y servicio y Servicio N7-Televisores … · Francisco Orozco Gonz lez Direcci n editorial Lic....

ELECTRONICA y servicio ELECTRONICA y servicio


CONTENIDOIn memoriamProfr. Francisco Orozco González ✙

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Colaboradores en este númeroIng. Leopoldo Parra Reynada

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por cualquier medio, sea mecánico o electrónico.

No.7, Septiembre de 1998

Ciencia y novedades tecnológicas................. 5

Perfil tecnológico

El surguimiento de la radio.........................10Leopoldo Parra Reynada

Leyes, dispositivos y circuitosTiristores y otros dispositivosde disparo.................................................... 17

Oscar Montoya Figueroa

Qué es y cómo funcionaTelevisores Bio-Vision de Samsung.......... 26

J. Luis Orozco Cuautle

Servicio técnicoGuía de fallas y soluciones en

cámaras de video.........................................40

Armando Mata Domínguez

Electronica digital en equipos de audio y

video. Primera de tres partes..................... 46Alvaro Vázquez

Circuitos de protección en televisoresa color...........................................................57


Electrónica y computaciónNuevas tendencias en el diseño de

microprocesadores..................................... 63Leopoldo Parra Reynada

Proyectos y laboratorioSimulador de osciloscopio......................... 72Oscar Montoya Figueroa

Diagrama de televisor SamsungCortesía de Samsung.

ELECTRONICA y servicio ELECTRONICA y servicio5 6

CIENCIA Y NOVEDADESTECNOLOGICAS

CIENCIA Y NOVEDADESTECNOLOGICAS

Figura 1

¡Philips Scuba: especial para losfanáticos de los videojuegos!

Desde hace algunos años las consolas devideojuegos han sido muy exitosas en los hoga-res, especialmente entre adolescentes que gus-tan de los sofisticados juegos de plataformas, deacción, de aventuras o los simuladores diversos.Es tal el grado de avance que han tenido estosaparatos que, en la actualidad, cualquier perso-na puede tener en casa un equipo capaz de ge-nerar imágenes de alta resolución; hasta hacepocos años, esto era exclusivo de las estacionesde trabajo costosas y complejas.

Sin embargo, faltaba un ingrediente para quela sensación de participar dentro de la acciónquedara completa. Aunque desde hace tiempose comercializan algunos implementos para con-seguir la “realidad virtual”, éstos casi siempre hanestado completamente fuera del alcance de unpúblico promedio; hasta ahora, que Philips hadesarrollado el Scuba, una especie de casco es-pacial que incluye una pantalla de realidad vir-tual que “sumerge” al usuario dentro de la ac-ción, como si estuviera observando una panta-lla cinematográfica gigante (figura 1); y a ello seañaden auriculares estereofónicos que realmen-te dan una sensación de 3D. Este dispositivopuede funcionar con cualquier consola de video-juegos que expida su señal en el tradicional for-mato NTSC. Por lo tanto, si usted ya tiene unNintendo 64, un Sega o un PlayStation, sólo aña-da el Scuba para saber lo qué es interactuar conlos personajes de su juego favorito.

No vuelva a perderse cuandobusque una dirección

Para quienes vivimos en grandes ciudades, elproblema de saber llegar a una dirección espe-cífica resulta a veces muy complejo; la intermi-

nable cantidad de callejuelas que surgen en todositio en expansión, pronto rebasa la memoria de-por ejemplo- el chofer más experto.

Pues bien, todo parece indicar que este pro-blema pronto llegará a su fin. La compañía ho-landesa Philips ha desarrollado el sistema Carinde navegación para automóviles, que consta deuna pequeña minicomputadora que se puedecolocar en el tablero y de una serie de discosque contienen los planos detallados de las gran-des ciudades (figura 2). De modo que si estamosen la calle “X” y deseamos llegar a la calle “Y”,simplemente se lo indicamos a Carin para queéste, con la ayuda de un sistema de posiciona-miento global vía satélite, nos guíe a través deltráfico urbano.

Por el momento, este sistema cubrirá las prin-cipales ciudades de Estados Unidos y Europa;pero si tiene el éxito esperado, pronto surgirándiscos para las grandes ciudades del mundo, in-cluyendo las de América Latina.

Lo que nos faltaba: “frutas” digitales

¿Sabía usted que alrededor de un 10-20% de lascosechas mundiales de frutas y hortalizas se des-perdician por maltrato durante el proceso de em-paque y transportación? Este porcentaje parecereducido; pero si consideramos que existen lu-gares en el mundo donde las personas pasan por

severa hambruna, resulta aberrante tirar a labasura tal cantidad de alimentos sólo porque sehan golpeado o magullado durante el viaje des-de el campo de cultivo hasta el vendedor final.

Con el propósito de descubrir en qué puntosde la cadena las frutas o verduras sufren de ma-yor maltrato, científicos norteamericanos handesarrollado las “frutas digitales”; se trata de uncircuito digital contenido en recipientes cuya for-ma, tamaño y peso son los mismos de la frutaque se desea investigar (figura 3). El circuito estárodeado por sensores de presión, los cuales en-vían sus señales a un microprocesador central;éste las recibe y las almacena en una memoriano volátil, de modo que al cabo de varios días,una vez concluido todo el proceso de transportedesde el productor hasta el consumidor, la frutafalsa sea recuperada y de ella se extraiga dichainformación; entonces se descubrirá en cuáles

Circuitosdigitales de

proceso yalmacenamiento

Sensoresde presión

Figura 2

Figura 2


momentos de la cadena sufre mayores maltra-tos este producto.

Si bien parece obvio, tal desarrollo no habríasido posible sin las modernas tecnologíasdigitales, capaces de reducir a dimensiones di-minutas los microprocesadores, de hacerlos máseficientes y de minimizar su consumo de poten-cia (lo que permite, sin ningún problema, alimen-tarlos con baterías); justo es también mencio-nar el avance en los sensores electrónicos, loscuales captan rápidamente cualquier fenómenoexterno y lo transmiten de inmediato.

A final de cuentas, cabe esperar que dismi-nuya el porcentaje de pérdidas de alimentos du-

rante su manejo y transportación; ... y por quéno, que haya frutas y verduras más baratas y unapoblación mejor alimentada.

Arriban las primeras cámaras enformato DV

Ya en el número 2 de esta revista (artículo sobreDVD), se describió brevemente el nuevo forma-to de videograbación propuesto por varias com-pañías electrónicas; y mencionábamos que alparecer pronto comenzarían a aparecer equiposque aprovechen las características avanzadas de

este novedoso formato. Pues bien, la compañíajaponesa Canon se convierte en una de las pio-neras en este campo, y presenta su cámara XL1en formato miniDV (figuras 4A y 4B).

Este aparato posee cualidades que lo hacenideal para aplicaciones de trabajo pesado, comolas necesarias para reporteros gráficos o estu-dios de televisión. Por ejemplo, todo el cuerpode la cámara está construido con base en unaaleación de magnesio (figura 4C), el cual contie-ne todos los circuitos y mecanismos necesariospara el procesamiento de la señal de video. In-corpora además una característica que identifi-ca desde hace tiempo a las cámaras de alto ni-vel de esta compañía: su capacidad para inter-cambiar lentes, de modo que siempre se puedaelegir el tipo de lente adecuada para cada toma(figura 4D). Cuenta también con circuitos esta-bilizado-res de imágenes, que absorben las vi-braciones involuntarias del operador, grabandosiempre imágenes estables (figura 4E). Y sus ven-tajas no se limitan sólo al video, sino que el audiose graba en cuatro canales digitales independien-tes, de modo que cada uno de ellos se puedeeditar por separado (figura 4F).

Por estas y muchas otras razones, la cámaraminiDV XL1 de Canon seguramente convenceráa una gran cantidad de aficionados serios al vi-deo, y a no pocos profesionales.

Y como complemento, equipo deedición en formato DV

Como una muestra adicional del apoyo que di-versas compañías están otorgando al formatoDV, la empresa japonesa Panasonic presenta laprimera mesa de edición en formato DV para usoparticular: el AJ-LT75 (figura 5A). Este equipoposee dos decks para poder reproducir en unode ellos mientras se graba en el otro; además,cuenta con dos pantallas LCD color miniaturaque nos permiten monitorear las señales deambas caseteras. Si añadimos a todo lo anteriorque se trata de un equipo sumamente portátil,con un peso de alrededor de 11 kilogramos (fi-gura 5B), podemos apreciar que resulta ideal paraaplicaciones de campo. De hecho, este diseño

A

B

Figura 2

C

D

E

Estabilizador de imagenactivado

Estabilizador de imagendesactivado

parece estar pensado especialmente para repor-teros de noticias o unidades de video móviles,ya que permiten realizar ediciones extraordina-rias con un equipo de muy pequeñas dimensio-nes; así es posible enviar a su casa matriz unreportaje perfectamente estructurado, sin tenerque perder prácticamente nada de tiempo enpost-producción.

En la figura 5C podemos apreciar sólo algu-nas de las posibilidades que nos da esta moder-na estación de edición.

Quizá el único inconveniente que podemosver en esta mesa de edición miniatura, es queestá diseñada para utilizar el formato DVC Proexclusivo de Panasonic; pero se puede utilizarprácticamente cualquier fuente de señal de vi-deo de buena calidad, como por ejemplo la cá-mara mencionada más arriba, o una videograba-dora en formato D2 o BetaCam. Sin embargo,no dudamos en el éxito que tendrá este equipoentre los usuarios semi-profesionales, e inclusoentre los particulares entusiastas.

Figura 5B

Figura 5A

ELECTRONICA y servicio ELECTRONICA y servicio10

Las válvulas de vacío

A principios del siglo XX, comenzó a desarro-llarse una rama de la tecnología que hasta la fe-cha sigue influyendo decisivamente en nuestravida diaria: la electrónica.

El primer antecedente de un dispositivo elec-trónico lo encontramos en los laboratorios deThomas Alva Edison, cuyos experimentos lo lle-varon a desarrollar la lámpara incandescente;descubrió que si un alambre al que se le habíaaplicado un potencial positivo era colocado den-tro de la ampolla de vidrio al vacío, se estable-cía un flujo de electrones entre el propio filamen-to incandescente y el alambre; pero esta corrien-te sólo aparecía con dicha polaridad, ya que alinvertir la carga eléctrica del alambre no se pro-ducía el flujo (figura 8).

Este fenómeno, conocido y patentado como“efecto Edison”, inspiró al ingeniero eléctricoinglés John Ambrose Fleming a desarrollar laprimera válvula electrónica del mundo: el diodo(figura 9). La función principal de este dispositi-vo consistía en rectificar corrientes alternas, yde inmediato encontró una aplicación prácticaen la radio; se le empezó a utilizar como detec-tor, rectificador y limitador de señal, lo que a suvez permitió construir receptores de radio másprecisos y sensibles.

EL SURGIMIENTO DELA RADIO

Segunda y última parte

EL SURGIMIENTO DELA RADIO

Segunda y última parte

Leopoldo Parra Reynada

En el número anterior de esteartículo, hablamos de los

principales acontecimientoscientíficos relacionados con elsurgimiento de la radio hasta

antes de la aparición de latecnología electrónica;

concluiremos ahora el temacon un recuento de los avances

que hicieron de la radio unmedio de comunicación de

alcance mundial.


1

3

2

Mezcla

En una modulación de amplitud (AM), la señal de audio quese desea transmitir (1) se combina con una oscilación defrecuencia muy alta (2). El resultado es una señal con lamisma alta frecuencia de la portadora, pero con una amplitudque varía de acuerdo con la señal de audio original (3).

11 12

Sin embargo, la comunicación radial en for-ma no fue posible sino hasta la aparición en 1906de otro dispositivo electrónico, fruto de las in-vestigaciones del inventor norteamericano LeeDeForest: la válvula tríodo (figura 10), que aña-día una tercera rejilla de control a la válvula dio-do. Con esta sencilla adición, el dispositivo fun-cionaba como amplificador o como oscilador(dependiendo de su conexión externa).

La inclusión de la válvula tríodo en los recep-tores de radio permitió captar incluso señalesmuy débiles, aumentando de forma significativael alcance de las emisiones radiales; además, suutilización como oscilador permitió el surgimien-

to de la heterodinación, técnica fundamentalpara el desarrollo de la radio comercial (puespermitió la división y aprovechamiento del es-pectro electromagnético).

Con todo lo anterior, para la década de los20’s ya se contaba en diversas partes del mundocon una gran cantidad de estaciones de radio;tanto aumentó el número de receptores, quepronto la radio se convirtió en uno de los princi-pales medios de comunicación a distancia, sitiodel que fue desplazada, a mediados de los 50’s,por la televisión.

Principio básico de operación deun receptor de radio

Antes de explicar cómo funciona un receptor deradio, tenemos que hablar de la primera formade modulación: la modulación en amplitud o AM.

Como se mencionó anteriormente, el primertransmisor utilizado por Marconi utilizaba unacámara de chispas como medio de generaciónde ondas electromagnéticas. Pero este procedi-miento tenía un gran defecto: supongamos quedos personas accionan una cámara de chispasal mismo tiempo en distintas localidades, y queun receptor remoto trata de recibir las señalesgeneradas por uno de ellas (figura 11). Debido aque prácticamente se tiene tan sólo un impulsode energía sin ninguna regla ni limitación, lasseñales de ambas emisoras llegarán al mismo

tiempo hasta el receptor; mas éste no tiene for-ma de determinar cuáles pulsos corresponden ala estación que desea escuchar y cuales provie-nen de la otra.

Obviamente, para la efectiva utilización de laradio, es necesario asignar canales exclusivospara el uso de las estaciones emisoras; así el re-ceptor podría elegir entre ellas, solamente sin-tonizando el canal adecuado.

Este problema fue solucionado por el inge-niero norteamericano Edwin H Armstrong, quiendesarrolló la modulación en amplitud; tambiéna él debemos el descubrimiento de la modula-ción en frecuencia. En términos generales, lamodulación en amplitud consiste en “montar”sobre una señal de frecuencia superior la señalde audio que se va a transmitir (figura 12); y comoes posible asignar frecuencias de portadora dis-tintas a cada una de las estaciones radiales quelo soliciten, puede haber varias de éstas en unacomunidad sin que se interfieran una con otra.

La señal modulada en amplitud, se envía alaire a través de una antena y llega al receptor.Para recibir únicamente esta señal, se sintonizapor medio de un oscilador interno, se le hacepasar por un filtro paso-banda, se rectifica (seelimina la porción superior o inferior de la se-ñal) y se pasa por un filtro detector; éste recupe-ra la señal de audio original, la envía hacia elamplificador y finalmente hasta la bocina (figu-ra 13).

Las primeras transmisiones

Oficialmente, la primera estación en forma queinició transmisiones en el mundo fue la KDKAde Pittsburgh; comenzó sus operaciones en 1920,cubriendo en ese año la elección presidencial deEstados Unidos. A partir de ese momento, la ra-dio se extendió rápidamente por toda América yEuropa, convirtiéndose en uno de los entreteni-mientos principales de un buen porcentaje de lapoblación mundial, y en la forma más rápida yconfiable de enterarse de los últimos aconteci-mientos. (Una anécdota muy famosa ocurrió conla transmisión de la versión radiofónica de “La

Figura 8

Figura 9

Figura 10 Figura 11

Figura 12

Efecto Edison:

Si se coloca un alambrecargado con potencial positivo,hacia él viajarán los electrones

que se desprenden delfilamento de la lámpara; así seestablece un flujo de corriente.

Pero ésta no aparececuando se invierte la polaridad.

Cátodo Anodo

Calefactor

Estructura simplificada de una válvula diodo

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

Una válvula tríodo es muy similar a un diodo; pero entre cátodo y ánodo se ha colocado una tercera rejilla denominada "de control". Con esta adición, el dispositivopuede usarse como amplificador u oscilador.

Anodo

CátodoRejilla de central

FilamentoGenerador

dechispas 1

Generador de

chispas 2

?

Cuando se usaba la tradicionalcámara de chispas, el receptor no podía

distinguir entre dos o más señales que estuviesenalcanzando su antena.


guerra de los mundos”, de H. G. Wells; fue lleva-da a cabo en el “Teatro Mercurio del Aire” porOrson Wells el 30 de octubre de 1938, provocan-do escenas de pánico masivo entre los radioes-cuchas -que tomaron como verídica la invasiónmarciana.)

De hecho, incluso en nuestra época aparen-temente dominada por la televisión, la radio si-gue siendo uno de los espacios de discusión yanálisis más empleados en el mundo; y todo estoes el resultado de las investigaciones realizadasa finales del siglo pasado y principios del pre-sente, por científicos de muy diversas nacionali-dades que trabajaban con un fin común: trans-mitir información a distancia, utilizando las on-das electromagnéticas.

La evolución de las comunicacionespor ondas radiales

Ya en el número anterior hablamos de los pasosque se dieron en la evolución de la radio; desdeel planteamiento teórico de las ondas electro-magnéticas por parte de Maxwell, su descubri-miento físico por parte de Hertz y su aprovecha-miento práctico por parte de Marconi, hasta laaparición de las primeras estaciones de radio co-

merciales. En esta ocasión veremos muy breve-mente la forma en que ha avanzado la comuni-cación por medio de ondas electromagnéticas,desde principios de siglo hasta nuestros días.

El desarrollo de la radio comercial

Como ya mencionamos en el apartado anterior,la primera estación de radio comercial que seinstauró en el mundo fue la KDKA de Pittsburgh,en Estados Unidos. Pero esto no hubiera tenidocaso, de no haberse desarrollado un método sen-cillo y económico para captar las ondas radia-les; a la postre, esto permitiría a la radio ganarun sitio preponderante en todos los hogares delmundo. Este método fue descubierto porGreenleaf Whittier Pickard, quien en 1912 inves-tigó las propiedades de ciertos cristales para de-tectar las ondas hertzianas (lo cual dio origen alas famosas radios de cristal, tan populares enlos años 20’s). Todo ello, aunado a la recienteaparición de los receptores super-heterodinos yel aprovechamiento de las válvulas de vacíocomo rectificadores, detectores, amplificadoresy osciladores, permitió que los años 20’s y 30’sse convirtieran en la época de oro de la radio entodo el mundo.

Aun así, las primeras estaciones emisorasenfrentaron un grave problema: prácticamentenadie tenía una idea clara de cómo se podía ex-plotar de forma eficiente este nuevo medio decomunicación; se dieron casos en que los pro-pietarios y directores de las recién nacidas esta-ciones, salían hasta las puertas de éstas parainvitar al público en general a recitar, cantar,contar chistes o realizar cualquier otra cosa queles permitiera llenar los minutos al aire de quedisponían.

