GUIA: SABER
PARA
D IAGNOSTICO
EL
R EPARACION
50 $6.
PC
ORDEN DE COMPRAS
DE $10 O DESCUENTO DE 60% Páginas 47 y 48
3 / Nº 14 / 1999 2 1 o ñ /A
T ELEFONIA C ELULAR
DE RECLAME:
EDICION ARGENTINA
ELECTRONICA 3 28-507 ISSN: 03
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AUDIO Cuándo Colocar Parlantes en la Pared
EDITORIAL QUARK
Concurso
XIII Aniversario
La Llave Selectora de Audio
Funciones de Transferencia Diseño de Circuitos con el PIC16C84 Ajuste y Reparación de Videograbadores
COMUNICACIONES Navegación Satelital en la Radio del Automóvil
M ONTAJES :
CRONOMETRO LLAVE DE SEGURIDAD SONDA LOGICA PROBADOR DE CAPACITORES PROBADOR DE CONTROLES INFRARROJOS INTERRUPTOR DIGITAL GENERADOR DIVISOR DE FRECUENCIA
L ANZAMIENTO
E XTRAORDINARIO
SABER
EDICION ARGENTINA
ELECTRONICA
EDITORIAL QUARK Año 12 - Nº 143 MAYO 1999
SECCIONES FIJAS Del Editor al Lector Sección del Lector
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ARTICULO DE TAPA Telefonía celular
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LANZAMIENTO EXTRAORDINARIO Cámaras de video - Teoría y reparación
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MONTAJES Llave de seguridad Tres instrumentos portátiles Sonda lógica Probador de capacitores Probador de controles infrarrojos Dos circuitos CMOS Interruptor digital Generador divisor de frecuencia Cronómetro
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ELECTRONICA Y COMPUTACION Educando al rey micro - Diseño de circuitos con el PIC16C84
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TECNICO REPARADOR Curso de TVs modernos: lección 7 (Conclusión) La llave selectora de audio 29 Memoria de reparación: ajuste y reparación de videograbadores 49
CURSO DE REPARACION DE PC Lección 7 Guía para el diagnóstico y reparación de PC
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NUEVA DIRECCION
COMUNICACIONES Navegación satelital en la radio del automóvil
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AUDIO Cuándo colocar parlantes en la pared
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H O R A R I O D E AT E N C I O N A L P U B L I C O
RADIOARMADOR Funciones de transferencia (Conclusión)
A PARTIR DEL 15 DE JUNIO HERRERA 761 - (1295) - CAP. FED.
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EXCLUSIVAMENTE DE LUNES A VIERNES DE
10 A 13 HS. Y DE 14 A 17 HS.
DEL DIRECTOR AL LECTOR
SABER
EDICION ARGENTINA
ELECTRONICA E D I C I O N A R G E N T I N A - Nº 143 - MAYO DE 1999 Director Ing. Horacio D. Vallejo Producción Pablo M. Dodero
RUMBO A LOS 12 AÑOS Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista predilecta, para compartir las novedades del mundo de la electrónica. Cuántos recuerdos... Recuerdo, por ejemplo, cuando Elio Somaschini, primer director de Saber Electrónica y actual presidente del grupo Betanel (al cual pertenece Editorial Quark), me comentó sobre la posibilidad de editar esta revista en nuestro país. También recuerdo cuando me propuso hacerme cargo de las correcciones técnicas de las notas y cuando, en el Nº 3, llegamos a un acuerdo para que comience a escribir artículos. Desde aquella época hasta ahora, he recorrido varios países en busca de información y, en ocasiones, he cubierto diferentes exposiciones de electrónica. Hemos participado en muchos eventos entre los cuales destaco la “Casa del año 2010”, totalmente informatizada por personal de Saber Electrónica (incluso con Internet) en marzo de 1995. Sin embargo, los mejores recuerdos son más cercanos, se remiten a la Primera Jornada de Electrónica, dictada en 1996 y a los festejos por los 10 años de nuestra querida revista, donde tuve la oportunidad de compartir conceptos con más de 450 lectores, entre los cuales, a lo mejor, Ud. se encontraba. Desde ese evento han pasado casi dos años, ya estamos por cumplir 12 años de edición ininterrumpida y debo agradecer a Dios las fuerzas que me brinda para seguir por este camino, cada vez con más ganas y poniendo el mejor de mis esfuerzos. Debo reconocer que Saber Electrónica se ha convertido en una gran parte de mi vida y me siento orgulloso de que esta revista sea elegida por Ud. Ing. Horacio D. Vallejo
Columnistas: Federico Prado Luis Horacio Rodríguez Peter Parker Juan Pablo Matute EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRONICA RIVADAVIA 2421, Piso 3º, OF. 5 - Capital TE. 4951-5531 EDITORIAL (1034) QUARK Herrera 761 (1295) - Capital T.E. 4301-8804
Director Horacio D. Vallejo Staff Teresa C. Jara Hilda B. Jara María Delia Matute Enrique Selas Ariel Valdiviezo Publicidad Alejandro Vallejo Producciones Distribución: Capital Carlos Cancellaro e Hijos SH Gutemberg 3258 - Cap. 4301-4942 Interior Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. Uruguay Berriel y Martínez - J. Suarez 3093- Montevideo R.O.U. - TE. 005982-2094709
Impresión Mariano Más, Buenos Aires, Argentina La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Tirada de esta edición: 18.000 ejemplares.
A RTICULO
DE TAPA
T ELEFONIA CELULAR En la actualidad, es muy común encontrarse con personas que hablan por teléfono desde un aparato celular en el supermercado, en un estadio o caminando por la calle. El sistema que posibilita estas transmisiones se ha popularizado en Argentina hace menos de una década y tiene sus orígenes en el sistema móvil que ya se usaba en los Estados Unidos en 1921. Esta nota es el resultado del estudio de varios artículos publicados en diferentes revistas especializadas y de la bibliografía entregada por las empresas proveedoras del servicio de telefonía celular en nuestro país. Para una mejor comprensión del tema, comenzaremos por analizar el sistema tradicional que derivó en lo que hoy es la red telefónica celular y daremos datos cronológicos sobre el avance de este tipo de comunicaciones.
Red de Telefonía Celular
COMO FUNCIONAN LAS COMUNICACIONES CON LOS TELEFONOS CELULARES Por: Horacio D. Vallejo
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T ELEFONIA C ELULAR 1) Introducción En la década del 70 comenzó a emplearse el sistema IMTS en los Estados Unidos de Norte América, que permitía la comunicación entre abonados movilizados a bordo de diferentes automóviles, quienes también podían establecer comunicación entre abonados fijos de la red telfónica convencional (con tendido de cables). Para una mejor definición ITMS significa "Sistema de telefonía móvil mejorado" y es bastante similar al sistema de telefonía celular que hoy es ampliamente utilizado tanto en nuestro país como en el resto del mundo. Para una mejor comprensión, comenzaremos la explicación con el sistema de telefonía móvil que era empleado hace unos años para establecer comunicaciones entre abonados que poseían sus teléfonos en vehículos. En el sistema de telefonía 1 fija se necesita un par de "hilos conductores" para conectar el teléfono al sistema. El patrón IMTS es similar, pero se utiliza un par de canales de radio para interconectar un terminal móvil a una red de telefonía móvil. Este patrón se fue adoptando a las necesidades de la época y en principio tenía las siguientes características: - se instalaba un transmisor potente en el centro del área a cubir, figura 1, en un lugar lo más
alto posible para que la señal transmitida superase el ruido ambiental. - cada canal tenía una potencia irradiada alrededor de 200W, que alcanzaba una distancia de hasta 40 km y un número limitado de canales. La cantidad de abonados por canal estaba entre 25 y 50. La cuestión es que cada abonado contaba con un canal constante para la transmisión y otro para la recepción. A pesar de esto, el sistema completo estaba formado por algo más de 20 canales y tenía una capacidad máxima del orden de los 1.000 usuarios y servía a los propósitos por un tiem-
po razonable. En este sistema todos los usuarios se comunican con la red telefónica fija o entre sí por intermedio de una Estación Base de radiofrecuencia (EBRF o ERB), que tolera todos los equipos de radio, transmisión y control. La altura de la torre debe ser considerable, para que la señal alcance la mayor distancia posible y tape los ruidos de fondo que pudieran interferir mientras el usuario recepciona la señal.
Como la potencia de transmisión también es alta, se necesitan equipos especiales. El abonado, mejor dicho, el telefono móvil tiene su transmisor/receptor alojado dentro del vehículo, que también posee alta potencia en las señales de transmisión, lo que exige equipo relativamente grande. La EBRF recibe la señal proveniente del teléfono móvil, decodifica esa señal y la vuelve a pasar a la central telefónica, así completa la conexión y queda como intermediaria entre los abonados. Por otra parte, la potencia elevada en el transmisor del abonado hace que la fuente de radiación sea altamente perjudicial, porque el teléfono se coloca junto al oído. Al principio las conexiones telefónicas caían con mucha frecuencia con el desplazamiento del abonado de una área hacia otra. El sistema tiene su área de cobertura directamente relacionada con la potencia irradiada por las antenas y la altura de la antena fija. En una área con muchos edificios altos, la calidad de la señal queda muy comprometida. Y en una región con pocos edificios altos y topografía sin accidentes, la señal llega con calidad aceptable. Por lo tanto, es necesario crear una Zona de Seguridad, tal como se muestra en la figura 2, la cual se ubica entre varios sistemas implantados que reutilizan las frecuencias disponibles en la faja. Esto se hace necesario para evitar
En el Próximo Número de Saber Electrónica publicamos “Proyectos Completos con Microcontroladores PICs” y le regalamos otra ORDEN DE COMPRAS DE $10
T ELEFONIA C ELULAR interferencias entre las mismas frecuencias de dos sistemas que cubran una misma área. A pesar de las zonas de protección, solían ser muy frecuentes las interferencias de canales entre las Estaciones Móviles (EMs) que 2 estaban muy próximas. Debe tener en cuenta que a partir de la década del 80 la demanda de este tipo de servicio aumentaba día a día y no había suficiente número de canales disponibles, razón por la cual se comenzó a pensar en diferentes alternativas que derivaron en el sistema celular actual. 3 Tenga en cuenta que al comienzo en una extensa área de cobertura, se deben instalar varios transmisores para posibilitar el desplazamiento de abonados y aumentar el número de usuarios. Todos esos transmisores deben estar sincronizados para que no haya degradación de señal (vea la figura 3), pero esto no resuelve el problema del número limitado de usuarios en el área de cobertura, con lo cual también resulta limitado el número de quienes sacan beneficios del sistema.
2) Algunas Consideraciones Si bien el entendido en electrónica posee nociones básicas de telfonía, damos a continuación algunas apreciaciones que nos per-
mitirán abordar el tema objeto de esta nota con mayor comodidad. Como primera medida, daremos un listado "cronológico" sobre cómo se fueron sucediendo los diferentes eventos que hicieron a las comunicaciones por RF:
2.1) Cronología sobre las Comunicaciones por RF 1921 - El Departamento de Policía de Detroit transmitie órdenes a los policías mientras conducen los patrulleros. 1932 - La Policía Civil de la ciudad de Nueva York adopta la misma técnica que opera en la banda de onda corta de 2MHz. 1933 - La Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos autoriza la utilización de 4 canales en la banda de 30MHz a
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40MHz, en forma experimental. 1945 - La empresa Bell desarrolla osciladores que alcanzan la banda de los 150MHz, frecuencia muy elevada para la época, y propone aplicarla en la telefonía móvil. 1946 - La empresa Bell emprende un servicio comercial de telefonía móvil en la banda de 35MHz y otro en la de 150MHz, este último con intervalo de 60kHz entre canales, con 6 canales de voz liberados para uso comercial. 1947 - Se inaugura un Sistema de Telefonía Móvil a lo largo de la ruta Nueva York-Boston, que opera en la banda de 35MHz a 44MHz. El método empleado era el "Simplex Push-to-Talk" y una telefonista lo auxiliaba, con un procedimiento poco utilizado por el asistente de teléfono común. Además el abonado tenía que conseguir una vía (canal) desocupada, antes de solicitar su llamada. Pese a los inconvenientes presentados, la demanda por este tipo de servicio era muy grande y la poca oferta originaba una larga lista de espera de los que pretendían usarlo. El sistema era sencillo, el abonado debía solicitar un canal a la operadora para que se haga la comunicación. Establecido el contacto, cada abonado podía hablar a su debido tiempo dado que se empleaba una sola portadora, de ahí que cada vez que un abonado terminaba la oración empleaba el término "cambio"
T ELEFONIA C ELULAR que le indicaba al abonado remoto que podía oprimir su botón del micrófono para empezar a hablar. 1955 - Se crean nuevas técnicas y los circuitos electrónicos ya permiten la incorporación de nuevos canales de transmisión dentro de los ya existenes. Así, de 6 canales originales, se incorporan otros 5 canales, con intervalos de 30kHz entre unos y otros. 1956 - La técnica anterior se aplica en la banda de los 450MHz y el gobierno norteamericano autoriza la creación de 12 canales en ese sistema . 1964 - Se crea una nueva técnica, denominada de MJ, en la que se permite el mejor aprovechamiento del uso de los canales existentes y ya no se utiliza más el Push-to-Tolk (tener que apretar un botón para poder hablar), ahora el usuario puede entablar una comunicación sin pausa. 1969 - Extienden la automatización hasta la banda de los 450MHz (MTS o Mobile Telephone Service), bautizado como sistema MK. Estos dos sistemas, el MJ y el MK, fueron los precursores del IMTS (Improved Mobile Telephone System), estandarización adoptada hasta que surge el modelo AMPS. Presionado por el mercado y, lógicamente, por las empresas operadoras, el gobierno norteamericano pega un salto al vacío y libera la banda de los 75MHz en las operaciones de la telefonía fija, y la banda de los 40MHz en las operaciones de telefonía móvil. 1971 - La Bell acepta el 4
desafío y presenta un trabajo que demuestra que puede lograrlo. 1974 - La FCC (Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos) reglamenta la operatividad de la banda, con pequeñas alteraciones. 1975 - La empresa Illinois Bell recibe autorización para operar el sistema recién adoptado. 1983 - Nace el sistema AMPS (Advanced Mobile Phone Service), con la implementación, en la ciudad de Chicago, del Sistema Celular, complemetamente diferente a todo lo desarrollado hasta entonces. 2.2) Trunking Se llama "trunking" un conjunto de varios canales combinados, que ofrece automáticamente la estación móvil de cualquier canal que esté libre, para que origine o reciba llamadas. Con esta técnica se aprovechó mucho mejor el espectro de frecuencias y así aumentó la eficiencia del tráfico telefónico. El sistema funcionó bien en la década del setenta, tras la construcción de sintetizadores de frecuencia que sintonizaban varias frecuencias al mismo tiempo. 2.3) Sistema Móvil Celular En enero de 1997, había aproximadamente 150 millones de abonados en telefonía celular en
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el mundo y se calcula que para el inicio del próximo siglo habrán unos 500 millones en todo el planeta. Con el surgimiento de la telefonía móvil celular se amplió considerablemente el número de usuarios, debido al tipo de técnica usada que ha permitido que la telefonía móvil se convierta en un producto de gran consumo. Como consecuencia del avance tecnológico, los aparatos celulares son cada día más pequeños y livianos, al mismo tiempo que mejoran los equipos y rinden más las baterías, son más baratos y tienen más autonomía de uso, sin contar que ofrecen los mismos tipos de servicios que la telefonía fija. Y algo más, se sabe que es mucho más fácil y barato implantar un sistema de telefonía celular que un sistema de telefonía fija tradicional, resulta más rápida y el usuario ve incrementados los beneficios. La solución para todos los problemas presentados en el sistema móvil convencional residen en la creación estructural de las celdas, que contienen transceptores que operan en potencia baja, en que poseen frecuencias distintas y consiguen capturar la señal de un abonado que esté dentro de su radio de acción. Surgió entonces el SMC (Sistema Móvil Celular), en el que son distribuidas celdas
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que contienen, cada una, un equipo de radio transmisor/receptor denominado EBRF (Estación Base de Radiofrecuencia), tal como se observa en la figura 4. 2.4) Celdas Una celda es una área determinada que recibe la cobertura de una EBRF y que mantiene la calidad de transmisión y recepción dentro de los es6 tándares establecidos por el sistema. Para entender mejor el tema, imaginemos que el terreno que rodea la antena de la EBRF es todo plano y que no hay obstáculo alguno, el área abarcada por el transmisor será circular (figura 5). Sin embargo, en la práctica, no es así, porque tenemos edificos, desniveles, árboles, etc. y la situación se presenta diferente. Aparecen regiones donde la EM (Estación Móvil) no consigue captar la señal proveniente de la EBRF, llamadas Regiones de Sombra (figura 6). Como representación gráfica se adoptó el formato de un hexágono y los hexágonos agrupados uno al lado del otro tal como podemos observar en la figura 7.
antenas será responsable por el primer grupo de canales, otro lo será por el segundo y el último por el tercer grupo de canales, queda la EBRF como responsable por 3 sectores (figura 9). Pero no siempre funciona de esa forma, puede ocurrir que se quiera cubrir solamente una determinada área, ahí se utilizará, por ejemplo, un solo sector. Para cubrir una ciudad, por ejemplo, se aglomeran varias celdas.
Existen celdas sectorizadas. En este tipo de celda, las antenas se montan de tal forma que tengan 3 sectores de actuación, o sea, la torre posee 3 grupos de antenas, cada una cubre 120 grados. En la figura 8 se describe la dirección de cada grupo de antenas. De esta forma, un grupo de
2.5) Cluster La cantidad total de los canales que la banda de frecuencias requiere se distribuye entre varias celdas.
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A ese aglomerado de celdas se le da el nombre de cluster, que puede ser de distintos tipos o patrones de reutilización, a saber: K = 3 (figura 10), K = 4 (figura 11), K = 7 (figura 12), etc. 2.6) Hand-off Término usado cuando el canal de voz de una EM es 14 desviado hacia otro canal, mientras dura el movimiento de esa EM, efecto controlado por la CCC. Esto ocurre en el momento en que hay degradación en la señal enviada por la EM a EBRF, en las siguientes situaciones: 1 - Cuando la EM sale de los límites de la celda/sector, o la señal queda debajo de la CCC, como constantemente está midiendo esa señal, 15 conmuta la EM hacia otro canal perteneciente a la nueva celda/sector, con niveles más altos para la comunicación. En esta situación el hand-off puede ocurrir entre sectores (figura 13), entre células (figura 14) y entre sistemas (figura 15). 2 - Cuando hay degradación
en la RSR (Relación Señal/Ruido); o sea: el ruido continuo en el canal de voz es mayor que la señal de referencia emitida. 2.7) Roaming Término que significa desplazarse e indica la utilización de una
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llamada telefónica celular móvil, en una CCC que no es la original del abonado celular móvil. En otras palabras, es cuando un abonado móvil utiliza una CCC que no es la propia, en la que está debidamente registrado para efectuar y para recibir una llamada telefónica. Es como si el abonado alquilara un canal de la CCC visitada y se lo llama "visitante". La CCC visitada recibirá el anuncio de llegada del visitante a través del roaming automático; es decir: el aparato celular manda una señal hacia la CCC de alquiler y ésta le devuelve, a través del canal de control, la identificación del área visitada y en el display del ROAM aparece el mensaje. Ya reconocido el visitante, al solicitar o recibir una llamada, la CCC visitada entra en contacto con la CCC de registro del abonado (figura 16) y obtiene su archivo de abonado, que contiene informaciones personales, como ESN (Electronic Serial Number), el número de serie del aparato celular, que fue grabado por el fabri-
T ELEFONIA C ELULAR cante, la categoría del abonado, etc. Ese reconocimiento se hace con el número telefónico del visitante, y las dos CCC son conectadas mediante un canal apropiado para el intercambio de informaciones. 2.7.1) Roaming no automático Hay regiones donde la validez del roaming debe hacerse manualmente, esto es: el abonado debe entrar en contacto con la central de aten- 16 ción celular de la compañía Estación Base de Radiofrecuentelefónica local y solicitar una pre- cia (EBRF), autorización. Central de Conmutación y Control (CCC) y 2.7.2) Roaming nacional Estación Móvil (EM. Si el visitante, por ejemplo, El SMC y las conexiones se oriundo de Buenos Aires está en muestran en la figura 17. Córdoba y desea hacer una comunicación local en esta ciudad, ne3.1) La EBRF cesita antes discar el código DDD Es una interface entre la CCC y de esta localidad, tal como lo las EMs; sus funciones básicas haría un DDD en Buenos Aires son: que también debiera discar el - para datos: convierte la señaDDD antes. lización propietaria que la une a CCC en el protocolo AMPS entre EBRF y EMs. 3) El Sistema Móvil - para voz: convierte las seña-
Celular Un sistema móvil celular (SMC) básicamente está formado por 3 partes:
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les digitalizadas de voz que transitan en los enlaces entre CCC y EBRF, en señales analógicas para la transmisión FM entre EBRF y EMs. - para supervisión de canal de radio: monitorea los canales de voz en conversación para comparar la intensidad RF de la señal y la RSR de la señal de voz, que indica a la CCC cuando los valores medidos están fuera de las especificaciones, para que ésta aplique los procedimientos de Handoff. La EBRF, figura 18, puede conectarse a la CCC en forma analógica o digital. Si es conectada en
T ELEFONIA C ELULAR forma analógica, los datos se transmiten vía MODEM a una velocidad de hasta 9,6kbit/s, considerada muy lenta; por lo tanto, la preferida es la forma digital, que consigue transmitir a una tasa de 64 kbps (64.000 bits por segundo). La cantidad de canales de voz que puede tener una EBRF varía conforme el modelo, pero tienen una media de 128 canales de voz. Las EBRFs generalmente se instalan en lugares altos dentro del centro geométrico del área a cubrir, en montañas si es zona rural, con su potencia de transmisión controlada para que no interfieran las celdas vecinas. Las celdas de una misma EBRF trabajan con frecuencias de transmisión diferentes y el agregado de grupos de celdas se hace de forma que nunca haya coincidencia de frecuencia en la proximidad. Todas las EBRFs tienen sus controladoras (CSC). Su función es recibir los datos y la voz de las unidades de canales y enviarlos a la CCC, a través de un enlace exclusivo EBRF - CCC. En dirección opuesta, recibe los datos y la voz de la CCC a través de un enlace de comunicación CCC - EBRF y los envía hacia la unidad del canal o control correspondiente.
