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Diseño gráfico y pre-prensa digitalNorma C. Sandoval Rivero([email protected])

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Electrónica y Servicio es una publicación editada por México Digital Co-municación, S.A. de C.V., Julio de 2004, Revista Mensual. Editor Respon-sable: Felipe Orozco Cuautle.

Número Certificado de Reserva de Derechos al Uso Exclusivo de De-rechos de Autor 04 -2003-121115454100-102. Número de Certificado deLicitud de Título: 10717. Número de Certificado de Licitud en Contenido:8676.

Domicilio de la Publicación: Sur 6 No. 10, Col. Hogares Mexicanos,Ecatepec de Morelos, Estado de México, C.P. 55040, Tel (55) 57-87-35-01. Fax (55) 57-87-94-45. [email protected]. Salida digi-tal: FORCOM, S.A. de C.V. Tel. 55-66-67-68. Impresión: Impresos Publi-citarios Mogue/José Luis Guerra Solís, Vía Morelos 337, Col. Santa Clara,55080, Ecatepec, Estado de México. Distribución: Distribuidora Intermex,S.A. de C.V. Lucio Blanco 435, Col. San Juan Ixtlahuaca, 02400, México,D.F. y México Digital Comuncación, S.A. de C.V. Suscripción anual$540.00, por 12 números ($45.00 ejemplares atrasados) para toda la Re-pública Mexicana, por correo de segunda clase (80.00 Dlls. para el ex-tranjero).

Todas las marcas y nombres registrados que se citan en los artículos,son propiedad de sus respectivas compañías.

Estrictamente prohibida la reproducción total o parcial por cualquiermedio, sea mecánico o electrónico.

El contenido técnico es responsabilidad de los autores.

Tiraje de esta edición: 11,000 ejemplares

No. 76, Julio de 2004

La electrónica en el tiempo

Pasado, presente y futuro del control remoto ................. 5

Leopoldo Parra Reynada

Leyes, dispositivos y circuitos

Circuitos integrados. Fundamentos y aplicaciones.

Segunda de tres partes ....................................................... 15

Oscar Montoya Figueroa

Servicio técnico

Métodos para resolver fallas y casos de servicio

en televisores modernos .................................................... 25

Armando Mata Domínguez y Alvaro Vázquez Almazán

Más fallas resueltas y comentadas

en autoestéreos del automóvil .......................................... 41

Alvaro Vázquez Almazán

Cómo comprobar los elementos del ensamble

óptico de los reproductores de DVD ................................. 47

Armando Mata Domínguez

Teoría y práctica de los amplificadores de potencia y de

las redes de altavoces. Segunda de cuatro partes ......... 52

Guillermo Palomares Orozco

Circuitos integrados comunes utilizados

en fuentes conmutadas ...................................................... 62

Javier Hernández Rivera

Proyectos y soluciones

Encendido de aparatos eléctricos y electrónicos

por control remoto universal ............................................. 70


Sistemas informáticos

El mundo de los reproductores MP3 ................................ 73


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5ELECTRONICA y servicio No. 76

Pre s en t e y f u t u ro d e l c on t ro l r emo t o

PASADO, PRESENTE Y FUTURODEL CONTROL REMOTO

Leopoldo Parra Reynada

Introducción

¿Sabía usted que los diseñadores de comer-ciales de TV cada vez están más desespe-rados? Esto se debe a la presencia de unpequeño aparato que ha cambiado porcompleto las reglas no escritas que se apli-caban en el momento de observar la tele-visión: el control remoto.

Efectivamente, si hace memoria, recor-dará que los televisores de hace unos 25años tenían controles manuales de canal,volumen y encendido/apagado (figura 1);para cambiar cualquiera de estos tres pa-rámetros, el usuario tenía que ir hasta elreceptor; y difícilmente, se tomaba la mo-lestia de cambiar de canal cada vez queaparecían en pantalla los molestos comer-ciales. Pero desde la aparición de los con-troles remotos, es fácil, cómodo y hastaentretenido cambiar de canal o volumen osimplemente apagar o encender el sistema;es decir, los usuarios están cada vez me-nos expuestos al bombardeo de la publici-dad televisiva.

Dicha situación, está cimbrando los ci-mientos de toda una industria multimillo-naria; tanto, que algunos analistas asegu-ran que si no hay un cambio en la forma enque se financia la televisión abierta, en po-

A pesar de su aparente simplicidad,el control remoto ha venido a

revolucionar muchos conceptosrelacionados con los aparatos

electrónicos que hoy existen en elhogar. Desde que este sencillo

aparato “tomó el control” de lascosas y prácticamente hizo

desaparecer a las tradicionalesperillas y palancas utilizadas en

aparatos de audio y video, lo vemosy usamos sólo como un accesorio

que facilita la operación de losmismos; pero rara vez, nos

preguntamos cómo trabaja.En el presente artículo, explicaremos

de forma breve la evolución, estadoactual y perspectivas de los controles

remotos.

Figura 1

Los controles de encendido, cambio de canal y

volumen de los primeros televisores, eran

mecánicos; para accionarlos, el usuario tenía que

acercarse al aparato.

6 ELECTRONICA y servicio No. 76

cos años las empresas televisoras podríanenfrentar serias dificultades económicas.

¿Cómo es posible que un elemento tansencillo y pequeño haya venido a cambiarde tal manera nuestra vida diaria? Precisa-mente de esto hablaremos a continuación.

En tiempos (de los primeroscontroles) remotos...

Operar aparatos a distancia, ha sido un sue-ño largamente anhelado por la humanidadentera; y hacer esto realidad, al menos nosha liberado de muchos esfuerzos o riesgosinnecesarios; por ejemplo, ¿a quién le mo-lesta que ya no tenga que levantarse de suasiento para cambiar el canal o el volumensintonizado en su televisor? ¿quién, en ple-no uso de sus facultades, realizaría un tra-bajo difícil o peligroso sabiendo que puedeser hecho por una máquina que está a sudisposición?

Casi desde que aparecieron los primerosaparatos eléctricos, se pensó en la conve-niencia y necesidad de manejarlos a dis-tancia. He aquí los primeros intentos paralograrlo:

Un antecedente “remoto”El primer registro que se tiene de un apara-to controlado a distancia, data de los pri-meros años del siglo XX; en ese entonces,

el científico serbio (naturalizado norteame-ricano) Nicola Tesla, descubridor y promo-tor del uso de la energía eléctrica en formade corriente alterna, demostró que se po-dían usar las ondas radiales para controlarun pequeño barco que navegaba en un es-tanque (figura 2). Cuando lo hizo, Tesla pro-fetizó que el mando a distancia sería vitalpara el desarrollo futuro de la tecnología;pero seguramente, no llegó a prever el gra-do de influencia que tendría en la vida dia-ria de las personas comunes.

Apagadores a distanciaUn poco más avanzado el siglo XX, cuan-do se popularizó la radio y posteriormentela televisión, algunas personas adaptaronapagadores a distancia; de esta manera,podían encender y apagar sus equipos des-de la comodidad del sofá.

En sentido estricto, este tipo de disposi-tivo no es propiamente un mando a distan-cia; sin embargo, hay quienes lo conside-ran el antecedente más antiguo de uncontrol remoto casero.

La primera propuesta comercialEl primer control remoto comercial, es pro-ducto del ingenio de Eugene McDonald,fundador de la Zenith Radio Corp. En 1950,cansado de los comerciales transmitidospor la televisión, McDonald decidió crearun método que permitiera al usuario con-trolar su receptor a distancia; el sistema quediseñó, sería comercializado con el nom-bre de “Lazy Bones” –cuya traducción lite-ral sería algo así como “huesos perezosos”–(figura 3). Este mando a distancia era toda-vía de tipo alámbrico; es decir, usaba uncable para comunicar al control con el te-levisor; el dispositivo remoto, en sí, sólotenía dos botones: uno para encendido yapagado, y el otro para cambio de canal(sólo “hacia arriba”). Aunque era un tanto

Figura 2

Una de las tantas

aportaciones científicas de

Nicola Tesla, es el primer

aparato controlado de forma

remota funcional.


costoso y su uso implicaba cierto riesgo deaccidentes por la existencia del cable deconexión, tuvo una amplia demanda.

Precisamente porque la presencia delcable causaba molestia e incomodidades alusuario, McDonald pidió a sus diseñadoresque mejoraran el principio de operación delmando a distancia; entonces, un joven in-geniero de sus laboratorios, Eugene Polley,decidió utilizar una lámpara que producíaun delgado haz de luz, como medio paratransmitir las órdenes; y colocó en cadaesquina del aparato receptor sendos sen-

sores de luz, cada uno conectado a ciertafunción del aparato (figura 4).

Si apuntaba la lámpara a una esquina,podía encender o apagar el equipo; si laapuntaba a otra, podía cambiar el canal(una esquina cambiaba “hacia arriba”, y laotra “hacia abajo”); aquí aparece por pri-mera vez aparece la función de MUTE, quefue bien recibida por los usuarios (¿a quiénno le agrada dejar de oír –al menos por uninstante– las palabras necias, la voz o elestilo desagradable de ciertos comunicado-res, “artistas” u otro tipo de personajes pú-blicos?). A este sistema tan ingenioso, se ledio el nombre de “Flash-Matic”.

¿Qué cambios trajo la opciónde hacer cambios en el televisor?

Los televisores que contaban con el dispo-sitivo Flash-Matic, fueron muy populares enla década de 1950; pero los usuarios con-fundían frecuentemente la función de cadaesquina del mismo, y –por ejemplo– en sudeseo de cambiar de canal terminaban porapagar el televisor (o a la inversa); peor aún,era el hecho de que a veces los sensores sedisparaban espontáneamente (debido a queun rayo de sol entraba por la ventana o aque se encendía una lámpara en la habita-ción). Por lo tanto, los ejecutivos de Zenithtuvieron que buscar la manera de eliminartales deficiencias y omisiones. Y la difícilmisión fue encomendada al físico RobertAdler, quien en esa época dirigía los labo-ratorios de investigación de esta empresa;aunque en un principio consideró la posi-bilidad de utilizar ondas radiales, finalmen-te éstas fueron descartadas por su alcancedemasiado amplio; interferían en la opera-ción de otros televisores, aunque estuvie-sen colocados a gran distancia (si en unedificio o un vecindario había dos o másaparatos receptores que aprovechaban es-

Figura 3

El primer control remoto comercial del que se tiene noticia,

fue diseñado por la compañía Zenith; recibió el poco

elegante nombre de “Lazy Bones”.

Figura 4

El sistema FlashMatic, que usaba un rayo de luz para

controlar las funciones del televisor, fue creado por Zenith

para liberar a los usuarios del molesto cable con que se

enviaban órdenes al aparato.


tas ondas, era suficiente con que el usua-rio de uno de ellos oprimiera un botón, paraque la orden llegara a todos los demás; yesto, naturalmente, resultaba muy incómo-do para todos).

Por tales motivos, se decidió utilizar on-das ultrasónicas; esto es, ondas sonorasubicadas en un rango de frecuencia inau-dible para los seres humanos. Entonces, losdiseñadores de Zenith colocaron cuatrotubos de aluminio de distinto tamaño, enuna pequeña caja de plástico; cuando éstaera golpeada mecánicamente por un peque-ño martillo (que se disparaba al presionaruna tecla), producía una nota ultrasónicade determinada frecuencia (figura 5). En elaparato receptor, existía un pequeño micró-fono adosado a un circuito de amplificacióny de filtrado; y este circuito, tras determi-nar cuál de los tubos había sido golpeado,realizaba la acción correspondiente.

Los primeros controles de este tipo, sólotenían cuatro controles: encendido/apaga-do, canal arriba, canal abajo y Mute. Zenithlos comercializó con el nombre de “SpaceCommand TV” (figura 6), y comenzaron avenderse a finales de 1956.

Cuando avanzó la miniaturización elec-trónica, las compañías sustituyeron lascampanas metálicas por circuitos oscilado-res electrónicos. Esto permitió un mayorrango de maniobra, y facilitó la adición deotras funciones (figura 7).

En la misma época (principios de la dé-cada de 1960), aparecieron los primerostelevisores que podían subir y bajar el vo-lumen del audio a distancia; y a finales dela misma década, el control remoto ultra-sónico comenzó a volverse parte integralde los televisores de alto nivel (se calculaque fueron vendidos más de 9 millones deaparatos con mandos ultrasónicos). Sin

Resorte

Martillo plástico

Tubos de aluminio

Figura 6

El primer control

remoto ultrasónico,

llamado comercial-

mente “Space

Command TV”, es

obra de la compañía

Zenith.

CIRCUITO OSCILADORRC

AMP

Bocina ultrasónica

C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C n

Figura 7

Gracias al avance de la

electrónica, fue posible

sustituir los tubos

metálicos por unos

osciladores de estado

sólido. Esto dio más

versatilidad a los

controles remotos.

Figura 5

Los primeros controles remotos ultrasónicos,

utilizaban unos tubos metálicos para producir los

tonos con que era controlado el receptor de TV.


embargo, estos controles remotos aún te-nían algunos problemas; por ejemplo, sedescubrió que las ondas ultrasónicas erancapaces de recorrer una distancia más omenos grande; tanto, que interferían la ope-ración de equipos similares ubicados en unárea de aproximadamente 20 a 25 metrosa la redonda; debido a esto, pasaba lo mis-mo que con el uso de las ondas radiales(caso descrito anteriormente).

A pesar de todo, los remotos ultrasóni-cos se siguieron utilizando hasta principiosde la década de 1980.

Y hágase la luz (se les iluminóla mente)

Para acabar definitivamente con todas laslimitaciones de los métodos antes especi-ficados, y gracias al avance de los circuitosde control digital, se crearon los controlesremotos infrarrojos (figura 8). Estos dispo-sitivos, que comenzaron a llegar desde Ja-pón en la década de 1980, no usan frecuen-cias distintas o posiciones en el frente deltelevisor; en vez de hacer esto, envían ha-cia el aparato, a través de un haz de luzinfrarroja (invisible para el ser humano,pero adecuada para transportar informa-ción de tipo digital), una serie de pulsoscodificados digitalmente.

La utilización de luz infrarroja en los con-troles remotos, tiene muchas ventajas. Vea-mos cuáles son:

• Los LED infrarrojos producen un haz al-tamente direccional; esto significa quehay que apuntar bien con el control re-moto hacia el equipo en turno, para quela orden no llegue a otro aparato que seencuentre cerca.

• El rango de alcance de esta luz, es relati-vamente corto (por lo general, unos 7metros); gracias a esto, el control remoto

puede accionar únicamente el equipo quese encuentra en una habitación y no in-terfiere con los de la habitación contigua.

• Mediante la codificación digital, es posi-ble hacer combinaciones de bits que sir-van para una sola marca y modelo de apa-rato; así se puede controlar solamente elequipo en cuestión, con su respectivo con-trol remoto, a pesar de que esté rodeadopor otros aparatos electrónicos; es el casode los diversos sistemas que existen y queen algunos casos interactúan en la sala deun hogar promedio (televisor, videogra-badora, reproductor de DVD, etc.).

• Los LED infrarrojos son económicos,confiables y consumen poca energía; poreso los controles remotos modernos sonmuy resistentes al maltrato, y es muy lar-ga la vida útil de sus baterías.

Por todo lo anterior, desde su aparición aprincipios de la década de 1980, los con-troles remotos infrarrojos han sustituido porcompleto a las demás tecnologías; y pare-ce ser que estarán con nosotros por mu-chos años más.

¿Cómo es por dentroun control remoto?

El gabinete que aloja a los circuitos, gene-ralmente está formado por tres piezas in-dependientes: las tapas superior e inferior

Figura 8

En la década de

1980, aparecieron

los primeros

televisores que

usaban un control

remoto infrarrojo.

Es un estándar

que se mantiene

hasta la fecha.


y la que corresponde al compartimiento delas baterías (figura 9).

En el interior de la unidad destaca unaplaca de circuito impreso, en la que se lo-calizan todos los componentes electróni-cos que detectan las órdenes y transmitenlos pulsos de rayos infrarrojos (figura 10).Observe que la mayor parte del área ocu-pada por este impreso, corresponde a lamatriz de teclas; y que en un extremo, seubican el circuito integrado de control, al-gunos componentes periféricos (condensa-dor, resistencias, cristal oscilador), los tran-sistores excitadores y el diodo emisor delhaz infrarrojo; por último, en otro extremose encuentra la entrada de voltaje (dondese conectan las baterías).

Otra pieza muy importante, es el tecladode goma; aquí se concentran todos los bo-tones de control (figura 11). Se le llama “te-clado tipo membrana”, debido a su cons-trucción interna.

Si se cortara una de las teclas, podríaapreciarse que el botón de goma va conec-tado a una pequeña membrana que tieneforma de domo y que va orientada hacia

abajo; a su vez, el domo está recubierto conuna capa de compuesto de ferrita (materialde excelentes propiedades conductoras).

Justamente, dicha capa permite que hayacortocircuito en las terminales de cada in-terruptor (mismas que se encuentran gra-

Parte superior

Contactos parabatería

Teclado de goma

Circuito impreso

Ventana transparente

Parte inferior Tapa de baterías

Figura 9

La estructura de un control remoto es

sorprendentemente sencilla.

Area utilizada por la matriz de teclas

A

B

Led infrarrojo

Entrada devoltaje

Led

Componentes periféricos

Circuitointegrado

Figura 10

Casi todos los elementos principales de un control remoto, se

alojan en una placa de circuito impreso de gran tamaño.


badas en el propio circuito impreso); y deesta manera, la pequeña membrana ubica-da en la parte inferior de cada tecla fungecomo resorte; es decir, hace que el botónregrese a su posición original, una vez quedeja de ser presionado (figura 12).

Operación del circuito emisor

Analicemos ahora la operación de un con-trol remoto típico. En el diagrama esque-mático que aparece en la figura 13, se ob-serva que el teclado es de tipo matricial; esdecir, cuenta con una serie de columnas yrenglones, en cuyos nodos o interseccionesse colocan las teclas (una en cada cruce).

Veamos más de cerca cómo funcionanestos teclados:

Expedición de impulsosEl circuito de control, que está comunica-do con todas las columnas y renglones,expide a través de estas secciones, pero delínea en línea, una serie de pulsos.

Exploración de tecladoEn los controles remotos cuyo integradoexpide los pulsos por la línea de las colum-nas, el procedimiento de “exploración deteclado” comienza cuando se “enciende”primero la línea correspondiente a la co-lumna 1. Y después de esto, el circuito ve-rifica que no haya entrada en alguna de laslíneas asociadas a los renglones; si no de-tecta ninguna señal, “apagará” a la prime-ra columna y “encenderá” a la segunda paravolver a revisar los renglones, y así sucesi-vamente.

Este proceso se repetirá cuantas vecessea necesario, hasta que haya encendidola última columna; mas si no se detecta nin-guna tecla activada, el circuito integrado re-gresará a su posición inicial y comenzará

Figura 11

Para accionar los distintos controles, se utiliza un

teclado de goma.

Membrana retráctil

Botón

Pintura deferrita paracontacto

Figura 12

Vista en corte de una tecla de un control remoto típico. El

domo de goma sirve de resorte, para que la tecla recupere

su posición original cuando deje de ser presionada.

Renglo

nes

Teclado tipo matricial

Columnas

OutT

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

CIRCUITO DE

CONTROL

Figura 13

Diagrama simplificado del circuito de un control

remoto. Destaca la presencia de un circuito de

control central.


de nuevo el muestreo en la columna 1; esdecir, reiniciará el ciclo.

La acción del circuito de controlEn caso de que se oprima una tecla (porejemplo, la que corresponde a la intersec-ción de la segunda columna con el cuartorenglón), el circuito de control “encende-rá” la primera columna y revisará sus en-tradas de renglones; si no encuentra señal,“apagará” esta línea y “encenderá” la se-gunda; y entonces detectará la tecla acti-vada, lo cual significa que los pulsos que elpropio circuito de control expide por la lí-nea de la columna 2, los capta por la líneadel renglón 4; a final de cuentas, esto indi-ca que la tecla C2-R4 ha sido presionada.

Pulsos de salidaEl resultado de tal acción, es que el circuitointegrado se apoya en una tabla interna quele indica el proceso a efectuar cuando en-cuentre activada dicha combinación. Por logeneral, este proceso consiste en generaruna serie de pulsos de salida que se envían

a un excitador; la mayoría de las veces, estecomponente es sólo un transistor de switcheoque va conectado al (los) LED(s) infrarrojo(s)que finalmente se encarga(n) de enviar, enforma de un rayo de luz, las instruccionesal receptor (figura 14).

