electronica y servicio 16

1ELECTRONICA y servicio

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Profr. Francisco Orozco González

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Staff de asesoría editorialIng. Leopoldo Parra Reynada([email protected])Profr. Francisco Orozco Cuautle([email protected])Profr. J. Luis Orozco Cuautle

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Electrónica y Servicio, Julio de 1999, Revista Mensual. EditorResponsable: Felipe Orozco Cuautle. Número Certificado deReserva de Derechos al Uso Exclusivo de Derechos de Autor04-1999-041417392100-102. Número de Certificado de Lici-tud de Título: En trámite. Número de Certificado de Licitud enContenido: En trámite. Domicilio de la Publicación: Norte 2 #4,Col. Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec, Estado de Méxi-co. Impresión: Impresos Publicitarios Mogue/José Luis Gue-rra Solís, Vía Morelos 337, Col. Santa Clara, 55080, Ecatepec,Estado de México. Distribución: Distribuidora Intermex, S.A.de C.V. Lucio Blanco 435, Col. San Juan Ixhuaca, 02400, Méxi-co D.F. y Centro Japonés de Información Electrónica, S.A. deC.V. Norte 2 # 4, col. Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec,Estado de MéxicoSuscripción anual $420.00 ($40.00 ejemplares atrasados)para toda la República Mexicana, por correo de segundaclase (70.00 Dlls. para el extranjero).Todas las marcas y nombres registrados que se citan en losartículos, son propiedad de sus respectivas compañías.Estrictamente prohibida la reproducción total o parcial porcualquier medio, sea mecánico o electrónico.El contenido técnico es responsabilidad de los autores.

No.16, Julio de 1999

Ciencia y novedades tecnológicas................. 7

Perfil tecnológicoLa evolución de los capacitores(primera de dos partes)................................. 11Leopoldo Parra Reynada

Leyes, dispositivos y circuitosCircuitos de Memoria PROM.......................22Oscar Montoya Figueroa y Alberto Franco Sánchez

Qué es y cómo funcionaProyectores de televisiónpara el hogar................................................ 29Leopoldo Parra Reynada

Servicio técnicoEl sistema electrónico de la unidad deck enmodulares Panasonic..................................40Alvaro Vázquez Almazán

El sintonizador de canales envideograbadoras Sony................................ 48Carlos García Quiroz

La fuente de alimentación en televisoresRCA y General Electric................................55Jorge Pérez Hernández

Cómo resolver algunos cortos en loscinescopios .................................................60Luis Alberto Tamiet

Electrónica y computaciónMicroprocesadores tipo Slot-1..................... 64Leopoldo Parra Reynada

Proyectos y laboratorioCircuito detector de señales de AF y RF... 74Oscar Montoya Figueroa y Alberto Franco Sánchez

DiagramaTelevisor Sharp chasis SN-8


CIENCIA Y NOVEDADES

TECNOLOGICAS

CIENCIA Y NOVEDADES

TECNOLOGICAS

Nueva opción en pantallas gigantes

El uso de pantallas gigantes en eventos artísti-cos, deportivos o en reuniones políticas ya noes una novedad. Lo que no deja de ser una gratasorpresa, es el avance en las tecnologías de des-pliegue de datos para tales aplicaciones.

Durante mucho tiempo, los sistemas domi-nantes en la fabricación de estas pantallas handependido de los pixeles individuales; un ejem-plo prototípico lo constituyen las pantallas gi-gantes de Sony (figura 1). Seguramente es de su

conocimiento que, para conseguir una imagende grandes dimensiones con este sistema, se re-curre a elementos de imagen individuales for-mados por tríadas R-G-B (figura 2), mismas queal encenderse y ser observadas desde una dis-tancia adecuada para permitir una visión de con-junto, producen una mezcla óptica en la retinadel espectador. Obviamente, si la imagen es con-templada desde una distancia mínima, lospixeles individuales impiden una apreciacióncontinua, viéndose los colores y sus tonos comofragmentos discretos.

Justamente, una propuesta de Pioneer queconsiste en un cubo multiproyector, tiene comoobjetivo solucionar estas distorsiones asociadasa la distancia entre el observador y la pantallaFigura 1

Figura 2

Pantalla JumboTRON de Sony Tríada RGB

8 ELECTRONICA y servicio

(figura 3). Y si bien esta alternativa tecnológicaya tiene varios años en el mercado, aún no esmuy conocida.

El sistema de Pioneer está basado en un “pa-nal” de pantallas rectangulares, cada una de ellasexcitada por un pequeño proyector parecido alos utilizados en los retroproyectores caseros(para mayor información al respecto, consulteel artículo correspondiente en esta misma pu-blicación). De esta manera, colocando un mo-saico de 4, 9, 16 o más de estas pantallas, sepuede formar una imagen del tamaño deseado –incluso monumental–, con la ventaja de que laslíneas de unión entre las pantallas adyacentesresulta casi imperceptible (figura 4).

Otra característica que hace especial a estesistema, es que las imágenes resultantes no es-tán formadas por pixeles individuales de grantamaño, sino que se forman por pantallas com-

pletas de los tres colores básicos superpuestasentre sí, lo que garantiza una excelente mezclade color; además, la construcción de la pantallaes de tal forma que su ángulo de visión es bas-tante amplio.

Para poder manejar el mosaico de imágenes,es necesario utilizar un procesador digital deimágenes, que “reparta” las porciones de la ima-gen total entre los distintos cubos que forman lapantalla completa.

Afortunadamente, el manejo de este disposi-tivo es sumamente sencillo; prácticamente tansólo hay que aplicar en una entrada la imagenque se desea expedir y todo el trabajo dedigitalización, división, rastreo y envío hacia losdistintos cubos queda a cargo de la electrónicainterna.

Si a estas ventajas añadimos un fácil mante-nimiento en forma de módulos (se puede retirar

Figura 4

Figura 3

Imagen formada por 16 pantallas Encuentro automotríz en Tokio

Pantalla individual


un proyector y reemplazarlo por otro, figura 5),encontraremos que este sistema es una opciónverdaderamente atractiva para todas aquellasempresas u organizaciones que requieran de unapantalla gigante.

Mejores opciones en el área médica

Para nadie es un secreto que la electrónica hainvadido prácticamente todas las ramas del que-hacer humano; desde la preparación de los ali-mentos hasta la investigación espacial; desde losjuegos de los niños hasta los más complejos pro-cesos de manufactura; desde la identificación demascotas hasta los más avanzados sistemas deseguridad; y un largo etcétera. Pero uno de loscampos donde la tecnología electrónica es radi-calmente bondadosa, sin duda alguna, es en lamedicina, donde ha permitido el desarrollo denuevas y avanzadas técnicas que permiten exa-minar los secretos más recónditos del cuerpo hu-mano, consiguiendo así diagnósticos más pre-cisos o que de plano es imposible conseguir porotros medios.

Sin embargo, la electrónica ha comenzado air más allá de los procesos de análisis y diag-nóstico, para entrar directamente a apoyar a losmédicos en las salas quirúrgicas. Y no nos refe-rimos al instrumental de apoyo que monitorealos ritmos cardiacos, la presión sanguínea y otros

Figura 5

Figura 6

Vista en corte del cerebro obtenida por tomografía

síntomas de los pacientes, sino a todo un con-junto de equipos que permiten la exploración in-terna del enfermo o que mejoran la observaciónde sus signos vitales.

En efecto, en los quirófanos muy modernoslos cirujanos están rodeados de una gran canti-dad de equipos y dispositivos que les permitenconocer en cada momento el estado del pacien-te, y observar de manera muy precisa el puntode la operación, brindándoles la oportunidad deplanear cuidadosamente cada paso que segui-rán durante la intervención.

Un ejemplo lo constituyen las cámaras detomografía (figura 6), con las cuales es posiblehacer un “mapa” muy preciso del interior delcuerpo del paciente, encontrando posibles ano-malías en el funcionamiento de los diversos ór-ganos, sin necesidad de realizar una cirugía paracomprobarlo. También se han desarrollado re-cientemente métodos para obtener placas derayos X al instante, por medio de captores elec-trónicos, con la ventaja de obtener automá-ticamente la imagen digitalizada y enviarla acualquier parte del mundo vía Internet, para con-sultas con otros cirujanos. Así, el cuerpo médi-co puede estar separado a miles de kilómetrosde distancia, y aún así tomar decisiones cole-giadas prácticamente en tiempo real.

Para los casos en que el punto de cirugía esmuy pequeño, se han diseñado cámaras espe-ciales que amplifican la zona y la muestran en

un monitor para que el médico pueda apreciarmás claramente cada una de sus acciones (a estesistema se le llama “realidad mejorada” oenhanced reality, ya que una computadora se en-carga de resaltar aquellos puntos en que el ciru-jano debe poner más atención, figura 7); tam-bién existen rastreadores que permiten guiar, porejemplo, un catéter en el interior del cuerpo condesviaciones de fracciones de milímetro (figura8), lo que ayuda a diagnósticos más precisos y aintervenciones más exitosas.

Figura 7

Figura 8

Operación de cerebro y monitoreo por computadora

Adicionalmente, hay investigaciones de fron-tera que se están realizando en diversos labora-torios, como aquellas que buscan crear “neuro-nas artificiales” que puedan implantarse en elcerebro de aquellas personas que hayan sufridoun traumatismo o intervención en la cavidad cra-neana; las que pretenden crear un corazón arti-ficial controlado por un microprocesador; etc.Aunque tampoco podemos olvidar dispositivoscomo los ya habituales marcapasos, que ayudana llevar una vida normal a personas con malescardiacos; los auxiliares auditivos; los lentes consonar que ayudan a los invidentes a desplazarsepor las calles sin temor de chocar con los obstá-culos. En fin, la gama de posibilidades se acre-cienta conforme son más poderosas las técni-cas electrónicas de procesamiento de datos.


Los inicios

“Cuando llegaron a la era de Nacón, Uza extendiósu mano al arca de Dios, y la sostuvo; porque losbueyes tropezaban. Y el furor de Jehová se encen-dió contra Uza, y lo hirió allí Dios por aquella te-meridad, y cayó allí muerto junto al arca de Dios”

(2ª de Samuel, 6, 6-7)

Podríamos situar el origen de las observacionesque a la postre permitirían la fabricación de losdispositivos que hoy conocemos con el nombrede “capacitores”, en el descubrimiento por partede Tales de Mileto de la electricidad estática, al-rededor del siglo VI AC. Se sabe que este filóso-fo griego realizó tal descubrimiento de maneraaccidental, al frotar un trozo de ámbar con unapiel animal, ante lo cual el ámbar atraía objetosde poco peso, como plumas de ave o motas de

LA EVOLUCION

DE LOS

CAPACITORES

(Primera de dos partes)

LA EVOLUCION

DE LOS

CAPACITORES

(Primera de dos partes)

Leopoldo Parra Reynada

Sin duda alguna, los capacitores sonuno de los componentes principales

del “edificio“ de la electrónicamoderna. Sus propiedades como

elementos de filtrado, como parte decircuitos osciladores, como

amortiguadores de señal, etc., loshacen indispensables para el diseño

y construcción de los más diversosbloques funcionales. Qué son los

capacitores, en qué basan sufuncionamiento y cuál es la

evolución que han tenido esprecisamente de lo que hablaremos

en este artículo.

Ambar

Piel de animal

Frotación

Objetos ligeros

polvo (figura 1). Aunque en ese momento no setuvo conciencia del fenómeno, dos mil años des-pués sería la base sobre la que construiría unarama de estudio de la Física, que recibe el nom-bre de “electrostática”.

En efecto, a pesar del enorme potencial quetenía el descubrimiento de Tales de Mileto, laconcepción griega del conocimiento (descubrirlos designios de la naturaleza tal como debe ser,más que interesarse en la conformación de teo-rías con poder predictivo o en la aplicación prác-tica de los fenómenos físicos, como haría des-pués la ciencia moderna) hizo que este fenómeno

Figura 1

Figura 2

El pensamiento de la Edad Media heredó en parte la filosofía de Aristóteles. Los aristotélicos ordenaron el universo en distintas catego-rías, según los cuatro elementos de los cuales estaban hechas todas las cosas, lo mismo materiales que espirituales: tierra, agua, airey fuego. De esta manera, afirmaban que los objetos caen hacia abajo –y no hacia arriba– porque la naturaleza de las cosas terrestres escaer siempre hacia abajo, pues es el lugar que les corresponde.

La materia terrestre era levantada por la acción del fuego, el aire empujaba al agua, y así, en una tensión incesante entre suselementos –que buscaban estar en su centro–, el universo adquiría su dinámica, sin alcanzar nunca su punto de reposo.

Esta concepción del universo fue retomada en la Edad Media, aunque adaptada al pensamiento cristiano. Los escolásticos medie-vales concebían a la naturaleza como un organismo vivo (dotado de una especie de voluntad), aunque rígidamente jerárquico; enconsecuencia, todo seguía los designios de la naturaleza “tal como debía ser”. Es decir, el cosmos tenía un orden, pero la vida terrenalera imperfecta y desordenada, aunque siempre en búsqueda de esa gran estabilidad, que para el hombre únicamente se obtenía en elcielo, junto a Dios (de quien emanaba la autoridad de los reyes).

En este contexto, no había lugar para las explicaciones en términos de causa–efecto. La ciencia moderna habría de transformar laconcepción del universo, que pasó de ser considerado un organismo intencionado y vivo a una gran máquina impersonal. (Si tieneinterés en el tema, le sugerimos que consulte el libro El Sentido Común de la Ciencia, de J. Bronowski. Ed. Península, Barcelona, 1978.)


fuera olvidado por más de dos mil años (figura2). Fue en el siglo XVI cuando el físico inglésWilliam Gilbert “redescubrió” el fenómeno, en-contrando que no sólo el ámbar podía atraerobjetos ligeros, sino que también otros materia-les tenían la posibilidad de “cargarse” y adquirirdicha propiedad. En recuerdo del descubrimien-to de Tales, Gilbert bautizó como “electricidad”a esta nueva rama de la Física (el nombre griegodel ámbar era elektrón).

Los primeros estudios serios que se hicieronen este nuevo campo, provenían de un investi-gador francés: Charles-Francis de Cisternay DuFay, quien descubrió que cuando se frotaban dostrozos de ámbar con una piel animal, y se acer-caban entre sí, estos trozos tendían a separarse(se repelían); y lo mismo sucedía si se frotabandos varillas de vidrio. Sin embargo, si se frotabaun trozo de ámbar y otro de vidrio, estos seatraían (figura 3), lo que llevó a Du Fay a pensarque el fenómeno eléctrico era causado por dosentidades distintas, a las cuales nombró “elec-tricidad vítrea” y “electricidad resinosa”.

Fue Benjamín Franklin quien dedujo de for-ma teórica que esta atracción y repulsión erandos caras del mismo fenómeno, y propuso laexistencia de un fluido invisible que, al momen-to en que se frotaba la varilla de vidrio o el ám-

bar con la piel animal, pasaba de la piel hacia elobjeto. Decidió llamar “carga positiva” a la quepasaba a la varilla de vidrio y “carga negativa” ala que se guardaba en el ámbar, y propuso queel flujo natural de este fluido sería de positivo anegativo (figura 4). Esta especulación a la pos-tre resultaría ser acertada.

Un paso adelante se dio en 1740, cuando elinventor francés Jean Théophile Desaguliers pro-puso separar en dos clasificaciones los materia-les dependiendo de su comportamiento ante laelectricidad: materiales “conductores”, que de-jaban fluir libremente la electricidad, y materia-les “aislantes”, que no permitían el paso de esteflujo (figura 5). Entonces se encontró que, en apa-riencia de manera paradójica, el ámbar y el vi-drio eran aislantes, mientras que todos los me-tales eran buenos conductores.

Un problema con que se enfrentaron los pri-meros investigadores de los fenómenos eléctri-cos, era la imposibilidad de mantener por mu-cho tiempo una carga eléctrica en un puntodeterminado, lo que los obligaba a estar cargan-do constantemente (por frotación) los elemen-tos empleados en sus experimentos. Sin embar-go, también descubrieron que la carga eléctricapodía almacenarse lentamente si era “aislada”por medio de materiales no conductores comoel vidrio. Esto llevó a la invención, en 1745, dela “botella de Leyden”, construida originalmen-

Vidrio Vidrio

Vidrio

Ambar cargado Ambar cargado

Ambar cargado

Figura 3

++

+

+

++

++

++

++

+

+

+

--

- -

---

--

Según B. Franklin, las cargas positivas "viajaban" hacia lasnegativas, lo que explicaría la atracción del ámbar y el vidrio

Ambar

Vidrio

Figura 4

te por el profesor alemán Ewald Georg von Kleist,pero popularizada años después por el profesorholandés Peter van Musschenbroek en la Uni-versidad de Leyden, de ahí su nombre.

Es muy fácil construir una botella de Leyden,incluso con utensilios caseros: consta de una bo-tella de vidrio, en cuyo exterior va adherida unadelgada lámina de un material conductor (porejemplo estaño), y en cuyo interior se coloca una

gran cantidad de trozos metálicos pequeños,como limaduras de hierro, trozos pequeños delámina de estaño, etc. (Las primeras botellas deLeyden utilizaban agua como material de alma-cenaje de la carga.)

Para que la carga eléctrica pueda llegar hastael material en el interior de la botella, se colocauna varilla metálica en cuyo extremo se disponeuna esfera del mismo material, y se inserta a tra-vés de un tapón no conductor perforado (figura6). Con esto se consigue que las cargas eléctri-cas se almacenen en el interior de la botella,quedando a disposición del investigador cuan-do vaya a emplearlas. De hecho, se puede decirque la botella de Leyden fue el primer conden-sador eléctrico del mundo, pues cumple con lasreglas de construcción que caracterizan a estosdispositivos.

Capacitancia

Es muy fácil entender el fenómeno de la capaci-tancia, pues se refiere únicamente a la posibili-dad de almacenar una carga eléctrica por mediode un dispositivo de construcción peculiar: elcapacitor (también conocido como “condensa-dor”).

Un capacitor se forma cuando se colocan dossuperficies de materiales conductores a una dis-tancia muy cercana entre sí, separados por unmaterial no conductor; puede ser aire, vacío o

Varilla metálica

Tapónde vidrio o de corcho

Botella de vidrio

"Camisa"metálica externa

Partículas metálicas

Figura 6

Sí hay flujo eléctrico

Conductor

=

No hay flujo eléctrico

Vidrio

Aislante

Metal

Figura 5


cualquier otro material que no conduzca elec-tricidad (figura 7). Cuando a este dispositivo sele aplica una carga eléctrica (por medio de unabatería o de cualquier otra fuente de electrici-dad) se presenta el fenómeno que se ilustra enla figura 8.

Note que las cargas positivas del extremo (+)de la pila se concentran en la placa correspon-diente, y lo mismo sucede con las cargas negati-vas del otro extremo; así, tenemos que en lasplacas que forman el capacitor se tiene una altaconcentración de cargas, que tratan de llegarhacia el otro extremo (ley de la atracción de car-gas opuestas); sin embargo, este movimiento seve impedido por la presencia del material ais-

lante. En tal caso, la carga permanece ahí, demodo que si súbitamente es retirada la alimen-tación de la pila, en los extremos del capacitorpermanece el voltaje aplicado por un tiempo in-definido (se dice que el condensador está “car-gado”, figura 9A), hasta que se establezca unaruta de escape de la tensión a través de un me-dio conductor, en cuyo caso las cargas negati-vas (electrones) fluirán hasta el extremo positi-vo y neutralizarán la carga. Se dice entonces queel condensador ha quedado “descargado” (figu-ra 9B).

