글쓴이 : SOONDORI
픽업 모듈에 밀착된 작은 쪽보드의 상태를 의심 중이다. 그러니까, 모터 구동 메커니즘 위에서 움직이고 PD(=Photo Diode)와 LD(Laser Diode)를 취급하는 드라이버 보드에 모종의 문제가 있으리라는 희망적 가설에 기대어…
* 관련 글 : 금성사 GCD-606 CDP 탐구하기 (13), PIN 다이오드 출력의 가변성 검토
■ 가변저항 반응 검사하기
이미 단품을 검사하고 정상으로 판단함. 그래도 세상일은 모르는 것이니… 다음 조건으로 테스트. (표제부 사진)
1) 공급 전압 : +5V, 소니의 회로도 기표 오류를 고려하여 -12V 라인에 -14V 공급.
2) 가변저항 돌림에 따른 전류와 전압은,
– 왼쪽으로 끝까지 돌림 : 54.26mA, LD 종단 전압 2.01V.
– 오른쪽으로 끝까지 돌림 : 67.45mA, LD 종단 전압 2.07V. (△전류 = 약 13mA, △전압 = 0.06V = 무의미)
– 58.84mA를 기준으로는 2.05V.
120K 오움이나 되는 큰 값의 가변저항을 썼는데, 뭔가 좀 어색한 느낌 같은 느낌이?
(시간 흐른 후)
■ 제너전압 확인하기
이것이 원인이기를 바라면서 의심하는 상황이다.
1) 먼저, 일반적인 제너전압 확인 방법은 다음과 같다.
(예) 20mA를 넘기지 않을 정도로? 그렇게 과하지 않은, 그러나 딴에는 충분한 逆전류 흘리기. 전류가 너무 과소하면 제너전압이 이상하게 나온다.
아래 실험에서는, 12V를 기준으로 100오움 전류제한 저항 사용. 논리상 전류 최소치는 12mA이다. 제너전압 초과 시 제너전류가 더 흐르면서 더 커지게 될 것.
2) 동일 조건에서, “5.1B3″이 적혀 있는 두 제너다이오드를 테스트하였다. (상식선에서 ‘5.1’은 제너전압 5.1V일 것이고, ‘3’은… 아마도 300mW일 듯)
○ ZD1의 테스트 : 전압 가변에 바늘이 적당히 반응하다가 5.*V 부근에서 고정 → 정상! 참고로, 파워서플라이 전류계는 출력 전압 약 7.8V에서, 약 40mA가 흐른다고 한다.
○ ZD2 테스트 : 위와 같음. 정상.
모두 정상. 보통은 좋아해야 할 일인데… 쩝! 그러면 이제 어디로 가야 하는지?
(시간 흐른 후)
■ 꺼진 불도 다시 보자!
다음과 같은 실측 데이터를 기준으로,
– 50uA~1.2mA의 반응이 있으까 수광센서인 PD는 확실히 정상. 그 말은 발광소자 PIN 다이오드도 제대로 반응하고 있다는 뜻. 그러나 반응 패턴이 그러하다는 것일 뿐, 수치 절대값이 SONY의 설계에 부합하는지 여부는 완전히 별개의 문제이다.
– 첫 번째 트랜지스터의 베이스 쪽 반응, 그러니까 By-Pass 경로를 포함하는 반응은 정상.
– 에미터 쪽 반응은… 어라? 꼴랑 3uA라고? Emitter → 4.7K 오움 → 제너다이오드 순방향 → GND 경로가 구성되어 있음에도, 전류가 거의 흐르지 않는 것으로 판단함. hFE가 비교적 높은 편인 300대이었음에도… 왜 그럴까?
(시간 흐른 후)
전류를 중심으로 살펴보면,
1) 첫 번째 트랜지스터의 취급 전류가 너무 과소하다? → +5V에, 콜렉터에 연결된 R9 200K오움만 연결했다고 해도 전류는 최대 25uA 정도이므로, 과소한 게 아님.
2) 종단 트랜지스터 콜렉터 전류는, 1.082V@200오움~1.432V@200오움 → 최소 5.4mA~7.2mA(△ 1.8mA) 범위에서 가변된다. 이것도 과소하다? → 당장은 판단 불가.
3) 파워서플라이 전류계가 말하기를, +5V 라인에 약 60mA가 흐른다고 함. 위에서 확인한 전류량을 다 더해도 그런 값은 나오지 않는데, 무엇이 줄줄~ 새어나가고 있는 것인가?
(시간 흐른 후)
과거를 더듬으면, 1) 트랜지스터 정상, 2) 제너다이오드 정상, 3) 다이오드 정상. 남은 것은 저항인데… R3/R5 4.7K오움, R9 200K오움을 분리하여 테스트 → 모두 정상.
