y servicio - artp - asociación de radiotécnicos de pichinchaartpecuador.com/revistas/electronica y...

ELECTRONICA y servicio ELECTRONICA y servicio

ELECTRONICA y servicio ELECTRONICA y servicio

CONTENIDOCiencia y novedades tecnológicas................. 5

Perfil tecnológico

El surgimiento de la radio...........................9Leopoldo Parra y Felipe Orozco

Leyes, dispositivos y circuitosDiodos semiconductores............................ 14Oscar Montoya Figueroa

Qué es y cómo funcionaTelefonía celular...........................................26Oscar Montoya Figueroa

Servicio técnicoCambio de cabezas en videograbadorasPanasonic.....................................................32

José Luis Orozco Cuautle

Instalación de autoestéreos,ecualizadores y amplificadores

de audio........................................................38Guillermo Palomares Orozco

Guía de fallas y soluciones en sistemasde componentes de audio...........................45

Armando Mata Domínguez

Electrónica y computaciónInstalación y configuración

de monitores................................................ 56Leopoldo Parra Reynada

Proyectos y laboratorioCircuito amplificador de potencia........... 71Oscar Montoya Figueroa

Boletín Técnico-ElectrónicoProcedimientos para localizar fallas en sintonizadores de

televisores RCA

Alvaro Vázquez Almazán

In memoriamProfr. Francisco Orozco González

Dirección editorialLic. Felipe Orozco Cuautle

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Dirección comercialProfr. J. Luis Orozco Cuautle

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AdministraciónLic. Javier Orozco Cuautle

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Profr. Armando Mata Domínguez

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Profr. J. Luis Orozco Cuautle

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Profr. Guillermo Palomares Orozco

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Editor asociadoLic. Eduardo Mondragón Muñoz

Juana Vega Parra

Colaboradores en este númeroIng. Leopoldo Parra Reynada

Ing. Oscar Montoya Figueroa

Profr. J. Luis Orozco Cuautle

Profr. Armando Mata Domínguez

Profr. Guillermo Palomares Orozco

Profr. Alvaro Vázquez Almazán

Diseño Gráfico y Pre-prensa digitalD.C.G. Norma C. Sandoval Rivero

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SuscripcionesMa. de los Angeles Orozco Cuautle

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No.6, Agosto de 1998

ELECTRONICA y servicio ELECTRONICA y servicio5 6

CIENCIA Y NOVEDADESTECNOLOGICAS

CIENCIA Y NOVEDADESTECNOLOGICAS

¡Cuidado Intel! Llega el AMD K6-2

Quienes están involucrados con el mundo de lacomputación, saben que la plataforma PC haestado dominada desde su concepción por losmicroprocesadores de Intel, siendo los circuitosque marcan la pauta tecnológica entre los fabri-cantes de “clones”. Sin embargo, cada vez lascompañías introducen mejoras que incrementanel poder de cómputo de sus microprocesadores,acercándose al desempeño de los chips de Intel,e incluso superándolos en algunos aspectos; tal

es el caso del K6-2 de Advanced Micro Devices,mejor conocida por sus siglas: AMD (figura 1).

De hecho, AMD es una compañía que desdehace muchos años se ha convertido en uno delos principales competidores de Intel en el cam-po de los microprocesadores para computadoraspersonales, y ahora trata de colocarse en unaposición de liderazgo al presentar su micropro-cesador K6-2, el cual incorpora tecnología depunta llamada “3D-Now”.

Estos microprocesadores incorporan nuevosbloques operativos, cuya función primordial esefectuar cálculos veloces de elementos en tresdimensiones (característica que los hace idea-les para los modernos juegos de computadora,así como para aplicaciones avanzadas de dise-ño y animación en tercera dimensión), comple-mentados por 21 nuevas instrucciones que sir-ven, precisamente, para hacer uso de los recur-sos adicionales incluidos en el circuito.

Esta innovación ya ha obtenido una recep-ción entusiasta por parte de los diseñadores desoftware de entretenimiento y diseño en 3D, eincluso el gigante Microsoft ha decidido modifi-car sus librerías DirectX para que los juegos quese ejecutan bajo Windows 95 o versiones supe-riores de dicho sistema operativo, puedan apro-vechar plenamente esa característica avanzada

de los microprocesadores de AMD. Por si estofuera poco, otros fabricantes (como Cyrix yCentaur Technologies) han aceptado incorporarlas características de 3D-Now en sus futurosprocesadores, lo que puede significar un serioreto al predominio de Intel en la plataforma PC.

Una ventaja adicional que de ninguna mane-ra puede ser pasada por alto, es que el precio deventa del K6-2 es menor que el de procesadoresde Intel equivalentes en desempeño. Un mayorpoder de cómputo a un menor precio, puede seruna combinación peligrosa para el gigante deSanta Clara, California.

Una computadora en su mano:la Sharp SE-300

Los organizadores electrónicos personales, hanevolucionado hasta alcanzar prácticamente elpoder de una computadora personal de bajo ni-

vel, aunque sin hacer a un lado su objetivo ori-ginal: agendar citas, registrar el directorio, ha-cer seguimientos de control de proyectos, e in-cluso llevar una contabilidad básica. Y todo, enun pequeño aparato que cabe en la palma de lamano y con una simple presión sobre la panta-lla sensible al tacto.

Un ejemplo representativo de estos aparatosportátiles, es la agenda electrónica Sharp SE-300,la cual se viene a añadir a dispositivos como elNewton de Apple o el PalmPilot de 3Com, con laventaja de que su tamaño es muy reducido parala amplia variedad de prestaciones que ofrece(figura 2).

Cabe mencionar que los organizadores per-sonales, no obstante sus ventajas, no han teni-do el éxito esperado por los fabricantes; sin em-bargo, los avances en la tecnología de fabrica-ción de microprocesadores han permitido fabri-car equipos cada vez más pequeños, veloces,poderosos, con menores requerimientos de ener-

Figura 1 Figura 2

Clipbook

Activities

Contacts

Expense

Notes

Menu

Off

Sync

Clock

Calc

Backlight


gía y, tal vez lo mejor, más baratos. La posibili-dad de masificación de estos aparatos ya estáabierta.

¿Un traductor manual de textos escritos?

Entre los dispositivos ingeniosos que han apa-recido recientemente, merece una atención es-

pecial el “Qicktionari”, producido por la compa-ñía Innovations (figura 3A).

Este aparato, cuyo aspecto es el de un termó-metro electrónico inusualmente grande, incluyeen diminuto escáner en la punta, con el que esposible explorar línea por línea un texto impre-so, para entonces hacer un reconocimiento delos caracteres leídos y traducirlos en otro idio-ma.

Naturalmente que este concepto representaun gran avance en relación con los traductoresde teclado, en los cuales el usuario debe intro-ducir letra por letra los textos o palabras.

Sin embargo, su desventaja es que, por lo me-nos en este modelo, no es posible manejar va-rios idiomas y la traducción es unidireccional,es decir, sólo traduce del inglés al francés y noal contrario ni en otros idiomas. Mas es cues-tión de tiempo para que evolucione el conceptoy sea posible tener un traductor de bolsillo muyversátil.

Proceso digital de luz en pantallasde televisión

El más reciente de los sistemas para el desplie-gue de imágenes que no se basan en el tubo derayos catódicos, es el DLP (siglas de Digital LightProcessor o procesador de luz digital). Este es uninvento de la compañía Texas Instruments, em-

Figura 3B

Figura 3A

Figura 4

Espejo Estructura básica de unmicro-espejo dentro de

un DMD.

Punto detorsión

Yugo Tope

presa que normalmente asociamos con la pro-ducción de circuitos digitales, microprocesa-do-res y calculadoras; sin embargo, en sus labora-torios ha diseñado y comenzado a producir esterevolucionario sistema.

El DLP basa su funcionamiento en una obleade silicio en donde se han grabado más de 2

Figura 6

Figura 4 millones de minúsculos espejos (a esta pastillasemiconductora se le ha denominado DMD, si-glas de Digital Micromirror Device o dispositivode micro-espejos digitales), los cuales, debido aun método muy avanzado tecnológicamente soncapaces de girar en pequeños ángulos (±10 gra-dos, figura 4).

Entonces, al aplicar una luz brillante a travésde un disco rotatorio con filtros de los tres colo-res primarios (figura 5) y activando los espejospor tiempos muy definidos, se pueden obtenerhasta 256 tonos distintos de rojo, verde o azul,los cuales combinadamente pueden desplegarmás de 16 millones de colores.

Estas pantallas han salido ya de la etapa ex-perimental y empezado a comercializarse enforma masiva, aunque por el momento su altocosto los coloca por encima del presupuesto delpúblico en general (vea en la figura 6 una foto-grafía de unos chips ya listos para su venta, yuna serie de microfotografías donde se apreciala estructura de uno de estos micro-espejos).Esperamos los resultados.

ELECTRONICA y servicio ELECTRONICA y servicio109

EL SURGIMIENTODE LA RADIO

Primera de dos partes

EL SURGIMIENTODE LA RADIO

Primera de dos partes

Leopoldo Parra y Felipe Orozco

En el artículo “El Galvanismo y lasRadiocomunicaciones” (No. 4),

mencionamos que, inspirado en lasinvestigaciones sobre la

correspondencia entre losfenómenos magnéticos y eléctricos,

el científico escocés James ClerkMaxwell, predijo mediante una seriede ecuaciones que llevan su nombre,

que toda perturbación eléctrica omagnética produce a cualquier

distancia un efecto electromagnéticoque se propaga a la velocidad de la

luz; es decir, demostró teóricamentela existencia de las ondas de radio.

Cuatro años más tarde, HeinrichHertz demostró empíricamente la

equivalencia entre las ondas de luz ylas ondas electromagnéticas,

sentando así las bases definitivaspara las radiocomunicaciones.

Los experimentos de Faraday

Como ya explicamos en un artículo anterior, aun-que se realizaron múltiples experimentos sobreelectricidad y magnetismo antes de MichaelFaraday (figura 1), fue este investigador inglésquien descubrió la estrecha relación que existeentre ambos tipos de fenómenos.

Fue precisamente Faraday quien descubrióque cuando en una bobina circula una corrienteeléctrica, se produce un campo magnético pro-porcional a la corriente circulando, y a la inver-sa: cuando a una bobina se aplica un campomagnético externo, en sus extremos aparece unavariación de voltaje (figura 2).

Este descubrimiento, aparentemente tan sen-cillo, es la base sobre la cual funcionan prácti-camente todos los aparatos eléctricos que nosrodean en nuestra vida cotidiana, desde el mo-tor de un auto de juguete hasta los grandes trans-formadores que sirven para distribuir el fluidoeléctrico en las grandes ciudades.

Los planteamientos de Maxwell

En la década de 1860, el físico inglés James ClerkMaxwell, con una gran lucidez que asombra in-cluso a los científicos contemporáneos, puso al

descubierto en forma teórica la estrecha relaciónque existe entre los campos eléctricos y magné-ticos; postulando que una carga eléctrica enmovimiento produciría en su alrededor un cam-po magnético variable, el cual, a su vez, induci-ría un campo eléctrico, y así sucesivamente (fi-gura 3). Esto, a su vez, se traduciría en la gene-ración de una onda electromagnética que se ori-gina en la carga eléctrica variable y viaja en to-das direcciones (estos trabajos se publicaron enconjunto hasta 1873).

Sus cálculos teóricos le permitieron determi-nar que esta onda electromagnética se propaga

a la misma velocidad que la luz, lo que lo llevó ala conclusión de que la energía luminosa no erasino otra manifestación de este tipo de ondas

En 1831, Michael Faraday, descubrió yobservó físicamente la inducciónelectromagnética. Primeramente, Fara-day colocó limaduras de hierro en unahoja de papel, colocó debajo de ella unimán y golpeó ligeramente la hoja paraque las limaduras reaccionaran a lafuerza del imán; con este sencilloexperimento, Faraday descubrió que lainfluencia de los imanes se manifestabaen forma de “líneas de fuerza”, mismasque forman un “campo magnético” que vadesde un polo del imán hasta el otro.

Michael Faraday

Polo surPolo norte

Líneas de fuerza

Polo surPolo sur

Líneas de fuerza

Figura 1

Campo magnético

Electricidadinducida

Otro de los descubrimientos de Faraday, fue la inducción de oltaje en una espira en movimiento, lo que daría origen a lasdinamos generadoras que se utilizan para la generaciónde electricidad.

Cor

rient

e va

riabl

e

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

James ClerkMaxwell

Figura 2 Figura 3


(un salto imaginativo sorprendente para la cien-cia de la época).

Las ondas de radio y el espectroelectromagnético

Tan sólo faltaba la comprobación práctica deestas teorías, y ésta fue conseguida por los ex-perimentos de un físico alemán: Heinrich Hertz,quien utilizando una cámara de chispas y un arometálico receptor (figura 4) corroboró la existen-cia de las ondas electromagnéticas. El fundamen-to de este experimento fue el siguiente: si efecti-

vamente en las cargas eléctricas en movimientorepresentadas por la chispa eléctrica se genera-ba una serie de ondas electromagnéticas, el aroreceptor captaría parte de esta onda y la trans-formaría nuevamente en señal eléctrica, hacien-do saltar una chispa de menor tamaño, pero per-fectamente sincronizada con la chispa principalentre las puntas del aro receptor.

Debido a lo rudimentario del experimento,Hertz tuvo que hacer grandes esfuerzos para lo-calizar los puntos en que la inducción electro-magnética sobre el aro metálico estuviera en supunto máximo; sin embargo, una vez obtenidala chispa inducida en el aro metálico, eso bastópara demostrar en la práctica la validez de lasteorías de Maxwell. Precisamente, en honor aHertz, se ha denominado con su nombre una delas variables fundamentales en el comportamien-to de las ondas electromagnéticas (y en generalde todo tipo de oscilaciones): los ciclos por se-gundo (figura 5).

La telegrafía sin hilos

Incluso cuando Hertz descubrió la existencia delas ondas electromagnéticas, todos estos expe-rimentos no pasaban de ser curiosidades de la-boratorio; fue hasta que un investigador italia-no, Guglielmo Marconi, quien al estudiar los des-cubrimientos realizados por Hertz, llegó a la con-clusión de que las ondas electromagnéticas po-

Chispainducida

Aro metálicoreceptor

Chispaeléctrica

Figura 4

Figura 5

Hertz confirmóexperimentalmente elconcepto de ondaelectromagnéticaintroducido porMaxwell,demostrando así quela electricidad puedetransmitirse en formade ondas.electromagnéticas.

dían utilizarse para la transmisión instantáneade información a distancia (figura 6).

Para conseguir la transmisión de datos pormedio de ondas de radio, Marconi utilizó unacámara de chispas, la cual producía en su inte-rior un arco eléctrico al aplicarle la señal de uncapacitor. Para comprobar si efectivamente sepodía aprovechar la onda resultante a distancia,le pidió a su hermano que llevara la cámara a unsitio alejado de su casa y detrás de una colinacercana, de modo que no hubiera contacto vi-sual entre ambos: al momento en que se aplicóa la cámara de chispas una serie de pulsos deactivación en código Morse, Marconi fue capazde recibirlos con gran claridad, quedando así

Cuando la cámara de chispas comienza afuncionar, la antena recibe la inducción de voltajey lo convierte en electricidad, de modo que seescucha en la bocina conectada en los extremosdel lazo de recepción.

Cámara de chispas

Antena de recepción

Bocina captora

Experimento de Marconi

Figura 6

Figura 7

Las técnicas de Marconi fueron labase para el desarrollo de la radio.

demostrada la posibilidad de la comunicación adistancia sin necesidad de los cables hilos tele-gráficos (figura 7).

Marconi viajó por toda Europa y Américapromocionando su descubrimiento, hasta que afinales del siglo pasado y principios del presentefue reconocido como el primero en desarrollarun uso práctico para las ondas electromagnéti-cas; por ejemplo, en 1899 logró establecer lacomunicación entre Europa continental e Ingla-terra por medio de ondas radiales, e incluso en1901 consiguió una transmisión transatlánticaentre Europa y América, hecho que definitiva-mente lo consagró como el padre de la radio (dehecho, para 1902 ya se había establecido un ser-vicio de radio-cables regular entre Europa yAmérica). Como reconocimiento a estos descu-brimientos, Marconi recibió el Premio Nobel defísica en 1909.

A pesar del gran avance que representó parala época el desarrollo de la telegrafía sin hilos,aún quedaban diversos aspectos que resolverpara que pudiera desarrollarse un sistema deradiotransmisión moderno, capaz de transmitirno sólo pulsos en código Morse, sino tambiénsonidos, voces, música, etc. Tuvo que desarro-llarse una rama de la física para que la radio co-mercial fuera una realidad: la electrónica.

Concluye en el próximo número

Heinrich Hertz

Laboratorio de Hertz


DIODOSSEMICONDUCTORES

DIODOSSEMICONDUCTORES

Oscar Montoya Figueroa

En este artículo revisaremos elprincipio de operación de los

diodos semiconductores,concretando nuestra

explicación en elfuncionamiento y aplicaciones

de los diversos tipos queactualmente se utilizan de

manera común: rectificadores,zener, de corriente constante,

de recuperación en escalón,invertidos, túnel, varicap,

varistores y LED’s.

Introducción

Recordemos que un semiconductor es un mate-rial (generalmente silicio o germanio) cuyas ca-racterísticas de condución eléctrica han sidomodificadas. Para esto, como sabemos, ha sidocombinado, sin formar un compuesto químico,con otros elementos.

A este proceso de combinación se le llamadopado. Por medio de éste, se consiguen básica-mente dos tipos de materiales: tipo N, en los quese registra un exceso relativo de electrones den-tro del material, y tipo P, en los que se presentaun déficit de electrones (figura 1).

Los dispositivos electrónicos se forman condiferentes combinaciones de materiales tipo P yN, y las características eléctricas de cada uno deellos están determinadas por la intensidad deldopado de las secciones de semiconductores, asícomo por el tamaño y organización física de losmateriales. Gracias a esto es posible fabricar, porejemplo, un transistor para corrientes pequeñasy otro para corrientes elevadas, aunque la for-ma básica de los dos sea la misma.

Diodos semiconductores

Los diodos realizan una gran variedad de fun-ciones; entre ellas, la rectificación de señales de


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corriente alterna en fuentes de poder y en ra-dios de AM, reguladores de voltaje, formadoresde onda, duplicadores de voltaje, selectores defrecuencia, detectores de FM, disparadores,indicadores luminosos, detectores de haz, gene-radores láser, etc. Las aplicaciones de los dio-dos son muchas y muy variadas; de ahí la im-portancia de conocerlos más a fondo.

Los diodos semiconductores, como su nom-bre lo indica, son dispositivos conformados pordos secciones de material semiconductor, unatipo P y la otra tipo N. Su nombre proviene de lacontracción de las palabras “dos electrones”, eninglés. En la actualidad, la palabra "diodo" seutiliza de manera más amplia para definir amuchos dispositivos semiconductores que úni-camente tienen dos terminales de conexión; esto,a pesar de que su formación interna sea de másde dos secciones de material semiconductor. Ala sección P de un diodo se le conoce con el nom-bre de "ánodo", y a la sección N con el de"cátodo". Para entender la forma en que traba-jan los diodos semiconductores, comenzaremosnuestro análisis a partir de un diodo de dos sec-ciones de características generales.

En un diodo, su sección N tiene impurezasque le permiten tener un exceso de electroneslibres en su estructura; así, dicha sección se hacede cierta forma negativa. Y como en su secciónP las impurezas provocan un déficit de electro-nes libres, la misma se torna positiva. Cuandono hay un voltaje aplicado en las secciones deldiodo, se desarrolla un fenómeno interesante enla unión P-N: los electrones libres de la secciónN se recombinan (se unen) con los huecos cer-canos a la unión de la sección P. A esta recombi-

nación en la unión del diodo, se le denomina"dipolo". La formación de dipolos en la zona deunión, hace que en esa parte se registre un défi-cit de portadores; por eso se le llama "zona dedeplexión" (figura 2).

Cada dipolo tiene un campo eléctrico entrelos iones positivo y negativo. Los electrones sonrepelidos por este campo, cuando tratan de cru-zar la zona de deplexión para recombinarse conhuecos más alejados del otro lado. Con cadarecombinación aumenta el campo eléctrico, has-ta que se logra el equilibrio; es decir, se detieneel paso de electrones del semiconductor tipo Nhacia el tipo P. El campo eléctrico formado porlos iones, se denomina "barrera de potencial";para los diodos de germanio, es de 0.3 volts; paralos diodos de silicio, es de 0.7 volts.

Si se conecta una fuente de potencial eléctri-co (por ejemplo, una pila o batería) a las termi-nales del diodo, de forma que el polo positivo de

la fuente coincida con la sección P del diodo y elpolo negativo con la sección N, se dice que eldiodo está en polarización directa. Pero cuandoel polo positivo se conecta a la sección N deldiodo y el polo negativo a la sección P, entoncesel diodo está polarizado de manera inversa.

