electronica y servicio 22

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CONTENIDO

www.centrojapones.com.mx

FundadorProfr. Francisco Orozco González

Dirección editorialLic. Felipe Orozco Cuautle([email protected])

Dirección técnicaProfr. J. Luis Orozco Cuautle([email protected])

AdministraciónLic. Javier Orozco Cuautle([email protected])

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Gerente de publicidadRafael Morales Molina([email protected])

Gerente de división seminariosProfra. Patricia Rivero Rivero

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

Editores asociadosLic. Eduardo Mondragón MuñozJuana Vega Parra

Colaboradores en este númeroProfr. Armando Mata DomínguezIng. Leopoldo Parra ReynadaIng. Carlos García Quiroz

Diseño gráfico y pre-prensa digitalD.C.G. Norma C. Sandoval Rivero([email protected])D.G.Carolina Camacho CamachoD.G. Ana Gabriela RodríguezGabriel Rivero Montes de Oca

Apoyo fotográficoRafael Morales Orozco

Publicidad y ventasCristina Godefroy T. y Rafael Morales M.

Suscripciones

Isabel Orozco Cuautle ([email protected])

Electrónica y Servicio, Enero del 2000, Revista Mensual. Editor Res-ponsable: Felipe Orozco Cuautle. Número Certificado de Reserva deDerechos al Uso Exclusivo de Derechos de Autor 04-1999-041417392100-102. Número de Certificado de Licitud de Título: 10717.Número de Certificado de Licitud en Contenido: 8676. Domicilio de laPublicación: Norte 2 #4, Col. Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec,Estado de México. Impresión: Impresos Publicitarios Mogue/José LuisGuerra Solís, Vía Morelos 337, Col. Santa Clara, 55080, Ecatepec,Estado de México. Distribución: Distribuidora Intermex, S.A. de C.V.Lucio Blanco 435, Col. San Juan Ixhuaca, 02400, México, D.F. y Cen-tro Japonés de Información Electrónica, S.A. de C.V. Norte 2 # 4, col.Hogares Mexicanos, 55040, Ecatepec, Estado de México.Suscripción anual $480.00 ($40.00 ejemplares atrasados)para toda la República Mexicana, por correo de segunda clase(80.00 Dlls. para el extranjero).Todas las marcas y nombres registrados que se citan en los artí-culos, son propiedad de sus respectivas compañías.Estrictamente prohibida la reproducción total o parcial por cual-quier medio, sea mecánico o electrónico.El contenido técnico es responsabilidad de los autores.

No.22, Enero del 2000

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

Perfil tecnológicoLos orígenes de la electrónica(segunda parte)............................................10Leopoldo Parra Reynada

Leyes, dispositivos y circuitosAnálisis y prueba de semiconductores..... 16Leopoldo Parra Reynada, en colaboración

con Felipe Orozco Cuautle

Qué es y cómo funcionaProyectores y retroproyectores detelevisión (segunda y última parte)............23Armando Mata Domínguez

Servicio técnicoEl visualizador de cristal líquidode las videocámaras....................................36Armando Mata Domínguez

Sincronización del mecanismo de carruselde reproductores de CD Aiwa.....................44Armando Mata Domínguez

Ajustes de la banda reguladora detensión de las videograbadoras................. 50José Luis Orozco Cuautle

El servomecanismo de tambor envideograbadoras Sony................................ 55Carlos García Quiroz

Electrónica y computaciónUso de la tarjeta de diagnóstico Posten la reparación de PC’s............................. 63Leopoldo Parra Reynada

Proyectos y laboratorioConociendo el osciloscopio.......................71Armando Mata Domínguez

DiagramaSistema de componentes de audio

Aiwa NSX-S94 y NSX-S95

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7ELECTRONICA y servicio No.22

CIENCIA Y NOVEDADES

TECNOLOGICAS

CIENCIA Y NOVEDADES

TECNOLOGICAS

CIENCIA Y NOVEDADES

TECNOLOGICAS

CIENCIA Y NOVEDADES

TECNOLOGICAS

Y ahora la PC alcanza 1GHz de velocidad

Incluso quienes estamos habituados al vertigi-noso desarrollo de la tecnología electrónica, quenos ha permitido pasar en pocos años desde losrobustos televisores y radios a bulbos, hasta losrefinados aparatos de audio y video fabricadoscon base en transistores y circuitos integrados,no deja de sorprendernos el gran avance del quedía con día nos enteramos, particularmente enuna rama de gran dinamismo: la informática. ¿Yahora qué, se preguntará el lector?

Si nos asombramos con las primeras compu-tadoras PC, y después con todas las generacio-nes que se han derivado, hasta llegar a los po-derosos microprocesadores Pentium III de Intely Athlon de AMD, ¿qué diremos ahora de lasmáquinas que corren a 1 gigahertz de velocidad?Un millón de hertzios es una velocidad realmentepasmosa, aunque tal vez no sea más que unatortuga en el camino dentro de pocos años, cuan-do las aplicaciones también hayan evoluciona-do (el reconocimiento de voz es una de las áreasde mayor promesa, y ésta requiere una gran ca-pacidad de procesamiento).

En la actualidad, ya no es extraño hablar decomputadoras cuyos procesadores corren a cien-tos de millones de ciclos por segundo (la veloci-dad “estándar” es de 400-500 MHz), con capaci-dad de almacenamiento que se mide en miles

de millones de bytes, memoria de trabajo de de-cenas de megabytes, etc.; y todo ello a un precioque rara vez supera los mil dólares, una verda-dera ganga para el público promedio. Sin em-bargo, quienes necesitan el poderío de una es-tación de trabajo que les permita realizar laboresde alta complejidad (modelado en 3 dimensio-nes, cálculos de condiciones atmosféricas, es-tudios de turbulencia, diseño de mecanismos,etc.), siempre pueden optar por los sistemas dealto desempeño, que si bien no son máquinasbaratas, permiten realizar el trabajo más pesa-do en un tiempo razonable.

Precisamente, se acaba de anunciar el lanza-miento de la más poderosa de las estaciones detrabajo en estándar PC, de la mano de una com-pañía poco conocida entre los usuarios en ge-neral, pero prestigiada entre los conocedores:KrioTech. Esta empresa, que ha trabajado porvarios años en conjunto con AMD (fabricante delprimer microprocesador de séptima generación,el Athlon), ha podido llevar el rendimiento deestos dispositivos más allá de lo imaginable, gra-cias a la inclusión de un sistema refrigeranteespecial que mantiene al microprocesador tra-bajando varios grados bajo cero aún en condi-ciones de cálculos pesados.

Justamente, en el mes de noviembre de 1999,KrioTech anunció la aparición de la primera com-putadora en estándar PC corriendo a la fabulosa

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velocidad de 1GHz (mil millones de ciclos porsegundo), empleando para ello un procesadorAthlon al que se le han aplicado técnicas deoverclocking o aceleración (figura 1). Gracias ala baja temperatura, el microprocesador trabajaestablemente, lo que sin duda es un enorme lo-gro para quienes necesitan fuertes capacidadesde cálculo, pero que no pueden invertir grandessumas de dinero en una estación de trabajo de-dicada.

De momento no se ha planteado dirigir la tec-nología de KrioTech a los usuarios de aplicacio-nes de nivel intermedio; sin embargo, si estaempresa desarrolla alguna forma de reducir aúnmás el costo de su sistema refrigerante, parahacerlo accesible para los mercados masivos, nole extrañe que en poco tiempo la computadoraestándar esté rondando los mil MHz de veloci-dad.

A lo infinitesimal... y más allá

Recordará que en el número anterior de esta re-vista (precisamente en esta sección), hablamosde las dificultades que existen para producir mi-croprocesadores cada vez más avanzados, de-bido a que el grado de reducción de los transis-tores parecía estar alcanzando los límites que

impone la óptica para el proceso de manufactu-ra de tales dispositivos. Mencionamos entoncesque, con la tecnología actual, parece que hay unabarrera de alrededor de 0.05 micras para el ta-maño más pequeño de un transistor que es po-sible fabricar por medios ópticos (utilizando paraello haces de luz en el ultravioleta extremo), yque por ello ya se estaban experimentando connuevas tecnologías para la construcción de dis-positivos lógicos.

Pues bien, tenemos novedades que de confir-marse pueden ampliar la vida útil de la tecnolo-gía del silicio más allá de lo esperado. El profe-sor Chenming Hu, titular en las materias deelectricidad y ciencias de la Universidad deCalifornia, Berkeley (Estados Unidos), ha desa-rrollado una nueva arquitectura de transistorminiatura que permite realizar un dispositivo aun tamaño tan sorprendente como 0.018 micras(18 nanómetros, lo que significa un espesor dealrededor de 100 átomos de silicio).

Según lo que ha trascendido hasta la fechade la impresión de esta revista (el anuncio ofi-cial y la descripción de la tecnología no se darásino hasta diciembre de 1999), el método quesiguió el profesor Hu para establecer este nuevorécord mundial fue reconstruir físicamente lostransistores, colocando una compuerta en for-ma de tenedor, en contraposición con las com-

Figura 1

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puertas planas que se usan en la tecnología ac-tual.

Este método permite controlar ambos costa-dos del canal conductor en la estructura delMOSFET (contra una sola cara que se emplea enla tecnología plana convencional), lo que a suvez implica que se pueden hacer estructuras máspequeñas con la seguridad de que funcionaránadecuadamente. Tan efectiva parece ser esta tec-nología, que el profesor Hu ya ha anunciado queintentará reducir aún más el tamaño del transis-tor, llegando hasta una increíble magnitud de0.009 micras.

Si esta tecnología resulta tan efectiva comoparece, se podría incrementar en una proporciónde 400 veces el número de transistores suscep-tibles de ser incluidos en una pastilla de siliciodel tamaño de las que actualmente se utilizanen un microprocesador promedio, lo cual obvia-mente redundaría en dispositivos mucho máspoderosos, sin implicar con ello un aumentoexcesivo en el precio. Precisamente pensandoen el beneficio que esto podría traer a la huma-nidad en su conjunto, el profesor Hu ha anun-ciado que no patentará este nuevo desarrollo,dejándolo como “patrimonio general” para quecualquier compañía pueda emplearla y producirasí microprocesadores (o circuitos electrónicosen general) más avanzados y poderosos.

¿El fin del libro?

En este año que se conmemora oficialmente el500 aniversario del nacimiento de Gutenberg, losformatos electrónicos parecen amenazar al li-bro. Ya en el número anterior hablamos de unsistema de enciclopedia en minidiscos ópticosdiseñado por Sony, aunque no es la única alter-nativa; y de hecho no es la más conocida, puesmillones de documentos electrónicos en forma-to PDF (Portable Document File) circulan a diariopor la red Internet.

Ahora una modalidad que pretende alternarcon el libro, es un sistema de pantalla plana por-tátil con la forma parecida a un volumen impre-so de tamaño mediano (figura 2). Obviamente,con una pantalla de este tipo el lector puede

Figura 2

transportar consigo una gran cantidad de “libros”y desplegarlos para su lectura en cualquier sitio,como lo haría con un volumen de papel, que selee en la biblioteca, en el colegio, en el camión,en un parque o en cualquier lugar. La cuestiónes que no hay libros físicos, sino archivos que sedescargan del Internet mediante una cuota al edi-tor (dos o tres dólares en promedio).

Además, si el lector lo desea, algunas moda-lidades ofrecen la posibilidad de imprimir los tí-tulos cargados en memoria, de tal manera quepueda leerlos en papel, como estamos acostum-brados. Otra gran ventaja de estos sistemas –además de la portabilidad y del bajo costo– es laposibilidad de hacer anotaciones, editarlas y bo-rrarlas en cualquier momento; navegar en la lec-tura mediante un sistema de referencias cruza-das; manejar las propiedades ópticas de lapantalla; etc.

Los dos principales fabricantes de estas pan-tallas son: Rocket eBooK (http://www.rocket-ebook.com) y SoftBook Press (http://www.softbook.com). Le recomendamos que visite sussitios en Internet.

La humanidad ha leído libros impresos pormilenios, ¿será que pronto tengamos que adqui-rir todos nuestros títulos por Internet?

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El electromagnetismo como ciencia

Una vez descubierta la conexión entre los fenó-menos eléctricos y magnéticos, no pasó muchotiempo antes de que se creara toda una cienciarelacionada, impulsada sobre todo por los des-cubrimientos de Ampére (ya mencionados en elartículo anterior) y por hallazgos como los deMichael Faraday, quien descubrió que así comouna corriente eléctrica provoca un campo mag-nético, la presencia de éste en las cercanías deun conductor eléctrico también produce unacorriente eléctrica “inducida”.

Es célebre el experimento que consistió enintroducir un imán en una bobina de alambre,donde se mostró que el electromagnetismo setraducía en un voltaje inducido en los extremosde esta última (figura 1). Este descubrimiento

(Segunda parte)(Segunda parte)

Leopoldo Parra Reynada

ORIGENES DE LA

ELECTRONICA

ORIGENES DE LA

ELECTRONICA

Continuando con el estudio de laforma en que surge la ciencia de la

electrónica, en este artículo veremoslas investigaciones que condujeron

al desarrollo de los primeroselementos electrónicos: las válvulas

de vacío.

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aparentemente tan sencillo, dio origen a la pro-ducción de los primeros generadores de electri-cidad dinámica; y también permitió establecerla teoría por medio de la cual se habría de fabri-car el primer motor eléctrico.

A pesar de los enormes avances que ya setenían en la conexión práctica entre los fenó-menos eléctricos y magnéticos, la conexión ló-gica no resultaba tan evidente. No fue sino has-ta que James Maxwell postuló la “teoríaelectromagnética” (figura 2A), que se establecie-ron, sin lugar a dudas, los fundamentos teóricosde dichos fenómenos. Tan avanzada resultó estateoría, que postulaba la existencia de algo quehasta ese momento no había encontrado nin-gún investigador; Maxwell aseguró que si se te-nía una carga eléctrica en movimiento constan-te, alrededor de ella se formaría un campomagnético que induciría un campo eléctrico; y asu vez, que éste, induciría un nuevo campo mag-nético, y así sucesivamente (figura 2B).

Esta “realimentación positiva” debía permitirla formación de una onda desplazándose desdesu punto fuente (la carga en movimiento) haciatodas direcciones –y teóricamente hasta el infi-nito; pero con la distancia, dicha señal iría per-diendo potencia (podemos hacer una analogíacon lo que sucede cuando se deja caer un objetoen un estanque de agua tranquila; es fácil apre-ciar que en el punto exacto donde cayó, se for-ma una onda que comienza a viajar hacia el ex-terior; pero conforme ésta se va alejando delpunto de origen, más se debilita –aun y cuandoteóricamente podría llegar hasta los límites la-terales del estanque). Esta situación, pero en tres

Cor

rient

e va

riabl

e

Campos magnéticos(plano horizontal)Campos eléctricos (plano vertical)

James Clerk Maxwell

A

B

En 1831 Michael Faraday, descubrió y observófísicamente la inducción electromagnética.Primeramente, Faraday colocó limaduras de hierroen una hoja de papel, colocó debajo de ella un imány golpeó ligeramente la hoja para que las limadurasreaccionaran a la fuerza del imán; con este sencilloexperimento, Faraday descubrió que la influencia delos imanes se manifestaba en forma de “líneas defuerza”, mismas que forman un “campo magnético”que va desde un polo del imán hasta el otro.

Michael Faraday

Polo surPolo norte

Líneas de fuerza

Polo sur

Líneas de fuerza

Figura 1A

Polo sur

Campo magnético Electricidadinducida

Otro de los descubrimientos de Faraday, fue la inducciónde voltaje en una espira en movimiento, lo que daría origena las dinamos generadoras que se utilizan para producirelectricidad.

Figura 1B

Figura 2

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dimensiones, se repite con las ondas electromag-néticas.

Se descubren las ondas de radio

Este postulado planteó un reto interesante:¿cómo podía comprobarse la existencia de lasondas mencionadas por Maxwell? Aunque a fi-nales del siglo XIX se hicieron múltiples inten-tos por encontrar las ondas electromagnéticas,no fue sino hasta que al físico alemán HeinrichHertz se le ocurrió un experimento sumamenteingenioso, que se demostró que Maxwell teníarazón: utilizando como generador de ondas elec-tromagnéticas una “cámara de chispas” (recuer-de que una chispa eléctrica es en realidad unagran cantidad de cargas eléctricas moviéndoseen forma de ráfaga) y utilizando un gran arometálico con una pequeña discontinuidad como“receptor” de las ondas electromagnéticas, des-cubrió algo fascinante.

Al explorar con el aro en distintas posicionesy distancias alrededor del generador de chispas,encontró que, respetando fielmente los postula-dos de Maxwell, existía una cierta zona circularque rodeaba al generador en la cual la induc-ción electromagnética llegaba a su punto máxi-mo; esto se manifestaba en forma de una pe-queña chispa que saltaba en la discontinuidaddel aro receptor (figura 3).

Maxwell también advirtió que al aumentar odisminuir esa distancia específica, la induccióncasi se perdía, hasta el momento en que llegabahasta la siguiente zona de máxima inducción,separada de la zona anterior por una distanciaigual a la que se tenía con el centro del genera-dor (figura 4). Sin embargo, en este caso la chis-pa obtenida era un poco más débil; esta situa-ción prevalecía en tanto se mantuviera unadistancia en la que fuese prácticamente imposi-ble detectar la chispa resultante (a pesar de usararos receptores verdaderamente grandes). A fi-nal de cuentas, las observaciones de Hertz de-mostraron tres cosas:

1. Que una carga eléctrica en movimiento efec-tivamente produce ondas electromagnéticas asu alrededor.

2. Que dichas ondas presentan “simas” y “va-lles”; esto es, puntos de máxima inducción ypuntos de inducción nula a lo largo de su re-corrido.

3. Que la potencia de dichas ondas se reduceconforme están más alejadas de la fuente.

Chispainducida

Aro metálicoreceptor

Chispaeléctrica

Hertz confirmó experimentalmente el concepto de ondaelectromagnética introducido por Maxwell, demostrando asíque la electricidad puede transmitirse en forma de ondaselectromagnéticas.

Figura 3

Laboratorio de Hertz

Heinrich Hertz

Generadorde chispa

Zona de recepción fuerte

Zona de recepciónmenos fuerte

Zona de recepción débil

R

2R

3R

Figura 4

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Todo esto concordaba notablemente bien con elfenómeno propuesto por Maxwell; por lo tanto,quedó comprobada la existencia de las ondaselectromagnéticas, y que éstas se comportanexactamente en la forma que se había previsto.

Todo esto llevó a plantear otro cuestionamien-to interesante: si a partir de una carga eléctricapodían generarse tales “ondas electromagnéti-cas”, ¿acaso no era posible aprovecharlas paratransmitir mensajes?

Las primeras comunicaciones radiales

Siempre que se halle una posible aplicación prác-tica a algún fenómeno, habrá alguien que trata-rá de hacerla realidad. En este caso, el mérito dela aplicación práctica de las ondas electromag-néticas corresponde al investigador italianoGuillermo Marconi; a finales del siglo XIX, logróestablecer comunicación entre dos puntos dis-tantes utilizando única y exclusivamente lasondas electromagnéticas.