No importa que la tecla haya estado pre-sionada por poco tiempo; aun así, el circui-to de control detectará que fue activada; yes que el ciclo de muestreo del teclado esmuy rápido, y se llegan a producir varioscientos de muestreos por segundo.

El circuito de controlde la unidad remota

Casi desde que se demostró la factibilidadde los controles basados en emisionesinfrarrojas, los diseñadores eligieron latransmisión de datos de tipo digital; estoes, “unos” y “ceros” que son captados porel receptor incluido en el aparato y que seenvían a un microprocesador alojado en elSyscon (sistema de control). Este último,constituye una etapa digitalizada en la que,

1

2 3

4

5

Figura 14

Trayecto de una orden

proporcionada por

medio del control

remoto, desde que se

presiona la tecla en

cuestión.


a su vez, se identifica el código binario res-pectivo para proceder a la ejecución de lasórdenes correspondientes.

Por lo tanto, el circuito de control que seincluye en la unidad remota forzosamentedebe ser de tipo digital; de hecho, es bási-camente otro microcontrolador con unafunción muy limitada y con todos los ele-mentos que caracterizan a este tipo de cir-cuitos: una señal de reloj, un reset, una me-moria interna, puertos de entrada y salidade datos, así como un núcleo de micropro-cesador que ejecuta todas las instruccionescon las que se hace un muestreo de las lí-neas del teclado y que identifica las distin-tas teclas y expide en su línea de salida laorden correspondiente. Todo esto se reali-za dentro de un encapsulado muy peque-ño, que raras veces tiene más de 20 termi-nales (figura 15).

La situación actualde los controles remotos

En nuestros días, el control remoto se haconvertido en una parte casi indivisible decualquier equipo electrónico moderno; yaexisten aparatos que literalmente no tienenningún botón en su panel frontal; todas laslabores de control, están a cargo del remo-to. Esta situación es especialmente notoriaen los modernos reproductores de DVD, quecuentan con muy pocas teclas en su panel

frontal; en cambio, su control remoto po-see varias decenas de controles que per-miten acceder a todas las funciones espe-ciales de estos discos (figura 16).

A la fecha, es común que en la sala exis-tan varios controles remotos distintos, cadauno dedicado a un aparato electrónico enespecífico. Esto ha propiciado la apariciónde un nuevo tipo de dispositivo: el controlremoto universal (figura 17). Aunque se tra-ta de una tecnología que surgió aproxima-damente en 1990, es hasta ahora que estetipo de dispositivos han comenzado a pro-liferar; esto se debe, entre otras cosas, a ladisminución de su precio (los primeros re-motos universales, fácilmente podían cos-tar hasta 100 dólares; pero ahora cuestan –digamos– unos 5 dólares).

Un solo control universal, puede susti-tuir a 3, 4 ó más remotos individuales (parael televisor, la videograbadora, el reproduc-

Figura 15

Por lo general, el microcontrolador central de un control

remoto es un dispositivo pequeño con un máximo de unas

20 terminales.

Figura 16

Algunos aparatos, tienen muy pocos

controles en su panel frontal. Sus funciones

se manejan por medio del control remoto.

Figura 17

Un solo control remoto

universal, puede sustituir a

varios remotos individuales.

tor de DVD y hasta el receptor de cable).No importa que carezca de ciertas funcio-nes propias del remoto original; si éste con-trola una función exclusiva del aparato encuestión, la cual no existe en el control uni-versal, sólo hay que “desempolvarlo” o ex-traerlo del cajón en que se haya guardado.

¿El control remoto controlasu propio futuro?

Tal como se dijo, la tecnología de los con-troles remotos llegó para quedarse; inclu-so, cada vez más aparatos están siendocontrolados por este medio; por ejemplo,ya existen ventiladores y equipos de aireacondicionado que pueden controlarse deforma remota; y los receptores de radio deequipos de sonido, se controlan de maneradigital (sobre todo su control de sintonía,que antes era totalmente mecánico); lo mis-mo podemos decir de los tocacintas y delos ecualizadores gráficos.

En fin, gracias a la inclusión de un dis-positivo de control digital (microcontrola-dor) en muchos sistemas, es posible ado-sar a éstos, en forma rápida y sencilla y paramayor comodidad del usuario, un controlremoto.

De tal hecho, se desprende una muy in-teresante visión del futuro: como práctica-

mente todas las tareas en el hogar seráncontroladas por medios electrónicos, elusuario necesitará de un solo control re-moto universal para ordenar la ejecuciónde las mismas; podrá ordenar, por ejem-plo, que se encienda la calefacción, queaumente la intensidad de la iluminación,que se sintonice su estación de radio pre-dilecta o que sean enviados o recibidos ar-chivos por correo electrónico.

¿Qué cómodo, no? Pero esto va más allá,porque cabe la posibilidad de que inclusosurja una forma de trabajar o hacer ejerci-cio “por control remoto”. En otras palabras,el concepto de “control” aplicado de estamanera, puede transformarse también –sise abusa o se hace mal uso de él– en unriesgo de descontrol; si los propios patroci-nadores de los programas de televisión yaestán siendo afectados por el uso cada vezmás frecuente de los controles remotos,estos medios constituyen a la vez –al me-nos en cierta medida– una invitación paraque los niños pasen horas y horas frente altelevisor pasando de un canal a otro, o unajustificación para que los jóvenes y adultoscontinúen con su mal hábito de no hacerejercicio alguno (¿está más vivo que nuncael objetivo del sistema “Lazy Bones”; pro-vocar, como indica su traducción, que ten-gamos “huesos perezosos”?).

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CIRCUITOS INTEGRADOS:FUNDAMENTOSY APLICACIONES

Segunda de tres partesOscar Montoya Figueroa

CIRCUITOS LÓGICOS DIGITALES

¿Qué es un circuito lógico digital?

Es un dispositivo electrónico que permiterealizar operaciones lógicas con señalesque representan unos y ceros. La presen-cia de una señal representa un uno (1), ysu ausencia representa un cero (0).

Compuertas lógicas

El bloque más pequeño de un circuito digi-tal, y que realiza una operación booleana,es precisamente la compuerta lógica. En uncircuito integrado, cada compuerta lógicabásica representa una operación.

A partir de tres compuertas lógicas bási-cas, se construyen todos los componentessuperiores: flip-flops, contadores y hastamicroprocesadores. Enseguida hablaremoscon más detalle de todas estas cuestiones.

Compuerta lógica ORLa compuerta lógica O (OR en inglés), es lallamada “suma lógica”; para representarla,

El presente artículo, dividido en trespartes, va dirigido principalmente a

estudiantes. Explicaremos laimportancia de los circuitos

integrados en el mundo de laelectrónica, así como las principales

tecnologías de fabricación de estosdispositivos.

El objetivo básico del tema, es que elestudiante aprenda a construirdiversos circuitos prácticos de

electrónica digital: compuertas AND,OR, NOT, codificadores,

multiplexores y demultiplexores yuna alarma digital de chapa

electrónica de clave fija.

Compuerta lógica OR

F(OR) = A+B

F

B

A

Figura 13


se emplea el símbolo mostrado en la figura13. Veamos cómo trabaja:

• Si se coloca un 0 en ambas entradas, enla salida obtendremos un 0 (figura 14A).

• Si se coloca un 0 en una de sus entradas yun 1 en la otra, en la salida obtendremosun 1 (figura 14B).

• Si se coloca un 1 en ambas entradas, enla salida obtendremos un 1 (figura 14C).

Como acaba de observar, siempre que hayaun 1 en cualquiera de las entradas o enambas, habrá un valor igual en la salida.

Compuerta lógica ANDLa compuerta lógi-ca Y (AND en in-glés), es llamada“producto lógico”;para representarla,se emplea el sím-bolo mostrado enla figura 15. Vea-mos cómo trabaja:

• Si se coloca un 0 en ambas entradas, enla salida obtendremos un 0 (figura 16A).

• Si se coloca un 0 en una de sus entradas yun 1 en la otra, en la salida obtendremosun 0 (figura 16B).

• Si se coloca un 1 en ambas entradas, enla salida obtendremos un 1 (figura 16C).

Como acaba de observar, siempre que hayaun 0 en cualquiera de las entradas o enambas, habrá un valor igual en la salida.

Compuerta lógica NOTLa compuerta lógica NO (NOT en inglés) esllamada “negación lógica”; para represen-tarla, se emplea el símbolo mostrado en lafigura 17. Veamos cómo trabaja:

• Si se coloca un 0 en la entrada, en la sali-da obtendremos un 1 (figura 18A).

• Si se coloca un 1 en la entrada, en la sali-da obtendremos un 0 (figura 18B).

F(OR) = 0+0=0

00

0

F(OR) = 1+0=1

11

0

F(OR) = 1+1=1

11

1

A B

C

Compuerta lógica AND

F(AND) = AB

F

B

A

00

0

1

00

11

1

F(AND) = 0 0 = 0

F(AND) = 1 1 = 1

F(AND) = 1 0 = 0A B

C

Compuerta lógica NOT

F(NOT) = A

FA

F(NOT) = 0 = 1

10

F(NOT) = 1 = 0

01

A B

Figura 14 Figura 16

Figura 17

Figura 15

Figura 18


Como acaba de observar, esta compuertasiempre da un valor contrario al que se apli-ca en la entrada.

BufferA esta compuerta también se le denomina“restaurador”, porque –como su nombre loindica– restaura el nivel de una señal deentrada (cuando el valor de la misma hadisminuido su intensidad).

El valor que se coloca en la entrada deesta compuerta, es igual al que se obtieneen su salida (figura 19).

Tablas de verdad

A la representación que en forma de tablaindica la operación de una compuerta lógi-ca, se le denomina “tabla de verdad”. Enella aparecen las entradas de una compuer-ta lógica, así como el resultado que se ob-tiene de la combinación de las mismas.

La compuerta lógica OR (suma), se re-presenta mediante la tabla de verdad 1. Lascolumnas A y B representan las entradasde la compuerta en todas las combinacio-nes posibles de 1s y 0s; la columna “salida”

se deriva de la operación A + B, que es lafunción que realiza la compuerta OR.

La compuerta AND (multiplicación), serepresenta mediante la tabla de verdad 2.En este caso, se deduce que la columna “sa-lida” se forma con los respectivos produc-tos de las diferentes combinaciones A porB (ó B por A).

La compuerta NOT,se representa median-te la tabla de verdad 3.Observe que la colum-na “salida” se formasimplemente con el va-lor opuesto al que se colocó en la entrada;esto se representa por medio de una A• (“A”negada o testada).

Circuitos sencilloscon compuertas lógicas

En este subtema veremos cómo se sumi-nistra alimentación a los circuitos integra-dos digitales TTL, y qué procedimientos sir-ven para trabajar con ellos.

Para que funcionen de manera normal,todos los circuitos integrados requieren deuna alimentación independiente cuya es-pecificación corre por cuenta de su respec-tivo fabricante; los circuitos integradosCMOS, por ejemplo, se alimentan con losvoltajes de +3 a +16 voltios; por su parte,

Restaurador lógico

F(R) = A = A

AA11

0 0

A B Salida

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

A B Salida

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

A Salida

0

1

1

0

Circuito integrado 74LS32Compuertas OR

Vcc

14 13 12 11 10 9 8

7654321 GND

Tabla 1 Tabla 2

Figura 20

Tabla 3

Figura 19


los de tipo TTL se alimentan con +4.5 a +5.5voltios.

Verificación del funcionamientode una compuerta OREn el manual del fabricante de circuitos TTL,se indica que las compuertas OR están enun chip con matrícula SN74LS32. Tal comose muestra en la figura 20, dentro de estecircuito existen cuatro compuertas de di-cho tipo:

• Para la primera compuerta, las entradasse encuentran en las patillas 1 y 2; y lasalida, en la patilla 3.

• Para la segunda compuerta, las entradasse encuentran en las patillas 4 y 5; y lasalida, en la patilla 6.

• Para la tercera compuerta, las entradasse encuentran en las patillas 9 y 10; y lasalida, en la patilla 8.

• Para la cuarta compuerta, las entradas seencuentran en las patillas 12 y 13; y lasalida, en la patilla 11.

• En tanto, la patilla 7 (GND) se conecta atierra o al polo negativo de la fuente dealimentación; y la 14 (Vcc), se conecta alpolo positivo de la misma.

En otros circuitos integrados, una o dospatillas están marcadas con las letras NC(No Connection); con esto se indica que di-chas terminales no deben ser conectadas.

Para un proyecto en el que se utilicen cir-cuitos integrados, lo primero que debe ha-cerse es conectar todas las alimentaciones.En la figura 21, se ejemplifica un caso en elque hay que proporcionar al circuito unaalimentación de 5 voltios.

Para realizar esta prueba, se requiere deun protoboard, un circuito integradoSN74LS32 (o equivalente), alambres tipotelefónico (calibre 23 ó 24), un LED y una re-sistencia de 180 ohmios a 1/2W (figura 22).

NOTA: Aunque usted ya sabe cómo sonlas conexiones internas de un protoboard,antes de iniciar la práctica queremos que

Polarización de un CI digital

13

(+)

(-)

C I

8910111214Vcc

7654321 GND

Líneas paraalimentación

Area decircuitos

Dibujo de conexiones

Líneas de alimentación

Figura 23

Figura 22

Figura 21


recuerde que este elemento es básicamen-te una tablilla de plástico con perforacio-nes y conexiones internas, dividida en dossecciones: una de alimentación (dos paresde líneas acomodadas en las orillas) y unade circuitos. En la figura 23 se muestracómo van interconectados los puntos deunión en el protoboard.

Paso 1Lo primero que tenemos que hacer, es pre-parar la red de alimentación en elprotoboard. Para lograrlo, coloque puentestal como se muestra en la figura 24. Gra-cias a estos puentes, se puede disponer dealimentación cerca de cualquier punto delárea de circuitos.Paso 2En la línea más externa, conecte el polo po-sitivo de la fuente de alimentación; y en lamás interna, el polo negativo de la misma(figura 25).

Paso 3Con la ayuda de unas pinzas planas o depunta, preforme las patillas del circuito in-

tegrado; deben quedar alineadas y a la dis-tancia necesaria, para que encajen perfec-tamente en el protoboard.

Paso 3En la figura 26, se indica la manera de in-sertar el circuito integrado en el protoboard.Asegúrese que las patillas del CI coincidancon los orificios de esta placa; y con el dedopulgar, presione uniformemente el cuerpodel dispositivo hasta que embone en ella yquede bien fijo; por supuesto, las patillas de-ben “asomarse” a la otra cara del protoboard.

NOTA: Al igual que cualquier otro tipode diodo, los LED tienen polaridad; es de-cir, conducen en un solo sentido.

Paso 4Como el LED tiene una patilla positiva y unapatilla negativa, para que conduzca y en-cienda es necesario polarizarlo de forma di-recta; es decir, su patilla positiva tiene queconectarse en el punto más positivo de labatería, y su patilla negativa en el punto

más negativo de la mis-ma. Por lo tanto, conectela patilla número 14 en lalínea positiva de alimen-tación y la número 7 en lalínea negativa.

Es necesario hacer todoesto, ANTES de empezara trabajar con un circuitointegrado. Y no olvide que

+

Puente de alimentación

_

+

_

Figura 25

Figura 24

Figura 26


la fuente de alimentación debe estar apa-gada, cuando realice cualquier conexión;mas si está utilizando pilas, desconecte unode los alambres que las comunican con elprotoboard.

Paso 5En la salida de la compuerta OR, coloqueun LED; servirá para conocer el resultadode la operación que se realice (si enciende,significa que se ha obtenido un 1; si no en-ciende, se ha obtenido un 0).

Paso 6En serie con el LED, tal como se muestraen la figura 27, coloque una resistencia de180 ohmios; servirá para limitar la magni-tud de corriente que circula por este diodo.Observe que la patilla positiva del LED vaconectada en la pata tres del integrado, quela patilla negativa se conecta en serie conla resistencia y que el extremo de esta últi-ma se conecta en la línea negativa de ali-mentación.

En este momento, ya está armado el cir-cuito de prueba. Para verificar la operaciónde la compuerta, haga lo siguiente:

• Para representar un 1 en la entrada de lacompuerta, conecte ésta en la línea posi-tiva de alimentación.

• Para representar un 0, conecte la com-puerta en la línea negativa de alimenta-ción.

Ahora, fíjese bien en las instrucciones pro-porcionadas en la tabla 4. En las entradas

de la compuerta, conecte las combinacio-nes de ceros y unos que se especifican;tome nota del resultado que de cada com-binación se obtiene en la salida.

Por todo lo observado en el experimen-to anterior, ¿usted cree que esta compuer-ta realiza la operación de suma lógica?

Sí _______ No ________

¿Por qué?_____________________________

Verificación del funcionamiento de unacompuerta ANDEn el manual del fabricante de circuitos in-tegrados TTL, se indica que las compuer-tas AND se encuentran en un chip con ma-trícula SN74LS08.

En este circuito integrado, existen cua-tro compuertas de este tipo (figura 28). Aligual que en la prueba anterior, lo primeroque debe hacerse es conectar la patilla nú-

CIR

Led

Patilla 1Entrada 1

Patilla 2Entrada 2

Patilla 3Salida

0

0

1

1

0

1

0

1

14 13 12 11 10 9 8

7654321

Circuito integrado 74LS08(compuertas AND)

Figura 28

Figura 27 Tabla 4


mero 7 en la terminal negativa de la ali-mentación; y la patilla 14, en la terminalpositiva. Las entradas se encuentran en laspatillas 1 y 2, y la salida en la patilla 3.

El LED que monitorea la salida de la com-puerta, se conecta en serie con la resisten-cia de 180 ohmios y con el polo negativo. Yluego se hacen las combinaciones de lasentradas, para verificar la operación de lacompuerta (tabla 5).

Por lo observado en este experimento,¿usted cree que esta compuerta realiza laoperación de producto (multiplicación) ló-gico?

Sí ______ No ______

¿Por qué?_____________________________

Verificación de la operaciónde una compuerta NOTEn el manual del fabricante de circuitos in-tegrados TTL, se indica que estas compuer-tas se encuentran en un chip con matrículaSN74LS04. En este circuito integrado, exis-ten seis compuertas de este tipo.

La alimentación se aplica en las patillas7 y 14, con los conectores negativo y posi-tivo respectivamente.

La entrada de laprimera compuertase encuentra en lapatilla 1, y su sali-da en la patilla 2. ElLED y la resistencia

se conectan en la patilla 2; y como sólo dis-ponemos de una entrada, únicamente haydos combinaciones a probar (tabla 6).

Por lo observado en este experimento,¿usted cree que esta compuerta realiza laoperación de invertir el valor colocado ensu entrada?

Sí ______ No _____

¿Por qué? _____________________________

Circuitos combinacionales

Mediante arreglos de las diferentes com-puertas lógicas, se obtienen operaciones demayor complejidad que pueden aplicarse enla solución de problemas reales. Utilizan-do ecuaciones con variables, se forman fun-ciones que expresan las operaciones reali-zadas por un circuito lógico específico.

Cuando se tienen dos variables (A y B),su multiplicación lógica se indica de la si-guiente manera: F (A, B) = AB. En tanto, susuma lógica se indica mediante la fórmula:F(A, B) = A + B.

Para obtener funciones lógicas, es nece-sario conocer los procedimientos de dise-ño lógico del álgebra de Boole. Mas esto que-da fuera de los fines del presente artículo.

Para conocer una aplicación basada encircuitos combinacionales, le recomendamosque consulte el Capítulo 4 de este artículo(que se publicará en el siguiente número.

Circuito decodificador

Un circuito decodificador, es un dispositi-vo combinacional que permite activar unalínea de salida a partir de una combinaciónespecífica que se presenta en la entrada. Elsímbolo electrónico para el decodificador,se muestra en la figura 29.

Patilla 1Entrada 1

Patilla 2Entrada 2

Patilla 3Salida

0

0

1

1

0

1

0

1

Patilla 1Entrada 1

Patilla 2Salida

0

1

Tabla 5

Tabla 6


Cuando en la entrada de este circuito secolocan los valores A = 0, B = 0, C = 0 y D =0 (es decir, todas las entradas a tierra), sele está indicando al circuito que debe acti-var la línea de salida marcada como 0. Y sien la entrada del circuito se indica la com-binación A = 1, B = 0, C = 0 y D = 0, estaráeligiéndose la línea de salida marcada como1; esto significa que para elegir la salida,hay que colocar en la entrada una combi-nación en binario del valor de la salida quese desea activar.

