Проверка  работоспособности лазерного диода накопителей на CD.

Накопители на CD различных типов прочно вошли в состав персональных компьютеров став самым массовым устройством внешней памяти. Массовое использование их непрофессиональными пользователями породило проблему их диагностирования и ремонта. Зачастую неисправности носят весьма примитивный характер, но для их устранения необходимы специальные профессиональные знания и практические навыки.

Работа лазерных CD-приводов полностью зависит от луча лазер­ного диода, поэтому проверку лазерного проигрывателя обычно начинают с лазерных схем. Если интенсивность лазерного луча не­достаточна или его нет, то это является причиной отсутствия или наличия сла­бого EFM-сигнала, а нарушение работы ограничительного диода может привести к изменению уровня выходного сигнала схемы ав­томатического контроля питания лазера (ALPC), при котором воз­буждение лазера станет невозможным. Любой из этих недостатков способствует неточному отслеживанию луча, что в свою очередь также приводит к значительному снижению уровня EFM-сигнала. По этой причине при возникновении неисправности с отсутст­вием ее явной причины (неправильное отслеживание, не корректи­руемое регулировкой, выпадение сигнала при качественном диске и т.п.), прежде всего необходимо отрегули­ровать узел лазерного диода. Это сразу же позволит выявить любые явные проблемы, связанные с работой лазерных схем, а также установить качество EFM-сигнала (нормальная амплитуда EFM-сигнала гово­рит об исправности лазерного диода). Если лазер не включается (отсутствие мерцания на линзе объек­тива, отсутствие EFM-сигнала или перемещения фокуса при включении пита­ния), то прежде всего необходимо проверить ALPC. Но при открытом дископриемнике обычно отключаются мно­гие функции, в том числе и сигнал на включение лазера LDON. Если имеется сигнал LDON необходимого уровня, необходимо убедиться в наличии сигнала с оптического диска и прохождении этого сигнала в схеме ALPC.

Приводы компакт-дисков очень часто перестают читать диски из-за за­грязнения лазерных головок. Лазерная головка CD-привода - это сложный и тщательно настраиваемый прибор. Чтобы его правильно почистить, необходимо соблюдать необходимые меры предосторожности иначе можно вывести из строя тонкий механизм лазерной головки. Зная строение лазерной головки можно избежать многих неприятностей. Ла­зерная головка состоит из излучающего и приемного диодов, фокусирующих линз, механизма настройки фокуса. Причиной неправильной работы ла­зерной головки может быть неисправность как в электрической цепи, так и в механической части лазерной головки.

Наиболее часто встречаются следующие дефекты, связанные с работой лазерной головки. Сначала неисправность проявля­ется в виде сбоев при воспроизведении дисков низкого качества. Через неко­торое время CD-привод перестает работать совсем. Часто причиной этого является всего лишь запыление оптичес­кой части лазерной головки. Для прочистки оптики надо сделать плот­ный тампон ваты на гибкой и немного чистого спирта.

Отключите CD-привод от сети 220 В. Снимите верхний кожух для обес­печения доступа к лазерной головке. Иногда бывает необходимо выдвинуть при­емный лоток дисков и в этом положении лотка вынуть сетевой шнур из розетки 220В, так как лазерная головка может находиться рядом с двигателем вращения под площадкой для дисков. В этом случае, вручную вращая шестеренку двигателя положения лазерной головки, необходимо выдвинуть ее в доступное для работы положение. Не рекомендуется протирать фокусирующую линзу сразу. Сначала необходимо сдуть с помощью резиновой «груши» находящуюся на ней пыль, тогда при­дется смывать меньше грязи и линза будет меньше царапаться образивными частицами. Намочив тампон спиртом, надо его отжать для удаления излишек жидкости. Протирать головку можно только легким прикосновением, стараясь не повредить пружины фокусирующего механизма. Сушить линзу следует также только с помощью «груши». Часто этого не­достаточно, так как пыль попадает не только на линзу, но и внутрь лазерной головки и на диоды.

При чистке диодов следует соблюдать особую осторожность. Сняв пластмас­совую защитную крышку лазерной головки, которая, как правило, нахо­дится на трех защелках в основании лазерной головки, чистку датчиков следует производить в той же пос­ледовательности. Сначала продувка резиновой «грушей», чи­стка маленьким тампоном ваты на гибкой палочке (можно использовать кусок толстой лески), а затем  сушка. Для удобства чистки датчиков можно поднять фокусирующий механизм до нужного уровня, осторожно стараясь не повредить качающие пружины и обмот­ки катушек. Попутно можно убрать пыль с оси двига­теля привода и затем смазать подшипники часовым мас­лом, обмакнуть отвертку в масло, и дав слиться лишнему маслу, после чего  поднести ее к оси и смазать под­шипник. Шестеренки механизма сдвига лазерной головки и направляющие движения лазерной головки смазывают маслом «силикон плюс тефлон», предваритель­но очистив их мягкой зубной щет­кой.