¿Cómo se produce este almacenamiento deenergía? Por medio del campo eléctrico que seforma entre ambas placas (figura 10A). Recor-demos que cuando hay un almacenamiento decargas eléctricas en un punto, alrededor de di-cho punto se produce un campo eléctrico cuya

Placa métalica

Placa métalica

Separación

Placa metálica

------------

++++++++++++

Figura 8

Vi

B

A

Vc

Vi

Vi

VcCarga de un condensador

Descarga de un condensador

El interruptor pasa a (A)

El interruptor pasa a (B)

A

B

Figura 9

Figura 7

magnitud depende de la cantidad de cargas acu-muladas. Este campo eléctrico es fácilmente per-ceptible, por ejemplo, cuando encendemos untelevisor y acercamos la mano a la pantalla (sesiente una especie de cosquilleo en la piel). Con-cluimos entonces que cuando se aplica un vol-taje a las placas de un condensador, las cargaseléctricas acumuladas en sus extremos (positi-vas en una placa y negativas en la otra) formanun campo eléctrico de cierta magnitud, que tien-de a atraer entre sí a dichas cargas (recuerde queuna carga positiva atrae a una negativa, y vice-versa).

Entonces, si es retirada súbitamente la ali-mentación de voltaje de los extremos del con-densador, las cargas eléctricas quedan “pegadas”en las placas del capacitor, debido al campo eléc-trico que atrae unas y otras (figura 10B), y estacondición permanece estática a menos que sebrinde a las cargas eléctricas algún camino al-ternativo para encontrarse y cancelarse mutua-mente (recuerde que la naturaleza siempre tra-ta de mantener un equilibrio estable en todossus cuerpos, y la presencia de una carga eléctri-ca constituye una desviación que rápidamentedebe ser compensada).

Pues bien, esta característica de almacena-miento de carga eléctrica del condensador, haencontrado infinidad de aplicaciones en las téc-nicas eléctricas y electrónicas, y es tal su impor-tancia que se creó una unidad especial para de-nominar a la capacidad de almacenamiento deun condensador; esta unidad es el faradio (F),que para efectos prácticos es un parámetro muygrande, por lo que se utilizan submúltiplos comoel picofaradio o el microfaradio (una billonésimay una millonésima de faradio, respectivamente- Figura 11-).

Pronto se descubrió que la capacidad de uncondensador dependía básicamente de tres fac-tores:

1) La superficie de las placas metálicas emplea-das.

2) La distancia que las separa entre sí.3) El material aislante empleado en la separa-

ción.

- - - - - - - - - - - -

++++++++++++

Campo eléctrico

------------

++++++++++++

Campo eléctrico

A

B

Figura 10

Figura 11

La unidad de capacitancia fue llamada “faradio” en honor aMichael Faraday, científico inglés al que se considera elpadre de la teoría electromagnética. Faraday descubrió laestrecha relación que existe entre los fenómenos eléctricos ymagnéticos, y gracias a ello pudo construir el primer electro-imán, los primeros transformadores, los primeros generado-res y motores eléctricos, etc.Cuentan algunos historiadores que, en una ocasión, al salirFaraday de una conferencia donde había explicado los reciéndescubiertos fenómenos electromagnéticos, uno de losasistentes se le acercó y le cuestionó acerca de la utilidadpráctica de tales hallazgos, a lo que Faraday respondió: “¿Ypuede usted explicarme para qué sirve un recién nacido?”,intuyendo el futuro tan promisorio de estos principios, queserían la base de la tecnología eléctrica y electrónica moder-na.


Los dos primeros factores determinan sensible-mente la construcción física del dispositivo (uncondensador pequeño puede almacenar menoscarga que uno más grande); sin embargo, esposible que la elección correcta del material ais-lante permita el suministro de grandes capaci-dades a volúmenes pequeños. Esto se debe a quela “constante dieléctrica” de los diversos mate-riales aislantes permite el almacenamiento decargas con más o menos fuerza. Vea en la tabla1 una comparación entre las constantes dieléc-tricas de diversos materiales empleados común-mente en la construcción de capacitores.

Es así como surge toda la amplia variedad decondensadores que se han fabricado a lo largodel tiempo, y de los cuales haremos enseguidaun recorrido.

Precisamente, ya con la información de cómose construye un capacitor, resulta más fácil com-prender el sentido de nuestra cita inicial. Si revi-sa el libro Exodo –capítulo 25, versículo 10 ysubsecuentes– del Antiguo Testamento, dondese describe la construcción del Arca de la Alian-za, advertirá que ésta parece ser un enorme con-densador eléctrico, lo que para una mente cien-tífica podría significar que la “furia de Dios” quecayó sobre Uza, muy probablemente no fue sinouna descarga eléctrica de alta potencia. De he-cho, experimentos realizados en diversas par-tes del mundo (que reconstruyeron el arca se-gún lo especifica la Biblia) han demostrado quesu capacidad de almacenamiento de carga erabastante buena; sin embargo, son especulacio-

nes sobre las que no tiene mucho caso insistir,aunque no deja de ser interesante reflexionar quésentido tendría para Moisés y sus sacerdotes“cargar” eléctricamente el arca.

Los primeros condensadores: de papel

Cuando se descubrieron las características es-peciales de los capacitores, se llegó a la conclu-sión de que se podían aprovechar en diversosexperimentos del nuevo campo de la electrici-dad; así que se trató de fabricar condensadoresque tuvieran un comportamiento confiable y unacapacidad elevada, al menor precio posible. Enesas épocas (finales del siglo XVIII y principiosdel XIX), ya se podían fabricar delgadas láminasmetálicas, pero producir materiales aislantestambién en placas muy delgadas era más com-plicado; sin embargo, ya se contaba con un ma-terial que no conducía electricidad, y que se fa-bricaba de manera industrial en hojas delgadas:el papel.

Fue por esa razón que los primeros conden-sadores que se fabricaron para fines experimen-tales, contaban con dos delgadas placas metáli-cas, separadas entre sí por una capa de papel(figura 12).

Experimentos posteriores determinaron que,de forma aparentemente increíble, un papel hú-medo puede almacenar más carga que uno seco

leidsetnatsnoC é )Cº02(selairetamsetnerefidedsacirtc

eriA 600.1 )Cº5-(oleiH 9.2

anifaraP 1.2 aciM 6

rteP ó odurcoel 2.2 anotecA 72

onecneB 92.2 lonateM 13

oneritseiloP 6.2 augA 18

Tabla 1

Figura 12

(recuerde la tabla de coeficientes dieléctricos),así que durante mucho tiempo los condensado-res de papel humedecido fueron los más popu-lares en los experimentos de bajo voltaje. Sinembargo, tenían un defecto grave: cuando au-mentaba el voltaje entre sus terminales fácilmen-te se establecía una chispa entre las placas, loque obviamente eliminaba por completo la car-ga almacenada y dañaba de forma definitiva alcapacitor (recuerde que el papel al quemarse seconvierte en carbón, y este material sí conduceelectricidad). Fue así como se buscaron otrosmateriales para la construcción de capacitores,obteniéndose los condensadores cerámicos.

Condensadores cerámicos

Entre los condensadores más empleados, debi-do a su bajo precio y buenas característicascapacitivas, están los de cerámica, los cuales –como cabe suponer– basan su funcionamientoen dos delgadas placas metálicas separadas en-tre sí por una delgada lámina de materialcerámico (figura 13). El material que más seemplea en la actualidad es una cerámica conbase en Titanatio de Bario (BaTiO3), y su forma

de disco resulta familiar para cualquier personarelacionada con el campo de la electrónica.

Si partimos a la mitad uno de estos capa-citores, descubriremos su estructura tan senci-lla (figura 14); sin embargo, esta sencillez traeaparejado un problema delicado: a menos quese construyan dispositivos realmente grandes,su capacidad máxima es relativamente pequeña(comercialmente, estos condensadores sólo al-canzan valores de hasta 0.22uF).

Para compensar parcialmente esta falla, seidearon algunas variantes en la construcción deestos dispositivos, como la aplicación de variascapas superpuestas (figura 15) conectadas en-tre sí en paralelo (recuerde que cuando coloca-mos condensadores en paralelo, su capacitanciase suma).

A estos dispositivos se les conoce con el nom-bre de “condensadores cerámicos multicapa”, yes gracias a este recurso que podemos encon-trar componentes de hasta 1uF de capacidad.Con esta solución el disco sólo se ensancha, peroel tamaño del dispositivo sigue siendo relativa-mente pequeño.

Otra ventaja de los condensadores cerámicos,es que el material aislante utilizado es muy re-

Placa métalica con terminal de conexión

Disco de materialcerámico

Terminal de la placa en la cara opuesta

Figura 13

terminal

terminal

Metal

Metal

Cerámica

Figura 14


sistente al paso de la corriente, pudiendo asíencontrar dispositivos que fácilmente resistentensiones de 500 ó 1000 volts.

Sin embargo, una de las principales desven-tajas de los condensadores cerámicos es su am-plio rango de tolerancia. Existe, por ejemplo, lafamilia de capacitores “Z”, la cual posee una to-lerancia de –20 a +80% del valor nominal, por loque si usted compra un dispositivo de 0.1uF, seconsidera que está bien si su capacitancia estáentre 0.08 y 0.18uF; esto los hace poco adecua-dos para realizar trabajos donde la precisión esun factor determinante. No obstante, gracias alos avances en la construcción de elementoselectrónicos, se ha podido diseñar una familiade condensadores cerámicos (la famosa familia“J”), que posee una tolerancia estándar de ±5%del valor nominal, lo cual la hace ideal para lamayoría de las aplicaciones electrónicas comu-nes (figura 16). Si a esto añadimos el muy bajocosto de este tipo de capacitores, nos explicare-mos fácilmente su amplia aceptación en prácti-camente todas las ramas de la electrónica mo-derna.

Ahora bien, a pesar de toda sus ventajas, loscondensadores cerámicos no resultaban apro-piados para todas las aplicaciones, ya que exis-tían algunos casos en que era necesaria una es-

tabilidad que difícilmente se conseguía con uncondensador de este tipo. Así, cuando comien-za a desarrollarse la industria de los plásticos,surgen los primeros condensadores de poliéster,de los que hablaremos a continuación.

Condensadores de poliéster

Como ya se mencionó, la capacitancia de uncondensador aumenta considerablemente con-forme disminuye la distancia que separa a lasdos placas donde se acumulan las cargas eléc-tricas, debido a que el campo eléctrico actúa deforma más fuerte sobre las partículas con la car-ga opuesta, reteniéndolas con más fuerza en lasplacas incluso cuando ya se haya retirado lafuente de alimentación. Esto representa un granproblema para los condensadores cerámicos, yaque el material no se puede adelgazar conside-rablemente, pues comienza a mostrar fracturasy una fragilidad extrema; es por ello que los fa-bricantes tienen que utilizar placas cerámicasrelativamente gruesas.

Para poder acercar aún más las placas, senecesitaba un material que fuera un buen ais-lante (mejor que el papel), y que sin embargopudiera adelgazarse considerablemente. Afortu-nadamente, los materiales sintéticos brindaronuna valiosa opción, y es así como surgen loscapacitores de poliéster, que también se utilizande forma masiva en la electrónica moderna.

Capacitor clase “Z“

Capacitor clase “J“

Z104

104 J

Discos cerámicos con láminas metálicas intercaladas

Conexión eléctrica entre láminas paresConexión eléctrica

entre láminas nones

Terminales

Figura 15

Figura 16


La construcción de un condensador depoliéster es sumamente sencilla, incluso ustedpuede fabricarlos en casa; únicamente necesitados delgadas tiras de papel metálico (el papelestaño que se utiliza en la cocina es ideal), entrelas cuales hay que colocar una capa de láminade plástico (puede recortar una bolsa del super-mercado). Adicionalmente, coloque otra capa deplástico como se muestra en la figura 17, y lue-go enrolle todo el conjunto de modo que quedesuficientemente apretado, para garantizar quela distancia entre placas sea la menor posible.Conecte las terminales en cada una de las lámi-nas metálicas ¡y listo!, habrá terminado de cons-truir su propio condensador. Obviamente, la ca-pacidad obtenida será extremadamentepequeña, aunque puede llegar a utilizarlo demanera experimental.

De hecho, los condensadores de este tipo quese venden comercialmente se fabrican median-te el mismo principio. En la figura 18 se mues-tran los encapsulados más comunes para estoscapacitores. Vea con atención los dos de la iz-

Plástico

Plástico

Metal

Plástico

MetalPlástico

Metal

Metal

Terminal (1)

Terminal (2)

Figura 17

Figura 18

quierda, advierta que debido al plástico trans-parente que los rodea, es posible apreciar su es-tructura de placas enrolladas; los restantes notienen una estructura tan evidente debido a laresina epóxica opaca empleada para su encap-sulado, pero si abrimos uno de estos conden-sadores podremos apreciar la misma estructurabásica: placas metálicas enrolladas separadaspor un material plástico.

Una de las grandes ventajas que tiene estetipo de condensadores en comparación con loscerámicos, en su alta estabilidad en un ampliorango de temperaturas; además de una toleran-cia muy estrecha, ya que la mayoría de los dis-positivos de este tipo tienen una tolerancia de±10% (familia “K”), aunque aquí también existela familia “J” con una tolerancia de ±5%.

En el próximo número concluiremos este ar-tículo. Hablaremos entonces de los siguientestipos de condensadores: electrolíticos; variablescon núcleo de aire, de plástico y de cerámica;monolíticos de montaje superficial; de tantalio eintegrados en chips.

Concluye en el próximo número


La compuerta de tres estados

Un elemento importante en la estructura de co-nexión de las memorias con el resto de un siste-ma digital basado en bus, son las compuertasde tres estados que literalmente aíslan al dispo-sitivo del bus cuando así se requiere. Este tipode dispositivos ha permitido que se desarrolle latecnología modular; o sea, que un sistema pue-da crecer tanto como el usuario lo desee, siem-pre y cuando se cumplan ciertos lineamientostécnicos.

Las salidas de tres estados se representan ensímbolos lógicos mediante un pequeño triángu-lo invertido, y se utilizan para compatibilidad conestructuras de bus como las que se emplean ensistemas basados en microprocesadores (figura 1).

El bus

Físicamente, el bus es un conjunto de trayecto-rias conductivas (alambre o pistas de cobre enun impreso) que sirve para conectar dos o máscomponentes funcionales de un sistema o de

CIRCUITOS DE

MEMORIA PROM

CIRCUITOS DE

MEMORIA PROM

Oscar Montoya y Alberto Franco

En la primera parte de este artículopresentamos la estructura básica de

una memoria de tipo semiconductor,así como las principales

características, definición yclasificación de las memorias ROM.Ahora hablaremos de las memorias

programables (PROM), cuyapropiedad es que admiten la función

de escritura y, dependiendo de sutecnología de fabricación, la

reescritura.


varios sistemas diferentes. Eléctricamente, unbus es una colección de niveles de voltaje espe-cificados y/o niveles de corriente y señales, quepermite que los diversos dispositivos conecta-dos a él se comuniquen y trabajen juntos apro-piadamente.

Recuerde que un bus de direcciones permiteal microprocesador direccionar las memorias. Y,

como su nombre lo indica, el bus de datos sirvepara transferir datos entre el microprocesador,las memorias y los dispositivos de entrada/sali-da (monitores, impresoras, teclados y módem);por su parte, el bus de control permite al micro-procesador controlar las transferencias de da-tos y la sincronización de los diversos compo-nentes (figura 2).

Interfaz con el busEn una aplicación típica donde se requiera co-nectar varios dispositivos a un bus (por ejemploun microprocesador, una RAM y una ROM), seránecesario utilizar compuertas de tres estadoscomo interfaz entre los dispositivos digitales. Enla figura 3A vemos el símbolo lógico para un cir-cuito intermedio de tres estados no inversos, conuna habilitación alta activa; en la 3B, el símbolopara un circuito con habilitación baja activa.

La operación básica de un circuito interme-dio de tres estados, se puede entender en térmi-nos de la acción de conmutación. Observe la fi-gura 4; cuando la entrada de habilitación esactiva, la compuerta opera como un circuito no–

inteli486

BUS

ROM256 x 4

A0

A1

A2

A3Q0

Q1

Q2

Q3

A4

A5

A6

A7

S0

S1

Salidas detres estados

Símbolo del tercer estado

Símbolo de una memoria ROMdonde se presentan salidas de tres estados

Figura 1

Figura 2


inversor normal (en otras palabras, la salida esalta cuando la entrada es alta, y es baja cuandola entrada es baja).

Los niveles alto y bajo representan dos de losestados. El circuito intermedio opera en su ter-cer estado cuando la entrada de habilitación noes activa; aquí, el circuito actúa como un con-mutador abierto y la salida está completamentedesconectada de la entrada; a tal estado se leconoce también como “estado de alta impedan-cia“ (HiZ).

Muchos microprocesadores, memorias y otrasfunciones de circuitos integrados, poseen circui-tos intermedios de tres estados que sirven comointerfaz con los buses. Estos circuitos interme-dios son necesarios cuando dos o más dispositi-vos se conectan al bus común.

A fin de evitar que los dispositivos interfieranentre sí, se recurre al empleo de los circuitos in-termedios de tres estados para desconectar to-dos los dispositivos (excepto aquellos que estánen comunicación en un momento dado).

ROM programable

Hablemos ahora de un grupo de memorias quepertenecen a la familia ROM; se trata de las me-morias programables (PROM).

Recuerde: la principal característica de unamemoria ROM, es que la información la trae gra-bada de fábrica, y no puede escribirse en ella; esdecir, es una memoria de sólo lectura. Sin em-bargo, también se ha desarrollado una variantede este tipo de memorias, en las cuales el usua-rio puede grabar datos; nos referimos a las PROMo ROM programables. En tal caso, el fabricantelas vende “limpias”.

Las PROM se fabrican en tecnologías bipolary MOS; tienen formatos de palabra de salida concuatro u ocho bits, y su capacidad va desde unoscuantos bits hasta más de 250,000 bits. Las PROMemplean algunos tipos de proceso de operaciónde fusibles para almacenar bits, donde un enla-ce de memoria es un fusible abierto o cerrado pararepresentar un 0 ó un 1 lógico. El proceso de ope-ración de fusibles es irreversible; una vez que seprograma una PROM, no puede cambiarse.

En la figura 5 tenemos una PROM bipolar conenlaces a fusibles. Estos enlaces se elaborandentro de la PROM, entre el emisor de cada tran-sistor de celda y su línea de columna. En el pro-ceso de programación, se inyecta una corrientesuficiente al enlace de fusible para fundirlo (abrir-lo) y crear un 0 almacenado; el enlace se dejaintacto para crear un 1 almacenado.

Entrada

Salida

Habilitación Entrada Salida

Habilitación

Símbolos de las compuertas de tres estados

A

B

Figura 3

H H

H

L

L

L

H

HoL

HiZ(alta impedancia)

Funcionamiento de las compuertas de tres estados

Figura 4

Vcc Vcc

Vcc

Celdas de una PROM bipolar con enlace mediantefusibles

Figura 5


Tiempo de acceso a una ROMPara una mejor explicación acerca del tiempode acceso a la ROM, en la figura 6 mostramosun diagrama típico de sincronización.

El tiempo de acceso (“ta”) es el tiempo quetranscurre desde la aplicación de un código dedirecciones válido en las entradas, hasta la apa-rición de datos de salida válidos.

El tiempo de acceso también puede medirsedesde la activación de la entrada de seleccióndel chip (S) hasta la ocurrencia de datos de sali-da válidos, cuando se encuentra ya una direc-ción válida en las entradas.