La secuencia de combinaciones posiblespara este decodificador, se indica en la fi-gura 30. Como este circuito cuenta única-mente con diez posibles salidas de selec-ción, se dice que es un “decodificadordecimal”. Y a los circuitos que sólo tienenocho salidas de selección, se les denomina“decodificadores octales”.

En el mercado, se ofrece una gran varie-dad de circuitos electrónicos decodificado-res; por ejemplo, el circuito 74LS42 es undecodificador de 1 a 10 (decimal); lo únicoque lo diferencia del circuito que describi-mos anteriormente, es que sus salidas sonnegadas; o sea, cuando se activa una delas líneas, aparece un 0; y cuando todasestán desactivadas, se obtiene un 1 en lasalida.

El diagrama lógico y la descripción de lasterminales para este circuito, se muestranen la figura 31.

Decodificadores BCDpara siete segmentos

Es un tipo especial de decodificadores; sufunción es convertir números binarios decuatro bits en siete líneas de salida, paramostrar en un display de siete segmentosel valor de entrada expresado en decimal.

Estos circuitos se utilizan principalmen-te para mostrar caracteres numéricos alusuario; por ejemplo en calculadoras digi-tales, cuyo display o visualizador de variosdígitos muestra la entrada de datos, lasoperaciones y los resultados. Si observa conatención el número 8 en el display, se darácuenta que está formado por siete líneas(segmentos); o sea, para formar cada dígito,se utiliza un diferente arreglo de dos o mássegmentos. Cada una de estas líneas con-tiene un LED, el cual se enciende cuandorecibe 1.7 voltios con una corriente de10ma; estos valores pueden variar ligera-

Decodificador decimal

DEC

SalidaEntrada

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

D

C

B

A

Valordecimal

Valor binario

N

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

D

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

C

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

B

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

A

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

3

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

4

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

5

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

6

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

7

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

8

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

9

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

Estado de las salidas del circuito dependiendo de la combinación de entrada

Figura 30

Figura 29


mente, dependiendo de las especificacio-nes de cada fabricante.

Tanto el diagrama lógico para el decodi-ficador BCD como el display, se muestranen la figura 32. Observe que consta de cua-tro líneas de entrada, con las cuales se in-gresa el número en forma binaria (ceros yunos); y en las salidas se obtiene la combi-

Diagrama de conexión de pines

16

1

15

2

14

3

13

4

12

5

11

6

10

7

9

Vcc A0 A1 A2 A3 9 8 7

0 1 2 3 4 5 6 GND

8

- - -

- - - - - - -

Diagrama lógico

A3A2A1A0

15 14 13 12

1 2 3 4 5 6 7 9 10 11

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Vcc=PIN 16 GND=PIN 8 0 =Número de PIN

Símbolo lógico

Vcc=PIN 16 GND=PIN 8

15 14 13 12

1 2 3 4 5 6 7 9 10 11

A0 A1 A2 A3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Símbolo electrónico básico de un decodificador BCD de7 segmentos

Salida paradisplay de 7segmentos

Entradaspara elnúmerobinario

abcdefg

ABCD

Display de7 segmentos

a

c

d

f

g

e

b

Pines deconexión

para alimentarcada segmento

abc

defg

Figura 32

Figura 31 nación específica de líneas activas, que sepondrán en 1 para el número binario de en-trada. Las salidas del circuito decodificadorse conectan en los pines de entrada del dis-play de siete segmentos, relacionando laletra de la línea de salida con la letra de lalínea de entrada; o sea, “a” con “a”, “b” con“b”, etc.

En realidad, el display es una combina-ción de varios LED montados sobre unempaque plástico; pero deben tenerse losmismos cuidados que en el caso de un LEDúnico; hay que colocar una resistencialimitadora en serie con el común de los LEDdel display; si se emplea una polarizaciónde 5 voltios, deberá utilizarse un resistorde 180 ohmios; y para un voltaje de 12 vol-tios, se requerirá de 1Kohmio.

Cada terminal de entrada de un display,se conecta directamente en una de las ter-minales del LED de cada segmento; y el otroextremo de cada diodo de los segmentos,normalmente se conecta en un solo pin (lla-mado común). Si el común para todos losLED es el lado positivo, se dice que el dis-play es de ánodo común; y cuando el ladonegativo es el común, se dice que el dis-play es de cátodo común.

Para conectar el display de siete segmen-tos en la salida de un circuito lógico (consalidas de 5 voltios), es preciso conectar enserie con la terminal común un resistorlimitador que evite el sobreflujo de corrienteen cada uno de los LED. Para salidas TTL,

Salida

a a

b b

c c

d d

e e

f f

g g

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Entrada

Diagrama lógico

A

B

C

D

Vcc=PIN 16

GND=PIN 8

7 1 2 6 3 5

13 12 11 10 9 15 14 4

A B C D LT RBI

a b c d e f g BI/RBO

Diagrama de conexión DIP(TOP VIEW)

Diagrama de la descripción de pines de los circuitos SN54/74LS47

Símbolo lógico

16

1

15

2

14

3

13

4

12

5

11

6

10

7

9

Vcc f g a b c d e

8

_ _ _ _ _ _ _

B C LT RBI D A GNDBI/RBO

recomendamos la utilización de un resistorde 100 ohmios a 1/2 watt.

Por ejemplo, el número 2 se representaen binario como 0010; entonces, en las en-tradas del decodificador se colocará A = 0,B = 1, C = 0, D = 0; y en las salidas, aparece-rá un 1 en las terminales a, b, g, e, d; esdecir, estos segmentos encenderán paraformar el número 2; y por lo tanto, la ima-gen formada será muy parecida a él.

Para hacer que en el display de siete seg-mentos aparezca el número 5 (0101 enbinario), se debe poner en las entradas deldecodificador A = 1, B = 0, C = 1, D = 0; y lassalidas, se activarán en las terminales a, f,g, c y d; es decir, estos segmentos de LEDencenderán para formar el número 5 en eldisplay (figura 33).

Concluye en el próximo número

Figura 33

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S e r v i c i o t é c n i c o

MÉTODOS PARA RESOLVERFALLAS Y CASOS DE SERVICIOEN TELEVISORES MODERNOS

Armando Mata Domínguez y Alvaro Vázquez Almazán

Generalidades del sistemade control y del circuito EEPROM

En cualquier televisor moderno, las funcio-nes de control se realizan por medio de unmicroprocesador; por ejemplo, encendidoy apagado, cambio de canal y de volumen,ajustes de nivel de tinte, color, brillo con-traste y nitidez, generación de caracteres,programación de encendido o apagado portiempo, bloqueo de sintonización de cana-les, simuladores de sonido, etc.

Estas son algunas de las tantas funcio-nes comunes de un televisor actual; pero

En el mercado de televisores existenmuchas opciones entre marcas y

modelos; es por ello que elespecialista técnico debe conocer

métodos de diagnostico y solución deaverías, que le permitan un patrónde trabajo estandarizado, para quela reparación sea rápida y eficaz. Ypara ello, hay que tomar en cuentadeterminadas situaciones comunes;

por ejemplo, es una realidad que lassecciones que con mayor frecuenciafallan, son: el sistema de control y el

circuito EEPROM, la fuente dealimentación y las etapas de barrido

horizontal y vertical.En el presente artículo veremos la

teoría básica de estas secciones, asícomo los pasos a seguir para

diagnosticar y solucionar averías.También comentaremos diversos

casos de servicio, en marcas ymodelos de televisores específicos.

Figura 1


lo más extraordinario, es que pueden serejecutadas por medio de unas cuantas te-clas (5 ó 6) localizadas en el panel frontaldel aparato y por medio de un menú cuyasopciones se eligen con los botones del con-trol remoto. La sofisticación de las funcio-nes, es responsabilidad del microprocesa-dor; pero este circuito, también es capazde provocar muchos problemas; y es difícil

diagnosticarlos, si se carece de un adecua-do procedimiento para tal propósito; poreso le recomendamos que ejecute el pro-cedimiento que explicaremos enseguida; esaplicable a televisores de cualquier marcay modelo, y permite diagnosticar averías enel microprocesador y en el circuito EEPROM(figura 1).

2324

2526

2728

2930

3132 33

3435

3637

3839

4041

42

12

345

67

8

1234123

C037

C038

L002

C034

C017

R017

C015

C016

C019

R030

C051

C062

C063

C040

C041

R048

R016

L040

R055

R099

R071

R054

R070

CN002

CN309

C064

C070

R029

IC002

D005

R033

R036

R047

R045

IC001

R039

C022

C028

C027

R074R

038

R031

Q0

R041

0.0022

B:CHIP

470

25V

:CHIP

0.022

25V

B:CHIP

1

4.7k

15p

CHIP

15p

CHIP

CHIP

220p

CHIP

4.7kCHIP

0.47

0.47

:MPS

12p

:CHIP

12p

:CHIP

25V

F:PT

470

:CHIP

4.7k

:CHIP

47k

4.7k

:RK-CP

4.7k

4.7k

4P

3P

0.0047

:CHIP

0.001

CHIP

4.7k:CHIP

MM1476AF(TP)

STBY +5V REG

MTZJ-T-77-5.6C

220

1k

CHIP

4.7k

:CHIP

4.7k

:CHIP

M37280MK-110SP

CONTROL

TUNING SYSTEM

680

:CHIP

560p

CHIP

220p

CHIP

0.001

CHIP

4.7k

CHIP

1k

:CHIP

3.3

1W

2SB7

BUF

680

5V

9V

*

GND

B-DAT

I-AVCC

HLF

I-VHOLD

I-CVIN

I-CNVSS

I-OSC

O-OSC

VSS

IO-BDAT

I-KEY

I-AFT2

I-RESET

XO-OSD

XI-OSD

VCC

B-CLK

B-INT

OVD

GND

GND

VOUT

GND

RESET

CD

VIN

DAT

GND

CLK

FOR JIG

TO K BOARD

CN402

VIDEO

2

Voltaje de alimentación

5.0 voltios +/- 0.3 voltios


Orden de reset



Señal de reloj

5.0 voltios de pico a pico


Alimentación del circuito EEPPROM



Versión de microprocesador

Circuito microprocesador y circuito jungla separados

Circuito microprocesador único

Figura 2

Tabla 1


Paso 1Para estar seguros de que el circuito del sis-tema de control funcionará correctamen-te, lo primero que debe hacerse es verificarque existen las condiciones básicas de ope-ración (voltaje de alimentación, orden dereset, señal de reloj). Consulte la tabla 1;para verificar la existencia y el valor de cadauno de estos voltajes, conecte a tierra fría(o sea, tierra-chasis) un multímetro digitalen función de voltímetro de corriente di-recta.

Paso 2Si falta alguno de estos voltajes, tendrá queverificar el estado del circuito que lo gene-ra (figura 2).

Paso 3Si los voltajes son correctos, verifique quelas señales Data y Clock lleguen al sistemade control. Para hacer esto, ponga el multí-metro digital en función de voltímetro decorriente directa y conecte su terminal ne-gativa a tierra fría o chasis; y con su puntade prueba positiva, primeramente mida laterminal 5 y luego la terminal 6 del circuitoEEPROM; y cuando conecte el televisor ala línea de CA u ordene que se encienda,deberá notar un cambio de nivel de volta-je; e inmediatamente después de esto, sedeberá estabilizar (así será, siempre y cuan-do el sistema de control pueda comunicar-se de manera correcta con el resto de losperiféricos).

Paso 4En caso de que no cambie el nivel de volta-je en las líneas Data y Clock, verifique sihay un corto parcial o total en cualquierade las líneas; esto puede deberse a un dañoen el circuito EEPROM; por eso es necesa-rio verificar con respecto a tierra-chasis, el

valor de cada línea (deberá haber más de2000 ohmios).

Cuando haga esto, descubrirá que en unprincipio el valor en ohmios es bajo; peroluego irá aumentando, hasta alcanzar va-lores superiores a 10000 ohmios. Y hastaes posible que al realizar la medición, en-cuentre usted un valor del orden de losmegohmios; esto es común, cuando uno omás capacitores electrolíticos permanecencon carga eléctrica; en estos casos, la me-dición debe hacerse unos minutos despuésde haber apagado y desconectado el tele-visor.

Paso 5Cada vez que el valor sea incorrecto (infe-rior a 2000 ohmios), tendrá que aislar encorto un elemento asociado a las líneas deData y Clock (figura 3). Pero si no hay cortototal o parcial en ellas y tampoco se hamodificado el voltaje, lo más probable esque el circuito EEPROM tiene algún daño;o que el daño está en el microprocesador;primero reemplace el circuito EEPROM,porque es el de menor costo; si ya hizo lasustitución y el problema no desaparece,significa que el microprocesador es el queestá dañado; pero antes de reemplazarlo,

Micropro- cesador

SintonizadorSección de audio

Jungla Y/C

EEPROM

DATA

CLOCK

Comunicación del sistema de control

Figura 3


mida cada una de sus terminales con res-pecto a tierra-chasis; aísle aquellas que ten-gan menos de 200 ohmios; y si el valor siguesiendo bajo, significa que definitivamenteel microprocesador tiene algún daño.

Generalidades sobre la fuentede alimentación y las seccionesde barrido V y H

Cuando el técnico recibe un televisor queno enciende, sus sospechas sobre el origen

del problema recaen primero en la fuentede alimentación; luego en las secciones debarrido vertical y horizontal y finalmenteen el sistema de control. Para confirmarcuál es la verdadera causa de la falla, eje-cute el procedimiento que se describe en latabla 2.

Cómo se hacen las medicionesEn el caso de la medición correspondienteal primer paso, ANTES de encender el tele-visor coloque las puntas del voltímetro en

IC301/LA7840

SECCIÓN DE BARRIDO VERTICAL

1 G

ND

2 V

-OU

T

3 V

CC

4 V

RE

F

5 V

IN

6 V

CC

7 P

UM

PO

P

AL YUGO +VERTICAL

1 Ω

.1/100V

.047

DEL PIN 23DE IC501

15K

P3P3

1000/35V

L301

270/2W27V+

474 474 2200/35V10K

2.2K 43K 430 430

3.3 Ω 3.3 Ω

+_

AL YUGOVERTICAL

100/50

Figura 4

Secuencia

Primer paso

Segundo paso

Tercer paso

Cuarto paso

Medición

Voltaje de B+

Voltaje de alimentación para la sección vertical

Pulso vertical y pulso horizontal

Condiciones del microprocesador

Punto de prueba

Colector del transistor de salida horizontal

Circuito integrado vertical

Terminales de protección del

microprocesador

Microprocesador

Nivel de voltaje

Mínimo, 100 voltios/ Máximo, 140.

-13 .0 voltios+13.0 voltios+26.0 voltios


VCC 5.0VRST 4.9VXLT 5.0V *

Referencia

Con respecto a tierra-chasis




Tabla 2


los puntos de prueba indicados (colector deltransistor de salida horizontal y tierra-cha-sis). Es una manera de proteger al voltíme-tro, si tomamos en cuenta que en el colec-tor del transistor de salida horizontal seforma un brinco de alto voltaje de más de1000 voltios; y esto, causa daños al voltí-metro.

El valor del voltaje que se obtiene en lasegunda medición, depende de la forma enque se conecta el circuito de salida verti-cal; si éste usa una conexión directa a tie-rra-chasis en cualquiera de sus terminales,

sólo será alimentado con un voltaje de fasepositiva (figura 4); y si ninguna de sus ter-minales está conectada directamente a tie-rra-chasis, el circuito deberá recibir un vol-taje de fase positiva y un voltaje negativo;sólo así, podrá trabajar de manera normal(figura 5).

El nivel de voltaje indicado en los pasos3 y 4, debe medirse con la ayuda de un os-ciloscopio o de un adaptador o medidor depico a pico (figura 6).

Si en alguna de las cuatro mediciones seobtiene un valor diferente al indicado en latabla, será necesario verificar el estado delos dispositivos asociados al punto de prue-ba que corresponda; sólo hay que usar elsentido común, y trazar un plan de aisla-miento que permita encontrar la verdade-ra causa del problema.

Revisión de la fuente de alimentacióny de las etapas de barrido V y H

La mayoría de los televisores modernos,cualquiera que sea su modelo y marca, usanuna fuente conmutada de alta frecuencia(figura 7); fácilmente puede ser identifica-da, porque su transformador, al que se de-nomina chopeer, posee características y for-ma especiales. Si el problema es causado

12

34

56

7

C544

C545

C546

FB

505

R545

D545 R547

R542

R543

IC545

R541

R546

R548

47

220

0.4

7

1.1

UH

470

GP

08D

PK

G23

10k

10k

1.51W

AN

5522

V O

UT

15k

68

15k

1/1

6W

DRI VE-

VCC+

REF

VCC-

OUT

BOOST

DRI VE+

8

12

13

14

Figura 5

Figura 6

Figura 7


por la fuente de ali-mentación, ejecute lossiguientes pasos:

Paso 1Lo primero que debehacerse para encon-trar la causa del pro-blema, es verificar sifunciona correcta-mente el circuito deentrada; para esto, co-loque las puntas deprueba del voltímetroen los dos extremosdel condensador elec-trolítico; en la línea de120.0VCA, debe haberun mínimo de 120.0 yun máximo de 190.0voltios; en la línea de 240.0VCA, debe ha-ber un mínimo de 250.0 y un máximo de350.0 voltios (figura 8). Si los niveles devoltaje no son correctos, verifique las con-diciones de los elementos del circuito deentrada.

Paso 2Enseguida, verifique el nivel de voltaje deB+ con respecto a tierra-chasis; para hacer-lo, coloque las puntas de prueba del voltíme-tro ANTES de dar la orden de encendido; y

una vez colocadas, ordene el encendido yobserve si el voltímetro registra una ligeravariación de voltaje; si hay variación, sig-nifica que aunque la fuente está funcionan-do quizá no puede hacer su tarea de regu-lación o tal vez existe un corto parcial enalguna de las líneas secundarias; si no hayvariación de voltaje, significa que la fuenteno está funcionado por completo.

Paso 3En caso de que determine que no hay re-gulación o que quizá se produjo un cortoparcial, tendrá que verificar el valor óhmicode cada una de las líneas de alimentaciónsecundarias con respecto a tierra. Si no seha producido ningún corto, dicho valor ten-drá que ser mayor a 5000 ohmios.

Paso 4Si no existe tal corto, lo más probable esque no se esté haciendo la regulación; en-tonces verifique que el optoacoplador seencuentre en buenas condiciones (figura 9)

Optoacoplador

VCA

D821/D824

IC801

STR-S6707

T807220/400V

47/25V

2

7 8

1

3

4

5

9

200 Ω

6=OCP

R901

IC801STR-S6707

20/2W

330/16

PC817

7

5

T8019

8

11

10

12

13

14

12V7812

121

50V

100V

50V

18V

T8055V

Figura 9

Figura 8


y que no tengan daños sus elementos aso-ciados. Si el optoacoplador se encuentra enbuen estado, verifique que no tengan da-ños el circuito conmutador (circuito inte-grado) o los elementos relacionados con elsistema de regulación (figura 10).

Si el problema proviene de la sección debarrido horizontal, ejecute los siguientespasos:

Paso 1Verifique que sea correcta la alimentaciónsuministrada a los transistores del circuitoexcitador y de salida horizontal (figura 11),y la que corresponde al circuito jungla Y/C(figura 12).

Paso 2Inmediatamente después de dar la ordende encendido, verifique que en la base del

transistor excitador haya un mínimo de 1.0voltios y un máximo de 5.0 voltios de picoa pico. Si no existe dicha variación, lo másprobable es que el problema se encuentraen el circuito jungla Y/C; por lo tanto, veri-fique si este componente puede filtrar elvoltaje de alimentación; también verifiqueel estado del cristal y de los condensadorescon los que trabaja en conjunto, y el de los

Q401

100K

390P

56

2.2/50V

.006 1.8K

390 2KV

.006 1.8k

Q402 KTD2499

12K

B+

DEL PIN 27 IC501

RU3AM

Al yugohorizontal

A la terminalprimaria del fly-back

48

49

40

32

46

54

25

23

42

44

272838

1112

14/15/16

6

5

212019 R/G/B

V-OUT

Y-IN

C-IN

H-OUT

FBP IN

VCO

L103 VCO

CVin

Sound-IN

Video-OUT

IC501

X501 3.58/

4.43MHz

5V

SDASCL

OSD_R/G/B

Z101 SAW Filter

LA76822 : Multi

VCC

Figura 10

Figura 11

Figura 12


dispositivos que usa para acoplarse con eltransistor excitador.