Cuando el diodo se encuentra en polarizacióndirecta, los electrones libres de la sección N ylos huecos de la sección P son repelidos hacia launión P-N debido al voltaje aplicado por la fuen-te externa. Si el voltaje de polarización es másgrande que el valor de la barrera de potencial,entonces un electrón de la sección N cruzará através de la unión para recombinarse con unhueco en la sección P. El desplazamiento de loselectrones hacia la unión, genera iones positi-vos dentro de la sección N, los cuales atraen alos electrones del conductor externo hacia el in-terior del cristal. Una vez dentro, los electronespueden desplazarse también hacia la unión pararecombinarse con los huecos de la sección P,mismos que se convierten en electrones de va-lencia y son atraídos por el polo positivo del con-ductor externo; entonces salen del cristal(semiconductor P), y de ahí se dirigen hacia labatería (figura 3).

El hecho de que un electrón de valencia en lasección P se mueva hacia el extremo izquierdo,es equivalente a que un hueco se desplace haciala unión. Este proceso de flujo de corriente en eldiodo se mantiene, en tanto exista la polariza-ción directa con el valor de voltaje mayor a labarrera de potencial.

Si el diodo está polarizado de manera inver-sa, los huecos de la sección P son atraídos haciael polo negativo de la batería y los electrones dela sección N son atraídos hacia el polo positivo.Puesto que huecos y electrones se alejan de launión, la zona de deplexión crece de acuerdocon el valor del voltaje inverso aplicado a lasterminales del diodo. Por tanto, la zona dedeplexión deja de aumentar cuando tiene unadiferencia de potencial igual al valor de la ten-sión inversa aplicada. Con la zona de deplexiónaumentada, no circula entonces corriente eléc-trica; la razón es que el dispositivo, en cierta for-ma, aumentó al máximo su resistencia eléctricainterna (figura 4).

Aunque de manera práctica consideremos queno hay flujo de corriente eléctrica a través deldiodo en polarización inversa, realmente sí segenera un pequeño flujo de corriente eléctricainversa. El calor del ambiente, hace que de ma-nera espontánea se generen pares "hueco-elec-trón" suficientes para mantener un diminuto flujode corriente eléctrica. A la corriente eléctrica in-versa también se le conoce como "corriente deportadores minoritarios". Hay otra corriente quese genera de manera paralela a la corriente in-versa, y es la eléctrica superficial de fugas; éstaes producida por impurezas en la superficie delcristal e imperfecciones en su estructura inter-na.

P N

- - -

-

- - -

-

-

- Electrón

-

-

-

+ + +

+

- - -

-

+

+ Hueco

+ +

Desplazamiento de los electrones en un diodo en polarización directa

Figura 3

PN

---

+ -

++

+

Cuando un diodo se polariza de manera inversa, no circulacorriente eléctrica a través de él, y la barrera de potencialen la zona de deplexión se hace muy grande.

Zona de deplexión

Figura 4

+ + +

+ + +

+ + +

+ + +

Si Si

Si Si Si

Al Si Si

Si Si Si

P

Cuando a un material semiconductor seintroducen impurezas (por ejemplo aluminio),sus características eléctricas son modificadasy entonces se genera un déficit relativo ensu estructura.

Cuando se introducen impurezas de fósforo en un cristalsemiconductor, se aumenta el número de electrones relativo.

P N

Figura 1

P NAnodo

Anodo

Cátodo

Cátodo

Diodo semiconductor no polarizado

Símbolo esquemático del diodo rectificador

Zona de deplexión

Figura 2


18

Los diodos tienen un valor de voltaje inversomáximo, que puede ser aplicado en sus termi-nales sin ser destruido. Este valor depende de laconstrucción interna del diodo. Para cada diodo,el fabricante especifica el valor de voltaje inverso.

Para efectos prácticos, se considera al diodocomo si fuera perfecto; es decir, en polarizacióndirecta porque así no presenta resistencia eléc-trica (permite el paso libre de la corriente); enpolarización inversa tiene una resistencia infi-nita, y por eso no permite el paso de la corrienteeléctrica. En la práctica se utilizan las dos for-mas de polarizar al diodo y se aplican voltajes ycorrientes diversas, de manera que el diodo fun-cione dentro de diferentes puntos de operación,según sea la función que de él se desea.

Si a un diodo en polarización inversa se leaumenta continuamente el valor del voltaje apli-cado, se llegará al punto de ruptura; entonces eldiodo conducirá de manera repentina y descon-trolada la corriente eléctrica. Sabemos que enpolarización inversa hay una diminuta corrientede fuga; pero cuando el valor del voltaje inversoaumenta, los electrones de la corriente de fugaincrementan su energía; y cuando los electro-nes adquieren energía suficientemente grande,chocan contra los átomos del material y así seliberan los electrones de éstos -que a su vez sesuman a la corriente eléctrica de fuga. Este pro-ceso se sucede en cadena; de modo que si unelectrón libera a dos, éstos liberarán a otros dosy así sucesivamente; por eso es que la corrientecrece muy rápido.

Mediante una gráfica se puede representar elcomportamiento del diodo en términos de co-rriente y voltaje. El fabricante de semiconductoresproporciona una curva característica para cadatipo de diodo; en ella se representan las varia-ciones de corriente, dependiendo del voltaje apli-cado en sentido directo e inverso.

En la figura 5, se muestra la gráfica represen-tativa de un diodo semiconductor. El eje hori-zontal representa el voltaje aplicado al diodo(hacia la izquierda indica el voltaje en polariza-ción inversa, y hacia la derecha el voltaje en po-larización directa); el eje vertical, representa lacorriente que circula a través del diodo (haciaarriba indica corriente en sentido directo, y ha-

cia abajo corriente en sentido inverso). La gráfi-ca se divide en dos partes: la zona de polariza-ción directa y la de polarización inversa.

En la zona de polarización directa, se obser-va que no hay conducción a través del diodoantes de que se alcance el voltaje del umbral dela barrera de potencial. Una vez que el voltajees mayor que este valor, la conducción de la co-rriente aumenta a pequeñas variaciones de vol-taje.

En la zona de polarización inversa, el diodose mantiene sin conducir hasta que se llega a latensión de ruptura en donde la corriente en sen-tido inverso a través de él, se hace muy grande.En la gráfica, podemos ver que el voltaje de rup-tura es muy grande en comparación con la ten-sión de la barrera de potencial.

En general, el diodo semiconductor actúacomo un dispositivo no lineal, ya que su curvacaracterística no tiene un comportamiento decrecimiento suave; más bien presenta variacio-nes abruptas, según el voltaje aplicado. Esta ca-racterística eléctrica del diodo es aprovechadapor los fabricantes, para producir semiconduc-tores con aplicaciones específicas.

Diodos rectificadores

Un diodo rectificador es uno de los dispositivosde la familia de los diodos más sencillos. Se cons-

truye para operar entre voltajes no muy altos depolarización directa, y entre voltajes en sentidoinverso que no alcanzan la tensión de ruptura.El nombre "diodo rectificador" procede de suaplicación, la cual consiste en separar los ciclospositivos de una señal de corriente alterna.

Si se aplica al diodo una tensión de corrientealterna durante los medios ciclos positivos, sepolariza en forma directa; de esta manera, per-mite el paso de la corriente eléctrica. Pero du-rante los medios ciclos negativos, el diodo se po-lariza de manera inversa; con ello, evita el pasode la corriente en tal sentido.

Durante la fabricación de los diodos rectifi-cadores, se consideran tres factores: la frecuen-cia máxima en que realizan correctamente sufunción, la corriente máxima en que pueden con-ducir en sentido directo y las tensiones directa einversa máximas que soportarán.

Una de las aplicaciones clásicas de los dio-dos rectificadores, es en las fuentes de alimen-tación; aquí, convierten un voltaje de corrientealterna en un voltaje de corriente directa. Entrelas matrículas de los dispositivos que encontra-remos están los 1N4001 y 1N4002, con un encap-sulado plástico tipo 59-04 (figura 6).

Los diodos rectificadores para bajas frecuen-cias tipo Schottky, son excelentes dispositivoscuando trabajan con señales de baja frecuencia;sin embargo, con fuentes de poder de alta fre-cuencia son útiles. También se utilizan como dio-dos de protección de polaridad y como diodoslógicos en circuitos tipo OR. El MBR2535CTL con-duce en sentido directo hasta 25 ampers, sopor-ta un voltaje en sentido directo de 25 volts y seencuentra encapsulado en un empaque TO-220AC (figura 7). El modelo MBRS130TL3 puede

conducir una corriente en sentido directo de has-ta un amper, soporta un voltaje de 30 volts y estáencapsulado en un empaque de soldadura su-perficial tipo SMB (figura 8).

Los MEGAHERTZ son un conjunto de rectifi-cadores ultra-rápidos, diseñados para proveergran eficiencia en la conmutación de señales demuy alta frecuencia en fuentes de poder; no obs-tante, también se utilizan como correctores defactor en circuitos de potencia. Un ejemplo deeste tipo de diodos lo tenemos en el MURH840CT,que puede conducir una corriente en sentido di-recto de hasta 8 ampers, soporta un voltaje depolarización de hasta 400 volts y tiene un tiem-po de recuperación 28 nanosegundos (tiemponecesario para conmutar entre estado de con-ducción y de no conducción).

Los SCANSWITCH, son rectificadores ultra-rápidos que ofrecen alto rendimiento cuando sonutilizados en monitores de muy alta resolucióny en estaciones de trabajo en donde se requierede un tiempo de recuperación muy corto y devoltajes de polarización de 1200 a 1500 volts.Como ejemplo tenemos al MRU5150E, que so-porta una corriente en sentido directo de hasta

Figura 7

Figura 6

Figura 8

Diodo rectificador

Encapsulado 59-04

La banda sobre el cuerpo del diodoindica la terminal del cátodo.

Encapsulado TO-220 AC

El cátodo esta conectadoal cuerpo del diodo

1. Cátodo2. Anodo 1

2Rectificador SCHOTTKY

Diodo encapsulado SMB, para circuitos de montajesuperficial.

El cátodo se indica con la muesca

Corriente ensentido directo

Voltaje positivo(polarización

directa)

Corriente en sentido inverso

Voltaje negativo(polarización

inversa)

Curva característica de un diodo semiconductorgenérico

Figura 5


5 ampers, un voltaje de polarización de 1500volts y tiene un tiempo de recuperación de 175nanosegundos.

El supresor de transitorios para sistemas deautomóviles, es un dispositivo que ofrece pro-tección de picos de alto voltaje en el sistema eléc-trico del automóvil. La protección proporciona-da por el diodo incluye el fenómeno denomina-do “LOAD DUMP” (carga de basura), que ocurredurante el desplazamiento del automóvil mien-tras la batería se mantiene desconectada del sis-tema. Un ejemplo de este tipo de diodos es elMR2535L, el cual soporta una corriente en sen-tido directo de hasta 35 ampers, un voltaje depolarización de 20 volts y una corriente de 110ampers para un transitorio durante 10 milise-gundos. La temperatura máxima a la que puedefuncionar sin sufrir daños en su estructura, esde 110ºC.

En el mercado de semiconductores han apa-recido un nuevo tipo de diodos conocidos comoSWITCHMODE. Se trata de rectificadoresSchottky de potencia, para alta frecuencia y bajovoltaje; estas características se logran gracias ala unión de silicio y metal. A diferencia de lasuniones clásicas de silicio – silicio, este tipo dediodos pueden conmutar en tiempos menores a10 nanosegundos y se construyen para rangosde corriente que van desde 0.5 a 600 ampers ycon voltajes inversos de hasta 200 volts. La uniónsoporta temperaturas que van de 125ºC a 175ºC;el cátodo del dispositivo siempre se conecta alencapsulado.

Un modelo muy sencillo de diodos rectifica-dores construidos con germanio, tiene amplio

uso como detector de señales de AM. Una señalde Amplitud Modulada transporta la información,modificando así la amplitud de una señal quesirve de transporte (Portadora). Cuando se reci-be en un radio la señal, el diodo se encarga deseparar los semiciclos positivos a partir de loscuales se separa la señal original. Si tiene opor-tunidad de observar la tablilla de circuito impre-so de un radio de AM, fácilmente localizará eldiodo de germanio -ya que éste tiene un encap-sulado en vidrio transparente- (figura 9).

Diodos zener

Los diodos zener basan su principio de opera-ción en el efecto de emisión de campo intenso,el cual se produce debido a una alta concentra-ción del campo eléctrico entre los átomos de laestructura cristalina del dispositivo. Un diodozener es básicamente un diodo de unión, peroconstruido especialmente para trabajar en lazona de ruptura del voltaje de polarización in-versa; por eso algunas veces se le conoce con elnombre de "diodo de avalancha". Su principalaplicación es como regulador de voltaje; es de-cir, como circuito que mantiene el voltaje de sa-lida casi constante, independientemente de lasvariaciones que se presenten en la línea de en-trada o del consumo de corriente de las cargasconectadas en la salida del circuito.

El diodo zener tiene la propiedad de mante-ner constante el voltaje aplicado, aun y cuandola corriente sufra cambios. Para que el diodo ze-ner pueda realizar esta función, debe polarizarsede manera inversa. Generalmente, el voltaje de

polarización del diodo es mayor que el voltajede ruptura; además, se coloca una resistencialimitadora en serie con él; de no ser así, condu-ciría de manera descontrolada hasta llegar alpunto de su destrucción (figura 10).

En muchas aplicaciones de regulación de vol-taje, el diodo zener no es el dispositivo que con-trola de manera directa el voltaje de salida deun circuito; sólo sirve de referencia para un cir-cuito más grande; es decir, el zener mantieneun valor de voltaje constante en sus terminales.Este voltaje se compara mediante un circuitomayor a transistores o con circuito integradoscon un voltaje de salida.

El resultado de la comparación permite defi-nir la acción a efectuar: aumentar o disminuir lacorriente de salida -según sea necesario-, a finde mantener constante la tensión de salida. Esimportante hacer notar que los diodos zener seconstruyen especialmente para que controlensólo un valor de voltaje de salida; por eso es quese compran en términos del voltaje de regula-ción. A continuación mostramos una tabla conlos voltajes de regulación y la matrícula del dio-do zener que le corresponde:

Voltaje Matrícula(Volts)

1.8 1N46782.0 1N46792.2 1N46802.4 1N43702.5 1N2222B

Figura 10

Figura 11

+I

+V

-I

-V

Curvacaracterística

Zona de ruptura zener

Símbolo esquemático deun diodo zener

Los diodos zener sepolarizan de manera inversa

+

-

DO-35

Encapsulado en vidriopara un diodo zener

6.8 1N46928.2 1N756B9.1 1N469612 1N469918 1N967B

Todos los dispositivos señalados, tienen la ca-pacidad de disipar una potencia de hasta 500miliwatts. Se construyen en un encapsulado devidrio tipo DO-35; mediante una banda sobre elcuerpo del diodo, se indica el cátodo. En los va-lores de voltaje proporcionados por los fabrican-tes, se consiguen diodos zener para voltajes deregulación de hasta 400 volts (figura 11).

Diodos de corriente constante

Estos diodos funcionan de manera inversa a losdiodos zener. En vez de mantener constante elvoltaje en sus terminales, estos diodos mantie-nen constante el consumo de corriente; por esose les conoce como "diodos reguladores de co-rriente". Son dispositivos que mantienen enton-ces constante el consumo de corriente, indepen-dientemente de las variaciones de voltaje.

Figura 9Diodo de germanio

Señal del R. F.Señal recuperada

Una señal de AM puede rectificarse con un diodo, paraobtener la información contenida en la envolvente.


El diodo 1N5305 es regulador de corriente conun valor de corriente de 2 miliampers y un vol-taje aplicable de 2 a 100 volts.

Diodos de recuperación en escalón

El diodo de recuperación de escalón tiene undopado especial, ya que la densidad de los por-tadores disminuye cuanto más cerca está de launión de las secciones de semiconductor. Estadistribución poco común de portadores, generaun fenómeno conocido como “desplome en in-verso”.

Si se aplica una tensión de corriente alternaen las terminales del dispositivo durante lossemiciclos positivos de la onda de corriente al-terna, el diodo se comporta igual que un diodorectificador común. Pero durante los semiciclosnegativos, la corriente inversa aparece sólo du-rante un tiempo muy corto, reduciéndose repen-tinamente hasta cero.

La corriente de desplome de un diodo de re-cuperación de escalón, está plagada de frecuen-cias armónicas; éstas pueden ser filtradas, paraobtener una señal senoidal de una frecuenciamás alta. Esta es la razón por la que los diodosde recuperación son ampliamente utilizados comomultiplicadores de frecuencia; es decir, para cir-cuitos en donde la frecuencia de salida es unmúltiplo de la frecuencia de entrada (figura 12).

Diodos invertidos

Los diodos zener tienen voltajes de ruptura su-periores a los 1.8 volts. Si se incrementa el nivelde dopado del diodo (o sea, si aumenta el nú-mero de impurezas en el cristal), se logra que elefecto zener de regulación se suceda cerca delos 0 volts. La conducción en polarización di-recta se logra a partir de los 0.7 volts; pero laconducción inversa (punto de ruptura) se iniciaa partir de los –0.1volts. A los diodos que tienenesta característica se les conoce con el nombrede "diodos invertidos", ya que conducen mejoren polarización inversa que en polarización di-recta.

Una de las aplicaciones de los diodos inverti-dos, es para rectificar señales débiles cuyas am-

plitudes pico a pico se encuentran entre 0.1 y0.7 volts.

Diodos túnel

Si durante su construcción a un diodo invertidose le aumenta el nivel de dopado, se puede lo-grar que su punto de ruptura ocurra cerca de los0 volts. Los diodos construidos de esta manera,se conocen como "diodos túnel". Estos disposi-tivos presentan una característica de resisten-cia negativa; esto es, si aumenta el voltaje apli-cado en las terminales del dispositivo, se produ-ce una disminución de la corriente (por lo me-nos en una buena parte de la curva característi-ca del diodo). Este fenómeno de resistencia ne-gativa es útil para aplicaciones en circuitos dealta frecuencia como los osciladores, los cualespueden generar una señal senoidal a partir de laenergía que entrega la fuente de alimentación(figura 13).

Diodo varicap

El diodo varicap es un dispositivo semiconductorque puede controlar su valor de capacitancia en

términos del voltaje aplicado en polarizacióninversa. Esto es, cuando el diodo se polarizainversamente no circula corriente eléctrica a tra-vés de la unión; la zona de deplexión actúa comoel dieléctrico de un capacitor; las secciones desemiconductor P y N del diodo hacen las vecesde las placas de un capacitor; la capacitancia quealcanza el capacitor que se forma, es del ordende los pico o nanofaradios.

Cuando varía el voltaje de polarización inver-sa aplicada al diodo, aumenta o disminuye deigual forma la zona de deplexión. En un diodo,esto equivale a acercar o alejar las placas de uncapacitor.

Cuando las placas de un capacitor se separanentre sí, la capacitancia del mismo se reduce;pero si éstas se acercan, la capacitancia aumen-ta. El mismo efecto ocurre cuando se modificala polarización al diodo.

Los diodos varicap se controlan mediante elvoltaje que se les aplica; por lo que el cambio decapacidad se puede hacer mediante otro circui-to de control, ya sea digital o analógico. Las apli-caciones de los varicap son la mayoría de lasveces en circuitos resonantes, los cuales permi-ten seleccionar una señal de una frecuencia es-pecífica, de entre muchas señales de diferentesvalores.

Este tipo de circuitos se encuentran común-mente en videograbadoras y televisores, comocircuitos de selección de canales; en radiorrecep-tores de FM, sirven para separar la componentede audio de la portadora de alta frecuencia, etc.(figura 14).

Figura 14

Símbolo esquemáticode un diodo varicap

Los diodos varicap se utilizan encircuitos sintonizados, para realizarde manera automática la selección de señales de frecuencias específicas.

Señal de F.M. Señal recuperada

Con ayuda de los diodos varicap, se puede extraerla señal moduladora de una señal portadora de F.M.

Diodos varistores

Los relámpagos que se producen durante unatormenta eléctrica, los motores eléctricos y losfallos comunes en la red de alimentación comer-cial, inducen picos de alto voltaje o variacionesen la forma de onda, en el voltaje de línea quellega a las casas. A tales picos y variaciones, seles conoce con el nombre de "transitorios".

Un pico de alto voltaje tiene una duración muypequeña, pero alcanza valores de 500 a 2000volts. La continua presencia de transitorios enla red, poco a poco causa la destrucción de loscircuitos que contienen los aparatos electróni-cos; por eso es que para prolongar la vida deéstos, es necesario adecuar ciertas protecciones.En algunos casos se utilizan filtros entre la líneay el primario del transformador del aparato, o seocupan circuitos estabilizadores de línea.

Uno de los dispositivos empleados para esta-bilizar la línea, es el varistor; también es cono-cido como "supresor de transitorios". Este dis-positivo equivale a dos diodos zener conecta-dos en paralelo, pero con sus polaridades inver-tidas y con un valor de voltaje de ruptura muyalto (figura 15).

Los varistores son construidos para diferen-tes valores de voltaje de ruptura; por ejemplo,un varistor con un voltaje de ruptura de 180 voltsconectado a la línea comercial de 127 volts, semantendrá como un dispositivo inactivo hastaque en sus extremos se presente un transitoriocon un voltaje igual o superior a los 180 volts;entonces el dispositivo se dispara, conduciendo

Figura 12

Figura 13

Diodo de recuperación de escalon

Los diodos de recuperación de escalon son utilizados comocircuitos multiplicadores de frecuencia.