Marconi utilizó como generador de ondas unacámara de chispas muy similar a la empleadapor Hertz para comprobar la existencia de estefenómeno, aunque en versión reducida; utilizan-do como antena receptora una estructura pare-cida a un tendedero de ropa, encontró que eraposible codificar en alfabeto Morse un mensajeque se recibiría como una serie de impulsos eléc-tricos en el extremo receptor (figura 5). Sólo res-taba colocar una laminilla que vibrara ante lapresencia del campo inducido (produciendo unsonido), para que un telegrafista experto pudie-ra interpretar los “puntos y rayas” recibidos, de

la misma forma que si hubieran sido transmiti-dos por cable.

El éxito de la “telegrafía inalámbrica” fue in-mediato, al grado que a los pocos años ya sehabían conseguido transmisiones cruzando elCanal de la Mancha; incluso, en los albores delsiglo XX se consiguió una hazaña realmenteimpresionante: la transmisión de mensajes pormedio de ondas radiales entre América y Euro-pa, cruzando el Océano Atlántico. Sin duda al-guna, la aparición de la radio fue uno de los pun-tos detonantes que impulsó el desarrollo de laelectrónica; pero no fue el único, como veremosa continuación.

A pesar de las enormes ventajas que desdecualquier punto de vista representaba la telegra-fía inalámbrica, existían aún problemas muy se-

Cuando la cámara de chispascomienza a funcionar, la antenarecibe la inducción de voltajey lo convierte en electricidad, demodo que se escucha en la bocinaconectada en los extremosdel lazo de recepción.

Cámara de chispasAntena de recepción

Bocina captora

Experimento de MarconiLas técnicas de Marconi fueron labase para el desarrollo de la radio

Generador de

chispas 1

Generador de

chispas 2

Aparatoreceptor

?

Cuando se usaba la tradicional cámara de chispas, el receptorno podía distinguir entre dos o más señales que estuviesenalcanzando su antena.

Figura 5

Figura 6

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14 ELECTRONICA y servicio No.22

rios para su utilización de forma masiva: en pri-mer lugar, las cámaras de chispas enviaban on-das electromagnéticas en todo lo ancho del es-pectro; así que para un receptor ubicado alalcance de dos de estos aparatos, no había nin-gún método confiable con el cual determinar sila transmisión provenía de un emisor o del otro(figura 6); a su vez, esto prácticamente dejabacomo única alternativa la utilización del lenguajeMorse para las comunicaciones radiales, com-binando instantes de encendido-apagado de lacámara de chispas. Obviamente, esta situaciónera muy poco satisfactoria; así que se buscó lamanera de transmitir mayor cantidad de infor-mación y, de ser posible, sin la interferencia deemisoras cercanas.

Para resolver este problema, se dispuso de undispositivo de reciente desarrollo y de una nue-va rama de la tecnología que para ese entoncesapenas había nacido: la válvula de vacío y la elec-trónica, respectivamente.

Antecedentes de la válvula de vacío

El antecedente más antiguo que se tiene de undispositivo similar a la válvula de vacío es el“tubo de rayos catódicos” de Crookes. Durantesus investigaciones acerca de los fenómenos

eléctricos en el vacío, William Crookes colocóun par de terminales dentro de una campana alvacío, la cual estaba recubierta por dentro conuna fina capa de fósforo. Al aplicar un voltajeelevado entre ambas terminales, descubrió conasombro que del extremo con polaridad positi-va parecía salir una especie de “rayos” invisibles,y que éstos viajaban hacia la terminal positiva.

La mayoría de los rayos golpeaban la termi-nal positiva, y se cerraba el ciclo; pero los queescapaban por los bordes, iban a golpear el fós-foro que recubría la ampolla; de este modo, segeneraba una cierta luminosidad (figura 7). Comolos rayos invisibles salían del “cátodo” o termi-nal negativa del aparato, Crookes bautizó a estefenómeno como “rayos catódicos”; y entonces,este primitivo aparato se convirtió en el antece-dente directo de diversos dispositivos que se si-guen empleando hasta nuestros días (entre ellos,las pantallas de los televisores comunes).

Investigaciones posteriores demostraron quelos “rayos” que salían del cátodo en realidad erannumerosos electrones libres que, ante el impul-so del alto voltaje aplicado entre las terminales,“saltaban” del cátodo para viajar hacia el ánodo.Pronto se encontró que un cátodo caliente emi-tía mayor cantidad de electrones, y que al tra-tarse de una carga eléctrica dichas partículaspodían ser manipuladas por medio de camposeléctricos o magnéticos.

Esto dio como resultado que a finales del si-glo XIX, el físico alemán Carl F. Braun desarro-llara su “máquina de corriente variable”, ante-cedente de los modernos osciloscopios. Con estamáquina se manipulaban los electrones de for-ma que se concentraran en un haz muy fino, queprodujera un punto en una pantalla de fósforo;luego, por medio de campos eléctricos, se obli-gaba a dicho punto a desplazarse tanto horizon-tal como verticalmente en la pantalla; esto per-mitió al investigador visualizar por primera vezfenómenos eléctricos que de otra forma seríandemasiado rápidos para ser observados por me-dios mecánicos convencionales.

Sin embargo, tanto el tubo de rayos catódicoscomo la máquina de corriente variable en reali-dad no pueden considerarse antepasados direc-tos de las válvulas de vacío (aunque sentaron

Pantalla cubiertacon fósforo

Anodo

Rayos catódicosCátodo

Sombraproducida por el ánodo

+++ ---

Tubo deCrookes

Figura 7

Page 17: Electronica y Servicio 22

15ELECTRONICA y servicio No.22

todas las bases teóricas de su funcionamiento).Durante sus investigaciones, Thomas AlvaEdison desarrolló la bombilla eléctrica, basán-dose en un fenómeno muy curioso: al colocarun alambre adicional al filamento incandescen-te, y al aplicar un voltaje entre ambos elemen-tos, descubrió que se establecía un flujo de elec-trones entre el filamento y el alambre cuando lapolaridad era “filamento (–)” y “alambre (+)”; y sila polaridad se invertía, el flujo de corriente eraanulado (figura 8). A pesar de su genialidad,Edison no encontró una aplicación inmediata adicho fenómeno; mas como buen visionario, lopatentó con el nombre de “efecto Edison”, y es-peró a que algún otro investigador le encontra-ra una aplicación práctica.

Aparece el diodo

El mérito de la invención del diodo correspondeal investigador norteamericano John AmbroseFleming, quien llevó el diseño de Edison más allá,

Efecto Edison

Alambreinterno

Flujo de electrones

Bombillaal vacío

Filamento

Figura 8

Cátodo Anodo

Calefactor

Estructura simplificada de una válvula diodo

El calefactor dentro del cátodo genera electrones libres alrededor de este cilindro. Si se aplica un voltaje positivo al ánodo, hacia éste fluirán los electrones; así se establece una corriente eléctrica. Pero ésta no aparece cuando seinvierte la polaridad.

Figura 9

incluyendo un filamento incandescente, una pla-ca a la que se aplicaba la tensión negativa (elcátodo) y una segunda placa donde se aplicabala tensión positiva (el ánodo, figura 9). Con estaestructura, se encontró que cuando el dispositi-vo era polarizado precisamente de esa manera(cátodo–, ánodo+) se establecía una corrienteentre ambos elementos; y cuando la polaridadse invertía, no existía corriente circulante. A estedispositivo se le dio el nombre de “diodo”; seconvirtió en la primera válvula al vacío conoci-da en el mundo, y marcó el inicio de la tecnolo-gía electrónica.

Puesto que el diodo era capaz de rectificar unaseñal de corriente alterna, también podía servircomo detector, rectificador y limitador de ondasradiales; esto dio un nuevo impulso a la radiocomo medio de transmisión de información. Sia esto añadimos la reciente invención de la mo-dulación, deduciremos que fue gracias al diodoque la radio dejó de ser una curiosidad o unmedio de comunicación muy exclusivo, paratransformarse en un medio de entretenimientopara las masas que dominó ampliamente durantela primera mitad del siglo XX.

(Continuará en el próximo número)

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16 ELECTRONICA y servicio No.22

Conductores, aislantes y semiconductores

Dependiendo de su comportamiento ante la co-rriente eléctrica, los materiales pueden clasifi-carse en dos categorías:

1) Conductores. Son materiales que permiten ellibre flujo de cargas eléctricas en su interior;por ejemplo, el cobre, la plata, el aluminio y,en general, todos los metales.

2) Aislantes. Son materiales que bloquean porcompleto el paso de la corriente eléctrica; porejemplo, los plásticos, la madera, el papel, lacerámica o el vidrio.

Si observa el cable que alimenta a cualquier apa-rato eléctrico, encontrará que en este sencillocordón se combinan ambos tipos de materiales,puesto que se utiliza cobre como conductor yun aislante plástico como protector contra des-cargas.

(Primera parte)(Primera parte)

Leopoldo Parra Reynada, encolaboración con Felipe Orozco

ANALISIS Y PRUEBA DE

SEMICONDUCTORES

ANALISIS Y PRUEBA DE

SEMICONDUCTORES

En el presente artículo vamos aenfocarnos al estudio de los

principios de operación de lostermistores, fotoresistencias y diodos

rectificadores, quedando para losnúmeros siguientes el tema de los

varactores, diodos zener, diodos led,fotodiodos y tiristores. Además de

analizar el principio de operación deestos componentes, sobre la marchavamos a ir construyendo una fuentede alimentación regulada simple, de

tal manera que podamos poner enpráctica los conocimientos

adquiridos, a la par que obtenemosun útil montaje

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17ELECTRONICA y servicio No.22

Sin embargo, existen otros materiales y situa-ciones donde la frontera entre conductor y ais-lante no está claramente definida. Por ejemplo,aunque el papel es un buen aislante, cuando sequema y convierte en carbón pasa a ser un con-ductor aceptable; o bien, cuando se maneja unaparato con las manos mojadas puede sufrirseuna descarga, al contrario de lo que sucede cuan-do se maneja con las manos secas, pues la pielvaría sus propiedades conductoras según la hu-medad. ¿En qué se diferencia un conductor deun aislante?

Por nuestros estudios básicos sabemos quelos materiales cumplen una propiedad llamada“resistencia eléctrica“, cuya magnitud medida enohms define el grado de oposición que presentacada material al flujo de la corriente.

Genéricamente, podemos decir que un “con-ductor” es todo material que posee una resis-tencia eléctrica menor a 0.00001 ohms por cen-tímetro (figura 1), mientras que un “aislante” estodo material cuya resistencia es superior a los1010 ohms por centímetro. Sin embargo, comose deduce fácilmente, existe una zona interme-dia muy amplia entre ambas magnitudes, en laque no se puede hablar ni de conductores ni deaislantes (figura 2). Después de la Segunda Gue-rra Mundial, los científicos se interesaron por elestudio de esa franja de indefinición, encontran-do algunos elementos químicos que, en deter-minadas circunstancias, se comportaban comoconductores y en otras como aislantes. Justa-mente, debido a esa propiedad tan peculiar, adichos elementos se les llamó “semiconduc-

tores“. Y en ellos descansa ahora el monumen-tal edificio de la electrónica moderna.

Los elementos semiconductores más conoci-dos son el germanio y el silicio (figura 3), mate-riales que en estado de pureza no conducen elec-tricidad; sin embargo, cuando se les añade ciertacantidad de partículas de otros elementos queconstituyen impurezas, se modifican sus propie-dades, pasando a un estado de conducción par-cial.

Dependiendo de la cantidad y del tipo de im-purezas añadidas, el material se puede conver-tir en una fuente o en un absorbente de electro-nes. Cuando el material se encuentra con unexceso de cargas negativas se le denomina “tipoN“ y cuando se encuentra con un exceso de car-gas positivas se le llama “tipo P“ (figura 4). Noofreceremos explicaciones desde el punto de vis-ta atómico sobre la razón de este comportamien-to, puesto que tendríamos que exponer diversasconsideraciones teóricas que alargarían el tema;simplemente, aceptaremos esta conducta de losmateriales como un postulado.

Material a probar

1 cm

I = fijaIn

V obtenida

Para medir la resistencia intrínseca de un material, se toma un cubo de 1cm de lado y se determina la resistencia óhmica entre dos de sus caras.

R =matV obtenida

IIn

Figura 1

Escala en ohms/cm3

10-6

1010-4

103

10-5

10010-3

104

1010

0.01 0.1 1

Zona de conductores Zona de aislantes

Figura 2

Figura 3

En esta fotografíase muestra undisco de silicio yagrabado concientos de chips.El silicio es labase física de lamodernaelectrónica deestado sólido.

Page 20: Electronica y Servicio 22

18 ELECTRONICA y servicio No.22

La tecnología requerida en la producción desemiconductores es de muy alto nivel, ya quepara garantizar las propiedades óptimas de es-tos materiales, a un elemento de extraordinariapureza debe mezclársele una cantidad cuidado-samente medida y controlada de impurezas. Enefecto, para la fabricación de los modernos ma-teriales semiconductores se emplea sobre todoel silicio, con una pureza de alrededor del99.99999 % (en una comparación simple, estoequivaldría a un tráiler lleno de azúcar con ape-nas una cucharada de sal mezclada en ese volu-men, semejando a las impurezas, figura 5).

Una vez obtenido el silicio de alta pureza, yaes posible fabricar los distintos componentes queresultan claves en la tecnología electrónica,como el diodo, el transistor, los tiristores, los cir-cuitos integrados, etc., con los que a su vez seconstruye prácticamente todo aparato o instru-

mento electrónico, desde un radio hasta unacomputadora, añadiendo simplemente algunoselementos adicionales.

Los dispositivos semiconductores de los ha-blaremos en éste y en los siguientes artículosson: termistores, fotoresistencias, diodos (rectifi-cador, zener, led, fotodiodo y varactor), transis-tores (bipolar de juntura, de efecto de campo FETy MOSFET) y tiristores (rectificador de silicio con-trolado SCR y Triac).

Termistores

Durante las investigaciones que llevaron al de-sarrollo de los semiconductores, se descubrióque los elementos base, el germanio y el silicio(y de hecho cualquier otro semiconductor), ob-servan un comportamiento muy peculiar.

Veamos primero cómo se comporta un con-ductor metálico en condiciones normales: estoselementos poseen una resistencia mínima quese opone al flujo de la corriente, debido a que ensus átomos existen abundantes electrones dis-ponibles; sin embargo, conforme se le vaincrementando la temperatura al conductor, loselectrones tienden a “aferrarse“ con más fuerzaa sus átomos originales, lo que provoca un au-mento de la resistencia. A este comportamientose le conoce como “curva de resistencia positi-va“, debido a que a mayor temperatura le co-rresponde mayor resistencia (figura 6).

En el caso específico de los elementos basede los semiconductores, su estructura es muyestable, debido a que un átomo comparte suselectrones con sus vecinos en una agrupación

A

B

Al material conexceso de cargasnegativas se lellama "Tipo N"

Al material con excesode cargas positivas se

le llama "Tipo P"

Germanio (Ge)o silicio (Si)

Germanio o silicio

+ ++ ++ ++ +

+ ++ ++ ++ +

+ ++ ++ ++ +

+ ++ ++ ++ +

_ __ __ __ _

_ __ __ __ _

_ __ __ __ _

_ __ __ __ _

Figura 4

Azúcar

SalPara dar una idea del gradode pureza necesario en lafabricación de materiales semiconductores, las impurezaspermitidas en el germanio oen el silicio son equivalentes auna cucharada de sal mezcladaen un vagón de azúcar.

Figura 5

Page 21: Electronica y Servicio 22

19ELECTRONICA y servicio No.22

cristalina muy cerrada; además, posee muy po-cos electrones libres para la conducción de co-rriente. Sin embargo, al aumentar la temperatu-ra algunos electrones adquieren suficienteenergía como para romper el enlace atómico yconvertirse en portadores libres, de tal maneraque conforme se incrementa la temperatura máselectrones se liberan para convertirse en porta-

dores; por lo tanto, estos elementos poseen una“curva de resistencia negativa“ (figura 7).

Este fenómeno, por sí mismo, se aprovechaen la construcción de dispositivos como lostermistores, los cuales se utilizan como detec-tores de temperatura o como dispositivos adi-cionales en la construcción de resistencias, paraque la tendencia a aumentar su valor con el ca-lentamiento quede compensada por la curva ne-gativa del material del propio semiconductor.

Los termistores se clasifican en dispositivosde curva positiva (los cuales se fabrican con ele-mentos metálicos) y dispositivos de curva nega-tiva (fabricados con base en semiconductores);sus características de tamaño y forma son muyvariadas, aunque un termistor típico tiene unaforma similar a la de un condensador de disco.Su rango de valores es muy amplio (desde unoscuantos ohms hasta varios Kohms) y la eleccióndel tipo empleado depende por completo de laaplicación específica. En la figura 8 se muestrael símbolo de este dispositivo y algunos encap-sulados típicos.

Fotoresistencias

La luz es otro fenómeno externo que tambiéninfluye en las propiedades conductoras del sili-cio y el germanio, mediante la excitación de suselectrones. En el curso de las investigaciones sedescubrió que cuando a un material semicon-ductor se le aplica un cierto voltaje, presenta unaresistencia específica, pero si se ilumina con unafuente de luz (el sol, una lámpara, etc.) su resis-tencia disminuye drásticamente. Dicho fenóme-no obedece a que en el interior de dicho mate-rial los fotones de la luz chocan con los átomos,

Temperatura

Temp.

Temp.

Corriente

ResistenciaCorriente

Conductor común

Cuando aumenta la temperatura de un metal, disminuyela corriente que puede manejar.

Figura 6

Temperaturaalta

Pocos electroneslibres

Muchos electroneslibres

Materialsemiconductor

Materialsemiconductor

Temp.

Temp.

Resistencia

Corriente

Corrientebaja

Corrientealta

_

_

_

_

_

_

_

_

_ __ _

_

_ _

_

_ _

_

_

_

_

_

Temperaturabaja

Figura 7

Figura 8

Page 22: Electronica y Servicio 22

20 ELECTRONICA y servicio No.22

produciendo una mayor cantidad de electroneslibres y favoreciendo la conducción (figura 9).

Colocando una capa muy delgada y extensade material semiconductor, con una ventana quepermita el paso de la luz, se obtiene un disposi-tivo cuya resistencia varía conforme la cantidadde luz aplicada. A este dispositivo se le llama"fotoresistencia" y sus aplicaciones son muchasy muy variadas. En la figura 10 se muestra elsímbolo y la fotografía de una fotoresistencia tí-pica; note la presencia de una ventana de cristalo plástico transparente que permite el paso dela luz hasta el sustrato semiconductor, mismoque presenta una trayectoria ondulante paramaximizar el área de recepción. Este dispositi-vo en particular tiene un encapsulado grande,pero también existen fotoresistencias muy peque-ñas, como la mostrada en la misma fotografía.