3.2) Central de conmutación y control (CCC) La CCC es una central telefónica automática del tipo CPA (central de programa almacenado), que tiene las mismas funciones que una central de la red fija, pero con software apropiado para SMC. Como se trata de una central telefónica que tiene que monitorear las EMs, que se desplazan entre las celdas, controlar sus EBRFs y hacer todo el procesamiento de las informaciones, contiene equipamiento adicional. Una CCC ejecuta muchas funciones además de las conexiones telefónicas: - administración de todo el sistema - análisis estadístico del tráfico telefónico - habilitación de servicio y tarifación - supervisión de las EBRFs y de los canales de radio correspondientes - testeo y localización de fallas en el sistema - análisis de los datos de las EMs y cntrol de funciones La CCC se comunica con las EBRFs por líneas telefónicas o líneas de datos privados, en que se emplean canales de PCM (Modulación por Código de Pulso), fi-
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bras ópticas o radiofrecuencia digitales. Vea en la figura 19 un esquema simplificado del enlace CCC EBRF donde: GCR - Grupo de Canales de Radio (voz y control) CSC - Controladora de EBRF ID - Interface Digital La CCC mantiene una constante comunicación con los componentes del sistema; en el caso de los datos esto sucede en los siguientes casos: a) Cuando la CCC origina un mensaje para una EM que será enviado en el canal de control o en el canal de voz. b) Cuando la CCC recibe un mensaje de la EM. c) Cuando la CCC recibe un pedido de la EBRF como, por ejemplo, un pedido de "handoff". d) Cuando la CCC envía un mensaje hacia la EBRF como, por ejemplo, pedido de los resultados de las mediciones en un proceso de handoff. e) Cuando la CCC recibe un mensaje de alarma debido a una falla en la parte de radio. f) Cuando un alarma externo se activa, por la acción de un intruso en la EBRF, incendio, etc. (por lo tanto, aquí va un aviso para quien intente penetrar una EBRF, sin invi-
T ELEFONIA C ELULAR tación: el dispositivo detecta la presencia de persona no grata, dispara la alarma en la CCC e, inmediatamente, se acciona la seguridad). g) Cuando alguna rutina de manutención deba ejecutarse, como por ejemplo, testeo de los procesadores, carga de las unidades de canal a partir del bando de memoria en la CCC, etc. 3.3) Estación móvil (EM) La EM es el usuario con la correspondiente terminal móvil (teléfono celular), terminal ésta que está formada por un transceptor, una unidad de control y una antena. Actualmente existe infinidad de modelos en el mercado, con varias funciones incorporadas. Sin embargo, existen algunas funciones que son comunes a todos los aparatos, a saber: - teclado para escritura del número a llamar y acceso a las funciones de servicios especiales - discado con el auricular en la posición de reposo - discado abreviado - rediscado del último número llamado - autobloqueo, se trata de una llave o código que impide el uso del aparato por personas no autorizadas, a menos que se ingrese una seña - los dígitos tecleados aparecen en el visor - visor que indique las funciones:
out of service (fuera de ser vicio) roamer (inspección) in use (en uso) lock (indica que el aparato está bloqueado) Y existen las funciones optativas: - parlante externo - capacidad de enviar dígitos durante una conversación - modo "manos libres" - indicación de tiempo transcurrido - indicación del número llamador - extensión hasta el otro asiento del vehículo - modo scrambler para desembarullar las señales de voz. Las EMs son de estos tipos: portátil, vehicular o transportable. El tipo vehicular de EM se usa exclusivamente en vehículos, su formato y peso son apropiados para esto, y por el momento es imposible su utilización en otros casos, porque la potencia que irradia está alrededor de los 3W. Tiene un alcance mayor que el del portátil y algunos accesorios que facilitan la vida del usuario. Por su pequeña dimensión y peso reducido el equipo portátil es apropiado para llevar en bolsos o puesto a la cintura del usuario. Su autonomía es de algunas horas y debe recargase la batería en cuanto
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la señal debilitada se presente en el aparato.
4) Establecimiento de una Comunicación A partir del momento en que un abonado móvil establece una comunicación con un abonado fijo, la conversación será transmitida vía radio entre la EM y la EBRF más próxima. Luego la llamada se encamina hacia una CCC y desde allí hacia una RTPC (Red Telefónica Pública de Conmutación), desde la que es llamado el abonado fijo, figura 20. Debido al desplazamiento de las EMs, surgen algunos defectos dentro del área de cobertura del sistema. Es evidente que la antena del equipo móvil queda a una altura de aproximadamente 1,5 m del suelo y que muchos obstáculos se cruzan en el trayecto de la onda que conecta la EM y la EBRF. La compresión de la onda portadora tiene 33 cm por vuelta, medida bastante menor que la de los obstáculos con que al chocar en el camino, produce ondas reflejas. Además con el movimiento constante de la EM, la variación de la señal es muy acentuada. Hasta aquí una breve descripción sobre el funcionamiento de la telefonía celular con un detalle de los equipos involucrados y las frecuencias en que operan. En futuros artículos describiremos en detalle el funcionamineto de las diferentes bandas (A = analógica, B = digital)) y los planos de numeración establecidos para las diferentes localidades y empresas proveedoras del servicio. ✪
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Llave de Seguridad Esta llave puede utilizarse en puertas, cajas de seguridad y cualquier otro lugar donde se precise que sólo puedan ingresar personas autorizadas. Para activar un relé se deben presionar dos llaves en una secuencia predeterminada en un intervalo muy corto. Puede seleccionarse tanto el tiempo de activación como el de la secuencia. Por Horacio D. Vallejo —————————————————————————— i bien hemos publicado diferentes circuitos relacionados con cerraduras electrónicas y llaves de seguridad, el prototipo que presentamos en este artículo resulta ideal para la protección de cajas de seguridad, puertas, portones automáti-
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cos y todo aquel lugar al que sólo puedan acceder las personas autorizadas. El circuito es muy sencillo y su funcionamiento consiste en que dos llaves (pulsadores o botones de un teclado) deben ser presionadas en un orden
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predeterminado durante un corto tiempo que puede seleccionarse ajustando los valores de ciertos componentes. Si el accionamiento de los pulsadores ocurre dentro de un intervalo previsto, se activa un relé durante un tiempo que también puede ser regulado
Ya está en todos los Kioscos del
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la obra:
“100 Proyectos con Técnicas Digitales” que viene acompañada de un libro con más montajes y
cuesta sólo $6,90 a voluntad del técnico armador. Los ccontactos del relé se utilizarán para liberar los contactos de la cerradura eléctrica correspondiente. El circuito funciona con 12V, luego, al presionar S1 el capacitor C2 se carga por medio de R3 haciendo que la pata 2 del integrado tenga el potencial de fuente durante un instante, dado que dicho capacitor se comienza a descargar a través de R4 (durante la descarga, en la pata 2 hay un potencial que va descendiendo). Esto que acabamos de explicar, también sucede con C1 que se carga a través de R1 cuando se presiona S2 y se descarga por medio de R2. Si se presionan S1 y S2 rápidamente, mientras se descargen los capacitores, la salida de la primera compuerta del integrado (pata 3) estará en nivel bajo, ya que sus dos entradas tendrán un potencial alto, con lo cual la salida de la segunda compuerta (pata 4) estará durante ese tiempo, en nivel alto. Si S1 y S2 no se preionan casi simultánemente, esta condición no se dará, dado que la descarga tanto de C1 como de C2 debe ser rápida. Ahora bien, durante el corto tiempo en que la pata 4 tiene un potencial de 12V, se carga 2
el capacitor C3, el cual tendrá entre sus placas un potencial cercano a los 12V, que se mantendrá aún después de que haya bajado la tensión de la pata 4 debido a la acción de D1, ya a que este C3 se descargará lentamente a través de R5 y P1. Luego, se entiende que mientras esté cargado C3, en las patas 8 y 9 del CD4093 habrá una tensión alta, su salida tomará un estado bajo y la última compuerta volverá a invertir este estado, haciendo que en la base de Q1 haya una tensión elevada que
lo haga conducir y así activar al relé. El tiempo que el relé permanece activado depende del valor de C3, de R5 y de P1, de ahí que ajustando P1 se lo puede aumentar o disminuir. Tenga en cuenta que es conveniente que los interruptores S1 y S2 pueden ser los “botones” de un teclado, de manera que quien desconoce la llave no podrá activarla con facilidad. El montaje y la prueba del circuito no revisten consideraciones especiales. ✪ Lista de Materiales CI1 - CD4093 - Integrado CMOS. Q1 - BC548 - Transistor NPN de uso general. D1, D2 - 1N4148 - Diodos de uso general. R1- 18kΩ R2 - 1M2 R3 - 18kΩ R4 - 1M2 R5 - 6k8 R6 - 1k5 C1, C2 - 0,2µF - Cerámicos. C3 - 10µF x 16V - Electrolítico. Relé - Relé de 12V para circuito impreso de 2A de contacto. S1, S2 - Pulsadores para circuito impreso NA. Varios: Placa de circuito impreso, gabinete para montaje, estaño, fuente de alimentación, etc.
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Tres Instrumentos Portátiles: Sonda Lógica Probador de Capacitores Probador de Controles Infrarrojos Damos en esta nota, los circuitos de tres interesantes instrumentos que el técnico reparador podrá transportar para facilitar la tarea de reparación de equipos electrónicos. Cada montaje se presenta con su respectivo diseño de circuito impreso. Por Horacio D. Vallejo ——————————————————————————
n la figura 1 presentamos una sonda lógica de dos transistores, o un sensor de tensión positiva, el cual permite el encendido de un led y emite sonidos cuando se la conecta a un circuito activo. Los transisores
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Q1 y Q2 se conectan en una configuración darlington que le da al circuito una impedancia de entrada muy alta. La salida está en configuración colector común que activa el “piezorresonador” y el LED. Cuando la sonda percibe
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una tensión positiva mayor a aproximadamente 1,5V (estado lógico alto), los transistores se encienden y emiten señales de salida audibles y visuales. El terminal negativo de la sonda debe conectarse al punto común o negativo del circuito bajo prueba, para que la sonda pueda operar. En la figura 2 se da el esquema de circuito impreso de este “verificador”. En la figura 3 aparece un cómodo
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Al tester en la escala de R
3 circuito que usa un interruptor doble inversor para transformar su téster en un medidor de capacitores. Con un poco de práctica, podrá determinar si un capacitor tiene pérdidas, si se encuentra abierto o en corto, y si la capacidad real coincide con la del valor marcado. El circuito de la figura 3 permite que un moderno multímetro realice la misma función que los antiguos multímetros con probador de capacitores usando el interruptor externo S1. Todos los capacitores de menos de 1µF pueden revisarse mejor en su rango de ohm más alto. Los de valores mayores, incluidos casi todos los capacitores electrolíticos, deben revisarse en un rango de ohm más bajo. Puesto que
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4 los medidores varían mucho entre sí, deberá experimentar primero para determinar el mejor rango en el cual debe usarlo. La mayoría de los téster actuales cambian automáticamente de rango (me refiero a los digitales), y si piensa usar uno de este tipo sólo deberá configurarlos en la escala OHM y luego revisarlo. Los capacitores menores de 0,1µF sólo pueden ser revisados para encontrar pérdidas o cortos, ya que su tiempo de carga y descarga es demasiado rápido para que pueda “calcular” la capacidad. Para la prueba, tenga en cuenta que cuando un buen capacitor de 0,01µF o más se conecta al circuito de prueba, el medidor mostrará instantáneamente una lectura de resistencia baja, y lue-
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go incrementará rápidamente su valor hasta la lectura de resistencia máxima del medidor (o al infinito si el medidor no tiene esta restricción). El cambio de S1 a la otra posición causará que el medidor lea una resistencia en sentido contrario, y luego rápidamente se balancee hasta cero y se increemente nuevamente hacia el infinito. Si la lectura del medidor se detiene cerca de su lectura de resistencia máxima, se encontrará ante la figura de resistencia de pérdida interna del capacitor. En todos los capacitores noelectrolíticos, esta lectura debiera aproximarse al límite en los buenos capacitores. El tiempo de carga/descarga depende del valor del capacitor. A los capacitores más grandes les lleva más tiempo la carga y descarga, y luego de obtener alguna experiencia con este método, será capaz de juzgar el valor aproximado de un capacitor bajo prueba. Otro método es comparar el capacitor defectuoso con un componente en buen estado del mismo valor. En la figura 4 se reproduce la placa de circuito impre-
M O N TA J E S - M O N TA J E S - M O N TA J E S - M O N TA J E S - M O N TA J E S so para la interconexión de la llave de este circuito. Por último, el circuito conductor de la figura 5 permite la verificación de receptores infrarrojos. El transistor se conecta de forma tal que funciona bien cuando genera pulsos rápidos estrechos requeridos para conducir dispositivos IR o LEDs que emiten luz visible. El promedio de pulsos generados por el 2N2646 es variable y se controla por medio del potenciómetro R3. Usando los valores de componente que mostramos aquí, puede variar el “promedio de pulso” desde unos pocos pulsos por se-
Lista de Materiales
de campo R1 - 10kΩ R2 - 270Ω R3 - Potenciómetro de 250kΩ C1 - 0,22µF - Capacitor cerámico (ver texto) L1 - Led de 5 mm color rojo
Sonda Lógica: R1 - 470kΩ R2 - 470Ω Q1 - 2N3904 - Transistor NPN Q2 - 2N3904 - Transistor NPN L1 - Led de 5 mm color rojo Batería de 9V
Probador IR Q1 - 2N2646 - Transistor de efecto
Varios: Placas de circuito impreso, puntas de prueba, gabinetes para montaje de acuerdo a cada proyecto, perilla para potenciómetro, porta leds, cables, estaño, etc.
gundo hasta miles de pulsos por segundo. Para bajar el rango de frecuencia, debe aumentar el valor de C1 y para aumentarlo, de-
berá disminuir el valor del capacitor. En la figura 6 se da la placa de circuito imreso de este circuito. ✪
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M ONTAJES M O N TA J E Nº 3:
Dos Circuitos CMOS: Interruptor digital Generador Divisor de Frecuencia En este tercer montaje, presentamos dos circuitos simples, muy útiles en varias aplicaciones. El interruptor puede ser conectado a un relé para comandar cualquier equipo electrónico y el divisor de frecuencia soporta varios flip-flop en serie para dividir por múltiplos de dos. Por Horacio D. Vallejo ——————————————————————————
l circuito de la figura 1 es un interruptor "digital". Cada vez que se pulsa el interruptor S1, la salida cambia de estado. Este circuito puede usarse para manejar el encendido de otro circuito, conectando a la salida un transistor NPN que maneje a un relé, tal como el caso de la cerradura que se publica en esta misma edición (figura 1
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de la página 11). Cuando construya este circuito, asegúrese de conecter a tierra las cuatro entradas de los inversores no usados (las patas 7, 9, 11 y 14). Nunca debe dejar una entrada CMOS abierta, si deja alguna entrada o puerta sin conexión, el circuito se quemará, note que en el impreso de la figura 2 esto no está hecho, dado que dejamos la
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oportunidad para que arme más interruptores. En la figura 3 se muestra un circuito oscilador divisor. El circuito tiene dos compuertas NAND de un disparador Schmitt NAND de 2 entradas de un CD4093, conectado como un circuito amortiguador oscilador que envía pulsos de reloj a la entrada de un IC divisor por dos; el IC 4093. Este oscilador es probablemente el más simple de todos los circuitos con osciladores de compuertas. Requiere
M O N TA J E S - M O N TA J E S - M O N TA J E S - M O N TA J E S - M O N TA J E S una sola compuerta; la segunda opera como un amortiguador y puede excluirse en la mayoría de las aplicaciones. Las entradas no usadas del IC 4093, pines 8, 9, 12 y 13, deben conectarse a tierra. Las compuertas del CD4093 tienen una histéresis interna que hace del dispositivo una excelente opción para circuitos osciladores simples y lo convierten en un dispositivo ideal para ser usado con señales de entrada ruidosas. Cuando la tensión de 3 entrada de la compuerta se eleva a cerca del 60% de la tensión de fuente, su salida desciende, y cuando la tensión de entrada cae por debajo del 40% de la tensión de alimentación, su salida vuelve a subir. Esta diferencia del 20% en el nivel de entrada, donde la salida no cambia su estado, es la banda-inactiva o figura de histéresis del CD4093. Volvamos ahora al circuito oscilador de la figura 3. Se conecta un capacitor de 0,1µF entre la
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entrada de IC1-a y el circuito a tierra. La salida de IC1 es realimentada de vuelta a su entrada a través de los resistores R1 y R2. Cuando se aplica tensión por primera vez al circuito, la tensión de entrada de IC1-a está al nivel de tierra y su salida alta. La tensión positiva en la salida comienza a cargar al capacitor C1 a través de los resistores R1 y R2. Cuando la tensión que atraviesa C1 se incrementa dentro del 60% de la tensión de fuente, la salida de la compuerta cambia de estado. R1 y R2 estarán ahora conectados a tierra y comenzarán a descargar a C1. Cuando C1 descargue aproximadamente el 40% de la tensión de suministro, la salida cambiará nuevamente y se elevará para reiniciar el ciclo. De este modo opera el oscilador. Variando el
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valor del potenciómetro R,2 se modifica la frecuencia del oscilador. La resistencia máxima produce la frecuencia más baja y la resistencia mínima, la frecuencia más alta. El circuito divisor usa un flip-flop D simple de un CMOS flip-flop D dual 4013. Las interconexiones entre los pines en el divisor flip-flop D son diferentes de las usadas en el flip-flop JK, pero los resultados de salida son los mismos. El flip-flop D cambia de estado cada vez que se eleva el pulso del reloj de entrada. De más está decir que el flip-flop es, esencialmente, un divisor de frecuencia. ✪ Lista de Materiales Interruptor IC1 - CD4049 - Séxtuple inversor CMOS. R1 - 100kΩ C1 - 0,022µF - Cerámico Divisor de Frecuencia C1, C2 - Cerámicos de 0,1-µF IC1- CD4093 - Circuito integrado, disparador Schmitt IC2 - CD4013 Circuito integrado, flip-flop "D" dual CMOS R1 - 3k3 R2 - potenciómetro de 100kΩ Varios: Placas de circuito impreso, gabinetes para montaje, perilla para el potenciómetro, estaño, fuente de alimentación, etc.
M ONTAJES M O N TA J E Nº 4:
Cronómetro A partir de un CD4093, proponemos el armado de un sencillo cronómetro con indicación sonora que puede medir tiempos variables desde algunos segundos hasta unos 15 minutos. Por Horacio D. Vallejo ——————————————————————————
l 4093 contiene cuatro disparadores Schmitt NAND de 2 entradas lógico-positivas (como se muestra en la figura 1), alojados en un receptáculo de 14-pines. Las cuatro puertas NAND pueden operarse independientemente o en conjunto. La figura 1 también muestra la característica de transferencia del 4093. La forma general de la característica de transferencia es igual a la de todos los disparadores Schmitt, es decir, posee
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una cierta histéresis. Los disparadores Schmitt son una clase especial de circuitos que en este caso posee compuertas NAND. Una de sus cualidades más atractivas es su acción de disparo en respuesta a una señal de entrada. Otra característica importante es que provee histéresis (típicamente de 2 volt con un suministro de 9V). Para comprender mejor una histéresis, veamos el circuito oscilador que aparece en la figura 2.
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El circuito del cronómetro simple que proponemos se muestra en la figura 3 y puede ajustarse para disparar su salida en un rango de 10 segundos a 15 minutos a través del potenciómetro R1. La salida del cronómetro puede emplearse para “conectar” a un buzzer piezoeléctrico que dará una indicación sonora mientras el temporizador “esté” contando. En este circuito se usan dos puertas (IC1-b e IC1-c) como os-
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za un determinado nivel de tensión, el pin 2 de IC1-a baja, causando que su salida suba y hace que comience a funcionar el oscilador. Las salidas de los dos osciladores son alimentadas a IC1d, y se produce de este modo una salida modulada. La salida modulada de IC1-d se usa para hacer conducir un transductor piezoeléctrico (zumbador). El tiempo de demora que provee IC1-a se determina
por los valores de R1, R2, y C1, y por las características internas del circuito integrado. Los valores mostrados proveen intervalos de tiempo que abarcan desde 10 segundos a 15 minutos. Este marco de tiempo puede alterarse fácilmente cambiando el valor de C1, el cual puede variarse en la banda de los 20nF a 1µF sin inconvenientes. ✪ Lista de Materiales IC1 - CD4093 - Integrado scmitt CMOS. R1 - Potenciómetro de 1MΩ R2 - 100kΩ R3 - 39kΩ R4 - 1MΩ C1 - 100nF - Capacitor cerámico (ver texto). C2 - 0,022µF - Cerámico C3 - 0,1µF - Cerámico C4 - 10µF x 16V - Electrolítico Buzzer - Transductor piezoeléctrico Varios: Placas de circuito impreso, gabinetes para montaje, perilla para el potenciómetro, estaño, fuente de alimentación, etc.
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E LECTRONICA Y C OMPUTACION EDUCANDO
AL REY
MICRO
Diseño de circuitos con el PIC16C84 CON ESTE ARTICULO, COMENZAMOS UNA NUEVA SERIE QUE SE TITULA "EDUCANDO AL REY MICRO", USAMOS EL MISCO CRITERIO UTILIZADO PARA LA CONFECCION DE LAS "MEMORIAS DE REPARACION", QUE ESTAMOS PUBLICANDO SOBRE MICROPROCESADORES. LA DIFERENCIA RADICA EN QUE LE VAMOS A ENSEÑAR A DISEÑAR EQUIPOS ELECTRONICOS QUE UTILIZAN PICs, SIN EXIGIRLE MAS CONOCIMIENTOS QUE LOS BASICOS DE LA ELECTRONICA ANALOGICA. ING. ALBERTO H. PICERNO Ing. en Electrónica UTN - Miembro del cuerpo docente de APAE E-mail
[email protected]
1.1 INTRODUCCION Cuando el autor estudiaba electrónica, los roles de los técnicos y de los ingenieros estaban delimitados de un modo muy claro. El ingeniero diseñaba y el técnico probaba y reparaba. Algunas décadas después el panorama perdió esos límites tan claros; en la actualidad existen equipos cuya reparación es tarea de ingeniería (con técnicos que operan de ayudantes) y diseños que pueden ser encarados por técnicos. Entre estos diseños se encuentran todos aquéllos que utilizan microcontroladores de pequeño tamaño como, por ejemplo, la familia PIC de Microchip y la familia 6805 de Motorola. Trabajar con estos microcontro-
ladores es muy sencillo y todo lo que antes podía realizarse con compuertas lógicas, contadores, memorias y otros dispositivos digitales, ahora se realiza más rápido y más barato con un microcontrolador. La mejor manera de aprender a usarlos es el armando de dispositivos y la programación de sus microprocesadores con un programa realizado por un usuario avanzado. Sólo cuando se haya obtenido una buena práctica, se aconseja intentar la generación de programas propios. En general se comienza por modificar programas ajenos y, poco a poco, uno se siente más seguro hasta que se decide y hace su propio programa. Nuestra intención es brindarle todo lo que Ud. necesita para que dé ese gran paso.
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1.2 UN PASATIEMPO CARO En este momento me estoy poniendo en su lugar; seguro que estará pensando: “A partir de ahora, si quiero seguir armando los circuitos de la revista voy a tener que comprar un programador, varios discos con programas ensambladores, una computadora de última generación, etc, etc. Esto me va a salir más caro que una vedette y no es tan entretenido.” Nada más lejos de la verdad; los que manejaron el tema de los PIC en la Argentina lo hicieron de ese modo para obtener pingües ganancias pero, bien manejado, el programador y los programas ensambladores son muy barato uno y gratuitos los otros. Con respecto a la PC hay varias alternativas. Nuestro con-
DISEÑO sejo es que vaya pensando en adquirir una máquina porque la electrónica y las PC se unieron hace mucho y es imposible estudiar electrónica sin usar una PC. No hace falta un maquinón como un Pentium de 300MGHz y 60 Mbit de RAM. Para lo nuestro, le basta con una 386, de ésas que todos desprecian por obsoletas y que se pueden adquirir usadas por pocos pesos. Nuestro ensamblador opera en ambiente DOS y sólo requiere el editor de texto de DOS para cargarlo. Si Ud. no tiene dinero para una máquina usada, la segunda alternativa es usar la máquina de un amigo para programar sus microprocesadores. Según dicen los amigos están para joderlos y si no son capaces de prestarle su máquina por un ratito, no son amigos. Busque otros. La máquina tiene que tener un puerto paralelo libre donde Ud. conectará la plaqueta con el programador. Si no lo tiene, desconecte la impresora y conéctelo allí momentáneamente. Si no tiene amigos con PC, le queda una última alternativa que es comprar el microprocesador programado. No sabemos cómo vamos a implementar el sistema pero lo vamos a hacer pensando en bolsillos raquíticos, para que todos tengan acceso a esta nueva tecnología, sin mayores erogaciones de circulante. Si Ud. todo esto lo leyó pensando en un amigo que gastó 200 U$S en un curso básico para PICs con programador y disquetes, pero que luego tuvo que comprar un curso avanzado con una placa entrenadora que le costó 400 U$S; aunque no me cree, lea el siguiente ítem en donde le explico por qué su amigo es un verdadero opa.
DE
CIRCUITOS
CON EL
PIC16C84
1.3 LO QUE OFRECIO NUESTRO MERCADO POR MUCHO TIEMPO Existe una revista extranjera que hasta ahora intentó introducir esta nueva tecnología en América de habla hispana. No lo hicieron pensando en el bolsillo de sus lectores, sino que trataron de esquilmarlos con una trampa muy ruin y archiconocida por todos. Su pensamiento siempre fue: vendo la revista barata, ofrezco circuitos con microprocesadores PICs, doy los programas, los circuitos de aplicación y los dibujos de las plaquetas mal explicados y mal hechos, luego vendo los kits y un curso para aprender a usar los PICs a un precio que me retribuya con creces lo que no ganamos con la revista. En nuestra revista conocíamos estos hechos, pero no sabíamos cómo evitar que se produzcan. Ahora lo sabemos. Vamos a publicar en forma gratuita lo que otros venden a 600 U$S, ya que todo lo que ven-
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den en esa revista extranjera es de libre difusión y es entregado gratuitamente por microchip para todo aquél que desee difundir esta nueva tecnología.