Paso 3Si existe variación de voltaje en la base deltransistor excitador, verifique el nivel devoltaje que hay en el colector de este com-ponente; en modo de espera, debe existirel nivel de voltaje de B+; y después de darla orden de encendido, el voltaje habrá dedisminuir, en promedio, un 50%; así será,siempre y cuando esté funcionando correc-tamente el transistor (figura 13); usted ten-drá que verificar las condiciones de los ele-mentos asociados a él, si el voltaje nodisminuye de esta manera.

Paso 4Para saber si el transistor de salida hori-zontal está funcionandobien, verifique el nivel devoltaje que hay en el co-lector en modo de espe-ra; deberá existir el nivelde voltaje de B+; y des-pués de dar la orden deencendido, deberá produ-cirse una variación +/- deun 20%; así será, siemprey cuando esté funcionan-do correctamente dichocomponente; en casocontrario, no sucederáninguna variación de vol-taje (figura 14); y por lo

tanto, usted tendrá que verificar las condi-ciones de los dispositivos asociados a él.

Paso 5Verifique que esté correctamente polariza-do el circuito de barrido vertical, y que elcircuito jungla Y/C proporcione una señalde diente de sierra con un valor mínimo depico a pico de 1.0 voltios y máximo de 5.0voltios.

Paso 6Para determinar si la amplificación del cir-cuito de salida vertical es normal, verifiquelos voltajes de pico a pico en las terminalesdel yugo vertical; por una parte, debe ha-ber un mínimo de 40 voltios y un máximode 60; por otra, un mínimo de 1.0 voltios yun máximo de 10 (figura 15). Si los voltajes

Al Amplificador de salida Horizontal

T402

33Ω

10KB+

12K

390P

56ΩQ401 C3228

Excitadorhorizontal

150Ω

470Ω

2.2/160V

27

IC501 LS76822

Circuito Jungla

Y/C

390P

2KVRV4DS

RVB4M

Al yugo horizontal

1

3

4

Enfoque G4

Rejilla Pantalla (G2)

ABL

Alto Voltaje

Q402 KTD 2499

Transistor de salida horizontal

B+

Al cátodo del TRC

2004

COL.

Transformador de línea (fly-back)

Figura 13

Figura 14


no están dentro de estos rangos, verifiquelas condiciones de los elementos asocia-dos a este circuito.

Fallas en televisores Mitachi

Enseguida describiremos el origen y la so-lución de fallas típicas en televisores de di-ferentes marcas y modelos.

En este apartado veremos algunas de lasfallas más comunes en una marca nuevade televisores: Mitachi. Aunque todavía noes muy conocida, está teniendo buenaaceptación en algunos mercados, dado quesu precio es accesible y su calidad de ima-

gen puede compararse con la que ofrecenalgunos televisores de marca reconocida.

En el apartado siguiente explicaremosfallas comunes en aparatos más comercia-les.

Falla 1: Aunque el audio está bien,la imagen tiene pérdida de sincroníahorizontal.

Pruebas realizadas:1. Medimos el voltaje de alimentación que

se suministra al circuito integrado jun-gla (figura 16); que, como sabemos, nor-malmente debe de ser de 9 voltios.

2. Se midió la frecuencia de la señal de ba-rrido horizontal, en la base del transis-tor de salida horizontal; la cual era co-rrecta.

3. Al verificar la presencia de la señal devideo compuesta, descubrimos que es-taba presente y que no tenía interferen-cias.

4. Luego de haber desconectado la antena,los datos correspondientes al generadorde caracteres podían verse claramente;es decir, el televisor estaba en perfectasincronía horizontal.

HDY+HDY+

HDY-

HDY-VDY-

VDY+

12

3

456

CN515 6P

DY !

YUGO HORIZONTAL

(Bobinas de desviación

horizontal)

Valor óhmico

Mínimo: 1.0 ohmicos

Máximo: 5.0 ohmicos

YUGO VERTICAL

(Bobinas de deflexión

vertical)

Valor óhmico

Mínimo: 5.0 ohmios

Máximo: 16.0 ohmios

Puntos de Prueba

H.DY H.DY V.DY V.DY

Figura 15

Figura 16


5. Bastó con que activáramos la función deTV/VIDEO, para que los datos corres-pondientes al generador de caracterespudieran verse claramente.

6. Verificamos la frecuencia de la señal delcristal de referencia, utilizada para la sin-cronía horizontal y vertical; estaba alte-rada.

7. Como el cristal de referencia estaba da-ñado, tuvimos que reemplazarlo; y en-seguida, el televisor recuperó su funcio-namiento normal.

Comentarios:Cuando la señal de referencia para el osci-lador horizontal se encuentra fuera de susvalores de frecuencia, la señal de barridohorizontal tiene un valor de frecuencia co-rrecto y la señal de sincronía tiene un valorincorrecto; por esta razón, la imagen pier-de sincronía horizontal. Y cuando la ante-na está desconectada, no existe señal devideo y –por lo tanto– no se genera señalde sincronía; pero gracias a esto, la ima-gen del generador de caracteres se obser-va claramente (lo mismo sucede, cuandose activa la función TV/VIDEO).

Falla 2: No hay brillo

Pruebas realizadas1. Se midió el voltaje de CD en cada una de

las terminales correspondientes a loscátodos del cinescopio; encontramos unvalor cercano a los 160 voltios.

2. Verificamos el voltaje existente en la ter-minal de la reja pantalla (G2); había 380voltios.

3. Al medir el voltaje de las terminales co-rrespondientes a los filamentos, descu-brimos que no estaba presente; de he-cho, los filamentos no encendían.

4. Se midió el voltaje en las terminales co-rrespondientes al fly-back; había 9 voltios.

5. Estos 9 voltios, pasan por el diodo D470;y éste los rectifica, para que puedan seraplicados a los filamentos del cinesco-pio. Pero D470, se encontraba abierto (fi-gura 17).

6. Decidimos reemplazar este diodo, con undispositivo de alta frecuencia (como eldiodo que se utiliza en fuentes conmu-tadas o en la sección de horizontal). Lue-go de hacer esta sustitución, el televisorrecuperó su funcionamiento normal.

ComentariosLa falta de brillo, tiene varias causas; porejemplo, daños en el cinescopio, en el fly-back, en los circuitos amplificadores decolor, en la fuente de alimentación, etc. Poreso es necesario medir las señales y voltajesrelacionados con la generación de alto vol-taje, verificar la presencia de la señal devideo y asegurarse que enciendan los fila-mentos del cinescopio; estos últimos calien-tan a los cátodos, los cuales, entonces, pue-den emitir electrones hacia la pantalla delcinescopio y provocar así que el fósforo dela misma se ilumine.

Figura 17


Falla 3: El televisor no enciende

Pruebas realizadas1. Verificamos el estado del transistor de

salida horizontal; se encontraba en bue-nas condiciones.

2. Luego de conectar el televisor y de me-dir el voltaje de B+, descubrimos que estaalimentación no existía.

3. Se midió el voltaje de alimentación noregulado, procedente del puenterectificador y del filtro principal; estabacorrecto.

4. Medimos los componentes asociados alcircuito regulador; todos se encontrabanen buenas condiciones (figura 18).

5. Con el solo hecho de reemplazar el cir-cuito integrado regulador, el televisorrecuperó su funcionamiento normal (fi-gura 19).

ComentariosCuando el circuito regulador de B+ no fun-ciona, dejan de recibir alimentación la sec-ción de salida horizontal, el sistema de con-trol y la etapa de oscilación horizontal(alojada en la jungla); y entonces, el televi-sor no enciende. Si al conectar el aparato

no enciende el LED de stby, seguramentehay un problema en el regulador; y si esteLED enciende, quiere decir que el proble-ma se encuentra en la sección de barridohorizontal.

Falla 4: El aparato no enciende;sólo se percibe que el relevadorenciende y apaga constantemente.

Pruebas realizadas1. Medimos el voltaje de alimentación B+

regulado; se mantenía fijo.2. Se midió el voltaje de alimentación de 5

voltios para el sistema de control; des-cubrimos que era correcto.

3. Al verificar el voltaje de alimentación delcircuito jungla, encontramos que apare-

Figura 18

Figura 19

Figura 20


cía y desaparecía a causa del encendidoy apagado del relevador de la fuente dealimentación.

4. Como el relevador es activado por el sis-tema de control, sospechamos de esteúltimo (figura 20).

5. Verificamos sus soportes, y nos dimoscuenta que, excepto las señales de co-municación entre la memoria y el siste-ma de control, todos estaban presentes.

6. Pese a que reemplazamos la memoriaEEPROM, no se obtuvo una mejoría (fi-gura 21).

7. Al observar con osciloscopio el voltajede alimentación de la memoria, descu-brimos que tenía rizo; por lo tanto, se re-emplazó el capacitor de filtraje.

ComentariosEste tipo de fallas, suele desconcertar has-ta al técnico más experimentado; y es queen este caso, todos los componentes pue-den ser los causantes de su aparición. Re-cuerde que el relevador es activado o de-sactivado por el sistema de control, y queéste recibe las órdenes del usuario a travésdel teclado del panel frontal del aparato, através del control remoto o a través de lamemoria. Si alguno de estos medios envíaórdenes equivocadas o no envía nada, elsistema de control trabajará de maneraerrónea y comenzará a tener fallas; y si al-guno de los circuitos no recibe el voltaje de

alimentación que necesita para funcionar,ocurrirán diversos problemas (que a vecesson muy complicados).

Falla 5: La imagen se pone verde

Pruebas realizadas1. Por medio del control remoto, quitamos

el color a la imagen; pero ésta no adqui-rió la clásica escala de grises, sino untono verdoso.

2. Se aplicó un patrón de barras en escalade grises, con la ayuda del DVD-01 (fi-gura 22).

3. Por medio del control remoto, entramosal modo de servicio (figura 23).

4. Para que la imagen se observara en es-cala de grises (tabla 3), ajustamos los pa-rámetros de corte y excitación corres-pondientes a los colores rojo, verde yazul.

ComentariosEste tipo de televisores, al igual que la granmayoría de los que se ofrecen en el merca-do, requiere de ajustes electrónicos por

Figura 21

Display + Menú + 3 + 8 + Power

Figura 22

Figura 23


control remoto; esto los hace más versátilesy económicos. Pero cuando se desconocela manera de entrar al modo de servicio, esmás difícil la reparación del equipo; sóloqueda la opción de reemplazar la EEPROMvieja. En vez de ésta, coloque una memo-ria nueva pero de iguales características; siadquiere una memoria virgen, tendrá que

conectar a tierra su terminal 7 (y de mane-ra automática, será programada por el sis-tema de control); si adquiere una memoriaprogramada desde fábrica, deberá conec-tar dicha terminal a una de las terminalesdel sistema de control.

Fallas en televisores de marcascomerciales

Falla 1• Marca: Panasonic.• Modelo: CT-Z14R.• Síntoma: La imagen es muy brillante, y

parpadea.• Pruebas realizadas: Sospechamos que

la causa de la falla provenía del circuitoABL; así que procedimos a verificar lascondiciones de los resistores asociados

9

1

8

6

5 3

11

A11 C1

R

G

B

GND

12V

12

34

5

!

!

!

! !

A121234

HE

AT

HE

R

GN

D

PR

OV

FOCUS

SCREEN

HIGH VOLTAGE

R55710K

TPD2

C56150 V 2.2 C560

109V 22

+

-

-

+

T551 OLF0450OF

C560 160V 33

+

- 0556

R556 1.6

R563 1X

TPD1

R554 100K

D551

R555 30K

D555 MA165

D553

C2

En este diagrama, se muestran principalmente los valores relevantes en nuestra explicación. Pueden omitirse algunos valores, dado que esta figura es solamente de referencia.

Figura 24

VCO

AGC

RCUT

GCUT

BCUT

RDV

BDV

CTN

CTC

25

35

106

128

130

133

141

10

55

90

46

76

96

20

65

90

44

64

94

20

47

60

17

4

21

31

63

CTX

BRN

BRC

BRX

CLN

CLC

CLX

TTN

TTC

TTX

SPN

SPC

SPX

HRS

VRS

HEIGH

V25

V50

Tabla de parámetros de

Hitachi/Hiyaki

Tabla 3


a la sección, y descubrimos que el resistorR554 (de 100Kohmios) estaba abierto.

• Comentarios: R554 (de 100K), R555 (de150K), R557 (de 10K) y R558 (de 4.7K),son los resistores que tuvimos que revi-sar (figura 24).

Falla 2• Marca: Panasonic.• Modelo: CT -1461R• Síntoma: Imagen con parpadeo vertical• Pruebas realizadas: Se verificaron las

condiciones del circuito de salida verti-cal y de sus filtros asociados; todo estabaen orden. También verificamos el voltajede alimentación de este componente, yse encontró que era normal; pero al me-dir el resistor R552 de 1.0 ohmios, descu-brimos que se había alterado (figura 25).

• Comentarios: El resistor de 1.0 ohmios,está relacionado con la terminal número8 del transformador de línea (fly-back).

Junto con el diodo rectificador y elcapacitor electrolítico C1, este resistor tie-ne la función de suministrar alimentaciónal circuito amplificador de salida vertical.

Falla 3• Marca: Sony.• Modelo: KV27TS29.• Síntoma: Imagen con efecto de cojín (pin

cushion).• Pruebas realizadas: Pese a que ajusta-

mos el pin cushion mediante el modo deservicio, no desapareció la falla; por talmotivo, decidimos verificar las condicio-nes de los elementos asociados a dichasección; estaba dañado el capacitor C550(figura 26).

• Comentarios: Este capacitor, que tienerelación con la terminal número 8 deltransformador de línea (fly-back), formaparte del circuito de retroalimentación; y

1

4

8

7

9

3

11

10

5

6

HOT

TPD2

R5563 . 3 k

R555100k

C576+ -

D558

T551

R551

R552

R570

+

-

R575R554

R55710k

C812


1

87

65

23

4

E

15V

15V

N . C

E

HP

V . BLK

E

S . DAT

S . CLK

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1CS98 H. PROT

TP85

3.3

+B

9

10

PIN - CONTROL

0 . 1

3 . 6RS02 10A

R566 33

RS461S

+ -

2 . 2

RS47

RS43

RS64

CS40

0S1S1SS119

ICS04

CS410.0022

CSS00.068200V

RSS1

RSS0101V

1000V

200V

TP96CN109

TO E BOARD CN123

KV - 32V15

330

- 1SV

PC393C


Figura 25Figura 26


1

4

2

7

11

!

!

!

!

!

!

13

14

R27

10K


para que el pin cushion pueda trabajar,necesita de la señal horizontal que el pro-pio circuito de retroalimentación le pro-porciona.

Falla 4• Marca: Samsung.• Modelo: CT721AP.• Síntoma: No hay brillo, sólo sonido.• Pruebas realizadas: Al encender el tele-

visor, se observó que no encendíanlos filamentos del cinescopio; y al ve-rificar su correspondiente voltaje dealimentación, notamos que no exis-tía; esto nos hizo pensar que el pro-blema se debía a que el devanado deltransformador de línea (fly-back) es-taba dañado; así que enrollamos unalambre del número 20 en el núcleode este dispositivo, hasta que pudie-ra generar 3.2 voltios; una de las ter-minales del embobinado que fabrica-mos, se conectó a tierra-chasis; y elotro, fue utilizado para alimentar alfilamento del cinescopio

C303

KSC2785PIC

Q354

ISS119

CLAMP

ISS119

CLAMP

Q350

CSAI175

!

9.0

Q302

2SC331A-R1A

PIC.ABL

R35847k

C31722

0.7

C334470

C3100.001 7.6

9.0

PIC.ABL

Q309

7.0

8.7

R333C354

22

R352 820k

R35310k

1.5

R3354.7k

R330

5.6k

8379 100k

0.2

0.1

7.6

ADS.6E827SIN

Al pin 41 del circuito jungla y/c

KSA1175 SW

V+

V+

Abierto


Figura 27

Figura 28

• Comentarios: Como este devanado apli-ca pulsos al circuito de pin cushion, deci-dimos desconectar el resistor R422 de latarjeta de circuito impreso y conectarlo ala bobina recién fabricada; de no hacerloasí, la imagen aparecería con efecto decojín (figura 27).

Falla 5• Marca: Sony.• Modelo: KV2027R.• Síntoma: La imagen carece de contras-

te.• Pruebas realizadas: Se midió el voltaje

existente en la terminal 41 del circuito in-tegrado jungla IC301; había 0.4 voltios,cuando normalmente debería haber 7.0voltios; procedimos entonces a verificarlas condiciones de los elementos asocia-dos a este dispositivo, y se encontró abier-to el transistor Q303.

• Comentarios: Con el solo hecho de re-emplazar este componente, la imagen senormalizó. Y es que dicho transistor, esun elemento de conmutación que polari-za las secciones internas del circuito jun-gla correspondientes al nivel de contras-te (figura 28).

Estructura de los Televisores Sony Wega.

Fuente de stand-by y fuente de poder conmutada

con doble MOSFET. Fallas y soluciones.

Circuitos de protección de sobre-corriente (OCP),

sobre-voltaje (OVP) y bajo voltaje (UVP).

El chip único (one chip syscon/jungle).

Protecciones en la jungla.

Autodiagnóstico.

Los circuitos de protección de las secciones de

barrido vertical y horizontal.

Circuito de protección de alto voltaje (XRP).

Circuito de protección de sobre -corriente (OCP).

Protecciones por ausencia de barrida vertical.

Procedimiento de aislamiento de averías, sobre los

circuitos de protección.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

Sección de video/RGB.

Interpretación de las señales, IK, y cómo reemplazarlas.

Los circuitos asociados a la sección final de video,

modulador de velocidad, (VM), circuito de inclinación

(TILT) y compensador de E/W.

La sección de barrido horizontal (fallas y soluciones).

Pruebas y acciones especiales para no volver a dañar al

transistor de salida horizontal.

Indicación de prueba dinámica de fly-back y reemplazo.

Estructura de los Televisores LG.

Autodiagnóstico.

Análisis de secciones específicas de modelos LG,

fuente de alimentación, modos de servicio, modos de

autodiagnóstico, modos de desbloqueo, transistores

sustitutos.

Solucionando problemas en fuentes conmutadas con el

doble transistor MX0541.

Uso del DVD de patrones de ajuste en video para

reparar TV.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

Principales Temas

Además de una valiosacapacitación usted recibirá:

$500.00

12 HORAS

14:00 a 20:00 Hrs. (primer día)9:00 a 15:00 Hrs. (segundo día)

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RESERVACIONES:Depositar en BBVA-Bancomer, cuenta 0450274291 ó HSBC (antes Bital) Suc. 1069

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remitir por vía fax la ficha de déposito con: Nombre del participante, lugar y fecha

del curso. Fax. (0155) 57-70-86-99

TRANSISTOR 1 TRANSISTOR 2

Emisor 1

Base 1

Colector 1

Emisor 2

Base 2

Colector 2

Además recibirá estainformación técnica:

Lugar donde se impartirá este SEMINARIO

Diagramas dinámicos

de televisores Sony y LG

Electrónica y Servicio

No. 63 y No.65

Pick-up láserKSS-213C

Diploma

TRANSISTOR DUAL MX0541 sustituye a

los transistores 2SC4833, 2SC4834,

2SC4663, 2SC4664 y 2SC5271

Para mayores informes:

Tel. (0155) [email protected]

SEMINARIO DE ACTUALIZACISEMINARIO DE ACTUALIZACIÓNSEMINARIO DE ACTUALIZACIÓN

(Televisores de cinescopio plano)

Técnicas para reparar los NUEVOS TELEVISORES Sony Wega, LG Flatron de 14, 21 y 25 pulgadas

27 y 28 de Agosto

ESCUELA MEXICANADE ELECTRICIDAD Revillagigedo No.100, CentroMéxico, D.F.

