Electronica y Servicio N76-Reproductores de dvd

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Electronica y Servicio N76-Reproductores de dvd
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Editor asociado
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Colaboradores en este número
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Javier Hernández Rivera
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Diseño gráfico y pre-prensa digital
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Apoyo en figuras
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Agencia de ventas
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La electrónica en el tiempo
Pasado, presente y futuro del control remoto ................. 5
Leopoldo Parra Reynada
Leyes, dispositivos y circuitos
Circuitos integrados. Fundamentos y aplicaciones.
Segunda de tres partes ....................................................... 15
Oscar Montoya Figueroa
Servicio técnico
Métodos para resolver fallas y casos de servicio
en televisores modernos .................................................... 25
Armando Mata Domínguez y Alvaro Vázquez Almazán
Más fallas resueltas y comentadas
en autoestéreos del automóvil .......................................... 41
Alvaro Vázquez Almazán
Cómo comprobar los elementos del ensamble
óptico de los reproductores de DVD ................................. 47
Armando Mata Domínguez
Teoría y práctica de los amplificadores de potencia y de
las redes de altavoces. Segunda de cuatro partes ......... 52
Guillermo Palomares Orozco
Circuitos integrados comunes utilizados
en fuentes conmutadas ...................................................... 62
Javier Hernández Rivera
Proyectos y soluciones
Encendido de aparatos eléctricos y electrónicos
por control remoto universal ............................................. 70
Armando Mata Domínguez
Electrónica y Servicio es una publicación editada por México Digital Comunicación, S.A. de C.V., Julio de 2004, Revista Mensual. Editor Responsable: Felipe Orozco Cuautle.
Número Certificado de Reserva de Derechos al Uso Exclusivo de Derechos de Autor 04 -2003-121115454100-102. Número de Certificado de
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El contenido técnico es responsabilidad de los autores.
Tiraje de esta edición: 11,000 ejemplares
No. 76, Julio de 2004
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El mundo de los reproductores MP3 ................................ 73
Armando Mata Domínguez
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Presente
y
futuro
del
control
remoto
PASADO, PRESENTE Y FUTURO
DEL CONTROL REMOTO
A pesar de su aparente simplicidad,
el control remoto ha venido a
revolucionar muchos conceptos
relacionados con los aparatos
electrónicos que hoy existen en el
hogar. Desde que este sencillo
aparato “tomó el control” de las
cosas y prácticamente hizo
desaparecer a las tradicionales
perillas y palancas utilizadas en
aparatos de audio y video, lo vemos
y usamos sólo como un accesorio
que facilita la operación de los
mismos; pero rara vez, nos
preguntamos cómo trabaja.
En el presente artículo, explicaremos
de forma breve la evolución, estado
actual y perspectivas de los controles
remotos.
Figura 1
Los controles de encendido, cambio de canal y
volumen de los primeros televisores, eran
mecánicos; para accionarlos, el usuario tenía que
acercarse al aparato.
ELECTRONICA y servicio No. 76
Leopoldo Parra Reynada
Introducción
¿Sabía usted que los diseñadores de comerciales de TV cada vez están más desesperados? Esto se debe a la presencia de un
pequeño aparato que ha cambiado por
completo las reglas no escritas que se aplicaban en el momento de observar la televisión: el control remoto.
Efectivamente, si hace memoria, recordará que los televisores de hace unos 25
años tenían controles manuales de canal,
volumen y encendido/apagado (figura 1);
para cambiar cualquiera de estos tres parámetros, el usuario tenía que ir hasta el
receptor; y difícilmente, se tomaba la molestia de cambiar de canal cada vez que
aparecían en pantalla los molestos comerciales. Pero desde la aparición de los controles remotos, es fácil, cómodo y hasta
entretenido cambiar de canal o volumen o
simplemente apagar o encender el sistema;
es decir, los usuarios están cada vez menos expuestos al bombardeo de la publicidad televisiva.
Dicha situación, está cimbrando los cimientos de toda una industria multimillonaria; tanto, que algunos analistas aseguran que si no hay un cambio en la forma en
que se financia la televisión abierta, en po-
5
cos años las empresas televisoras podrían
enfrentar serias dificultades económicas.
¿Cómo es posible que un elemento tan
sencillo y pequeño haya venido a cambiar
de tal manera nuestra vida diaria? Precisamente de esto hablaremos a continuación.
En tiempos (de los primeros
controles) remotos...
Operar aparatos a distancia, ha sido un sueño largamente anhelado por la humanidad
entera; y hacer esto realidad, al menos nos
ha liberado de muchos esfuerzos o riesgos
innecesarios; por ejemplo, ¿a quién le molesta que ya no tenga que levantarse de su
asiento para cambiar el canal o el volumen
sintonizado en su televisor? ¿quién, en pleno uso de sus facultades, realizaría un trabajo difícil o peligroso sabiendo que puede
ser hecho por una máquina que está a su
disposición?
Casi desde que aparecieron los primeros
aparatos eléctricos, se pensó en la conveniencia y necesidad de manejarlos a distancia. He aquí los primeros intentos para
lograrlo:
Un antecedente “remoto”
El primer registro que se tiene de un aparato controlado a distancia, data de los primeros años del siglo XX; en ese entonces,
Figura 2
Una de las tantas
aportaciones científicas de
Nicola Tesla, es el primer
aparato controlado de forma
remota funcional.
6
el científico serbio (naturalizado norteamericano) Nicola Tesla, descubridor y promotor del uso de la energía eléctrica en forma
de corriente alterna, demostró que se podían usar las ondas radiales para controlar
un pequeño barco que navegaba en un estanque (figura 2). Cuando lo hizo, Tesla profetizó que el mando a distancia sería vital
para el desarrollo futuro de la tecnología;
pero seguramente, no llegó a prever el grado de influencia que tendría en la vida diaria de las personas comunes.
Apagadores a distancia
Un poco más avanzado el siglo XX, cuando se popularizó la radio y posteriormente
la televisión, algunas personas adaptaron
apagadores a distancia; de esta manera,
podían encender y apagar sus equipos desde la comodidad del sofá.
En sentido estricto, este tipo de dispositivo no es propiamente un mando a distancia; sin embargo, hay quienes lo consideran el antecedente más antiguo de un
control remoto casero.
La primera propuesta comercial
El primer control remoto comercial, es producto del ingenio de Eugene McDonald,
fundador de la Zenith Radio Corp. En 1950,
cansado de los comerciales transmitidos
por la televisión, McDonald decidió crear
un método que permitiera al usuario controlar su receptor a distancia; el sistema que
diseñó, sería comercializado con el nombre de “Lazy Bones” –cuya traducción literal sería algo así como “huesos perezosos”–
(figura 3). Este mando a distancia era todavía de tipo alámbrico; es decir, usaba un
cable para comunicar al control con el televisor; el dispositivo remoto, en sí, sólo
tenía dos botones: uno para encendido y
apagado, y el otro para cambio de canal
(sólo “hacia arriba”). Aunque era un tanto
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 3
El primer control remoto comercial del que se tiene noticia,
fue diseñado por la compañía Zenith; recibió el poco
elegante nombre de “Lazy Bones”.
costoso y su uso implicaba cierto riesgo de
accidentes por la existencia del cable de
conexión, tuvo una amplia demanda.
Precisamente porque la presencia del
cable causaba molestia e incomodidades al
usuario, McDonald pidió a sus diseñadores
que mejoraran el principio de operación del
mando a distancia; entonces, un joven ingeniero de sus laboratorios, Eugene Polley,
decidió utilizar una lámpara que producía
un delgado haz de luz, como medio para
transmitir las órdenes; y colocó en cada
esquina del aparato receptor sendos sen-
Figura 4
El sistema FlashMatic, que usaba un rayo de luz para
controlar las funciones del televisor, fue creado por Zenith
para liberar a los usuarios del molesto cable con que se
enviaban órdenes al aparato.
ELECTRONICA y servicio No. 76
sores de luz, cada uno conectado a cierta
función del aparato (figura 4).
Si apuntaba la lámpara a una esquina,
podía encender o apagar el equipo; si la
apuntaba a otra, podía cambiar el canal
(una esquina cambiaba “hacia arriba”, y la
otra “hacia abajo”); aquí aparece por primera vez aparece la función de MUTE, que
fue bien recibida por los usuarios (¿a quién
no le agrada dejar de oír –al menos por un
instante– las palabras necias, la voz o el
estilo desagradable de ciertos comunicadores, “artistas” u otro tipo de personajes públicos?). A este sistema tan ingenioso, se le
dio el nombre de “Flash-Matic”.
¿Qué cambios trajo la opción
de hacer cambios en el televisor?
Los televisores que contaban con el dispositivo Flash-Matic, fueron muy populares en
la década de 1950; pero los usuarios confundían frecuentemente la función de cada
esquina del mismo, y –por ejemplo– en su
deseo de cambiar de canal terminaban por
apagar el televisor (o a la inversa); peor aún,
era el hecho de que a veces los sensores se
disparaban espontáneamente (debido a que
un rayo de sol entraba por la ventana o a
que se encendía una lámpara en la habitación). Por lo tanto, los ejecutivos de Zenith
tuvieron que buscar la manera de eliminar
tales deficiencias y omisiones. Y la difícil
misión fue encomendada al físico Robert
Adler, quien en esa época dirigía los laboratorios de investigación de esta empresa;
aunque en un principio consideró la posibilidad de utilizar ondas radiales, finalmente éstas fueron descartadas por su alcance
demasiado amplio; interferían en la operación de otros televisores, aunque estuviesen colocados a gran distancia (si en un
edificio o un vecindario había dos o más
aparatos receptores que aprovechaban es-
7
Figura 5
Figura 6
Los primeros controles remotos ultrasónicos,
utilizaban unos tubos metálicos para producir los
tonos con que era controlado el receptor de TV.
El primer control
remoto ultrasónico,
llamado comercialmente “Space
Command TV”, es
obra de la compañía
Zenith.
Tubos de aluminio
Martillo plástico
Resorte
tas ondas, era suficiente con que el usuario de uno de ellos oprimiera un botón, para
que la orden llegara a todos los demás; y
esto, naturalmente, resultaba muy incómodo para todos).
Por tales motivos, se decidió utilizar ondas ultrasónicas; esto es, ondas sonoras
ubicadas en un rango de frecuencia inaudible para los seres humanos. Entonces, los
diseñadores de Zenith colocaron cuatro
tubos de aluminio de distinto tamaño, en
una pequeña caja de plástico; cuando ésta
era golpeada mecánicamente por un pequeño martillo (que se disparaba al presionar
una tecla), producía una nota ultrasónica
de determinada frecuencia (figura 5). En el
aparato receptor, existía un pequeño micrófono adosado a un circuito de amplificación
y de filtrado; y este circuito, tras determinar cuál de los tubos había sido golpeado,
realizaba la acción correspondiente.
CIRCUITO OSCILADOR
RC
Figura 7
Gracias al avance de la
electrónica, fue posible
sustituir los tubos
metálicos por unos
osciladores de estado
sólido. Esto dio más
versatilidad a los
controles remotos.
8
Los primeros controles de este tipo, sólo
tenían cuatro controles: encendido/apagado, canal arriba, canal abajo y Mute. Zenith
los comercializó con el nombre de “Space
Command TV” (figura 6), y comenzaron a
venderse a finales de 1956.
Cuando avanzó la miniaturización electrónica, las compañías sustituyeron las
campanas metálicas por circuitos osciladores electrónicos. Esto permitió un mayor
rango de maniobra, y facilitó la adición de
otras funciones (figura 7).
En la misma época (principios de la década de 1960), aparecieron los primeros
televisores que podían subir y bajar el volumen del audio a distancia; y a finales de
la misma década, el control remoto ultrasónico comenzó a volverse parte integral
de los televisores de alto nivel (se calcula
que fueron vendidos más de 9 millones de
aparatos con mandos ultrasónicos). Sin
AMP
Bocina ultrasónica
C1
C2
C3
C4
C5
C6
Cn
ELECTRONICA y servicio No. 76
embargo, estos controles remotos aún tenían algunos problemas; por ejemplo, se
descubrió que las ondas ultrasónicas eran
capaces de recorrer una distancia más o
menos grande; tanto, que interferían la operación de equipos similares ubicados en un
área de aproximadamente 20 a 25 metros
a la redonda; debido a esto, pasaba lo mismo que con el uso de las ondas radiales
(caso descrito anteriormente).
A pesar de todo, los remotos ultrasónicos se siguieron utilizando hasta principios
de la década de 1980.
Y hágase la luz (se les iluminó
la mente)
Para acabar definitivamente con todas las
limitaciones de los métodos antes especificados, y gracias al avance de los circuitos
de control digital, se crearon los controles
remotos infrarrojos (figura 8). Estos dispositivos, que comenzaron a llegar desde Japón en la década de 1980, no usan frecuencias distintas o posiciones en el frente del
televisor; en vez de hacer esto, envían hacia el aparato, a través de un haz de luz
infrarroja (invisible para el ser humano,
pero adecuada para transportar información de tipo digital), una serie de pulsos
codificados digitalmente.
La utilización de luz infrarroja en los controles remotos, tiene muchas ventajas. Veamos cuáles son:
• Los LED infrarrojos producen un haz altamente direccional; esto significa que
hay que apuntar bien con el control remoto hacia el equipo en turno, para que
la orden no llegue a otro aparato que se
encuentre cerca.
• El rango de alcance de esta luz, es relativamente corto (por lo general, unos 7
metros); gracias a esto, el control remoto
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 8
En la década de
1980, aparecieron
los primeros
televisores que
usaban un control
remoto infrarrojo.
Es un estándar
que se mantiene
hasta la fecha.
puede accionar únicamente el equipo que
se encuentra en una habitación y no interfiere con los de la habitación contigua.
• Mediante la codificación digital, es posible hacer combinaciones de bits que sirvan para una sola marca y modelo de aparato; así se puede controlar solamente el
equipo en cuestión, con su respectivo control remoto, a pesar de que esté rodeado
por otros aparatos electrónicos; es el caso
de los diversos sistemas que existen y que
en algunos casos interactúan en la sala de
un hogar promedio (televisor, videograbadora, reproductor de DVD, etc.).
• Los LED infrarrojos son económicos,
confiables y consumen poca energía; por
eso los controles remotos modernos son
muy resistentes al maltrato, y es muy larga la vida útil de sus baterías.
Por todo lo anterior, desde su aparición a
principios de la década de 1980, los controles remotos infrarrojos han sustituido por
completo a las demás tecnologías; y parece ser que estarán con nosotros por muchos años más.
¿Cómo es por dentro
un control remoto?
El gabinete que aloja a los circuitos, generalmente está formado por tres piezas independientes: las tapas superior e inferior
9
y la que corresponde al compartimiento de
las baterías (figura 9).
En el interior de la unidad destaca una
placa de circuito impreso, en la que se localizan todos los componentes electrónicos que detectan las órdenes y transmiten
los pulsos de rayos infrarrojos (figura 10).
Observe que la mayor parte del área ocupada por este impreso, corresponde a la
matriz de teclas; y que en un extremo, se
ubican el circuito integrado de control, algunos componentes periféricos (condensador, resistencias, cristal oscilador), los transistores excitadores y el diodo emisor del
haz infrarrojo; por último, en otro extremo
se encuentra la entrada de voltaje (donde
se conectan las baterías).
Otra pieza muy importante, es el teclado
de goma; aquí se concentran todos los botones de control (figura 11). Se le llama “teclado tipo membrana”, debido a su construcción interna.
Si se cortara una de las teclas, podría
apreciarse que el botón de goma va conectado a una pequeña membrana que tiene
forma de domo y que va orientada hacia
Figura 9
La estructura de un control remoto es
sorprendentemente sencilla.
Parte superior
Contactos para
batería
Teclado de goma
Circuito impreso
Ventana
transparente
Parte inferior
Tapa de baterías
abajo; a su vez, el domo está recubierto con
una capa de compuesto de ferrita (material
de excelentes propiedades conductoras).
Justamente, dicha capa permite que haya
cortocircuito en las terminales de cada interruptor (mismas que se encuentran gra-
Figura 10
Casi todos los elementos principales de un control remoto, se
alojan en una placa de circuito impreso de gran tamaño.
A
Led
infrarrojo
B
Area utilizada por la matriz de teclas
Entrada de
voltaje
Componentes
periféricos
Led
Circuito
integrado
10
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 11
Para accionar los distintos controles, se utiliza un
teclado de goma.
Veamos más de cerca cómo funcionan
estos teclados:
Expedición de impulsos
El circuito de control, que está comunicado con todas las columnas y renglones,
expide a través de estas secciones, pero de
línea en línea, una serie de pulsos.
Exploración de teclado
badas en el propio circuito impreso); y de
esta manera, la pequeña membrana ubicada en la parte inferior de cada tecla funge
como resorte; es decir, hace que el botón
regrese a su posición original, una vez que
deja de ser presionado (figura 12).
Operación del circuito emisor
Analicemos ahora la operación de un control remoto típico. En el diagrama esquemático que aparece en la figura 13, se observa que el teclado es de tipo matricial; es
decir, cuenta con una serie de columnas y
renglones, en cuyos nodos o intersecciones
se colocan las teclas (una en cada cruce).
En los controles remotos cuyo integrado
expide los pulsos por la línea de las columnas, el procedimiento de “exploración de
teclado” comienza cuando se “enciende”
primero la línea correspondiente a la columna 1. Y después de esto, el circuito verifica que no haya entrada en alguna de las
líneas asociadas a los renglones; si no detecta ninguna señal, “apagará” a la primera columna y “encenderá” a la segunda para
volver a revisar los renglones, y así sucesivamente.
Este proceso se repetirá cuantas veces
sea necesario, hasta que haya encendido
la última columna; mas si no se detecta ninguna tecla activada, el circuito integrado regresará a su posición inicial y comenzará
Figura 12
Figura 13
Vista en corte de una tecla de un control remoto típico. El
domo de goma sirve de resorte, para que la tecla recupere
su posición original cuando deje de ser presionada.
Diagrama simplificado del circuito de un control
remoto. Destaca la presencia de un circuito de
control central.
Botón
Columnas
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
ELECTRONICA y servicio No. 76
Membrana
retráctil
}
T
Renglones
}
Pintura de
ferrita para
contacto
CIRCUITO
DE
CONTROL
Out
Teclado tipo matricial
11
de nuevo el muestreo en la columna 1; es
decir, reiniciará el ciclo.
a un excitador; la mayoría de las veces, este
componente es sólo un transistor de switcheo
que va conectado al (los) LED(s) infrarrojo(s)
que finalmente se encarga(n) de enviar, en
forma de un rayo de luz, las instrucciones
al receptor (figura 14).
No importa que la tecla haya estado presionada por poco tiempo; aun así, el circuito de control detectará que fue activada; y
es que el ciclo de muestreo del teclado es
muy rápido, y se llegan a producir varios
cientos de muestreos por segundo.
La acción del circuito de control
En caso de que se oprima una tecla (por
ejemplo, la que corresponde a la intersección de la segunda columna con el cuarto
renglón), el circuito de control “encenderá” la primera columna y revisará sus entradas de renglones; si no encuentra señal,
“apagará” esta línea y “encenderá” la segunda; y entonces detectará la tecla activada, lo cual significa que los pulsos que el
propio circuito de control expide por la línea de la columna 2, los capta por la línea
del renglón 4; a final de cuentas, esto indica que la tecla C2-R4 ha sido presionada.
El circuito de control
de la unidad remota
Casi desde que se demostró la factibilidad
de los controles basados en emisiones
infrarrojas, los diseñadores eligieron la
transmisión de datos de tipo digital; esto
es, “unos” y “ceros” que son captados por
el receptor incluido en el aparato y que se
envían a un microprocesador alojado en el
Syscon (sistema de control). Este último,
constituye una etapa digitalizada en la que,
Pulsos de salida
El resultado de tal acción, es que el circuito
integrado se apoya en una tabla interna que
le indica el proceso a efectuar cuando encuentre activada dicha combinación. Por lo
general, este proceso consiste en generar
una serie de pulsos de salida que se envían
2
3
1
Figura 14
Trayecto de una orden
proporcionada por
medio del control
remoto, desde que se
presiona la tecla en
cuestión.
12
5
4
ELECTRONICA y servicio No. 76
a su vez, se identifica el código binario respectivo para proceder a la ejecución de las
órdenes correspondientes.
Por lo tanto, el circuito de control que se
incluye en la unidad remota forzosamente
debe ser de tipo digital; de hecho, es básicamente otro microcontrolador con una
función muy limitada y con todos los elementos que caracterizan a este tipo de circuitos: una señal de reloj, un reset, una memoria interna, puertos de entrada y salida
de datos, así como un núcleo de microprocesador que ejecuta todas las instrucciones
con las que se hace un muestreo de las líneas del teclado y que identifica las distintas teclas y expide en su línea de salida la
orden correspondiente. Todo esto se realiza dentro de un encapsulado muy pequeño, que raras veces tiene más de 20 terminales (figura 15).
