索尼HMZ-T3头戴式3D立体显示器电路简介及故障维修实例

方位

索尼HMZ-T3头戴式3D立体显示器电路简介及故障维修实例
                                                                署名  浙江 方位（施伟强）
摘要：索尼HMZ-T3头戴式3D立体显示器采用2片OLED显示面板，色彩表现和3D立体效果较佳。该显示器于2013年开始发售，目前用户拥有的机器大多已经进入维修期。在百度上很难查到该显示器的维修文章，笔者根据该机维修手册以及该机实测电压来对该机进行检修。本文介绍该显示器维修实例几例，供读者参考。

关键词：HMZ-T3 电路简介   OSD提示无图像，无声音   充电电路   电源灯（橙色）每隔3秒时间闪烁3下

索尼生产的HMZ系列头戴显示器历经3代：HMZ-T1，HMZ-T2，HMZ-T3（W）。每一代显示器均采用2片1280X720分辨率的OLED（有机发光二极管）显示面板，色彩表现和3D立体显示效果较佳。其虚拟环绕立体声功能，可以使用户用双声道耳机体验接近杜比TRUE HD和DTS MASTER AUDIO的7.1声道环绕立体声效果。其中第3代的HMZ-T3（W）的头戴部分和前2代相比，重量是最轻的，（带W后缀的机型还带WirelessHD高清音视频无线接收功能），而且第3代显示器自带电池盒，可以在不连接音效处理器的情况下单独工作，便于外出时和手机，平板电脑等具有（MHL接口）的移动设备连接使用。（前2代的HMZ-T1，HMZ-T2使用市电，只能在室内使用）。

HMZ-T3（W）电路简介
HMZ-T3（W）分3个部件：音效处理器，电池盒，头戴部分。（原理框图如图1所示）


1.音效处理器（HMZ-T3-P）：
音效处理器的功能：
一，3路HDMI输入信号选择切换功能：头戴显示器关闭时，选择输出到外接电视机的HDMI（TV）信号,支持4K高清分辨率，头戴显示器开启时，输出到电池盒及头戴部分的HDMI（HMD）信号支持2K分辨率。
二，环绕立体声解码：
支持的格式 Linear PCM (2-channel):32kHz - 192 kHz，Linear PCM (multi-channel)32kHz - 192 kHz，MPEG-2 AAC
Dolby Digital，Dolby Digital EX，Dolby Digital Plus，Dolby TrueHD，
DTS，DTS-ES，DTS 96/24，DTS-HD Master Audio，DTS-HD High Resolution Audio，DTS-HD LBR。
三，虚拟环绕立体声（VPT）：将上述解码后的最高7.1声道环绕立体声数字音频信号通过索尼VPT的算法虚拟为2声道的数字音频信号，一路混合到HDMI（HMD）信号输往电池盒及头戴部分，可以由头戴部分推动耳机出声。一路提供到音效处理器自带的D/A转换器和耳机功放，也可以由音效处理器推动耳机出声。
四，无线音视频发射：对于HMZ-T3W无线机型，上述2K分辨率视频和2声道虚拟环绕立体声信号通过HDMI输入音效处理器自带的无线音视频发射模块（WirelessHD Module）。模块兼容WirelessHD 1.1标准。调制方式：OFDM，使用频段：59.40 GHz - 63.72 GHz (ch2 到ch3)。发射模块和电池盒的接收距离，大约能有7米 。
主要使用芯片：
    HDMI输入信号切换：SiI9573;
环绕立体声解码: ADSST AVR3045;
虚拟环绕立体声: ADSP21489;
    音频D/A转换器：PCM5102；耳机功放：TPA6130A；
CPU芯片: R5F36CAKD051FB
2.电池盒（HMZ-T3-H）
电池盒的功能：
一，给锂电池的充放电管理及保护：锂电池自带的保护板与电源管理芯片以及电池盒的CPU有I2C数据通讯，用于监测电池电量和工作电流及温度，以保护整机正常工作。
二，电池盒的信号输入方式：