Los diodos túnel se utilizan como osciladores, debido asu característica de resistencia negativa.

Diodo túnel


(su resistencia interna se hace casi cero) y redu-ciendo el efecto dañino del transitorio en el cir-cuito.

En suma, el varistor como dispositivo de pro-tección recorta a todos los transitorios que sepresenten en la línea; con ello, se evitan dañosa los circuitos posteriores. Por ejemplo, elvaristor V150LA2 está diseñado para suprimirpicos de voltaje de corriente alterna superioresa los 150 volts.

Hay un grupo de diodos llamados TVS (porlas siglas en inglés de Transient Voltage Supre-sor), diseñados especialmente para suprimir lostransitorios en líneas de corriente directa. Estosdispositivos son simplemente diodos zener conun voltaje de ruptura alto y con una buena ca-pacidad de conducción de corriente en tiemposmuy pequeños. Son ideales para fuentes de ali-mentación de corriente directa.

Como ejemplos de este tipo de diodos tene-mos:

• Matrícula SA5.øA, diseñado para protección enpicos de voltaje inverso superiores a 5 volts. Escapaz de conducir en picos de hasta 54 ampers.

• Matrícula SA11A, diseñado para protección enpicos de voltaje inverso superiores a 11 volts.Puede conducir en picos de hasta 27 ampers.

Diodos emisores de luzCuando un diodo semiconductor se polariza demanera directa, los electrones pasan de la sec-ción N del mismo, atraviesan la unión y salen ala sección P. En la unión se efectúa larecombinación, en donde los electrones se unena los huecos. Al unirse, se libera energía median-te la emisión de un fotón (energía electromag-nética). Esta emisión de energía que en un dio-do normal es pequeña, puede aumentar median-te la utilización de materiales como el galio, elarsénico y el fósforo en lugar del silicio o elgermanio. Así, los diodos diseñados especial-mente para emitir luz son conocidos como LEDs.

Figura 17

Rojo Verde

Los diodos bicolor son un par deLEDs dentro de un mismo encapsulado.

LED bicolor

Cátodo 1 Anodocomún

Cátodo

Figura 16

Figura 15

Símbolo esquemáticode un led

N P- +

Foton

Durante la recombinación, en la unión del diodose libera energía a través de la emisión de luz.

R

-

+

Los LEDs se polarizan de manera directa

Diodo varistor

Transitorios

Líneacomercial

Salida sintransitorios

Con ayuda de los varistores, se eliminan los transitorios de una señal de corriente alterna.El color de la luz emitida depende del inter-

valo de energía del material; por ejemplo, elfosfato de galio arsenídico (GaAsP) emite luz decolor rojo y el fosfato de galio (GaP) emite luz decolor verde. Los LEDs pueden emitir radiacio-nes desde el infrarrojo hasta la luz visible. Es im-portante resaltar que los LED´s se polarizan demanera directa y soportan un voltaje máximo alcual emiten la mayor radiación. Si se sobrepasaeste valor, el LED puede dañarse (figura 16).

Las aplicaciones de los LEDs son muchas;entre ellas, las siguientes: indicadores lumino-sos, displays alfanuméricos, transmisores parafibras ópticas, optoacopladores, en control re-moto de videos, televisores o conexión decomputadoras.

Otros tipos de LED

En el mercado de semiconductores han apareci-do versiones más complejas de LEDs; por ejem-plo, el LED bicolor es un dispositivo de tres ter-minales dentro del cual se han incluido dos dio-dos en colores diferentes. Así, el LED puede

emitir un color rojo, un color verde; y si se en-cienden los dos al mismo tiempo, el LED puedeemitir un color ámbar. Por esta capacidad demostrar hasta tres colores, estos dispositivos sonmuy utilizados en paneles de control, teléfonos,estéreos, etc. (figura 17).

Otro modelo de LED, es el tipo Flasher; al serpolarizado, enciende de manera intermitente.Dentro de él se ha incluido un circuito osciladorestable, que controla su emisión intermitente.


TELEFONIACELULAR

TELEFONIACELULAR

Oscar Montoya Figueroa

La telefonía celular es uno delos servicios de la tecnología

moderna que más rápidamentese han extendido en el mundo,

ya que a partir de suintroducción a principios de los

años 80’s, el número deusuarios de este servicio se ha

ido incrementando hasta llegara las decenas de millones de

usuarios, y no hay muestras deque esta tendencia disminuya.

En este artículo hablaremos demanera general de qué son y

cómo funcionan estos sistemasde comunicación.

Introducción

La red telefónica es uno de los sistemas auto-máticos más grandes del mundo. Queda al ser-vicio del usuario con sólo levantar el auricular ymarcar un número, estableciendo de manerainstantánea la comunicación con personas decualquier continente. Esta red, además, es utili-zada por otros sistemas que amplían las posibi-lidades de comunicación, como el facsímil y elInternet. Se calcula que existen más de 400 mi-llones de teléfonos en todo el mundo, aunque lared telefónica no se ha desarrollado al máximo.

Pero además de la telefonía alámbrica, existeuna moderna infraestructura de telefonía celu-lar, la cual ofrece los mismos servicios básicos(conferencias, Internet y facsímil), más otrosadicionales (mensajes escritos, por ejemplo).

El concepto de red de radio celular fue inven-tado en los laboratorios Bell, en Estados Unidos,en 1947. Pero fue después de 35 años que la tec-nología permitió implementar el concepto de“célula” o “celda”, al montar la primera red ana-lógica que se intercomunicaba mediante cablesconductores de cobre y al fabricar los primerosequipos.

La tecnología celular con sistema inalámbricofue desarrollada por la compañía AT&T, con elpropósito de lograr una mayor capacidad con


celdas pequeñas de baja potencia y permitir quebandas de radiofrecuencia fueran reutilizadas.Otras ventajas que pronto se desarrollarían, in-cluyeron la posibilidad de teléfonos portátiles yterminales de bajo precio.

Cuando los primeros sistemas en Chicago yWashington/Baltimore entraron en funciona-miento en 1983, algunas predicciones optimis-tas calcularon que habría cerca de un millón deusuarios en Estados Unidos para el año 2000;sin embargo, tan sólo en 1995 ya se habían al-canzado los 30 millones de usuarios.

El principio básico de la telefonía celular

El teléfono celular es un medio de comunicaciónelectrónico similar al teléfono convencional, conla diferencia de que no requiere cables de co-nexión, sino que es inalámbrico. El enlace tele-fónico se lleva a cabo por medio de señales elec-tromagnéticas de alta frecuencia, permitiendo alusuario la comunicación desde cualquier puntode la zona de cobertura sin importar si se en-cuentra en movimiento o en algún sitio específi-co (figura 1).

El concepto de telefonía celular, se deriva deque en estos sistemas de comunicación el terri-torio de cobertura se divide en áreas llamadasceldas o células. En cada celda existe una esta-

ción base con antenas encargada de recibir lasllamadas y enviarlas hacia los teléfonos celula-res que se mueven dentro de su zona. Cada es-tación base puede cubrir una área de entre 1.5 y28 Km, dependiendo de la topografía y de losobstáculos de la zona (figura 2).

Una de las ventajas de esta división de unazona en células, es la posibilidad de utilizar unaporción muy pequeña del espectro electromag-nético para proporcionar el servicio de telefo-nía. Veamos por qué.

Para que dos estaciones transmisoras-recep-toras anexas no se interfieran entre sí, es indis-

pensable que ambas utilicen frecuencias distin-tas de transmisión y recepción; en tal caso, lascompañías de telefonía celular tendrían que con-tratar una gran cantidad de canales de comuni-cación para cubrir una zona muy extensa, lo queno resulta conveniente ni para las compañías nipara el usuario, por el consiguiente aumento enlos costos.

La solución a la que se llegó fue sumamenteingeniosa: se diseñaron las células de coberturaen forma semejante a un panal de abejas (figura3), y se utilizaron sólo tres canales de comuni-cación, acomodados de tal forma que nunca setuvieran dos células de una misma frecuenciajuntas. Gracias a este procedimiento, los costosde instalación y mantenimiento se redujeron,logrando tarifas más accesibles para el usuario,al tiempo que se simplificaron los circuitos derecepción (que en vez de estar explorando ungran número de canales, sólo verifican la inten-sidad de los tres utilizados).

A su vez, las llamadas desde o hacia los telé-fonos celulares son recibidas en el centro deconmutación que actúa como el cerebro del sis-tema. Cuando una estación base recibe la señalde una llamada desde un teléfono celular, la en-vía al centro de conmutación para que éste ana-lice el número marcado y determine si se estállamando a otro teléfono celular o a un teléfonoconvencional; si la llamada está dirigida a otroteléfono celular, el centro de conmutación veri-fica cuál es la estación base más cercana al telé-fono celular de destino y la envía allí (figura 4).

En resumen, la llamada pasa del teléfono ce-lular origen a la estación base de la celda en laque se encuentra ese usuario. La estación baseenvía esa llamada al centro de conmutación ce-lular, el cual busca el teléfono celular del usua-rio destino y le envía la llamada a la estaciónbase más cercana. Luego, esa estación le pasala llamada al teléfono celular destino.

Una vez que concluye la llamada, se libera elcanal que había sido utilizado, pudiendo ser ocu-pado en cualquier momento por otro usuario quesolicite comunicación o entre en la célula en elmomento en que está realizando la llamada. Laasignación de tal canal es asignada de maneraautomática por la computadora central.

El hecho de que todo canal libre de una célu-la pueda ser ocupado en cualquier momento poruno u otro suscriptor, permite que el espacioradioeléctrico no se desperdicie, lo que sí suce-de con las frecuencias privadas, pues es comúnque la persona a quien se le ha concesionado lautilice sólo unas cuantas veces al día.

Figura 1

Figura 2

F1

F2

F3

F3

F2

F3

F3

F2

F3

F1 F1

F1F1

Figura 3

Líneas

Líneas

Líneas

TxRx

TxRx

TxRx

TxRx

Terminalcelular

computarizada

Centraltelefónica

1.5 a 28 Km

Estación base

Celda, área de cobertura dondese considera óptima la recepciónen la estación base.

Solicitud de llamada

Estación base

Enlace

Teléfono celularAnálisis del númeroy facturación

El cerebro del sistema controla el flujode llamadas, asi como los tiempos para la facturación.

Figura 4


Comunicación entre teléfonos celularesy teléfonos tradicionales

Un aspecto importante que permite la automati-zación de llamadas entre teléfonos celulares yaparatos convencionales, es la estructura tanparticular de la infraestructura telefónica. Comorecordará, las líneas telefónicas convencionalesestán divididas en “sub-estaciones”, mismas quecontrolan todo el flujo telefónico de una zonadeterminada (figura 5). Estas sub-estaciones seidentifican fácilmente por las tres primeras ci-fras de su número telefónico (si tiene curiosidad,consulte las primeras páginas del directorio te-lefónico de las grandes ciudades, y encontrarála sub-estación que corresponde a un númerodeterminado, guiándose precisamente por sustres primeras cifras).

Pues bien, cuando comenzó a aparecer la te-lefonía celular, las compañías proveedoras delservicio contrataron a la compañía telefónicalocal una o más sub-estaciones, de modo quetodas las comunicaciones de sus usuarios apa-rentaran dirigirse a una zona específica; sinembargo, en realidad lo que se hace es enviar-las al centro de conmutación principal de laempresa, de donde se canaliza hacia las célulascorrespondientes a los usuarios que utilizan elservicio. Es gracias a ello que podemos comuni-carnos con un teléfono celular sin necesidad demarcar números adicionales (como sucedía al

principio), consiguiéndose comunicaciones másrápidas y sencillas.

Movimiento entre dos celdas

Las explicaciones anteriores nos permiten en-tender qué sucede cuando el usuario del teléfo-no celular está en un punto fijo dentro de la in-fluencia de cierta repetidora; pero ¿qué sucedecuando el receptor está en movimiento? Supon-gamos el caso muy común de la persona que vahablando mientras conduce su auto.

Para ejemplificar este caso, refiérase a la fi-gura 3. Note que, en su trayectoria, el auto aban-dona una celda en la que se está utilizando lafrecuencia 1 y entra en otra en la que se empleala frecuencia 2. En este caso, cuando el receptordetecta que la señal que está recibiendo de laestación de frecuencia 1 se está debilitando, ras-trea en los otros dos canales para localizar si yaestá entrando en la zona de influencia de otrarepetidora; en caso afirmativo, envía una señalde control a la estación de frecuencia 1, para quedirija la comunicación del usuario hacia la esta-ción de frecuencia 2 detectada, y una vez que seha realizado esta conmutación, el teléfono de-sactiva el receptor de frecuencia 1 y cambia pararecibir la señal de la estación de frecuencia 2.

Este proceso se repite todas las veces que elusuario abandone la zona de influencia de unaestación para entrar en otra adyacente. Esta

transferencia de llamadas se llama hand-off, ynormalmente implica una pérdida en la comu-nicación de una fracción de segundo (llega alsegundo en casos extremos); pero una pérdidade señal de audio de esa naturaleza en una con-versación telefónica no suele resultar grave; sinembargo, cuando se trata de la transmisión dedatos (por ejemplo, para el envío de documen-tos) sí se llegan a presentar problemas. Figura 6.

Un caso especial se produce cuando un usua-rio de teléfono celular de una ciudad se despla-za a otra, la cual no está en el área de influenciade su proveedor de servicios de telefonía celu-lar. En este caso, y gracias a convenios entre lasempresas de distintas ciudades, una estaciónbase de la localidad en que está el usuario de-tecta su teléfono celular, lo reconoce como deuna compañía asociada y envía la señal a su cen-tro de conmutación; desde ese momento, estecentro de conmutación lo reconoce como unallamada propia (aunque la facturación la lleva acabo la empresa original). Este proceso se llamaroaming.

Las llamadas desde los teléfonos celulares enlas que intervienen teléfonos convencionales,pasan por el centro de conmutación de la empre-sa local de telefonía.

La llamada viaja del teléfono convencional ala central de conmutación respectiva a través delíneas telefónicas normales, de allí pasa al cen-tro de conmutación de la compañía proveedoradel servicio de telefonía celular. Dicha conexiónpuede ser de varios tipos: satelital, microondas,fibra óptica, etc. Luego, el centro de conmuta-ción de telefonía celular localiza dentro de sured el teléfono celular del destinatario, envía laseñal a la estación base más cercana y ésta trans-fiere la llamada al teléfono celular.

La nueva “telefonía celular digital”

Hasta hace poco, uno de los principales incon-venientes de la comunicación celular convencio-nal, es que no había privacidad total; cualquierpersona que deseara intervenir las llamadas deun determinado usuario era capaz de hacerlo conun equipo denominado “escáner de radio”, el cualse consigue fácilmente en tiendas especializa-

Centralsecundaria

1-1

CentralGeneral

1

CentralGeneral

2

Centralsecundaria

1-2

Centralsecundaria

1-3

Centralsecundaria

2-1

Centralsecundaria

2-4

Centralsecundaria

2-2

Centralsecundaria

2-3

B A D

C

Figura 5

Estación base

Estación base

Celda

Celda

Zona de intercambiode celda nand-off

Al cambiar de celdaun celular en movimiento

el CCM intercambiael control de una estación

base a otra.

Figura 6

das. Recientemente, se han introducido en nues-tro país los servicios de telefonía celular digital,técnica que permite la codificación de todas lastransmisiones que se establecen entre el usua-rio y su estación base, de modo que si alguientrata de intervenir dicha llamada sin conocer elcódigo de encriptación utilizado, tan sólo cap-tará un ruido incomprensible.

La telefonía digital también proporciona otrasventajas, por ejemplo: debido a que se puede en-viar una mayor cantidad de datos en forma digitalque por transmisiones análogas convencionales,los modernos teléfonos celulares digitales pue-den llevar un control automático del “tiempoaire” que han consumido, para poder calcularfácilmente a cuánto ascenderá su facturaciónmensual; cuando un usuario recibe una llama-da, puede saber desde qué teléfono proviene lallamada; igualmente, es posible aprovechar lapantalla del teléfono celular para recibir mensa-jes escritos como si fuera un “beeper”, etc.

Por último, otra ventaja de la telefonía digital,es que resulta más adecuada para la transmi-sión de datos que la comunicación análoga con-vencional, lo que permitiría a sus usuarios a es-tar conectados a Internet (por ejemplo) sin pre-ocuparse del fenómeno hand-off.


CAMBIO DE CABEZASEN VIDEOGRABADORAS

PANASONIC

CAMBIO DE CABEZASEN VIDEOGRABADORAS

PANASONICJosé Luis Orozco Cuautle

Figura 1

Usualmente, las cabezas de videoen una videograbadora se

encuentran montadas sobre untambor de aluminio que cuenta

con un motor ubicado en la parteinferior, el cual las hace girar a la

velocidad apropiada. Sinembargo, la compañía Panasonicha optado por colocar al tambor

en un sitio diferente: la partesuperior.

En el cambio de cabezas, estasituación no debería sin embargoimplicar obstáculos; mas como no

siempre es así, en este artículoofrecemos algunos consejos para

llevar a cabo tal procedimientocon la mayor seguridad y rapidez

posibles.

A manera de recordatorio

Tras retirar la tapa superior de una videograba-dora convencional, el componente que más lla-ma la atención por su tamaño es el tambor dealuminio, donde están colocadas las cabezas devideo (figura 1). Este dispositivo gira a una velo-cidad de 1800 r.p.m.

Como sabemos, las cabezas de video son pe-queñas piezas encargadas del proceso de gra-bación y lectura de información de una cintamagnética. En los modelos más modernos del


formato VHS, se incluyen, además de las doscabezas normales para el video, cabezas adya-centes para el manejo de las señales de audio ofunciones especiales (pausa, cámara lenta, etc.)

En el proceso de grabación, las cabezas seencargan de registrar las señales que provienende los amplificadores de grabación -donde pre-viamente fueron adecuadas tanto en intensidadcomo en frecuencia-. La grabación se realiza pormedio de microscópicos segmentos helicoidales,denominados tracks.

En el proceso de reproducción, las cabezascaptan la información almacenada y la envían aun circuito amplificador; éste se encarga de ele-var su nivel, hasta obtener un valor adecuadopara poder enviarla a su procesamiento. De ahí,pasa al sistema de switcheo, donde, por mediode un interruptor electrónico, se selecciona lacabeza que en ese momento esté leyendo. Elmovimiento del switch, conocido como RFSwitching Pulse (RF Swp), es activado por unaseñal que proviene del circuito delservomecanismo. Si con un osciloscopio extrae-mos esta señal en la salida del interruptor, po-dremos observar que es completamente plana(figura 2).

Cuando una de las cabezas se ensucia, serompe o se desgasta, genera problemas en lasseñales. Dependiendo de la cabeza dañada, lasalteraciones pueden ser desde una imagen de-fectuosa hasta la carencia de audio Hi-Fi. Si sepresenta uno de estos problemas, es indispen-sable sustituir ambas cabezas de video. Paraextraerlas, en las videograbadoras convenciona-les sólo es necesario retirar unos tornillos quesujetan al tambor, así como algunos puntos desoldadura. Sin embargo, el modelo más recien-te de la marca Panasonic implementa una mo-dificación en la colocación del tambor, comoexplicaremos enseguida.

Cambio de cabezas de video engrabadoras modelo NV-SD420

La modificación principal en este modelo, radi-ca en la posición del motor. En todas lasvideograbadoras anteriores, el motor se encuen-tra debajo del tambor; pero en el modelo NV-

SD420 de Panasonic, existe una pequeña placaque cubre la parte superior del tambor; justamen-te en esta placa se aloja el motor (figura 3).

Aparentemente, este cambio no es un obstá-culo para el cambio de cabezas. Pero si lo llegaa ser, puede recurrirse a algunos tips que contri-buyen a realizar el procedimiento con mayorseguridad y rapidez.

Para remover el tambor, es imprescindibledesconectar los cables que alimentan al motor yretirar la placa de la unidad stator; para esto, re-tire los dos tornillos que se encuentran en el in-terior de la unidad rotor (figura 4). Enseguidaquite los tornillos que se observan en la figura 5,los cuales son los que propiamente fijan la uni-dad rotor; extraiga esta pieza. Y es justamenteaquí donde podría usted tener problemas.

Casi oculto en la parte lateral del cilindroretenedor, se encuentra un pequeño prisioneroque debe ser extraído por medio de una llaveAllen (figura 6). Una vez liberado este tornillo,puede retirarse el ensamble del tambor; aquí se

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Figura 5

CH1

CH2RF SWP

Cabezas de video

El movimiento del Switch es activado por una señal de ondacuadrada que proviene del servomecanismo.

encuentran montadas las cabezas de video (fi-gura 7A y 7B).

En la figura 8 vemos el transformador rotato-rio, donde se encuentra montado el tambor quesirve de acoplamiento para la señal de las cabe-


zas de video y los amplificadores de las propiascabezas.

Ensamblado y reajuste

Para ensamblar la máquina, ejecute el procedi-miento anterior pero en orden invertido. Y noolvide colocar en su sitio cada uno de los torni-llos que fueron retirados (figura 9).