Las fotoresistencias se clasifican, según cri-terios, por su resistencia inicial (ante ilumina-ción cero), tamaño y grado de variación de re-sistencia en presencia de la luz (medidos enohms/candela); y, al igual que los termistores,la elección del tipo de fotoresistencia dependede la aplicación particular.

Por el momento, debido a que aún no tene-mos elementos suficientes para construir un cir-cuito, únicamente le recomendamos que adquie-ra una fotoresistencia y que, con el multímetroen su modalidad de óhmetro, mida su resisten-cia bajo distintas condiciones de iluminación.

El diodo rectificador

El diodo es por definición el componente semi-conductor más básico, ya que es el dispositivomás sencillo que efectivamente aprovecha laspropiedades de los diferentes tipos de materia-les semiconductores (tipo N y tipo P). Original-mente, el diodo era una válvula de vacío cuyaprincipal característica es que permitía el paso

Figura 10

En esta imagen se muestran dosválvulas tipo pentodo, de las últimasque llegaron a utilizarse enreceptores de TV. Su operaciónparte de los mismos principios físicoscon que la válvula diodo lo hace.

En un diodo tradicionalla corriente fluyedel cátodo al ánodo,y no en direcciónopuesta

Cátodo

Anodo

Figura 11

Pocos electroneslibres

Muchos electroneslibres

Fotones

Materialsemiconductor

Materialsemiconductor

LuzLuz

ResistenciaCorriente

Corrientebaja

Corrientealta

_ _

_

_

_

_ __ _ __ __ _ _

_ _ _

_

__

_

_

Figura 9

Page 23: Electronica y Servicio 22

21ELECTRONICA y servicio No.22

+

+

++

+

+

+

+

+_

_ +

__

_ __

_

__

Se establece una corriente en la unión P-N

Si existe unacorriente I In

Material PMaterial N Campo eléctriconegativo

Campo eléctricopositivo

}

de la corriente eléctrica en un sentido, bloqueán-dola al momento en que la polaridad se invertía(figura 11); no obstante, como las válvulas devacío (también conocidas como "bulbos") erancomponentes muy voluminosos, delicados ypoco eficientes, con el surgimiento de los semi-conductores y el desarrollo de la electrónica deestado sólido quedaron en desuso.

El diodo semiconductor está construido condos capas de material tipos N y P unidas firme-mente (en realidad, los materiales se producendentro de una misma estructura cristalina), comose muestra en la figura 12.

Como mencionamos anteriormente, el mate-rial tipo P presenta una falta de electrones (porlo que en su interior predominan las cargas detipo positivo), mientras que el material de tipo Npresenta un exceso de electrones (por lo que pre-dominan las cargas negativas). En condicionesnormales, las cargas se encuentran distribuidasuniformemente y al azar en todo el volumen delcristal, por lo que el dispositivo se encuentra enestado estable (figura 13). Sin embargo, cuandose aplica un voltaje entre las terminales de estecomponente, se pueden producir dos fenóme-nos distintos, según la polarización:

ConducciónEn la figura 14 tenemos que el extremo positivode la pila se ha conectado hacia el material tipoP, mientras que el negativo va hacia el materialtipo N. En esta situación, el voltaje positivo de la

batería repele las cargas positivas del materialP, mientras que el voltaje negativo repele a suvez a las cargas negativas del material tipo N(recuerde que signos contrarios se atraen y sig-nos iguales se repelen).

En consecuencia, las cargas positivas delmaterial P tienden a “brincar“ hacia el materialtipo N, mientras que las cargas negativas delmaterial tipo N “brincan“ hacia el material tipoP, por lo que se establece un importante flujo deelectrones entre ambos materiales, permitiendoentonces el paso de la corriente sin mayor opo-sición. Es decir, en este caso el diodo se com-porta como un conductor.

No conducciónY por el contrario, si se invierte la colocación delas terminales de la pila, se presenta una situa-ción muy distinta. Según puede observar en lafigura 15, ahora las cargas positivas en el mate-rial tipo P son atraídas por el extremo negativode la pila, mientras que las cargas negativas delmaterial tipo N son atraídas por el extremo po-sitivo. Esto induce una concentración de cargas

Construcción interna de un diodo semiconductor

SEMICONDUCTORTIPO P

SEMICONDUCTORTIPO N

Figura 12

_

_

_

+ ++ ++ ++

+ ++ ++ ++

+ ++ ++ ++

__ __ __

__ __ __

__ __ __

Material N Material PFigura 13

Figura 14

++

++

++

++

++

_+

_ _

_ _

_ _

_ _

_ _

Zona libre de portadores (aislante)

No haycorriente IIn

Material PMaterial NCampo eléctricopositivo Campo eléctrico

negativo

Figura 15

Page 24: Electronica y Servicio 22

22 ELECTRONICA y servicio No.22

en los extremos del dispositivo, formándose unazona libre de portadores de carga en la unión deambos materiales.

Precisamente, debido a la ausencia de cargas,esta zona se convierte prácticamente en un ais-lante que impide que la corriente circule por eldispositivo. Por lo tanto, en este caso el diodo secomporta como un aislante. El diodo es, enton-ces, un dispositivo cuyo comportamiento varíadependiendo de la polaridad del voltaje externoaplicado. Cuando se aplica un voltaje positivoen el extremo P y negativo en el extremo N, eldiodo se comporta como un conductor, mien-tras que si se invierte esta polaridad, el disposi-tivo bloquea el paso de la corriente.

Justamente por dicho comportamiento tansemejante al de la válvula de vacío, a las termi-nales del diodo semiconductor se les dio el mis-mo nombre de las de su predecesor. Por lo tan-to, al extremo correspondiente al material tipo Pse le conoce como “ánodo” y al extremo tipo Ncomo “cátodo”.

El comportamiento teórico de un diodo idealse muestra en la figura 16A. Observe que cuan-

do el voltaje entre ánodo y cátodo es positivo, lacorriente que puede circular por el dispositivoes muy elevada, mientras que cuando se tieneun voltaje negativo entre ánodo y cátodo no haycorriente circulando. No obstante, en la prácticasí existe un pequeño voltaje de polarización in-dispensable en la operación del dispositivo, quees de alrededor de 0.3 volts para diodos degermanio y 0.7 volts para diodos de silicio; ade-más, existe un voltaje máximo en inversa quepueden soportar estos componentes, el cual nor-malmente oscila entre 50 y 1000 volts (figura16B).

En la figura 17 se muestra cómo se identifi-can las terminales de un diodo típico en distin-tos encapsulados comunes, así como el símboloque lo representa en diagramas electrónicos.

Conviene ahora preguntarse: ¿para qué sirveun dispositivo como éste? Pues bien, aunque susaplicaciones son muchas y muy variadas, des-cribiremos una que resulta vital para el funcio-namiento de casi todos los aparatos electrodo-mésticos: la rectificación de un voltaje alternoen voltaje directo.

CONTINUA PROXIMO NUMERO

Anodo

MAT.P

MAT.N

Cátodo

Construcción interna, encapsulados comunesy símbolo de un diodo semiconductor

Figura 17Voltaje deruptura inversa(entre 50 y1000 volts)

Comportamientode un diodo idealy uno real

0.3 V para Ge0.7 V para Si

Unos cuantosmicroamperios

Diodo ideal

Diodo real

A

B

Corriente

Voltaje

+

+

_

_

VP {

Figura 16

Page 25: Electronica y Servicio 22

23ELECTRONICA y servicio No.22

PROYECTORES Y

RETROPROYECTORES

DE TELEVISION

PROYECTORES Y

RETROPROYECTORES

DE TELEVISION

Segunda y última parte(Segunda y última parte)

Armando Mata Domínguez

En el número anterior, explicamos elprincipio de operación de los

proyectores y reotroproyectores detelevisión. También iniciamos la

descripción de los principalescircuitos que emplean, resaltando

sobre todo las diferencias quepresentan en relación con los

televisores convencionales. En elpresente artículo concluiremos la

descripción de dichos circuitos,incluyendo el proceso de las señales.

La operación del circuito PIP

Recordemos que el sistema de PIP, por lo gene-ral, se localiza en una placa de circuito impresoadicional, y que es el encargado de convertir lasseñales de video en subseñales que finalmenteson insertadas en la imagen principal.

En el diagrama de la figura 1, se puede obser-var cómo la salida de la señal de video que pro-viene del circuito conmutador de audio y videoPWB555 entra a las tarjetas PWB558, secciónpicture/picture, y al filtro digital separador decroma y luminancia PWB559.

La señal picture/picture es enviada hacia latarjeta, en donde por medio de la combinaciónde filtros se inicia el proceso de separación delas señales de croma y luminancia. Enseguida,ambas señales son inyectadas en el circuito pro-cesador de croma y luminancia QY100 para ob-tener la descodificación y ajuste de señales (fi-gura 2).

Page 26: Electronica y Servicio 22

M00

1M

003

RF

SW

TU

NE

RP

IF/S

IF

BA

ND

A.B

.

PW

6559

-1

SY

NC

SE

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0501 Y. O

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EO

2

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PW

8559

-3

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PW

6559

-2

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EO

PIP

. V.

SW

PW

8555

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A/V

SW

. TE

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0610

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EX

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CO

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EO

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SW

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NK

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BLK

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BLA

NK

ING

PW

B55

4-3

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L

V30

1P

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E T

UB

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RO

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PW

8554

-2

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8554

-1

V80

2

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TU

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D)

B

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B.

DR

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B. O

UT

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UT

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UT

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916

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R

PIP

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IX

PW

8558

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TU

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PW

8557

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SO

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BA

SS

3.5

ICA

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K05

K10

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PW

B55

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0

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+5V

+12

V

+33

V

+5V

-32V

+32

V

+11

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HV

CC

T

CO

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CC

T

PO

WE

R S

UP

PLY

+11

5V

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T

PIP

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T

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62.L

463.

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1 D40

6

D40

9

D40

8

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9

D46

2

TO C

AR

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CT

TO C

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DR

IVE

TO C

RT

DR

IVE

TO C

RT

DR

IVE

H. P

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E22

VP

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+14

.5V

-II

+27

V

+22

0V

+10

00V

SC

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LTA

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T46

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+33

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AIN

SU

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0301

V M

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HO

R.

DR

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HO

R.

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HO

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STA

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DIO

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60H

z

CH

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9 11 12 1310

10 911112

MV

Dia

gra

ma

a b

loq

ues

de

un

ret

rop

roye

cto

r

Figura 1

Page 27: Electronica y Servicio 22

25ELECTRONICA y servicio No.22

Proceso de las señalesEn la salida de las señales (R-Y) y (B-Y), la señal(G-Y) se incorpora como la diferencia de los por-centajes de (R-Y) y (B-Y). Estas señales, despuésde ser amplificadas, se someten al proceso deCLAMP para fijar un determinado nivel de CD einmediatamente son aplicadas al proceso digital,para después mezclarse con la señal principal.

El proceso digital inicia cuando las señales Y,(R-Y) y (B-Y) se aplican al circuito integradoQY204, iniciando un proceso de multiplexado;esto origina información común correspondien-tes a las tres señales, por lo que se obtiene untotal de 96 muestras de la señal (Y) y otras 96 de(R-Y) y (B-Y) por cada línea de información hori-zontal (1H = 15734 Hz). Todos esto da un totalde 192 muestras.

Por otro lado, la información multiplexada de192 muestras corresponde a una de cada cuatrolíneas de información horizontal.

La señal multiplexada, es enviada al circuitoQY201 para su conversión análogo/digitaL (A/D) a través de un muestreo de señal, cuantifi-cación de la misma y, por último, codificación oconversión a código digital.

Una vez convertida en señal digital, ésta lle-ga a los circuitos QY202 y QY203 (memorias detipo RAM), en donde los datos se almacenan porgrupos de seis bits; la capacidad de almacena-miento de estos circuitos de memoria es de cua-tro cuadros de señal de imagen. El proceso delectura proporciona áreas de imagen pequeñas,tanto en el plano vertical como en el plano hori-zontal (figura 3).

En el caso del plano horizontal, recuerde quede este último se toman 192 muestras del cir-cuito multiplexor, lo que corresponde a 40.1 mi-crosegundos de cada 63.5 microsegundos de laimagen secundaria o de recuadro; dicha reduc-ción de tiempo permite eliminar pulsos de sin-

Figura 2

FILTERS

3

20 R - Y

22 B - Y

23 - Y

HD PULSE

25

PY03

VIDEO OUT

PIP INPUT SWICY85

HORPIPAFC

PIP BOARD

BIAS

FIELDMEMORY

QY202/QY203

PHD

PVDQY204 QY201

DELAY

L . P . F .

L . P . F .

L . P . F .

IC916RGBY MATRIX SW

L . P . F .

L . P . F .

IC501VIDEO/CHROMA

L . P . F . /MATRIX

L . P . F . /MATRIX

L . P . F . /MATRIX

L . P . F .

CLAMPL . P . F .

DATA/CLK DATA/CLK/LOAD

A/DCONVERTER

MULTIPLEXER

QY300

PY02

ICA01

HD

VD

HD VD

R - Y20

Y

B

G

RR - Y

B - Y

- Y

21

22

23

21

12

R R OUT

G G OUT

B B OUT

Y IN Y OUT

Y S B G R

18

16 19 22

15

11

26G CRT

DRIVER

B CRTDRIVER

R CRTDRIVER

17

14

10

G - Y

B - Y

Y

PY04

PIP SIGNAL

MAIN SCREEN

SIGNAL

GATEARAYSUB-

PICTUREDIGITAL

PROCESS

QY200

MAINMICROCOMPUTER

PIP CONTROLMICROCOMPUTER

1

31

34

DEFLECTION& CHROMAPROCESSY SIGNAL

MMP.

QY100

VERT

HOR

COLOR

VIDEO

D/A ZY201

D/A ZY205

D/A ZY202

L . P . F .

Sección del proceso de PIP

Page 28: Electronica y Servicio 22

26 ELECTRONICA y servicio No.22

cronismo y de borrado, así como el margen de-recho e izquierdo de la imagen, por lo que la zonacentral se observa con un mayor tamaño. Al te-ner menor cantidad de información, se requieremenor espacio de almacenamiento.

Multiplexado de la imagenEl multiplexado se realiza en una de cada treslíneas de información horizontal, correspondien-tes a la parte principal del campo o en una decada cuatro líneas del campo total, dejando comoresguardo superior e inferior 43H y 28H, respec-tivamente, y restando 9H equivalentes a lasincronización horizontal y vertical con el fin dereducir el espacio ocupado en la memoria; tam-bién es importante considerar que, dado que lacalidad de imagen secundaria es muy baja, éstase disimula con la reducción en el tamaño de lamisma.

El circuito integrado QY300 opera como con-trolador en todos los procesos de la imagen derecuadro. Recibe del microprocesador principal,a través del bus de datos en serie (línea data),las señales complementarias del lenguaje digitalclock y load. Por medio de este bus de datos, tam-bién se reciben las órdenes para las diferentescondiciones de la imagen en recuadro; por ejem-plo, el llamado de imagen o el congelamientode la misma; y en equipos de reciente fabrica-ción existe la posibilidad de ubicar el recuadrode la imagen de manera libre según el usuariolo desee (figura 4).

En conclusión, existe una compresión de laimagen auxiliar en el plano horizontal, duranteel tiempo de proceso de la imagen principal; di-cha reducción se conforma por 192 muestras,debido a que ello ocurre en un tiempo de 40.272microsegundos, mientras que la lectura se reali-za en un tiempo de 14.235 microsegundos, querepresenta 25% del tiempo de barrido horizontal(figura 5). De esta manera, podemos decir quese escribe a baja velocidad y se lee a alta veloci-dad. Por lo que respecta al plano vertical, recuer-de que sólo fueron reconocidas 64 líneas de cadacampo de imagen, teniendo una línea al inicio yotra al final como resguardo (esto explica las 66líneas indicadas en la figura 5).

Reconversión de la imagenCuando la imagen de recuadro es solicitada, lamisma información almacenada en la memoria(señal digital) se traslada al circuito QY200 para

Figura 4

98 102

66

40

96

64

66

27

102 57

Equivalente a 14.235 microsegundosen plano horizontal

Tiempo de barridohorizontal

Número de líneas horizontales deimagen en plano vertical

Figura 5

Posiciones posibles de la imagen secundaria

Figura 3

Page 29: Electronica y Servicio 22

27ELECTRONICA y servicio No.22

que, a través de los circuitos D/A ZY202, ZY205y ZY207, sea transformada en una señal análo-ga. Al mismo tiempo, estos circuitos D/A recu-peran la información original que fue procesa-da; es decir, la imagen auxiliar antes del procesomultiplexor.

Los circuitos LPF matrix contienen una com-binación de transistores que se encargan de re-forzar las señales RGB de la imagen auxiliar;estas señales se incorporan al circuito integra-do IC916, encargado de controlar los niveles debrillo y contraste a través de potenciómetros y,en los equipos de nueva generación, a través delsistema EVR, aprovechando al circuito EEPROM.

El circuito integrado IC916 recibe las señalesRGB de la imagen principal y las envía hacia loscircuitos sumadores, donde son integradas a loscomponentes RGB auxiliares. En este mismo cir-cuito también se agrega la información de ca-racteres especiales que provienen del micropro-cesador.

Analizando la forma de onda de la figura 6,se observa la imagen auxiliar al lado derecho dela imagen principal. Si el proceso de suma serealiza al principio de la imagen principal, en-tonces la imagen auxiliar se presenta en la parteizquierda de la pantalla; pero si la suma se ini-cia indistintamente, la imagen auxiliar se pre-senta tanto en el lado izquierdo como en el de-recho.

El cambio de posición vertical se lleva a cabocuando al número de líneas horizontales princi-pales se agrega la señal auxiliar, tomando encuenta cada campo de imagen. La suma de imá-genes ocurre en forma similar que en el casohorizontal (figura 7), con la salvedad de que la

imagen auxiliar se ubicará en la parte inferior osuperior de la pantalla, dependiendo del lugaren que sea agregada.

Operación del circuito de barrido vertical

El circuito de reflexión de los retroproyectoreses bastante parecido al de los televisores, conexcepción de los siguientes puntos:

a) Cuenta con tres bobinas de deflexión conec-tadas en serie, debido a que utiliza tres tubosde imagen.

b) Emplea un circuito de protección para impe-dir que se quema o dañe la pantalla de lostubos de imagen; esto en caso de que existala pérdida de deflexión vertical.

c) La linealidad vertical es ajustable.

El circuito de deflexión vertical realiza dos fun-ciones principales: generar la señal de diente desierra y proporcionar la amplificación suficientepara poder excitar al yugo de deflexión; ademásproporciona la señal para borrar el haz electró-nico en el momento del retorno vertical.