La situación actual
de los controles remotos
En nuestros días, el control remoto se ha
convertido en una parte casi indivisible de
cualquier equipo electrónico moderno; ya
existen aparatos que literalmente no tienen
ningún botón en su panel frontal; todas las
labores de control, están a cargo del remoto. Esta situación es especialmente notoria
en los modernos reproductores de DVD, que
cuentan con muy pocas teclas en su panel
Figura 15
Por lo general, el microcontrolador central de un control
remoto es un dispositivo pequeño con un máximo de unas
20 terminales.
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 16
Algunos aparatos, tienen muy pocos
controles en su panel frontal. Sus funciones
se manejan por medio del control remoto.
frontal; en cambio, su control remoto posee varias decenas de controles que permiten acceder a todas las funciones especiales de estos discos (figura 16).
A la fecha, es común que en la sala existan varios controles remotos distintos, cada
uno dedicado a un aparato electrónico en
específico. Esto ha propiciado la aparición
de un nuevo tipo de dispositivo: el control
remoto universal (figura 17). Aunque se trata de una tecnología que surgió aproximadamente en 1990, es hasta ahora que este
tipo de dispositivos han comenzado a proliferar; esto se debe, entre otras cosas, a la
disminución de su precio (los primeros remotos universales, fácilmente podían costar hasta 100 dólares; pero ahora cuestan –
digamos– unos 5 dólares).
Un solo control universal, puede sustituir a 3, 4 ó más remotos individuales (para
el televisor, la videograbadora, el reproduc-
Figura 17
Un solo control remoto
universal, puede sustituir a
varios remotos individuales.
13
tor de DVD y hasta el receptor de cable).
No importa que carezca de ciertas funciones propias del remoto original; si éste controla una función exclusiva del aparato en
cuestión, la cual no existe en el control universal, sólo hay que “desempolvarlo” o extraerlo del cajón en que se haya guardado.
¿El control remoto controla
su propio futuro?
Tal como se dijo, la tecnología de los controles remotos llegó para quedarse; incluso, cada vez más aparatos están siendo
controlados por este medio; por ejemplo,
ya existen ventiladores y equipos de aire
acondicionado que pueden controlarse de
forma remota; y los receptores de radio de
equipos de sonido, se controlan de manera
digital (sobre todo su control de sintonía,
que antes era totalmente mecánico); lo mismo podemos decir de los tocacintas y de
los ecualizadores gráficos.
En fin, gracias a la inclusión de un dispositivo de control digital (microcontrolador) en muchos sistemas, es posible adosar a éstos, en forma rápida y sencilla y para
mayor comodidad del usuario, un control
remoto.
De tal hecho, se desprende una muy interesante visión del futuro: como práctica-
mente todas las tareas en el hogar serán
controladas por medios electrónicos, el
usuario necesitará de un solo control remoto universal para ordenar la ejecución
de las mismas; podrá ordenar, por ejemplo, que se encienda la calefacción, que
aumente la intensidad de la iluminación,
que se sintonice su estación de radio predilecta o que sean enviados o recibidos archivos por correo electrónico.
¿Qué cómodo, no? Pero esto va más allá,
porque cabe la posibilidad de que incluso
surja una forma de trabajar o hacer ejercicio “por control remoto”. En otras palabras,
el concepto de “control” aplicado de esta
manera, puede transformarse también –si
se abusa o se hace mal uso de él– en un
riesgo de descontrol; si los propios patrocinadores de los programas de televisión ya
están siendo afectados por el uso cada vez
más frecuente de los controles remotos,
estos medios constituyen a la vez –al menos en cierta medida– una invitación para
que los niños pasen horas y horas frente al
televisor pasando de un canal a otro, o una
justificación para que los jóvenes y adultos
continúen con su mal hábito de no hacer
ejercicio alguno (¿está más vivo que nunca
el objetivo del sistema “Lazy Bones”; provocar, como indica su traducción, que tengamos “huesos perezosos”?).
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Leyes,
dispositivos
y
circuitos
CIRCUITOS INTEGRADOS:
FUNDAMENTOS
Y APLICACIONES
Segunda de tres partes
Oscar Montoya Figueroa
El presente artículo, dividido en tres
partes, va dirigido principalmente a
estudiantes. Explicaremos la
importancia de los circuitos
integrados en el mundo de la
electrónica, así como las principales
tecnologías de fabricación de estos
dispositivos.
El objetivo básico del tema, es que el
estudiante aprenda a construir
diversos circuitos prácticos de
electrónica digital: compuertas AND,
OR, NOT, codificadores,
multiplexores y demultiplexores y
una alarma digital de chapa
electrónica de clave fija.
Figura 13
Compuerta lógica OR
A
CIRCUITOS LÓGICOS DIGITALES
¿Qué es un circuito lógico digital?
Es un dispositivo electrónico que permite
realizar operaciones lógicas con señales
que representan unos y ceros. La presencia de una señal representa un uno (1), y
su ausencia representa un cero (0).
Compuertas lógicas
El bloque más pequeño de un circuito digital, y que realiza una operación booleana,
es precisamente la compuerta lógica. En un
circuito integrado, cada compuerta lógica
básica representa una operación.
A partir de tres compuertas lógicas básicas, se construyen todos los componentes
superiores: flip-flops, contadores y hasta
microprocesadores. Enseguida hablaremos
con más detalle de todas estas cuestiones.
F
Compuerta lógica OR
B
F(OR) = A+B
ELECTRONICA y servicio No. 76
La compuerta lógica O (OR en inglés), es la
llamada “suma lógica”; para representarla,
15
Figura 14
A
Figura 16
B
F(OR) = 0+0=0
A
F(OR) = 1+0=1
0
0
0
F(AND) = 1 0 = 0
0
0
0
1
1
0
C
F(OR) = 1+1=1
C
B
0=0
0
1
0
F(AND) = 0
F(AND) = 1 1 = 1
1
1
1
1
1
1
se emplea el símbolo mostrado en la figura
13. Veamos cómo trabaja:
• Si se coloca un 1 en ambas entradas, en
la salida obtendremos un 1 (figura 16C).
• Si se coloca un 0 en ambas entradas, en
la salida obtendremos un 0 (figura 14A).
• Si se coloca un 0 en una de sus entradas y
un 1 en la otra, en la salida obtendremos
un 1 (figura 14B).
• Si se coloca un 1 en ambas entradas, en
la salida obtendremos un 1 (figura 14C).
Como acaba de observar, siempre que haya
un 0 en cualquiera de las entradas o en
ambas, habrá un valor igual en la salida.
Como acaba de observar, siempre que haya
un 1 en cualquiera de las entradas o en
ambas, habrá un valor igual en la salida.
Compuerta lógica NOT
La compuerta lógica NO (NOT en inglés) es
llamada “negación lógica”; para representarla, se emplea el símbolo mostrado en la
figura 17. Veamos cómo trabaja:
Figura 17
Compuerta lógica NOT
Compuerta lógica AND
La compuerta lógica Y (AND en inglés), es llamada
“producto lógico”;
para representarla,
se emplea el símbolo mostrado en
la figura 15. Veamos cómo trabaja:
A
Figura 15
F(NOT) = A
Compuerta lógica AND
A
F
B
F(AND) = AB
• Si se coloca un 0 en ambas entradas, en
la salida obtendremos un 0 (figura 16A).
• Si se coloca un 0 en una de sus entradas y
un 1 en la otra, en la salida obtendremos
un 0 (figura 16B).
16
F
• Si se coloca un 0 en la entrada, en la salida obtendremos un 1 (figura 18A).
• Si se coloca un 1 en la entrada, en la salida obtendremos un 0 (figura 18B).
Figura 18
A
0
B
F(NOT) = 0 = 1
1
1
F(NOT) = 1 = 0
0
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 19
Restaurador lógico
1
1
0
0
A
A
F(R) = A = A
Como acaba de observar, esta compuerta
siempre da un valor contrario al que se aplica en la entrada.
Buffer
A esta compuerta también se le denomina
“restaurador”, porque –como su nombre lo
indica– restaura el nivel de una señal de
entrada (cuando el valor de la misma ha
disminuido su intensidad).
El valor que se coloca en la entrada de
esta compuerta, es igual al que se obtiene
en su salida (figura 19).
Tablas de verdad
A la representación que en forma de tabla
indica la operación de una compuerta lógica, se le denomina “tabla de verdad”. En
ella aparecen las entradas de una compuerta lógica, así como el resultado que se obtiene de la combinación de las mismas.
La compuerta lógica OR (suma), se representa mediante la tabla de verdad 1. Las
columnas A y B representan las entradas
de la compuerta en todas las combinaciones posibles de 1s y 0s; la columna “salida”
se deriva de la operación A + B, que es la
función que realiza la compuerta OR.
La compuerta AND (multiplicación), se
representa mediante la tabla de verdad 2.
En este caso, se deduce que la columna “salida” se forma con los respectivos productos de las diferentes combinaciones A por
B (ó B por A).
La compuerta NOT,
Tabla 3
se representa medianA
Salida
te la tabla de verdad 3.
Observe que la colum0
1
na “salida” se forma
1
0
simplemente con el valor opuesto al que se colocó en la entrada;
esto se representa por medio de una A• (“A”
negada o testada).
Circuitos sencillos
con compuertas lógicas
En este subtema veremos cómo se suministra alimentación a los circuitos integrados digitales TTL, y qué procedimientos sirven para trabajar con ellos.
Para que funcionen de manera normal,
todos los circuitos integrados requieren de
una alimentación independiente cuya especificación corre por cuenta de su respectivo fabricante; los circuitos integrados
CMOS, por ejemplo, se alimentan con los
voltajes de +3 a +16 voltios; por su parte,
Figura 20
Circuito integrado 74LS32
Compuertas OR
Tabla 1
Tabla 2
A
B
Salida
A
B
Salida
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
ELECTRONICA y servicio No. 76
14
13
12
11
10
2
3
4
5
6
9
8
Vcc
1
7
GND
17
los de tipo TTL se alimentan con +4.5 a +5.5
voltios.
Figura 22
Verificación del funcionamiento
de una compuerta OR
En el manual del fabricante de circuitos TTL,
se indica que las compuertas OR están en
un chip con matrícula SN74LS32. Tal como
se muestra en la figura 20, dentro de este
circuito existen cuatro compuertas de dicho tipo:
• Para la primera compuerta, las entradas
se encuentran en las patillas 1 y 2; y la
salida, en la patilla 3.
• Para la segunda compuerta, las entradas
se encuentran en las patillas 4 y 5; y la
salida, en la patilla 6.
• Para la tercera compuerta, las entradas
se encuentran en las patillas 9 y 10; y la
salida, en la patilla 8.
• Para la cuarta compuerta, las entradas se
encuentran en las patillas 12 y 13; y la
salida, en la patilla 11.
• En tanto, la patilla 7 (GND) se conecta a
tierra o al polo negativo de la fuente de
alimentación; y la 14 (Vcc), se conecta al
polo positivo de la misma.
En otros circuitos integrados, una o dos
patillas están marcadas con las letras NC
(No Connection); con esto se indica que dichas terminales no deben ser conectadas.
Para un proyecto en el que se utilicen circuitos integrados, lo primero que debe hacerse es conectar todas las alimentaciones.
En la figura 21, se ejemplifica un caso en el
que hay que proporcionar al circuito una
alimentación de 5 voltios.
Para realizar esta prueba, se requiere de
un protoboard, un circuito integrado
SN74LS32 (o equivalente), alambres tipo
telefónico (calibre 23 ó 24), un LED y una resistencia de 180 ohmios a 1/2W (figura 22).
NOTA: Aunque usted ya sabe cómo son
las conexiones internas de un protoboard,
antes de iniciar la práctica queremos que
Figura 23
Líneas para
alimentación
Area de
circuitos
Figura 21
Polarización de un CI digital
(+)
Líneas de alimentación
Vcc
14
13
12
11
10
9
8
5
6
7
Dibujo de conexiones
CI
1
2
3
4
GND
(-)
18
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 24
+
tegrado; deben quedar alineadas y a la distancia necesaria, para que encajen perfectamente en el protoboard.
_
Paso 3
recuerde que este elemento es básicamente una tablilla de plástico con perforaciones y conexiones internas, dividida en dos
secciones: una de alimentación (dos pares
de líneas acomodadas en las orillas) y una
de circuitos. En la figura 23 se muestra
cómo van interconectados los puntos de
unión en el protoboard.
En la figura 26, se indica la manera de insertar el circuito integrado en el protoboard.
Asegúrese que las patillas del CI coincidan
con los orificios de esta placa; y con el dedo
pulgar, presione uniformemente el cuerpo
del dispositivo hasta que embone en ella y
quede bien fijo; por supuesto, las patillas deben “asomarse” a la otra cara del protoboard.
Figura 26
Paso 1
Lo primero que tenemos que hacer, es preparar la red de alimentación en el
protoboard. Para lograrlo, coloque puentes
tal como se muestra en la figura 24. Gracias a estos puentes, se puede disponer de
alimentación cerca de cualquier punto del
área de circuitos.
Paso 2
En la línea más externa, conecte el polo positivo de la fuente de alimentación; y en la
más interna, el polo negativo de la misma
(figura 25).
Paso 3
Con la ayuda de unas pinzas planas o de
punta, preforme las patillas del circuito inFigura 25
Puente de alimentación
ELECTRONICA y servicio No. 76
NOTA: Al igual que cualquier otro tipo
de diodo, los LED tienen polaridad; es decir, conducen en un solo sentido.
Paso 4
Como el LED tiene una patilla positiva y una
patilla negativa, para que conduzca y encienda es necesario polarizarlo de forma directa; es decir, su patilla positiva tiene que
conectarse en el punto más positivo de la
batería, y su patilla negativa en el punto
más negativo de la misma. Por lo tanto, conecte
la patilla número 14 en la
línea positiva de alimen+
tación y la número 7 en la
_
línea negativa.
Es necesario hacer todo
esto, ANTES de empezar
a trabajar con un circuito
integrado. Y no olvide que
19
Figura 27
Led
CI
R
la fuente de alimentación debe estar apagada, cuando realice cualquier conexión;
mas si está utilizando pilas, desconecte uno
de los alambres que las comunican con el
protoboard.
Paso 5
En la salida de la compuerta OR, coloque
un LED; servirá para conocer el resultado
de la operación que se realice (si enciende,
significa que se ha obtenido un 1; si no enciende, se ha obtenido un 0).
Tabla 4
Patilla 1
Entrada 1
Patilla 2
Entrada 2
0
0
0
1
1
0
1
1
Patilla 3
Salida
de la compuerta, conecte las combinaciones de ceros y unos que se especifican;
tome nota del resultado que de cada combinación se obtiene en la salida.
Por todo lo observado en el experimento anterior, ¿usted cree que esta compuerta realiza la operación de suma lógica?
Sí _______
No ________
¿Por qué?_____________________________
Paso 6
En serie con el LED, tal como se muestra
en la figura 27, coloque una resistencia de
180 ohmios; servirá para limitar la magnitud de corriente que circula por este diodo.
Observe que la patilla positiva del LED va
conectada en la pata tres del integrado, que
la patilla negativa se conecta en serie con
la resistencia y que el extremo de esta última se conecta en la línea negativa de alimentación.
En este momento, ya está armado el circuito de prueba. Para verificar la operación
de la compuerta, haga lo siguiente:
• Para representar un 1 en la entrada de la
compuerta, conecte ésta en la línea positiva de alimentación.
• Para representar un 0, conecte la compuerta en la línea negativa de alimentación.
Ahora, fíjese bien en las instrucciones proporcionadas en la tabla 4. En las entradas
20
Verificación del funcionamiento de una
compuerta AND
En el manual del fabricante de circuitos integrados TTL, se indica que las compuertas AND se encuentran en un chip con matrícula SN74LS08.
En este circuito integrado, existen cuatro compuertas de este tipo (figura 28). Al
igual que en la prueba anterior, lo primero
que debe hacerse es conectar la patilla nú-
Figura 28
Circuito integrado 74LS08
(compuertas AND)
14
13
12
11
10
9
1
2
3
4
5
6
8
7
ELECTRONICA y servicio No. 76
Tabla 5
Patilla 1
Entrada 1
Patilla 2
Entrada 2
0
0
0
1
1
0
1
1
Patilla 3
Salida
se conectan en la patilla 2; y como sólo disponemos de una entrada, únicamente hay
dos combinaciones a probar (tabla 6).
Por lo observado en este experimento,
¿usted cree que esta compuerta realiza la
operación de invertir el valor colocado en
su entrada?
Sí ______
mero 7 en la terminal negativa de la alimentación; y la patilla 14, en la terminal
positiva. Las entradas se encuentran en las
patillas 1 y 2, y la salida en la patilla 3.
El LED que monitorea la salida de la compuerta, se conecta en serie con la resistencia de 180 ohmios y con el polo negativo. Y
luego se hacen las combinaciones de las
entradas, para verificar la operación de la
compuerta (tabla 5).
Por lo observado en este experimento,
¿usted cree que esta compuerta realiza la
operación de producto (multiplicación) lógico?
Sí ______
No ______
¿Por qué?_____________________________
Verificación de la operación
de una compuerta NOT
En el manual del fabricante de circuitos integrados TTL, se indica que estas compuertas se encuentran en un chip con matrícula
SN74LS04. En este circuito integrado, existen seis compuertas de este tipo.
La alimentación se aplica en las patillas
7 y 14, con los conectores negativo y positivo respectivamente.
La entrada de la
primera compuerta
Tabla 6
se encuentra en la
Patilla 1
Patilla 2
patilla 1, y su saliEntrada 1
Salida
da en la patilla 2. El
0
LED y la resistencia
1
ELECTRONICA y servicio No. 76
No _____
¿Por qué? _____________________________
Circuitos combinacionales
Mediante arreglos de las diferentes compuertas lógicas, se obtienen operaciones de
mayor complejidad que pueden aplicarse en
la solución de problemas reales. Utilizando ecuaciones con variables, se forman funciones que expresan las operaciones realizadas por un circuito lógico específico.
Cuando se tienen dos variables (A y B),
su multiplicación lógica se indica de la siguiente manera: F (A, B) = AB. En tanto, su
suma lógica se indica mediante la fórmula:
F(A, B) = A + B.
Para obtener funciones lógicas, es necesario conocer los procedimientos de diseño lógico del álgebra de Boole. Mas esto queda fuera de los fines del presente artículo.
Para conocer una aplicación basada en
circuitos combinacionales, le recomendamos
que consulte el Capítulo 4 de este artículo
(que se publicará en el siguiente número.
Circuito decodificador
Un circuito decodificador, es un dispositivo combinacional que permite activar una
línea de salida a partir de una combinación
específica que se presenta en la entrada. El
símbolo electrónico para el decodificador,
se muestra en la figura 29.
21
Figura 29
Decodificador decimal
0
1
DEC
Entrada
D
C
B
A
2
3
4
Salida
5
6
7
8
9
Cuando en la entrada de este circuito se
colocan los valores A = 0, B = 0, C = 0 y D =
0 (es decir, todas las entradas a tierra), se
le está indicando al circuito que debe activar la línea de salida marcada como 0. Y si
en la entrada del circuito se indica la combinación A = 1, B = 0, C = 0 y D = 0, estará
eligiéndose la línea de salida marcada como
1; esto significa que para elegir la salida,
hay que colocar en la entrada una combinación en binario del valor de la salida que
se desea activar.
Figura 30
Valor
decimal
Valor binario
N
D C B A
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0
0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1
0 0 0 1
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
2
0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
3
0 0 1 1
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
4
0 1 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
5
0 1 0 1
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
6
0 1 1 0
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
7
0 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
8
1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
9
1 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
Estado de las salidas del
circuito dependiendo de la
combinación de entrada
22
La secuencia de combinaciones posibles
para este decodificador, se indica en la figura 30. Como este circuito cuenta únicamente con diez posibles salidas de selección, se dice que es un “decodificador
decimal”. Y a los circuitos que sólo tienen
ocho salidas de selección, se les denomina
“decodificadores octales”.
En el mercado, se ofrece una gran variedad de circuitos electrónicos decodificadores; por ejemplo, el circuito 74LS42 es un
decodificador de 1 a 10 (decimal); lo único
que lo diferencia del circuito que describimos anteriormente, es que sus salidas son
negadas; o sea, cuando se activa una de
las líneas, aparece un 0; y cuando todas
están desactivadas, se obtiene un 1 en la
salida.
El diagrama lógico y la descripción de las
terminales para este circuito, se muestran
en la figura 31.
Decodificadores BCD
para siete segmentos
Es un tipo especial de decodificadores; su
función es convertir números binarios de
cuatro bits en siete líneas de salida, para
mostrar en un display de siete segmentos
el valor de entrada expresado en decimal.