Con registro de:

Lugar Fecha

Aguascalientes,Ags. 1 y 2

León, Gto. 3 y 4

Querétaro, Qro. 6 y 7

Poza Rica, Ver. 24 y 25

Tampico, Tam. 27 y 28

Cd. Valles, S.L.P. 29 y 30

San Luis Potosí, S.L.P. 1 y 2

Septiembre

Octubre



MÁS FALLAS RESUELTASY COMENTADAS EN AUTOES-

TÉREOS DEL AUTOMÓVILÁlvaro Vázquez Almazán

Falla 1: No hay audio

Pruebas realizadas1. Se verificó que el circuito integrado de

salida de audio estuviese correctamentealimentado en sus terminales 4, 6 y 20;los valores de los voltajes que encontra-mos, se especifican en la figura 1.

2. Se verificó la presencia de la señal de audioen las terminales de entrada del circuitointegrado de salida de audio; fue detecta-da en las terminales 11, 12, 14 y 15.

3. Medimos el voltaje existente en la termi-nal 22, que corresponde a la activacióndel modo de silenciamiento (mute); ha-bía 0 voltios, lo cual indica que siempreestá activada la función.

4. Al rastrear la procedencia del voltaje desilenciamiento, descubrimos que elcapacitor electrolítico C401, de 4.7µF a 25voltios, se encontraba en corto (figura 2).

5. Hicimos la prueba de desconectar estecapacitor, y enseguida volvimos a verifi-car el voltaje en la terminal 22; notamosque ahora tenía 4.9 voltios, y que el audioemitido por las bocinas de prueba se es-cuchaba perfectamente.

ntinuando con el tema de servicio aautoestéreos, presentamos en este

artículo 5 fallas nuevas con su respectivodiagnóstico y solución. De la misma

manera que en el artículocorrespondiente del número anterior de

Electrónica y Servicio, nos estamosbasando en circuitos desarrollados por

Sony, aunque el método también esaplicable en otras marcas, de ahí que no

especifiquemos los modelos que nossirvieron de referencia; en todo caso, hay

que verificar las terminales y voltajescorrespondientes en cada aparato sujeto

a diagnóstico.

C407

C960

D444R401

C206

C216

C113

C112

R404

IC101

R407

C426

C401

R408

Figura 1


6. Por lo tanto, como el capacitor electrolí-tico estaba bloqueado, se reemplazó conotra pieza de igual valor.

ComentariosAunque en principio todo apuntaba a queel circuito integrado de salida de audio te-nía algún daño, gracias a que se midió elvoltaje en la terminal 22 fue posible deter-minar que en realidad se estaba bloquean-do. Esto nos lleva a la conclusión de que esnecesario verificar todos y cada uno de losvoltajes de operación de cualquier circuitointegrado, ANTES de pensar en reempla-zarlo; si algún voltaje está fuera de rango

o simplemente no existe, ocurrirán fallascomo la que nos ocupa en este caso.

Falla 2: No obedece funciones

Pruebas realizadas1. Se verificaron los soportes del microcon-

trolador: alimentación en las terminales10, 24 y 34, señal de reloj en las termi-nales 37 y 38 y señal de reinicio en laterminal 36; todo estaba en orden (figu-ra 3).

2. Con la ayuda de un óhmetro, verifica-mos el estado de los microinterruptoresde cada una de las funciones del equipo;todos se encontraban en buenas condi-ciones.

3. Se midió el voltaje de alimentación delcircuito de control de display y teclado,en las terminales 67 y 68; estaba reci-biendo 5 voltios (figura 4).

4. En las terminales 73 a 77 del sistema decontrol, verificamos la presencia de lasseñales digitales que este dispositivo pro-porciona; todas estaban presentes.

D444R401

C206

C216

IC101

D922

D921D920

919

C401

JR801R8

R951

X8

R804R805

IC801

R8R8R8

Paso 5

Paso 3

Paso 4

Figura 2

Figura 4Figura 3


5. Se midieron las señales de control digi-tal en las terminales 57 a 61 del circuitode control de display y teclado; en nin-guna de las terminales había señal.

6. Volvimos a soldar las terminales de estecomponente, y algunas de las teclas re-cuperaron su funcionamiento.

7. Se reemplazó el circuito integrado con-trol de display y teclado.

ComentariosLuego de recibir las órdenes que el usuarioproporciona por medio del teclado o delcontrol remoto, estecircuito integrado lasconvierte en señales di-gitales que sirven paracontrolar las diferentesfunciones del equipo.Cuando este dispositivotiene falsos contactos,como sucedió en el casoque nos ocupa, impide

que el autoestéreo trabaje; incluso, queda ex-puesto a sufrir daños.

Falla 3: No enciende

Pruebas realizadas1. Verificamos los soportes del microcon-

trolador: alimentación, señal de reloj yseñal de reinicio; todo estaba en orden(vea nuevamente la figura 3).

2. Al verificar la presencia de voltaje en laterminal 46 (BU_IN), descubrimos quehabía 5 voltios; pero esto no es correcto(figura 5).

3. Se midió el voltaje de encendido, en laterminal 48 (ILL_ON); no había voltaje.

4. Tomando en cuenta los resultados de lospasos anteriores, todo apuntaba a queel microcontrolador tenía algún daño;pero para estar seguros de esto, y enton-ces darse a la tarea de sustituirlo, medi-mos el nivel de voltaje en todas las ter-minales del sistema de control; losvoltajes eran correctos, excepto en lasterminales 18, 19, 20, 53 y 54, correspon-dientes a las señales BUS_SI, BUS_SO,BUS_CLK, BU_SON Y BS_RST, respecti-vamente (figura 6).

5. Al buscar en el diagrama el origen de es-tas señales, descubrimos que proveníande IC802. La función de este componen-te, es comunicar al sistema de controlcon una caja de discos (figura 7).

JR801

R8

R951X

8

R804

R805

IC801

R8

R8

R8

Paso 3 Paso 2

R821

R842R951

R810

C853

R804R805

IC801

R844R845R846

Figura 5

Figura 6


6. Se verificaron los soportes del propioIC802 y, salvo las terminales que se co-nectan con el sistema de control, nadaestaba alterado.

7. Para determinar si este circuito integra-do tenía algún daño, desconectamos lasterminales 3 y 14 (alimentación); y en-tonces, el equipo encendió y recuperó sufuncionamiento normal.

8. Tuvimos que reemplazar al IC802 (figu-ra 8).

ComentariosAntes de que decida reemplazar un circui-to integrado, deberá verificar la presenciade voltaje en cada una de sus terminales;si falta voltaje en alguna de ellas, la opera-ción del equipo será errónea (tal como su-cedió en esta ocasión).

Falla 4: No enciende

Pruebas realizadas1. Se verificaron los soportes del microcon-

trolador: alimentación, señal de reloj yseñal de reinicio (vea nuevamente la fi-gura 3).

2. Al buscar voltaje en la terminal 46(BU_IN), descubrimos que había 5 voltios;es decir, todo estaba correcto (vea nue-vamente la figura 5).

3. Medimos el voltaje de encendido en laterminal 48 (ILL_ON); su valor era correc-to (5 voltios).

4. Se midió el voltaje de alimentación enlas terminales 1 y 3 del conector CN803(figura 9); no había voltaje.

5. Al rastrear el origen de este voltaje, des-cubrimos que el transistor Q914 estabaabierto (figura 10).

IC B/D

TH851

C851

C869

D853

D851 JR902

IC802

R851

R853

R852

D854

D852

C809

D80

6

R859

D955

CNP803

R858

Q922

D80

3

Q908

Figura 9

Figura 8

Figura 7


6. Reemplazamos este componente conotra pieza igual, y el equipo recuperó sufuncionamiento normal.

ComentariosEl autoestéreo sí encendía; pero su “frente”desmontable, no; por esta razón, parecíaque el equipo completo no funcionaba demanera adecuada.

Falla 5: Problemas de cargay descarga de discos

Pruebas realizadas1. Introdujimos un disco en el comparti-

miento, y entró de manera correcta.2. Dimos la orden de expulsión, y el disco

salió con facilidad. Por lo que sucedió eneste paso y en el anterior, pensamos queno había problema alguno y que tal vezse estaban introduciendo de manera in-correcta los discos.

3. Para verificar el estado de los interrupto-res detectores de disco, tuvimos que des-montar el compartimiento superior delsistema mecánico del reproductor de dis-cos compactos; la placa guía de discosestaba muy rayada (figura 11).

4. Reemplazamos la placa guía de discos ylos rodillos guía; luego de esto y de lim-piar y volver a soldar las terminales delos interruptores detectores de disco, elproblema desapareció (figura 12).

C846C9

14

D91

3

R918

R917 Q91

3

R919

C913

Q90

9

Q91

2

Q91

4Q

915

Interruptoresdetectores de discoPlaca guía

de disco

Figura 12Figura 10

Figura 11

ComentariosEl autoestéreo presentaba fallas de carga ydescarga de discos, después de un tiempode estar funcionando bien; por esta razón,en un principio pensamos que tenía pro-blemas de calentamiento; pero la alteraciónera causada por falsos contactos en las ter-minales de los interruptores detectores dedisco y por los rayones de la placa guía.Recuerde que después de cierto tiempo dereproducción normal, los discos se calien-tan; y que cuando son expulsados, trans-miten calor a los rodillos; entonces éstosse “ablandan” y, por lo tanto, no puedensujetar con la fuerza suficiente a los discospara que sean introducidos en su compar-timiento; por esta razón, ocurría la falla es-pecificada.

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CÓMO COMPROBAR LOSELEMENTOS DEL ENSAMBLE

ÓPTICO DE UNREPRODUCTOR DE DVD


La mayoría de fallas de unreproductor de discos (DVD, CD, VCD

o MP3), proviene del ensambleóptico. Este conjunto se forma con elrecuperador óptico, el motor de girode disco, el motor de deslizamiento,

los sensores, los interruptores y otroselementos que más adelante

describiremos. Si el problemaconsiste en que el aparato no puedeleer ningún disco, la solución –casi

siempre– consiste en sustituir elensamble óptico completo, lo que

eleva el costo de la reparación.Para que no tenga que sustituir el

ensamble óptico, ni llegue hasta elextremo de desechar el equipo si es

que la pieza no se consigue, nisiquiera de un aparato de desecho,

en el presente artículo explicaremoscómo detectar al elemento que ha

causado determinada falla. De estamanera, no aumentará el costo de la

reparación y se ahorrará muchasmolestias.

Estructura del ensamble óptico

En el ensamble óptico de cualquier repro-ductor de DVD, se localiza el recuperadoróptico o pick-up (figura 1). Para recuperarlas señales de audio y video almacenadasen los discos, este dispositivo emite una luz

Figura 1


láser que, luego de atravesar lentes y espe-jos, llega hasta la superficie de cada uno;aquí es reflejada, y regresa entonces al re-cuperador óptico; y éste, por medio de sussensores, la convierte en impulsos eléctri-cos.

En el mismo ensamble, se alojan el mo-tor de giro de disco y el motor de desliza-miento (figura 2). Ambos reciben pequeñosvoltajes de excitación, que provienen direc-tamente de los circuitos excitadores; y és-tos, que a su vez dependen de los circuitosde los servomecanismos, ejecutan las ac-ciones de giro de disco y de deslizamientodel recuperador óptico, para lograr la lec-tura del track deseado.

En el ensamble óptico se localizan tam-bién los interruptores de puerta, que sonaccionados por engranes o cremalleras. Deesta manera tan sencilla, se “avisa” al mi-croprocesador si la puerta se encuentraabierta o cerrada y si el pick-up está arriba(es decir, listo para leer el disco) o abajo(figura 3).

En la tarjeta de circuito impreso va co-nectado el motor de carga, cuya función esimpulsar al ensamble de la charola recep-tora de disco; la charola es expulsada, para

colocarle un disco; y es introducida en sucompartimiento, luego de recibirlo. Segúnlas órdenes que se le suministren por me-dio de las teclas del panel frontal del equi-po o las teclas del control remoto, estemotor abrirá o cerrará el compartimientode charola o cargará un disco.

Desensamblado

Para limpiar y lubricar el pick-up y verificarsus condiciones generales, es necesariodesmontarlo del ensamble de motores. Pri-mero quite el engrane de transmisión dedeslizamiento del recuperador óptico, quepuede ser de tipo “circular” o “sinfín”. Reti-re también el eje de deslizamiento. Paraextraer el riel de deslizamiento, recórralomanualmente sobre su base y quite los tor-nillos que lo sujetan (figura 4).

La mayoría de los recuperadores ópticos,cuenta con un candado que consta de dospuntos de prueba; hay que unirlos con sol-dadura, para evitar que se dañen por la car-ga estática acumulada en el cuerpo del téc-nico que está dando servicio al equipo; esrecomendable unir los dos puntos, para

Figura 3

Figura 2


poder realizar las comprobaciones corres-pondientes; y cuando se desee manipularel dispositivo, habrá que retirar el puente ounión de soldadura (figura 5).

Verificación de los elementosdel ensamble óptico

Bobina de enfoque y seguimientoUna vez que el recuperador óptico esté se-parado del ensamble de motores, verifique

las terminales de conexión de las bobinasde enfoque y de seguimiento. Para esto,ponga el multímetro digital en función deóhmetro y coloque las puntas de prueba enlas terminales de las bobinas (figura 6A y6B); debe haber un mínimo de 5.0 ohmios,y un máximo de 20.0; en caso contrario,verifique si hay falso contacto en las solda-duras correspondientes; si éstas se encuen-tran fuera de rango a pesar de que no tienenfalso contacto, reemplace el recuperadoróptico.

Es importante hacer estas verificaciones,porque cuando la bobina de enfoque sufrealgún daño impide que gire el disco; encambio, sí permite que sea emitido el rayoláser. Y cuando se daña la bobina de segui-miento, el disco gira pero no puede leerseningún disco.

Figura 5

Figura 6Figura 4

A

B


Lentes y espejosRecuerde que la limpieza de lentes y espe-jos del recuperador óptico, implica el usode aire comprimido; para aplicarlo al recu-perador óptico, coloque éste en posiciónvertical (figura 7); sin agitar el bote de airecomprimido, dispare tres o cuatro veces

Figura 7

Figura 8

Figura 9 A

B

sobre el pick-up. Y para limpiar la parteexterna de la lente, aplique movimientoscirculares con un algodón humedecido conlíquido limpiador de lentes y espejos (figu-ra 8).

MotoresComo sabemos, los reproductores de DVDutilizan un motor de deslizamiento –sled– yun motor de giro de disco –spindle– (figura9A y 9B). El de deslizamiento, se encargade colocar al recuperador óptico sobre laspistas del disco; y el otro motor, como sunombre lo indica, hace que el disco se man-tenga girando a una velocidad lineal cons-tante.

Algunos reproductores de DVD, utilizanunos servomotores de tipo trifásico; y és-tos llevan unos dispositivos de tipo hall, si-milares a los motores “capstan” que se uti-lizaban en las videograbadoras. Y enequipos de otros modelos y marcas, se em-plean como elementos de retroalimenta-ción unos dispositivos DME (dispositivoselectromagnéticos). En este tipo de moto-res, sólo hay que lubricar el eje y revisarque sus bobinas no rocen con los elemen-tos del estator; y el sujetador de disco(clamping), debe estar exactamente calibra-do; en caso contrario, el disco no girará; ysi lo hace, no será leído (la mayoría de lasveces, la altura o separación del sujetador

con respecto a la superficie del recupera-dor óptico, es de 1.2mm).

InterruptoresTal como se mencionó, en el ensamble óp-tico existen interruptores de puerta; des-pués de verificar su estado y de lubricarlos,asegúrese que hagan buen contacto; si noes así, no podrá abrirse el compartimientode carga (y si abre, se cerrará de inmedia-to); o se abrirá, y se mantendrá abierto (encuyo caso, puede provocar que los discossean reproducidos de manera eventual).

El motor de carga, que comúnmente vaasociado a la tarjeta de circuito impreso (endonde se ubican los interruptores), es de

tipo convencional. Si verifica sus condicio-nes con la ayuda de un óhmetro, este apa-rato deberá marcar un mínimo de 9.0ohmios y un máximo de 16.0 ohmios; cuan-do existe alguna alteración óhmica, ocurrenproblemas en la carga de los discos.

Conclusión

Todas las acciones descritas, son parte dela rutina inicial del servicio correctivo. Lamayoría de las veces, las simples tareas delimpieza y lubricación son suficientes paraeliminar la falla reportada por el usuario; obien, permiten localizar el origen de la mis-ma.

Centro JaponCentro Japonésde Informacide Información Electrn Electrónicanica

República de El Salvador No México DF

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Polaridad de las bocinas

En realidad, es muy importante el aspectode la polaridad de las bocinas (figura 9). Deeste factor, depende el movimiento del conoy –por lo tanto– la fase del sonido que seemite.

Cuando una bocina recibe un semiciclopositivo, el cono se mueve hacia afuera; ycuando ella recibe un semiciclo negativo,el movimiento del cono es hacia adentro.Es lógico que si se conecta una bocina alrevés, los movimientos se producirán a lainversa; y en tal caso, el sonido será des-agradable; incluso, es muy probable que enpoco tiempo la bobina de voz sufra un so-brecalentamiento.

Para confirmar lo anterior, conecte unabocina de manera correcta y otra de mane-ra invertida; se dará cuenta que el audioemitido por una de ellas (especialmente los

TEORÍA Y PRÁCTICA SOBRELOS AMPLIFICADORES

DE POTENCIA Y LAS REDESDE ALTAVOCES

Segunda parteGuillermo Palomares Orozco

Director del Centro de Actualización Electrónicade México y Asesor Técnico de Productos Fusimex

[email protected]

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Figura 9

Este artículo, va dirigidoprincipalmente a quienes se dedican a

la instalación de amplificadores depotencia para la sonorización

ambiental, como en salones, iglesias,auditorios pequeños, etc.

El lector podrá advertir que el autorhace una cuidadosa revisión de los

diferentes conceptos involucrados enesta actividad, y que ofrece una serie

de consejos prácticos, muy valiosos almomento de tomar decisiones en la

instalación de un equipo deamplificación.

Este material es resultado de laexperiencia de campo del autor, así

como de su actividad docente.


bajos o graves), anula al de la otra; en unapalabra, obtendrá una pobre audición.

Identificación de la polaridadCon el fin de no conectar las bocinas al re-vés, es preciso identificar su respectivo bor-ne positivo. Esto puede hacerse con la ayu-da de una pila de 9 voltios (igual a las quese usan en equipos portátiles), tal y comose explica a continuación:

Conecte los extremos de la pila, en losextremos de la bocina. Si el cono se muevehacia afuera, significa que la polaridad escorrecta (y esto se logra, cuando el polopositivo de la batería queda conectado enel positivo o rojo de la bocina). Pero si elmovimiento del cono es hacia adentro,quiere decir que la polaridad es incorrecta;invierta la polaridad de la batería. Algunostécnicos utilizan este truco, cuando las bo-cinas están recién reparadas o carecen delas marcas de color que indican la polari-dad rojo-negro.

Interconexión de las bocinas

1. Cuando realice un alambrado de boci-nas en serie, conecte el polo positivo dela primera de ellas al polo negativo de laque le sigue; y en el polo positivo de lasegunda bocina, debe ir conectado elpolo negativo de la primera. Si se conec-tan más de dos bocinas, sólo deberá se-guirse esta secuencia de conexiones in-vertidas (como se hace con las baterías,cuando son insertadas en el comparti-miento del equipo al que suministranenergía).

2. Cuando haga un conexionado en parale-lo, NUNCA enlace un polo positivo conun polo negativo; siempre debe ir positi-vo con positivo, y negativo con negativo(figura 10).

3. Por último, tenga encuenta que la impe-dancia de las bocinasno puede ser medidafielmente con unóhmetro convencio-nal, sino con un equi-po medidor de impe-dancia.

Característicasy componentesde la fuentede alimentación

La CA llega a través de un cable de línea, ysu flujo es permitido o interrumpido por uninterruptor ON/OFF. Normalmente se usaun sistema de protección a fusible (breaker),para cortar la corriente en caso de una so-brecarga. Este voltaje se envía al transfor-mador de potencia, que es el corazón de lafuente de alimentación.

Un transformador, consiste básicamen-te en dos bobinas enrolladas en un núcleocomún (figura 11). La CA fluye a través dela bobina primaria, que la convierte enenergía electromagnética; en tal condiciónatraviesa el núcleo de hierro, con destino

+

-

+

-

8 Ω

8 Ω

Núcleo

Voltaje primario

Espiras (Ns)

Voltajesecundario

Espiras (Np)

Flujo magnético

Figura 11

Figura 10


al embobinado secundario; y éste, lareconvierte en electricidad.