Tecnología de enlaceEn las PROM se utilizan tres tecnologías básicasde fusible: enlaces metálicos, enlaces de silicioy uniones PN.

a) Los enlaces metálicos se hacen con un mate-rial como el nicromo. Cada bit en el arreglo dememoria se representa con un enlace separa-do. Durante la programación, el enlace se “fun-de“ o se deja intacto. Para lograrlo, básicamen-te se tiene que direccionar una celda dada;luego, para abrir el enlace, hay que hacer queuna suficiente magnitud de corriente circulepor él.

b) Los enlaces de silicio están formados por fran-jas estrechas y ranuradas de silicio policris-talino. Para programar estos fusibles, es pre-ciso que los enlaces sean fundidos por unacorriente intensa que los atraviese. Tal canti-dad de corriente, no sólo provoca una alta tem-peratura en la localidad del fusible que oxidaal silicio; también forma un aislamiento alre-dedor del enlace ahora abierto.

c) La tecnología de unión en corto o de migra-ción por avalancha inducida, consiste básica-mente en dos uniones PN colocadas espaldacon espalda. Durante la programación, se pro-voca la avalancha en una de las uniones dió-dicas; el voltaje y el calor resultantes, origi-nan que los iones de aluminio emigren y que,

Grabador de memorias EPROM y EEPROM, con función de borrado de UVEPROM. También se muestra la configuración delas memorias PROM.

V+

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

0

M

HAB

Q0

PROM

Generador de pulsos de programas

A B

Diagrama de tiempos de acceso para una memoria ROM

Dirección previa

Dirección válidade entradas

Datos válidos de la memoria

Transición de salida de datos

Selección de chip

ta

S

Figura 6

Figura 7


por lo tanto, exista un corto circuito en launión. La unión restante se usa entonces comoun diodo con polarización directa, para repre-sentar un bit de datos.

Programación de la PROMPor lo general, programar una PROM implicaconectarla a un instrumento especial llamadoprecisamente “programador de PROM“ (figura7A). Básicamente, la programación se realiza deacuerdo con la configuración simplificada queapreciamos en la figura 7B.

Mediante la colocación de los conmutadoresen las líneas de direcciones, se selecciona unadirección; después se aplica un pulso en las lí-neas de salida que correspondan a localidadesde bits donde se ha almacenado un 0 (la PROMarranca con todas sus localidades en 1); y pues-to que dichos pulsos funden los enlaces de fusi-bles, se genera entonces el patrón de bits de-seado. Se selecciona enseguida la siguientedirección, y es así como se repite el proceso (estasecuencia se realiza automáticamente en el pro-gramador de PROM).

ROM borrable (EPROM)

A diferencia de la PROM ordinaria, una EPROMpuede reprogramarse si acaso se borra antes elprograma existente en el arreglo de memoria.

Una EPROM usa un arreglo de NMOSFET conuna estructura de compuerta aislada. La com-puerta de transistor aislada carece de conexio-nes eléctricas, y puede almacenar carga eléctri-ca durante tiempo indefinido.

En este tipo de arreglos, los bits de datos es-tán representados por la presencia o la ausen-cia de carga de compuerta almacenada.

El borrado de un bit de datos es un procesoque remueve la carga de la compuerta.

Tipos de PROMDos tipos básicos de PROM borrables, son laPROM borrable con luz ultravioleta (UV EPROM)y la PROM borrable eléctricamente (EEPROM).

a) Una UV EPROM puede reconocerse por lamembrana de cuarzo transparente en el pa-

quete (figura 8). La compuerta aislada en elFET de una UV EPROM está “flotando“ dentrode un material aislante de óxido.El proceso de programación hace que los elec-trones se remuevan de la compuerta flotante.Para lograr el borrado, el chip tiene que serexpuesto a la radiación ultravioleta de alta in-tensidad que se introduce a través de la ven-tana de cuarzo en la parte superior del paque-te; varios minutos o incluso una hora despuésde tal exposición, la carga positiva almacena-da en la compuerta se neutraliza.

b) Las EEPROM o memorias borrables eléctrica-mente, pueden borrarse y programarse conpulsos eléctricos. También se les denomina“PROM alterables eléctricamente“ (EAPROM).Dado que intervienen los pulsos eléctricos, laEEPROM puede borrarse y reprogramarse rá-pidamente aun montada en su circuito. Por eso

Figura 8

Figura 9

Las memorias EEPROM permiten incorporar en lostelevisores modernos las llamadas "funciones enpantalla".


es común el uso de este tipo de memorias enalgunos televisores modernos; y es que pormedio del control remoto, pueden realizarselos ajustes y procesos necesarios (figura 9).

Tipos de EEPROMHay dos tipos de EEPROM: la MOS de compuer-ta flotante y la de silicio óxido nitruro metálico(MNOS). La aplicación de un voltaje en la com-puerta de control de la estructura de compuertaflotante, permite que en ésta se almacene y seremueva la carga.

La TMS2516 es un ejemplo de un dispositivoEPROM MOS; su operación es representativa deotras EEPROM comunes. Este dispositivo tiene2048 (211 = 2048) direcciones, cada una con ochobits; en la figura 10, observe que las ocho sali-das son de tres estados.

Para leer desde la memoria, la entrada selec-cionada (S) y la entrada de red potencia/progra-ma (PD/PGM) deben ser bajas. Cuando estasentradas son altas, el dispositivo se encuentraen un modo de espera en baja potencia; esto re-duce el flujo de corriente en la fuente de poten-cia de corriente directa.

Para borrar los datos almacenados, es nece-sario exponer el dispositivo a una luz ultravioletade alta intensidad, a través de la membranatransparente (a una lámpara común sin filtro de

12 mW/cm2, por ejemplo, le toma de 20 a 25minutos la tarea de borrado). Al igual que en lamayoría de las EEPROM, después del borradotodos los bits son 1.

Es importante señalar que como la luz am-biental normal contiene la longitud de onda ne-cesaria para el borrado, la membrana transpa-rente debe mantenerse cubierta.

Para programar el dispositivo, se aplican+25VCD al Vpp (que normalmente está en +5V);la habilitación (S) es alta. Los ocho bits de datosa programar en una dirección determinada, seaplican a las salidas (Q0 a Q7); la dirección seselecciona en las entradas A0 a A10. Después,un pulso de 21 V cuya duración va de 10 ms a 55ms, es aplicado a la entrada PD/PGM. Las direc-ciones pueden programarse en cualquier orden.

Desafortunadamente, no existe ninguna formade borrar sólo algunas celdas. Puesto que la luzUV borra todas las celdas al mismo tiempo, unaEPROM borrada almacena solamente 1s lógicos.

Algunos ejemplos de EPROM

Las memorias EPROM se encuentran disponiblesen el mercado en una amplia gama de capaci-dades y tiempos de acceso. Es común encontrardispositivos con una capacidad de 128K x 8 y untiempo de acceso de 45 ns.

La Intel 2732 es un ejemplo común; es unaEPROM NMOS de 4K x 8, que funciona con unasola fuente de alimentación de +5V durante unaoperación normal.

En la figura 11, observe que el símbolo mues-tra doce entradas para direcciones (ya que 212

es igual a 4096), y 8 salidas para datos. La me-moria tiene dos entradas de control: CE o chipenable (que es la entrada de habilitación del cir-cuito, y sirve para colocar a éste en modo de es-pera, donde disminuye el consumo de energía)y la entrada OE/ Vpp (cuya doble función de-pende del modo de operación del dispositivo).

OE es la entrada que habilita las salidas, y seemplea para controlar los buffers de salida dedatos. Esto permite que el dispositivo pueda co-nectarse al canal de datos de un microproce-sador, sin contienda por el canal. Vpp es el vol-

A0

A1

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7A7

A8

A9

A10

PD / PGM

Hab. (s)

EPROM

.....

Símbolo lógico de la memoria PROM 2516

Figura 10


taje especial de programación requerido duran-te el proceso de programación.

La 2732 tiene diversos modos de funciona-miento que se controlan por medio de las termi-nales CE y OE/Vpp (tabla 1).

El modo de programación se utiliza para es-cribir nuevos datos en las celdas de la EPROM.Para este modelo específico de memoria, se es-cribe una palabra de 8 bits en una localidad dedirección a la vez. El procedimiento es el si-guiente: primero se aplica la dirección en las ter-minales de dirección; luego, los datos deseadosse colocan en las terminales de datos que fun-cionan como entradas durante el proceso de pro-gramación; finalmente se aplica un alto voltajenominal de 21V en Vpp, para que, con pulsos, CEse vaya baja durante un tiempo típico de 50 ms.

El proceso se repite en todas las ubicacionesde la memoria. Si se realiza a mano, pueden

necesitarse varias horas; mas por lo general, sehace de manera automática con un programa-dor comercial de EPROM, el cual es muy seme-jante a los programadores de PROM.

Caso aparte es la Intel 27C512, que es unaEPROM de 64K x 8; se puede programar conmucha más rapidez que la 2732. La 27C512 re-quiere un pulso CE de apenas 100 ns para escribirun solo byte (en comparación con los 50 ms querequiere la 2732). Así, el tiempo total de progra-mación del microcircuito va de 8 a 10 segundos.

Comentarios finales

Las EPROM se diseñaron originalmente para serempleadas en aplicaciones de investigación ydesarrollo, donde es muy común la necesidadde alterar cierto número de veces el programaalmacenado. Conforme se volvieron más con-fiables y menos costosas, fueron suficientemen-te útiles para incluirlas en productos y sistemasde bajo y mediano volumen. No obstante, llega-ron a presentarse algunos inconvenientes gra-ves: 1) era necesario extraerlas de su circuitopara borrarlas y reprogramarlas; 2) dado que laoperación de borrado elimina todas las celdas,no existe forma de seleccionar sólo ciertas di-recciones que se desean borrar; 3) el trabajo deborrar y reprogramar, toma 20 minutos o más.A pesar de todo ello, en la actualidad todavía semantienen en uso; además, algunas de sus des-ventajas han podido resolverse con dispositivosnuevos y memorias instantáneas flash.

Un gran avance en la operación de este tipode memorias, ha sido la creación de las EEPROM.Gracias a esta tecnología, basta con aplicar unalto voltaje (21V) entre la compuerta y el drena-je del MOSFET, para que se induzca una cargaen la compuerta flotante, la cual permaneceráaunque se interrumpa la corriente.

La inversión de algunos voltajes, ocasiona quese retiren las cargas atrapadas en la compuertaflotante y que se borre la celda.

Dado que este mecanismo de carga y trans-porte requiere corrientes muy bajas, el borradoy la programación de una EEPROM puede ha-cerse en el circuito; es decir, sin una fuente deluz UV ni una unidad programadora especial.

A11

A11

A1

A0

D7

D1

D0

D6

OE/Vpp

CE

. . . . .

. . . . . . . . . .

Direcciones

Entradas de control

Sal

ida

de d

atos

EPROM4K X 8

2732

Símbolo lógico para la EPROM 2732, con su tabla de verdad

+Vcc

Figura 11

adartnEodoM EC ppV/EO sadilaS

racifirev/reeL L L sotadedadilaS

adilasratilibahseD L H ZiH

arepsE H X ZiH

amargorP L ppV sotadedadartnE

Tabla 1


PROYECTORES

DE TELEVISION

PARA EL HOGAR

PROYECTORES

DE TELEVISION

PARA EL HOGAR


Desde sus orígenes, los tubos derayos catódicos han constituido el

dispositivo pilar de los receptores deTV. Y no obstante que han surgido

otras opciones como las pantallas deplasma y de cristal líquido, los

televisores aún descansan en estosdispositivos; incluso en el caso de los

retroproyectores, que si bien nodependen del cinescopio tradicional

para ofrecer tamaños de pantallaque con este medio es difícil

conseguir, no eliminan el uso de lostubos de rayos catódicos, con

excepción de un nuevo equipo deSamsung, como veremos en este

artículo.

Los inicios

Los primeros aparatos de televisión –que apa-recieron en el mercado hacia finales de los años30 y principios de los 40–, eran equipos con pan-talla de minúsculas dimensiones (no más de 5 ó6 pulgadas diagonales) y con una forma muy re-dondeada, a tal grado que difícilmente se apre-ciaba la forma rectangular original de la ima-gen enviada (figura 1); sin embargo, también sefabricaron aparatos muy grandes que amplifica-ban el tamaño de su imagen mediante un espe-jo colocado a 45 grados, para lo cual el cinesco-pio tenía que ser instalado en posición verticaldentro de un mueble de considerables dimen-siones (figura 2).

No obstante lo primitivo de estos equipos, elhecho de poder “ver lo que pasaba en la radio”pronto convirtió a los primeros televisores enun éxito comercial sin precedentes, interrumpi-do únicamente por la Segunda Guerra Mundial,que consumió tal cantidad de recursos huma-nos y tecnológicos que inhibió el desarrollo dela incipiente industria de televisión.


Aprovechando los avances tecnológicos apa-recidos durante el conflicto (el radar, por ejem-plo, permitió mejoras considerables en la trans-misión y recepción radial, así como en lafabricación de válvulas de vacío), rápidamentela industria de TV se convirtió en el principal me-dio de entretenimiento de las familias en todo elmundo, impulsando a las compañías a invertirgrandes sumas en el desarrollo de aparatos conmejores prestaciones. El primer aspecto en el quese lograron avances notorios fue el tamaño delas pantallas, cuyas dimensiones alcanzaron las20 pulgadas diagonales, medidas suficientes paraque el televisor pudiera ser observado cómoda-mente en la estancia o sala familiar (figura 3).

Posteriormente, otro gran avance fue la incor-poración del color en la señal de video.

Aparece el color

Hubo muchas propuestas para manejar el coloren televisión; una de ellas corresponde al inge-niero mexicano Guillermo González Camarena,quien es reconocido mundialmente como el pri-mero en desarrollar un método funcional paraincorporar el color en los televisores monocro-máticos.

El método de González Camarena fue pococonvencional: utilizó una cámara de videomonocromática, frente a la cual colocó un discogiratorio con filtros de los tres colores primarios(rojo, verde y azul), sincronizando el giro del dis-co para que se enviara un campo completo deseñal roja, otro de verde y uno más de azul; y asísucesivamente se repetía el ciclo (figura 4). En

Figura 1

Espejo

Imagenreflejada

Cinescopioen posición

vertical

Figura 2

Azul

Rojo

Verde

Figura 4

Figura 3


el punto receptor, frente a un televisor conven-cional en blanco y negro, dispuso un segundodisco rotatorio también con sus filtros de colo-res, el cual rotaba de manera sincronizada paraque el campo rojo –al aparecer en la pantalla–coincidiera con el filtro respectivo, y lo mismosucedía con las señales del verde y del azul (fi-gura 5). De esta manera, cuando el observadorveía la pantalla del televisor, los tres colores secombinaban en la retina, dando la impresión deuna señal en colores.

Una de las ventajas de este método, fue quese podía adaptar a los receptores de TV ya exis-tentes para que pudieran captar señalescromáticas; sin embargo, era un sistema com-plicado. Y aunque González Camarena continuósus investigaciones y llegó a proponer una al-ternativa al método de RCA, éste prevaleció fi-nalmente.

La propuesta de González Camarena se ba-saba en dos colores únicamente (el campo delíneas pares de un color y el de las líneas impa-res de otro), mientras que el sistema de RCA –que aún sigue utilizándose– se basó en un ras-treo simultáneo de los tres colores primarios,

aunque también alternando los campos par e im-par. Así, se incluyeron en el cinescopio tres caño-nes electrónicos –uno para cada color primario–y una pantalla que en vez de estar recubierta deuna sola capa de fósforo (como la del sistemaen blanco y negro, que al ser excitada emite luzblanca), se colocaron millares de diminutos pun-tos de tres tipos de fósforo, uno para emitir luzroja, otro verde y otro azul (figura 6).

Debido a la mínima distancia que hay entrelos puntos de la pantalla, el espectador no losaprecia de manera individual, y así el ojo mez-

Azul

Rojo

Verde

Figura 5

Base

Cañoneselectrónicos

Haz rojoHaz verde

Haz azul

Ampolla al vacío

Puntos de fósforode colores (en lasuperficie internade la pantalla)

Máscara desombras

Pantalla

Banda de tensión

Banda de protección

Sellado

Aquadag

Puntos defósforo

Orificio de lamáscara desombras

Haceselectrónicos

Máscara de sombras

En esta imagen se muestra la convergencia de lostres haces en cada punto de la tríada RGB, pasandopor el orificio de la máscara de sombras.

Fotografía ampliada de un grupo de tríadas o deltasde fósforo de un cinescopio RCA convencional

Verde Rojo

Azul Figura 6


cla los colores, dando la impresión de una ima-gen continua. La ventaja de este método, es quela señal es compatible con la de blanco y negroconvencional, por lo que un televisor monocro-mático puede captar normalmente la programa-ción, independientemente de que las imágenesno se despliegan en color.

Cinescopios gigantes

Con los avances tecnológicos, pronto fue posi-ble fabricar televisores con pantallas considera-das “grandes” (25 pulgadas diagonales), simple-mente adaptando los circuitos ya diseñados paralos televisores convencionales.

Sin embargo, los cinescopios grandes tienendiversas dificultades funcionales y técnicas: elconjunto se vuelve más frágil, el peso del dispo-sitivo lo hace casi inmanejable, la campana parala deflexión de los haces y el cuello donde sealojan los cañones y las rejillas hacen que el tuboresultante sea extremadamente profundo, etc.Estos factores marcaron límites por muchos añosa la fabricación de televisores grandes, aunquepudieron franquearse hasta cierto punto con eldesarrollo de nuevos circuitos de convergenciadinámica, de deflexión y de alto voltaje, graciasa los cuales se pudo deflexionar más el trío dehaces durante su trayecto, abarcando así unamayor área sin tener que incrementar excesiva-mente la profundidad. Finalmente fue posiblefabricar televisores de pantalla grande (entre 35y 40 pulgadas), sin que el gabinete fuera extre-madamente estorboso (figura 7).

Sin embargo, también estos recursos tienenlímites; de ahí que los televisores caseros rara-mente sobrepasen las medidas citadas. Y escomo surgen diversas alternativas para aumen-tar el tamaño de sus pantallas sin comprometerel volumen y el costo del equipo.

¡Convierta su TV en un proyector de cine!

Una de las primeras alternativas que surgieron,fue un sistema de lentes para ser colocado fren-te al televisor y proyectar así la imagen sobreuna pantalla o pared blanca, aumentando de estamanera las dimensiones del despliegue (figura 8).

Este método fue muy popular, e incluso sevendía por correo para que el mismo usuarioensamblara el conjunto; sin embargo, el siste-ma tenía un inconveniente: recordemos quecuando observamos el televisor, lo que realmen-te vemos es la luz producida por el recubrimien-to de puntos de fósforo de colores en la parteanterior de la pantalla.

Dicha emisión está calculada para que la ima-gen permanezca en un nivel de luminosidad ade-cuado; sin embargo, cuando utilizamos un pro-yector de este tipo (suponiendo incluso que noexista la más mínima pérdida en el conjunto delentes empleados para la amplificación), la lu-minosidad de la pantalla tiene que repartirse enuna superficie mucho mayor, lo que para efec-

Evolución de los cinescopios en blanco y negro

Televisor GeneralElectric con pantalla

de 31 pulgadasdiagonales. El

cinescopio es deprofundidad reducida

Figura 7

Imagen proyectada

Lente de proyección

Televisor común Figura 8


tos prácticos se traduce en una proyección demuy baja luminosidad. Este problema se resol-vía oscureciendo la habitación, lo cual no deja-ba de tener sus inconvenientes.