1.4 MICROPROCESADORES Y MICROCONTROLADORES En la literatura técnica es común confundir estos términos, sin embargo tienen diferentes significados. Un microprocesador es solamente la unidad central de procesos o CPU, la memoria, los puertos y todos los demás periféricos son exteriores. La programación de un microprocesador es, por lo tanto, una tarea compleja porque deben controlarse todos estos dispositivos externos. Un microcontrolador integra la CPU y todos los periféricos en un mismo chip. El programador se desentiende de una gran cantidad de dispositivos y se concentra en el programa de trabajo.
DISEÑO En principio, nosotros vamos a trabajar con los microcontroladores PIC16C84 cuya arquitectura interna puede observarse en la figura 1. No hace falta conocer al detalle el funcionamiento interno del PIC, pero vamos a indicar en grandes rasgos para qué sirve cada bloque. Los términos utilizados son los mismos que empleáramos en la serie de artículos “el rey micro”, a pesar de que ésa sólo consideraba los microprocesa2 dores dirigidos. Observe primero los bloques externos. Existe un cristal que se conecta en OSC1 y OSC2 para generar el CLOCK del sistema. Luego una señal de entrada llamada MCLR negada, que es un nombre de fantasía para nuestro conocido RESET (debido a que esa pata tiene un doble uso) y, por último, dos puertos paralelos de I/O (entrada o salida) llamados puerto A y puerto B. Una de las patas del puerto A puede ser utilizada como entrada de interrupciones (recuerde que esta pata especial hace que el microprocesador deje de realizar la tarea que estaba ejecutando y pase a realizar otra tarea alternativa; cuando la termina vuelve a su programa original). Analicemos el bloque más grande, en éste observamos un grupo de bloques dedicados a mejorar el funcionamiento pero sin influir directamente en el flujo de señales. Vemos un temporizador de encendido, un temporizador de arranque del oscilador de CLOCK, un circuito de reset y un circuito llamado de vigilancia o WATCHDOG. Los dos primeros bloques procuran un arranque ordenado para no produ-
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cir una carga al mismo tiempo sobre la fuente. El circuito interno de reset ya fue tratado en “el rey micro”. Por último, existe un circuito con un nombre curioso, si el lector sabe algo de inglés habrá traducido el nombre literalmente como “perro guardián”. Su función es estar vigilante el máximo de tiempo que tarda el microprocesador en completar su programa (o mejor sería decir, la derivación más larga de su programa) y en caso de superarse ese tiempo, provocar un reset automático porque el microprocesador se quedó trabado en alguna parte de su programa. Tambien se dice que el microprocesador se quedó colgado o congelado. Este bloque de circuitos no trabaja independientemente sino que requiere conexiones al exterior y al interior del dispositivo. Por ejemplo, no siempre son utilizados y es el programa quien determina su utilización y además ajusta sus parámetros. Esto se realiza a través del bloque de control o decodificador de instrucciones. Analicemos ahora la sección de arriba a la izquierda en donde observamos la memoria de programa,
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el contador de programa, el registro de instrucciones y la pila o STACK de 8 niveles. Cuando hablamos de registros nos referimos a pequeñas unidades de memoria transistoria, construida por lo general con un registro de desplazamiento como los analizados en “el rey micro”. Son memorias volátiles que se utilizan para guardar información por un tiempo mínimo, con el fin de realizar una operación compleja de varios pasos. El contador de programa es el responsable de que el microprocesador vaya analizando las instrucciones en orden ascendente. Este guarda el número de instrucción en el STACK y la instrucción misma la pasa registro de instrucciones desde donde se envía al resto del microprocesador. El STACK es, en realidad, una pila de registros (en nuestro ejemplo hay 8), debido a que el programa puede tener derivaciones (en la jerga LOOPS, rulos o subprogramas). Cuando se termina de ejecutar un loop se debe volver al mismo punto del programa en donde se había producido la bifurcación y eso es posible porque ese número de instrucción quedó guardado en uno de los registros de la pila. Es común que un loop tenga, a su vez, un loop secundario y cuando se ejecuta ese loop secundario se debe volver al mismo punto del loop primario, eso se consigue con guardar ese número de instrucción del loop secundario en otro registro de la pila. Ver figura 2. Analicemos ahora la sección inferior derecha. En ese sector se ubican los bloques responsables de efectuar operaciones matemáticas y
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lógicas binarias; recordemos que el nombre ALU proviene de Aritmetic Logic Unite (unidad arimética y lógica). En este sector es imprescindible utilizar un registro ya que una operación aritmética o lógica siempre se efectúa entre dos números. Los números binarios que deben procesarse se toman de la memoria de datos, el primero se acumula en el registro de trabajo o registro W (de Work = trabajo) el segundo es el pre3 sente en el instante en que se intro y éste no es otra cosa más que voca la memoria de datos. el registro STATUS. Como las operaciones pueden El PIC16C84 contiene además de ser encadenadas (cuando el resultatodo lo visto una memoria RAM de do sirve como operando de la siguiente operación, tal como el caso registros que puede ser llamada de un producto) el registro W tiene desde el registro de instrucción a través de un multiplexador de diun retorno a la ALU. recciones. Esta sección del microVemos además que la ALU está procesador será analizada más adecomandada por el bloque MUX lante porque sólo se utiliza en desa(MUltipleXador). En efecto, la ALU rrollos avanzados. requiere que se le envíen números Si le resultó difícil entender toda para procesar que le lleguen desde la estructura interna del microprocela memoria de datos, pero antes se la debe predisponer para que efec- sador no se preocupe. En realidad a túe la operación requerida (compa- esta altura podríamos arreglarnos con una estructura simplificada coración, rotación de dígitos, etc.). mo la que le mostramos en la figuEl registro de estado o estatus ra 3. colabora durante las operaciones A continuación, indicando sus matemáticas. Piense cómo opera Ud. para realizar una resta: primero características más sobresalientes, vamos a analizar los bloques más ubica el primer número, luego el segundo y después comienza a ana- importantes. lizar los bits menos significativos (las unidades), pero si el número 1.5 EDUCANDO de arriba es menor que el número AL REY MICRO de abajo, entonces toma prestado de la columna de las decenas, lueVamos a entrar en tema ¿qué siggo debe recordar esto porque el número de arriba en la columna de nificado tiene el nombre de esta serie?: un microcontrolador sin prolas decenas se redujo en una unidad. En realidad, aunque se trate de grama no sabe hacer nada, es como un niño recién nacido; tiene alguuna operación entre dos números nos reflejos condicionados como el su ejecución requiere guardar lo de succión que le permite alimenque se llama acarreo en otro regis-
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tarse pero no sabe hacer más que eso. Nosotros deberemos enseñarle a realizar acciones y lo vamos a hacer como a un bebé, paso a paso. Su capacidad de aprendizaje es enorme y sumamente variada. Le vamos a enseñar a llorar a intervalos regulares, a encender luces, a sumar, a restar, etc. Enseñarle significa programarlo y eso se realiza con una plaqueta de programación que depende de cada marca y modelo de microcontrolador. Antiguamente los microprocesadores tenían una ventanita transparente y era necesario exponerlos a la luz ultravioleta para borrar su memoria e introducir un programa nuevo. Actualmente cuentan con memorias que no tienen este requisito. Basta con cargarlos con un programa para que se borre el anterior. Esto significa que, con el mismo integrado, podremos construir diferentes dispositivos que realicen funciones totalmente distintas unas de otras.
1.6 MEMORIA DE PROGRAMA Es una memoria EEPROM, es decir, de lectura solamente (ROM = Read Only Memory) que se programa por tensión (no necesita luz ultravioleta); es decir que basta con introducir los datos con cierto nivel de tensión para que estos borren el programa anterior y graben uno nuevo. En el próximo artículo analizaremos el programador y aclararemos con más detalle el proceso de grabación. ¿Por qué esta memoria se llama ROM, si se pueden grabar datos sobre ella? Se llama ROM porque para
DISEÑO grabarla se debe conectar el PIC al programador; luego de que el PIC coloca estos datos en la plaqueta del dispositivo, sólo pueden ser leídos, ya que entonces forman el programa del PIC. Esta memoria tiene una longitud de 1 Kbyte con pa- 5 labras de 14 bits. Digamos que tiene un ancho de 14 bits y una altura de 1.000 Bytes o que es una memoria de 1.000 x 14. Ver figura 5. Observe que los números de instrucción en hexadecimal van desde el 000 al 3FF, lo cual implica que existen 1.040 posiciones de memoria, valor obtenido empleando la fórmula 3 x 162+16 x 161+16 x 160. Observe que dos de las posiciones de memoria tienen las indicaciones “vector de reset” y “vector de interrupción”. Eso significa que, cuando se provoca un reset, el microprocesador vuelve a la posición 000 del programa y cuando se produce una interupción, a la posición 004. Estos retornos forzados deben ser considerados al diseñar el programa del microprocesador; es decir que el reset se produce porque la señal externa pone el contador de pro- 6
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grama en 000 y todo el programa se reinicia. En cambio, cuando ingresa una señal por la pata de interrupción el contador de programa va a 004 y la acción que, en general ocurre, es que se comienza a leer un subprograma particular. Cuando este subprograma termina, el contador de programa recupera el número que tenía en el momento de arribar la interrupción.
1.7 MEMORIA DE DATOS La RAM (Random Acces Memory = memoria de acceso aleatorio) es una memoria de lectura y escritura de 128 posiciones pero que sólo
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tiene implementados las primeras 48 posiciones (desde 00 a 2F en hexadecimal). De estos 48 registros, los primeros 12 son fijos y cumplen un propósito determinado, en tanto que desde el 13 hasta el 48 son registros de propósito general, en donde el programa puede indicar que se almacene un dato para ser tomado con posterioridad. Ver figura 6.
1.8 CONCLUSIONES En esta primera entrega, comenzamos a conocer uno de los microprocesadores que tomamos como ejemplo de nuestros diseños, el PIC16C84. En la próxima entrega indicaremos algunas características de 3 registros que aún no llegamos a estudiar y luego indicaremos cómo se programa un microprocesador. Le ofreceremos el circuito completo de un programador y le diremos cómo puede acceder gratuitamente al programa ensamblador. Por último, le explicaremos con un ejemplo, cómo se graba un programa en un PIC. ✪
CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR
CURSO DE TVs MODERNOS LECCION 7 - CONCLUSION
LA LLAVE SELECTORA DE AUDIO ING. ALBERTO H. PICERNO Ing. en Electrónica UTN - Miembro del cuerpo docente de APAE E-mail
[email protected]
EN EL CAPITULO ANTERIOR TERMINAMOS DE ANALIZAR EL FUNCIONAMIENTO DEL DECODIFICADOR ESTEREOFONICO. EN NUESTRO RECORRIDO POR LA SECCION DE AUDIO DE UN TV MODERNO, LA SIGUIENTE ETAPA QUE ENCONTRAMOS ES LA LLAVE SELECTORA DE AUDIO TV Y AUDIO EXTERNO. ESTA LLAVE, POR LO GENERAL, SE COMBINA CON LA LLAVE DE VIDEO, ASI QUE VAMOS A ESTUDIARLAS JUNTAS .
7.3 GENERALIDADES Vimos en el capítulo anterior que, por lo general, la llave audio/video está situada sobre la plaqueta estéreo; esto que puede parecer extraño no lo es tanto, si consideramos que en un modelo estéreo, deben conmutarse dos canales de sonido y sólo uno de video. En los TVs antiguos se usaban llaves analógicas y amplificadores operacionales comunes para audio y de alta frecuencia para el video. En la actualidad la sección de conmutación se encuentra totalmente integrada en un solo integrado, específicamente diseñado para tal efecto. Un circuto integrado muy utilizado para esta función es el TA8628N (figura 7.3.1), que cuenta con dos llaves de sonido, una de video, dos atenuadores controlados por tensión para el control de volumen, varios am-
plificadores fijos de audio y video y 4 etapas de silenciamiento. En lo que sigue lo tomaremos como ejemplo y describiremos su funcionamiento completo como si estuviera insertado en un moderno TV estereofónico. Luego de haber analizado la sección de video y de sonido (en la edición anterior), pasaremos ahora a describir la etapa de salida de audio.
7.4 LA ETAPA DE SALIDA DE AUDIO Genéricamente, la etapa de salida de audio de un TV moderno debe poseer un amplificador de por lo menos 2x9W para una impedancia de parlante de 8 Ohms, medido con una distorsión armónica total de 10% a 1KHz. Estas características son suficientes para lograr la sonorización de un ambiente
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de grandes dimensiones. En el extremo superior de las prestaciones prácticamente no hay límites si consideramos que los televisores de proyección interna pueden tener amplificadores de 100W por canal, con salida para cuadrifonía o inclusive para cinco canales y surround. Expliquemos someramente de qué se trata el hecho de tener 5 canales. Como sabemos, el sistema de TV estereofónico sólo posee dos canales de sonido: el derecho y el izquierdo. Estos canales se obtienen por matrizado de los canales I+D e I-D. Con otra matriz se pueden generar las señales -I-D y D-I, que pueden utilizarse para alimentar dos parlantes que se ubiquen detrás del usuario. Si bien esto no es una aunténtica cuadrifonía, el usuario tiene la sensación de un sonido envolvente. El quinto canal es un canal de bajos que se obtiene de I+D. La teoría acús-
tica nos indica que las frecuencias bajas no tienen direccionalidad y por lo tanto un canal central para refuerzo de bajos no puede arruinar el efecto estereofónico. Este canal suele estar provisto de un parlante especial llamado Buffer (reforzador) y de un amplificador con una red de realimentacion que refuerza las frecuencias bajas por debajo de 250Hz. En realidad el sistema de TV estereofónica está pensado para enviar tres señales al mismo tiempo, con uso del canal SAP (aunque por economía, los TV de menor precio sólo poseen un expansor dBxTV y entonces sólo pueden entregar dos canales al mismo tiempo; si Ud. pide SAP no tiene salida estereofónica). El canal de SAP puede utilizarse para transmitir verdadera cuadrifonía o para transmitir señales por el llamado canal de surround (sonido envolvente).
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El sonido envolvente se utiliza para efectos especiales, por ejemplo para simular temblores de tierra, tormentas eléctricas o pisadas de monstruos gigantescos. Por lo general, los parlantes de surround son varios, conectados en paralelo y serie y distribuidos por los laterales de la sala. Inclusive existe algunos parlantes chatos que se ubican en la base de los sillones de la sa-
la, para producir vibraciones directamente sobre el usuario. No existe un criterio general sobre la distribucion de los canales de audio y tampoco existe una norma determinada cuando se pretenden realizar transmisiones de más de dos canales. Por lo general, esto se resuelve localmente por el distribuidor de señales. Recién en los sistemas de TV digital se acla-
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ra exactamente el significado de cada canal de sonido. Como ejemplo, vamos a analizar un amplificador de salida, realizado con un circuito integrado TA8200AH, que está diseñado para que utilice un mínimo de partes externas (sólo capacitores de acoplamiento y desacoplamiento) y tenga auto contenido un circuito de silenciamiento, una red para evitar el POP de encendido y un circuito sensor de temperatura. Expliquemos estas prestaciones que forman parte de todos los televisores modernos. Las fallas de un amplificador de audio pueden ser de diferentes tipos; cuando un TV tiene salida para parlantes exteriores se deben tomar precauciones contra lo que se llama carga desadaptada, de hecho el usuario no tiene claro que sólo puede cargar bafles con una impedancia determinada. Es común que conecten bafles en paralelo, esto puede producir una sobrecorriente que no llegue a hacer cortar el funcionamiento; pero se pueden producir sobrecalientamientos peligrosos del chip. Un sensor de temperatura produce entonces la desconexión del integrado cuando ésta se hace peligrosa. El mejor silencio se consigue con desconectar los parlantes. Algo equivalente a esto se produce cuando se corta la excitación de los transistores de salida. Prácticamente todos los circuitos integrados modernos tienen una pata de MUTE que hasta llega a utilizarse como interrruptor de encendido en TVs que cortan la imagen, así anulando la excitación del transistor de salida horizontal. El POP de encendido se produce cuando la salida del amplificador de potencia crece rápidamente al encender el equipo. Piense que en equipos de baja potencia, la fuente de alimentación es del orden de los 12V. La salida del amplificador tiene un pulso de 12 V cuando se conecta el equipo. Las pequeñas dimensiones del parlante no pemiten que se genere un ruido importante que moleste al usuario. Muy distinto es con amplificadores de 2x10W que ya suelen utilizar fuentes del orden de los 25V y tienen parlantes con una superficie de cono importante. En estos casos, el usuario percibe un
ruido molesto y que además, porque le provoca dudas sobre el buen funcionamiento del equipo, genera una solicitud de service. El modo de evitar el POP de encendido es haciendo que la tensión continua de salida llegue a su punto de trabajo y varíe lentamente (rampa) y no en forma abrupta (escalon). Como puede observarse en la fig. 7.4.1, los capacitores C456 y C455 derivan a masa la red de realimentación interna, para que la ganancia de tensión del integrado sea de aproximadamente 34dB (cerca de 50 veces). Con esta ganancia de tensión el amplificador recorta con una señal de entrada de 150mV, aproximadamente. En algunas aplicaciones donde esta sensibilidad es excesiva, se recurre a agregar un resistor en serie con los electrolíticos que operan como limitadores de ganancia. El capacitor C453 actúa como filtro de ripple y C454 modifica la pendiente de la tensión de salida en rampa para evitar el POP de encendido, con el osciloscopio se puede observar que se produce un lento crecimiento de la tensión continua de salida. C457 es el filtro de fuente, R457 un fusistor, que al cortarse por sobrecarga evita problemas en la fuente y L421, un inductor para filtrar radiofrecuencias desde y hacia la fuente. C461, C458 son los capacitores de acoplamiento a los parlantes y R455, C460, R456, C459 son las redes que compensan la inductancia de los parlantes y evitan los giros de fase que podrían producir oscilaciones de alta frecuencia. ✪
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MEMORIA DE REPARACION A J U S T E Y R E PA R A C I O N DE VIDEOGRABADORES EN ESTA SERIE DE ARTICULOS, EL AUTOR INDICA COMO, CON UNA CINTA DE PRUEBA ADECUADA, SE PUEDE FACILITAR ENORMEMENTE LA TAREA DEL TECNICO REPARADOR DE VIDEOGRABADORES. ING. ALBERTO H. PICERNO Ing. en Electrónica UTN - Miembro del cuerpo docente de APAE E-mail
[email protected]
1.0 INTRODUCCION Durante muchos años estuve esperando que algún laboratorio de la Argentina fabricara alguna cinta de prueba y ajuste de videograbadores. Como esto no ocurrió me puse a pensar en fabricarla yo mismo y, ya hecha, comencé a venderla entre mi nutrido grupo de alumnos. Dado el éxito logrado me animé a encarar la fabricación industrial de las mismas que pronto saldrán al mercado local. Quiero aclarar que de tanto en tanto suelen aparecer en los comercios cintas patrones a precios inaccesibles para los bolsillos locales (entre $150 y $200). El precio internacional de una cinta de prueba es de U$S100 al consumidor pero están destinadas a las fábricas de videograbadores y no contemplan la realización de todos los ajustes que requiere una máquina, sino solamente uno determinado o, a lo sumo, dos. Es decir que se requieren varios casetes para cubrir las necesidades de un taller (suelen ser casete de media hora). Pero sobre todas las cosas, a todos éstos les falta algo por demás importante: una explicación detallada de su uso para el ajuste y reparación. Esta serie de artículos llenará profusamente ese vacío de manera que, cualquiera
sea la cinta de prueba que Ud. tenga o inclusive si sólo utiliza una cinta comercial (una película de videoclub), pueda sacar buen provecho de ellas. Los artículos están organizados del mismo modo en que lo está la cinta y la cinta está organizada de tal manera, que comienza con la mejor señal para establecer un diagnóstico general de una máquina y luego va presentando las señales en el orden necesario, para completar el ajuste paso a paso de una máquina totalmente desajustada. Si Ud. supone que una máquina que estaba funcionando sólo puede tener ligeros desajustes, se equivoca notablemente. A nuestro laboratorio llegan diariamente máquinas totalmente desajustadas, en algunos casos porque provienen de talleres en donde fueron desajustadas con absoluta mala intención, luego de que les rechazaron un presupuesto, por ej., o, en otros, porque el técnico que intentaba ajustarlas tenía buenas intenciones pero escasos conocimientos. Inclusive nos han llegado máquinas en donde el propio dueño había apretado todos los tornillos que, según él, estaban mal apretados. Algo más, ajustar una máquina es más un arte que una técnica, cuando Ud. esté debidamente entrenado lo podrá hacer en unos po-