A decir verdad, casi todas las estaciones deradio estaban patrocinadas por una sola com-pañía; en consecuencia, los “comerciales” trans-mitidos al aire tan sólo promocionaban a la em-presa dueña de la estación (compañías comoWestinghouse y General Electric pusieron esta-ciones a todo lo largo y ancho de Estados Uni-dos, con la idea de promocionar sus receptoresde radio entre la población). Fue hasta media-dos de la década de los 20’s, cuando el conceptode una programación radiofónica se extendióentre los dueños de estaciones transmisoras; secomenzaron entonces a explotar géneros tanclásicos como la radio-novela, los noticieros, losprogramas de opinión, la música variada, etc.(géneros que básicamente permanecen sin cam-bios hasta nuestros días).Modulación en FM y transmisión en estéreo

Ahora bien, las transmisiones en amplitud mo-dulada (AM) fueron durante mucho tiempo elpilar sobre el que descansó la radio comercial; y

es que tanto los transmisores como los recepto-res, eran muy económicos. Pero la calidad delaudio obtenido a través de una transmisión AMconvencional, generalmente resultaba demasia-do pobre y fácilmente era interferida por fenó-menos atmosféricos (tales como tormentas eléc-tricas) o por la aparición de las recién instaladaslíneas de alta tensión que llevaban el suministroeléctrico a distintas partes del país; esto sin men-cionar los motores eléctricos y otros dispositi-vos generadores de gran cantidad de ruido elec-tromagnético, que también afectaban en formaconsiderable la recepción de las ondas de radio(figura 14).

El problema no podía resolverse simplemen-te mejorando la calidad de los receptores, ya queel concepto mismo de modulación en AM resul-ta excesivamente susceptible a la interferenciaexterna. Si recordamos la forma en que es trans-mitida una señal en AM, veremos que el audioque se desea enviar se “monta” sobre una fre-cuencia portadora, de modo que ambas viajenjuntas por el aire hasta ser captadas por el re-ceptor; pero como la información útil está con-tenida en la amplitud de la portadora, cualquierfenómeno que afecte a dicha magnitud tambiénafecta a la información transportada. Por ejem-plo, si en las cercanías de un receptor de AM seponía a funcionar un motor eléctrico, las corrien-tes internas podían generar suficiente ruido elec-tromagnético, el cual, al mezclarse con la señalde AM original, daría por resultado un audio lle-no de ruido y en ocasiones completamente

Figura 13

MIXAmp

Osc. interno

Filtropaso-banda

FiltrodetectorAmp

Estaciones deradio captadas

Estaciónseleccionada

Etapas típicas de un receptor de radio AM

Figura 14

Las transmisiones radiales en amplitudmodulada son fácilmente interferidas por

motores eléctricos, líneas de alta tensión,descargas atmosféricas, etc.


16

opacado por la interferencia. Como ya se dijo,tal fenómeno no tiene nada que ver con la cali-dad de los receptores; incluso en nuestros días,seguimos escuchando las transmisiones de AMcon constantes interferencias externas.

Para eliminar en la medida de lo posible elruido inducido por fuentes externas en la recep-ción de radio, se tenía que desarrollar un méto-do alternativo para la transmisión de informa-ción y que no dependiera tanto de la amplitudde la portadora (la cual fácilmente se veía afec-tada por fenómenos que le son ajenos). Este sehizo realidad en 1936, cuando el investigadornorteamericano Edwin H. Armstrong (el mismoque había descubierto la modulación en ampli-tud) planteó todo el proceso de generación,transmisión, recepción y detección de ondassonoras utilizando un nuevo y revolucionariométodo: montar la señal que se deseaba trans-mitir, no en la amplitud sino en la frecuencia dela portadora; esto es, la cantidad de ciclos porsegundo de la señal portadora variaría de formaproporcional a la amplitud de la señal que sedeseara transmitir (figura 15).

Pronto se descubrió que esta forma de trans-misión era prácticamente inmune a los fenóme-nos meteorológicos y ruido externo -que en cam-bio fácilmente afectaban a las señales de AM;así se conseguía una mayor calidad de audio yuna relación señal-ruido mucho más adecuadaque con la modulación en amplitud. Hasta nues-tros días las estaciones de FM tienen un sonidomás agradable que las típicas señales de AM.

Este fenómeno se acentuó con la apariciónde las transmisiones en FM estéreo, las cualesaprovechan la alta frecuencia de la banda asig-nada a FM y el ancho de banda considerable-mente mayor que se le permite utilizar a unaestación de FM, comparado con una de AM (sim-plemente revise el cuadrante de la radio, y sepercatará que cada pocos kilohertz encontramosuna estación de AM; en cambio, las estacionesde FM están separadas por 0.8 megahertz -esdecir, una separación de 800 kilohertz entre se-ñales, lo que da un amplio margen de maniobra).

El concepto detrás de la transmisión de seña-les de audio en estéreo a través de ondas radia-les, es sumamente ingenioso. Como sabemos,

cuando se modula una señal montándola sobreuna cierta frecuencia portadora, alrededor deesta última aparecen unos lóbulos donde estácontenida precisamente la información que seva a transmitir; sin embargo, si se tiene un am-plio rango de maniobra, es posible introducirseñales adicionales al audio principal, de modoque sirvan para distintos propósitos. En el casoconcreto de la modulación FM estéreo, los inves-tigadores dividieron la banda asignada a los ló-bulos laterales de la siguiente manera (figura 16A):

• En primer lugar, para colocar la señal originalque se quiere transmitir, mezclaron las seña-les correspondientes a los canales derecho eizquierdo (señal L + R).

• Inmediatamente después, y sólo en caso de quela estación esté transmitiendo en estéreo, seenvía una señal “piloto” que sirve para indicaral receptor que es necesario procesar la señalpara que se puedan recuperar ambos compo-nentes de la señal estereofónica.

• A continuación se envía otra banda de audio,resultante ahora de restar las señales de ca-nal derecho e izquierdo (señal L - R). En unreceptor FM monoaural, esta banda no esaprovechada, pero en uno estereofónico, di-cha banda se combina con la primera paraobtener finalmente las señales de canal L y decanal R; de esta forma se obtiene una señalestéreo de una transmisión radial. Aun cuan-do este procedimiento también puede realizar-

se con la modulación en amplitud, la baja ca-lidad del audio obtenido de la señal AM hadesalentado cualquier esfuerzo por populari-zar la transmisión AM estéreo.

Figura 15

Figura 16

1

3

2

En la modulación de frecuencia, el audio original (1) tambiénse monta en una oscilación portadora de frecuencia superior(2); pero ahora el parámetro afectado es la frecuencia y no laamplitud (3).

+

L+RL-R

Frecuenciaportadora

Piloto

+

+INT

2R

2L

L+R

L-R

-L+R

A

B

• Para conseguir la separación de canales en elreceptor, las señales L + R y L - R pasan por unproceso de suma y resta (figura 16B), en don-de de la suma de ambas se obtiene exclusiva-mente la señal L, y de la resta se obtiene laseñal R. Cada una de éstas puede entoncescanalizarse hacia una bocina independiente,para disfrutar así de una señal de audioestereofónica prácticamente libre deinterferencias.

Sin duda alguna, estas son las dos bandas deradio más utilizadas comercialmente en el mun-do; mas no son las únicas. Existen también ban-das de onda corta, de radio-aficionados, de ser-vicios de emergencia, etc.

Es más, puesto que en la actualidad estamosllegando al límite de saturación del espectro elec-tromagnético, a los investigadores no les ha que-dado otro recurso que comenzar a explotar fre-cuencias muy altas que hace pocos años se con-sideraban inalcanzables. Y todo esto, gracias alavance de la tecnología electrónica y de comu-nicaciones.


TIRISTORES Y OTROSDISPOSITIVOS DE

DISPARO

TIRISTORES Y OTROSDISPOSITIVOS DE

DISPARO


Los tiristores son dispositivosde amplio uso en las áreas de

electrónica comercial eindustrial, y de los que

funcionan con un mayor gradode complejidad. Entre las

funciones que cumplen, está lade controlar la velocidad de un

motor, la intensidad de unalámpara; en sistemas de

seguridad, en los televisoresmodernos, etc. En este artículo

hablaremos de lascaracterísticas de los

principales dispositivos de estaclase.

Los tiristores

La palabra tiristor, utilizada para definir a estegrupo de circuitos, proviene del término de ori-gen griego “puerta”. Funcionan como una espe-cie de interruptor del control electrónico y seemplean precisamente para controlar grandescorrientes de carga en motores, calentadores,sistemas de iluminación y demás circuitos simi-lares.

Internamente, estos dispositivos están con-formados por cuatro capas de materialsemiconductor; algunas de sus secciones se co-nectan de manera externa a terminales conduc-toras.

Rectificador controlado de silicio

El SCR o Rectificador Controlado de Silicio, esun dispositivo semiconductor de cuatro capascon tres terminales externas llamadas “cátodo”,“ánodo” y “compuerta”; cada una de éstas se en-cuentra conectada a una sección del semicon-ductor.

La mayoría de estos dispositivos son de usoindustrial; significa que pueden manejar corrien-

tes que van desde valores inferiores a 1 amper,hasta cantidades mayores a los 2500 ampers.

Un SCR se comporta como un interruptor; alaplicarle la alimentación por primera vez, seencontrará abierto; pero si se aplica un pulso dedisparo a la terminal compuerta, se cerrará (per-mitiendo así que la corriente eléctrica lo atra-viese). Esto es, si el SCR se conecta en serie conuna batería y un resistor (a las terminales decátodo y ánodo, respectivamente), el dispositi-vo resultante será considerando como un diodoen polarización directa; esto significa que semantiene en estado de no-conducción. Para queel dispositivo inicie la conducción, es necesarioun pequeño pulso de voltaje en la terminal com-puerta; esto lo mantendrá en conducción, a me-nos que la corriente que lo atraviesa disminuyapor debajo de un cierto valor crítico (figura 1).

El circuito equivalente del SCR se comportacomo un interruptor abierto, cuando se polarizacon una batería VCC y en serie con una resisten-cia de carga RC. Como los transistores no estánpolarizados correctamente, no conducen; enconsecuencia, no circula corriente eléctrica a tra-vés del circuito.

Para que la corriente fluya, se necesita apli-car un pulso de disparo a la terminal compuerta;

puede ser aplicado por medio de una batería VP.

La batería polariza directamente la unión Base-Emisor del transistor T2, poniéndolo así en es-tado de saturación. La corriente de colector de

Figura 1

Figura 2

P

P

N

N

Cátodo

Cátodo

Puerta

Puerta

Anodo

Anodo

Anodo

P

N

N

Cátodo

P

P

NPuerta

Para comprender mejor el funcionamiento del SCR, lo podemos dividir en dos partes; el circuito parece estar formado pordos transistores: un PNP y un NPN. Por lo que el circuito equivalente para un SCR se forma con dos transistores.

Estructura básicaCircuito equivalente

Cátodo

Puerta

Anodo

T1

T2

Rc

Vcc+-

Cátodo

Puerta

Anodo

T1

T2

Rc

Vcc+-

+-

Circuito equivalente del SCR en estado de no-conducción

Y su polarización del disparo a la terminal compuerta


T2 ingresa a la base del transistor T1, polarizan-do también la unión Emisor-Base; esto provocaque T1 esté en saturación (figura 2).

Si se dan las condiciones arriba señaladas, elvoltaje de VP ya no será necesario; por lo que alretirar éste, el circuito se mantendrá en con-ducción. La corriente de colector de T2 mantie-ne polarizada directamente la unión Base-Emi-sor de T1; a su vez, la corriente de colector deT1 mantiene la polarización directa de la uniónBase-Emisor de T2. Cuando esto sucede, el dis-positivo se comporta como un interruptor cerra-do.

Para que los transistores pasen del estado desaturación al estado de corte (de interruptor ce-rrado a interruptor abierto), se requiere que lacorriente que los atraviesa sea cero; para lograresto, hay que desconectar la alimentación de lafuente Vcc o colocar un interruptor -a manera depuente- entre el emisor de T2 y el emisor de T1.

Cuando se oprime el interruptor SW1, toda lacorriente eléctrica a través de T1 y T2 pasa porSW1; con ello, se obliga a los transistores a pa-sar del estado de saturación al estado de corte(se abre el circuito).

Otra forma de hacer que el circuito se “abra”,consiste en aplicar un pulso negativo a la com-puerta (base de T2). Una vez ejecutada esta ac-ción, la polarización inversa en la unión Emi-

sor-Base de T2 obligará al circuito a pasar al es-tado de corte (no-conducción). Por otra parte, alno existir corriente eléctrica para polarizar labase de T1, se provoca que éste también pase alestado de corte; en resumen, el circuito deja deconducir la corriente eléctrica y vuelve a com-portarse como un interruptor abierto cuando seaplica el pulso inverso.

Es importante que al momento de elegir elreemplazo de un SCR o al diseñar un nuevo cir-cuito, se contemplen los valores proporcionadospor el fabricante para cada SCR específico (tabla1).

Por ejemplo, el SCR matrícula 2N6238 tienelas siguientes características:

VDRM = VRRM = 100 voltsITSM (a 60 Hertz) = 25 ampersIGT = 0.2 miliampersVGT = 1voltTJ = de -40 a +110 ºCTC = 93ºC cuando conduce 4 ampers de corriente

directa

Una lista de SCR’s de uso común, que puede ser-virle de referencia para elegir un modelo parauna aplicación en particular, se muestra en latabla 2.

Interruptor controlado de silicio

El interruptor controlado de silicio o SCS (SiliconControlled Switch), es una versión modificada delSCR; está formado por cuatro capas de materialsemiconductor dopado, donde cada una de lassecciones se conecta a una terminal.

Este dispositivo se comporta de manera simi-lar al SCR, con la diferencia de que puede serdisparado por medio de cualquiera de las doscompuertas (ánodo y cátodo); además, está dise-ñado para trabajar con corrientes eléctricas pe-queñas del orden de los miliampers (figura 3).

FotoSCR

Un fotoSCR, es un dispositivo con tres termina-les; su encapsulado en la parte superior dispone

de una lente que permite el paso de la luz, parailuminar el semiconductor que forma al fotoSCR.La luz incidente en el semiconductor provoca laliberación de los electrones en la compuerta. Es-tos electrones forman una corriente eléctricasuficiente para lograr que el fotoSCR conmute alestado de conducción, si es que el dispositivo seencuentra en polarización directa. La terminalexterna conectada a la compuerta, tiene la fun-ción de variar la sensibilidad del dispositivomediante la polarización aplicada (figura 4).

Diodo de cuatro capas

Los SCR requieren dispositivos que, mediantevoltajes aplicados en la terminal compuerta G,controlan el paso de la corriente eléctrica quelos atraviesa. Este control puede realizarse por

Tabla 1

V MRDRCSlaodacilparesedeupeuq,otceridoditnesne)soslupedamrofne(ovitcepseromixámejatlovlesE

.nóiccudnoconedodatsene

V MRRRCSlaodacilparesedeupeuq,osrevnioditnesne)soslupedamrofne(ovitcepseromixámejatlovlesE

.nóiccudnoconedodatsene

I MST .aicneucerfedocifícepserolavnuarapRCSlericudnocedeupeuqetneirrocedomixámejatlovlesE

I )SMR(T .zacifeoSMRrolavneovitisopsidlericudnocedeupeuqamixámetneirrocedrolavlesE

I TGlanóiccudnoconedodatseedesapRCSleeuqrecaharapodireuqeretneirrocedomixámrolavlesE

.nóiccudnocedodatse

V TG atreupmoclanimretalaorapsidedetneirrocalricudorparapodireuqeratceridetneirrocedrolavlesE

TJarutarepmetaledodatluseromoc,RCSlerarepoedeupeseuqalanóinuedarutarepmetalsE

.agracedsenoicidnocsalyetneibma

TC .sadacificepsenóicarepoedsenoicidnocsalojabodaluspacneledarutarepmeT

Tabla 2

Figura 3

alucírtaM V MRR-MRD I )MSR(T V MRG I MFG I MST )ZH06(

V05F01C A4 V6 A2.0 A02

V001A601C A4 V6 A2.0 A02

V002B601C A4 V6 A2.0 A02

V004D601C A4 V6 A2.0 A02

V006M601C A4 V6 A2.0 A02

P

P

N

N

Cátodo

Cátodo (K)

Puertaánodo

Puertaánodo

(A)

Puertacátodo

Puerta cátodo (K)

Anodo

Anodo(A)

Estructura interna de un interruptorcontrolado de silicio Circuito equivalente

del SCS a transistores(A)

P(A)

(K)

P(K)

Símbolo esquemáticopara el SCS


medio de circuitos electrónicos digitales, comocuando operan en circuitos de alarma. Perocuando el SCR se utiliza para controlar la canti-dad de corriente eficaz aplicada a un dispositivoeléctrico (como un motor), es necesario empleardispositivos de disparo controlado.

En este caso, el diodo Shockley o diodo decuatro capas conduce la corriente cuando un vol-taje de polarización en sentido directo sea apli-

cado. La estructura de este dispositivo es de cua-tro capas de material semiconductor, en cuyosextremos se ha colocado un par de terminalesexternas. Se considera un diodo, porque dispo-ne de dos terminales (no confundir con el diodoSchottky); también se le conoce como diodoPNPN (figura 5).

Si polarizamos al diodo en forma directa, co-locando la terminal negativa de la batería en elemisor de T1 y el polo positivo en el colector deT2, el dispositivo se mantendrá sin conducir;esto, porque no existe corriente a través de loscolectores que pueda polarizar las bases. Cuan-do el valor del voltaje aplicado en sus extremosalcanza cierto limite, dependiendo del tipo dediodo, la polarización inversa aplicada a los co-lectores (unión Base-Colector) de los tran-sistores hace que fluya una corriente en sentidoinverso; como ésta es suficiente para polarizarlas uniones Base-Emisor de ambos transistores,provoca que los mismos pasen del estado decorte al estado de saturación; es como si se hu-biese aplicado un pulso de disparo. El voltaje deactivación para el diodo se conoce como VoltajeBreakover.