40.3µseg14.235µseg

7.95µseg

Extremoderecho de

la imagen

Imagen auxilar

63.5µseg

Periodo horizontalde la imagenprincipal

Extremoizquierdode la imagen

Figura 6

CAMPO VERTICAL

Extremo inferiorde la imagen

Extremo superiorde la imagen

170H 64 H

27 H

Figura 7

SYNCCIRCUIT

DIFERENTIALAMP CIRCUIT

SAWTOOTHWAVE

GENERATOR

Circuito de deflexión vertical

OUTPUTCIRCUIT

Q301Q501

435

2

2

DEFLEC-TIONCOILS

PUMP-UPCIRCUIT

Figura 8

Page 30: Electronica y Servicio 22

28 ELECTRONICA y servicio No.22

El circuito de deflexión es un amplificador detipo diferencial que se encuentra dentro del cir-cuito Q501; en éste se encuentran las seccionesde sincronía vertical, generador de diente de sie-rra y circuito reforzador (figura 8).

Circuito de salida verticalEl circuito de salida vertical recibe la señal dediente de sierra que proviene de la terminal 4del circuito Q501, produciendo la conmutacióndel switch electrónico dentro del circuito inte-grado Q301 (figura 9). Durante el periodo de ex-ploración, el switch conmuta y conecta a tierrala terminal 6 del circuito Q301 haciendo que elvoltaje (27 voltios) en la terminal 3 sea igual queen la terminal 2. Este voltaje se aplica directa-mente al transistor Q3, provocando su conduc-ción a través de las tres bobinas de deflexión ycargando al capacitor C306.

Durante el periodo de retorno, el conmuta-dor conecta la terminal 6 con la terminal 7, sus-pendiendo con ello la alimentación del transis-tor Q3 (y en ese momento el capacitor C306 sedescarga, impulsando la corriente en sentidoinverso hacia las tres bobinas de deflexión).

El resultado final de la conmutación del tran-sistor Q3, es la desviación electromagnética delhaz electrónico en sentido vertical sobre las trespantallas.

Si la corriente de deflexión vertical no llega alas bobinas, entonces aparece una línea horizon-tal en las pantallas; debido a que en este tipo detubos de imagen no existe máscara de sombras,todo el haz electrónico se concentra en las pan-tallas fluorescentes, provocando el daño inme-diato de las mismas. Para evitar que esto ocu-rra, siempre que existe la pérdida de deflexión

vertical, el haz electrónico de los tres tubos deimagen se interrumpe.

En el modo de operación normal de este cir-cuito, se presenta una señal de diente de sierraen la unión del capacitor C306 y la resistenciaR345, provocando que el transistor Q340 encien-da y apague repentinamente al ritmo de la fre-cuencia vertical, y que su voltaje sea filtrado porel capacitor C340; de esta manera, se mantienela conducción de Q341 y Q342, y como resulta-do el diodo D340 es bloqueado al no tener ac-ción alguna con la sección de borrado vertical.

Si se pierde la deflexión vertical, no se gene-ra voltaje en el punto de unión del capacitor C306y la resistencia R345, bloqueando a los transis-tores Q340, Q341 y Q342; esto provoca que lafuente de 33 voltios se aplique a la sección de

+

FROM Q501

Q2

Q301AN5521

14

Q4

Q5

6

2 L302

C312

R310

R347

C306

R345

R305

IY

DY B

+

DY G

DY R

5

Q3

SW

37

D301VCC 270

BIAS

Circuito de salida de deflexión vertical

Figura 9

IC501

32FHOSC.

HORIZONTALPRE-DRIVE.

10Q402 Q404

C442C443

DYR

DYG

DYB

LOW B +

HOR. OUT.TRANSFORMER

T462

VCC115V

HORIZONTALDRIVE

VCC115V

HORIZONTALOUTPUT

DRIVER

TRANSFORMER

T401

14.5V

D403

HORIZONTALCOUNT DOWN

Circuito de deflexión horizontal

Figura 10

Page 31: Electronica y Servicio 22

29ELECTRONICA y servicio No.22

video a través de la resistencia R343 y del diodoD340, bloqueando a su vez a los tubos de ima-gen, con la consecuente disminución de la bri-llantez.

Operación del circuito debarrido horizontal

El propósito del circuito de deflexión horizontal,es proporcionar una corriente de diente de sie-rra de 15,734 Hz a las bobinas de desviación hori-zontal, para mover el haz electrónico de izquier-da a derecha, y viceversa, sobre las pantallas decada uno de los tubos de imagen (figura 10).

Esta sección en los retroproyectores quedaintegrada, a su vez, por tres secciones básicas:el circuito de arranque horizontal, el circuito deexcitación y el circuito de salida horizontal. Enconjunto, todas ellas realizan un trabajo similaral que ejecutan en los televisores convenciona-les; sin embargo, existen diferencias en su es-tructura que son importantes de mencionar:

• En los retroproyectores, la sección de barridohorizontal cuenta con tres bobinas de desvia-ción, debido a que emplea tres tubos de ima-gen; estas tres bobinas están conectadas enparalelo (recuerde que las bobinas de deflexiónvertical están conectadas en serie).

• Además, el circuito de alto voltaje y el circuitode deflexión o de salida horizontal son siste-mas separados y utilizan un fly-back, mismoque no cuenta con sección de alto voltaje; tam-bién dispone de una bobina de anchura, la cualpermite corregir problemas de distorsión deanchura y el defecto de pincushion o “efecto

de cojín”; ambos son corregidos por el circui-to de convergencia sin tener la necesidad decontar con una sección especial de pincushion.

• En el caso de los sistemas de alimentación ofuentes secundarias (que se toman del circui-to de salida horizontal) y éstos se hanincrementado para alimentar circuitos nuevos:el PIP, el circuito de convergencia, el de enfo-que electromagnético, etc.

Circuito de arranque horizontalCuando se enciende el televisor, opera momen-táneamente el circuito de arranque horizontalstart-up (figura 11), y la línea principal de 115voltios y de 33 voltios se activa al mismo tiem-po. La línea de 115 voltios es aplicada al transis-

Circuito de arranque horizontal

IC501

109

L401

D403/C410

R413

14.5VF01

D403

R440

D404R414

A

R442

VCC115V

Q400

R412AUDIO

33V

R411

C409

Q 402HOR.

DRIVE

HOR. OUTCIRCUIT

TO HVCIRCUIT

Figura 11

Q501

Q1

10 L 401

C402

R440

D403

C409

R441

D404

14.5V

FROM Q400

Q402

C417C413

R415

R416

115V

R417C416

T401

12

34 C463

Q404

L411

Circuito de excitación horizontalFigura 12

Page 32: Electronica y Servicio 22

30 ELECTRONICA y servicio No.22

tor Q400 y, cuando éste conduce, la corriente flu-ye desde la línea de B+ de la salida de audio has-ta el resistor R412 y los transistores Q400 y Q402.De esta manera, se generan 8 voltios en el pun-to A que son aplicados en la terminal 9 del cir-cuito integrado IC501, pasando previamente porel resistor R413. Este mismo voltaje activa aloscilador horizontal y al pre-driver dentro delmismo IC501.

El transistor drive horizontal Q402, es depen-diente de la señal que aparece en la terminal 10del circuito integrado IC501 (figura 12), y cadavez que ésta se encuentra en un nivel alto, lacorriente de la base del transistor drive fluye a

través de los resistores R440 y R441, y a partirdel colector, fluye hacia el embobinado prima-rio del transformador T401. En ese momento escuanto el transistor de salida horizontal no con-duce, debido a que emplea el sistema de excita-ción por apagado; es decir, existe una conduc-ción alterna entre los transistores drive y de salidahorizontal.

Circuito de salida horizontalLa exploración horizontal se logra en forma si-milar a la del sistema del televisor convencio-nal; esto porque de igual forma se requiere apli-car sobre las bobinas de deflexión una señal de

Circuito generador de bajo voltaje

L411

C463

DRIVET401

H OUTQ404

L410

C440 C441

L441LIN

L442WIDTH

C443 C442

R441

C450

Co

Co

VCC115V

5

3 9

10

11

12

13

H OUTT 462

D461

D462

+1000V

-12V

HEATER

+14.5V

+14.5V

+27V

+220V

D408

D409

D302

D406

6

DYR DYG DYB

Circuito de salida horizontal

L411

C463

DRIVET401

H OUTQ404

L410

C440 C441

L441LIN

L442WIDTH

C443 C442

R441

C450

Co

Co

VCC115V

5

3 9

10

11

12

13

H OUTT 462

D461

D462

+1000V

-12V

HEATER

+14.5V

+14.5V

+27V

+220V

D408

D409

D302

D406

6

DYR DYG DYB

Figura 13

Figura 14

Page 33: Electronica y Servicio 22

31ELECTRONICA y servicio No.22

diente de sierra, que en este caso se obtiene porla conducción del transistor de salida horizontaly el diodo damper Q404. Básicamente, durantela exploración horizontal (figura 13) la corrientea través del diodo damper explora la mitad iz-quierda de la pantalla y, posteriormente, la co-rriente generada por el transistor de salida hori-zontal explora la mitad derecha; durante elperiodo de retorno, tanto el diodo damper comoel transistor de salida horizontal se bloquean,por lo que utilizan la corriente de oscilación delcircuito tanque (capacitor de resonancia y bobi-nas de deflexión).

Debido a que la fuente de alimentación gene-ra el alto voltaje en otro circuito separado deltransformador T462, éste es utilizado únicamen-te para producir los voltajes bajos (figura 14), y

Circuito generador de alto voltaje

0501

10Q420

R416 R425

Q415R422

Q407 C421

C420

R423

L420C432

C42710

9 18.2kABL

VCC

T4B1 FBT

5500p

4.7k 440M

1M

12

11

HV

HFBC420

Q408

C425

T420

R438RX

9V 12V

H DRIVE

Figura 15

R5820

+12V

Q2

I2R46.2k

R610k

R71k PR 1

RF750

13

3.7Vp-p(V) FROM Q101VPI-VPO

R55820

I2R2 1K

RTH

R31K

R351K

-12V

3

6

0

4

0

4

+15V

QM027 3

2

1

Q1

V01

TO B FOCUS SYSTEM

TO G FOCUS SYSTEM

200P-12V 18k

QM05

QM04 IF

VHF

RK 10

PM02L472REDSTATICFOCUSCOIL

+15V

1k

-12V

Q3+- Q4

+-

Circuito de enfoque estático

3

1

Figura 16

su modo de operación es idéntico al del fly-back,pero con la diferencia que no existe devanadode alto voltaje.

Por su parte, el circuito de alto voltaje –quesuministra un voltaje de 31KV– está conforma-do por un circuito generador, un circuito estabi-lizador y un circuito de protección contra rayosX, que funciona con los 115 voltios que propor-ciona la fuente principal (figura 15).

La sección de enfoque y el circuitoestabilizador

Como se mencionó anteriormente, en los televi-sores de retropoyección se han adoptado siste-mas sofisticados en las secciones de barrido yen la sección de enfoque. En esta última se utili-

Page 34: Electronica y Servicio 22

32 ELECTRONICA y servicio No.22

za un enfoque de tipo electromagnético; es de-cir, los haces electrónicos se enfocan por mediode un movimiento giratorio que se logra al apli-car un campo magnético paralelo (figura 16).

La potencia resultante, es empleada para ob-tener una buena calidad en la imagen. Sin em-bargo, para poder utilizar este sistema de enfo-que, es necesario mantener el alto voltajeextremadamente estable; por esta razón se in-cluye un circuito estabilizador de alto voltaje.

En la figura 17 podemos observar al circuitointegrado Q401, que contiene dos amplificado-res operacionales. El voltaje que proviene del fly-back T461, entra por la terminal 3 no inversoradel amplificador A1; advierta que la razón deesto, es que la entrada de la terminal 2 inversorase encuentra unida a la terminal 1 de salida delmismo amplificador A1.

De esta forma, el voltaje detectado por elamplificador A1, sale por la terminal 1 y es apli-cado a la terminal 5 no inversora del amplifica-dor A2. Por la terminal 6 no inversora de A2, in-gresa un voltaje de referencia (32 voltios) enviadopor el diodo zener D420, y que se obtiene al di-vidir el voltaje inicial entre las resistencias R432,R451, R433.

El voltaje de error que sale por la terminal 7del IC401, disminuye en caso de que el alto vol-taje también disminuya; y como consecuencia,las corrientes de base y colector del transistorQ405 también decrecen, provocando a su vez la

reducción de la corriente que fluye por losresistores R434 y R445, elevando con ello el vol-taje en la base del transistor Q409. Entonces,debido a que el circuito compuesto por los tran-sistores Q409 y Q410 forma un circuito emisor-seguidor, al aumentar el voltaje del emisor deQ410 se provoca también el aumento del altovoltaje.

En el caso de los proyectores, el sistema deenfoque electromagnético emplea un yugo deenfoque con un imán permanente y una bobinade compensación de temperatura; en este caso,es necesario suministrar corriente a la bobinapara compensar la temperatura. Estos equipostambién utilizan el enfoque dinámico, con el cualuna señal de configuración parabólica de 60 Hzfluye a través de la bobina para corregir el enfo-que en la periferia de la imagen; dichos siste-mas de enfoque son aplicados en los tres caño-nes.

Circuitos similares a los de un televisor

Como se mencionó en la primera parte de esteartículo, no ahondaremos en el funcionamientode las etapas que son similares entre un proyec-tor o retroproyector y un televisor convencional,como es el caso de las secciones de audio, lafuente de alimentación conmutada y el micro-controlador, ya que estos circuitos básicamenteson los mismos en ambos sistemas.

115V

D420

+12V

R421

D424

8 7 6 5

R451

R432

R429

D421

C431

R430

Q405

R445

R435

R434 Q409

D423 R424

C423

Q410

D422

C422

D474

HV OUT VCC

X-RAYPROTECT

Q501 +14CONTRAST

R436

R433

1 2 3 4

Q401

+-

-+

A1

A2

HV

12

11C465

T461 FBT

R426R427

R431

D429

Circuito estabilizador de alto voltaje

Figura 17

Page 35: Electronica y Servicio 22

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Page 38: Electronica y Servicio 22

36 ELECTRONICA y servicio No.22

EL VISUALIZADOR

DE CRISTAL

LIQUIDO DE LAS

VIDEOCAMARAS

EL VISUALIZADOR

DE CRISTAL

LIQUIDO DE LAS

VIDEOCAMARAS

Armando Mata Domínguez

Las pantallas de cristal líquido sehicieron populares desde hace unos25 años, con los relojes de pulsera y

las calculadoras; no se pensabaentonces que estos dispositivos

podrían rivalizar (dentro de ciertoslímites) con el tubo de rayos

catódicos en la función de desplieguede imágenes. En este artículo

haremos una breve revisión de losprincipios de operación de las

pantallas de cristal líquido conmatriz activa, para explicar

enseguida su integración funcionalen las modernas cámaras de video,

así como algunos aspectosrelacionados con el servicio a estos

visualizadores de imágenes.

Introducción

Aunque la técnica más utilizada para el desplie-gue de imágenes en pantalla ha sido por déca-das el tubo de rayos catódicos (TRC), las llama-das “pantallas planas” cada vez se utilizan conmayor frecuencia, básicamente por dos venta-jas: portabilidad y bajo consumo de energía. Yno obstante que no superan al TRC en cuanto acontraste, luminosidad, respuesta, matices degris, gama cromática y costo, ofrecen ya un fu-turo prometedor.

Las principales técnicas que han logrado cier-ta aceptación en el mercado, son las pantallaselectroluminiscentes, los paneles de plasma y laspantallas de cristal líquido, aunque de hecho enlas dos últimas parece centrarse el futuro de losdispositivos de despliegue de imágenes. Inclu-so, en la actualidad se les utiliza en computado-ras, videocámaras, televisores, etc. Figura 1.

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37ELECTRONICA y servicio No.22

Figura 1

En este artículo vamos a ocuparnos breve-mente de la operación de las pantallas de cristallíquido, para enseguida explicar su funciona-miento en las modernas cámaras de video por-tátiles, finalizando con una serie casos de servi-cio relacionados con este tipo de visualizadores.

Al inicio de los años 70 se comenzó la fabri-cación de equipos con pantallas de cristal líqui-do; tal es el caso de relojes, calculadoras, pane-les de control y, posteriormente, televisoresportátiles.

Pantallas de cristal líquido en videocámaras

Una de las aplicaciones más populares del cris-tal líquido en el ámbito del video, es el monitoreode imágenes a grabar o ya grabadas (modos PBy REC) en las videocámaras. Hasta hace algunosaños, estas máquinas hacían uso exclusivo deun visor electrónico con un diminuto tubo deimagen (cinescopio) en blanco y negro, de untamaño inferior a una pulgada. En la actualidad,este visor también se combina con pantallas decristal líquido que presentan imágenes en color,y cuyo tamaño más usual es de 2.5 ó 3.5 pulga-das (figura 2).

Con sólo abrir la pantalla abatible, ésta seenergiza de inmediato y se desenergiza automá-ticamente el visor electrónico de tubo de ima-gen; al ser cerrada, vuelve a desenergizarse y,por consiguiente, a energizarse el visor de tubo

de imagen; existe un solo momento en que am-bos sistemas de visualización operan: cuando seabre y se gira hacia el frente la pantalla abatible,con el fin de monitorear la imagen desde dosángulos totalmente diferentes.

Generalidades sobre los cristales líquidos

El cristal líquido fue descubierto en 1889 por elbotánico Friedrich Reinitzer, un notable perso-naje británico de ascendencia austríaca. Poste-

Cinescopio miniatura de blanco y negro para cámaras de video

Videocámara con pantalla LCD en color

A

B

Figura 2

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riormente, basándose en la observación de cier-tos componentes orgánicos puros, él y el físicoalemán Otto Lehmann postularon la existenciade un cuarto estado de la materia: el líquido cris-talino.

El cristal líquido es un compuesto orgánicode consistencia viscosa y ligeramente amarillo,que se produce al combinar carbón, oxígeno,nitrógeno e hidrógeno; dentro de su estructuraatómica se observa un posicionamientomolecular específico; además, se considera quelas partículas que forman dicho compuesto sonde aspecto alargado (semejante al cuerpo de unrodillo); de este modo es posible representarlascon un eje mayor longitudinal, aunque tambiénes importante considerar que, a noventa gradosde él, existe otro eje eléctricamente bipolar; losdos ejes entre sí forman un par de líneas per-pendiculares.

Con base en el acomodamiento molecular quecaracteriza al cristal líquido, se puede clasificaréste en los siguientes tres tipos:

Cristal nemáticoLos ejes longitudinales de cada molécula se or-denan en paralelo entre sí, tomando una dispo-sición diferente en altura respecto a las molécu-las cercanas; de tal suerte, se observa unaespecie de veteado en la estructura molecular(figura 3).

El cristal nemático se emplea principalmenteen las pantallas o displays (visualizadores) deltipo LCD (Liquid Crystal Displays); a su vez, éstosse utilizan en relojes, calculadoras, receptoresde radio, multímetros digitales, etc.

Cristal colestéricoLos ejes mayores principales se ordenan en lamisma dirección, pero con pequeños ángulos de

desplazamiento entre cada molécula. Según losexpertos, esto visto de frente causa el efecto deespiral (figura 4).

Cristal esméticoSe aprecia un alto grado de ordenamiento entrecada una de las partículas, formando sucesivascapas en paralelo que apuntan hacia la mismadirección (figura 5). Cabe señalar también quelos líquidos esméticos aún se utilizan en el ám-bito comercial e industrial, y que incluso siguensiendo objeto de estudio en laboratorio.

