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Ciencia y novedades tecnológicas ................ 7 Perfil tecnológico El estado actual de la fotografía ............... 10 Leopoldo Parra Reynada
Subdirección editorial
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Qué es y cómo funciona El sistema Dolby Surround Pro-Logic ...... 17 Leopoldo Parra Reynada basado en información suministrada por Aiwa Corporatiom
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Servicio técnico Fallas comunes en televisores Philips ....... 25 Jorge Pérez Herneandez
Unidades reproductoras de 10 discos para autoestéreos ....................................... 36 Armando Mata Domínguez
Isabel orozco Cuautle
Videocámaras: fallas típicas en la
Asesoría editoria l
sección de cámara ...................................... 43
Ing. Leopoldo Parra Reynada (
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Lic. Eduardo Mondragón Muñoz Colaboradores en este número
Profr. Armando Mata Domínguez Ing. Leopoldo Parra Reynada Alvaro Vázquez Almazán Alberto H. Picerno Rafael Gómez Castillo Diseño gráfico y pre-prensa digital
D.C.G. Norma C. Sandoval Rivero (
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Armando Mata Domínguez
La etapa de barrido horizontal en televisores modernos................................. 49 J. Luis Orozco Cuautle
Electrónica y computación Monitores de pantalla plana Samsung ....... 54 Miguel Angel Solar
Rafael Morales Orozco y Julio Orozco Cuautle
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el servicio electrónico ................................ 64
Cristina Godefroy Trejo Electrónica y Servicio, Junio del 2000, Revista Mensual. Editor Responsable: Felipe Orozco Cuautle. Número Certificado de Reserva de Derechos al Uso Exclusivo de Derechos de Autor 04-1999041417392100-102. Número de Certificado de Licitud de Título: 10717. Número de Certificado de Licitud en Contenido: 8676. Domicilio de la Publicación: Norte 2 #4, Col. Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec, Estado de México. Salida digital: FORCOM, S.A. de C.V. Doctor Atl No. 39, Int. 14, Col. Santa María l a Rivera, Tel. 55-66-6768 y 55-35-79-10. Impresión: Impresos Publicitarios Mogue/José Luis Guerra Solís, Vía Morelos 337, Col. Santa Clara, 55080, Ecatepec, Estado de México. Distribución: Distribuidora Intermex, S.A. de C.V. Lucio Blanco 435, Col. San Juan Ixhuaca, 02400, México, D.F. y Centro Japonés de Información Electrónica, S.A. de C.V. Norte 2 # 4, col. Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec, Estado de México. Suscripción anual $480.00 ($40.00 ejemplares atrasados) para toda la República Mexicana, por correo de segunda clase (80.00 Dlls. para el extranjero). Todas las marcas y nombres registrados que se citan en los artículos, son propiedad de sus respectivas compañías. Estrictamente prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio, sea mecánico o electrónico. El contenido técnico es responsabilidad de los autores.
No. 26, Junio 2000
Jorge Pérez Hernández
Proyectos y laboratorio Análisis de circuitos eléctricos y electrónicos con programas CAD ............. 74 Ernesto de los Mares Espinoza
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¿Adiós al silicio? Llega la electrónica de plástico En un movimiento que puede revolucionar a la industria de la electrónica, la compañía holandesa Philips está desarrollando, en conjunto con laboratorios prestigiados de varios países, una línea de dispositivos electrónico s cuyo material base son polímeros (materiales plásticos). Si bien los dispositivos hasta ahora producido son muy sencillos, esta tecnología es muy prometedora. El proceso desarrollado por Philips utiliza capas de material plástico contenido entre electrodos, formando una especie de “sándwich”, aunque dichas capas de polímeros también combinarse con otras de materiales semiconductores, como el silicio. Lo que se obtiene a final de cuentas es un circuito electrónico extremadamente económico, que puede fabricarse de forma masiva y con cualidades difícilmente realizables por la electrónica tradicional; veamos unos ejemplos. Como es sabido, resulta muy complicado producir diodos emisores de luz de gran tamaño, o que abarquen cierta área; su principal desventaja es que su consumo de corriente es muy elevado, lo que los hace poco adecuados para muchos usos, sobre todo los relacionados con dispositivos portátiles, donde la duración de las baterías es un punto fundamental del diseño. Pues bien, usando polímeros en vez de semicon-
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ductores, Philips ha descubierto que es posible colocar una capa muy delgada de material plástico contenida en un “sándwich” entre dos electrodos (uno de ellos transparente), de tal forma que al aplicar una tensión entre ambos electrodos, el material plástico produce una luminosidad igual o más brillante que la de un LED, con la ventaja de que consume apenas una décima parte de la corriente que utilizaría un LED semiconductor convencion al (figura 1). Y no sólo eso, debido a que estas capas no tienen un límite en tamaño, se han producido placas de varios centímetros cuadrados que pueden encenderse y apagarse exactamente igual que un LED, con las siguientes ventajas adicionales: ocupan muy poco espacio (apenas un espesor de 1 mm), se puede generar cualquier color entre el rojo-naranja y el verde variando el
Figura 1
7
Estas son algunas de las ventajas que tiene la nueva tecnología desarrollada por Philips; así que no le extrañe que en poco tiempo le estemos diciendo adiós a los circuitos semiconductores tradicionales, para comenzar a utilizar electrónica de plástico.
Figura 2
material plástico, tienen una vida útil de alrededor de 30,000 horas, etc. Así, este desarrollo resulta ideal en la fabricación de paneles informativos para dispositivos como PDAs, teléfonos celulares, relojes de pulso, agendas personales, frentes de aparatos electrónicos y cualquier otra aplicación que en la actualidad esté siendo cubierta por pantallas tipo L CD. Todavía una cualidad más de esta tecnología, es que permite producir elementos en bases flexibles (figura 2), para aplicarlas en prácticamente cualquier superficie. Para demostrar los alcances de esta tecnología, Philips ha creado un dispositivo antirrobo (el cual responde a una señal de radio-frecuencia emitida de forma externa) que puede prácticamente doblarse por la mitad, sin que por ello pierda ninguna de sus características operativas (figura 3). Esto, obviamente, los hace ideales para aplicarse en la protección de mercancía en los supermercados, almacenes o tiendas especializadas; y como son plásticos, no provocan ningún tipo de interferencias a los circuitos de otros aparatos electrónicos.
Figura 3
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Maneje su correo electrónico sin necesidad de una PC Para los fanáticos de Internet (y del correo electrónico), les tenemos una noticia que seguramente será de su interés: ya no necesita forzosamente una computadora completa para conectarse a la red mundial y leer o enviar mensajes de correo electrónico, pues en la actualidad ya es posible adquirir algunos dispositivos portátiles que ofrecen esta función, simplemente conectándose a una l ínea telefónica y presionando un botón. Un ejemplo de estos dispositivos que tratan de hacer más fácil el acceso del correo electrónico a los usuarios no experimentados, es la MailStation de Cidco, formada tan sólo por un pequeño teclado con pantalla LCD (figura 4). Este aparato simplemente se conecta a cualquier p l u g telefónico, se presiona un botón, ¡y listo! Ya está preparado para enviar o recibir correos electrónicos desde cualquier lugar del mundo donde usted se encuentre. El sistema no necesita ningún tipo de configuración, ya que de fábrica viene configurado para que de manera automática se conecte al servidor de correo que mantiene Cidco en la red, por lo que usted puede olvidarse de las configuraciones TCP/ IP, de los nombres de dominio, de cuentas de correo, etc. Tan sólo tiene que escribir su mensaje, teclear la dirección electrónica del receptor, oprimir la tecla SEND y de inmediato su correo se canaliza hasta el usuario especificado. Y un procedimiento similar se sigue para descargar el correo que usted recibe: tan sólo se presiona la tecla de recibir y de inmediato el aparato se conecta al servidor de correos de Cidco y “baja” todos los mensajes que tenga almacenados en su cuenta particular.
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Figura 4
Este equipo parece ser la respuesta a aquellas personas que viajan, pero que desean comunicarse mediante correo electrónico, sin las molestias y costos de una computadora portátil; el único inconveniente que por el momento podemos distinguir de este sistema, es que está “casado” con un solo proveedor de Internet, y no hay forma de cambiar de ISP. Sin embargo, estamos seguros que cuando comience a popularizarse el concepto de “Internet móvil”, no tardarán en aparecer más equipos de este tipo, y con prestaciones mucho más flexibles.
La videoconferencia cada vez más cerca y más sencilla. Debido al enorme desarrollo de la red Internet, los fabricantes de equipos para PC están desarrollando periféricos que permiten el acceso a la red de redes de una manera cada vez más sencilla. Uno de los puntos que mayor interés está despertando entre el público aficionado a los “chats” (o simplemente a las conversaciones vía la red) es, sin duda, la videoconferencia, la cual permite establecer una conversación con otra persona que puede estar al otro extremo del mundo, y todo con el costo de una llamada local. Dicha conversación no es sólo de voz (lo que sería equivalente a una llamada telefónica), sino que va acompañada por imagen en movimiento, algo parecido al “videoteléfon o” que por tantos años ha sido el sueño de muchos usuario s. Configurar adecuadamente un sistema de videoconferencia, solía ser un tanto complejo, ya
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que implicaba la instalación de la cámara digital, la configuración del software, el manejo conjunto del programa de comunicación telefónica y el de videoconferencia, etc. Precisamente pensando en simplificar estos pasos a sus consumidores, Intel ha lanzado al mercado una línea de cámaras de videoconferencia que reduce el proceso de configuración del sistema. La PC Camera de Intel viene en tecnología USB, por lo que basta con conectarla al puerto respectivo de la PC, para que el hardware sea detectado y configurado en función de las características Plug and Play de Windows 98 o superior (figura 5). Y una vez reconocido el equipo, basta con cargar el software de videoconferencia que lo acompaña, para que de inmediato empiece a conversar “cara a cara” con sus amigos o familiares a través de Internet. Pero también la PC Camera puede utilizarse también hacer fotos fijas (posee un botón disparador para capturar imágenes congeladas); puede usarse para “capturar” en la PC la información de cualquier otra fuente de video (posee un conector RCA al cual puede introducirse señal proveniente de una videocámara, una videograbadora, un televisor o cualquier otra fuente de señal de video compuesto), etc. Estamos seguros que con dispositivos tan fáciles de configurar y tan versátiles en su aplicación, los usuarios de Internet pronto podrán explotar al máximo las posibilidades de la videoconferencia.
Figura 5
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EL ESTADO ACTUAL DE LA FOTOGRAFIA Leopoldo Parra Reynada
Introducción
A u n q u e se v i en e n p r o d u c i en d o c ám a r a s foto gr áficas electrón icas desde h ace u n os 10 años (recu erd e la fam osa M avica de Son y), esta tecno lo gía y su c o st o n o h a b ía n a l c a n z a d o l a m a d u r e z m ín i m a p a r a r i v a l i z a r c o n e l t r a d i c i o n a l sistem a d e foto gr afía p or pel ícu la . Par ece q u e e sa m a d u r e z e s t ál l e g a n d o ; t r e s so n l a s i n n o v a ci o n e s q u e p e r m i t en h a b l a r y a d e u n a r e v o l u c i ó n e n l a f o t o g r a f ía : l a m a y o r d e n s i d a d d e l o s d i sp o s i t i v o s C CD q u e p er m i t e n m e j o r e s r e so l u c i o n e s, l a m a y o r c a p a ci d a d d e l o s d i sp o s i t i vo s d e m em or ia (electr óni cos y m agn é ticos), y l a p o si b i l i d a d d e q u e e l m i s m o u s u a r i o im pr im a sus foto gr afías. En este art ícu lo r e v i sa r e m o s b r e v em e n t e e l e st a d o a c t u a l de la fo tog ra fía electr óni ca, sen tan do b a s es p a r a o c u p a r n o s e n p r ó x i m o s n úm e r o s d e e st o s t r e s p i l a r e s tecnológicos. 10
La fotografía, con más de 170 años de existencia, es el fruto de muchos años de trabajo de diversos investigadores interesados en encontrar un método para el registro de imágenes; es decir, para convertir la luz en información perdurable. Sin embargo, no fue sino hasta la segunda mitad del siglo XIX, cuando Eastman Kodak desarrolló la primera cámara personal, que la fotografía salió del ámbito de la experimentación, para convertirse en un medio accesible al hombre común.
De lo mecánico a lo electrónico Todos los cuerpos físicos tienen la propiedad de reflejar o emitir radiaciones electromagnéticas; cuando estas ondas penetran a través de la lente de una cámara, se desvían o refractan, para posteriormente volver a reunirse y formar así una imagen invertida; esta imagen suele plasmarse sobre una placa de material fo tosensible.
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Ahora bien, para que este proceso concluya exitosamente y se obtenga una imagen con calidad, es necesario controlar la luz que ingresa por el obturador; es aquí donde la electrónica hizo sus primeras aportaciones.
El exposímetro Uno de los primeros elementos electrónicos que auxilió a los fotógrafos en la obtención de buenas tomas, fue el exposímetro (figura 1). En un principio, este elemento utilizaba celdas construidas con sulfuro de Cadmio (CdS), las cuales, al ser impactadas por la luz, expedían en sus extremos un voltaje proporcional a la intensidad de la irradiació n captada; entonces, simplemente se conectaba a esta serie de celdas un galvanómetro con las escalas de velocidad y apertura adecuadas.
Figura 1 Primeras aportaciones de la electrónica a la fotografía.
los usuarios dependían de las pilas de distinto tipo y de los circuitos electrónicos.
El f l ash El segundo elemento que incluyó un control electrónico fue el flash; su principio de operación es en realidad muy simple: un pulso eléctrico de alta intensidad se hace pasar a través de un tubo dentro del cual existe un gas que produce una luz blanca intensa; de modo que al sincronizar el pulso eléctrico con la apertura del obturador de la cámara, se obtiene una escena perfectamente iluminada (incluso en la noche o en interiores). Afortunadamente la electrónica fue mejorando, y permitió crear circuitos cada vez más reducidos; así, todo el proceso necesario para la producción de destellos luminosos se pudo comprimir en un espacio realmente pequeño. En la actualidad, casi todas las cámaras cuentan con flash electrónico; únicamente las de muy alto nivel siguen prescindiendo de este dispositivo, porque los fotógrafos profesionales prefieren la mayor calidad y alcance del flash externo.
El obtu rador El siguiente paso en la evolución de la fotografía, fue el uso de obturadores electrónicos; éstos pueden accionar sus cortini llas (las láminas que permiten que la luz de la lente pase a la película), con un grado de precisión difícilmente alcanzable por l os obturadores mecánicos (figura 2). Fue entonces cuando se incluyeron los microprocesadores programados para calcular y
Figura 2 Apertura del obturador
Posteriormente, la tradicional celda de CdS fue sustituida por fotoceldas semiconductoras que respondían de manera más adecuada a las necesidades del fotógrafo; sin embargo, el voltaje que proporcionaban no era suficiente para impulsar por sí mismas al galvanómetro de lectura. Esto obligó a los diseñadores de cámaras a incorporar pequeñas baterías tipo botón, para alimentar al circuito de medición de luz y a los LED indicadores; y así comenzó una era en que
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Escala de distancia en pies Escala de distancia en metros Números
Escala de profundidad del campo Escala de apertura de la lente
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controlar tanto la veloci dad de obturación de la lente, como la apertura del iris. Este tipo de cámaras resultó muy popular entre quienes deseaban un equipo de rango casi profesional, pero que no querían decidir entre múltiples opciones de velocidad de obturación y apertura para cada una de las fotografías. Dicha función de cálculo recayó, entonces, en el pequeño “cerebro” incorporado en l a cámara.
La automatización de las cámaras La incorporación de todos los avances mencionados anteriormente en un solo formato de cámaras, se vio complementado con una innovación que marcó una notable línea divisoria entre las cámaras mecánicas y las que incluí an procesos electrónicos; estamos hablando de la inclusión del enfoque automático. Las primeras cámaras que utilizaron este concepto basaban su funcio namiento en panales de celdas CCD, con las que lograban determinar el momento en que el enfoque estaba en su punto correcto. Esta prestación permitió a los fabrican-
tes abordar un mercado que hasta entonces estaba desatendido; nos referimos a los usuarios que no quieren decidir sobre ningún aspecto técnico de la toma fotográfica, y que sólo quieren “apuntar y disparar”. Para este público, desde hace algunos años se ha fabricado una serie de cámaras especiales llamadas, justamente, “p o i n t & s h o t ” . Estas cámaras cuentan con diversas opciones avanzadas: obturación automática controlada por sensores de luz internos, reconocimiento automático de la velocidad de la película usada, avance automático de la misma, flash integrado de activación automática ante condiciones de poca luz (que incluso evita el fenómeno del “ojo rojo”), etc. También existen algunos modelos avanzados, que tienen una lente tipo zoo m y un sofisticado programa que permite al “cerebro” del equipo calcular la distancia focal (acercamiento o ale jamiento del zoom) ideal para cierta toma. Así, con todos estos “asistentes electrónicos”, al usuario lo único que le queda es “apuntar y disparar”.
Figura 3 Prestaciones del sistema Advansys
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El formato de fin de siglo: sistema Advansys Desde principios de los años 90 del siglo X X, se anunció que diversas compañías relacionadas con el mundo de la fotografía (Nikon, Canon, Minolta, Fuji, Kodak, Agfa, etc.) estaban en pláticas para planear el desarrollo de un nuevo fo rmato fotográfico que sustituyera al tradicional de 35mm (que no había sufrido cambios sustanciales durante 100 años). Este nuevo sistema de fotografía recibió el nombre de Advansys (contracción de Advan ced Ph oto System ), y posee algunas características muy interesantes (figura 3): • El cartucho de la película siempre está cerrado para el usuario. Cuando éste lo inserta en la cámara, de forma automática se extrae la película; y cuando se terminan las exposicion es, es rebobinada por completo para evitar que por accidente el usuario dañe las fotografías. • Posee una cinta magnética en donde se graba de forma automática toda la información pertinente de la fotografía: velocidad de obturación, apertura del diafragma, fecha y hora, tipo de fotografía (normal, panorámica,
formato postal), etc. Esto facili ta enormemente el trabajo de los laboratorio s de procesado de la película, y garantiza un resultado correcto en la mayoría de las fotografías tomadas. • Puesto que se ha reducido el área expuesta de película, es posible diseñar lentes más pequeñas y ligeras pero que conserven la luminosidad y características avanzadas de las grandes, pesadas y costosas lentes del sistema tradicional de 35mm, así como la posibilidad de modificar el formato de impresión. Una ventaja adicional que posee el sistema Advansys es la posibilidad de diseñar cámaras increíblemente pequeñas, que parecen casi “de juguete”, y que a pesar de ello poseen características que las hacen mucho más poderosas y flexibles que cámaras de mayor tamaño y precio. Por todas estas razones, para el fotógrafo tradicional (el que aún desea tener su imagen grabada en una película), este sistema representa sin duda alguna el futuro inmediato; sin embargo, en años recientes el concepto mismo de fotografía está sufriendo un a revolución gigantesca, al abandonar los tradicionales métodos de
Figura 4
Una vez en la PC, las fotos pueden imprimirse, retocarse, incluirse en un documento, publicarse en Internet, etc.
La información luminosa convertida en datos digitales se almacena en memoria o en discos flexibes
Si no se tiene una computadora a la mano, existen dispositivos que nos permiten obtener copias en papel de la foto deseada ELECTRONICA
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Si posee una computadora, las imagenes digitales pueden guardarse en el disco duro
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exposición de una película a la luz por sistemas totalmente electrónicos.
Figura 5
La fotografía 100% electrónica El último y obvio paso de la electrónica en su invasión al mundo de la fotografía, ha sido prescindir por completo del tradicional mecanismo de transporte de película y de la película misma; ambos se sustituyen por receptores de luz electrónicos que vacían su información en discos magnéticos o en uni dades de memoria, con lo cual finalmente se ha abandonado por completo el complejo y lento proceso de revelado e impresión (figura 4). Estas cámaras utilizan un dispositivo de acoplamiento de cargas (CCD) como medio para captar la luz de una imagen; los CCD son un con junto de elementos fotosensibles que convierten la cantidad de luz que llega a cada una de sus celdillas con un valor análo go de voltaje. Cuando se toma la fotografía, esta información análoga es transmitida a sendas cadenas de memorias tipo CCD, las cuales pueden ir “vaciándose” en secuencia, lo que para fines prácticos se traduce en una exploració n semejante al rastreo de una línea horizontal en un televisor común. Colocando suficientes líneas de elementos fotosensibles y de cadenas CCD, se puede captar una imagen completa y vaciarla en una memoria, tan sólo en una fracción de segundo, con la ventaja de que toda esta información queda almacenada con un valor bi nario; esto, a su vez, permite que pueda ser procesada en una computadora para su posterior visualización, inclusión en cualquier documento electrónico o retoque por medio de programas especializados.
nos modelos despliegan la imagen en el televisor convencional); también existe la opción de imprimirlas directamente utilizando una impresora; pueden seleccionarse las fotos que se deseen conservar (se cuenta incluso con memorias especiales que permiten expandir la capacidad de almacenamiento) y borrar las otras (figura 5); es posible realizar varias tomas tantas veces como sea necesario, sin que ello implique un gasto en película; etc. Finalmente, un aspecto muy importante de este nuevo formato, es que las cámaras carecen de secciones mecánicas; por lo tanto, no hay desgaste alguno (figura 6).