La única forma de hacer que el diodo deje deconducir, es reduciendo la corriente que lo atra-viesa hasta un valor inferior a la corriente demantenimiento (valor mínimo de corriente re-querido para que el dispositivo se mantenga en

estado de conducción). Los diodos Shockley sefabrican para manejar voltajes de operación enun rango de 10 a 400 volts, con corriente alternao directa pulsante de hasta 100 ampers de co-rriente.

SUS

El interruptor unilateral de silicio o SUS (SiliconUnilateral Switch), es un dispositivo que permiteel paso de la corriente eléctrica en un solo senti-do cuando el voltaje aplicado a sus terminalesen sentido directo supera cierto valor. Es muyparecido al diodo Shockley, con la diferencia queposee una terminal extra de disparo con la quese controla la condición de disparo en la queopera (lo que no puede hacerse en un diodo decuatro capas).

Un SUS opera con valores de voltaje y corrien-te eléctrica bajos, hasta 8 volts y 1 amper, res-pectivamente (figura 6).

TRIAC

El TRIAC o transistor de corriente alterna, esun dispositivo semiconductor bidireccional contres terminales; o sea, puede conducir la corrien-te eléctrica en ambos sentidos. Las terminalesánodo y cátodo se han cambiado por MT1 y MT2,que es la abreviatura de Terminal Principal 1 yTerminal Principal 2 (Main Terminal).

El circuito equivalente para el TRIAC se pue-de formar con dos SCR en paralelo, pero con suspolaridades invertidas (figura 7). Cuando se apli-ca el pulso de activación en la terminal compuer-ta, no importa la polaridad aplicada a las termi-nales MT; la razón, es que uno de los dos SCR seencontrará polarizado directamente y conduci-rá.

Si el SCR1 se encuentra polarizado en formainversa y el SCR2 en forma directa cuando seaplica el pulso a la compuerta G, solamente esteúltimo conducirá. Si se invierte la polaridad dela batería y se aplica el pulso de disparo nueva-mente en la compuerta G, sólo el SCR1 conduci-rá. El efecto total del dispositivo es el de permi-tir el paso de la corriente eléctrica, independien-temente de la polaridad del voltaje aplicado enlas terminales MT.

El TRIAC se aplica principalmente en circui-tos que operan con corriente alterna y en los quese requiere controlar la corriente que se les apli-ca. Otra característica importante de los TRIAC’s,es que pueden ser disparados por pulsos negati-vos o positivos aplicados a la terminal compuertaG.

En estos dispositivos es necesario tener cui-dado al emplear voltajes grandes de corrientealterna, ya que la terminal MT2 se encuentra

P

P

N

N

Cátodo

Anodo

Estructura interna de un diodode cuatro capas

Símbolo esquemáticodel diodo de cuatro capas

Circuito equivalentea transistores

T2

T1

Figura 4

Encapsulado del fotoSCRLentetransparente

K

A

C

K) CátodoA) AnodoC) Compuerta

Símbolo esquemático del fotoSCR

Circuito de polarización

+-

Rc

RA

Vcc

RA.- Ajuste de disparo

Figura 5

Símbolo esquemático de un interruptor unilateral desilicio (sus) y gráfica de un encapsulado.

Aletadisipadora

EncapsuladoTO-220 para triacs

Terminales deconexión

Cubierta delsustrato

semiconductor

Cátodo

Anodo

Figura 6

Puerta

MT2

MT2

MT1

MT1

Símbolo esquemático del triac

G

Equivalencia de un triaccon 2 SCR en paralelo

Un triac puede conducir la corriente eléctrica en ambos sentidos, al ponerse en estado de conducción a travésde su terminal compuerta.

Figura 7


conectada eléctricamente a la parte metálica delcuerpo del TRIAC.

Los parámetros a considerar cuando se eligeun TRIAC, son iguales a los utilizados para elSCR; la única diferencia es que el VRRM o voltajeinverso no existe en el caso de los TRIAC’s, de-bido a que no importa la polaridad en sus extre-mos (tabla 3).

DIAC

El DIAC o diodo bidireccional de disparo (Diodode Corriente Alterna, por su nombre en inglés)es un dispositivo semiconductor muy parecidoal diodo Shockley, con la diferencia de que per-mite el paso de la corriente eléctrica en ambossentidos; también tiene un valor de voltaje deconducción (breakover) que es el mismo en am-

bos sentidos. El circuito equivalente del DIAC esun par de diodos Shockley en paralelo, pero conpolaridades opuestas (figura 8).

Cuando se aplica una tensión en los extre-mos del DIAC, éste se mantiene en estado de no-conducción mientras no se supere el voltaje no-minal de conducción. Realmente no importa lapolaridad aplicada al DIAC, porque en la confi-guración del circuito siempre uno de los dos dio-dos se encontrará polarizado directamente y elotro en forma inversa. Si se alcanza el voltaje deconducción, el DIAC que se encuentra polariza-do directamente conducirá; y se mantendrá así,en tanto la corriente no esté por debajo del va-lor de mantenimiento. Si se invirtiera la polari-dad de la tensión aplicada, se repetiría el proce-so pero a la inversa.

Por ser un dispositivo de tipo bidireccional,es utilizado como disparador de compuerta enlos TRIAC’s (figura 9).

SBS

El interruptor bilateral de silicio (Silicon BilateralSwitch), es un dispositivo de control para el dis-paro de la compuerta en TRIAC’s. Como su nom-bre lo indica, tiene la propiedad de conducir lacorriente eléctrica en ambos sentidos; cuandola tensión alcanza el valor de conducción, a di-ferencia de un DIAC, el SBS adquiere un voltajede conducción mucho más pequeño (un valorde voltaje de conducción típico, es del orden delos 8 volts).

Un SBS es un semiconductor avanzado, yaque no es una versión modificada de un diodo

PNPN. Está formado por un conjunto de disposi-tivos discretos, y se fabrica más bien como uncircuito integrado; además, cuenta con una ter-minal extra llamada “compuerta” que proporcio-na mayor flexibilidad en el disparo.

SIDAC

El disparador bilateral de alto voltaje o SIDAC(High Voltage Bilateral Tigger), es un dispositivoelectrónico de reciente aparición. Permite lamanipulación de voltajes altos de disparo, lo queamplía la gama de aplicaciones de los dispositi-vos disparadores; de esta manera, se ahorrangastos en componentes extras que serían nece-sarios para ciertas clases de circuitos.

Los voltajes de conducción para este disposi-tivo fluctúan en un rango que va de los 100 a los300 volts; por eso es grande la corriente que elcircuito puede conducir.

UJT

Por último, el UJT o transistor uni-unión (Unijunc-tion Transistor), es utilizado como dispositivo dedisparo. Se trata de un elemento semiconductorde conmutación por ruptura, muy utilizado encircuitos industriales, temporizadores, oscilado-res, generadores de onda y como circuitos decontrol de compuerta para TRIAC y SCR.

Tabla 3

Figura 8

alucIrtaM V MRD I )MSR(T V MRG I MFG I MST )ZH06(

4-51CAM V002 A51 V01 A1 A051

6-51CAM V004 A51 V01 A1 A051

8-51CAM V006 A51 V01 A1 A051

01-51CAM V008 A51 V01 A1 A051

Datos técnicos para algunos triacs de la serie MAC, los cuales tienen aplicaciones como relevadoresde estado sólido, control de motores, control de temperatura, fuentes de alimentación y en general enaplicaciones donde se requiere control de onda completa.

Circuito equivalente de un diac

El diac es un dispositivo bidireccional de disparo y su circuito equivalente se forma por dos diodos Shockley enparalelo con polaridades invertidas.

Símbolo esquemático

Figura 9

Figura 10

Circuito de polarización de disparo

El diac se utiliza como circuito de disparo de un triac

N

Circuito equivalentea transistores del UJT

P

Base 1

Base 1

Base 1

Emisor

Emisor Emisor

Base 2

Base 2

Base 2

Estructura básica de un transistor uni-unión (UJT)

Símbolo esquemático del UJT

La zona P del emisor está altamente dopada,mientras que la zona N del semiconductor tieneun dopado pequeño. Cuando el emisor del tran-sistor no se encuentra conectado a ningún cir-cuito externo, la resistencia entre las terminalesBase 1 y Base 2 es de unos 4,000 a 10,000 ohms.

El circuito equivalente para el transistor UJT,está formado por un par de transistores en con-figuración de retroalimentación y un divisor detensión entre el colector y el emisor de uno delos transistores (figura 10).

Este dispositivo tiene la característica de pre-sentar resistencia negativa; es decir, a un aumen-to de corriente se sucede una disminución devoltaje en las terminales del mismo.


TELEVISORES BIOVISION DE SAMSUNG

TELEVISORES BIOVISION DE SAMSUNG


Los televisores Bio Visión de lafirma coreana Samsung, tienenvarias particularidades que los

diferencian de los receptores de TVfabricados por otras marcas, a

saber: una pantalla ligeramentemás ancha que la tradicional,

emisión de radiaciones queresultan benéficas para el

espectador, circuitos automáticosde ajuste de imagen, etc. En esteartículo revisaremos secciones y

aspectos relevantes de estosaparatos: los amplificadores de

color, la corrección contra elcampo magnético terrestre, el

circuito modulador de velocidad, elcircuito corrector Este–Oeste, el

enfoque dinámico y la sección deaudio.

Generalidades

Las características principales de los televisoresBio Visión de Samsung son las siguientes:

• Emite radiaciones en la banda del infrarrojolejano, las cuales han demostrado ser benéfi-cas para los seres vivos.

• Una relación de pantalla ligeramente más an-cha que la tradicional 4-3 que ha identificadoal formato NTSC desde sus orígenes.

• Algunos de sus modelos incluyen la capacidadPIP (imagen en imagen), para poder observarmás de un canal simultáneamente.

• Pantalla extra-plana, lo que implica la presen-cia de circuitos correctores que generen unaimagen adecuada, sin desenfoques ni efectocojín.

• Sonido estereofónico con procesamiento deaudio, de modo que el usuario puede elegiruna ambientación tipo sala de conciertos, es-tadio, teatro, etc.

Como puede apreciar, estos televisores se dife-rencian claramente de los modelos típicos, asíque conviene analizar algunas de sus seccionesmás relevantes.


Emisión de radiaciones infrarrojas.

La emisión de rayos infrarrojos benéficos parala vida, es el resultado de las investigaciones delos ingenieros de Samsung, que integraron ma-teriales de biocerámica sobre la pantalla, auna-do a una mascara de INVAR (que es una alea-ción de níquel y acero inoxidable); es decir, lapantalla de un televisor Bio Visión no es de uncristal simple, favoreciendo así la nitidez de laimagen y reforzando la emisión de rayosinfrarrojos.

Pruebas realizadas han demostrado que, porejemplo, si se coloca una flor frente a dos televi-

sores, uno tradicional y otro Samsung, la que estáfrente al televisor común se marchita rápidamen-te, mientras la que se ubica frente a un televisorSamsung Bio Visión dura más tiempo fresca. Conesto queda eliminado el viejo rumor de que lostelevisores emitían radiaciones dañinas para lasalud; ahora, por el contrario, resulta benéficoestar frente al aparato receptor.

Tarjeta de circuito impreso del cinescopio

Una de las novedades radicales introducidas porlos ingenieros de Samsung, es la integración delos circuitos amplificadores de color en la base

Figura 1 Figura 2

Circuito excitador de TRC


del cinescopio. La ventaja de ello es que al utili-zar circuitos integrados en vez de los tradicio-nales transistores excitadores de color, se con-sigue un mejor balance cromático, ya que el com-portamiento de un IC amplificador es mucho másprevisible que el de un dispositivo discreto; ade-más, al estar directamente conectados en la basedel TRC, las señales tienen que viajar menor dis-tancia, lo que evita posibles interferencias deruidos externos.

Dicha tarjeta también incluye sistemas adi-cionales, como el circuito de corrección contrael campo magnético y el circuito de Norte-Sur,así como un sistema que detecta la corriente delos cátodos. Todo esto con el fin de conseguirun ajuste automático de temperatura del color,permitiendo así que los niveles blancos de lasimágenes se alcancen al 100% (vea en la figura1 un diagrama a bloques de un televisor Bio Vi-sión). Una imagen con estas características per-mite desplegar imágenes muy agradables, connegros muy oscuros y blancos muy brillantes;además, por medio del ajuste de la temperaturade color se evita que por cualquier desajuste in-terno las imágenes en pantalla tomen un tinteverdoso, rojizo o azulado.

Circuito de los amplificadores de color

Sabemos ya que los amplificadores de color quese utilizan en los receptores de color son tres:rojo, verde y azul. En el caso de los televisoresBio Visión, éstos se ubican sobre una placa quese conecta directamente a las terminales del TRC(figura 2); debido a las similitudes que compar-ten los tres circuitos (rojo, verde y azul) entre sí,sólo hablaremos de uno de ellos.

La señal de video compuesta proveniente dela jungla de croma y luminancia, es aplicada alcircuito integrado IC701, 702 ó 703 (dependien-do del color); éste amplifica la señal y la entregaa la terminal 7 para expedirla al cátodo del tubode imagen, cuya función es -como sabemos- re-cibir las variaciones correspondientes a la señalde video compuesta y convertirlas en imágenes.

Este circuito integrado contiene una serie deamplificadores en montaje de cascada, cada unode ellos con una ganancia relativamente baja.

Dicho arreglo permite que el ancho de banda delconjunto sea muy amplio, y para fines prácticosopera como un solo amplificador de alta fideli-dad; esto permite obtener una amplificación conuna gran gama de frecuencias y asegura unanotable calidad en la nitidez de la imagen. Eneste mismo circuito integrado existe un juego detransistores adicionales (transistores IK), encar-gados de detectar si el cátodo del cinescopioconduce de manera diferente a los demás; lacorriente detectada aparece como voltaje en laterminal 5 del mismo circuito integrado.

Esta terminal llega a la base del transistor lo-calizado en la parte inferior de la figura 2, el cuala través de su emisor envía instrucciones a lajungla, para que ésta realice un ajuste automáti-co de temperatura. En este caso, sólo se encar-ga de ajustar la temperatura de un solo color,pero de igual manera se ajustan los otros doscolores, pues Q701 es un elemento común a losotros dos cañones. Precisamente por ser el en-cargado de detectar la conducción del cinesco-pio, a Q701 se le denomina “transistor monitor”.

¿Qué sucede en caso de que no se logre elajuste correcto de temperatura? En esa condi-ción, las imágenes serán rojizas, azuladas o ver-dosas, por lo que el transistor monitor avisará ala jungla, y esta bloqueará las señales de colorque van hacia el tubo de imagen, desaparecien-do la brillantez de la pantalla.

Circuito corrector contra el campomagnético de la tierra

Este circuito adicional, se encarga de corregir lainclinación que pueda tener la imagen debido alcampo magnético terrestre (se puede presentarun trazo de luz inclinado muy notorio para eltelevidente). Dicho circuito está ubicado al finalde unas bobinas colocadas sobre el yugo dedeflexión (figura 3).

La corrección se realiza aprovechando unaorden que proporciona la jungla de croma yluminancia, misma que es enviada a IC3001, elcual la recibe por su terminal 2. En este circuitointegrado, hay una serie de amplificadores quese encargan de producir la conducción de lostransistores que determinan la magnitud de co-

rriente que fluye a través de la bobina correcto-ra de inclinación; el ajuste no es automático, sinoque el técnico debe realizarlo habilitando al equi-po en el modo de servicio.

Circuito de modulación de velocidad.

Un circuito similar al anterior es el de modula-ción de velocidad, el cual se encarga de contro-lar la velocidad de los haces electrónicos que lle-gan a la pantalla, con el fin de graduar la inten-sidad del brillo de la imagen; esto es necesariosobre todo cuando se utiliza la función de ima-gen sobre imagen o aparecen los caracteres enpantalla (figura 4A).

Mediante tres de sus terminales, la junglaIC501 determina la conducción del transistorQ504, que es dependiente del módulo PIP colo-

cado en la parte inferior de la jungla; esto signi-fica que cuando entran caracteres o imagen so-bre imagen, Q504 cambia su grado de conduc-ción, modificando automáticamente el compor-tamiento de los transistores localizados en sulado derecho.

Estos transistores, a su vez, se encargan demodificar la corriente que circula a través de unabobina ubicada en el cuello del cinescopio (figu-ra 4B).

Esta bobina genera un campo magnético quecambia la intensidad de los haces electrónicos,con la finalidad de evitar cambios de brillantezmuy bruscos. Hay que tener en cuenta que, nor-malmente al cambiar una imagen grande y obs-cura a una imagen pequeña y clara (o vicever-sa), se produce un cambio de brillantez muybrusco; precisamente, el circuito al que nos re-

Circuito de corrección contra el campomagnético de la Tierra

Figura 3


ferimos se encarga de realizar la compensaciónnecesaria.

Circuito de enfoque dinámico

El hecho de que el televisor Bio Visión cuentecon una pantalla plana (en algunos modelos su-per-plana o ultra-plana), hace necesaria la apli-cación de un circuito de enfoque dinámico, de-bido a que existe el riesgo de que se pierda elenfoque en los extremos de la pantalla; paraevitar dicho problema se ha diseñado esta sec-ción, mediante la cual se aplican al ánodo deenfoque dos voltajes diferentes.

Por lo tanto, cuando el rayo de luz o haz elec-trónico se encuentre explorando el centro de lapantalla, habrá un voltaje de enfoque encarga-do de hacer que las imágenes aparezcan nítidasen esa zona; pero cuando el haz se encuentreexplorando o recorriendo los extremos de la pan-talla, habrá la necesidad de modificar el voltajede enfoque, pues de lo contrario se perdería lanitidez de la imagen.

Significa, entonces, que el circuito de enfo-que dinámico es el encargado de hacer que elvoltaje que alimenta al ánodo de enfoque seavariable, dependiendo de la posición del hazelectrónico.

El voltaje aplicado al ánodo de enfoque seconsigue a través del fly-back, al igual que en unsistema tradicional, pero a este circuito se le hanagregado varias secciones que son las respon-sables de detectar la posición del haz electróni-co; para ello, se toman como referencias los pul-sos de barrido horizontal y de barrido vertical.Mediante una comparación con dichos pulsos semodifica dinámicamente el voltaje del ánodo deenfoque.

En la figura 5 se muestra el diagrama del fly-back; a su derecha encontramos dos potenció-metros identificados como S-FOCUS y D-FOCUS;

el primero de ellos corresponde al voltaje deenfoque estático tradicional, pero el segundorecibe además una señal que proviene del blo-que H V PARA AMP o amplificador de parábolasH y V, que son precisamente las que calculan lacantidad de voltaje que hay que añadir para con-seguir el enfoque dinámico; ésta se aplica alánodo respectivo precisamente como señal D-FOCUS (vea el oscilograma anexo a la figura 5).