El proyector de un solo cinescopio

Una solución al problema de la baja luminosi-dad del sistema anterior, fue un cinescopio es-pecial de muy alta brillantez, al cual se le aco-plaba el juego de lentes necesario para laproyección de la imagen. Este método fue utili-zado por Sony, en un curioso aparato que com-binaba el proyector de video con una videogra-badora de formato Beta, y que al parecer estabaespecialmente diseñado para presentaciones denegocios ( figura 9).

La ventaja de este aparato es que resultabasorprendentemente pequeño (de hecho, este pro-yector se consideraba “portátil”), y aunque sucosto era elevado, realmente su mayor proble-ma es que la calidad de la imagen obtenida de-jaba que desear, sobre todo si la amplificaciónsolicitada era muy grande (pantallas de 50 pul-gadas diagonales o más); esto se debía a queeste aparato seguía utilizando el tradicional ci-nescopio con miríadas de puntos de colores ensu pantalla, de tal manera que cuando el tama-ño del despliegue aumentaba considerablemen-te, era posible apreciar los puntos individuales.

Los proyectores frontalescon tres cañones

La solución al problema del “pixelado” consistióen colocar tres tubos independientes, uno paracada color primario (figura 10), y frente a cadacinescopio se dispuso un juego de lentes de pro-yección, orientados de tal forma que al llegar ala pantalla las tres imágenes confluyeran en unasola, consiguiendo así la mezcla de los colores yla imagen cromática total.

Figura 10

Betamax

Sección de operaciónYugo de deflexión

Lente

Fotodetector

INDEXTRON

Sección degrabación de videoen cinta Figura 9


Los primeros proyectores de este tipo fuerongabinetes independientes que se colocabancomo una mesa de centro en la sala, o se colga-ban del techo para no estorbar la línea de visiónde los espectadores. Por lo tanto, el consumidordebía comprar una pantalla similar a las utiliza-das en la proyección de películas o diapositivas.De hecho, este método sigue siendo muy em-pleado en la actualidad, a pesar de que tienevarios defectos; uno de ellos es que el montaje ypuesta a punto del equipo requiere la interven-ción de un profesional, y por lo tanto su aplica-ción es estacionaria.

Sin embargo, la competencia entre fabrican-tes por conquistar este segmento del mercado(nada despreciable en tamaño, sobre todo con-siderando los usos en salas de presentaciones,cursos y conferencias), dio pauta al surgimientode los primeros proyectores frontales “todo in-cluido”.

Primeros televisores de pantalla gigante

Si ha seguido la evolución de los equipos de vi-deo durante los últimos 15 años, seguramenterecordará que en los años 80 aparecieron unosequipos muy voluminosos que combinaban pro-yector de video, pantalla para proyectar la ima-gen y espejo para reducir en la medida de lo po-sible las dimensiones del conjunto.

El proyector de TV de estos equipos era detres cañones, y se ubicaba en la parte inferior;sus conjuntos de lentes apuntaban hacia un gran

espejo, el cual “rebotaba” la imagen y la proyec-taba en la pantalla (figura 11).

Este ingenioso método permitió contar porprimera vez con un conjunto de proyector y pan-talla en un mismo mueble no estacionario, porlo que el usuario podía transportarlo fácilmentede un punto a otro sin tener que preocuparse deningún ajuste cada vez que hiciera el movimien-to; simplemente abría el espejo, desplegaba lapantalla y el equipo estaba listo para funcionar.

Estos “proyectores de reflexión frontal” fue-ron muy populares durante algunos años; sinembargo, todo el conjunto resultaba muy frágily riesgoso: el espejo estaba al alcance de laspersonas; la pantalla quedaba “flotando”, lo quetambién la hacía susceptible a daños por mane-jo descuidado; y los cañones también estaban ala vista del público.

Ante todos estos problemas, los diseñadoresbuscaron una forma de mejorar el diseño de todoel conjunto, surgiendo así los modernosretroproyectores de video, que son el tipo depantalla gigante más empleado en nuestros días.

Los retroproyectores

Básicamente, un retroproyector es idéntico a unproyector de reflexión frontal, con la salvedadde que se han reubicado sus componentes paraque queden contenidos en el gabinete del equi-po (figura 12). Si examina el interior de uno deestos aparatos (figura 13) podrá observar los trescinescopios de los colores primarios, cada uno

Pantalla

Proyector de tres cañones

Espejo frontal

Espectador

Figura 11

Figura 12


con su conjunto de lentes adosado al frente (fi-gura 14). Sin embargo, en tales aparatos el pro-yector de video apunta hacia atrás, por lo que laimagen producida rebota en un espejo que seencuentra en la cara posterior del gabinete y seproyecta sobre la pantalla que se encuentra alfrente; con esto, se consiguen dos cosas:

1. Que todo el conjunto quede contenido dentrode un gabinete de dimensiones relativamentepequeñas, al tiempo que se protegen todos suscomponentes vitales.

2. Que la luz producida por los cinescopios lle-gue de frente al espectador, lo que se traduceen mayor luminosidad y, por consiguiente, enuna imagen más clara incluso en sitios coniluminación abundante.

Si esto se combina con las mejoras tecnológicasde los cinescopios y de las lentes, estaremos deacuerdo en que dichos sistemas han alcanzan-do ya la madurez mínima para comenzar a sus-tituir a los televisores grandes en las aplicacio-nes respectivas. De hecho, son aparatos cuyapantalla rebasa normalmente las 50 pulgadasdiagonales, lo que no se consigue con un cines-copio.

Y para mejorar aún más la calidad de la ima-gen obtenida, la pantalla empleada en losretroproyectores se fabrica con materiales espe-ciales y con grabados de microprisma en su caraposterior, para que reciban la mayor cantidad deluz proveniente de los cinescopios y la redirijanmás eficientemente hacia el espectador. De he-cho –y debido a que el principio de operación detodos los retroproyectores es básicamente elmismo–, en la publicidad de los fabricantes deestos aparatos se insiste en las ventajas delmicrograbado en la pantalla.

Este grabado puede apreciarse fácilmente siobserva de cerca una pantalla de este tipo (figu-ra 15); y de hecho, si usted tiene que hacer unaelección para decidir un modelo que le propor-cione la mejor imagen, le sugerimos que obser-ve el proyector con una luz ambiente considera-ble; si las imágenes son claras y nítidas, lapantalla puede considerarse de buena calidad.

¿Y cómo son los circuitos deestos aparatos?

Analizando estos equipos desde el punto de vis-ta electrónico, podemos encontrar que la

Pantalla lenticular

Proyector

Banda negra

Pantalla

Espejo

Lentes

Tubo de rayoscatodicos

Pantalla

Figura 13

Figura 14

Figura 15


circuitería empleada es totalmente similar a lade un televisor: el aparato cuenta con sintoni-zador, etapa de FI, separación de Y/C, manejode luminancia, manejo de croma, etapa de ma-triz y generación de las señales R-G-B, sincro-nía y alto voltaje; sin embargo, la diferencia es-triba en que para excitar los tres tubos de loscañones de color se necesita un cinescopio ex-clusivo para R, otro para G y uno más para B,por lo que una vez separadas las señales de co-lor, cada una se dirige hacia su cinescopio res-pectivo (el cual es monocromático, figura 16).

También por este motivo, los retroproyectorescuentan con etapas de deflexión y generaciónde alto voltaje por triplicado (triple yugo, triplefly-back, triple salida horizontal, etc.)

El resultado es que en estos aparatos pode-mos encontrar fallas que difícilmente aparece-rían en un televisor común, como el hecho deque súbitamente se pierda la señal de un color(lo que podría significar que su etapa de genera-ción de HV ha fallado).

Adicionalmente, es necesario efectuar un grannúmero de ajustes tanto electrónicos como me-cánicos para garantizar la adecuada convergen-cia de las tres imágenes en la pantalla (la varie-dad de ajustes de pureza y convergencia que sepueden hacer en estos equipos es considerable,sin embargo, si usted domina el servicio a tele-visores en color modernos y cuenta con la infor-mación adecuada, seguramente no tendrá nin-guna dificultad.

Figura 17

Lente

Lámpara

Tuner FI

Amp GAmp R Amp B

SonidoMPX

Procesoaudio

Selectorde entrada

Sep.Y/C

JunglaY/C + Sync

TRCR

TRCG

TRCB

R G B

Ext.video

Sonido

L

R

L

R

VideoVideo Y

C

Figura 16

Panel de cristallíquido de altaresolución


Espejo Estructura básica de unmicro-espejo dentro de

un DLP.

Punto detorsión

Yugo Tope

SP-403JHA

Samsung-3373 14“ TV

Figura 20

Figura 19

Figura 18

Otras alternativas

Una alternativa que merece especial atención,es un proyector para usos domésticos deSamsung (figura 17), el cual utiliza una sola pan-talla LCD miniatura en lugar del tradicional con-junto de cinescopios de los tres colores prima-rios; dicha pantalla es iluminada por una lámparade proyección y amplificada por medio de unalente gran angular. Las ventajas de este diseñoen comparación con el método de los cañonesde luz son:

• Se necesita mucho menos espacio para alojarel conjunto “pantalla LCD, foco y lente”, lo quese traduce en gabinetes extraordinariamentedelgados (incluso más que una TV de 14 pul-gadas convencional). Figura 18.

• La pantalla LCD requiere un consumo mínimode energía, y la única fuente de consumo fuer-te de potencia es el foco de proyección, con loque se atiende a las normas ambientales deahorro energético.

• El peso total del aparato se ha reducido consi-derablemente, lo que permite su fácil despla-zamiento.

• Debido a que sólo emplea una pantalla LCDcomo fuente de imagen, no requiere ajustescomplejos de convergencia como el método detres cañones; el usuario mismo puede poner apunto el equipo.

Por otra parte, con el mismo espíritu de innova-ción, se han desarrollado ya pantallas gigantesque emplean el nuevo dispositivo DLP, de TexasInstruments, de las cuales ya se habló en el nú-mero 6 de esta revista (ver Ciencia y NovedadesTecnológicas). Se trata de millones de minúscu-los espejos, los cuales desvían la luz de una lám-para, misma que al rebotar pasa por un juegorotatorio de filtros R-G-B (regresamos al méto-do ideado por Camarena hace 50 años, figura19). Haciendo pasar la luz por una lente de pro-yección, es posible obtener imágenes grandesen un espacio muy reducido, sin que se presen-ten problemas como el pixelado, inevitable enlos proyectores de cristal líquido.

Finalmente, otras alternativas a las que aúnles falta alcanzar la madurez, pero que prome-ten revolucionar el mundo de las pantallas gi-gantes, son las pantallas planas, de cristal líqui-do o de plasma (figura 20). De hecho, creemosque en un futuro no lejano podremos colgar eltelevisor en cualquier pared como si fuera uncuadro más, y podremos cambiarlo de sitio encualquier momento sin tener que preocuparsepor la profundidad, como ahora sucede con lostelevisores o los retroproyectores.


Partes principales del sistema electrónicode grabación/reproducción

De acuerdo con un esquema general, podemosdecir que en todo sistema electrónico de lecturade cinta intervienen una cabeza de reproducción,un amplificador de cabezas de reproducción, unsistema de ecualización, un control de volumeny una etapa de amplificación de potencia (figura1A).

Por lo que se refiere al sistema de grabaciónde cinta, podemos señalar que cuenta con unsistema selector de señal de audio, un sistemade acondicionamiento de señal (es decir, unecualizador), un amplificador de señal, una ca-beza de grabación y una cabeza de borrado, asícomo un sistema de polarización de cabezas (fi-gura 1B).

EL SISTEMA

ELECTRONICO DE

LA UNIDAD DECK

EN MODULARES

PANASONIC

EL SISTEMA

ELECTRONICO DE

LA UNIDAD DECK

EN MODULARES

PANASONIC

Alvaro Vázquez Almazán

En el presente artículo, hablaremosde la operación electrónica asociadaa la unidad “deck” que se incluye en

los modulares de audio PanasonicSA-AK15. En este modelo de aparato,

el sistema de grabación yreproducción de audio en cintapertenece a la categoría de los

llamados “sistemas inteligentes“;esto quiere decir, como sabemos,

que automáticamente detectan si seencuentra o no un casete insertado,

si se puede o no grabar, etc.Aprovecharemos también la

oportunidad para revisar algunosprincipios básicos de la grabación

magnética.


En la práctica, ambos sistemas son uno mis-mo, y es que la cabeza magnética se aprovechatanto para la grabación como para la reproduc-ción del audio; y lo mismo podemos decir de loscircuitos de amplificación y de ecualización.

Proceso de reproducción

En el modo de reproducción, la cabeza respecti-va lee la información grabada en la cinta mag-nética, con el propósito de convertirla en seña-les eléctricas. Queda claro, entonces, que lacabeza magnética es un transductor; o sea, undispositivo capaz de convertir una señal mag-nética en una señal eléctrica, y viceversa.

A su vez, el sistema amplificador de cabezasamplifica la señal eléctrica entregada por las ca-bezas durante la reproducción (suponemos, deun sistema estereofónico); se trata de una señaldenominada RF (radiofrecuencia), puesto queuna señal de audio viene montada sobre un com-ponente de una señal de alta frecuencia.

Este sistema también tiene la función de eli-minar la señal de polarización, con el fin de dejarúnicamente la señal de audio. Después la señalpasa al sistema de ecualización, en donde se leda un acondicionamiento a las frecuencias al-tas, medias o graves (según lo desee el usuario).

Proceso de grabación

En el modo de grabación, la señal de audio tieneque pasar por un proceso de acondicionamien-

to; para ello, se enfatizan las frecuencias altas;el objeto es que éstas no sean amortiguadas porla cabeza magnética; y es que como la señal esgrabada por una cabeza magnética (una bobinaque, como todas, siempre presenta una impe-dancia u oposición fuerte al paso de las frecuen-cias altas), impide que cualquier señal de altafrecuencia sea grabada; al hacer su trabajo derestricción, evita que las señales lleguen consuficiente amplitud a la cinta magnética.

Por tal motivo es importante dar un énfasis; osea, “remarcar“ dichas señales para que cuandolleguen a la cabeza de grabación sean grabadassin ningún problema (figura 2).

Luego de que se acondiciona la señal de audioy se enfatizan sus frecuencias altas, es amplifi-cada y enviada hacia un extremo de la cabezade grabación; en tanto, por el otro extremo deesta última recibe una señal senoidal de alta fre-cuencia a la que se le denomina “polarización“.

La señal de polarización tiene la función decolocar la señal de audio en un punto medio dela curva de histéresis magnética. Recuerde us-ted que toda cinta magnética presenta un fenó-meno llamado, justamente, “histéresis magnéti-ca“ (figura 3).

Cabeza dereproducción

Amplificador de

cabezasEcualizador

Amplificadorde

potencia

Tocacintas C.D.

Auxiliar

Sintonizador

Cabeza de grabación

Cabeza de borrado

Selector de funciones

Amplificadorde señal

Oscilador de polarización

Ecualizador

X

A

B

Figura 1

Proceso de

enfatizado

Figura 2


Asimismo, la cabeza de borrado debe colo-carse de modo que quede justo antes de que lacinta pase por la cabeza de grabación; ella seencargará de ir eliminando todas las señales gra-badas que ya no se necesitan, para que no inter-fieran con la nueva señal que se va a grabar.

Cuando la cinta es nueva, la cabeza de bo-rrado coloca todas las partículas imán de la cin-ta en una posición que permita su más fácil gra-bación (figura 4).

El modelo Panasonic SA-AK15

En el caso de la unidad deck del equipo PanasonicSA-AK15, la cabeza de reproducción entrega laseñal recuperada de la cinta magnética a la ter-minal 23 de IC601 (figura 5). A su vez, este cir-cuito integrado (el amplificador de cabezas) ex-pide la señal amplificada por la terminal 5. Luegola señal de audio pasa por un circuito de

silenciamiento (mute), que está formado porQ602 y sus correspondientes elementos de po-larización.

Después de atravesar este circuito, la señalde audio llega a la terminal 9 de IC302; aquí esdonde, por la terminal 7, obtendremos la señalde audio pero amplificada; en este punto la se-ñal sólo tiene dos caminos que seguir: uno ha-cia el circuito de ecualización y otro hacia el cir-cuito amplificador de cabezas.

La señal de audio es devuelta al circuito am-plificador de cabezas, para facilitar algunas ac-ciones; por ejemplo, grabar de casete a casetees posible a través de la terminal 7; y tambiénpueden hacerse grabaciones desde el reproduc-tor de CD, el reproductor del sintonizador o cual-quier fuente auxiliar.

Tras de que la señal de audio llega a la termi-nal 7 de IC601, éste empieza a trabajar interna-mente para amplificarla y para dar énfasis a lasfrecuencias altas; luego entrega la señal de audiopor la terminal 8; desde aquí, la señal se despla-za directamente hacia la cabeza de grabación/reproducción. Por el otro extremo, la cabeza degrabación /reproducción recibe una señal depolarización proveniente de un circuito osciladorformado por Q1004, Q1005, Q1006 y Q1007; és-tos actúan como control del oscilador de bias(es decir, asumen el papel de circuitos encarga-dos de controlar la oscilación del circuito de po-larización en conjunto con el transformador L601-figura 6-); al mismo tiempo, la señal de polari-zación es aplicada a la cabeza de borrado. La

Figura 3

Particulas imán en desorden

Particulasimán ordenadas

X

Dirección de la cinta

Cabeza de borrado

Figura 4

(DEC

K 1)

P.B.

head

(DEC

K2)

R/P

head

LCH

IC60

1

AN73

485

P.B.

EQ

/TPS

AM

PR

EC A

MP.

/ALC

+

24 (2

3) 1(2)

22(3

)

21(4

)

17(8

)

+ -

6 19 15 12

LOG

C L

/H

ALC

NO

R/C

rO &

HI/L

O L

OG

IC

LOG

ICR

EC/P

BR

IPPL

ER

EJEC

TIO

N

20(5

)

18(7

)

10 16 14 13

11+

9

IC 6

03

Q70

2(Q

602) MU

TIN

G

BA45

5BFE

2Q

1014

hacia

12 (g

)

BUFF

ERAM

PSW

ITC

HIN

G

Q10

12

15

3

4

2

+B

IC60

4

BA77

55A

R/P

SEL

ECT

(DEC

K 2)

ERAS

Ehe

ad

REC

ON

/BE

AT P

RO

OF

SWIT

CH

ING

Q10

01,Q

1002

,Q10

03 IC97

1O

N21

80R

LC(D

ECK

2)O

N21

80R

LC(D

ECK

2)

PHO

TOIN

TER

RU

PTER

PHO

TOIN

TER

RU

PTER

BIAS

OSC

CO

NTR

OL

Q10

04,Q

1007

7 9

1413

1112

108

BP1

BP2

2PL

1M

REC

CR

02H

ID

MT

D97

1 SOLE

NO

IDSOLE

NO

IDD

RIV

E(D

ECK

2)

Q10

11,Q

1015

Q10

13

Q10

08M

OTO

RD

RIV

E

MM

OTO

R(D

ECK

2)

IC60

2(1/

2)SY

STEM

CO

NTR

OL

S972(HALF)

S971(MODE)

S973(Cr02)

S974(F.REC INH)

S975(R.REC INH)

5952(HALF)

DECK 2

RM1

VCC

VREF

VSS

VSS

RE GIONIN

JOG A

JOG B

DECK 1

DECK 3/TIPS

5951(MODE)5953(Cr02)

Z971

INTE

RFA

CE

INTE

RFA

CE

(Q60

3,Q

604,

Q70

3,Q

704)

IN

RTE

RFA

CE

IC95

1

12

3

M38

197M

AA61

1IC

801(

1/4)

SYST

EMC

ON

TRO

L/FL

DR

IVE

3191

100

9940

+B+B

9289

90

VR80

2(V

OLU

MN

)Z9

01R

EMO

TESE

NSO

R

+

L601

+B

BU20

90F-

E2

- +

+

+

+

+

+

+

+

MU

TIN

G

CD

12(9

)

13(8

)

14(7

)

22(4

0)

21(3

9)

20(1

)

19(2

)

18(3

)

+B

VC

C

VO

L

VC

C

VO

L

VR

EF

TR

EB

LE

TO

NE

BA

SS

-

+

24

3736

3135

3026

2728

29

32 33 34

15 (6)

16 (5)

17 (4)

1110

25

MA

TR

IZS

UR

RO

UN

D 2

MA

TR

IZS

UR

RO

UN

D 1

- +

- +C

ON

TR

OL

SP

/LT

H(S

ER

4)

SP

/DA

T(S

ER

3)

SP

/CLK

(SE

R2)

IC30

2B

H38

57A

FV

-E2

SO

UN

D P

RO

CE

SS

OR

94

2

45

615

1

15

D95

1

SO

LEN

OID

SO

LEN

OID

DR

IVE

(DE

CK

1)

Q10

09, Q

1010

3

4241

3938

3736

93

MK

CLK

MK

DA

TA

Q80

5, Q

806

MB

P1

MP

B2

XO

UT

XC

INX

OU

TX

CIN

X'T

AL

CO

NT

RO

LX

802

X80

1

+B

Q40

2(Q

202)

Fig

ura

5


frecuencia que genera este circuito es de aproxi-madamente 98 KHz.