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cos minutos, pero al principio le llevará algún tiempo acostumbrarse. Recuerde que la diferencia entre una máquina ajustada desaprensivamente, con cualquier cinta, y otra ajustada meticulosamente con una cinta patrón, es la obtención de imágenes más limpias, más definidas y estables, sobre todo en la búsqueda rápida y en la imagen detenida. Estas son cosas que un cliente sabe apreciar y es la diferencia entre un reparador más y un buen reparador, que sea reiteradamente recomendado como aquél que hizo que una máquina vieja funcionara mejor que cuando era nueva. 1.1 PRUEBA GENERAL Y DESGASTE DE CABEZAS En su trabajo de reparador, Ud. debe haber notado que algunas películas con muchas pasadas son excelentes para probar el estado general de una máquina. Si esta máquina puede reproducir la película "A" con un ruido aceptable, es porque funciona aceptablemente bien y sus cabezales no están gastados. Si pruebo la máquina con la película "B" recién editada, “no me dice nada” porque con ésa hasta las máquina con el cabezal gastado funcionan bien. Estos razonamientos son totalmente válidos y son los que me llevaron a que dotara mi cinta de prueba de una sección inicial que indica el funcionamiento general de
una máquina y sobre todo el desgaste del cabezal. ¿En qué se diferencian la película "A" de la "B"? A medida que una cinta se usa, las vibraciones, el rozamiento en la capa de óxido y la sobreelevación de temperatura de la misma van borrando la huella magnética producida al grabar. Inclusive, el simple paso del tiempo hace que los imanes elementales del óxido pierdan en parte su orientación original. Se estima que una grabación de video tiene una vida mínima de 10 años, si no se la reproduce, o de 100 pasadas en caso de uso intensivo. Para imitar películas con diferentes grados de desgaste, simplemente grabamos al principio de la cinta una señal de barras de colores, con corriente de grabación nominal durante 1 minuto, al 75% de la I nominal en el minuto siguiente, al 50% en el subsiguiente y así sucesivamente hasta el minuto 7 que tiene corriente 0, para verificar el ruido bruto que generan las cabezas con una cinta virgen. Para diferenciar las zonas con diferentes corrientes de grabación, en la zona 1 se grabó un tono de audio de 1kHz, en la 2 de 2.000 y así sucesivamente hasta la zona 7 que tiene un silencio. El resultado sobre la pantalla depende del nivel de desgaste de las cabezas y de la calidad de diseño de los amplificadores de cabeza (queda aclarado que Ud. acaba de limpiar las cabezas). Es decir, que probamos las cabezas en condiciones reales y en nor ma PAL, que es más exigente que la NTSC porque el cilindro gira más lentamente (1.500 RPM contra 1.800 RPM). En la figura 1 podemos observar el resultado sobre una máquina Figura 1 binor ma de
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Figura 2
fábrica en buenas condiciones y otra con el cabezal en la mitad de su vida útil. Si en la zona 3, Ud. tiene un ruido alto, significa que el cabezal está agotado y la más mínima suciedad del mismo no permitirá observar ni siquiera películas grabadas a la corriente nominal. Si la máquina tiene modificación casera, las imágenes empeoran alrededor de una zona hacía arriba; es decir que con un cabezal nuevo, ya comienza a observarse ruido en la zona 2. Ud. se sorprenderá cuando máquinas de buena marca y perfectamente ajustadas puedan reproducir hasta la zona 5, apenas con algunas interferencias en las barras de color y con un nivel de ruido aun aceptable. 1.2 AJUSTE APROXIMADO DE LA CABEZA DE A/C Y DE LOS POSTES GUIAS Nosotros vamos a suponer que el videograbador está totalmente desajustado, tanto mecánica como eléctricamente; es decir, el peor caso. Muy probablemente Ud. recibirá un caso intermedio. IMPORTANTE: No use la cinta patrón para la primera prueba de una máquina, cuídela como una herramienta de precisión. Realice la primera prueba con una cinta comercial cualquiera, pero que no esté mordida o arrugada porque una simple arruga puede ensuciar las cabezas. El primer paso se realiza con la máquina detenida y desconectada de la red y consiste en medir la altura de las guías de cinta en todo el recorrido de la misma. La referencia de altura es el centro del cilindro y la
altura a medir es la del hombro donde apoya la cinta. Ver figura 2. La medición se puede realizar con un calibre de plástico (ideal para no rayar el cilindro), cuya cola esté modificada según lo indicado en la figura 3. Destine el calibre sólo para esta función, ya que su uso constante lo inutiliza porque se redondean las puntas de medición. Luego mida todos los postes fijos o móviles, que determinan la altura de la cinta; puede ayudarse si coloca una cinta cualquiera en la máquina y observa el proceso de carga de la misma. Los postes guías deben medirse en su posición final (cinta totalmente cargada), para esto es útil un casete vacío (carreteles sin cinta) al que se le deben tapar con cinta aisladora negra las dos ventanas laterales, por donde se iluminan los detectores de principio y final de cinta. Con este casete, la máquina realiza la carga de cinta, pero sin la cinta, que puede entorpecer las mediciones de altura. Cuando Ud. observe que los postes guías llegaron hasta los catcher y comienza a moverse el capstan, desconecte la máquina de la red y proceda a medir todas las alturas. NOTA: La altura de cinta es una constante desde la salida del carrete dador hasta la entrada del carrete aceptor, salvo en la zona del hombro del cilindro fijo. El hombro comienza en una altura 1,5 mm mayor que la cota cero y termina a una altura de -1,5 mm con respecto a la cota cero. Para controlar la verticalidad de la cabeza de audio y control, apoye sobre ella el borde del calibre de plástico que no está rebajado. Verifique que los cilindros de nylon de los postes guías giren libremente y que no tengan excesivo juego. Si están trabados retire los postes guías y destrábelos. Ahora coloque la cinta comercial que utilizó para la primera prueba, pulse PLAY y observando todo el recorrido de la cinta, fíjese que ésta no presente oscilaciones, debe fluir suavemente sobre un plano vertical. Escuche, si se producen crepitaciones similares a estrujar un papel, observe bien que en algún lugar se debe estar formando alguna arruga. Con la misma cinta comercial observe la imagen y escuche el sonido. Lo más probable
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Figura 3
es que ambos presenten anomalías. Olvídese por un momento de la imagen y ajuste el sonido. Seguramente tendrá bajo nivel y pocos agudos. La cabeza de audio y control está siempre montada sobre un subchasis que tiene tres grados de libertad. Este subchasis debe estar perfectamente perpendicular a la cinta y paralelo a sus bordes (dos grados de libertad) y además debe tener la altura exacta, para que tanto la cabeza de audio como la de control pasen por sus pistas. Ver figura 4. Cómo se realiza cada ajuste depende de cada marca y modelo de máquina. Si Ud. no tiene el manual, le aconsejamos que desmonte el subchasis completo y observe cómo opera cada tornillo de ajuste para guiarse al realizar el ajuste eléctrico. En síntesis, que debe ubicar tres tornillos: verticalidad, azimut y altura. Ajuste la altura del subchasis buscando máximo volumen, luego la verticalidad también a máximo volumen y, por último, el azimut a máximo de agudos. No se esmere demasiado, porque con esta cinta sólo se realiza un ajuste grueso. Lo importante es que ahora la máquina tiene sonido y posiblemente una imagen con barras de ruido estáticas. En la primera prueba, casi seguramente las barras de ruido que Figura 4 aparecían en la imagen se movían, subían o bajaban por la pantalla debido a la ausencia de los pulsos CTL por mal ajuste de azimut, verticalidad y altura. En la figura 5 le mostramos el antes y el después del ajuste grueso del subchasis de audio y control. Note que cuando las barras están en movimiento (servo de capstan desenganchado), el control de tracking no opera, cuando las barras de ruido se detienen, comienza a operar el control de tracking y las barras se corren verticalmente al tocarlo. En la próxima edición continuaremos con el Figura 5 tema. ✪
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C OMUNICACIONES
Navegación Satelital en la Radio del Automóvil LOS RECEPTORES DE RADIO DEL AUTOMOVIL YA NO VIENEN UNICAMENTE CON LOS ACCESORIOS CONVENCIONALES DE RECEPTOR DE RADIO, REPRODUCTOR DE CASETES DE AUDIO, REPRODUCTOR O CAMBIADOR DE DISCOS CD, AMPLIFICADOR DE POTENCIA (GENERALMENTE DE MUCHA POTENCIA) Y TAL VEZ ALGUN OTRO ACCESORIO OPTATIVO. LOS MODELOS DE 1999 VIENEN, EN SUS VERSIONES DE LUJO, CON UN NAVEGANTE SATELITAL TERRENO. EN LA PRESENTE NOTA NOS OCUPAREMOS DE ESTE TEMA. Por Egon Strauss
1. Los Secretos de la Navegación Satelital Terrena Los equipos de navegación terrena de automóvil se basan en la existencia de una red de satélites específicos que forman parte de un sistema conocido como GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM = sistema de posicionamiento global o geográfico). Los satélites de esta red circulan alrededor del globo terrestre a una altura de 19.000 km, aproximadamente. Esto los distingue de los satélites de órbita geoestacionaria que se usan para la transmisión y recepción de señales satelitales de TV y radio que, como se sabe, se encuentran a una altura de 36.000 km. Esta diferencia implica que los satélites de TV parecen estar ubicados en un punto fijo sobre el horizonte con respecto a la tierra,
ya que la órbita en la cual se mueven es similar a la de la tierra y vistos desde ésta, los satélites de TV no cambian de ubicación. Los 20 satélites del sistema GPS, por otra parte, están dedicados a la localización de blancos en movimiento. Para ello se encuentran en una órbita que los hace pasar por encima de cualquier punto del globo, dos veces por día. Las señales que emiten estos satélites son muy precisas en cuanto a su aparición horaria y cambian de acuerdo a su ubicación geográfica momentánea respectiva. En una época, el sistema de satélites GPS era de uso militar exclusivamente, pero desde hace tiempo estas señales pueden ser captadas por usuarios civiles, tanto de barcos, aviones y otros vehículos terrestres, marítimos o aéreos, como
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también desde cualquier otro blanco en movimiento. Un uso bastante frecuente es la ubicación de tractores para el arado de campos en zonas remotas, de dificil acceso o en horas nocturnas. La aplicación de estas señales para fines de orientación de automóviles particulares es relativamente reciente, pero la industria produce ya equipos adecuados que se encuentran en el mercado en distintas partes del mundo. Para su aplicación en la navegación terrena de automóviles es necesario que el equipo ubicado en el automóvil posea una antena especial, capaz de captar las señales de los satélites GPS. Estas señales son procesadas adecuadamente y se comparan con un mapa incluido en el equipo. La evaluación de las lecturas de los satélites y del mapa, da
N AV E G A C I O N S AT E L I TA L como resultado una señal variable que representa el movimiento traslativo del vehículo. El mapa del equipo es introducido por medio de un CD-ROM y por lo tanto cambia de acuerdo a cada territorio donde se desea usar el navegante electrónico. En muchos países, por ejemplo en Estados Unidos, Japón y varios países europeos estos discos CD-ROM son provistos por los fabricantes de los equipos, ya que son parte indispensable para el funcionamiento del mismo. En 1 aquellas zonas donde aún no existen estos discos, el uso de los equipos de navegación terrena es imposible. En la figura 1 vemos el aspecto de un equipo de navegación, ubicado dentro del vehículo. En este caso se trata de un equipo de la marca Alpine, una de las marcas que auspician la introducción del sistema GPS. La ubicación de la antena dentro del vehículo no suele ser difícil, debido a las altas frecuencias usadas que desde luego reducen notablemente el tamaño de las antenas necesarias para la captación de las señales satelitales. Las frecuencias usadas para este servicio se encuentran en la banda de 1559 a 1626,5MHz, quiere decir que entran en las frecuencias del orden de los 1,5GHz. Si analizamos entonces los requisitos de un sistema GPS dentro del automóvil, es necesario disponer de una antena, un receptor múltiple que permite la recepción
EN LA
RADIO
DEL
de la banda de 1,5GHz, un lector de CD-ROM, un procesador digital para la evaluación de los resultados de lectura del CD-ROM y del receptor satelital y finalmente un monitor en colores para la visualización de los resultados de las mediciones. El tamaño de los equipos necesarios no es exageradamente grande para su ubicación en el baúl del vehículo, con el monitor en la parte frontal, al lado y al frente del conductor y con la antena ubicada en el parabrisas o en cualquier otra parte alta de la carrocería. Muchos modelos nuevos de automóviles, sobre todo de la clase de lujo, ya tienen esta antena incorporada en fábrica lo que simplifica la instalación del conjunto. La cantidad de prestaciones del sistema GPS crece con una velocidad sorprendente. Cuando los primeros equipos sólo permitían una orientación precisa y rápida, los modelos más recientes incorporan también otras prestaciones. Un mo-
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AUTOMOVIL
delo de Alpine permite hallar en forma automática el camino más corto al destino prefijado que se puede observar en colores en el monitor de 6 pulgadas (15 cm) del tipo LCD (cristal líquido), mediante tres sensores GPS, visualizar la velocidad con un sensor que calcula la distancia recorrida y un sensor giroscópico del tipo piezoeléctrico que determina la dirección del vehículo. Al mismo tiempo un indicador vocal avisa al conductor sobre las vueltas e giros que debe efectuar en el momento preciso y con voz humana. Esto desde luego es sumamente útil para no distraer al conductor de su visión de la ruta, ya que la información le llega en forma auditiva. En otros modelos se prevé también un servicio adicional de emergencia que permite informar una central de auxilio sobre la ubicación exacta del vehículo por medio de un canal de radio adicional. Desde luego, muchos de estos servicios requieren una infraestructura que por ahora sólo existe en muy pocos lugares. 2.) La Respuesta del Mercado Ante las numerosas ventajas del sistema GPS, sólo parece trabar una difusión masiva el elevado precio de los primeros equipos y la falta del software necesario para diferentes zonas. Sin embargo en el Japón, uno de los mercados más desarrollados en cuanto a software y tam-
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EN LA
RADIO
bién en su nivel de vida, existen ya unas 23 fábricas que producen equipos para el servicio GPS y los venden bajo diferentes marcas. En la figura 2 vemos el aspecto de un equipo de la marca Sony, otro de los pioneros en este rubro. En muchos casos el éxito de la comercialización depende de las prestaciones adicionales que el 2 equipo puede brindar. Los fabricantes tienen desde luego plena vaticinan que el equipo del GPS esconciencia de que un equipo que tá en condiciones técnicas de agrese vende entre 1.500 y 2.200 dólagar algunos otros servicios a su larres al público, debe poseer algunos ga lista de los ya existentes y se reatractivos adicionales para satisfacer fieren concretamente a las funcioesta capa del mercado que es muy nes de computación y otras anexas exigente. En algunos modelos de que se pueden realizar con el equiAlpine se encuentran miles de datos po básico con muy pocos adicionade toda índole, incluidas en un cales. Nos referimos concretamente al so particular las siguientes categoe-mail y al fax como prestaciones rías: aeropuertos, parques de diver- más fácil de implementar, para sesión, servicio y mantenimiento del guir también con un servicio de coautomóvil, automóbil club, bancos tizaciones de bolsa y otras funcio(a veces más de 20, según la zona) nes similares que se usan actualEstaciones de ómnibus, comermente en la PC y que permitirá excios, centros cívicos, intendencia, tender las funciones de oficina al salones de convenciones, juzgados, automóvil. entretenimiento, estaciones ferroviaEn la figura 3 vemos el aspecto rias, canchas de golf, almacenes, es- de la pantalla de un equipo más de cuelas, colegios, hospitales, bibliote- cerca y se observa la nitidez de las cas, museos, embarcaderos, estacio- indicaciones de la misma. La escala namientos, parques, jardines, plade los áreas visualizadas es variazas, teatros, cines, surtidores, reble, lo que permite que el usuario creación, agencia de alquiler de au- reduzca al mínimo el margen de tomóviles, restaurantes, shoppings, error de las lecturas. atracciones turísticas, canchas deportivas, información turística y muchos otros. Uno de los clientes más frecuentes son, en los Estados Unidos, las agencias de alquiler de automóvil, donde el servicio del GPS es realmente muy útil a los turistas y visitantes quienes son los clientes más frecuentes de estas agencias. Algunos expertos en el tema 3
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DEL
AUTOMOVIL
Uno de los mercados muy importantes de todo equipo electrónico de automóvil es el mercado posventa, que puede ser muy significativo en el caso de los equipos de navegación terrena del GPS. Todos los años, los usuarios del automóvil invierten sumas importantes en el equipamiento adicional de su vehículo y el navegante GPS es justo el tipo de equipo para el automovilista que “ya tiene todo”. En la Argentina existen los satélites, como en todas partes del mundo, pero por ahora no se han visto todavía esfuerzos para ponerlos a trabajar en bien de nuestros automovilistas. Queda por ver cuál de los muchos fabricantes del rubro se animan a invertir las sumas necesarias para crear la infraestructura local que requiere el servicio GPS. La iniciativa bien puede provenir también de los fabricantes de automóvil, quienes pueden de esta manera dotar a sus vehículos con prestaciones únicas en el momento de salir un modelo nuevo a la calle. Una vez que una marca, ya sea de automóvil o de equipo GPS, empieza, las demás tendrán que seguir tarde o temprano. Algunos automovilistas en la Argentina podrán preguntar si el sistema llegará también a la Argentina. No podemos contestar esta pregunta, desde luego, pero sí podemos indicar, a los numerosos turistas que frecuentan Miami, que por la módica suma de seis dólares diarios podrán alquilar, en una empresa conocida de alquiler de automóviles, un modelo con la característica “NEVER LOST”, que tiene el navegante satelital incorporado. ✪
S E C C I O N . D E L . L E C T O R Curso Práctico de Electrónica Para quienes hayan adquirido los 6 tomos del Curso de Electrónica con Prácticas y Evaluaciones, hemos preparado un nuevo “Curso Práctico” que le enseñará a realizar mediciones en Equipos Electrónicos de Consumo (Radio, Audio, TV, CD, PC, etc.) y brindará pautas de reparación sobre aparatos comerciales. Es necesario tener algún conocimiento previo de electrónica, para comprender los conceptos vertidos en este curso. Este nuevo curso, solamente consta de 4 tomos, cuyas lecciones se publicarán mensualmente y quienes adquieran los 4 tomos, tendrán derecho a un texto completo de reparación “AVANZADO”, totalmente GRATIS. TIS Cada tomo cuesta $4,90 y la obra se divide en cuatro títulos: a) Teoría de Reparación b) Mediciones en Equipos Electrónicos c) Uso de Instrumental Apro piado d) Montajes Electrónicos Didácticos Completos
Respuestas del Test de Evaluación del 1er Tomo del Curso de Electrónica con Prácticas y Evaluaciones 1- más protones que electrones 2 - 7QV 3 - 0,0667Ω/cm 4 - de película metálica 5 - marrón, rojo, plateado, dorado 6 - 0,47Ω al 20% 7 - 130kΩ al 10% 8 - 1,5V 9 - la generación de tensión por presión. 10 - la velocidad con que se mueve un conductor dentro de un campo magnético.
Respuestas del Test de evaluación de la 2ª lección del Curso de Reparación de PC 1- no figura la respuesta correcta 2 - 1 bit 3 - centronix 4 - 200 líneas 5 - 768 líneas x 1.024 píxeles 6 - Súper VGA 7 - 262.144 8 - el filtro polarizador 9 - 9 y 25 10 - 2
A todos los Lectores Tal cual como lo hice en la edición anterior, en la tabla de la página siguiente, doy la nómina de la correspondencia enviada a los lectores de Saber Electrónica, durante el mes de abril de 1999. Si Ud. nos envió alguna carta, no ha recibido respuesta y no se encuentra en esta lista, seguramente es porque no hemos tenido tiempo de contestarla (y lo haremos durante este mes) o porque no nos ha llegado su correspondencia. Tenga en cuenta que en este período, sólo de lectores de Saber Electrónica, hemos recibido más de 300 cartas. De todos modos, y para que sea atendido como Ud. se merece, en estos momentos estamos montando un nuevo esquema para que pueda recibir respuesta a su consulta con la mayor brevedad (les cuento que me he sentido tentado de editar una revista sólo con la contestación a las cartas recibidas). Jornada de Electrónica Gratuita para Socios El próximo 22 de mayo se realizará la 3º Jornada de Electrónica del
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año 1999 en el Cyber café “Contacto”, sito en Bacacay 1715, de esta capital. En dicha jornada se hará el lanzamiento de la revista “exclusiva” para Socios del Club y se desarrollarán temas tales como: *TV Satelital *Reparación de Equipos *Programas con PICs Por supuesto, y como ya es costumbre, al término de la jornada se hará entrega del certificado de asistencia correspondiente y se realizará el sorteo de instrumentos y material bibliográfico entre los presentes.
Librerías donde puede encontrar los libros editados por Quark Damos a continuación, una nómina de algunas librerías en las cuales puede encontrar los libros editados por Quark y presentados por Saber Electrónica: LIBRERIA ROSS AV. CORDOBA 1347 ROSARIO (S.F.) LIBRERIA EL ESTUDIANTE BARTOLOME MITRE 2100 CAPITAL LIBRERIA MITRE BARTOLOME MITRE 2032 CAPITAL LIBRERIA RODRIGUEZ S.A. FLORIDA 377 CAPITAL FEDERAL LIBRERIA CICLOS LIBROS JUNIN 747 CAPITAL FEDERAL LIBRERIA NUEVA TECNICA VIAMONTE 2096/2122 CAPITAL FEDERAL. LIBRERIA KOSMOS 9 DE JULIO 93 (PUAN, BS. AS.) LIBRERIA Y EDITORIAL ALSINA PARANA 137 CAPITAL FEDERAL LIBRERIA EL ATENEO FLORIDA 340 CAPITAL FEDERAL LIBRERIA ALEADRI JUNIN 82 - CAPITAL FEDERAL LIBRIA FAMS AV. CORDOBA 2208 CAPITAL FEDERAL LIBRERIA ZIVAL’S AV. CALLAO 395 CAPITAL FEDERAL LIBRERIA EXODO AV. 1 NRO. 1713 LA PLATA BS. AS. LIBRERIA AVATAR CALLE 48 NRO. 556 LA PLATA BS. AS.