Esta variación de voltaje se logra mediante laserie de circuitos que se ubican en la parte infe-rior del fly-back, en la que se toma como refe-rencia la señal de los filamentos de la terminal 6

H-PARA

V-PARAH V-PARA

MODHV-PARA

AMP

Diagrama a bloques

C1: Bloqueo de voltaje de DC de parábola C2: Absorción de voltaje de parábola

Figura 4A

Figura 4B

CXA1477AS

Dirección del hazde electrones

Bobina de espiral decobre

Campo magnético dela bobina moduladora

Corriente de modulaciónde la bobina

Fuerza del haz deelectrones

Bobina de modulación develocidad

Figura 5


de uno de los devanados. Tal señal de retornohorizontal se aplica a un comparador, el cualtambién recibe los pulsos de barrido vertical. Lacomparación de ambos pulsos, da como resul-tado que el voltaje dinámico de enfoque tengaun nivel variable en forma de parábola; con ellose consigue que el voltaje correspondiente alcentro de la pantalla sea de un valor y que elvoltaje para los extremos sea diferente, impidien-do así la pérdida de enfoque que debía producir-se por el uso de pantallas planas, super-planas y

ultra-planas, como es el caso de los distintosmodelos de televisores Bio Visión.

Circuito corrector de este oeste

Los televisores Bio Visión versión Plus tienen unamayor anchura gracias a que en su diseño seaprovechó por completo todo el ancho de las lí-neas horizontales. Un dato poco conocido es queel formato NTSC posee dos pequeñas bandas deprotección al principio y al final de la imagen,mismas que no se presentan al espectador. Eli-minando esta protección ya innecesaria, pode-mos ensanchar ligeramente la pantalla sin mo-dificar la señal de video (figura 6).

Esta condición hace necesario un circuito quese encarga de proporcionar brillantez en los ex-tremos adicionales de la pantalla; es por ello quea estos aparatos se les ha agregado un circuitocorrector, que al fin y al cabo se encarga de de-terminar la anchura de la imagen sobre la pan-talla. Dicho circuito actúa dependiendo de unaserie de señales que envía la jungla de croma yluminancia, además de un voltaje de referenciaque se toma de uno de los devanados del fly-back; esto es con el fin de evitar que la imagenpresente esponjamiento o encogimiento confor-me los niveles de alto voltaje van variando.

En la parte inferior izquierda de la figura 7 seobserva la terminal de entrada marcada como

E/W (Este-Oeste); a través de esta terminal seaplica una instrucción proveniente de la jungla,determinando de esta manera la anchura, lo cualse hace modificando la conducción de los tran-sistores que definen la corriente que circula através de la bobina L403. Esta bobina va asocia-da en serie con las bobinas del yugo horizontal;por lo tanto, actúa como una especie de “freno”,el cual es más intenso conforme tienda a aumen-tar la anchura, y viceversa, más débil cuandotienda a reducirse. Es así como se logra el ajusteautomático de anchura.

Durante la operación normal del circuito, exis-te el mismo riesgo de que se modifique la an-

chura de la imagen con las variaciones del altovoltaje; es por ello que el mismo circuito (a tra-vés del circuito integrado IC401) recibe tambiénuna señal proveniente del fly-back (como podráobservarse, a la derecha del circuito existe unalínea que proviene del alto voltaje denominadaestabilizador de alto voltaje), con lo que cual-quier variación de alto voltaje que se presenteserá detectada en la terminal 6.

Esa variación modifica el comportamiento delcircuito integrado y, a su vez, el comportamien-to de los transistores, haciendo que la corrienteque fluye sobre la bobina determine una vez más

Figura 6

Figura 7 Figura 8

Diagrama a bloque

Señal de audio monoaural de 15,000 KHz; después lafrecuencia piloto de 15,7342 KHz y enseguida la banda

correspondiente a la señal de estéreo del canal izquierdo.A este espectro se le puede agregar la señal secundaria

denominada SAP (Second Audio Program o programaciónde audio secundario) y que corresponde a una frecuencia

de cinco veces la frecuencia horizontal.


la anchura; con ello se consigue una imagenperfecta en lo que se refiere a la anchura.

Sección de audio

En los televisores Bio Visión se utiliza una sec-ción llamada MTS (siglas de MultiplexedTransmited Sound o sonido con transmisiónmultiplexada), la cual se encarga de la reproduc-ción de la señal de audio. Dicha etapa comple-menta a la extraordinaria calidad de las imáge-nes de estos aparatos.

Esta sección maneja un espectro de frecuen-cia como el que se muestra en la figura 8.

El circuito MTS recibe las señales de audio ylas procesa para darles salida final por los alta-voces. Observe la figura 9, donde se muestra estasección de audio, misma que recibe la señal pro-veniente de la sección de frecuencia intermedia.Dicha señal se recibe por la terminal numero 12,denominaba MPX (entrada multiplexada), don-de se localiza toda la gama de espectros quemencionamos anteriormente (siempre y cuan-do la transmisora envíe toda esa información).

Figura 9oicivreSedodoMledselortnoC:1-6lortnocedalbaT

ojaba/abirralanaC lanacleanoicceleS

ojaba/abirranemuloV etsujaedúnemleanoicceleS

UNEM sotadedoremúnleatnemercnI

ETUM sotadedoremúnleatnemerceD

OEDIV/VT OEDIVoVTanoicceleS

ojaba/abirraLENNAHCPIP PIPanoicceleS

DDA sodatsujasotadsolraziromemedséupsedoicivresedodomedelaS

ESARE .sodatsuja-erpsotadsolaasergerysodatsujasotadsolarroB

STATIC FOCUS VR

DYNAMIC FOCUS VRH

V

SCREEN

<FBT FOCUS PACK> Figura 10

Dentro del circuito, se lleva a cabo el proceso deselección de audio monoaural, estereofónico oversión SAP, dependiendo de lo que el usuariodetermine; sin embargo, hay que señalar que enMéxico todavía no se transmite en la modalidadSAP, pero algunas transmisoras ya lo hacen enversión mono o estéreo.

Una vez efectuada la selección de la modali-dad del audio, la señal respectiva se dirige hacialos amplificadores de potencia, para de ahí diri-girse hacia las bocinas. En el caso de los televi-sores Plus de Samsung, se ha integrado un sis-tema de bocinas denominado SUPER HORN; setrata de un baffle de dos vías al que se le ha adi-cionado un cuerno encargado de reforzar las fre-cuencias en la gama auditiva.

El baffle cuenta con un reproductor de soni-dos graves (Woofer) y un reproductor de sonidosagudos (Tweeter); el cuerno es el dispositivo quepermite la reproducción de los sonidos medios,reforzando dichas frecuencias mediante un sis-tema de retroalimentación. Todo este sistema seincluye de manera duplicada: un arreglo para elcanal derecho y otro para el izquierdo.

A su vez, a la sección de audio se han incor-porado programas establecidos en el micropro-cesador, mediante los cuales el usuario puedehacer que el sonido expedido tenga simulaciónde estadio, de teatro, de diálogo, o bien, que ajus-te el audio a su voluntad.

Ajuste electrónicos

Los televisores Samsung cuentan con un siste-ma de ajustes electrónicos conocido como DVR(siglas de Digital Variable Resistor); es decir, utili-zan un sistema de ajustes de circuitos (barridohorizontal, contraste, brillo y color) que ya no sebasa en potenciómetros. Por consecuencia, eltécnico tiene que realizar el ajuste habilitandoel modo de servicio, lo cual se lleva a cabo par-tiendo desde un punto inicial en el que el televi-sor está apagado, pero conectado a la línea deAC; enseguida, hay que presionar la tecla MUTEdel control remoto, y a continuación las teclas1, 8, 2 y la orden POWER. En ese momento eltelevisor encenderá y aparecerá en pantalla el


texto indicando que el aparato está en el modode servicio. Una vez habilitado en el modo deservicio, es posible efectuar los ajustes que selistan en las tablas 1A, 1B y 1C.

Por último, uno de los ajustes que no pode-mos realizar en el modo de DVR, es el de enfo-que; el procedimiento para este ajuste descansa

en los tradicionales potenciómetros, debido aque para el enfoque se necesita un voltaje muyalto y no es posible utilizar los DVR. En el casode una pantalla plana, se requiere un enfoquedinámico y para lograrlo se requieren dosvoltajes diferentes, por lo que es necesario utili-zar dos potenciómetros (figura 10).

tuO-niPmociM )nóicaunitnoC(tuO-niPmociM

.oN SENOICNUF SENOICAIRAV NOCIM .oN SENOICNUF SENOICAIRAV NOCIM

10M

20M*

30M

40M*

50M*

60M*

70M*

80M

90M*

01M*

11M*

21M*

31M*

41M*

51M

61M

71M

81M

91M

02M

12M

22M

32M

42M

52M

62M

72M

82M

92M

03M

13M

23M

ISOP-V

EZIS-V

PMOC-V

NIL-V

ROC-S-V

ISOP-H

EZIS-H

PMOC-H

PMA-NIP

NIP-POT

NIP-TOB

TLIT

WOB-V

ELGNA-V

JDA-2G

CFA

XENYS-V

FER-BKA

WS-2G

TES-2G

EVIRD-G

EVIRD-B

SAIB-G

SAIB-B

TNOC-S

TNIT-S

ROLOC+S

TIRB+S

PRAHS-S

AMMAG

TCIP-D

NART-CD

36-00

36-00

51-00

51-00

51-00

36-00

36-00

51-00

36-00

51-00

51-00

51-00

51-00

51-00

36-00

40-00

10-00

51-00

10-00

51-00

36-00

36-00

51-00

51-00

51-00

51-00

51-00

36-00

40-00

51-00

30-00

30-00

63

04

80

90

80

63

83

80

04

01

21

70

80

80

23

10

10

80

00

80

43

14

90

11

80

60

01

52

20

01

20

10

33M

43M

53M

63M

73M

83M

93M

04M

14M

24M

34M

44M

54M

64M

74M

84M

94M

05M

15M

25M

35M

45M

55M

65M

10P

20P

30P

40P

50P

60P

70P

80P

LBA

R/Y-R

B/Y-R

R/Y-G

B/Y-G

of-TOT

Q-TOT

TOOHS

of-PRHS

WS-BGR

GNIGA

CNYS-V

M/V

LVL-DSO

ANL

NOITPAC

SDE

TLIT

ENOHP-H

W/SDSO

EZIS

CRI/NFA

PIHC-V

WS-PIP

TNOC-P

SOP-VP

ISOP-HP

ROLOC-F

LLP

YLD-ISV

YLD-PSV

KNALB

30-00

51-00

51-00

51-00

51-00

30-00

30-00

51-00

30-00

70-00

30-00

10-00

30-00

30-00

ffO/nO

ffO/nO

ffO/nO

ffO/nO

ffO/nO

ffO/nO

ffO/nO

CRI/NFA

ffO/nO

ffO/nO

51-00

51-00

36-00

70-00

10-00

13-00

13-00

70-00

10

21

31

90

01

30

00

80

20

70

00

10

20

20

nO

nO

ffO

nO

ffO

ffO

nO

CRI

ffO

nO

60

30

62

30

00

70

31

00

.adazalpmeerseMORPEEalodnauc,MOCIMledsotadsolnenajifesoicivresedsotadsoL:atoN.)*(nocsodacramsortemárapsoletsjuaolos,sotadedetsujanuedereiuqeresiS

."NO"neejifes"NOITPAC84M"edotadleeuqedeserúgesA

Tabla 1B

Tabla 1C


GUIA DE FALLAS YSOLUCIONES EN

CAMARAS DE VIDEO

GUIA DE FALLAS YSOLUCIONES EN

CAMARAS DE VIDEO

Armando Mata Domínguez

El técnico que pretenda dedicarse ala reparación de videocámaras delformato V8, debe tomar en cuenta

que estos equipos son más complejosque una videograbadora o un

televisor, pues cuentan con mássecciones y circuitos. Por lo tanto, es

importante que de manera previa ala reparación de cualquier

videocámara, se conozca no sólo sumodo de operación con el fin de

identificar el área específica donde selocaliza el daño, sino también un

método general de identificación defallas de acuerdo a las tres grandes

secciones: cámara, video y visorelectrónico. De ello nos ocuparemos

en este artículo, así como de algunasfallas típicas en estos aparatos.

La cámara de video de 8mm

La videocámara formato V8 cuenta, además desu respectiva sección mecánica, con tres seccio-nes más: la sección de VTR (similar a la de lavideograbadora), la sección de cámara y un vi-sor electrónico (View Finder) donde el usuariopuede ver las imágenes que pretende grabar (fi-gura 1).

La sección de cámara

Para determinar si la sección de cámara se en-cuentra funcionando correctamente, se requie-re de la conexión del equipo a su fuente de ali-mentación o cargador conectado a la línea decorriente alterna de 127 volts; se sugiere que nose utilice para este tipo de comprobación pila obatería de tipo recargable. Se recomienda que lavideocámara quede conectada a un monitor otelevisión, a través de cables de línea RCA o conun adaptador de RF, con el objetivo de poder eva-luar la imagen y determinar si cuenta con color,nivel de contraste y brillo adecuados.

Para realizar la verificación, primeramentecoloque el circuito selector de funciones en la


posición de cámara y el interruptor de grabaciónaccidental (lock) en la posición de apagado (fi-gura 2).

La sección de cámara cuenta con tres áreas(sección de enfoque, sección de circuito iris ysección del zoom) que debemos comprobar. Paraexaminar la sección de enfoque coloque la má-quina enfrente de un objeto cuya distancia máscercana sea de 1.20m y presione la tecla de “tele”del zoom para acercar la imagen; verifique queal realizar el acercamiento el objeto se encuen-

tre bien enfocado; enseguida aléjese del objetoy verifique que no se pierda el enfoque. Paracomplementar la prueba, gire la videocámaratomando diferentes objetos y presionando lasteclas de acercamiento y alejamiento, cuidandoque en ese momento la imagen no pierda el en-foque (en ocasiones es normal que llegue a per-derse momentáneamente y se recupera de in-mediato); si la imagen que nos da la videocámaracumple con estas características, podremos con-cluir que la sección se encuentra en buenas con-diciones.

La sección de iris es un circuito que induce laapertura de un par de láminas ubicadas entre ellente y el CCD, determinando así la cantidad deluz que ha de pasar al captador de imagen; se ledenomina “iris” a este circuito, debido a que ac-túa de manera similar al iris del ojo humano; así,cuando se capten imágenes con mucha luz eliris tendría que cerrar y viceversa.

La comprobación de este circuito se realizatomando una imagen con mucha luz (por ejem-plo un foco o lámpara); en ese momento la ima-gen debe ser blanca con el contorno de colorobscuro. Enseguida desvíe la cámara lentamen-te para enfocarla hacia el área del contorno, esdecir, no tome la lámpara o el foco, sino única-mente el techo; podrá observar entonces que el

techo cambia de un color obscuro a un color cla-ro. Esta tarea debe repetirla una o dos veces más;si se observa el cambio mencionado, es indiciode que el circuito iris se encuentra trabajandocorrectamente (figura 3).

La sección de zoom cuenta con la tecla W (an-chura), que al ser presionada provoca el aleja-miento de la imagen, y la tecla T (telefoto), queal ser presionada acerca la imagen. Nuestra com-probación consiste en presionar alternadamentelas teclas y verificar que cumplan con el objeti-vo descrito; si la función de ambas teclas se cum-ple, se puede concluir que el circuito se encuen-tra en buenas condiciones.

Finalmente, si la imagen observada en elmonitor durante la verificación de estas tresáreas fue correcta, es decir, si durante el proce-so la imagen contó con buena nitidez, buen ni-vel de brillo y contraste, así como de color, po-dremos concluir que la falla que nos ocupa nocorresponde a la sección de cámara.

Comprobación de la sección VTR

La sección VTR deberá de ser comprobada endos modos: reproducción y grabación.

En el modo de reproducción, hay que presio-nar la tecla de expulsión de cassette e insertarun casette previamente grabado; debe estar se-

guro que la grabación del cassette sea correcta.Presione luego la tecla de reproducción(playback) y compruebe que la imagen en elmonitor cuente con brillo, contraste y color ade-cuados; si reúne los tres factores, quiere decirque la sección de video no tiene problemas.

Sin embargo, en algunas ocasiones llegan apresentarse fallas en la sección mecánica querepercuten en la calidad de imagen; podría serel caso de un desajuste de las guías de enhebra-do o cabezas de video desgastadas o dañadas.Para descartar la posibilidad de un daño en estaparte del sistema mecánico, en modo de repro-ducción (play) presione la tecla de retroceso(RWD) o avance (FF) de cinta; en ese momentola imagen debe presentar como máximo tresfranjas de ruido; si existieran más de tres franjasde ruido al adelantar o retrasar la imagen, esindicativo de que existe un problema en las ca-bezas o en las guías de enhebrado.

El ajuste de guías se realiza moviendo la par-te superior de las mismas a través de undesarmador especial; se dará usted cuenta queal girarlas aumenta o disminuye la cantidad defranjas de ruido. Incluso se puede perder la re-producción de sonido o escucharse entrecortada;gírelas hasta lograr que solo se observen tresfranjas y el audio se escuche claramente (vea lafigura 4).

Figura 1

Sección View Finder

Sección VTR

Sección Cámara

A

B

C

Botones de control de función de cámara e interruptorde grabación

Botón expulsión

Función zoom

Selecciónde modo

Cambio de modoBotón dedesplieguede funcionesen pantalla

Figura 2

Figura 3


44

El visor electrónico

La tercera y última revisión sería sobre la ima-gen en el visor electrónico (View Finder). En estedispositivo el usuario puede observar las imá-genes que pretende grabar, o bien las que ya ten-ga grabadas; la mayoría de las cámaras de 8 mmcuentan con una pantalla compuesta de tubo deblanco y negro, aunque en la actualidad pormedio de la pantalla de cristal líquido se ha lo-grado incorporar el color.

Para determinar si el visor se encuentra enbuenas condiciones, la imagen deberá presen-tar suficiente brillantez, un nivel de contrasteadecuado y un enfoque correcto. Es importanteconsiderar que estas pantallas están diseñadaspara desplegar una serie de indicaciones espe-ciales para prevenir al usuario sobre alguna fa-lla que pudiera tener el equipo y que puede seruna herramienta auxiliar de gran utilidad parael técnico (figura 5).