Estos circuitos se utilizan principalmente para mostrar caracteres numéricos al
usuario; por ejemplo en calculadoras digitales, cuyo display o visualizador de varios
dígitos muestra la entrada de datos, las
operaciones y los resultados. Si observa con
atención el número 8 en el display, se dará
cuenta que está formado por siete líneas
(segmentos); o sea, para formar cada dígito,
se utiliza un diferente arreglo de dos o más
segmentos. Cada una de estas líneas contiene un LED, el cual se enciende cuando
recibe 1.7 voltios con una corriente de
10ma; estos valores pueden variar ligera-
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 31
Diagrama de conexión de pines
A3 9
12 11
Vcc A0 A1 A2
16 15 14 13
Símbolo lógico
8
10
7
9
15
14
13
12
A0
A1
A2
A3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2
1
-
-
0
1
3
-
2
4
5
-
-
3
4
6
-
7
8
6
GND
-
5
1 2 3 4 5 6 7 9 10 11
Vcc=PIN 16
GND=PIN 8
Diagrama lógico
A0
A1
1
0
2
1
Vcc=PIN 16
A2
14
15
3
2
4
5
3
A3
12
13
6
4
5
GND=PIN 8
7
6
9
7
10
8
11
9
0 =Número de PIN
mente, dependiendo de las especificaciones de cada fabricante.
Tanto el diagrama lógico para el decodificador BCD como el display, se muestran
en la figura 32. Observe que consta de cuatro líneas de entrada, con las cuales se ingresa el número en forma binaria (ceros y
unos); y en las salidas se obtiene la combi-
nación específica de líneas activas, que se
pondrán en 1 para el número binario de entrada. Las salidas del circuito decodificador
se conectan en los pines de entrada del display de siete segmentos, relacionando la
letra de la línea de salida con la letra de la
línea de entrada; o sea, “a” con “a”, “b” con
“b”, etc.
En realidad, el display es una combinación de varios LED montados sobre un
empaque plástico; pero deben tenerse los
mismos cuidados que en el caso de un LED
único; hay que colocar una resistencia
limitadora en serie con el común de los LED
del display; si se emplea una polarización
de 5 voltios, deberá utilizarse un resistor
de 180 ohmios; y para un voltaje de 12 voltios, se requerirá de 1Kohmio.
Cada terminal de entrada de un display,
se conecta directamente en una de las terminales del LED de cada segmento; y el otro
extremo de cada diodo de los segmentos,
normalmente se conecta en un solo pin (llamado común). Si el común para todos los
LED es el lado positivo, se dice que el display es de ánodo común; y cuando el lado
negativo es el común, se dice que el display es de cátodo común.
Para conectar el display de siete segmentos en la salida de un circuito lógico (con
salidas de 5 voltios), es preciso conectar en
serie con la terminal común un resistor
limitador que evite el sobreflujo de corriente
en cada uno de los LED. Para salidas TTL,
Figura 32
Símbolo electrónico básico de un decodificador BCD de7 segmentos
a
b
f
g
Display de
7 segmentos
e
c
d
ELECTRONICA y servicio No. 76
Entradas
para el
número
binario
A
B
C
D
a
b
c
d
e
f
g
Salida para
display de 7
segmentos
a
b
c
Pines de
conexión
para alimentar
cada segmento
d
e
f
g
23
Figura 33
Diagrama de la descripción de pines de los circuitos SN54/74LS47
Símbolo lógico
Diagrama de conexión DIP(TOP VIEW)
_
_
_
_
_ _
_
Vcc f
g
a
b
c d
e
16 15 14 13 12 11 10 9
7 1 2 6 3 5
A B C D LT RBI
a b c
d e
BI/
f g RBO
13 12 11 10 9 15 14 4
5
1
2
3
B
C
LT BI/RBO RBI D
4
7
6
A
8
Vcc=PIN 16
GND=PIN 8
GND
Diagrama lógico
a
a
b
b
c
c
d
d
e
e
f
f
g
g
A
B
Entrada
C
Salida
D
0
1
2
3
4
5
6
7
8
recomendamos la utilización de un resistor
de 100 ohmios a 1/2 watt.
Por ejemplo, el número 2 se representa
en binario como 0010; entonces, en las entradas del decodificador se colocará A = 0,
B = 1, C = 0, D = 0; y en las salidas, aparecerá un 1 en las terminales a, b, g, e, d; es
decir, estos segmentos encenderán para
formar el número 2; y por lo tanto, la imagen formada será muy parecida a él.
Para hacer que en el display de siete segmentos aparezca el número 5 (0101 en
binario), se debe poner en las entradas del
decodificador A = 1, B = 0, C = 1, D = 0; y las
salidas, se activarán en las terminales a, f,
g, c y d; es decir, estos segmentos de LED
encenderán para formar el número 5 en el
display (figura 33).
Concluye en el próximo número
9 10 11 12 13 14 15
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S e r v i c i o
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Armando Mata Domínguez y Alvaro Vázquez Almazán
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muchas opciones entre marcas y
modelos; es por ello que el
especialista técnico debe conocer
métodos de diagnostico y solución de
averías, que le permitan un patrón
de trabajo estandarizado, para que
la reparación sea rápida y eficaz. Y
para ello, hay que tomar en cuenta
determinadas situaciones comunes;
por ejemplo, es una realidad que las
secciones que con mayor frecuencia
fallan, son: el sistema de control y el
circuito EEPROM, la fuente de
alimentación y las etapas de barrido
horizontal y vertical.
En el presente artículo veremos la
teoría básica de estas secciones, así
como los pasos a seguir para
diagnosticar y solucionar averías.
También comentaremos diversos
casos de servicio, en marcas y
modelos de televisores específicos.
ELECTRONICA y servicio No. 76
Generalidades del sistema
de control y del circuito EEPROM
En cualquier televisor moderno, las funciones de control se realizan por medio de un
microprocesador; por ejemplo, encendido
y apagado, cambio de canal y de volumen,
ajustes de nivel de tinte, color, brillo contraste y nitidez, generación de caracteres,
programación de encendido o apagado por
tiempo, bloqueo de sintonización de canales, simuladores de sonido, etc.
Estas son algunas de las tantas funciones comunes de un televisor actual; pero
Figura 1
25
Tabla 1
Voltaje de
alimentación
Orden de reset
Señal de reloj
Versión de
microprocesador
Alimentación del
circuito EEPPROM
5.0 voltios +/- 0.3
voltios
4.9 voltios +/- 0.3
voltios
5.0 voltios de
pico a pico
Circuito microprocesador y
circuito jungla separados
5.0 voltios +/- 0.3
voltios
3.6 voltios +/- 0.6
voltios
4.9 voltios +/- 0.3
voltios
3.6 voltios de
pico a pico
Circuito microprocesador
único
5.0 voltios +/- 0.3
voltios
lo más extraordinario, es que pueden ser
ejecutadas por medio de unas cuantas teclas (5 ó 6) localizadas en el panel frontal
del aparato y por medio de un menú cuyas
opciones se eligen con los botones del control remoto. La sofisticación de las funciones, es responsabilidad del microprocesador; pero este circuito, también es capaz
de provocar muchos problemas; y es difícil
diagnosticarlos, si se carece de un adecuado procedimiento para tal propósito; por
eso le recomendamos que ejecute el procedimiento que explicaremos enseguida; es
aplicable a televisores de cualquier marca
y modelo, y permite diagnosticar averías en
el microprocesador y en el circuito EEPROM
(figura 1).
C062
0. 47
I C002
MM1476AF( TP)
STBY +5V REG
4
3
2
C051
R031
3. 3
1W
R071
4. 7k
: RK- CP
R045
4. 7k
: CHI P
CHI P
R047
4. 7k
: CHI P
4. 7k
R099
47k
1
7
8
6
5
C064
0. 0047
: CHI P
C034
0. 022
25V
B: CHI P
C063
0. 47
: MPS
R054
4. 7k
R055
4. 7k
: CHI P
L002
: CHI P
C038
470
25V
C041
12p
: CHI P
C037
0. 0022
B: CHI P
D005
MTZJ- T- 77- 5. 6C
C070
0. 001
CHI P
R041
680
C040
12p
: CHI P
2
C022
560p
CHI P
R016
470
: CHI P
25V
F: PT
R048
*
R033
220
I C001
M37280MK- 110SP
CONTROL
TUNI NG SYSTEM
C028
220p
CHI P
R074
4. 7k
CHI P
C027
CHI P
0. 001
C019
220p
CHI P
C017
1
R038
: CHI P
1k
CHI P
R036
1k
CHI P
4. 7k
R030
5V
R017
4. 7k
R029
4. 7k
C015
15p
CHI P
R070
L040
R039
680
: CHI P
OVD
ND
G
C016
15p
CHI P
ND
G
GND
33
VC
C
RESET
XI-OSD
34
32
XO-OS
D
35
31
VSS
I-RESET
36
30
O-OS
C
37
29
I-CNVSS
I-OSC
I-AFT2
VO
UT
28
38
27
I-KEY
VIDEO
CD
39
26
I-CVIN
40
25
I-VHOLD
41
24
HLF
VI N
IO-BDAT
I-AVCC
42
23
Q0
2SB7
BUF
Figura 2
: CHI P
4
3
2
1
B- CLK
B- DAT
B- I NT
ND
G
CN002
4P
1
CLK
FOR JI G
3
2
DAT
GND
CN402
TO K BOARD
CN309
3P
9V
26
ELECTRONICA y servicio No. 76
Paso 1
Para estar seguros de que el circuito del sistema de control funcionará correctamente, lo primero que debe hacerse es verificar
que existen las condiciones básicas de operación (voltaje de alimentación, orden de
reset, señal de reloj). Consulte la tabla 1;
para verificar la existencia y el valor de cada
uno de estos voltajes, conecte a tierra fría
(o sea, tierra-chasis) un multímetro digital
en función de voltímetro de corriente directa.
Paso 2
Si falta alguno de estos voltajes, tendrá que
verificar el estado del circuito que lo genera (figura 2).
Paso 3
Si los voltajes son correctos, verifique que
las señales Data y Clock lleguen al sistema
de control. Para hacer esto, ponga el multímetro digital en función de voltímetro de
corriente directa y conecte su terminal negativa a tierra fría o chasis; y con su punta
de prueba positiva, primeramente mida la
terminal 5 y luego la terminal 6 del circuito
EEPROM; y cuando conecte el televisor a
la línea de CA u ordene que se encienda,
deberá notar un cambio de nivel de voltaje; e inmediatamente después de esto, se
deberá estabilizar (así será, siempre y cuando el sistema de control pueda comunicarse de manera correcta con el resto de los
periféricos).
valor de cada línea (deberá haber más de
2000 ohmios).
Cuando haga esto, descubrirá que en un
principio el valor en ohmios es bajo; pero
luego irá aumentando, hasta alcanzar valores superiores a 10000 ohmios. Y hasta
es posible que al realizar la medición, encuentre usted un valor del orden de los
megohmios; esto es común, cuando uno o
más capacitores electrolíticos permanecen
con carga eléctrica; en estos casos, la medición debe hacerse unos minutos después
de haber apagado y desconectado el televisor.
Paso 5
Cada vez que el valor sea incorrecto (inferior a 2000 ohmios), tendrá que aislar en
corto un elemento asociado a las líneas de
Data y Clock (figura 3). Pero si no hay corto
total o parcial en ellas y tampoco se ha
modificado el voltaje, lo más probable es
que el circuito EEPROM tiene algún daño;
o que el daño está en el microprocesador;
primero reemplace el circuito EEPROM,
porque es el de menor costo; si ya hizo la
sustitución y el problema no desaparece,
significa que el microprocesador es el que
está dañado; pero antes de reemplazarlo,
Figura 3
Comunicación del sistema de control
Paso 4
En caso de que no cambie el nivel de voltaje en las líneas Data y Clock, verifique si
hay un corto parcial o total en cualquiera
de las líneas; esto puede deberse a un daño
en el circuito EEPROM; por eso es necesario verificar con respecto a tierra-chasis, el
ELECTRONICA y servicio No. 76
Sección
de audio
Sintonizador
DATA
CLOCK
Jungla
Y/C
Microprocesador
EEPROM
27
Tabla 2
Secuencia
Medición
Punto de prueba
Nivel de voltaje
Referencia
Primer paso
Voltaje de B+
Colector del transistor
de salida horizontal
Mínimo, 100 voltios/
Máximo, 140.
Con respecto a
tierra-chasis
Segundo paso
Voltaje de alimentación
para la sección vertical
Circuito integrado
vertical
-13 .0 voltios
+13.0 voltios
+26.0 voltios
Con respecto a
tierra-chasis
Tercer paso
Pulso vertical y pulso
horizontal
Terminales de
protección del
microprocesador
5.0 voltios de pico a
pico
Con respecto a
tierra-chasis
Cuarto paso
Condiciones del
microprocesador
VCC 5.0V
RST 4.9V
XLT 5.0V *
Con respecto a
tierra-chasis
Microprocesador
mida cada una de sus terminales con respecto a tierra-chasis; aísle aquellas que tengan menos de 200 ohmios; y si el valor sigue
siendo bajo, significa que definitivamente
el microprocesador tiene algún daño.
Generalidades sobre la fuente
de alimentación y las secciones
de barrido V y H
del problema recaen primero en la fuente
de alimentación; luego en las secciones de
barrido vertical y horizontal y finalmente
en el sistema de control. Para confirmar
cuál es la verdadera causa de la falla, ejecute el procedimiento que se describe en la
tabla 2.
Cómo se hacen las mediciones
Cuando el técnico recibe un televisor que
no enciende, sus sospechas sobre el origen
En el caso de la medición correspondiente
al primer paso, ANTES de encender el televisor coloque las puntas del voltímetro en
Figura 4
SECCIÓN DE BARRIDO VERTICAL
7 PUMP
OP
6 VCC
5 VIN
4 VREF
3 VCC
1 GND
2 V-OUT
IC301/LA7840
L301
27V+
270/2W
P3P3
AL YUGO +
VERTICAL
100/50
1000/35V
1Ω
2.2K
43K
430
430
.1/100V
.047
DEL PIN 23
DE IC501
28
474
15K
10K
3.3 Ω
+
_ 2200/35V
474
AL YUGO
VERTICAL
3.3 Ω
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 5
8
R541
15k
R542
10k
R543
1.5
1W
1
DRI V E-
3
4
C545
220
R545
470
C544
47
REF
VCC-
13
R546
68
C546
0.47
5
OUT
12
2
VCC+
6
BOOS T
14
7
R547
10k
D545
GP08DPKG23
DRI V E+
FB505
1.1UH
IC545
AN5522
V OUT
R548
15k
1/16W
los puntos de prueba indicados (colector del
transistor de salida horizontal y tierra-chasis). Es una manera de proteger al voltímetro, si tomamos en cuenta que en el colector del transistor de salida horizontal se
forma un brinco de alto voltaje de más de
1000 voltios; y esto, causa daños al voltímetro.
El valor del voltaje que se obtiene en la
segunda medición, depende de la forma en
que se conecta el circuito de salida vertical; si éste usa una conexión directa a tierra-chasis en cualquiera de sus terminales,
sólo será alimentado con un voltaje de fase
positiva (figura 4); y si ninguna de sus terminales está conectada directamente a tierra-chasis, el circuito deberá recibir un voltaje de fase positiva y un voltaje negativo;
sólo así, podrá trabajar de manera normal
(figura 5).
El nivel de voltaje indicado en los pasos
3 y 4, debe medirse con la ayuda de un osciloscopio o de un adaptador o medidor de
pico a pico (figura 6).
Si en alguna de las cuatro mediciones se
obtiene un valor diferente al indicado en la
tabla, será necesario verificar el estado de
los dispositivos asociados al punto de prueba que corresponda; sólo hay que usar el
sentido común, y trazar un plan de aislamiento que permita encontrar la verdadera causa del problema.
Revisión de la fuente de alimentación
y de las etapas de barrido V y H
La mayoría de los televisores modernos,
cualquiera que sea su modelo y marca, usan
una fuente conmutada de alta frecuencia
(figura 7); fácilmente puede ser identificada, porque su transformador, al que se denomina chopeer, posee características y forma especiales. Si el problema es causado
Figura 7
Figura 6
ELECTRONICA y servicio No. 76
29
por la fuente de alimentación, ejecute los
siguientes pasos:
T8019
18V
8
Figura 9
Paso 1
11
7
10
5
12
12V
7812
121
50V
Lo primero que debe
13
100V
D821/D824
hacerse para encon14
50V
1
T807
trar la causa del pro9
220/400V
VCA
T805
R901
blema, es verificar si
5V
IC801
IC801
funciona correctaSTR-S6707
STR-S6707
mente el circuito de
5
20/2W
47/25V
entrada; para esto, co4
2
330/16
loque las puntas de
7
8
3
prueba del voltímetro
PC817
6=OCP
en los dos extremos
del condensador elec200 Ω
trolítico; en la línea de
120.0VCA, debe haber
Optoacoplador
un mínimo de 120.0 y
un máximo de 190.0
una vez colocadas, ordene el encendido y
voltios; en la línea de 240.0VCA, debe haobserve si el voltímetro registra una ligera
ber un mínimo de 250.0 y un máximo de
variación de voltaje; si hay variación, sig350.0 voltios (figura 8). Si los niveles de
nifica que aunque la fuente está funcionanvoltaje no son correctos, verifique las condo quizá no puede hacer su tarea de regudiciones de los elementos del circuito de
lación o tal vez existe un corto parcial en
entrada.
alguna de las líneas secundarias; si no hay
Paso 2
variación de voltaje, significa que la fuente
Enseguida, verifique el nivel de voltaje de
no está funcionado por completo.
B+ con respecto a tierra-chasis; para hacerPaso 3
lo, coloque las puntas de prueba del voltímeEn caso de que determine que no hay retro ANTES de dar la orden de encendido; y
gulación o que quizá se produjo un corto
parcial, tendrá que verificar el valor óhmico
Figura 8
de cada una de las líneas de alimentación
secundarias con respecto a tierra. Si no se
ha producido ningún corto, dicho valor tendrá que ser mayor a 5000 ohmios.
Paso 4
Si no existe tal corto, lo más probable es
que no se esté haciendo la regulación; entonces verifique que el optoacoplador se
encuentre en buenas condiciones (figura 9)
30
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 10
Figura 12
LA76822 : Multi
Z101
SAW Filter
IC501
19 R/G/B
20
21
14/15/16
OSD_R/G/B
SDA
SCL
Video-OUT 46
11
12
Sound-IN 54
48
L103
VCO
CVin
y que no tengan daños sus elementos asociados. Si el optoacoplador se encuentra en
buen estado, verifique que no tengan daños el circuito conmutador (circuito integrado) o los elementos relacionados con el
sistema de regulación (figura 10).
VCC
25
5
6
49
23
V-OUT
42
Y-IN
44
C-IN
40
32
VCO
38
X501
3.58/
4.43MHz
28
27
H-OUT
FBP IN
5V
Si el problema proviene de la sección de
barrido horizontal, ejecute los siguientes
pasos:
Paso 1
Verifique que sea correcta la alimentación
suministrada a los transistores del circuito
excitador y de salida horizontal (figura 11),
y la que corresponde al circuito jungla Y/C
(figura 12).
transistor excitador haya un mínimo de 1.0
voltios y un máximo de 5.0 voltios de pico
a pico. Si no existe dicha variación, lo más
probable es que el problema se encuentra
en el circuito jungla Y/C; por lo tanto, verifique si este componente puede filtrar el
voltaje de alimentación; también verifique
el estado del cristal y de los condensadores
con los que trabaja en conjunto, y el de los
Paso 2
Inmediatamente después de dar la orden
de encendido, verifique que en la base del
Al yugo
horizontal
Q402
KTD2499
390P
Figura 11
.006
1.8k
56
DEL PIN
27 IC501
12K
B+
ELECTRONICA y servicio No. 76
.006
1.8K
RU3AM
Q401
100K
A la terminal
primaria
del fly-back
390
2KV
2.2/50V
31
Figura 13
IC501
Q401
C3228
LS76822
Circuito
Jungla
Y/C
27
Al Amplificador
de salida
Horizontal
T402
Excitador
horizontal
390P
33Ω
56Ω
150Ω
10K
B+
470Ω
2.2/160V
12K
dispositivos que usa para acoplarse con el
transistor excitador.
tanto, usted tendrá que verificar las condiciones de los dispositivos asociados a él.
Paso 3
Paso 5
Si existe variación de voltaje en la base del
transistor excitador, verifique el nivel de
voltaje que hay en el colector de este componente; en modo de espera, debe existir
el nivel de voltaje de B+; y después de dar
la orden de encendido, el voltaje habrá de
disminuir, en promedio, un 50%; así será,
siempre y cuando esté funcionando correctamente el transistor (figura 13); usted tendrá que verificar las condiciones de los elementos asociados a él, si el voltaje no
disminuye de esta manera.
Verifique que esté correctamente polarizado el circuito de barrido vertical, y que el
circuito jungla Y/C proporcione una señal
de diente de sierra con un valor mínimo de
pico a pico de 1.0 voltios y máximo de 5.0
voltios.