Figura 6 En las cámaras digitales, todos los controladores han dejado de ser mecánicos.
La fotografía electrónica frente a la tradicional Esta evolución en la fotografía tiene muchas ventajas si la co mparamos con la fotografía tradicional. Por ejemplo, es posible omitir el proceso de revelado e impresión, ya que el usuario puede ver directamente sus fotografías recién tomadas en cualquier monitor de co mputadora o en la misma pantalla de LCD i ntegrada (algu-
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U n cont rat i empo: la resolu ci ón Uno de los aspectos más delicados de la fotografía electrónica es la resolución de imagen. En este aspecto, y pese a los grandes avances en la resolución de los dispositivos CCD empleados en la fotografía digital, aún resulta indudable que para trabajos que requieren una gran resolució n sigue siendo preferible el uso de películ as de bajo factor ASA . Este factor es una escala para definir la rapidez con que una película permite el paso de la luz, condicionado por el tamaño de granos de cristal de haluro de plata con que está fabricada. Sí por ejemplo hacemos la toma de una persona o un paisaje usando una película ASA25 o incluso menor, podemos tomar dicha fotografía y ampliarla hasta que cubra toda una pared, sin que la calidad de la imagen se degrade ostensiblemente (a diferencia de lo que ocurre con la fotografía digital, que no resiste grandes ampliaciones porque de inmediato comienza a notarse el “grano” en la imagen, figura 7).
Figura 7
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Aunque por ahora este es uno de los principales inconvenientes que condicionan el uso de la fotografía digital en el área profesional, actualmente se están desarrollando sistemas de CCD con millones de celdas individuales que apuntan a mejorar la resolución final.
Evalu ación del format o Hacer una evaluación del formato, implica con siderar, además de sus ventajas, los contratiempos que pueda presentar. Por nuestra parte no queremos emitir un juicio y descalificarlo o aprobarlo; simplemente ponemos a su consideración alguna características que, dependiendo del usuario y su propósito, se podrán tomar como adecuadas o inconvenientes. La primera de ellas, es que la fotografía digital ocupa mucho espacio cuando se desea guardar con una gran resolución; una imagen tamaño postal almacenada con una resolución de 600dpi y con color de 24 bits, puede consumir varias decenas de megabytes de espacio en disco (lo que significa que en un CD podríamos guardar cuando mucho algunas decenas de fotos). Y aunque se han desarrollado métodos de compresión de imágenes como el JPG, en realidad esta compresión se logra a costa de la pérdida del detalle fino. Este problema no parece grave para un usuario común que no es muy exigente con la calidad de sus tomas, pero es inaceptable para el fotógrafo profesional. Otro punto que se debe considerar es el costo actual de estos equipos (aproximadamente el doble de lo que cuesta una cámara de similares características pero que usa película tradicion al); por el momento, esto es un obstáculo para su masificación. A pesar de todas estas desventajas, muchos analistas aseguran que la fotografía tradicional está condenada a desaparecer, conforme surjan dispositivos CCD de mayor resolución y de un precio más accesible. Sea esto cierto o no, actualmente el público interesado en adquirir un sistema de estos ya tiene frente a sí una gran variedad de modelos y marcas para escoger (aunque muchos de ellos no tengan un nombre que de inmediato asociemos con equipo fotográfico).
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Figura 8
Una de las co mpañías pioneras en este campo es Sony, con sus mo delos Mavica; y hasta la fecha, sigue siendo una de las empresas que más agresivamente están impulsando el concepto de fotografía 100% digital; mas como otras firmas
han seguido su ejemplo, en la actualidad existen muchas marcas y modelos de cámaras digitales a elegir, que van desde las más sencillas hasta aquellas que compiten favorablemente con los equipos profesionales en el sistema tradicional (figura 8).
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Características del oído humano ¿Alguna vez se ha puesto a pensar en qué radica la capacidad de determinar el sitio del que proviene un sonido, y la de calcular a qué distancia aproximada se encuentra el mismo? Lo más probable es que nunca haya reflexionado sobre estas cuestiones, porque la forma en que percibimos el mundo sonoro que nos rodea es tan natural y tan instintivo que lo olvidamos. Sin embargo, no dejan de asombrarnos los resultados de numerosos experimentos relacionados con la forma en que percibimos los sonidos; por ejemplo, realice en casa un experimento simple: pida a un familiar que, con los ojos cerrados (o vendados), trate de determinar de dónde proviene un cierto sonido; desde diferentes posiciones (arriba a la derecha, abajo a la izquierda, exactamente a un lado, justo enfren-
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te, etc.) vaya chasqueando los dedos, y verá que es relativamente sencillo para esa persona determinar la procedencia exacta del sonido cuando éste se produce a su izquierda o a su derecha; mas cuando proviene de un sitio cercano al eje central de su cabeza, entra en una ligera confusión (figura 1).
Figura 1 Mientras que los sonidos que provienen de los lados pueden localizarse fácilmente, los que se generan en el eje de la cabeza confunden al escucha.
nuestra experiencia auditiva, cuando entramos en un recinto cuyas cualidades acústicas son iguales a las de una iglesia (pese a ser diferente en arquitectura y funciones), de inmediato nuestro cerebro relaciona tal experiencia sonora co n la vivida anteriormente. Pues bien, todo esto se aprovecha para crear complejos sistemas de sonido capaces de “engañar” al cerebro humano; así, éste puede hacer creer al escucha que la sala de su casa es en realidad una sala de conciertos; y para lograrlo, se requiere de dispositivos que permitan emular los ecos, las diferenci as de fase y el pequeño retraso con que un oído percibe el audio con respecto al otro, entre otros factores. Precisamente, ahora trataremos de explicar la forma en que realiza esto el sistema DolbySurround. Y para ejemplificar la situación, veremos cómo se aplica esta técnica en un equipo de sonido A iwa moderno.
El sistema de sonido envolvente Para determinar de dónde y de qué distancia proviene un sonido, el cerebro humano toma en cuenta una enorme cantidad de factores; pero los principales, son las ligeras diferencias de amplitud que hay entre el sonido que percibe un oído y el que percibe el otro. Si, por ejemplo, chasqueamos los dedos al lado derecho de la persona, es obvio que el oído de ese lado percibirá el sonido un poco más fuerte que el oído izquierdo; además, considerando que el sonido viaja a cierta velocidad en el aire, el cerebro percibe que llega a un oído an tes que al otro; y combinando esta información, nos puede dar una idea muy aproximada del origen, distancia e intensidad inicial del mismo. Otro aspecto interesante que se ha descubierto, es que el cerebro puede calcular la procedencia y la intensidad del sonido también por las minúsculas reverberaciones que se producen en las paredes del recinto en cuestión; por ejemplo, cuando usted entra en una iglesia que cuenta con cúpula central, de inmediato nota que el sonido posee una cualidad que no tiene cuando se produce en un salón vacío o en una sala completamente llena de personas; y dependiendo de
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Hace algunos años, se descubrió que si se sustituían las dos bocinas tradicionales de un sistema estéreo por un conjunto de altavoces colocados en diversas posiciones alrededor del escucha, era posible obtener una sensación de sonido envolvente que prácticamente rodeaba por completo a éste; se determinó también que esto daba lugar a ciertos efectos bastante interesantes. La película “Terremoto” (popular en la década de 1970) fue precisamente una de las primeras en utilizar el sonido s u r r o u n d , para dar la impresión de que efectivamente estaba ocurriendo un temblor en la sala de cine. El sistema fundamenta su operación en el empleo de varias bocinas auxil iares, que hacen que el oído humano perciba los sonidos como si se estuvieran produciendo en todos los puntos de la sala (incluso detrás del espectador). De este modo se obtiene un ambiente sonoro realmente extraordinario, que fácilmente puede engañar al escucha y hacerlo sentir en un recinto acústico muy distinto al real (figura 2). Gracias al avance de la tecnología, el efecto de sonido envolvente pronto dejó de ser exclusivo de las salas de cine; a principios de la pe-
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No.27
modernos. También existen sistemas que –supuestamente– producen l a misma sensación de sonido envolvente, con sólo dos bocinas (recordemos el Hu ges Retri eval System , empleado en muchos modelos de televisores de alto nivel).
Figura 2 Distribución de las bocinas de sonido en una sala de cine convencional con sistema surround. L S
C R
El sistema Dolby Pro-Logic
S
núltima década del siglo XX, hizo su aparición en los hogares. El principal fundamento de los equipos que incorporan el efecto de sonido s u r r o u n d , es la adición de un par de canales de sonido que se calculan a partir de los dos originales del audio estéreo (recordemos que prácticamente todos los medios de almacenamiento de sonido vienen en estéreo; es decir, sólo con dos canales distintos: uno para el oído derecho y otro para el izquierdo). A estos dos canales extra se les hace alguna manipulación (ya sea en fase, en tiempo, en amplitud, en frecuencia –filtrado– o una co mbinación de todas ellas), y luego son aplicados a dos o más bocinas también adicionales que se colocan de forma estratégica alrededor del escucha; y de esta manera, se logran efectos realmente sorprendentes. En la figura 3 se observan algunas de las configuraciones que con mayor frecuencia se siguen para colocar bocinas en los equipos surround
Este sistema emplea cuatro bocinas colocadas en una configuración 3-1; esto es, tres bocinas al frente (una para el canal derecho, otra para el canal iz quierdo y un canal central) y, como complemento, una bocina auxil iar en la parte trasera del espectador (figura 4). Para obtener de esta manera la sensación de sonido envolvente, las películas que vienen codificadas con este método poseen, aparte de los dos canales normales de audio estéreo, una señal codifi cada en forma de matriz (la cual, al ser procesada en el equipo que excita a las bocinas, produce el sonido del altavoz central y del posterior).
Figura 4
Tipo 3-1
Existen dos métodos para producir el sonido envolvente en el sistema Dolby: el método pasivo y el método activo. En la figura 5 podemos ver sendos diagramas a bloques de ambos; se
Figura 3
Frontal tipo 2-2
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Tipo dinaco
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Tipo 1-2-1
Tipo 2-2
Tipo 4-0
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Figura 5 Tipo pasivo OUTPUT
INPUT Lch INPUT BALANCE CONTROL
Rch
L-R
L R
L R
S
S
ANTI ALIAS FILTER
MASTER VOLUME CONTROL
7kHz LOW-PASS FILTER
AUDIO TIME DELAY
L/R BALANCE
LEFT RIGHT
SURROUND TRIM
SURROUND
MODIFIED DOLBY B-TYPE NR DECODER
Tipo activo OUTPUT
INPUT L
Lch
Rch
INPUT BALANCE CONTROL
L R C S
DOLBY R PROLOGIC C ADAPTIVE MATRIX
L/R BALANCE
MASTER VOLUME CONTROL
CENTER TRIM SURROUND TRIM
NOISE SEQUENCER
ANTI ALIAS FILTER
AUDIO TIME DELAY
aprecia que mientras que el sistema pasivo sólo genera salida para tres bocinas (derecha, izquierda y posterior), el activo genera las cuatro señales descritas anteriormente (derecha, izquierda, central y posterior). Veamos cómo funciona cada uno de ellos.
Mé t odo pasivo El codificador de sonido envolvente de tipo pasivo toma los dos canales de sonido estéreo, balancea perfectamente ambas señales y las envía a un control maestro de volumen; de aquí pasan a otro control de balance L/ R y, finalmente, llegan a las bocinas derecha e izquierda. Con el propósito de producir la señal del altavoz posterior, se restan las señales de los canales L y R para obtener la diferencia de ambos.
20
7kHz LOW-PASS FILTER
LEFT RIGHT CENTER
SURROUND
MODIFIED DOLBY B-TYPE NR DECODER
Este resultado pasa por una etapa de filtrado (la cual retira los picos y ruidos no deseados que podrían interferir con la experiencia auditiva); por un pequeño retraso en tiempo (para dar una sensación de reverberación que amplíe el ambiente sonoro); por un filtro pasa-bajos de 7 KHz (pues se ha demostrado que la sensación sonora se produce más con frecuenci as bajas que con altas) y finalmente por un decodificador Dolby (para eliminar ruido). La señal resultante se envía al control de volumen maestro, al amplificador de sonido envolvente y, por último, a la bocina posterior.
Mé t odo a cti vo El codificador de tipo activo es básicamente igual al anterior, pero se le han añadido dos bloques.
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bientes sonoros distintos: una discoteca, una representación en vivo o una sala de conciertos (el cuarto botón sirve para activar o desactivar la función Pro-Logic). Por medio de una configuración escalera, estos botones entran en el microcontrolador central L C866440W; y a través de sus terminales M-CLK y M-DATA, éste se comunica con el controlador Dolby (IC310, TC4094, el cual activa a todo el conjunto). También observe que en la parte media izquierda están las entradas de sonido L / R, las cuales llegan al integrado IC100 (NJM2177AF); aquí es donde se concentra todo el proceso que analizamos en el diagrama a bloques del que hablamos en el párrafo anterior. Las señales L, R, C y S salen de este integrado; específicamente las dos primeras, se dirigen a IC500, que sirve como pequeño retardo en caso de que se haya activado la función de s u r r o u n d ; para ello, las señales L, R y S llegan al switch análogo IC200 (TC4053) y, finalmente, salen como señales L, R, C y S para el amplificador principal y las bocinas.
Figura 7 Función A
200mS CH2 +DC
Canal
1.00v
Cch = (L+C)+ (R+C) Sch =
Normal
t[(L+C) - (R+C)]
Lch = L Rch = R 1
A
50
2
0.5v
200ms ch2 +dc
3
1v
v
.0.20v
Sch =
Disc
1
A
1v
2
0.1v
200mS CH2 +DC
3
5v
t[(L+C) - (R+C)]
Lch = L+
t(L-R)
Rch = R-
t(L-R)
5v
0.20v
Sch =
Live
t[(L+C) - (R+C)]
Lch = L+ Rch = R1
A
O peración del conj un t o Con la finalidad de describir brevemente cómo trabaja el conjunto que acabamos de especificar, nos apoyaremos en algunos oscilogramas (figura 7). Observe que cuando el equipo está en modo NORMAL, las señales L y R en fase producen una señal C ligeramente mayor en amplitud y también ligeramente atrasada; en tanto, la señal S es de muy baja amplitud y se encuentra en fase contraria a las señales ori ginales. Cuando se elige la posición D ISC, las señales L y R en fase producen una señal S de menor amplitud y un poco retrasada en comparación con las originales. Una posición de sala de conciertos (HALL) produce un resultado similar, aunque en este caso la amplitud de la señal S es un poco menor y la señal misma se encuentra menos retrasada (de hecho, casi está en fase). Finalmente, en el tercer oscilograma podemos ver el resultado de activar el botón en posición LIVE. En otras palabras, la sensación de sonido envolvente se obtiene al tomar una referencia de los dos canales de audio y darles una amplificación o una atenuación; al mismo tiempo se les
Salida de señal
2v
200mS
2
3
2v
CH2 +DC
5v
0.20v
t[(L+C) - (R+C)]
Lch = L+
Hall
Rch = R1v
2
1v
t(L+R)
5v
Sch =
1
t(L+R)
3
5v
t(L-R) t(L-R)
5v
aplica un ligero retardo, para lograr el efecto de reverberación que identifica a ciertos recintos acústicos.
Comentarios finales Como puede advertir, la teoría en que se basan los procesadores de sonido envolvente es mucho más sencilla de lo que uno po dría imaginarse; y también es sencillo el servicio que se les tiene que dar, debido a la alta integración de componentes (la cual permite a los fabricantes incluir prácticamente toda la etapa de proceso de señal en unos cuantos integrados que se sustituyen como módulos).
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SEMINARIO
Nuevo Seminario
PUEBLA, PUE. 19 y 20 de junio 2000 Centro de Actualización Electrónica 4 Norte N˚ 1206 Int. 204 Centro OAXACA, OAX. 21 y 22 de junio 2000 "El Francistor" Huzares N˚ 207 Tels. (01951) 647 37 y 472 97 JUCHITAN, OAX. 23 y 24 de junio 2000 5 de Mayo N˚ 13 Centro Tels. (01971) 140 54 y 104 09 XALAPA,VER. 10 y 11 de julio 2000 Hotel "Finca Real" Victoria y Bustamante S/N Centro VERACRUZ,VER. 12 y 13 de julio 2000 Hotel "Ruiz Milán" Paseo del Malecón Esq. Gómez Farías Centro. CORDOBA, VER. 14 y 15 de julio 2000 Hotel "Villa Florida" Av. 1 N˚ 3002 Centro. TEPIC, NAY. 24 y 25 de julio 2000 Hotel "Ejecutivo Inn" Av. Insurgentes N˚ 310 Pte. Centro. GUADALAJARA, JAL. 26 y 27 de julio 2000 28 y 29 de julio 2000 Hotel "Aranzazú Catedral" Revolución N˚ 110 Esq. Degollado Centro. MEXICO, D. F. 25 y 26 de agosto 2000 Centro Japonés de Información Electrónica Uruguay N˚ 22, 2˚ Piso Centro. PACHUCA 29 y 30 de agosto 2000 Hotel "Emily" Plaza Independencia, Centro LOS MOCHIS, SINALOA 18 y 19 de septiembre 2000 Hotel "Sta. Anita" Leyva e Hidalgo Centro CULIACAN, SIN. 20 y 21 de septiembre 2000 Hotel "La Rivera" Av. Alvaro Obregón No. 886 Nte. Chapultepec MAZATLAN, SIN. 22 y 23 de septiembre 2000 Hotel "B. W. Hacienda" Av. del Mar y Flamingos a 1 km del Centro
n
ó i
c a p i c i t r a p e d a m o l p i D o c i t c á d i d o y o p a e d l a u n a m n U e t e s a c o e d i v n U o r b i l n U : n e b i c e r s e t n e t s i s a s o l s o d o T
M ETODOS AVA N ZA DOS PA RA EL SERVICIO A TELEVISORES DE N UEVA GENERACI ON Respaldado por Centro Japonés de Información Electrónica y la revista "Electrónica y Servicio"
Instructor: Profr. J. Luis Orozco Cuautle
Considerando la amplia variedad de marcas y modelos de televisores, as í como la necesidad de continuar profundizando en las t écnicas de servicio a secciones cr íticas, se ha preparado este seminario que complementa y actualiza al de "T écnicas Modernas de Servicio a TV Color". Para ello, se han incluido temas no estudiados anteriormente, entre los que destacan: los nuevos modos de servicio en t elevisores Sanyo, Broksonic, Mitsubishi, Philips, Sharp y Sony Wega; localizaci ón de fallas en sintonizadores, AFT, barrido vertical, sistema de control y circuito jungla; nuevos tips para reparar fuentes de alimentaci ón conmutadas; la tendencia moderna de las compa ñías de distribuir sus manuales de servicio en CD-ROM, y cómo obtener el mayor provecho de la computadora en el taller. Cabe señalar que para asistir a este seminario, NO se requiere que usted haya estudiado el anterior, pues no son seriados, sino complementarios. Principales temas: 1. Fallas en sintonizadores de canales y su reparación (receptores RCA, General Electric y Sony). Inyectando señales de RF. 2. Reparación del módulo de FI (fallas en AFT y procedimientos de solución). 3. Localización de averías en el sistema de control (microprocesador). 4. Operación del circuito jungla y métodos de aislamiento de fallas. Inyectando señales de video. 5. Medición de señales de video, Data, Clock, Latch, salida horizontal y vertical con osciloscopio y multímetro. 6. Método para localizar fallas en la sección de barrido vertical. 7. Cómo convertir un televisor convencional en un valioso instrumento para el servicio de TV. 8. Nuevos tips para reparar fuentes de alimentación conmutadas. 9. Las más modernas técnicas para retirar dispositivos de montaje de superficie y reparar pistas de circuito impreso. 10. Los nuevos modos de servicio en televisores Sanyo, Broksonic, Mitsubishi, Philips, Sharp, Sony Wega. 11. Consejos para simplificar el servicio a televisores. 12. La tendencia moderna de las compañías de distribuir sus manuales de servicio en CD-ROM, y cómo obtener el mayor provecho de esta información. 13. Conectando el osciloscopio y el multímetro a la computadora.
