
Можливо, якщо застосувати визначений системний підхід і локалізувати несправність. Усе, що для цього необхідно, – класифікувати несправність по характерних ознаках. Звучить просто, але вимагає представлення про роботу всіх елементів CD-ROM і власне знання характерних ознак несправностей. Для цього розглянемо, як саме відбувається взаємодія різних елементів CD-ROM, і попутно виділимо їхні характерні несправності.
У відповідності зі структурою цього досить складного пристрою можна назвати три основні групи його «хвороб»:
механічні несправності;
несправності оптичної системи;
несправності електронних компонентів.
Механічні несправності
Перша група, як не дивно, є переважаючою. Серед загального комплексу несправностей механічні складають 80...85%. Основних причин поломки тут може бути декілька:
відсутність змащення частин, що підлягають тертю;
скупчення пилу і бруду на рухливих частинах механізму транспортування диску;
засолювання фрикційних поверхонь;
порушення регулювань;
механічні поломки деталей транспортного механізму.
Відсутність змащення приводить до того, що CD-ROM важко виштовхує каретку з диском. У простих механізмах, де кожен елемент виконує кілька функцій, відсутність змащення приводить, наприклад, до заклинювання замка каретки і виключає можливість використання CD-ROM.
Скупчення пилу і бруду на рухливих частинах, особливо на краях рухливих салазок каретки, робить практично неможливим закривання механізму, і в результаті CD-ROM постійно викидає диск.
Замусорення фрикційних поверхонь приводить або до зупинки механізму каретки в проміжних положеннях, або до прослизування диску під час обертання. І те й інше веде до виключення можливості використання CD-ROM. До подібного результату приводить і порушення регулювань транспортного механізму.
Перераховані вище механічні несправності стосуються в основному простих механізмів у відносно дешевих моделях CD-ROM. Дорогі моделі, як правило, мають більш складні механізми, і для них основним видом механічних несправностей є поломка деталей механізму.
Найчастіше це відбувається через те, що користувач замість того, щоб натискати на кнопки керування, починає рукою заштовхувати каретку з диском усередину дисководу. Результат таких дій завжди самий неприємний. Якщо забруднений і недоглянутий механізм достатньо прочистити, протерти, змазати і він знову справно виконує свої функції, то квапливість і надмірні зусилля приводять до досить дорогого і тривалого ремонту дисководу.
Несправності оптичної системи
До другого, найбільш неприємного виду, відносяться несправності оптико-електронної системи зчитування інформації. Незважаючи на невеликі розміри, ця система є дуже складним і точним оптичним пристроєм. По частоті прояву, в перші півтора-два роки експлуатації, поломки оптичної системи займають 10...15% від загального числа несправностей.
Щоб виділити основні «хвороби» оптики і їхні характерні прояви, розглянемо її склад. У нее входять:
сервосистема керування обертанням диска;
сервосистема позиціонування лазерного пристрою для зчитування;
сервосистема автофокусування;
сервосистема радіального спостереження;
система зчитування;
схема керування лазерним діодом.
Сервосистема керування обертанням диска забезпечує сталість лінійної швидкості руху лазерної плями уздовж доріжки зчитування на диску. При цьому кутова швидкість обертання диска залежить як від положення головки зчитування відносно центру диску, так і від умов зчитування інформації.Найбільш характерними проявами несправності даної системи є або відсутність обертання диска, або, навпаки, розгін його до максимальних швидкостей обертання. При спробі вилучити диск за допомогою засобів керування каретка відкривається з обертовим на ній диском.
Характерними ж ознаками справної роботи є чітко простежуються фази: старт і розгін обертання диска, усталений режим обертання, інтервал гальмування до повної зупинки, знімання диска лотком каретки і винос його з дисководу.
Позиціонування променя. Сервосистема позиціонування головки зчитування інформації забезпечує плавне підведення головки до заданої доріжки запису, з помилкою, не перевищуваною половини ширини доріжки, у режимах пошуку необхідного фрагмента інформації і нормального відтворення.
Переміщення головки зчитування, а разом з нею і лазерного променя по полю диска забезпечується двигуном головки, який контролюється сигналами прямого і зворотного переміщення, що надходять із процесора керування, а також сигналами, що виробляються процесором радіальних помилок. Характерні ознаки несправності даної системи – хаотичний рух головки по напрямних або ж повна відсутність руху.Постійне утримування променя лазера на доріжці запису і нормальне зчитування інформації забезпечує сервосистема радіального спостереження. Принцип її дії заснований на методі трьох світлових плям: промінь лазера за допомогою дифракційних ґрат поділяється на три окремих промені, що мають незначну розходження.