Если есть подозрение, что появившиеся проблемы связанны с работой системы ав­тофокусировки, то можно провести простую проверку: необходимо вставить диск и запустив накопитель убедиться в том, что оптическая головка совершает два или три вер­тикальных колебательных движения, а затем останавливается. Если такие перемещения отсутствуют, следует убедиться включен ли ла­зер.

Контроль работы механизма приво­да автофокусировки можно провести и без за­мены всего блока - достаточно измерить сопротивление катушки автофокусировки с помощью омметра. Обычно сопротивление катушки фокусировки составляет 20 Ом. Фактическое сопротивление катушек зависит от конкретного устройства. Ес­ли показания омметра указывают на обрыв или короткое замыкание цепи или сопротивление катушек значительно отличается от приведенных, можно предположить, что привод неисправен. Для некоторых лазерных приводов СD, при подсоединении омметра к катуш­кам, можно наблюдать слабое перемещение привода фокусировки, что говорит о его нормальной работе.

Если при исправной катушке привода проблема остается, то не­обходимо провести проверку схем автофокусировки. Если не перемещается привод фокусировки, то необходимо про­верить появление сигналов поиска фокусировки (FSR). Необходимо про­верить прохождение сигнала FSR в сервосхеме управления фокуси­ровкой и драйвере привода и наличие сигнала управления на ка­тушке фокусировки. Если привод перемещается, но фокусировка не обеспечивается, следует проверить сигнал FOK на выходе детекто­ра точной фокусировки и прохождение этого сигнала на соответст­вующий вывод так как при отсутствии FOK-сигналов вы­ключается вся система). Далее необходимо убедиться в исправности фотоприемников (A - D), для чего проконтролировать EFM-сигнал на выходе микро­схемы предварительного усилителя-формирователя сигналов фото­датчиков. Если сигнал нормальный, можно утверждать, что все четыре фотодатчика (A - D) исправны. Генерация сигналов FOK возможна, только после поступления на схему детектора точной фокусировки сигнала на включение лазера LDON.

На рис. 1 схематично показан принцип действия систе­мы автофокусировки лазерного луча. Как известно, после загрузки и старта CD сразу же начинается поиск фокуса - в соответствии с максимальным выходным уровнем ВЧ-сигнала EFM с фотодетекторной матрицы (A - D) и минимальным сигналом ошиб­ки фокусировки FE с помощью детектора точной фокусировки и де­тектора прохождения нуля FZC определяется оптимальный диапа­зон фокусирования.

В момент старта системы лазерный луч должен быть сфокусиро­ван на информационной поверхности CD даже вопреки неопреде­ленному положению покоя лазерного звукоснимателя. Инициали­зация поиска фокуса происходит в этом случае посредством выработки корректирующих сигналов FSR, ко­торые обеспечивают многократное (2 или 3 раза) перемещение фо­кусной линзы, необходимое для точной фокусировки луча на дорож­ку диска. При установлении фокуса вырабатывается сигнал FOK.

Если после двух - трех попыток сигнал FOK не наблюдается, то выключается система, приостанавливается чтение с диска (вращательный столик останавливается, а оптическая головка переме­щается к внутренней границе диска. При отсутствии диска в рабо­чем положении не будет и сигнала EFM, и сигнала FOK, являю­щегося в данном случае сигналом обнаружения диска. Только когда имеются пра­вильные сигналы со схем автофокусировки, сервосистема управления вращением диска включает режим ус­корения.

Рис. 1. Принципы построения системы автофокусировки привода CD

Фокусная и тракин-катушки входят в состав исполнительного механизма оптической головки. Эти катушки являются приводом линзы объек­тива в вертикальной и горизонтальной плоско­стях. Проверить тракин-катушки можно также мультиметром. Тракин-катушка имеет несколько меньшее сопротивление, чем фокусная, но не менее 2 Ом (все зависит от кон­кретного оптического преобразователя). Для проверки катушек можно использовать батарейку 1,5 В. При проверке фокусной катушки линза объектива должна перемещаться вверх-вниз при смене полярности батарейки, а при про­верке тракин-катушки линза должна перемещать­ся в горизонтальной плоскости.Оптический преобразователь дорогостоящая часть устройства и в  случае обрыва какой-либо из катушек не сле­дует его сразу покупать. Обрыв цепи может произойти вследствии некачественной пайки выводов катушек. Для этого необходимо произвести разборку оп­тического блока (если это возможно) и убедиться в отсутствии дефектов в местах пайки выводов и необходимо обратить внимание на соединительные шлей­фы. При проведении такого ремонта нужно помнить, что лазерный диод «боится» статического электричества.