Paso 4
Paso 6
Para determinar si la amplificación del circuito de salida vertical es normal, verifique
los voltajes de pico a pico en las terminales
del yugo vertical; por una parte, debe haber un mínimo de 40 voltios y un máximo
de 60; por otra, un mínimo de 1.0 voltios y
un máximo de 10 (figura 15). Si los voltajes
Para saber si el transistor de salida horizontal está funcionando
bien, verifique el nivel de
voltaje que hay en el coFigura 14
lector en modo de espeB+
Transistor de salida
ra; deberá existir el nivel
horizontal
1 COL.
de voltaje de B+; y des390P
3
RV4DS
pués de dar la orden de
2KV
Q402
RVB4M
4
encendido, deberá produKTD 2499
2004
cirse una variación +/- de
un 20%; así será, siempre
Al yugo Al cátodo
y cuando esté funcionanhorizontal del TRC
do correctamente dicho
componente; en caso
contrario, no sucederá
ninguna variación de voltaje (figura 14); y por lo
32
Transformador
de línea (fly-back)
Alto
Voltaje
Enfoque G4
Rejilla
Pantalla (G2)
ABL
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 15
1
2
3
4
5
6
CN515
6P
HDY+
HDY+
HDYHDYVDYVDY+
YUGO HORIZONTAL
(Bobinas de desviación
horizontal)
Valor óhmico
Mínimo: 1.0 ohmicos
Máximo: 5.0 ohmicos
H.DY
YUGO VERTICAL
(Bobinas de deflexión
vertical)
Valor óhmico
Mínimo: 5.0 ohmios
Máximo: 16.0 ohmios
!
DY
H.DY
V.DY
V.DY
Puntos de Prueba
no están dentro de estos rangos, verifique
las condiciones de los elementos asociados a este circuito.
Fallas en televisores Mitachi
Enseguida describiremos el origen y la solución de fallas típicas en televisores de diferentes marcas y modelos.
En este apartado veremos algunas de las
fallas más comunes en una marca nueva
de televisores: Mitachi. Aunque todavía no
es muy conocida, está teniendo buena
aceptación en algunos mercados, dado que
su precio es accesible y su calidad de ima-
Figura 16
ELECTRONICA y servicio No. 76
gen puede compararse con la que ofrecen
algunos televisores de marca reconocida.
En el apartado siguiente explicaremos
fallas comunes en aparatos más comerciales.
Falla 1: Aunque el audio está bien,
la imagen tiene pérdida de sincronía
horizontal.
Pruebas realizadas:
1. Medimos el voltaje de alimentación que
se suministra al circuito integrado jungla (figura 16); que, como sabemos, normalmente debe de ser de 9 voltios.
2. Se midió la frecuencia de la señal de barrido horizontal, en la base del transistor de salida horizontal; la cual era correcta.
3. Al verificar la presencia de la señal de
video compuesta, descubrimos que estaba presente y que no tenía interferencias.
4. Luego de haber desconectado la antena,
los datos correspondientes al generador
de caracteres podían verse claramente;
es decir, el televisor estaba en perfecta
sincronía horizontal.
33
5. Bastó con que activáramos la función de
TV/VIDEO, para que los datos correspondientes al generador de caracteres
pudieran verse claramente.
6. Verificamos la frecuencia de la señal del
cristal de referencia, utilizada para la sincronía horizontal y vertical; estaba alterada.
7. Como el cristal de referencia estaba dañado, tuvimos que reemplazarlo; y enseguida, el televisor recuperó su funcionamiento normal.
5. Estos 9 voltios, pasan por el diodo D470;
y éste los rectifica, para que puedan ser
aplicados a los filamentos del cinescopio. Pero D470, se encontraba abierto (figura 17).
Figura 17
Comentarios:
Cuando la señal de referencia para el oscilador horizontal se encuentra fuera de sus
valores de frecuencia, la señal de barrido
horizontal tiene un valor de frecuencia correcto y la señal de sincronía tiene un valor
incorrecto; por esta razón, la imagen pierde sincronía horizontal. Y cuando la antena está desconectada, no existe señal de
video y –por lo tanto– no se genera señal
de sincronía; pero gracias a esto, la imagen del generador de caracteres se observa claramente (lo mismo sucede, cuando
se activa la función TV/VIDEO).
6. Decidimos reemplazar este diodo, con un
dispositivo de alta frecuencia (como el
diodo que se utiliza en fuentes conmutadas o en la sección de horizontal). Luego de hacer esta sustitución, el televisor
recuperó su funcionamiento normal.
Falla 2: No hay brillo
Comentarios
Pruebas realizadas
1. Se midió el voltaje de CD en cada una de
las terminales correspondientes a los
cátodos del cinescopio; encontramos un
valor cercano a los 160 voltios.
2. Verificamos el voltaje existente en la terminal de la reja pantalla (G2); había 380
voltios.
3. Al medir el voltaje de las terminales correspondientes a los filamentos, descubrimos que no estaba presente; de hecho, los filamentos no encendían.
4. Se midió el voltaje en las terminales correspondientes al fly-back; había 9 voltios.
34
La falta de brillo, tiene varias causas; por
ejemplo, daños en el cinescopio, en el flyback, en los circuitos amplificadores de
color, en la fuente de alimentación, etc. Por
eso es necesario medir las señales y voltajes
relacionados con la generación de alto voltaje, verificar la presencia de la señal de
video y asegurarse que enciendan los filamentos del cinescopio; estos últimos calientan a los cátodos, los cuales, entonces, pueden emitir electrones hacia la pantalla del
cinescopio y provocar así que el fósforo de
la misma se ilumine.
ELECTRONICA y servicio No. 76
Falla 3: El televisor no enciende
Figura 19
Pruebas realizadas
1. Verificamos el estado del transistor de
salida horizontal; se encontraba en buenas condiciones.
2. Luego de conectar el televisor y de medir el voltaje de B+, descubrimos que esta
alimentación no existía.
3. Se midió el voltaje de alimentación no
regulado, procedente del puente
rectificador y del filtro principal; estaba
correcto.
4. Medimos los componentes asociados al
circuito regulador; todos se encontraban
en buenas condiciones (figura 18).
Figura 18
no enciende el LED de stby, seguramente
hay un problema en el regulador; y si este
LED enciende, quiere decir que el problema se encuentra en la sección de barrido
horizontal.
Falla 4: El aparato no enciende;
sólo se percibe que el relevador
enciende y apaga constantemente.
Pruebas realizadas
1. Medimos el voltaje de alimentación B+
regulado; se mantenía fijo.
2. Se midió el voltaje de alimentación de 5
voltios para el sistema de control; descubrimos que era correcto.
3. Al verificar el voltaje de alimentación del
circuito jungla, encontramos que apare5. Con el solo hecho de reemplazar el circuito integrado regulador, el televisor
recuperó su funcionamiento normal (figura 19).
Figura 20
Comentarios
Cuando el circuito regulador de B+ no funciona, dejan de recibir alimentación la sección de salida horizontal, el sistema de control y la etapa de oscilación horizontal
(alojada en la jungla); y entonces, el televisor no enciende. Si al conectar el aparato
ELECTRONICA y servicio No. 76
35
Figura 21
alimentación que necesita para funcionar,
ocurrirán diversos problemas (que a veces
son muy complicados).
Falla 5: La imagen se pone verde
Pruebas realizadas
4.
5.
6.
7.
cía y desaparecía a causa del encendido
y apagado del relevador de la fuente de
alimentación.
Como el relevador es activado por el sistema de control, sospechamos de este
último (figura 20).
Verificamos sus soportes, y nos dimos
cuenta que, excepto las señales de comunicación entre la memoria y el sistema de control, todos estaban presentes.
Pese a que reemplazamos la memoria
EEPROM, no se obtuvo una mejoría (figura 21).
Al observar con osciloscopio el voltaje
de alimentación de la memoria, descubrimos que tenía rizo; por lo tanto, se reemplazó el capacitor de filtraje.
Comentarios
Este tipo de fallas, suele desconcertar hasta al técnico más experimentado; y es que
en este caso, todos los componentes pueden ser los causantes de su aparición. Recuerde que el relevador es activado o desactivado por el sistema de control, y que
éste recibe las órdenes del usuario a través
del teclado del panel frontal del aparato, a
través del control remoto o a través de la
memoria. Si alguno de estos medios envía
órdenes equivocadas o no envía nada, el
sistema de control trabajará de manera
errónea y comenzará a tener fallas; y si alguno de los circuitos no recibe el voltaje de
36
1. Por medio del control remoto, quitamos
el color a la imagen; pero ésta no adquirió la clásica escala de grises, sino un
tono verdoso.
2. Se aplicó un patrón de barras en escala
de grises, con la ayuda del DVD-01 (figura 22).
Figura 22
3. Por medio del control remoto, entramos
al modo de servicio (figura 23).
Figura 23
Display + Menú + 3 + 8 + Power
4. Para que la imagen se observara en escala de grises (tabla 3), ajustamos los parámetros de corte y excitación correspondientes a los colores rojo, verde y
azul.
Comentarios
Este tipo de televisores, al igual que la gran
mayoría de los que se ofrecen en el mercado, requiere de ajustes electrónicos por
ELECTRONICA y servicio No. 76
conectar a tierra su terminal 7 (y de manera automática, será programada por el sistema de control); si adquiere una memoria
programada desde fábrica, deberá conectar dicha terminal a una de las terminales
del sistema de control.
Tabla 3
Tabla de parámetros de
Hitachi/Hiyaki
VCO
25
CTX
90
TTX
94
AGC
35
BRN
46
SPN
20
RCUT
106
BRC
76
SPC
47
GCUT
128
BRX
96
SPX
60
BCUT
130
CLN
20
HRS
17
RDV
133
CLC
65
VRS
4
BDV
141
CLX
90
HEIGH
21
CTN
10
TTN
44
V25
31
CTC
55
TTC
64
V50
63
Fallas en televisores de marcas
comerciales
Falla 1
• Marca: Panasonic.
• Modelo: CT-Z14R.
• Síntoma: La imagen es muy brillante, y
parpadea.
• Pruebas realizadas: Sospechamos que
la causa de la falla provenía del circuito
ABL; así que procedimos a verificar las
condiciones de los resistores asociados
control remoto; esto los hace más versátiles
y económicos. Pero cuando se desconoce
la manera de entrar al modo de servicio, es
más difícil la reparación del equipo; sólo
queda la opción de reemplazar la EEPROM
vieja. En vez de ésta, coloque una memoria nueva pero de iguales características; si
adquiere una memoria virgen, tendrá que
R556
1.6
A11
C1
R
2
!
1
Figura 24
3
G
B
4
9
5
GND
8
12V
D551
1
6
R554
100K
R555
30K
11
R557
10K
!
+
-
!
!
0556
-
TPD1
!
C561
+
+ 50 V
C560
2.2
109V 22
D553
D555
MA165
R563
1X
En este diagrama, se muestran principalmente los valores
relevantes en nuestra explicación. Pueden omitirse algunos
valores, dado que esta figura es solamente de referencia.
ELECTRONICA y servicio No. 76
SCREEN
PROV
4
HIGH VOLTAGE
FOCUS
3
2
1
A12
C2
GND
C560
160V
33
TPD2
3
T551
OLF0450OF
HEATHER
5
37
a la sección, y descubrimos que el resistor
R554 (de 100Kohmios) estaba abierto.
• Comentarios: R554 (de 100K), R555 (de
150K), R557 (de 10K) y R558 (de 4.7K),
son los resistores que tuvimos que revisar (figura 24).
Falla 2
•
•
•
•
Marca: Panasonic.
Modelo: CT -1461R
Síntoma: Imagen con parpadeo vertical
Pruebas realizadas: Se verificaron las
condiciones del circuito de salida vertical y de sus filtros asociados; todo estaba
en orden. También verificamos el voltaje
de alimentación de este componente, y
se encontró que era normal; pero al medir el resistor R552 de 1.0 ohmios, descubrimos que se había alterado (figura 25).
• Comentarios: El resistor de 1.0 ohmios,
está relacionado con la terminal número
8 del transformador de línea (fly-back).
Junto con el diodo rectificador y el
capacitor electrolítico C1, este resistor tiene la función de suministrar alimentación
al circuito amplificador de salida vertical.
Falla 3
• Marca: Sony.
• Modelo: KV27TS29.
• Síntoma: Imagen con efecto de cojín (pin
cushion).
• Pruebas realizadas: Pese a que ajustamos el pin cushion mediante el modo de
servicio, no desapareció la falla; por tal
motivo, decidimos verificar las condiciones de los elementos asociados a dicha
sección; estaba dañado el capacitor C550
(figura 26).
• Comentarios: Este capacitor, que tiene
relación con la terminal número 8 del
transformador de línea (fly-back), forma
parte del circuito de retroalimentación; y
Figura 26
Figura 25
2
-
4
+
RS02
10A
2.2
10
RS43
8
R556
3.3k
R552
7
RS64
CS40
KV - 32V15
9
CN109
TO E BOARD CN123
R557
10k
11
TPD2
R570
3
HOT
+ C812
-
RS47
- 1SV
10
R551
RS46
1S
ICS04
PC393C
PIN - CONTROL
R555
100k
4
3.6
CS41
0.0022
5
5
0S1S
1SS119
6
+ C576
3
9
6
R566
33
0.1
7
1
8
R575
1
330
R554
TP85
CS98
3.3
T551
H. PROT
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
E
15V
15V
N.C
E
HP
V . BLK
E
S . DAT
S . CLK
TP96
200V
1000V
+B
D558
RSS0
10
1V
En este diagrama, se muestran principalmente los valores
relevantes en nuestra explicación. Pueden omitirse algunos valores,
dado que esta figura es solamente de referencia.
38
En este diagrama, se muestran principalmente los valores
relevantes en nuestra explicación. Pueden omitirse algunos
valores, dado que esta figura es solamente de referencia.
CSS0
0.068
200V
RSS1
ELECTRONICA y servicio No. 76
• Comentarios: Como este devanado aplica pulsos al circuito de pin cushion, decidimos desconectar el resistor R422 de la
tarjeta de circuito impreso y conectarlo a
la bobina recién fabricada; de no hacerlo
así, la imagen aparecería con efecto de
cojín (figura 27).
Figura 27
1
!
11
!
4
2
!
7
!
Falla 5
• Marca: Sony.
• Modelo: KV2027R.
• Síntoma: La imagen carece de contraste.
• Pruebas realizadas: Se midió el voltaje
existente en la terminal 41 del circuito integrado jungla IC301; había 0.4 voltios,
cuando normalmente debería haber 7.0
voltios; procedimos entonces a verificar
las condiciones de los elementos asociados a este dispositivo, y se encontró abierto el transistor Q303.
• Comentarios: Con el solo hecho de reemplazar este componente, la imagen se
normalizó. Y es que dicho transistor, es
un elemento de conmutación que polariza las secciones internas del circuito jungla correspondientes al nivel de contraste (figura 28).
14
!
13
!
R27
10K
En este diagrama, se muestran principalmente los valores relevantes en nuestra
explicación. Pueden omitirse algunos valores, dado que esta figura es solamente
de referencia.
para que el pin cushion pueda trabajar,
necesita de la señal horizontal que el propio circuito de retroalimentación le proporciona.
Falla 4
• Marca: Samsung.
• Modelo: CT721AP.
• Síntoma: No hay brillo, sólo sonido.
• Pruebas realizadas: Al encender el televisor, se observó que no encendían
los filamentos del cinescopio; y al verificar su correspondiente voltaje de
alimentación, notamos que no existía; esto nos hizo pensar que el problema se debía a que el devanado del
transformador de línea (fly-back) estaba dañado; así que enrollamos un
alambre del número 20 en el núcleo
de este dispositivo, hasta que pudiera generar 3.2 voltios; una de las terminales del embobinado que fabricamos, se conectó a tierra-chasis; y el
otro, fue utilizado para alimentar al
filamento del cinescopio
Figura 28
Al pin 41 del circuito
jungla y/c
V+
ADS.6E827SIN
R330
5.6k
R335
4.7k
Q302
V+
2SC331A-R1A
PIC.ABL
8379
100k
R358
47k
Q350
ISS119
CLAMP
0.2
R353
10k
0.1
9.0
0.7
C310
0.001
C317
22
C334
470
7.6
Q309
CSAI175
PIC.ABL
R352
820k
7.6
C303
KSC2785
PIC
8.7
7.0
ISS119
CLAMP
1.5
R333
Abierto
Q354
KSA1175 SW
En este diagrama, se muestran principalmente los valores relevantes en nuestra explicación.
Pueden omitirse algunos valores, dado que esta figura es solamente de referencia.
ELECTRONICA y servicio No. 76
9.0
C354
22
!
39
SEMINARIO DE ACTUALIZACI
ACTUALIZACIÓN
Técnicas para reparar los NUEVOS TELEVISORES
Sony Wega, LG Flatron de 14, 21 y 25 pulgadas
(Televisores de cinescopio plano)
Principales Temas
1. Estructura de los Televisores Sony Wega.
2. Fuente de stand-by y fuente de poder conmutada
con doble MOSFET. Fallas y soluciones.
3. Circuitos de protección de sobre-corriente (OCP),
sobre-voltaje (OVP) y bajo voltaje (UVP).
4. El chip único (one chip syscon/jungle).
5. Protecciones en la jungla.
6. Autodiagnóstico.
7. Los circuitos de protección de las secciones de
barrido vertical y horizontal.
8. Circuito de protección de alto voltaje (XRP).
9. Circuito de protección de sobre -corriente (OCP).
10. Protecciones por ausencia de barrida vertical.
11. Procedimiento de aislamiento de averías, sobre los
circuitos de protección.
Además de una valiosa
capacitación usted recibirá:
12. Sección de video/RGB.
13. Interpretación de las señales, IK, y cómo reemplazarlas.
14. Los circuitos asociados a la sección final de video,
modulador de velocidad, (VM), circuito de inclinación
(TILT) y compensador de E/W.
15. La sección de barrido horizontal (fallas y soluciones).
16. Pruebas y acciones especiales para no volver a dañar al
transistor de salida horizontal.
17. Indicación de prueba dinámica de fly-back y reemplazo.
18. Estructura de los Televisores LG.
19. Autodiagnóstico.
20. Análisis de secciones específicas de modelos LG,
fuente de alimentación, modos de servicio, modos de
autodiagnóstico, modos de desbloqueo, transistores
sustitutos.
21. Solucionando problemas en fuentes conmutadas con el
doble transistor MX0541.
22. Uso del DVD de patrones de ajuste en video para
reparar TV.
TRANSISTOR DUAL MX0541 sustituye a
los transistores 2SC4833, 2SC4834,
2SC4663, 2SC4664 y 2SC5271
TRANSISTOR 1
TRANSISTOR 2
Pick-up láser
KSS-213C
Diploma
Lugar donde se impartirá este SEMINARIO
COSTO: $500.00
DURACION: 12 HORAS
Emisor 1
Base 1
Colector 1
Además recibirá esta
información técnica:
Diagramas dinámicos
de televisores Sony y LG
Electrónica y Servicio
No. 63 y No.65
Base 2
Emisor 2
Colector 2
HORARIO: 14:00 a 20:00 Hrs. (primer día)
9:00 a 15:00 Hrs. (segundo día)
FECHA:
27 y 28 de Agosto
LUGAR:
ESCUELA MEXICANA
DE ELECTRICIDAD
Revillagigedo No.100, Centro
México, D.F.
Lugar
Fecha
Septiembre
Aguascalientes,Ags. 1 y 2
León, Gto.
3y4
Querétaro, Qro.
6y7
Poza Rica, Ver.
24 y 25
Tampico, Tam.
27 y 28
Cd. Valles, S.L.P.
29 y 30
Octubre
San Luis Potosí, S.L.P. 1 y 2
RESERVACIONES:
Depositar en BBVA-Bancomer, cuenta 0450274291 ó HSBC (antes Bital) Suc. 1069
cuenta 4014105399 a nombre de: México Digital Comunicación, S.A. de C.V.,
remitir por vía fax la ficha de déposito con: Nombre del participante, lugar y fecha
del curso. Fax. (0155) 57-70-86-99
Con registro de:
Para mayores informes:
Tel. (0155) 57-87-35-01
[email protected]
S e r v i c i o
t é c n i c o
MÁS FALLAS RESUELTAS
Y COMENTADAS EN AUTOESTÉREOS DEL AUTOMÓVIL
ntinuando con el tema de servicio a
autoestéreos, presentamos en este
artículo 5 fallas nuevas con su respectivo
diagnóstico y solución. De la misma
manera que en el artículo
correspondiente del número anterior de
Electrónica y Servicio, nos estamos
basando en circuitos desarrollados por
Sony, aunque el método también es
aplicable en otras marcas, de ahí que no
especifiquemos los modelos que nos
sirvieron de referencia; en todo caso, hay
que verificar las terminales y voltajes
correspondientes en cada aparato sujeto
a diagnóstico.
Figura 1
IC101
C401
R401
C206
C216
C113
C112
R404
C407
C426
R407 C960
R408
ELECTRONICA y servicio No. 76
D444
Álvaro Vázquez Almazán
Falla 1: No hay audio
Pruebas realizadas
1. Se verificó que el circuito integrado de
salida de audio estuviese correctamente
alimentado en sus terminales 4, 6 y 20;
los valores de los voltajes que encontramos, se especifican en la figura 1.
2. Se verificó la presencia de la señal de audio
en las terminales de entrada del circuito
integrado de salida de audio; fue detectada en las terminales 11, 12, 14 y 15.