Costo: $5 00 .00 Duració n: 12 horas. Horario : 14 a 2 0 hrs. Primer d í a y 9 a 15 hrs. Segundo d í a .
Las explicaciones del instructor se apoyan en simulaci ó n interactiva por computad ora, facilitand o así el aprendizaje al estudiante
Para mayores informes diríjase a:
Norte 2 No.4, Col. Hogares Mexicanos, Ecatepec de Morelos, Edo. de México, C.P. 55040 Tels. 57-87-96-71 y 57-87-93-29, Fax. 57-87-53-77. www.centrojapones.com Correo electrónico:
[email protected] Tienda: República de El Salvador Pasaje 26 Local 1, Centro, D.F. Tel. 55-10-86-02 RESERVACIONES: Depositar en Bancomer Suc. 87 Cuenta 001-1762953-6 o Bital Suc. 1069 Cuenta 4014105399 A nombre de México Digital Comunicación, S.A. de C.V. remitir por vía fax ficha de depósito con: Nombre del participante, lugar y fecha del seminario
S Este seminario también se A I impartirá en las siguientes ciudades: C I • Pachuca, Hgo. • Los Mochis, Sin. • T Culiacán, Sin. • Mazatlán, Sin. • O Cuernavaca, Mor. • Aguascalientes, N Ags. • León, Gto. • Querétaro, Qro. • E Chihuahua, Chih. • Gómez Palacio, R Dgo. • Monterrey, N. L. • Tuxtla E Gutiérrez. Chis. • Villahermosa, Tab. • P Coatzacoalcos, Ver. • Tapachula, Chis. • S Colima, Col. • Lázaro Cárdenas, Mich. • E Campeche, Camp. • Mérida, Yuc. •
Zacatecas, Zac. • Toluca, Méx. • Morelia, Mich. • Zamora, Mich. • Poza Rica, Ver.
TAMPICO, TAM. 3 y 4 de julio 2000 Hotel "Howard Johnson" Francisco I. Madero N˚ 210 Ote. Centro. CD. VALLES, S. L. P. 5 y 6 de julio 2000 Hotel "Valles" Blvd. México-Laredo N˚ 36 Nte. Centro. SAN LUIS POTOSI, S. L. P. 7 y 8 de julio 2000 Hotel "Arizona" J. Guadalupe Torres N˚ 156 Centro. MEXICO, D. F. 14 y 15 de julio 2000 Centro Japonés de Información Electrónica Uruguay N˚ 22, 2˚ Piso Centro. PUEBLA, PUE. 17 y 18 de julio 2000 Centro de Actualizaci ón Electrónica 4 Norte N˚ 1206 Int. 204 Centro OAXACA, OAX. 19 y 20 de julio 2000 "El Francistor" Huzares N˚ 207 Tels. (01951) 647 37 y 472 97 JUCHITÁN, OAX. 21 y 22 de julio 2000 5 de Mayo N˚ 13 Centro Tels. (01971) 140 54 y 104 09 XALAPA, VER. 7 y 8 de agosto 2000 Hotel "Finca Real" Victoria y Bustamante s/n Centro VERACRUZ, VER. 9 y 10 de agosto 2000 Hotel "Ruiz Milán" Paseo del Malecón Esq. Gómez Farías Centro CORDOBA, VER. 11 y 12 de agosto 2000 Hotel "Villa Florida" Av. 1 No. 3002 Centro TEPIC, NAY. 21 y 22 de agosto 2000 Hotel "Ejecutivo Inn" Av. Insurgentes No. 310 Pte. Centro GUADALAJARA, JAL. 23 y 24 de agosto 2000 25 y 26 de agosto 2000 Hotel "Aranzazú Catedral" Revoluci ón No. 110 Esq. Degollado Centro
SEMINARIO REPARACION DE SISTEMAS DE COM PON EN TES DE A UDI O A IWA, SON Y Y PA N ASON I C Respaldado por Centro Japonés de Información Electrónica y la revista "Electrónica y Servicio"
n ó i c a p i c i t r a p e d a m o l p i D o c i t c á d i d o y o p a e d l a u n a m n U e t e s a c o e d i v n U o r b i l n U : n e b i c e r s e t n e t s i s a s o l s o d o T
Instructor: Profr. Armando Mata Dom í nguez
Los objetivos de este seminario son: hacer un repaso de la estructura y funcionamiento de los sistemas de componentes de audio de nueva generaci ón; exponer un m étodo general de localizaci ón de fallas; mostrar soluciones pr ácticas a los problemas cr íticos que se presentan en estos equipos; ense ñar técnicas diversas que apoyan el servicio; comentar fallas espec íficas y brindar una lista de transistores sustitutos para dichos equipos. Para cubrir los temas, se toman como referencia aparatos de la marca Aiwa, estableciendo puntos comunes y diferencias con modelos Sony y Panasonic. Se considera que si el t écnico conoce las aver ías y soluciones de los aparatos de estas tres marcas (las que m ás se reciben en el taller), podr á cubrir satisfactoriamente el servicio en general a sistemas de componentes de audio, pues sus circuitos y dise ños son representativos.
PRINCIPALES TEMAS: Equipos Aiwa: 1) Estructura general de un sistema de componentes de audio. 2) Método secuencial de localizaci ón de fallas. 3) Rutinas de servicio al m ódulo reproductor de CD. 4) Reparaci ón de la fuente de alimentaci ón. 5) Modo de encendido y gu ía de fallas. 6) Método para aislar fallas en el microprocesador. 7) Proceso de reparaci ón cuando el equipo se apaga (incluso el display). 8) Operación y fallas en el amplificador de potencia con transistores discretos. 9) La secci ón del amplificador de audio con circuito integrado. 10) Teoría para el ser vicio de los diferentes sistemas de protecci ón y métodos para resolver fallas. 11) Proceso de reparaci ón en el Deck (reproductor de casetes). Equipos Sony y Panasonic: 1) Particularidades de los sistemas de componentes de audio Sony y Panasonic. 2) Análisis de secciones espec íficas de modelos Sony y Panasonic: mecanismo, amplificador de potencia y fuente de alimentaci ón. 3) Fallas espec íficas. Temas generales: 1) Los sistemas Dolby Prologic y Dolby Digital. 2) Matrículas de sustitutos de transistores empleados com únmente en sistemas de componentes audio. 3) Forma de comprobar transistores MOSFET y DARLINGTON.
Costo: $5 00 .00 Duraci ó n: 12 horas. Horario : 14 a 20 hrs. Primer d í a y 9 a 1 5 h rs. Segundo d í a.
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Este seminario también se impartirá en las siguientes ciudades: Pachuca, Hgo. • Los Mochis, Sin. • Culiacán, Sin. • Mazatlán, Sin. • Cuernavaca, Mor. • Aguascalientes, Ags. • León, Gto. • Querétaro, Qro. • Chihuahua, Chih. • Gómez Palacio, Dgo. • Monterrey, N. L. • Tuxtla Gutiérrez. Chis. • Villahermosa, Tab. • Coatzacoalcos, Ver. • Tapachula, Chis. • Colima, Col. • Lázaro Cárdenas, Mich. • Campeche, Camp. • Mérida, Yuc. • Zacatecas, Zac. • Toluca, Méx. • Morelia, Mich. • Zamora, Mich. • Poza Rica, Ver.
FALLAS COMUNES EN TELEVISORES PHILIPS Jo r g e P é r ez H er n án d ez
Descripción del circuito En la figura 1 se muestra el diagrama a bloques del televisor Philips modelo 26LL57-66/ 67. Enseguida describiremos de manera breve sus principales circuitos para, finalmente, referirnos a dos casos de servicio.
En este artícul o h abl ar em os b r e ve m e n t e d e l fu n c io n a m i en t o d e las etapas m ás im po rt an tes u n t e l ev i so r P h i l i p s m o d e l o 2 6 L L 5 7 - 6 6 , ch asis B 8; ta m bi é n se in clu ye un a gu ía p ara la d etección de d os fallas c o m u n e s, o r i g i n a d a s p o r e l p r o p i o u s o o p o r c o n s u m o d e c o r r i en t e s e l e va d a s . C a b e m e n c i o n a r q u e , c o n l a i n t e n c i ón d e f a ci l i t a r l a c o n s u l t a de los diagram as utilizados, hem os a n e x a d o u n a h o j a d e sp l e g a d a .
Fuente de poder Observe que la mayor parte de los voltajes que alimentan al televisor provienen de la fuente de poder conmutada, y que, para producir el encendido, existe una relación estrecha entre ésta y el microcontrolador (IC345); así, un nivel bajo (L) determina su activación y un nivel alto (H) el apagado del receptor. Inmediatamente después de este proceso funcional , el voltaje más importante es el de 130V, que polariza a la etapa de salida horizontal.
Sección de video La señal portadora de video que proviene de la antena, ingresa al sintonizador, donde se selec-
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25
ciona un determinado canal. E s importante que considere que el microcontrolador (IC345) tiene injerencia sobre el propio T300 y la memoria EEPROM (en la que se guarda la mayor parte de los ajustes de sintonía), para lograr la mejor reproducción del canal elegido. Ya como frecuencia intermedia, la señal de video cruza por el filtro SAW para ingresar a IC271 por las terminales 48 y 49, en donde –entre otros– se localizan el circuito demodulador y el control automático de ganancia (CAG). Al salir por la terminal 6 del IC271, la señal de video es sometida a un último refinamiento: atraviesa una trampa de sonido (en donde se separa la señal de audio), y luego se reintegra al mismo IC271 por la terminal 13; esto tiene la finalidad de procesar en forma independiente las señales de croma y luminancia, para que salgan como señales de diferencia de color por las terminales 19, 20 y 21. Por último, estas tres señales llegan a la placa de circuito impreso del cinescopio para recibir su máxima amplificación y excitar a los cátodos del cinescopio.
de salida horizontal Q503 y activar las bobinas de deflexión correspondientes. También estimula al fly-back , para que éste genere la alta tensión y voltajes de B+ secundarios. Por su parte, la señal de diente de sierra vertical sale por las terminales 46 y 47 de IC271 y llega al IC550, para ser totalmente amplificada y tener la capacidad de alimentar al yugo vertical.
Casos típicos de fallas En la figura 2 muestra el diagrama de la sección de barrido horizontal y en la figura 3 el diagrama de la fuente de alimentación; utilícelos para ubicar más fácilmente las fallas que se detallen en la figura 4 continuación se detallan. En la figura 5 se muestra el diagrama de la sección de audio estéreo, en el cual podrá ubicar las fallas indicadas en la figura 6.
Figura 6 No hay audio
Circuitos de audio La portadora de audio acompaña a la señal de video hasta la terminal 6 del circuito IC271, en donde es separada por el transistor Q221 y es enviada al demodulador respectivo por la terminal 1 del mismo circuito; y desde la terminal 15, la señal pasa al decodificador estéreo (donde se obtienen por separado la información del canal izquierdo y derecho de audio); finalmente, una vez procesados, ambos canales se inyectan a su respectiva etapa de salida: IC730 y IC740. No olvide que también el volumen, tono y efectos sonoros de esta etapa son gobernados por el microcontrolador a través de las terminales 6, 25, 26, 27, 29, 30 y 31.
Sección de barrido horizontal y vertical En el interior del IC271 se generan la oscilación vertical y la oscilación horizontal. La señal de diente de sierra horizontal sale por la terminal 40 y cruza el excitador Q502 y al transformador de acoplamiento T504, para llegar al transistor
26
¿Hay señal de audio en la terminal 1 de IC271?
No
Verifique los circuitos que hay entre las terminales 6 y 1 de IC271.
Sí ¿Existe señal de audio en la terminal 15 de IC271?
No
Reemplace IC271.
Sí ¿Hay señal de audio en las terminales 13 y /14 de IC200?
No
Reemplace IC200.
Sí ¿Hay señal de audio en las terminales 13 y 4 de IC720?
No
Reemplace IC720.
Sí ¿Hay señal de audio en las terminales 5 y 8 de IC730/740?
No
Compruebe los voltajes de IC730/740 y las señales provenientes de IC345.
Sí OK
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Figura 3
C512 15µF 50V
HORIZ (3A6) B1
C513 15µF 50V
R512 300K 1/2W
C508
C507
C514 15µF 50V
R510 20K 1U
R507
L507
L517
B5506
127.1V
H OUT
4 3
V505
33
53.5V
J500 TO P500 HORIZ YOKE
D511
34
Q503 128.7V HORIZ OUTPUT
Q502 HORIZ DRIVE 0V
C511 100PF 1KV
128.7V
2 1
C506
C505
-0.3V
1/2W 2
C503 0.001
C502 470PF
(3M1)
T504/T505 1
R511 1K
8
0V
HS502
3
R503 5.1K 1/2W
R504 X 5W
+130V
R515 20 1/3W
4
1 V547
2
3
4
5
6
7
8
R523 B2
C504 0.1 D546 SCR
P13 TO J10 R522 G2
X T501 MICRO7 (13,19,20) X T502 MICRO+ (25,27)
+130V L568
2
12µH
127.6V
1
HV ANODE LEAD
C568 + 47µF
FOCUS
FOCUS
250V
(23V) 10,9V R573
+200V SOURCE
R463 330K
128.7V D460 R460 2.2 1/3W
11
470 1/2U
8
10.9V
1
EHT
820K
NOT USED J603 TO J22/J52
+200V
R538 +33V
C463
1
0.1
2
(23V)
3
10
6
4 TP5 +13.5V
9
3 0V
4 6
D445
+13.5V SOURCE
R445 1.0 1/3W
6
R530 1.0 1/3W
*
0V
0530
TP6 +13.5V
D409
R533 * 1%
200V NC FIL FIL
BL (3A7)
841 C571 10UF 50V
1K
R420 1,0 1/3W
R571 2.2K
C447 1000 µ F 16V
C445 0.001
5 0V
D571 310-1
SEE CRT BOARD (25, 27)
(3A5)
33K
127.6V
C460 0.001
NOT USED R519 D519
C573 0.047
7
+
C461 1µF 250V
G2
1
+200V TP7
R359
J501 DRG
C418
+
-13.5V SOURCE
C419 100 µ F 16V
0.001 TP9
R534 3K 1/4W 1%
+
C530 10µF 50V TP18
R564
Z564
10K
1390 13V
PROTECTION GND
D563
+13VSB R546 R547 13V
330 1.1V (1.2V)
10K 13V Q540 SHUTDOWN
(-1.1V) -1.2V
6.2V
R545
R548 20K
R541 120K
Q541 SHUTDOWN 13V
R542 10K
2.2K Z540 6.2V
ELECTRONICA
y ser vi cio
No.27
27
Figura 1
STR/MONO 130V R292 15K
EXT AUD IN
R292 15K
TP11
NJP = NON JACK PANEL AVL = AUTOMATIC VOLUME LEVEL (SMART SOUND) SCL = SERIAL CLOCK SDA = SERIAL DATA CC = CLOSED CAPTION FBP = FLYBACK PULSE
R293 22K
7
VCC
AUDIO DEMOD
Z290 33V
9
T300U/V TUNER
5V
POWER LED
11
Y200 SAW FILTER
1
4
5 48
POWER ON/OFF VOLUME/+
13
VOLUME/-
49
4
5
CHANNEL UP CHANNEL DOWN
7
MENU UP MENU ON
SCL
5V
H
8
34 26
IC345
20 19
VERT CC VIDEO RESET BEAM LIMITING Y321 32.768KHZ
18
53 7 8
6
HORIZ
TP3 RF AGC
8 SDA
12
CUSTOMER KEY BOARD
REMOTE RECEIVER
12
37
TP17
5V-PLL
KEY:
BS231 (MONO ONLY) 2
R291 15K
ANT
9V
MICROCOMPUTER
16 20 11
AVL
28
AV EXT
27
VOL/MUTE
31
STEREO IND
29
MONO/STEREO
25
TREBLE BOOST
6
BASS BOOST
5
L210 91.50MHZ PLL DEMOD
VIF PLL DEMOD AGC VIDEO I/O
CTL
4
IC346 MEMORY (1K BIT SERIAL EEPROM)
3
CHROMA LUMA PROCESS
10 37
DEGAUSS
36
21
RED
25
22
GREEN
24
23
BLUE
23
24
FAST BLANKING
26
HORIZON VERTICA PROCESS
9, 15, 32, 33, 35
ON/STANDBY L H
POWER ON/OFF
9V IC271 TV SIGNAL PROCESOR TP4
120VAC
BRIDGE RECTIFIER
TP8 155VDC
TP13 POWER SUPPLY
13VSB
TP15
9V-B
TP16
5V
TP14
14, 44
130V
13.5V
5V- PLL REG
TP11
5V-PLL Q510 FBP
HORZ 16V AUDIO SOURCE 5V-REG-INPT
28
41
ELECTRONICA
y servi cio
No.27
13.5V
Q221 AUDIO BUFFER
AVL
23 20 21
IC200 STEREO DECODER (OPTIONAL)
5
8
ST PRESS
BS702
13 RIGHT
10
LEFT
7
IC720 AVL CTL
14
16V-AUDIO
13 1
4
BS701 MONO ONLY
20 BASEBAND AUDIO
IC730 AUDIO AMP
2 LEFT OR MONO
BS704
15
5 8
6
4 VOL CTL
Y220 4.5MHZ BPF
1
16V-AUDIO
Q220 AUDIO BUFFER
4 RIGHT
2
1
IC740 AUDIO AMP (OPTIONAL)
5 8
6 6 11 AV SWITCH
Q221 VIDEO BUFFER
EXT VID IN
Y221 4.5MHZ TRAP
Q225 VIDEO BUFFER
13 C280 BS315 CC VIDEO BS316
38 21
FIL
200V G2
CRT BOARD
RED 1.5K 1.5K
20
GREEN
19
BLUE
18
BLACK CURRENT
FOCUS
HV
CRT
TAL L ING
13.5V
46
1
47
7
VERT 3
2
5
IC550 VERTICAL OUTPUT
Rt H0RZ
YOKE
1
4 -13.5V 40
B
E
Q502 HORIZ DR
T504/505 XFMR
50 Q540/541 SHUTDOWN SWITCH
y ser vi cio
Q503 HORIZ OUT
T501 IFT 13, 19, 20
C
HV FOCUS G2 TP7
130V
130V
ELECTRONICA
B
No.27
TP9 SHUTDOWN
T502 IFT 25, 27
TP5
200V FIL FIL 13.5V -13.5V
TP6
29
Figura 2
ON/OFF (2M3) C427 1000PF
POWER SUPPLY DRIVER L410 0.68uH
D410 R410 2 1/2W
C410 47uF 25V
C416 0.1uF 50V IC400
0.1V
3 160V
(2M3)
DEGAUSS
ONLY DEGAUSS
+13VSB
1
RELAY DRIVER
R408 X
12.99V
R405 X 1/4W
1
2
3
4
R412 3.3K R416 680
C414 470PF
R411 3.3K
FB410
174V
1.2V
Q408 X D408
0V
0V
5 +13VSB
D407
4 14V 2
X
D411
R417 0.22 2W
C415 1000PF 1KV
Z410 7.5V
HS400 HEATSINK
12.91V
C411 2200PF
D412
1.5V 1.9V
C408 X D414
Q410 SAMPLE AMP 23.9V
!
2
DEGAUSS
!
R419 560
K405 X
1
!
1
DEGAUSSING COIL
5
4
2
J402 & J401
X R404
DEGAUSS X BS400 13" ONLY
T X R407
!
!
F400 X
! ACHOT ACNEUT
X L400
!
X L401
R402 1.5
C400 0.22
!
C407 0.015 400V
SG460
! SG461
!
C498 4700PF 250V
! R401 4.7M 1/2W
R400 4.7M 1/2W
!
BS403
R403 1.5 10W
30
C409 0.015 400V
D401
D402
TP19 530628-1001 X4 D404
D405
R418 33K 1W
ELECTRONICA
y servi cio
No.27
!
!
R436 82 2W
R429 82 2W C430 600PF 1KV
! T425 14 4
2V (3.1V) 2.9V
R431 68 2W R467 68 2W
2 16 R448 9.1
2.94V (3.1V) 2.94V
+
R414 7.5K
R413
500V
10 D448 FB446
TP13
C450 2200uF 25V
FB447
+
R469 10 1/2W
R457 510 1/2W
C453 0.12
+13VSB SOURCE
R470 X 1/2W 11.8V 13V
10.2V 0.15V
R462 10 Z461
C457 + 1uF +13.5V 50V
X D446
11
R421 1K
470PF 1KV
F443
1
2
C437
!