Guía de fallas

Como podrá observar, la complejidad del equi-po aumenta las posibilidades en el número defallas que pudieran presentarse. En este artículomencionaremos algunas de las fallas más carac-terística que se pueden presentar en los equiposmarca Sony, aunque es importante mencionarque existen videocámaras de otras marcas(Yashica y Ricoh) que al parecer fueron maqui-ladas por esta misma compañía y que pudieranpresentar averías similares a las aquí enlistadas.

Daño en las tarjetas de circuito impresoPor lo regular, sobre estas tarjetas se ubican sec-ciones asociadas a la etapa de cámara. El sínto-ma que provoca una falla es la falta de imagen oproblemas de color.

El fabricante de videocámaras ha tenido lanecesidad de diseñarlas y armarlas de tal mane-ra que sean completamente portátiles. Para ello,utiliza componentes miniatura asociados a cir-cuitos integrados de alta densidad que quedanagrupados en circuitos impresos de doble capamediante el sistema de montaje superficial, y enaquellas secciones altamente sensibles a inter-ferencias utilizan tarjetas impresas de porcela-na (comúnmente de color azul), la cual cuentacon un sistema de soldadura muy especial, im-posible de conseguir en el banco de servicio. Porlo tanto, una falla de algún elemento de esta tar-jeta hace necesario remplazar toda la tarjeta (fi-gura 6).

Daño en los capacitores electrolíticosLo compacto del equipo reduce la ventilación delmismo, provocando un daño prematuro a cier-tos componentes, como es el caso de los capaci-tores electrolíticos, que al secarse se devaloran,originando diferentes fallas.

Los mecanismos de las videocámaras se co-ordinan secuencialmente por medio de un micro-procesador a través de sus terminales de entra-das y salidas; para detectar la falla es necesarioque se compruebe cada una de las terminales.

Un daño en los capacitores provoca mas co-múnmente que el videocassette se queda aden-tro del mecanismo y no pueda ser extraído.

Guía de ajuste

Tambor (drum) con cabezas de video

Guía de ajuste

Cabezas de video y guías de ajuste Figura 4

Humedad

Finalización delcassette o daño

Poca luz (low light)lengüeta

de protección(caution)

Despliegue de indicaciones especiales observables en la pantalla del visor

Figura 5

Figura 6

Figura 7

En las videocámaras marca Sony (modelos:CCD-F30, CCD-F330, CCD-F340, CCD-F40, CCD-V9, CCD-V90, CCD-F50, CCD-F500 y CCD-F70)se debe principalmente al daño a los capacitoreselectrolíticos C69, C71, C74, C68 y C75, ubica-dos en la tarjeta SS-86 (figura 7).

El diagrama muestra los tres primeros capa-citores que corresponden a las terminales desalida del circuito drive; estas terminales alimen-tan directamente al motor drum (que es de tipotrifásico). El daño a estos capacitores reduce losniveles de voltaje, provocando que resulte insu-ficiente para la activación del motor. En ocasio-nes sólo se realiza el movimiento del motor de


manera titubeante u oscilatoria, lo que originala falta de generación de pulsos de PG, que esuna de las entradas necesarias para que elmicroprocesador ordene la activación del motorde enhebrado.

Los capacitores C71 y C72 corresponden a laslíneas de polarización o alimentación del circui-to drive; el daño en ellos disminuye el voltaje (si-milar a una pila baja), impidiendo el trabajo delcircuito y la falta de giro de motor.

El daño en los capacitores C059, C057 y C055,con un valor de 82 microfaradios a 10 voltios,impide el movimiento del motor capstan, el en-cargado de realizar la atracción de la cinta auxi-liado del pich roller. Al no girar este motor, lospulsos de FG no llegan al microprocesador, porlo que se provoca el bloqueo del equipo, impi-diendo la expulsión de cinta (figura 8). El pro-blema queda resuelto con el reemplazo de loscapacitores mencionados.

Otra causa de que no exista expulsión de cin-ta, puede estar provocada por el atascamientomecánico de las guías de enhebrado o el dañode engranes del sistema de impulsión de guías,lo cual se soluciona con la sincronización me-cánica apoyándose en el manual de servicio.

Daño en fusiblesOtra falla común es el daño de fusibles debido avariaciones de voltaje de alimentación; en estosequipos la fuente de alimentación hace uso de

Micom

Servo

IC001

IC007CXA 1127 MCAPSTAN

MOTOR DRIVE5DPWM

6CPWM

V+C059

82/10V

PWMDRIVE

PWM DRIVE

+-

C05782/10V

C05582/10V

Diagrama de la tarjeta SS.86Ubicación de los capacitores electrolíticos

+-

6

4

5

Figura 8

Figura 9

Fusibles dealimentación

tres fusibles. Uno es el responsable de enviar laalimentación a la sección de cámara, otro ali-menta al circuito de stan by y microprocesador,y un tercero proporciona alimentación a la sec-ción de VTR o al modo conocido como converti-dor DC-DC, que es el encargado de recibir unasola línea de voltaje proporcionando diferentesniveles para polarizar a cada sección del equi-po. Cuando alguno de estos fusibles se abre, seprovocara la falta de funcionamiento en las sec-ciones de cámara o VCR, e incluso el bloqueototal del equipo (figura 9).

Obviamente, la falla se corrige con el reem-plazo de los fusibles, previa verificación de queno exista un corto circuito en el equipo, la cualse realiza de manera similar a la comprobaciónen equipos de audio y televisión.

SISTEMAS DIGITALESEN AUDIO Y VIDEO

Primera de tres partes

Gracias a los constantes ynotables cambios que con el paso

del tiempo han sufrido loscircuitos electrónicos, éstos

ofrecen hoy un alto desempeño. Yun factor clave en ello, ha sido la

incorporación de los circuitosintegrados digitales, mismos que

han permitido incorporarfunciones cuya ejecución antes

resultaba muy difícil oprácticamente imposible por

medio de circuitos analógicos. Elpresente artículo pretende cubrir

las necesidades del técnico deservicio, acerca del

funcionamiento de equiposdotados con esta tecnología y los

procedimientos para localizar yreparar averías en ellos.

SISTEMAS DIGITALESEN AUDIO Y VIDEO

Primera de tres partes

Alvaro Vázquez Almazán

Introducción

Con la incorporación de sistemas digitales en losmodernos equipos de audio y video, el personalde servicio ha tenido que enfrentarse con dosmundos totalmente diferentes entre sí: el de laelectrónica analógica y el de la electrónicadigital. El primero es de sobra conocido por lamayoría de los técnicos; no así el segundo, cu-yas tareas de reparación suelen complicarse pre-cisamente porque no siempre se conocen losfundamentos de dicha tecnología. En esta pri-mera parte del artículo nos enfocaremos única-mente a las técnicas digitales aplicadas en losequipos de audio, pero en los próximos núme-ros de Electrónica y Servicio revisaremos tam-bién los circuitos digitales aplicados en equiposde video.

Diagrama a bloques

En el diagrama a bloques que se muestra en lafigura 1, están señaladas todas las etapas queintervienen en las funciones digitales de un equi-po de audio.


Soportes del microcontrolador

Para que un microcontrolador funcione adecua-damente en cualquier equipo digital, se necesi-tan tres señales: alimentación o voltaje de espe-ra (5 voltios y tierra), reinicio y reloj. Si algunafaltara o no estuviese en su valor correcto, elmicrocontrolador funcionaría erróneamente odejaría de trabajar (figura 2). Veámoslas en de-talle.

a) Señal de alimentación o voltaje de espera (STAND BY).Este es el voltaje de alimentación; normalmentees de 5 voltios, aunque también puede ser de10. También se le conoce como “voltaje perma-nente”, pues se encarga de mantener siemprealimentado al dispositivo aun y cuando el apa-

rato en cuestión no esté encendido. Sólo nece-sita estar conectado a la línea de 127 VCA.Su función consiste en mantener alimentado alsistema de control, para que éste, luego de reci-bir e identificar la orden de encendido provenien-te del panel frontal o del control remoto, expidalas señales correspondientes para el cumpli-miento de la misma; es decir, para efectuar elencendido (POWER ON).

b) Señal de reinicio (RESET).La señal de reinicio se aplica sólo durante unbreve periodo al microcontrolador, y únicamen-te cuando se conecta a la alimentación de CA (ocuando hay un corte de energía), para que éstevuelva al inicio de su programa y comience afuncionar siempre y cuando todas las fuentes dealimentación se encuentren estables.

Es frecuente que un microcontrolador no fun-cione cuando no ha sido reiniciado. Otras ve-ces, puede empezar a funcionar a la mitad delprograma y así presentar comportamiento errá-tico.

c) Señal de reloj (XTAL).Es la última de las señales mínimas para el co-rrecto funcionamiento del microcontrolador. Elreloj es una señal que proviene de un osciladorde alta frecuencia que sincroniza el funciona-miento interno del microcontrolador.

Se puede considerar al reloj como el corazónel microcontrolador. Dado que éste se halla encalidad de “muerto” cuando aquél no funciona,el equipo dejará de funcionar.

La mayoría de los microcontroladores cuentacon un reloj interno y, para controlar la frecuen-cia de éste, con una terminal para salida y re-troalimentación. Si la frecuencia de la señal dereloj es crítica, se utiliza un cristal de cuarzocomo realimentación; si no lo es, se recurre aun circuito LC.

Teclados

Los teclados constituyen el medio por el cual elusuario puede comunicarse con el equipo (pro-piamente con el microcontrolador de éste), paraindicarle determinadas funciones: nivel de vo-

lumen, tipo de sincronización, estaciones sinto-nizadas, etc.

Los teclados se clasifican en tres grupos:

a) Teclado de nivel lógico.Es poco utilizado, porque se necesita una termi-nal del microcontrolador para cada función (fi-gura 3).

b) Teclado de escalera de resistencias.Se necesita una sola terminal en el microcontro-lador para acceder a diferentes funciones. Elmicrocontrolador identifica la orden dada por elusuario, según sea el nivel de voltaje aplicadoen dicha terminal; y esto puede hacerlo, graciasa comparadores localizados en su interior (figu-ra 4).

c) Teclado de exploración.El microcontrolador genera un tren de pulsospara las terminales de salida de exploración.Cuando se utiliza más de una terminal de sali-da, cada tren de pulsos es diferente; con esto elmicrocontrolador puede saber cuál tecla fue opri-mida y, por lo tanto, determinar la función soli-citada por el usuario (figura 5).

Exhibidor (display)

El exhibidor o display es el dispositivo empleadopor el microcontrolador para comunicarse con

VDD

Reset

X TAL IN

X TAL OUT

Vss

5V

Exhibidor

Controlremoto

Sensorinfrarrojo

Teclado

Sintonizador

Selector defunciones

Fuente dealimentación

Etapa deaudio

Tocacintas

Microcontrolador

Etapas en las funciones digitalesde un equipo de audio

Figura 1

MicrocontroladorReinicio 5V

Si falta alguna de las señales de arranque delmicrocontrolador, éste no funcionará correctamente.

Figura 2

Microcontrolador

El teclado de nivel lógico necesita de una terminal deentrada por cada función que se desee realizar.

5V 5V

Figura 3

Microcontrolador

+-+-+-+-

+-

Rec Pb Eject Stop Pause

El teclado de escalera puede realizar variasfunciones con una sola terminal de entrada, gracias a que internamente el microcontroladortiene comparadores de voltaje.

5V

Figura 4


el usuario; por medio de números, gráficas, le-tras, etc., éste sabe lo que se está realizando.

Los exhibidores utilizados en audio son:

a) De tubo fluorescente (bulbo).Como señales mínimas para funcionar, esteexhibidor necesita un voltaje de -30 VCD con elque alimenta a los cátodos (común), un voltajede 6.3 VCA con el que enciende los filamentos, yseñales para encender los segmentos (figura 6).

b) De cristal líquido.Este exhibidor requiere de 12 voltios para ali-mentar a una lámpara localizada exactamenteatrás de él; también necesita una señal prove-niente del microcontrolador -llamada COM-, asícomo señales de excitación para los segmentos(figura 7).

El control remoto y el sensor infrarrojo

El control remoto es una prestación adicional quese ofrece al usuario, con el fin de que pueda ac-ceder a la mayor parte de las funciones del apa-rato sin tener que oprimir las teclas localizadasen su panel frontal. En tal caso, las funcionesdel equipo son invocadas mediante el circuitoelectrónico formado por un transmisor (controlremoto); por aire, éste envía al receptor (sensorinfrarrojo) los datos de función a través de uncódigo digital, en forma de impulsos de rayosinfrarrojos.

El receptor es un fotodiodo que tras recibirlas señales luminosas, las procesa y reconvierte

en impulsos eléctricos; a su vez, éstos van haciauna terminal de microcontrolador, el cual enton-ces los identifica para ordenar el inicio de fun-ciones de la etapa correspondiente (audio,tocacintas, selector funciones, etc. Figura 8).

La fuente de alimentación

Cuando el usuario da la orden de encendido através del panel frontal o del control remoto, elmicrocontrolador envía a la fuente de alimenta-ción un pulso conocido como POWER ON (pulsode encendido). Normalmente esta señal es unvoltaje de 5 voltios cuando el aparato se encuen-tra encendido, y de 0 voltios cuando se encuen-tra apagado.

La función de dicho voltaje es abrir o cerraruno o más interruptores electrónicos (transisto-res), con el fin, respectivamente, de que el vol-taje en el extremo de éstos pase o no pase a sus

correspondientes etapas. Si se permite que elvoltaje pase, las etapas serán alimentadas y en-tonces aparecerán los voltajes llamados“switcheados” (figura 9).

El selector de funciones

Una vez que el equipo se ha encendido, la si-guiente operación consiste en elegir una de sus

funciones (sintonizador, tocacintas, reproductorde discos compactos, auxiliar/video, etc.) Paraello, utilizando el panel frontal o el control re-moto, es necesario volver a indicar al microcon-trolador qué función es la que se desea ejecutar;así, éste se encargará de enviar un bus de datos(dos o más terminales que envían datos codifi-cados) a un circuito integrado, cuyos dispositi-vos semiconductores interconstruidos actúan

Key out

Key in 1

Key in 2

Key out

Key out 1

Key out 2

Key in 1

Key in 2

Key out 1

Key out 2

Teclado de exploración

Figura 5 Figura 6

Para funcionar, elexhibidor de tubo

fluorescentenecesita un voltaje

de -30VCD y unvoltaje de 6.3 VAC

Figura 7

En la parte posterior deun exhibidor de cristal

líquido, debe haber unalámpara para hacer

visible la información delproceso que se esté

llevando a cabo.

Control remoto

Pulsos de control

Transmisor

Receptor

Datos codificados

en luz

Microcontrolador

AudioSelector defunciones

Sintonizador

Tocacintas Unidad dealimentación

Pulsos de control

Figura 8


como interruptores; éstos se abren o se cierran,para permitir el paso de la señal que provienede cualquier fuente de audio (sintonizador,tocacintas, reproductor de discos compactos,auxiliar/video, etc.) hacia la etapa ecualizadoray amplificadora (figura 10).

El sintonizador

Cuando seleccionamos la función desintonizador, el microcontrolador se comunica,mediante un bus de datos, con un circuito PLL oPhase Locked Loop -malla enganchada por fase-(figura 11). Esto se hace para que, a su vez, elPLL controle la frecuencia del oscilador local (quees un VCO u oscilador controlado por voltaje) através de una línea llamada VTT (Voltage Tunningo voltaje de sintonía). Con ello, el oscilador lo-cal y el circuito de sintonía de antena modifica-rán su frecuencia de resonancia y, por lo tanto,la estación sintonizada será diferente (figura 12).

El tocacintas

Cada vez, los sistemas mecánicos y los sistemaselectrónicos están más interrelacionados. Poresta razón, cualquier falla en uno u otro dejainoperante al tocacintas.

Entre las ventajas de estos sistemas, puedemencionarse que su motor no gira cuando nohay cassette en el compartimiento, y que cuen-tan con detección automática del tocacintas (Ao B), detección automática del tipo de cinta re-producida (normal o metálica), sistema reversi-ble una sola vez o un número ilimitado de ve-

ces, y grabación sincronizada a baja o alta velo-cidad.

Todo esto es posible, gracias a la incorpora-ción de interruptores (sensores) que detectan eltipo de cintas, la presencia o ausencia de cas-sette, la apertura o cierre de puerta, etc.

Etapa de audiofrecuencia

En esta sección del sistema, el microcontroladorrealiza varias funciones digitales: control de vo-lumen, silenciamiento y ecualización. En todasellas, el microcontrolador envía un bus de datos

a uno o más circuitos que cuentan con resisten-cias electrónicas internas (EVR); el valor de és-tas aumenta o disminuye, de acuerdo con los da-tos digitales que el microcontrolador haya en-viado (figura 13).

Con sólo oprimir la tecla correspondiente enel control remoto o en el panel frontal, o con elhecho de cambiar de estación o de función, elmicrocontrolador ordena el silenciamiento(MUTE) también en esta sección (figura 14).

Localización de fallas en equipos de audio

Cuando se tiene en el banco de servicio un equi-po de audio con prestaciones digitales, es muyimportante contar con el manual de servicio ocuando menos con el diagrama eléctrico corres-pondiente; de lo contrario, será más difícil locali-zar las terminales utilizadas para tal o cual fun-ción. Hay que recordar que por encontrarse muyjuntas las terminales del microcontrolador, tam-bién lo están las pistas de circuito impreso; de estemodo, se complica el seguimiento de señales.

a) Verificación de la alimentación del microcontrolador.Una vez que se cuenta con la información ne-cesaria, es importante verificar la alimentacióndel microcontrolador, identificada con las siglasVDD y Vss en el diagrama (corresponden a B+ yGND). Estas nomenclaturas identifican almicrocontrolador como un dispositivo del tipoCMOS (metal óxido de semiconductor comple-mentario); en consecuencia, hay que tener cier-tas precauciones al hacer mediciones en estecircuito.

Si no se encuentra voltaje en la terminal mar-cada con VDD, desconéctela de la tarjeta de cir-cuito impreso (auxíliese con un palillo y uncautín). Vuelva a verificar la pista; si en ese mo-mento aparece el voltaje de alimentación, po-demos suponer que el microcontrolador está encorto; si el voltaje de alimentación no aparece,diríjase a la fuente de espera (figura 15).

b) Verificación del pulso de reinicio.También hay que verificar el pulso de reinicio,que es un pulso muy rápido que se genera al

Teclado MicrocontroladorPower On

12Vsw

12.5VMientras no aparezca la orden deencendido, el aparato no empezaráa funcionar.