Por otra parte, sabemos que el proceso degrabación consiste en aplicar por un extremo dela cabeza de grabación/reproducción la señal deaudio, y por el otro la señal de polarización. Estano podría llegar a la cabeza de grabación, si elcasete a grabar no tuviera lengüeta de graba-ción. Es decir, para grabar un casete de cintamagnética, el primer requisito es que su par delengüetas de seguridad estén en su sitio; si hansido retiradas, no podrá grabarse nada, a menosque se tapen los orificios respectivos.

Entonces, el circuito de grabación debe reci-bir “aviso“ sobre si se puede o no grabar en elcasete que ya se encuentra insertado en el com-partimento correspondiente; para esa tarea serecurre justamente a la ayuda del sistema decontrol y de una serie de sensores, los cualesfinalmente indican un “sí“ o un “no“. El interrup-tor (switch) de grabación está conectado haciaun circuito de interfaz; a su vez, éste envía unaseñal de control a los transistores Q603 y Q604para, posteriormente, enviar la información degrabación a la terminal 1 de IC801 (el microcon-trolador), el cual se encarga de procesar estaseñal y de enviarla, a través de un bus de datospor las terminales 93 y 94, al sistema de controldel tocacintas; luego éste recibe por las termi-nales 2 y 3 los datos de control de grabación,además de la indicación sobre el tipo de cintaen turno.

Por la terminal 11, el sistema de control en-vía entonces un pulso de control para indicar aQ1012 la condición afirmativa de grabación.Q1012 hace llegar la orden a la terminal 9 de

IC601 (amplificador de cabezas), para que éstepueda determinar lo siguiente: que la señal queen ese momento recibe por la terminal 7 debeser amplificada, que las frecuencias altas tienenque ser enfatizadas y que ha de entregar la se-ñal resultante por la terminal 8 para ser expedi-da hacia la cabeza de grabación.

Q1012 también envía una señal al osciladorde bias, una señal al selector de grabación/re-producción a IC604 y una señal a los transisto-res de encendido y apagado de grabación (loscuales, a final de cuentas, permitirán o impedi-rán que el circuito oscilador trabaje).

Usted puede advertir que este sistema de gra-bación y reproducción de audio en cinta, perte-nece a la categoría de los llamados “sistemasinteligentes“, los cuales automáticamente detec-tan si se encuentra o no un casete insertado, sise puede o no grabar, etc. En caso afirmativo,de inmediato “avisan“ al microcontrolador paraque, luego de procesar tal información, envíe se-ñales de control a los circuitos involucrados enla amplificación y en la polarización de la señalde grabación; así, ésta puede aplicarse a la ca-beza magnética.

Localización de fallas

Realmente no es muy difícil eliminar problemasen el sistema electrónico de un reproductor decinta. Lo único que se necesita son conocimien-tos mínimos sobre su operación.

En el caso que nos concierne, del reproduc-tor Panasonic SA-AK15, participan un sistemade control que utiliza señales digitales y siste-mas de amplificación analógicos. Por eso es im-portante tener siempre a la mano el diagramaesquemático del equipo que vaya a ser repara-do. Es la mejor manera de facilitarse la localiza-ción de los principales puntos a verificar.

Procedimiento para cuando el equipo no graba1. Compruebe que se esté generando la señal de

polarización; si no la hay, simplemente seráimposible grabar la señal de audio.

2. Si la señal de polarización está presente en lacabeza de grabación, hay que verificar que el

(DECK 2)ERASEhead

REC ON/BEAT PROOFSWITCHING

Q1001,Q1002,Q1003IC971

BIAS OSCCONTROL

Q1004,Q1007

L601 +B

Figura 6


circuito integrado amplificador de cabezas estéentregando la señal de audio a la cabeza degrabación. Para ello, utilice un trazador deseñales; colóquelo en la terminal 17 para com-probar que exista señal de audio; dicha termi-nal debe estar libre de problemas, puesto quesi existe audio en ella podemos dar por hechoque en la terminal 7 de IC601 (figura 7A), tam-bién lo hay.Como puede observar en el diagrama esque-mático, la señal que sale de la terminal 7 deIC302 (procesador de sonido, figura 7B), seregresa hacia la terminal 15 del mismo, don-de internamente es procesada, para volver asalir ahora por la terminal 23, y ser enviada alcircuito amplificador de cabezas.Insistimos: si se escucha el equipo de audio,significa que la señal de audio está presenteen el amplificador de cabezas; tenemos querevisar entonces que esta señal sea expedidapor la terminal 17 de IC601. Si esto ocurre yexiste señal de polarización, hay que verificarel estado de los cables planos (pueden estarabiertos); por ser de tipo plano, estos cablesson muy frágiles y suelen dañarse.

3. En caso de no existir señal de polarización,compruebe que el sistema de control envíe porla terminal 11 la señal de grabación, la cual,al hacer que el transistor Q1012 (figura 8) tra-baje, provoca que envíe las órdenes de con-trol al circuito integrado amplificador de ca-bezas.

4. Supongamos ahora que por la terminal 11 nose expide el pulso de grabación. Si en el mo-mento en que se oprime la tecla de grabación–vía el panel frontal o el control remoto– nose aprecia ningún cambio de nivel de voltaje,podemos estar razonablemente seguros deque este circuito integrado tiene daños. Peroantes de darlo por hecho y de pensar en susustitución, verifique siempre las condicionesde los sensores; si alguno de ellos se encuentraen mal estado –es decir, sucio, en corto o abier-to–, no será posible grabar. Para limpiar cual-quier interruptor sucio, utilice una hoja de pa-pel humedecida con alcohol, y simplementepásela por los platinos del contacto en cuestión.

5. Una vez que haya limpiado todos los contac-tos que lo requieran, compruebe que las se-ñales lleguen correctamente hasta el sistemade interfaz y que éste las aplique a la terminal1 del sistema de control. Para el efecto, bastacon colocar un casete en el compartimento; sien el momento en que se cierra la puerta delcompartimento no observamos ningún cam-bio en la terminal 1 del sistema de control,podemos deducir que el circuito de interfazestá dañado; mas si observamos una variaciónen dicha terminal, hay que verificar con elosciloscopio o una punta de prueba lógica queen las terminales 93 y 94 sean expedidas se-ñales de control; si aquí no hay pulsos digitales,significa que el sistema de control no sirve yentonces hay que sustituirlo.

Figura 7

A

B


6. Si encuentra señales de control, revise las ter-minales 2 y 3 del sistema de control. Si no lle-gan estas señales, verifique el trayecto de suspistas (quizá una pista está abierta, y por esono puede grabar).

7. Si encuentra señales tanto en la terminal 2como en la 3, asegúrese de que puedan serexpedidas por la terminal 11; si no es así, com-pruebe la alimentación del circuito integradodel sistema de control IC602 (figura 9) y de laterminal 16; también verifique el nivel de tie-rra en la terminal 1, y que por las terminales 7y 9 se expidan las señales de control hacia elcircuito interruptor de grabación encendido oapagado. Si no hay señales aquí, significa queel sistema de control tiene daño; y si tampoco

hay señal en la terminal 11, sabremos que elsistema de control está fallando (en cuyo caso,hay que reemplazarlo).

8. Si hasta aquí todo está bien, compruebe elestado del transistor Q1012 (se puede encon-trar abierto); si se encuentra en buenas condi-ciones, verifique entonces los transistores en-cargados de controlar la señal de polarización(Q1004 hasta Q1007); si alguno de ellos estádañado, no aparecerá la señal de polarización.

9. También verifique el funcionamiento de IC604(figura 10), que es el selector de grabación yreproducción; si se encuentra en corto entrelas terminales 2 y 3, nunca se podrá grabar; yasí será a pesar de que todo lo demás esté co-rrecto, porque la terminal 3 es tierra y la termi-nal 2 es la salida (lo cual significa que al estarenviando la señal de polarización a tierra, nun-ca llegará hasta la cabeza de grabación).

1 5

3

Q10124

2

+BIC 604 BA7755A R/P Select

Q1012

1 5

3

4

2

+B

IC604

BA7755A R/P SELECT

(DECK 2)ERASEhead

REC ON/BEAT PROOFSWITCHING

Q1001,Q1002,Q1003

BIAS OSCCONTROL

Q1004,Q1007 79

14 13

11 12 10 8

BP1

BP22PL 1M

REC CR02 HI DMT

D971

SOLENOID

SOLENOIDDRIVE

(DECK 2)

Q1011,Q1015

Q1013

Q1008MOTORDRIVE

MMOTOR(DECK 2)

IC602(1/2) SYSTEM CONTROL

L601 +B

BU2090F-E2

Figura 8

Figura 9

Figura 10

10. Si llegado a este punto todo parece correcto,hay señal de grabación, hay señal de audio yde cualquier forma no es posible grabar, seránecesario sustituir la cabeza de grabación.

11. Mas si usted no puede reproducir audio enninguno de los dos canales, lo más probablees que el circuito amplificador de cabezasIC601 esté dañado. Para comprobarlo verifi-que su alimentación, la cual se encuentra enlas terminales 2 y 15 (su referencia de tierra),y la terminal 13 (la alimentación, propiamen-te). Si comprueba que este circuito integradoestá recibiendo alimentación adecuada, utili-ce un trazador de señales para cerciorarse deque hay señal de audio por la terminal 20; si laencuentra, significa que el transistor desilenciamiento está dañado.

Para verificar la operación de dicho transistor,revise que la señal de audio llegue primera-mente a la terminal de fuente; si llega hastaaquí pero no sale por la terminal de drenador,quiere decir que este transistor se encuentraabierto. Es necesario, entonces, que se verifi-que que en la terminal de compuerta no existapolarización negativa; si existe, sabremos quese está enviando la orden de silenciamiento(la cual proviene de IC602, que está dañado).

12. Si encuentra señal de audio tanto en la ter-minal de drenador como en la terminal defuente, verifique las conexiones; si están enfalso contacto, no permitirán que la señal deaudio sea enviada desde el sistema de ampli-ficación del reproductor de cinta hasta el sis-tema amplificador de audio. También verifi-que que no haya soldaduras frías; si las hay,no podrá existir señal de audio en ninguno delos dos canales.

Nota finalEsperamos que este artículo le sea de utilidaden su labor diaria de servicio técnico.

Y tenga en cuenta que todos los sistemas dereproducción de tocacintas se basan en el mis-mo principio de funcionamiento. La única va-riante significativa que puede darse entre ellos,es que mientras algunos utilizan un sistema mi-crocontrolador (es decir, un sistema digital) otrosrecurren a un sistema analógico.


EL SINTONIZADOR

DE CANALES EN

VIDEOGRABADORAS

SONY

EL SINTONIZADOR

DE CANALES EN

VIDEOGRABADORAS

SONY

Ing. Carlos García Quiroz

Con el fin de apoyar al técnico oestudiante en su especialización en

el tema, hemos preparado una seriede artículos enfocados a exponeraspectos teórico–prácticos de las

etapas más importantes que integranel funcionamiento de una

videograbadora. Con tal objetivo, nosbasaremos en una de las marcas y

modelos más representativos de estetipo de máquinas: la SLV-L40MX, de

Sony

Repaso de conceptos básicos

Para poder entender cada una de las etapas queintervienen en el funcionamiento de cualquiervideograbadora, es necesario comprender pri-mero los procesos por los que atraviesan las se-ñales que se reproducen o graban en una cinta.Es por ello que en este primer artículo sobre eltema, recordaremos de manera general la estruc-tura de una videograbadora y algunos concep-tos básicos del proceso de grabación y repro-ducción de una señal. Posteriormente,realizaremos el análisis detallado cada una delas etapas.

El formato VHSEl formato de mayor difusión mundial es el VHSconvencional. La característica principal de esteformato, es que graba en forma analógica la se-ñal de video compuesta utilizando el método de


FORMATOS DE VTR

Componente Compuesto Componente Compuesto

Analógico

Formato D1(4:2:2)

Formato D5

Formato D2D3

Multiplexarpor divisiónde tiempo

comprimido

Multiplexarpor divisiónde tiempo

comprimido

Multiplexarpor división

de frecuencia

Directo Modulaciónbaja

• Betacam• Betacam SP• M-II

• M-Format

• U-Matic• Betamax• V H S• 8 m m

• Cuádruplex• Tipo - C• Tipo - B

CTDM FDM

Digital

Figura 1

BS-VHS

AVHS

629KHz

629KHz

1.3.MHz

5.4MHz

3.4MHz 4.4MHz

6.2MHz7.0MHz

Aprox.5MHz

Approx.3.2MHz

Figura 2

modulación baja o color under. Esto significa quela señal de crominancia es desplazada a unabanda de frecuencia baja que corresponde a 629KHz, para que ocupe un espectro de menor fre-cuencia (figura 1).

También en la señal de luminancia se intro-duce un cambio; es modulada sobre unasubportadora en frecuencia, con la intención dereducir el ancho de banda en la grabación sobrela cinta magnética.

En la figura 2 se observa el espectro de fre-cuencia que ocupa una señal en el formato deVHS; las señales de luminancia y de crominanciase presentan por separado y están grabadas cadauna en una frecuencia diferente.

Exploración helicoidalOtra características de las videograbadoras VHS,es que emplean un sistema de exploraciónhelicoidal para recuperar o grabar la señal; esdecir, la cinta sale del carrete alimentador delcasete, y rodea parcialmente la circunferenciadel tambor; de este modo, las cabezas o el pro-pio tambor se ubican de manera inclinada conrespecto a la cinta y forman parte de una hélice(figura 3).

Una vez que las señales de croma yluminancia pasan a la cinta magnética, se origi-na una configuración como la que vemos en lafigura 4; vemos que el ancho total de la cinta es

de unos 12.7 mm, y se divide de la siguientemanera:

(A) Ancho total de la cinta.(B) Ancho de la información de video (10.6 mm).(C) Ancho de la pista de control (0.75 mm).(D) y (E) Ancho de las pistas de audio CH-1 y CH-

2, respectivamente (0.35 mm c/u); junto conel espacio de protección, da un total de 1 mm.


Los ángulos azimuthales de las pistas de videoCH-1 y CH-2 son de 6 grados aproximadamente.

Funcionamiento generalCon lo expuesto anteriormente, tenemos ya unaidea del proceso que atraviesan las señales re-

queridas y de su ubicación tanto en el espectrode frecuencias como en la cinta magnética. Conestas bases podemos empezar a analizar cuálesson las etapas que intervienen para reproducirdichas señales, y los sistemas que actúan en cadauna de ellas (figura 5).

Rotación del tambor

Tambor rotativo

Dirección deavance de la cinta

Pistas

B

A

Base estacionaria

Cabezas devideo

Motor deimpulsióndirecta Figura 3

Guarda de audio

track de video 1 track de video 2

Dirección de la cinta

Track de video 1

Track de video 2

Dirección de la

cabeza de video

Central decabeza

X

6

P

Borde de referencia

C

Track 2 de audio

Track 1 de audio

DHE

R

W B F

L

A

S o

Zona de sincronía vertical

W B

Zona de switchesde cabezas

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Localización de pistas de video, audio ycontrol del formato VHS y S-VHS

Figura 4


Sintonizador

Convertidor RFSalida RF

MonitorTV

Ent. audio

Ent. video

Crominancia

Luminancia

AudioFuente de

alimentación

P

RP

R

Capstan

Carrete dealimentación

CintaCilindro otambor decabezas

Motor detambor

Mecanismo

Sistema de control

Servo

Carrete dearrastre

Cabezasde video

ACE

Por medio del sistema mecánico, la cintamagnética es colocada alrededor del tambordonde se ubican las cabezas de video; éstas seencargan de realizar la grabación o reproduc-ción de las señales de luminancia y crominancia.Por su parte, la señal de audio es captada por lacabeza de audio y las señales de la pista de con-trol son producidas por la cabeza de control. To-dos estos movimientos de la cinta se llevan a caboa través del motor del capstan o cabrestante.

Ahora bien, la señal de control es utilizadapor el sistema de servo para controlar la rota-ción del tambor de cabezas y el giro del capstan.Y a pesar de que en el diagrama a bloques apa-

rentemente el sistema de control y el mecanis-mo no tienen ninguna conexión, en realidadinteractúan en todas las etapas.

De igual manera, el sistema de servo manejalos botones de control, el cronómetro, el enhe-brado de la cinta, la expulsión del casete, el cam-bio de velocidades (SP, LP), la protección contrael exceso de humedad, la detección de cintasdefectuosas, etc.

Las señalesLas funciones de grabación y reproducción sondeterminadas por una serie de conmutadorestanto para audio como para video.

Figura 5


La señal de video está integrada por las se-ñales de luminancia y crominancia que, comoya mencionamos, son procesadas de maneraindependiente pero grabadas y reproducidas porlas mismas cabezas. Ambas señales se combi-nan para obtener la señal final de video que, através de un conector, se alimenta al monitor detelevisión (figura 6).

La señal de audio se procesa para convertir-se en una señal de audio convencional, a fin deque pueda ser aplicada al monitor en su conectorde audio.

Una vez procesadas, las señales de audio yvideo son llevadas a un convertidor de RF quemodula las señales portadoras de radiofrecuen-cia en los canales 3 ó 4 y permite que sean apli-cadas como RF modulada a la entrada de la an-tena de un televisor.

Para grabar la señal, ésta se recibe desde unaantena y se alimenta a un sintonizador de cana-les acoplado al televisor. Del sintonizador seobtienen las señales de luminancia, crominanciay audio que se aplican a sus respectivos proce-sadores, para posteriormente ser enviadas a lascabezas de grabación correspondientes.

También, en el proceso de grabación tanto laseñal de audio como de video se pueden alimen-

tar de manera convencional a través de sus res-pectivos conectores.

Por ultimo, la fuente de alimentación propor-ciona todos los voltajes necesarios para el fun-cionamiento normal de la videograbadora.