!
1
10 1/2W
C412 10uF 50V
C435 470PF 1KV
C433 1000PF 1KV
C448 3900PF
1.9V 2.7V
+130V SOURCE
C431 X 200V
HS450
!
15 3
C428 3900PF
D413
TP4
FB450
D450
B3
Q465 SWITCH
12.2V 13V
9.6V 1V
B25
+9V SOURCE
23.3V 3 R422 23.2
R464 R461 X
C413 2200PF
HEALTHCARE/CARD AND COMMERCIAL MODELS UNRECTIFIED 13V X J420
FB425
FB426
1
R451 1K
+C451 1uF 50V
171V (160V) 156.5V
R466
C423 1000PF 1KV R424 100 2W
!
B24
+9VB SOURCE
7.8V 8.1V
2 3 TO J739
R442 5.6
TP15 9.6V 0.7V
R450 150 1W
6 R423 100 2W
X Z462 X
+13V
172V (160V) 156V
R425 0.22 1W
C462 X 50V
Q466 SWITCH
10.25V -0.3V
C442 3900PF
R452 100
6.2V
+5V REGULATOR Z463
Q467 SWITCH
TP16
5.6V
B10 B8
R447 ! 10
+5V REG INPUT
+5V SOURCE
(2A7)
10 1/2W
500V
!
D422 12 171V (160V) 156V
13
+16V AUDIO SOURCE
!
B15 B23
!
X R446
F442 C441 0.01uF
C405 400V
TP14
X R444
GNDA
2W + C443+ 1000uF 25V GNDA
J405 X C426
!
B18
X C401
HOT
X C402
B28
B29
B30
B33
B35
B31
B34
B36
B38
NOT USED COLD
ELECTRONICA
!
y ser vi cio
No.27
31
Figura 5
STEREO IND (2M4) MONO/STEREO (2M4)
R700 +9VB 1/2W
X J183
C700 15V
Z700 NONE
!
VID IN 1 GND 2
C701 R722 R707 X J780 RED
#
4A3 WHT
BS711 USED PRO BASIC ONLY
INPUT AMP
R785 1/2W
VAR-AUDIO-R
+ + C705 50V
R720
R702
BS710 NOT USED PRO BASIC
J181 EX-VIDEO
681
EX-MONO OR EXT-AUDIO-L
WHT
R790
R792 1/2W
EXT-AUDIO-R
R795 R746 1/2W
C706 50V R704
C793 50V
R796
483
+
C707 50V
C791 50V + R794
C790
RED
C704
16V C708
R705
R791
R793
582
R703
Q701 BUFFER
C796
YEL
GND 4 AUD IN 5
C703 50V C702
R723
VAR-AUDIO-L
5A2
VID IN 1 GND 2 AUD IN 3
R718
C794
R701
INPUT AMP R721
R788 1/2W
R706
Q703
Q702
+
C792
R797 R724
C725 AUDIO COMP (3M4) B19
(2M5)
VOL/MUTE J700 EXT L
2
EXT R
3
BB
4
N/C
5
N/C
6
N/C
7
N/C
8
GND
9
N/C
10 J701
GND N/C LOR_ALING +8V SDR SDA SCL GND R OUT L OUT
1 2 3 4 5 6 7 8 9
BS701 MONO WILL USE LEFT CH
(2M5)
AV EXT SW
LOL_ALING 1
+ +50V
B20
B42
TP52 LOL
R736 !
+16V
8
GNDA
9
C720 C740 16V
C744 2200PF
R774
TP53 R777 -9VB 1/2W LOR SDA (1M3) (2M2) (3A8) SCL (1M3) (2M2) (3A8)
1 2 3 4 5 6 7 8
R762
C726
+
C741
GND
R733
C743
Mute out 1
Mute out 2 14
Rec out 1 Rec in1 NF1 Pre-ind 1 AVL
Rec out 2 13 Rec in 2 12 NF 2 11 Pre-ind 2 10 GND 9
R749
R764 R735
C739 50V +
C721 R763
R761
Q731
R776
C727
BASS BOOST
R737
AVL CONTROLLER Q720 C735 16V
C736
R731
R742
Vcc 16 Mute in 15
Vs
C732 16V
R732
R744 10K
IC720
C734 16V
!
NO LC STEREO AVL OR MONO
NO LC STEREO AVL
+
R740 1/3W
R738 1 2 3 4 5 6 7
BS702
-9VB
J702 GND N/C MUTE N/C BAS TREB N/C
C738 50V
R734 C737
C728 16V
C733 16V
R741 Q720 AVL SWITCH
R739
C729
AVL (2M5) BASS BOOST TREBLE BOOST
32
(2M1) (2M5)
ELECTRONICA
y servi cio
No.27
R753
Figura 4 El televisor no enciende ¿Hay 156 voltios en la salida del puente rectificador?
No
Verifique el estado de F400, R402 y el propio puente.
República del Salvador No. 32
Sí
¿Hay 156 voltios en la terminal 6 de T425?
No
Compruebe el estado del T425
No
Pruebe las condiciones de R425
TELESTAR
Sí
¿Hay 160 voltios en la terminal 3 de IC400? Sí
¿Hay 2.9 voltios en los pines 3 y 1 de T425?
Verifique Q410 y/o sustituya IC400
No
Compruebe el estado del T425
No
Verifique los componentes que anteceden a dichas salidas
Sí
¿Existen todos los voltajes de B+ en la salida de la fuente?
Y u g o s
y
f l y- backs
República de El Salvador No. 17, Local 7 No
Sí
¿Hay voltajes de CD en los diodos 450, 448 y 442?
DIAGRAMAS MANZANO
ELECTRONICA JENNIFER R e f a c c i o n e s Rep ú blica de El Salvador No. 12, local 13
Sí
¿Hay 130 voltios en el pin 2 del fly-back?
No
Verifique en qué punto del trayecto “fly-back/fuente” se pierde dicha tensi ón.
No
Compruebe el estado del fly-back.
Sí
¿Llegan los 130 voltios al colector de Q503?
DIAGRAMAS MESONES Mesones No. 8
Sí
¿Existe señal de diente de sierra en la base de Q503?
No
Sí
¿Hay señal de diente de sierra en el pin 40 de IC271? Sí OK
No
Verifique el funcionamiento de T504 y Q502, así como la señal de oscilaci ón en ellos.
Compruebe que en la terminal 50 de IC271 no exista señal que bloquee el funcionamiento de éste. Si la hay, sustituya a Q540/541. Si no la hay, reemplace a IC271
ELECTRONICA ALAN República de El Salvador No. 17, Local 9
LASERTEC Refacciones, Diagramas y Manuales A ld a c o N o . 1 6 l o ca l B
UNIDADES REPRODUCTORAS DE 10 DISCOS PARA AUTOESTEREOS A r m a n d o M a t a D o m ín g u e z
Introducción
E n l a s o n o r i z a ci ó n d e l a c a b i n a d e l a u t o m ó vi l , ya n o e s n o v ed a d u t i l i z a r u n e q u i p o r e p r o d u c t o r d e CD ; l o q u e a h o r a i m p o r t a m ás a l o s u s u a r i o s , es q u e o f r e zc a a m p l i a s p r e st a c i o n e s; d e a h íq u e l o s fa b r i ca n t es est é n p r o d u c i e n d o d i v e r sa s o p c i o n e s co m o l a s l l a m a d a s u n i d a d e s “c a r g a d o r a s ” de 1 0 CD . En este ar tícu lo , h a b l a r e m o s d e l a i n s t a l a ci ó n , estr u ctu ra y fal las típi cas de la u n i d a d r e p r o d u c t o r a d e CD d e 1 0 d i sc o s m a r c a So n y, m o d e l o C D X - A10 , un a de la s m ás con ocid as en el m e r c a d o e l ec t r ón i c o .
36
Los llamados “cargadores” o mecanismos de 10 CD para automóvil, se han popularizado en los últimos años gracias a que se pueden instalar en la cajuela; y como esto permite ocultarlos, se reduce el riesgo de robo. Por medio de un control remoto o del propio tablero del autoestéreo, es posible manipular estos módulo s desde el interior del vehículo; y esto es muy atractivo para el usuario, porque además puede reproducir los discos en el orden que desee e incluso repetir las selecciones musicales tantas veces como quiera; también puede omitir la reproducción de CD y escuchar la radio, con sólo presionar un botón. Por otra parte, es importante tomar en cuenta que existen dos versiones de estos equipos: los que se asocian a cualquier autoestéreo (cargadores denominados del tipo están d ar ) y los que tienen que interconectarse con un autoestéreo
ELECTRONICA
y servi cio
No.27
de su misma marca y de un modelo especial (cargadores denominados esp ecífi co s ). La diferencia entre las dos versiones es el costo del módulo; cuesta más el cargador estándar, porque dispone de los accesorios necesarios para ser conectado a cualquier autoestéreo.
Figura 3
Procedimiento de conexión e instalación Aunque las siguientes indicaciones son propiamente para el cargador estándar de 10 CD, también son aplicables al cargador específico.
Paso 1 Determine el sitio exacto de la cajuela en que será colocado el cargador. Se recomienda que quede en posición ho rizontal, fijado en una sección rígida de la propia carrocería del vehículo (figura 1).
Figura 1
Paso 3 Sobre la parte elegida, marque los puntos en donde coincidan los orificios de las orejas sujetadoras del cargador (figura 3).
Paso 4 Por debajo de la alfombra del automóvil, instale en forma extendida el cable de comunicación de color azul; para que sufra el menor daño posible, asegúrese de que quede en áreas de “poco tráfico” dentro del automóvil .
Paso 5
Ubicación del cargador de 10 CD
Luego de haber conectado el cable de comunicación, para fijar el cargador en la cajuela utilice pijas.
Paso 6 Arnés de cables
Paso 2
Elija un sitio debajo del tablero frontal del automóvil, y con pijas coloque ahí el convertidor de R.F. Pero no olvide que antes de esto debe conectar las líneas de tierra (cable negro) y de alimentación de CD (cable rojo), así como la antena (cable coaxial) y el cable de comunicación (cable grueso azul de varios pines). Vea la figura 4.
Coloque los soportes de los extremos del cargador (figura 2). Figura 4
Arnés de cables
Cable de antena
Figura 2
ELECTRONICA
y ser vi cio
No.27
37
Figura 5 Display
Teclado de control
Selector de frecuencia de recepción
Figura 6
Paso 7 Con cintas de doble adherencia, fije fuertemente la caja sensora con display en el panel frontal o consola del automóvil (figura 5).
Paso 8 Para comprobar que la instalación se hizo correctamente, energice el equipo e insértele diez discos; luego de seleccionar uno de ellos a través del control remoto, deberán aparecer indicaciones relacionadas con el display de sensores. Para establecer el audio, es importante que el receptor de radio sintonice la banda FM y la frecuencia de 88.7 MHz ú 88.3 MHZ; pero esto depende de la selección que previamente se haya hecho en el modulador de R.F. (figura 6).
Estructura del cargador de 10 CD Sony CDX-A10 Las secciones del cargador estándar son iguales a las de cualquier reproductor de CD (figura 7), con la diferencia de que todas sus funciones son controladas mediante líneas de d a t a , c l o c k y e n a b l e. Estas provienen del controlador localizado en la placa de sensores y en el display que se instaló en la consol a frontal del automóvil (en la cual están las teclas de control). Debido a que las funciones se controlan a través del control remoto o del teclado, en el mercado negro (comercialización de equipo robado) se cotizan a muy bajo costo las cajas o cargadores sustraídos de la cajuela; pero estas “promociones” casi siempre son incompletas, porque no es fácil “conseguir” el control remoto
(que se supone siempre es portado por el usuario) ni el panel de control (que se ubica dentro del automóvil y es de difícil desmontaje). Si le mencionamos esta cuestión, es porque queremos advertirle que sea cuidadoso y que no se deje sorprender con supuestas ofertas. El módulo de R.F. está integrado por una sección convertidora de radiofrecuencia (que contiene un amplificador de radiofrecuencia), un oscilador de doble frecuencia de trabajo y un circuito mezclador (figura 8). En tanto, el princi pal componente del módulo de control es el circuito del microprocesador; para acceder a este módulo, se utiliza el teclado o el tren de impulsos expedido por el control remoto; ambos (teclado y control remoto) fungen como puerto de entrada del microprocesador, mientras que el display que muestra la información sobre las funciones elegidas y el cargador de 10 CD que ejecuta las órdenes dadas, lo hacen co mo puertos de salida (figura 9).
Figura 8
Modulador de R.F. FE1 FM FRONT-END
ANT
ANT
OUT FM RF AMP
FM MIXING
LI BUFFER D6 D7
AGC
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Figura 9 Módulo de control KEY MATRIX
KEY MATRIX
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54
12 DISP SELECT 5 SERIAL DATA INPUT
10
CNP 902 6
14
LCD MODULE ND 801
SEG 24 31 I I SEG I
60 KEY MATRIX I 63 INPUT 15
CLOCK OSC IC804
CLI 57
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2
14 DATA 7 SERIAL CLOCK
LED
INPUT
11
12
2
13
CLOCK OUT
DATA
15
7
I
I
19
11
EXPANDER IC 802
1 I 5 14
D801 - D851
SWITCH Q801 - 807
22 23
56 RESET
ACC B+ B+
IC805 BUFFER
IC801 COMMANDER MICRO COMPUTER
X1 20
X2 21
Desensamblado del equipo
Exploración de partes
Para dar servicio al equipo, es preciso retirar la cubierta principal; para ello, primero quite los tornillos tipo Philips indicados en la figura 10; enseguida retire las tapas que cubren el si stema de amortiguamiento, mismo que impide el “brinco” de canciones (figura 11); para retirar los resortes amortiguadores utilice unas pinzas delgadas; y, por último, quite la cubierta secundaria (figura 12).
El funcionamiento de este tipo de cargadores de CD, se basa en la combinación de dispositivos electrónicos y mecánicos, los cuales se controlan por medio del microprocesador (el cual se localiza en el blo que de sensores). En el chasis del cargador (figura 13) se ubican el bloque óptico, el motor elevador, el motor de carga y descarga de disco, lo s sistemas de carga y descarga del cartucho de discos, así como
Figura 10 Tornillos frontales
Tornillos posteriores
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Figura 11
Resorte amortiguador anti-brinco de pistas
Tapa Tornillo tipo Philips
un conjunto de engranes y cremalleras que permiten el funcionamiento mecánico del sistema; también encontramos ahí al sistema hidráulico amortiguador de brincos (integrado por dos recipientes de caucho rellenos de aceite viscoso), el cual sujeta al sistema mecánico sobre las cubiertas secundaria y principal (las que a su vez se sujetan sobre la carrocería del automóvil).
FALLA 2 Sín t o m a : No había lectura de discos (en display
aparecía la indicació n “no disc”). P r u e b a s r e a l i z a d a s : Observamos que los discos no se deslizaban hacia el ensamble del bloque óptico. C a u s a : La palanca de desliz amiento estaba rota. S o l u c i ó n : Se reemplazó esta pieza.
Causas y soluciones de fallas comunes Para concluir el artículo, presentamos algunas fallas que suelen presentarse en estas unidades cargadoras de CD. Las hemos numerado simplemente para identificarlas:
Figura 12 Retirar en sentido de las flechas
FALLA 1
Cubierta secundaria
Sín t o m a : El
equipo rompía discos. P r u e b a s r e a l i z a d a s : Observamos que los discos no se deslizaban hacia el ensamble del bloque óptico, porque chocaban contra el ensamble mecánico. Descubrimos que éste se encontraba colocado a una altura in correcta. C a u s a : Motor elevador dañado o sistema mecánico con exceso de grasa. Sol u ción : Se lavó el motor con “aflojatodo” y después con alcohol isopropílico.
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FALLA 3
C a u s a : Rodillo de disco cristalizado.
Sín t o m a : No había lectura de discos (en display
Sol u ci ón : Para limpiar el rodillo , utilice un paño
aparecía la indicación “n o d i sc ” ). P r u e b a s r e a l i z a d a s : Observamos que los discos no giraban una vez colocados sobre el bloque óptico. C a u s a : Bloque óptico dañado. S o l u c i ó n : Se reemplazó este bloque.
humedecido con alcohol isopropílico o con líquido limpiavidrios.
FALLA 5 Sín to m a : No había expulsión del cartucho de
discos. P r u e b a s r e a l i z a d a s : Verificamos la energización
FALLA 4 Sín t o m a : No había lectura de discos (en display
aparecía la indicació n “no disc”). P r u e b a s r e a l i z a d a s : Observamos que los discos no eran extraídos.
del motor de expulsión, y la encontramos correcta; pero descubrimos que el engrane de media luna estaba roto. C a u s a : Justamente, esta rotura. Sol u ci ón : Se reemplazó dicho engrane.
Figura 13 Vistas fí sicas del chasis del cargador
PWB de intercomunicación
Motor de carga
Engranes y cremalleras
Area de engranes Zona de carga y descarga
Sección de carga y descarga
Zona del bloque óptico
Motor elevador Cargador de 10 CD Engrane sinfín
Amortiguadores anti-brincos
VIDEOCAMARAS VIDEOCaMARAS Fallas típicas en la sección de cámara A r m a n d o M a t a D o m ín g u e z
Generalidades
La vid eocám ar a es u n o de lo s equ i- po s electr óni cos d e u so d om é stico qu e m ás su bseccion es in clu yen (sección de cám ar a, sección de g r a b a c i ón y r e p r o d u c ci ón , m e ca n i sm o , v i so r e l e ct r ó n i c o , et c . ) Y pr ecisam ent e por ello, es m ás c o n v e n i e n t e r e f e r i r se a f a l l a s d e bl oq u es específicos q u e d e la m áq u i n a e n g e n e r a l ; e s l o q u e h ar em os en este artícul o, en el qu e com ent ar em os algu n as averías com u n es en l a sección de cám ara de l o s e q u i p o s d e 8 m m . Pa r a e l l o , t o m a r e m o s c o m o r e fe r en c i a a l gu n o s m o d e l o s d e l a s m a r c a s c o n m ás p e n e t r a c i ón e n e l m e r c a d o a ct u a l . ELECTRONICA
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En sentido estricto, las videocámaras de uso doméstico son un conjunto de dispositivos mecánicos y electrónicos que permiten grabar y reproducir imágenes y sonido; para esta última función, requieren de un televisor como medio de despliegue de la información . Una videocámara está integrada básicamente por la sección de cámara y la sección de VTR (grabación y reproducción), y en esta última se alojan los circuitos de control de los servomecanismos de los motores del tambor (d r u m ) y del cabrestante (capstan ). Cuenta, además, con un visor electrónico (v i ew f i n d e r ), el cual permite monitorear la imagen que se pretende grabar o la imagen que ya se grabó. El funcionamiento de cada una de estas secciones, es controlado o coordinado por medio de la sección del sistema de control o microprocesador (figura 1).
43
El circui t o pr ocesador de señ al es
Sección de cámara
CCD
Salida A/V
Lente CHA
Sección de VTR
CHB
Sistema de
Visor electrónico
control
Figura 1
Recibe la señal de cámara y elimina la frecuencia de muestreo de 9.5 MHz proveniente del captador de imagen; luego separa de la propia señal de imagen los colores rojo, verde y azul, para ajustar de manera independiente cada uno de los niveles de voltaje y así conseguir tonos blancos al 100% cuando sea necesario. En este mismo circuito se realiza la inserción de pulsos de borrado vertical y horizontal.
Teclado
El cir cui to matri x
Conceptos básicos de la sección de cámara A través de la lente que se ubica al frente del aparato, esta sección se encarga de captar las imágenes y de convertir los cambios de iluminación en variaciones de voltaje, para después obtener la señal de video compuesta que será enviada a la sección de grabación. La sección de cámara está integrada por varias sub-secciones, cada una de las cuales tiene una función específica (figura 2). Veamos algunos ejemplos de esto.
Se encarga de recibir la información de los tres colores de imagen provenientes del circuito procesador de señales, y de ajustar los niveles que determinan la cantidad de brill o, contraste, niveles de saturación y tinte de color de la señal de imagen.
El cir cui t o codifi cador de señ al es Permite insertar los impulsos de sincronía (vertical, horizontal y sincronía de color de 3.58MHz), y a través de sus terminales de salida proporciona la señal de video compuesta de color (tamal d e lu m in an cia y bién conocida como s e ñ crominancia ) por líneas independientes.