3. Medimos el voltaje existente en la terminal 22, que corresponde a la activación
del modo de silenciamiento (mute); había 0 voltios, lo cual indica que siempre
está activada la función.
4. Al rastrear la procedencia del voltaje de
silenciamiento, descubrimos que el
capacitor electrolítico C401, de 4.7µF a 25
voltios, se encontraba en corto (figura 2).
5. Hicimos la prueba de desconectar este
capacitor, y enseguida volvimos a verificar el voltaje en la terminal 22; notamos
que ahora tenía 4.9 voltios, y que el audio
emitido por las bocinas de prueba se escuchaba perfectamente.
41
o simplemente no existe, ocurrirán fallas
como la que nos ocupa en este caso.
Figura 2
IC101
C401
R401
D922
Falla 2: No obedece funciones
D444
Pruebas realizadas
C206
D921
D920
C216
919
6. Por lo tanto, como el capacitor electrolítico estaba bloqueado, se reemplazó con
otra pieza de igual valor.
Comentarios
Aunque en principio todo apuntaba a que
el circuito integrado de salida de audio tenía algún daño, gracias a que se midió el
voltaje en la terminal 22 fue posible determinar que en realidad se estaba bloqueando. Esto nos lleva a la conclusión de que es
necesario verificar todos y cada uno de los
voltajes de operación de cualquier circuito
integrado, ANTES de pensar en reemplazarlo; si algún voltaje está fuera de rango
1. Se verificaron los soportes del microcontrolador: alimentación en las terminales
10, 24 y 34, señal de reloj en las terminales 37 y 38 y señal de reinicio en la
terminal 36; todo estaba en orden (figura 3).
2. Con la ayuda de un óhmetro, verificamos el estado de los microinterruptores
de cada una de las funciones del equipo;
todos se encontraban en buenas condiciones.
3. Se midió el voltaje de alimentación del
circuito de control de display y teclado,
en las terminales 67 y 68; estaba recibiendo 5 voltios (figura 4).
4. En las terminales 73 a 77 del sistema de
control, verificamos la presencia de las
señales digitales que este dispositivo proporciona; todas estaban presentes.
Figura 4
R8
X8
Figura 3
Paso 5
JR801
Paso 3
R804
R805
R951
IC801
R8
R8
R8
42
Paso 4
ELECTRONICA y servicio No. 76
que el autoestéreo trabaje; incluso, queda expuesto a sufrir daños.
Figura 5
X8
Paso 2
R8
Paso 3
JR801
Falla 3: No enciende
Pruebas realizadas
R804
R805
R951
IC801
R8
R8
R8
5. Se midieron las señales de control digital en las terminales 57 a 61 del circuito
de control de display y teclado; en ninguna de las terminales había señal.
6. Volvimos a soldar las terminales de este
componente, y algunas de las teclas recuperaron su funcionamiento.
7. Se reemplazó el circuito integrado control de display y teclado.
Comentarios
Luego de recibir las órdenes que el usuario
proporciona por medio del teclado o del
control remoto, este
Figura 6
circuito integrado las
R804
convierte en señales diR805
R951
gitales que sirven para
controlar las diferentes
funciones del equipo.
Cuando este dispositivo
tiene falsos contactos,
como sucedió en el caso
que nos ocupa, impide
ELECTRONICA y servicio No. 76
1. Verificamos los soportes del microcontrolador: alimentación, señal de reloj y
señal de reinicio; todo estaba en orden
(vea nuevamente la figura 3).
2. Al verificar la presencia de voltaje en la
terminal 46 (BU_IN), descubrimos que
había 5 voltios; pero esto no es correcto
(figura 5).
3. Se midió el voltaje de encendido, en la
terminal 48 (ILL_ON); no había voltaje.
4. Tomando en cuenta los resultados de los
pasos anteriores, todo apuntaba a que
el microcontrolador tenía algún daño;
pero para estar seguros de esto, y entonces darse a la tarea de sustituirlo, medimos el nivel de voltaje en todas las terminales del sistema de control; los
voltajes eran correctos, excepto en las
terminales 18, 19, 20, 53 y 54, correspondientes a las señales BUS_SI, BUS_SO,
BUS_CLK, BU_SON Y BS_RST, respectivamente (figura 6).
5. Al buscar en el diagrama el origen de estas señales, descubrimos que provenían
de IC802. La función de este componente, es comunicar al sistema de control
con una caja de discos (figura 7).
R821
R842
IC801
C853
R844
R845
R846
R810
43
Falla 4: No enciende
Figura 7
R851
IC B/D
D854
Pruebas realizadas
TH851
IC802
R853
R852
D853
C869
C851
D852
D851
JR902
6. Se verificaron los soportes del propio
IC802 y, salvo las terminales que se conectan con el sistema de control, nada
estaba alterado.
7. Para determinar si este circuito integrado tenía algún daño, desconectamos las
terminales 3 y 14 (alimentación); y entonces, el equipo encendió y recuperó su
funcionamiento normal.
8. Tuvimos que reemplazar al IC802 (figura 8).
1. Se verificaron los soportes del microcontrolador: alimentación, señal de reloj y
señal de reinicio (vea nuevamente la figura 3).
2. Al buscar voltaje en la terminal 46
(BU_IN), descubrimos que había 5 voltios;
es decir, todo estaba correcto (vea nuevamente la figura 5).
3. Medimos el voltaje de encendido en la
terminal 48 (ILL_ON); su valor era correcto (5 voltios).
4. Se midió el voltaje de alimentación en
las terminales 1 y 3 del conector CN803
(figura 9); no había voltaje.
5. Al rastrear el origen de este voltaje, descubrimos que el transistor Q914 estaba
abierto (figura 10).
Figura 9
CNP803
Comentarios
Antes de que decida reemplazar un circuito integrado, deberá verificar la presencia
de voltaje en cada una de sus terminales;
si falta voltaje en alguna de ellas, la operación del equipo será errónea (tal como sucedió en esta ocasión).
D955
Q908
C809
R859
D803
D806
R858
Figura 8
Q922
44
ELECTRONICA y servicio No. 76
6. Reemplazamos este componente con
otra pieza igual, y el equipo recuperó su
funcionamiento normal.
Figura 11
Placa guía
de disco
Interruptores
detectores de disco
Comentarios
El autoestéreo sí encendía; pero su “frente”
desmontable, no; por esta razón, parecía
que el equipo completo no funcionaba de
manera adecuada.
Falla 5: Problemas de carga
y descarga de discos
Pruebas realizadas
1. Introdujimos un disco en el compartimiento, y entró de manera correcta.
2. Dimos la orden de expulsión, y el disco
salió con facilidad. Por lo que sucedió en
este paso y en el anterior, pensamos que
no había problema alguno y que tal vez
se estaban introduciendo de manera incorrecta los discos.
3. Para verificar el estado de los interruptores detectores de disco, tuvimos que desmontar el compartimiento superior del
sistema mecánico del reproductor de discos compactos; la placa guía de discos
estaba muy rayada (figura 11).
4. Reemplazamos la placa guía de discos y
los rodillos guía; luego de esto y de limpiar y volver a soldar las terminales de
los interruptores detectores de disco, el
problema desapareció (figura 12).
Figura 10
Comentarios
El autoestéreo presentaba fallas de carga y
descarga de discos, después de un tiempo
de estar funcionando bien; por esta razón,
en un principio pensamos que tenía problemas de calentamiento; pero la alteración
era causada por falsos contactos en las terminales de los interruptores detectores de
disco y por los rayones de la placa guía.
Recuerde que después de cierto tiempo de
reproducción normal, los discos se calientan; y que cuando son expulsados, transmiten calor a los rodillos; entonces éstos
se “ablandan” y, por lo tanto, no pueden
sujetar con la fuerza suficiente a los discos
para que sean introducidos en su compartimiento; por esta razón, ocurría la falla especificada.
ELECTRONICA y servicio No. 76
Q914
C846
C914
D913
C913
Q909
R919
Q915
R918
Q913
R917
Q912
Figura 12
45
SONY
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S e r v i c i o
t é c n i c o
CÓMO COMPROBAR LOS
ELEMENTOS DEL ENSAMBLE
ÓPTICO DE UN
REPRODUCTOR DE DVD
Armando Mata Domínguez
La mayoría de fallas de un
reproductor de discos (DVD, CD, VCD
o MP3), proviene del ensamble
óptico. Este conjunto se forma con el
recuperador óptico, el motor de giro
de disco, el motor de deslizamiento,
los sensores, los interruptores y otros
elementos que más adelante
describiremos. Si el problema
consiste en que el aparato no puede
leer ningún disco, la solución –casi
siempre– consiste en sustituir el
ensamble óptico completo, lo que
eleva el costo de la reparación.
Para que no tenga que sustituir el
ensamble óptico, ni llegue hasta el
extremo de desechar el equipo si es
que la pieza no se consigue, ni
siquiera de un aparato de desecho,
en el presente artículo explicaremos
cómo detectar al elemento que ha
causado determinada falla. De esta
manera, no aumentará el costo de la
reparación y se ahorrará muchas
molestias.
ELECTRONICA y servicio No. 76
Estructura del ensamble óptico
En el ensamble óptico de cualquier reproductor de DVD, se localiza el recuperador
óptico o pick-up (figura 1). Para recuperar
las señales de audio y video almacenadas
en los discos, este dispositivo emite una luz
Figura 1
47
láser que, luego de atravesar lentes y espejos, llega hasta la superficie de cada uno;
aquí es reflejada, y regresa entonces al recuperador óptico; y éste, por medio de sus
sensores, la convierte en impulsos eléctricos.
En el mismo ensamble, se alojan el motor de giro de disco y el motor de deslizamiento (figura 2). Ambos reciben pequeños
voltajes de excitación, que provienen directamente de los circuitos excitadores; y éstos, que a su vez dependen de los circuitos
de los servomecanismos, ejecutan las acciones de giro de disco y de deslizamiento
del recuperador óptico, para lograr la lectura del track deseado.
Figura 2
Figura 3
colocarle un disco; y es introducida en su
compartimiento, luego de recibirlo. Según
las órdenes que se le suministren por medio de las teclas del panel frontal del equipo o las teclas del control remoto, este
motor abrirá o cerrará el compartimiento
de charola o cargará un disco.
Desensamblado
En el ensamble óptico se localizan también los interruptores de puerta, que son
accionados por engranes o cremalleras. De
esta manera tan sencilla, se “avisa” al microprocesador si la puerta se encuentra
abierta o cerrada y si el pick-up está arriba
(es decir, listo para leer el disco) o abajo
(figura 3).
En la tarjeta de circuito impreso va conectado el motor de carga, cuya función es
impulsar al ensamble de la charola receptora de disco; la charola es expulsada, para
48
Para limpiar y lubricar el pick-up y verificar
sus condiciones generales, es necesario
desmontarlo del ensamble de motores. Primero quite el engrane de transmisión de
deslizamiento del recuperador óptico, que
puede ser de tipo “circular” o “sinfín”. Retire también el eje de deslizamiento. Para
extraer el riel de deslizamiento, recórralo
manualmente sobre su base y quite los tornillos que lo sujetan (figura 4).
La mayoría de los recuperadores ópticos,
cuenta con un candado que consta de dos
puntos de prueba; hay que unirlos con soldadura, para evitar que se dañen por la carga estática acumulada en el cuerpo del técnico que está dando servicio al equipo; es
recomendable unir los dos puntos, para
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 4
Figura 6
A
B
poder realizar las comprobaciones correspondientes; y cuando se desee manipular
el dispositivo, habrá que retirar el puente o
unión de soldadura (figura 5).
Verificación de los elementos
del ensamble óptico
Bobina de enfoque y seguimiento
Una vez que el recuperador óptico esté separado del ensamble de motores, verifique
Figura 5
ELECTRONICA y servicio No. 76
las terminales de conexión de las bobinas
de enfoque y de seguimiento. Para esto,
ponga el multímetro digital en función de
óhmetro y coloque las puntas de prueba en
las terminales de las bobinas (figura 6A y
6B); debe haber un mínimo de 5.0 ohmios,
y un máximo de 20.0; en caso contrario,
verifique si hay falso contacto en las soldaduras correspondientes; si éstas se encuentran fuera de rango a pesar de que no tienen
falso contacto, reemplace el recuperador
óptico.
Es importante hacer estas verificaciones,
porque cuando la bobina de enfoque sufre
algún daño impide que gire el disco; en
cambio, sí permite que sea emitido el rayo
láser. Y cuando se daña la bobina de seguimiento, el disco gira pero no puede leerse
ningún disco.
49
sobre el pick-up. Y para limpiar la parte
externa de la lente, aplique movimientos
circulares con un algodón humedecido con
líquido limpiador de lentes y espejos (figura 8).
Figura 7
Motores
Lentes y espejos
Recuerde que la limpieza de lentes y espejos del recuperador óptico, implica el uso
de aire comprimido; para aplicarlo al recuperador óptico, coloque éste en posición
vertical (figura 7); sin agitar el bote de aire
comprimido, dispare tres o cuatro veces
Figura 8
Como sabemos, los reproductores de DVD
utilizan un motor de deslizamiento –sled– y
un motor de giro de disco –spindle– (figura
9A y 9B). El de deslizamiento, se encarga
de colocar al recuperador óptico sobre las
pistas del disco; y el otro motor, como su
nombre lo indica, hace que el disco se mantenga girando a una velocidad lineal constante.
Algunos reproductores de DVD, utilizan
unos servomotores de tipo trifásico; y éstos llevan unos dispositivos de tipo hall, similares a los motores “capstan” que se utilizaban en las videograbadoras. Y en
equipos de otros modelos y marcas, se emplean como elementos de retroalimentación unos dispositivos DME (dispositivos
electromagnéticos). En este tipo de motores, sólo hay que lubricar el eje y revisar
que sus bobinas no rocen con los elementos del estator; y el sujetador de disco
(clamping), debe estar exactamente calibrado; en caso contrario, el disco no girará; y
si lo hace, no será leído (la mayoría de las
veces, la altura o separación del sujetador
Figura 9
A
B
50
ELECTRONICA y servicio No. 76
con respecto a la superficie del recuperador óptico, es de 1.2mm).
Interruptores
Tal como se mencionó, en el ensamble óptico existen interruptores de puerta; después de verificar su estado y de lubricarlos,
asegúrese que hagan buen contacto; si no
es así, no podrá abrirse el compartimiento
de carga (y si abre, se cerrará de inmediato); o se abrirá, y se mantendrá abierto (en
cuyo caso, puede provocar que los discos
sean reproducidos de manera eventual).
El motor de carga, que comúnmente va
asociado a la tarjeta de circuito impreso (en
donde se ubican los interruptores), es de
tipo convencional. Si verifica sus condiciones con la ayuda de un óhmetro, este aparato deberá marcar un mínimo de 9.0
ohmios y un máximo de 16.0 ohmios; cuando existe alguna alteración óhmica, ocurren
problemas en la carga de los discos.
Conclusión
Todas las acciones descritas, son parte de
la rutina inicial del servicio correctivo. La
mayoría de las veces, las simples tareas de
limpieza y lubricación son suficientes para
eliminar la falla reportada por el usuario; o
bien, permiten localizar el origen de la misma.
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Tel S e r v i c i o
t é c n i c o
TEORÍA Y PRÁCTICA SOBRE
LOS AMPLIFICADORES
DE POTENCIA Y LAS REDES
DE ALTAVOCES
Segunda parte
Este artículo, va dirigido
principalmente a quienes se dedican a
la instalación de amplificadores de
potencia para la sonorización
ambiental, como en salones, iglesias,
auditorios pequeños, etc.
El lector podrá advertir que el autor
hace una cuidadosa revisión de los
diferentes conceptos involucrados en
esta actividad, y que ofrece una serie
de consejos prácticos, muy valiosos al
momento de tomar decisiones en la
instalación de un equipo de
amplificación.
Este material es resultado de la
experiencia de campo del autor, así
como de su actividad docente.
Figura 9
+
-
52
Guillermo Palomares Orozco
Director del Centro de Actualización Electrónica
de México y Asesor Técnico de Productos Fusimex
[email protected]
Polaridad de las bocinas
En realidad, es muy importante el aspecto
de la polaridad de las bocinas (figura 9). De
este factor, depende el movimiento del cono
y –por lo tanto– la fase del sonido que se
emite.
Cuando una bocina recibe un semiciclo
positivo, el cono se mueve hacia afuera; y
cuando ella recibe un semiciclo negativo,
el movimiento del cono es hacia adentro.
Es lógico que si se conecta una bocina al
revés, los movimientos se producirán a la
inversa; y en tal caso, el sonido será desagradable; incluso, es muy probable que en
poco tiempo la bobina de voz sufra un sobrecalentamiento.
Para confirmar lo anterior, conecte una
bocina de manera correcta y otra de manera invertida; se dará cuenta que el audio
emitido por una de ellas (especialmente los
ELECTRONICA y servicio No. 76
bajos o graves), anula al de la otra; en una
palabra, obtendrá una pobre audición.
Identificación de la polaridad
Con el fin de no conectar las bocinas al revés, es preciso identificar su respectivo borne positivo. Esto puede hacerse con la ayuda de una pila de 9 voltios (igual a las que
se usan en equipos portátiles), tal y como
se explica a continuación:
Conecte los extremos de la pila, en los
extremos de la bocina. Si el cono se mueve
hacia afuera, significa que la polaridad es
correcta (y esto se logra, cuando el polo
positivo de la batería queda conectado en
el positivo o rojo de la bocina). Pero si el
movimiento del cono es hacia adentro,
quiere decir que la polaridad es incorrecta;
invierta la polaridad de la batería. Algunos
técnicos utilizan este truco, cuando las bocinas están recién reparadas o carecen de
las marcas de color que indican la polaridad rojo-negro.
Interconexión de las bocinas
1. Cuando realice un alambrado de bocinas en serie, conecte el polo positivo de
la primera de ellas al polo negativo de la
que le sigue; y en el polo positivo de la
segunda bocina, debe ir conectado el
polo negativo de la primera. Si se conectan más de dos bocinas, sólo deberá seguirse esta secuencia de conexiones invertidas (como se hace con las baterías,
cuando son insertadas en el compartimiento del equipo al que suministran
energía).
2. Cuando haga un conexionado en paralelo, NUNCA enlace un polo positivo con
un polo negativo; siempre debe ir positivo con positivo, y negativo con negativo
(figura 10).
ELECTRONICA y servicio No. 76
3. Por último, tenga en
cuenta que la impedancia de las bocinas
no puede ser medida
fielmente con un
óhmetro convencional, sino con un equipo medidor de impedancia.
Figura 10
+
8Ω
-
+
-
Características
y componentes
de la fuente
de alimentación
8Ω
La CA llega a través de un cable de línea, y
su flujo es permitido o interrumpido por un
interruptor ON/OFF. Normalmente se usa
un sistema de protección a fusible (breaker),
para cortar la corriente en caso de una sobrecarga. Este voltaje se envía al transformador de potencia, que es el corazón de la
fuente de alimentación.
Un transformador, consiste básicamente en dos bobinas enrolladas en un núcleo
común (figura 11). La CA fluye a través de
la bobina primaria, que la convierte en
energía electromagnética; en tal condición
atraviesa el núcleo de hierro, con destino
Figura 11
Núcleo
Voltaje primario
Espiras
(Np)
Espiras
(Ns)
Voltaje
secundario
Flujo magnético
53
al embobinado secundario; y éste, la
reconvierte en electricidad.
Este proceso, es lo que comúnmente conocemos como “inducción”. ¿Y para qué se
hace todo esto? Pues para evitar que el
usuario reciba una descarga eléctrica; y es
que si una bobina no estuviera aislada de
la otra, la entrada de línea tampoco se aislaría del resto del equipo; y por lo tanto, se
pondría en riesgo la integridad física del
usuario, cuando éste lo tocara. Además, con
este tipo de devanado se puede modificar
a voluntad el voltaje; para aumentarlo, sólo
hay que aumentar el número de vueltas del
embobinado secundario; para reducirlo,
sólo hay que disminuir el número de vueltas del mismo.
Transformadores
Por su importancia en la estructura básica
de la fuente de alimentación, enseguida
describiremos los tipos de transformadores
más comunes a la fecha:
• El más simple y económico de los transformadores, es el tipo E-I; generalmente,
tiene forma cúbica (figura 12). Aunque tiene muchas aplicaciones, tiende a entregar cierto HUM (Interferencia de baja frecuencia en el audio, similar a la
onomatopeya de Hum de allí su nombre);
y como este efecto es recogido por los cir-
Figura 12
Figura 13
cuitos preamplificadores de audio, resulta sumamente molesto para el escucha.
• El transformador de tipo U-I es más caro
que el anterior, pero tiene una estructura
más plana; por eso es muy útil en amplificadores de perfil bajo o plano (figura 13).
Además, su propio diseño reduce el molesto efecto de HUM.
• El núcleo del
transformador de
Figura 14
tipo toroidal, tiene
forma de dona;
esto mejora las
propiedades magnéticas del dispositivo (figura 14).