1.从音效处理器（HMZ-T3-P）来的HDMI信号，这种方式下，头戴部分输出的2声道耳机信号可以有7.1声道虚拟环绕立体声效果（音效处理器已经虚拟声音信号）。
2. 从外部设备如蓝光DVD，高清机顶盒来的HDMI信号，这种方式下，头戴部分只可以解码普通2声道Linear PCM立体声信号。
3. 从外部移动设备如手机，平板电脑来的MHL信号，这种方式下，头戴部分只可以解码普通2声道Linear PCM立体声信号。
4. 对于HMZ-T3W无线机型，从音效处理器（HMZ-T3-P）发射的WirelessHD信号，电池盒接收输出给头戴部分的信号可以有7.1声道虚拟环绕立体声效果（音效处理器已经虚拟声音信号）。
主要使用芯片：
    电源管理/充电芯片：SMB358N;
MHL（移动设备高清接口）转HDMI及HDMI接收芯片：SII1292CNUC；
HDMI信号二选一切换芯片：MAX4886ETO；
CPU芯片: MB9AF344MABGL-G-103E1
3.头戴部分（Head mounted unit）
头戴部分的功能
开关机，音量，菜单功能都可以在头戴部分的按键上操作。头戴部分的显示器采用2片1280X720分辨率的OLED（有机发光二极管）显示面板，在上述任何一种输入方式时，头戴部分均能支持3D立体显示（信号包括快门3D格式，左右3D格式，上下3D格式）。
主要使用芯片：
    图像显示及声音解码芯片：索尼专用芯片;
伽马校正芯片：MAX9599；
音频D/A及耳机驱动芯片：DA7211；
CPU芯片: MB9AF341MAB

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故障维修实例

例一 该机能开机，能显示菜单选项。但是，从音效处理器输入HDMI信号，头戴部分不能显示信号画面。

从电路简析可知，音效处理器或电池盒都可以输入HDMI信号。为了缩小检修范围，从电池盒输入HDMI信号，此时头戴部分仍不能显示信号画面， OSD（日文）提示无图像，无声音。故障可能在电池盒或头戴部分。

本着先软后硬的原则，进入菜单（日文），选择恢复出厂设置（选择最后一个大项的最后一个小项）。但是，机器重启又提示选择语言（日文）后，依旧不能显示HDMI信号画面。故障没能排除。

决定查一下电池盒是否有故障。众多维修者有共识，电路的故障中，供电故障占了一大半。所以维修决定从供电查起。电池盒电路板十分小，上面都是贴片元件。由于电路板微小，上面没有印刷元件编号。考虑到较大的瓷片贴片电容一般是电源滤波电容，于是，在开机情况下逐个测量这些瓷片电容的电压。然后将其在电路板的位置和实测电压记录在草稿纸上。再根据元件位置对照维修手册的印刷电路板图，查出这些瓷片电容的编号。有了电容的编号及实测电压，再查维修手册的各个供电电路电路图，就可以查出哪个供电电路电压异常。电池盒各个供电电路电路图如图2，3所示。

由此查出，IC4004 RT8057的输出电压SII1292_1.2V(C4015两端电压)为0V。进一步查出IC4004 RT8057的输入端（C4004两端电压）为0V，其与VSYS供电端线路不通。测量RT8057引脚无短路情况，将其供电脚与VSYS供电端连通（将C4004就近与C4005的正端用漆包线连接）。

由此也查出，IC4001 TPS61259的输出电压DDC_SW_5V (C4016，C4041两端电压)为0V。进一步查出IC4001 TPS61259的输入端（C4001两端电压）为0V，其与VSYS供电端线路不通。测量TPS61259引脚无短路情况，将其供电脚与IC3002 SMB358N的VSYS供电端连通（将C4001与C3008的正端用漆包线连接）。

再开机，输入HDMI信号，头戴部分显示2D普通画面和3D立体画面都恢复正常，耳机输出声音也恢复正常。



例二 该机能正常开机，但是充电时，头戴部分OLED显示屏的OSD无闪电符号，电池盒充电灯(橙色)没有点亮。

测量锂电池电压未过放电，但是给电池盒接上5V电源，锂电池电压上升非常慢，怀疑充电电路没有工作。

锂电池保护板与主板接口有4脚，其中PG_I2C_SDA，PG_I2C_SCL 这2脚与IC3002电源管理/充电芯片 SMB358N（如图2所示） 以及IC2000  CPU芯片 MB9AF344MABGL-G-103E1有数据通讯（如图4所示）。测量PG_I2C_SDA脚有2.97V电压，而PG_I2C_SCL脚无电压。首先怀疑PG_I2C_SCL脚上拉电阻开路，于是在PG_I2C_SCL脚与XXCON_UNREG供电端之间临时接一个2.2K欧姆电阻。PG_I2C_SCL脚电压升高到3V以上，但是，充电的故障现象依旧。

查电路图，电源管理/充电芯片 SMB358N的SCL端与PG_I2C_SCL脚之间有电阻R3026，CPU芯片 MB9AF344MABGL-G-103E1的P31脚与PG_I2C_SCL端之间有电阻R2019及上拉电阻R2009。根据印刷电路板图，找出这几个元件在线路板上实际位置。再用万用表测量其电阻值，R3026与R2019不通，可能线路板过孔不通了。还测出R2019的CPU侧芯片对地阻值基本正常，估计BGA焊接的CPU该引脚没有虚焊。测得上拉电阻R2009也正常。于是，用漆包线将R3026与R2019连接起来，临时接的2.2K欧姆上拉电阻也拆除。