Sintonizador de canales (tuner)Toda videograbadora incluye en su estructura unbloque que constituye, en sí, una parte de unreceptor de televisión. Por medio del sintoniza-dor de canales, la videograbadora recibe todoslos canales de televisión tanto de circuito abier-to como de circuito cerrado (figura 7).

+

Señal luminancia

Señal crominancia

Señal de video compuesta Figura 6

Figura 7


Este dispositivo, además de sintonizar los ca-nales, debe procesar las señales y separarlas enseñales de luminancia, crominancia, sincroníay audio; de acuerdo con la recepción de los ca-nales, se indican las frecuencias y designacio-nes para cada uno de ellos en la tabla 1.

Sin embargo, debido a que sólo en algunoslugares se dispone de todos los canales teórica-mente posibles, la mayoría de los sintonizadorespara videograbadoras utiliza el principio de “lazode sincronización de fase” (PLL).

El funcionamiento del PLL se basa principal-mente en la división de frecuencia y fase de unaseñal recibida, con la ayuda de un oscilador dereferencia controlado a cristal (figura 8). Conesto, el PLL reúne en un solo componente las

Oscilador defrecuencia dereferencia RF

Comparadorde fase

Filtropasabajo

Divisor programable

Osciladorcontroladopor tensión

X*TAL

fr

1

2 3

foN I

N

5

4

fo = N.fr

N SET

selanaCicangiseD ón y

osuaicneucerF Nú orem

6la21Ala8A

)22-41(IaA31a7

)63-32(WJ)46-73(BBB-AA

38la4149la56

VTajabadnaBatreiba

VTACajabadnaBVTACaidemadnaB

VTatlaadnaBatreiba

VTACrepusadnaBVTACadnabrepyH

atreibaVTFHUVTACadnabartlU

zHM88-45zHM021-27

zHM471-021zHM612-471zHM003-612zHM864-003zHM098-074zHM846-864

589741820703

icubirtsiD ó VTedselanacsoledlartcepsen

Tabla 1

Figura 8

características de exactitud y estabilidad de lososciladores a cristal, junto con la flexibilidad quese necesita para poder sintonizar en formaconfiable la gran cantidad de canales que exis-ten en el mercado.

En la actualidad, el diseño del sintonizadortiende a la digitalización; esto permite integrarfácilmente los sintonizadores del tipo PLL a unsistema controlado por microprocesador.

Recapitulando, podemos decir que el objeti-vo principal del sintonizador es detectar cual-quiera de los canales dentro de las bandas deVHF o UHF y convertirlo en una señal con porta-dora de 45.75 MHz (que se conoce como “señalde IF“ o “frecuencia intermedia“).

Con el fin de estabilizar esta frecuencia inter-media, se requiere generar una señal que, pri-mero, nos indique si la IF está desviada o no, ysegundo, nos permita corregirla de algún modo. Aesta señal se le denomina AFT (control automáti-co de sintonía fina).

El modelo SLV-L40MX

Los sintonizadores incluidos en este tipo de vi-deograbadoras son controlados casi en su tota-lidad por circuitos integrados. Sin duda alguna,esto dificulta su reparación.

Por ser una fase intermedia (es decir, que serealiza antes del proceso de grabación o des-pués del proceso de reproducción), fácilmentese le pueden atribuir fallas que quizá sean origi-nadas en otros circuitos.


Para detectar una falla en el sintonizador, pro-ceda a medir las señales de Video In y Video Out.Si éstas son correctas, al reproducir o grabar laimagen no debe existir ningún problema; si nolo son, lo más probable es que el sintonizadorse encuentre dañado (figura 9).

La función del sintonizador TU701 es selec-cionar, por medio de un interruptor, la salidaVHF/UHF OUT entre la señal VHF/UHF IN y laseñal que produce el modulador de RF en el ca-nal 3 ó 4.

La selección entre la señal que sale delmodulador o la señal de antena, se realiza a tra-vés de una señal de control que va de la termi-nal 21 del sistema de control IC 160 a la termi-nal 5 de la unidad TU701.

El sintonizador (TU701) utiliza un sintetizadorde frecuencia del tipo PLL. Las diferentes esta-

2 3 4 5 6 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

IN

OUT

VHF/UHF

TU 101 TUNER/MOD/IF

A I

N

CH

SW

HB

TV

/VT

R

V I

N

BP

IV CL

K

DA

TA

EN

AB

LE

N.C

I.F.

+B

A O

UT

GN

D

AF

T

N.C

.

V O

UT

Diagrama a bloques del sintonizador de la videograbadora SLV-L40MX

Figura 9

Figura 10 Figura 11

ciones se seleccionan mediante el envío de da-tos digitales desde las terminales 22 (datos), 23(reloj) y 24 (habilitador) del IC 160 hacia las ter-minales 12, 13 y 14 del propio sintonizador, res-pectivamente.

El control automático de sintonía fina AFT salepor la terminal 20 del sintonizador y entra por laterminal 3 hacia el IC160.

En el modo de reproducción, la señal de audioentra por la terminal 2 y la señal de video por laterminal 6 de TU701 (figura 10). Ambas señalesson mezcladas para obtener la señal de RF en elconector VHF/UHF OUT del sintonizador TU 701.

En el modo de grabación, la señal de audiosale por la terminal 18 y la señal de video por laterminal 22 de TU701(figura 11); luego se diri-gen a los procesadores correspondientes.


LA FUENTE DE

ALIMENTACION EN

TELEVISORES RCA Y

GENERAL ELECTRIC

LA FUENTE DE

ALIMENTACION EN

TELEVISORES RCA Y

GENERAL ELECTRIC

Jorge Pérez Hernández

Las fuentes conmutadas se hanconvertido en circuitos de aplicación

común en muchos equiposelectrónicos, debido a su bajo

consumo de corriente y a suestabilidad de regulación, además de

su estructura compacta. Ya en otrosnúmeros de esta revista hemos

abordado el tema; nuevamente nosocuparemos de él, pero

centrándonos exclusivamente en lafuente de los televisores RCA y

General Electric chasis CTC-176 ysimilares

Introducción

Para su estudio, toda fuente conmutada puededividirse en cuatro etapas: puente de rectifica-ción, sistema de conmutación, regulador de vol-taje y sistema de retroalimentación. En la figura1 vemos los circuitos a bloques correspondientes.

Descripción del circuito

Los 117 voltios de CA que recibe de la línea, elsistema de rectificación los convierte en 150 vol-tios de CD (figura 2). El chasis de este equipo seconsidera “frío”, porque no está conectado di-rectamente a la tensión de alimentación.

Estos 150 voltios son aplicados al primario(terminales 1 y 3) del transformador de alta fre-cuencia T4101, e inmediatamente pasan a lasterminales 11 y 12 de U4101; éste contiene, en-tre otros, al sistema de conmutación de poten-cia (FET).

A través del resistor de arranque, R4104, seproporciona por su terminal 4 la tensión sufi-


ciente para hacer conducir al FET, de tal formaque la corriente de su drenador sale por la ter-minal 11 para fluir por el devanado primario deT4101; su fuente se conecta a los pines 8 y 9, paraapoyarse a tierra por medio de R4124 (figura 3).

A su vez, la corriente del primario induce unatensión a las terminales 5 y 6 del mismo T4101;la finalidad es que de la terminal 5 se acople estevoltaje al pin 4 de U4101, por conducto de R4125y C4123. Esta polarización obliga al FET a con-ducir de más; también se incrementa entoncesla caída de tensión en los extremos de R4124.

La corriente del FET será tal, que activará alcircuito de protección de sobrecorriente (OCP)y, por consecuencia, causará el bloqueo del FET.Cuando esto ocurre, la energía se transfiere a lossecundarios de T4101, cargando a C4107 y C4108.Este ciclo de conducción y bloqueo del FET serepetirá desde 100 KHz en modo de espera, has-ta 38 KHz a plena carga; por lo tanto, entre menorsea la frecuencia de conmutación, mayor será laenergía transferida al secundario de T4101.

El devanado que forman las terminales 5 y 7de T4101, constituye el sistema de retroalimen-tación; y como éste se halla fuertemente ligadoa los secundarios del transformador, la tensióndel bobinado de retroalimentación sigue las va-riaciones de voltaje de los secundarios; luegoentonces, CR4111 rectifica la tensión que se de-sarrolla en la terminal 7 de T4101, y C4127 lafiltra; al final se obtiene un voltaje negativo quese aplica al pin 1 de U4101. Después, por mediodel amplificador de error, esta tensión es com-parada con una tensión de referencia interna de-40.5 voltios.

Cuando la carga de los secundarios de T4101aumenta, sus tensiones disminuyen; decrece tam-bién la tensión negativa de la terminal 7, provo-cando así que el FET conduzca por más tiempo;y puesto que entonces aumentan los voltajes delos secundarios del transformador, U4101 man-tiene constantes las salidas de la fuente, sin im-portar las variaciones de la línea o de las cargas.

Si por alguna razón aumenta excesivamentela carga en la salida de la fuente, aumentará eltiempo de conducción del FET. Esto provoca unamayor caída de tensión en R4124 y que C4124sea cargado; a su vez, éste activa al OCP parabloquear la conducción de dicho FET.

C4122, C4128, R4126 y CR4112 forman unared amortiguadora, dedicada a reducir el transi-torio de alta tensión que se produce cuando elFET deja de conducir. C4103 y R4105 integranuna red de compensación que estabiliza a lafuente contra las oscilaciones parásitas. R4129es un resistor de protección para la compuertadel FET, contra descargas electrostáticas. R4122y CR4109 estabilizan al OCP contra las variacio-nes de tensión de la línea.

Las cuentas de ferrita reducen la emisión deinterferencia de radiofrecuencia. Por último,C4107, L4102 y C4105 reducen el zumbido delos B+ regulados y el ruido de conmutación dealta frecuencia (figura 3).

Alimentaciones de modo de espera

Los voltajes de stand-by del televisor son crea-dos a través de la terminal 12 de T4101, vía elregulador de voltaje de 12 voltios U4102. Del pin

RETROALIMENTACION

SISTEMA DE

CONMUTACION

PUENTEDE

RECTIFICACION VoltajesreguladosV.C.A.

Tranformador de alta frecuenciaCircuitos principales de una fuente conmutada

Figura 1

DE

GA

US

SF

RO

M S

IGN

AL

SC

HE

MAT

IC(2

9-IC

)

(R33

14)

2200

/C33

0310

00

R33

3222

00

R42

0116

0

Q33

022

DE

GA

US

SS

WIT

CH

J5

6

C42

01.0

1+

120

RU

N C

(55-

F)

CR

4201

DE

GA

US

SC

OIL

DE

GA

US

SD

EG

AU

SS

F40

018A

RT

4201 L4

001

R40

012.

7 1

8W

9G-4

001

R40

022.

7Meg

1/2W

C40

01.2

212

5V

C40

0647

012

0V

K42

01D

EG

AU

SS

RE

LAY

AC

2

AC

1

6

6

XC40

04 680

1KV

C40

0368

01K

V

C40

0468

01K

VC

4007

680µ

F20

0V

CR

4001

CR

4004

CR

4002

CR

4003

TP

4007 (R

4129

)10

0KR41

041.

5Meg X X

X

X

X

X

X

X

4342

44

46

45

41

+

C41

23.0

33(.

012)

100

v

-1.5

4V(2

.01V

)

C41

2610

001k

V

C41

24.0

4763

V

DR

IVE

R

1.32

V

AM

PO

CP

CIR

CU

IT

ER

RO

RA

MP

-40.

1V(-

27.8

V)

R41

26 110

1/2W

R41

0547

KC

4103

3300

1.45

V(1

.31V

)

CR

4102

R41

2610

0 1

/2W

R41

2213

00

FB

4102

CR

4104

7.5V

C41

3633

0 5

00V

CR

4111

C41

2710

µf63

V

R41

3627

1/2

V “CA

LIE

NT

E“

"FR

IO"

C40

0850

00 1

20V

FB

4108

FB

4109

CR

4107

C41

10C

4108

100µ

F

19.5

V

A

FB41

06

C41

09 680

500V

CR

4106

FB41

07

C41

37 680

500V

C41

0710

0µf

180V

E01

TO

E50

80K

INE

SO

CK

ET

(36-

F)

L410

222

uH

TP 4

101

+140

.5V

RE

G

R41

1033

K 1

WA

+140

V

14 13101198

1

2 3 5

36

2

43

3

1

122

2

1

1

4

89

1071211

5

4

12

6 7

12

C41

36 470

500V

C41

22.0

3340

0V

C41

36 470

500V

C41

28 470

500V

R41

2630

K2W

FB

4113

FB

4112

CR

4112

NC

NC

NC 6

C40

10 680

1kV

R41

24 .22

63V

NC

U41

01

RE

GU

LATO

R

156.

5V(6

9.2V

)

-0.4

3V(0

V)

0.12

V(0

V)

-33.

3V(-

227V

)

5A

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7

Pro

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76

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ura

2

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29)

R41

04C

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R41

25

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P

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28R

4105

C41

03C

R41

02

4

5

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36

89

1

3 5 6 7

118 1310 12

12 711

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B+

CR

UD

A

R41

24

CIR

CU

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OC

P

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C41

24

R41

22

FB

4102

C41

26

CR

4109

7.5V

C41

36

330

500V

CR

4111

R41

35

C41

2710

µF63

V

“CA

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NT

E“

(con

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doa

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ión)

"FR

IO"

(No

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tens

ión)

C40

08

RE

GU

LAD

OR

T41

01

FB

4107

FB

4106

CR

4107

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C41

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07

C41

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NC

NC

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CC

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4109

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RE

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01S

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C41

22

C41

28

R41

26

FB41

13

CR

4112

FB41

12

C41

36

+19

.5V

CC

Co

nex

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tien

e el

sis

tem

a d

e co

nm

uta

ció

n d

e p

ote

nci

a

Fig

ura

3

B+MODO DE ESPERA (STANBY)

1

2

3U4102

CR4103 R4111

CR41045.6V C4114

R4112

Q4105

R4103

R4108

Q4103

C4112

C4111C4118

C4104

+

+

12VSTBY

+5VSTBY2

+5VSTBY1

+5VREF

REGULADORESDE +5 STBY

Formación de los voltajes de stand-by Figura 4

3 son producidos los voltajes de modo de espe-ra de 12, 5 y 5.6 voltios; este último, por conduc-to del diodo zener CR4104 (figura 4).

Caso de servicio: el televisor no enciende

1. Verifique el voltaje en la terminal 3 de U4102.2. Compruebe el voltaje de referencia de 5.6 vol-

tios en el cátodo de CR4104.3. Revise los voltajes de modo de espera de 5

voltios, en los emisores de Q4105 y Q4103.4. Cuando la terminal 1 de U4101 está en corto,

el B+ regulado de 140 voltios (terminal 8 deT4101) decrece hasta 30 voltios. Pero si la ter-minal 1 está abierta, los 140 voltios puedenconvertirse en más de 200 voltios.

5. Si se abre F4001, es porque quizá U4101 estáen corto.

6. Cuando el B+ regulado de 140 voltios sea muybajo, sospeche de una carga de salida excesi-

va, de una avería en T4101 o de un corto enC4127.

7. Cuando el B+ regulado es excesivamente alto,se debe a que alguna de las cargas del secun-dario no está conectada o a que algún elemen-to del circuito de retroalimentación en la ter-minal 1 de U4101 se ha abierto.

8. Es normal que la salida de 140 voltios varíe de4 a 5 voltios en stand-by. Cuando esta varia-ción no suceda, sospeche de U4101, T4101,R4104, R4125 o de C4123.

9. Si la regulación de los voltajes de salida espobre, sospeche de T4101, U4101, C4103 o deR4105.

Por último, una advertencia: no haga que la fuen-te trabaje sin carga, ya que se corre el riesgo deque la sobretensión dañe los filtros de salida.


Introducción

Tanto en monitores como en receptores de TV, aveces se presentan cortocircuitos entre el fila-mento calefactor y el cátodo emisor de electro-nes del cinescopio; este último, es el ya conoci-do “tubo de imagen” o TRC (tubo de rayoscatódicos).

En estos casos, la pantalla se ilumina en for-ma intensa con uno de los tres colores (rojo,verde o azul). En ocasiones, al encender, el apa-rato puede presentar una imagen normal durantelos primeros segundos; pero de súbito, la panta-lla se pone totalmente azul, roja o verde, con unbrillo intenso.

En algunos aparatos, este comportamientopuede activar los circuitos de protección olimitadores de rayos X, y el oscilador horizontalo la fuente dejan de funcionar (figura 1).

Por lo general, los cátodos tienen aplicada unatensión que varía entre 60 y 180 volts con res-pecto al chasis (común); mientras, el filamentose encuentra conectado al chasis a través de unade sus terminales (figura 2). Al producirse un cor-tocircuito entre el filamento y el cátodo, la ten-

COMO RESOLVER

ALGUNOS CORTOS EN

LOS CINESCOPIOS

COMO RESOLVER

ALGUNOS CORTOS EN

LOS CINESCOPIOS

Luis Alberto [email protected]

En esta colaboración, el autor nosbrinda una serie de consejos para“rescatar” los cinescopios cuandopresentan algunos cortocircuitosinternos. Ya mencionamos en el

número anterior que Luis AlbertoTamiet es un especialista residente en

Venezuela que ha creado un exitosoforo de discusión por Internet (http://

members.xoom.com/electronicos),donde, vía correo electrónico, técnicos,

estudiantes y aficionados de hablahispana pueden intercambiar

experiencias relativas a la reparación ymantenimiento de equipos de

televisión, audio y video. Nuevamentele sugerimos que consulte su páginaen la Web, la cual es actualizada de

manera continua


sión aplicada a este ultimo cae, haciendo que laemisión electrónica de ese cañón aumente ex-cesivamente.

Sobra decir que el TRC es el componente máscostoso del televisor (o monitor); por eso esaconsejable intentar resolver el problema antesde proceder a la sustitución

Verificación del corto

Es importante asegurarse de que el problemadescrito no se debe a otras causas (por ejemplo,un transistor en “corto“ en el circuito de salidade video correspondiente). Para ello se procedea desconectar momentáneamente el cátodo res-pectivo; si continúa produciéndose el efecto in-

dicado, significa que existe un cortocircuito en-tre éste y el filamento (figura 3).

Si se comprueba que efectivamente ocurre un“corto“ entre el cátodo y el filamento, la solu-ción consiste en alimentar al filamento calefac-tor desde un circuito que esté aislado del chasis(o común), para evitar que influya la tensiónaplicada al cátodo afectado.

Normalmente el filamento se alimenta de undevanado del fly-back, el cual también proveetensión o pulsos para otros circuitos del equipo.Por esta razón, y por que generalmente el dise-ño del fly-back no lo permite, casi siempre es im-posible aislar del chasis ese devanado (figura4).

Preparación de una bobina

La solución a este problema es construir un de-vanado o bobina en la parte expuesta del núcleo

Figura 1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

R569RS15K/1W

R570RS15K/1W

R568RS15K/1W

R5761.5K/0.5W

R5781.5K/0.5W

R5771.5K/0.5W

CB A

WF 58

WF 57

WF 56

CPT

C5840.0022/2KV

!

Q563C2482

125.2

Q561C2482

122.2

Q562C2482

124.2

CPT PWB

P501

Figura 3

Figura 2


del fly-back, para proveer la energía necesaria alfilamento del cinescopio. Sólo se necesitan detres a ocho espiras (vueltas) de cable o alambreforrado.