S E C C I O N . D E L . L E C T O R LIBRERIA HABER CALLE 50 NRO. 43 LA PLATA BS..AS. LIBRERIA TECNICA
CORDOBA 981 - ROSARIO - SANTA FE LIBRERIA TECNICA AV. MEDRANO 944 - CAPITAL FEDERAL
DISTRIBUIDORA CUSPIDE AV. SANTA FE 1818 - CA. FEDERAL EXPO LIBRO SAN MARTIN 85 - V. MARIA (CORDOBA) LIBRERIAS DE LOS LOCALES MUSIMUNDO 65 LOCALES EN TODO EL PAIS DISTAL LIBROS CORRIENTES 913 - CAPITAL FEDERAL FLORIDA 514 - CAPITAL FEDERAL LIBRERIA EL REBUSQUE CORDOBA 611 - S. M. DE TUCUIMAN
Fe de Erratas En el fascículo “TV Codificada 2” publicado junto con Saber Electrónica Nº 141, se omitió la publicación de la figura 2.2.2, la cual publicamos en esta página. ✪ ACEVEDO HORACIO ........................................CORRIENTES .......................................CORRIENTES ADEMAR JOSE BERGOMASCHI.........................BOUGUER ..................................................SANTA FE ADOLFO BENITEZ ............................................BERAZATEGUI ...................................BUENOS AIRES ALBERTO BASILICO .........................................SARMIENTO ...............................................SANTA FE ALBERTO DAJRUCH..........................................CATAMARCA ...........................................CATAMARCA ALBERTO GENCHI ............................................SANTOS LUGARES ............................BUENOS AIRES ALBERTO GENCHIN .........................................SANTOS LUGARES ............................BUENOS AIRES AMADO FELIPE CORONEL ...............................SAN PEDRO ....................................................JUJUY ANGEL ALBERTO MENDOZA ............................BARILOCHE ............................................RIO NEGRO ANGEL DURAND ROMERO ...............................DURAZNO ..................................................URUGUAY ANGEL RIZZO ..................................................BAHIA BLANCA ..................................BUENOS AIRES ANIBAL BENICIO ..............................................JUJUY..............................................................JUJUY ANTONIO BOTTINO...........................................VILLA REGINA .........................................RIO NEGRO ANTONIO IBARRA ............................................VILLA BALLESTER .............................BUENOS AIRES ANTONIO LUIS AGOSTI.....................................VILLA ALLENDE ........................................CORDOBA ANTONIO MASTROIANI .....................................ROSARIO ...................................................SANTA FE ARIEL SANTIAGO GLADICH ..............................PILAR ................................................BUENOS AIRES BARCO DAMIAN ESTEBAN................................GRAND BOURG .................................BUENOS AIRES BARRAZA CRISTIAN .........................................CAMPANA ..........................................BUENOS AIRES BENEDICTO NENEN .........................................USHUAIA ....................................TIERRA DEL FUEGO BORLLE NICOLAS ............................................SAN TA FE ..................................................SANTA FE CANDIA CRISTIAN ............................................PUERTO MADRYN ...........................................Chubut CARLO TUMAS ................................................VILLA NUEVA .............................................CORDOBA CARLOS ABOELMALEK........................................................................................................SANTA FE CARLOS ARJONA .....................................................................................................................SALTA CARLOS DANIEL CORREA ................................SAN MIGUEL DE TUCUMAN .......................TUCUMAN CARLOS EUSEBIO VALDEZ ...............................SAN PEDRO ....................................................JUJUY CARLOS MORRIS..............................................CORONEL SUAREZ.............................BUENOS AIRES CARLOS TEILECHE ..........................................MONTE GRANDE ..............................BUENOS AIRES CATINOT GUILLERMO .......................................LAGUNA RAIBA ..........................................SANTA FE CESAR CUASOLO ............................................RIO CUARTO .............................................CORDOBA CHAMORRO VICTOR ........................................EL DORADO ...............................................MISIONES CLAUDIA DEL MILAGRO VAZQUEZ ....................SAN MIGUEL .............................................TUCUMAN CLAUDIO NARVAEZ ..........................................SALTA ...............................................................SALTA CRISTIAN LEONEL MICELI.................................LAPLATA ............................................BUENOS AIRES CRISTIAN SANTOS ...........................................ROSARIO ...................................................SANTA FE DANIEL ANDRES GONZALEZ.............................RIO GALLEGOS .....................................SANTA CRUZ DANIEL ARRIETA ..............................................ROSARIO....................................................SANTA FE CARLOS BARRA ..............................................SAN MARTIN .............................................MENDOZA DANIEL CIRIGLIANO .........................................SAN PEDRO ......................................BUENOS AIRES DANIEL EDUARDO ROTH ..................................CRESPO ................................................ENTRE RIOS DANIEL RAUL GATTI .........................................ROSARIO ...................................................SANTA FE DIEGO DI NUBILA .............................................CLORINDA ................................................FORMOSA DONATO ANTONIO LANCELLOTTI......................ROSARIO ...................................................SANTA FE EDGARDO RENARD ZEPPA ..............................CORDOBA .................................................CORDOBA EDGARDO SIAN ...............................................DIAMANTE .............................................ENTRE RIOS EDMUNDO BECERRA .......................................VICTORIA ..........................................BUENOS AIRES EDMUNDO DARIO ELOLA..................................PUNTA ALTA .......................................BUENOS AIRES EDUARDO GABRIEL PRIVIDERE .......................SAMPACHO ...............................................CORDOBA EDUARDO RAFAEL LAZARTE ............................VILLA LUGANO .......................................Buenos Aires EDUARDO ROBERTO MIER ...............................LUJAN DE CUYO ........................................MENDOZA EDUARDO SIEERA ...........................................DESAMPARADOS .......................................SAN JUAN ELEUTERIO VEGA ............................................GRAL. ROCA ...........................................RIO NEGRO ENRIQUE JAVIER HEREDIA ...............................CORDOBA CAPITAL ..................................CORDOBA ERNESTO ALBERTO MEDINA ............................HUDSON ...........................................BUENOS AIRES FABIO BERAZAGA ............................................RIO GALLEGOS .....................................SANTA CRUZ FEDERICO SETZU ............................................GRANADERO BAIGORRIA ...........................SANTA FE FERNADO BARBA ............................................SAN MIGUEL .............................................TUCUMAN FERNANDO TRENTIN .......................................PINAMAR ...........................................BUENOS AIRES FRANCISCO E. PEREZ .....................................9 DE JULIO ........................................BUENOS AIRES FRANCISCO JAVIER MASO ...............................LUJAN ...............................................BUENOS AIRES FURNUS PABLO ...............................................ALLEN ....................................................RIO NEGRO GERARDO TIMOSSI ..........................................QUILMES ...........................................BUENOS AIRES GERMAN BERTI................................................RIO III ........................................................CORDOBA GERMAN FEMINELLA .......................................JAUREGUI .........................................BUENOS AIRES GERMAN TRIVILLIN ..........................................PILAR ................................................BUENOS AIRES
GIMENEZ RAMON ...........................................................................................................ENTRE RIOS GLINCA JULIO RAFAEL......................................APOSTOLES ..............................................MISIONES GUILLERMO DANIEL GRIMALDI......................... MERLO .............................................BUENOS AIRES GUILLERMO IVAZUZTA ......................................CHAÑA .......................................................SANTA FE GUILLERMO PALACIOS .....................................MAR DEL PLATA .................................BUENOS AIRES GUILLERMO SAN ROMAN .................................BUENOS AIRES ...........................................45816684 GUSTAVO MIGUEL KURTZ .................................CAMPANA ..........................................BUENOS AIRES GUSTAVO STRIBUTA..........................................PUNTA ALTA ......................................BUENOS AIRES HECTOR D. SANCHEZ ......................................CORRIENTES .......................................CORRIENTES HECTOR LUCIO ................................................C. RIVADAVIA ................................................CHUBUT HECTOR LUCIO ...............................................COMODORO RIVADAVIA ...............................CHUBUT HECTOR RICCUCCI...........................................ANDALGALA ...........................................CATAMARCA HECTOR ROMULO CHAPPE ..............................CAPITAL FEDERAL .............................BUENOS AIRES HERNAN RILLO ................................................LINCOLN ...........................................BUENOS AIRES HORACIO MORALES ........................................TIGRE ...............................................BUENOS AIRES HUGO ALBERTO FERRREYRA ..........................CORONEL MOLDES ...................................CORDOBA HUGO DIAS .....................................................CAPITAL FEDERAL .............................BUENOS AIRES HUGO GABRIEL GUZMAN..................................SANTIAGO DEL ESTERO.......SANTIAGO DEL ESTERO HUGO ORLANDO LEGUIZAMON ........................SAN MIGUEL DE TUCUMAN .......................TUCUMAN ISMAEL FEDERICO CHAILE...............................SAN MIGUEL DE TUCUMAN .......................TUCUMAN JORGE GOUGLIOTTA .......................................MARANZANA .....................................BUENOS AIRES JORGE NORBERTO ALVAREZ ............................LOMAS DEL MIRADOR ......................BUENOS AIRES JORGE SEMIENCHUK ......................................OBERA ......................................................MISIONES JOSE ALBERTO VALLE .....................................CAPITAL FEDERAL .............................BUENOS AIRES JOSE D RODRIGUEZ ........................................LLAVALLOL ........................................BUENOS AIRES JOSE DARATHA ................................................MONTE NIEVAS ............................................CHUBUT JOSE GIADANES ..............................................HAEDO ..............................................BUENOS AIRES JOSE LIENDRO.................................................SALTA ...............................................................SALTA JOSE LOAIZA ...................................................PINTO ..................................SANTIAGO DEL ESTERO JOSE LUIS ESPOSITO.......................................CAPITAL FEDERAL .............................BUENOS AIRES JOSE LUIS KOKUS ...........................................CAPITAL FEDERAL .............................BUENOS AIRES JOSE LUIS SANCHEZ .......................................TORTUGUITAS ...................................BUENOS AIRES JOSE MARIA DE PAOLI .....................................DON BOSCO ......................................BUENOS AIRES JOSE PABLO ANTONIO PALOMBA .....................MAR DEL PLATA .................................BUENOS AIRES JOSE RAUL RESLER ........................................RIVERA .............................................BUENOS AIRES JOSE REVERT .................................................CORDOBA ................................................................. JOSE ROBERTO ARMELLA................................T. DEL VALLE ..............................................TUCUMAN JUAN C CAVELLONE ........................................CAÑADA DE GOMEZ ...................................SANTA FE JUAN CARLOS CAMPOS ...................................HUMAHUACA ..................................................JUJUY JUAN CARLOS MARROCHE ..............................CAPITAL FEDERAL .............................BUENOS AIRES JUAN CARLOS RAUBER ...................................CAPIOVI ....................................................MISIONES JUAN JOSE OLIVERO........................................QUILMES ...........................................BUENOS AIRES JUAN JOSE YACOVINO......................................BRAGADO .........................................BUENOS AIRES JUAN KITTLEIN ..................................................................................................................NEUQUEN JUAN MATEOS .................................................CONCORDIA ..........................................ENTRE RIOS JUAN TORRES .................................................SAN CLEMENTE ................................BUENOS AIRES JULIO MARTINEZ .............................................LAS HERAS ...............................................MENDOZA JURADO JOSE .................................................PUNTA ALTA .......................................BUENOS AIRES KORGE ALBERTO CAMPOS ..............................RIVADAVIA .................................................MENDOZA LORENZO CARGAS ...................................................................................................................SALTA LUIS AMERICO OLIVA .......................................Bº MATADERO ..............................................LA RIOJA LUIS MARINELLA .............................................VILLA MADERO ..................................BUENOS AIRES LUIS RUBILO ....................................................CORDOBA .................................................CORDOBA MANUEL AMARILLA .........................................ROSARIO ...................................................SANTA FE MANUEL RUBEN GARCIA .................................CAPITAL FEDERAL .............................BUENOS AIRES MARCELO ALEJANDRO RODRIGUEZ ................POSADAS ..................................................MISIONES MARCELO MEDRANO .......................................CORDOBA .................................................CORDOBA MARCELO MORELLO .......................................PERGAMINO ......................................BUENOS AIRES MARCELO SANCHEZ.........................................GUALEGUAYCHU ...................................ENTRE RIOS MARCOS FITTIPALDI ........................................MAR DEL PLATA .................................BUENOS AIRES MARI JACINTO SANDOVAL ................................Bº ERNESTO ARAOZ .........................................SALTA MARIA BARRIENTOS ........................................LUJAN ...............................................BUENOS AIRES MARIO RAUL YACANTE ....................................USHUAIA ....................................TIERRA DEL FUEGO MARTIN GABRIEL LEDESMA ATAY......................SAN MIGUEL DE TUCUMAN .......................TUCUMAN MATIAS VARGAS ..............................................GUAYMALLEN ............................................MENDOZA MAURICIO EDGARDO JORQUERA ....................CENTENARIO ............................................NEUQUEN
MIGUEL ANGEL CARRIZO .........................................................................................................SALTA MIGUEL BAROFFIO ..........................................CORRIENTES .......................................CORRIENTES MIGUEL BOLAÑOS............................................QUILMES OESTE ...............................BUENOS AIRES NESTOR QUIRICONI .........................................SUMAMPA ............................SANTIAGO DEL ESTERO NESTOR RUBEN RAMIREZ ...............................POSADAS ..................................................MISIONES NICOLAS ARIEL BORLLE ..................................SANTA FE ...................................................SANTA FE NICOLAS ARIEL GUSTAVO ................................LA RIOJA ....................................................LA RIOJA NILDO VACCHETTA ...........................................SAN FRANCISCO .......................................CORDOBA NOTARIO RAMIRO ............................................ROSARIO ...................................................SANTA FE ORVERTO MARCELO ISASMENDI .....................TANDIL .............................................BUENOS AIRES OSCAR COTIGNOLA ........................................WILDE ...............................................BUENOS AIRES OSCAR HECTOR ZAMORA ................................CORRIENTES .......................................CORREINTES OSCAR HELVIG.................................................GENERAL ACHA ..........................................LAPAMPA OSCAR MANSILLA ............................................FUENYES ..................................................CORDOBA OSCAR MARTIN ...............................................BAHIA BLANCA...................................BUENOS AIRES OSVALDO ALDO CAGMOLO ..............................BELL VILLE ...............................................CORDOBA OSVALDO JAVIER CANALO ...............................CHIVILCOY ........................................BUENOS AIRES PABLO ADRIAN GILARDONI............................... BAHIA BLANCA .................................BUENOS AIRES PABLO ANDRES CASTELY .................................DEL VISO ..........................................BUENOS AIRES PABLO CASTRO................................................PUNTA ALTA .......................................BUENOS AIRES PABLO GERGETTO............................................PARANA .................................................ENTRE RIOS PABLO GILARDONI ...........................................BAHIA BLANCA...................................BUENOS AIRES PABLO SAGUEZ................................................CAPITAL FEDERAL .............................BUENOS AIRES PABLO SOSA ....................................................MAIPU .......................................................MENDOZA PANTALEON RIVERO ........................................S.S. JUJUY ......................................................JUJUY PEDRO MARIO PEREZ ......................................GUALEGUAYCHU ...................................ENTRE RIOS PEDRO NUÑEZ.................................................VICTORIA ...................................................SANTA FE PEDRO OMAR RZEMYK ....................................SAN NICOLAS ...................................BUENOS AIRES PEDRO ROBERTO PANTUSA ............................TANDIL ..............................................BUENOS AIRES PEDRO VARELA ...............................................CATAMARCA ...........................................CATAMARCA RAFAEL OMAR GONZALEZ ...............................MONTERNICO .................................................JUJUY RAMIRO ROGELIO JESUS GONZALEZ ..............LONGCHAMPS ...................................BUENOS AIRES RAMON VALDEZ................................................TARTAGAL ........................................................SALTA RAUL DUARTE .................................................CONCARAN ................................................SAN LUIS RAUL OSVALDO SARCONA ...............................CAPITAL FEDERAL .............................BUENOS AIRES RAUL PALAVECINO............................................BERAZATEGUI ...................................BUENOS AIRES REINALDO VELAZQUEZ ....................................SALTA ...............................................................SALTA RICARDO HECTOR ALVAREZ ............................JUNIN ...............................................BUENOS AIRES RICARDO TEJADA ............................................SAN JUAN .................................................SAN JUAN RICARDO ZOTELO ...........................................OLIVOS ....................................BUENOS AIRES ROBERTO HUNACA ..........................................JUJUY..............................................................JUJUY ROBERTO JOSE DA GRACA .............................SANTO TOME .............................................SANTA FE ROBERTO ORIGLIA ..........................................VENADO TUERTO .......................................SANTA FE ROBERTO OSCAR TOLEDO ..............................SAN JUAN ..................................................SANJUAN ROBERTO SILVESTER ......................................ROSARIO....................................................SANTA FE ROBLES ALEJANDRO GASTON .........................CAPITAL FEDERAL .............................BUENOS AIRES ROGELIO DE LA BARRERA ...............................CAPITAL FEDERAL ............................BUEMOS AIRES ROMAN GERARDO GENTILINI ..........................ONCATIVO .................................................CORDOBA RUBEN AGUIRRE..............................................CAPITAL FEDERAL .............................BUENOS AIRES RUBEN BAUTISTA CACERES ............................GOYA ..................................................CORRIENTE S RUBEN GALOPPO.............................................CHIVILCOY ........................................BUENOS AIRES RUBEN LUIS PEREYRA .................................... GENERAL LAVALLE ...................................CORDOBA RUBEN MIGUELES............................................SAN SALVADOR ......................................ENTRE RIOS SANTOS MEDRANO .........................................FIAMBALA ..............................................CATAMARCA SCARAMAL DANIEL LUIS ..................................VALENTIN ALSINA ..............................BUENOS AIRES SCHILOTTHAUER WALTER JAVIER ....................EMBALSE ..................................................CORDOBA SERGIO DARIO PAÑALOZA ...............................PERICO .........................................................JUJUY SERGIO KOROLUK ...........................................COMODORO RIVA DAVIA ...............................CHUBUT STAGNI HERNAN GABRIEL ...............................RIO CUARTO............................................. CORDOBA SUSANA AGUILAR ...........................................PARAN A.................................................ENTRE RIOS TABARE ICAZURIAGA .......................................SAN CARLOS .............................................URUGUAY TAMAGNO EMANUEL ALEJANDRO.....................ELEORTONDO ............................................SANTA FE TERESA IZAGUIRRE .........................................SAN LUIS ....................................................SAN LUIS VICTOR CASTILLO ...........................................SANTA ROSA ..............................................LA PAMPA WALTER ADRIAN GONZALEZ ............................SALLIQUELO ....................................BUENOS AIRES
A UDIO
Cuándo Colocar Parlantes en la Pared EN TODO SISTEMA DE AUDIO DE ALTA FIDELIDAD EXISTEN SUBSISTEMAS CUYAS CARACTERISTICAS Y PRESTACIONES SON ESENCIALES PARA EL FUNCIONAMIENTO CORRECTO DE TODO EL CONJUNTO. EN CUANTO AL SUBSISTEMA DE LOS PARLANTES EXISTEN TANTAS VARIANTES Y POSIBILIDADES CONSTRUCTIVAS Y TECNICAS QUE UN ANALISIS CUIDADOSO ES DE SUMA IMPORTANCIA. EN LA PRESENTE NOTA TRATAREMOS DE ANALIZAR ESTE SUBSISTEMA ELECTROACUSTICO BAJO EL PUNTO DE VISTA DE SU UBICACION DENTRO O FUERA DE LA PARED. Por Egon Strauss
1.) Un Análisis Previo Para todo aficionado a la alta fidelidad el aspecto visual de su sistema de parlantes es de suma importancia y en cierto modo el dilema “dentro o fuera de la pared” es sólo una cuestión académica. El audiófilo desea mostrar sus parlantes y transformarlos no sólo en un medio satisfactorio de transporte acústico sino también en un tema de conversación con sus pares. En el hogar del audiófilo está presente con su voz y voto sin embargo no sólo “el” experto en música y acústica, sino también está “ella”, la señora de la casa, quien desea hacer valer su opinión con respecto a los aspectos visuales y estéticos del conjunto “sistema de audio”. Es en este lugar y en este momento cuando puede plantarse
el dilema mencionado del “dentro o fuera de la pared”. En algunos casos el dilema puede surgir también a través de las palabras expertas de otro profesional, el decorador de interiores que tal vez no ve de buen grado que un conjunto de cajas y bafles y gabinetes acústicos interfiere con sus diseños artísticos que sin duda poseen un valor intrínseco tan alto como el mismo valor no menos artístico de la música que emana de estas cajas y gabinetes acústicos. Algunos de estos gabinetes pueden tener diseños muy atractivos pero no siempre coincidentes con el tema decorativo que el profesional desea imponer a “su” ambiente. Cualquiera que sea el motivo, el dilema puede existir y puede tener su justificación seria en una instalación altamente elaborada y tecnifi-
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cada. El análisis técnico-acústico se transforma entonces en un problema de diseño arquitectónico, técnico y acústico que debe ser evaluado debidamente con el concurso de todos elementos técnicos y matemáticos disponibles. 2.) El Uso de Gabinetes Acústicos Externos El uso de gabinetes acústicos para ubicar los diferentes parlantes de un subsistema acústico del conjunto audio HiFi es una tradición que nació con el mismo concepto del tema HiFi y puede considerarse como una solución perfectamente establecida a través de los años de la alta fidelidad. Pero así como el amplificador del sistema de audio se transformó de una “caja negra grande y caliente” con el uso de las válvulas en otra “caja negra de
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1 tamaño más reducido y de temperatura funcional más baja” con el advenimiento de los semiconductores de todo tipo, y el clásico disco de shellac o vinilico de 30 cm de diámetro se transformó en un disquito CD o DVD de sólo 12 cm de diámetro (ganando en el proceso una calidad superior), también el gabinete acústico, que alberga el o los parlantes, ha sufrido diversos cambios a través de los años y generalmente también ha adquirido un incremento importante en la calidad y cantidad de sonido que propaga. Para expresarlo en términos técnicos: menor distorsión armónica total (THD) y mayor cantidad de watts de potencia de salida. En la figura 1 vemos el aspecto de gabinetes acústicos tradicionales que se pueden encontrar en diferentes instalaciones de alta fidelidad. El tipo del gabinete, y su construcción interna y externa, depende desde luego del tipo de parlante que debe albergar. Un gabinete acústico para el woofer con sus tonos graves inferiores a los 500Hz, en su frecuencia posee forzosamente dimensiones y características di-
ferentes a las de los gabinetes que dan cabida al squawker, el parlante de los tonos medios de 500 a 3.000 Hz de frecuencia o del tweeter que atiende los tonos agudos de 3.000 a 20.000Hz de frecuencia. Es sabido que los límites entre cada uno de los rangos acústicos no tienen que ser precisos debido a que en sus dimensiones reales intervienen muchos factores adicionales a los puramente acústicos y físicos, sobre todo el criterio del constructor del conjunto que prevalece en último término sobre otros factores, si bien no debe desconsiderarse tampoco el aspecto costos del equipo en cuestión. En principio, es posible reconocer, sin embargo, que existe una relación directa entre tamaño del gabinete acústico y la frecuencia de trabajo. Recientemente se han introducido mejoras y modificaciones constructivas en estos gabinetes que permiten lograr resultados excelentes, sin la necesidad de respetar este axioma al pie de la letra, pero en principio el mismo sigue siendo válido. Tomando en cuenta este criterio, resulta obvio que la combinación
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de parlantes de diversos tipos (woofer, squawker y tweeter) resulta factible bajo el punto de vista del tamaño y sólo deben cuidarse otros aspectos, como por ejemplo los separadores de frecuencia que permiten que cada tipo de parlante sólo reciba el rango de frecuencias que por su construcción le corresponde. La realización práctica de las metas expuestas requiere diferentes cuidados de toda índole, desde la cuidadosa selección de los materiales constructivos hasta el uso de materiales de amortiguación para eliminar vibraciones ajenas al contenido musical hasta el correcto dimensionamiento eléctrico de los diferentes circuitos separadores de frecuencia. La industria especializada ha podido lograr resultados asombrosos y a veces muy originales y siempre con el mismo “leitmotiv”, la satisfacción acústica y auditiva del sonido que emana de estos gabinetes acústicos. 3.) La Construcción “Embutida” Las metas de este tipo de construcción cuya necesidad eventual se ha justificado más arriba son, desde luego, en principio las mismas que en el caso anterior, pero las diferencias en la construcción del conjunto, las diferencias en los materiales intervinientes, entre ellos la mampostería del recinto donde se instala el sistema sonoro “embutido”, las diferencias en el patrón de radiación sonora impuestas por la misma instalación y otros factores influyen que los medios de solución deben ser forzosamente diferentes. A continuación veremos y analizaremos algunos de estos factores. En un parlante embutido en la pared interviene en la radiación so-
C U A N D O C O L O C A R PA R L A N T E S nora no sólo el conjunto de parlantes propiamente dicho, sino en gran medida también el conjunto de mampostería, pared, techo, etc. que conforman en realidad el ambiente de montaje del parlante. Es ahí donde se observa entonces el efecto de la fase diferente de las diferentes componentes acústicos de la señal de audio producida por el parlante. En muchos casos se puede producir una fase en la señal irradiada directamente por el parlante y otra fase en las componentes irradiadas por el conjunto pared y área de montaje. Este efecto es especialmente notable en las frecuencias inferiores a los 100Hz, debido a las dimensiones importantes de la onda sonora en estas frecuen2 cias. Si aceptamos una velocidad de propagación del sonido en el aire como de 340 metros por segundo como parámetro básico y la velocidad en madera de 3.300 a 5.000 metros por segundo, veremos que las longitudes de onda respectivas son bastante diferentes en cada caso. El producto de longitud de onda (λ) en metros por frecuencia (f) en Hertz es siempre igual a la velocidad de propagación en metros por segundo y, por lo tanto, al modificarse un valor, se modifica el otro. En el caso concreto de una señal de 100Hz en aire tenemos una longitud de onda de unos 53 cm, mientras que en madera este valor se transforma en unos 35 metros. Como el camino de radiación puede ser complejo y contener diferentes medios, el efecto se manifestará como desfasaje pronunciado en los
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parlantes embutidos en la pared. Estos desfasajes de las frecuencias bajas se manifiestan en primer término como reducción en la potencia audible o SPL (Sound Pressure Level) de estas frecuencias bajas y esta reducción no puede compensarse por el simple incremento de su nivel ya que ello implicaría también un mayor porcentaje de in-
fluencia de la pared u otros medios intervinientes. En los gabinetes acústicos, se eliminan las vibraciones nocivas de la madera de construcción por medio de un acolchado cuidadoso de las paredes, con un material de amortiguación y dejando libre en lo posible las bocas de los parlantes. En los parlantes embutidos estas medidas están, desde luego, también disponibles pero a veces nos encontramos con dificultades constructivas de acuerdo a las características constructivas propias de cada instalación. Las dificultades inherentes son generalmente correctamente superadas en las instalaciones profesionales, donde existen numerosos medios de soluciones que sólo el profesional experto está en condiciones de evaluar y aplicar correctamente.