Este proceso, es lo que comúnmente co-nocemos como “inducción”. ¿Y para qué sehace todo esto? Pues para evitar que elusuario reciba una descarga eléctrica; y esque si una bobina no estuviera aislada dela otra, la entrada de línea tampoco se ais-laría del resto del equipo; y por lo tanto, sepondría en riesgo la integridad física delusuario, cuando éste lo tocara. Además, coneste tipo de devanado se puede modificara voluntad el voltaje; para aumentarlo, sólohay que aumentar el número de vueltas delembobinado secundario; para reducirlo,sólo hay que disminuir el número de vuel-tas del mismo.

TransformadoresPor su importancia en la estructura básicade la fuente de alimentación, enseguidadescribiremos los tipos de transformadoresmás comunes a la fecha:

• El más simple y económico de los trans-formadores, es el tipo E-I; generalmente,tiene forma cúbica (figura 12). Aunque tie-ne muchas aplicaciones, tiende a entre-gar cierto HUM (Interferencia de baja fre-cuencia en el audio, similar a laonomatopeya de Hum de allí su nombre);y como este efecto es recogido por los cir-

cuitos preamplificadores de audio, resul-ta sumamente molesto para el escucha.

• El transformador de tipo U-I es más caroque el anterior, pero tiene una estructuramás plana; por eso es muy útil en ampli-ficadores de perfil bajo o plano (figura 13).Además, su propio diseño reduce el mo-lesto efecto de HUM.

• El núcleo deltransformador detipo toroidal, tieneforma de dona;esto mejora laspropiedades mag-néticas del dispo-sitivo (figura 14).Puede fabricarsesumamente pla-no, con un pesomuy reducido y con muy bajas emisionesde HUM; mas en vista de que es dema-siado caro, pocas veces se utiliza en am-plificadores de potencia.

RectificadoresUna vez que se obtiene el voltaje necesa-rio, tiene que ser aislado en la etapa delprimario con el secundario; y para conver-tir la CA en CD, se usan los rectificadores;

Figura 12

Figura 13

Figura 14

finalmente, para filtrar esta última corrien-te, se recurre a los capacitores.

Como usted sabe, los rectificadores per-miten el paso de la corriente en una soladirección; y para hacer esto, tienen que es-tar combinados en un arreglo tipo puente(cuatro diodos).

La CD o corriente directa, se obtiene alrectificar el voltaje. Si observamos esta se-ñal por medio de un osciloscopio, notare-mos que existen grandes valles o variacio-nes en el nivel de voltaje de CD; esto se debea que la CA o corriente alterna cambia, has-ta adquirir un valor de 60 ciclos por segun-do. Y de esta manera, queda claro porquese usan los capacitores de la fuente paraestabilizar el voltaje.

CapacitoresJustamente los capacitores, son una espe-cie de tanques que retienen electricidad,que se llenan con voltaje y que lo entregancuando se les solicita. Por todo esto, en lasalida de los rectificadores se conectanunos capacitores de gran capacidad.

Los capacitores se cargan en los picosde salida del puente rectificador. Si algunode estos componentes es de gran valor, semantendrá casi lleno entre los valles quese forman en la salida del rectificador; deesta manera, se logra que el voltaje seasumamente estable. Mientras más alto seael valor de los capacitores, el ripple seráeliminado con mayor eficiencia (figura 15).A la fecha, se pueden producir capacitoresmuy pequeños pero de alto valor.

En el diseño de equipos de potencia, esmuy importante que los capacitores que-den lo más cerca posible de los transisto-res de salida; así, éstos tendrán un mejordesempeño cuando existan altos niveles depotencia.

Si los niveles de consumo de corrienteson elevados, la distancia que hay entre el

alambrado de la fuente y la sección de po-tencia puede generar un pequeño corri-miento o carencia de voltaje en el momen-to en que los transistores estén drenandouna gran corriente.

Regulación de la fuentede alimentación

La regulación, es una tarea fundamental dela fuente de alimentación. Consiste en man-tener en un nivel constante el voltaje de CD,pese a que frecuentemente sea usado porel circuito amplificador o por la entrada devoltaje de línea.Veamos cómo hace este tra-bajo la fuente de alimentación:

Regulación de cargaDepende básicamente de la resistencia deltransformador; y un transformador seríaideal, si tuviera una resistencia de cero ypudiera mantener un voltaje constante (re-gulación perfecta) aun cuando el amplifi-cador consumiera poca o mucha corriente.Pero en el mundo real, los transformado-res tienen resistencia gracias a que usanun embobinado de alambre de cobre; y de-bido a esto, el voltaje de la fuente sufre unacaída cuando se incrementa el flujo de co-rriente. Para minimizar esta disminución,se utiliza un alambre más grueso en el

RIPPLE

DE

100%

100%

0%

LD

RC

16V

Figura 15


embobinado; pero esto, a su vez, implicaun aumento en el tamaño y el peso deltransformador.

Cuando la sección amplificadora deman-da poco voltaje, se genera un efecto cola-teral: los capacitores se cargan con un altonivel de voltaje. Y si de repente dicha sec-ción aumenta su consumo de voltaje, elamplificador estará en posibilidad de en-tregar una ráfaga momentánea de poten-cia superior a la normal; podrá hacerlo, gra-cias a que los capacitores fueron cargadoscon un alto nivel de voltaje. Esta caracte-rística, denominada “dynamic headroom”,y que sirve para agregar de 2 a 3 decibelesde pico sin distorsión de potencia, equiva-le a poseer 100% más potencia.

Regulación de líneaEs la capacidad de mantener constante elvoltaje de salida, independientemente de laentrada de línea (CA). Por lo general, lasfuentes de alimentación pasivas ofrecenpoca regulación de línea; se “atienen” a quela compañía de luz suministre un voltajede entrada que sea lo más constante posi-ble (por eso precisamente, se les llama “pa-sivas”); pero si las cargas son muy intensaso los cables de entrada son muy largos, elvoltaje puede disminuir y –a final de cuen-tas– habrá pérdida de potencia en el ampli-ficador. Por tal motivo, se recomienda uti-lizar un cable de entrada de línea corto yun AWG bajo (es decir, un cable grueso); oen su defecto, reguladores o estabilizadoresde voltaje. Una forma más efectiva de con-trolar este problema, consiste en utilizarfuentes conmutadas; pero esto hace queaumente el costo del equipo, y que se vuel-van más complejos sus circuitos; tanto, quees muy raro encontrar equipos que utilizandicha tecnología (figura 16). Las compañíasprefieren invertir en sistemas de mayoramplificación y depender del buen voltaje

de entrada; en la línea de entrada de CA, semuestra un esquema a bloques de unafuente conmutada que se emplea en estetipo de equipos.

Los circuitos de audio

La historia de los amplificadores de poten-cia, comienza precisamente con los conec-tores de entrada. Estos componentes soncruciales para predeterminar una alta cali-dad de salida de audio; si entra basura, salebasura.

Los conectores deben ser a prueba deoxidación, para tener siempre un buen con-tacto de entrada; y las entradas, que soncasi un estándar, tienen que estar balancea-das para que el amplificador pueda ignorarla mayoría de las interferencias que ocurrenentre el cableado de las unidades (micrófo-nos-consola-mezclador-amplificador).

La mayoría de los circuitos cuenta conun control de ganancia, que usualmente se

Filtro EMI

Limitador de rizo

Banco de energía principal

Interruptor de onda de potencia

Transformador

Amplificador para suministro DC

Control de potencia

Control PWM

Figura 16


encuentra al máximo; pero es posible dis-minuirlo, para hacer pruebas o para utili-zarlo en ambientes pequeños.

Después de la entrada balanceada y delcircuito de ganancia, entramos al circuitoamplificador de potencia (figura 17). La fun-ción principal de esta sección es, como yamencionamos, incrementar la señal de en-trada (de aproximadamente 1V a 100V) yla corriente (de aproximadamente 0.1miliamperios a 30 amperios). Es entonces,¡una ganancia de potencia de 30 millones!

Para entender cómo ocurre esto, veamosla forma de operar de los transistores.

Los transistores

Son elementos que trabajan como una re-sistencia variable, y que se conectan entrela fuente de CD y la carga (las bocinas). Dehecho, son unas válvulas activas.

Una pequeña señal de entrada, causa unaumento considerable de la corriente queviaja de la fuente de CD a la carga.

En comparación con la corriente de en-trada, la corriente que fluye es controladapor el transistor unas 50 a 100 veces más.

Para incrementar la ganancia, se puedenconectar dispositivos en cascada; y así, lasalida del primero de ellos controlará a laentrada del segundo. Esto se hace cuandose requiere de ganancias considerablemen-te altas.

Existen diferentes formas de conectar lostransistores en cascada; para tratar estetema a fondo, tendríamos que hacer un artí-culo extenso; por tal motivo, sólo describi-remos algunas cuestiones básicas. Veamos:

Punto 1Existe al menos un grupo de transistoresde salida, que se montan en grandesdisipadores de calor. Estas salidas se con-trolan por medio de transistores mucho máspequeños, denominados drivers (excitado-res); también es común encontrar pre-drivers, que son transistores de pequeñaseñal (o mejor aún, amplificadoresoperacionales u op-amps).

De manera ideal, la corriente de salidaes una réplica magnificada de la pequeñacorriente de entrada; pero por numerosasrazones, la corriente de salida hacia la car-ga no es exactamente igual a la de entra-da; es decir, se distorsiona. La más obviade las razones, es porque ocurre el llama-do “clipping”; esta distorsión ocurre, cuan-do el voltaje que circula por la carga seaproxima demasiado al voltaje máximo deCD entregado por la fuente; y a su vez, estoprovoca que el transistor se sature.

Punto 2Otra forma de distorsión menos percepti-ble, se presenta cuando los transistorescarecen de una ganancia uniforme; estovaría, dependiendo de la temperatura deoperación y de las diferencias del flujo decorriente. A todos estos efectos, se les de-nomina “no-lineales”; más adelante, expli-caremos cómo se minimiza la distorsión.

Punto 3Los transistores son dispositivos de unasola vía; es decir, sólo pueden manejar co-rrientes positivas o negativas. Debido aesto, para proporcionar la forma de onda

Nivel depre-amplificación

0.1V

Nivel de línea 1V Nivel de línea 1VNivel

de bocina 100V

Pre- amplificación Procesador de señal Amplificador

Figura 17


de la señal de audio exacta, se tienen queconectar en un solo punto dispositivos quemanejan corrientes positivas y dispositivosque trabajan con corrientes negativas.

Esta operación, llamada push-pull, es labase del funcionamiento de los amplifica-dores de alta potencia; existen diferentesmaneras de combinar las corrientes depush-pull.

Punto 4La pérdida de potencia por calor, es otrasituación que se presenta cuando conecta-mos transistores en cascada. Al principiodel artículo, vimos el ejemplo de un circui-to amplificador que entrega 40 voltios a unacarga de 8 ohmios con una corriente de 5amperios.

Este circuito es alimentado por una fuen-te de 100 voltios; pero como dijimos, la car-ga de 8 ohmios sólo demanda 40 voltios; ydado que la corriente es de 5 amperios, seobtiene al final una potencia de 200 watts.En su viaje hacia la carga, estos 5 amperiosatraviesan el transistor amplificador; y almismo tiempo, los 60 voltios que no se con-sumieron aparecen a través del transistor.Se forma entonces una combinación de 5amperios y 60 voltios en el transistor; ymultiplicando estos valores, se obtiene unapotencia de 300 watts que son totalmentedesperdiciados (figura 18).

Punto 5Una ley de la Física, dice que “la energía nose crea ni se destruye, sólo se transforma”.Y como sólo deseamos que la potencia ten-ga cierta potencia (200 watts), la energíaexcedente (que no se usa) tiene que enviarsea algún lado; es desechada, en forma decalor. Esto demuestra que la pérdida depotencia en transistores, fácilmente puedeexceder la potencia entregada a la carga.

Este desperdicio en forma de calor, obli-ga a usar en los amplificadores de poten-cia unos disipadores de gran tamaño; sóloasí, podrá eliminarse el calor innecesario;y si esto no se hace, los transistores se da-ñarán irremediablemente.

Punto 6Con respecto a los diferentes métodos paraconectar en cascada los transistores enamplificadores, sólo diremos que los tran-sistores de salidas push-pull pueden com-binarse de distintas maneras para contro-lar el grado de distorsión o las pérdidas porel calor generado.

Estas categorías, a las que se llama “cla-ses de amplificación”, fueron definidas hacemuchos años. Probablemente, usted haoído hablar de la clase A, de la clase B, dela clase AB, etc.

Clase AEs la más fácil de entender (figura 19). Eneste caso, tanto el semiciclo positivo comoel semiciclo negativo de la señal se sumi-nistran a un solo grupo de transistores; yestos componentes se polarizan, cuando laseñal de salida es cero por causa de unacorriente de reposo –también conocidacomo “ociosa”– que se sitúa a la mitad delcamino; es decir, entre el valor cero y elvalor máximo.

40 V 8 Ohm

200W

E desperdiciado = 100V (E de alim) - 40V (voltaje utilizado por la carga) = 60V

W desperdiciada = I * E = 5 * 60 = 300W

I = E ÷ R = 40 ÷ 8 = 5 Amps (fluyen por la carga y el amplificador

Datos : E de la fuente = 100 V I = 5 amps

Figura 18


Si la corriente deaudio aumenta enun transistor, dismi-nuye en el otro; ypor lo tanto, el vol-taje circula en am-bos dispositivos. Yal conectar un solotransistor a una bo-cina, se escucharáun sonido de bajacalidad; esto sedebe a que el conoestá siendo obligado a permanecer a lamitad de su recorrido (por la corriente ocio-sa), y a que se genera un calentamiento dela bobina de voz.

Cuando se conectan ambos transistoresa la bocina, la corriente de reposo de unode ellos es absorbida por el otro.

La principal ventaja de la clase A, es sumínima distorsión; y es que la totalidad dela forma de onda, se preserva tanto en lostransistores positivos como en los negati-vos; y no existe ningún truco de combina-ción de sus corrientes. Pero existe un gra-ve problema: la enorme pérdida de potencia

en los transistores, causada por el calor ypor la corriente de reposo. De hecho, lostransistores se mantienen más calientes enestado de espera que durante su trabajopleno; equivale a tratar de controlar la ve-locidad de un automóvil, oprimiendo elpedal del freno mientras el motor está ace-lerado al máximo.

Por supuesto, existen mejores métodospara mantener una baja distorsión sin tan-ta pérdida de energía.

Clase BSólo siendo cuidadosos, podremos hacerque cada transistor controle únicamente lamitad de la forma de onda que le corres-ponde (figura 20). Cuando las formas deondas se combinan apropiadamente, esposible mantener la forma de onda de sali-da; pero a cambio de esto, se elimina lacorriente de reposo.

El amplificador trabajará más frío, si lapotencia se aplica sólo cuando realmentese requiere; desde luego, el truco consisteen tener una baja distorsión. Pero si la for-ma de onda no se une perfectamente, ten-dremos una distorsión de cruce por cero(llamada frecuentemente “distorsióncrossover” o entrecruzada).

Este tipo de distorsión se aprecia en par-tes de la música casi silenciosa, cuandoprecisamente la señal se encuentra cercade cero. Por suerte, existen varias formasde eliminar este problema; uno de los mé-todos que más se usan para esto, consisteen hacer trabajar al amplificador entre laclase de amplificación A y B; es una clasecombinada, a la que se conoce como AB(figura 21). Con una pequeña corriente dereposo que esté fluyendo, se producirá sóloun pequeño calentamiento por reposo; depaso, serán eliminados los espacios muer-tos entre la unión de los semiciclos positi-vos y negativos.

+

-

I de pico

Clase A

V

+

_

Clase B

Transistor 1 Transistor 1 Transistor 1

Transistor 2 Transistor 2 Transistor 2Distorsión

cruce por cero

Figura 19

Figura 20


Clase GEn esta clase de amplificación, dos o másgrupos de transistores se conectan a dife-rentes fuentes de alimentación (figura 22).La meta es reducir la pérdida por calenta-miento, que normalmente sucede en lasclases A y B.

Seguramente, usted recuerda aquelejemplo de una fuente que suministraba100 voltios, de los cuales sólo se requerían40 para la carga; esto significa que 60 vol-tios se perdían,porque no eranutilizados por lostransistores desalida para gene-rar potencia deaudio.

En la clase G,un grupo de tran-sistores se conec-ta a una de las lla-madas “fuentessimétricas”; setrata de fuentesde bajo voltaje(por ejemplo, 60voltios), que son

suficientes para obtener el valor de salidaque se requiere en condiciones de bajo ymedio volumen.

Un segundo grupo de transistores conec-tados a los 100 voltios proporcionados porfuentes simétricas del mismo voltaje, reci-biría señales que también demandan cier-ta potencia (40 voltios); y sumando esto alos requerimientos del primer grupo de dis-positivos (40 voltios), al final sólo se des-perdiciarían 20 voltios del total de 100 pro-porcionados por la fuente alimentación. Deesta manera, se reduce hasta en un 50% lapérdida de energía.

Para hacer este tipo de arreglo, debensolucionarse dos problemas: La correctatransferencia de, la señal a los transistoresde bajo voltaje; y después, unirla con la se-ñal de los transistores de alto voltaje. Ade-más, se producen ciertos “glitches” (pulsa-ciones o flancos) similares a la distorsiónde cruce por cero; de hecho, la serie deamplificadores de la marca QSC denomi-nada MX, y los equipos Crown de la serieMacrotech, hacen uso de esta clase ampli-ficación.

Clase HEn este tipo de arreglo, se emplea un solobanco de transistores de salida que va co-nectado a una fuente de voltaje bajo; peroeste voltaje se conmuta a alto, cuando asíse requiere (figura 23). Estamos hablandoentonces, de un dispositivo que detecta elmomento en que la señal de audio seaproxima a cierto nivel; y para evitar la sa-turación por falta de voltaje en los transis-tores de salida, conmuta un interruptorelectrónico (un transistor bipolar o unMOSFET) para que permita el paso de unvoltaje más elevado desde la fuente de ali-mentación hasta los transistores.

Al igual que en el caso de la clase deamplificación G, en este equipo existen cua-

+

_

Clase A/B

V

Transistor 1

Transistor 2 Transistor 2 Transistor 2

Transistor 1 Transistor 1

Conducen ambos

+ V

- V 2

2

- V 1

+ V1

V

Clase G

Figura 21

Figura 22


tro fuentes de alimentación: una positiva yuna negativa de bajo voltaje, y una positi-va y una negativa de alto voltaje (figura 24).

Este método, ofreceLos beneficios térmicos y de eficiencia

de este método, son iguales a los que seobtienen con la clase de amplificación G; ycomo no implica la utilización de un segun-do banco de transistores de salida de po-tencia, permite reducir el costo y el tama-ño final del propio amplificador.

OUT

+V H

-V H

Entrada

Detector

de nivel

de audio

+V L

-V L

Clase H

CA principal

Transformador

Filtros

Puente rectificador

+Voc 2

+Voc 1

-Voc 1

-Voc 2

+Voc 2

+Voc 1

-Voc 1

-Voc 2

Arreglo de fuente de poder para amplificador clase H

Suministro clase "H"

Figura 23

Figura 24

El único grupo de transistores requeridopor el arreglo H, recibe un voltaje de ali-mentación bajo; y sólo se conmuta a volta-je alto, cuando las condiciones de volumenlo requieren. La compañía QSC, es pioneraen la construcción de sistemas de alta po-tencia de audio; utiliza esta clase de ampli-ficación, en sus amplificadores de la serieMXa. También en algunos modelos de equi-pos domésticos Aiwa y Panasonic, se apli-ca esta tecnología de amplificación.

Comentarios finalesEn la mayoría de los métodos que acaba-mos de describir, la señal de audio originalsufre ciertas modificaciones; es “partida”,y posteriormente “reensamblada”. Por lotanto, no nos sorprende que se produzcanalgunas alteraciones al reensamblar elaudio; y estas alteraciones, se atienden concircuitos correctores de errores, circuitos deprotección y algunos otros diseños intere-santes, de los cuales hablaremos enseguida.

Continuará en el próximo número



CIRCUITOS INTEGRADOSCOMUNES UTILIZADOS ENFUENTES CONMUTADAS

Javier Hernández Rivera

Al final del capítulo se incluye una lista desustitutos alternativos para los transistoresoriginales que por su alta demanda puedanestar agotados en el momento que se re-quieran.