Puede fabricarse
sumamente plano, con un peso
muy reducido y con muy bajas emisiones
de HUM; mas en vista de que es demasiado caro, pocas veces se utiliza en amplificadores de potencia.
Rectificadores
Una vez que se obtiene el voltaje necesario, tiene que ser aislado en la etapa del
primario con el secundario; y para convertir la CA en CD, se usan los rectificadores;
54
ELECTRONICA y servicio No. 76
finalmente, para filtrar esta última corriente, se recurre a los capacitores.
Como usted sabe, los rectificadores permiten el paso de la corriente en una sola
dirección; y para hacer esto, tienen que estar combinados en un arreglo tipo puente
(cuatro diodos).
La CD o corriente directa, se obtiene al
rectificar el voltaje. Si observamos esta señal por medio de un osciloscopio, notaremos que existen grandes valles o variaciones en el nivel de voltaje de CD; esto se debe
a que la CA o corriente alterna cambia, hasta adquirir un valor de 60 ciclos por segundo. Y de esta manera, queda claro porque
se usan los capacitores de la fuente para
estabilizar el voltaje.
alambrado de la fuente y la sección de potencia puede generar un pequeño corrimiento o carencia de voltaje en el momento en que los transistores estén drenando
una gran corriente.
Regulación de la fuente
de alimentación
La regulación, es una tarea fundamental de
la fuente de alimentación. Consiste en mantener en un nivel constante el voltaje de CD,
pese a que frecuentemente sea usado por
el circuito amplificador o por la entrada de
voltaje de línea.Veamos cómo hace este trabajo la fuente de alimentación:
Regulación de carga
Capacitores
Justamente los capacitores, son una especie de tanques que retienen electricidad,
que se llenan con voltaje y que lo entregan
cuando se les solicita. Por todo esto, en la
salida de los rectificadores se conectan
unos capacitores de gran capacidad.
Los capacitores se cargan en los picos
de salida del puente rectificador. Si alguno
de estos componentes es de gran valor, se
mantendrá casi lleno entre los valles que
se forman en la salida del rectificador; de
esta manera, se logra que el voltaje sea
sumamente estable. Mientras más alto sea
el valor de los capacitores, el ripple será
eliminado con mayor eficiencia (figura 15).
A la fecha, se pueden producir capacitores
muy pequeños pero de alto valor.
En el diseño de equipos de potencia, es
muy importante que los capacitores queden lo más cerca posible de los transistores de salida; así, éstos tendrán un mejor
desempeño cuando existan altos niveles de
potencia.
Si los niveles de consumo de corriente
son elevados, la distancia que hay entre el
Depende básicamente de la resistencia del
transformador; y un transformador sería
ideal, si tuviera una resistencia de cero y
pudiera mantener un voltaje constante (regulación perfecta) aun cuando el amplificador consumiera poca o mucha corriente.
Pero en el mundo real, los transformadores tienen resistencia gracias a que usan
un embobinado de alambre de cobre; y debido a esto, el voltaje de la fuente sufre una
caída cuando se incrementa el flujo de corriente. Para minimizar esta disminución,
se utiliza un alambre más grueso en el
Figura 15
100%
RIPPLE
DE
100%
0%
16V
C
R
D
L
embobinado; pero esto, a su vez, implica
un aumento en el tamaño y el peso del
transformador.
Cuando la sección amplificadora demanda poco voltaje, se genera un efecto colateral: los capacitores se cargan con un alto
nivel de voltaje. Y si de repente dicha sección aumenta su consumo de voltaje, el
amplificador estará en posibilidad de entregar una ráfaga momentánea de potencia superior a la normal; podrá hacerlo, gracias a que los capacitores fueron cargados
con un alto nivel de voltaje. Esta característica, denominada “dynamic headroom”,
y que sirve para agregar de 2 a 3 decibeles
de pico sin distorsión de potencia, equivale a poseer 100% más potencia.
Regulación de línea
Es la capacidad de mantener constante el
voltaje de salida, independientemente de la
entrada de línea (CA). Por lo general, las
fuentes de alimentación pasivas ofrecen
poca regulación de línea; se “atienen” a que
la compañía de luz suministre un voltaje
de entrada que sea lo más constante posible (por eso precisamente, se les llama “pasivas”); pero si las cargas son muy intensas
o los cables de entrada son muy largos, el
voltaje puede disminuir y –a final de cuentas– habrá pérdida de potencia en el amplificador. Por tal motivo, se recomienda utilizar un cable de entrada de línea corto y
un AWG bajo (es decir, un cable grueso); o
en su defecto, reguladores o estabilizadores
de voltaje. Una forma más efectiva de controlar este problema, consiste en utilizar
fuentes conmutadas; pero esto hace que
aumente el costo del equipo, y que se vuelvan más complejos sus circuitos; tanto, que
es muy raro encontrar equipos que utilizan
dicha tecnología (figura 16). Las compañías
prefieren invertir en sistemas de mayor
amplificación y depender del buen voltaje
56
de entrada; en la línea de entrada de CA, se
muestra un esquema a bloques de una
fuente conmutada que se emplea en este
tipo de equipos.
Los circuitos de audio
La historia de los amplificadores de potencia, comienza precisamente con los conectores de entrada. Estos componentes son
cruciales para predeterminar una alta calidad de salida de audio; si entra basura, sale
basura.
Los conectores deben ser a prueba de
oxidación, para tener siempre un buen contacto de entrada; y las entradas, que son
casi un estándar, tienen que estar balanceadas para que el amplificador pueda ignorar
la mayoría de las interferencias que ocurren
entre el cableado de las unidades (micrófonos-consola-mezclador-amplificador).
La mayoría de los circuitos cuenta con
un control de ganancia, que usualmente se
Figura 16
Filtro EMI
Limitador de rizo
Control de
potencia
Banco de energía
principal
Control
PWM
Interruptor de onda
de potencia
Transformador
Amplificador para
suministro DC
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 17
Preamplificación
Nivel de
pre-amplificación
0.1V
Procesador de señal
Nivel de línea 1V
encuentra al máximo; pero es posible disminuirlo, para hacer pruebas o para utilizarlo en ambientes pequeños.
Después de la entrada balanceada y del
circuito de ganancia, entramos al circuito
amplificador de potencia (figura 17). La función principal de esta sección es, como ya
mencionamos, incrementar la señal de entrada (de aproximadamente 1V a 100V) y
la corriente (de aproximadamente 0.1
miliamperios a 30 amperios). Es entonces,
¡una ganancia de potencia de 30 millones!
Para entender cómo ocurre esto, veamos
la forma de operar de los transistores.
Los transistores
Son elementos que trabajan como una resistencia variable, y que se conectan entre
la fuente de CD y la carga (las bocinas). De
hecho, son unas válvulas activas.
Una pequeña señal de entrada, causa un
aumento considerable de la corriente que
viaja de la fuente de CD a la carga.
En comparación con la corriente de entrada, la corriente que fluye es controlada
por el transistor unas 50 a 100 veces más.
Para incrementar la ganancia, se pueden
conectar dispositivos en cascada; y así, la
salida del primero de ellos controlará a la
entrada del segundo. Esto se hace cuando
se requiere de ganancias considerablemente altas.
Existen diferentes formas de conectar los
transistores en cascada; para tratar este
tema a fondo, tendríamos que hacer un artículo extenso; por tal motivo, sólo describiremos algunas cuestiones básicas. Veamos:
ELECTRONICA y servicio No. 76
Nivel de línea 1V
Amplificador
Nivel
de bocina 100V
Punto 1
Existe al menos un grupo de transistores
de salida, que se montan en grandes
disipadores de calor. Estas salidas se controlan por medio de transistores mucho más
pequeños, denominados drivers (excitadores); también es común encontrar predrivers, que son transistores de pequeña
señal (o mejor aún, amplificadores
operacionales u op-amps).
De manera ideal, la corriente de salida
es una réplica magnificada de la pequeña
corriente de entrada; pero por numerosas
razones, la corriente de salida hacia la carga no es exactamente igual a la de entrada; es decir, se distorsiona. La más obvia
de las razones, es porque ocurre el llamado “clipping”; esta distorsión ocurre, cuando el voltaje que circula por la carga se
aproxima demasiado al voltaje máximo de
CD entregado por la fuente; y a su vez, esto
provoca que el transistor se sature.
Punto 2
Otra forma de distorsión menos perceptible, se presenta cuando los transistores
carecen de una ganancia uniforme; esto
varía, dependiendo de la temperatura de
operación y de las diferencias del flujo de
corriente. A todos estos efectos, se les denomina “no-lineales”; más adelante, explicaremos cómo se minimiza la distorsión.
Punto 3
Los transistores son dispositivos de una
sola vía; es decir, sólo pueden manejar corrientes positivas o negativas. Debido a
esto, para proporcionar la forma de onda
57
de la señal de audio exacta, se tienen que
conectar en un solo punto dispositivos que
manejan corrientes positivas y dispositivos
que trabajan con corrientes negativas.
Esta operación, llamada push-pull, es la
base del funcionamiento de los amplificadores de alta potencia; existen diferentes
maneras de combinar las corrientes de
push-pull.
Figura 18
40 V
8 Ohm
200W
Datos : E de la fuente = 100 V I = 5 amps
I = E ÷ R = 40 ÷ 8 = 5 Amps (fluyen por la carga y el amplificador
E desperdiciado = 100V (E de alim) - 40V (voltaje utilizado por la carga) = 60V
W desperdiciada = I * E = 5 * 60 = 300W
Punto 4
La pérdida de potencia por calor, es otra
situación que se presenta cuando conectamos transistores en cascada. Al principio
del artículo, vimos el ejemplo de un circuito amplificador que entrega 40 voltios a una
carga de 8 ohmios con una corriente de 5
amperios.
Este circuito es alimentado por una fuente de 100 voltios; pero como dijimos, la carga de 8 ohmios sólo demanda 40 voltios; y
dado que la corriente es de 5 amperios, se
obtiene al final una potencia de 200 watts.
En su viaje hacia la carga, estos 5 amperios
atraviesan el transistor amplificador; y al
mismo tiempo, los 60 voltios que no se consumieron aparecen a través del transistor.
Se forma entonces una combinación de 5
amperios y 60 voltios en el transistor; y
multiplicando estos valores, se obtiene una
potencia de 300 watts que son totalmente
desperdiciados (figura 18).
Este desperdicio en forma de calor, obliga a usar en los amplificadores de potencia unos disipadores de gran tamaño; sólo
así, podrá eliminarse el calor innecesario;
y si esto no se hace, los transistores se dañarán irremediablemente.
Punto 6
Con respecto a los diferentes métodos para
conectar en cascada los transistores en
amplificadores, sólo diremos que los transistores de salidas push-pull pueden combinarse de distintas maneras para controlar el grado de distorsión o las pérdidas por
el calor generado.
Estas categorías, a las que se llama “clases de amplificación”, fueron definidas hace
muchos años. Probablemente, usted ha
oído hablar de la clase A, de la clase B, de
la clase AB, etc.
Punto 5
Clase A
Una ley de la Física, dice que “la energía no
se crea ni se destruye, sólo se transforma”.
Y como sólo deseamos que la potencia tenga cierta potencia (200 watts), la energía
excedente (que no se usa) tiene que enviarse
a algún lado; es desechada, en forma de
calor. Esto demuestra que la pérdida de
potencia en transistores, fácilmente puede
exceder la potencia entregada a la carga.
Es la más fácil de entender (figura 19). En
este caso, tanto el semiciclo positivo como
el semiciclo negativo de la señal se suministran a un solo grupo de transistores; y
estos componentes se polarizan, cuando la
señal de salida es cero por causa de una
corriente de reposo –también conocida
como “ociosa”– que se sitúa a la mitad del
camino; es decir, entre el valor cero y el
valor máximo.
58
ELECTRONICA y servicio No. 76
Si la corriente de
Figura 19
audio aumenta en
+
Clase A
un transistor, disminuye en el otro; y
por lo tanto, el voltaje circula en ambos dispositivos. Y
I de pico
al conectar un solo
transistor a una boV
cina, se escuchará
un sonido de baja
calidad; esto se
debe a que el cono
está siendo obligado a permanecer a la
mitad de su recorrido (por la corriente ociosa), y a que se genera un calentamiento de
la bobina de voz.
Cuando se conectan ambos transistores
a la bocina, la corriente de reposo de uno
de ellos es absorbida por el otro.
La principal ventaja de la clase A, es su
mínima distorsión; y es que la totalidad de
la forma de onda, se preserva tanto en los
transistores positivos como en los negativos; y no existe ningún truco de combinación de sus corrientes. Pero existe un grave problema: la enorme pérdida de potencia
Figura 20
+
Clase B
_
Transistor 1
Distorsión
cruce por cero
Transistor 1
Transistor 2
Transistor 1
Transistor 2
ELECTRONICA y servicio No. 76
Transistor 2
en los transistores, causada por el calor y
por la corriente de reposo. De hecho, los
transistores se mantienen más calientes en
estado de espera que durante su trabajo
pleno; equivale a tratar de controlar la velocidad de un automóvil, oprimiendo el
pedal del freno mientras el motor está acelerado al máximo.
Por supuesto, existen mejores métodos
para mantener una baja distorsión sin tanta pérdida de energía.
Clase B
Sólo siendo cuidadosos, podremos hacer
que cada transistor controle únicamente la
mitad de la forma de onda que le corresponde (figura 20). Cuando las formas de
ondas se combinan apropiadamente, es
posible mantener la forma de onda de salida; pero a cambio de esto, se elimina la
corriente de reposo.
El amplificador trabajará más frío, si la
potencia se aplica sólo cuando realmente
se requiere; desde luego, el truco consiste
en tener una baja distorsión. Pero si la forma de onda no se une perfectamente, tendremos una distorsión de cruce por cero
(llamada frecuentemente “distorsión
crossover” o entrecruzada).
Este tipo de distorsión se aprecia en partes de la música casi silenciosa, cuando
precisamente la señal se encuentra cerca
de cero. Por suerte, existen varias formas
de eliminar este problema; uno de los métodos que más se usan para esto, consiste
en hacer trabajar al amplificador entre la
clase de amplificación A y B; es una clase
combinada, a la que se conoce como AB
(figura 21). Con una pequeña corriente de
reposo que esté fluyendo, se producirá sólo
un pequeño calentamiento por reposo; de
paso, serán eliminados los espacios muertos entre la unión de los semiciclos positivos y negativos.
59
Figura 21
+
Clase A/B
V
_
Transistor 1
Transistor 1
Transistor 1
Conducen
ambos
Transistor 2
Transistor 2
Transistor 2
Clase G
En esta clase de amplificación, dos o más
grupos de transistores se conectan a diferentes fuentes de alimentación (figura 22).
La meta es reducir la pérdida por calentamiento, que normalmente sucede en las
clases A y B.
Seguramente, usted recuerda aquel
ejemplo de una fuente que suministraba
100 voltios, de los cuales sólo se requerían
40 para la carga; esto significa que 60 voltios se perdían,
porque no eran
Figura 22
utilizados por los
+ V2
transistores de
Clase
G
salida para generar potencia de
+V
audio.
1
En la clase G,
un grupo de transistores se conecV
ta a una de las llamadas “fuentes
simétricas”; se
- V1
trata de fuentes
de bajo voltaje
(por ejemplo, 60
voltios), que son
- V2
60
suficientes para obtener el valor de salida
que se requiere en condiciones de bajo y
medio volumen.
Un segundo grupo de transistores conectados a los 100 voltios proporcionados por
fuentes simétricas del mismo voltaje, recibiría señales que también demandan cierta potencia (40 voltios); y sumando esto a
los requerimientos del primer grupo de dispositivos (40 voltios), al final sólo se desperdiciarían 20 voltios del total de 100 proporcionados por la fuente alimentación. De
esta manera, se reduce hasta en un 50% la
pérdida de energía.
Para hacer este tipo de arreglo, deben
solucionarse dos problemas: La correcta
transferencia de, la señal a los transistores
de bajo voltaje; y después, unirla con la señal de los transistores de alto voltaje. Además, se producen ciertos “glitches” (pulsaciones o flancos) similares a la distorsión
de cruce por cero; de hecho, la serie de
amplificadores de la marca QSC denominada MX, y los equipos Crown de la serie
Macrotech, hacen uso de esta clase amplificación.
Clase H
En este tipo de arreglo, se emplea un solo
banco de transistores de salida que va conectado a una fuente de voltaje bajo; pero
este voltaje se conmuta a alto, cuando así
se requiere (figura 23). Estamos hablando
entonces, de un dispositivo que detecta el
momento en que la señal de audio se
aproxima a cierto nivel; y para evitar la saturación por falta de voltaje en los transistores de salida, conmuta un interruptor
electrónico (un transistor bipolar o un
MOSFET) para que permita el paso de un
voltaje más elevado desde la fuente de alimentación hasta los transistores.
Al igual que en el caso de la clase de
amplificación G, en este equipo existen cua-
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 23
Clase H
+V H
+V L
Detector
de nivel
de audio
OUT
Entrada
-V L
-V H
tro fuentes de alimentación: una positiva y
una negativa de bajo voltaje, y una positiva y una negativa de alto voltaje (figura 24).
Este método, ofrece
Los beneficios térmicos y de eficiencia
de este método, son iguales a los que se
obtienen con la clase de amplificación G; y
como no implica la utilización de un segundo banco de transistores de salida de potencia, permite reducir el costo y el tamaño final del propio amplificador.
El único grupo de transistores requerido
por el arreglo H, recibe un voltaje de alimentación bajo; y sólo se conmuta a voltaje alto, cuando las condiciones de volumen
lo requieren. La compañía QSC, es pionera
en la construcción de sistemas de alta potencia de audio; utiliza esta clase de amplificación, en sus amplificadores de la serie
MXa. También en algunos modelos de equipos domésticos Aiwa y Panasonic, se aplica esta tecnología de amplificación.
Comentarios finales
En la mayoría de los métodos que acabamos de describir, la señal de audio original
sufre ciertas modificaciones; es “partida”,
y posteriormente “reensamblada”. Por lo
tanto, no nos sorprende que se produzcan
algunas alteraciones al reensamblar el
audio; y estas alteraciones, se atienden con
circuitos correctores de errores, circuitos de
protección y algunos otros diseños interesantes, de los cuales hablaremos enseguida.
Continuará en el próximo número
Figura 24
Arreglo de fuente de poder para amplificador clase H
Transformador
Puente rectificador
Filtros
+Voc 2
+Voc 2
+Voc 1
+Voc 1
-Voc 1
-Voc 1
-Voc 2
-Voc 2
CA principal
Suministro clase "H"
ELECTRONICA y servicio No. 76
61
S e r v i c i o
t é c n i c o
CIRCUITOS INTEGRADOS
COMUNES UTILIZADOS EN
FUENTES CONMUTADAS
Los circuitos integrados que aquí
describiremos son los de uso más común
en los televisores de las marcas más
comerciales que actualmente existen en
el mercado. Además, su configuración
interna es representativa de todos los
demás dispositivos de su clase.
De esta manera, con el fin de conocer el
estado de algunos de sus componentes
internos principales y facilitar así su
diagnóstico oportuno, en dichos circuitos
podremos realizar algunas mediciones
de acuerdo con la técnica que
describiremos en un artículo del próximo
número.
También conoceremos su estructura
física y algunas de sus características
eléctricas básicas.
Javier Hernández Rivera
Al final del capítulo se incluye una lista de
sustitutos alternativos para los transistores
originales que por su alta demanda puedan
estar agotados en el momento que se requieran.
REGULADORES BASICOS
En las figuras 1 y 2 se muestra el diagrama
básico interno de dos reguladores que se
utilizan actualmente en televisores de conocidas marcas.
STR 30110 A STR 30135
(Figuras 3A y 3B)
Figura 1
A
Diagrama interno
UCP 1093J
3
1
A
Circuito interno
Figura 2
SE115...SE135
2
B
2
B Forma física
SE 115
Forma física
C1093
1. Entrada de regulación
2. Común
3. Salida de voltaje de error
3
1 2
62
1
1 2 3
1. Entrada
2. Salida de error
3. Común
3
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 3
Figura 4
STR 30110 a STR 30135
A
3
Circuito interno
equivalente
A
Circuito interno
4
3
4
2
2
5
1.Común
2. Base
3. Entrada
4. Salida
5. Ajuste (únicamente en
el 30110)
1
B
1. Común
2. Excitación de base
3. Entrada
4. Salida
5. Control de voltaje
5
1
Tres vistas de la
forma física
B
STR
30000
A
Tres vistas
de la
forma física
STR
50103
Descripción
Circuito integrado híbrido regulador que se
utiliza como regulador lineal de voltaje, que
cubre una amplia gama de voltajes regulados (STR 30110, STR 30112, STR 30113, STR
30115, STR 30120, STR 30123, STR 30125,
STR 30130, STR 30134, STR 30135) y en el
que el voltaje de regulación coincide con
los tres últimos números de su matrícula.
Trabaja con el voltaje normal de la línea
de corriente alterna (120 voltios), y puede
soportar un voltaje máximo de 200 VCD en
su terminal de entrada. Su temperatura
máxima de trabajo es de 150 grados centígrados, y su disipación máxima es de 27
watts (a una temperatura de 100 grados
centígrados).