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En las instalaciones “caseras” de alta fidelidad pueden existir obstáculos que eventualmente influyen en forma negativa en la calidad tonal del equipo. Muchos expertos en audio opinan que la posición del parlante dentro del ambiente de audición puede ser más importante incluso que el mismo parlante propiamente dicho. Ahora bien, resulta obvio que este pequeño movimiento de orientación que puede ser necesario en los gabinetes acústicos y puede ser realizado generalmente sin mucho problema, no es factible realizarlo con parlantes colocados en la pared en forma embutida. Para obtener resultados óptimos se encuentran actualmente en el mercado equipos o sistemas de parlantes aptos especialmente para su colocación en la pared en forma embutida. Uno de los modelos de este tipo de parlantes es el modelo AT8000 de Niles cuyo aspecto vemos en la figura 2. Se trata de un bastidor especialmente preparado para su finalidad específica y provisto con tres parlantes, a saber: un woofer, un rango medio y un tweeter. El fabricante recomienda colocar en el nicho de la pared donde tendrá su asiento este subsistema acústico, una caja de madera de dimensiones adecuadas para mejorar la reproducción de los graves. Como habíamos observado más arriba muchos de los tonos graves inferiores a los 100Hz se pierden en las instalaciones embutidas por efecto de la pared y mampostería circundante. La caja de madera, por más rústica que sea ayuda a superar este
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Rendimiento medido en laboratorio del modelo AT8000 de Niles. CARACTERISTICA VALORES MEDIDOS Sensibilidad medida como SPL de ruido rosa a una distancia de 1 metro con una amplitud de 2,83 volt 87,5dB Impedancia mínima 6,1Ω Impedancia nominal 4,4Ω Límite de graves a –3dB 55 Hz Límite de gravesa –6dB 46 Hz efecto. Los parlantes del AT8000 son los siguientes: un tweeter de 25 mm del tipo de domo oscilante, un rango medio o squawker de 37 mm de diámetro, también del tipo de domo, y un woofer de 20 cm de diámetro del tipo de cono convencional. El hecho de usar domos en dos de los parlantes en lugar de conos mejora su rendimiento especialmente en las frecuencias más altas. Se suministran los resultados de pruebas de laboratorio efectuados con este subsistema sonoro con los siguientes resultados debidamente confirmados. Se observa en la tabla de arriba que los valores medidos no son malos si tomamos en cuenta las limitaciones del tipo de montaje que ya fueron ampliamente descritos. Se recomienda colocar junto con el subsistema acústico llaves individuales de conmutación de ecualización para cada uno de los parlantes. Esto permite un ajuste aún más refinado de la respuesta a pesar de la colocación fija e inamovible de un conjunto embutido. Los ecualizadores sugeridos poseen frecuencias centrales en 60 Hz para los subgraves, 1 kHz para frecuencias centrales de banda ancha y 3,5 kHz para frecuencias más agudas, también de banda ancha. Se sugieren llaves de tres posiciones que permiten una acentuación, una reproducción plana o una atenuación
de cada una de estas bandas de frecuencia. 4.) Un modelo de Parlante Embutido más Accesible Felizmente, existen en el campo de la acústica de alta fidelidad, diferentes categorías de elaboración, prestaciones y precios. Tal es así que una firma conocida de envíos de mercadería por correo en los Estados Unidos que ya tuvimos varias veces oportunidad de mencionar, la empresa MCM Electronics, anuncia en sus avisos, y en su catálogo también, modelos de sistemas de parlantes para embutir y los ofrece a un precio de sólo $ 30, el par. Las ca-
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racterísticas de estos conjuntos no son tan elaborados como el modelo de Niles, pero hacen el sistema accesible a instaladores de precio medio y bajo. En la figura 3, vemos el aspecto de estos conjuntos que se venden en pares con la designación de “Ceiling Speaker” (parlante de techo). Cada uno de estos parlantes posee un woofer de 5 1/4 “ (12,76 cm) y un tweeter de 1/2“ (12 mm) del tipo domo. El conjunto está destinado para equipos de 20 a 40 watt de potencia RMS y posee un rango de reproducción de 55Hz a 20 kHz. La construcción robusta del conjunto es una gran ventaja para este tipo de instalaciones y permite una ubicación en prácticamente cualquier lugar de una sala de audiciones principal o auxiliar. Este tipo de subsistema acústico es justamente muy apto para una extensión de instalaciones existentes, donde el equipo principal puede ser del tipo del modelo mencionado más arriba de Niles y el equipo auxiliar puede ser del tipo de MCM. 5.) Conclusiones La decisión de usar parlantes embutidos en la pared es muy importante y debe tomar en cuenta todos los factores, tanto del tipo musical y acústico, como del tipo decorativo. En una instalación de envergadura bien puede valer la pena agregar los esfuerzos (y costos) que puede significar, ya que muchas soluciones aptas para gabinetes acústicos convencionales no son adecuadas para instalaciones embutidas. Sin embargo, ejecutado por expertos en la materia, con el buen gusto indudable que puede aplicarse en este último aspecto, el decorativo, permite obtener resultados notables. ✪
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VIDEO Procesadores para MPEG:
Telecine TERMINANDO CON ESTA SERIE DE ARTICULOS DESTINADOS A EXPLICAR LA CODIFICACION DIGITAL EMPLEADA EN SEÑALES DE VIDEO, VEREMOS EN ESTA NOTA EL PROCESO DE ADAPTACION DENOMINADO “TELECINE” Y CUAL ES LA TENDENCIA DE ESTA CODIFICACION EN EL FUTURO Por Egon Strauss Telecine Inverso Telecine es un proceso de adaptación de 3:2 en el cual se convierte la película filmada con 24 cuadros por segundo en una señal de video de 30 campos por segundo. Los campos son explorados en forma entrelazada para crear campos, pero la exploración de cada cuadro dos veces para crear dos campos por cuadro dejaría solo 48 campos, de manera que se exploran cuadros alternados tres veces para producir tres campos en lugar de dos. Esto significa que los cuadro de entrada son explorados en una cadencia de 3:2:3:2, de manera que los 24 cuadros se transforman en 60 campos. En la figura 1 vemos el esquema de este proceso. Como sólo existen dos campos en un cuadro, el primero y el tercer campo son duplicados cuando un cuadro es explorado tres veces. Sin embargo, la información
que indica cuál de los campos es repetido, no es entregada al codificador. Por lo tanto, el codificador tiene que determinar cuáles de los
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campos son duplicados, para que el duplicado pueda ser eliminado antes de la codificación. La técnica para hacer esto se denomina tele-
UN CODEC cine inverso. El telecine inverso es un requisito para los codificadores de grabación de discos DVD de alta calidad, debido a que una gran parte del material que el usuario codifica en el disco DVD fue originalmente material de películas. Tal como sucede con otros aspectos de la codificación MPEG-2, esta tarea no es tan sencilla como podría parecer. En primer término, encontrar campos duplicados es difícil por el ruido que es introducido durante este proceso, debido a que el telecine es aún un proceso analógico y los valores de los píxeles de campos idénticos no son numéricamente idénticos. Además, una vez que se haya encontrado un campo idéntico, el codificador no puede asumir una cadencia de 3:2:3:2 a partir de este punto. Frecuentemente existe una edición en el material del telecine, de manera tal que la cadencia puede cambiar en cualquier momento. Esto significa que el codificador debe buscar permanentemente los campos repetidos, correspondan o no a una cadencia en particular. Esto requiere una gran cantidad de potencia de procesamiento y también puede conducir a que un codificador corte demasiados campos “repetidos” en escenas con un movimiento mínimo. Esto se debe a que las escenas de bajo movimiento pueden inducir el codificador a que considere algunos campos como repetidos, cuando en realidad provienen de diferentes cuadros. La arquitectura del codec descripto aquí provee el hardware que cumple una eficiente computación y análisis de los datos de píxeles. Este 2
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A VA N Z A D A
hardware combinado con un algoritmo sofisticado de software en la CPU analiza estos datos y efectúa las decisiones óptimas para el telecine inverso.
La Codificación MPEG en la Actualidad y el Futuro La calidad de la imagen, el aprovechamiento del ancho de banda, aspectos de confiabilidad y prestaciones avanzadas en la arquitectura del codec satisfacen las necesidades del mercado actual de radiodifusión y grabación. Pero esta arquitectura ofrece también beneficios que lo transforman en una buena elección para otras aplicaciones dentro de estos mercados que hasta ahora no fueron bien atendidos por otras arquitecturas del MPEG-2. Para aplicaciones como la distribución de video, en las cuales una señal es codificada y decodificada varias veces antes de llegar a destino, la degradación de la señal es minimizada cuando se la codifica con un esquema de submuestreo de crominancia de 4:2:2 en lugar de 4:2:0. Como es bien sabido, la imagen de color puede descomponerse en una componente de crominancia y otra de luminancia. Debido a que el ojo humano no es tan sensible a la
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información de crominancia como a la de luminancia, la “decimación” de las componentes de crominancia es un método típico para reducir el monto de datos que debemos comprimir. MPEG-2 define los métodos del submuestreo con una tasa de 4:2:2 como que si contuviera el doble de muestras de crominancia que el submuestreo de 4:2:0. En la figura 2 se observan las diferencias entre los métodos de submuestreo de 4:2:2, 4:2:0 y 4:1:1. Aun cuando los métodos del procesamiento de video de 4:2:0 y 4:2:2 difieren en la manera que se maneja la cuantización, ya que ambos usan diferentes matrices de cuantización, y el proceso del DCT requiere mayor precisión, la codificación 4:2:2 es muy similar a la codificación 4:2:0. Una diferencia importante es el hecho de que el 4:2:2 admite un procesamiento del doble de bloques de crominancia. Esto hace que la codificación 4:2:2 sea más costosa, pero entrega una mejor calidad de imagen en aquellas aplicaciones que necesitan muchos ciclos de codificación, decodificación y recodificación. La versión 4:2:2 del estándar de codificación MPEG se denomina “High Profile MPEG” o “MPEG de Perfil Profesional”. Hasta ahora no existía un codec de alta cali-
UN CODEC SIMPLE ALTO
ALTO 1440
PRINCIPAL 720 x 576 I, P 4:2:0 15 Mb/seg 30 BAJO
PRINCIPAL 1920 x 1152 I, B, P 4:2:0 80Mb/seg 60 fps 1440 x 1152 I, B, P 4:2:0 50 Mb/seg 60 fps 720 x 576 I, B, P 4:2:0 15 Mb/seg 30 fps 352 x 288 I, B, P 4:2:0 4 Mb/seg 30 fps
dad para 4:2:2, pero la arquitectura del codec descripta aquí puede ser adoptada rápidamente por la industria del broadcasting y de la grabación, para la transferencia entre estudios y otras aplicaciones que exigen una degradación mínima a través de múltiples generaciones de codificación.
Flexibilidad para la Alta Definición (HD) Se distinguen dos tipos de codificación: * HL = High Level (alto nivel ) y * ML = Main Level (nivel principal) que se pueden realizar en un nivel de perfil principal MP = Main Profile. Este nivel admite el uso de la decimación de crominancia y el uso de cuadros “B”. Las aplicaciones del MPEG en HL@MP usadas en la HDTV requieren de dos a ocho veces más potencia de procesamiento que las aplicaciones en ML@MP como las usadas en aplicaciones de satelitales directos al ho-
A VA N Z A D A
DE
SNR
ESPACIAL
1440 x 1152
1440 x 1152 I, B, P 4:2:0 60 Mb/seg 60 fps 720 x 576
720 x 576 I, B, P 4:2:0 15 Mb/seg 30 fps 352 x 288 I, B, P 4:2:0 4 Mb/seg 30 fps
ALTO 1920 x 1152 I, B, P 4:2:0 o 4:2:2 100 Mb/seg 60 fps I, B, P 4:2:0 o 4:2:2 80 Mb/seg 60 fps I, B, P 4:2:0 o 4:2:2 20 Mb/seg 30 fps
Tabla 1
gar. En la Tabla 1 se indican los diferentes niveles y perfiles del MPEG-2. La sigla fps significa frames per second (cuadros por segundo). Comparada con una aplicación típica de ML@MP de broadcasting con una relación de aspecto de 4:3, la HDTV posee una relación de aspecto de 16:9 y permite una imagen de más de cuatro veces el tamaño de la imagen a una tasa del doble de magnitud. Existen muchas diferentes combinaciones de tamaño de imagen y de tasa de imágenes que se pueden incorporar a la HDTV. La selección del formato queda a criterio del broadcaster. Las posibilidades abarcan del mismo tamaño de la TV convencional pero con una tasa igual al doble de la imagen no entrelazada, hasta un formato de 1920 píxeles de ancho con 1.080 líneas, entrelazadas a 60 campos por LINEAS VERTICALES 1080 720 480 480 Tabla
2
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PIXELES 1920 1280 704 640
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segundo. En la tabla 2 vemos una lista de los formatos comunes de la HDTV. Las tasas de bits para el MPEG-2 de alto nivel son varias veces superiores que para el MPEG-2 de nivel principal. La señal de video está codificada típicamente en 18 Mbps para HDTV. Los codificadores de alto nivel necesarios para la HDTV fueron hasta ahora extremadamente costosos para un codificador de un solo flujo de datos. Sin embargo, con la arquitectura de C-Cube, descrita en esta nota, resulta factible la conexión de multiples codificadores en un dispositivo que permite abarcar todos los formatos de HDTV (4:3 y 16:9). Esta arquitectura del codec permite también la decodificación de cualquiera de los formatos de HDTV, para reformatear el material de un nivel alto a otro más bajo, un aspecto importante para la aplicación en radiodifusión y broadcasting. Este proceso puede suceder con frecuencia a medida que las señales que se reciben provienen de diferentes fuentes. Con un solo chip se puede decodificar un flujo de video de 640 x 480 píxeles de resolución a 60 cuadros (525P) o un flujo de 720 x 1280 de resolución con 30 cuadros (720P). Esta posibilidad es muy importante en el mercado de las PC, debido a que 525P y 720P serán posiblemente formatos elegidos para aplicaciones de HDTV en computadoras PC. El autor desea agradecer a CCube el haberle suministrado el material de esta nota. ✪
RELACION DE ASPECTO 16:9 16:9 16:9, 4:3 4:3
TASA DE IMAGENES 60I, 30P, 24P 60P, 30P, 24P 60P, 60I 30P, 24P 60P, 60I 30P, 24P
R ADIOARMADOR
Funciones de Transferencia CONCLUSION ES SABIDO POR TODOS QUE LA SALIDA DE UN EQUIPO ESTA INTIMAMENTE RELACIONADA CON LA SEÑAL COLOCADA EN SUS ENTRADAS Y, PRECISAMENTE, SE DENOMINA “FUNCION DE TRANSFERENCIA” A LA ECUACION QUE PERMITE ESTA RELACION. EN LA PRIMERA PARTE DE ESTA NOTA VIMOS LAS FORMAS MATEMATICAS SENCILLAS EN QUE SE PUEDE EXPRESAR UNA FUNCION DE TRANSFERENCIA, EN ESTA OPORTUNIDAD AMPLIAMOS EL TEMA DESCRIBIENDO ALGUNAS REGLAS SIMPLES. Por Arnoldo Galetto del Depto. Técnico de GA Electrónica
abíamos dicho que si Vi es la tensión sobre los terminales de entrada de un cuadripolo, y Vo es la tensión sobre los terminales de salida y además suponemos que dichos terminales no suministran corriente alguna a la carga, entonces podemos suponer que el sistema se comporta como un divisor de tensión para el cual la función de transferencia es la relación entre R y la impedancia de R y C en serie. Como puede apreciar, el tema es sumamente interesante y deberá ser tenido en cuenta por todo proyectista que “intente” conocer la respuesta de un circuito determinado ante una exitación.
H
Vo R —— = —————— 1 Vi R + ——— jωC
[5]
Como la función de transferencia es una función de se escribe a menudo como F(jω). Podemos entonces, escribir: jωCR F(jω) = —————— 1 + jωCR
[6]
Lo interesante de la [6] es que los valores de C y R no interesan individualmente, lo que importa es su producto CR. A este producto CR se lo conoce como la constante de tiempo del sistema, expresada en microsegundos si R lo está en ohmios y C en microfaradios. El valor de la función de transferencia para cualquier frecuencia, depende exclusivamente de ella. Se suele sustituir a CR por la letra T. Examinando con más deteni-
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miento a la función de transferencia, notamos que cuando la frecuencia es cero (ω = 0), F(jω) es también cero. Esto se puede ver en forma intuitiva ya que un capacitor no deja pasar a la corriente continua. En el otro extremo de la escala de frecuencia, cuando ω se aproxima a infinito, o sea cuando se hace muy alta, F(jω) se aproxima a 1. O sea que a altas frecuencias el sistema pasa a estas señales, prácticamente sin atenuación. Pero la frecuencia más interesante, es aquélla que puede considerarse como un punto de inflexión entre ambos extremos. Se la define como: ω = 1/Τ F = 1/2πΤ
ο
porque es la que hace a:
[7]
FUNCIONES ωT = 1, y 1 + j1 = √2, y 1/√2 = 0,707, la que en términos de voltaje o corriente es casi 3dB debajo de 1. En términos de potencia es exactamente la mitad. El ancho de banda efectivo de un amplificador es el comprendido entre las frecuencias en que la potencia de salida es la mitad. Cuando hablamos de corriente o de tensión se toman los puntos que están a 3dB por debajo de la parte plana. A frecuencias que son superiores al cero, pero bastante inferiores al punto 1/2πT ya que existe poca diferencia entre 1 + jωT y 1, la magnitud de F(jω) es casi proporcional a la frecuencia. Si la frecuencia se reduce a la mitad, la amplitud de la tensión se reduce a la mitad. Esto normalmente se expresa diciendo que la pendiente de la característica amplitud/frecuencia es de 6dB/octava. Para que la pendiente de la gráfica sea uniforme, debe dibujarse en un papel en el que am-
DE
TRANSFERENCIA
C Vi
R
Vo
4 bas escalas sean logarítmicas. Se lo conoce como papel log-log y vienen con distintas cantidades de décadas en cada eje.
Algunas Reglas Simples Si reunimos toda la información anterior nos encontraremos con algunas reglas muy simples para hacer un dibujo rápido de la característica amplitud/frecuencia de cualquier circuito que comprenda una resistencia y una reactancia. En la Fig. 5 las tenemos aplicadas al circuito de la Fig. 4. Se localiza el punto en la escala de frecuencia donde f = 1/2πT (=1/2πCR), a esta frecuencia se la llama frecuencia de esquina,
frecuencia crítica o frecuencia de cambio. Si C está en microfaradios y R en MΩ, T está en segundos y f en Hz. Dibuje una línea horizontal en el nivel 0dB, desde este punto hacia la derecha, y una línea inclinada hacia abajo en la parte izquierda a razón de 6dB por octava, marque el punto de –3dB en la frecuencia de cambio, y dibuje una línea continua que pase por el punto de –3dB y se acerque en forma asintótica a las dos líneas rectas anteriores. De paso mencionaremos que a la frecuencia crítica la pendiente es de 3dB por octava. Una guía adicional para dibujar la gráfica en forma más exacta es tomar nota de que a la frecuencia mitad y doble de la de cambio, la diferencia entre las rectas previamente dibujadas y la curva es de alrededor de 1dB. La conveniencia de este tipo de diagrama, de que puede aproximarse con líneas rectas con bastante exactitud para fines prácticos, se debe al hecho de que ambas escalas son logarítmicas. En lo que respecta al ángulo de fase, hemos visto en la [2] (de la edición anterior) que su fórmula es: tang φ = B/A en donde B es el componente en cuadratura y A el componente en fase. Normalmente es el signo de B el que decide el signo de φ. Puede hallarse matemáticamente multiplicando el denominador y el numerador de la función de transferencia (en este caso representada por la [6]), por 1-jωT , así eli-
5
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FUNCIONES
DE
TRANSFERENCIA Si en cualquiera de estos dos sistemas se intercambian el resistor y el reactor, su gráfica será la imagen de la Fig. 5, bajando desde 0dB a la frecuencia cero a razón de –3dB en 1/2πT y desde allí disminuyendo a razón de –6dB por octava. Su fórmula sería: 1 F(jω) = —————— 1 + jωT
6 minamos el operador j del denominador y el signo del término j en el numerador nos da el signo del ángulo de fase. En este caso es positivo, pero un modo más fácil es recordar que la corriente a través de un circuito capacitivo con el de la Fig. 4, está adelantada respecto a la tensión aplicada, de modo que la tensión de salida, que está tomada sobre una resistencia, está en fase con la corriente, luego, estará adelantada con respecto a la tensión de entrada, de modo que su ángulo de fase es, por convención, positivo. Es conveniente dibujar el ángulo de fase en la misma escala logarítmica de frecuencia que empleamos para la ganancia, no solamente para utilizar la misma escala, sino porque la curva es simétrica dibujada en esa forma; una mitad de ella es la misma que la otra, invertida de arriba abajo y de izquierda a derecha. Fig. 6. Debemos notar que la escala vertical, la que indica el valor del ángulo, es lineal; esto ayuda no solamente a
la simetría de la curva, sino que como hemos visto el ángulo de fase de una combinación de funciones de transferencia es la suma de los ángulos de fase individuales, en la gráfica es también la simple suma algebraica de los distintos ángulos. Como vemos en la Fig. 6, una aproximación algo tosca se consigue dibujando una línea recta desde 1/5 hasta 5 veces la frecuencia de esquina, (donde el ángulo es siempre de 45˚). La curva real coincide casi exactamente con esta línea desde la mitad hasta el doble de la frecuencia crítica. Mayor exactitud se consigue si marcamos los puntos a 5 veces (11,3˚) y 1/5 (90∞-11,3˚). Si C en la Fig.4 es reemplazada por R, y a R la reemplazamos por L, y volvemos a calcular F (jω), obtendremos exactamente el mismo tipo de curva, recordando que la constante de tiempo en un circuito LR es L/R. De modo que las Figs. 5 y 6 son completamente útiles para este sistema también.
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En todos estos casos hemos asumido que la tensión de entrada ha sido constante y la impedancia de salida infinita. Si hacemos circular una corriente constante por R y C o L en paralelo, la tensión sobre éstas varía en forma similar, Fig. 5 para R y L, y su imagen para R y C. Si pasa una corriente constante por R y C o L en serie, tenemos la misma curva de voltaje de salida, pero invertida. Como estamos convirtiendo una señal de corriente en una señal de tensión, las “dimensiones” de la de la función de trasferencia que hemos estado empleando para el caso voltaje-voltaje, o sea un número puro, estará equivocada; para corregirla debemos multiplicarla por el factor constante R. Es así que 0 dB corresponde a la tensión de salida conseguida cuando la corriente constante de entrada circula a través de R. Podemos hallar los duplicados de estas fórmulas y sus gráficos intercambiando corriente por voltaje, inductancia por capacitancia, resistencia por conductancia, y serie por paralelo. El dual de una entrada de corriente constante y salida de tensión es, entonces, una tensión constante de entrada
FUNCIONES y salida de corriente en cortocircuito, y la función de transferencia del sistema es la misma que ante-
DE
TRANSFERENCIA
riormente excepto que el factor R de resistencia se ha transformado en 1/R de conductancia.
4
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En la Fig. 7 tenemos todas las posibles combinaciones de una resistencia y una reactancia. ✪
LANZAMIENTO EXTRAORDINARIO
Cámaras de Video Teoría y Reparación EDITORIAL QUARK TIENE EL AGRADO DE PRESENTAR UNA NUEVA OBRA EDITORIAL DEDICADA, EN ESTE CASO, A LAS CAMARAS DE VIDEO (VIDEOCAMARAS O CAMCORDERS). CONTIENE TODO LO REFERENTE AL FUNCIONAMIENTO DE LOS DISTINTOS EQUIPOS EN TODOS LOS FORMATOS Y MARCAS CON ANALISIS TEORICO/PRACTICO TANTO DE LA PARTE ELECTRONICA COMO DE LA MECANICA, BRINDANDO UNA SERIE DE FALLAS COMENTADAS QUE LE FACILITARAN LA TAREA AL TECNICO REPARADOR. PARA OFRECERLE UN MEJOR SERVICIO AL LECTOR, EL LANZAMIENTO CONTIENE TODO LO REFERENTE AL VIDEO DIGITAL EN LAS DISTINTAS PLATAFORMAS.
RECOMENDAMOS ESTOS DOS TEXTOS IMPRESCINDIBLES QUE SE PRESENTAN EN UNA SOLA OBRA.