Figura 7B

Figura 6

Figura 7A

Figura 8

Figura 9 Figura 10

Señal onda plana Mal

Mal

Mal

Señal de onda plana en la salida del Switch, con 30 Hz. ysus posibles variaciones.

Es importante señalar que cuando las cabe-zas de video son removidas, pueden presentar-se problemas al reproducir las cintas; por ejem-plo, cierta inestabilidad en la imagen (vibracio-nes tanto en la parte inferior como en la partesuperior, o verticalmente). Por eso es necesariorealizar un ajuste en las guías de entrada o desalida, según sea el caso.

Para detectar dónde está el problema, con unosciloscopio se debe extraer del canal 1 la señal

de las cabezas de video, y del canal 2 la señal RFSWP. Así, se verifica que sea una señal de ondaplana (figura 10). Si la señal que se obtiene en lasalida de los canales presenta la característicaque se muestra en la figura 11A, significa que

existe un problema con las guías de entrada. Sila forma de onda es como la que se muestra enla figura 11B, quiere decir que el problema seorigina en las guías de salida.

Por último, puede darse el caso de que el pro-blema se esté originando tanto en las guías deentrada como en las guías de salida. Para verifi-


carlo, mueva el control del tracking y observe laforma de onda de la señal respectiva en el osci-loscopio. Si la variación obtenida no es plana,proceda a ajustar las guías marcadas como P2 yP3 en la figura 12, hasta obtener a la salida unaseñal de RF totalmente plana.

Figura 12Figura 11

A

B

C

Posible variación en la señal cuando la falla se localizaen las guías de entrada.

D

E

F

Señal con problemas en las guías de salida.

P2 P3

P0P4

Entrada

Salida

Cilindro

INSTALACION DEAUTOESTEREOS,

ECUALIZADORES YAMPLIFICADORES

DE AUDIO

INSTALACION DEAUTOESTEREOS,

ECUALIZADORES YAMPLIFICADORES

DE AUDIO

Guillermo Palomares Orozco

Prácticamente los auto-radios handesaparecido de los automóviles,

para dar paso a equipos de altafidelidad en los que se incluyen el

radio mismo, el reproductor decassettes, el reproductor de CD y el

ecualizador, entre los másimportantes. En este artículo, vamosa describir los aspectos prácticos de

la instalación de estos modernosaparatos; para ello, explicaremos

cómo instalar las bocinas, lasconexiones eléctricas, el equipo

reproductor en sí y el ecualizador,haciendo énfasis en algunos

problemas que se pueden suscitardurante estas tareas.

La acústica en automóviles

Es importante considerar que una buena acústi-ca en un sitio tan cerrado como la cabina de unautomóvil, no depende sólo de aspectos técni-cos, sino también de tipo ambiental. El hecho deque el técnico tenga un conocimiento mínimode estas limitantes, le permitirá elegir las condi-ciones técnicas más apropiadas para incremen-tar la calidad en la reproducción del sonido.

El espacio reducido de los automóviles mo-dernos, la ubicación lateral del conductor, losruidos del automotor y las interferencias por lí-neas de alta tensión, lluvia y otros fenómenosnaturales, son algunas de las condiciones am-bientales que disminuyen una percepción ade-cuada del sonido.

Por otro lado, las restricciones de tipo técni-co se presentan al limitarse la reproducción por


abajo de los 100 Hz, especialmente en el frentede la unidad. También se atenúan las frecuen-cias por arriba de los 5 KHz, debido a las carac-terísticas de los materiales con que se fabricanlos diversos componentes del vehículo; además,existe una alta direccionalidad de los tweert’s(altavoces para frecuencias altas y tonos agudos).

Para corregir estos defectos, se han ideadomúltiples sistemas. El más popular, es el ecuali-zador encargado de reforzar o disminuir espec-tros de audio para conseguir un sonido más "na-tural"; o bien, la colocación de bocinas de bue-na calidad en lugares estratégicos del auto paraobtener un ambiente musical uniforme (figura 1).

Existen componentes aún más sofisticados,que mezclan la señal de ambos canales y la en-tregan retardada entre los 4, 8 y 16 milisegundoshacia un altavoz central localizado en el table-ro. Estos sonidos retardados suprimen sonidosindeseables causados por rebotes en el interiordel automóvil (figura 2).

A pesar de la existencia de condiciones quecontribuyen a mejorar la reproducción del soni-do (posición fija de los escuchas, condicionesconstantes de espacio de audición, ruido de fon-do constante), podemos concluir que la respues-ta acústica en automóviles es por lo general de-masiado pobre, dependiendo de cada modelo.

Consideraciones previas a cualquier insta-lación

Es importante que antes de dar inicio a cualquiertipo de maniobra en el vehículo, considere cier-tas reglas mínimas de seguridad para evitar per-cances.

Dentro de las herramientas básicas, es indis-pensable un extintor. Como sabemos, la bateríade un auto puede entregar corrientes de hasta500 amperios; es decir, fácilmente se puedenincendiar alfombras o asientos de la unidad.

La batería debe desconectarse, para realizarconexiones y verificar que el freno de mano estécolocado; con esto último, se impide que el autose deslice a causa de alguna pendiente. De igualimportancia, es el uso de herramientas adecua-das para evitar romper componentes del vehí-culo; se recomienda tener mucho cuidado, parano rayar las partes plásticas del tablero o man-char los asientos con grasa al colocar los alta-voces en la parte posterior.

Lista de herramientas básicasdel instalador:

· Desarmadores tipo Philips de varias medidas.· Pinzas de punta y corte.· Puntas de desarmador eléctrico.· Multímetro.· Punzón para marcar lámina.· Sierra caladora para lámina.· Limas de desbaste.· Lámpara de mano.· Taladro eléctrico.· Extintor.· Pegamento de silicón (se adquiere en donde

venden artículos para manualidades).· Cables para bocinas.· Cables de color (para identificar alimentación y

tierra).

Instalación de bocinas

Generalmente, el usuario desea que se instalenbocinas en las portezuelas delanteras; esto esposible en la mayoría de las unidades. Para co-menzar, quite las manijas del elevador de lasventanas; si el auto cuenta con aditamentos eléc-tricos tales como antena, vidrios, desempañan-tes, etc., localice la pestaña de seguridad de cadauno de éstos y levántela con un desarmador; asípodrá retirarlos, sin el riesgo de romperlos. Mar-que con un número o una letra tanto la piezacomo el lugar del cual la retiró, a fin de facilitarsu colocación posterior.

Frecuentemente, las puertas están provistasde cavidades o agujeros para poder ajustar eldesplazamiento hacia arriba y hacia abajo delcristal de la ventana, y para reemplazar la cade-

na del sistema. Dichos agujeros son visiblescuando la tapa de la puerta ha sido removida(figura 3). Puede utilizar estas cavidades para elmontaje de los altavoces, cuyas característicasdependerán del gusto y presupuesto del usua-rio; de cualquier forma, recomendamos el usode bocinas coaxiales o triaxiales.

Casi por regla general, en la parte trasera delauto se colocan dos bocinas redondas u ovala-das (llamadas de 6 x 9 pulgadas), justo abajo delcristal posterior para aprovechar el "baffle" for-mado por la cajuela (figura 4). Sin embargo, mu-chos automóviles no cuentan con las perfora-ciones para instalar estas bocinas; entonces ten-drá que hacerlas usted mismo. Con el punzón,marque un círculo que servirá de guía para cor-tar el metal y dar forma a las cavidades en queentrarán las bocinas; procure que el diámetrodibujado sea menor al tamaño de las bocinas,para que le sea más fácil ajustar éstas. Procedaentonces a cortar el metal con una segueta (ma-nual o eléctrica). Sea muy cuidadoso en estaoperación, ya que una rebaba de metal calientepuede estrellar el medallón del automóvil.

Para conectar las bocinas al equipo de soni-do, levante el extremo de la alfombra. A veceses necesario retirar los asientos para maniobrarmejor; o puede pasar el cable por las partes plás-ticas laterales de las portezuelas.

Figura 1

Figura 2

Figura 3En los dibujos puede apreciarse la difusión de las ondas sonoras según el lugar del coche en que estén instalados losaltavoces y según el número de éstos que se hayan colocado. No hay que olvidar que si se colocan sólo delante, los pasajerosde atrás exigirán mayor volumen de sonido, lo que puede ser muy molesto para el conductor.

Canalcentral Canal

derecho

Canalderecho

Canalderecho

Canalderecho

Canalizquierdo Canal

izquierdo

Bajo

Ventana

Superficie de la puerta

Hueco

Hueco Hueco

Hueco

Hueco

Hueco

Manijareguladora

Bisagrade la puerta

Bisagrade la puerta

Tape la apertura ycierre la puerta

Recuerde que algunas partes pueden entraren los huecos cuandola puerta está cerrada

Engranaje de la puerta

También observe si la posición del altavoz será ocultada porel asiento o las piernas del conductor y los pasajeros.


La colocación del equipo reproductorde audio

En la actualidad, casi todos los automóviles tie-nen dispuesto un lugar para el equipo de soni-do. Quizá sea necesario colocar un adaptador alfrente, cuando no exista compatibilidad entre lascaracterísticas de nuestro equipo y el radio ori-ginalmente instalado; esto es frecuente en auto-móviles Ford o Chrysler. Algunos modelos comoel Tsuru austero de Nissan, no incorporan de fá-brica un equipo reproductor de cintas; pero alremover la tapa del panel de instrumentos, selocalizan los cables que viajan hasta la parte tra-sera para las bocinas opcionales; con esto, yano hay que poner cableado trasero.

El equipo reproductor de audio debe quedaren una posición idónea, accesible a la mano delconductor, pero que de ninguna manera inter-fiera con los controles del vehículo.

Una clave para tener éxito en la colocaciónde autoestéreos, radica en dejar éstos firmemen-te sujetos al tablero. Utilice la tira de metal queviene con cada aparato, para sujetarlo al chasisdel auto. En los equipos desmontables, doblehacia adentro las lengüetas del riel; en aparatosfijos, apriete con firmeza las tuercas del frente.

Una buena estrategia para prevenir proble-mas, consiste en probar el equipo en el banco

de trabajo, ANTES de realizar cualquier movimien-to. Así se comprobará que no tenga daños, y seevitarán sorpresas desagradables cuando ya ten-ga todo el tablero y los asientos desmontados.

Conexiones eléctricas

La disposición clásica de colores en el cableadopara autoéstereos es la siguiente (figura 5):

- Rojo: alimentación.- Negro: tierra.- Amarillo: back up (respaldo de memoria).- Azul: Antena eléctrica o señal remoto para el

amplificador- Verde, gris, blanco: conexiones de bocinas.

Es importante recalcar que NUNCA debe usarsecomo alimentación una línea que tenga que vercon el funcionamiento de la unidad. Imagine porejemplo que se conecta en los limpia-parabri-sas; si por alguna razón se daña el equipo deaudio, el fusible que lo alimenta se fundirá y severá entonces limitado el uso de los limpiado-res. O peor aún, si se conecta en la línea quealimenta a la bobina de alta tensión del motor;si ésta se llega a poner en corto, el automóvil sedetendrá; así, de paso, se pone en riesgo al con-ductor y a los pasajeros. Siempre deberá ponerun fusible de 3 a 4 amperios exclusivo para elreproductor de cintas.

La alimentación del autoestéreo se tomará dela caja de fusibles del auto, utilizando la líneadenominada "accesorios" (ACC). El cable de tie-rra se debe atornillar firmemente en el chasisdel vehículo, raspando la parte donde se quierehacer la conexión a tierra.

El cable de back up se conecta en una líneade alimentación donde no se interrumpa la ener-gía en ningún momento, ya que su propósito esmantener un voltaje de respaldo para la memo-ria del radio (estaciones pre-seleccionadas, fun-ciones especiales, etc.). En la misma caja de fu-sibles y con ayuda de un multímetro, busque lalínea donde siempre exista voltaje. En el casode los equipos desmontables, este voltaje cargaa una pequeña batería dentro del mismo apara-to, permitiéndole guardar los datos hasta por 15

días; si la batería no es recargada, no podrá rea-lizar dicho almacenamiento.

Interconexión de bocinas y delequipo reproductor

Es importante que la impedancia de las bocinascoincida con la del equipo en cuestión; por logeneral, la salida es de 4 ohms. Si por ejemplose conectan bocinas de 8 ohms, se producirá unapérdida de potencia y un calentamiento excesi-vo del equipo de audio.

La unión de las bocinas con el aparato repro-ductor, debe hacerse cuidando que la polaridadsea correcta; es decir, el cable de señal positivose colocará al lado positivo del altavoz. Una ma-nera de identificar la polaridad de las bocinasen caso de que se les haya borrado la marca deidentificación, consiste en conectar una pila de1.5V en sus extremos; si el cono se desplaza

hacia arriba, significa que la terminal positivade la pila es la terminal positiva de la bocina.

Es importante tener mucho cuidado en la ter-minación de las conexiones, ya que la mayoríade los problemas que se registran en la instala-ción de autoestéreos, obedece a falsos contac-tos o a polaridad invertida en las bocinas o “an-tenas” por soldaduras mal realizadas. En la me-dida de lo posible, evite los empalmes y las cin-tas; recomendamos preferentemente el uso deconectores, para un terminado más profesional.

Otro error frecuente es la identificación equi-vocada de los cables (ya sea por confundir elcable común de bocinas delanteras con el de lastraseras, o el positivo y el negativo de ellas), locual provoca que el balance de izquierda-dere-cha o el fader de las bocinas delanteras y/o tra-seras no se pueda controlar. Se llegan a presen-tar también problemas de ruidos inducidos de-bido a una mala conexión a tierra (figura 6).

+

+

-

De antena de auto

EXR-10

Altavoces posteriores

Azul

Altavoces frontales

Al bloque de control del revelador dealimentación de antena

Verde, gris, amarillo

Fusible (1A)

Amarillo

Fusible (3.5A)

Rojo

Negro

A la terminal +12V,que siempre es energizada

A la terminal de alimentaciónde +12V, que es energizadacuando la llave de encendidose introduce

Punto de tierraRojo Entrada de alimentación principal

Amarillo Entrada de alimentación principal

Azul Control principal relevador de alimentación de antena

Negro Tierra

Conexión de 2 o 4 bocinasFigura 5Figura 4

5

3

4

1

2

6

Corte esquemático de un altavoz empotrable parael automóvil:

1. Bobina móvil del woofer resistente al calor.2. Soporte de doble aislamiento.3. Armazón exterior de aluminio fundido a troquel.4. Woofer resistente a la humedad de 16 cm ø.5. Altavoz de medios de cono de 44 mm ø.6. Tweeter de cúpula de 22 mm ø.

Cor

tesí

a: P

ionn

er


Ecualizadores

Con el uso de ecualizadores en los automóviles,fue factible una reproducción de sonido en altafidelidad. Las imperfecciones de acústica dentrode un vehículo, vinieron a ser amortiguadas conel uso de este aparato. El ecualizador es unigualador de frecuencias que, por medio de con-troles ajustables, da mayor nivel o enfatiza cier-tas señales de audio y decrece el nivel de otras(figura 7).

Normalmente se estila enfatizar frecuenciasbajas o sonidos graves (menos de 500 Hz) y lasfrecuencias altas o sonidos agudos (8 KHz omás), así como decrecer los sonidos medios (2 a4 KHz) correspondientes a la voz.

En el mercado, podemos encontrar dos tiposde ecualizadores: con amplificador incluido, y elllamado "de paso" o mudo; aunque este últimono cuenta con dispositivo amplificador, es másaceptado -y hasta puede ser la única opción enla mayoría de casos-

por cuestiones de fidelidad y de acoplamien-to de impedancias. Para conectar este comple-mento, tome la alimentación del ACC del auto-móvil; con una toma lo más corta posible, co-necte la tierra de todos los dispositivos al chasis.

El amplificador de audio

Un amplificador de potencia (también llamado"fuente de poder") se intercala entre elecualizador y las bocinas, para dar una mayorpotencia a la señal y lograr el despliegue de unsonido más alto. Por lo general, se instala deba-jo de los asientos delanteros; pero cuando es muygrande, conviene instalarlo en la cajuela.

La alimentación de este equipo se toma di-rectamente de la batería, ya que es típico que sedrene una corriente de 10 a 20 amperios; y si locoloca en la caja de fusibles, sólo quemaría lalínea de alimentación.

En este punto debemos ser extremadamentecuidadosos. Es necesario instalar un fusible exac-tamente en la toma de la batería, y no al llegar

al amplificador; la razón, es que se ha sabido deautos que se han incendiado a causa de que unode estos cables se atoró con el asiento, causan-do así un corto circuito; y al no haber fusible deprotección, se drena corriente hasta quemar elauto.

Los amplificadores cuentan con una línea lla-mada “remoto”, que debe ir conectada al cabledel estéreo (azul) para permitir una operaciónsimultánea del amplificador cuando se encien-de el equipo. Casi todos los amplificadores mo-dernos cuentan con salidas de alta impedanciacon tomas RCA, cuyo uso es preferible en vez deconectar la salida de baja impedancia de boci-nas del estéreo (figura 8).

Ruidos en la reproducción

Hay ocasiones en que los equipos reproducensonidos extraños cuando el motor está en mar-cha. Esta falla es común prácticamente en todoslos modelos de autos y de estéreos. Para elimi-narla, es imprescindible reconocer el tipo de rui-do del que se trata.

Existen dos tipos de ruidos: ruido electromag-nético y ruido a través de los cables. Un métodosencillo para precisar su origen, consiste en co-nectar todas las líneas de alimentación del equi-po de audio a una batería independiente y en-cender el auto; si el ruido persiste, significa quees de tipo electromagnético; pero si se corrige odisminuye notablemente, se trata de un ruido através de los cables. Esta labor de identificación,nos permitirá elegir la técnica correcta para so-lucionar el problema.

Figura 7

Figura 6

1 2 3 4

Ejemplo 1

Ejemplo 5 Ejemplo 6 Ejemplo 7 Ejemplo 8

Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo 4

Amplificador

Cablelargo y fino

Todos los cables van a tierra

" " " Conectada a tierrade la batería = mal

Respuesta ideal

Con ecualizador

Sin ecualizador

Una buena aproximación a la curva ideal (respuesta plana)con relación a la frecuencia, puede conseguirse ajustandoadecuadamente el ecualizador.

Para eliminar los ruidos por cable, instale enlas líneas de alimentación un filtro de ruido en-tre ésta y los aparatos. Es necesario asegurarsede que los filtros soporten la corriente del dispo-sitivo a alimentar; si no se eligen los filtros indi-cados, se corre el riesgo de que se quemen con-tinuamente.

Si el ruido se introduce al sistema vía electro-magnética, proceda a buscar las fuentes causan-tes. Una fuente poderosa son las bujías del mo-tor que, como se sabe, producen chispas para laexplosión de la mezcla aire-combustible dentrode los cilindros del motor; las chispas son gene-radas por la bobina (de 20 a 30 KV); y dado quetales pulsaciones son de alta frecuencia y susrespectivos armónicos son múltiples, es fácil quese comporten como emisores de ondas de radioque pueden ser fácilmente captadas por la radiode A.M. o por alguna cabeza de audio del cas-sette sumamente sensible. Otra fuente de ruidoelectromagnético, es el alternador; éste puedeprovocar interferencia, especialmente cuando nose le ha dado servicio.

En ambos casos, es aconsejable sugerir alcliente que lleve a un centro de servicio mecáni-co su unidad, para que le cambien los cables delas bujías, corrijan algún contacto mal hecho enla máquina y den mantenimiento al alternador.

Por otro lado, es buena técnica reubicar loscables de señal del equipo, alejándolos del ar-nés de cables (son la masa de cables que llevanvoltajes a diversos lugares del vehículo). En au-tomóviles VW sedan, que no tienen la bateríaubicada en el compartimento del motor sino de-bajo del asiento trasero, el cable que conecta delgenerador hasta la batería maneja corrientes de40 a 50 amperios; esto genera fuertesinterferencias electromagnéticas. Para prevenirsu inducción en las líneas de audio, deberá co-locarlas en el lado opuesto de donde fluye estegrueso cable.

Como pudo usted advertir, la instalación decomponentes en el automóvil es una labor querequiere de algo más que conocimientos bási-cos de electrónica; precisa también de herramien-tas adecuadas, el conocimiento del aparato ainstalar y nociones mínimas de mecánica.Figura 8

Batería

Caja de fusibles

Ecualizador

Alimentación

Alimentación Autoestereo

Línea remoto

Amplificador

Bocina

Bocina


GUIA DE FALLAS YSOLUCIONES EN

SISTEMAS DECOMPONENTES DE

AUDIO

GUIA DE FALLAS YSOLUCIONES EN

SISTEMAS DECOMPONENTES DE

AUDIOArmando Mata Domínguez

En este artículo vamos a analizarbrevemente las principales secciones

de un sistema de componentes deaudio, destacando los aspectos

digitales de su operación. En cadacaso se explican las fallas más

comunes en estos equipos, así comolas soluciones que en nuestra

experiencia hemos observado; perono pretendemos establecer unareceta entre falla y solución. Es

importante considerar que, puestoque a los sistemas de componentes

de audio se les han agregadosecciones digitales, es necesario

seguir algunas precauciones en elmanejo de los circuitos integrados,

por ser éstos de la familia MOS.