Figura 9 Figura 10La selección de funciones se realizamediante un circuito integral digital

Teclado

Microcon-trolador PLL

Filtropasabajas

VCO Salida

La sintonía digital se realiza mediante unsistema de malla enganchada por fase (PLL)

Figura 11 Figura 12

La sintonía electrónica se realiza mediante unsistema de malla enganchada por fase (PLL)

Microcon-trolador

EVR(Resistorvariable

electrónico)

Silenciamiento

Amplifi-cador

depotencia

Izquierdo

Derecho

Figura 13

Figura 14

En un equipo digital, el audio reproduducido en lasbocinas puede eliminarse con sólo activar lostransistores de silenciamiento (Mute)


momento de conectar el equipo a la red de ali-mentación de 127 VCA. En vista de que el mul-tímetro no alcanza a registrar la presencia deesta señal, es necesario usar osciloscopio o puntalógica. Si no se tienen estos instrumentos y seduda que exista pulso de reinicio, podemos apli-car un reinicio falso con la ayuda de un interrup-tor de dos posiciones (figura 16). Si cuando seaplica el reinicio falso el microcontrolador fun-ciona, hay que verificar el circuito que provee elpulso de reinicio real.

c) Verificación de la señal de reloj.La señal de reloj (XTAL) debe encontrarse en suvalor de frecuencia y voltajes correctos. Si no esasí, el microcontrolador no podrá funcionar co-rrectamente (figura 17).

Low

High

Pulse

Conectar a laterminal de reset

0.5V

Una vez que el equipo es conectado a la línea de 110 VCA, hay que verificar el pulso de reset; si no existe, puede aplicarse un reset falso con la ayuda de un interruptor.

Figura 15

Figura 16

Microcontrolador

XTALOUT

XTALIN

Microcontrolador

XTALOUT

XTALIN

Si no existe la señal de reloj o ésta fuerade frecuencia, el microcontrolador no podrá funcionar

4.19MHz

Figura 17

5V

Microcontrolador

En el caso de un teclado de escalera deresistencias, verifíquese que el voltaje en laterminal del microcontrolador varíe cuando seoprima cada interruptor

Figura 18

En caso de que la señal de reloj no aparecierao estuviese fuera de frecuencia, habría que sus-tituir el cristal de cuarzo y los capacitores aso-ciados. Pero si con esto no se soluciona el pro-blema, lo más probable es que el microcon-trolador no sirve.

d) Comprobaciones.• Una vez verificadas las tres señales anteriores,

confirme que esté encendida la lámpara co-locada detrás del exhibidor (si éste es de cris-tal líquido) o que los filamentos estén alimen-

tados y el voltaje de -30 VCD sea aplicado aldispositivo (si éste es de tubo fluorescente).

• Si hasta aquí todo está correcto, debe revisarseque haya órdenes de entrada; si no existen,el microcontrolador no podrá determinar quéfunción realizar. Con respecto al teclado deescalera de resistencias, asegúrese de que elvoltaje en la terminal de entrada varíe con-forme vayan oprimiéndose las funciones quele corresponden (figura 18). Si el teclado esde exploración, confirme que las terminalesde salida tengan señal y que éstas lleguen al


microcontrolador cuando se opriman las te-clas de función (figura 19).Si se ha comprobado todo lo anterior y el equi-po no enciende, es necesario asegurarse deque haya orden de encendido (POWER ON)en la terminal del microcontrolador. Si exis-te, verifique los transistores switcheados; sino existe, quiere decir que probablemente elmicrocontrolador no funciona y que enton-ces hay que reemplazarlo (figura 20).

• Cuando el equipo no ejecuta una determinadafunción o sólo realiza una de todas las quedispone, hay que revisar el bus de datos queva del microcontrolador al circuito selector defunciones. Si las señales correspondientes

Figura 19

Asegúrese de que cada vez que se oprima unatecla, exista señal tanto en las terminales de salidade exploración como en las entradas.

Figura 20

Compruebe que la señal de encendido lleguecorrectamente al transistor de encendido

Figura 21

Cuando no aparezcan las señales del bus de datosentre el microcontrolador y el selector de funciones,únicamente habrá audio para una sola función.

Figura 22Asegúrese de que los sensores (interruptores)estén perfectamente limpios. Si no lo están, eltocacintas no funcionará correctamente.

Figura 23

Si llegara a faltar alguna de las señales decomunicación microcontrolador /sintonizador yseñales de referencia, no se podría sintonizarninguna estación.

Figura 24Cuando el volumen está fuera de control (porejemplo, no sube ni baja), es preciso verificar el busde datos entre el microcontrolador y el EVR.

aparecen, significa que este circuito se en-cuentra averiado; si no aparecen, quiere de-

cir que es el microcontrolador el que no fun-ciona (figura 21).

Una causa de que, por ejemplo, el tocacintas notrabaje, es que los sensores (interruptores) noestán completamente limpios. Entonces el mi-crocontrolador no recibe las órdenes correspon-dientes, y por eso aquél no puede funcionar co-rrectamente. Pero también hay que verificar queel microcontrolador envíe las órdenes de fun-ción al solenoide y al motor (figura 22).

Cuando un equipo de audio no puede sinto-nizar las estaciones, es preciso revisar las seña-les del microcontrolador hacia el sistema PLL.Igualmente, hay que verificar la señal de voltajede sintonía (VT) y el sistema VCO (figura 23).

Si el problema es la falta de audio, deberevisarse el control de volumen (bus de datoshacia el circuito EVR) y los transistores de mute.En caso de que el volumen fuera incontrolable,habría que verificar las señales de control haciael circuito EVR; así se determinaría si la falla pro-viene de éste o del microcontrolador (figura 24).

Continúa en el próximo número


CIRCUITOS DEPROTECCION EN

TELEVISORES ACOLOR

CIRCUITOS DEPROTECCION EN

TELEVISORES ACOLOR


Entre los diversos avances que sehan incorporado en los

televisores a color –algunos muyobvios para el usuario, como el

control remoto digital, eldespliegue de datos en pantalla y

la sintonía digital, por citaralgunos- está la inclusión de

circuitos y elementos cuyafunción es proteger al propio

aparato o al usuario contrasituaciones potencialmente

peligrosas. En el presente artículomostraremos dos de estos

sistemas especiales: el circuito deprotección contra emisión

excesiva de rayos X y el circuitodetector de barrido vertical.

Antecedentes

Lejos están los tiempos en que las personas con-sideraban peligroso permanecer mucho tiempofrente a un televisor a color. Incluso, en la ac-tualidad encontramos aparatos que emiten ra-diaciones consideradas benéficas para el espec-tador (consulte el artículo sobre televisoresBioVision Samsung, en esta misma revista). Maslo que sí es definitivo, es que el televidente en laactualidad está mucho más protegido de lo quecree; los fabricantes de estos aparatos han in-corporado diversos circuitos que sirven para pre-venir situaciones potencialmente peligrosas, yasea para el espectador o para el televisor mis-mo.

Circuito de protección contra emisiónexcesiva de rayos X

Este es el circuito de protección más conocidopor los técnicos en electrónica, identificado poruna gran variedad de nombres (circuito ABL, cir-

cuito XRP, circuito hold-down, etc.) Mas no im-porta cómo se le denomine, pues su función prin-cipal es detectar el nivel del alto voltaje que seaplica al ánodo del cinescopio dentro de la pan-talla del televisor; así, en caso de que se excedaun cierto límite, se eliminará la oscilación hori-zontal y se suprimirá el alto voltaje para mante-ner al equipo en un estado “suspendido”.

Si el voltaje aplicado al ánodo del cinescopioes excesivamente alto, los electrones que vie-nen desde los cañones electrónicos chocarán confuerza excesiva contra la pantalla de fósforo;estas colisiones a alta velocidad pueden llegar aproducir emisiones de rayos X potencialmentepeligrosas para los espectadores.

El principio de operación de este circuito enrealidad es muy sencillo; a manera de referen-cia, tomaremos como ejemplo un televisor RCAtípico chasis CTC185. En la salida del transfor-mador de alto voltaje (fly-back) se encuentra unapequeña salida que toma muestras de los pul-sos de alta tensión generados por el dispositivo.

Esta muestra se envía hacia un rectificador, unfiltrado y se aplica a la base del transistor Q4901y al cátodo de un diodo zener CR4902. En condi-ciones normales de operación, el diodo perma-nece en estado de no-conducción, mientras eltransistor Q4901 está en corte; esto significa quepor ninguno de ellos circula una corriente signi-ficativa (figura 1).

¿Qué sucede cuando el alto voltaje a la salidadel FBT comienza a aumentar? En ese momen-to, el voltaje que se está aplicando en el cátododel diodo zener comienza a crecer; y si el au-mento en el alto voltaje es excesivo, llegará elpunto en que la tensión aplicada a dicho cátodosobrepase el voltaje de conducción del zener; porlo que a través de él comenzará a circular unacorriente que hace aparecer un voltaje positivoen el emisor de Q4901, con lo que este transis-tor entra en estado de conducción, aplicandoentonces un voltaje positivo en la terminal 24del circuito integrado U1001 (circuito jungla), quepor sí solo maneja el proceso de luminancia,

U1001

APCFlyback IN

AFCFilter

X RAYProtect

BandyGAP

StbyVcc

2325 26

22

C4312100

R4302

R4313

R4312

+7.6VRUN

CR4302

C4307

R4307

R490410K C4903

C4904

R490622K

R4905

10VC4905

1000

CR4902

R4902

R4903

C4902

C4313

R4303

CR4901 R4001TO FBP

E802

7.6V

CR41159.1V

R4102

R4134

C4133

TP4405

+12VSTBY

Q4901X RAYPROTECT

XRP 1 XRP 2J4901

1 2

R490720K

TP4902

Circuito de APC/AFC horizontal y XRP (repetición)

Figura 1


croma, sincronía horizontal y vertical y algunasotras funciones adicionales.

Cuando se cumple esta condición de apare-cer un voltaje en la terminal 24, el circuito U1001desactiva la oscilación horizontal y notifica almicrocontrolador principal la anomalía detecta-da. Como sabemos, el alto voltaje se obtiene pre-cisamente a partir de la oscilación horizontal ydel transformador de alto voltaje; por lo tanto,desactivar esta oscilación sirve como método deprotección para cortar por completo el alto vol-taje dentro del cinescopio y para evitarle al es-pectador una posible exposición excesiva a ra-diaciones de rayos X.

Cuando el microcontrolador recibe la señalde que se ha disparado la protección contra ra-yos X, de inmediato coloca a todo el receptor ensu modo de “apagado”; esto se hace porque re-sulta obvio que, si se ha eliminado la oscilaciónhorizontal, el FBT ya no producirá alto voltaje;la tensión aplicada al cátodo del diodo zener des-aparecerá, y Q4901 retornará a su estado de cor-te, dejando así de aplicarse el voltaje positivo enla terminal de protección contra rayos X deU1001. Entonces, si no se coloca el aparato enmodo apagado, se podría presentar una situa-ción en la que se encendiera y apagara por sísolo de manera rápida y repetida.

Para evitar tal problema, el circuito que inha-bilita la oscilación horizontal de tipo “latch” estáprogramado para que si a los tres intentos devolver a encender el aparato no ha podido eli-minarse la anomalía de un alto voltaje excesivo,todo el aparato entre en modo de apagado; comoresultado, será necesario aplicar un reset paraintentar nuevamente el encendido.

Un método sencillo para determinar si un te-levisor de este tipo está apagado a causa de laacción del circuito XRP, consiste simplemente enoprimir el botón de encendido y escuchar aten-tamente: si se oye que el receptor trata de en-cenderse tres veces y luego queda “muerto” (sepuede notar por los chasquidos del relevador),será signo casi inequívoco de que la protecciónXRP está activada.

También puede medir cuidadosamente el vol-taje en la terminal 24 de U1001, en caso de queal intentar encender el aparato aparezca un vol-

taje positivo; también será señal de la operacióndel circuito XRP.

Una falla aparente

La operación de este circuito suele ser bastanteconfiable. No obstante, para garantizar que siem-pre funcione de forma adecuada, cuando se de-tecte algún problema con la detección de altovoltaje, se recomienda utilizar siempre reempla-zos exactos de las piezas que vaya a cambiar;de esta manera funcionará dentro de sus espe-cificaciones.

Pero existe un caso en que el aparato, apa-rentemente, está fallando en su circuito de pro-tección contra rayos X; sin embargo, el proble-ma se encuentra en otra sección.

Como sabemos, los televisores actuales ya nocuentan con los tradicionales potenciómetrospara realizar ajustes a sus circuitos, mismos quehan sido sustituidos por modernos circuitosdigitales controlados por el microprocesador yuna memoria EEPROM. Hemos encontrado que,en ocasiones, cuando se sale de parámetros elvalor de frecuencia de oscilación horizontal (loque puede suceder si se corrompen o se hacensin cuidado los ajustes de los valores dentro dela EEPROM), el circuito de protección contra ra-yos X actúa y entonces impide el funcionamien-to del televisor.

El problema es que no podemos realizar losajustes de la memoria EEPROM, si no podemosencender el aparato; así que hemos encontradoun pequeño truco para realizar el ajuste en es-tos casos: con mucho cuidado, coloque un puen-te entre la terminal 24 de U1001 y tierra paraque no pueda aparecer el voltaje positivo en di-cha entrada (y por tanto, no pueda actuar el cir-cuito de protección). Esto le permitirá encenderel televisor normalmente, para poder realizar susajustes por medio del control remoto (consulteel número 3 de esta revista) hasta conseguir quela frecuencia de oscilación horizontal se ubiquedentro de los parámetros establecidos. Una vezrealizado esto, apague el televisor, retire el cor-to de la terminal mencionada y tendrá nueva-mente un receptor de TV trabajando sin el me-nor problema.

Figura 2Cabe mencionar que este proceso lo puederealizar únicamente si no hay problema en lafuente de alimentación y en la sección de salidahorizontal. Le recomendamos que verifique entodo momento el consumo de CA del televisor.

Circuito detector de barrido vertical

Quienes lleven algún tiempo en el servicio elec-trónico, tendrán presente la falla más común enlos antiguos televisores: al encenderlo sólo apa-recía en la pantalla una delgada y brillante líneahorizontal en el centro, símbolo inequívoco deque el problema se encontraba en los circuitosde barrido vertical (figura 2). En los televisoresmodernos ya no aparece esta línea horizontal.¿A qué se debe esto?

Los fabricantes de televisores advirtieron quecuando los circuitos de barrido vertical fallabande forma frecuente, muchos usuarios pensabanque se trataba de una falla temporal, y hacíanconstantes intentos encendiendo y apagando elreceptor porque quizá con ello se arreglaba lapantalla.

Sin embargo, debido a que los haces electró-nicos estaban tan concentrados en una porcióntan pequeña de la pantalla, si el usuario dejabael aparato funcionando por mucho tiempo condicho síntoma, el fósforo de esa delgada líneahorizontal se “quemaba”.

Por lo tanto, cuando el usuario llevaba a re-paración el televisor, y ya corregida la falla enbarrido vertical, era común que quedara una lí-nea opaca cruzando todo el centro de la panta-lla.

La única manera de corregir este problema,era cambiando el cinescopio. Pero, obviamente,esta situación no resultaba conveniente; así quelos diseñadores comenzaron a averiguar cómose podría evitar la quema de la parte central dela pantalla.

La solución vino aparejada con la inclusiónde circuitos digitales en los televisores. De he-cho, entre las funciones que ahora considera-mos “estándar” en un televisor, se encuentra eldespliegue de datos en pantalla.

Para conseguir dicho despliegue, el microcon-trolador necesita recibir un par de señales de

referencia que provienen precisamente de lasetapas de barrido horizontal y vertical; y es quecon esa referencia, el sistema de control puededeterminar en dónde debe colocar los caracte-res del despliegue de datos (figura 3).

Pues bien, si ya se tenía una referencia de lasalida vertical que llegaba directamente almicrocontrolador, se podía programar dentro deéste una rutina que, en caso de detectar la exis-tencia de barrido horizontal pero no vertical,colocara al aparato en modo de apagado; elloevitaría la presencia de la línea horizontal en lapantalla y, por consiguiente, el desgaste excesi-vo del fósforo.

Ahora el problema es que ya no resulta tansencillo para el técnico diagnosticar la falla (an-tes podía identificarla a simple vista). Mas la in-novación de este circuito sí ha redundado enmenos problemas con los cinescopios.

Hemos hablado de los dos circuitos de pro-tección que más comúnmente podemos encon-trar en los modernos televisores a color. Y aun-que probablemente no sean los únicos (depen-de del modelo y marca específica), sí son los quepodemos ubicar en casi todos los receptores deTV actuales.


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Figura 3


NUEVAS TENDENCIASEN EL DISEÑO DE

MICROPROCESADORES

NUEVAS TENDENCIASEN EL DISEÑO DE

MICROPROCESADORESLeopoldo Parra Reynada

En pocos aspectos de la tecnologíainformática, ha sido tan dramático el

avance como en losmicroprocesadores. Sabemos que

éstos son el “cerebro” que se encargade realizar todas las operaciones enuna computadora. Simplemente, sitomamos en cuenta que el primer

microprocesador se construyóapenas en 1971, podemos advertir

que en menos de 30 años el grado dedesarrollo obtenido por estos

dispositivos ha rebasado por mucholas expectativas más optimistas. Eneste artículo daremos un vistazo a

las tecnologías que se estánutilizando para mejorar los

microprocesadores, así como losposibles avances que nos tocará ver

en el futuro.

Antecedentes

El concepto de microprocesador resultó suma-mente novedoso en su tiempo; fue el fruto de uncontrato de trabajo mal calculado por parte delos ingenieros de Intel. En 1970, la compañía ja-ponesa Busicom decidió lanzar al mercado docenuevos modelos de calculadoras; para ello, lepidió a Intel que diseñara los circuitos que se-rían la base de aquéllas. Aunque inicialmenteaceptaron el contrato en esos términos (produ-cir doce integrados distintos, uno para cada mo-delo de calculadora), una vez enfrentados a latarea de diseño, los ingenieros de Intel descu-brieron que no sería suficiente el tiempo esta-blecido. Sin embargo, se percataron de que lasinstrucciones básicas de todos ellos eran prácti-camente las mismas; así que decidieron crear unsolo integrado que serviría como “núcleo” de los12 modelos, y las diferencias entre éstos se pro-gramarían a través de una memoria ROM externa.