El cir cui to “timi ng” El cir cui t o captador de i magen Compuesto por un conjunto de elementos de imagen o pixeles , se encarga de convertir las variaciones de iluminación en variaciones de voltaje (señal de cámara).
Es un circuito complementario para la operación de cada una de las sub-seccion es que acabamos de describir. Se encarga de generar impulsos de diferente frecuencia, que dan lugar a un proceso secuencial de formación de la señal de video compuesta.
Figura 2 Captador de imagen
Procesador de señales
Circuito matrix
Lente Circuito timing
Codificador de señales Y Generador de sincronía C Sección digital
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+
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Visor
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Figura 3
Fi g u r a 4
La magnitud de la se ñal de imagen se convierte en corriente directa, quedando en proporción directa (mayor señal = mayor voltaje de CD, y viceversa). El voltaje es reforzado por el excitador, excitador, y permite controlar el giro del motor de ir is (de tal manera que al llegar m ás luz a la lente, el motor de iris cierra al diafragma, y viceversa). viceversa).
Separador o procesador de señales
CCD Lente
Cada vez que se capta una imagen desenfocada, el motor permanece energizado y cambia su direcció dirección al activarse los interruptores de direcció dirección. Al captar imagen enfocada, las señ señales de frecuencia alta se convierten en CD, para despué después ser digitalizadas y convertidas en voltaje de STOP para el procesador de enfoque; de esta manera el motor queda sin movimiento. Lente
M
Procesador de señ señales
CCD
Señal de imagen
Señ Señal de imagen Excitador
Detector de DC
SW Direcció Dirección
M
H.P.F.
Detector DC
Motor de enfoque SW Direcció Dirección
En equipos de reciente fabricación, cada una de las secciones viene en un circui to integrado; integrado; y las secciones digitales agregadas procesan a las señales de croma y luminancia en lenguaje lógico, con la finalidad de realizar la función de z o o m digital digital (con la que se logran acercamientos de hasta 360X, y se obtiene una ventaja más de los equipos modernos). En la l a sección de cámara también también interv in tervienen ienen tres motores que favorecen la calidad de imagen. El motor de iri s, por ejemplo, se encarga de controlar la cantidad de luz que excita a cada uno de los pixeles del captador de imagen; para ello, abre o cierra un par de láminas ubicadas entre la lente len te y el captador de imagen i magen (figura 3). El motor mo tor de enfoque posiciona correctamente correctamente a la lente l ente de enfoque, enfoque, con la finalidad fin alidad de que, de forma automática, sea posible captar imágenes muy bien definidas (figura 4). Y por último, la lente de z o o m permite “acercar” “acercar” la imagen (fun(fun ción de telefoto) telefoto) o aumentar aumentar el ángulo de captación (función de w i d e), a voluntad del usuario (figura 5).
Procesador de enfoque
audio, etc.), es lógico que esté expuesta a presentar un mayor mayor número de fallas. En la sección de cámara de las videocámaras de 8 mm, los
Figura 5 El circuito zoom trabaja utilizando transistores-conmutadores, los cuales, al ser activados, inducen una corriente a través del motor zoom en diferentes direcciones. Dichas direcciones dependerán de la tecla presionada (W = video, alejamiento y T = telefoto, acercamiento). Lente
M
Motor de zoom W
Fallas comunes en la sección de cámara Excitador
Puesto que una videocámara tiene más sub-secsub- secciones que cualquier otro equipo de uso doméstico (televisor, videocasetera, componente de
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Convertidor A/D
Conmutador T
45
problemas más comunes son los l os siguientes (para (para identificarlos fácil mente los hemos numerado):
FALLA 1
Figura 6 Ensamble de la lente, desmontado de la tarjeta de circuito impreso
Zona donde se ubica
M ar ca: Sony. Sony. M od elo: CCD-TR5. CCD-TR5. Sín t o m a : La La imagen grabada se observa total-
mente oscura. P r u e b a s r e a l i z a d a s : Tras Tras asegurarse de que la
cinta fue bien grabada, ésta se introdujo en otro equipo; al oprimir el botón de PLAY, la imagen se observaba perfectamente. Esto significa que hubo un problema cuando se grabó la señal proveniente de la sección de cámara. C a u s a : Las Las láminas l áminas de iris están están cerradas. S o l u c i ó n : Después de retirar las cubiertas del equipo, localice las láminas l áminas de iris; para abrirlas manualmente, manualmente, utilice utili ce un desarmador desarmador pequeño. La razón de ello es permitir el paso de la imagen, la cual debe aparecer entonces en el visor electrónico o monitor que se esté esté utilizando. Después de comprobar que el problema es el “atascamien “atascamiento” to” de de las laminil lami nillas las de iris, iri s, debe retirarse la lente para proceder proceder a la reparación reparación de las mismas; mi smas; hay que destrabarlas, y luego insertarlas en el p i n sujetador del motor correspondiente (figura 6). C o m e n t a r i o s : Cuando Cuando las lámin as de iris se cierran, impiden que la imagen que se pretende grabar llegue al captador de imagen. Es una falla común co mún en la mayoría de equipos.
FALLA 2 M ar ca: Samsung. Samsung.
M odelo: VC- E805N. E805N. Sín t o m a : La La imagen i magen que se pretende pretende grabar no puede ser enfocada. P r u e b a s r e a l i z a d a s : Se habilitó el equipo en función de cámara y se seleccionó la modalidad de enfoque automático, a fin de captar diferentes objetos con un correcto enfoque. Como esto no se logró, confirmamos la inoperancia del circuito de enfoque. C a u s a : Motor M otor de enfoque inoperante. inoperante. S o l u c i ó n : Por Por lo l o general, la causa de que que el motor se vuelva inoperante es que su conjunto in terno se ha atorado por la cristalización de la grasa interna; y es que esto impide que el motor mo tor
46
Zona de motores
Lente desmontada de su ensamble
Diafragma de iris (abierto)
gire. Para solucio nar el problema, retire la grasa cristalizada; haga esto con alcohol isopropílico, aplicándolo dentro del del motor; al mismo mi smo tiempo,
Figura 7 Limpie esta zona con alcohol isopropílico
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Figura 8
FALLA 4 M a r c a y m o d e l o : Sony. Sony. M od elo: CCD-TR4. CCD-TR4. Sín t o m a : El El equipo no funcio na en modo de cá-
mara. P r u e b a s r e a l i z a d a s : A A través través de su correspon-
Capacitores de montaje superficial
alimente ali mente a éste con una fuente fuen te externa externa que permita inyectar 3 ó 4 voltios (figura 7). C o m e n t a r i o s : A A veces, veces, el atascamiento atascamiento del mo tor puede provocar daños en el circuito d r i v e; y como la cristalización de la grasa se produce dentro del conjunto con junto de lentes, basta basta reemplazar o desensamblar éste éste para eliminar la l a falla.
diente fuente de alimentación, el equipo fue energiz energizado; ado; también también se condicionó condici onó por medio del interruptor interruptor de modo, pero no se obtuvo obtuvo ninguna ni nguna indicació n de encendido. Por esta razón, se determinó que el problema estaba en el sistema de regulación regulación interno del equipo. S o l u c i ó n : Se reemplazó el bloque correspondiente al convertidor DC-DC (se trata trata de un con junto de elementos que forman fo rman una fuente de alimentación conmutada, la cual se encarga de proporcion propor cionar ar diferentes niveles de voltaje a cada una de las sub-secciones sub-seccion es de la sección de cámara y a la sección de VTR). En nuestro caso, el problema en este bloque derivó en la situación mencionada (figura 9). C o m e n t a r i o s : En En la mayoría de videocámaras, la sección del convertidor DC-DC se reemplaza en bloque (luego de diagnosticarlo como tal, y no como un componente).
FALLA 3 M ar ca: Canon. Canon. M od elo: EA EA 080. 080. Sín to m a : La La grabación se logra con débil bri-
llantez, resolución y color. P r u e b a s r e a l i z a d a s : Al A l introducir una cinta previamente grabada y activar la función de PLAY en la videocámara, la imagen apareció con todos sus parámetros correctos. Esto indi ca que el problema se localiz a en la sección de cámara. Sol u ción : Se cambiaron los filtros Se fil tros tipo montaje superficial de la sección de cámara específicamente asociados al circuito ci rcuito matrix (figura 8). C o m e n t a r i o s : Es Es común que los capacitores de tipo superficial se dañen o desvaloren, desvaloren, debido a la evaporación del líquido electrolítico; a su vez, esto esto origina ori gina una disminuci ón de la magnitud de las señales. En nuestro ejemplo, esto repercutió repercutió en los niveles de las señales a grabar; y por tal motivo, se presentó el síntoma inicialm ini cialmente ente descrito.
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Figura 9
Conectores y zona del convertidor DC-DC
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FALLA 5
Figura 10
M a r c a : Sony.
Modelo: CCD-F280. Sín to m a : La imagen grabada se observa con fondo totalmente azul y con falta de brillantez. Pruebas realizadas: Gracias a un trazado de señales que se hizo en el bloque “circuito del procesador de señales-circuito matrix”, descubrimos que en las líneas de salida del primero no había señales. S o l u c i ó n : Se Se reemplazó el bloque que conforma la mayoría de las sub-secciones de la sección de cámara (figura 10). C o m e n t a r i o s : No No hubo más remedio que reemreemplazar todo el bloque, porque se asienta en en una tarjeta tarjeta fabricada con un material semejante a la porcelana (en la que no se puede puede montar ni desmontar ningún ni ngún componente compon ente)) y porque está está fijado en ella con una soldadura muy especial. especial.
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Bloque de sub-secciones de la etapa de cámara
I
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Pida informes:
-
48 en la Rep blica Mexicana
Tels. 57-87-17-79 y 5 7-70-48-84 Fax. 57-70-0 2-14 Correo electr ó nico: ventas@centro ventas@centro japo japo nes.com www.centr www.centroojapones.com japones.com y servi servi cio ELECTRONICA
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LA ETAPA DE BARRIDO HORIZONTAL EN TELEVISORES MODERNOS JoséLu is O r ozco Cua u tle d i r e ct o r @c en t r o j a p o n e s. co m
La deflexión horizontal
En el pr esent e artícul o describ ir em os e l fu n c i o n a m i e n t o d e u n a s ec ci ón clásica d e u n televisor a col or : la e t a p a d e b a r r i d o h o r i z o n t a l . Pa r a n u e st r a s e xp l i c a ci o n e s, t o m a r e m o s c o m o r e f er e n c i a el r e c ep t o r K V - 2 1 R S 5 0 d e l a m a r c a S o n y , q u e es u n o d e l o s m o d e l o s m ás c o n o c i d o s e n e l m e d i o e l ec t r ón i c o ; y co m o e l c i r c u i t o q u e ve r e m o s e s u n b u e n e j em p l o d e l a s ec ci ón d e b a r r i d o h o r i z o n t a l , p u e d e se r v i r d e b a s e p a r a e n t e n d e r l a m i sm a se cc i ón e n o t r o s televisores.
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No.27
La etapa de barrido horizontal es una de las que con mayor frecuencia presenta fallas en l os televisores. Esto se debe a que sus circuitos consumen elevados niveles de voltaje (los más altos después de la fuente de alimentación), pues es una sección que desarrolla un trabajo electrónico muy pesado –por decirlo así–, ya que además de generar el barrido horizontal, tiene que producir el alto voltaje y otras tensiones que requiere el televisor para su funcionamiento. Las secciones básicas que integran a la etapa de barrido horiz ontal se muestran en la figura 1.
El circuito jungla El circuito jungla es un circuito integrado cuyas funciones primordiales consisten en:
49
Figura 1 Circuito jungla
Drive horizontal
Circuitos de protección contra alto voltaje (H old Down )
Salida horizontal
En la terminal 30 del circuito jungla se localiza una conexión marcada como X Ray o H o l d D o w n . Si en esta terminal se presenta –aunque sea por un momento– un nivel bajo, el circuito jungla dejará de operar. Por lo tanto, al no haber señal de barrido horizontal, el televisor se apagará, pues se habrá activado su sistema de protección. Esto sucede porque, en primer lugar, un alto voltaje por encima de lo permitido puede traducirse en mayores emisiones de rayos X por el cinescopio y, segundo, porque la sección de salida horizontal consume más corriente de la que necesita.
Hold Down
1) Procesar la señal de video para enviarla al cinescopio. 2) Generar una señal de 15,734 Hz; ésta, a su vez, produce tanto la señal de barrido horizontal como el alto voltaje. 3) Producir la señal de barrido vertical de 60 Hz. Para que este circuito genere la señal horizontal, es necesario que reciba una polariz ación de 9 voltios “switcheados”, provenientes de la fuente de alimentación; dicho voltaje se recibe en la terminal 3 del circuito Sony que hemos tomado como referencia (figura 2). A su vez, en su terminal 33 se encuentra un cristal que genera una señal de 500 KHz , la cual es enviada a los circuitos divisores alojados en el propio circuito jungla; de esta manera, se obtiene una señal de onda cuadrada de 5 Vpp y de 15,734 Hz, que sale por la terminal 29.
Figura 2
El transistor “driver” horizontal Q550 La señal de barrido horizontal se acopla en la base del transistor driver horizontal Q550, por medio del capaci tor C390; si este capacitor ll ega a presentar fallas intermitentes, el transistor d r i - ver horizontal no recibirá los pulsos, provocando con esto que el televisor se apague. Ante esta situación, lo primero que podríamos pensar es que el circuito H o l d D o w n es causante de la falla; sin embargo no siempre es así,
R549 +115VDC
Circuito Shut Down del televisor KV-21RS50
R544
C527 +
R543 R547 R545
0VDC R542
+
VCC
R356
3
D503
HD
IC301 JUNGLE
0VDC
R347 C390
29
X-RAY
D507
C503 10
50
6
7 +
IC502 1/2 -12VDC NJM4558
-15V Source
R519 2W -
T551
5
Q551 H OUT
D502
C511
T504 FBT
C513 D504
+115VDC
R560
R511
Q550 H DRIVER
X300 500K
33
30 R559
R548
Q504 OCP
+9V SW
L316
C356
115V
P
9.8VDC D505 8.8VDC + C511 R525
R520
D504
+15V SOURCE
HEATER 9 D509
200V (G2) 8
R531
D506
H.V.
FOCUS
R523 7 R527
+
D510
C528
ELECTRONICA
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No.27
Figura 4
Figura 3 IC31 Jingla
X RAY 30
HD 29
VCC 3 Del FLY-BACK ABL
Al AFC
A
FLY-BACK
HD 22
115V
R555 6.8k 3W :RS
19
C575 0.015 200V :PT
3 2 1
0.8
0 Q550 2SD3209 H.DRIVE
Q551 2SD1877S 110.3 H.OUT
T551 :HDT
20
6
Q613 2SD601A SWTCH 0
TP93 SET +9V R683 15K 3W :RS
19
Q606 2SD2137-OP 9V-REG
0
porque si el capacitor C390 falla por completo, provocará esta avería en forma intermitente. El nivel de pico a pico con que llega la señal del horizontal al transistor driver , es de apenas 1.3 Vpp (figura 3). Luego de que esta señal es amplificada, en el colector se obtiene una señal de 130 Vpp, la cual contiene en su parte superior una señal oscilante denominada r i n n i n g. Los componentes asociados al transistor driver son C553, R555 y C575; todos ellos sirven como una malla RC para suavizar los picos que pudieran aparecer. En la figura 4A observamos la señal normal que aparece en el colector del driver . Cuando falla el capacitor C553, se advierte que la amplitud de la señal sube considerablemente (figura 4B). Dicho incremento de amplitud, provoca que el transistor de salida horizontal –el que finalmente recibe estos pulsos– aumente de temperatura y que, por consecuencia, se dañe (recuerde que la temperatura promedio con que se calientan los transistores de salida horizontal, es de 50 a 60 grados centígrados). Ahora bien, si el capacitor C575 se daña (capacitor de desacoplo), puede provocar también el sobrecalentamiento del transistor de salida H. Para medir la temperatura, utilice un multímetro en función de termómetro. En este caso, nosotros empleamos el multímetro Protek 506
ELECTRONICA
B
FB501 0.45UH
21
C553 470p 500V B
C555 330 2KV B
0
4
TP86 R554 2.2k :CHIP
0
C554 0.0057 2KV
y ser vi cio
No.27
(figura 5), ya que se trata de uno de los instrumentos de su tipo más avanzados; entre sus características destacan que posee interfaz para conectarlo a la computadora, por lo que es posible grabar y trabajar posteriormente con l os diversos valores obtenidos en las medicion es.
El transformador “driver” horizontal Este dispositivo es un transformador de bajada; es decir, la inductancia del embobinado primario es de 1.1 henrios y la del secundario es de 0.58 de milihenrio; para comprobar esta medición, puede utilizar el multímetro Pro tek 506 en función de inductómetro o de medidor de inductancias. Aunque es raro que este transformador presente fallas, el hecho de operar con señales al-
Figura 5
51
ternas, puede provocar en él vibraciones que deriven en falsos contactos entre las soldaduras de sus terminales; y cuando esto sucede, el transistor de salida horizontal sufre daños. Esta situación puede confundirnos, ya que, evidentemente, desconocemos el motivo por el que el transistor de salida horizontal sufre daños en forma repentina. Pero si con sideramos el hecho de que al dañarse la salida horizontal, también se dañan los transistores de la fuente, es recomendable que cuando usted reciba un televisor siempre vuelva a resoldar este transformador. Hágalo, aunque parezca que no es necesario.
El transistor amplificador de salida horizontal El transistor de salida horizontal amplifica la señal que recibe en su base, y la aplica tanto a la terminal 1 del fly-back como al yugo de deflexión. Este transistor aloja a un diodo d a m p e r (a diferencia de otros modelos de transistores, que lo tienen de manera independiente), y su temperatura de trabajo oscila entre 50 y 60 grados centígrados. En el colector de este transistor existen picos de hasta 1.1 KV; si desea medirlos, tendrá que emplear un osciloscopio de suficiente capacidad (puede ser uno de la marca Hameg o uno convencional, pero con punta atenuadora por 100). Quiz ás en este momento no vea ninguna razón por la que debamos medir la forma de onda en el colector, pero tome en cuenta que los daños que en ocasiones sufren lo s capacitores localizados en el colector de salida horizontal, provocan la desintonización del circuito resonador (que ellos mismos forman junto con el primari o del fly-back ) y que esto, a su vez, provoca una elevación del alto voltaje y un sobrecalentamiento del transistor de salida H. Si mide esta
Figura 6
10 mseg.
forma de onda, podrá verificar que en su parte superior muestra un doble pico, y que el pulso no mide 10 microsegundos de ancho aproximadamente (figura 6).
El fly-back El fly-back , también conocido como transformador de retrovuelo, recibe los pulsos de 1.1 KV y además realiza las siguientes funciones: 1) Produce un alto vol taje que es rectificado por los diodos que él mismo aloja. 2) A través de sus diversos secundari os, entrega voltajes que, después de ser rectificados, polarizan a diversas etapas del televisor. 3) Entrega voltajes a los resistores-divisores conocidos como Screen y F o c u s. 4) Polariza al filamento del cinescopio.
Fal l as en el f l y-back Son muchas las fallas que se pueden presentar en un fly-back : cortos en embobinados primarios o secundarios, en los diodos rectificadores del alto voltaje o en los controles de Screen o F o c u s . Para llevar a cabo una comprobación completa del estado que guarda el fly-back , le recomendamos utiliz ar el probador que se muestra en la figura 7, cuyo circuito fue publicado en el número 1 de esta revista.
Figura 7
Por último, cabe señalar que la etapa de salida horizontal también genera pulsos que sirven como retroalimentación a diversos circuitos; por ejemplo, al CAF o control automático de frecuencia, al circuito corrector de P i n - c u s h i o n y al sistema de protección o Sh u t - d o w n y A B L.