Generalidades sobre los sistemas decomponentes de audio

La estructura básica de estos equipos es suficien-temente conocida por estudiantes y técnicos enservicio electrónico. De hecho, las secciones sonlas mismas que las de un radiorreceptor: sec-ción conversora de radiofrecuencia, etapa de fre-cuencia intermedia, detectores de AM y de FM, yamplificador de audiofrecuencia. Dichos circui-tos son polarizados o alimentados por la fuentede alimentación.

En los componentes y minicomponentes deaudio, cada una de estas secciones se modificacon el agregado de circuitos digitales; con és-tos, se consiguen prestaciones adicionales quehacen al aparato más versátil y atractivo para elusuario. Obviamente, incluyen unidades de gra-bación y reproducción de cinta (los popularesdecks), reproductor de discos compactos y ecua-lizador, entre los módulos más importantes.

Analicemos brevemente cada una de las sec-ciones, enfatizando en qué consisten los agre-gados digitales y las fallas comunes que se pre-sentan.

Sección conversora de radiofrecuencia

Como sabemos, esta sección es la encargada depermitir la sintonización de las estaciones de las

bandas de AM, FM y, en algunos modelos, la sin-tonización de la banda de onda corta.

En la mayoría de aparatos, dicha sintoniza-ción se logra con sólo presionar las teclas Up/Down ubicadas en el panel frontal, y auxiliándosecon las indicaciones del display. En algunos ca-sos la sintonización se hace con las teclas dememoria, en las que se han grabado previamentelas estaciones seleccionadas por el usuario; esta

24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Q104, Q105PLL LPF

2SA1Q15(GR)

R117 1K

R1165.6K

S

Q104

2SC1815YTC102

CLOCK FREQADJ

C116 4.7/50 R119

C1690.01

G

Q105

R118 270

TC 102

30P

C118

24P

100

2.4

C161220P

IC103LC7217

PLL

X IN

CE

DAT

A

CLK

T.B

AS

E

VH

F H

/L

P O

UT

FM L

X O

UT

470/

63

C16

7

C16

8

C16

3

0.01

100P

G

EO

EO

VD

D

FM IN

AM

IN

MU

TE

AM

L

VH

F L

ISS 1335

R17

5

R17

6

R17

4

4.7K

X3

5(POWER ON)

1881

D10

VTD

2SK

246

Y

4 3 2 1 7

0 0 0

X10

1 7

.2M

12

3

4

1221051367

Salida de FIde 10.7 MHz.

75Ω

300Ω

FM +

B

VT

GN

D1K

R16

9

GN

D

GN

D

FM O

SC

FM

C183

0.0047

FRONT END PACK

M FRONT END C.B.

5.1

IF OUT

GND

GND

CON15

C1590.01

Módulo sintonizador de F.M.

C149

Línea dealimentación

Entrada de voltajede sintonía

Terminales deantena aérea

Figura 1

Figura 2


forma de sintonización, también puede realizar-se con el control remoto.

En el caso de la banda de FM, la sección estácompuesta por un amplificador de RF, un circui-to oscilador y un mezclador, los cuales quedanintegrados en un módulo denominado "sintoni-zador" (figura 1).

En la actualidad, los circuitos selectores com-plementarios de la sección en cuestión, estánconformados por bobinas y varicaps. Por lo tan-to, la unidad se diagnostica de manera similar alsintonizador de canales de un televisor; esto sedebe a que la selección de estaciones se logramediante la modificación del voltaje de sintonía

(terminal VT del módulo) dentro de un rango devariación de 2.8 a 7.8 voltios. Esta variación esel resultado de la operación de un circuito PLL,mismo que actúa cada vez que se presiona unade las teclas SINT+ ó SINT-. Como es de supo-nerse, el microprocesador forma parte del cir-cuito, razón por la cual al proceso se le denomi-na “sintonía digital”.

A dicho proceso lo podemos sintetizar de lasiguiente manera: cada vez que se presiona cual-quiera de las teclas de sintonía, el microproce-sador recibe la orden de entrada y, dependiendodel resultado, distribuye órdenes de salida haciael circuito PLL y hacia el display. El circuito PLL,formado por IC103 en el circuito que se muestraen la figura 2, recibe las señales DATA, CLOCK yCIRCUIT ENABLE provenientes del microproce-sador, para realizar entonces una división pro-gramable y una comparación de frecuencias. Seobtiene así el resultado en la terminal 21 deIC103, siendo una variación de décimas de vol-tio lo que determina el grado de conducción deQ105 y Q104; con esto, se modifica el voltaje desintonía (VT).

El complemento para que se logre el trabajodel sintonizador en FM, es la conexión de la an-tena aérea y el voltaje de polarización provenien-te de la fuente de alimentación.

La sintonización de AM se logra de igual ma-nera, previa conmutación de la terminal 14 deIC103. Sin embargo, la sección sintonizadora seubica fuera del módulo de FM; sólo una parte de

la misma queda dentro del circuito de integradode frecuencia intermedia IC101 (figura 3).

Al mismo tiempo que salen las señales desintonía DATA, CLOCK y ENABLE, el micropro-cesador entrega información al display para queéste indique al usuario la banda y estación sin-tonizadas. Para memorizar estaciones, primerose presiona cualquiera de las teclas MEM ubica-das en el panel frontal del equipo (figura 4) yenseguida se elige una estación; para borrar estaselección, se vuelve a presionar la misma teclaMEM.

La operación del circuito se logra a través deIC851, el cual, como podrá observar en la figura5, es el microprocesador asociado al display y alteclado.

El microprocesador contiene un circuito dememoria que permite almacenar algunas fun-ciones, tales como la programación de la hora,la programación de timer para el apagado o en-cendido programado y la memorización de es-taciones. En lo referente a las estaciones me-morizadas, las órdenes de sintonización se ob-tienen mediante las líneas DATA CLOCK yENABLE, que parten del microprocesador, conel simple hecho de presionar cualquiera de lasteclas MEM (previa programación por parte delusuario).

Las fallas que típicamente se presentan en lasección de sintonía son las siguientes:

Falla 1: No es posible la selecciónde estacionesPrimeramente, determine si el problema está enla sección de sintonía. Para ello, presione la te-cla SINT+ o la SINT-; si observa que no existecambio de dígito en el display, significa que elproblema puede estar en el microprocesador; delo contrario, la causa puede ser:

a) Circuito PLL IC103 dañado (figura 6). Existenseñales DATA, CLOCK y ENABLE provenien-tes del microprocesador, pero no cambia elvoltaje de sintonía en la salida del circuito PLL.

b) Transistor FET Q105 excitador abierto (figura7). Existe cambio de voltaje de sintonía en lasalida del circuito PLL, pero no hay cambio deVT en el sintonizador.

1

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12

QUAD (P) QUAD (S)L3 L4

R10

54.

7KC

F 1

02

R10

682

8FU

450

C10

922

/16

C11

0

C10

6

C10

71.

01

9.3

9.4

8.3

3.3

1.3

C12

1

R11

3C

115

10

K3.

3/50

2SC

945L

PQ

101C

119

0.01

4.7/

50C

113

C10

50.

01

360

R10

1

TC

101

30P

D10

21S

S13

3

C11

0.01

C12

60.

1/50

R12

1

1K

R12

215

K

2.2/

50

R12

0

3.9K

330P

C17

4

0.01

R1089.4

IC101LA12655.5

3.6

C144

2.2/50

FM IF

LEVELDET

LEVELDET

Q.D. POSTAMP

S.CURVE

AMASC

AM MIX

BUF REG AM RF

AMIF

AGC

S. METER

AM DET

SD ADJ

LEDDRIVE

+B

2.71.6

3.9 21.5 1.1 R103

1.5R110

C135 0.018(M)

R43330K

AMAMP

L 105CFLZ 450AM CFT

C112 10/16

3.3K

10/16

C129

R10027K

R10933K

R116.8KC141

0.01

C15710/16

CLOCK ADJTP103

C114

0.01

C1420.01

AM IF ADJ C1200.01

ICFM IF DET AM OSCIF DET

+B

AM VT ADJ

AM OSCL5C150

470P(PP)

R102100K

KV 1260

L 101 AM A

C15124PD101

C1720.01/50

AMTRACKINGADJ

10K

Figura 3 Figura 4


c) Módulo sintonizador dañado (figura 8). Haycambio del voltaje VT, pero no existe selec-ción de estaciones.

Falla 2 Sintonización con falta de selectividad(se sintoniza pero con ruido y fuera de cuadrante)Al respecto, las causas más comunes son:

a) Trimer TC102 desajustado (figura 9). Existecambio de voltaje de sintonía, pero la estaciónsintonizada no coincide con el valor que semuestra en el display.

b) Sintonizador dañado (figura 10). Aunque exis-ten todas las condiciones de funcionamiento,

la sulfatación provoca este problema. La so-lución más confiable consiste en reemplazarel dispositivo.

Sección de frecuencia intermedia ydetectores de AM y FM

En esta nueva generación de equipos, la secciónde frecuencia intermedia queda incluida en uncircuito integrado; éste contiene las seccionespara las diferentes bandas de sintonización, com-plementándose con algunos circuitos selectoresexternos formados con base en bobina y capacitor-aunque otros son del tipo cerámico- (figura 11).

Figura 5

24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

R117 1K

R1165.6K

S

Q104

2SC1015YTC102

CLOCK FREQADJ

C116 407/50 R119

C169

G

Q105

R118 270

TC 102

30P

C118

24P

100

2.4

C161220P

IC103LC7217

PLL

X IN

CE

DAT

A

CLK

T.B

AS

E

VH

F H

/L

P O

UT

FM L

X O

UT G

EO

EO

VD

D

FM IN

AM

IN

MU

TE

AM

L

VH

F L

R17

5

R17

6

R17

4

4.7K

X3

5(POWER ON)

0.01D

2SK

246

Y

X10

1 7

.2M

4 3 2 1 7

0 0 0

Figura 6

24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

R117 1K

R1165.6K

S

Q104

2SC1015YTC102

CLOCK FREQADJ

C116 407/50 R119

C169

G

Q105

R118 270

TC 102

30P

C118

24P

100

2.4

C161220P

X IN

CE

DAT

A

CLK

T.B

AS

E

VH

F H

/L

P O

UT

FM L

X O

UT G

EO

EO

VD

D

FM IN

AM

IN

MU

TE

AM

L

VH

F L

0.01D 2S

K 2

46Y

D1

2.5

VT

Q104, Q105PLL LPF

2SA1015(GR)

Q103

R1158.2K

R11447K

Q103FM/AM

FM +B

X10

1 7

.2M

0 0 0

Figura 7


La finalidad de esta sección, es filtrar y am-plificar las señales provenientes del circuitoconversor de radiofrecuencia, para después ex-traer los mensajes o señales de audio. Esto ulti-mo es responsabilidad de los circuitos detectores.

En la figura 12, puede observar el seguimien-to de señales en los modos de AM y de FM.

Las fallas típicas de esta sección son las si-guientes:

Falla 1: Sintonización de estaciones en FM conbajo volumen, distorsión y fuera de cuadranteEn este caso, la causa más común es que la bo-bina de cuadratura L4 está desajustada o daña-da (figura 13). El daño ocurre por desvaloriza-ción del capacitor asociado, el cual se torna ne-gruzco por efecto de envejecimiento.

Si bien el problema se soluciona con sólo re-tocar el núcleo de la bobina (o sea, reajustarla),a veces será necesario reemplazarla.

Otra opción, es reemplazar el capacitor aso-ciado en paralelo; en tal caso se recurre a unonuevo de cerámica del tipo de lenteja, el cualpor su tamaño no puede incluirse dentro de la

bobina sino que se debe colocar externamentepor el lado contrario de ésta.

Los valores comunes que pueden utilizarseson: 33, 39, 47, 56, 68 u 82 pf; la elección depen-de del valor que permita el ajuste correcto (figu-ra 14).

Falla 2: No hay sintonización deestaciones en FM; sólo se escucha ruidoLa causa más común de esta falla, es un dañoen el filtro cerámico CF101; el estropeamientoocurre, porque este componente se abre de ma-nera interna. La única solución es el reemplazo;

12

3

4

1221051367

75Ω

300Ω

FM +

B

VT

GN

D1K

R16

9

GN

D

GN

D

FM O

SC

FM

C183

0.0047

FRONT END PACK

M FRONT END C.B.

IF OUT

GND

GND

CON15

C1590.01

C149

24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

R1165.6K

S

Q104

2SC1015YTC102

CLOCK FREQADJ

C169

G

Q105

R118 270

TC 102

30P

C118

24P

100

2.4

C161220P

X IN

CE

DAT

A

CLK

T.B

AS

E

VH

F H

/L

P O

UT

FM L

X O

UT G

EO

EO

470/

6.3

VD

D

FM IN

AM

IN

MU

TE

AM

L

VH

F L

0.01D

2SK

246

Y 2.5

0 0 0

X10

1 7

.2M

Figura 8

Figura 9

Figura 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12


R10

54.

7KC

F 1

02

R10

682

8FU

450

C10

922

/16

C10

6 0.

01

2.8

1/

50

C14

3

R10

410

0

C10

71.

01

9.3

9.4

8.3

3.3

1.3

C12

1

R11

3C

115

10

K3.

3/50

2SC

945L

PQ

101C

119

0.01

4.7/

50

(TU

OU

TP

UT

) T

P10

2

(D.C

. BA

LAN

CE

)

R10

716

K

IP10

1

C11

3C11

0.01

C12

60.

1/50

R12

1

1K2.

2/50

R1089.4

IC101LA12655.5

3.6

C144

2.2/50

FM IF

LEVELDET

LEVELDET

Q.D. POSTAMP

S.CURVE

AMASC

AM MIX

BUF REG AM RF

AMIF

AGC

S. METER

AM DET

SD ADJ

LEDDRIVE

2.71.6

3.9 21.5 1.1 R103

1.5R110

C135 0.018(M)

R43330K

L 105CFLZ 450AM CFT

C112 10/16

3.3K

10/16

C129

R10027K

R10933K

R116.8KC141

0.01

DC BALANCE ADJFM MONO DISTORTIONADJ

2.3

CF 101GFE10.7 MA5

Salida de F.I. de 455 KHz (A.M.)

Entrada de señal

Figura 11


por fortuna, el filtro cerámico es una parte com-patible entre las diferentes marcas de equipos(figura 15).

El control de volumen y los sistemasde ecualización

Las señales provenientes de los circuitos detec-tores de AM y FM, llegan al circuito selector IC251e IC252. Se trata de un circuito integrado cuyaconmutación queda determinada por el micropro-cesador, dependiendo de la función selecciona-da por el usuario (figura 16).

Después de seleccionar la fuente de audio, laseñal llega al sistema de control de volumen. Seade tipo potenciómetro o digital, éste puede serregulado mediante el control remotoinalámbrico.

El control de volumen de tipo digital quedaasociado al microprocesador, y es comandadoúnicamente por las teclas VOL+ y VOL-. Al serpulsadas, éstas provocan que el sistema de con-trol envíe señales codificadas a través de la lí-nea de datos en serie, rotulada DATA; ésta se

complementa con las líneas CLOCK y LATCH.Dichas señales llegan al circuito integrado devolumen, que internamente cuenta con un con-junto de circuitos flip-flops; éstos, a su vez, con-vierten la línea serie en línea paralelo, para des-pués llegar las señales a un convertidor digital/análogo. El resultado es el que determina la ga-nancia de la señal de audio (figura 17).

El sistema que controla el volumen a travésdel potenciómetro, es el método típico. En éstese agrega un motor del tipo bidireccional, quese maneja por control remoto; así, elmicroprocesador y el circuito drive son asocia-dos (figura 18).

Las fallas comunes que suelen presentarseen estos circuitos son las siguientes:

Falla 1: No hay audioLas causas más comunes son:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12


R10

54.

7KC

F 1

02

R10

682

8FU

450

C10

922

/16

C10

6 0.

01

2.8

1/

50

C14

3

R10

410

0

C10

71.

01

9.3

9.4

8.3

3.3

1.3

C12

1

R11

3C

115

10

K3.

3/50

2SC

945L

PQ

101C

119

0.01

4.7/

50

(TU

OU

TP

UT

) T

P10

2(D

.C. B

ALA

NC

E)

R10

716

K

IP10

1

C11

3C11

0.01

C12

60.

1/50

R12

1

1K2.

2/50

R1089.4

IC101LA12655.5

3.6

C144

2.2/50

FM IF

LEVELDET

LEVELDET

Q.D. POSTAMP

S.CURVE

AMASC

AM MIX

BUF REG AM RF

AMIF

AGC

S. METER

AM DET

SD ADJ

LEDDRIVE

2.71.6

3.9 21.5 1.1 R103

1.5R110

C135 0.018(M)

R43330K

L 105CFLZ 450AM CFT

C112 10/16

3.3K

10/16

C129

R10027K

R10933K

R116.8KC141

0.01

DC BALANCE ADJFM MONO DISTORTIONADJ

2.3

CF 101GFE10.7 MA5

Salida de señal de audio

Entrada de señal de RF de AM

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12


R10

54.

7KC

F 1

02

R10

682

8FU

450

C10

6 0.

01

2.8

1/

50

C14

3

R10

410

0

C10

71.

01

9.3

8.3

3.3

1.3

R1089.4

IC101LA12655.5

3.6

C144

2.2/50

FM IF

LEVELDET

LEVELDET

Q.D. POSTAMP

S.CURVE

AMASC

AM MIX

BUF REG AM RF

AMIF

AGC

S. METER

AM DET

SD ADJ

LEDDRIVE

2.3

CF 101GFE10.7 MA5

Bobina decuadratura

Figura 12

Figura 13 Figura 14

Figura 15

dadrevedalbaT

A B C nóicnuF

0 0 0 renuT

0 0 1 railixuaoediV

0 1 0 .D.C

0 1 1 epatokceD

1 0 0 otohP Figura 16


a) Circuito selector de funciones dañado. Común-mente, el circuito se abre; esto impide el pasode la señal de audio. Una prueba contunden-te, consiste en puentearlo entre las termina-les de entrada y las terminales de salida.

b) Circuito de control de volumen digital daña-do. De igual manera, este circuito se daña yentonces se pone en corto. La solución es re-emplazarlo.

Falla 2 Aumento o disminución de volumenpor sí soloLa causa más común de esta falla, se encuentraen el sistema de control de volumen de

potenciómetro; en este caso, se ha dañado el cir-cuito drive del motor de rotación.

Falla 3: Equipo bloqueado (no enciende y nose puede accesar ninguna función)La causa usual de esta falla, es que las teclasVOL+ o VOL- se encuentran en corto. En ocasio-nes, la misma falla se produce cuando el equipocuenta con sistema de control de volumen de pe-rilla tipo Jog; de ser así, significa que el uso conti-nuo provoca el problema. Es importante que cuan-do esto se sospeche, el sistema sea desconecta-do; así, el bloqueo del equipo debe corregirse.

La sección de ecualización se localiza antesdel control de volumen, y a veces es de tipoanalógico. Al estar formada por una combina-ción de potenciómetros de un solo valor asocia-dos a capacitores de valores diferentes, formadistintas constantes de tiempo que bloquean opermiten el paso de frecuencias distintas haciala etapa final de audio.

El mismo circuito existe en versión digital, encuyo caso basta con presionar las teclas asocia-das para lograr la ecualización que se desea. Noobstante, existen programas prefijados por el fa-bricante (Pop, Rock, Jazz, Classic, etc.) cuyaecualización ha sido ajustada de acuerdo condiversos estudios sonoros. Además estos siste-mas en ocasiones se refuerzan con las modali-dades de BBE y DBE, que es algo similar a losantiguos controles de graves y agudos.

La misma señal de audio se puede modificarcon el agregado de la función KARAOKE (pala-bra japonesa que significa "audio sin voz"). Condicha función, cualquier reproducción de audiose comporta como una verdadera pista de audioque contiene sólo música; entonces, el usuariopuede agregar su voz a través de un micrófonoexterno.

Sección amplificadora de audio

No hablaremos de esta sección, en virtud de queen el número anterior de Electrónica y Serviciodedicamos un artículo exclusivo al servicio enla etapa de salida de audio en minicomponentes.Le sugerimos lo consulte.

INAudio L Audio L

Audio RAudio R

OUT

DataClock

C

1

2

1

2

3

5

3

2

1

4

M

PIN3 F MOTOR C. B.

C20

547

/10

BP

L1 470µH

L2 470µH

(VR1)TO BFRNTC.BCON 4-1

TO BFRNT C.BCON 5

E VOLUMEN C.B.

PINS

R201100 R202

100

L OUT

S GND

R OUT

Q201D D

S SG G

Q202100

2SK246GR X2

4.7/50

C2024.7/50

C201

CO

N6

PIN

6

VR

I-2

VR

I-1

R20

33.

9K

R20

43.

9K R20

647

K

R20

547

K

C20

322

0/10

R20

733

0

L

GND

R

-

+

5

AT MOTORON

VOLUMEN

50KA

Figura 17

Figura 18

INSTALACION YCONFIGURACION DE

MONITORES

INSTALACION YCONFIGURACION DE

MONITORESLeopoldo Parra Reynada

En este artículo se hace unarevisión de los principales

conceptos involucrados en lapareja monitor-tarjeta de video

de computadoras PC;simultáneamente, se dan algunos

consejos prácticos para laelección de este periférico de

salida de datos. Por último, semuestra cómo instalar y

configurar un monitor tanto parael modo DOS como para

Windows 3.1 y Windows 95. Eltema básicamente está dirigido aquienes se inician en el servicio a

computadoras personales.