Este núcleo general, fue el primer microproce-sador de la historia, pero no era propiedad deIntel, pues se había diseñado bajo pedido, y losderechos de explotación del mismo pertenecían

a Busicom. Sin embargo, la suerte favoreció aIntel, ya que poco tiempo después Busicom tuvoserias dificultades financieras; entonces Intel seofreció a comprar los derechos del integrado.

Gracias a este movimiento, en 1971 Intel pudopresentar al mundo el primer microprocesadorde la historia: el i4004 de 2,300 transistores (fi-gura 1), que podía manejar palabras digitales de4 bits de extensión (se calcula que este integra-do tenía una potencia de cálculo semejante a lade la ENIAC, la primera computadora electróni-ca del mundo, construida con base en tubos devacío, ocupando una habitación de considera-bles dimensiones).

Este dispositivo tuvo una aceptación inmedia-ta por parte de los diseñadores electrónicos, per-mitiendo implementar circuitos flexibles y pode-rosos con menos esfuerzo que el necesario paraconseguir la misma solución con compuertaslógicas. Muy pronto Intel desarrolló este integra-do, hasta finalmente presentar el i8008, primermicroprocesador de 8 bits que sin embargo aúntenía serias limitaciones.

No fue sino hasta la aparición del 8080, en1974, cuando los diseñadores tuvieron en susmanos un microprocesador poderoso y econó-mico. Así, éste se convirtió en el núcleo de laprimera generación de microcomputadoras per-sonales.

En 1978, Intel presentó su microprocesador8086, primer dispositivo capaz de manejar pala-bras de 16 bits; esto le confería una potencia decálculo muy superior a todo lo que se tenía dis-ponible. Por esta razón, los diseñadores de IBMeligieron una variante de este circuito como el“cerebro” de su nueva familia de computadoraspersonales: las IBM PC, presentadas al públicoen 1981. Es por ello que la plataforma PC giraalrededor de los microprocesadores de la fami-lia “X86”, ya sea de Intel o de alguna compañíacompetidora.

El grado de avance de los microprocesadoresfue vaticinado con bastante exactitud por GordonE. Moore, cofundador de Intel, quien a finales delos años 60’s afirmó que, de acuerdo con el rit-mo en que progresaban las técnicas de fabrica-ción de estos dispositivos, la cantidad de tran-sistores que se podían colocar en una pastilla desilicio se duplicaría aproximadamente cada 18meses, con lo que se observaría una mejora co-rrelativa en la velocidad y prestaciones del inte-grado. Fue así como se estableció la llamada "Leyde Moore" (aproximadamente cada 18 meses, lacantidad de transistores en un integrado se du-plicará, lo mismo que la potencia del dispositi-vo).

En la actualidad, los microprocesadores máscomplejos que se venden para la plataforma PC

En esta imagen se muestra a la ENIAC, primera calculado-ra electrónica del mundo. Sus dimensiones en metros erande 30 x 3 x 1 de largo, alto y fondo, respectivamente.Pesaba unas 30 toneladas e incluía alrededor de 18 milválvulas de vacío.

El 4004 de Intel, primer microprocesadorfabricado en elmundo

Figura 1


son los K6 de AMD, en cuyo interior se incluyela impresionante cantidad de ¡más de 8 millo-nes de transistores! Si comparamos esta cifra conlos 2,300 del primer microprocesador, veremosque se ha multiplicado por 4,000 la cantidad deelementos que forman el "cerebro" de una com-putadora personal. Sin embargo, las posibilida-des de incrementar aún más la cantidad de dis-positivos en una pastilla de silicio, no parecehaber llegado a su fin; se espera que pronto apa-rezcan dispositivos que rompan con la barrerade los 10 millones de transistores, lo cual obvia-mente se traducirá en una potencia impresio-nante.

El panorama actual

A menos de 20 años de la presentación de laplataforma PC, ésta ha evolucionado a tal gradoque las máquinas actuales difícilmente se lespuede comparar con equipos similares de prin-cipios de los años 80’s. Simplemente, tome encuenta la aparición de los monitores gráficos de

alta resolución, los ambientes gráficos de traba-jo, el dispositivo apuntador, el concepto multi-media, la posibilidad de observar secuencias devideo, películas, escuchar música y el Internet,que nos permite conectarnos con cualquier otracomputadora del mundo.

Pues bien, todos estos avances tienen comobase un aumento desmesurado en la potenciade cálculo de los microprocesadores actuales encomparación con los de 1980. Aunque en reali-dad apenas estamos en la sexta generación dedispositivos, la evolución entre cada una de lasgeneraciones ha sido tan grande que se calculaque una persona que hoy tenga en su escritoriouna computadora con un microprocesador desexta generación, tiene en sus manos una po-tencia de cálculo superior a la de todas las com-putadoras que guiaron a la misión Apollo 11 a laluna.

Los avances en los microprocesadores mo-dernos se deben fundamentalmente a la cerra-da competencia que hay entre las distintas com-pañías productoras de microprocesadores, cada

una de las compite por conquistar una mayorparte de tan fabuloso mercado.

Este factor, ha provocado que la variedad demicroprocesadores que el usuario puede elegiren la actualidad sea mucho mayor a la que tra-dicionalmente existía. Por ejemplo, hasta lasmáquinas de cuarta generación un usuario po-día pedir una computadora con un 486 de 100MHz, y realmente importaba muy poco si el microlo fabricaba Intel, AMD o Cyrix; sin embargo, apartir de la quinta generación de computadoraspersonales la oferta de microprocesadores seamplió considerablemente. A la fecha, cuandonos encontramos inmersos en la sexta genera-ción, las opciones que tiene el usuario son real-mente sorprendentes (tabla 1).

Enseguida haremos una clasificación rápidade microprocesadores, analizando las ofertas de

quienes fabrican estos dispositivos para PC (fi-gura 2).

IntelSin duda alguna, el monstruo de la informáticasigue siendo la punta de lanza en todo el desa-rrollo de la plataforma PC. Esta compañía, quesegún cálculos acapara el 80% del mercado, tie-ne en este momento a disposición del públicocuatro tipos de microprocesadores diferentes:

a) Pentium MMX (velocidades de entre 166 y 233MHz). Realmente no podemos decir que estemicroprocesador sea de sexta generación,sino que es una versión mejorada del Pentiumoriginal (que a su vez es el primer circuito dequinta generación). Actualmente, Intel estádejando de producir estos dispositivos, para

MicroprocesadorPentium II de Intel

Microprocesadores K6de AMS

Microprocesador6x86MX de

Figura 2

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bG4 stib23 46

Tabla 1


dar paso a sus nuevas generaciones de micro-procesadores.

b) Pentium II (velocidades de entre 233 y 450MHz). Este es el microprocesador que Intelestá impulsando con mayor fuerza en el mer-cado computacional. Se trata de un dispositi-vo de sexta generación, que incorpora lascaracterísticas MMX que hicieron tan popu-lar al integrado que acabamos de describir.Las principales características de este dispo-sitivo, son su encapsulado tan voluminoso yel hecho de que dentro de éste ya incluye lamemoria caché L2 (pero no propiamente den-tro del chip, lo cual obliga a esta memoria acorrer a la mitad de la velocidad del núcleodel circuito). Esto significa que el acceso a losdatos se realiza con sorprendente rapidez.

c) Celeron (velocidades de entre 233 y 300 MHz).Este dispositivo es una respuesta de Intel alrápido crecimiento del mercado de las compu-tadoras con valor inferior a los USD $1,000.00(mismas que difícilmente podrían incorporarun costoso Pentium II). Se trata de una ver-sión reducida del Pentium II, a la que se le haeliminado el caché externo incorporado; enconsecuencia, hay que utilizar tarjetas madreque cuenten con caché L2.

d) Pentium II Xeon (velocidades de entre 350 y450 MHz). Es una producción especial de Intel,para las estaciones de trabajo que necesitantoda la potencia de cálculo posible. Su princi-pal característica es que posee una gran can-tidad de memoria caché L2 (típicamente, 1MB), y que ésta corre a la misma velocidadque el núcleo del microprocesador. Por lo tan-to, este circuito es ideal para trabajos de altí-sima complejidad; el único inconveniente esqueda fuera del alcance del público en gene-ral (cuesta más de USD $1,000.00).

Advanced Micro Devices (AMD)Durante muchos años, esta compañía fue unade las principales proveedoras de microprocesa-dores alternativos a Intel; de hecho, un buenporcentaje de las XT’s, 286 y 386 que se vendie-ron en el mundo incluían microprocesadores deAMD. Pero a partir de la cuarta generación decomputadoras, esta compañía decidió diseñar

sus propios microprocesadores y no simplemen-te clonar los de Intel (con lo que ganaba tiempoy evitaba costosos y tardados procesos legales).

En la actualidad, AMD ofrece al público dostipos de microprocesadores:

a) K6. Es el fruto del trabajo conjunto de NextGen(compañía adquirida en años recientes porAMD) y los ingenieros de AMD. Entre sus prin-cipales características, está su alta compleji-dad interna (¡más de 8 millones de transisto-res en cada micro!). Pero gracias a este dise-ño tan particular, se ha demostrado -segúnpruebas realizadas en distintos laboratoriosde evaluación- que un K6 corriendo a “X” MHzcompite favorablemente con un Pentium II dela misma velocidad, pero con la ventaja deun precio considerablemente menor. Este fac-tor ha animado a varios fabricantes de PC’s(Compaq e IBM entre ellos) a producir mode-los soportados por este dispositivo.

b) K6-2. Recientemente, AMD presentó al públi-co su microprocesador K6-2, el cual incorpo-ra la tecnología 3D-Now (3D ahora). Se tratade una serie de instrucciones especiales, quepermiten manejar con mayor velocidad y flui-dez aquellas aplicaciones que utilicen esce-narios renderizados en 3 dimensiones. Enconsecuencia, estamos hablando de un cir-cuito ideal para estaciones de trabajo dondese realice animación o para ejecutar juegosen alta resolución.

CyrixSiempre fue el “caballo negro” entre los mi-croprocesadores de la plataforma PC, porque erauna empresa que prácticamente se dedicaba sóloa diseñar los microprocesadores; la producciónfísica de éstos, quedaba en manos de terceros.Cyrix tiene convenios de fabricación con IBM yThomson, por mencionar a sus más grandes so-cios.

Mas no hace mucho tiempo que Cyrix fue ad-quirida por National Semiconductor, que es unode los gigantes en la producción de circuitos in-tegrados. Así que se espera que la presencia deCyrix en el mercado de las PC’s se incrementeconsiderablemente.

Hoy esta compañía sólo produce dos tipos demicroprocesadores, casi idénticos entre sí, ade-más de un conjunto de integrados muy peculiar:

a) 6X86MX. Se trata de un micro de sexta gene-ración, que incorpora las instrucciones MMXpara el manejo de programas multimedia.Pruebas de desempeño han demostrado queeste circuito, a pesar de correr por dentro avelocidades significativamente más bajas, escapaz de competir con procesadores Pentiumde mayor velocidad; por ejemplo, el 6X86PR233, cuyo desempeño es semejante al deun Pentium MMX de 233 MHz, corre interna-mente a tan sólo 188 MHz. Esta característi-ca, a la que se agrega su bajo precio, lo hanhecho un dispositivo muy popular entre elpúblico conocedor de computadoras.

b) M2. Se trata de una variante un poco másavanzada del 6X86MX, para competir ahoradirectamente con los microprocesadoresPentium II de Intel. Su desempeño es ligera-mente superior al de un 6X86 de la mismavelocidad.

c) MediaGX. En realidad, aquí no hablamos úni-ca y exclusivamente de un microprocesador,sino de todo un conjunto de chips que, al mo-mento de incorporarse a una tarjeta madre,proporciona al fabricante la potencia de uncircuito de quinta generación, además de in-cluir manejo de video directo, tarjeta de soni-do y en general casi todas las prestaciones deuna computadora multimedia moderna. Elbajísimo precio de estos dispositivos, ha per-mitido a ciertos fabricantes tomarlos comobase para diseñar computadoras que cuestanaproximadamente USD $600.Y aunque el MediaGX no es competencia paralos modernos dispositivos de sexta genera-ción, resulta apropiado para necesidadescomputacionales que no requieran demasia-da potencia.

International Devices Technology (IDT)Esta compañía es un "recién llegado" al mundode las PC’s, y sólo produce un tipo de microproce-sador: el C6 WinChip. Este dispositivo tiene undiseño interno prácticamente “espartano”; esto

es, sumamente sencillo para los estándares ac-tuales; pero su bajo precio le permite tratar decompetir en el segmento de las computadorasde menos de 1000 dólares.

A decir verdad, el C6 aún necesita ser bienpulido para realmente convertirse en una alter-nativa para cualquiera de las tres compañías arri-ba señaladas.

Sólo el tiempo dirá si esta empresa sobrevi-ve, o cae en el olvido (como le sucedió a UMC oChips & Tech., compañías que trataron infruc-tuosamente de acceder al tan competido mun-do de los microprocesadores para PC).

Pero si bien la plataforma PC es la más popular(se calcula que más de 8 de cada 10 com-putadoras que se venden en todo el mundo sonde tipo PC), no es la única que se produce. De-mos enseguida un rápido vistazo a losmicroprocesadores que se usan en otras plata-formas de cómputo.

Otros microprocesadores

Sin lugar a dudas, la serie X86 de microprocesa-dores de Intel y los clones de AMD, Cyrix e IDTson los microprocesadores más vendidos en elmundo; pero no son los únicos. También exis-ten microprocesadores que sirven para impul-sar otras plataformas de cómputo, algunos delos cuales incluso son más poderosos que losmás modernos X86. Veamos cuáles son esos dis-positivos.

Power PC de IBM, Apple y MotorolaEste dispositivo es el resultado de un proyectoconjunto de las tres compañías, las cuales bus-caban un reemplazo a la popular línea 68000 deMotorola, base de las plataformas Apple Macin-tosh y Amiga de Commodore. Desde su presen-tación a principios de los 90’s, los microprocesa-dores Power PC, fabricados con tecnología RISC,demostraron un enorme desempeño que supe-raba en ocasiones a dispositivos similares de laserie X86.

Hasta la fecha, estos microprocesadores si-guen siendo el núcleo de las modernas PowerMacintosh. Además, han tenido tres generacio-


nes: el PPC601, el PPC603 y el G3; este últimoalcanza velocidades de 400 MHz, lo cual le per-mite competir paso a paso con los más moder-nos chips de Intel.

SPARC de Sun MicrosystemsEste microprocesador es el núcleo de todas lascomputadoras Sun que se venden en el mundo.

Quizá no le sea muy conocida esta compa-ñía. Se especializa en la instalación de redes demediana y alta complejidad para grandes em-presas, además de ser una de las plataformaspreferidas para los servidores de Internet.

La serie SPARC se caracteriza por su alto des-empeño en operaciones de punto flotante, lo quela hace ideal para estaciones de trabajo dondese lleven a cabo operaciones muy complejas.

DEC Alpha de Digital EquipmentMención especial nos merece este microprocesa-dor, porque hasta la fecha es el de mayor veloci-dad. Tan es así, que ya se están comercializan-do microprocesadores de este tipo que corren ala sorprendente velocidad de 666 MHz; y se es-pera que pronto alcancen la barrera de 1 GHz.

Estos dispositivos se utilizan en las estacio-nes de trabajo de Digital Equipment. Asimismo,constituyen el núcleo alrededor del cual se cons-truyen las famosas super-computadoras Cray.

MIPS de Silicon GraphicsEl mismo nombre de la compañía (Silicon Gra-phics), nos indica la especialización de lascomputadoras que produce.

Prácticamente todas las animaciones comple-jas que vemos en cine o televisión, han sido pro-ducidas en esta plataforma.

Los dinosaurios de Parque Jurásico, casi todala película de Toy Story y algunos de los efectosmás impresionantes de Titanic se los debemosprecisamente a este tipo de microprocesadores.Incluso el mundo de las consolas de juegos seha visto revolucionado por esta compañía, ya queuna variante de sus micros MIPS es la que im-pulsa al Nintendo 64.

PA-RISC de Hewlett-PackardHP es bien conocida en el ámbito de la compu-tación por sus excelentes estaciones de trabajoy super-computadoras.

Precisamente, éstas son impulsadas por losmicroprocesadores PA-RISC diseñados por lapropia compañía.

Tan eficientes han resultado estos dispositi-vos, que Intel se ha asociado con HP para desa-rrollar conjuntamente los microprocesadores deséptima generación para PC’s. Al parecer, vere-mos los resultados a principios del año 2000.

i960 de IntelAunque todo el mundo conoce a Intel por su se-rie X86, esta compañía también produce micro-procesadores con tecnología RISC, que son muyempleados en periféricos de computadora(impresoras, escáners, plotters, etc.).

La serie i960 también puede utilizarse paraconstruir computadoras paralelas masivas, que

compiten ventajosamente en precio y velocidadcon sus equivalentes de otras marcas.

Nuevas tecnologías en la fabricaciónde microprocesadores

Como podrá suponer, el diseño de microprocesa-dores cada vez más complejos y poderosos sehalla estrechamente relacionado con el mejora-miento de diversos pasos en la fabricación deéstos.

Enseguida veremos algunos de los aspectosen que más se ha avanzado para la producciónde dispositivos cada vez más potentes.

a) Reducción del tamaño de lostransistores internos.Como ya mencionamos, un punto fundamentalen el crecimiento del poder de los microprocesa-dores ha sido el aumento casi inconcebible de lacantidad de elementos que pueden contener. Elnúmero de transistores ha pasado de unos cuan-tos miles en los primeros integrados, hasta va-rios millones en los circuitos más modernos. Massorprende que esto no se haya traducido en unenorme tamaño del chip; ello se debe a un factormuy importante: la reducción, en niveles mi-croscópicos, del tamaño de los transistores.

En efecto, los primeros microprocesadoresfueron fabricados con una tecnología tal quecada uno de los transistores medía varias micrasde ancho. Sin embargo, y según se ha avanzadoen las técnicas de foto-reducción y se ha pasadode utilizar una luz blanca a gamas en la bandaultravioleta, el tamaño de los transistores se re-dujo significativamente, al grado que en la ac-tualidad los microprocesadores más modernosse fabrican con tecnología de 0.25 micrones; esdecir, el elemento más pequeño que se puedegrabar en la superficie de la oblea de silicio, tie-ne un tamaño de apenas 0.00025 milímetros (fi-gura 3).