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MONITORES DE PANTALLA PLANA SAMSUNG M i g u e l Án g e l So l a r * m i g u e l . so l a r @se m . sa m su n g . c o m
Notas preliminares
Lo últim o en tecno log ía d e despl iegu e de im ágen es en c o m p u t a d o r a s , so n l o s m o n i t o r e s d e cr ista l l íqu id o TFT. En este ar tícu lo r e vi sa r e m o s u n m o d e l o Sa m su n g qu e viene com ercial izán do se con g r a n a c ep t a c i ón e n e l m e r c a d o d e per ifé r ico s. No s in ter esa da r a con ocer esta t ecno log ía, po rq u e con m u c h a p r o b a b i l i d a d m a r c a r ál a pau ta de los m on itores de nueva g e n e r a c i ón , y a n o b a sa d o s en t u b o s d e r a y o s ca t ó d i c o s si n o e n p a n t a l l a s plan as, con to das las ventajas que e st a o p c i ó n i m p l i c a . 54
En un monitor con tubo de rayos catódicos (figura 1A), la imagen que se despliega es resultado del trabajo de un conjunto de circuitos deflectores que, mediante inducciones magnéticas, dirigen tres haces de electrones hacia una pantalla fosforescente; así se produce un barrido que forma la imagen que se despliega en la pantalla. Pero dicho sistema tiene el inco nveniente de que la calidad de las imágenes se degrada, debido a que la información que se procesa en la computadora es de formato digital y, como la información que sale de la tarjeta de video es analógica, es necesario hacer la conversión del formato digital al análogo. En el caso de los monitores con pantalla de cristal líquido (TFT-LCD), tales conversiones no son necesarias (sólo en * Este artículo se ha producido con el apoyo de Samsung Electronics México, S.A. de C.V. (www.samsung.com.mx); agradecemos especialmente el apoyo del Ing. Guillermo Ramírez Barbosa, Gerente de Servicio.
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B Sistema TFT-LCD
Figura 1
Placas polarizadas Luz trasera
A Sistema TRC
Cristal líquido y transistores
Filtros de colores
Pantalla frontal
DY
Cañón electrónico
Fósforo
Máscara de sombras
monitores con interfaz USB), pues el despliegue no depende de haces electrónicos, sino de impulsos digitales que activan sucesivamente a los pixeles que forman la imagen (figura 1B). De hecho, son varias las ventajas de los monitores planos de cristal líquido –específicamente de los producidos por Samsung (figura 2)– sobre los monitores convencionales de rayos catódicos; las principales son: • Ocupan un espacio considerablemente menor; y como su emisión electromagnética es mínima, pueden colocarse junto a cualquier equipo sensible al ruido electromagnético. • Ofrecen alto brillo, mejor contraste y respuesta más rápida. Así, sus imágenes son más nítidas, brillantes, realistas y con movimiento altamente dinámico.
Figura 2
• Ofrecen una visibilidad de ángulo ancho con la misma calidad de imagen; desde 120 grados en horizontal y 105 grados en vertical. • Son compatibles con l os estándares de las tar jetas controladoras de video. • Gracias al menú interactivo que facilitan en pantalla (OSD), es posible ajustar el contraste, el brillo, la posición vertical y la posición horizontal • Cuentan con un sistema de sonido mul timedia, compuesto por dos altavoces totalmente funcionales. • Reducen el consumo de energía. Enseguida hablaremos del proceso de la señal de video del monitor Samsung modelo 320 TFT/ 520TFT; observe en el diagrama a bloques de este modelo (figura 3), que sus secciones principales son: etapa preamplificadora y convertidor A/ D, etapa de control (MICOM y circuito OSD), circuito controlador de gráficos, circuito compensador de voltaje de señal, panel TFT-LCD, fuente de alimentación y etapa de sonido.
Etapa preamplificadora y convertidor A/D Los monitores TFT utilizan un circuito amplificador de altas frecuencias de video, que también se emplea en monitores de alta resolución y aloja a un comparador de brillo y a una etapa de balance de blancos. Al salir de este bloque, la señal
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55
H
MICOM
Figura 3
SDA
V
Diagrama a bloques TFT-LCD
R G B
SCL
Memoria
PC Salida
Convertidor A/D
Controlador de gráficos +5 V
SMPS
-3.3 V
12V
OSD
Control de volumen
Amp. Audio
+12 V Bocina
Fuente
Circuito PLL Controlador de gráficos
PLL1
LVDS Panel
PLL2
pasa a un convertidor A/ D, en donde la señal de video RGB es convertida en una señal digital.
El convert i dor A/ D Es un dispositivo con un rango de muestreo de 40 MHz y una mínima relació n de señal a ruido; en su salida, el convertidor entrega una señal digital en estados HIGH y LOW. Este circuito cuenta con un generador interno de voltaje que sirve para compensar el nivel de la señal de entrada; y para adaptarse a los diferentes modos de operación, cuenta con dos entradas de sincronismo.
La línea de retroalimentación que tienen dichos circuitos, sirve para controlar las diferentes frecuencias y mantener estable el flujo de información (figura 4).
Etapa de control (microcontrolador y circuito OSD) El circuito integrado ST72E75 es un microcontrolador de 8 bits, con una memoria interna EEPROM de 24 KB, un circuito convertidor A/ D y
Figura 4
Ci rcui t os PLL Luego del convertidor A/ D, la señal de video entra en el circuito controlador de video, que junto con los circuitos PLL, la procesa; para ello utilizan la memoria RAM, a fin de obtener la información de los modos de operación del monitor. Los circuitos PLL tienen la función de procesar el video y controlar los modos de despliegue; para llevar a cabo este proceso, utilizan ciclos de fase cerrados. Mientras el circuito controlador de gráficos se encarga de generar una frecuencia base, los circuitos PLL se encargan de generar todas las frecuencias de operación que demanda el video.
56
Panel TFT-LCD
LVDS
Vss
1
16
Vss
PIXin
2
15
R
TEST
3
14
G
Vdd
4
13
B
-HSYNC
5
12
FBKG
-RESET
6
11
INT
SDA
7
10
-VSYNC
SCL
8
9
Vdd
Caracterí sticas del OSD 256 caracteres: 16 colores y 240 caracteres estándar Ancho de banda de operación: 80 MHz Rango de frecuencias: 15 KHz - 1209 KHz Matriz de 15 renglones por 30 columnas Pin SDA para que reciba el control del dispositivo Traba ja ba jo el protocolo SCL de sincronismo Entrada de Hsync y Vsync
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Tabla 1 Estructura MICOM 42 8 8 8 8 10 1 63 3
Pines Pines multifunción Líneas de control a dispositivos de 12 volts Programas de interrupció n Entradas analógicas Salidas analógicas de 10 bits Temporizador de 16 bits Instrucciones Puertos de 8 bits Descripción
Puerto
A B C
8 bits / I O analógicas Sincronismo vertical Sincronismo de video
un procesador de sincronismo o temporizador. Se alimenta con un voltaje de 4.5 a 5.5 volts y con una frecuencia máxima de operación de 8 MHz. El trabajo principal de esta etapa es controlar la secuencia de operación en cada circuito y el correcto flujo de la señal de video. En la tabla 1 se decribe la estructura de este circuito integrado.
Microcontrolador Para controlar cada dispositivo, el microcontrolador utiliza el protocolo de comunicación I 2C. Este es un bus de comunicación formado por dos líneas de información denominadas SDA y SCL (mismas que comunican al microcontrolador con la memoria y con el convertidor A/ D). Los datos sobre la línea SDA, son datos estables que se mantienen en ni veles ALTO (5 volts) y BAJO (0 volts) y que sincronizan la operación de cada circuito; estos voltajes varían cuando l a señal de reloj SCL pasa de un estado ALTO a un estado BAJO. La informació n se transfiere a través del bus SDA por medio de bytes; es decir, paquetes de 8 bits sincroni zados. Las condiciones para establecer la transferencia de información a través del bus I 2C, se dan en función de los estados que guarden las líneas SDA y SCL.
interfaz para conectarse directamente al microcontrolador, que genera símbolos multicolores y 256 diferentes caracteres que se proyectan en el monitor TFT-LCD (figura 5). Figura 5 Circuito LVDS
LVDS
PANEL TFT-LCD
Gracias a la cantidad y al tamaño de los caracteres (12 x 18 cm) que produce, el OSD es apropiado para generar múltiples lenguajes y aplicaciones especiales; y además cuenta con una interfaz externa, para asignar a cada uno de los pixeles una aplicación de control sobre la imagen (es decir, se sincronizan con los modos de operación del controlador gráfico). Gracias a esta prestación, el monitor TFT-LCD se adapta a diferentes tipos de resoluciones, ya que acepta la sincronía externa del sistema de pixeles; el desplegado horizontal del recuadro se sincroniza por medio de la Hsync y el desplegado vertical se controla por medio de la Vsync ; el entrelazado del menú OSD tiene un formato de 15 renglones y 30 columnas, que pueden tener un desplazamiento libre en cualquier punto de la pantalla. Los ajustes que se permiten realizan en el menú son: intensidad de brillo, contraste, posición horizontal y vertical, temperatura del color, posición del menú y selección de lenguaje.
Circuito compensador de voltaje de señal (LVDS)
Circuito controlador de gráficos OSD MC141544 es un circuito de alto rendimiento en el desplegado de recuadros OSD (On Screen Dis- play ). Es un dispositivo HCM OS diseñado con una
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El circuito integrado LVDS se encarga de convertir la información digital de video en pequeñas variaciones de voltaje necesarias para alimentar al panel LCD (figura 6). En otras palabras,
57
Figura 6
Elemento activo (transistor)
Electrodo X Electrodo Y Luz
convierte los bits de las señales RGB, los bi ts de sincronismo (Hsync, Vsync) y los datos de habilitación (SDA) en pequeñas diferencias de volta je que alimentan a cada transistor TFT, para que de esta manera se transmita la información al panel LCD. Por eso a este circuito integrado se le conoce como “circuito transmisor de datos”. Los datos se transmiten en forma paralela (paquetes de bits) a través del LVSD. En cada ciclo de reloj se transmiten 21 bits que se procesan y luego son transmitidos a una frecuencia de 40 MHz. Los bits de RGB y los datos de sincronismo son transferidos a razón de 280 MB por segundo en cada canal del LVDS.
control que se utiliz a para mantener los elementos de cristal líquido en una sola dirección. En la abertura uniforme que el LCD mantiene entre sus dos caras, se alojan moléculas de cristal líquido que pueden ser manipuladas en función de un voltaje que se aplique sobre los cristales laterales. Paralelo al LCD se localiza un filtro de color, que para desplegar toda la gama de colores utiliza filtros individuales R, G, B. La pantalla es iluminada por l a parte posterior, en donde se genera una luz que atraviesa al cristal. La capa de alineación forma una matriz activa, que funciona gracias a un transistor conmutador TFT (T h i n F i l m T r a n s i st o r ) o transistor de película delgada. Junto con un diodo, este transistor se conecta a cada segmento del cristal para activarlo o desactivarlo (según sea el caso). Los electrodos que forman la matriz se ubican en los ejes X y Y; de esta forma, existen electrodos en forma vertical y horizontal, que actúan de manera similar a los fil tros de color (es decir, una señal de conmutación actúa sobre el electrodo X y una señal de video actúa sobre el electrodo Y), fijando así una imagen sobre cada columna y fila del panel TFT LCD (figura 7).
Exploración H ,V
Panel TFT-LCD Debido a que se trata de un tema ya tratado ampliamente en otros números de esta revista, y a que sale de la temática de este artículo, no profundizaremos en el funcionamiento de este tipo de cristales; únicamente mencionaremos de forma breve su estructura, para explicar las venta jas que ello representa. Básicamente, la estructura de un LCD consiste en un conjunto de filtros de cristal polarizados que regulan la intensidad de luz que lo s atraviesa; junto a ellos se localiza un sustrato de vidrio con electrodos transparentes, los cuales actúan sobre el material del LCD para proporcionarle un nivel de transparencia que depende de la intensidad de luz que en ese momento se requiera. Como dichos electrodos se encuentran sobre una capa de alineación, generan una película de
58
Todos los moni tores convencionales emiten un parpadeo que ocurre cuando el haz de luz concluye el barrido de la imagen y regresa al punto inicial del siguiente renglón para desplegar una imagen nueva; en este intervalo, se presenta un pulso de borrado que varía en función del tipo de imagen desplegada. Por ejemplo, si la imagen es un objeto de gran colorido y detalle, el
Figura 7 Estructura del LCD
Electrodos transparentes Filtro polarizado
Panel del filtro de color Cristal líquido
Transistor Pixel
Panel TFT
Luz
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pulso durará más que cuando se despliega una imagen de color normal. En los monitores TFT-LCD, el parpadeo que se llega a presentar es causado por la velocidad de reacción del cristal líquido, se ori gina básicamente por un cambio en la luminancia, cuando existe una diferencia entre el voltaje positivo y el voltaje negativo que se aplican sobre la superficie del cristal (cambio que comúnmente es imperceptible, figura 8).
Figura 9 Matriz TFT
Figura 8 Exploraci ón H,V
Otra de las ventajas de estos monitores, es que no producen interferencia electromagnética, porque dentro de ellos no se genera ningún tipo de campo magnético y porque –como consumen poco voltaje- tienen poco ruido en la sección de la fuente de alimentación.
Angu l o de aper t ur a sobre el LCD Es importante reiterar que la frecuencia de barrido vertical en un monitor digital TFT-LCD es de 60Hz, a diferencia de los monitores con CRT que tienen una frecuencia fija. Esto se debe a que el TFT ha sido diseñado para perfeccionar el desplegado de imágenes a 65 MHz (punto máximo de frecuencia con la mayor resolución, y también estándar de video en monitores).
Con la tecnología angular de luz se controla el despliegue en pantalla y se regula la luz que incide desde la parte posterior –aprovechando que estos cristales confieren a la luz una refracción dual–, para que sea refractada hacia dentro y se controle la intensidad de la misma; este ángulo de apertura se aplica sobre la relación de contraste. A la fecha se están desarrollando nuevas tecnologías, para utilizar al máximo esta característica de los cristales.
Figura 10 Fuente de alimentaci ón
FROM ON102 dcjhp-7
STC 6820 FT100 1 2 A B C 3
1 2 3
RL101 GBC-2117P-US-DC5V F1 D1 R451
VCC
4 5
+ C
C
Aplicación
+5 Volts
Alimenta al MICOM y circuito de control
+3.3 Volts
Alimenta al circuito controlador de gráficos
+12 Volts
Alimenta al circuito comparador de señales
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C165 16V 47uF
2
3 10A
Voltaje
+12V
R131 SW 100
B
6
1
+
OSCON C166 100uF 16V
D101 KSR2101 B A 1
2
59
Figura 11 +12V
Circuito regulador LM25965
C185 100nF 16V
C176 100uF 16V
C184 10nF M0
IC108 LM25965(3.3)
CL102 53uF
6
D114 LF5404
+ GND F F O N O
Vin 1
D N G
OUT
3
5
M atr iz TFT
Compensador pr oporci onal de i magen ( ASI C) Con ayuda del circuito ASIC, la resolución de la imagen puede desplegarse de forma proporcional. Este circuito cambia la frecuencia de operación en cada modo de operación, la frecuencia de sincroní a Hsync, Vsync y el desplegado de la imagen.
La fuente de alimentación trabaja con un voltaje de entrada de 110 a 220 volts A C a una frecuencia de 50 ó 60 Hz y con una tolerancia de ±3 Hz. El voltaje pasa primero a través de un adaptador de AC-DC, el cual entrega en la salida un voltaje de +12 Volts de CD, con una potencia de 54 watts.
Circuito regulador IC107
C182 10nF M0
C183 100nF 16V
C172 100uF 16V
Vin 1
F F O N O
5
60
OSCON 2
1) +5 volts: alimenta al microcontrolador y al circuito de control. 2) +3.3 volts: alimenta al circuito controlador de gráficos. 3) +12 volts: alimenta al circuito comparador de señales.
CL101 53uF DIP
GND
R138 4.7K 1/10w
+
4
IC107 LM25965(5.0)
+
+3.3(5)
En la figura 10 se muestra el circuito regulador de 12 volts, ubicado después de la etapa de encendido, y al cual se alimenta con el voltaje del adaptador. A la salida del circuito de 12 volts, se conecta el circuito regulador LM 25965 que genera el voltaje de 3.3 volts (figura 11). También se conecta el circuito regulador IC107 que genera los 5 volts (figura 12). En la salida de ambos circuitos, se conectan los diodos rectificadores que se encargan de proporcionar un voltaje eficaz y estable.
La fuente de alimentación
+12V
+3.3V
Este es un voltaje de salida nominal, necesario para generar los voltajes secundarios que se requieren para ali mentar a cada una de las etapas que conforman al monitor TFL -L CD. El voltaje de +12 Volts alimenta a un conjunto de circuitos reguladores que se encarga de generar los siguientes voltajes de operación:
Un panel LCD está compuesto por una matriz de pequeños transistores TFT que tienen la capacidad de emitir luz cuando una corri ente los atraviesa. Y sobre esta matriz se sitúa un panel de cristal líquido (LCD) que modula cada uno de los puntos o pixeles (recuerde que su número define la calidad o resolución de la imagen), a fin de permitir que la luz pase en mayor o menor grado (figura 9).
Figura 12
F-B
C177 100uF 16V
6 F-B D N OUT G
3
+5V
C173 100uF 16V
D113 LF5404
+
4 OSCON
+5V R137 4.7K 1/10w
2
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3 4 1 f 8 j h N c C d
Figura 13 Circuito integrado LM4863 L 2 B 0 2 8 8 D Z Z U
R817 100 1/GW
CN815
L 1 B 0 2 8 D 8 Z Z U
R820 100 1/GW
CN14
L 3 B 0 2 8 D 8 Z Z U
VDD
+ +C820 100UF IC803 16V LM4863V 1
SHTON
HP_IN
3
R815 20K 1/6W
R815 20K 1/6W
+OUT L
+OUT R
MP
+OUT L -IN L
R819 200K 1/6W
2 1
+OUT R
BYPASS 8
+IN L
+ 50V Q 47OUF C815
-IN R
7
R815 20K 1/6W
4 1
1 1
6
R815 20K 1/6W
6 1
3 1
4 5
R822 100K 1/6W
5 1
2
C810 33DNF 33DNF 100V
R821 100K 1/6W
+IN R
0 1 9
1N4148 D802
C811 33DNF 100V MP
Etapa de audio Veamos por último la etapa de audio. Dicha sección se ubica en un circuito integrado LM4863, el cual es un circuito amplificador dual de audio con una potencia de salida de 2.5 watts por canal (figura 13). Una de las características que ofrece el circuito, es la de poder conectar directamente el control de volumen a una de sus terminales, así
como los ja ck s de entrada y salida de audio y los controles frontales del monitor; por lo tanto, con este circuito se controla el nivel de la señal de audio y se logra el ajuste en la frecuencia (figura 14). En la base del monitor se ubican las bocinas y los controles de volumen, bajo y agudo. Los j a ck s de audífonos y micrófono se encuentran en la parte trasera de la base (figura 15).
Figura 15 Figura 14 EXIT
3
MENU
+
-
2 Entrada de audio
4
ON/OFF VOLUME BASS TREBLE MIN MAX
5
MIN MAX
6
7 9
ELECTRONICA
y ser vi cio
MI N MA X
No.27
MIC
MIC ON
IN
AUDIO IN
Salida de audífonos
OFF
8 Entrada de microfono 10
Entrada de micrófono
Alimentación
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CONSTRUYA UNA COMPUTADORA PARA EL SERVICIO ELECTRONICO Jo r g e P é r ez H er n án d ez electro n icapc@m exis.com
Ya e s u n h e c h o q u e l a co m p u t a d o r a e s i m p r e sc i n d i b l e en e l t a ll e r m o d e r n o , p u e s n o sól o e s u n a h e r r a m i e n t a q u e n o s p e r m i t e a d m i n i s t r a r l o , si n o q u e tam bi é n n os o frece d iver sas p o s i b i l i d a d e s p a r a co n su l t a r i n f o r m a c i ón y m a n u a l e s d e se r v i ci o , di señ ar y p ro ba r cir cu ito s, h acer consultas y ob tener solucion es por Intern et, incorpo rar tarjetas para o b t e n e r l a s p r e st a c i o n e s d e i n st r u m e n t o s d e m e d i c i ón , et c . E n e st e art ícul o explicar em os cóm o pu ede e n sa m b l a r u st e d m i s m o su c o m p u t a d o r a ; el t em a se h a p r e p a r a d o com o u n a especie de gu ía gen eral, sin en tra r p or ah or a en detal les té cni cos qu e pu eden in h ibi r su in teré s en l a m a t e r i a . ¡M a n o s a l a o b r a ! ELECTRONICA
y ser vi cio
No.27
Planteamiento general Inicialmente, queremos aclarar que para que un técnico pueda ensamblar o brindar mantenimiento a su computadora, no requiere de grandes conocimientos de informática; pero si su objetivo es dedicarse al servicio y reparación de estos equipos, es indispensable que adquiera una capacitación adecuada. Por ahora, con este artículo pretendemos exclusivamente que usted mismo ensamble una PC con los requerimientos indispensables para su uso personal o para su taller de servicio.