Estructura de la pantalla de cristal líquido

La estructura general de una pantalla (reflectoren este caso) se forma con dos placas de vidrioque en conjunto tienen un espesor de un milí-metro; cada una es de medio milímetro, y cuen-ta con un recubrimiento de material conductortransparente (óxido de indio y estaño, o simple-mente óxido de estaño). Este complementoconductivo se ofrece en arreglos simples, consignos numéricos, aritméticos, alfanuméricos (le-tras y números), con figuras o dibujos especia-les o en complicados montajes que se utilizanen pantallas de televisores, computadoras yvideocámaras.

Si, por ejemplo, tenemos un display de núme-ros, de siete segmentos por placa, cada uno de

Organizaciónmolecular delcristal líquidonemático

Figura 3

Organizaciónmolecular delcristal líquidocolestérico

Figura 4

Organizaciónmolecular delcristal esmético

Figura 5

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39ELECTRONICA y servicio No.22

éstos cuenta con una línea de polarización eléc-trica muy delgada, la cual tiene conexión conlos extremos de las placas de vidrio; además seemplea una sustancia química (silicio), con lafinalidad de alinear las moléculas cristalinas demanera que sus ejes longitudinales se orientenen forma perpendicular con respecto a cada carainterna de las placas de vidrio; entonces éstaspueden utilizarse como separador, dejando en-tre ambas un espacio de apenas 2 micras y, enuno de los lados, una entrada pequeñísima parainyectar el cristal líquido.

Cuando no se aplica voltaje alguno sobre laslíneas de conexión de cada segmento, todas lasmoléculas permanecen orientadas en una mis-ma dirección (figura 6); puesto que de este modola luz que incide sobre las pantallas pasa y serefleja en el pequeño elemento reflector con queestá provista cada una de ellas, se logra un efec-to de transparencia.

En el instante que se aplique un voltaje a lasterminales conductoras que forman al segmen-to del dígito, las moléculas más cercanas a és-tas experimentan una electrización y, de mane-ra automática, se acomodan en grupos (figura7). La posición tan especial lograda en las pe-queñas zonas moleculares, hace que la luz serefracte en diferentes ángulos; gracias a esto, seobtiene el efecto esmerilado del vidrio y el dibu-jo de los dígitos o mensajes. Este efecto se lograúnicamente en las zonas donde queden al fren-te las placas superior e inferior de los conducto-res, y no en donde corren las líneas de conduc-tor delgado.

Como conclusión de lo que acabamos de ex-plicar, puede considerarse que el cristal es nor-malmente transparente y que se vuelve opacoal ser afectado por un voltaje (lo cual provoca elmovimiento de las moléculas).

También hay que tomar en cuenta que la tem-peratura extrema modifica el funcionamiento deeste tipo de dispositivos; es decir, dado que lastemperaturas inferiores o superiores hacen quelas moléculas se muevan con mayor lentitud, seproduce un calor excesivo y –por ende– la elimi-nación de los caracteres.

Estos visualizadores consumen muy pocaenergía (aproximadamente 10 microamperios),porque no son atravesados por ningún flujo decorriente; y en vista de que no emiten luz (sinoque aprovechan el reflejo que de ésta llega des-de el exterior), sólo pueden aplicarse en siste-mas de oscuridad en los que se utilice una lám-para externa.

Gracias a su versatilidad, este tipo de panta-llas se utilizan en equipos que manejan lengua-je digital; en tal caso quedan asociadas directa-mente al microprocesador, dentro del cual seencuentra el circuito decodificador que se nece-sita para excitar a cada uno de los elementoscuya cantidad puede multiplicarse para finalmen-te formar pantallas con gran cantidad de pixeleso segmentos.

La introducción de filtros de color (figura 8)en cada una de las celdas o cristales de la pan-talla en cuestión, ha permitido fabricar panta-llas a color que pueden reemplazar a los peque-ños cinescopios convencionales. Sin embargo,

Placa de vidrio

Placa de vidrio

Luz externa

Moléculas orientadasen la misma dirección

Conductores o líneas

de polarización transparente

La luz atraviesa

0 voltios

Figura 6

Placa de vidrio

Placa de vidrio

Luz externa

Conductortransparente

Moléculas enestado aleatorio

La luz no atraviesa en las zonas donde seaplica una tensión eléctrica. En este ejemplo

suponemos que toda la placa está polarizada.

+

-

Figura 7

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40 ELECTRONICA y servicio No.22

tratándose de pantallas grandes, esta opción tie-ne la desventaja de presentar imágenes con fal-ta de definición; así que sólo puede aplicarse enequipos de pantalla pequeña (lo cual ya se hizoen videocámaras Sony y Samsung, por ejemplo).

De hecho, las pantallas de cristal líquido seconvirtieron en una excelente opción para eldespliegue de imágenes en color, cuando se lesasoció una matriz activa. Estas se parecen mu-cho a las pastillas de memoria dinámica de ac-ceso aleatorio (DRAM), en las que se almacenancargas en un millón o más de posiciones distin-tas, cada una controlada por un solo transistor.La diferencia es que en una DRAM se leen o es-criben los datos por filas, detectando la cargaexistente en cada posición, mientras que en unapantalla de cristal líquido con matriz activa, to-das las posiciones pueden estar activas simultá-neamente.

Otra diferencia es que en las DRAM se alma-cenan datos digitales, mientras que en las pan-tallas de matriz activa los datos son analógicos.En las primeras cada célula debe hallarse en es-tado de transmisión (encendido) o en estado de

no transmisión (apagado); en las segundas, losvoltajes varían en una escala continua de gri-ses, por lo que la pantalla debe codificar muchamás información que la que admite una pastillaDRAM de tamaño parecido.

Circuitos involucrados en elfuncionamiento del display LCD

Para presentar las imágenes, los visualizadoresque se emplean en las videocámaras activan ydesactivan a cada uno de los pequeños segmen-tos ubicados en el frente de la pantalla (pixeles);pero para ello, primero deben colocarse sobrecada uno de éstos los filtros de colores prima-rios (R-G-B). Figura 8 y 9.

El hecho de que se utilicen voltajes para acti-var (de manera uniforme o alternada y modula-da en intensidad) a los segmentos, provoca quecada uno de éstos se abra o semi-abra; en talescircunstancias, serán atravesados por la luz queproviene de una lámpara fluorescente ubicadaen la parte posterior de la pantalla (figura 10).

El circuito encargado de la modulación y ac-tivación de cada segmento, es el “decoder RGC”(decodificador de señales de imagen de RGB);éste recibe una señal de video compuesto cuyovalor aproximado es de 0.45 voltios de pico apico, para procesarla y convertirla en tres seña-les de imagen de color RGB (rojo, verde y azul);

Esquema de pixeles (una triada RGB equivale a un pixel;en la pantalla van numerados horizontal y verticalmente)

Célula LCD

B G R B G

B G R B G

G R B G R

B G R B

B G R B

G R B G RB G R B G

G R B G R

G R B G R

B G R B

G R B G R

G R B G R

1 2 3 358 359 360

1

2

239

240

Pixeles

Figura 8A

Figura 8B

Figura 9

El cristal líquido está contenidoentre dos placas de vidrio. Enuna se disponen lostransistores quecontrolan loselectrodos decada pixel; enla otra seubican losfiltros de colorRGB y un electrodoque cierra todos loscircuitos. Así, elementosde polarización delanteros ytraseros completan el sistemade la pantalla de cristal líquidocon matiz activa, que se iluminadesde atrás.La fotografía muestra las moléculas decristal líquido

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41ELECTRONICA y servicio No.22

entonces el circuito drive (figura 11) refuerza elvalor de voltaje de estas señales, convirtiéndo-las en señales de imagen cuyo valor es de 3.2voltios de pico a pico; este voltaje, suficiente paramodular la intensidad de cada segmento, se hacellegar a través de un conector flexible que enla-za al propio circuito drive con las terminales dela pantalla de cristal líquido; además de mane-jar las señales de imagen RGB, este conectorpermite la llegada de voltaje de polarización y

de pulsos de conmutación vertical y horizontal.Con ello, se crea un desplazamiento sobre cadafila y columna de los segmentos localizados enla pantalla.

El conexionado del display LCD, se comple-menta con la polarización de la lámpara fluo-rescente que es habilitada por medio de un reac-tor o autotransformador; éste recibe un voltajede corriente alterna a través del bloque conver-tidor D/A, mismo que, a su vez, recibe un com-

Voltaje

Filtros polarizantes

Filtros polarizantes

Vidrio

ESTADOTRANSMISOR ESTADO NO

TRANSMISOR

Vidrio

Cristal líquidonemático

Cristal líquidonemático

En una pantalla de cristal líquido, las moléculas (en forma de trenzas) se disponen de manera que gire el plano de polarización de luz. Los pixeles no activados dejan pasar la luz hacia un segundo polarizador (izquierda); cuando se aplica un voltaje, se deshace la rotación y la luz queda bloqueada (derecha).

Figura 10

RGB

RGB

DecoderRGB

DriveRGB

Interface

LCD

D/ACONV.

0.45 VPP

Video

0.7 VPP 3.2 VPP

RGB

VGLVGHHSY

VC DC

Lámpara

Volt.Unreg.

Figura 11

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42 ELECTRONICA y servicio No.22

ponente de corriente directa (por lo que se leconsidera un convertidor de DC a AC).

Fallas comunes en este tipode visualizadores

Falla 1Síntoma: No había brillantez en la pantalla.Pruebas realizadas: Se verificó que la lámpara

fluorescente (que comúnmente está apaga-da) estuviese emitiendo luz, y que su voltajede alimentación no excediera los 10 voltios.

Solución: Se reemplazó la lámpara, porque alparecer estaba fallando. En caso de que nohaya voltaje de alimentación, será necesarioreemplazar la unidad de polarización conver-tidor D/A.

Comentarios: Para verificar que haya imagen, enla parte posterior de la pantalla puede colo-carse una lámpara (pero antes, para tener ac-ceso a ésta, deben retirarse sus cubiertas ydemás elementos, figura 12).

Falla 2Síntoma: La imagen aparecía en color magenta,

cyan, amarillo, rojo, verde o azul.Pruebas realizadas: Al hacerse una revisión, se

descubrió que estaban abiertas las líneas delos conectores flexibles que enlazan a la tar-jeta principal con la entrada del display. Estosucede con frecuencia, debido a que las pan-tallas se abren y se cierran cuando son utili-zadas por el usuario (la verificación de líneasabiertas debe hacerse después de comprobarla presencia de las tres señales RGB prove-nientes de la tarjeta principal; si no existen osólo llegan hasta las terminales de entradadel display, significa que el problema está enla tarjeta principal de excitación del LCD o enel ensamble de segmentos).

Solución: Aunque bastaba con repararlas, deci-dimos reemplazar las líneas abiertas del ca-ble flexible.

Comentarios: Es más recomendable hacer el re-emplazo de los cables de cinta flexibles.

Falla 3Síntoma: No había imagen, pero sí brillantez en

la pantalla.Pruebas realizadas: Se verificó el rastreo de la

señal de imagen en la entrada del circuito de-codificador, en el “drive RGB”, en la tarjetainterfaz de conexiones y en las terminales deentrada del display.

Solución: Se reemplazó el circuito integrado,porque había entradas pero no salidas.

Comentarios: Es recomendable reemplazar elensamble del display, en caso de que todaslas señales lleguen.

Comentarios finales

Siempre tenga en cuenta que el visualizador nopuede repararse por separado, y que cuando seanecesario reemplazarlo habrá que desarmar pri-mero, por completo, el compartimiento de lapantalla (figura 13).

Si detecta usted que los circuitos integradosson la causa del problema, a veces es mejor ha-cer el reemplazo total de la tarjeta de circuitoimpreso (sobre todo cuando es independiente dela tarjeta principal) en vista de la gran cantidadde componentes y del reducido tamaño de losmismos.

A través de la parte frontal se debeobservar la imagen

Lámpara(foco)

Figura 12

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43ELECTRONICA y servicio No.22

Segundo paso:Retirar pantalla del bastidor

Tercer paso:Retirar cubierta paratener acceso a la pantalla LCD

Primer paso:Desmontar el ensamble del LCD delchasis de la videocámara

Arnés decables flexibles

Figura 13

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44 ELECTRONICA y servicio No.22

SINCRONIZACION DEL

MECANISMO DE

CARRUSEL DE

REPRODUCTORES DE

CD AIWA

SINCRONIZACION DEL

MECANISMO DE

CARRUSEL DE

REPRODUCTORES DE

CD AIWA

Armando Mata Domínguez

Entre los equipos de audio de lamarca Aiwa, hay algunos modelosque emplean en su reproductor de

discos compactos un sistema decharola de presión de tres discos.

Este sistema emplea un mecanismode la versión KSM que, al igual que

la mayoría de los sistemasmecánicos, después de cierto tiempo

de uso, puede presentar problemasen su funcionamiento. En este

artículo, nos referimos alprocedimiento a seguir para la

sincronización mecánica.

Figura 1

Procedimiento de desensamblado

Para que pueda tener un acceso libre al meca-nismo, primero retire las cubiertas del equipo(figura 1).

Una vez que el sistema mecánico se encuen-tre al descubierto, retire los tornillos y conectores

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45ELECTRONICA y servicio No.22

señalados en la figura 2 y extraiga la charola.Para que le sea más fácil retirarla, procure abrir-la hasta su límite; para ello, tome el sistema me-cánico por la parte inferior y gírelo. Finalmente,presione el par de lengüetas plásticas indicadasen la figura 3.

Remoción de los engranesUna vez retirada la charola, extraiga los engra-nes del sistema mecánico para tener acceso alswitch de puerta y al switch de pick-up (figura4). El switch de puerta se encarga de detectar laposición de la puerta (abierta o cerrada). Unafalla en este dispositivo impide que dicho com-partimento se abra o se cierre, según sea el caso.

Por su parte, el switch del pick-up es respon-sable de detectar la ubicación del sistema de lec-tura, indicando al microprocesador si el pick-upse encuentra arriba o abajo (figura 5). Cuandoeste switch falla, provoca que el ensamble nosuba o baje y que, en consecuencia, no se puedareproducir ningún disco. Para solucionar cual-quiera de estos problemas es necesario limpiarel switch o sustituirlo.

Sincronización mecánica

Debido a que para dar servicio a los interrupto-res de puerta y de pick-up fue indispensable re-tirar previamente los engranes, lo más probable

Presione las lengüetasExtraiga

A B

Figura 2

Figura 3

Conector

Figura 4

Switch de puertaSwitch de pick-up

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46 ELECTRONICA y servicio No.22

es que después de ensamblar el sistema, nece-site realizar ciertos ajustes mecánicos para queel funcionamiento del equipo no se vea afecta-do. Veamos en qué consiste el procedimiento deajuste para esta sección.

Colocación del engrane elevadorPara colocar correctamente el engrane elevadorobserve la figura 6. Es importante que aprecie laposición que, en ese momento, adquiere el swit-ch detector de pick-up.

Sincronización del engrane CAMEs importante cuidar que el engrane CAM seacolocado en la posición correcta (figura 7); re-cuerde que es el encargado de indicar al switch

de puerta si el compartimento está abierto o ce-rrado. Además, gracias a sus diferentes nivelesde engranaje, por medio de este engrane se pue-de abrir y cerrar la puerta o subir y bajar el pick-up; también, es el encargado de la función flo-tante de la charola (característica con quecuentan todos los equipos de esta serie). De estamanera, es posible ordenar que se abra la cha-rola mientras se está reproduciendo un disco ypoder cambiar los dos discos restantes.

Posición del engrane de cremalleraLa posición adecuada en que se debe colocar elengrane de cremallera se observa en la figura 8.El orificio indicado es la referencia para insertarla charola; es preciso cuidar que el primer dien-te de la cremallera de la charola coincida condicho orificio (figura 9).

Figura 5

Switch de pick-upEnsamble arriba

Figura 6

Posición del switch de pick-up

Figura 7 Marca en forma de flecha dirigidahacia el ensamble pick-up

Figura 8

Engrane de cremallera

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47ELECTRONICA y servicio No.22

Verificación de ajustes

Una vez que ha insertado la charola, es indis-pensable verificar la sincronización del sistemamecánico. Para el efecto, gire manualmente, ensentido de las manecillas de reloj, el engranelocalizado en la parte inferior de la misma cha-rola (figura 10).

Inserte el compartimento de la charola hastael tope pero sin dejar de girar el engrane; enton-ces, el ensamble de pick-up tiene que subir. Alquedar el pick-up arriba, la charola comienza asalir. Esto es, lo que constituye en sí, el movi-miento de la versión flotante.

Ahora, gire nuevamente el engrane, pero ensentido contrario. La charola deberá entrar des-

pués de que el ensamble de pick-up baje. Si con-tinúa girando el engrane, la charola debe salir.

Existe la opción, en caso de que no desee rea-lizar el ajuste de manera manual, de aplicar unvoltaje de 3 a 4.5 voltios al motor de carga parainducir los giros en el engrane. Invierta las pola-ridades para lograr el giro en los sentidos indi-cados anteriormente.

También es importante cuidar la bandaimpulsora del motor de carga, ya que ésta tien-de a cristalizarse o a aflojarse a causa de la altatemperatura o la humedad; esto provoca, en oca-siones, que el movimiento de entrada y salidade la charola no sea correcto y que el sistemamecánico se trabe.

Es común que el técnico confunda esta fallacon un problema de sincronización mecánica.Para evitar esta situación, tome como referen-cia la banda mostrada en la figura 11; siempreque se encuentre en esa posición, debe medirlos centímetros ahí indicados.

Finalmente, otro problema que puede presen-tarse en este sistema mecánico, puede estar re-lacionado con un daño en el cable flexible. Esnecesario comprobar la continuidad de éste, yaque de lo contrario, es probable que la charolase atore, impidiendo que se abra o se cierre.

Mantenimiento de la charola

En el caso específico del compartimento de dis-co, este sistema no necesita una sincronizaciónmecánica porque ésta se realiza de forma auto-

Figura 9

Primer diente decremallera

Cremallera Engrane de cremallera

Figura 10

Engrane deimpulsión

Figura 11

Banda deimpulsión

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48 ELECTRONICA y servicio No.22

mática cuando el equipo es energizado y se pro-duce un giro de reconocimiento.

Este giro realiza una vuelta completa de lacharola; si el movimiento es lento, el micropro-cesador recibe unos pulsos provenientes de lossensores (figura 12) indicando la alteración enla velocidad del giro y el equipo se bloquea. Espor ello que debe cuidar que los sensores esténlimpios: utilice cotonetes –pero sin humedecer-los– para retirar el polvo almacenado que puedeimpedir que los sensores capten las señales co-rrectamente. Por último, verifique que el cableconector de los sensores no esté dañado.

Otras fallas

Ya para finalizar, otro problema que suele pre-sentarse en este mecanismo, es la posición in-correcta de los compartimentos de disco; es de-cir, que éstos en vez de estar sobre el pick-up seencuentren ligeramente fuera de posición. Cuan-do esto sucede, es probable que el ensamble depick-up no suba y, por lo tanto, no se puede re-producir ningún disco.