La evolución de los monitores

Las primeras computadoras eran enormes apa-ratos con una serie de componentes asociados,que en nada se parecían a la estructura actualde una computadora personal, con su unidad desistema, su teclado, su ratón y su monitor.

En efecto, la inclusión del monitor en la ar-quitectura de los sistemas de cómputo, es el fru-to de graduales avances en la tecnología infor-mática y en la fabricación de los circuitos encar-gados del manejo de señales. De manera resu-mida, en la tabla 1 se muestra cómo se fue dan-do el cambio de los diversos medios utilizadospara la expedición de datos, hasta llegar a losactuales monitores. Igualmente, en la tabla 2 seindica la evolución de los monitores utilizadosen computadoras PC o compatibles.

Cabe señalar que en los más recientes tiposde monitores (SVGA, UVGA y superiores), se lle-gan a incluir diversas prestaciones, que van des-de una reducción significativa de las radiacio-nes hasta el uso de controles digitales, la cons-trucción de circuitos más eficientes y de menorconsumo de energía, etc. Definitivamente, lasprimeras pantallas TTL han quedado muy atrás.

Sin embargo, no basta con adquirir por ejem-plo un monitor UVGA para que automáticamente


la computadora expida una mayor resolución yun mayor número de colores. Este aspecto estárelacionado directamente con un elemento queinteractúa de forma estrecha con el monitor: latarjeta de video, de la que hablaremos más ade-lante.

Consejos básicos para la elección deun monitor nuevo

Con la intención de orientarle sobre la correctaelección de un monitor nuevo para computado-

ra, hemos incluido la tabla 3, así como las si-guientes descripciones.

Tamaño de la pantallaExisten dispositivos de sólo 9 pulgadas diago-nales y otros de 30 ó más. Como cada uno deellos tiene una aplicación muy específica, de éstadepende el tamaño de pantalla que se elija.

Pero hay que hacer una aclaración pertinen-te. Cuando el fabricante especifica que el moni-tor es de 15 pulgadas, por ejemplo, nos está di-ciendo que eso es lo que mide, de esquina a es-

sotadednóicidepxealarapsodaelpmesoidemysovitisopsiD

aniuqáMlartnec

odazilituoideMnóicidepxearap

sotadedselapicnirpsacitsíretcaraC senoicavresbO

CAINE.1sodaidem(

soñasoled)s´04

secuLnesetnaedaprap

orelbatnu

naícudorpnabazilitueseuqsarapmálsaLeuqnaínet,rallafnaílosomoc;rolacohcum

.etnemetnatsnocsadaibmacressolraterpretnieaniuqámalrarepoaraP

edaíreuqeres,sodidepxesodatluser.odazilaicepselanosrep

,acopéaledsedadisecensalarapóivriseuqnuAsaunitnocyonamuhrorreedogseirotlaabacilpmi

.sarapmálsaledsallaf

-atupmoC.2opitarod

etnatse

lepapedatniCodarofrep

al,sotnupedogidócnuedoidemroPsolatnicalneaímirpmiarodatupmoc

.sodatluser

.rodareponuednóicnetaaledaídnepedesoNropsotsivresnaídopsodatlusersoleuqnuA

,)soserpminabatseeuqotseup(anosrepreiuqlaucogidóclereconocedaíreuqernóicaterpretnius

.arodatupmocalnocodicelbatsenóicacinumoced

-atupmoC.3opitarod

edosuodneicaHopitaroserpmial

sotadsol,xelétnenaímirpmies

.lepap

selbidnetnesoremúnysartelrimirpmiaídoP.anosrepreiuqlaucarap

aleuqotnemomleertnearepseedopmeitlEsolridepxeaabazepmearodatupmoc

naresotséeuqneotnemomleysodatlusersonuglaedresaídop,soserpmietnemlatot

.sotunimsoiravatsahysodnuges

,arodatupmocalrazilituaídopanosrepreiuqlauCedzapacareotneimanertneocopnocseup

.ametsisledsacisábsenoicareposalrednetnedadisoirucanuolósresedójedetsésecnotnEsednargsaledecnaclalaódeuqy,acimédaca

.senoicaroproc

-atupmoC.4opitarod

alosnoc-inim

edallatnaProsivelet

,anetnaaledsedselañesribiceredzevnEanuedsedselañesaíbicerrosiveletle

.arodatupmoc

soledotaidemnirosecetnaleserosiveletlE.arodatupmocedserotinom

,rosiveletlaametsisleropadaivnenóicamrofniaL.etséedallatnapalneetnemaenátnatsniaicerapa

selbitapmocoCPsarodatupmocneserotinomsolednóiculovE

rotinomedopiT selapicnirpsacitsíretcaraC senoicavresbO

ocitámorconomLTT

asacseedsolobmísysoremún,sartelragelpsedaídoP.olliramaoedrevonotne,dadijelpmoc

ridepxeaídopeuq,ovitcartaocopotcepsaedallatnaPedlatotnurecahatsah(sotnup52x08edzirtamanu

)sotnup000,621

CPamrofatalpalneodaziliturotinomedopitremirP)TXsaniuqámnoc,etnemacifícepse(

retupmoC(AGCorotpadAscihparG

edocifárGrotpadA)arodatupmoC

.dadijelpmocajabedsocifárgagelpseD.selexipneaídividesnegamiedaeráleallatnapusnE

x023edzirtamanunenabadomocaesselexipsoLneselaudividnisotnup000,46edlatotnuodnad,002

.allatnapadac

anuóllorrasedes,AGCserotinomsolasaicarGedsogeujsol:erawtfosedatecafaveun

.arodatupmoc

decnahnE(AGEoretpadAscihparG

ocifárGrodatpadA)odarojeM

alodnauc,s´08soñasoledsodaidemaecaNodicercaíbaharodatupmocedsamargorpedairtsudni

.etnemelbaton046edolgerranuneóidividesrotinomledallatnapaL

sotnup000,422edlatotnu,aeso;selexip053x.sotnitsidseroloc61eddadeiravanunoc,selaudividni

sadiutitsusnosTXsaniuqámsaleuqneacopéalsErodasecorporcimlenabaroprocnieuq,TAsalrop

.68208edollorrasedleóitimrepacifárgnóiculoseratsE

edsenoisrevsaremirpsalomocsenoicacilpasetneibmasosrevidednóicatneserpalyDACotuA

nacatsedeuqsolertne,ojabartedsocifárg.swodniWednóisrevaremirpalyOEG,kseDretrauQ

scihparGoediV(AGVolgerrAoyarrA

)oediVedocifárG

002x023ednóiculoseranuabagelpsedetnemlaicinIanuo,seroloc652eddadidnuforpanunocselexip

alnocoreP.seroloc61aselexip084x046edallatnap,oedivedsarodajenamsatejratsalednóiculoveadipár

a084x046edallatnapalradnátseóivlovesotnorpatucejeeseuqalanóiculoseralseeuq,seroloc652

.aidemitlumsenoicacilpasaledaíroyamal

soledodnumle,AGVleóicerapaodnauc,7891nEleatsaheuqnóicamrofsnartanuóirfusserotinom

lanoicanretniradnátseleomoceneitnamesotnemom.CPamrofatalpne

)AGVrepuS(AGVSy)AGVartlU(AGVU

seroirepus

0061x0021,867x4201,006x008edsenoiculoseR.sámatsahy,selexip

atsahodatnemercniahesroloceddadidnuforpaLedsenollimosulcnieselimedsanecedsalraznacla

.negamiamsimanunesotnitsidrolocedsonot

serotinomednóicirapaalnocodanibmocahesotsEsaledodnasap,ednargsámzevadacallatnaped

solatsahselanogaidsadaglup41selanoicidart53osulcnie12,71edsovitisopsidsonredom

sogeujaraposenoicatneserparapselaedi,sadaglup.aidemitlum

Tabla 1

Tabla 2

oveunrotinomnuednóiccelealneraredisnocaserotcaF

otneimireuqeR radnátsesacitsíretcaraC senoicavresbO

atnevedotnuP)asotxeT)b

sametsiS)csocitsemod

sadaglup51:allatnapaledoñamaT s´CParapradnátseoveunlesE

ocitámorconom:acitámorcamaG .nareiuqeroleuqsenoicacilpaysogeujarapolós,rolocA

)AGVU(867x4201y)AGVS(006x008:nóiculoseR

mm82.0a62.0:sotnupertneaicnatsiD .rojem,sonemedseiS

odnugesropsordauc06:ocserferedaminímdadicoleVertnelatnozirohaicneucerfamixámalodneidividaluclaceS

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adazalertneon:nóisimsnartedopiTresebedrotinomleárasueseuqalanóiculoseraL

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cnysltuM:azilitueseuqneamrofatalP

Tabla 3


quina, el tubo de imagen sin gabinete, de talmanera que al montarlo en la unidad su longi-tud diagonal se reduce aproximadamente unapulgada (figura 1).

Gama cromáticaUn monitor monocromático es la elección ob-via, si se desea utilizar la computadora en algu-na aplicación donde el color no resulte impres-cindible. Ejemplos de esto son los puntos de ven-ta, el trabajo de una secretaria que utiliza la com-putadora sólo como máquina de escribir, los sis-temas domésticos que se arman con bajo presu-puesto, etc. Pero lo mejor es un monitor a color.

ResoluciónLas siglas VGA, SVGA, UVGA, etc., hacen refe-rencia a la resolución máxima que puede expe-dir el monitor. Como ya vimos en la tabla 2, laresolución VGA es de 640 x 480 pixeles, la SVGAde 800 x 600 y la UVGA de 1024 x 768 (figura 2).

Cuando vaya a adquirir un monitor, decídasepor aquella resolución que esté seguro va a em-plear y que no resulte incómoda para la vista.Por ejemplo, tratar de utilizar un monitor de 14pulgadas en una resolución superior a 800 x 600resulta muy cansado, pues los datos, los iconos,las ventanas y demás elementos gráficos sonmuy pequeños.

Tampoco preste atención a un monitor que leofrece una resolución de 1600 x 1200, si usted

está seguro de que nunca necesitará una panta-lla con tal cantidad de puntos. Para monitoresde 14 y 15 pulgadas, una resolución SVGA oUVGA resulta más que suficiente; y como los mo-nitores profesionales (17 o más pulgadas) requie-ren a veces de mayor resolución, le sugerimosse asesore con el vendedor para asegurarse deque el dispositivo satisfaga las necesidades deusted o de su cliente.

Espaciamiento de puntosLas imágenes de la pantalla en realidad estánformadas por minúsculos puntos de luz roja, ver-de y azul, reunidos en paquetes denominados“triadas”. A cada uno de estas triadas o elemen-

tos de imagen se le denomina "pixel"; y comopodrá suponer, la cantidad de pixeles que se uti-lizan para representar una imagen influye deci-sivamente en la calidad de la misma (figura 3).

Cuando vaya a adquirir un monitor nuevo,exija que su dot pitch (distancia entre triadas) seade un máximo de 0.28 mm. Esta es la medidaestándar para monitores de buena calidad; y sipuede conseguir uno de 0.26 mm, es mejor.

Velocidad de refresco de pantallaAl aparecer las computadoras personales, espe-cíficamente la resolución VGA y superiores, losdiseñadores se enfrentaron a un problema muyserio: la información en la pantalla tenía querefrescarse a una velocidad en la que el usuariono advirtiera el cambio, de modo que no causa-ra fatiga visual y fuese cómodo trabajar. Por talmotivo, se decidió que la frecuencia de refrescomínima quedara en 60 cuadros por segundo (fps);y si esto se pudiera aumentar, sería óptimo.

Entrelazado o no entrelazadoLa transmisión entrelazada ha funcionado en lostelevisores, pues entre estos aparatos y el espec-tador hay casi siempre una distancia media. Peropara computadoras no resulta conveniente, de-

bido a que el usuario está muy cerca del moni-tor.

En computadoras, todas las líneas horizonta-les se expiden una detrás de otra; esto es, no seseparan en pares e impares. Lo anterior signifi-ca que la pantalla se renueva completamente ala misma velocidad de refresco vertical, lo cualresulta conveniente para la vista del espectador;a este método se le llama "transmisión no-en-trelazada" (figura 4).

Controles normales o digitalesLos monitores con controles digitales suelen es-tar construidos bajo especificaciones más estric-tas que los normales. Gracias a ello se alcanzanmayores velocidades de refresco y resoluciones,aunque a un precio más alto; en promedio, éstese eleva de 20-25% en relación con lo que cues-ta un monitor convencional.

Emisión baja o normalLos monitores modernos traen de fábrica unaleyenda que dice “Low Emission”, con la que seindica que las emisiones electromagnéticas delos mismos son muy reducidas (norma europea).Los monitores que carecen de esta leyenda seconsideran normales, en cuyo caso se ha procu-

14 Pulgadas

Los fabricantes miden las 14 pulgadas de un monitor, tomando en cuenta el tamaño total del cinescopio singabinete; así que el tamaño real de una pantalla es ligeramente menor.

Figura 1

Figura 2

Pantalla VGA con una resolución de 640 x 480 pixeles

Pantalla Super VGA con una resolución de 800 x 600 pixeles.Observe que a mayor resolución, el tamaño de los objetoses menor.

Pixel es la abreviatura de Picture Element. Se refiere al elemento de imagen máspequeño que puede representarse en la pantalla de un monitor de computadora.En los monitores de color, el elemento más pequeño de imagen se forma con celdasde tres puntos de fósforo que emiten, respectivamente, luz verde, azul y roja.En un monitor a color de tipo Súper VGA, dicho elemento puede serun punto luminoso de 0,28 milímetros de diámetro. En los monitoresmás baratos puede tener casi medio milímetro (0,49 mm). En un monitorestándar TTL monocromático, por ejemplo, una letra cualquiera se puedeformar con una matriz rectangular de 9 x 9 puntos (81 píxeles).La resolución del texto y las gráficas depende de la densidad de los pixelesen la pantalla.

Imagen de monitor

1 pixel

1 pixelR G

B

R G

B

R G

BR G

B R G

BR G

B

R G

B

Distanciaentrepixeles

A

B

Figura 3


rado que el grado de interferencia que provocana otros aparatos electrónicos no sobrepase decierto nivel (norma americana). Si le es posibley no representa un gasto adicional excesivo parausted, adquiera un monitor de baja emisión; so-bre todo, si va a pasar diariamente varias horasfrente al dispositivo.

Multisync o estándarComo sabemos, la plataforma PC es la que pre-domina mundialmente. Sin embargo, algunosmonitores han sido diseñados de modo que pue-dan adaptarse a cualquier tipo de computadoraa la que sean conectados. Por esta razón, es in-dispensable tener un dispositivo capaz de ma-nejar múltiples resoluciones y frecuencias deoperación. A los monitores de este tipo se lesdenomina "Multisync", y suelen ser los más avan-zados y costosos.

Monitor de marca o genéricoLa mayoría de los monitores "de marca", en rea-lidad son fabricados por compañías ajenas a latitular correspondiente. Dado que Acer, IBM yCompaq carecen de fábricas exclusivas demonitores, puede darse el caso de que usted seencuentre con dos dispositivos exactamenteidénticos, uno de marca reconocida y el otro demarca genérica -y obviamente más barato.

Los monitores genéricos presentan exacta-mente el mismo índice de fallas que los

monitores de marca. Sin embargo, al momentode enfrentarse a la reparación o a la solución deproblemas menores, los de marca cuentan conmayor apoyo por parte del fabricante; incluso,con sólo conectarse a la página que en Internetocupa la compañía en cuestión, se puede obte-ner una respuesta concreta o al menos una orien-tación sobre lo que haya que hacer en cada caso.

Si se decide por un monitor genérico, trate deque éste tenga prestaciones superiores a las deun monitor de marca: mayor tamaño de panta-lla, mayor velocidad de refresco, controlesdigitales, etc.

La tarjeta de video y su importancia enel despliegue de información

La tarjeta de video, es el elemento donde losdatos digitales generados por las aplicaciones setraducen en niveles de voltaje que excitan almonitor. Es precisamente la tarjeta la que deter-mina factores tan importantes como la resolu-ción de la imagen desplegada, la profundidadcromática conseguida (número de colores quese pueden manejar), la frecuencia horizontal yvertical a las que funcionará el monitor, etc.

Tarjetas VGA y superioresDebido a que las tarjetas VGA y superiores sonlas de mayor uso en la actualidad, enseguida ha-blaremos de su estructura y funcionamiento. En

la figura 5 se muestra el diagrama a bloques deuna tarjeta de video VGA típica. Veamos cómotrabaja el conjunto, para que a partir de ello ad-vierta la importancia de este elemento en el des-pliegue de datos en la plataforma PC.

En primer lugar, antes de que los datos sumi-nistrados por la aplicación alcancen la pantalla,tienen que atravesar los buses de expansión yllegar hasta la tarjeta de video para que ésta lospase de binarios a decimales. Los buses puedenser tipo ISA, VESA o PCI -este último es el másmoderno y utilizado en la actualidad.

En la tarjeta de video, un puerto especial quemaneja el rango de direcciones de 03C0 a 03DFrecibe los datos enviados por el microprocesador.Si la dirección enviada a los buses coincide con elrango de captura de éstos, la dejan pasar hacia elresto de los circuitos de la tarjeta; si no coincide,la bloquean, pues son datos que no pertenecena la tarjeta de video. Dichos datos llegan prime-ro a un circuito integrado de alta complejidaddenominado "controlador VGA", cuya función esrecibir los bits en serie que provienen del micro-procesador, e interpretarlos para determinar lainformación que se va a desplegar en la pantalla.

Expedición de textoSi se va a expedir únicamente texto (caracteresASCII), entra en ación el controlador VGA; éstese auxilia de una memoria ROM denominada"BIOS de video", para generar las letras y núme-ros. En esta memoria vienen grabadas las com-binaciones de puntos que deben excitarse para

representar a todos y cada uno de los caracterespermitidos.

Lo único que quedaría por hacer, es determi-nar el color del fondo y de los caracteres en sí;tras hacerlo, esa información se alimenta a loscircuitos convertidores de digital a analógico(DAC’s) para que éstos expidan los niveles devoltaje necesarios y así se excite el monitor (fi-gura 6). Al mismo tiempo, la propia controladoraVGA genera los pulsos requeridos para la sin-cronía horizontal y vertical, y los envía directa-mente hacia el monitor.

Expedición de gráficosSi se va a expedir información gráfica, entoncesentra en juego un bloque adicional incorporadoen las tarjetas de video a partir de la resoluciónVGA. Dicho bloque consiste en uno o más chipsde memoria RAM, en donde se va almacenandotemporalmente la información que la controla-dora de video determina se debe expedir en lapantalla. Una vez que se ha llenado la memoria,los DAC’s van siendo alimentados para que a susalida generen los niveles de voltaje necesariospara la correcta excitación del monitor (figura7); al igual que cuando se expide texto, la contro-ladora genera directamente los pulsos de sincro-nía que se requieren para producir los barridoshorizontal y vertical dentro del monitor.

Para mantener un despliegue estable, y al mis-mo tiempo para que el manejo del monitor nodistraiga considerablemente al CPU de su laborprincipal de cálculo, es fundamental que la me-moria RAM sea capaz de almacenar toda la infor-mación necesaria para el despliegue de una pan-talla. Así que tanto la resolución como el númerode colores dependen estrechamente de la canti-dad de memoria colocada en la tarjeta de video.

En la tabla 4 se muestra una relación com-pleta de las resoluciones y profundidades de co-lor, así como la cantidad de memoria que míni-mamente se requiere para poderlas controlar.

Tarjetas de video con nuevas prestaciones

a) Tarjetas con circuitos controladores VGA. Es-tas incluyen sistemas "aceleradores" de video,cuya única función es realizar en la propia tar-

Líneas imparesen el trazo delprimer campo.

Líneas pares en el trazo delsegundo campo.

Primer retornovertical.

Segundo retornovertical.

Primer campo Segundo campo

Cuadros = 525 líneas

Líne

as im

pare

s

Líne

as p

ares

En los monitores con barrido entrelazado,cada imagen o cuadro se forma con doscampos. En este ejemplo aparecen corridaslas líneas de los campos para distinguirlas.

Entrelazando las líneas de doscampos, surge una imagen sin

parpadeo.En los monitores con barrido no

entrelazado se expiden los cuadros de manera simultánea, y no alternando campos pares e impares

Cada cuadro se forma por el entrelazado de dos campos, uno de líneas impares y otro de líneas pares.

Figura 4

Memoria RAM

Out DAC´sControladora

devideoROMde

video

Figura 5


jeta muchos de los cálculos que aún necesi-tan apoyo del microprocesador. De esta ma-nera, se incrementan considerablemente lavelocidad de proceso del microprocesador (alser liberado de tareas) y la velocidad de expe-dición de imágenes en la pantalla.

b) Tarjetas con circuitos de cálculo especializa-do. Son útiles para la expedición de imágenestridimensionales, especialmente para juegostipo Doom o Quake.

c) También existen tarjetas que pueden expedirsu señal a un monitor y a un televisor, de ma-nera simultánea; y aunque requieren de cir-cuitos especiales de conversión de VGA aNTSC, su estructura básica sigue siendo iguala la de las tarjetas convencionales.