再试机，充电时头戴部分OLED显示屏的OSD有闪电符号，锂电池电压也能慢慢升高。电池盒充电灯(橙色)仍旧没有点亮。也根据电路图及印刷电路板图查出指示灯D2003,D2004及限流电阻R2126,R2127位置（如图5所示），测量出R2126,R2127与XXCON_UNREG供电端之间开路，可能也是线路板过孔不通了。于是，用漆包线将R2126,R2127与XXCON_UNREG供电端连接起来。再试机，电池盒充电指示灯也恢复点亮。



例三 该机使用一段时间后，机器能开机，但是从电池盒输入HDMI信号，头戴部分又不能显示信号画面了， 头戴部分OLED显示屏的OSD（日文）提示无图像，无声音。

继续沿用查电源滤波电容端电压的方法，来查出电池盒的各个供电电路是否异常。

由此查出，IC4001 TPS61259的输出电压DDC_SW_5V (C4016，C4041两端电压)为0V。进一步查出IC4001 TPS61259的输入端（C4001两端电压）为0V，其与VSYS供电端线路不通。测量出TPS61259的输入端有短路接地情况，（C4001两端短路接地）。可见，该芯片已经烧坏短路，使得前面维修时给其与VSYS供电端连接的飞线也烧断开路。

由此查出，IC4011 TPS2553的输出电压MHL_5V (C4040两端电压)为0V。进一步查出IC4011的输入端（C4039两端电压）为0V，该输入脚与IC4001 TPS61259的输出电压DDC_SW_5V (C4016，C4041两端电压)端相连。

由此查出，IC4004 RT8057的输出电压SII1292_1.2V(C4015两端电压)为0V，给IC5001 SII1292CNUC的1.2V供电(C5013,C5016,C5019两端电压)为0V。而查出IC4004 RT8057输入电压（C4004两端电压）正常，即VSYS供电电压正常。

由此查出，IC4007 TPS2553 的输出电压SII1292_3.3V(C4027两端电压)为0V，给IC5001 SII1292CNUC的3.3V供电(C5012两端电压)为0V。而查出IC4007 TPS2553输入电压（C4024两端电压）正常，即SW3.3V供电电压正常。

分析IC4011无输出电压，可能是IC4001无输出电压造成。而IC4004,IC4007无输出电压，可能是CPU因为IC4001无输出电压而起的保护作用。所以决定先维修5V升压电路IC4001 TPS61259。TPS61259是BGA焊接，拆卸焊接要用热风枪，考虑到热风枪的高温可能会使得附近的BGA焊接的IC2000 CPU芯片虚焊。所以，决定采用外接5V升压板的方法代替损坏的IC4001。增加的升压板如图6所示。升压板的4.2V电压输入端和地线接在VSYS供电端（C3008的两端）。5V输出端接在DDC_SW_5V端（ C4016正端）。升压开关控制线接在ENB_HDMISW端（R4002端）。

开机再输入HDMI信号，头戴部分显示2D普通画面和3D立体画面都恢复正常，耳机输出声音也恢复正常。



例四 该机未使用有半年时间，出现机器不能开机故障，表现为按头戴部分的电源键，显示屏在显示WELCOME画面1秒后机器立即关机黑屏，随后电池盒电源灯（橙色）每隔3秒时间闪烁3下。

怀疑电池欠充电，于是先给电池盒充电数小时。但是，故障依旧。拆开电池盒，测量锂电池电压有4V以上，没有低于3.7V。电池也没有鼓包。怀疑电池不良，将锂电池和电池保护板拆分开，将电池保护板连接在一节充足电的18650锂电池上，再开机故障现象依旧。

不过在拆下电池时（电池保护板连在主板上，外接5V电源接在主板上），电池盒电源灯（橙色）变为每隔3秒时间闪烁5下，这点有所不同。查看该机说明书介绍，电池盒电源灯（橙色）变为每隔3秒时间闪烁5下是电池故障，电池盒电源灯（橙色）每隔3秒时间闪烁3下是电池盒过热故障。