STR 50103
(Figuras 4A y 4B)
Descripción
Circuito integrado regulador de voltaje utilizado en fuentes conmutadas para propor-
ELECTRONICA y servicio No. 76
cionar un voltaje regulado fijo a su salida.
Trabaja con el voltaje nominal de la línea de corriente alterna, y soporta una variación de voltajes de entrada más severa que
la soportada por los reguladores lineales.
Su temperatura máxima de trabajo es de
150 grados centígrados, y su disipación de
poder es de 27 watts a 100 grados centígrados.
STR 53041
(Figuras 5A y 5B)
Descripción
Módulo regulador de voltaje utilizado en
fuentes conmutadas que proporcionan un
voltaje regulado fijo en su salida. Se utiliza
ampliamente en televisores y en monitores de PC.
Su voltaje de alimentación es de 120 VCA
y soporta grandes variaciones de éste.
Su temperatura máxima de trabajo es de
150 grados centígrados, y su disipación
máxima de poder es de 27 watts a 100 gra-
63
STR53041
Figura 5
3
Figura 6
2
A
3
Circuito interno
2
STR 58041
A Diagrama interno
4
1. Sensor de voltaje negativo
2. Excitación de base o B
3. Entrada o C
4. Común o E
5. Ajuste de voltaje externo
5
5
1
4
1. Sensor de voltaje
2. Excitación de base o B
3. Entrada o C
4. Común o E
5. Ajuste de voltaje externo
1
B
Tres vistas de la
forma física
STR
53041
STR
58041
dos centígrados. Puede trabajar en temperaturas de –20 grados a +125 grados centígrados, sin ningún problema.
B
Tres vistas de la
forma física
Circuito integrado regulador de voltaje utilizado en fuentes conmutadas de televisores modernos. Proporciona un voltaje de
salida fijo y trabaja con la línea de voltaje
comercial de 120 VCA.
Su temperatura máxima de trabajo es de
150 grados centígrados, y su máxima disipación de potencia es de 27 watts a 100
grados centígrados.
transistor bipolar interno de switcheo en su
salida de poder.
Realiza su función de protección OVP,
OCP y térmica durante cada ciclo de trabajo,
y tiene un nivel de consumo de energía muy
bajo en condiciones de standby o espera.
La temperatura máxima de trabajo es de
150 grados centígrados, y puede trabajar en
condiciones de –20 a +150 grados centígrados.
La principal diferencia entre estos dos
circuitos es que el STR-S5708 resiste una
mayor corriente de pico, e incluso una mayor corriente continua en su transistor
bipolar de poder interno (15 amperios contra 12 del STR-5707).
STR-S5707 y STR-S5708
STR-56707 al STR-56709
(Figuras 7A, 7B y 7C)
(Figuras 8A y 8B)
Descripción
Descripción
Circuito integrado regulador utilizado en
fuentes conmutadas de tipo resonante con
Estos circuitos integrados reguladores de
fuentes conmutadas tienen las mismas ca-
STR 58041
(Figuras 6A y 6B)
Descripción
64
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 7
A
Diagrama interno y terminales
Inibidor:OVP
VIN
9
6
R
UVLO
Over-volt
protect
Sensor 7
Fault
latch
S
REF.
Proportional
drive
Q
8 Salida de
excitación
1 kΩ
4 Bloqueo
TSD
Osc.
3 Base
Rton
1500 pF
+
+
-
3300 pF
Rtoff
+
+
-
B
1 Colector
0.75V
2
Emisor
o común
5
OCP
1.4V
-1V
5.1V
Forma física
24.2 ±0.2
T REF
M
3.3 ø
±0.2
Diagrama simplificado
C
1
E
2
B
3
Sink o
bloqueo
4
OCP
5
7.0
±0.4
Inhibidor u OCP 6
5.5
R
7
9
2.54
±0.1
0.65
+0.2
–0.1
Salida de exc. 8
4.5
±0.7
racterísticas de trabajo, aunque con la diferencia de que la corriente de colector continua y de pico que cada uno puede manejar es diferente:
Ic
Ic máx.
STR-S6707
STR-S6708
STR-S6709
S
FAULT
LATCH
REF.
+
0.85
+0.2
–0.1
0.4
OSC.
+
Sensor de 32V
1
DRIVE
-
18.0 ±0.2
FAULT
3.3
±0.1
-
23.0 ±0.3
C
5.5
±0.2
-
3.0
+
15.5 ±0.2
6A
7.5A
10A
12A
15A
20A
VIN15V
UVLO
9
Su temperatura máxima de trabajo es de
150 grados centígrados, y pueden proporcionar hasta 220 watts de potencia a la salida del conversor.
Se les conoce como elementos de switcheo de tercera generación, porque trabajan
con pocos componentes externos
STR-F6600 (STR-F6624)
(Figuras 9A, 9B y 9C)
ELECTRONICA y servicio No. 76
65
Figura 8
Diagrama interno simplificado
A
B Forma física
STR-56707 al STR-56709
24.2 ±0.2
T REF
M
3.3 ø
±0.2
15.5 ±0.2
C
1
B
2
E
3
Sink o
bloqueo
4
3.0
5.5
±0.2
S
FAULT
LATCH
OSC.
R
18.0 ±0.2
DRIVE
23.0 ±0.3
FAULT
Salida de exc. 5
6
7
Inhibidor u OVP
8
-
OCP
Retroalimentación
3.3
±0.1
7.0
±0.4
+
REF.
-
5.5
+
VIN
UVLO
1
9
0.85
+0.2
–0.1
Descripción
Serie de circuitos integrados de switcheo
(serie 6600) de funcionamiento similar. El
transistor interno de switcheo de poder está
9
0.4
2.54
±0.1
0.65
+0.2
–0.1
4.5
±0.7
constituido por un MOSFET, y se utiliza en
fuentes conmutadas de tipo resonante.
Cubre un rango de requerimientos de
poder de 25 a 500 watts en voltajes de línea de 100/120/230 VCA, con potencias de
Figura 9
A
Diagrama simplificado
FDBK
Retroalimentación
y OCP 1
B
OCP
Forma física
Fuente 2
4
Común
o tierra
5
UVLO
OVP
TSD
VIN
T
M
REF.
3.2
ø
±0.2
LATCH
5.5
±0.2
3.45
±0.1
5.5 ±0.2
Diagrama a bloques
4
23.0 ±0.3
C
VIN
15.6
±0.2
OSC
Drenaje 3
VIN
DRIVE
REG.
UVLO
OVER-VOLT.
PROTECT
REF.
R
FAULT
LATCH
S
Drenaje
3.35
±0.1
3
2
Fuente
Q
7.0
±0.5
5.5
TSD
OSC
0.85
+0.2
–0.1
1
–
r SS
+
1.45 V
–
+
0.73 V
5
0.65
+0.2
–0.1
4.5
±0.7
c SS
1
2.54
±0.1
5
66
ELECTRONICA y servicio No. 76
150 watts para un rango de 85 a 265 VCA
(entrada universal).
Efectúa su proceso de protección OVP,
OCP y térmica en cada ciclo de trabajo realizado. Su temperatura máxima de trabajo
es de 150 grados centígrados.
Figura 10
Diagrama simplificado
A
Drenaje 1
Compuerta 3
STR-S6301 y STR-S6401
(Figuras 10A , 10B y 10C)
OSC
Latch
Fuente 2
PWM
Común o GND 4
Encendido suave 5
OCP 6
Descripción
UVLO
V IN 7
REF
Común o tierra 8
Regulador integrado usado como elemento de control y switcheo en fuentes reguladas de tipo de modulación por ancho de
pulso (PWM). Trabaja con frecuencia fija de
100 Khz.
Posee un transistor de tipo MOSFET de
poder en su salida, el cual puede proporcionar hasta 250 watts de potencia efectiva hacia una carga externa.
La temperatura máxima que soporta es
de 150 grados centígrados, y puede trabajar en condiciones de –20 a +150 grados
centígrados, sin ningún problema.
Retroalimentación 9
B
Diagrama a bloques
Retroalimentación
V IN
7
Compuerta
9
3
UVLO
1 Drenaje
REF.
Rton
- PWM
+
Rtoff
R
Q
Launch
Osc.
+
-
8
5
TDA 4601 (encapsulado SIP 9 y DIP 9+9)
C
Fuente
6
OCP
0.2V
4
Común o
tierra
Encendido Común o
suave
tierra
(Figuras 11A y 11B)
2
Forma física
Descripción
24.2 ±0.2
• Baja corriente de encendido
• Control directo sobre el transistor
switcheador de poder
• Excitación proporcional del transistor de
poder
ELECTRONICA y servicio No. 76
T REF
M
3.3 ø
±0.2
3.0
5.5
±0.2
18.0 ±0.2
23.0 ±0.3
Circuito integrado de bajo poder, controlador
o excitador de fuentes de tipo resonante.
Este circuito está diseñado para efectuar
el control del transistor de poder y realizar
el proceso de regulación de voltaje en fuentes conmutadas.
Tiene ventajas adicionales tales como:
15.5 ±0.2
3.3
±0.1
7.0
±0.4
5.5
1
0.85
+0.2
–0.1
0.4
9
2.54
±0.1
0.65
+0.2
–0.1
4.5
±0.7
67
Figura 11
Encapsulados SIP 9 y DIP 9+9
A
Disposición de terminales en sus dos encapsulados
V referencia
1
18
Común
Cruce por cero
2
17
Común
Entrada de control
3
16
Común
Común o tierra
Simulación de IC
4
15
Común
Señal externa
Función externa
5
14
Común
Común o tierra
6
13
Común
salida de CD
7
12
Común
Salida del pulso
8
11
Común
Vin
9
10
Común
SIP9
Vin
9
8
7
6
5
4
3
2
1
DIP 9+9
Pulso de slida
salida de CD
Simulación de IC
Entrada de control
Cruce por cero
V referencia
B
Forma física en sus dos encapsulados
Forma física SIP 9
Forma física DIP 9+9
TDA 4605
(Figuras 12A y 12B)
Descripción
Circuito integrado que sirve como excitador en fuentes conmutadas de tipo PWM
que utilizan en su salida transistores de
poder MOSFET.
Sus características de diseño proveen
protección adicional de los componentes
externos. También cuenta con protección
de temperatura, con la cual interrumpe el
funcionamiento del circuito conversor en
caso de que alcance una temperatura peligrosa.
Figura 12
A
Diagrama a bloques
6
5
V2B
Supply
voltage
Monitor
Reference
voltage
typ. 3V
Primary
current
reproducer
Output Stage
and
current limit
B
V 6min VBA
V REF
V6max
VGE
4
VR
1
Overload
Point
correction
VV
Stop
comparator
Low
Voltage
Protection
3
68
Starting
impulse
generator
Logic
Regulating
& Overload
Amplifier
Terminales
1.- Regulación de voltaje
2.- Simulador de corriente del primario
3.- Monitor de volatje
4.- Toma a tierra
Forma física
VST
Zero
transist
detector
7
8
UEB00490
5.- Salida
6.- Vin Voltaje de polarización
7.- Encendido suave
8.- Detector de cero
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 13
MC 44603
A
Disposición de terminales
Vcc 1
Vc 2
16 Rreferencia
15 Frecuencia de standby
B
Salida 3
14 Entrada de voltaje
Tierra 4
13 Salida del amplificador de error
F.B entrada 5
12 Poder de espera
OVP 6
11 Encendido suave
Sensor de corriente 7
Detector de magnetización 8
Aspecto físico en
montaje normal
10 C+
9 Entrada de sincronía
Efectúa un encendido suave, no permitiendo la repentina aparición de voltajes, y
posee un bajo consumo de corriente, entre
otras características.
MC 44603
C Forma del tipo
de montaje superficial
Cuenta con protección de tipo OVP, contra corto circuitos, contra circuitos abiertos o condiciones de vacío. Y proporciona
un encendido suave, permitiendo que los
voltajes secundarios inducidos se produzcan gradualmente.
(Figuras 13A, 13B y 13C)
Tabla
Descripción
Es un controlador mejorado de alta eficiencia. Se utiliza en fuentes conmutadas de
tipo PWM, pero tiene la habilidad de cambiar su modo de operación o su frecuencia
cuando se detecte sobrecarga en el circuito.
Trabaja en vacío e incluso en condición
de corto circuito en la salida de la fuente
conmutada, ofreciendo protección adicional al circuito. Esta protección se logra por
medio de comparación de voltajes, y manda al circuito a una condición de standby o
de mínimo consumo para reducir la potencia del transistor de poder y evitar que éste
u otros componentes del circuito se dañen.
Este circuito es capaz de efectuar la excitación de transistores de poder de tipo
MOSFET o bipolares.
Pueda trabajar a una frecuencia máxima
de switcheo de 250 Khz, controlándola con
gran precisión.
2SA1091-0
BF437
2SA1162-G
BC856
2SA1311
2SA1175-HFE
BC266
BC556
2SA1330-06
BFN25
BFN27
2SB1565EF
2SA148A
2SA1635
2SB709A
BC856
BC857
2SB733-34
2SA1704
2SB892
2SC2611
2SC3417
2SC3503
2SC2688-LK
2SC3417
2SC3503
2SC2785-HFE
2SD767
BC174
2SC2485HFE
2SD767
BC174
2SC3209
BF299
2SC3468
2SC4159-E
2SC3298A
2SC4883A
25SC3515
2SC4189
2SC3380
2SC4196
2SC3014
2SC3772
2SC4199
2SC3897
2SC4542
2SC4833MNP
2SC4054
2SC4073
2SC4834
2SC3566
2SC3696
2SC4834M
2SC4130
2SC4161
2SC4758
2SC5148
2SC3896
2SC5271
2SC3570
2SC3573
2SC5410
2SC3998
2SC4789
2SC5411
2SC4891
2SC5252
2SC5421
BU2530AL
2SC3996
2SC5423
2SC5045
2SD1312
2SC2383
2SC3228
2SD1877
2SD1554
2SD1650
2SD2012
2N3055
2N5632
2SD2137
2SC3690
2SD1761
2SD601A
BC846
2SC3323
2SD774-34
ELECTRONICA y servicio No. 76
2SA1371,72
2SD1616A
2SD1768
69
P r o y e c t o s
y
s o l u c i o n e s
ENCENDIDO DE APARATOS
ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS
POR CONTROL REMOTO
UNIVERSAL
Prof. José Luis Méndez Escudero ([email protected]),
en colaboración con Armando Mata Domínguez
El circuito en cuestión, se conoce
comúnmente como “interruptor
electrónico”; es compatible con cualquier
control remoto, y permite encender o
apagar aparatos eléctricos o electrónicos
que no consumen más 75 vatios; por
ejemplo, ventiladores, lámparas,
radiograbadoras, etc. Es muy útil para
personas de la tercera edad o que tienen
alguna discapacidad física.
En el presente artículo explicaremos su
estructura, funcionamiento y la manera
en que debe ser ensamblado.
Figura 1
70
Estructura y modo de operación
del interruptor electrónico
Tal como se muestra en la figura 1, este dispositivo utiliza un circuito integrado de la
familia CMOS con matrícula TC4013BP (flipflop), un relevador de 12.0 voltios, un transistor conmutador, unas resistencias, unos
condensadores y una fuente de alimentación de 5.0 voltios. Esta última, a su vez,
consta de un fusible protector (F1), un diodo rectificador de media onda (D1), una red
de filtro (integrada por C1, R1 y R2) y un
sistema de estabilización de 12.0 voltios
(formada do por Z1 y R2); vea la figura 2.
El circuito de disparo, se forma con el
sensor de rayos infrarrojos IR1, el interruptor SW1 y el circuito regulador IC01 de 5.0
voltios. Como su nombre lo indica, proporciona o dispara un pulso de voltaje de fase
positiva a la base de TR1; para llegar a este
transistor, el voltaje atraviesa R5 cada vez
ELECTRONICA y servicio No. 76
120VCA
SALIDA
IN
OUT
A1015
22K
E
D3
12
2
C3198
5
Z1
C2
TR1
3
C
C3
C
1 10K
B
10/50V
C1
SW1
R2
100/16V
680Ω
1000/25V
14
D2
LED
R5
FOTO TRANSISTOR
F1
120VCA
9
5V
IR1
D1
1A
R7
S/C
13
RELAY
78L05
IC01
15K
R3 R1
330Ω
11 4
R4
RY1
Figura 2
6
7
8
R6 B
10
TR2
E
S/C
ENTRADA
que la corriente que circula por IR1 es impulsada por los rayos infrarrojos que se
generan al oprimir cualquier tecla del control remoto.
El pulso positivo que llega a la base del
transistor TR1, provoca que este componente conduzca corriente de emisor a colector; y entonces, en ambos puntos se producen niveles de voltaje (en el colector,
disminuye; en el emisor, aumenta). Esto
hace que aparezca un nivel alto (5.0 voltios) en la terminal de salida del flip-flop
(IC02-1), y que, por lo tanto, TR2 empiece a
conducir; así, este transistor impulsará un
flujo de corriente por la bobina del relevador
(RY1) y originará el cierre de sus conectores; por esta razón se generarán 120.0VCA
en las terminales de salida, las cuales han
de alimentar y hacer funcionar al equipo
que se les conecte.
Y cuando se oprima cualquier otra tecla
del control remoto de prueba, nuevamente
TR1 empezará a conducir y, en consecuencia, provocará que el flip-flop realice la función de toogle; esto significa que será invertido el estado lógico de salida, lo cual
se traduce en un nivel bajo en la terminal
ELECTRONICA y servicio No. 76
de salida del circuito integrado IC01-1. Debido a esto último, TR2 se bloqueará y dejará de impulsar corriente en la bobina de
RY1; y entonces, se abrirán los conectores
Tabla 1. Lista de partes
No. de
componente
Descripción
Características
SW1
Microswitch
Interruptor de un polo y un tiro
F1
Fusible
250 V / 1 amperio
Z1
Diodo zener
12.0 voltios
D1
Diodo rectificador
IN4007
D2
Diodo de alta velocidad
IN4148
D3
Diodo LED
LD
R1
Resistor de alambre
2.2 K ohmios
R2
Resistor de carbón
680 ohmios 1/2 vatio
R3
Resistor de alambre
0.33 ohmios
R4
Resistor de carbón
15 K ohmios 1/2 vatio
R5
Resistor de carbón
22 K ohmios 1/2 vatio
R6
Resistor de carbón
10 K ohmios 1/2 vatio
R7
Resistor de carbón
330 ohmios 1/2 vatio
C1
Condensador electrolítico 1000 mfd a 25 voltios
C2
Condensador electrolítico 100 mfd 16 voltios
C3
Condensador electrolítico 10 mfd 25 voltios
IR
Sensor infrarrojo
IR
IC01
Regulador de voltaje
78L05
IC02
Flip-flop
TC4013BP
RY1
Relevador de 12 voltios
RY
TR1
Transistor
A1013
TR2
Transistor
C3198
71
de este relevador; por lo tanto, desaparecerán los 120.0VCA en las terminales de
salida de y –a final de cuentas– se apagará
el equipo conectado.
Del valor del condensador C3, depende
la velocidad de activación o desactivación
de los conectores del relevador; a su vez,
esto determina el tiempo que deben mantenerse oprimidas las teclas del control remoto, para que cada una haga su función.
Mientras menor sea el valor de mfd, más
rápida será la respuesta por parte del interruptor electrónico, y viceversa.
Ensamblado del interruptor
electrónico
La mayoría de los componentes con que se
ensamblará el circuito, puede obtenerse de
una tarjeta de circuito impreso proveniente de una videograbadora, un televisor u
otro equipo electrónico inservible que tenga en el taller de servicio; pero el sensor de
rayos infrarrojos y el circuito flip-flop, deben ser nuevos. En la tabla 1, se especifican las piezas que necesitamos para armar
el interruptor.
Ensamble el interruptor electrónico en
una tarjeta de circuito impreso de 5.0 por
6.0 centímetros. Se puede usar una placa
preperforada, o una placa diseñada y fabri-
ICO1
RI
IR
SW1
+
R5
R4
C3
C1
+
TR1
D1
+
Figura 3
cada por medio de kits que se comercializan para tal fin. En la figura 3 se muestran
los trazos que debe hacer, en caso de que
decida usar una tarjeta diseñada.
Independientemente de la tarjeta de circuito impreso que utilice (preperforada o diseñada), para que el alambrado y conexionado sean sencillos tendrá que basarse en
la distribución experimentada y puesta en
práctica (figura 4).
Conclusión
El circuito propuesto en esta ocasión, es
sólo una muestra más de la utilidad que
pueden tener los circuitos digitales básicos
en general. Esta vez se
trata de un simple flipflop, que resulta de
gran ayuda para las
personas de la tercera
edad o que tienen alFigura 4
guna discapacidad.