                Стабильное излучение лазерного диода возмож­но только при определенном рабочем токе, величи­на которого лежит в пределах 40...90 мА и может колебаться в пределах ±6-8%. Интенсивность из­лучения сильно зависит от температуры окружаю­щей среды и от величины рабочего тока, поэтому даже незначительное на первый взгляд превыше­ние рабочего тока приводит к быстрому выходу из строя лазерного диода. Фирмы-изготовители оп­тических преобразователей на этикетке рядом с названием модели указывают номинальный рабо­чий ток ILD, величина которого равна последнему трехзначному числу деленному на 10. Например, на этикетке опти­ческого блока KSS213B, используемого многими фирмами в своих CD-проигрывателях содержится следующая информация: KSS213B  19638 KN474. Рабочий ток для  данного   ILD  равен 474/10 = 47,4 мА.  Мощность излучения лазерного диода контро­лируется монитор-фотодиодом и поддерживается на постоянном уровне цепями автоматического управления мощностью(в принципиаль­ных схемах встречается также аббревиатура ALPC - Automatic Laser Power Control).

Часть излучения лазерного диода (LD) попадает на монитор-фотодиод (MD), который преобразует излуче­ние в электрический сигнал (рис. 2).

Рис. 2. Пример принципиальной  схемы автоматического управления мощностью ILD

(LDON -  команда включения цепей АРС, LD - выход цепей управления мощностью лазерного диода, LPD - вход сигнала монитор-фотодиода).

При увеличении тока лазерного диода будет уве­личиваться интенсивность его излучения, в резуль­тате этого будет увеличиваться ток через монитор-фотодиод. При этом цепи АРС будут подзапирать транзистор Q101, задающий рабочий ток ILD. При уменьшении интенсивности излучения произойдет обратный процесс. Транзистор, задающий рабочий ток, в принципиальных схемах обычно называется лазер-драйвер или для него используют назва­ние LASER POWER CONTROL.

При выполнении ремонтных работ, измерение рабочего тока ла­зерного диода производится косвенным образом путем  изме­рения падения напряжения на резисторе в цепи эмиттера лазер-драйвера (резис­тор R101 номиналом 12 Ом). Зная номинал этого резистора, легко вычислить рабочий ток ILD (I=U/R). Фир­мы-производители  рекомендуют следующий порядок проведения измерения:

 - отключить устройство от  электропитания;

 - подключить мультиметр к резистору в цепи эмиттера лазер-драйвера;

 - включить устройство и произвести измерение;

 - отключить устройство, отключить мультиметр, произ­вести подсчет рабочего тока ILD по падению на­пряжения на резисторе и сравнить его с номи­нальным током, указанном на этикетке.

Падение напряжения на резисторе, деленное на номинал этого резистора, должно соответствовать току 47,4 мА ±6%.

Вообще при ремонте лазерных устройств необходимо строго соблюдать правила техники безопасности ведь луч лазера может вызвать повреждение глаз или ожег кожи (луч лазера в современных устройствах невиден для глаз). Кроме того, лазер создает сильное электромагнитное излучение, которое не опасно для человека, но оказывает сильное воздействие на ручные часы, магнитные носители и т. д. При работе с блоком оптического преобразова­теля необходимо особенно строго соблюдать меры предосторожно­сти. Замена оптического преобразователя выполняется следующим способом:

 - отжать фиксаторы и снять первую шестерню (есть CD-механизмы, у которого шестерни привода крепятся винтами, а у современных моделей их крепление обычно осуществля­ется фиксаторами-защелками);

 - снять вторую шестерню;

 - отжать фиксаторы, выдвинуть направляющую  до полного ос­вобождения оптического блока и снять оптичес­кий блок;

 - установить новый оптический преобразователь, установить направляющую  на прежнее место;

 - установить шестерни привода.

Для предотвращения выхода из строя лазерного диода при транспортировке, фирмы-изготовители закорачивают выводы лазерного диода каплей при­поя. После установки оптического преобразователя и подключения разъема необходимо удалить при­пой в месте закорачивания выводов. Точка, в кото­рой необходимо удалить припой, указывается в пас­порте оптического преобразователя.