Ahora bien, puede suceder que a pesar de quela charola abra y cierre, logrando hacer girar eldisco, la misma posición incorrecta del compar-timento impida la elevación del pick-up para querealice la lectura. La causa de estas anomalías,es la alteración óhmica de los resistores corres-pondientes a los sensores ópticos de posiciónde charola. Estos sensores son los responsablesde detectar los engranes señalados en la figura13; una vez que los reconocen, envían -a travésde los resistores y transistores indicados- el trende pulsos resultante al microprocesador.

En otras palabras, la alteración óhmica deestos resistores provoca que los pulsos lleguenfuera de tiempo al microprocesador; así, cuan-do éste recibe una orden errónea, induce unaposición incorrecta de los compartimentos. Lasolución, consiste en sustituir las resistencias porotras cuyo valor óhmico sea el adecuado.

Figura 9

Sensores

Pestañas oengranes

Figura 9

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50 ELECTRONICA y servicio No.22

AJUSTE DE LA BANDA

REGULADORA DE

TENSION DE LAS

VIDEOGRABADORAS

AJUSTE DE LA BANDA

REGULADORA DE

TENSION DE LAS

VIDEOGRABADORAS

José Luis Orozco Cuautle

En este artículo el autor presentauna técnica muy sencilla pararealizar el ajuste de la banda

reguladora de tensión, empleandoúnicamente un televisor en blanco y

negro. Recuerde que cuando estacinta no tiene la tensión adecuada,

se produce inestabilidad en laimagen (cuando está “floja”) o un

desgaste prematuro de las cabezasmagnéticas (cuando la tensión de la

cinta es mayor de la requerida).

Consideraciones previas

Cuando introducimos un videocasete en una vi-deograbadora, el sistema mecánico se encargade extraer la cinta y de enhebrarla a través delsendero de cinta, pasando por el tambor o drumy el ensamble ACE (figura 1). Una vez enhebra-da la cinta, el tambor empieza a girar a una ve-locidad de 1800 rpm y, en eso momento, da ini-cio el proceso de lectura o escritura del laimagen; mientras que el ensamble ACE se en-carga de procesar la señal de audio (recuerdeque en el caso de las videograbadoras que utili-zan el sistema Hi-Fi, la grabación de audio se

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51ELECTRONICA y servicio No.22

Figura 1A

Guía 0

Regulador de tensión (Guía 1)

Guía 2

Guía 3

Cabeza FE

TamborEnsamble ACE

Guía 4 Guía 5Guía 6

Guía 7

Rodillo depresión

Motor cabrestante(capstan)

Guía 8

Figura 1B

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52 ELECTRONICA y servicio No.22

realiza a través de las mismas cabezas de vi-deo).

La tensión de la cinta

Para que tanto el proceso de lectura como el degrabación se lleven a cabo sin problemas, es in-dispensable que al momento de que la cinta seaenhebrada, llegue al tambor con una tensiónadecuada y uniforme.

Si la cinta es enhebrada con una tensión me-nor (es decir, “floja”), se crea una inestabilidaden la imagen porque, en ese caso, la cinta no

hace un contacto adecuado con el tambor y, porconsecuencia, con las cabezas de video; estoorigina que la lectura o la escritura en la cinta seven afectadas.

En el caso contrario (es decir, cuando la ten-sión de la cinta es mayor que la requerida), seprovoca un desgaste prematuro de las cabezasde video, debido a que la cinta ejerce una mayorpresión sobre ellas.

La banda reguladora de tensión

Para lograr la tensión correcta de la cinta, lavidoegrabadora emplea diversos dispostivos.Uno de ellos es la palanca reguladora de ten-sión (generalmente es indicada como la guía No.1), que se encuentra unida a un resorte y a unabanda afelpada que la une con el carrete S; re-cuerde que el carrete S es el encargado de sumi-nistrar la cinta. Y es justamente la posición deesta banda, la que determina la tensión de la cin-ta (figura 2).

Es importante señalar que el desajuste de labanda reguladora no es provocado por el usonormal del equipo; la alteración en su funciona-miento se presenta sólo cuando el resorte quela sostiene es manipulado.

Procedimiento de ajuste

Para realizar el ajuste de la de tensión de la cin-ta, existe un equipo especial llamado “tentelóme-tro”, por medio del cual se mide la tensión apli-

Figura 2

Aunque realizar el ajustecon estos instrumentoses más recomendable, puedeseguir los pasos indicadosen este artículo.

Tentelómetro Casete torqueFigura 3

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53ELECTRONICA y servicio No.22

cada a la cinta (figura 3). Si la tensión es la ade-cuada, en el tentelómetro aparece una medidade 25 gramos. Otro instrumento con el que sepuede verificar la tensión, es el llamado casetetorque.

Aunque hacer el ajuste con cualquiera de es-tos instrumentos es lo más recomendable, aquíle presentamos una técnica desarrollada por elautor para realizar el ajuste de la banda regula-dora de tensión empleando únicamente un tele-visor en blanco y negro. También puede utilizarun televisor en color, pero verifique primero quecuente con control de sincronía vertical. Vemosmás a detalle este procedimiento:

Figura 4

Desajuste que indica una tensión mayor en labanda

Desajuste que indica una tensiónmenor en la banda

Método de comprobación del ajuste en la banda de tensión

A

B

1. Como primer paso, le sugerimos que verifi-que la limpieza de la banda reguladora paraasegurar que se encuentre libre de grasa opolvo; para ello, puede emplear un cotoneteligeramente humedecido con alcohol. En oca-siones, cuando la banda almacena cualquie-ra de estos residuos, se producen pequeñasvibraciones, provocando alteraciones en latensión de la cinta.

2. Una vez limpia e instalada nuevamente, pro-ceda a verificar su ajuste. Conecte el televi-sor a la salida de la videograbadora y sintoni-ce el canal adecuado (3 ó 4).

3. Inserte y reproduzca un casete que, esté us-ted seguro, se encuentre en buen estado.

4. Observe la imagen. Procure realizar el ajustesobre una imagen que contenga líneas que lefaciliten la visión del punto de referencia, enla pantalla que indicaremos más adelante.

5. Mueva el control de sincronía vertical, hastalograr que aparezca la línea negra sobre lapantalla. Si la banda está desajustada, en eltramo la imagen que limita con la parte supe-rior de la línea, aparece una pequeña salien-te de la imagen. Cuando la tensión es mayor,esta saliente se presenta cargada hacia el ladoizquierdo y cuando la tensión es menor, secarga hacia el lado derecho (figura 4).

6. Una vez que determine la tensión en la cinta(mayor o menor), mueva el resorte para ajus-tar la banda hasta lograr que la imagen sobrela línea negra quede lo más vertical posible;es decir, sin ninguna saliente. Es importantemencionar que es normal que la imagen pre-sente una pequeña vibración.

7. Después de que haya realizado el ajuste de labanda, recuerde que es necesario ajustar elsendero de cinta. Este procedimiento no semenciona aquí, por salir del tema de este ar-tículo; usted puede consultar esta informaciónen el libro Así reparo....Mecanismos de video-grabadoras Sony (tipos II, III y IV), también demi autoría.

Puede advertir que este procedimiento es muysencillo de llevar a cabo, y que le evita tener queadquirir herramientas no siempre al alcance delservicio técnico.

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55ELECTRONICA y servicio No.22

EL SERVOMECANISMO

DE TAMBOR EN

VIDEOGRABADORAS

SONY

EL SERVOMECANISMO

DE TAMBOR EN

VIDEOGRABADORAS

SONY

Carlos García Quiroz

Como usted recordará, lasvideograbadoras utilizan un sistema degrabación/reproducción helicoidal, endonde el movimiento de las cabezas yde la cinta requieren de una velocidad

constante. Cada movimiento que seejecuta para la reproducción o la

grabación de la cinta, está controladopor un servo específico; de tal manera,

podemos hablar de un servo para eltambor, un servo para el capstan, un

servo para los carretes y un servo parael rastreo automático. En el presente

artículo enfocaremos nuestraexplicación en el funcionamiento delsistema de tambor o drum; para ello

tomaremos como referencia el modeloSLV-L40 MX de la marca Sony.

Generalidades

Dada la amplitud de la banda de frecuenciasinvolucradas en las señales de video, para sugrabación y reproducción, se emplea un siste-ma que permite correlacionar la velocidad a laque giran las cabezas con la velocidad de des-plazamiento de la cinta. Es por ello que en lasvideograbadoras se incorpora un sistema de tam-bor (drum) giratorio donde se alojan las cabezasde video, las cuales giran entonces a alta veloci-dad y recorren la superficie de la cinta en formadiagonal mientras la cinta se desplaza a bajavelocidad (sistema helicoidal).

Para realizar correctamente la grabación y lareproducción, es necesario controlar de maneraconjunta el avance de la cinta y el giro de lascabezas; alguna falla en la sincronía de estos mo-vimientos altera la imagen. Justamente, el ser-vomecanismo es el elemento responsable decontrolar los movimientos de las cabezas y lacinta, así como de mantener en una posicióndeterminada y perfectamente definida los dispo-

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56 ELECTRONICA y servicio No.22

sitivos mecánicos y eléctricos que integran elsistema (figura 1). Si la operación de alguno deellos sale de los parámetros correspondientes,el servomecanismo produce las señales necesa-rias para que vuelvan a su posición original.

Principio de operación del servomecanis-mo

Para una mejor comprensión del funcionamien-to de un servomecanismo, remitámonos prime-ro a la figura 2.

La señal de referencia es una señal fija queindica la velocidad apropiada para que el tam-bor trabaje de manera correcta (1800 rpm). Ypara saber qué velocidad desarrolla realmenteel motor del tambor, su propio giro produce unaseñal específica.

Luego de ser detectada por un sensor, dichaseñal se envía a un comparador. Aquí, es cote-

jada contra la señal de referencia; si existe dife-rencia entre ambas, se genera entonces una se-ñal de error; ésta es la que ciertamente controlala velocidad del motor, porque cuando pasa porel circuito amplificador (driver) genera la poten-cia necesaria para compensar –por ejemplo–cualquier desajuste en el funcionamiento delmismo.

El sistema de servo en el formato VHS

El sistema mecánico de las videograbadoras VHSno sólo está integrado por el servo que controlael funcionamiento del motor del tambor y delmotor del capstan; también son parte de él, unservo de carretes encargado de controlar el tiem-po de inicio del movimiento de la videograba-dora y un servo de rastreo automático que eli-mina el error de tracking, etc. Pero la funciónprincipal de los servos no consiste exactamenteen controlar los motores, sino en regular el mo-vimiento de la cinta.

Servo del tambor

El propio motor del tambor mantiene controla-da la velocidad de este dispositivo, girando a unavelocidad de 1800 rpm (29.97 rps, para ser másexactos), durante los modos de grabación y dereproducción (figura 3).

Por su parte, el control de la fase mantiene laposición de cada una de las cabezas de video;de este modo, siempre se mantienen conmutan-do a un ritmo de casi 6.5 líneas horizontales (6.5

Servomeca-nismo IC160para controldel tambor

Figura 1

Referencia

ComparadorError

Detección

Amplificador(Driver) Motor

Sensor

Retroalimentación

+

-

Concepto de un servomecanismo

Figura 2

Figura 3Motor de tambor

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57ELECTRONICA y servicio No.22

H) antes de que se presente la sincronía verticalen los modos de grabación y reproducción.

Para la descripción del funcionamiento delservo del tambor, observemos la figura 4.

Ahora bien, dependiendo del modo en que seencuentra la videograbadora, tenemos que:

• En el modo de grabación (REC), la posición dela cabeza de video debe estar determinada deacuerdo con el borde de la cinta y con la señalde referencia de entrada.

• En modo de reproducción (PB), con sólo seguirla señal de control (CTL), la cabeza de videodebe trazar el mismo patrón que realizó en elmodo de grabación (tracking).

• Los pulsos de control (CTL) están a una fre-cuencia de 30 Hz (cada 2 campos).

Control de velocidad

Para mantener constante la velocidad del tam-bor, los pulsos FG (generador de frecuencia) se

Sync.Vert.

Ganancia

Detecta la posición real de la cabeza

Mecanismo parasituar la posición dela cabeza de video

Motor drum(control de fase)

-

Figura 4

Imagen normal

Pista de lectura

Imagen ruidosa

Pista de lectura de las cabezas

Figura 6

PG

Cabeza de video

TamborCabeza

Cinta magnética

Control de track

Pulso30Hz CTL

Motorcapstan

Pinch roller

Capstan

FG

Capstandriver

LPF(integrator)

LPF(integrator)

SpeedloopSpeed

loop

Phaseloop Phase

loop

DCDC

Detector defase/velocidad

del capstan

FG

Motordrum

Drumdriver

Control deltracking

30Hz Ref.

Divisor 3.58MHz cristal

Detector develocidaddel tambor

Detectorde fase

del tambor

IC

Vertical SYNCfrom input

video (record mode)

5Vp-p5Vp-p

Figura 5

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58 ELECTRONICA y servicio No.22

comparan con una señal de referencia establede 30 Hz. Cualquier señal de error generada porla diferencia entre ambas señales, provoca uncambio en el voltaje de CD a la salida del filtropasa-bajas (LPF); el voltaje obtenido se suma fi-nalmente al voltaje de error de la fase del tam-bor para controlar el movimiento o rotación deeste mismo (figura 5).

Localización de fallas

Los problemas de servo asociados al control dela velocidad, se pueden manifestar de la siguientemanera:

a) Cuando la velocidad de desplazamiento de lacinta está ligeramente fuera de rango, la re-producción de la imagen resulta ruidosa; estoobedece a que la cabeza de video lee fuera dela pista grabada (figura 6).

b) En situaciones extremas, la imagen presentalíneas diagonales que desaparecerán eventual-mente.

c) Si faltan los pulsos de FG, el tambor gira en-tonces a una velocidad excesivamente alta.

Aunque raras veces ocurren, las fallas de servoque tienen que ver con la fase del tambor se pre-sentan si existe un problema con los pulsos PG;esto provoca que en la pantalla sólo exista unareproducción intermitente de la imagen y congrandes bandas de ruido.

En el caso de que se presente alguna de lasfallas antes mencionadas, se recomienda verifi-car la trayectoria de la cinta antes de iniciar lainspección del circuito del servo.

Funcionamiento del servo de tambor en lavideograbadora Sony SLV-L40 MX

En la figura 7 podemos observar cómo la señalde FG es captada por el sensor interno del motor

5 MTR GND4 D. FG3 D. PG2 D. VS1 MTR 12V

87

18

78

38 39

RF SWP DR

UM

FG

DR

UM

PG

C S

YN

C

DRUM ERROR

16MHzIN

16MHzOUT

R164

1M R165390X160

16MHz

JL126

Al conectorCN261 4P (3)

PULSO DE CONMUTACIÓN

DE RF

IC160SERVO,SYSTEM/MODE

CONTROL

TablillaMA-289

Fuente de alimentación

JL119

JL120

JL121

JL122

JL123

M

MOTORDEL

DRUM

M901

CN101 5P

R125470

R125470

R18110K

R226100

JL210

IC201PIN 37

Servo del tambor de lavideograbadora Sony SLV-L40MX

86 84

Figura 7

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drum. Esta señal ingresa al servo IC160 a travésde su terminal 87 (figura 8A); al mismo tiempo,el sensor de FG genera 12 ondas por cada rota-ción, provocando así que el tambor gire a 30 Hzy se generen 360 ciclos en un segundo. Esta se-ñal de FG se utiliza para rastrear el movimientodel tambor.

La señal de PG, generada en una bobina in-terna del tambor, también sale del conectorCN101 por la terminal 3 y llega a IC160 por laterminal 86 (figura 8B). Esta señal contiene pul-sos positivos y negativos que corresponden a lasposiciones de las cabezas de video en el tam-bor.

Una vez que las señales de FG (servo de velo-cidad) y PG (servo de fase) ingresan a IC160, pormedio de un bloque de detección de error, seempieza a buscar algún posible error en la velo-cidad del tambor; para ello se requiere contar elnúmero de ciclos generados de FG y verificar sudesviación con respecto a la referencia de 360Hz. Para que sean retrasados, los pulsos de PGdeben pasar por un bloque de retardo; de estaforma se generan los pulsos de conmutación con

Terminal 86 Terminal 84

Terminal 78 Terminal 38 Terminal 18

Oscilogramas del servo del tambor en el IC160Figura 8

BA CTerminal 87

ED F

la señal de referencia, a fin de detectar la dife-rencia de fase.

La señal de referencia se obtiene al dividir lafrecuencia del reloj del sistema; o sea, la frecuen-cia de 16 MHz del cristal X160 aplicada por laterminal 38 (figura 8E).

En tanto, la señal de video compuesto (CSync), que se utiliza para sincronizar la señal dereferencia en el momento de la grabación, vie-ne de la terminal 37 del IC201 para entrar a IC160por la terminal 84 (figura 8C). En el modo de re-producción, esta señal de referencia no essincronizada.

Una vez obtenidos, los errores de velocidad yde fase del tambor se suman; el resultado ali-menta al bloque de salida de error del tambor, através de la terminal 78 de IC160 (figura 8D).

Por otro lado, la señal de RF SW (figura 8F) segenera dividendo la señal de frecuencia del drum(FG) con apoyo de los pulsos PG. En el caso deque el servo de velocidad del tambor tenga al-gún problema, ocasionará que la señal de videopresente variaciones en la sincronía horizontal.

Durante el proceso de grabación, el servo defase del tambor se encarga de que el pulso de

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sincronía vertical sea grabado siempre en la mis-ma posición de cada pista de video de la cinta;esto se hace para que la conmutación de las ca-bezas no resulte visible en la imagen mostradaen pantalla (figura 9).

En el formato VHS, el pulso de sincronía ver-tical se registra aproximadamente 6.5 H despuésde la conmutación de las cabezas.

Suponiendo que el servo de fase del tamborno trabaje correctamente, el pulso de sincroníavertical será grabado en diferentes secciones delas pistas de video; por lógica, esto dará lugar aque la línea de conmutación de las cabezas apa-rezca periódicamente en la imagen.

CH1

CH2

CH1

CH2

Aprox.1 Vp-p

Aprox.5 Vp-p

V

AMPLIACIONSeñal sinc. vert.

6.5 ± 0.5H(410 ± 30 µsec)

Figura 9

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63ELECTRONICA y servicio No.22

USO DE LA TARJETA

DE DIAGNOSTICO

POST EN LA

REPARACION DE PCs

USO DE LA TARJETA

DE DIAGNOSTICO

POST EN LA

REPARACION DE PCs

Leopoldo Parra Reynada

Quienes se dedican a la reparación oal ensamblado de computadoras delestándar PC, saben que cuando una

máquina no es capaz de iniciar lacarga del sistema operativo, no hay

forma de efectuar un diagnóstico pormedio de los respectivos programas

de utilerías; en este caso, la causamás obvia es un problema en el

hardware del sistema (aunque no sedescarta un problema de

configuración), pero ¿cómodeterminarlo si la máquina no

enciende? Precisamente de ellohablaremos en este artículo.