REGULADORES BASICOS

En las figuras 1 y 2 se muestra el diagramabásico interno de dos reguladores que seutilizan actualmente en televisores de co-nocidas marcas.

STR 30110 A STR 30135(Figuras 3A y 3B)

Los circuitos integrados que aquídescribiremos son los de uso más común

en los televisores de las marcas máscomerciales que actualmente existen en

el mercado. Además, su configuracióninterna es representativa de todos los

demás dispositivos de su clase.De esta manera, con el fin de conocer el

estado de algunos de sus componentesinternos principales y facilitar así su

diagnóstico oportuno, en dichos circuitospodremos realizar algunas mediciones

de acuerdo con la técnica quedescribiremos en un artículo del próximo

número.También conoceremos su estructura

física y algunas de sus característicaseléctricas básicas.

3 1

2

Diagrama interno

Forma física

1. Entrada de regulación2. Común3. Salida de voltaje de error

UCP 1093J

C1093

1 2 3

A

B

Circuito interno

Forma física

1. Entrada 2. Salida de error 3. Común

SE 115

1 2 3

SE115...SE135

12

3

B

A

Figura 1

Figura 2


Descripción

Circuito integrado híbrido regulador que seutiliza como regulador lineal de voltaje, quecubre una amplia gama de voltajes regula-dos (STR 30110, STR 30112, STR 30113, STR30115, STR 30120, STR 30123, STR 30125,STR 30130, STR 30134, STR 30135) y en elque el voltaje de regulación coincide conlos tres últimos números de su matrícula.

Trabaja con el voltaje normal de la líneade corriente alterna (120 voltios), y puedesoportar un voltaje máximo de 200 VCD ensu terminal de entrada. Su temperaturamáxima de trabajo es de 150 grados centí-grados, y su disipación máxima es de 27watts (a una temperatura de 100 gradoscentígrados).

STR 50103(Figuras 4A y 4B)

Descripción

Circuito integrado regulador de voltaje uti-lizado en fuentes conmutadas para propor-

cionar un voltaje regulado fijo a su salida.Trabaja con el voltaje nominal de la lí-

nea de corriente alterna, y soporta una va-riación de voltajes de entrada más severa quela soportada por los reguladores lineales.

Su temperatura máxima de trabajo es de150 grados centígrados, y su disipación depoder es de 27 watts a 100 grados centí-grados.


Descripción

Módulo regulador de voltaje utilizado enfuentes conmutadas que proporcionan unvoltaje regulado fijo en su salida. Se utilizaampliamente en televisores y en monito-res de PC.

Su voltaje de alimentación es de 120 VCAy soporta grandes variaciones de éste.

Su temperatura máxima de trabajo es de150 grados centígrados, y su disipaciónmáxima de poder es de 27 watts a 100 gra-

STR30000

A

STR 30110 a STR 30135

1.Común2. Base3. Entrada4. Salida5. Ajuste (únicamente en el 30110)

Circuito internoequivalente

Tres vistas de laforma física

1

5

43

2

A

B

STR

50103

Circuito interno

Tres vistasde laforma física

1. Común2. Excitación de base3. Entrada4. Salida5. Control de voltaje

3

2

4

5

1

A

B

Figura 3 Figura 4


dos centígrados. Puede trabajar en tempe-raturas de –20 grados a +125 grados centí-grados, sin ningún problema.


Descripción

Circuito integrado regulador de voltaje uti-lizado en fuentes conmutadas de televiso-res modernos. Proporciona un voltaje desalida fijo y trabaja con la línea de voltajecomercial de 120 VCA.

Su temperatura máxima de trabajo es de150 grados centígrados, y su máxima disi-pación de potencia es de 27 watts a 100grados centígrados.

STR-S5707 y STR-S5708(Figuras 7A, 7B y 7C)

Descripción

Circuito integrado regulador utilizado enfuentes conmutadas de tipo resonante con

transistor bipolar interno de switcheo en susalida de poder.

Realiza su función de protección OVP,OCP y térmica durante cada ciclo de trabajo,y tiene un nivel de consumo de energía muybajo en condiciones de standby o espera.

La temperatura máxima de trabajo es de150 grados centígrados, y puede trabajar encondiciones de –20 a +150 grados centígra-dos.

La principal diferencia entre estos doscircuitos es que el STR-S5708 resiste unamayor corriente de pico, e incluso una ma-yor corriente continua en su transistorbipolar de poder interno (15 amperios con-tra 12 del STR-5707).

STR-56707 al STR-56709(Figuras 8A y 8B)

Descripción

Estos circuitos integrados reguladores defuentes conmutadas tienen las mismas ca-

STR

53041

Circuito interno


1. Sensor de voltaje negativo 2. Excitación de base o B3. Entrada o C4. Común o E5. Ajuste de voltaje externo

3 2

4 5

1

STR53041A

B

STR

58041

Diagrama interno


1. Sensor de voltaje 2. Excitación de base o B3. Entrada o C4. Común o E5. Ajuste de voltaje externo

3 2

45

1

STR 58041

A

B

Figura 5 Figura 6


racterísticas de trabajo, aunque con la di-ferencia de que la corriente de colector con-tinua y de pico que cada uno puede mane-jar es diferente:

Ic Ic máx.

STR-S6707 6A 12ASTR-S6708 7.5A 15ASTR-S6709 10A 20A

Su temperatura máxima de trabajo es de150 grados centígrados, y pueden propor-cionar hasta 220 watts de potencia a la sa-lida del conversor.

Se les conoce como elementos de swit-cheo de tercera generación, porque trabajancon pocos componentes externos

STR-F6600 (STR-F6624)(Figuras 9A, 9B y 9C)

Sensor

1500 pF

Rton

Rtoff

3300 pF

TSD

REF.

UVLO

VIN

9

Over-volt protect

R

S Q

6

Proportional drive

1 kΩ8

+ -

+ -

+ -

+ -

5.1V

-1V

1.4V

0.75V

Fault latch

Osc.

Inibidor:OVP

Salida de excitación

Bloqueo

Base

Colector

Emisor o común

OCP

7

4

3

1

2

5

24.2 ±0.2

15.5 ±0.2

3.0

3.3±0.2

ø

23

.0 ±

0.3

0.4 2.54±0.1

18.0

±0

.2

5.5±0.2

7.0±0.4

5.5

3.3±0.1

0.65+0.2–0.1

4.5±0.7

1 9

0.85+0.2–0.1

T REFM

+

-

-

+

-

+

Inhibidor u OCP

B

C

UVLO

E

VIN15V

Salida de exc.

Sensor de 32V

FAULTLATCH

REF.

1

2

3

4

5

6

7

R

S

FAULT

8

9

Sink o bloqueo

OCP

DRIVEOSC.

Diagrama interno y terminales

Forma física

Diagrama simplificado

A

B

C

Figura 7


Descripción

Serie de circuitos integrados de switcheo(serie 6600) de funcionamiento similar. Eltransistor interno de switcheo de poder está

constituido por un MOSFET, y se utiliza enfuentes conmutadas de tipo resonante.

Cubre un rango de requerimientos depoder de 25 a 500 watts en voltajes de lí-nea de 100/120/230 VCA, con potencias de

VIN

0.73 V

–

–

TSD

OVER-VOLT.PROTECT

R

S QREF.

FAULTLATCH

4

3

2

1.45 V

UVLO

+

1

+

DRIVEREG.

OSC

c SS

rSS

7.0

±0.5

5.5 ±0.2

15.6

±0.2

3.2

±0.2ø

23

.0

±0

.3

2.54

±0.1

5.5

±0.2

5.5

3.35

±0.1

0.65

+0.2–0.1

4.5

±0.7

1 5

0.85

+0.2–0.1

T REF.M

3.45

±0.1

1

2

3

4

5

OCP

VINUVLOOVPTSD

LA

TC

H

OSC

FD

BKRetroalimentación

y OCP

Fuente

Drenaje

VIN

Comúno tierra

Forma física


Diagrama a bloques

Drenaje

Fuente

5

A

B

C

24.2 ±0.2

15.5 ±0.2

3.0

3.3±0.2

ø

23

.0 ±

0.3

0.4 2.54±0.1

18

.0 ±

0.2

5.5±0.2

7.0±0.4

5.5

3.3±0.1

0.65+0.2–0.1

4.5±0.7

1 9

0.85+0.2–0.1

T REFM

STR-56707 al STR-56709

+

-

-

+

Inhibidor u OVP

B

C

UVLO

E

VIN

Salida de exc.

Retroalimentación

FAULTLATCH

REF.

1

2

3

4

5

6

7

R

S

FAULT

8

9

Sink o bloqueo

OCP

DRIVEOSC.

Diagrama interno simplificado Forma físicaA B

Figura 8

Figura 9


150 watts para un rango de 85 a 265 VCA(entrada universal).

Efectúa su proceso de protección OVP,OCP y térmica en cada ciclo de trabajo rea-lizado. Su temperatura máxima de trabajoes de 150 grados centígrados.

STR-S6301 y STR-S6401(Figuras 10A , 10B y 10C)

Descripción

Regulador integrado usado como elemen-to de control y switcheo en fuentes regula-das de tipo de modulación por ancho depulso (PWM). Trabaja con frecuencia fija de100 Khz.

Posee un transistor de tipo MOSFET depoder en su salida, el cual puede propor-cionar hasta 250 watts de potencia efecti-va hacia una carga externa.

La temperatura máxima que soporta esde 150 grados centígrados, y puede traba-jar en condiciones de –20 a +150 gradoscentígrados, sin ningún problema.

TDA 4601 (encapsulado SIP 9 y DIP 9+9)(Figuras 11A y 11B)

Descripción

Circuito integrado de bajo poder, controladoro excitador de fuentes de tipo resonante.

Este circuito está diseñado para efectuarel control del transistor de poder y realizarel proceso de regulación de voltaje en fuen-tes conmutadas.

Tiene ventajas adicionales tales como:

• Baja corriente de encendido• Control directo sobre el transistor

switcheador de poder• Excitación proporcional del transistor de

poder

UVLO

REF.

Rton

Rtoff

Osc.

- - +

PWM

V IN Retroalimentación Compuerta

Diagrama a bloques

Drenaje

Fuente

OCP

0.2V

Encendido suave

Común otierra

Común otierra

+ -

7 9 3

1

2

6

485

R

Launch

Q

Drenaje

Fuente

Compuerta

Común o GND

Encendido suave

OCP

V IN

Común o tierra

Retroalimentación

Latch OSC

PWM

REFUVLO

1

2

3

4

5

6

7

8

9


24.2 ±0.2

15.5 ±0.2

3.0

3.3±0.2

ø

23

.0 ±

0.3

0.4 2.54±0.1

18

.0 ±

0.2

5.5±0.2

7.0±0.4

5.5

3.3±0.1

0.65+0.2–0.1

4.5±0.7

1 9

0.85+0.2–0.1

T REFM

Forma física

A

B

C

Figura 10


TDA 4605(Figuras 12A y 12B)

Descripción

Circuito integrado que sirve como excita-dor en fuentes conmutadas de tipo PWM

que utilizan en su salida transistores depoder MOSFET.

Sus características de diseño proveenprotección adicional de los componentesexternos. También cuenta con protecciónde temperatura, con la cual interrumpe elfuncionamiento del circuito conversor encaso de que alcance una temperatura peli-grosa.

Reference voltage typ. 3V

V REF

4

1

6

V 6min VBAVGE

V6max

VR

VV

Regulating & Overload

Amplifier

Low Voltage

Protection

3 7

Overload Point

correction

V2B

VST

Starting impulse

generator

Stop comparator

5

Output Stage and

current limit

Logic

Zero transist detector

8 UEB00490

Supply voltage Monitor

Primary current

reproducer

Terminales

1.- Regulación de voltaje 2.- Simulador de corriente del primario 3.- Monitor de volatje 4.- Toma a tierra

5.- Salida 6.- Vin Voltaje de polarización 7.- Encendido suave 8.- Detector de cero

Diagrama a bloques

Forma física

A

B

Figura 12

SIP9

Vin

Pulso de slida

salida de CD

Común o tierra

Señal externa

Simulación de IC

Entrada de control

Cruce por cero

V referencia

9

8

7

6

5

4

3

2

1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

18

17

16

15

14

13

12

11

10

DIP 9+9

V referencia

Cruce por cero

Entrada de control

Simulación de IC

Función externa

Común o tierra

salida de CD

Salida del pulso

Vin

Común

Común

Común

Común

Común

Común

Común

Común

Común

Disposición de terminales en sus dos encapsulados

Forma física en sus dos encapsulados

Forma física SIP 9

Forma física DIP 9+9

Encapsulados SIP 9 y DIP 9+9

A

B

Figura 11


Cuenta con protección de tipo OVP, con-tra corto circuitos, contra circuitos abier-tos o condiciones de vacío. Y proporcionaun encendido suave, permitiendo que losvoltajes secundarios inducidos se produz-can gradualmente.

Vcc

Vc

Salida

Tierra

F.B entrada

OVP

Sensor de corriente

Detector de magnetización

Rreferencia

Frecuencia de standby

Entrada de voltaje

Salida del amplificador de error

Poder de espera

Encendido suave

C+

Entrada de sincronía

Disposición de terminales

Forma del tipo de montaje superficial

Aspecto físico en montaje normal

1

2

3

4

5

6

7

8

16

15

14

13

12

11

10

9

MC 44603

A

B

C

Figura 13

0-1901AS2 734FB 27,1731AS2

G-2611AS2 658CB 1131AS2

EFH-5711AS2 662CB 655CB

60-0331AS2 52NFB 72NFB

FE5651BS2 A841AS2 5361AS2

A907BS2 658CB 758CB

43-337BS2 4071AS2 298BS2

1162CS2 7143CS2 3053CS2

KL-8862CS2 7143CS2 3053CS2

EFH-5872CS2 767DS2 471CB

EFH5842CS2 767DS2 471CB

9023CS2 992FB 8643CS2

E-9514CS2 A8923CS2 A3884CS2

9814CS2 0833CS2 5153CS52

6914CS2 4103CS2 2773CS2

9914CS2 7983CS2 2454CS2

PNM3384CS2 4504CS2 3704CS2

4384CS2 6653CS2 6963CS2

M4384CS2 0314CS2 1614CS2

8415CS2 6983CS2 8574CS2

1725CS2 0753CS2 3753CS2

0145CS2 8993CS2 9874CS2

1145CS2 1984CS2 2525CS2

1245CS2 LA0352UB 6993CS2

3245CS2 5405CS2

2131DS2 3832CS2 8223CS2

7781DS2 4551DS2 0561DS2

2102DS2 5503N2 2365N2

7312DS2 0963CS2 1671DS2

A106DS2 648CB 3233CS2

43-477DS2 A6161DS2 8671DS2

Tabla

Efectúa un encendido suave, no permi-tiendo la repentina aparición de voltajes, yposee un bajo consumo de corriente, entreotras características.

MC 44603(Figuras 13A, 13B y 13C)

Descripción

Es un controlador mejorado de alta eficien-cia. Se utiliza en fuentes conmutadas detipo PWM, pero tiene la habilidad de cam-biar su modo de operación o su frecuenciacuando se detecte sobrecarga en el circuito.

Trabaja en vacío e incluso en condiciónde corto circuito en la salida de la fuenteconmutada, ofreciendo protección adicio-nal al circuito. Esta protección se logra pormedio de comparación de voltajes, y man-da al circuito a una condición de standby ode mínimo consumo para reducir la poten-cia del transistor de poder y evitar que ésteu otros componentes del circuito se dañen.

Este circuito es capaz de efectuar la ex-citación de transistores de poder de tipoMOSFET o bipolares.

Pueda trabajar a una frecuencia máximade switcheo de 250 Khz, controlándola congran precisión.


P r o y e c t o s y s o l u c i o n e s

ENCENDIDO DE APARATOSELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

POR CONTROL REMOTOUNIVERSAL

Prof. José Luis Méndez Escudero ([email protected]),en colaboración con Armando Mata Domínguez

El circuito en cuestión, se conocecomúnmente como “interruptor

electrónico”; es compatible con cualquiercontrol remoto, y permite encender o

apagar aparatos eléctricos o electrónicosque no consumen más 75 vatios; por

ejemplo, ventiladores, lámparas,radiograbadoras, etc. Es muy útil para

personas de la tercera edad o que tienenalguna discapacidad física.

En el presente artículo explicaremos suestructura, funcionamiento y la manera

en que debe ser ensamblado.

Estructura y modo de operacióndel interruptor electrónico

Tal como se muestra en la figura 1, este dis-positivo utiliza un circuito integrado de lafamilia CMOS con matrícula TC4013BP (flip-flop), un relevador de 12.0 voltios, un tran-sistor conmutador, unas resistencias, unoscondensadores y una fuente de alimenta-ción de 5.0 voltios. Esta última, a su vez,consta de un fusible protector (F1), un dio-do rectificador de media onda (D1), una redde filtro (integrada por C1, R1 y R2) y unsistema de estabilización de 12.0 voltios(formada do por Z1 y R2); vea la figura 2.

El circuito de disparo, se forma con elsensor de rayos infrarrojos IR1, el interrup-tor SW1 y el circuito regulador IC01 de 5.0voltios. Como su nombre lo indica, propor-ciona o dispara un pulso de voltaje de fasepositiva a la base de TR1; para llegar a estetransistor, el voltaje atraviesa R5 cada vez

Figura 1


que la corriente que circula por IR1 es im-pulsada por los rayos infrarrojos que segeneran al oprimir cualquier tecla del con-trol remoto.

El pulso positivo que llega a la base deltransistor TR1, provoca que este compo-nente conduzca corriente de emisor a co-lector; y entonces, en ambos puntos se pro-ducen niveles de voltaje (en el colector,disminuye; en el emisor, aumenta). Estohace que aparezca un nivel alto (5.0 vol-tios) en la terminal de salida del flip-flop(IC02-1), y que, por lo tanto, TR2 empiece aconducir; así, este transistor impulsará unflujo de corriente por la bobina del relevador(RY1) y originará el cierre de sus conecto-res; por esta razón se generarán 120.0VCAen las terminales de salida, las cuales hande alimentar y hacer funcionar al equipoque se les conecte.

Y cuando se oprima cualquier otra tecladel control remoto de prueba, nuevamenteTR1 empezará a conducir y, en consecuen-cia, provocará que el flip-flop realice la fun-ción de toogle; esto significa que será in-vertido el estado lógico de salida, lo cualse traduce en un nivel bajo en la terminal

de salida del circuito integrado IC01-1. De-bido a esto último, TR2 se bloqueará y de-jará de impulsar corriente en la bobina deRY1; y entonces, se abrirán los conectores

F1

D1C1

R3 R

1

R2

68

0Ω

10

00

/25

V

Z1 C2C3

R4 S/C

S/C

FO

TO

TR

AN

SIS

TO

R

10

0/1

6V

10

/50

V

15

K

IN OUT

78

L0

5E

BC

A101522K

3

14

13

11

912

25

107

86

4

1 10KC

B

E

R6

TR2

C3198

SW

1

TR1

IR1

R5

5V

IC01

120VCA

ENTRADA

1A

330Ω

R7

D3

LEDD2

RE

LA

Y

RY

1

SALIDA 120VCAFigura 2

SW1

F1

Z1

D1

D2

D3

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

C1

C2

C3

IR

IC01

IC02

RY1

TR1

TR2

Microswitch

Fusible

Diodo zener

Diodo rectificador

Diodo de alta velocidad

Diodo LED

Resistor de alambre

Resistor de carbón

Resistor de alambre

Resistor de carbón

Resistor de carbón

Resistor de carbón

Resistor de carbón

Condensador electrolítico



Sensor infrarrojo

Regulador de voltaje

Flip-flop

Relevador de 12 voltios

Transistor

Transistor

Interruptor de un polo y un tiro

250 V / 1 amperio

12.0 voltios

IN4007

IN4148

LD

2.2 K ohmios

680 ohmios 1/2 vatio

0.33 ohmios

15 K ohmios 1/2 vatio



330 ohmios 1/2 vatio

1000 mfd a 25 voltios

100 mfd 16 voltios

10 mfd 25 voltios

IR

78L05

TC4013BP

RY

A1013

C3198

No. decomponente

Descripción Características

Tabla 1. Lista de partes


de este relevador; por lo tanto, desapare-cerán los 120.0VCA en las terminales desalida de y –a final de cuentas– se apagaráel equipo conectado.