Constitución de los Camcorders El Diagrama en Bloques de un Camcorder Al analizar el circuito de un Camcorder, es necesario tomar en cuenta no sólo los bloques electrónicos principales, sino también una gran cantidad de circuitos auxiliares que se encuentran en el equipo. Los bloques más importantes que constituyen una cámara de video, según queda expresado en la figura 1 son: 1. Dispositivo captador de imagen, 2. Circuitos auxiliares del mismo (Zoom, autofocus, autoiris, balance
de blanco automático, para nombrar sólo los más importantes), 3. Procesadores de luminancia y crominancia, 4. Procesador de sonido, 5. Tambor de cabezas (video, audio, borrado, señales de control), 6. Sistemas de servo (capstan, tambor de cabezas, carga de casete, enhebrado de cinta, etc.), 7. Mira electrónica, 8. Fuente de alimentación. El punto de partida de la señal de video del Camcorder es el dispositivo captador de imagen que en la actualidad es mayoritariamente, si no exclusivo, del tipo CCD (CHARGE
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SABER ELECTRONICA Nº 143
COUPLED DEVICE = dispositivo de transferencia de carga). Este dispositivo se basa en celdas MOS. En esta celda se produce un desprendimiento de electrones debajo de la capa de dióxido de silicio bajo la influencia de la luz incidente. Estos electrones se almacenan en principio en la región de empobrecimiento (DEPLETION) que constituye así un pozo de potencial. Cuanto mayor sea el grado del empobrecimiento, mayor es la sensibilidad lumínica del dispositivo CCD. Los electrones de los pozos de potencial son transferidos posteriormente a las celdas adyacentes. Los potenciales transferidos son
CONSTITUCION una réplica fiel de la iluminación incidente y, por lo tanto, si los hacemos circular por un resistor de carga externo, obtenemos una señal de video. Se cumplen así dos funciones importantes del captador de imagen del tipo CCD: 1. la conversión óptico electrónica y 2. la tranferencia electrónica de la carga. Esta señal de video puede hacerse sensible a los colores por el simple recurso de colocar filtros de colores delante de cada celda de tal manera que la señal de video que sale de cada celda responde sólo al color de cada filtro individual y es, por lo tanto, una señal parcial de crominancia. Se obtiene de esta manera por matrizado los colores primarios y en consecuencia, tam1 bién el blanco. En cuanto a los filtros de color, la secuencia (tal como se describe con mayor claridad en la obra) tiene la siguiente secuencia: verde más turquesa (G + Cy), y violeta más amarillo (Mg + Ye). Como estos valores responden a diferentes combinaciones de verde, rojo y azul (Cy = azul y verde, Mg = azul y rojo, Ye = rojo y verde, G = verde), el matrizado a blanco es posible. Recordemos que la señal de luminancia Y = 0,59V + 0,30 R + 0,11 A). En los dispositivos CCD destinados a los Camcorder en un caso típico, se usan 725 elementos de ima-
DE LOS
CAMCORDERS
gen (píxeles) en sentido horizontal y 492 píxeles en sentido vertical, un total de 356.000 píxeles, ubicados sobre una superficie de un chip de 6,4 por 4,8 mm. De esta cantidad de píxeles se consideran activos unos 336.000 píxeles, lo que permite obtener una imagen cromática de 420 líneas horizontales y 350 líneas verticales, aproximadamente. Se observa que sólo la técnica de transferencia
de potencial hace posible el conexionado de los píxeles al resistor de carga de salida, ya que sería imposible efectuar una conexión real en una cantidad tan grande, concentradas en una superfice tan reducida. El bloque siguiente corresponde a los circuitos auxiliares, en el cual observamos todos los componentes ópticos y mecánicos que se necesitan para lograr un enfoque y una iluminación correcta de la escena a filmar, tanto por medios automáticos como por medios manuales. La mayoría de los Camcorder ofrece am-
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SABER ELECTRONICA Nº 143
bas posibilidades. De esta manera encontramos varios motores para el Zoom, la apertura del iris, el enfoque, etc. Todos ellos están controlados en último término por el sistema de servo del bloque sobre el cual volveremos más adelante. La señal de crominancia originada en el dispositivo CCD es procesada en el bloque (3) y de esta manera se obtienen las señales convencionales de luminancia (Y) y de crominancia (C). Una parte de la señal de luminancia es derivada al bloque correspondiente a la “mira electrónica”, que permite monitorear todas la grabaciones que se realizan y también reproducir los casetes introducidos en el Camcorder. El micrófono entrega la señal de sonido captada al bloque (4), que es el procesador de audio que elabora esta señal y la entrega a la cabeza correspondiente del bloque (5). La fuente de alimentación produce las diferentes tensiones, tanto las reguladas como las no reguladas, para las etapas del Camcorder. La fuente primaria es generalmente una batería recargable que posee una tensión de 6 a 12V, según formato y modelo. En la obra se explica la diferencia entre los distintos formatos y se abunda sobre las cámaras de 8 mm, por ser muy poopulares en el mercado latinoamericano.
CONSTITUCION
DE LOS
CAMCORDERS modo VCR está conectado como una matriz, y las tres funciones mencionadas comparten una línea única, por lo tanto, si algún problema afecta a cualquiera de ellas, seguramente influirá en el compartamiento de las otras dos.
Algunas Fallas Comentadas Damos a continuación, a modo de ejemplo, 2 fallas comunes y su solución. En la obra se describen varias fallas de diferente tipo, ya sea en la parte mecánica como en el sector electrónico: Caso A: Camcorder: Sony CCD-TR4 Síntoma: Se quedó 2 atorada una cinta en la máquina. Procedimiento Seguido: Se abrió la cámara y se retiró la cinta, pero al introducir otro casete se repitió el problema. Al retirar la placa donde está montado el LED detector de inicio/fin de cinta, se descubrió que el engranaje impulsor de los carretes estaba roto (se había separado en su brazo). Se remplazó la pieza y el aparato fucionó correctamente 3 (vea la figura 2). Cabe aclarar que en los primeros modelos de cámaras que utilizaban este tipo de mecanismo, la pieza en cuestión traía defectos de fábrica, por eso, y para evitar problemas subsiguientes, ha sido mejorada. Caso B Camcorder: Sharp- SCF30. Sintoma: la unidad funcionaba bien en modo cámara, pero el modo VCR no obedecía las órdenes de REW, REC, STOP.
Procedimiento Seguido: al analizar el diagrama esquemático del teclado para la función de VCR, se descubrió que estas 3 teclas comparten una misma línea. A dicha línea se encuentra conectado un transistor 2SC3898 que, al ser probado, resultó estar en corto (figura 3). Se reemplazo el transistor 2SC3898 y el equipo comenzó a funcionar correctamente. En la mayoría de las cámaras de video de este tipo, el teclado para
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SABER ELECTRONICA Nº 143
Caso C: Camcorder: Philips PH400. Síntoma: La cámara estaba totalmente inoperante, no encendía. Procedimientos Seguidos: Al medir las condiciones de operación no se encontró ningún problema aparente. Sólo para forzar un RESET en el micro principal, se extrajo la batería de litio y, después de algunos segundos, se introdujo nuevamente en la máquina. Con esto se solucionó el problema. Si bien no estoy seguro de que en todos los casos ésta sea una solución permanente, este problema parece estar relacionado con una falla en el diseño del programa dentro del micro principal, ya que la misma ha ocurrido en varios casos de diferentes equipos, luego, cuando ocurre una situación determinada, el programa “no sabe qué hacer”, la máquina enloquece y el equipo deja de funcionar. Hasta aquí hemos dado sólo algunas fallas para que el lector tome idea sobre el contenido de la obra. ✪
LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC
Guía para el Diagnóstico y Reparación de PC Pasos Generales para el Service, Programas y Tarjetas de Diagnóstico
1) Los circuitos de las tarjetas (plaquetas de circuito impreso con componentes electrónicos) y demás dispositivos de la unidad de sistema son elementos de una gran confiabilidad, en los que se llega a observar un porcentaje muy bajo del total de fallas que suele mostrar una computadora.
2) Por lo general, cuando un circuito integrado o la pista de circuito impreso de alguna tarjeta se ha dañado, la reparación es muy complicada, pues las refacciones difícilmente llegan a encontrarse en el mercado electrónico, y muchas veces es imposible efectuar una soldadura, chequear tensiones o extraer formas de onda con osciloscopio, dado el extraordinario nivel de integración de los circuitos y del tipo de tarjetas utilizadas (multi-layer o multi-capa). Es recomendable y suele ser más barato sustituir la tarjeta completa y no intentar la reparación, salvo en fallas menores o cuando no existe esa alternativa. Esta es jutamente una de las ventajas de la tecnología modular. En cambio, a nivel de software hay mucho que hacer en la unidad de sistema, pues la mayoría de fallas obedece no tanto a cuestiones físicas o daños en los circuitos, sino a los aspectos lógicos, que a su vez tienen que ver con instrucciones erróneas en la configuración del Hardware declarado (Setup), con los archivos del sistema operativo, con la administración de memoria, con sectores defectuosos en el disco duro y con virus informáticos, por citar sólo algunos problemas. Inclusive, casi nunca se requiere abrir el gabinete en esos casos. Y por lo que corresponde al servicio de mantenimiento a los periféricos externos, salvo algunas cuestiones básicas y que no tengan que ver con las tarjetas de interface respectivas (consideradas en la unidad de sistema), por lo general requieren de una atención especializada, que a veces el propio técnico de computadoras no puede resolver, ya sea por no dominar
1 - CURSO
DE
Cómo se Hace la "Reparación" de una Computadora El service de una computadora se puede dividir en dos clases: * el que recibe la unidad de sistema y * el correspondiente a los periféricos externos (monitor, impresora, teclado, mouse, etc.). En lo que corresponde al servicio de la unidad de sistema, también son dos los aspectos a considerar: * el hardware y * el software. En la primera categoría, básicamente tiene que considerarse la electrónica del equipo, lo que a su vez involucra el conocimiento de principios analógicos y digitales, propios de una especialidad a nivel técnico o de ingeniería. No obstante, en la práctica no se requiere un gran dominio de estos conocimientos (aunque tampoco deben despreciarse), por las siguientes razones:
DE
REPARACION
PC
LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC la tecnología de esos equipos (un monitor puede compararse con un televisor y una impresora láser con una fotocopiadora), por no disponer de los diagramas y otra información adecuada o por no conseguir los repuestos de las partes dañadas. En tal caso, llega a ser preferible acudir a los centros de service autorizados por la compañía fabricante del periférico en cuestión. De hecho, no es fácil que un solo especialista domine y sea capaz de reparar todas las tecnologías involucradas en un sistema de cómputo, pues como se ha explicado ya, no sólo se requieren conocimientos de electrónica, sino también fundamentos de informática y la comprensión de las tecnologías periféricas, además del acceso a la información y a las refacciones de los equipos específicos. Sin embargo, así como existen médicos generales y especialistas en enfermedades del corazón o de los oídos, también existe personal de servicio en computadoras que atiende los problemas generales y más comunes del hardware y software del sistema de cómputo. Es precisamente al público que aspira a esta especialidad, a quien va dirigido este Curso de Reaparación de PCs. En esta lección no vamos a ocuparnos en detalle de problemas en hardware, salvo algunas cuestiones básicas como fallas comunes y consideraciones sobre el diagnóstico y sustitución de tarjetas periféricas, bloques de memoria defectuosos, etc. Más bien, vamos a dedicarle un mayor espacio a los aspectos del software, ya que la información que contiene una computadora es mucho más importante que el "gabinete" que la almacena.
Rutinas de Arranque de la Computadora Antes de comenzar a hablar de los aspectos relacionados con el servicio de una computadora personal, es conveniente analizar los procesos que ocurren cuando se enciende una máquina. A saber, las rutinas que se ejecutan son las siguientes (se explican más adelante): 1) Se enciende el sistema. 2) Se verifica el estado del microprocesador
CURSO
DE
y de los primeros 64KB de RAM. 3) Se inicializa la tarjeta de video y se despliegan los primeros mensajes en el monitor. 4) Se verifica el resto de la memoria y el Chipset (controladores de interrupciones y DMA, etc.). 5) Se verifican las controladoras de discos flexible y duro. 6) Se lee el Setup y se comprueba la existencia de las unidades de almacenamiento. 7) Se despliega en pantalla la configuración del sistema. 8) Se lee el sector de arranque del disco A, que busca el sistema operativo 9) Si no se encontró el sistema operativo en el paso anterior, se repite la operación en el disco duro C. 10) Se cargan los archivos de arranque y se ejecutan las líneas del CONFIG.SYS y AUTOEXEC.BAT. 11) Aparece el cursor del sistema, que indica que la máquina está lista para recibir órdenes. Rutina 1 El enciendido del sistema se realiza cuando se le proporciona la energía eléctrica a la fuente de alimentación, la cual a su vez suministra las tensiones necesarias a los demás elementos de la computadora. Dependiendo del tipo de máquina, en ocasiones es necesario encender tan sólo el CPU, pero en otras es necesario encender por separado el monitor; en tal caso, es preferible encender primero el monitor y luego el CPU. Rutina 2 Dentro de las normas fijadas por IBM para la construcción de computadoras personales PC's, se encuentra una serie de pasos para la comprobación de los componentes. Como los elementos más importantes en la estructura de la máquina son el microprocesador y la memoria, lo primero que se verifica es el correcto funcionamiento de los segmentos indispensables de ambos circuitos. Rutinas 3 y 4 Continuando con las pruebas iniciales, se chequea la presencia de la tarjeta controladora de video y su correcto funcionamiento, se cuenta la memoria presente y se prueba de forma
REPARACION
DE
PC - 2
LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC general, se chequea la presencia del teclado, etc. Rutinas 5 y 6 Una vez que se ha verificado la existencia de los elementos básicos de la PC, se lee el Setup y se comprueba la información correspondiente a unidades de disco flexible, unidades de disco duro, etc. Rutina 7 Ya que se ha concluido la auto-prueba inicial, en la mayoría de las computadoras se presenta una breve pantalla con un resumen de la configuración instalada y se procede a la carga del sistema operativo. Rutinas 8 y 9 La lectura del sistema operativo se realiza buscando los archivos correspondientes en el sector de arranque de las unidades A y C respectivamente y si, por cualquier motivo, la información no se encuentra, la máquina expide un mensaje de error. Rutina 10 Una vez localizado el sistema operativo, se lee y carga en memoria y se ejecutan los archivos de configuración inicial, el CONFIG.SYS y el AUTOEXEC.BAT, donde el usuario proporciona al sistema las particularidades de la máquina y su entorno de trabajo. Rutina 11 Cuando la máquina ha concluido el proceso de arranque, aparece el cursor de sistema (A:\>_, C:\>_, o una pequeña flecha en el caso de ambientes gráficos de trabajo), que indica que la máquina está lista para recibir órdenes. Tal vez algunos de los conceptos aquí mencionados no le sean familiares; sin embargo, cuando concluya la lectura de este curso tendrá una idea más o menos profunda de su importancia.
demos comenzar a hablar de los pasos generales que deben seguirse para el diagnóstico de su operación, en el caso de que exista alguna sospecha o síntoma de avería. Los chequeos a efectuar son los siguientes (se explican más adelante): 1) Encienda la máquina y verifique que el monitor se active. 2) Al correr el Setup verifique que no aparezcan errores en el arranque. 3) Al cargarse el sistema operativo observe que no se presenten mensajes de error. 4) Reinicialice (rebootear) la máquina y ejecute algún utilitario anti-virus. 5) Verifique, empleando utilitarios especializados, el funcionamiento de los distintos componentes del sistema. 6) Compruebe la "afinación" del sistema. Punto 1 Si al momento en que se enciende la máquina, en el monitor aparece un mensaje coherente (por lo general relacionado con el fabricante de la tarjeta de video), podemos estar razonablemente seguros de que el microprocesador, los primeros 64KB de memoria RAM y la tarjeta de video están en buenas condiciones. Y por el contrario, si al encender el sistema, el monitor no reacciona en absoluto, lo más probable es que existan problemas en alguno de los elementos involucrados (si es el caso, asegúrese de que la conexión de la tarjeta de video y del cable sea correcta).
Una vez que hemos estudiado los aspectos físicos y lógicos de una computadora PC, po-
Punto 2 Una vez que el monitor ha comenzado a trabajar, según hemos explicado anteriormente, la máquina realiza una serie de pruebas internas que le permiten comprobar de manera general el funcionamiento de sus componentes principales: por ejemplo, cuenta y prueba la memoria total instalada, verifica la presencia del Chipset, chequea las unidades de floppy y disco duro, etc., de tal manera que si no encuentra problemas se prepara finalmente para cargar el sistema operativo. Si por cualquier motivo, la máquina se detiene durante estas pruebas iniciales, será indicio de algún problema que puede ir desde una
3 - CURSO
DE
Pasos Generales en el Mantenimiento y Service de una Computadora
DE
REPARACION
PC
LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC desconfiguración del Setup hasta problemas con el hardware.
Guía de Fallas Generales
Punto 3 Los mensajes de error que pueden llegar a presentarse durante la carga del sistema operativo, van desde la ausencia de los programas respectivos (incluso, puede aparecer el mensaje "NO ROM BASIC, SYSTEM HALTED" que sólo puede eliminarse con un reboot del sistema) hasta problemas sencillos como la ausencia de un archivo invocado o una mala administración de la memoria, etc. Por lo general su solución es sencilla y puede efectuarse desde el teclado.
Damos a continuación una guía general de las fallas que puede presentar una computadora, relacionadas tanto con el hardware como con el software. Observe que, ignorando cuestiones circunstanciales como una mala inserción de las tarjetas, un cable en malas condiciones o un periférico defectuoso, únicamente se indican los problemas que tienen que ver con los aspectos funcionales de la máquina. Observe también que se indican las causas probables y la solución. Sin embargo, en algunos casos tal vez no pueda implementar la solución, ya que es probable que aún no tenga los conocimientos suficientes para ello; no obstante, conforme avance en la lectura de las próximas lecciones irá asimilando los conceptos necesarios.
Punto 4 Si el sistema operativo se cargó sin problemas, como simple precaución, verifique que el disco duro se encuentre libre de virus informáticos que pudieran "contagiar" sus disquetes de utilitarios, inutilizarlos y posiblemente propagar la contaminación. Punto 5 El siguiente paso consiste en chequear el funcionamiento de los componentes del sistema, mediante algún programa de diagnóstico y análisis como los que más adelante recomendaremos. De esta manera podrá descartar el hardware como responsable de una eventual falla. Punto 6 Por "afinación" se entiende la optimización de los distintos recursos de hardware y software disponibles, con el fin de alcanzar el mejor desempeño posible y minimizar en lo posible los tiempos de acceso a la información en disco duro, de refresco de la pantalla, etc. También en este punto se consideran cuestiones lógicas, como la administración de la memoria, la asignación de vectores de interrupción y otros aspectos que eventualmente podrían evitar conflictos con el mismo hardware y con las aplicaciones que específicamente el usuario llega a ejecutar. Realmente, éste es un proceso que requiere de una experiencia regular para efectuarse, por lo cual debe esperar hasta adquirir experiencia.
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1) Síntoma: La máquina no termina el proceso de arranque (no carga SO). Causa Probable: Problemas en la configuración inicial del sistema (SETUP). Solución del Problema: Entrar al SETUP y configurar correctamente el sistema (ubicación y tipo de unidades de disco, tipo de unidades e disco, tipo de monitor, etc.) 2) Síntoma: Inicia la carga del SO, pero se bloquea a la mitad del proceso. Causa Probable: Problemas con los archivos de arranque, con la estructura de datos o infección con virus informáticos. Solución del Problema: Verificar los archivos de arranque, los de configuración, revisar la estructura de datos y correr un utilitario anti-virus.
3) Síntoma: Problemas en la ejecución de algún(os) programa(s). Causa Probable: Inicialización incorecta del entorno operativo, administración de memoria, pérdida o borrado de archivos, incompatibilidad de versiones. Solución del Problema: Chequeo general de los archivos CONFIG.SYS y AUTOEXEC.BAT, administración de memoria, recuperación
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LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC de archivos, actualización de versiones.
4) Síntoma: La máquina trabaja muy lenta-
Utilitarios y Herramientas de Diagnóstico Comunes
mente. Una de las ventajas de la "reparación" de Causa Probable: Sistema "desafinado". Solución del Problema: Verificación de op- computadoras es que existe una gran variedad
9) Síntoma: No se tiene acceso en forma correcta a la información almacenada. Causa Probable: Problemas con unidades de disco o con fuente de poder. Solución del Problema: Medir tensiones de fuente y sustituir, si tiene algún problema.
de programas de diagnóstico y algunas tarjetas que permiten comunicarse con el hardware y el software del sistema, para detectar y corrregir fallas, optimizar su operación, indicar de forma muy precisa las tarjetas o módulos dañados que deben reemplazarse, etc. A los programas de diagnóstico y mantenimiento se les da el nombre genérico de "utilitarios", según mencionamos en lecciones anteriores. Durante los primeros años de la computación personal, estos programas fueron de uso casi exclusivo de especialistas, pues el manejo y los conceptos implícitos en este software lo hacían poco accesible para el usuario promedio. Sin embargo, el desarrollo de la industria informática y la aparición de nuevas necesidades, ha llevado a los productores a pensar en la solución de problemas no sólo directamente relacionados con posibles fallas del sistema, sino también con la adopción de interfaces para facilitar la administración de archivos y directorios (Shell), con el respaldo y rescate de información (backup, antivirus, corrección de errores físicos y lógicos en disco, recuperación de archivos borrados), con la optimización del disco duro, etc. Inclusive, a partir de la versión 5.0 del MSDOS, se ha visto una tendencia cada vez mayor a incluir dentro del mismo sistema operativo una serie de utilitarios, que originalmente se tenían que adquirir por separado, y en la más reciente versión del MS-DOS (desde la 6.22) se ha incorporado todas las utilitarios mencionadas en la tabla 1 (además de algunas otras que ya se incluían desde versiones anteriores), con lo que la compra de una programa de diagnóstico separado sólo tiene sentido para aquellas personas que realmente vayan a dedicarse al servicio a computadoras o para quienes desean que el sistema se mantenga corriendo siempre al máximo de su capacidad. Pero aunque este tipo de software ha invadido el campo del no especialista, no todos los utilitarios ofrecen servicios que están al alcance
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ciones avanzadas en el SETUP, optimización de archivos de arranque, activación de opciones "aceleradoras".
5) Síntoma: La máquina no termina el proceso de arranque. Causa Probable: Problemas con tarjeta madre, circuitos de memoria, tarjetas periféricas, dispositivos instalados, fuente de poder. Solución del Problema: Aplicar tarjeta POST y determinar la causa. Reemplazo del componente defectuoso. 6) Síntoma: Inicia la carga del SO pero no termina.
Causa Probable: No se localizó algún dispositivo declarado en los archivos de arranque. Solución del Problema: Verifique conexiones correctas y revise los archivos de arranque. 7) Síntoma: La máquina no reconoce algún dispositivo instalado. Causa Probable: Problemas en configuración, falla en el dispositivo o en la tarjeta controladora. Solución del Problema: Revise configuración. Reemplazo del dispositivo defectuoso o de su tarjeta controladora. 8) Síntoma: La máquina se bloquea con frecuencia y expide el mensaje "PARITY ERROR". Causa Probable: Problemas con memoria RAM o memoria caché. Solución del Problema: Reemplazo del chip o módulo de memoria defectuoso.
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LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC Tabla 1 UTILITARIOS INCLUIDOS EN LA VERSION 6.0 Y SUPERIORES DEL SISTEMA OPERATIVO MS-DOS Utilitario
Disponible a Aplicación partir de versión
DEFRAG MSAV MWAV SCANDISK MSBACKUP MWBACKUP MEMMAKER DBLSPACE SPACEDRV MSD2
6 6 6 6.2 6 6 6 6 6.22 6.22
Defragmentador de disco duro Programa anti-virus bajo DOS Programa anti-virus bajo Windows Verificador de integridad de disco duro Programa para copias de respaldo bajo DOS Programa para copias de respaldo bajo Windows Optimizador de memoria Duplicador de disco duro Sustituto del DBLSPACE Programa que proporciona información sobre el sistema
del usuario en general, pues existen programas que necesariamente involucran un conocimiento más profundo del sistema de cómputo, que sólo el especialista es capaz de aprovechar y aplicar adecuadamente. De hecho, podemos clasificar estos programas en dos grupos principales, que dependen del poderío y prestaciones, según mostramos a continuación:
1) POR SUS PRESTACIONES 1.a) Programas informativos Se limitan a la consulta de diversos datos del sistema, para que el usuario pueda tomar decisiones con base en la información obtenida. Estos programas son: Snooper, Syschk, Norton Utilities (Sysinfo), Checklt pro (CKInfo) y MS-DOS (MSD). 1.b) Programas de prueba Ejecutan diversas pruebas al sistema, con el objeto de verificar la exactitud y velocidad con que se realizan determinados procesos en una computadora. Estos programas son: Wintach, WUBench, NU Sysinfo, CKInfo, Syschk y QA Plus. 1.c) Programas de diagnóstico Identifican y localizan puntos de conflicto en el sistema de cómputo, en ocasiones brindan la
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posibilidad de corregirlos desde el teclado, aunque en otros casos sí es necesario destapar el sistema y sustituir uno o varios componentes. Estos programas son: Norton Utilities (NdIAGS), Check It Pro (CKTEST) y QA Plus.
1.d) Programas de optimización El hecho de que una computadora funcione bien no significa que trabaje a su máxima capacidad; por lo general, es necesario recurrir a ciertos utilitarios de optimización que permiten obtener el máximo provecho de un sistema. Estos programas son: QEMM386, Stacker, 386MAX y MEMMAKER. 1.e) Programas anti-virus Hemos decidido clasificar estos utilitarios independientemente, ya que su campo de acción es muy limitado (su único trabajo es localizar, reconocer y eliminar los "virus informáticos", que tanto se han difundido en los últimos años). Estos programas son: Norton Anti-Virus, dr. Solomons, McAfee ViruScan, ThunderByte, MSAV, etc.