Центральна світлова пляма використовується для зчитування інформації і для роботи системи автофокусування. Два бічних промені розташовуються перед і за основним променем з невеликим зсувом вправо і вліво.
Сигнал неузгодженості цих променів з датчиків позиціонування впливає на привід відстеження, викликаючи при необхідності виправлення положення головного лазерного променя. Працездатність системи радіального спостереження можна проконтролювати по сигналу неузгодженості на приводі відстеження.
Фокусування і зчитування. Контроль і керування вертикальним рухом фокусуючої лінзи відбувається під впливом сервофокуса. Ця система забезпечує точне фокусування лазерного променя в процесі роботи на інформаційній поверхні диска. Після завантаження і старту CD відразу ж починається пошук фокусу відповідно до максимального вихідного рівня сигналу з фотодетекторної матриці і мінімальним сигналом помилки з детектора точного фокусування і детектора проходження нуля фокуса.
У момент старту диска процесор керування CD-ROM виробляє сигнали коректування, що забезпечують багаторазове (два або три рази) переміщення фокусної лінзи, необхідне для точного фокусування променя на доріжку диска. При установленні фокуса виробляється сигнал, що дозволяє зчитування інформації.Якщо після двох-трьох спроб цей сигнал не з'являється, процесор керування виключає всі системи і диск зупиняється. Таким чином, про працездатність системи фокусування можна судити по характерних рухах фокусної лінзи в момент старту диска і по включенні режиму прискорення диска при нормальному фокусуванні променя лазера.
Система зчитування інформації включає у свій склад фотодетекторну матрицю і диференціальні підсилювачі сигналів. Про нормальну роботу цієї системи говорить наявність високочастотних сигналів на її виході при обертанні диска. Блок керування лазерним діодом забезпечує нормальний струм збудження діода в режимах пуску диска і зчитування інформації. Ознакою нормальної роботи є наявність ВЧ-сигналу на виході системи зчитування, амплітудою близько 1 В.
Крім чисто функціональних несправностей оптичної системи, дуже часто вона відмовляє через елементарний пил, що потрапив на фокусну лінзу. У даному випадку, щоб привести CD-ROM у робочий стан, досить протерти лінзу м'якою фланеллю. Ні в якому разі не можна використовувати для протирання активні розчинники. Справа в тім, що фокусні лінзи більшості CD-ROM виконані з прозорої пластмаси і використання розчинників руйнує всю оптичну систему.
Несправності електронного характеру
Третя група несправностей стосується електронної начинки CD-ROM. Незважаючи на досить низьку частоту виходу електроніки з ладу відносно загального числа виникнення дефектів CD-ROM (5...10%), пошук несправностей електронних схем є найбільш трудомісткою задачею ремонту.
Крім уже розглянутих раніше систем, пристрій містить у собі синхрогенератор, що забезпечує синхронізуючими частотами усі вузли CD-ROM, EFM-демодулятор, який перетворює 14-розрядні кодові дані з диска в 8-розрядний послідовний код. Зчитана з диска інформація у виді послідовного коду попадає в процесор цифрових даних, що разом із процесором системного керування є серцем усього пристрою.Тут відбувається зворотне перетворення даних і корекція помилок. Задачею перетворення даних при записі інформації є розподіл кожного байта інформації на кілька кадрів запису. При цьому, якщо в результаті механічних ушкоджень поверхні диска відбувається втрата навіть декількох кадрів інформації, після де перетворення майже всі дані будуть відновлені.
З цими помилками легко справляється схема корекції помилок. У залежності від обраної для конкретної моделі CD-ROM стратегії корекції помилок і, відповідно, складності процесора і пристрою в цілому конкретний CD-ROM може або виправляти одну-дві дрібні помилки в кадрі інформації (що відповідає дешевим моделям), або в кілька етапів відновлювати з імовірністю 99,99% серйозні і довгі руйнування інформації. Звичайно такими коректорами помилок володіють дорогі моделі CD-ROM. Це обставина, як правило, є і відповіддю на питання: «Чому от цей диск читається на машині товариша, а мій ПК його навіть не бачить?»
З виходу процесора цифрових даних відкоректована цифрова інформація через інтерфейс зв'язку надходить на вхід ПК, де піддається подальшій обробці. Якщо диск містить аудіозапис, то інформація надходить на цифровий фільтр, далі на цифроаналоговий перетворювач і через ланцюги аналогової корекції і посилення – на аудіовиходи.
Таким чином, навіть після поверхневого розгляду функціональної схеми пристрою CD-ROM можна зробити висновок, що даний пристрій є досить складною електронною системою і без правильно обраної стратегії пошуку несправностей знайти конкретного «винуватця» на практиці надзвичайно важко. На жаль, у переважній більшості випадків несправна мікросхема по зовнішньому вигляді нічим не відрізняється від справної.