ES MUY IMPORTANTE determinar la cantidadexacta de espiras, para no exceder el voltaje; delo contrario, el filamento puede sufrir daños irre-versibles o se acortará la vida útil del tubo deimagen. Al respecto, siga estos pasos:

1. Para determinar la cantidad exacta de espi-ras, debemos medir primero la tensión concarga (filamento conectado) que se obtiene deldevanado original del fly-back.Como se trata de una forma de onda complejay asimétrica, es conveniente medir la tensión“pico a pico“ usando un osciloscopio. Si no sedispone de este instrumento, puede recurrirsea un multímetro (tester) analógico o digital enuna escala baja de VCA (voltaje de corrientealterna), invirtiendo las puntas de prueba y to-mando nota de las lecturas obtenidas en am-bos sentidos.Aunque las lecturas no reflejen el valor realRMS, debido que se trata de una forma de onda

Figura 4

Figura 5

compleja y asimétrica, sirven perfectamentecomo referencia para construir el nuevo de-vanado.

2. Desconecte el cableado de alimentación delfilamento y los dos pines correspondientes delzócalo (conector) del tubo de rayos catódicos,teniendo especial cuidado de aislarlo del cir-cuito común o chasis. Para el efecto, posible-mente habrá que cortar el cobre conductor enel circuito impreso.

3. En la parte expuesta del núcleo de ferrita delfly-back (figura 5), construya una bobina detres o cuatro espiras de cable o alambre forra-do; conéctela en los pines correspondientes(H1, H2) en el zócalo del TRC.

4. Compruebe con el óhmetro que no existe con-tinuidad entre este circuito y el chasis. Encien-da el equipo, y efectúe la misma medición rea-lizada inicialmente (con el osciloscopio o elmultímetro).

5. Si es necesario, agregue o retire espiras hastalograr que la tensión “pico a pico“ en elosciloscopio –o que las lecturas, en ambossentidos, hechas con el multímetro– sean lasmismas que se obtenían de la bobina original.Una vez determinada la cantidad exacta de es-piras necesarias, se aconseja fijar adecuada-mente la bobina para que no se mueva o “des-enrolle“. Si el circuito original del filamentocontaba con una resistencia en serie, es reco-mendable incorporarla en el nuevo circuito.

Ultimas recomendaciones

Si sigue estos pasos cuidadosamente, teniendola precaución de no excederse en el voltaje apli-cado al filamento calefactor, se puede lograr queel cinescopio continúe funcionando correcta-mente por mucho tiempo más.

Por último, tome en cuenta que los cortocir-cuitos internos en los cinescopios son fácilmen-te detectables si utiliza un probador de tubos derayos catódicos.

Cuando dichas anomalías se deben a la acu-mulación de partículas entre los electrodos (K yG1), generalmente se pueden remover con el usode un “circuito reactivador de tubos de rayoscatódicos”.


Máquinas XT

Estos sistemas empleaban como microprocesa-dor un 8088 o un 8086 de Intel (aunque tambiénera producido por marcas como AMD, NationalSemiconductor, NEC, etc.) Tal dispositivo veníaen un encapsulado tipo DIP (Dual in Line Packa-ge) de 40 terminales (figura 1); de esta forma,sólo había que insertar el circuito en un zócaloespecífico; y si posteriormente el usuario desea-ba cambiarlo por uno de mayor desempeño(como el V-20 de NEC), lo único que debía hacerera retirar el circuito antiguo e insertar el nue-vo. Y como el coprocesador matemático (el 8087)también venía en un encapsulado idéntico, entodas las tarjetas madre, junto al zócalo del CPU,se incluía una base similar vacía.

Este encapsulado tan sencillo, se debe a lascaracterísticas particulares del 8088 (que sólotenía un bus externo de 8 bits y podía direccionarúnicamente 1 MB de RAM). Obviamente, cuan-do estas características fueron superadas, tam-bién tuvo que cambiar el tipo de encapsulado.

MICROPROCESADORES

TIPO SLOT-1

MICROPROCESADORES

TIPO SLOT-1


La evolución de la plataforma PC haido de la mano con nuevos y más

poderosos microprocesadores,siendo Intel la compañía que marca

el paso. Recientemente esta empresadecidió abandonar sus encapsulados

tradicionales, para diseñar unmoderno tipo de conector por

microtarjeta madre: el Slot-1. Qué eseste nuevo estándar y qué ventajasofrece para adoptarlo, es de lo que

hablaremos en el presente artículo.


Figura 1

Figura 2

Máquinas AT

El segundo paso en la evolución de las PCs, sedio con la introducción del microprocesador80286 de Intel, también producido por AMD yHarris Semiconductor, entre otros.

El 80286 se presentó en un novedoso empa-que denominado PLCC (Plastic Leaded ChipCarrier o contenedor para chip de plástico conterminales). Tenía 64 terminales y necesitaba unzócalo especial para su montaje; la razón de esto,es que las líneas necesarias para manejar los 16bits de su bus de datos, así como los 16 MB quetenía de RAM máxima, requirieron una cantidadde terminales mayor que la que podía manejar-se cómodamente en los tradicionales encapsu-lados tipo DIP; así, colocando las terminales máscerca una de la otra y rodeando completamentetoda la periferia del dispositivo, se logró tenerun encapsulado pequeño (lo que reducía costosde fabricación). Sin embargo, el coprocesadormatemático siguió siendo tipo DIP de 40 termi-nales; de ahí que en toda tarjeta 286 se incluíasu respectivo zócalo.

Tan ventajoso resultó este tipo de encapsula-do, que en la actualidad se sigue utilizando am-pliamente; sobre todo en microcontroladores deaplicación específica para control electrónico.

Máquinas 386DX

Ante la llegada de la siguiente generación demicroprocesadores –conocida genéricamentecomo 386, también por la matrícula de los cir-cuitos de Intel–, dejó de ser una solución la al-

ternativa de colocar las terminales completa-mente alrededor del dispositivo; tómese en cuen-ta que eran muchas más las terminales que senecesitaban para manejar los 32 bits del busexterno de datos y los 4 GB de memoria RAMmáxima posible.

En vista de ello, Intel optó por colocar el mi-croprocesador en un nuevo tipo de encapsuladocerámico: el PGA (Pin Grid Array o arreglo demalla de terminales). Este encapsulado fue todoun descubrimiento, porque incluso hoy en díase sigue utilizando ampliamente para diversosmicroprocesadores.

En el caso del 386, el encapsulado poseía PGAde 132 terminales, y para montarse en la tarjetamadre requería un zócalo cuya forma fuese comola que se muestra en la figura 2A. Debido a queestos microprocesadores aún no poseían uncopro-cesador matemático, junto al zócalo del386 encontrábamos otro zócalo también para undispositivo PGA, aunque de 68 terminales: el387DX o dispositivos similares de compañías ri-vales.

La aparición de los primeros microproce-sadores 486, ocurre cuando, gracias a la dismi-nución del tamaño de los transistores en la obleade silicio, se empezaron a fabricar microprocesa-


dores todavía más pequeños. Pero como el en-capsulado era incosteable, en las últimas tarje-tas madre de esta generación se utilizaba un386DX en versión FPLC (Flat Pack Leaded Carrier)de QFP de 132 terminales, con tecnología de mon-taje superficial; es decir, el microprocesador sesoldaba directamente sobre las pistas de la tar-jeta madre (figura 2B).

Si bien se abatieron gastos de producción yde montaje del microprocesador (puesto que elfabricante de estos circuitos se ahorraba el cos-toso encapsulado cerámico tipo PGA, y el fabri-cante de tarjetas madre se ahorraba el zócalode montaje), esto se tradujo en la imposibilidadde actualizar los sistemas.

Máquinas 386SX

Ante la presión de los fabricantes de compu-tadoras, que ya poseían una gran variedad decircuitos y sistemas diseñados y optimizadospara trabajar con 16 bits, Intel se vio obligada aproducir una versión reducida de su microproce-sador 386DX: el 80386SX. Este microprocesadortenía un bus externo de datos de 16 bits y unacceso a memoria de tan sólo 16 MB, por lo queno necesitaba la gran cantidad de terminales queposeía el encapsulado PGA de su hermano el386DX; por ello, desde que fue lanzado al mer-cado, el 386SX vino en un encapsulado de mon-taje superficial de 100 terminales (figura 3). Jun-to a este dispositivo encontrábamos el zócalopara montar el coprocesador matemático, quevenía en versión PLCC.

El hecho de que el CPU estuviera soldado di-rectamente sobre la placa madre, imposibilita-ba por completo la actualización del circuito (amenos, claro, que se comprara otra tarjeta ma-dre). No obstante, considerando el tipo de públi-co al que estaba dirigido el 386SX, la necesidadde efectuar el cambio era realmente mínima.

Máquinas 486

Para la cuarta generación de microprocesado-res para PC, los diseñadores de Intel decidieronincorporar el coprocesador matemático en elmismo encapsulado del CPU, además de mane-jar de forma más directa la memoria caché ex-terna y conservar los 32 bits de bus externo dedatos y los 4 GB de memoria máxima posible.Por eso los microprocesadores 486 aparecieronen un encapsulado tipo PGA de 168 terminales(figura 4), mismo que se insertaba en un zócaloexclusivo (figura 5). En estas tarjetas madre noexistía un zócalo para coprocesador, porque,como se dijo, ya venía incluido en el circuito.

Debido a que en las primeras etapas de pro-ducción de estos chips hubo un porcentaje rela-tivamente elevado de fallas en el coprocesadormatemático, éste fue desactivado por Intel parapoder introducir sus dispositivos en el mercado;Figura 3

Figura 4


de esta manera, tomando en cuenta que el restode su funcionamiento era normal, se evitó quequizá fueran desechados. Y con el fin de dife-renciarlos con respecto a los que sí poseían FPU(unidad de punto flotante) integrada, Intel losbautizó como 486SX.

Por su extraño origen, los primeros 486SX (loscuales, como acabamos de señalar, no conta-ban con FPU) venían en un encapsulado idénti-co al del 486DX; sin embargo, cuando Intel me-joró sus procesos de producción y quiso retirarlosdel mercado, los fabricantes presionaron paraque se siguieran produciendo; y es que resulta-ban ligeramente más económicos para el con-sumidor final, además de que muy pocas aplica-ciones consideradas básicas requerían delcoprocesador matemático. Ante esa situación, ypara abaratar aún más el dispositivo, Intel pre-sentó una versión de montaje superficial QFP(Quad-Flat Pack) de 144 terminales (figura 6).Pese a su rotundo éxito, este circuito hacía for-zoso que en el sistema se tuviese que instalarun 486DX y desactivar el 486SX para incorporarun coprocesador matemático; en otras palabras,

el circuito SX permanecía inutilizado, lo que erauna solución absurda.

Con las máquinas 486, se dio por primera vezun gran avance en la velocidad de operación delos microprocesadores; los XT comenzaron en4.7 MHz y alcanzaron los 8 MHz; los 286 inicia-ron en 10 MHz y llegaron a 16 MHz; los 386 co-menzaron en 16 MHz y llegaron a 40 MHz; losprimeros 486 desarrollaban una velocidad de 25MHz, para terminar con rangos de hasta 133 MHz.

Debido a que todos los circuitos 486 veníancon el mismo encapsulado, se pensó en ofrecerla posibilidad de que el usuario actualizara susistema; sólo había que reemplazar un micro-procesador antiguo de baja velocidad por unonuevo de mayor desempeño. Mas al advertir elriesgo que se corría al sustituir el circuito instala-do en un zócalo tradicional, los diseñadores detarjetas madre comenzaron a incorporar un nue-vo tipo de zócalo: el ZIF-socket (siglas de Zero Inser-tion Force o cero fuerza de inserción, figura 7).

La determinación fue apoyada por Intel, com-prometiéndose a que todas las nuevas genera-ciones de microprocesadores permitiesen la ac-tualización de las máquinas que contasen conun zócalo especial denominado Socket-4; y aun-que la promesa nunca fue cumplida, sirvió paraestandarizar este tipo de zócalos (de hecho, hoyson los más empleados en la industria de la com-putación). La principal ventaja del ZIF-socket, esque puede recibir un microprocesador sin elmenor riesgo de dañar alguna de sus termina-les, lo que a menudo sucedía con los circuitosde un socket tradicional.

El ZIF-socket posee una palanca que al serlevantada libera por completo los orificios delsocket, de modo que el circuito pueda entrar ysalir sin el menor esfuerzo; una vez colocado,basta con bajar dicha palanca para que quedebien instalado y con sus conexiones eléctricascorrectamente establecidas. Por último, cabemencionar que este tipo de socket marcó la pautaque se sigue hasta la fecha.

Máquinas de quinta generación

En su quinta generación de microprocesadores,Intel incorporó una serie de características que

Figura 5

Figura 6


los hacían incompatibles con los encapsuladosanteriores; por ejemplo, aumentó el tamaño delbus de datos externo hasta 64 bits (contra los 32del 486); diseñó un nuevo tipo de ranura de ex-pansión de alto desempeño (denominado “busPCI“); hizo que el microprocesador dependieraaún más de la memoria caché externa, etc. Portodo esto, el Pentium salió al mercado en unencapsulado tipo PGA de 321 terminales (figura8); en consecuencia, los fabricantes de tarjetasmadre se vieron obligados a incorporar un socketespecial para su alojamiento (los primerosPentium utilizaron el Socket-5; luego pasaron alSocket-6, y finalmente llegaron al Socket-7, quese sigue empleando hasta la fecha.

Todas las tarjetas madre producidas a partirde la quinta generación son de tipo ZIF-socket;así que el montaje y retiro del circuito es suma-mente sencillo (figura 9).

El Socket-7 representa uno de los máximospuntos de evolución de este tipo de conector paramicroprocesadores; simplemente recordemosque hasta la fecha lo siguen tomando como re-ferencia numerosos fabricantes. Los circuitosque pueden montarse en este conector son:Pentium tradicional y Pentium MMX de Intel; K5,K6, K6-2 y K6-3 de AMD; 6X86, 6X86L, 6X86MXy M-II de Cyrix; el IDT-C6 de Centaur Tech, y elrecientemente llegado uP6 de Rise Tech.

Como puede apreciar, la variedad de micro-procesadores que se pueden montar en una tar-jeta madre con conector tipo Socket-7 abarcadesde los más básicos hasta los más avanzados;o lo que es lo mismo, existe un amplio margende posibilidades para la actualización. Aquí cabehacer una aclaración, pues hace poco surgió unavariante del Socket-7: la Super-7, que es física-mente idéntica; la diferencia consiste en que esteúltimo puede trabajar con un bus frontal corrien-do a 100 MHz (contra el límite de 66 MHz delSocket-7 tradicional). Si a usted le interesa ac-tualizarse con los nuevos procesadores que co-rren a más de 400 MHz, tendrá que conseguir

Figura 7

Principio de operación de unZIF socket (1): Para incertar

el CPU primeramente hayque levantar la placa (2),

con lo que entra sin ningúnesfuerzo (3). Para

asegurarlo en su sitio, sólobaje la palanca (4).

Figura 8

A B

C D


una tarjeta de este tipo (conocida también como“estándar PC-100“).

Habiendo llegado a este punto, Intel resintióel hecho de que, tan pronto como ofrecía a losconsumidores un nuevo estándar de conectorpara sus microprocesadores de nueva genera-ción, la competencia comenzaban a imitarlo paraarrebatarle un segmento significativo del mer-cado. Con el propósito de superar la situación,esta compañía decidió dar un paso muy arries-gado que, seguramente usted lo sabe, resultó unfracaso comercial. Veamos como sucedieron lascosas.

Primeros microprocesadores de sextageneración

Aún no se terminaba de consolidar el Pentiumcomo el microprocesador dominante, cuando en1995 Intel lanzó al mercado un nuevo dispositi-vo con características revolucionarias: elPentium Pro (figura 10A), cuyo surgimiento, porrepentino, tomó desprevenidos tanto a los fa-bricantes ensambladores de PCs.

Este circuito fue el primero en incorporar enel mismo encapsulado la memoria caché L2, cuyavelocidad se iguala con la del núcleo delprocesador; con base en esto, resulta potencial-mente mucho más rápido y poderoso que losmicroprocesadores anteriores. Para alojarlo, fuenecesario diseñar un nuevo tipo de encapsula-do (PGA de 387 terminales) y un nuevo tipo deZIF-socket (Socket-8, figura 10B) que se adapta-ra a la curiosa forma rectangular del CPU.

Este microprocesador tuvo un éxito inmedia-to entre los artistas gráficos, los diseñadores de

efectos en 3D, los programadores expertos y, engeneral, entre quienes demandan el mejor des-empeño posible sin importar el costo. Todo locontrario ocurrió cuando fue ofrecido al públicoen general, por su alto costo.

Para evitar que la competencia imitara suencapsulado y pudiera montar sus microprocesa-dores en las tarjetas diseñadas para un PentiumPro, Intel rodeó de patentes muy bien protegi-das todos los protocolos de comunicación entreel dispositivo y sus periféricos (especialmentecon el chipset y con su memoria caché); estoimplicaba que si otra empresa decidía lanzar almercado un microprocesador similar, se veríaenfrascada en interminables y costosas batallaslegales, que de seguro se inclinarían finalmentedel lado de Intel. Ante tal panorama, ninguna com-pañía rival se animó a tratar de competir en estesegmento del mercado; de cualquier forma, debi-do al alto costo del Pentium Pro, este tipo de tarje-tas madre aparecieron y desaparecieron en cortotiempo, sin incidir sensiblemente al mercado.

El Slot-1 y las máquinas de sextageneración mejorada

Llegamos por fin al panorama actual. Al adver-tir el fracaso del Pentium Pro, y buscando toda-vía diseñar un nuevo tipo de conector que nopudiera ser copiado fácilmente por la competen-cia, Intel presentó al mercado electrónico sumicroprocesador Pentium II, que fue el primero

Figura 9

Figura 10

A

B


en utilizar un revolucionario tipo de encapsula-do: el SEC (siglas de Single Edge Connector oconector de extremo sencillo, figura 11A); a lapar, tuvo que surgir un nuevo tipo de conector:el Slot-1 (figura 11B).

Podemos decir que en realidad el Slot-1 eseléctricamente idéntico al Socket-8, pero con unatransformación física. De hecho, el Pentium II noes más que un Pentium Pro al que se le han aña-dido las instrucciones MMX, se le ha retirado lamemoria caché L2 y se le ha colocado 512 KB decaché en una tarjeta adyacente, pero ahora co-rriendo a la mitad de la velocidad del núcleo delCPU.

El Pentium II viene en un cartucho de dimen-siones considerables. Por ello es muy complica-do colocarlo en un gabinete minitorre conven-cional; de preferencia, hay que ensamblar elsistema en un gabinete tipo ATX para apreciarlas ventajas que tiene este microprocesador. Laforma de hacer el montaje es muy sencilla: en latarjeta madre, en los extremos del Slot-1 hay dospostes ranurados donde se desliza el Pentium II;se inserta éste firmemente en el Slot-1 y, cuan-do llega a su posición de trabajo, unos segurosque tiene en sus costados lo sujetan a los pos-tes; de esta manera queda en su posición co-rrecta y a prueba de aflojamientos futuros.

El Pentium II triunfó donde el Pentium Pro nopudo hacerlo, alcanzando muy rápidamente unlugar preponderante en la preferencia del públi-

co deseoso de mayor desempeño. Este disposi-tivo alcanza velocidades que oscilan entre los266 MHz y los 550 MHz; al menos, hasta el mo-mento de escribir el presente artículo. Sin em-bargo, enfrenta un problema no previsto por losingenieros de Intel: la cerrada competencia en-tre los diversos productores de partes para PC(gabinetes, tarjetas madre, discos duros, unida-des de disquete, lectores de CD-ROM, tarjetas deaudio, etc.), ha provocado que los precios de lascomputadoras comiencen a bajar a niveles in-sospechados; de tal manera que si un fabricantecoloca un Pentium II en su sistema, este dispo-sitivo puede llegar a representar alrededor del35-40% del costo total de la máquina; o sea, esrelativamente costoso.