놓치고 있는 게 없을까?
스치는 생각에 한번 더 LD 전류를 관찰해 보니… 역시 예전처럼 60mA 내외에서 소폭 가변되고 있다. 줄줄~ 새어나가는 것은 LD 전류. 그것이 대체로 파워서플라이 전류계 지시값과 일치한다.
이쯤하면, KSS-100A 픽업 모듈에 휘갈긴 58.9라는 숫자에 부합하는 반응이기도 하고. 물론, 그 숫자가 mA단위라고 한다면. 그런 듯.
그런데… ‘거의 제로’ 암페어 + 3.05mA + 7mA = 대략 10mA 정도가 될 것이고 그것은 글의 맨 앞에서 추산했던 약 13mA에 부합한다. 거기까지는 좋은데… PIN 다이오드가 독단적으로 60mA – 10mA = 50mA쯤 되는 전류를 소모하고 있음이니… 어라? 그것은 어디서 오는 것?
(시간 흐른 후)
■ 50mA의 원천은?
빈번한 작업 단절에 짐짓 혼란스럽다. 차분히 상황 변수를 정리해 보면,
1) LD의 애노드는 쪽보드 GND에 연결되어 있고 그 GND는 메인보드 전체 GND 라인에 연결되어 있음.
2) 종단 드라이버 트랜지스터의 콜렉터 전류가 최대 7mA이고, I_e = I_c + I_b 등식에 의해 미소한 베이스 전류를 합산한다고 해도 에미터 전류를 대략 그런 정도일 것. 약 7mA에서 변동 없음.
3) Q3이 ON이면, Q4 베이스 전류가 차단되기 때문에 +5V 라인의 소모 전류는 0이 된다. 그것은, Q4가 에미터를 통해서 예의 60mA를 흘리고 있다는 뜻이다.
4) Q4 콜렉터 7mA를 기준으로, 도대체 50mA는 어디에서 오는 것인지? 혹시라도 아래 적색 점선 경로로 전류가 흐를 수 있을까? NO! 에미터~콜렉터 접합이 무한대 저항으로 작용하므로 불가능.
(시간 흐른 후)
아쿠쿠~! 계산을 잘못했던 것.
200오움을 통해 약 60mA가 흐른다면, 저항 양단 전압은 0.06A × 200오움 = 1.2V가 되어야 한다. 실제로 양단 전압이 그런 정도였음. 반대로 이야기하면, 200오움을 통해서 60mA가 흐르는 것.
바보같이 한참을 헤맨 이유가 단순한 계산 착오였다니… 참나!
내친 김에 완판본으로 전류 흐름을 재정리하면 다음과 같다. 수치는 가변저항 돌림에 따르는 Max.값.
여기까지의 작업에서,
1) 더 이상은 뭐… 픽업 모듈에 적힌 58.9라는 수치에 기대어, PD와 LD 그리고 <픽업 모듈 드라이버 보드> 동작은 이상이 없는 것으로 간주. 참고로, PIN 다이오드의 소모 전력은 = 종단 트랜지스터 에미터 전압 = PIN 다이오드 순방향 구동 전압 약 2V × Max. 출력 전류 0.067A = 0.134W = 134mW 수준이다.
KSS-100A 라벨의 0.4mW는, 광 에너지 감지/평가 계측기로 확인된 광출력(Optical Output)으로 전기 에너지의 소모값과 다른 것. CDP 초기형이라 높은 편이고, 센서가 더 민감해진 나중에는 몇 분의 1로 작아진다는 ~카더라 이야기가 있다. 그러면… 소모전력 대비 광변환 효율은, 0.4mW ÷ 134mW = 약 3%쯤인 셈.
2) 이제 쪽보드를 다시 장착하고 픽업 모듈 <수광센서> 감지값의 적정성을 확인한 다음,
3) 정상이라면, <RF 보드>로 눈길을 돌리기로 한다. 그쪽에는 조정점이 잔뜩이고, 마침 신품 가변저항까지 교환한 마당이니, 무엇이 틀어졌을 가능성도 잔뜩.
4) 한편으로, 단순히 스핀들 모터 제어 쪽에 문제가 있을 수도 있다. IC401 CX193 Disc Motor Servo IC 주변의 문제 혹은 #6핀 출력의 문제 + BSL Motor Board의 문제. 그쪽이라면, 이제까지의 작업은 완벽한 헛발질이 됨. 인생 첫 경험이니 어쩔 수 없다.
다음 글에서 계속.
* 관련 글 : 금성사 GCD-606 CDP 탐구하기 (15), 메인 수광센서의 반응 검토