Del valor del condensador C3, dependela velocidad de activación o desactivaciónde los conectores del relevador; a su vez,esto determina el tiempo que deben man-tenerse oprimidas las teclas del control re-moto, para que cada una haga su función.Mientras menor sea el valor de mfd, másrápida será la respuesta por parte del inte-rruptor electrónico, y viceversa.

Ensamblado del interruptorelectrónico

La mayoría de los componentes con que seensamblará el circuito, puede obtenerse deuna tarjeta de circuito impreso provenien-te de una videograbadora, un televisor uotro equipo electrónico inservible que ten-ga en el taller de servicio; pero el sensor derayos infrarrojos y el circuito flip-flop, de-ben ser nuevos. En la tabla 1, se especifi-can las piezas que necesitamos para armarel interruptor.

Ensamble el interruptor electrónico enuna tarjeta de circuito impreso de 5.0 por6.0 centímetros. Se puede usar una placapreperforada, o una placa diseñada y fabri-

+

+

+

C3C1

RI

TR

2

D2

C2

ICO2

TR1

R4

R5

SW1

R7

IR

ICO1

D3

D1

R6

Z1R2R3

RY1

Figura 4

Figura 3

cada por medio de kits que se comerciali-zan para tal fin. En la figura 3 se muestranlos trazos que debe hacer, en caso de quedecida usar una tarjeta diseñada.

Independientemente de la tarjeta de cir-cuito impreso que utilice (preperforada o di-señada), para que el alambrado y conexio-nado sean sencillos tendrá que basarse enla distribución experimentada y puesta enpráctica (figura 4).

Conclusión

El circuito propuesto en esta ocasión, essólo una muestra más de la utilidad quepueden tener los circuitos digitales básicos

en general. Esta vez setrata de un simple flip-flop, que resulta degran ayuda para laspersonas de la terceraedad o que tienen al-guna discapacidad.


S i s t e m a s i n f o r m á t i c o s

EL MUNDO DE LOSREPRODUCTORES MP3


Generalidades del formato MP3

En sentido estricto, el estándar MP3 no esun formato de grabación de audio (comolo sería el estándar de grabación magnéti-ca en casete, o el de disco compacto deaudio digital), sino un estándar de compre-sión de información de audio, que permite–obviamente– disminuir el tamaño de ar-

Con el auge de la red Internet se hapopularizado el formato MP3, un sistema

de compresión de datos que permitealmacenar en computadora archivos de

audio de alta calidad, en un espaciomínimo. Hasta hace pocos años, dicho

formato no se adecuaba a lasnecesidades de desplazamiento de los

usuarios (sólo quienes poseían unacomputadora portátil podían acceder a

esta posibilidad); sin embargo, con eldiseño de reproductores similares al“walkman”, ahora cualquier usuario

puede portar consigo decenas o cientosde canciones grabadas en memoria.

Con el formato MP3, han surgido diversas opciones para el almacenamiento y portabilidad de archivos musicales. En esta imagen podemos observar cuatro opciones, de las cuales, tres trabajan con memoria Eeprom, y sólo una con disco compacto (la B).

Reproductor Nomad,de Creative

Reproductor SL-MP35,de Panasonic

ReproductorJoybee 150,de Benq

ReproductorJoybee 110,de Benq

Figura 1


chivo de una selección musical. Sin embar-go, los archivos musicales MP3 no se pue-den reproducir en cualquier aparato, sinoque precisan de circuitos específicos, ca-paces de interpretar y procesar las señalesnuméricas, y de convertirlas en señales deaudio analógico, que son finalmente las seexpiden por los altavoces. Así, no todo re-productor portátil de discos compactos ocomponente de audio (centro musical) escapaz de dar lectura a discos con archivosMP3; y, por el contrario, toda computadoraque tenga el software respectivo puede re-producir archivos MP3.

En otras palabras, los archivos de forma-to MP3 no están necesariamente asociadosa un medio de almacenamiento (nueva-mente, como sería el caso de los casetes ode los CD), sino que pueden estar registra-dos o grabados en un disco compacto, enuna memoria electrónica o en el disco durode la computadora. En este sentido, sonarchivos que se pueden transferir de unmedio a otro con gran facilidad; de hecho,los lectores que tengan experiencia en eluso de computadoras y en la navegaciónpor Internet, seguramente saben que unode los grandes problemas en la industriadiscográfica es la circulación de álbumescompletos por Internet, precisamente, enformato MP3.

Se entiende, entonces, la razón por laque este formato ha revolucionado la in-dustria musical; al permitir la codificaciónde canciones y de audio en general en unformato comprimido, y al ser técnicamen-te factible la grabación de los archivos res-pectivos en diferentes medios (y su envíopor Internet), el formato MP3 ha dado ori-gen a un nuevo concepto de acceso y por-tabilidad de la música (figura 1). Tan sólo,basta navegar por los sitios donde se des-carga música, ya sea gratuita (como http://music.download.com) o pagada, como la del

popular iTunes (www.apple.com/itunes),para entender a lo que nos referimos.

La calidad de audio del formato MP3, sinembargo, no es superior a la que ofrece unreproductor de CD de audio convencional,aunque esto también depende de la reso-lución de grabación; por ejemplo, un CDmusical ocupa aproximadamente 26 MB auna resolución de 56 KBps (en estéreo), loque permitiría grabar cerca de 25 discos enun solo CD de formato grabable. No obs-tante, la calidad sería muy baja. Pero aúnaumentando la resolución al doble o al tri-ple, siempre es posible descargar varios CDconvencionales en un solo disco grabable.Queda claro, entonces, el nuevo conceptode acceso y portabilidad a la música, surgi-do con el formato MP3.

Principios del formato MP3

Para obtener una grabación digital con lacalidad de audio de un CD, se requiere deun amplio espacio de almacenamiento; porejemplo, 10 segundos de sonido de alta fi-delidad, ocupan 1.5MB en la computadora.Los discos compactos convencionales, segraban en un formato cuya frecuencia demuestreo es de 44.1KHz a 16 bits por se-gundo; y si multiplicamos 2 (número debytes) por 44,100 (número de muestras),sabremos que se necesitan 88,200 bytes porsegundo en cada canal estéreo; por lo tan-to, hay que procesar 176,400 bytes por se-gundo en una grabación estereofónica. Ysi multiplicamos esta última cantidad por60 (número de segundos que contiene unminuto), observaremos que un solo minu-to de grabación en alta calidad ocupaaproximadamente 10MB; y una melodía de4 minutos, ocupa unos 40MB (lo que puedeocupar todo un álbum en MP3).

Los 10 temas musicales que en prome-dio contiene cada disco compacto, ocupan


unos 400MB, más los datos redundantesnecesarios por los códigos de corrección deerror, hacen que esta cantidad aún seincremente; de ahí que prácticamente todoel espacio de grabación del CD se consumaen un solo álbum. Esta limitación, comohemos explicado, ha cambiado radicalmen-te con el surgimiento del formato MP3, pero¿en qué consiste este formato?

En 1988 apareció el Grupo de Expertosen Imágenes con Movimiento, que en in-glés se conoce como Motion Picture ExpertGroup. Su objetivo consistió en desarrollarestándares adecuados para la compresiónde audio y video; primero crearon elestándar MPEG-1, y luego el MPEG audioLayer 3 (o simplemente MP3). Con este úl-timo, que es el que nos interesa, los archi-vos de sonido se pueden comprimir en unarelación de hasta 12 a 1. Expliquemos elproceso mediante el que se efectúa estacompresión de datos.

Enmascaramiento de la señalEl enmascaramiento consiste en eliminaralgunas frecuencias que se sobreponen enotras, y que no son percibidas en forma cla-ra por el oído humano; por ejemplo, ustedhabrá advertido que al pasar por una callemuy transitada, algunos cláxones se perci-ben con mayor claridad, y otros práctica-mente no se distinguen. El proceso de en-mascaramiento consiste, precisamente, eneliminar las frecuencias que han sido “en-mascaradas” por otra frecuencia.

Es el paso inicial, para pasar a formatoMP3 la señal de audio de tiempo real. Pormedio de filtros, la señal de audio se divideen 32 bandas; cuando cada una de ellasadquiere el nivel de potencia más alto, co-mienza el enmascaramiento (figura 2A).

Este proceso se basa en un modelopsicoacústico, el cual, por medio de unaescala de medida perceptual llamada Bark(figura 2B), determina qué frecuencias se-rán enmascaradas, qué frecuencias seráneliminadas y qué frecuencias se manten-drán intactas; tal selección depende de lospropios sonidos, pues algunos son percep-tibles en primera instancia y otros no.

Frecuencia (Khz)

A(db)

Enmascaradora

Umbral de máscara

Sonido enmascarado

80

60

40

20

0

0 5 10 20 2515

250Hz500Hz

1KHz1KHz 4KHz 8KHz

Banda crítica (bark)

A

B

Señal original

Señalreconstruida

con bloque de1024 muestras

Señalreconstruida

con bloque de256 muestras

A

0 256 512 768 1024

B

0 256 512 768 1024

C

0 256 512 768 1024

A

B

C

Figura 2

Figura 3


Codificación de los datosLa información de audio que se obtiene conel enmascaramiento, se codifica medianteel sistema de modulación por pulsos codi-ficados (PCM). Esto significa que a cadamuestra de la señal análoga enmascarada,se le asigna un valor en bytes (8 ó 16); estodepende de la resolución de sonido que senecesite (figura 3).

MuestreoPor otra parte, con el fin de minimizar lapérdida de información de audio duranteun muestreo, el rango de éste se tiene queaumentar (tabla 1). De ahí que el audio enformato de CD, sea sometido a un muestreocon una resolución de 16 bits.

El enmascaramiento y la codificación,son procesos muy complicados; pero en laactualidad, gracias a las avanzadas técni-

cas de integración electrónica, ambos pue-den llevarse a cabo con un par de micro-procesadores de muy alta escala de inte-gración.

Versatilidad de los reproductores MP3

Como ya mencionamos, existen diferentesmodelos de reproductores MP3. Por ejem-plo, algunos Discman permiten la reproduc-ción tanto de CDs convencionales como dediscos grabables con archivos MP3 (en lafigura 4 se muestra uno de la marca Sony).Y como los discos actuales pueden grabarhasta 700MB, el usuario puede portar en unsolo disco hasta 12 horas de música MP3con una resolución típica de 96 KBps (este-reofónica). Una desventaja de algunos re-productores portátiles de disco, es que ca-recen de sistema antichoque, de tal maneraque puede haber “saltos” de canciones porlos movimientos del usuario.

Para olvidarnos por completo de los sal-tos de canciones y de los sistemas mecáni-cos de protección antichoque, existe la al-ternativa de usar reproductores conmemoria física (figura 5). Estos pequeñosaparatos almacenan los archivos de MP3en unos chips de memoria interna, los cua-les, por lo tanto, sustituyen a los tradicio-nales CD; y entonces, se prescinde del so-porte mecánico de sujeción de los mismosy se prescinde también de piezas móvilesque puedan sufrir daños al deslizarse; por

Calidad de sonido Ancho de banda

Teléfono

Onda corta

Radio AM

Radio FM

Casi CD

CD

2.5 Khz

4.5 Khz

7.5 Khz

11 Khz

15 Khz

15 Khz

Canales

Mono

Mono

Mono

Estéreo

Estéreo

Estéreo

Kb/seg.

8 Kbps

16 Kbps

32 Kbps

56-64 Kbps

96 Kbps

112-128 Kbps

Factor

96 a 1

48 a 1

24 a 1

26-24 a 1

16 a 1

Figura 4

Tabla 1


estas dos últimas razones, se eliminan losriesgos de fluctuación del audio y se dis-fruta de un constante audio de alta calidad.

Otra de las ventajas del reproductor conmemoria física, es su reducido tamaño;puesto que no requiere que se le introduz-ca disco alguno, su tamaño ya no tiene queajustarse al diámetro de este medio de al-macenamiento; en algunos casos, sus di-mensiones son inferiores a las de un en-cendedor (figura 6).

Algunos estéreos para el automóvil, con-tienen reproductor de CD con capacidad

para reproducir archivos en formato MP3(figura 7). Y recientemente, aparecieron enel mercado unos sistemas que cuentan conun disco duro de 15 a 20GB; para guardararchivos de audio en formato MP3 o en for-mato normal; lo único que debe hacerse esintroducir un CD en la unidad lectora y or-denar que sean transferidos a éste; es po-sible, entonces, llevar en el automóvil másde 240 horas de música, sin necesidad deacumular discos en la guantera o en cual-quier otro sitio.

El del MiniDisc es un caso muy especial,pues es un medio de almacenamiento queno tuvo aceptación generalizada en sumomento, pero que “ha renacido” con eléxito del formato MP3 (figura 8). Este me-dio de almacenamiento es muy fácil demanejar; y pese a su reducido tamaño, ofre-ce un gran espacio para grabar archivosmusicales (figura 9); de hecho, entre susventajas se cuenta que no presenta el mo-lesto “salto” de canciones, gracias al siste-ma de compresión ATRAC3.

A

B

Modelos Joybee, que se conectan directamente al

puerto USB de la computadora, para la transferencia de

archivos. La música se almacena en una

memoria Eeprom.

Otros ejemplos de reproductores MP3 portátiles

Modelo Mambo X, de mediaX. Utiliza una memoria para la transferencia y almacenamiento de archivos.

Figura 8Reproductor de MiniDisc orientado a música MP3Figura 6

Figura 7

Figura 5


El formato MP3 y su relación con lascomputadoras personales

Al ser el MP3 un sistema de compresión dedatos musicales, su manejo por computa-dora no tiene problema alguno. Toda com-putadora, al ser una máquina de procesa-miento de datos cuya aplicación específicadepende del programa en ejecución, es sus-ceptible de codificar archivos MP3 (y, ob-viamente, de reproducirlos) a partir de otrasfuentes de audio (CD, audiocasete, radio,entrada de micrófono) siempre que cuentecon el software específico.

Existe una amplia variedad de progra-mas, que ofrecen más o menos prestacio-nes. La mayoría se descargan gratuitamentede Internet en versiones básicas, y medianteun pago se pueden ampliar sus funciones;incluso, no todos ofrecen directamente lacapacidad de codificar archivos en MP3;

solamente mediante programas externos(llamados plug-in), y que se compran porseparado, es posible acceder a esta función.

Sin embargo, la función de reproducciónde archivos MP3 prácticamente es univer-sal entre los diversos programas que seconsiguen gratuitamente de Internet. Algu-nos programas populares (y que posible-mente usted ya conoce) son los siguientes:WinAmp, RealOnePlayer, MusicMatch,Jukebox y Windows Media Player (deMicrosoft, incorporado en el sistema ope-rativo Windows). Todos ellos se puedenobtener de manera gratuita de Internet.Verifique las siguientes direcciones:www.musicmatch.com, www.real.com,www.proteron.com, etc.

Con algunos reproductores de MP3, esmás fácil pasar a formato MP3 los archivosde audio; por ejemplo, algunos modelos deBenq sólo hay que conectarlos a la PC pormedio de una conexión USB, y directamentese transforman los archivos WAV en archi-vos MP3 (figura 10A); para que esto seaposible, es necesario un pequeño progra-ma de interfaz (figura 10B), que va incluidoen el paquete en que se vende el equiporeproductor.

La voz del usuario o alguna señal deaudio en la sintonía FM de radio, tambiénpueden grabarse directamente en MP3 me-diante un micrófono (figura 11).

También existen reproduc-tores-grabadoras, que direc-tamente transforman un ar-chivo de audio normal(contenido en un CD, audio-casete e inclusoen un disco deacetato) en unarchivo de for-mato MP3. Pue-den hacerlo,porque dispo-

Figura 9

Etiqueta de

MiniDisc

Figura 10

Figura 11

A

B


nen de entradas de audio analógico (y enalgunos casos, audio digital); basta con co-nectar el equipo a una fuente análoga, paraque el contenido de ésta se transfiera al for-mato MP3. No abundaremos más al respec-to.

Estructura de un reproductor MP3

Generalmente, un reproductor portátil deformato de MP3 con memoria tipo tarjeta,consta de una o dos placas de circuito im-preso en donde se alojan unos circuitos in-tegrados de montaje superficial (SMD). Es-tos circuitos, que se encargan de controlarlas funciones de reproducción y de graba-ción de voz, cuentan con un visualizadorque va asociado a una de las tarjetas de cir-cuito impreso (o a la tarjeta única, si es elcaso); por medio de este display, se verificala información grabada; por ejemplo, elnombre de la melodía, el nombre del intér-prete, la duración total de la pieza musical,el tiempo que falta para que termine la re-producción de todos los temas, etc. Por úl-timo, en la figura 12 tenemos un diagramaque ilustra el proceso al que es sometida

Figura 12

una señal original para convertirse en ar-chivo MP3.

Algunos comentarios respectoal servicio a reproductores de MP3

Si bien no hay mucho que hablar respectoa las fallas y el servicio a estos pequeñosaparatos, por ser equipos con baja inciden-cia de fallas, y prácticamente desechablespor su bajo costo, no está de demás men-cionar que sus problemas más comunesson los falsos contactos provocados porsoldaduras frías, así como los daños queocurren en los conectores de comunicaciónal PC, en los pulsadores o en el teclado.

A su vez, las fallas más comunes en equi-pos que reproducen discos compactos conformato MP3, provienen del recuperadoróptico, del motor de giro de disco y delmotor de deslizamiento del ensamble ópti-co. También pueden ocurrir problemas,cuando se dañan los interruptores asocia-dos a este ensamble o cuando, por usar in-correctamente los programas de descarga,se graban con errores los archivos.

Salida PCM

Filtro de bancos

Filtro de bancos

Entrada PCM

FFT

Algoritmodinámico

Algoritmodinámico inverso

Cuantización Codificación Huffman

Codificación de lado

MUX

Enmascaramiento

Decuantización

Demux

MedioDecodificación

Huffman

Decodificación de lado

Agosto 2004PRÓXIMO NÚMERO (77)

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Ventas directas en el Distrito Federal:República de El Salvador No. 26,

México, D.F. Tel. 55-10-86-02México, D.F.

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Inv. Inmdta./Nómina/Jr.

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Plancomer Día Siguiente

Planauto

Hipotecario

Servicio a pagar:

Cuenta de Cheques Efectivo y/o Cheques Bancomer

Cheques Moneda Extranjera sobre:

Clase de Moneda:

En firme

Concepto CIE

Convenio CIE

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Resto delMundo

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100 635741 7 BBVA BANCOMER, S.A.,INSTITUCION DE BANCA MULTIPLE GRUPO FINANCIEROAv. Universidad 1200 Col. Xoco03339 México, D.F.

Las áreas sombreadas serán requisitadas por el Banco.

SELLO DEL CAJERO AL REVERSO BANCO

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Fecha:

Importe Moneda Extranjera

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Importe Efectivo

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TotalDepósito/Pago

Guía CIE

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Anotar el número de referencia de su depósito (éste es un ejemplo)

INSTRUCCIONES PARA LLENAR EL DEPOSITO BANCARIO (SI ES QUE UTILIZA ESTA FORMA DE PAGO)

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Enviar por correo la forma de suscripción y el giro postal.

Enviar forma de suscripción y ficha de depósito por fax o correo electrónico. Anote la fecha

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Profesión Empresa

Cargo Teléfono (con clave Lada)

Fax (con clave Lada) Correo electrónico

Domicilio

Colonia C.P.

Población, delegación o municipio Estado

Nombre Apellido Paterno Apellido Materno

Perfil tecnológico• El futuro del estándar PC

Leyes, dispositivos y circuitos• Circuitos integrados. Fundamentos y aplicaciones.

Tercera y última parte

Servicio técnico• Sincronización del nuevo mecanismo de 3 CD Sony• Probando fly-backs y transformadores de poder de

fuentes conmutadas con el CAPACheck Plus 735• Nuevos formatos y tecnologías en cámaras de video

(camcorders)• Teoría y práctica de los amplificadores de potencia y de

las redes de altavoces. Tercera de cuatro partes• Prueba de componentes en fuentes de alimentación

conmutadas

Electrónica y computación• El mundo de los microcontroladores al alcance de todos

con Niple

Sistemas informáticos• Consejos para el servicio a computadoras portátiles

Diagrama

Nota: Puede haberajustes en el planeditorial o en los títulosde los artículos, si losautores lo considerannecesario.

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