Programas o software para el servicio técnico Para entender mejor el concepto de software, podemos comparar una computadora con una persona, pero suponiendo que es posible intercambiarle la “inteligencia” que aloja en su
63
Figura 1
M an ua l es de susti t uci ón de semi condu ct ores Los tradicionales libros o manuales de sustitución de semiconductores como el ECG o el NT E, ya se producen en disquete y CD-ROM. Una vez instalados, basta teclear la matrícula de un determinado componente en la pantalla principal del programa para que se desplieguen sus características técnicas: función, material co n que está hecho, voltajes de trabajo, aplicacio nes, etc. (figura 2).
Enciclopedi a de el ect r óni ca
cerebro para que desarrolle diferentes trabajos profesionales; de esta manera, se podría comportar, por ejemplo, como médico, ingeniero, matemático, diseñador gráfico, contador, etc. De manera similar, en una computadora el software o programas de aplicación se puede intercambiar para usarla como equipo de medición y de prueba de equipos electrónicos, como administrador de recursos, como medio de consulta, etc. Si bien este ejemplo es un tanto forzado, lo usamos como simple referencia didáctica, pues nos interesa que usted advierta que en el campo de la electrónica existe una gran variedad de programas (inteligencias) que pueden auxiliarnos en el servicio. En los apartados siguientes pondremos a su consideración algunos de los más reconocidos y utilizados (figura 1); aunque claro, la opción depende de sus necesidades prácticas:
Si nos interesa conocer más sobre leyes, fenómenos físicos, co mponentes, circuitos y equipos electrónicos (tanto del tipo analógico como digital), sólo debemos insertar en nuestra PC un CD-ROM que contenga esta enciclopedia; entonces apreciaremos textos, diagramas, videos y animaciones de cada tema (figura 3).
Figura 3
Figura 2
M an ua l es de ser vi ci o Al igual que en el caso de los manuales de sustitución, ya hay en el mercado una gran variedad (tanto en marcas co mo en modelos) de diagramas y manuales de servicio de equipos electrónicos. De esta manera, mediante la PC podemos analizar, por ejemplo, diagramas simbólicos, con
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ELECTRONICA
y servi cio
No.27
3 4 1 f 8 j h N c d C
Figura 4 Circuito integrado LM4863 L 2 B 0 2 8 8 D Z Z U
Manuales de servicio producidos en CD-ROM por Samsung Electronics M éxico
R817 100 1/GW
CN815
L 1 B 0 2 8 8 D Z Z U
R820 100 1/GW
CN14
L 3 B 0 2 8 D 8 Z Z U
VDD
+ +C820 100UF IC803 16V LM4863V 1 SHTON
HP_IN
R815 20K 1/6W
3
+OUT L
R815 20K 1/6W
MP
+OUT R
+OUT L
R819 200K 1/6W
2 1
+OUT R
BYPASS 8
+IN L
+ 50V Q 47OUF C815
-IN R
7
R815 20K 1/6W
4 1
1 1
6
-IN L
R815 20K 1/6W
6 1
3 1
4 5
R822 100K 1/6W
5 1
2
C810 33DNF 33DNF 100V
R821 100K 1/6W
+IN R
0 1 9
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C811 33DNF 100V MP
la ventaja de disponer de funciones tales como acercamientos, vistas explotadas del ensamblado de partes, despliegue de listas de componentes y –mejor aún– obtener la impresión en papel de la sección que más nos interese (figura 4).
La comput ador a como osci l oscopio Otra razón para que el técnico ensamble su computadora, es la utilidad de ciertas tarjetas periféricas que, gracias a un software especial, la “convierten” en un osciloscopio; de modo que al insertarlas en la máquina, ésta sirve para diagnosticar las condiciones de televisores, videograbadoras, videocámaras, etc., a través del análisis de oscilogramas, voltajes de pico a pico y frecuencias, entre otras señales; y por si fuera poco, se pueden imprimir o almacenar los parámetros encontrados que servirán como base de datos para futuras reparaciones (figura 5).
ELECTRONICA
y ser vi cio
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D i señ o de ci rcui t os electr óni cos por comput adora Imagine cuán importante sería contar con su propio laboratorio de experimentación, en donde pudiera construir en forma virtual cualquier circuito electrónico analógico o digital (fuentes de alimentación, amplificadores, etc.), hacerlos funcionar y luego verificar cada uno de sus parámetros de operación mediante osciloscopio,
Figura 5
65
Figura 6
1. Ensamblar debidamente cada una de las partes físicas o hardw are. 2. Configurar el Setup. 3. Particionar y formatear el disco duro. 4. Cargar el sistema operativo (MS- DOS, de uso ya muy reducido, o Window s 98/ 2000) y los programas de aplicación (principalmente Microsoft Office y los programas especiales para el servicio, que ya mencionamos). 5. Instalar las tarjetas de audio y video (y otras que se desee), además de los periféricos necesarios (impresora, escáner, CD-ROM, etc.)
Componentes principales multímetro, generador de palabras y generador de señales, entre otros instrumentos (figura 6). Pues todo esto puede hacerlo realidad con el popular programa Electron ics Wor kb ench , que se vende en muchos países; o si lo prefiere, puede obtener una versión demo directamente del sitio del fabricante en Internet (www.electronicsworkbench.com). Al respecto, consulte en el número 26 de esta revista el artículo: U n L a b o - r a t o r i o Vi r t u a l c o n E l ec t r o n i c s W o r k b e n c h .
Or ganizaci ón del tal ler La mayoría de técnicos aspiramos a tener un control más confiable de las entradas y salidas de los equipos que se reparan en el taller, así como un registro específico de cada una de las fallas atendidas y su solución. Todo esto se logra fácilmente con el programa Servitec , que es fácil de usar y está a la venta en México. También puede descargar una versión demo en el sitio del fabricante español: ww w.intercom.es/ cinjasl (figura 7).
Las partes físicas que en primera instancia hay que considerar para el armado de una computadora personal, son todas aquellas que se alojan en el gabinete: fuente de poder, tarjeta madre, microprocesador, memoria RAM, disco duro, unidad de disquetes o floppy , unidad de CD-ROM, y tarjetas de video, de sonido y de módem (cuando los circui tos de éstas no vienen incorporados en la tarjeta madre, figura 8). También hay que considerar lo s periféricos indispensables: teclado, ratón, monitor e impresora. Y aunque existen otros componentes cuya incorporación vale la pena tener en cuenta, en el estado actual del trabajo técnico tienen el carácter de opcionales; por tal motivo, su inclusión depende de las necesidades específicas del usuario de la máquina; entre ellos podemos señalar a la tarjeta de fax-módem, la tarjeta de red,
Figura 7
Armando una computadora En algunas ocasiones, al momento de empezar a ensamblar una computadora, el técnico se llega a topar con ciertos aspectos que lo intimidan: la terminología nueva, pensar que se requieren instrumentos especiales o costosos para el trabajo, etc. A continuación le presentamos algunas consideraciones importantes que debe tomar en cuenta para ensamblar su computadora:
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ELECTRONICA
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Figura 8 Principales partes f í sicas que se alojan en el gabinete
1 2
5 3
4
diversas clases de computadoras que se han agrupado en generaciones de acuerdo con el tipo de microprocesador que utilizan; tal es el caso de las máquinas 80286, 80386, 80486 y las recientes Pentium y Athlon. La característica más sobresaliente de microprocesador es su frecuencia de trabajo o velocidad, que se mide en megahertz (MHz); en el mercado, usted puede encontrar microprocesadores de 300 MHz a 850 MHz .
La memori a RAM
la unidad de DVD, el escáner, el dispositivo para videoconferencia, etc.
El área de trabajo de una computadora cuando se encuentra encendida es la memoria RAM ; en esos circuitos se alojan temporalmente el sistema operativo, las aplicaciones y los archi vos del usuario. La capacidad de una RAM se mide en megabytes (MB), y típicamente se utiliz an 32, 64 ó 128 MB, aunque dependiendo de las aplicaciones esta cantidad puede ser mayor.
El gabinete
La u ni dad de discos fl exi bl es o “fl oppy”
Actualmente, los gabinetes más empleados son del tipo mini y media torre; cualquiera de ellos puede alojar una fuente de poder AT o ATX (esta última con la característica de apagar automáticamente la PC al salir de Windows).
Es un dispositivo que nos permite leer o grabar información en disquetes con una capacidad de 1.44 MB de 3 1/ 2 pulgadas. A la fecha, es la forFigura 9
La tar jeta madre o “moth erboard”
Diagrama esquemático de la localización de componentes en la tarjeta madre.
1- Fuente de alimentación 2- Unidad de disco flexible,CD-ROM ó DVD 3- Tarjeta de sonido, video, Fax-modem 4- Microprocesador 5- Disco duro
Es la principal placa de circuito impreso, en donde se ubican todos los circuitos que hacen posible la operación “cerebral” de la computadora. Entre dichos elementos destacan el microprocesador, la ROM BIOS, el chipset , la memoria RAM y la memoria caché; otras partes importantes del conjunto son las ranuras o slots , en donde se insertan las tarjetas de video, sonido, fax-módem, red, etc. Es importante aclarar que existen tarjetas madre que tienen integradas las tarjetas periféricas; esto puede implicar ciertas ventajas o desventajas al momento del servicio (figura 9).
GAME 1 J6 1 1
PCI3
KBD
PWR1
PCI1
PCI2
PWR2
J7 J5
VGA
1
1
1
JP9 FDC
JP2
1 SIMM4 SIMM3 SIMM2 SIMM1 D I MM 1 D I M2
JP10 + o r P d n u o S
S O I B
4 5
J1
Chipset
J2 12VG
7 t e k c o S
JP8
JP3
1 1
El mi croprocesador o CPU Es el cerebro de la computadora, porque supervisa todas y cada una de las funciones que en ésta se realizan, desde que se enciende, hasta que se apaga. De 1980 a la fecha, han surgido
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Versión
PRN 1
PCI4
1
PS2 1
COM1 COM2 1 1
1 / 0 C h i s
1
1 AB
JP4
5V 3.3V
Cache JP5 TB-LED Keylock
Standby-LED 3 3 3 2 3 . 3 . . 9 . 8 . 5 2 V V V V V
RST
JP6
I DE 1 I DE 2 SPK
HOLD-LED
JP7 1
ABCD ABC
67
ma de almacenamiento más común, aunque quizás deba considerar que existen otros con mayor capacidad (CD-ROM, discos ZIP, cinta magnética, etc.)
una de las partes especificadas en el apartado anterior, de acuerdo con las siguientes instrucciones.
La fu ent e de al i ment aci ón El di sco dur o El disco duro o h a r d d i sk es el dispositivo de almacenamiento de los programas de aplicaciones y de la información de la configuración del sistema; su capacidad típica actual va desde 4 GB hasta unos 36 GB.
La uni dad de CD -ROM Es un reproductor de discos compactos, tanto de audio convencional como de programas de software. Esta unidad es indispensable en las máquinas modernas, porque la mayoría de las paqueterías de aplicación como Windows y Microsoft Office (además de controladores, enciclopedias, cursos, etc.) vienen grabados en CD.
La fuente de poder de una computadora es muy similar a la que se emplea en televisores, videograbadoras, etc. Es una fuente conmutada compuesta por un puente rectificador, un sistema de conmutación y un regulador de voltaje, que entrega tensiones de +5, -5, +12 y –12 voltios (figura 10). Dicho bloque de alimentación se incluye en el gabinete.
Figura 10
La tar jeta de video Este dispositivo es indispensable para poder visualizar en el monitor cada uno de los procesos que se desarrollan en la computadora. En la mayoría de las tarjetas madre actuales ya se incluyen los circuitos para el manejo del video.
La t arj eta de sonido Complementa a la unidad de CD-ROM, y su principal función es procesar el audio que se requiere en muchos programas o en la reproducción de discos co mpactos musicales. Igualmente, en la mayoría de las tarjetas madre actuales ya se incluyen los circuitos para el manejo del audio.
Tarj et a de módem Es una tarjeta que permite conectar la computadora con otras máquinas ubicadas a distancia, formando una red a través de las líneas telefónicas. Es indispensable para conectarse a la red Internet. En muchos casos, la tarjeta madre también incluye los circuitos de módem.
Ensamblado de la PC El armado de una computadora comienza cuando se conectan a la tarjeta madre todas y cada
68
Es muy difícil que una fuente de poder presente fallas durante la o peración de la co mputadora; mas no por esto hay que descartarla cuan do la máquina no arranque correctamente, arranque de manera parcial, se bloquee, se congele o simplemente no funcione. Estos síntomas ocurren no necesariamente porque la fuente esté dañada, sino porque se agregan nuevos dispositivos (como tarjetas o unidades lectoras) que en un momento dado llegan a rebasar la capacidad de consumo de energía de la misma. En estos casos hay que utilizar una fuente de mayor potencia (por ejemplo 200, 230, 250 ó hasta 300W).
El mi cropr ocesador El microprocesador o CPU es, como ya dijimos, el punto central de operaciones de la computadora. La frecuencia de trabajo o velocidad del microprocesador determina la rapidez con que se pueden realizar las diferentes operaciones en los programas o software de la PC.
ELECTRONICA
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En la actualidad se venden microprocesadores de 366, 400, 500, 600 y 800 MHz y –más recientemente– hasta de 1 GHz (figura 11). Uno de los casos de servicios que con más frecuencia se presenta, es justamente el reemplazo de un microprocesador con determinada velocidad por otro de mayor frecuencia; en estos casos, para que la PC reconozca el nuevo valor es indispensable que realice cualquiera de los siguientes pasos:
Figura 11
a) Configuración del CPU en la tarjeta madre. En este caso, localice en la tarjeta los tres ju m p er s cercanos al micro procesador: uno permite seleccionar una frecuencia específica en MHz, otro es un factor de multiplicación y el último determina el valor del voltaje de operación del propio microprocesador. Enseguida, tomando como referencia los datos que aparecen en la tabla impresa de la misma tarjeta madre, multiplique lo s datos correspondientes a los dos primeros ju m p er s y obtendrá la
Figura 12 1 Selección de frecuencia
A Configuraci ón del CPU a través de los jumpers
2 Factor de multiplicaci ón
Intel
CPU CLOCK
Cyrix
AMD
JP3 1.5X
1
Reserved
3 Voltaje de operaci ón
K5 1..5X/ K6 3.5X
1
Setting
Setting
JP5 3.5V
2.8V A B C D
50MHz
A B C D
A B A B C
3.2V
1 2.0X
1
2.0X
Reserved
55MHz
A B A B C 1
M2 2.5X
A B C D
2.9V A B C D
1 2.5X
2.5V A B C D
K5 2.5X
60MHz
A B A B C 1
1 3.0X
66MHz
M2 3.0X
K6 3.0X A B
A B C 1 75MHz A B C
B Configuración del CPU a través del SETUP
AMIBIOS SETUP - CPU PnP SETUP (C) 1998 American Megatrends, Inc. All Rights Reserved CPU Speed CPU Base Frecuency CPU Multiply Factory SDRAM Frecuency
System Hadrware Monitor
233MHZ 66MHZ X3.5 66MHZ
ESC : Quit : Select Item F1 : Help PU/PD+/- : Modify F5 : Old Values (Shif t)F2 : Color F6 : Load BIOS Defaults F7 : Load Setup Defaults
ELECTRONICA
y ser vi cio
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AMIBIOS SETUP - HARDWARE MONITOR (C) 1998 American Megatrends, Inc. All Rights Reserved
CPU Temperature CPU FAM Speed Vcc 5.0V Vcc 3.3V Vcc 2.5V Vcore
41 ºC/125 ºF 5.000 V 3.300 V 2.500 V 2.000 V
ESC : Quit : Select Item F1 : Help PU/PD+/- : Modify F5 : Old Values (Shif t)F2 : Color F6 : Load BIOS Defaults F7 : Load Setup Defaults
69
Figura 13 Instalación de la unidad de disco flexible
frecuencia correcta en que debe configurar al nuevo microprocesador. En caso de que la tarjeta no tenga la tabla impresa, estos mismos datos aparecen en el manual incluido al momento de la compra (figura 12A). b) Configuración del CPU a través del SETUP. Las tarjetas madre modernas ya permiten configurar la velocidad del micro procesador a través del SETUP; es decir, con la ayuda del teclado o del ratón es posible modificar los tres factores recién especificados, pero si n mover j u m p er s ; sólo hay que seleccionar los valores apropiados, obtenidos de la misma manera en que ya se mencionó. Y mejor aún, también existen tarjetas madre cuyo ROM BIOS detecta automáticamente la frecuencia del microprocesador que se incluye (figura 12B).
Generalmente, el disco duro se debe configura como maestro (m aster ) con el j u m p er que tiene en su parte posterior (figura 14). Si es el primer disco duro del sistema, éste asignará automáticamente a la uni dad la letra C.
Figura 14
IDE Pin 1
Jumper
I n t e r f a z - J 1
La u ni dad de di scos fl exibl es Para la instalación de la unidad de f l o p p y , sólo hay que conectarla al cable de datos (34 pines), procurando que el extremo de las líneas cruz adas ensamble con la unidad de discos flexibles (que representará la unidad «A» del sistema), y que la línea roja indicada a todo lo largo del mismo cable quede orientada hacia los cables de alimentación de la unidad (figura 13). Nota: Esto no se aplica a todos los modelos de FDD.
El di sco dur o También la instalación del disco duro o h a r d d i sk es una tarea muy sencilla; sólo hay que conectar el cable de datos IDE (40 hilos), con su lí nea de color rojo orientada hacia los cables de polarización de la fuente (éstos, por su forma física, se conectan en una sola posición).
70
J 2 C o r r i e n t e
La uni dad de CD -ROM Como ya se dijo, las unidades de CD-ROM son indispensables en cualquier computadora. Dado que los cables de esta unidad se conectan de forma similar a los del disco duro, debe quedar instalada en forma paralela al conector del mismo cable IDE y debe configurarse como esclavo (slave ); para esto se utiliza el ju m p er que viene en su parte trasera, apareciendo entonces como unidad D (figura 15). La asignación de la letra D a esta unidad ocurre siempre y cuando el disco duro esté considerado como una sola unidad física y lógica; pero
ELECTRONICA
y servi cio
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Figura 15
Instalación de la unidad de CD-ROM
Unidad CD-ROM (subordinada) Cable de alimentación
Cable de sonido Pin 1 Cable de alimentación Nota: Ponga en línea la banda de color del cable de datos IDE con el pin 1 del conector para datos IDE de la unidad de disco duro.
Unidad de disco duro (principal)
Cable de datos IDE Al conector IDE primario
Banda de color
si éste cuenta con más particiones, para la asignación de la letra tendrá prioridad sobre el CDROM. Una vez concluido el ensamble de la máquina, hay que dar de alta la unidad del CD- ROM en el sistema; para ello se utiliz a un controlador que el fabricante incluye en un CD-ROM junto con la unidad.
La memori a RAM La cantidad de memoria RA M instalada en nuestro equipo, determina la velocidad de flujo de los datos en proceso; por lo tanto, administrar correctamente sus recursos es un requisito indispensable en el servicio técnico. Para esto, utilice el comando M EMMA KER en el sistema operativo MS-DOS o adecuando las líneas correspondientes a los archivos CONFIG.SYS y AUTOEXEC.BAT. Pero si usted no trabaja ya con MS-DOS –que es lo más probable– no se preocupe por admini strar este recurso, pues el sistema operativo Window s 98/ 2000 lo hace automáticamente. En los años recientes se han estado mane jando dos tipos de tarjetas de memoria RAM: las de tipo SIM M de 72 pines (ya van de salida) y las de tipo DIMM de 168 terminales; estas últimas son las más utilizadas, gracias a la rapidez con que procesan la información (figura 16). Para incrementar la memoria RAM en una PC, es suficiente agregar más unidades de este tipo
ELECTRONICA
y ser vi cio
No.27
o sustituir las existentes por otras de mayor capacidad.
Configuración del Setup Una vez concluido el ensamble de la PC, hay que configurar el Setup, una utilería que viene grabada en circuitos de memoria de la tarjeta madre, donde se registran datos indispensables para la operación del sistema: la fecha, la hora, la capacidad de las unidades de disquete y de disco duro; también mediante el Setup, se dan de alta en el sistema otras unidades IDE (discos
Figura 16 Instalaci ó n de la memoria RAM.