2) POR SU PODERIO 2.1) De nivel básico Estos programas son fáciles de utilizar y comprender, aunque por lo general no son capaces de realizar diagnósticos muy complejos o que requieren de una gran interacción entre software y hardware. Su uso casi siemrpe está libre de riesgos por parte del usuario; es decir, con estos programas, a pesar de que se cometa un error, la mayoría de veces no tiene consecuencias graves ni para el sistema ni para la información almacenada).
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LECCION 5: Mantenimiento de Monitores Estos programas son: MSD, Snooper, Syschk, Wintach, WUBench, etc. 2.b) De nivel medio Son los más utilizados y recomendables, ya que tienen el suficiente poderío para enfrentarse a problemas realmente complejos, pero mantienen una facilidad de uso que los coloca al alcance de cualquier usuario informado. Con estos programas potencialmente es posible hacer mucho daño a la información contenida en el sistema (formatear un disco duro, borrar sectores de información, etc.) e incluso se puede colocar el hardware en una posición bastante comprometida que podría conducir a su destrucción. Sin embargo, las posibilidades de que ocurra algo semejante son minimizadas por el conocimiento del usuario. Estos programas son: Norton Utilities, Check It Pro, QA Plus, PC Tools, etc. 2.c) Profesionales Son los programas más poderosos y complejos que existen, ya que permiten diagnosticar problemas con los que los utilitarios anteriores ni siquiera funcionan. Estos programas son muy costosos y su adquisición se justifica sólo en caso de que la reparación de computadoras vaya a ser su ocupación de tiempo completo. Estos programas son: Microscope 2000, TroubleShooter, Rescue, etc. Nos ocuparemos brevemente de dos paquetes de programas muy populares (el Norton Utilities de Symantec y el Check It Pro de Touchstone), así como de tres utilitarios del tipo shareware (SNOOPeR, SySCHK y la versión demo del QAPlus).
El Programa Norton Utilities El Norton Utilities es un paquete de programas que permiten evaluar el rendi- Figura 2
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miento de la computadora, recuperar información aparentemente perdida, dar mentenimiento y servicio a unidades de disco duro y disquete, chequear el funcionamiento de diversos Figura 1 componentes internos del sistema, etc. De hecho, los utilitarios de Norton se han convertido en el estándar con el cual se comparan los otros programas, tanto por su poderío como por su facilidad de uso. Figura 1. Este paquete surgió prácticamente desde los inicios de la computación personal y fue la plataforma desde la cual se lanzaría a la fama el nombre de Peter Norton, genio de la informática y conocedor de los secretos del diseño y construcción de las computadoras PC. Precisamente, uno de los primeros servicios que ofreció fue la posibilidad de "desborrar" archivos. Desde entonces ha evolucionado rápidamente, ganó poderío y facilidad de manejo, hasta convertirse en uno de los programas más vendidos a nivel mundial, líder indiscutible del campo de los utilitarios (la fusión de Central Point, productora del famoso paquete "PC Tools", con Symantec, reafirma este dominio en el campo de los programas de mantenimiento y diagnóstico). El programa Norton Utilities presenta varias ventajas con respecto a sus más cercanos competidores, pues además de ser muy amplio el espectro de servicios que ofrece, cada utilitario puede utilizarse independientemente (vea la figura 2), lo que permite extraer exclusivamente los de interés y cargarlos en uno o más disquetes para diagnóstico a domicilio.
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LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC En la tabla 2 se muestra una descripción de los distintos utilitarios que vienen incluidos en este paquete. Puede observar que se encuentran agrupados en diversas secciones (RECOVERY, SPEED y TOOLS) y que en cada uno se incluyen diversos programas secundarios exclusivos para cada función. Figura 3.
El Programa Check It Pro Este paquete de programas contiene utilitarios que se agrupan en dos bloques: CKINFO y CKTEST. El primero ofrece servicios muy similares a los del SYSINFO de Norton Utilities, esto es: proporciona información diversa sobre el sistema de cómputo. Incluso, también incluye el utilitario de comparación de desempeño, con el cual se puede chequear que la velocidad de la computadora se ubique dentro de las especificaciones definidas por el hardware. Figura 4. A su vez, el bloque CKTEST permite efec-
Figura 3
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LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC se incluyen en las revistas o que se adquieren ex-profeso. Sin embargo, estos programas no son gratuitos, ya que cuando el usuario los adopta para su uso cotidiano, se obliga a enviar una cuota de registro (la mayoría de las veces simbólica) al propietario de los derechos, quien de esta manera le entrega recursos para continuar mejorando el software, apoyado en la confianza del usuario. Incluso, hay casos de programas shareware que se han profesionalizado y han alcanzado un lugar relevante en la industria formal del software. Hablaremos de tres programs de este tipo.
Figura 5 tuar una serie de pruebas al sistema, para comprobar su correcta operación. Existen pruebas de tarjeta madre, de puertos, de unidades de disco, de teclado, ratón, impresora, etc. Este segmento equivale al NDIAGS de Norton, aunque en algunos aspectos resulta más poderoso. Y aunque Norton Utilities y Check It Pro realizan labores de diagnóstico muy similares, en la práctica resultan complementarios, por lo que incluso le recomendamos que adquiera ambos programas.
Utilitarios - Sharewares A continuación, revisaremos el uso de algunos utilitarios shareware que pueden ser de gran ayuda en el diagnóstico y reparación de computadoras. Al respecto, conviene mencionar que en esta categoría se encuentra disponible una vasta cantidad de programas para aplicaciones ilimitadas, aunque no todos son de la misma calidad, lo más recomendable es seleccionar algunos para no congestionarse con software. Hablemos brevemente del concepto de venta shareware. Existen programadores independientes e incluso pequeñas compañías desarrolladoras de software que no cuentan con los recursos suficientes para hacer un lanzamiento formal; en tal caso, hay organismos en diversos países que recopilan estos programas y que los ponen a disposición de los usuarios vía redes BBS, en Internet o en diversos CD-ROM's que
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El Programa SNOOPER El SNOOPER es un pequeño programa (ocupa apenas 240kB) que permite explorar los componentes internos de la PC. Cuando se ejecuta, indica los módulos principales de la máquina, como el tipo y la velocidad del procesador empleado, la cantidad de RAM instalada, las unidades de disco disponibles, los puertos series y paralelos, el monitor y la tarjeta de video, etc. Con esta información se tienen ya los datos indispensables para conocer el tipo de máquina y el desempeño esperado. Vea la figura 5 en la que se muestran dos pantallas de este programa, con información básica y avanzada. Presionando Alt-D, el programa verifica la información desplegada sobre los puertos (ports) series y paralelos y efectúa algunas rutinas de comprobación. Al mismo tiempo, muestra una tabla de utilización de los IRQ's (llamadas de interrupción), información que resulta muy importante cuando se actualiza el sistema, es decir, cuando se añaden nuevas tarjetas para el incremento de prestaciones, por ejemplo, un FAX/Módem, una tarjeta de audio, un CDROM, etc.
El Programa SYSCHK El programa SYSCHK es aún más pequeño, ocupa apenas unos 100kB. No obstante, sus capacidades disminuyen, aunque viene a ser una especie de Sysinfo muy completo, ya que presenta en una ventana información detallada
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LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC sobre los componentes del sistema, e incluso brinda la oportunidad de chequear la velocidad relativa del procesador empleado, los discos y el video. Este programa es netamente informativo y no realiza diagnóstico alguno, pe- Figura 6 ro puede resultar muy útil para averiguar algunos datos de la computadora en reparación. Figura 6.
Demo del Programa QA Plus Este es un programa profesional muy similar en calidad al Norton Utilities y Chek It Pro, cuya versión demo puede ser obtenida mediante el concepto shareware, la cual permite efectuar diversas pruebas del sistema, porque destaca una serie de chequeos exclusivamente dedicados al coprocesador matemático. Si bien este utiliario consume más espacio (600kB), es más poderoso que los dos anteriores, por lo que vale la pena tenerlo en disco para aplicarlo en cualquier sitio. Vea en la figura 7 la pantalla principal del programa y dos de estas pruebas.
mativas hasta aquéllas con memorias pre-programadas con diagnósticos complejos y que permiten explorar aspectos sutiles de la operación de una tarjeta madre. No obstante, el mercado de este tipo de tarjetas está cambiando constantemente, por lo que no es fácil recomendar marcas y modelos; sin embargo, la mayoría de los fabricantes de software de diagnóstico profesional poseen su propio hardware para el efecto. Precisamente, una de las tarjetas con la que usted mínimamente debe contar, es la llamada tarjeta POST (figura 8), la que permite chequear las rutinas de arranque de la computadora, para indicar la naturaleza de posibles errores que impiden al sistema operativo cargarse en memoria. Expliquemos a grandes rasgos en qué consiste. Cuando la IBM lanzó la PC, incluyó medidas de seguridad que no se habían observado en los diseños precedentes de computadoras personales. Las dos más importantes fueron la ru-
Tarjetas de Diagnóstico En realidad, los programas de diagnóstico son indispensables en el service y mantenimiento de PC's, pero no constituyen las herramientas suficientes. Por ejemplo, cuando una máquina no es capaz ni siquiera de cargar en memoria el sistema operativo o cuando al encenderla, el CPU emite una serie de "pitidos", se bloquea y en la pantalla nada aparece, en absoluto, tales programas son inútiles. En tales casos, debe recurrirse a tarjetas de diagnóstico profesionales capaces de comunicarse directamente con el hardware del sistema y determinar el origen del defecto (o al menos dar al técnico especializado una idea de qué es lo que está bloqueado la operación de la máquina). Existen diversos tipos de tarjetas con prestaciones que van desde las meramente infor- Figura 7
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Figura 3 tina POST y la verificación de paridad de memoria. POST es acrónimo de Power-On Self Test y corresponde a un conjunto de pequeños programas incluidos en el BIOS que determinan la confiabilidad de la tarjeta madre (incluso de la propia ROM BIOS) y de las tarjetas periféricas conectadas, con lo que permite comprobar que el equipo se encuentra listo para trabajar. Y a su vez, la verificación de la paridad de memoria consiste en la comprobación de la integridad de
Figura 9
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los circuitos RAM, coteja los datos que entran con los que salen, de tal manera que si se llega a detectar algún error durante el arranque, la máquina envía una señal de alerta y detiene la secuencia de encendido. Por lo que corresponde específicamente a las rutinas POST, a partir de las máquinas AT, se determinó que las señales de estas rutinas de auto-prueba se enviaran a una dirección especial en un puerto entrada-salida (el 80h en la mayoría de los sistemas "compatibles"), de tal manera que pudieran ser monitoreadas en cualquier ranura libre de la tarjeta madre. Precisamente, la tarjeta lectora de POST como la que nos estamos refiriendo, al ser conectada en cualquier ranura libre puede "leer" los datos que se entregan en ese puerto específico y decodificarlos para finalmente mostrarlos en un display que se dispone para tal efecto, e indica el tipo de falla. Sin entrar en detalles sobre esta prueba, ya que éste será uno de los temas de lecciones futuras, la manera de utilizar esta tarjeta es la siguiente: * Apague la máquina, retire la tapa y coloque la tarjeta POST en alguna de las ranuras disponibles. * Encienda y verifique si en algún punto del arranque el display de la tarjeta se detiene por tiempo indefinido. * Anote el dato hexadecimal desplegado y consulte qué significa en las tablas especialmente preparadas al respecto (deben venir junto con la tarjeta de diagnóstico). Con ello se detecta cuál de los elementos de la tarjeta madre está dando problemas y servirá como guía inicial para comenzar la reparación. Tabla 3. Las tarjetas de diagnóstico POST son muy útiles al momento de reparar un sistema muerto, pero tienen el inconveniente de que son costosas y relativamente difíciles de conseguir; sin embargo, existen proyectos que permiten construir esta tarjeta con elementos fácilmente adquiribles en refaccionarias electrónicas bien surtidas (vea en la figura 9 un proyecto de este tipo); no obstante, el problema estriba en la información sobre los códigos POST, pues éstos dependen de la marca específica del circuito, por lo que debe conseguirse la información de
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LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC tajas de los problemas de software, es que pueden corregirse sin neceFRAGMENTO DE TABLA DE CODIGOS POST PARA BIOS DE AMI (FABRI- sidad de abrir el equipo CADOS DESPUES DE 1/2/92) o de dominar técnicas electrónicas o de otro ti00 Se está entregando el control al cargador de arranque en INT 19H po, precisamene porque 01 Prueba de los registros del CPU tienen que ver con las 02 Comenzando retraso en el encendido cuestiones lógicas del 03 Pruebas anteriores al chequeo del teclado sistema. De hecho, los 04 Leyendo el bit SYS de teclado programas y utilitarios 05 Se va a probar la ROM, deshabilita la RAM shadow o la caché de diagnóstico constitu06 Calculando la auto-prueba de la ROM-BIOS yen los "instrumentos" 07 Inicia la prueba del controlador de teclado de trabajo fundamenta08 Verificación de la rutina BAT de prueba les para quien se dedica 09 A continuación se escribirá el Byte de comando a la reparación de com0A Se escribirán los datos del Byte de comando putadoras. Tabla 3
manera independiente. Al respecto, existe un programa shareware, llamado PCM (POST Code Master, figura 10) en el cual se suministra la información de los códigos correspondientes a los BIOS Figura 10 más populares.
Problemas de Software Hasta aquí hicimos un esbozo de las posibles fallas que puede mostrar una computadora, de sus soluciones factibles y de algunas herramientas básicas para su diagnóstico y corrección. Vamos a analizar con más detalle algunos de los problemas citados, pero exclusivamente correspondientes a software; al respecto, conviene mencionar que los conflictos de este tipo pueden ser de múltiples categorías y de diferentes grados de dificultad, requiriéndose en diversas ocasiones conocimientos ma´s avanzados que es imposible ofrecer en una publicación como ésta. Por lo tanto, vamos solamente a enfocarnos a problemas que no requeren de una experiencia más profunda sobre esta actividad, dejaremos los tópicos de mayor dificultad para más adelante. Conviene tener presente que una de las ven-
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El Setup El Setup es un conjunto de datos, que se graban en la memoria ROM BIOS; mediante estos datos se especifican o declaran al sistema operativo los elementos que han sido conectados a la tarjeta madre, para que sean reconocidos durante la operación de la máquina. En este sentido, el Setup es uno de los aspectos cruciales que determinan la configuración de una computadora y, por lo tanto, el desempeño del sistema. El programa correspondiente se pone en marcha durante las diversas rutinas de arranque de la máquina, en las cuales se chequea la memoria, se efectúan las pruebas POST, etc. Justamente, durante el arranque hay un momento en que se despliega la frase "hit
if you want to run setup", la cual puede traducirse libremente como "presione DEL si desea entrar al Setup". Es decir, si usted presiona la tecla aludida (SUPR en teclados en español), inmediatamente se despliega en la pantalla un conjunto de opciones (figura 11), éstas permiten declarar los parámetros correspondientes al hardware del sistema, como son: • Las unidades de disquetes incluidas, su formato (3.5 y 51/4 pulgadas) y la letra de reco-
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LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC nocimiento asociada (A y B). • La capacidad y geometría lógica del disco (número de cabezas, cilindros, sectores, etc.). • El tipo de monitor empleado. • La existencia del teclado. • Posibles contra- Figura 11 señas de entrada al sistema. • Diversos parámetros operativos, como velocidad de tecleo, velocidad de acceso a los buses, tipo de memoria empleada, activación y localización de las memorias shadow, etc. Para que estos datos puedan ser almacenados, en el circuito ROM BIOS existe una porción de memoria RAM CMOS en la cual pueden registrarse por el usuario o por el fabricante de la máquina. Y por supuesto, para que dicha información no se pierda al apagar la computadora, como el circuito en el que se aloja es del tipo RAM, en todas las tarjetas madre existe una pequeña batería de níquel-cadmio que se recarga mientras la máquina está encendida, para mantener la alimentación a la RAM CMOS cuando esté apagada y evita así la pérdida de la información almacenada en el propio Setup (figura 12). El Setup es un programa muy importante en las máquinas PC, ya que es un recurso en el que se apoya el concepto de arquitectura abierta en el que a su vez descansa la plataforma, pues permite la conexión de dispositivos de diversos tipos y fabricantes y la "personalización" del sistema dependiente de las necesidades concretas del usuario. Sin embargo, y justa- Figura 12
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mente por su papel tan preponderante, existe el riesgo de que un Setup mal configurado pueda causar graves trastornos durante la operación del sistema e incluso que impida por completo su operación. Como una prueba, le sugerimos que encienda su máquina y presione la tecla DEL (en algunos sistemas debe presionarse ESC, o una combinación de teclas fijadas por el fabricante). Enseguida pueden desplegarse varias posibilidades, que pueden ir desde "Standard CMOS" hasta "Do no write to CMOs and exit", aunque es posible que se presente un menú en modo texto o en modo gráfico y que las opciones ofrecidas sean ligeramente distintas a las aquí mencionadas, pero a fin de cuentas los parámetros y opciones a declarar son básicamente los mismos. Esta variedad de opciones a su vez depende del fabricante de la ROM BIOS; al respecto, conviene mencionar que los productores más conocidos de estos circuitos son AMI, Award, Phoenix, Mr. Bios y algunos fabricantes de computadoras, como IBM, Compaq, Acer, DTK, etc. (Para concluir esta observación, salga del Setup sin modificar datos, pues son muy delicados como para manipularlos sin sentido alguno.) Cabe ahora plantearse una pregunta: ¿cuándo se considera que existe una falla en el Setup? Para responder a esta cuestión, conviene mencionar que cada vez que se enciende la máquina, la ROM BIOS verifica que la información contenida en su frag-
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PC
LECCION 7 - Diagnóstico y Reparación de PC mento de RAM, efectivamente coincida con el hardware que se tiene conectado, de tal manera que si detecta alguna incongruencia, se expide inmediatamente un mensaje de error y se solicita que se entre al Setup para corregir el dato respectivo. Como prueba, apague la computadora, retire el teclado y vuelva a encenderla; note que se expide el mensaje "Keyboard Error". Sin embargo, cabe plantearse una nueva pregunta: ¿en qué casos se presenta la incongruencia entre los parámetros declaradosy los que se detectan durante las rutinas de arranque? Normalmente, los datos corresponden al monitor, al tipo y formato de las unidades de disquete, a la cantidad de memoria, etc. No son susceptibles de presentar diferencias, pues son datos fijos que no tienen por qué ser modificados en condiciones habituales. Sin embargo, si estas anomalías llegan a presentarse, lo más seguro es que estemos ante un problema de hardware que puede ser severo, ya que esto significa que la ROM BIOS no pudo encontrar o comunicarse con alguno de los periféricos, ya sea por fallas en los mismos o en las controladoras de discos, puertos I/O, etc. En realidad, son raras las ocasiones en que tenemos que "asomarnos" al Setup y modificar alguna de sus variables; de hecho, sólo se recomienda hacerlo durante el ensamblado inicial del sistema o en los siguientes casos: cuando actualizamos la máquina y cambiamos unidades de disco duro o flexible, cuando se efectúa un cambio radical de monitor, al aumentar o disminuir memoria, etc. No obstante, una excepción de modificaciones en el Setup que no se relaciona con cambios en hardware, es cuando se "afina" el sistema. Como la actualización del sistema o el incremento de prestaciones es una actividad común entre quienes se dedican a la reparación de computadoras, hemos querido mencionar el Setup como uno de los aspectos fundamentales que usted debe conocer. Sin embargo, si no tiene práctica, le recomendamos que no entre al Setup; la información que contiene es fundamental para la funcionalidad de la máquina y si usted la modifica y no la recupera, es probable que impida su operación. En todo
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caso, anote cuidadosamente todos y cada uno de los datos contenidos. Ahora bien, cuando se encienda la computadora y una vez que concluyen los diversos chequeos del Setup, la máquina busca el sistema operativo para mantenerse en funcionamiento por sus medios. Así brinda al usuario la interface de comunicación para que éste ejecute sus programas. Para que pueda ser leído y cargado en memoria, el sistema operativo deberá permanecer instalado en una porción especial del disco flexible o del disco duro, denominada "sector de arranque". Ya sabemos que la búsqueda comienza en la unidad declarada como A y que si no se encuentra un disquete insertado se traslada a la unidad C. Y si en ninguno de los dos casos se detecta el sistema operativo, se presenta en la pantalla un mensaje de error: "No se encuentra el sistema operativo. Coloque un disquete de arranque en unidad A y presione ENTER". Precisamente, la imposibilidad de cargar el sistema operativo es una de las fallas más frecuentes en la PC, lo cual puede obedecer a diversas causas que generalmente se relacionan con un borrado accidental de los archivos, contaminación por virus, formateo accidental de la unidad de disco duro (o del disquete sistema si es que no hay disco duro), a fallas físicas y lógicas en el propio disco duro, etc. Es decir, en el mejor de los casos una falla relacionada con la ausencia del sistema operativo, volviendo a cargar en disco duro los archivos de sistema (o incluso todo el paquete) se resuelve; sin embargo, en otros casos, el problema se tiene que corregir con otras técnicas (eliminación de virus, recuperación de las tablas de particiones, inicialización del disco duro, etc.), antes de volver a cargar los archivos de sistema si es que éstos por alguna razón se han dañado. ¿Y cómo saber si hay sistema en el disco duro? Como verá, éste es un tema que corresponde al tratamiento del sistema operativo de la PC y como es de suma importancia, lo trataremos con mayor profundidad en la próxima entrega, en la cual culminaremos con esta lección, dando el correspondiente exámen. ✪
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CURSO DE REPARACION DE PC
TEST DE EVALUACION ENVIE ESTE CUPON ANTES DEL 10 DE JUNIO DE 1999
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Nombre y Apellido del Alumno: ____________________________ _________________________________________ Edad: ______ _________________________________________ Dirección: _________________________________ CP ________ TEL.: ______________ Localidad: _________________________ Provincia: __________ País: _____________________________ Si trabaja, consigne empresa:_____________________________ Trabaja como: _________________________________________ INDEPENDIENTE __________EMPLEADO _________________ _________________________ Su trabajo está vinculado a la Electrónica
SI ______ NO _____
Estudios cursados PRIM. ___________SEC.________________ TER. o UNIV.__________________________________________ Si es estudiante, consigne el establecimiento educativo:
• Luego de estudiar la lección correspondiente a esta evaluación, lea atentamente cada pregunta y, una vez seguro de la respuesta, marque con una cruz el casillero correspondiente. Sólo hay una respuesta correcta por cada pregunta (a excepción de una pregunta, que posee dos respuestas). • Completado el Test de Evaluación, envíelo a Saber Electrónica para su corrección antes de la fecha citada en el encabezado de este Test. • Serán aprobados aquellos exámenes que, como mínimo, tengan 7 respuestas correctas.
PREGUNTAS: 1. ¿Qué es un cluster? ! Un surco determinado de un disco. ! El paquete de información que indica el comienzo del disco. ! La unión de dos sectores en un solo surco. ! El número de bloques almacenado en un sector.
6. ¿Con qué frecuencia máxima operaba el viejo procesador 8088? ! casi 1MHz ! casi 5MHz ! casi 40MHz ! casi 60MHz
2. ¿Qué es el BIU? ! La unidad de almacenamiento de disco. ! La unidad que recibe las instrucciones de la RAM. ! El “Bios Interface Unit”.
7. Si desea que un programa se ejecute rápidamente, ¿qué tipo de programación utilizaría? ! RISC ! CISC ! DASC
3. ¿Cuántas compuertas lógicas son necesarias para realizar un sumador lógico sin acarreo? ! 2 ! 5 ! 4 ! 6 4. ¿Cuántas compuertas lógicas son necesarias para realizar un sumador lógico con acarreo? ! 2 ! 5 ! 4 ! 6 5. En un microprocesador Pentium 1, ¿cuál es la longitud máxima de la palabra?: ! 8 bits ! 32 bits ! 12 bits ! 64 bits ! 16 bits ! 128 bits
8. ¿Qué tipo de operación es la más simple que puede realizar un transistor? ! SUMA ! SI ! RESTA ! NO 9. ¿Cuántos Megabytes de datos puede almacenar un CDROM como máximo? ! 1,44 ! 650 ! 100 ! 1.000 10. En un disco rígido, ¿cómo son los sectores de datos? ! concéntricos ! como porciones de pizza ! paralelos
Pegue únicamente por esta línea grisada.
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