Una situación muy probable

Para cualquier problema que surja después dehaberse cargado el sistema operativo (incluso sino se alcanza a cargar absolutamente nada des-de el disco duro), siempre tenemos la posibili-dad de introducir un disquete de arranque conutilerías de prueba y diagnóstico, el cual permi-te determinar con precisión cuál de los compo-nentes no está funcionando adecuadamente.Pero cuando no hay despliegue en la pantalla yni siquiera aparece el cuadro inicial con la con-figuración física de la máquina (y, obviamente,no se carga el sistema operativo), no hay formade utilizar los discos de sistema para intentar eldiagnóstico.

Una alternativa poco funcional para detectarel problema, consiste en seguir un procesosecuencial de sustitución de componentes; peroesta opción –además de costosa y lenta– es im-precisa; por ejemplo, si en un momento dado eltécnico determina que la falla proviene de la tar-

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64 ELECTRONICA y servicio No.22

jeta madre, hay varias preguntas que puedenhacerse: ¿Podría ser un simple fallo en la me-moria RAM? ¿Será un problema en la caché? ¿Elmicroprocesador está en buenas condiciones? ¿Ysi la falla se encuentra sólo en alguno de los puer-tos de la tarjeta madre?

Por el método de sustitución de elementos,estas preguntas quedan sin respuesta. Tal vez elproblema podría encontrarse en una zona fácil-mente aislable (misma que incluso podría confi-gurarse de nuevo por medio del Setup), de modoque ya no interfiriera con la operación normal dela máquina; pero esto no es fácil determinarlo.

Como alternativa, existe un método paramonitorear la ejecución de la rutina POST (la cualse ejecuta durante el arranque de la máquina)mediante una tarjeta diseñada para ese propó-sito. La implementación de este recurso, se debea las medidas de seguridad que IBM introdujodespués del lanzamiento de la plataforma PC, yque por consecuencia no se habían observadoen las computadoras personales de los años 70.Entre dichas medidas, destaca una serie de prue-bas de los elementos que componen la máqui-na; expliquemos esto.

¿Qué es la rutina POST?

Durante el arranque de una computadora, laROM-BIOS, además de verificar si la máquinatiene los suficientes elementos para trabajar,

revisa que éstos funcionen adecuadamente. Aesta rutina inicial se le dio el nombre de POST,por las siglas de Power On Self Test o “auto-prue-ba al encendido“.

Cuando se aplica energía al sistema, este pe-queño programa almacenado en la memoriaROM (y que por lo tanto forma parte de las ruti-nas almacenadas en el BIOS) revisa punto porpunto los elementos principales que forman unacomputadora típica.

La rutina POST se efectúa de la siguientemanera (figura 1):

1) Inicialmente se verifica la confiabilidad de losdatos contenidos en la misma ROM-BIOS; paraello, se comprueba que el checksum (un nú-mero que se incluye en la ROM y que sirvecomo control CRC de los datos contenidos enésta) se encuentre en óptimas condiciones.Esto es muy importante, porque no se puedenrealizar pruebas de confiabilidad si el disposi-tivo que las almacena tiene algún defecto.Cabe mencionar que CRC corresponde a lassiglas de “código de redundancia cíclica“, unmétodo digital para comprobar la integridadde la información grabada o transmitida.

2) Se revisan los registros del CPU, para investi-gar si el principal medio de almacenamiento ymanejo de datos del microprocesador funcio-na adecuadamente.

CPU

Entre los primeros puntosque se deben checar está laintegridad del microprocesador

La memoria RAMtambién se verifica

Se prueba que el BIOSno haya sufrido alteraciones

Se checa que las comunicacionesdel CPU con sus periféricos puedanllevarse a cabo sin problemas.

Se prueban los periféricosindispensables, como tarjetade video y teclado

Se checan las controladorasde discos y puertos

Se realizan pruebas aelementos adicionalesincluidos en la PC.

VIDEOFDD+HDD

BIOS

OTRASPRUEBAS

CHIPSET

Figura 1

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3) Se prueban los primeros 64 KB de RAM, quees lo mínimo que necesita una máquina AT osuperior para comenzar su proceso de cargadel sistema operativo.

4) Se examina el chipset, para comprobar la co-rrecta operación de los controladores de ac-ceso a memoria, a puertos, a ranuras de ex-pansión y, en general, a los circuitos deintercambio de datos entre el CPU y susperiféricos.

5) Se comprueba la presencia del controlador dedespliegue (mejor conocido como “tarjeta devideo“), ya que no sirve para nada una com-putadora que carece de un medio para comu-nicarse con el exterior.

6) Se verifica que haya teclado, pues es el prin-cipal medio para introducir datos e instruccio-nes a la PC.

7) Se revisan los puertos de entrada/salida delsistema (puertos seriales y paralelo), así comolas controladoras de discos flexibles y discosduros.

8) Se leen los parámetros grabados en el Setup,a fin de comprobar que coincidan con elhardware instalado en la computadora.

9) En caso de no haberse detectado problemas,se inicia el proceso de búsqueda del sistemaoperativo (rutina bootstrap loader); para ello,se rastrea el sector de arranque tanto de launidad A como de la unidad C. Si una máqui-na llega a este punto, significa que se puedecargar cualquier sistema operativo y, por con-siguiente, las utilerías que consideremos con-venientes para la tarea de diagnóstico y co-rrección (existen programas de diagnósticoavanzado que poseen su propio sistema ope-rativo, lo que los libera de las limitaciones delDOS tradicional).

Si en alguno de los pasos de la rutina POST elBIOS detecta algún mal funcionamiento, signifi-ca que la operación de todo el sistema no esconfiable (existen errores que pueden obviarse,como el teclado, el ratón, la unidad de disquetes,etc., pero hay otros como la memoria o el mis-mo CPU que son indispensables). Por lo tanto,para evitar que el usuario utilice una máquinaque probablemente le proporcionará resultados

erróneos, los diseñadores decidieron que cuan-do la POST detecte alguna falla toda la máquinasea bloqueada; se impide entonces la continua-ción del proceso de arranque y, obviamente, nopuede hacerse la carga del sistema operativo ode cualquier otro programa.

Con esta solución, surge sin embargo otroproblema: si no se puede emplear alguna utileríapara determinar la causa del desperfecto, ¿cómosaber por dónde comenzar la tarea de repara-ción? Esta pregunta se resolvió a partir de la se-gunda generación de computadoras personales,cuando algunos fabricantes incorporaron unaserie de “avisos“ complementarios a la rutinaPOST (la cual ya se incluía en máquinas XT).Veamos cómo se puede aprovechar esto en lalabor de servicio.

Los códigos POST

Con la aparición de las primeras máquinas AT,la estructura de las computadoras personalescreció en complejidad; así que ya no resultabatan sencillo –como antes– localizar algún com-ponente defectuoso en la estructura de la tarje-ta madre o entre sus periféricos esenciales; sólopor poner un ejemplo, puesto que en la AT yaexistían dos integrados de manejo de IRQ, unafalla en interrupciones podía atribuirse a cual-quiera de los dos. En vista de esta complejidad,y con el propósito de facilitar la labor de detec-ción y corrección de problemas en sus compu-tadoras, los diseñadores de IBM incluyeron unaserie de “banderas“ al inicio de cada una de laspruebas realizadas durante el encendido de la

BIOS

Puerto 80h

"Voy a checar

el BIOS"

"Voy a probar

la memoria"

Verificando

CPU

Antes de llevar a cabo las pruebas de la rutina POST,el BIOS envía una "bandera" para indicar qué elementos se van a probar. Estos avisos por lo general semandan al puerto 80h.

Figura 2

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66 ELECTRONICA y servicio No.22

máquina (figura 2). Estas “banderas“ se envia-ron en forma de una palabra de 8 bits hacia elpuerto 80H de los slots de expansión; con ellas,el BIOS, antes de dirigirse a verificar el funcio-namiento de la memoria RAM, expedía un avisopara indicar que se iba a realizar tal comproba-ción; de ahí que si la prueba fallaba, el técnicotenía un punto de referencia para iniciar la re-paración del sistema.

Además, con una tarjeta especial para obte-ner y desplegar dichas “banderas“, el especialis-ta pudo verificar en cuál de los códigos se blo-queaba el sistema; también tuvo la posibilidadde consultar en una serie de tablas qué signifi-caba dicho código, tomando en cuenta el mode-lo de la computadora; y así con la informaciónobtenida, podía dar inicio al aislamiento y co-rrección del problema (figura 3).

Este método facilitó la tarea de diagnósticoen las plantas de ensamble de computadoras, ypronto fue emulado por otros fabricantes (aun-que algunos de ellos introdujeron variantes paraevitar en lo posible problemas con patentes). Así,encontramos que las máquinas Compaq gene-ran sus códigos POST al igual que las IBM; peroen vez de enviarlos a la dirección 80H, losdireccionan hacia la 84H; esto significa que unatarjeta de diagnóstico dedicada exclusivamentea leer los códigos POST de máquinas IBM no sir-ve en sistemas Compaq, y viceversa.

Cabe aclarar que en un principio IBM mantu-vo en secreto los códigos POST; entonces, dadoque algunos fabricantes de clones de AT produ-jeron sus computadoras sin tener idea de estanueva prestación, se vendieron muchas máqui-nas de la segunda generación que no la incluían.

¿Qué es una tarjeta POST?

Puesto que las banderas se generan sólo dentrode la tarjeta madre y no se expiden en la panta-lla o en la impresora de la unidad, es necesarioun dispositivo de captura digital que recoja es-tas señales del bus de expansión, para no tenerque recurrir a instrumentos complejos; de estamanera, el técnico en servicio puede visualizarlos códigos y aprovecharlos para ejecutar su tra-bajo.

Inicialmente, considerando que en un mo-mento dado no pudiera contarse con práctica-mente ninguna herramienta especializada pararealizar un diagnóstico, algunos fabricantes de-cidieron que sus códigos POST se expidieran através de un medio sobre el cual el CPU tienecontrol casi desde el inicio: el altavoz internoque se incluye en toda PC. Con este método,cuando un sistema no enciende correctamente(no alcanza a cargar el sistema operativo), untécnico experimentado puede determinar la cau-sa del problema o al menos tener una aproxi-mación muy cercana, con sólo escuchar el códi-go de “beeps” que produce la máquina.

Ahora bien, debido a que la rutina POST revi-sa secuencialmente una gran cantidad de ele-mentos, los fabricantes codificaron cuidadosa-mente la secuencia de “beeps” que se expidenen cada caso; así, el profesional en servicio pue-de reconocer fácilmente en cuál de las pruebasse ha detenido el proceso de arranque. En algu-nas empresas, se decidió que el altavoz sonaratres veces para indicar falla del teclado; cincoveces, para indicar falla de la tarjeta de video;siete veces, para indicar falla de los puertos, etc.

Pese a todo, esta aproximación ofrece muypocas opciones a los fabricantes para represen-tar la gran cantidad de elementos que se revisanen cada arranque de la PC; así que otros produc-tores optaron por hacer una combinación de

BIOS

Puerto 80h

Probandovideo

Probandoteclado

Si contáramos con algún elemento que nos permitiera"observar" las indicaciones que circulan por el puerto 80hdurante el arranque, la labor de diagnóstico se facilitaríaconsiderablemente.

Probandochipset

Figura 3

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67ELECTRONICA y servicio No.22

“beeps” largos y cortos (algo similar a lo queocurre con el código de comunicaciones Morse,figura 4); entonces, por ejemplo, combinando 5“beeps” se pueden representar hasta 32 mensa-jes de error diferentes.

Si bien esta segunda aproximación le dio másflexibilidad al despliegue de los códigos POSTauditivos, aún eran insuficientes para represen-tar las varias docenas de pruebas que realizadicha rutina durante el encendido de una com-putadora típica (además este método se prestafácilmente a errores, porque el técnico encarga-do de la reparación puede confundir un “beep”largo con uno corto o a la inversa). A la fecha,algunos fabricantes de tarjetas madre todavíautilizan el método de los códigos sonoros; portal motivo, es necesario familiarizarse con elsonido que produce cada máquina durante elencendido.

Y aunque el método de los códigos audiblesresultó eficiente en su momento, no se podíaasignar una combinación de sonidos a todas ycada una de las pruebas realizadas durante la

rutina POST, debido a que los elementos a revi-sar se cuentan por docenas (si no es que por cien-tos). En vista de ello, para complementar el có-digo sonoro, IBM hizo que el BIOS expidiera –através de la dirección 80H de los buses de ex-pansión– una palabra de 8 bits que representaraal elemento específico que se fuese a probar acontinuación (8 bits permitirían representar has-ta 256 elementos diferentes, figura 5).

Cómo trabaja la tarjeta POSTPara poder visualizar de forma sencilla estoscódigos, es necesario colocar en cualquiera delas ranuras de expansión una tarjeta de diagnós-tico cuya función exclusiva es recoger, duranteel encendido de la máquina, los datos enviadosa la dirección 80H y mostrarlos en forma de nú-meros hexadecimales. De esta manera, tras con-sultar una serie de tablas donde se consigna elnúmero que corresponde a cada prueba, el téc-nico puede identificar de forma rápida y sencillael elemento problemático. Así fue como se in-corporó el uso de la tarjeta POST.

Descripción de la tarjeta POSTPara analizar cómo es una tarjeta POST típica,vea la figura 6. Observe que se trata de una tar-jeta de circuito impreso con algunos integradosque permiten monitorear la información que seexpide en la dirección 80H, desechando los da-tos enviados a otra dirección.

La información recogida se expide en los dosdisplays de 7 segmentos que se ven en la partesuperior de la tarjeta. El especialista sólo tiene

Algunos fabricantes decidieron codificar sus códigosPOST como "beep" largos y cortos, de formasimilar a una clave Morse.

Bep-Beep-Beep-BepFigura 4

Con 8 líneas de comunicación (transportando 1 bit cada una),se puede representar hasta 256 opciones distintas, suficientespara manejar todas las pruebas que se llevan a cabo en elarranque de una PC.

1 bit01

2 opciones

2 bits

0 00 11 01 1

4opciones

8 bit

0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1

256opciones

3 bit

0 0 00 0 10 1 00 1 1

1 0 01 0 11 1 01 1 1

8 opciones

Figura 5

Figura 6Displays de siete segmentos

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68 ELECTRONICA y servicio No.22

que consultar una serie de tablas, para saber quésignifica una cierta combinación de dos cifrashexadecimales; una vez obtenida tal informa-ción, puede determinar la causa del problema.

De forma típica, las tarjetas POST incluyentambién cuatro LEDs que sirven para compro-bar visualmente la presencia de los cuatrovoltajes necesarios para el correcto funciona-miento del sistema (+12, +5, –5 y –12 volts). Al-gunas de ellas, también brindan al usuario laopción de conectar una punta de prueba lógica;gracias a esto, se puede comprobar si un deter-minado punto posee un nivel alto, bajo o unaseñal pulsante (información que, en un buenporcentaje de los casos, es suficiente para reali-zar un diagnóstico elemental).

Hay tarjetas más complejas (llamadas “SuperPOST“) que incluyen en su estructura una o másmemorias de tipo ROM, en donde se han graba-do pruebas de diagnóstico más completas quelas que realiza el BIOS; así que cada una de es-tas tarjetas es como un laboratorio completo deprueba para la computadora, porque es capazde hacer un diagnóstico aun y cuando ésta nopueda cargar el sistema operativo.

Si la falla es muy grave, ni siquiera estas tar-jetas especiales podrán funcionar correctamen-te; de cualquier forma, resultan un gran elementoauxiliar para el servicio a PCs; y aunque suelenser muy caras (algunas cuestan mil dólares), suadquisición se justifica si usted se dedica de tiem-po completo a la reparación de estos equipos.

Cómo se emplea la tarjeta POSTPara utilizar una tarjeta de diagnóstico POST,sólo ejecute los siguientes pasos.

1) Apague la máquina, ábrala y localice un slottipo ISA-8 ó ISA-16 libre; se puede emplear sinproblemas una ranura EISA, con la salvedadde que en ella algunos fabricantes envían suscódigos POST a través de la dirección 300H;en máquinas con ranuras de microcanal o PCI,se necesita un adaptador especial o –en sudefecto– una tarjeta exclusiva para esta tec-nología.

2) Inserte la tarjeta, de modo que los displays de7 segmentos estén totalmente visibles (figura

8). La tarjeta debe quedar bien asentada en elslot, porque de lo contrario puede ocasionarcortocircuitos entre algunas de las pistas de latarjeta madre (con el riesgo que ello implica).

3) Una vez que la tarjeta se encuentra en la po-sición adecuada, encienda la computadora yobserve cómo van avanzando los displays; sien alguno de los códigos se detiene más tiem-po del normal, anote la cifra hexadecimal (re-cuerde que un bloqueo, aunque sea temporal,indica que a la rutina POST le costó más tra-bajo de lo habitual verificar el correcto fun-cionamiento de ese elemento en particular;obviamente que si el despliegue se queda fijoen una cifra específica, la determinación de lafalla es más inmediata).

4) Tras obtener las cifras hexadecimales expedi-das por la tarjeta POST, consulte qué significadicho código para la marca y modelo de má-quina en cuestión. Tenga en cuenta que cuan-do IBM incorporó estos códigos, no establecióun estándar universal; más bien dejó abiertala posibilidad de que terceros fabricantes di-señaran sus propias pruebas y, por consiguien-te, su propio conjunto de códigos POST (figu-ra 9). Esto complica ligeramente la tarea deidentificar el significado de una cierta combi-nación hexadecimal, pues no hay una relaciónautomática entre una cifra y algún componen-te en particular; por el contrario, esta relaciónvaría según el fabricante de la tarjeta madre y–sobre todo– la marca de la ROM-BIOS.

Figura 7

POST

AMI

AWARD

PHOENIX

Búsqueda de ROM devideo adicional

Detección e inicializaciónde puertos COM

Falla en la prueba dere-trazado de pantalla

Figura 8

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69ELECTRONICA y servicio No.22

Otras consideraciones importantes acerca deluso y características de la tarjeta POST

Como ya dijimos, la rutina POST consiste enuna serie de pruebas que lleva a cabo el BIOScada vez que se enciende el sistema. Esto signi-fica que es la ROM BIOS la memoria encargadade revisar los componentes de la máquina; porlo tanto, en ella se almacenan también los códi-gos expedidos a través de la dirección 80H (o através de otra, dependiendo de la marca y la es-tructura de la computadora). Por lo tanto, almomento de abrir el sistema, busque y anote elnombre del fabricante de la ROM-BIOS (figura10); esta información, que es vital para la co-rrecta interpretación de lo desplegado en la tar-jeta POST, también puede obtenerse en el ma-nual de la tarjeta madre.