Interacción tarjeta de video-monitor

Conforme a lo mencionado hasta ahora, es evi-dente que el flujo de datos entre la tarjeta de vi-deo y el monitor es incesante y unidireccional;es decir, el monitor recibe información pero nun-ca la proporciona al microprocesador.

Para funcionar adecuadamente, un monitortípico necesita recibir cinco señales desde la tar-jeta de video: componente de color rojo, com-ponente de color verde, componente de colorazul, sincronía horizontal y sincronía vertical. Esdecir, en la tarjeta de video tienen que generarse

los voltajes analógicos correspondientes a loscolores rojo, verde y azul, así como los pulsosnecesarios para excitar a los circuitos de sincro-nía; como ya vimos, esta función la llevan a cabotanto el circuito controlador VGA como los con-vertidores digital-analógico (DAC’s).

Toda esta información ya llega "digerida" almonitor; es decir, la tarjeta de video es la quedetermina -según ya se dijo- aspectos tan im-portantes como la resolución de las imágenesdesplegadas (número de columnas y renglonesque se observan en una pantalla) y la profundi-dad de color de dicho despliegue.

Como puede advertir, la tarjeta de video jue-ga un papel preponderante en el despliegue deimágenes en computadoras personales.

Veamos ahora cómo elegir e instalar una tar-jeta de video.

Elección de una tarjeta de video

La misma atención que se necesita para elegirun nuevo monitor, debe aplicarse para seleccio-nar la tarjeta de video que controlará el flujo dedatos desde el microprocesador hasta el moni-tor. Consulte la tabla 4.

Si no estamos conformes con el desempeñode nuestro monitor, lo único que queda por ha-cer es reemplazarlo por uno nuevo y más avan-zado. Pero antes de llevar a cabo una acción tanradical, convendría revisar un punto tan impor-tante como lo es la tarjeta de video; si ésta frenael desempeño del sistema, se afecta la calidaddel despliegue.

Cuando la expedición de datos es deficiente,por lo general se piensa que el monitor está fa-llando; pero la mayoría de las veces el problemaradica en la tarjeta que controla dicho desplie-gue.

Si no está muy a gusto con la calidad de lasimágenes expedidas en su monitor, le recomen-damos que, antes de pensar en reemplazarlo,cambie simplemente la tarjeta de video. Para ello,siempre pondere aspectos tales como su presu-puesto y sus necesidades específicas; de estosdos factores, elegirá enseguida entre una diver-sidad de características técnico-funcionales:buses de expansión empleados (ISA-16, VESA,PCI), chipset controlador de video, cantidad dememoria RAM incluida, capacidad de desplieguede imágenes (normal o para tercera dimensión -3D-), etc.

Zócalos de expansión de memoria

RAM instalada

Chipset controladorde video

ROM de video

Conector a monitor

Figura 6

Figura 7

Señal barras R

Señal barras G

Señal barras B

oedivedatejrat-rotinomnóicaleralneselaedisacitsíretcaraC

rotinomedopiT elbitapmocatejraT senoicavresbO

sonemó41sadaglup

MARedBM1eD

x046atsahednóiculoseranuraznaclaarapametsisortseunrarugifnocsomedopallenoC.serolocedsenollim61asotnup084

;esragelpsededeupeuqserolocedoremúnlerajabaazneimoc,nóiculoseralratnemualA000,46omixámomocesridepxenárdop,006x008arazilituaesedesolpmejeropis

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sadagluP51 MARedBM1eD

saledazelarutanalaodibedisetnemacinú,MARedsámoBM2edanuaírireuqereS006x008ednóiculoseranunoceugeilpsednurazilituaesedesnóitseucnesenoicacilpaeuqnóicautis(sonotedsenollim61edroloceddadidnuforpalodnavresnocorep,royamo

.)nóicide-otuaoocifárgoñesidedsenoicacilpanenúmocetnatsabreseleus

sámo71sadaglup

MARedBM4eD

,MARedBM4nocoedivedatejratanuednóicisiuqdaalacifitsujessosacsotseneolóSedsenollim61a4201x0821edallatnapanurazilituolpmejeropaíritimrepolleeuqaynóicaminaedoñesidlearaposodaznavasocifárgnesenoicacilpaarapselaedi(seroloc

.)oedivneosuedsenifnoclanoicnemidirtanuaesedesis,olpmejerop;MARairomemsámrenopedeupeseuqsalasatejratnetsixE

edBM6sonemlasoirasecennáres,serolocedsenollim61a0021x0061ednóiculoseressecevsacopyum,sadazilaicepseodaisamednossenoicacilpasatseomocoreP.MAR

.rednetaeuqeneitsel

Tabla 4


Instalación de una tarjeta de video

1. A fin de localizar y retirar la tarjeta usada, abrael gabinete de la computadora.

2. A continuación, y si es posible en el mismositio, inserte la nueva tarjeta y asegúrela al ga-binete por medio del tornillo respectivo. Encaso de que la tarjeta usada sea, por ejemplo,de tipo ISA-16 y que la nueva sea de tecnolo-gía PCI, ésta no podrá colocarse en la mismaranura.

3. Libere entonces una ranura trasera, para queen ella entre la nueva tarjeta.

4. Deslice la nueva tarjeta en su ranura de ex-pansión, hasta que asiente de manera firme.Asegúrela con el tornillo respectivo.

La situación se complica ligeramente cuando nosenfrentamos a una máquina "de marca", ya queen ocasiones, para reducir costos de manufac-tura, los diseñadores deciden incorporar los cir-cuitos necesarios para la excitación del monitoren la misma tarjeta madre; es decir, no hay unatarjeta separada que podamos retirar.

Esto provoca un problema muy serio, dadoque una computadora por lo general no puedetrabajar al mis-mo tiempo con dos tarjetas devideo; si ambas se le conectaran, podrían pro-ducirse bloqueos o fallas en la operación del sis-tema. ¿Cómo puede usted entonces actualizarla tarjeta de video?

La respuesta es muy sencilla, aunque habráque utilizar el manual de configuración propor-cionado por el fabricante. Si revisa la documen-tación, seguramente encontrará que en la tarje-ta madre existen uno o más jumpers; al configu-rarse adecuadamente el sistema, los jumpersinhabilitan a la controladora de video interna ydejan libre el canal de comunicación para queahí sea colocado un dispositivo externo. Comoconsecuencia, en el interior de la computadorahabrá dos tarjetas de video; pero sólo una esta-rá funcionando.

Para que el sistema quede finalmente funcio-nando y todas las aplicaciones puedan aprove-char las características avanzadas del nuevomanejador de video, es necesaria aún la confi-guración vía software.

Configuración del sistema

Supongamos que ya se compró la nueva tarjetay que fue colocada conforme a la explicaciónanterior. Supongamos también que al encenderel sistema y comenzar a arrancar Windows 95,súbitamente aparece un mensaje como este:"Windows no reconoce su manejador de video,arranque en modo a prueba de fallos".

El modo a prueba de fallos es un sistema ul-tra-básico, mediante el que no se dan de altadispositivos multimedia ni la profundidad decolores elegida. ¿Qué está sucediendo? ¿Acasola nueva tarjeta no funciona adecuadamente? Enrealidad, este problema es bastante común; sedebe a que a pesar de que el nuevo dispositivode control de monitor está correctamente insta-lado en términos del hardware, no lo está en tér-minos del software. Una vez que se siguen algu-nas recomendaciones básicas, dar de alta correc-tamente a una tarjeta de video es muy sencillo.A continuación veremos cómo se hace esto, enel modo DOS, en Windows 3.11 y en Windows 95.

Configuración de la tarjeta de video enmodo DOSEsta acción parece poco práctica, en un mundoque al parecer de forma masiva está dejando enel olvido al DOS. No obstante, el cambio hacialos nuevos sistemas operativos no se ha dadode forma instantánea.

A pesar de los esfuerzos de Microsoft por ha-cer que todas las compañías productoras de soft-ware se apeguen al estándar de Windows 95, di-cho sistema operativo es tan celoso con los re-cursos de la máquina que se convierte en un fre-no para los rápidos movimientos que se tienenque realizar en determinados programas (espe-cialmente juegos). Y es que, por ejemplo, los pro-tocolos de comunicación de Windows 95 exigenque todas las aplicaciones ejecutadas bajo suambiente de trabajo pasen primeramente por elKernel del sistema operativo. De esta forma seevita una comunicación directa entre la aplicacióny el hardware del sistema, misma que sí es permi-tida en el modo DOS; esto resulta vital para losjuegos avanzados. Como resultado, el usuario tie-ne que optar por salir del ambiente Windows y

arrancar la máquina en modo DOS tradicional,para poder ejecutar algunas aplicaciones.

Gracias a los esfuerzos realizados por VideoElectronics Standard Association (VESA), a partirde 1994 prácticamente todas las tarjetas de vi-deo producidas en el mundo cumplen con unaserie de especificaciones conocidas como "VESAcompatible" (figura 8). Estas especificaciones sonuna serie de protocolos de comunicación estan-darizados entre la tarjeta madre y todas las tar-jetas de video que cumplan con el estándar. Deeste modo, la mayoría de los juegos y aplicacio-nes convencionales diseñados a partir de esafecha, automáticamente tratan de utilizar dichosprotocolos de comunicación; así les es posiblecolocarse en la resolución y profundidad de co-lores requeridas para el buen desempeño delprograma, sin que haya necesidad de dar de altaningún manejador adicional.

Sin embargo, algunas aplicaciones tradicio-nales que hacen uso extensivo de las capacida-des gráficas de una computadora, necesitan for-zosamente la presencia de archivos de configu-ración que le indiquen al programa la maneracorrecta de comunicarse con la tarjeta de video-y así aprovechar al máximo las característicasespeciales de ésta. Entre los programas que re-quieren de este tratamiento están el AutoCADpara DOS, 3D-Studio, Lotus 1-2-3 (sobre todopara generar gráficas estadísticas), WordPerfect(para acceder a la pre-visualización de la impre-sión) y otros como Word para DOS y WordStar.

Para dar de alta las características avanza-das de una tarjeta de video en estos programas,es necesario pasar por un proceso de instala-ción que varía de aplicación en aplicación. Porejemplo, en algunos programas es necesariosobreescribir algunos archivos internos de laaplicación por aquellos incluidos en los disquetesde configuración; hay también casos en que seincluye un pequeño archivo de instalación auto-mática, y casos en que se requiere entrar a lautilería de configuración del programa en cues-tión y avisarle que de ahora en adelante se utili-zará determinado manejador en vez del tradi-cional. Trátese de uno u otro, le recomendamosque consulte cuidadosamente los archivosREAD.ME incluidos en los discos de configura-ción; o bien, revise la documentación que acom-paña al programa en que se desea dar de alta almanejador.

Configuración de la tarjeta de video en elambiente Windows 3.1Una situación completamente distinta la tene-mos con los ambientes de trabajo Windows 3.1 y3.11, los cuales sí deben estar bien configuradospara poder aprovechar todas las característicasde una tarjeta de video. Por ejemplo, en una ins-talación convencional de Windows 3.11 la máqui-na por default se coloca en un modo VGA senci-llo; esto es, una resolución de 640 x 480 puntosy una profundidad de color de apenas 16 tonos.Esto puede ser conveniente para el uso de aplica-ciones como procesador de texto y hoja de cál-culo; pero en aplicaciones que requieren el ma-nejo de gráficos complejos, no sirve tal resolución.

Si queremos aumentar la resolución de lapantalla o el número de colores que se puedenexpedir al mismo tiempo, es preciso dar de altacorrectamente a los drivers o manejadores quese encargan de modificar los protocolos de co-municación entre el ambiente de trabajo y la tar-jeta de video.

De esta manera, el ambiente reconoce la me-moria adicional instalada, accede a las caracte-rísticas de aceleración de video, etc.

Básicamente, existen dos formas distintaspara dar de alta una tarjeta de video en esteambiente de trabajo:Figura 8


Método tradicionalSi con la tarjeta anterior su sistema estaba con-figurado para utilizar la resolución VGA tradi-cional, seguramente al momento de hacer elcambio de dispositivo y encender la computa-dora habrá encontrado que todos los programasde DOS funcionan exactamente igual, y que tam-bién podrá acceder sin problemas al ambientede trabajo Windows.

En tal caso, podemos configurar la nueva tar-jeta de video desde el mismo ambiente gráfico;para ello simplemente diríjase a la ventana PRIN-CIPAL del Administrador de Programas, y elija elicono INSTALAR WINDOWS. Continúe con es-tos pasos:

1. Cuando aparezca la lista de los dispositivosinstalados, fíjese en lo que indica la línea dePANTALLA; de seguro dice exclusivamenteVGA (figura 9). Para cambiar este parámetro,haga "clic" sobre el menú OPCIONES y elijaCAMBIAR LA CONFIGURACION DEL SISTEMA;entonces aparecerá una lista similar a la ante-rior, en la que ahora sí podremos manipularsus variables.

2. Haga "clic" en las opciones de PANTALLA, yaparecerá una larga lista de dispositivos queson soportados de manera directa por Win-dows 3.1. Al final, aparece también una op-ción que dice OTROS, REQUIERE DISQUETEDEL FABRICANTE (figura 10).

3. Elija dicha opción e introduzca el disco de con-figuración que acompaña a la tarjeta de video,

en el que debe aparecer un archivo con el nom-bre OEMSETUP.INF (actualmente se ha susti-tuido el disquete por un CD-ROM). Siga las in-dicaciones en pantalla y notará que a la listaoriginal de manejadores se habrán añadidoaquellos correspondientes al chipset de su tar-jeta (figura 11).

4. Escoja la resolución y profundidad de colordeseadas. Tenga a la mano los disquetes deinstalación de Windows 3.1, por si el procesode configuración los solicita.

5. Cuando acabe el procedimiento, reinicieWindows. Luego de hacerlo, seguramente no-tará una pequeña variación en la tonalidad desus ventana e iconos.

6. A fin de comprobar que ya se tiene una mayorresolución de colores, utilice alguna aplicación

de manejo de gráficos para visualizar una fo-tografía digitalizada; se recomienda ejecutarPaintShop Pro u otra aplicación avanzada, ocuando menos PaintBrush. De inmediato ob-servará que la calidad de las imágenes obte-nidas es muy superior a la que se tenía con laresolución VGA tradicional.

Una situación especial se presenta cuando en-contramos que la tarjeta de video anterior sí es-taba configurada. Siendo así, Windows 3.1 es-pera encontrar instalada una tarjeta con unchipset "X"; pero usted acaba de sustituirla poruna que tiene un chipset "Y". En este caso, aun-que la máquina arranca normalmente en modoDOS, el sistema se bloquea al momento de in-tentar entrar a Windows; en la pantalla apareceentonces un ruido y un mensaje de error, o cual-quier otro comportamiento extraño. Si tomamosen cuenta que no se puede modificar la instala-ción de Windows desde el mismo ambiente grá-fico, lo que hay que hacer es ejecutar el cambioen modo DOS. Veamos cómo se realiza esto:

1. Reinicie su sistema y permanezca en modo DOS.2. Por medio del teclado, indique el cambio de

directorio donde está la instalación deWindows (normalmente C:\WINDOWS\).

3. Ya que esté en dicho directorio, dé la ordenINSTALAR. Observará que aparece una pan-talla como la mostrada en la figura 12A. Enesa pantalla, en modo DOS, están listadas las

mismas opciones que se tenían en la Instala-ción de Windows en modo gráfico.

4. Con ayuda de los cursores del teclado, resaltela opción PANTALLA y presione ENTER. Setrasladará a una nueva pantalla, en dondepuede consultar la lista completa de losmanejadores incluidos en Windows, así comolos correspondientes a la tarjeta anterior (fi-gura 12B).

5. Nuevamente desplácese hasta el final de lalista, y elija la opción OTRO (REQUIERE DIS-QUETE DEL FABRICANTE).

6. Introduzca el disco que acompaña a la tarjetade video, y proceda a dar de alta a los maneja-dores de su nuevo dispositivo. También tenga ala mano los disquetes de instalación deWindows, ya que seguramente se le solicitarán.

7. Concluido el proceso, salga de la utilería deinstalación y dé la orden WIN. Notará que aho-ra sí puede entrar sin problemas al ambientede trabajo.

Método de instalación automáticaAlgunos fabricantes de tarjetas de video, parasimplificar el proceso de instalación al usuario,han incluido un nuevo método de configuraciónsemiautomático.

En él, prácticamente todo el proceso es lleva-do a cabo por un archivo ejecutable (por lo ge-neral con el nombre SETUP.EXE).

Para dar de alta estas tarjetas, simplementecumpla estas instrucciones:

Figura 9 Figura 10

Figura 11 Figura 12A Figura 12B


1. Desde el Administrador de Programas, desplie-gue el menú ARCHIVO y seleccione EJECUTAR.

2. Indíquele la unidad de disco, el directorio y elnombre del archivo (por ejemplo, A:\WIN31\SETUP.EXE). Siga las instrucciones en pantalla.

3. Al término del procedimiento, reinicie Win-dows. Entonces habrá concluido con la insta-lación de la nueva tarjeta.

A veces, el programa obliga al usuario a dar unpaso adicional.

Cuando se presenta este caso, el programainstala todos los manejadores dentro del direc-torio Windows; pero deja para el usuario la ta-rea final de cambiar el manejador que utilizaráel ambiente de trabajo; entonces hay que ejecu-tar estos pasos:

a) Vaya a la ventana PRINCIPAL del Administra-dor de Programas, y elija INSTALAR WINDOWS.

b) Solicite OPCIONES-CAMBIAR LA CONFIGURA-CION DEL SISTEMA. Gracias al programa deinstalación, ahora aparecerá entre la lista deposibles pantallas la correspondiente a lanueva tarjeta de video; así que simplementeseñálela (figura 13).

c) Indique a Windows que desea utilizar el mane-jador actual y reinicie. Con ello habrá con-cluido la configuración del nuevo dispositivode despliegue.

Por lo general, estos programas de instalaciónproducen una ventana exclusiva donde se guar-

dan las utilerías especiales de la nueva tarjetade video (figura 14).

A veces aparecen cuadros de configuración,en los que podemos elegir fácil y rápidamente laresolución, la profundidad de colores, así comoaspectos más sutiles (apertura horizontal y ver-tical, etc.); pero puede suceder que sólo sirvanpara hacer el cambio de manejador.

Configuración de la tarjeta de video enel ambiente Windows 95

Dado que el ambiente de trabajo Windows 95 esun sistema operativo gráfico, necesita una inte-racción muy estrecha entre el núcleo del siste-ma y la tarjeta de video, a fin de aprovechar almáximo las características avanzadas que éstapudiera ofrecer.

Primeramente, tenemos que la resoluciónestándar para Windows 95 es de 640 x 480 a 256colores; por eso de inmediato se descartan to-das las tarjetas de video de 256 KB de memoriaRAM instaladas, ya que sólo pueden manejardicha resolución a 16 colores. Por lo tanto, y conel propósito de evitar en lo posible la apariciónde problemas, cuando vaya a dar de alta unanueva tarjeta de video debe seguir algunos pa-sos muy específicos.

En primer lugar, lo más común es que en Win-dows 95 los manejadores de la tarjeta anteriorsí estén dados de alta; aunque, para ahorrarsealgunos pasos de configuración, muchos fabri-cantes de máquinas "de marca" colocan este

parámetro como una pantalla VGA convencio-nal. De ahí que para no arriesgarse a encenderel sistema y bloquearlo por completo, usted debemonitorear cuidadosamente el proceso de arran-que. Ahora prosiga con estos pasos:

1. Cuando aparezca en la pantalla el letrero de"Iniciando Windows 95...", presione rápida-mente la tecla F8. Entonces aparecerá en pan-talla un menú que le permitirá elegir la formade arranque.

2. Solicite un arranque en modo Windows a prue-ba de fallos y permita que continúe la cargadel sistema operativo. Con esto conseguirá queel sistema, independientemente de que tengao no dados de alta los manejadores de la tar-jeta anterior, se coloque en modo VGA con-vencional; este es un excelente punto de par-tida para iniciar la configuración de la nuevatarjeta de video.

3. Una vez que se presente el ambiente de tra-bajo, con el botón derecho del ratón haga "clic"en el color que se ve al fondo del escritorio;así aparecerá un pequeño menú, entre cuyasopciones encontramos una línea de PROPIE-DADES (figura 15).

4. Elija dicha opción, y verá que aparece en pan-talla un cuadro de diálogo como el que semuestra en la figura 16.

5. Elija el folder CONFIGURACION, y presione elbotón CAMBIAR TIPO DE MONITOR; verá queaparece un cuadro de diálogo como el de lafigura 17.Figura 13 Figura 14

6. En el apartado TIPO DE ADAPTADOR DE VI-DEO, presione el botón de CAMBIAR; enton-ces aparecerá la lista de dispositivos compati-bles con su tarjeta de video anterior.

7. Para dar de alta la nueva tarjeta, presione elbotón UTILIZAR DISCO. Siga las instruccionesen pantalla, para cambiar el manejador de vi-deo a aquel que optimizará la comunicacióncon su nueva tarjeta. Por precaución, tenga ala mano los disquetes o el CD-ROM de insta-lación de Windows 95 (el proceso puede soli-citarlos).