分析：锂电池不一定损坏，故障可能在测温电路。查看维修手册中电路图，发现CPU芯片 MB9AF344MABGL-G-103E1的P19脚外接热敏电阻TH2001及上拉电阻R2123。（如图7所示）。根据印刷电路板图标示，在电路板上找到TH2001，R2123，测得其阻值基本正常。按电源键，直到显示屏在显示WELCOME画面1秒后机器立即关机黑屏，随后电池盒电源灯（橙色）每隔3秒时间闪烁3下的前面这几十秒时间里，TH2001两端电压一直为0V，而SW3.3V端供电电压也一直为0V。

继续沿用查电源滤波电容端电压的方法，来查出电池盒的各个供电电路是否异常。

由此查出，IC4005 RT8057GQW的输出端SW3.3V (C4017两端电压)为0V。进一步查出IC4005 RT8057GQW的输入端VSYS（C4005两端电压）供电电压正常。

由此查出，IC4004 RT8057的输出电压SII1292_1.2V(C4015两端电压)为0V，给IC5001 SII1292CNUC的1.2V供电(C5013,C5016,C5019两端电压)为0V。而查出IC4004 RT8057输入电压（C4004两端电压）正常，即VSYS供电电压正常。

由此查出，IC4007 TPS2553 的输出电压SII1292_3.3V(C4027两端电压)为0V，给IC5001 SII1292CNUC的3.3V供电(C5012两端电压)为0V。而查出IC4007 TPS2553输入电压（C4024两端电压）为0V，即SW3.3V供电电压不正常。

分析，从前面维修例可知，IC4004 RT8057的输出电压SII1292_1.2V为0V，IC4007 TPS2553 的输出电压SII1292_3.3V为0V的话，机器尚能开机，只是因为不能接收HDMI信号所以无信号的图像，声音输出。IC4005 RT8057GQW的输出端SW3.3V 为0V的话，就可能使得CPU的P19脚输入的热敏电阻检测电压为0V，CPU超温保护而关机。而IC4004无输出电压，可能是CPU保护引起的。

所以决定先维修SW3.3V稳压电路IC4005 RT8057GQW，先对IC4005补焊，故障未排除，C4019漏电可能使得芯片输出电压降低，试着将C4019拆除，故障仍未排除。看来IC4005已经损坏。

RT8057GQW底部有散热片焊在线路板上散热，拆卸焊接要用热风枪，考虑到热风枪的高温可能会使得附近的BGA焊接的IC2000 CPU虚焊。所以，也采用外接3.3V稳压板的方法代替损坏的IC4005。将RT8057GQW输出端与L4003之间的铜箔割断，以避免影响新增加的稳压板正常工作。

增加的稳压板如图8所示。给稳压板输入端输入4.2V电压，调整稳压板上电位器，使得稳压板输出电压为3.3V。稳压板的4.2V电压输入端和地线接在VSYS供电端（C3008的两端）。3.3V输出端接在SW3.3V 端(C4017端)。3.3V稳压板开关控制线接在ENB_HDMISW端（可接在5V升压板开关控制端）。

检查接线无误后试验，输入HDMI信号，头戴部分显示画面，耳机输出声音恢复正常。看来，基本上是SW3.3V稳压电路IC4005 RT8057GQW无输出电压造成故障。但是，试验过程中发现，机器偶尔仍会在显示WELCOME画面1秒后立即关机黑屏，出现电源灯（橙色）每隔3秒时间闪烁3下的故障。于是，在开机到闪灯这几十秒检测关键电压：ENB HDMI SW控制信号是有高电平的，而稳压板此时却无输出电压。查看稳压板芯片MP2307资料可知，其最低输入电压为4.75V，高于锂电池端电压。估计这个原因使得稳压板输出电压时有时无。于是将稳压板电压输入端接在5V升压板的5V输出端。再重新调整稳压板输出电压，使其稳定在3.3V，并用相同阻值固定电阻代替可变电位器，避免长期使用情况下因为电位器触点氧化而电压不稳定。

将所有部件装好，再开机输入HDMI信号，头戴部分显示2D普通画面和3D立体画面都恢复正常，耳机输出声音也恢复正常。



小结：例1，例3的故障原因可能是5V升压电路IC4001 TPS61259的不断老化过程，起先导致电路板的过孔烧断开路。后面劣化到导致芯片本身烧坏击穿。例2导致充电异常的原因是CPU IC2000 MB9AF344MABGL-G-103E1与电源管理/充电芯片IC3002 SMB358N及电池保护板的I2C总线（电路板过孔）不通。例4的故障原因可能是SW3.3V稳压电路IC4005 RT8057GQW无输出电压使得CPU IC2000 MB9AF344MABGL-G-103E1的测温信号电压异常而整机超温保护。

包子三

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云贵桂粤

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黑白无常

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方位

黑白无常 发表于 2024-3-26 23:52
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