71
duros o unidades de CD-ROM), la secuencia de arranque (“booteo”) y la frecuencia del microprocesador. Para tener acceso a la pantalla del Setup y, por consecuencia, poder incluir los datos mencionados, al momento de encender la computadora debe mantener presionadas de manera simultánea las teclas CTRL, A LT y SUPR (figura 17).
partirlo en sectores; esto se logra utiliz ando los comandos FDI SK (figura 18) y FORM AT, respectivamente, o con el programa DISK MANAGER. Los dos primeros se incluyen en el disco de arranque del sistema operativo.
Figura 18 Partición del disco duro
Figura 17 Configuración del SETUP AMIBIOS SETUP - STANDARD CMOS SETUP (C) 1998 American Megatrends, Inc. All Rights Reserved Date (mm/dd/yy) : Mon Apr 12,1999 Time (hh/mm/ss) : 12:00:44 LBA BLk PI0 32Bit Size CyIn Head WPcom Sec Mode Mode Mode Mode Pri Master : Not installed Pri Slave : Not installe d Sec Master : Not installed Sec Slave : Not installed Floppy Driver A: Not installed Floppy Driver B: Not installed ESC : Exit : Select Item PU/PD+/- : Modify (Shift)F2 : Color F3 : Detect All HDD
Month : Jan-Dec Day : 01-31 Year : 1901-2099
AMIBIOS SETUP UTILITY - VERSION 120 (C) 1998 American Megatrends, Inc. All Rights Reserved Standard CMOS Setup
Features Setup
Advanced Setup
CPU PnP Setup
Power Management Setup
Hardware Monitor
PCI / Plug and Play Setup
Change Password
Load Optimal Setting
Exit
Load Best Performance Setting
ESC : Quit F6 Optimal values
: Select Item Shift)F2: Change color F5 Old Values F7: Best performance values F10 Save & Exit
Standard CMOS setup for changing time, d ate, hard disk type, etc
Le recomendamos que para este procedimiento, registre previamente todos los datos en una bitácora de servicio y que los conserve por si es necesario realizar actualizaciones posteriores. Cabe señalar que los programas de Setup modernos ofrecen la opción de configuración por d e f a u l t, en cuyo caso el programa mismo reconoce y autoconfigura la mayoría de las opciones del sistema.
La partición consiste en determinar las unidades lógicas en que se dividirá el disco duro. Se recomienda un mínimo de dos, una de las cuales contendrá toda la paquetería (unidad C) y la otra todos los archivos del usuario (unidad D). El formateo de cada unidad habilitada sirve para formar sectores y cilindros; a su vez, de esta manera se pueden construir clusters (unidades de asignación) en la superficie del disco duro, en donde, magnéticamente y en forma de bytes, serán depositados los datos.
Partición y formateo del disco duro
Carga del sistema operativo
Para que este dispositivo pueda almacenar datos en su superficie, es necesario formatearlo y
A la fecha, el sistema operativo más empleado es Windows 98; instalarlo toma 30 minutos
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a Internet una vez contratado el servicio, así como la tarjeta de red por si le interesa entablar comunicación con otra PC. Para configurarlas, utilice el software que se incluye en la tarjeta madre, suponiendo que ésta ya cuenta con los circuitos de video, de audio y de módem; o bien, si las compró por separado, hay que usar el software que el fabricante incluye en cada caso (figura 20).
Figura 19 Carga del sistema operativo y programas de aplicaciones
Comentarios finales
aproximadamente, dependiendo de la frecuencia de operación del microprocesador. Para su instalación, basta insertar en la unidad de CDROM el disco correspondiente y seguir las instrucciones que pausadamente se presentan (figura 19).
Alta de las diferentes tarjetas de la PC Después de los pasos anteriores, se debe dar de alta la tarjeta de video para que el monitor reproduzca toda la gama de colores, la tarjeta de sonido para que se escuche el sonido de la unidad de CD y la tarjeta de fax-mó dem para entrar
Figura 20
ELECTRONICA
Una vez hecho todo lo anterior, sólo resta hacer la instalación de los diferentes programas que usted necesita para su trabajo; por ejemplo, Microsoft Office (Word, Excel, Power Poi nt, etc.) o cualquiera de los programas de apoyo electrónico que se mencionaron. Tenga ya presente que en este artículo se ofrece apenas un panorama general del proceso de ensamblado de una co mputadora; de hecho, algunos puntos se abordaron de manera superficial, debido a que entrar a explicarlos r equeriría un espacio del que no disponemos. Sin embargo, usted puede encontrar una valiosa ayuda en la documentación que entrega el fabricante de los dispositivos co n que se construye una PC. De cualquier forma, usted puede profundizar en el tema consultando el CD-ROM titulado En - s am b l e u s te d m i sm o s u P C; aunque también puede consultar una obra más vasta llamada Cóm o E n s am b l a r y R ep a r a r Co m p u t a d o r a s PC, de próximo lanzamiento. Ambas son obras de la casa editorial que produce esta revista.
Una vez instaladas las tarjetas periféricas, utilice el software que éstas incluyen para darlas de alta.
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ANALISIS DE CIRCUITOS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS CON PROGRAMAS CAD Ern esto de los M ar es Espin oza (spin
[email protected]) D e p a r t a m e n t o d e I n g e n i e r ía y D e s a r r o l l o d e M u l t i o n Co n s u l t i n g Pa r a m o st r a r c óm o l a s h e r r a m i e n t a s d e C A D ( d i s eño a s i st i d o p o r c o m p u t a d o r a ) si m p l i f i c a n c o n si d e r a b l e m e n t e e l a n áli s i s m at em áti co y el d iseño , en este a r tícu lo tra ba jar em os con d os circu ito s elé ctri cos qu e di fieren en sus caracter ísticas: u n a m p l i f i c a d o r - e m i s o r c o m ún b ási c o y u n t r a n sf o r m a d o r l i n e a l i d e a l ( e st e úl t i m o c o n st i t u y e u n p r o b l e m a t íp i c o d e a c o p l a m i e n t o d e i m p e d a n c i a s ). Pa r a e l e fe ct o , n o s a p o y a r e m o s en l o s p r o g r a m a s m u l t i SI M y M A T L A B , p a r t i e n d o d e l a b a s e d e q u e e l l ec t o r t i e n e c o n o c i m i e n t o s p r e v i o s e n t e o r ía d e circui tos electrónicos y en am plificación de señal es. Si desea m ás in fo r m es sob r e e st e so f t w a r e , p u e d e d i r i g i r se a M u l t i O N , la co m p añía q u e l o d istr ib u ye e n M é xico ( i n f o @m u l t i o n . c o m . m x ). 74
Introducción Aunque la electrónica puede ser estudiada sin emplear muchas matemáticas, también es posible “hacer más electrónica” cuando se involucran las matemáticas en el diseño. De hecho, la electrónica tiene sus raíces en los campos analí tico y aplicado; por ejemplo, el investigador M ichael Faraday empleó su intuición para descubrir la inducción electromagnética, la cual, posteriormente, fue incorporada al desarrollo matemático formulado por James C. Maxwell. Así, la visualización pictórica que tenía Faraday del campo de fuerzas, acabó convirtiéndose en una construcción matemática dentro de la teoría de Maxwell.
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Las fór mu l as el ect r óni cas y l os mé t odos ma t emáti cos Si miramos cualquier área del conocimiento electrónico, es fácil advertir que siempre están involucradas las matemáticas, a través de las “fórmulas electrónicas”; ejemplos claros son los campos de las Ciencias de la Computación y la Física. Y si consideramos que actualmente los circuitos electrónicos son parte fundamental de la instrumentación empleada en el trabajo civil, mecánico, biológico, etc., surge la necesidad de conocer más a fondo la teoría eléctrica. Sin embargo, el trabajo matemático que todo diseño electrónico implica, puede resultar tedioso: números grandes y pequeños aparecen, incluso, en el diseño más simple. Ahora bien, como cada problema tiene su propio método de solución, es posible resolver casi de inmediato una pequeña cantidad de situaciones similares. ¿Pero cómo solucionar un problema en el que se involucran diferentes ramas de las matemáticas? En este caso, lo más recomendable es utilizar alguna de las herramientas que nos permitan simplificar los interminables cálculos que implica el diseño, cualquiera que sea el tipo de éste.
Las herramientas CAD
Por ahora, explicar las características de estos dos programas, es ajeno a los objetivos del presente artículo; pero, apreciaremos algunas de sus prestaciones, al hacer referencia a ellas, cuando revisemos los siguientes circuitos.
Análisis de un amplificador-emisor común Los amplificadores basados en transistor son, quizás, una de las configuraciones más comunes; por ello la tomaremos como primera referencia para un análisis matemático simple. En este ejemplo, el primer paso será comprobar el comportamiento del sistema a través de la construcción de un prototipo de manera convencional, para lo cual tomaremos como referencia el diagrama presentado en la figura 1. Figura 1 NPN Amplificador emisor común RC R1
V2 + -
Podemos señalar dos razones principales que validan el uso de este tipo de herramientas en el área eléctrica-electrónica: primero, porque son ideales para construir una “plantilla” o –en su caso– un programa específico para cierto tipo de cálculo o problema; y, segundo, porque con ellas se pueden ejecutar los cálculos necesarios una vez que el método se haya definido. Este proceso interactivo permite concentrarse en el problema; es decir, mientras se analiz a y piensa en éste; y con la herramienta de CAD se realizan las manipulaciones necesarias para delimitarlo y definir la forma de resolverlo. En este caso, utilizaremos como herramientas de apoyo los programas MATL AB (un lengua je de cálculo numérico) y multiSIM (cuyas características de análisis y simulació n de circuitos electrónicos, lo convierten en uno de los programas más poderosos para el diseño de sistemas electrónicos).
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10uF
a
3.3Kohm
47Kohm b
+ C2
1V 1000Hz
Vcc 12V C1 d Q1 2N3904
+ 1.0uF
Rs R2
47Kohm
100ohm
e
RL 10Kohm
c + C3 5.6Kohm 10uF Re
Observe que se trata de un circuito amplificador-emisor común que emplea un transistor NPN de propósito general (2N3904, 2N2222) y al que asignaremos, para efectos de análisis del prototipo, los siguientes valores: ß = 100 V BE = 0.7V r’e = 25mv/ IE El procedimiento que describiremos a continuación, tiene el propósito de mostrar las ventajas de emplear una herramienta de CAD en comparación con el análisis tradicional.
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Con el sistema tradicional 1. Construya el prototipo del amplificador-emisor común mostrado en la figura 1, considerando los parámetros de CD (I E, V E, V B, V C, y V CE) y utilizando el “método aproximado”. 2. Haga un bosquejo del circuito de CA equivalente y, suponiendo que todos los capacitores son “cortos para la CA”, calcule la ganancia de voltaje A v, la impedancia de entrada Z i, y la impedancia de salida Z o. 3. Si el voltaje de entrada V in en el punto A tiene 100 mV pico y cuenta con una frecuencia de 5KHz de onda senoidal, haga un bosquejo de las formas de onda esperadas en los puntos “a”, “b”, “c”, “d” y “e” del circuito. O bserve que estos cálculos son necesarios para obtener un bosquejo de las señales invol ucradas. 4. Dibuje un modelo de “caja negra” (equivalente del circuito) para un amplificador de volta je con una impedancia de entrada Zi, una fuente dependiente de voltaje y una impedancia de salida Zo. Recuerde que Zi aparece a través de la entrada del amplificador, y que Zo aparece en serie con la salida de la fuente dependiente del voltaje. 5. Para medir Zi, inserte un resistor de prueba de 10Kohms en serie con la señal de entrada del amplificador. De esta manera podrá calcular qué porcentaje de la señal del generador de CA aparece en la entrada del amplificador (en el divisor de voltaje entre Rtest y Zi del diagrama equivalente). 6. Para determinar Zo, remueva temporalmente el resistor de carga y mida la sali da de voltaje de CA, pero suspendiendo la corriente. Luego reemplace la corriente, y vuelva a medir el voltaje de salida de CA. Estas mediciones se hacen para determinar Zo (el divisor de volta je entre Zo y RL en el circuito equivalente). 7. Una vez construido el circuito, verifique todas las predicciones de CD y CA formuladas anteriormente. Remueva temporalmente CE y después, con la ayuda de un oscilosco pio de doble trazo acoplado en CD, repita la medición del voltaje de salida de CA. Compare sus resultados con las predicciones.
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Simulación por computadora empleando multiSIM 1. Construya el circuito esquemático mostrado en la figura 1, pero ahora utili zando el programa multiSIM . 2. Conecte la entrada del amplificador al generador de señal senoidal, como se muestra en la misma figura; en este caso, utilice el voltímetro digital DVM de multiSIM. 3. Mida los voltajes de CD sobre las terminales del transistor, y compárelos con los valores calculados. 4. Conecte un osciloscopio a las terminales de entrada y salida del amplificador (figura 2), y vuelva a comparar los resultados obtenidos con los valores pronosticados y con los valores medidos experimentalmente.
Figura 2 XSC1
Conexión del osciloscopio virtual
G A
10uF
a V2 + -
47Kohm
+ C2
1V 1000Hz
R2
3.3Kohm d Q1 2N3904 Rs
b
47Kohm
T
Vcc 12V
RC R1
B
C1 + 1.0uF
100ohm
e RL
c + C3 5.6Kohm 10uF
10Kohm
Re
5. Para hacer comprobaciones, cambie algunos valores de los componentes. Observe cómo afectan estos cambios a la salida del circuito; por ejemplo, al remover de manera temporal CE, la señal de salida decrece drástica-mente; al provocar un cortocircuito en el resistor de sangría Rs, la señal de salida y la distorsión no lineal se incrementan significativamente; al cambiar el resistor de bias de la base del transistor, se puede optimizar el amplificador para grandes picos de señal en la salida, etc. (figura 3).
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Figura 3
Figura 4 Resultados de simulación
Circuito transformador ideal Vn1 RS
Vn2
1.0ohm VS
LS
Vn3
Vn4 1:n
75mH
RL Vn5 62 ohm
+
CL 68uF
-
+
440V 60Hz
Vs= 440V rms, Rs=1Ω RL= 60Ω
En resumen, como usted habrá observado, el empleo del programa multiSIM permite de manera muy sencilla cambiar cualquier componente que desee; y puesto que de inmediato se observan los efectos generados sobre el sistema, es posible obtener diseños óptimos basados en el análisis de este mismo, sin necesidad de cálculos excesivos o intercambio de componentes.
Análisis del acoplamiento de impedancia en un transformador ideal Ahora veamos cómo con una herramienta de análisis y un modelo matemáticos, se pueden obtener resultados precisos del análisis y diseño de un circuito eléctrico (en este caso un transformador ideal, que acopla una impedancia de carga a una fuente de voltaje). La herramienta a emplear en esta ocasión es MATLAB, que es un lenguaje de cálculo numérico basado en la manipulación matricial. En el circuito que se muestra en la figura 4, calcule la potencia promedio P en el lado primario del transformador ideal, como una función de la frecuencia para un rango de 6 Hz a 600 KHz y con valores de 2, 4, 6 y 8 para la razón de vueltas. Grafique la potencia promedio contra la frecuencia, considerando la razón de vueltas n como un parámetro. Después, con una frecuencia igual a 60 Hz, grafique la potencia promedio
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Ls= 1/40πH CL=625/3πµF
como función de la razón de vueltas n . Varíe n de 2 hasta 8, con pasos de integración iguales a 0.1. Finalmente, grafique la potencia contra la razón de vueltas, y mida la máxima potencia Pmax y la máxima razón n m ax que proporciona la mayor potencia. Veamos la manera tradicional de lograr lo anterior: 1. El primer paso es obtener una representación del sistema (o sea, un modelo), a través de las bien conoci das leyes de Kirchoff o de un análisis nodal modificado. Le recomendamos utilizar la última alternativa, en vista de que la relación de variables involucradas en el sistema se encuentra expresada de manera inmediata; así, por una parte, se pueden separar los voltajes de nodo y, por otra, encontrar las IVS , I1, I2, que corresponden a las corri entes en la fuente, a la corri ente del primario y a la corriente del secundario, respectivamente. 2. El modelo MNA tiene la forma representada en la matriz de la figura 5. Para verificar con
Figura 5 Modelo MNA Gs -Gs -Gs Gs 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 -1 0
0 0 0 0 0 0 GL -GL -GL sCL+GL 0 0 0 0 -n 1
1 0 0 1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 -sLs 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
*
Vn1 Vn2 Vn3 Vn4 Vn5 Ivs I1 I2
=
0 0 0 0 0 Vs 0 0
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para un valor fijo de n , cada curva de potencia se maximiza a una diferente frecuencia. 4. Para determinar el valor de n con que se obtiene la máxima potencia de 60Hz, debe elaborarse un programa que calcule la potencia a una frecuencia fija de 60Hz y con el que se obtenga la gráfica mostrada en la figura 7.
Figura 6 Potencia transferida contra frecuencia con n como parámetro 4 3.5 3 ) w 2.5 K ( a i c 2 n e t o P 1.5
n=8
n=6
n=4
1 0.5 n=2
0 100
101
102 Frecuencia (Hz)
103
facilidad la ecuación matricial, utilice el método de análisis nodal modificado. 3. El objetivo siguiente es resolver el problema del cálculo de la potencia P como función de la frecuencia con la razón de vueltas como parámetro. Para ello se escribe un programa en MATLAB, el cual pueda calcular la potencia; y después de diferentes iteraciones y de variar los parámetros, se obtienen lo s resultados que se muestran en la figura 6. Las curvas muestran que la potencia se maximiz a en algún punto dentro de n = 6 y n = 8 a 60Hz; y
Figura 7
Utilizando el programa, encontramos que los valores máximos de potencia Pmax y la razón de vueltas máxima n max (que garantizan la máxima transferencia de potencia de la fuente a la carga) son: Pmax =2.5735 y n max = 4.7817 De acuerdo con la teoría de circuitos eléctricos, la máxima potencia ocurre cuando la magnitud de la i mpedancia de carga reflejada es igual a la magnitud de la impedancia de la fuente, puesto que: Xs = wL s = (2 π*60)
1 =3Ω 40 π
y XL =
1 = wCL
1 (92 π*60)
= 4Ω
625 *10-6 3π
Entonces la razón de vueltas n max para máxima transferencia de potencia a la carga es: 4 nmax =
R2L + X 2L R2S +X 2L
=4
802 + 40 2 =4 520 = 4775 12 +32
Los valores experimentales calculados con MATLAB y los valores teóricos de n max concuerdan en el 0.15%, cuando se emplea este valor de la razón de vueltas. Ahora bien, la máxima potencia que la carga absorbe, es :
Potencia contra raz ón de vueltas a 60Hz 2.6 2.4 2.2 2 ) w1.8 k ( a i c 1.6 n e t o1.4 P
Pmax =
1.2
V Srms 2 n max 2
120 2 Re{ ZL} = ZL 2 520 Zs + 2 nmax
Re{60-j40} 1 + j3+
60-j40 2
= 2.571kW
520
1 0.8 0.6 2
3
4
5
6
7
Relación de vueltas " n"
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8
Y el valor calcul ado por MATLA B se encuentra dentro del 0.1% de este valor.
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Conclusiones Más allá de complicar el análisis, el desarrollo matemático de un sistema eléctrico o electrónico es susceptible del uso de herramientas de simulación que optimizan de manera inmediata y eficaz el diseño realizado; así se logra una gran aportación al costo-beneficio, porque puede contarse con un laboratorio, prototipos e instrumentos virtuales que sustituyen a sus equivalentes reales de cualquier banco de pruebas tradicional. Y sobre todo, las matemáticas actuales son una herramienta indispensable de análisis que ofrece enormes ventajas en el diseño o estudio de un sistema; de esta manera, siempre será posible manipular matemáticamente las variables de interés para el diseñador, así como las entradas y salidas relevantes del sistema. De los programas de CAD empleados, multiSIM y MATLAB, el primero destaca dentro del análisis, diseño y simulación de circuitos electrónicos, porque cubre por completo los tó-
picos relacionados con las tareas fundamentales y avanzadas de la electrónica y porque tiene una estructura completamente interactiva e intuitiva para el usuario final (de ahí que, sin duda, sea una buena elección para el análisis electrónico); por su parte, MATLAB es una poderosa herramienta de análisis y síntesis de sistemas dinámicos (eléctricos, electrónicos, físicos, químicos, automatización, etc.) con la que no sólo es posible lograr excelentes diseños, sino también generar prototipos e implantar éstos en tiempo real; sin embargo, su uso requiere de un completo manejo del álgebra lineal.
Nota final Para obtener una versión de prueba (d e m o ) de los programas mencionados en este artículo, consul te las páginas de Internet http:/ / www.electronicsworkbrench.com (para el programa multiSIM) y http:/ / ww w.mathworks.com (para el programa MATLAB).
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