Celeron

Para adaptarse a esta situación, las empresasrivales de Intel (a saber, AMD con su K6, K6-2 yK6-3; Cyrix con su M-II e IDT con su C4) decidie-ron bajar los precios de sus microprocesadores;lo hicieron a tal grado, que un ensamblador dePCs podía ofrecer al público, a precio accesible,una computadora completa, con característicasmultimedia, con disco duro grande y con sufi-ciente potencia de cómputo para que el sistemase comportara a la altura de una máquina deúltima generación; hablamos de un precio infe-rior a los mil dólares (aunque recientemente enEstados Unidos han aparecido máquinasmultimedia completas que cuestan aproximada-mente USD $500; y parece que sigue esta ten-dencia a la baja).

Ahora bien, el mercado de máquinas relati-vamente económicas no es una novedad; a de-cir verdad, siempre ha existido. Pero tradicional-mente, las máquinas de bajo precio que seofrecían por lo general eran sistemas con un mi-croprocesador de generación anterior, con pocacapacidad de almacenamiento y, en pocas pala-bras, muy limitadas para el trabajo diario; así queno representaba un nicho de mercado interesan-te para una compañía de tecnología de puntacomo Intel. Pero en la actualidad, gracias a lasofertas de AMD, Cyrix e IDT, ahora el consumi-dor puede acceder a un sistema de última gene-Figura 11

A

B


ración, ideal para necesidades de hogar y de ofi-cina, y a un precio realmente atractivo; con esto,el mercado de las máquinas llamadas “sub-1000”pronto se ha ido convirtiendo en un porcentaje sig-nificativo de la venta de computadoras nuevas.

La presión que trajo consigo este nuevo mer-cado –para el que no estaban preparados–, obli-gó a los diseñadores de Intel a trabajar a mar-chas forzadas; fue así que poco tiempo despuéspresentaron al público su microprocesadorCeleron (figura 12A); se trata de un dispositivocreado exclusivamente para el mercado de com-putadoras económicas. El Celeron, es práctica-mente un Pentium II al que se le han retirado loschips de memoria caché L2 (dado que éstos repre-sentan un alto porcentaje del costo del circuito).

Desafortunadamente, Intel no obtuvo de esemovimiento los beneficios que esperaba, y es quelos ensambladores de computadoras, al detec-tar la falta de caché L2 y la pérdida en desempe-ño que implicaba, emigraron masivamente a losmicroprocesadores de compañías rivales, queofrecían un mejor desempeño por un costo mu-cho menor. El Celeron original apareció con unavelocidad de 233 MHz y llegó hasta los 300 MHz.

Nuevamente presionada por el mercado, estavez por la demanda de una memoria caché L2para mejorar el desempeño de su sistema, Intelpresentó un nuevo tipo económico: el Celeron300A. La principal característica de esteprocesador, fue la incorporación de una peque-ña memoria caché L2 adosada en el mismo chipdel CPU; por eso corre a la misma velocidad delnúcleo del circuito. Ahora sí, Intel logró acertar;ya podía ofrecer un CPU de desempeño muy si-

milar al de su primo cercano, el Pentium II, peroa un precio muy reducido.

Actualmente, cualquier Celeron que tengavelocidad de reloj igual o mayor a 333 MHz yatrae incorporada la memoria caché L2; sólo serecomienda tener cuidado al adquirir un Celerona 300 MHz, para comprobar si es del tipo 300común (sin caché) o 300A (con caché). Para iden-tificarlos, simplemente pida al vendedor quemonte el microprocesador en una tarjeta madrey la eche a andar; el BIOS reconocerá de inme-diato qué tipo de Celeron es y lo indicará en lapantalla inicial.

Y una precaución adicional para cuando vayaa adquirir un microprocesador Celeron: como re-cientemente los ingenieros de Intel decidieronregresar a los encapsulados tradicionales tipoPGA, el hecho de tener que colocar al Celeronen su encapsulado normal y luego montarlo enla tarjeta de circuito impreso para finalmenteinsertarlo en el Slot-1, resulta demasiado costo-so; ante esta situación, esta compañía lanzó almercado un nuevo tipo de Celeron en encapsu-lado cerámico tipo PGA de 370 terminales (figu-ra 12B), que para ser montado necesita forzosa-mente una tarjeta madre exclusiva con un socketespecial (el Socket-370, figura 12C).

Aunque teóricamente se habría podido mon-tar un Celeron en un Socket-7, Intel decidió noseguir apoyando esta plataforma, que casi se en-cuentra acaparada por compañías rivales. Si vaa adquirir una computadora con procesadorCeleron, verifique el tipo de encapsulado en queviene; los circuitos de encapsulado tipo SEC, pue-den fácilmente actualizarse a Pentium II o inclu-

Figura 12

A

B

C


so Pentium III; los que vienen en Socket-370 notienen posibilidad de actualización.

(Por cierto, aquí hay buenas noticias paraquien compró un Celeron-370 pensando que erauno tipo SEC: han comenzado a venderse tarje-tas adaptadoras que se insertan en un Slot-1, yen las que se monta el microprocesador tipo PGA;así se pueden aprovechar este tipo de circuitos yse mantiene la opción de actualizaciones futu-ras, figura 13.)

Pentium II Xeon

El detalle de que la memoria caché L2 delPentium II corra a la mitad de la velocidad delCPU, lo hace poco viable para aplicaciones dealto poder (servidores, estaciones de trabajo,etc.) Para subsanar esta deficiencia, Intel presen-tó una variante del Pentium II conocida comoXeon (figura 14); se caracteriza principalmentepor tener mayor cantidad de caché L2 (1 MB ó 2MB), y porque ésta corre a la misma velocidaddel núcleo del CPU.

Debido a que este tipo de memoria resultaextremadamente costosa, el Xeon está limitadoa aplicaciones donde el alto desempeño es prio-ridad sin importar el costo (un Xeon puede cos-tar más de mil dólares). Lo más probable es que

este tipo de microprocesadores no lleguen a ma-nos del usuario típico.

Pentium III

En marzo de 1999, rodeado por una amplia pu-blicidad y como producto de otro gran esfuerzo,Intel presentó al público su nuevo micro-procesador: el Pentium III (figura 15). No obs-tante, diversos análisis de expertos en micro-procesadores, afirman que el Pentium III equivalea un Pentium II al que se le han añadido algunasinstrucciones para el manejo más fluido de es-cenarios y personajes en 3D, y que alcanza ma-yores velocidades de reloj (el Pentium II originaldesarrollaba 450 MHz, y sus versiones actualesalcanzan entre 500 y 550 MHz y ya “apuntan“ ahacerse todavía más veloces).

Al ser apenas una variante mejorada delPentium II, este nuevo dispositivo también utili-za el Slot-1 como zócalo para acceder a los re-cursos de la tarjeta madre; así, esta ranura hademostrado una longevidad notable, sobre todotomando en cuenta la “costumbre“ de Intel porcambiar de encapsulado en cada nueva genera-ción de microprocesadores; pero quizá tambiénahí esté la clave de tal longevidad: el Pentium II,el Celeron y el Pentium III son en realidad mi-croprocesadores de sexta generación que pre-sentan ligeras variantes entre sí; o sea que elSlot-1, hasta el momento, sólo se ha aplicado auna generación de microprocesadores.

Por otra parte, Intel ya anunció a sus clientesque cuando aparezca la séptima generación demicroprocesadores cambiará de conector (sedice que será bautizado como “Slot-2“). Mien-tras eso sucede, el Slot-1 seguirá siendo el do-minante en el mundo de las PCs.

Figura 13

Figura 14 Figura 15


Algunos principios teóricos

El sonido se produce por medio de vibracionesde distintos cuerpos físicos; esto genera pertur-baciones en el aire. Tales variaciones en la pre-sión del aire, llegan hasta el oído humano; aquíson detectadas por el tímpano, el cual finalmen-te las convierte en impulsos eléctricos que lle-gan al cerebro.

Pero no todos los sonidos que viajan por elaire pueden ser percibidos por el hombre; lasondas deben estar en cierto intervalo de frecuen-cias, que va de los 20 a los 20,000 Hertz. A esterango que varía de persona en persona e indicalos límites entre el mínimo y máximo audible, sele conoce como “banda de audiofrecuencia“.

Las señales electrónicas de alta frecuenciaque superan el límite de 1,000,000 Hertz (1 MHz),se consideran señales de radiofrecuencia. Su nom-

CIRCUITO DETECTOR DE

SEÑALES DE AF Y RF

CIRCUITO DETECTOR DE

SEÑALES DE AF Y RF

Oscar Montoya y Alberto Franco

En este artículo presentamos uncircuito que permite detectar la

presencia de señales electrónicas dela banda de radiofrecuencia (RF) y

de audiofrecuencia (AF). Susaplicaciones para detectar fallas en

aparatos electrónicos, dependenmucho de la habilidad e inventiva

del lector; pero seguramente sabráobtener el mayor provecho posible,

de una alternativa que le puedeapoyar en el servicio


bre se debe precisamente a que esta banda fueutilizada en un principio para la transmisión deprogramas de radio.

Forma en que se transmiten lasseñales de radiofrecuenciaPara viajar por el aire, estas frecuencias actúande la siguiente manera: las variaciones de la co-rriente eléctrica que atraviesa un conductor eléc-trico, generan ondas electromagnéticas; éstas,a su vez, son irradiadas desde el conductor cuan-do la frecuencia de dicha señal se aproxima alos 15 KHz o los supera. Gracias a esta propie-dad de irradiación o de desprendimiento, a lasseñales de tales frecuencias se les conoce como“señales de radiofrecuencia“ (RF).

Toda esta gama de frecuencias define lo quese denomina “espectro de RF“; y como éste esmuy amplio, se ha subdividido en bandas, lascuales tienen un propósito específico. Por talmotivo, todos los circuitos de RF se diseñan parauna banda en particular, de acuerdo con la apli-cación específica de que se trate.

En la tabla 1 se muestra un resumen de losintervalos de frecuencia del espectro de RF. Cabemencionar que a las frecuencias mayores de 1GHz se les conoce como “microondas“; su trata-miento es un tanto distinto de lo que aquí seexplica.

Forma en que se transmiten las señales deaudiofrecuenciaEn primer lugar, recordemos que las señales deaudiofrecuencia pueden provenir de fuentes

como las cuerdas vocales (en forma de voz), elclaxon de un automóvil, etc. Para poder trans-mitir a distancia esta señal, es necesario con-vertirla en impulsos eléctricos; esto se logra através de un transductor, que principalmenteconsiste en un fonocaptor (un micrófono porejemplo) y convierte las vibraciones de la señalaudible en impulsos eléctricos (acción similar ala del oído). Pero en vista de que esta señal esmuy pequeña, hay que amplificarla para poderlaprocesar antes de su transmisión.

Como ya mencionamos, una señal puede serirradiada por un conductor a partir de los 15 KHz;esta frecuencia todavía cae dentro de la señalaudible, y resulta adecuada para transmitirse pormedio de una antena (conductor propicio parala irradiación de señales de RF). El problema esque es muy susceptible a las influencias del me-dio ambiente, por lo que puede sufrir perdidas omodificaciones durante su transmisión; paraevitarlo, la señal de AF se combina con una se-ñal de RF que normalmente debe ser mayor enfrecuencia.

A este proceso de combinación de frecuencias,se le conoce con el nombre de “modulación“(modificación de magnitud); la modificación pue-de ser en frecuencia (FM) o en amplitud (AM).

La señal que se modifica es la de RF, y la mag-nitud de la modificación es exactamente la mag-nitud de la señal de AF (figura 1).

Frecuencia

3 - 30 kHz30 - 300 kHz300 kHz - 3MHz3 - 30MHz30 - 300MHz300MHz - 3GHz3 - 30GHz30 - 300GHz

Representación

VLFLFMFHF

VHFUHFSHFEHF

Definición

Muy baja frecuenciaBaja frecuencia

Frecuencia mediaAlta frecuencia

Muy alta frecuenciaFrecuencia ultra altafrecuencia super altafrecuencia extra alta

Bandas en RF

Tabla 1

+

0

-

t

Modulación en AM

Moduladora

Portadora

Señal de AMFigura 1


A la señal de RF se le conoce como “portado-ra”, y a la de AF como “moduladora” o envolvente.

Operación del circuito

La función de la señal portadora termina cuan-do, por ejemplo, la señal de amplitud moduladaha llegado a su destino. En algún punto del re-ceptor se encuentra un circuito especial (undemodulador o detector) que se encarga de se-parar la señal modulante de la portadora. Tal tipode configuración, es la que se utiliza para el cir-cuito detector de señales de AF y RF mostradoen la figura 2.

Este circuito es muy barato, compacto y fácilde armar; con él podemos rastrear la presenciade señales de audiofrecuencia y radiofrecuen-cia. Básicamente, consiste en una etapa de en-trada de separación de señal, un amplificadorde audio y una bocina que emite un sonido cuan-do detecta las señales.

La punta de prueba está conectada a un inte-rruptor de un polo y dos tiros, el cual separa lasetapas correspondientes a audiofrecuencia y ra-diofrecuencia; éstas se describen en la figura 3.

Operación del circuito

Cuando el circuito se encuentra con el interrup-tor en la posición de radiofrecuencia, la entradase conecta al arreglo de resistencias, capacitor ydiodo, tal como se muestra en la figura 3A. Estearreglo actúa como un circuito demoduladorpara separar la componente moduladora de laseñal de radiofrecuencia; a esta configuracióndel circuito demodulador también se le conocecon el nombre de “detector de pico positivo“.

El circuito se encarga de detectar los picos deentrada, de manera que la salida es igual a laenvolvente positiva (superior). Debido a estotambién recibe el nombre de “detector de envol-vente“.

Durante cada ciclo de la portadora, el diodoconduce momentáneamente; esto permite queel capacitor se cargue hasta el voltaje pico decada ciclo de la portadora que se esté procesan-do. Entre cada pico, el capacitor se descarga através de la resistencia R. Si se logra que la cons-tante RC sea mucho mayor que el periodo de laportadora, se conseguirá que la descarga seamínima entre el ciclo y que se elimine la mayorparte de la portadora.

AF

AF

RF

C10.001µf

C20.1µf

RF

D1

VR1 C41µf

R310Ω

C5220µfd47k

R2

22k

R1

OA79

22K

C310µf

8Ω

6 1 8

5

42

3

Circuito detectorD1= OA79 o su equivalente en diodo de germanio

+6v

LM386

+V +V

t

-V -V

Señal de RFSeñal moduladora separada

A

B C

Figura 2


La salida del circuito se ve como la envolven-te superior, con un poco de rizado (figura 2C).

Como podemos apreciar, el uso de filtroscapacitivos no está limitado a las fuentes de ali-mentación; por el contrario, tienen muchas apli-caciones en el procesamiento de señales.

Al separarse la señal envolvente de la porta-dora, se obtiene la señal moduladora; ésta pue-de ser amplificada mediante la siguiente etapa,y se utiliza para generar un tono de audio enuna bocina de salida. De esta forma, cuando seconecta la punta de prueba a un circuito y sedetecta la presencia de una señal de radiofre-cuencia, en la salida se obtiene un tono.

Al colocar el interruptor en la posición deaudiofrecuencia, la punta de prueba queda aco-plada directamente a la entrada del amplifica-dor de audio que describiremos más adelante(figura 3B).

En ambos circuitos, para audiofrecuencia ypara radiofrecuencia, el potenciómetro regula laintensidad del voltaje de entrada; esto se tradu-ce en el volumen de la salida en la bocina.

Finalmente, la etapa de salida consta de unamplificador de audio. Nosotros utilizaremos unamplificador LM386 (figura 4), entre cuyas ca-racterísticas está la de amplificación de alta ga-nancia (lo cual permite procesar las señales queprovienen de nuestra punta de prueba).

Este dispositivo tiene una ganancia (factor deamplificación) fija de 20; pero mediante compo-nentes externos se puede ajustar, para que seade 200. En este caso, nuestro circuito está confi-gurado para tener la ganancia máxima de 200.

En la figura 5 se muestra el circuito impreso,tanto del lado de soldaduras como del lado decomponentes, y en la figura 6 se muestra el pro-yecto ya construido.

Uso del circuito en la detección de fallas

La operación básica de este circuito es realmen-te sencilla. Lo único que hace es detectar la pre-sencia de señales de audiofrecuencia y radiofre-cuencia, con la ayuda de una bocina.

Se trata de una herramienta útil para locali-zar fallas en equipos de audio. Sirviéndonos deun generador de audio para inyectar estas seña-

les al circuito, podemos utilizar nuestro detec-tor para verificar si la señal está fluyendo pordonde esperamos. También podemos rastrear laseñal desde que llega al receptor o, en su caso,desde la salida del transmisor, para saber aislaralguna avería en estas etapas.

Lo ideal en este tipo de pruebas, es tener unosciloscopio con el suficiente ancho de bandapara detectar la señal tanto de audiofrecuenciacomo de radiofrecuencia; pero aquí encontramosun inconveniente: hacer esto de manera direc-

Amplificadorde potencia

C1

C2RF

D1

R2

R1

VR1Punta de prueba

Amplificadorde potencia

AF C1

VR1

Punta de prueba

Etapas separadas para el trazador

A

B

Figura 3

-

+Señal de entrada

VR1

VR1 Controla el nivel de señal de entrada

36

18

54

LM386

C4

1µf

C5

220µf

R310Ω

+6V

C3 10µf

Salida

Etapa de amplificación y salida del circuito

Figura 4


ta, no siempre es posible; la señal puede ser tanbaja, que el osciloscopio sería incapaz de refle-jarla por entero. Lo que hay que hacer entonces,es conectar nuestro circuito de modo que la sa-lida ocurra por el osciloscopio o por el multímetroy no por la bocina; así, podríamos medir peque-ñas señales durante las pruebas o la localiza-ción de fallas.

En general, no se requiere un amplificadorpara un osciloscopio, ya que este aparato cuen-ta con amplificadores internos.

5 cm

4 Cm

8Ω

C5

C4

C1 R2

C2D1R1VR1R3

C36V

Detector de AF-RF

Circuito impreso lado soldadura Circuito impreso lado compoenentes LM386(circuito integrado de 8 patas)

Figura 5

Figura 6

Equipo necesarioPara llevar a cabo con éxito una reparación encircuitos de RF o AF, se necesita, como ya ha-bíamos comentado, equipo especializado; tal esel caso de un generador de audio (el cual es undispositivo que entrega en su salida señales cuyafrecuencia se encuentra en el rango de lasaudibles), además de los detectores e instrumen-tos de medición ya especificados.

El técnico en electrónica, normalmente dis-pone de los elementos mínimos necesarios pararesolver diversos problemas en los equipos quese le confían; pero siempre conviene tener di-versas alternativas, para cuando no se puedenadquirir los aparatos de medición por su alto pre-cio (aunque, viéndolo bien, su utilidad justificala inversión).

Y el objetivo principal del circuito detector deAF y RF que hemos propuesto, es precisamenteproveer una alternativa de medición para el téc-nico que carece de los instrumentos necesarios;además, se trata de un dispositivo portátil quepuede funcionar incluso con una pila de 9V (mí-nimo 4V, que es con lo que se alimenta un am-plificador; y si acaso se desea hacer menor con-sumo, existen amplificadores que sólo requierende 3V de alimentación).

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Agosto 1999

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Circuitos de memoria RAM

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