Gracias a esta reducción, de una misma obleade silicio se puede producir un mayor númerode integrados; a la larga, esto redunda en uncosto menor para el público (de hecho, y a pesarde que los microprocesadores actuales son mu-cho más poderosos que sus antecesores de hace

20 años, en nuestros días un micro avanzado desexta generación cuesta aproximadamente lomismo que costaba un 8088 a principios de los80’s).

b) Aumento en la velocidad de proceso.Cuando se comenzó a reducir cada vez más eltamaño de los elementos de los microprocesa-dores, se descubrió que entre menor fuese la dis-tancia recorrida por las señales eléctricas paratransportarse desde un punto a otro del CPU,mayores velocidades podía alcanzar éste sin ex-ponerse a riesgos de daño por causa de sobreca-lentamiento. Por esta razón, hoy podemos ad-quirir como equipo "normal" microprocesadoresque trabajan a más de 200 MHz (recordemos queel primer microprocesador, el i4004, funcionabaa unos cuantos KHz de velocidad, y que inclusoel 8088 de las primeras PC’s apenas corría a 4.7MHz).

Así, las estaciones de trabajo más poderosaspueden incluir dispositivos del orden de los 400MHz para la plataforma PC y de 700 MHz paraotro tipo de microprocesadores (específicamente,la serie Alpha de Digital Equipment es hoy porhoy el campeón de velocidad; pero recientemen-te IBM demostró el funcionamiento de un micro-procesador Power PC que corre a la increíblevelocidad de 1 GHz, y cuya producción masivase espera comience hasta después del año 2000).

Este aumento en la velocidad del dispositivo,se ha traducido en máquinas más rápidas y queejecutan sus programas con mayor velocidad;procesos que antes les tomaban varios minutos,hoy son realizados en algunos segundos (estose aplica sobre todo para la animación en tresdimensiones o el retoque fotográfico).

c) Nuevas técnicas de fabricación.Un aspecto que probablemente puede revolucio-nar el mundo de los microprocesadores, es eldesarrollo de nuevas técnicas para su fabrica-ción. Por ejemplo, un proceso desarrollado porIBM, permite a los diseñadores de circuitos co-locarle al chip las terminales de entrada y salidade datos en cualquier punto de la pastilla de sili-cio, en vez de limitarlos a la periferia (figura 4).Con ello se reduce considerablemente el trayec-

1 µm0.25µ 0.08µ

Area que ocupa un transistor fabricado con

tecnología de 1µm.

Area que ocupa el mismotransistor, fabricado con

tecnología de 0.25 µ.

Area que ocupa el mismo transistor, fabricado con tecnología de 0.08 µ.

Figura 3


to de las señales y, en consecuencia, se incre-menta la velocidad del dispositivo.

Por ahora, este procedimiento sólo es utiliza-do por IBM para la producción de sus Power PCmás veloces. Sin embargo, recientemente tras-cendió que AMD ya había licenciado dicha pa-tente para el desarrollo de sus nuevosmicroprocesadores.

Otro aspecto que al parecer podría incremen-tar enormemente la velocidad de los micropro-cesadores, es la construcción de éstos sobre unabase de cobre que sustituiría a la tradicional dealuminio. Estamos hablando de un factor fun-damental, puesto que el cobre es, por mucho,mejor conductor que el aluminio; así se evita elcalentamiento, se da lugar a un flujo más rápidode señales y se permite una mejor disipación delcalor. Este procedimiento también fue desarro-llado por IBM, y ya se ha presentado en disposi-tivos experimentales que alcanzan velocidadesasombrosas; aunque todavía no se explota co-mercialmente (se cree que este proceso de fa-bricación comenzará a aplicarse en los másmodernos PowerPC, a partir del próximo año).

Finalmente, y a pesar de que el procedimien-to de foto-grabado que suele emplearse para laproducción de microprocesadores parecía estarllegando a su límite; recientemente, investiga-dores de una universidad de Estados Unidos de-mostraron que es posible producir elementos conun tamaño de apenas 0.08 micrómetros; o sea,tres veces más pequeños que los que actualmen-te se usan en los microprocesadores más mo-dernos.

Esta reducción adicional permitirá producirmás chips por oblea de silicio, lo que obviamen-te disminuirá el costo de fabricación y, por ende,que los más modernos microprocesadores seofrezcan al público a un precio muy accesible. Ala vez, se tendrá la oportunidad de alcanzar ve-locidades de proceso sorprendentes (alrededorde 1 GHz sin refrigeración adicional); así, los fu-turos microprocesadores ostentarán la potenciade cálculo que por ahora está reservada exclusi-vamente para las grandes empresas y universi-dades; y todo ello, a un costo que permitirá te-ner una máquina de ese tipo en nuestro escrito-rio.

Conclusiones

Por todo lo anterior, podemos afirmar que segu-ramente los microprocesadores continuarán ex-perimentando un gran desarrollo. En unos cuan-tos años, será realidad tener en nuestro hogaruna potencia de cálculo que hoy todavía estáreservada para costosas estaciones de trabajo(sólo como referencia, la película TRON de WaltDisney, producida en la segunda mitad de los70’s, y que fue la primera cinta en la que se utili-zaron gráficos complejos de computadora sobreescenarios renderizados en tres dimensiones,necesitó toda la potencia de una estación de tra-bajo Cray para conseguir tales animaciones; enla actualidad, un Nintendo 64 produce gráficosmás complejos en tiempo real).

No pasará mucho tiempo, antes de que poda-mos estar interactuando con computadoras cu-yas características y potencial harán que los sis-temas actuales parezcan simples máquinas deescribir.

Proceso defabricación tradicional: todaslas terminalesdel chip seencuentran enla periferia dela pastilla de silicio.

Nuevo proceso de IBM:se pueden colocar puntosde conexión en el interior

de la pastilla de silicio,permitiendo así diseños

más eficientes.

Figura 4

SIMULADOR DEOSCILOSCOPIO

DIGITAL CON DOSCANALES

SIMULADOR DEOSCILOSCOPIO

DIGITAL CON DOSCANALES


En el presente artículo nopretendemos construir un

equipo de instrumentaciónelectrónica compleja, sino dar

las bases necesarias para laconstrucción de un circuito de

interface que permita lagraficación de señales de baja

frecuencia por medio de unacomputadora. La sencillez del

circuito es una de suscualidades, ya que puede ser

expandido tanto como supresupuesto e imaginación lo

permitan.

El algoritmo

La palabra “algoritmo” se refiere, en este caso,al procedimiento de operaciones que se habráde seguir para graficar una señal electrónica enla pantalla de la computadora. Los algoritmosse pueden representar mediante diagramas deflujo que muestran la secuencia en la que se rea-liza un proceso (figura 1).

Para graficar una señal electrónica, es nece-sario acoplarla; para esto, hay que conectarla ala entrada de un circuito. Una vez acoplada, seutilizan las compuertas NOT 74LS14 para elimi-nar las variaciones que en la forma de onda cau-san los efectos de ruido provenientes de los cir-cuitos que procesan a ésta; el propósito es obte-ner una señal que sólo presente dos valores deintensidad: uno alto y uno bajo (figura 2). Estosvalores que adquiere la señal en el tiempo sonleídos por el puerto de la computadora; el con-trol de lectura y graficación en pantalla queda acargo de un programa codificado en lenguajeBasic para DOS.


El circuito de interface

Permite acoplar al puerto de una computadoralas señales digitales que se desea observar. Paraello se requiere de los siguientes materiales:

• Un circuito integrado 74LS14 (inversorséxtuple).

• Un conector DB25 macho.• Una tablilla de circuito impreso de 5 X 5 cm.• Cable tipo telefónico.• Dos caimanes con cable.• Dos puntas tipo multímetro.

También es necesaria una computadora compa-tible con PC; cualquier máquina, incluso una XTque posea un puerto de impresora, es suficientepara realizar el prototipo. La frecuencia demuestreo del dispositivo, quedará determinadapor la propia velocidad del microprocesador desu computadora y por los circuitos de entradadel puerto paralelo; conforme más rápida sea lacomputadora que utilice, mayor será la frecuen-cia de las señales que pueda graficar. Para la eje-cución del programa sólo se requiere de Qbasic,

incluido en la mayoría de las versiones de DOSantes de Windows 95; aunque si dispone toda-vía de Turbo Basic en la versión compilada (EXE),puede obtener resultados sorprendentes.

En esta primera experiencia graficaremosespecíficamente señales de tipo digital. Una se-ñal de tipo digital puede adquirir solamente dosvalores de intensidad:

• Un valor de 0 voltios, considerado como cerológico.

• Un valor de 5 voltios para circuitos de tipo TTL,o de 12 voltios para circuitos de tipo CMOS(que se consideran como uno lógico).

El circuito de interface requiere de dos compuer-tas NOT de tecnología TTL (figura 3). El integra-do que se usará es el 74LS14, que cuenta conseis inversores del tipo disparador Schmitt; és-tos tienen la característica de que a una señalde entrada que se muestra ruidosa, a la salidase obtiene una señal de tipo cuadrada. En la fi-gura 4 se muestra el diagrama del 74LS14, conel que usted puede guiarse para efectuar el alam-brado del circuito.

Las señales que se desea graficar se acoplana la entrada de cada uno de los inversores delcircuito; las salidas de éstos se unen a las termi-nales 3 y 4 del conector DB25, que correspon-den a las terminales D1 y D2 del puerto 888 delpuerto paralelo de la impresora. Este circuito nospermitirá observar sólo dos señales digitales di-ferentes al mismo tiempo en la pantalla.

El alambrado del circuito se puede realizarcon la ayuda de un protoboard, o a través de unatablilla de circuito impreso para prototipo (aque-lla que está perforada en toda su superficie). Perosi desea construir el circuito impreso, la guía parahacerlo se muestra en la figura 5.

La fuente de alimentación

Recuerde que este circuito debe ser alimentadocon una fuente de 5 voltios de corriente directa;si no dispone de una, en la figura 6 se indica lamanera de construirla.

El circuito de la fuente está formado por untransformador-reductor alimentado por el vol-taje de línea con 127 voltios de corriente alter-na, y entrega 6 voltios.

La señal de 6 voltios de corriente alterna esrectificada a través de un puente de diodos P1,los cuales entregan una señal pulsante de 6 vol-tios. El capacitor C1 reduce las variaciones deesta señal, a fin de mantener constante el volta-je de salida del circuito a pesar de las cargasconectadas a él; para esto, se utiliza un regula-dor positivo CI1; con éste, se corrigen al máxi-mo las variaciones de voltaje que se producenen su entrada; a la salida nos entrega un voltajefijo de 5 voltios de corriente directa. Finalmente,para reducir al máximo los posibles ruidos en lacorriente directa de salida, se ha colocado uncapacitor C2.

En las terminales de salida del circuito se hacolocado un led (L1) en serie con una resisten-cia (R1); ésta servirá como indicador de encen-dido del circuito. Entonces, la fuente entregará

Inicio

Fin del proceso

Acoplar la señal al circuitode entrada

la señal se recompone a través delas compuertas NOT

La señal de entrada es leídapor el puerto de la computadora

Se ejecuta el programa para graficar en lapantalla la forma de onda de la señal

Procedimiento general para graficar una señal electrónica

Figura 1Señal digitaldistorsionadapor variacionesexternas

Señal ajustada asólo dos valores

de intensidad

Figura 2

25

1

14

13

2 1

4 3

74LS14

Señal de entradapara el canal 1

Señal de entradapara el canal 2

Circuito de interface para elosciloscopio experimental

Nota: La terminal 7 del 74LS14se conecta al polo negativo de la misma fuente, y la terminal 14 al polo positivo de la misma.

Números de terminalvistos de frente

Conector DB25 Macho

Figura 3

1 2 3 4 5 6 7

891011121314

Descripción de terminales para el circuito integrado 74LS14

VCC(Positivo)

GND(Negativo)

Figura 4

(-)

(+) (-)

(+)A la terminal 4 del conector

A la terminal 3 del conector

Hacia lasterminales de

tierra del conector

Negativo de la fuenteEntrada del canal 2Entrada del canal 1

Positivo de la fuente

Lado componentes Lado soldadura

Figura 5


a la salida 5 voltios de corriente directa regula-dos.

Para construir la fuente de alimentación, senecesita lo siguiente:

T1.- Transformador reductor de 127 a 6v, con500ma de salida

P1.- Puente rectificador de 1 amperC1 y C2.- Capacitor electrolítico de 1000 mfd a

25 voltiosP1.- Regulador positivo 7805 para un amper de

corriente

R1.- Resistor de 220 Ohms a + wattL1.- Led mediano (color a su elección)Tablilla para circuito impresoCable calibre 22Cable dúplex calibre 14Una clavija

El programa

La aplicación de este circuito es servir, exclusi-vamente, de acoplador con la computadora. Lainteligencia se encuentra en el programa, ya que

- +127 VCA

P11 2

CI 1

C1 3 C2 R1

L1

(+)

5 VCD

(-)

Diagrama esquemático de la fuente de alimentación de 5 Volts CD positivos Figura 6

InicioPrepara la pantalla

para graficarLee el puerto 888

y almacena resultado en "a"

Si a= 0

Gráficacero en

ambos canales

Si a=2

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

No

No

NoNo

No

Gráfica uno encanal 1. y cero

en canal 2Si a=4

Gráfica ceroen canal 1 y uno

en canal 2

Es a=6Gráfica uno en canal 1 y uno

en canal 2Ultimo gráfico? Fin de

programa

Diagrama de flujo del programa

Figura 7

rem ************ Inicio del programa *************

screen 2

locate 1,30

print «Graficador Digital»

for x=1 to 640: pset(x,20): next x

for x=1 to 200: pset(100,x+20): next x

locate 5,1

print «Canal 1:»

locate 15,1

print «Canal 2:»

a=0

b=0 *** Si su computadora es muy rápida, otorgue valores a “b” para hacer una pausa ****

rem **** El bucle “y” es el número de muestra que realiza la computadora ****

for y=1 to 20

rem **** El bucle “x” grafica en pantalla una sola muestra de la señal ****

for x=110 to 640

a=inp(888)

if a=0 then

pset (x,39): rem Dibuja cero en el canal 1


end if

if a=2 then

line (x,29)-(x,39): rem Dibuja uno en el canal 1


end if

if a=4 then



end if

Tabla 1

éste es el encargado de procesar la informaciónque llega al puerto paralelo y de graficar unaseñal aproximada.

En la tabla 1 especificamos el programa.Cuando lo capture en su editor (Qbasic), tengamucho cuidado para no modificar las palabras

que aquí se señalan; puesto que muchas de ellasson palabras claves del lenguaje, cualquier cam-bio ocasionaría que su prototipo no funcionaraadecuadamente.

El diagrama de flujo del programa nos permi-te entender cuál es el algoritmo que permite la


graficación de las señales (figura 7). El progra-ma se encarga básicamente de leer la informa-ción que llega al puerto paralelo; cuando lascompuertas NOT se activan, envían un bit conel valor de dos y cuatro en binario. Entonces enel puerto se puede recibir la combinación de es-tos dos valores, para obtener finalmente hastacuatro valores posibles: 0, 2, 4 y 6. Cada valorque se recibe en el puerto tiene un significado(figura 8).

Cuando se recibe un 0, significa que es cerola señal de entrada para los dos canales de en-trada. Por lo tanto, el programa dibujará la líneade cero en ambos canales en el punto en dondese encuentra. Cuando se recibe un 2, significaque es uno la señal de entrada del canal uno (vol-taje presente) y que es cero la señal del canaldos. Por lo tanto, en la pantalla se dibujará un 1en el canal uno, y un 0 en el canal dos.

Cuando se recibe un 4, significa que es cerola señal de entrada para el canal uno, y que es

uno la señal de entrada para el canal dos. Por lotanto, en la pantalla se dibujará un 0 en el canaluno y un 1 en el canal dos. Cuando se recibe un6, significa que las señales de ambos canalesestán en uno. Por lo tanto, en la pantalla se di-bujarán ambas señales como 1.

En la parte final del programa se ha incluidouna rutina que llamamos “de prueba”; por sí sola,no afecta la ejecución del programa; pero si escolocada al principio de éste, permite verificarel estado del puerto paralelo; realiza 3000iteraciones con la lectura del puerto y muestrael resultado de la lectura. Esta sencilla rutina nospermite entonces realizar pruebas, con sólo apli-car las señales del puerto.

Por último, recuerde que las señales aplica-das a las compuertas deberán ser de valores TTL;es decir, 1 se aplica con 5 voltios como máximo,y un 0 puede ser de 0 a 1.5 voltios.

if a=6 then

line (x,29)-(x,39): rem Dibuja uno el canal 1


end if

next x

delay b: rem *** Esta función sólo es válida en Turbo Basic; elimínela si usa Qbasic ****

locate 4,14: print space$(67)




next y

end

rem ************************* Rutina de prueba ************************

for x=1 to 3000

a=inp(888)

locate 2,55: print x;» - «;a;» «

next x

end

Señal recibida en elpuerto

Señalcanal 1

Señalcanal 2

Dibujo en pantallacanales de salida

0 0 0 Canal 1=0Canal 2=0

2 1 0

4 0 1

1 16

Canal 1=1Canal 2=0

Canal 1=0Canal 2=1

Canal 1=1Canal 2=1

Figura 8

ContinuaciónTabla 1


PROXIMO NUMERO

Búsquela con

su distribuidor

habitual

Octubre 1998Ciencia y novedades tecnológicas

Perfil tecnológico• El surgimiento de la TV

Leyes, dispositivos y circuitos• Transistores de efecto de campo

Qué es y cómo funciona• Pantallas planas

Servicio técnico• Electrónica digital en equipos de audio y

video. Segunda de tres partes• Solución de fallas provocadas por las bobinas

de VCO en televisores• Teoría y reparación de fuentes conmutadas

de televisores y videograbadoras Sony.Primera de tres partes

Electrónica y computación• Primeros pasos en la reparación de

computadoras PC

Proyectos y laboratorio• Circuito para regular la potencia de los

cautines

Boletín Técnico-Electrónico• Mecanismos en cámaras de video

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FORM

AS D

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y servicio y Servicio N7-Televisores … · Francisco Orozco Gonz lez Direcci n editorial Lic....

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