D3
R7
C2
R2
Z1
R6
R3
RY1
TR2
D2
ICO2
72
ELECTRONICA y servicio No. 76
S i s t e m a s
i n f o r m á t i c o s
EL MUNDO DE LOS
REPRODUCTORES MP3
Con el auge de la red Internet se ha
popularizado el formato MP3, un sistema
de compresión de datos que permite
almacenar en computadora archivos de
audio de alta calidad, en un espacio
mínimo. Hasta hace pocos años, dicho
formato no se adecuaba a las
necesidades de desplazamiento de los
usuarios (sólo quienes poseían una
computadora portátil podían acceder a
esta posibilidad); sin embargo, con el
diseño de reproductores similares al
“walkman”, ahora cualquier usuario
puede portar consigo decenas o cientos
de canciones grabadas en memoria.
Armando Mata Domínguez
Generalidades del formato MP3
En sentido estricto, el estándar MP3 no es
un formato de grabación de audio (como
lo sería el estándar de grabación magnética en casete, o el de disco compacto de
audio digital), sino un estándar de compresión de información de audio, que permite
–obviamente– disminuir el tamaño de ar-
Figura 1
Con el formato MP3, han surgido diversas opciones para el
almacenamiento y portabilidad de archivos musicales. En esta imagen
podemos observar cuatro opciones, de las cuales, tres trabajan con
memoria Eeprom, y sólo una con disco compacto (la B).
Reproductor Nomad,
de Creative
Reproductor
Joybee 150,
de Benq
ELECTRONICA y servicio No. 76
Reproductor SL-MP35,
de Panasonic
Reproductor
Joybee 110,
de Benq
73
chivo de una selección musical. Sin embargo, los archivos musicales MP3 no se pueden reproducir en cualquier aparato, sino
que precisan de circuitos específicos, capaces de interpretar y procesar las señales
numéricas, y de convertirlas en señales de
audio analógico, que son finalmente las se
expiden por los altavoces. Así, no todo reproductor portátil de discos compactos o
componente de audio (centro musical) es
capaz de dar lectura a discos con archivos
MP3; y, por el contrario, toda computadora
que tenga el software respectivo puede reproducir archivos MP3.
En otras palabras, los archivos de formato MP3 no están necesariamente asociados
a un medio de almacenamiento (nuevamente, como sería el caso de los casetes o
de los CD), sino que pueden estar registrados o grabados en un disco compacto, en
una memoria electrónica o en el disco duro
de la computadora. En este sentido, son
archivos que se pueden transferir de un
medio a otro con gran facilidad; de hecho,
los lectores que tengan experiencia en el
uso de computadoras y en la navegación
por Internet, seguramente saben que uno
de los grandes problemas en la industria
discográfica es la circulación de álbumes
completos por Internet, precisamente, en
formato MP3.
Se entiende, entonces, la razón por la
que este formato ha revolucionado la industria musical; al permitir la codificación
de canciones y de audio en general en un
formato comprimido, y al ser técnicamente factible la grabación de los archivos respectivos en diferentes medios (y su envío
por Internet), el formato MP3 ha dado origen a un nuevo concepto de acceso y portabilidad de la música (figura 1). Tan sólo,
basta navegar por los sitios donde se descarga música, ya sea gratuita (como http:/
/music.download.com) o pagada, como la del
74
popular iTunes (www.apple.com/itunes),
para entender a lo que nos referimos.
La calidad de audio del formato MP3, sin
embargo, no es superior a la que ofrece un
reproductor de CD de audio convencional,
aunque esto también depende de la resolución de grabación; por ejemplo, un CD
musical ocupa aproximadamente 26 MB a
una resolución de 56 KBps (en estéreo), lo
que permitiría grabar cerca de 25 discos en
un solo CD de formato grabable. No obstante, la calidad sería muy baja. Pero aún
aumentando la resolución al doble o al triple, siempre es posible descargar varios CD
convencionales en un solo disco grabable.
Queda claro, entonces, el nuevo concepto
de acceso y portabilidad a la música, surgido con el formato MP3.
Principios del formato MP3
Para obtener una grabación digital con la
calidad de audio de un CD, se requiere de
un amplio espacio de almacenamiento; por
ejemplo, 10 segundos de sonido de alta fidelidad, ocupan 1.5MB en la computadora.
Los discos compactos convencionales, se
graban en un formato cuya frecuencia de
muestreo es de 44.1KHz a 16 bits por segundo; y si multiplicamos 2 (número de
bytes) por 44,100 (número de muestras),
sabremos que se necesitan 88,200 bytes por
segundo en cada canal estéreo; por lo tanto, hay que procesar 176,400 bytes por segundo en una grabación estereofónica. Y
si multiplicamos esta última cantidad por
60 (número de segundos que contiene un
minuto), observaremos que un solo minuto de grabación en alta calidad ocupa
aproximadamente 10MB; y una melodía de
4 minutos, ocupa unos 40MB (lo que puede
ocupar todo un álbum en MP3).
Los 10 temas musicales que en promedio contiene cada disco compacto, ocupan
ELECTRONICA y servicio No. 76
Enmascaramiento de la señal
Figura 2
A(db)
A
Enmascaradora
Umbral de máscara
Sonido
enmascarado
Frecuencia (Khz)
B
Banda crítica (bark)
80
250Hz
60
1KHz
1KHz
500Hz
4KHz
8KHz
40
20
0
0
5
10
15
20
25
unos 400MB, más los datos redundantes
necesarios por los códigos de corrección de
error, hacen que esta cantidad aún se
incremente; de ahí que prácticamente todo
el espacio de grabación del CD se consuma
en un solo álbum. Esta limitación, como
hemos explicado, ha cambiado radicalmente con el surgimiento del formato MP3, pero
¿en qué consiste este formato?
En 1988 apareció el Grupo de Expertos
en Imágenes con Movimiento, que en inglés se conoce como Motion Picture Expert
Group. Su objetivo consistió en desarrollar
estándares adecuados para la compresión
de audio y video; primero crearon el
estándar MPEG-1, y luego el MPEG audio
Layer 3 (o simplemente MP3). Con este último, que es el que nos interesa, los archivos de sonido se pueden comprimir en una
relación de hasta 12 a 1. Expliquemos el
proceso mediante el que se efectúa esta
compresión de datos.
ELECTRONICA y servicio No. 76
El enmascaramiento consiste en eliminar
algunas frecuencias que se sobreponen en
otras, y que no son percibidas en forma clara por el oído humano; por ejemplo, usted
habrá advertido que al pasar por una calle
muy transitada, algunos cláxones se perciben con mayor claridad, y otros prácticamente no se distinguen. El proceso de enmascaramiento consiste, precisamente, en
eliminar las frecuencias que han sido “enmascaradas” por otra frecuencia.
Es el paso inicial, para pasar a formato
MP3 la señal de audio de tiempo real. Por
medio de filtros, la señal de audio se divide
en 32 bandas; cuando cada una de ellas
adquiere el nivel de potencia más alto, comienza el enmascaramiento (figura 2A).
Este proceso se basa en un modelo
psicoacústico, el cual, por medio de una
escala de medida perceptual llamada Bark
(figura 2B), determina qué frecuencias serán enmascaradas, qué frecuencias serán
eliminadas y qué frecuencias se mantendrán intactas; tal selección depende de los
propios sonidos, pues algunos son perceptibles en primera instancia y otros no.
Figura 3
A
A
Señal original
0
B
256
512
768
1024
256
512
768
1024
256
512
768
1024
B
Señal
reconstruida
con bloque de
1024 muestras
0
C
C
Señal
reconstruida
con bloque de
256 muestras
0
75
Tabla 1
Calidad de sonido
Ancho de banda
Factor
Mono
8 Kbps
96 a 1
Onda corta
4.5 Khz
Mono
16 Kbps
48 a 1
Radio AM
7.5 Khz
Mono
32 Kbps
24 a 1
Radio FM
11 Khz
Estéreo
56-64 Kbps
26-24 a 1
Casi CD
15 Khz
Estéreo
96 Kbps
16 a 1
CD
15 Khz
Estéreo
112-128 Kbps
La información de audio que se obtiene con
el enmascaramiento, se codifica mediante
el sistema de modulación por pulsos codificados (PCM). Esto significa que a cada
muestra de la señal análoga enmascarada,
se le asigna un valor en bytes (8 ó 16); esto
depende de la resolución de sonido que se
necesite (figura 3).
Muestreo
Por otra parte, con el fin de minimizar la
pérdida de información de audio durante
un muestreo, el rango de éste se tiene que
aumentar (tabla 1). De ahí que el audio en
formato de CD, sea sometido a un muestreo
con una resolución de 16 bits.
El enmascaramiento y la codificación,
son procesos muy complicados; pero en la
actualidad, gracias a las avanzadas técni-
76
Kb/seg.
2.5 Khz
Codificación de los datos
Figura 4
Canales
Teléfono
cas de integración electrónica, ambos pueden llevarse a cabo con un par de microprocesadores de muy alta escala de integración.
Versatilidad de los reproductores MP3
Como ya mencionamos, existen diferentes
modelos de reproductores MP3. Por ejemplo, algunos Discman permiten la reproducción tanto de CDs convencionales como de
discos grabables con archivos MP3 (en la
figura 4 se muestra uno de la marca Sony).
Y como los discos actuales pueden grabar
hasta 700MB, el usuario puede portar en un
solo disco hasta 12 horas de música MP3
con una resolución típica de 96 KBps (estereofónica). Una desventaja de algunos reproductores portátiles de disco, es que carecen de sistema antichoque, de tal manera
que puede haber “saltos” de canciones por
los movimientos del usuario.
Para olvidarnos por completo de los saltos de canciones y de los sistemas mecánicos de protección antichoque, existe la alternativa de usar reproductores con
memoria física (figura 5). Estos pequeños
aparatos almacenan los archivos de MP3
en unos chips de memoria interna, los cuales, por lo tanto, sustituyen a los tradicionales CD; y entonces, se prescinde del soporte mecánico de sujeción de los mismos
y se prescinde también de piezas móviles
que puedan sufrir daños al deslizarse; por
ELECTRONICA y servicio No. 76
Figura 5
Otros ejemplos de
reproductores MP3 portátiles
A
Modelo Mambo
X, de mediaX.
Utiliza una
memoria para la
transferencia y
almacenamient
o de archivos.
B
Modelos Joybee,
que se conectan
directamente al
puerto USB de la
computadora, para
la transferencia de
archivos. La música
se almacena en una
memoria Eeprom.
estas dos últimas razones, se eliminan los
riesgos de fluctuación del audio y se disfruta de un constante audio de alta calidad.
Otra de las ventajas del reproductor con
memoria física, es su reducido tamaño;
puesto que no requiere que se le introduzca disco alguno, su tamaño ya no tiene que
ajustarse al diámetro de este medio de almacenamiento; en algunos casos, sus dimensiones son inferiores a las de un encendedor (figura 6).
Algunos estéreos para el automóvil, contienen reproductor de CD con capacidad
para reproducir archivos en formato MP3
(figura 7). Y recientemente, aparecieron en
el mercado unos sistemas que cuentan con
un disco duro de 15 a 20GB; para guardar
archivos de audio en formato MP3 o en formato normal; lo único que debe hacerse es
introducir un CD en la unidad lectora y ordenar que sean transferidos a éste; es posible, entonces, llevar en el automóvil más
de 240 horas de música, sin necesidad de
acumular discos en la guantera o en cualquier otro sitio.
Figura 7
El del MiniDisc es un caso muy especial,
pues es un medio de almacenamiento que
no tuvo aceptación generalizada en su
momento, pero que “ha renacido” con el
éxito del formato MP3 (figura 8). Este medio de almacenamiento es muy fácil de
manejar; y pese a su reducido tamaño, ofrece un gran espacio para grabar archivos
musicales (figura 9); de hecho, entre sus
ventajas se cuenta que no presenta el molesto “salto” de canciones, gracias al sistema de compresión ATRAC3.
Figura 8
Figura 6
ELECTRONICA y servicio No. 76
Reproductor de MiniDisc orientado a música MP3
77
Figura 9
Etiqueta de
MiniDisc
El formato MP3 y su relación con las
computadoras personales
Al ser el MP3 un sistema de compresión de
datos musicales, su manejo por computadora no tiene problema alguno. Toda computadora, al ser una máquina de procesamiento de datos cuya aplicación específica
depende del programa en ejecución, es susceptible de codificar archivos MP3 (y, obviamente, de reproducirlos) a partir de otras
fuentes de audio (CD, audiocasete, radio,
entrada de micrófono) siempre que cuente
con el software específico.
Existe una amplia variedad de programas, que ofrecen más o menos prestaciones. La mayoría se descargan gratuitamente
de Internet en versiones básicas, y mediante
un pago se pueden ampliar sus funciones;
incluso, no todos ofrecen directamente la
capacidad de codificar archivos en MP3;
Figura 10
A
B
78
solamente mediante programas externos
(llamados plug-in), y que se compran por
separado, es posible acceder a esta función.
Sin embargo, la función de reproducción
de archivos MP3 prácticamente es universal entre los diversos programas que se
consiguen gratuitamente de Internet. Algunos programas populares (y que posiblemente usted ya conoce) son los siguientes:
WinAmp, RealOnePlayer, MusicMatch,
Jukebox y Windows Media Player (de
Microsoft, incorporado en el sistema operativo Windows). Todos ellos se pueden
obtener de manera gratuita de Internet.
Verifique las siguientes direcciones:
www.musicmatch.com, www.real.com,
www.proteron.com, etc.
Con algunos reproductores de MP3, es
más fácil pasar a formato MP3 los archivos
de audio; por ejemplo, algunos modelos de
Benq sólo hay que conectarlos a la PC por
medio de una conexión USB, y directamente
se transforman los archivos WAV en archivos MP3 (figura 10A); para que esto sea
posible, es necesario un pequeño programa de interfaz (figura 10B), que va incluido
en el paquete en que se vende el equipo
reproductor.
La voz del usuario o alguna señal de
audio en la sintonía FM de radio, también
pueden grabarse directamente en MP3 mediante un micrófono (figura 11).
También existen reproductores-grabadoras, que directamente transforman un archivo de audio normal
(contenido en un CD, audiocasete e incluso
en un disco de
Figura 11
acetato) en un
archivo de formato MP3. Pueden hacerlo,
porque dispo-
ELECTRONICA y servicio No. 76
nen de entradas de audio analógico (y en
algunos casos, audio digital); basta con conectar el equipo a una fuente análoga, para
que el contenido de ésta se transfiera al formato MP3. No abundaremos más al respecto.
Estructura de un reproductor MP3
Generalmente, un reproductor portátil de
formato de MP3 con memoria tipo tarjeta,
consta de una o dos placas de circuito impreso en donde se alojan unos circuitos integrados de montaje superficial (SMD). Estos circuitos, que se encargan de controlar
las funciones de reproducción y de grabación de voz, cuentan con un visualizador
que va asociado a una de las tarjetas de circuito impreso (o a la tarjeta única, si es el
caso); por medio de este display, se verifica
la información grabada; por ejemplo, el
nombre de la melodía, el nombre del intérprete, la duración total de la pieza musical,
el tiempo que falta para que termine la reproducción de todos los temas, etc. Por último, en la figura 12 tenemos un diagrama
que ilustra el proceso al que es sometida
una señal original para convertirse en archivo MP3.
Algunos comentarios respecto
al servicio a reproductores de MP3
Si bien no hay mucho que hablar respecto
a las fallas y el servicio a estos pequeños
aparatos, por ser equipos con baja incidencia de fallas, y prácticamente desechables
por su bajo costo, no está de demás mencionar que sus problemas más comunes
son los falsos contactos provocados por
soldaduras frías, así como los daños que
ocurren en los conectores de comunicación
al PC, en los pulsadores o en el teclado.
A su vez, las fallas más comunes en equipos que reproducen discos compactos con
formato MP3, provienen del recuperador
óptico, del motor de giro de disco y del
motor de deslizamiento del ensamble óptico. También pueden ocurrir problemas,
cuando se dañan los interruptores asociados a este ensamble o cuando, por usar incorrectamente los programas de descarga,
se graban con errores los archivos.
Figura 12
Entrada
PCM
Algoritmo
dinámico
Filtro de
bancos
Cuantización
Codificación
Huffman
MUX
FFT
Salida
PCM
Filtro de
bancos
Codificación
de lado
Enmascaramiento
Algoritmo
dinámico inverso
Decuantización
Medio
Decodificación
Huffman
Demux
Decodificación
de lado
ELECTRONICA y servicio No. 76
79
FORMA DE PEDIDO
Nombre
Apellido Paterno
Profesión
Apellido Materno
Empresa
Cargo
Teléfono (con clave Lada)
Fax (con clave Lada)
Correo electrónico
Domicilio
Colonia
C.P.
Población, delegación o municipio
FORMAS DE PAGO
Estado
FORMA DE ENVIAR SU PAGO
En los productos indicados diríjase a:
Giro Telegráfico
Notificar por teléfono o correo electrónico todos sus datos y el número de giro telegráfico.
Giro postal
Enviar por correo la forma de suscripción y el giro postal.
Depósito Bancario en
BBVA Bancomer
Cuenta 0451368397
Enviar forma de suscripción y ficha de depósito por fax o correo electrónico. Anote la fecha
de pago:
población de pago:
Solicite a la cajera del banco que marque en la
operación su número de referencia
MUY IMPORTANTE PARA QUE PODAMOS
IDENTIFICAR SU DEPOSITO:
INSTRUCCIONES PARA LLENAR EL DEPOSITO BANCARIO (SI ES QUE UTILIZA ESTA FORMA DE PAGO)
Banco
DEPOSITO / PAGO
Dólares
Plaza
Centro Nacional de Refacciones, S.A. de C.V.
Cruce sólo una opción y un tipo.
Opciones:
Tipos:
Efectivo y/o Cheques Bancomer
1 Cuenta de Cheques
Referencia
6 3 5 7 4 1 7
2 Inv. Inmdta./Nómina/Jr.
Cheques de otros Bancos:
En firme
Al Cobro
Cheques Moneda Extranjera sobre:
3 Tarjeta de Crédito
1 El País
4 Depósito CIE
5 Plancomer Mismo Día
6 Plancomer Día Siguiente
3 Canadá
2 E.U.A.
Resto del
4 Mundo
Clase de Moneda:
Importe
1.
$
2.
$
3.
$
4.
$
5.
$
6.
$
7.
$
8.
$
9.
$
En firme
Al Cobro
días
Fecha:
Día
Mes
Importe Moneda Extranjera
Convenio CIE
Año
Importe Efectivo
$
Tipo de Cambio
Suma
8 Hipotecario
Moneda Nacional
No. de cuenta
0 4 5 1 3 6 8 3 9 7
Número de Cheque
7 Planauto
$640.00
Importe Cheques
$
Especificaciones: Los Documentos
son recibidos salvo buen cobro. Los
Docuementos que no sean pagados,
se cargarán sin previo aviso. Verifique
que todos los Documentos estén
debidamente
endosados.
Este
depósito está sujeto a revisión
posterior.
100
635741
7
Precio
Clave
$
$
$640.00
Subtotal
Ventas directas en el Distrito Federal:
Guía CIE
Referencia CIE
BBVA BANCOMER, S.A.,
INSTITUCION DE BANCA MULTIPLE GRUPO FINANCIERO
Av. Universidad 1200 Col. Xoco03339 México, D.F.
Centro Nacional
de Refacciones, S.A. de C.V.
Sur 6 No. 10, Col. Hogares
Mexicanos, Ecatepec de Morelos,
Estado de México, C.P. 55040
Teléfono (55) 57-87-35-01
Fax (55) 57-70-86-99
[email protected]
www.electronicayservicio.com
TotalDepósito/Pago
Concepto CIE
9 Servicio a pagar:
Cantidad
Para envíos por correo diríjase a:
(anótelos, son datos muy importantes, para llenar la forma observe el ejemplo).
BBVA
Indique el producto que desea
Tu solución en electrónica
y el número de referencia de su depósito:
Nombre del Cliente:
T
TIENDAS
Las áreas sombreadas serán requisitadas por el Banco.
SELLO DEL CAJERO AL REVERSO
Gastos de envío
República de El Salvador No. 26,
México, D.F. Tel. 55-10-86-02
México, D.F.
$100.00
Total
BANCO
Anotar el número de referencia de su depósito (éste es un ejemplo)
PRÓXIMO NÚMERO (77)
Agosto 2004
Perfil tecnológico
• El futuro del estándar PC
Leyes, dispositivos y circuitos
• Circuitos integrados. Fundamentos y aplicaciones.
Tercera y última parte
Búsqu
ela co
n
su dis
tribuid
o
r
habitu
al
Servicio técnico
• Sincronización del nuevo mecanismo de 3 CD Sony
• Probando fly-backs y transformadores de poder de
fuentes conmutadas con el CAPACheck Plus 735
• Nuevos formatos y tecnologías en cámaras de video
(camcorders)
• Teoría y práctica de los amplificadores de potencia y de
las redes de altavoces. Tercera de cuatro partes
• Prueba de componentes en fuentes de alimentación
conmutadas
Electrónica y computación
• El mundo de los microcontroladores al alcance de todos
con Niple
Sistemas informáticos
• Consejos para el servicio a computadoras portátiles
Diagrama
Nota: Puede haber
ajustes en el plan
editorial o en los títulos
de los artículos, si los
autores lo consideran
necesario.

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