8. Una vez concluido este procedimiento, reiniciesu sistema.

Finalizamos aquí el tema, esperando que le seade utilidad en su formación como técnico en ser-vicio a computadoras PC.

Figura 15 Figura 16

Figura 17


CIRCUITOAMPLIFICADOR DE

POTENCIA

CIRCUITOAMPLIFICADOR DE

POTENCIAOscar Montoya Figueroa

El funcionamiento de unamplificador de potencia se

realiza cuando una señal deintensidad muy baja es

amplificada mediante circuitoselectrónicos. Para entender sufuncionamiento, es necesario

recordar brevemente losprincipios de operación del

transistor; esto es lo queveremos en el presente

artículo, en el que ademásconstruiremos dos circuitos

amplificadores de potencia conmateriales que pueden

conseguirse fácilmente encualquier tienda de partes

electrónicas.

Los semiconductores

Recordemos que un semiconductor es un mate-rial de tipo cristalino, generalmente silicio ogermanio; estos materiales presentan por sí so-los una resistencia eléctrica muy elevada. Paralograr que un material de este tipo reduzca suresistencia eléctrica, es necesario agregarle im-purezas (aluminio o fósforo) a fin de crear unexceso o un déficit relativo de electrones dentrodel semiconductor.

Cuando a un material cristalino se le agreganimpurezas para provocar un déficit de electro-nes, se obtiene un semiconductor de tipo P. Cuan-do se agregan impurezas para provocar un ex-ceso de electrones en el material, se dice que seha formado un semiconductor tipo N (figura1).

Los diodos semiconductores

Cuando se unen dos semiconductores, uno detipo N y el otro de tipo P, se forma un diodo (fi-gura 2); este nombre es una herencia de los an-tiguos tubos de vacío. Un diodo no presenta unacurva de respuesta lineal al voltaje que se le apli-ca; es decir, que la corriente a través de él se

comporta de manera distinta cuando se le apli-ca un voltaje con polaridad positiva o negativa(más adelante se explica este comportamiento).

Si en los extremos del diodo se aplica un vol-taje de corriente directa, a manera de que el polopositivo de la fuente corresponda a la sección Pdel semiconductor y el polo negativo de la fuen-te corresponda a la sección N del mismo, se ob-tiene un diodo polarizado de manera directa. Silas polaridades aplicadas al diodo son de la for-ma contraria, se dice que el diodo se polariza demanera inversa.

Cuando el diodo se encuentra polarizado di-rectamente, presenta una resistencia para valo-res muy pequeños de voltaje llamada "barrerade potencial" (para diodos de silicio, es de 0.7volts; para diodos de germanio, de 0.3 volts).Cualquier voltaje aplicado al diodo por debajo

de este valor, le permitirá conservar su estadode resistencia; así se evita que conduzca la co-rriente eléctrica. Pero si el voltaje de polariza-ción aplicado supera al valor de la barrera depotencial, entonces el diodo comienza a condu-cir la corriente eléctrica (figura 3). La barrera depotencial en los semiconductores, es una resis-tencia eléctrica interna que se forma por larecombinación de electrones y huecos cercanosa las uniones entre semiconductores de diferen-te tipo (P-N o N-P).

Por el contrario, cuando un diodo está polari-zado de manera inversa se mantiene en un es-tado de no-conducción; esto se debe a que subarrera de potencial se sostiene en un nivel muyalto (figura 4). Y si se incrementa suficientemen-te el voltaje inverso aplicado al diodo, se llega aun punto de “ruptura” donde se comenzará a

+ ++

++

+ +

+

++

++

+ + +

Silicio Silicio-

--

--

--

-

--

--

- - -

El silicio con impurezas dealuminio forma un materialtipo "P".

El silicio con impurezas defósforo forma un materialtipo "N".

El exceso o déficit de electrones en un material cristalino, produce un semiconductor de tipo N ó P, respectivamente.

Déficit Exceso

Figura 1

P N

Dos materiales semiconductores formando un diodo

Zona de transición

Unión

+ + +

+ + +

+

+

+ +

+

++ +

+ +

- - - ----

---

--

---

--

--

-

Figura 2

Figura 3

P N

+ -

En un diodo polarizado directamente, la barrera de potenciales de 0.5 a 0.7 volts. Cualquier voltaje por arriba de este valor, pone en conducción al diodo.

Barrera depotencial

Diodo

Corrienteeléctrica

Batería

P N

+-

Cuando un diodo se polariza de manera inversa, la barrerade potencial se hace tan grande que evita el paso de lacorriente eléctrica a través de él.

Barrera de potencial

Diodo

BateríaFigura 4


conducir -de manera inversa- la corriente eléc-trica. A este efecto se le conoce con el nombrede “avalancha”.

Existen pruebas de voltaje aplicadas a los dio-dos, que permiten obtener un registro de suscorrientes de conducción. Se elaboran listascompletas de estos datos, los cuales songraficados para obtener la curva característicade cada diodo (figura 5). Generalmente los fa-bricantes proporcionan la curva característica decada uno de los diodos que fabrican, permitien-do así a los diseñadores de circuitos prever lascondiciones de operación y la manera en que sepodrá utilizar un diodo en particular. Para aque-llas personas relacionadas con la reparación decircuitos, la curva característica del diodo lespermite seleccionar los reemplazos adecuadoscuando uno de estos dispositivos ya no se en-cuentra en el mercado o cuando el mismo pro-voca conflictos dentro del circuito que se estáreparando.

Actualmente los diseñadores han logradomodificar las condiciones de operación de losdiodos, de tal forma que su uso no se limita ex-clusivamente a la rectificación; pueden funcio-nar también como reguladores de voltaje,capacitores variables, detectores de radiofre-cuencia, duplicadores de voltaje y en otras apli-caciones que aprovechan sus características in-herentes.

Los transistores

En 1948, los laboratorios Bell desarrollaron undispositivo semiconductor con tres secciones demateriales semiconductores (una configuraciónNPN y otra PNP); nos referimos al transistor.

Cada transistor NPN cuenta con dos seccio-nes de material N separadas por una sección dematerial P; en tanto, cada transistor PNP cuentacon dos secciones de material P separadas poruna sección de material N (figura 6). El nombrede "transistor" se deriva de transferencia de re-sistencia. En su momento, este dispositivo fueel reemplazo directo de la válvula tríodo, quedurante esa época dominaba al mundo.

Por motivos de claridad, basaremos nuestraexplicación en transistores de tipo NPN. Al igual

que el diodo, el transistor requiere ser polariza-do para que realice la función en la que será em-pleado. Para ello se coloca una fuente de alimen-tación (una batería) entre colector y emisor, detal manera que el polo negativo de la fuente que-de conectado al emisor del transistor. En la cons-trucción interna de un transistor, existe una ter-cer zona llamada base; ésta separa al colectordel emisor. Mientras no exista una polarizaciónpositiva en la base, el circuito descrito se man-tiene en un estado de no-conducción; esto sedebe a que las barreras de potencial de las unio-nes se hacen tan grandes que no permiten elpaso de los electrones a través de ellas.

Si se aplica un voltaje positivo entre la base yel emisor, se fomenta la producción de portado-res mayoritarios; es decir, “huecos” que puedenservir de transporte a los electrones que se en-cuentran en el emisor. Esto genera el paso de lacorriente eléctrica desde el emisor a través de labase, saliendo por la terminal externa del colec-tor; de esta forma se reduce la resistencia de lasbarreras de potencial. Mientras se mantenga elvoltaje aplicado en la base, el flujo de corrientea través del transistor se mantendrá. Si en labase, por el contrario, se aplica un voltaje nega-tivo, no se generan portadores mayoritarios; en-tonces la corriente eléctrica del transistor se in-terrumpirá, y las barreras de potencial en lasuniones se harán más grandes.

Ahora ya sabemos que la corriente eléctricaa través de un transistor puede ser controladamediante la aplicación de un voltaje positivo o

negativo en la base del mismo. Existe una ca-racterística que hace a los transistores especial-mente útiles, sobre todo en lo que se refiere a laamplificación de señales electrónicas. El flujo decorriente eléctrica que circula entre el emisor yel colector, puede ser de valores que oscilan en-tre el rango de los miliampers hasta los ampers(una corriente muy grande). Pero, para contro-lar el flujo de corriente entre el emisor y el co-lector se requiere de corrientes del orden de losmicroampers. En otras palabras, una corrientegrande de emisor a colector puede ser controla-da mediante una corriente pequeña aplicada enla base.

Operación de un amplificador de potencia

Amplificar una señal electrónica consiste en in-crementar los valores de intensidad de una se-ñal, manteniendo sus características de forma yfrecuencia. Para cada rango de frecuencia de laseñal que se desea amplificar, se requiere de undiseño especial; es decir, no se puede utilizar el

mismo modelo de amplificador para señales debaja frecuencia (como el audio) que para seña-les de alta frecuencia (como las de radio). Deigual forma, el diseño del amplificador está de-terminado con base en los valores de corrientey voltaje de la señal que se desea amplificar.

En la figura 7, se muestra un circuito amplifi-cador de voltaje a transistor. Las resistencias R1

y R2 polarizan la base del transistor T1 medianteuna configuración de divisor de tensión; RC es laresistencia de polarización positiva del colector;RE es la resistencia de polarización a tierra onegativa del emisor. El capacitor CE y la resis-tencia RE conectados al emisor del transistor,actúan como un circuito de desacoplamiento ala corriente alterna. Si observáramos con osci-loscopio este nodo, se mostraría una línea queindica que este punto siempre se mantiene enun solo valor de voltaje.

En este circuito, la señal de entrada se acoplamediante RG y C1. El voltaje de la señal de entra-da que llega a la base es menor que el voltaje depolarización dado por R1 y R2 , ya que se produce

Figura 5

I (Corriente)

V (Voltaje)

-I

-V

Curva característica de un diodo semiconductor

Conducción ensentido inverso

Punto deruptura

Conducciónen sentidodirecto

Figura 6

P1 P2E C

N

B

A Transistor PNP

P1 P2E C

N

B

A Esquema eléctrico

B

N1 N2E C

P

B

C Transistor NPN

E C

B

D Esquema eléctrico

E C

B

E C

B

N1 N2E C

P

B

VEB

-VEB

-VCB

VCB

IE VEC IC

VCBVBE

Sentidos de referencia paralas corrientes y tensiones en

un transistor

B : BaseC: ColectorE : Emisor


una pequeña caída de tensión sobre RG. Como elemisor del transistor se encuentra conectado atierra, al presentarse una señal de voltaje de co-rriente alterna en la base, las variaciones de vol-taje actúan sobre el diodo de la unión base-co-lector también con una corriente alterna.

Cuando en la base se presenta el medio ciclopositivo de la señal de corriente alterna, la co-rriente en el colector es creciente. Esto significaque el voltaje en la resistencia del colector au-menta en la misma proporción, provocando asíun menor voltaje en la terminal del colector. Deesta manera, el voltaje de salida entregado porla terminal del colector está invertido 180º en fase.

Un semiciclo positivo de una onda de corrien-te alterna de entrada en circuito, entrega en lasalida un semiciclo negativo pero con una ma-yor intensidad de voltaje. De igual forma, paraun semiciclo negativo de entrada, en la salida seentrega un semiciclo positivo.

En la terminal del colector del circuito, seobtiene un voltaje de corriente directa más unaseñal de corriente alterna. Para separar la señalde corriente alterna tal como fue aplicada en laentrada del circuito, se utiliza un capacitor dedesacoplamiento (que en este caso es C2) quefunciona como un circuito abierto a la corrientedirecta y como un circuito cerrado a la corrientealterna. Entonces, en la salida del circuito en laresistencia RL se obtiene la componente de co-rriente alterna.

Se han colocado los oscilogramas correspon-dientes a las señales que se observarán en cadaparte del circuito, para entender mejor la formaen que se realiza la amplificación de voltaje den-tro de él. Un diseño del mismo circuito, pero convalores, puede ser utilizado como amplificadorpara señales de audio (figura 8).

Los amplificadores operacionales

No hace muchos años aparecen los primeros cir-cuitos integrados, y con ellos una nueva reali-dad que ha modificado inevitablemente el pa-norama tecnológico. Un circuito integrado es undispositivo de tamaño muy reducido, pero en elque internamente se concentran cientos y milesde transistores, además de resistencias, capaci-

tores y diodos, todos ellos interconectados paraformar un dispositivo capaz de realizar funcio-nes más complejas. Esto permite que los apara-tos electrónicos sean más pequeños, que reali-cen una gran cantidad de funciones y que suconsumo de energía eléctrica sea considerable-mente menor.

Un amplificador operacional característico, esun circuito de alta ganancia continua que fun-ciona desde 0 hasta 1 MHz. Este dispositivo, parasu estudio y para la mayoría de los procedimien-tos de diseño, se considera como una caja negracon terminales externas o puntos para conexión.Al conectar las terminales con voltajes de ali-mentación, generadores de señal y resistenciasde carga, se puede construir de manera fácil y

rápida un amplificador de excelentes caracterís-ticas.

Al principio, los amplificadores operacionalesfueron circuitos que se utilizaron en computa-doras analógicas; se construían con válvulaselectrónicas y se empleaban principalmente pararealizar operaciones matemáticas. Actualmen-te, los amplificadores operacionales son circui-tos integrados de materiales semiconductores.Los amplificadores pueden ser utilizados tam-bién como amplificadores de ganancia variablede precisión, amortiguadores, sumadores, fuen-tes de corriente, convertidores y osciladores,entre otras tantas aplicaciones.

El símbolo esquemático para el amplificadoroperacional se muestra en la figura 9A. Tienebásicamente dos entradas, una positiva (+) y otranegativa (-), llamada también "inversora"; cuentacon una salida común y dos terminales de pola-rización con un voltaje bipolar (indicadas como+V y –V). , En mucha de la literatura técnica, elnombre de "amplificador operacional" es referi-do como opamp (que es la contracción del nom-bre en inglés).

En un amplificador de tipo inversor (figura 9B),se aplica una señal de entrada tanto en la termi-nal inversora como en la terminal común de tie-rra; y en la salida se obtiene una señal amplifi-cada, pero con un defasamiento de 180˚, de lamisma forma que sucedió en el circuito amplifi-cador de voltaje que analizamos anteriormente.En este circuito existe, de igual forma, la red deretroalimentación para controlar la ganancia delcircuito; pero ahora la señal de entrada se apli-ca en la terminal negativa (-), en tanto que laentrada positiva o no inversora es puesta a tie-rra.

En el amplificador del tipo no inversor (figura9C), cualquier señal aplicada en la terminal noinversora y la terminal común de tierra, propor-ciona en la salida una señal que se encuentra enfase con la señal de entrada, pero con un valorde intensidad mayor. En este circuito, la conexiónde los resistores R1 y RF constituye la red de re-troalimentación, la cual permite controlar me-diante un arreglo de resistores la ganancia devoltaje de salida del amplificador; de otra mane-ra, la ganancia quedaría determinada por el va-lor del voltaje de polarización del circuito. Tam-bién con la red se evita la saturación del circui-to, permitiendo su operación útil. La señal deentrada se aplica en la terminal no inversora.

Si dos señales se aplican al mismo tiempo enlas terminales de entrada, respecto de la termi-nal común de tierra, en la salida se obtiene ladiferencia (suma algebraica) de las dos señalesde entrada; estamos hablando de un amplifica-dor tipo diferencial. Ahora se aplican dos seña-les en cada una de las entradas del circuito; asi-mismo, se ha colocado una red de retroalimen-tación para cada una, y en la salida se obtiene ladiferencia de las señales de entrada (tabla 1).

RGC1

R1(+)Rc

R2RE(-)

CE

C2

Vcc

RL

Señal deentrada

Señal desalida

Circuito amplificador de voltaje a transistor.

T1

Figura 7

Figura 8

680Ω 0.1µfd

10KΩ3.6 KΩ

2.2 KΩ1KΩ

0.1µfd

10µfd

10k

Señal deentrada +/- 1mv

Señaldesalida+/- 6v

BC546

10V

Figura 9C

Figura 9B

Figura 9A

+

-

Opamp

Entradapositiva

Entradanegativa

-V(Voltaje negativo)

+V (Voltaje positivo)

Salida

Símbolo esquemático del amplificador operacional

+

-

RF

R1

Entrada Salida

+

-

RF

R1

Entrada

Salida

Configuración de amplificador no inversor

Configuración de amplificador inversor


Es importante destacar las ventajas atribuiblesa un amplificador operacional ideal:

· La ganancia de voltaje es infinita.· La impedancia de entrada es infinita.· La impedancia de salida es cero.· La respuesta en frecuencia es constante para

todos los valores de frecuencia.· La señal de salida es cero, si a la entrada no

hay señal.

Circuito amplificador de potencia

Ahora presentaremos una aplicación práctica deun amplificador operacional como amplificadorde potencia de audio (figura 10). En la entradade nuestro circuito colocaremos un potencióme-tro tipo logarítmico, R1, cuya función será con-trolar el volumen de salida actuando como undivisor de tensión. Conforme mayor tensión seaacoplada al capacitor C2, mayor será la intensi-dad de la señal que se obtenga en la salida delcircuito.

El amplificador se encuentra conectado enconfiguración de amplificador no inversor. Ob-

serve cómo la señal de entrada se aplica en laterminal 1 no inversora (positiva); la red de re-troalimentación está formada por los resistoresR2 y R3 y, finalmente, los capacitores C5 y C4permiten el acoplamiento de la señal de salidahacia la bocina B1.

Los materiales necesarios para la construc-ción del circuito son:

C1: Capacitor electrolítico de 0.2 microfaradios.C2: Capacitor electrolítico de 10 microfaradios.C3: Capacitor electrolítico de 470 microfaradios.C4: Capacitor electrolítico de 0.2 microfaradios.

rodacifilpmA acitsíretcaraC sajatneV ameuqsE

osrevnIalneejatlovleacilpaeS

nuodneinetbo,)+(lanimret.dadisnetniedotnemua

nóicacifilpmaalarapazilitueS.saronossadnoed

osrevnioNalneacilpaesejatlovlE

noceyunimsidesy)-(lanimret.dadisnetnialolle

nóicacifilpmaalarapazilitueS.lanoiseforpoiduaed

laicnerefiD

sodsalneacilpaeslañesaLsolesrapucolA.selanimret

aleneitboes,soceuheuqdadisnetniedaicnerefid

.adazilituáres

etimrepeldadilanoicnufuSserosiveletneesracilpa

neosocinófoeretse.soerétseotua

Tabla 1

+

-

RF

R1

Entrada Salida

+

-

RF

R1

Entrada

Salida

+

-

RF1

R1

Señal 1

Señal 2

Suma algebraica de las entradasRF2

Tierra

Salida

Configuración de amplificador inversor

+

-A1

Circuito amplificador de potencia

R1C2

C1

1

23

54

R2

R3C3

C5

C4

B1

Figura 10

C5: Capacitor electrolítico de 1000 microfaradios.A1: Circuito integrado LM383.R1: Potenciómetro logarítmico de 10 Kilohms sin

interruptor.R2: Resistor de 220 ohms a 1/2 watt.R3: Resistor 2.2 ohms a 1/2 watt (o un valor

aproximado).B1: Bocina de 4 ohms.Pasta térmica de silicón

Figura 11

Fuente de alimentación

T1

P1

C1

R11

3

2

C2

(+)

(-)

- +

Figura 12

+

-

5

5

Terminales del circuito LM383

1

1

2

2

3

3

4

4

+V

-V

1. Entrada positiva (+)2. Entrada negativa (-)3. Tierra4. Salida5. Voltaje de polarización positivo

7812 Regulador positivo a 12 volts

1

2

3

1. Entrada (1)2. Salida (2)3. Tierra (3)

Figura 13

El circuito integrado LM383 (A1) tiene un circui-to de corte térmico; esto significa que cuando lacorriente de salida es muy grande y la tempera-tura se hace excesiva, la salida del circuito sedesconecta hasta que se restablecen las condi-ciones normales para la operación del circuito.Para ampliar el rango de operación del disposi-tivo y evitar posibles daños, es necesario colo-car en el cuerpo del dispositivo un disipador tér-mico. A fin de lograr una buena conducción delcalor entre el circuito y el disipador, coloqueentre ambos un poco de pasta térmica de silicón.Aplique en la entrada una señal de voltaje pe-queño; por ejemplo, la salida auxiliar de unreproductor de cassette portátil (walkman). Ladescripción de las terminales del circuito LM383se muestra en la figura 11.

El voltaje recomendado para la alimentaciónde este circuito es de 12 volts. Si se presenta dis-torsión en la salida del circuito, utilice una fuen-te con un voltaje menor. Sugerimos utilizar unafuente como la mostrada en la figura 12. Este esel material que se requiere para su construcción:

T1: Transformador reductor de 127 a 12 volts,con 500 miliampers de salida.

P1: Puente rectificador para 1 amper.C1: Capacitor electrolítico de 1000 microfaradios.C2: Capacitor electrolítico de 1000 microfaradios.R1: Circuito integrado regulador 7812.

Por último, la descripción de las terminalesdel regulador se indican en la figura 13.


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