Ahora bien, si tomamos en cuenta que cadaempresa productora de BIOS posee su propioconjunto de códigos POST, el especialista debedisponer de varias tablas en donde se especifi-quen los códigos de las principales marcas deBIOS en el mundo. Afortunadamente, no sonmuchas las compañías que se dedican a ello (sinembargo, algunas firmas grandes como IBM,Acer, Compaq, Dell, etc., sí producen su propiaROM-BIOS, lo cual complica ligeramente esteasunto); así que basta con que tengamos a lamano los códigos de los dos más importantesfabricantes mundiales de BIOS: AmericanMegatrends Inc. (AMI) y Award.

Veamos un ejemplo: suponga usted que aca-bamos de ensamblar un sistema dotado con una

tarjeta madre que posee un BIOS de Award, yque en el momento de encenderlo por primeravez queda completamente “muerto” (sin desplie-gue en el monitor y sin señales externas de fun-cionamiento, salvo –quizá– el encendido de losLEDs del panel frontal y el ruido que hacen losmotores internos al moverse).

Puesto que todos los elementos recién insta-lados son nuevos, es lógico esperar que traba-jen adecuadamente; mas como no es así, hayque hacer entonces una comprobación; para elefecto, debemos apagar la máquina, insertar latarjeta POST en una de las ranuras ISA-16 dis-ponibles y volver a encender el sistema. Si en-contramos que la tarjeta se bloquea casi de in-mediato en una combinación C1, la cual, alconsultar las tablas de códigos POST de Award,indica que el sistema no pasó la prueba de reco-nocimiento de memoria; automáticamente, estorevela que hay un problema con la RAM instala-da (ya sea que fue mal insertada o que su tecno-logía no corresponde con lo que puede manejarla tarjeta madre; o bien, que el módulo instala-do está defectuoso); pero con este mensaje yatenemos una idea muy exacta acerca de dóndecomenzar nuestra búsqueda.

Comentarios finales

Como ha podido apreciar, la tarjeta POST es unainvaluable herramienta de trabajo para toda per-sona interesada en el ensamblado o reparaciónde computadoras personales. El único proble-ma es que se trata de piezas muy difíciles deconseguir en nuestro país, debido a su poca de-manda; y las pocas que pueden adquirirse, sue-len ser costosas (con precios que oscilan entrelos 70 y los 200 o más dólares).

Precisamente, con afán de subsanar esta si-tuación, el autor del presente artículo ha desa-rrollado una tarjeta de diagnóstico POST que re-sulta igual de efectiva que sus equivalentes máscostosos y que puede ser adquirida a un preciomuy razonable. Si desea obtener mayor infor-mación sobre ella, comuníquese con Centro Ja-ponés de Información Electrónica, a los teléfo-nos 57-87-17-79 y 57-70-02-14; correoelectrónico: [email protected].

Figura 10

Dependiendo delfabricante de la ROM-BIOS, los códigosPOST significarándistintas cosas.

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71ELECTRONICA y servicio No.22

CONOCIENDO EL

OSCILOSCOPIO

CONOCIENDO EL

OSCILOSCOPIO

Armando Mata Domínguez

En el presente artículo haremos unadescripción básica del

funcionamiento de los osciloscopiosanalógicos y digitales, con la

intención de que el lector queapenas se inicia en el mundo de la

electrónica, tenga un primeracercamiento al tema. También

indicamos los factores que debentomarse en cuenta para determinar

la calidad de estos aparatos, y poderasí decidir la compra para satisfacer

necesidades específicas.

Generalidades

El osciloscopio es un instrumento de visualiza-ción gráfica que muestra en su pantalla señaleseléctricas. Con él podemos determinar el valordel nivel de voltaje de una señal, o indirectamen-te su frecuencia; igualmente, podemos determi-nar qué parte de la señal corresponde a corrien-te directa (DC) y cuál a corriente alterna (AC);puede medir la fase entre dos señales y determi-nar la parte de la señal que es ruido; etc.

Aunque por muchos años este instrumentoestuvo confinado a los laboratorios de investi-gación y centros de enseñanza, se ha converti-do ya en un equipo indispensable para el traba-jo electrónico de taller, debido a la mayorcomplejidad de los aparatos modernos, cuyoservicio requiere de técnicas más rigurosas deanálisis y ajuste. En este artículo hablaremos decaracterísticas de estos instrumentos, que todoestudiante o técnico electrónico debe conocer,ya sea para seleccionar el osciloscopio con las

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72 ELECTRONICA y servicio No.22

prestaciones adecuadas al momento de la com-pra, o para obtener un mayor provecho de él.

Clasificación de los osciloscopios

Al igual que los demás equipos electrónicos, lososciloscopios se dividen en analógicos ydigitales, aunque también existen modeloshíbridos (figura 1). Los primeros trabajan direc-tamente con la señal aplicada, convirtiéndola en

trazos sobre la pantalla después de haberla am-plificado; en tanto, los osciloscopios digitalesutilizan un convertidor análogo/digital para re-cibir las señales que se inyectan en sus bornesde entrada (a las que almacenan digitalmente,para después reconstruirlas como informaciónsobre la pantalla).

Ambos tienen ventajas y desventajas. Losanalógicos son más recomendables para cuan-do se requiera visualizar variaciones rápidas de

Figura 1 Osciloscopiodigital de 100MHz, HamegHM1008

Osciloscopioanálogo-digital

de 150 MHz,Hameg HM1507

Tubos de rayoscatódicos paraosciloscopios

Figura 2

Osciloscopioanalógico de 35MHz, HamegHM303-6

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73ELECTRONICA y servicio No.22

la señal de entrada en tiempo real; en tanto, losdigitales se utilizan cuando se desea visualizary estudiar señales no muy repetitivas (por ejem-plo, picos de voltaje que se producenaleatoriamente).

Funcionamiento básico

El dispositivo en que descansa el funcionamien-to de un osciloscopio, es el tubo de rayoscatódicos, elemento de despliegue gráfico (figu-ra 2), como en el caso de un televisor.

Para entender mejor el funcionamiento de loscontroles de un osciloscopio, es necesario co-nocer la estructura interna del equipo. Empeza-remos con el de tipo analógico, por ser el mássencillo (figura 3).

Sección de barrido verticalCuando se conecta la punta de prueba a un cir-cuito, la señal que ingresa se dirige a la secciónvertical (en donde, dependiendo de la posiciónen que coloquemos el selector VOLTIOS/DIVI-SION, va a ser reforzada por el amplificador ver-tical). De este modo, en la salida de dicho blo-que se dispone de una señal de suficientemagnitud para excitar a las placas de deflexiónverticales (colocadas en posición horizontal), queson las encargadas de desviar el haz de electro-nes que surge del cátodo ubicado en el cañón

del TRC (tubo de rayos catódicos); así, se lograque el haz de electrones se impacte en la capafluorescente del interior de la pantalla, en senti-do vertical (hacia arriba si la tensión es positivacon respecto al punto de referencia (GND), ohacia abajo si es negativa).

Sección de barrido horizontalLa señal de entrada también atraviesa la sec-ción de disparo; con ello, sincroniza la secciónde barrido horizontal. Este bloque es el encar-gado de mover, en un determinado tiempo, elhaz de electrones desde la parte izquierda de lapantalla hasta la parte derecha. El “trazado” (re-corrido de izquierda a derecha) se consigue apli-cando a las placas de deflexión horizontal (co-locadas en posición vertical) la parte ascendentede una señal de configuración de diente de sie-rra; y, por medio de la posición en que se ubiqueel control de TIME/DIVISION, se puede regularel tiempo de recorrido horizontal.

El “retrazado” (recorrido de derecha a izquier-da) se realiza de una forma mucho más rápida,con la parte descendente de la misma señal dediente de sierra, proporcionada por la seccióndel generador de tiempo.

De esta forma, la acción combinada del tra-zado horizontal y de la deflexión vertical, per-mite que la gráfica de la señal pueda observarseen la pantalla. Finalmente, la sección de disparo

Generadorde tiempo

Amplificador horizontal

Amplificador Vertical

Fly-back

Pantalla

Placas deflectoras

}AtenuadorEntrada Y

Volt/Div

Sección de disparoTime/div

Figura 3

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es necesaria para estabilizar a todas las señalesque se dibujen en la pantalla.

En resumen, podemos decir que el oscilos-copio analógico representa gráficas sobre la pan-talla gracias a las secciones que lo integran y ala combinación de la posición correcta de loscontroles asociados a las mismas.

Estructura y controles básicosdel osciloscopio

VOLTS/DIVISIONEste control determina la atenuación o amplifi-cación vertical que necesita la señal, ajustandola amplitud de ésta antes de que sea aplicada alas placas de deflexión vertical. Conviene que laseñal ocupe una parte importante de la pantallasin llegar a sobrepasar los límites. En la mayoríade osciloscopios es importante no aplicar unaseñal mayor a 600 voltios, porque existe el ries-go de dañar el instrumento; en caso necesario,

se tendrá que hacer uso de puntas atenuadas (fi-gura 4).

TIME/DIVISIONEstá asociado al circuito generador de tiempo, ypermite ajustar el lapso en que se dibujan laslíneas horizontales sobre la pantalla. Para seña-les repetitivas, es conveniente que en la panta-lla se puedan observar aproximadamente un parde ciclos (figura 5).

TRIGGER LEVEL/TRIGGER SELECTORCon estos controles se consigue estabilizar, lomejor posible, las señales repetitivas que se di-bujan en la pantalla.

Otros controlesPor supuesto, la calidad con que se dibujen losgráficos también está determinada por los con-troles que afectan a la visualización: FOCUS (en-foque), INTENS (intensidad) nunca excesiva, Y-

Figura 4

Entrada de señal

AtenuadorAmplificador

vertical

Placas deflectoras

{+

-

El golpe del haz sobreel material fosforescenteprovoca el brillo.

El campo electrostático variable,cambia la trayectoria del haz

La señal amplificada refuerza una de de las dos terminales y debilita la otra.

Este selector determinala ganancia del

amplificador vertical

Amplificador horizontalGenerador de tiempo

Movimiento rápidoLa señal en pantalla

se repite varias veces

Movimiento lentoLa señal dibujada

será representadauna sola vez

Placas deflectorashorizontales

Desviaciónhorizontal

Figura 5

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POS (posición vertical del haz) y X-POS (posi-ción horizontal del haz). Todos ellos actúan di-rectamente sobre los diferentes electrodos quetiene el TRC (figura 6).

El proceso digital

Además de las secciones que acaban de expli-carse, en el osciloscopio digital se incluye un sis-tema para proceso de datos que permite alma-cenar y visualizar la señal (figura 7).

Cuando se conecta la punta de un oscilosco-pio digital a un circuito, la sección vertical ajus-

ta la amplitud de la señal de la misma formaque lo hace el osciloscopio analógico.

El convertidor analógico-digital inicia su tra-bajo con un muestreo de la señal en intervalosde tiempo determinados, y convierte la señalde voltaje continua en una serie de valoresdigitales llamados “bits”. En la sección horizon-tal, una señal de reloj determina cuándo elconversor A/D toma los bits. La velocidad deeste reloj se denomina “velocidad de muestreo”,y se mide en bits por segundo (figura 8).

Los valores digitales que han sido recopila-dos, se almacenan en una memoria como nive-les lógicos; el número de niveles lógicos de se-ñal utilizados para reconstruir la señal enpantalla, se denomina “registro”.

Por otra parte, la sección de disparo deter-mina el comienzo y el final de los niveles lógi-cos de señal en el registro. La sección de visua-

lización recibe estos puntos del registro, parapresentar en pantalla la señal. Dependiendo dela capacidad del osciloscopio, se pueden tenerprocesos adicionales sobre la señal digitalizada;incluso se puede disponer de un predisparo, paraobservar procesos que tengan lugar antes delpropio disparo (figura 9).

Fundamentalmente, un osciloscopio digital semaneja de forma similar a uno analógico; esdecir, para realizar las mediciones y despliegues,hay que ajustar los controles de VOLT/DIVISIONy TIME/DIVISION, junto con los controles queintervienen en el disparo.

FocusSe encarga de

controlar el pincelde haz electrónico,

lo cual correspondeal enfoque.

Posición XDetermina la posición inicialdel haz en sentido horizontal.

Posición YDetermina la posición inicialdel haz electrónico en sentidovertical.

IntensidadDetermina la polarización del cátodo "g" y a su vezla intensidad del hazelectrónico, lo cual setraduce en el nivel de brillo.

Figura 6

TecladoEntrada vertical

ejeY

AtenuadorAmplificador

verical

Amplificador horizontal

Sección de disparo

Generadorde tiempo

ConvertidorA/D

Decodificador depantalla

Memoria

CPUFigura 7

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Método de muestreo o digitalizaciónEn un osciloscopio digital, el método demuestreo se realiza básicamente de dos mane-ras: para señales de lenta variación se reúnenmás puntos de los necesarios (y con ellos poste-riormente se reconstruye la señal en la panta-lla); y para las señales rápidas, de las que de-pende la máxima velocidad de muestreo, elosciloscopio no puede recoger muestras suficien-tes y debe recurrir a una de las dos siguientestécnicas:

1. Interpolación. Estimar un punto intermedio dela señal, basándose en el punto anterior y pos-terior de la misma.

2. Muestreo en tiempo equivalente. Si la señales repetitiva, durante unos cuantos ciclos y endiferentes partes de ella, se puede hacer unmuestreo para después reconstruirla por com-pleto.

Muestreo en tiempo real con interpolaciónEl método estándar de muestreo en lososciloscopios digitales, es el muestreo en tiem-po real con el cual se reúnen los suficientes pun-

tos para reconstruir la señal. Para señales norepetitivas o la parte transitoria de una señal, esel único método válido de muestreo.

Por otra parte, este tipo de osciloscopios uti-liza la interpolación para poder visualizar seña-les que son más rápidas que su velocidad demuestreo; se manejan básicamente dos tipos deinterpolación: la lineal, (en la que simplementese conectan los puntos muestreados con líneas)y la senoidal (en la que se conectan los puntosmuestreados con curvas, según un proceso ma-temático).

De esta forma, los puntos intermedios se cal-culan para rellenar los espacios entre puntosreales de muestreo. Usando este proceso, esposible visualizar señales con gran precisión apesar de que se disponga de relativamente po-cos puntos de muestreo (figura 10).

Muestreo en tiempo equivalenteAlgunos osciloscopios digitales utilizan este tipode muestreo, el cual reconstruye una señalrepetitiva capturando una pequeña parte de lamisma en cada ciclo. Existen dos tipos básicosmuestreo: el secuencial (en donde los puntosaparecen de izquierda a derecha en secuenciapara conformar la señal) y el aleatorio (en don-de los puntos aparecen aleatoriamente para for-mar la señal).

Características que determinan lacalidad de un osciloscopio

Es importante que el técnico que planea adqui-rir un osciloscopio conozca cuáles son las ca-

Señal análoga

16 Bits

Señal de muestreo

Figura 8

16 bits

Figura 9

Figura 10

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racterísticas que debe considerar para hacer unabuena compra.

Ancho de bandaEspecifica el rango de frecuencias en las que elosciloscopio puede graficar o dibujar, con preci-sión, las señales sobre su pantalla. El ancho debanda se considera desde 0Hz (corriente conti-nua), hasta la frecuencia en que una señal detipo senoidal se visualiza con una calidad del 70%del valor aplicado a la entrada.

Se sabe que la mayoría de osciloscopios pro-vocan una atenuación o perdida de 3dB. Consi-derando lo anterior, podemos deducir que elmejor equipo es aquél que mejor responda a unancho de banda con un valor más grande; la ra-zón es que proporciona mayor definición en lasgráficas.

Tiempo de subidaEste parámetro suministra, junto con el anterior,la máxima frecuencia de utilización del oscilos-copio, sobre todo si se desea observar con exac-titud pulsos cuyos flancos sean muy rápidos.Recuerde que los flancos sólo se presentan unavez, y se denominan “transiciones” (por ejem-plo, la habilitación rápida en un interruptor queactiva a un circuito en forma interna). Este tipode señales poseen transiciones entre niveles detensión muy rápidas.

Sensibilidad verticalIndica la capacidad del osciloscopio para ampli-ficar señales muy débiles y dibujarlas sobre lapantalla; comúnmente, es un dato que se repre-senta en mV por división vertical; la mayoría deosciloscopios cuentan con la escala más peque-ña (5 mV/div).

Es importante considerar que entre menor seala escala, más sensible será el osciloscopio parala graficación de señales débiles; mas si la esca-la con que cuenta es mayor de 5 voltios, podránverificarse señales de mayor longitud (por ejem-plo, el osciloscopio HAMEG HM303-6 cuenta conuna escala máxima de 20 voltios).

Velocidad de barrido horizontalPara osciloscopios analógicos esta especificaciónindica la velocidad máxima del barrido horizon-tal, lo que permite observar sucesos más rápi-dos. Lo más recomendable es que sea del ordende nanosegundos por división horizontal.

Velocidad de muestreoEn los osciloscopios digitales, indica cuántasmuestras por segundo es capaz de tomar el sis-tema de adquisición de datos (específicamente,el convertidor A/D).

Un osciloscopio de buena calidad, registra ve-locidades de muestreo de Megamuestras/sg. Lavelocidad de muestreo grande, es importantepara poder visualizar pequeños periodos de tiem-po. En el otro extremo de la escala, también senecesitan velocidades de muestreo bajas parapoder observar señales de variación lenta.

Generalmente, la velocidad de muestreo cam-bia al modificar la posición del control TIME/BASE, manteniendo constante el número de pun-tos que se almacenaran para representar la for-ma de onda.

Resolución verticalSe mide en bits, y es un parámetro que nos da laresolución del convertidor A/D del osciloscopiodigital. Nos indica con qué precisión se convier-ten las señales de entrada en valores digitalesalmacenados en la memoria.

Técnicas de cálculo pueden aumentar la re-solución efectiva del osciloscopio.

Longitud del registroIndica cuántos puntos se almacenan en un re-gistro para la reconstrucción de la forma de onda.Algunos osciloscopios digitales permiten variar,dentro de ciertos límites, este parámetro.

La máxima longitud del registro, depende deltamaño de la memoria con que cuente el osci-loscopio. Una longitud de registro grande, per-mite realizar, de manera muy rápida, acerca-mientos sobre detalles en la forma de onda (losdatos ya han sido almacenados). Sin embargo,esta ventaja se ve afectada al aumentar el tiem-po en que se muestrea la señal completa.

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PROXIMO NUMERO

Febrero 2000Ciencia y novedades tecnológicas

Perfil tecnológico• Los orígenes de la electrónica. Tercera y última parte.

Leyes, dispositivos y circuitos• Análisis y prueba de semiconductores. Segunda de cuatro

partes.

Qué es y cómo funciona• Los sistemas de compresión de datos MPEG

Servicio técnico• Televisores de pantalla ancha de cristal líquido de 40

pulgadas (sistema Tantus de Samsung)• Sincronizacion mecánica de reproductores de CD Sony de

cinco discos• Ajuste del ensamble ACE en videograbadoras• Caso de servicio: falta de brillantez en televisores Trinitron

de nueva generación

Electrónica y computación• La importancia de las interrupciones en la PC

Proyectos y laboratorio• Manioulación de los controles del osciloscopio

Diagrama

Búsquela consu distribuidorhabitual

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