Узагальнено стратегію пошуку несправності тут можна представити так:
визначити загальну структуру пристрою;
визначити основні взаємозв'язки елементів;
з'ясувати характер впливу відсутності необхідних зв'язків (або появи нових) на поводження пристрою в цілому.
Далі місце несправності обмежується окремим чіпом, відповідальним за даний взаємозв'язок, перевіряються сигнали на виводах цього чіпа на відповідність специфікації виробника і при виявленні несправності проводиться заміна.Хоча виглядає все просто, тут є свій підводний камінь. Справа в тому, що кожен виробник даних пристроїв або використовує свій власний набір чіпов, або комплектує його від різних виробників. Це приводить до того, що в кожному конкретному пристрої необхідно шукати специфікації практично для кожного чіпа індивідуально.Можна порадити скласти список найменувань набору мікросхем і пошукати їхню специфікацію на сайтах виробників. По специфікаціях легко визначити функціональне призначення мікросхеми і структуру вхідних і вихідних сигналів. Таким чином, користуючись навіть наближеною класифікацією, практично будь-яку несправність можна локалізувати, здійснивши порівняно невеликі витратами.
АЛГОРИТМИ ОБСЛУГОВУВАННЯ ТА УСУНЕННЯ ДЕФЕКТІВ ПРИВОДІВ.
Помилки при читанні компакт диска:
протріть поверхню компакт-диска;
прочистіть струменем повітря накопичувач;
перевірте правильність роботи за допомогою засобів ОС;
спробуйте прочитати за відомо справний диск;
перевантажте ПК;
переустановіть драйвери пристрою.
Помилки при читанні CD в приводах:
перевірте сумісність пристроїв;
використовуйте диски тільки відомих марок.
Накопичувач CD-ROM з інтерфейсом IDE/ATAPI працює повільно:
перевірте, чи активізована опція випереджуючого читання;
встановіть привід на окремий канал IDE;
перевірте режими PIO та UDMA в параметрах BIOS;
встановіть необхідні драйвери і активізуйте DMA доступ та перевірте наявність BUS Master;
перевірте, чи не підключений CD-ROM до IDE контролера звукового адаптера;
пошукайте рішення в конференціях Internet.
Проблеми з завантажувальним диском :
перевірте вміст завантажувально диску та його цілісність;
використовуйте тільки формат ISO9660 , оскільки формат Joliet підтримує довгі імена файлів, але не підтримує завантажувальних функцій;
перевірте можливість завантаження системи з CD-ROM в BIOS;
перевірте з’єднання шлейфу;
перевірте правильність встановлення перемичок Master, Slave.
Забруднений оптичний механізм СD-ROM приводу:
очистити за допомогою очисного диску ( краще вологого);
очистити вручну, при цьому слід уникати рухів по ходу руху сервоприводу, допускається рух тільки поперек. Для очистки не використовувати агресивні речовини, оскільки лінзи можуть бути виготовлені із пластмаси.
Помилки при читані компакт диска
протріть поверхню компакт диска
прочистіть струменем повітря накопичувач
провірте правильність роботи за допомогою засобів ОС
спробуйте прочитати за відомо справний диск
перевантажте ПК
переустановіть драйвера пристрою .
Помилки при читані CD в приводах:
перевірити сумісність пристроїв
використовувати диски тільки відомих марок.
Накопичувач CD-ROM з інтерфейсом IDE/ATAPI працює повільно:
перевірте ,чи активізована опція випереджуючого читання.(великий розмір кеш-пам’яті )
встановіть CD-ROM на окремий канал IDE
перевірте режими DIO sna UDMA в параметрах системного BIOS
встановіть необхідні драйвери і активізуйте DMA доступ,та перевірте наявність BUS MASTER.
перевірте , чи не підключений CD-ROM до IDE звукової плати
пошукайте рішення 8 I-net.
Проблеми з завантажувальним диском
перевірте вміст загруз очної дискети та її цілісність ;
використовуйте тільки формат ISO 9660, формат Joliet не підтримує завантажувальних функцій ;
перевірте можливість завантаження системи з CD-ROM & BIOS;
SCSI пристрої повинні підтримувати завантаження на рівні власної та системної BIOS ;
перевірте під єднання шлейфа ;
перевірте правильність встановлення перемичок Master , Salve.
Забруднений привід CD-ROM :
очистити за допомогою чистячого диску ;
очистити вручну, при цьому слід уникати рухів по ходу механізму.
Висновок: в даній лабораторній роботі я отримав навички визначення та усунення несправностей оптичних приводів.